JP2011005956A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加締部と外側継手部材の肩部との間で発生する急激なスリップを緩和し、スティックスリップ音の発生を防止すると共に、組立作業性を向上させ、信頼性の向上を図った車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】加締部６の端面が平坦面６ａに形成され、この加締部６と肩部１５との間にキャップ１７が介装され、このキャップ１７が、加締部６と肩部１５によって挟持される円板状の底部１７ａと、この外径部から軸方向に延びる円筒部１７ｂと、この端部から径方向内方に折曲された係止部１７ｃとを備え、この係止部１７ｃの内径が加締部６の外径よりも僅かに小径に設定され、キャップ１７単体の自然状態で、底部１７ａが径方向内方に向けて係止部１７ｃ側に５°±５°の範囲に傾斜するテーパ状に形成されると共に、キャップ１７の外径部に軸方向に延びるスリットが周方向一箇所に形成されて有端リングに形成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動車等の車両の車輪を支持する車輪用軸受装置、詳しくは、車輪用軸受と等速自在継手とを備え、独立懸架式サスペンションに装着された駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車あるいはＲＲ車の後輪、および４ＷＤ車の全輪）を懸架装置に対して回転自在に支持する車輪用軸受装置に関するものである。

自動車等の車両のエンジン動力を車輪に伝達する動力伝達装置は、エンジンから車輪へ動力を伝達すると共に、悪路走行時における車両のバウンドや車両の旋回時に生じる車輪からの径方向や軸方向変位、およびモーメント変位を許容する必要があるため、例えば、エンジン側と駆動車輪側との間に介装されるドライブシャフトの一端が摺動型の等速自在継手を介してディファレンシャルに連結され、他端が固定型の等速自在継手を含む車輪用軸受装置を介して駆動輪に連結されている。

この車輪用軸受装置として従来から種々の構造のものが提案されているが、例えば図１０に示すようなものが知られている。この車輪用軸受装置は、ハブ輪５１の小径段部５１ａの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５２により、ハブ輪５１に対して内輪５３が軸方向に固定されている。

等速自在継手５４の外側継手部材５５は、ハブ輪５１の加締部５２に肩部５６が突き合わされるまで外側継手部材５５のステム部５７がハブ輪５１に内嵌されると共に、外側継手部材５５が所定の締め付けトルクで締結され、ハブ輪５１に着脱自在に結合されている。

加締部５２と外側継手部材５５の肩部５６との間にキャップ５８が介装され、このキャップ５８が耐食性を有する鋼鈑からプレス加工によって形成され、表面粗さがＲａ０．６３以下に設定されると共に、外径部に径方向内方に延び、この内径が加締部５２の外径より僅かに小径に設定された係止部５８ａが一体に形成され、係止部５８ａを弾性変形させることによりキャップ５８が加締部５２に装着されている。これにより、内輪５３と肩部５６の当接面の摩擦係数が減少し、この当接面で急激なスリップによるスティックスリップ音が発生するのを防止することができる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００８−２９６８４１号公報

然しながら、加締部５２は、揺動加締による塑性変形によって形成されているため、旋削等の機械加工に比べ、加締部５２の外径寸法がバラツキ、公差レンジが大きくなるのは必至である。この場合、加締部５２の外径と係止部５８ａの内径との引っ掛かり代が大きくなって、装着時に過大な荷重が必要となって組立性が低下すると共に、キャップ５８が損傷する恐れがあった。逆に、引っ掛かり代が小さくなり過ぎると、装着性は向上するも、装着後にキャップ５８が脱落してしまう恐れがあった。

ここで、キャップ５８の外径部に軸方向に延びるスリットを形成し、係止部５８ａの寸法を厳しく規制することなく容易に弾性変形させることができ、キャップ５８の組立性を向上させることもできるが、外側継手部材５５の肩部５６をキャップ５８に当接させた時、キャップ５８が変形してスリットが開き、変形した状態のまま装着されたり、径方向に芯ズレを起した状態で装着される恐れがあり、組立作業性が低下すると共に、信頼性の面で課題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、加締部と外側継手部材の肩部との間で発生する急激なスリップを緩和し、スティックスリップ音の発生を防止すると共に、組立作業性を向上させ、信頼性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することを目的としている。

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１に記載の発明は、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記ハブ輪に連結された等速自在継手とを備え、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により前記内輪が前記ハブ輪に対して軸方向に固定されると共に、前記等速自在継手の外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、前記ハブ輪にセレーションを介してトルク伝達可能に内嵌されたステム部とを一体に有し、前記肩部が前記加締部と突き合わせ状態で、前記ハブ輪と外側継手部材が軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、前記加締部の端面が平坦面に形成され、この加締部と前記肩部との間にキャップが介装され、このキャップが、前記加締部と肩部によって挟持される円板状の底部と、この底部の外径部から軸方向に延びる円筒部と、この円筒部の端部から径方向内方に折曲された係止部とを備え、この係止部の内径が前記加締部の外径よりも僅かに小径に設定されると共に、当該キャップ単体の自然状態で、前記底部が径方向内方に向けて前記係止部側に漸次傾斜して形成されている。

このように、加締部によって内輪が固定されたハブ輪にセレーションを介して外側継手部材がトルク伝達可能に、かつ軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、加締部の端面が平坦面に形成され、この加締部と肩部との間にキャップが介装され、このキャップが、加締部と肩部によって挟持される円板状の底部と、この底部の外径部から軸方向に延びる円筒部と、この円筒部の端部から径方向内方に折曲された係止部とを備え、この係止部の内径が加締部の外径よりも僅かに小径に設定されると共に、当該キャップ単体の自然状態で、底部が径方向内方に向けて係止部側に漸次傾斜して形成されているので、外側継手部材の肩部が底部に衝合した時、係止部の自由状態での内径が縮径して、加締部の外径に対して係止部の内径に大きな引っ掛かり代を設けなくても、この係止部を僅かに弾性変形させるだけでキャップを加締部に装着することができる。したがって、キャップを加締部にワンタッチで容易に装着することができ、組立工程において作業性を向上させると共に、加締部からキャップが脱落するのを確実に防止することができ、加締部と肩部との間で発生する急激なスリップをこのキャップで緩和し、スティックスリップ音の発生を防止することができる。

また、請求項２に記載の発明のように、前記底部が５°±５°の範囲に傾斜するテーパ状に形成されていれば、加締部の外径に対して係止部の内径の引っ掛かり代が過大となって装着後に係止部が加締部に干渉し、キャップに大きな応力が発生することがない。

また、請求項３に記載の発明のように、前記底部が湾曲面に形成されていれば、外側継手部材の肩部がこの底部に衝合した時に底部がアウター側に反転するように変形し、その結果、係止部の自由状態での内径が縮径し、加締部の外径に対して係止部の内径に大きな引っ掛かり代を設けなくても、この係止部を僅かに弾性変形させるだけでキャップを加締部に容易に装着することができる。

好ましくは、請求項４に記載の発明のように、前記キャップの外径部に軸方向に延びるスリットが形成されていれば、係止部の寸法を厳しく規制することなく容易に弾性変形させることができ、キャップの組立性が向上する。

また、請求項５に記載の発明のように、前記スリットが前記円筒部から係止部に亙って周方向等配に複数形成されていても良い。

また、請求項６に記載の発明のように、前記スリットが周方向一箇所に形成され、当該キャップが有端リングに形成されていても良い。

また、請求項７に記載の発明のように、前記キャップの端面が当該キャップの中心を通る法線方向に対して傾斜して形成されていても良い。また、請求項８に記載の発明のように、前記キャップの端面が互いに係合する凹凸に形成されていても良い。キャップの端面をこうした形状にすることにより、キャップが装着時に変形しても端面同士が径方向に干渉してその変形を抑制することができる。

また、請求項９に記載の発明のように、前記加締部の平坦面の径方向中央部に断面が円弧状をなす環状の凹溝が形成され、この凹溝に係合する環状の突条が前記キャップの底部に形成されていれば、外側継手部材の肩部がキャップの底部に衝合した時、キャップが径方向に位置決めされ、芯ズレを起すことなく安定して加締部に装着することができる。さらに、加締部と肩部との間に予め潤滑剤を塗布することにより、キャップと加締部の平坦面および外側継手部材の肩部との当接面に油膜が形成され、当接面の摩擦エネルギーを緩和し、スティックスリップ音の発生を一層防止することができる。

また、請求項１０に記載の発明のように、前記底部の内径部に前記加締部側に向う折曲部が一体に形成されていれば、外側継手部材の肩部が底部に衝合した時、キャップが径方向に位置決めされ、芯ズレを起すことなく安定して加締部に装着することができる。

また、請求項１１に記載の発明のように、前記キャップが耐食性を有する鋼板からプレス加工によって形成されていれば、低コスト化を図ると共に、長期間に亘って発錆を防止し、耐久性の向上を図ることができる。

また、請求項１２に記載の発明のように、前記キャップの表面に低摩擦皮膜が形成されていれば、一層当接面の摩擦係数が減少し、スティックスリップ音の発生を防止することができると共に、キャップ自体の摩耗を抑制することができる。

また、請求項１３に記載の発明のように、前記キャップが合成樹脂材から射出成形によって形成され、繊維強化材が添加されていれば、耐食性に優れ、強度・剛性が高く、また、量産性に優れ、低コスト化を図ることができると共に、キャップ自体の摩耗を抑制することができ、スティックスリップ音の発生を防止することができる。

また、請求項１４に記載の発明のように、前記キャップの表面に微小な凹凸が形成されると共に、前記加締部と肩部との間に予め潤滑剤が塗布されていれば、キャップと加締部の平坦面および外側継手部材の肩部との当接面に油膜が形成されて摩擦エネルギーが緩和され、スティックスリップ音の発生を一層防止することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記ハブ輪に連結された等速自在継手とを備え、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により前記内輪が前記ハブ輪に対して軸方向に固定されると共に、前記等速自在継手の外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、前記ハブ輪にセレーションを介してトルク伝達可能に内嵌されたステム部とを一体に有し、前記肩部が前記加締部と突き合わせ状態で、前記ハブ輪と外側継手部材が軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、前記加締部の端面が平坦面に形成され、この加締部と前記肩部との間にキャップが介装され、このキャップが、前記加締部と肩部によって挟持される円板状の底部と、この底部の外径部から軸方向に延びる円筒部と、この円筒部の端部から径方向内方に折曲された係止部とを備え、この係止部の内径が前記加締部の外径よりも僅かに小径に設定されると共に、当該キャップ単体の自然状態で、前記底部が径方向内方に向けて前記係止部側に漸次傾斜して形成されているので、外側継手部材の肩部が底部に衝合した時、係止部の自由状態での内径が縮径して、加締部の外径に対して係止部の内径に大きな引っ掛かり代を設けなくても、この係止部を僅かに弾性変形させるだけでキャップを加締部に装着することができる。したがって、キャップを加締部にワンタッチで容易に装着することができ、組立工程において作業性を向上させると共に、加締部からキャップが脱落するのを確実に防止することができ、加締部と肩部との間で発生する急激なスリップをこのキャップで緩和し、スティックスリップ音の発生を防止することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。 図１の要部拡大図である。 （ａ）は、外側継手部材を結合する前の状態を示す要部拡大図、（ｂ）は、キャップ単体の自由状態を示す断面図である。 （ａ）は、キャップ単体を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）の断面図である。 （ａ）は、図４のキャップの変形例を示す正面図、（ｂ）〜（ｅ）は、他の変形例を示す要部拡大図である。 （ａ）は、図３（ａ）の変形例を示す要部拡大図、（ｂ）は、他の変形例を示す要部拡大図である。 他の変形例を示す要部拡大図である。 （ａ）は、他の変形例を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）の側面図である。 （ａ）は、図８のＩＸ−Ｏ−ＩＸ線に沿ったキャップ単体の自由状態を示す断面図、（ｂ）は、装着後のキャップ単体を示す断面図である。 従来のキャップの装着状態を示す要部拡大図である。

外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面の一方に対向する内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記ハブ輪に連結された等速自在継手とを備え、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により前記内輪が前記ハブ輪に対して軸方向に固定されると共に、前記等速自在継手の外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、前記ハブ輪にセレーションを介してトルク伝達可能に内嵌されたステム部とを一体に有し、前記肩部が前記加締部と突き合わせ状態で、前記ハブ輪と外側継手部材が軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、前記加締部の端面が平坦面に形成され、この加締部と前記肩部との間にキャップが介装され、このキャップが、前記加締部と肩部によって挟持される円板状の底部と、この底部の外径部から軸方向に延びる円筒部と、この円筒部の端部から径方向内方に折曲された係止部とを備え、この係止部の内径が前記加締部の外径よりも僅かに小径に設定され、当該キャップ単体の自然状態で、前記底部が径方向内方に向けて前記係止部側に５°±５°の範囲に傾斜するテーパ状に形成されると共に、前記キャップの外径部に軸方向に延びるスリットが周方向一箇所に形成され、当該キャップが有端リングに形成されている。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の要部拡大図、図３（ａ）は、外側継手部材を結合する前の状態を示す要部拡大図、（ｂ）は、キャップ単体の自由状態を示す断面図、図４（ａ）は、キャップ単体を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）の断面図、図５（ａ）は、図４のキャップの変形例を示す正面図、（ｂ）〜（ｅ）は、他の変形例を示す要部拡大図、図６（ａ）は、図３（ａ）の変形例を示す要部拡大図、（ｂ）は、他の変形例を示す要部拡大図、図７は、他の変形例を示す要部拡大図、図８（ａ）は、他の変形例を示す正面図、（ｂ）は、（ａ）の側面図、図９（ａ）は、図８のＩＸ−Ｏ−ＩＸ線に沿ったキャップ単体の自由状態を示す断面図、（ｂ）は、装着後のキャップ単体を示す断面図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側（図１の左側）、中央寄り側をインナー側（図１の右側）という。

この車輪用軸受装置は駆動輪用の第３世代と呼称され、内方部材１と外方部材１０、および両部材１、１０間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）８、８とを備え、等速自在継手１３が着脱自在に結合されている。内方部材１は、ハブ輪２と、このハブ輪２に圧入された内輪３とからなる。

ハブ輪２は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ４を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部２ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）２ｃが形成されている。車輪取付フランジ４の円周等配位置には車輪を取り付けるハブボルト５が植設されている。

ハブ輪２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面２ａをはじめ、後述するアウター側のシール１１が摺接するシールランド部となる基部７から小径段部２ｂに亙り高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。そして、外周に他方（インナー側）の内側転走面３ａが形成された内輪３がハブ輪２の小径段部２ｂに所定のシメシロを介して圧入され、小径段部２ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部６によって内輪３が軸方向に固定されている。この加締部６の端面は所望の平坦面６ａに形成され、後述するキャップ１７との密着性を高め、軸力によって加締部６に加えられる面圧を小さくすることができると共に、加締部６の塑性変形と長期間に亘って摩耗を防止することができる。また、内輪３および転動体８はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

外方部材１０は、外周に車体（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ１０ｂを一体に有し、内周に前記内方部材１の内側転走面２ａ、３ａに対向する複列の外側転走面１０ａ、１０ａが一体に形成されている。外方部材１０はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面１０ａ、１０ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。そして、それぞれの転走面１０ａ、２ａと１０ａ、３ａ間に複列の転動体８、８が保持器９、９を介して転動自在に収容されている。また、外方部材１０と内方部材１との間に形成される環状空間の開口部にはシール１１、１２が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩を防止すると共に、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。

なお、本実施形態では、転動体８にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず、例えば、転動体８に円すいころを用いた複列の円すいころ軸受であっても良い。また、ここでは、ハブ輪２の外周に一方の内側転走面２ａが直接形成された第３世代構造を例示したが、図示はしないが、ハブ輪の小径段部に一対の内輪が圧入された、所謂第１世代または第２世代構造であっても良い。

等速自在継手１３は、外側継手部材１４と、図示はしないが継手内輪とケージおよびトルク伝達ボールを備えている。外側継手部材１４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、カップ状のマウス部（図示せず）と、このマウス部の底部をなす肩部１５と、この肩部１５から軸方向に延びるステム部１６を一体に有している。ステム部１６は、外周にハブ輪２のセレーション２ｃに係合するセレーション（またはスプライン）１６ａと、このセレーション１６ａの端部に雄ねじ１６ｂが形成されている。外側継手部材１４のステム部１６は、後述するキャップ１７を介して肩部１５が加締部６に衝合するまでハブ輪２に嵌挿され、加締部６と肩部１５とが突き合わせ状態で、雄ねじ１６ｂに固定ナット１８が所定の締付トルクで締結され、ハブ輪２と外側継手部材１４が軸方向に着脱自在に結合されている。

ここで、加締部６にキャップ１７が装着されている。このキャップ１７は、耐食性を有する鋼板、例えば、防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系）やオーステナイト系ステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系）、フェライト系のステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系）等をプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成されている。

キャップ１７は、図２に拡大して示すように、加締部６と肩部１５によって挟持される円板状の底部１７ａと、この底部１７ａの外径部から軸方向に延びる円筒部１７ｂと、この円筒部１７ｂの端部から径方向内方に折曲された係止部１７ｃとを備えている。この係止部１７ｃの内径φＤは加締部６の外径φｄよりも僅かに小径（φＤ＜φｄ）に設定されると共に、図３（ａ）に示すように、底部１７ａが、径方向内方に向けて係止部１７ｃ側に所定の傾斜角θだけ傾斜するテーパ状に形成されている。これにより、（ｂ）に一点鎖線で示すように、図示しない外側継手部材の肩部がこの底部１７ａに衝合した時、係止部１７ｃの自由状態での内径φＤ０が縮径してφＤとなり（φＤ＜φＤ０＜φｄ）、加締部６の外径φｄに対して係止部１７ｃの内径φＤ０に大きな引っ掛かり代を設けなくても、この係止部１７ｃを僅かに弾性変形させるだけでキャップ１７を加締部６に装着することができる。したがって、キャップ１７を加締部６にワンタッチで容易に装着することができ、組立工程において作業性を向上させると共に、加締部６からキャップ１７が脱落するのを確実に防止することができ、加締部６と肩部１５との間で発生する急激なスリップをこのキャップ１７で緩和し、スティックスリップ音の発生を防止することができる。

なお、傾斜角θは５°±５°に設定されている。ここで、傾斜角θが１０°を超えると、加締部６の外径に対して係止部１７ｃの内径の引っ掛かり代が過大となって装着後に係止部１７ｃが加締部６に干渉し、キャップ１７に大きな応力が発生する恐れがあると共に、後述するキャップを合成樹脂で射出成形する際、係止部の金型が無理抜きできなくなる恐れがある。

さらに、本実施形態では、図４（ａ）に示すように、キャップ１７の周方向一箇所に軸方向に延びるスリット１７ｄが形成され、キャップ１７が有端リングに形成されている。これにより、キャップ１７の装着性が増し、作業性が向上すると共に、外側継手部材の肩部がこの底部１７ａに衝合した時、キャップ１７の係止部１７ｃが縮径し、この縮径に伴ってスリット１７ｄが狭まり、係止部１７ｃの内径寸法を厳しく規制することなく加締部６からキャップ１７が脱落するのを確実に防止することができる。

なお、キャップ１７のスリット１７ｄの形状は、これ以外に、図５（ａ）〜（ｅ）に示す形状を例示することができる。（ａ）に示すスリット１９ａは、キャップ１９の中心を通る法線方向に対して傾斜して形成されている。（ｂ）に示すスリット２０は、互いの端面が段付き形状に形成されたＺ状に形成されている。（ｃ）に示すスリット２１は、互いの端面が凹凸の曲面からなる円弧状に形成されている。（ｄ）に示すスリット２２は、互いの端面が凹凸の折曲面からなるくの字状に形成されている。（ｅ）に示すスリット２３は、互いの端面が凹凸の折曲面からなるクランク状に形成されている。こうした形状により、キャップが装着時に変形しても端面同士が径方向に干渉してその変形を抑制することができる。

図６に示すキャップは前述したキャップの変形例で、（ａ）に示すキャップ２４は、防錆処理された冷間圧延鋼鈑やオーステナイト系ステンレス鋼鈑、フェライト系のステンレス鋼鈑等をプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、円板状の底部２４ａと、この底部２４ａの外径部から軸方向に延びる円筒部２４ｂと、この円筒部２４ｂの端部から径方向内方に折曲された係止部２４ｃとを備えている。そして、加締部６’の平坦面６ａ’の径方向中央部に断面が円弧状をなす環状の凹溝２５が形成され、この凹溝２５に係合する環状の突条２６がキャップ２４の底部２４ａに形成されている。

これにより、外側継手部材１４の肩部１５がこの底部２４ａに衝合した時、キャップ２４が径方向に位置決めされ、芯ズレを起すことなく安定して加締部６’に装着されると共に、キャップ２４と加締部６’の平坦面６ａ’および外側継手部材１４の肩部１５との当接面に予め塗布されたグリース等の油膜が形成され、当接面の摩擦エネルギーを緩和し、スティックスリップ音の発生を一層防止することができる。

（ｂ）に示すキャップ２７は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の特殊エーテル系合成樹脂材から射出成形によって形成され、さらにＧＦ（ガラスファイバー）等の強化材が３０〜５０ｗｔ％添加されている。これにより、耐食性に優れ、強度・剛性が高く、また、量産性に優れ、低コスト化を図ることができると共に、キャップ２７自体の摩耗を抑制することができ、スティックスリップ音の発生を防止することができる。なお、キャップ２７は前述した材質以外にＰＡ（ポリアミド）６６、ＰＡ６・１２、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の射出成形可能な合成樹脂、あるいは、環境負荷を軽減できるポリ乳酸等をベースにした植物性樹脂、所謂生分解樹脂を例示することができる。また、繊維状強化材としては、ＧＦに限らず、ＣＦ（炭素繊維）やアラミド繊維、ホウ素繊維等を例示することができる。

本実施形態では、キャップ２７は、前述した鋼鈑製のキャップ２４と同様、円板状の底部２７ａと、この底部２７ａの外径部から軸方向に延びる円筒部２７ｂと、この円筒部２７ｂの端部から径方向内方に折曲された係止部２７ｃとを備えている。そして、加締部６’の平坦面６ａ’に形成された環状の凹溝２５に係合する環状の突条２８がキャップ２７の底部２７ａに形成されている。

図７に示すキャップ２９は前述したキャップの変形例で、防錆処理された冷間圧延鋼鈑やオーステナイト系ステンレス鋼鈑、フェライト系のステンレス鋼鈑等をプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、円板状の底部２９ａと、この底部２９ａの外径部から軸方向に延びる円筒部１７ｂと、この円筒部１７ｂの端部から径方向内方に折曲された係止部１７ｃとを備えている。そして、底部２９ａの内径部に加締部６側に向う折曲部３０が一体に形成されている。これにより、外側継手部材１４の肩部１５がこの底部２９ａに衝合した時、キャップ２９が径方向に位置決めされ、芯ズレを起すことなく安定して加締部６に装着することができる。

図８に示すキャップ３１は前述したキャップの変形例で、防錆処理された冷間圧延鋼鈑やオーステナイト系ステンレス鋼鈑、フェライト系のステンレス鋼鈑等をプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、円板状の底部３１ａと、この底部３１ａの外径部から軸方向に延びる円筒部３１ｂと、この円筒部３１ｂの端部から径方向内方に折曲された係止部３１ｃとを備えている。そして、円筒部３１ｂから係止部３１ｃに亙って軸方向に延びるスリット３２が周方向等配に複数形成されている。

このキャップ３１は、図９（ａ）に示すように、底部１７ａが、径方向内方に向けて係止部１７ｃ側に漸次傾斜する湾曲面に形成されている。これにより、（ｂ）に示すように、図示しない外側継手部材の肩部がこの底部３１ａに衝合した時に底部３１ａがアウター側に反転するように変形し、その結果、係止部３１ｃの自由状態での内径φＤ２が縮径してφＤ１となり（φＤ１＜φＤ２＜φｄ）、加締部６の外径φｄに対して係止部３１ｃの内径φＤ２に大きな引っ掛かり代を設けなくても、この係止部３１ｃを僅かに弾性変形させるだけでキャップ３１を加締部６に容易に装着することができる。

また、キャップ３１の表面に低摩擦皮膜が形成されていても良い。これにより、一層当接面の摩擦係数が減少し、スティックスリップ音の発生を防止することができる。この低摩擦皮膜は、母材表層部を熱で溶融し、二硫化モリブデンまたはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン樹脂）等からなる潤滑材粉体を表層から数μｍ程度まで取り入れ再結晶させて拡散浸透させて形成されるようにすれば、キャップ３１自体の摩耗を抑制することができると共に、表面が摩耗しても彫りこみ現象によって低摩擦皮膜がなくなることはなく、長期間に亘って低摩擦皮膜を確保することができる。

また、キャップ３１の表面に微小な凹凸が形成されていても良い。これにより、当接面の摩擦係数が減少し、スティックスリップ音の発生を防止することができる。この凹凸は、ショットブラスト等によって形成することができる。なお、キャップが合成樹脂を射出成形により形成される場合は、成形金型の表面粗さを調整することにより形成することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪と内輪からなる内方部材と等速自在継手とを備え、内方部材と等速自在継手の外側継手部材とが突き合わせ状態で分離可能に締結された第１乃至第３世代構造の車輪用軸受装置に適用できる。

１ 内方部材
２ ハブ輪
２ａ、３ａ 内側転走面
２ｂ 小径段部
２ｃ、１６ａ セレーション
３ 内輪
４ 車輪取付フランジ
５ ハブボルト
６、６’ 加締部
６ａ、６ａ’ 平坦面
７ 基部
８ 転動体
９ 保持器
１０ 外方部材
１０ａ 外側転走面
１０ｂ 車体取付フランジ
１１、１２ シール
１３ 等速自在継手
１４ 外側継手部材
１５ 肩部
１６ ステム部
１６ｂ 雄ねじ
１７、１９、２４、２７、２９、３１ キャップ
１７ａ、２４ａ、２７ａ、２９ａ、３１ａ 底部
１７ｂ、２４ｂ、２７ｂ、３１ｂ 円筒部
１７ｃ、２４ｃ、２７ｃ、３１ｃ 係止部
１７ｄ、１９ａ、２０、２１、２２、２３、３２ スリット
１８ 固定ナット
２５ 凹溝
２６、２８ 突条
３０ 折曲部
５１ ハブ輪
５１ａ 小径段部
５２ 加締部
５３ 内輪
５４ 等速自在継手
５５ 外側継手部材
５６ 肩部
５７ ステム部
５８ キャップ
５８ａ 係止部
ｄ 加締部の外径
Ｄ、Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２ キャップの係止部の内径
θ キャップの底部の傾斜角

Claims (14)

1. 内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
   一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
   この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、
   前記ハブ輪に連結された等速自在継手とを備え、
   前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により前記内輪が前記ハブ輪に対して軸方向に固定されると共に、
   前記等速自在継手の外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、前記ハブ輪にセレーションを介してトルク伝達可能に内嵌されたステム部とを一体に有し、前記肩部が前記加締部と突き合わせ状態で、前記ハブ輪と外側継手部材が軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、
   前記加締部の端面が平坦面に形成され、この加締部と前記肩部との間にキャップが介装され、このキャップが、前記加締部と肩部によって挟持される円板状の底部と、この底部の外径部から軸方向に延びる円筒部と、この円筒部の端部から径方向内方に折曲された係止部とを備え、この係止部の内径が前記加締部の外径よりも僅かに小径に設定されると共に、当該キャップ単体の自然状態で、前記底部が径方向内方に向けて前記係止部側に漸次傾斜して形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記底部が５°±５°の範囲に傾斜するテーパ状に形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記底部が湾曲面に形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記キャップの外径部に軸方向に延びるスリットが形成されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
5. 前記スリットが前記円筒部から係止部に亙って周方向等配に複数形成されている請求項４に記載の車輪用軸受装置。
6. 前記スリットが周方向一箇所に形成され、当該キャップが有端リングに形成されている請求項４に記載の車輪用軸受装置。
7. 前記キャップの端面が当該キャップの中心を通る法線方向に対して傾斜して形成されている請求項６に記載の車輪用軸受装置。
8. 前記キャップの端面が互いに係合する凹凸に形成されている請求項６に記載の車輪用軸受装置。
9. 前記加締部の平坦面の径方向中央部に断面が円弧状をなす環状の凹溝が形成され、この凹溝に係合する環状の突条が前記キャップの底部に形成されている請求項１乃至８いずれかに記載の車輪用軸受装置。
10. 前記底部の内径部に前記加締部側に向う折曲部が一体に形成されている請求項１乃至８いずれかに記載の車輪用軸受装置。
11. 前記キャップが耐食性を有する鋼板からプレス加工によって形成されている請求項１乃至１０いずれかに記載の車輪用軸受装置。
12. 前記キャップの表面に低摩擦皮膜が形成されている請求項１１に記載の車輪用軸受装置。
13. 前記キャップが合成樹脂材から射出成形によって形成され、繊維強化材が添加されている請求項１乃至１０いずれかに記載の車輪用軸受装置。
14. 前記キャップの表面に微小な凹凸が形成されると共に、前記加締部と肩部との間に予め潤滑剤が塗布されている請求項１乃至１３いずれかに記載の車輪用軸受装置。

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