JP2011042182A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シールの摺接面およびその近傍の発錆を抑え、密封性能の向上を図った車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外周に車体取付フランジ２ｂを有し、内周に複列の外側転走面２ａが形成された外方部材２と、一端部に車輪取付フランジを有し、外周に内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる小径段部４ｂが形成されたハブ輪４、および小径段部４ｂに嵌合され、外周に内側転走面５ａが形成された内輪５からなる内方部材１と、両部材間に転動自在に収容された複列の転動体３と、両部材間に形成される環状空間の開口部に装着されたシール９、１０とを備えた車輪用軸受装置において、ハブ輪４のアウター側の端部にすり鉢状の凹所１３が形成されると共に、この凹所１３の底部に防食部材１４が固定され、この防食部材１４が、ハブ輪４の素材金属よりもイオン化傾向の大きい低電位金属から形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、密封性能の向上を図った車輪用軸受装置に関するものである。

従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を複列の転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。また、車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第１世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第２世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第３世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第４世代構造とに大別されている。

これらの車輪用軸受装置は泥水等がかかり易い部位に配置されるため、密封装置が装着されて外方部材と内方部材との間を密封するように構成されている。ここで、市場回収品の軸受損傷状況を検証すると、剥離等から来る本来の軸受寿命よりも、密封装置の不具合による損傷が多くを占めている。したがって、密封装置の密封性と耐久性を高めることにより、軸受寿命の向上を確実に図ることができる。一般的に、密封装置は、シールリップを備えたシール部材が固定側部材となる外方部材に装着され、シールリップが内方部材の外周面に摺接されている。

従来から、密封性を高めた車輪用軸受装置に関しては種々提案されているが、こうしたものの代表的な一例を図１０に示す。この車輪用軸受装置は、内方部材５１と外方部材５２と複列の転動体ボール５３、５３とを備えている。内方部材５１は、ハブ輪５４と別体の内輪５５とからなる。

ハブ輪５４は、一端部に車輪取付フランジ５６を一体に有し、外周に内側転走面５４ａと、この内側転走面５４ａから軸方向に延びる小径段部５４ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション５４ｃが形成されている。車輪取付フランジ５６の周方向等配にはハブボルト５６ａが植設され、車輪（図示せず）が取り付けられている。内輪５５は、外周に内側転走面５５ａが形成され、ハブ輪５４の小径段部５４ｂに圧入固定されている。

外方部材５２は、外周に車体取付フランジ５２ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５２ａ、５２ａが形成されている。この外方部材５２は、ナックル５７に内嵌されると共に、固定ボルト５８を介して取り付けられている。外方部材５２と内方部材５１の両転走面間には複列のボール５３、５３が保持器５９を介して転動自在に収容されている。

車輪用軸受装置は、等速自在継手６０を構成する外側継手部材６１の肩部６２に内輪５５が衝合した状態で固定ナット６３によって所定の軸力で固定されている。外側継手部材６１は、肩部６２から軸方向に延びるステム部６４が一体に形成され、このステム部６４の外周には、ハブ輪５４のセレーション５４ｃに係合するセレーション６４ａとねじ部６４ｂが形成されている。そして、このねじ部６４ｂに固定ナット６３が所定の締付トルクで締結され、ハブ輪５４と外側継手部材６１が着脱可能に連結されると共に、エンジンからのトルクが図示しないドライブシャフトおよび等速自在継手６０、およびこのステム部６４のセレーション６４ａを介してハブ輪５４に伝達される。

外方部材５２の両端部内周面と、内輪５５の内端部外周面およびハブ輪５４の中間部外周面との間には、それぞれ密封装置６５、６６が設けられ、内部空間６７の両端開口部を塞いでいる。これら両密封装置６５、６６のうち、内部空間６７の内端開口部を塞ぐ密封装置６５は、図１１（ａ）に示すように、芯金６８と、スリンガ６９と、シール材７０とからなるパックシールで構成されている。このうち芯金６８は、外方部材５２の端部内周面に内嵌固定自在な外径側円筒部６８ａと、この外径側円筒部６８ａの軸方向外端縁から直径方向内方に折れ曲がった外側円輪部６８ｂとを備えた、断面Ｌ字形で全体を円環状としている。

スリンガ６９は、内輪５５の端部外周面に外嵌固定自在な内径側円筒部６９ａと、この内径側円筒部６９ａの軸方向内端縁から直径方向外方に折れ曲がった内側円輪部６９ｂとを備えた、断面Ｌ字形で全体を円環状としている。

また、シール材７０は、エラストマー等の弾性材からなり、３本のシールリップ７０ａ、７０ｂ、７０ｃを備え、芯金６８にその基端部が結合固定されている。そして、サイドリップと呼ばれるシールリップ７０ａの先端縁がスリンガ６９を構成する内側円輪部６９ｂの外側面に全周に亙って摺接され、残り２本のシールリップ７０ｂ、７０ｃの先端縁がスリンガ６９を構成する内径側円筒部６９ａの外周面に全周に亙って摺接されている。

一方、内部空間６７の外端側開口部を塞ぐ密封装置６６は、図１１（ｂ）に示すように、芯金７１とシール材７２とからなる。シール材７２は、エラストマー等の弾性材からなり、３本のシールリップ７２ａ、７２ｂ、７２ｃを備え、芯金７１にその基端部が結合固定されている。そして、サイドリップと呼ばれるシールリップ７２ａの先端縁が車輪取付フランジ５６の基端部内側面とハブ輪５４の中間部外周面との連続部乃至この中間部外周面に全周に亙って摺接されている。

ここで、図１１（ａ）に点線（破線）で示すように、密封装置６５において、シールリップ７０ａ、７０ｂ、７０ｃが摺接するスリンガ６９の金属表面に、耐食性や防食性のある亜鉛メッキ等からなる表面処理が施され、かつ密封装置６５が装着される近傍（例えば、外方部材５２や内輪５５等）の金属表面にも、耐食性や防食性のある亜鉛メッキ等からなる表面処理が延設されている。

また、図１１（ｂ）に点線（破線）で示すように、密封装置６６において、シールリップ７２ａ、７２ｂ、７２ｃが摺接する車輪取付フランジ５６やハブ輪５４の中間部外周面の金属表面に、耐食性や防食性のある亜鉛メッキ等からなる表面処理が施され、かつ密封装置６６が装着される近傍（例えば、外方部材５２やハブ輪５４等）の金属表面にも、耐食性や防食性のある亜鉛メッキ等からなる表面処理が延設されている。

これにより、泥、砂、泥水や、融雪剤や海水等の塩分を含んだ水に曝されてもシールリップが摺接する金属表面が錆びないため、シールリップをその錆によって摩耗させたり、シールリップと摺接面の間に隙間を発生させたりして密封性を低下させることがない。また、密封装置が装着されている部分に錆が発生しないため、密封装置を固定している嵌合面に微小な隙間が生じて軸受内部に泥水や水等が浸入することがない。さらに、脱落する錆の小片が発生しないため、錆の小片が密封装置のシールリップと摺接面である金属表面の間に噛み込まれ、シールリップおよび金属表面を極度に摩耗させることがない（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−３２５８６８号公報

然しながら、こうした従来の車輪用軸受装置では、シールリップが摺接する金属表面に耐食性や防食性のある表面処理が施されているので、摺接面の発錆を防止して密封性を向上させることができるが、メッキや塗装からなる表面処理をシールリップが摺接する金属表面に施すことによって摺接面の精度が劣化し、反って密封性が低下する恐れがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、シールの摺接面およびその近傍の発錆を抑え、密封性能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嵌合された少なくとも一つの内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、外周に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間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記内方部材と外方部材の少なくとも一方に防食部材が固定され、この防食部材が、当該防食部材が固定される部材の素材金属よりもイオン化傾向の大きい低電位金属から形成されている。

このように、車輪を回転自在に支承する第１乃至第４世代構造の車輪用軸受装置において、内方部材と外方部材の少なくとも一方に防食部材が固定され、この防食部材が、当該防食部材が固定される部材の素材金属よりもイオン化傾向の大きい低電位金属から形成されているので、シールの摺接部およびその近傍をはじめ内方部材や外方部材が発錆するのを抑制することができ、密封性能と耐久性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

また、請求項２に記載の発明のように、前記シールの近傍に前記防食部材が固定されていれば、シールの摺接部およびその近傍が発錆するのを抑制することができ、密封性能の向上を図ることができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記ハブ輪が、外周に一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されると共に、当該ハブ輪のアウター側の端部に凹所が形成され、この凹所の底部に前記防食部材が固定されていても良いし、また、請求項４に記載の発明のように、前記ハブ輪の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って前記内輪が軸方向に固定されると共に、当該加締部の中心部に凹所が形成され、この凹所の底部に前記防食部材が固定されていても良い。これにより、ハブ輪に防食部材が固定されていてもハブ輪の回転バランスを崩さず、安定した回転精度を得ることができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記ハブ輪の中心部に貫通孔が形成されていれば、内方部材の回転バランスを崩さず、貫通孔を閉塞して外部から泥水等の異物の侵入を防止することができると共に、貫通孔によってハブ輪の軽量化と共に、運転中の放熱効果を高め、強度・剛性を損なうことなく軸受寿命を向上させることができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記シールのうちインナー側のシールが前記内輪の外径に摺接されると共に、前記防食部材が断面Ｌ字形で円環状に形成され、前記内輪の外径に当該防食部材が固定されていても良い。

また、請求項７に記載の発明のように、前記防食部材が断面Ｌ字形で円環状に形成されると共に、前記車輪取付フランジのインナー側の側面に前記防食部材が固定され、この防食部材が前記外方部材のアウター側の端部外周に僅かな径方向すきまを介して対向していれば、アウター側のシールの摺接部となる車輪取付フランジのインナー側の基部およびその近傍が発錆するのを抑制することができ、密封性能の向上を図ることができると共に、外方部材との間にラビリンスシールが構成され、シールの周辺に泥水等の異物が侵入するのを防止してさらに密封性の向上を図ることができる。

また、請求項８に記載の発明のように、前記ハブ輪の内周にトルク伝達用のセレーションが形成され、前記等速自在継手の外側継手部材がこのセレーションを介して固定ナットによって着脱自在に結合されると共に、前記ハブ輪のアウター側の開口部を閉塞するように前記防食部材が装着されていれば、この防食部材がハブキャップの役割をなし、外部から泥水等の異物が侵入するのを防止することができる。また、請求項９に記載の発明のように、前記外側継手部材の肩部に前記防食部材が固定されていても良い。

また、請求項１０に記載の発明のように、前記外方部材が、外周にナックル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、当該外方部材の外周に前記防食部材が固定されていれば、アウター側のシールの摺接部となる車輪取付フランジのインナー側の基部およびその近傍が発錆するのを抑制することができ、密封性能の向上を図ることができる。

また、請求項１１に記載の発明のように、前記ナックルがアルミ合金からなると共に、前記車体取付フランジの近傍に前記防食部材が固定され、この防食部材が亜鉛で形成されていれば、防食部材がアルミ合金よりもイオン化傾向の大きく、軸受とナックルが、お互い接触させた状態で２種の金属が腐食環境にさらされた場合に発生するガルバニック腐食を防止することができ、耐久性を向上させることができる。

また、請求項１２に記載の発明のように、前記防食部材が断面Ｌ字形で円環状に形成されると共に、前記外方部材のアウター側の端部に当該防食部材が固定され、前記車輪取付フランジのインナー側の側面に僅かな軸方向すきまを介して対向していれば、車輪取付フランジとの間にラビリンスシールが構成され、シールの周辺に泥水等の異物が侵入するのを防止して密封性の向上を図ることができる。

また、請求項１３に記載の発明のように、前記防食部材が、前記シール部材が摺接する部材に固定されていれば、発錆により錆の小片がシール摺接面に噛み込まれ、シールリップおよび金属表面を極度に摩耗させることがない。

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嵌合された少なくとも一つの内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、外周に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間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記シールの近傍に防食部材が固定され、この防食部材が、当該防食部材が固定される部材の素材金属よりもイオン化傾向の大きい低電位金属から形成されているので、前記シールの摺接部およびその近傍をはじめ内方部材や外方部材が発錆するのを抑制することができ、密封性能と耐久性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。 図１の車輪用軸受装置の変形例を示す縦断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。 図５の車輪用軸受装置の変形例を示す縦断面図である。 同上、他の変形例を示す縦断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第５の実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第６の実施形態を示す縦断面図である。 従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 （ａ）は、図１０のＡ部に組み付けた密封装置を示す要部拡大図、（ｂ）は、図１０のＢ部に組み付けた密封装置を示す要部拡大図である。

外周にナックル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嵌合され、外周に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間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記ハブ輪のアウター側の端部にすり鉢状の凹所が形成されると共に、この凹所の底部に防食部材が固定され、この防食部材が、前記ハブ輪の素材金属よりもイオン化傾向の大きい低電位金属から形成されている。

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第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の車輪用軸受装置の変形例を示す縦断面図である。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第３世代と呼称される従動輪用であって、内方部材１と外方部材２と複列の転動体（ボール）３、３とを備えている。内方部材１は、ハブ輪４と、このハブ輪４に圧入された別体の内輪５とからなる。車輪取付フランジ６の周方向等配にはハブボルト６ａが植設され、図示しないブレーキロータを介して車輪が取り付けられている。

ハブ輪４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６を一体に有し、外周にアウター側（一方）の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる小径段部４ｂが形成されている。一方、内輪５は、外周にインナー側（他方）の内側転走面５ａが形成され、ハブ輪４の小径段部４ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。この内輪５は、小径段部４ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部７によって所定の予圧が付与された状態で軸方向に固定されている。

ハブ輪４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面４ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部４ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、加締部７は、鍛造加工後の表面硬さのままの未焼入れ部とされている。また、内輪５および転動体３はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

外方部材２は、外周に懸架装置を構成するナックル（図示せず）に締結されるための車体取付フランジ２ｂを一体に有し、内周に内方部材１の複列の内側転走面４ａ、５ａに対向する複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成されている。これら両転走面間には複列の転動体３、３が収容され、保持器８によって転動自在に保持されている。

外方部材２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面２ａ、２ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。そして、外方部材２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９、１０が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。

本実施形態では、外方部材２のインナー側の端部にはキャップ１１が装着され、外方部材２のインナー側の開口端部を閉塞している。また、内輪５の外径には磁気エンコーダ１２が圧入固定され、キャップ１１に固定される回転速度センサ（図示せず）に僅かな軸方向すきまを介して対向している。なお、外方部材２のインナー側の端部にキャップ１１が装着されているため、インナー側の密封手段となるシール１０は必ずしも強固なものでなくても良いが、このシール１０により、軸受内部に封入された潤滑グリースがキャップ１１側に漏洩するのを効果的に防止することができる。したがって、潤滑グリースの漏洩を加味して予め余分に封入することなく、潤滑グリースの封入量を必要最小限に抑えて潤滑グリースの攪拌抵抗による温度上昇を抑制し、長期間に亙って安定した潤滑を図ることができる。

なお、ここでは、転動体３をボールとした複列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置を例示したが、これに限らず転動体に円すいころを使用した複列円すいころ軸受で構成されていても良い。また、本発明の車輪用軸受装置は、例示した第３世代構造に限らず第１乃至第４世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。

ここで、ハブ輪４のアウター側の端部にすり鉢状の凹所１３が形成されている。この凹所１３の深さは車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂ近傍までとされ、凹所１３の底部に防食部材１４が固定されている。防食部材１４はハブ輪４の素材となる中高炭素鋼よりもイオン化傾向の大きい亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）等の低電位金属からなる。イオン化傾向は、原子や分子がイオンになり易い性質のことを言うが、特に、金属の元素が液体と接触して電子を放出し、イオン（陽イオン）になり易い順番を言う。電位差の低い方の金属（この場合、防食部材１４）がアノード（陽極）となり、アウター側のシール９の摺接部となる車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂがカソード（陰極）となってアノードからカソードへは電流が流れるが、カソードからアノードへは流れない。

なお、錆は酸化還元反応により鉄の表面が電子を失ってイオン化し、鉄表面から脱落していくことで進行する電気化学的な反応なので、錆が発生するかどうかはこの電位に依存すると考えられる。すなわち、本実施形態では、ハブ輪４の凹所１３の底部に防食部材１４が固定されることにより、回転バランスを崩さず、アウター側のシール９の摺接部となる車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂおよびその近傍が発錆するのを抑制することができ、密封性能の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。

図２に変形例を示す。この実施形態は、基本的には前述した実施形態の防食部材の固定位置が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符合を付して詳細な説明を省略する。

この車輪用軸受装置は、内方部材１’と外方部材２と複列の転動体３、３とを備えている。内方部材１’は、ハブ輪４’と、このハブ輪４’に圧入された別体の内輪５とからなる。ハブ輪４’は、アウター側の端部に車輪取付フランジ６を一体に有し、外周にアウター側の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる小径段部４ｂが形成されている。内輪５は、小径段部４ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部７によって所定の予圧が付与された状態で軸方向に固定されている。

ハブ輪４’はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面４ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部４ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。外方部材２は、内周に内方部材１’の複列の内側転走面４ａ、５ａに対向する複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成され、これら両転走面間に複列の転動体３、３が収容されている。

ここで、ハブ輪４’の加締部７の中心部に凹所１５が形成され、この凹所１５に防食部材１６が固定されている。防食部材１６はハブ輪４’の素材となる中高炭素鋼よりもイオン化傾向の大きい亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）等の低電位金属からなる。この防食部材１６により、前述した実施形態と同様、内方部材１’の回転バランスを崩さず、インナー側のシール１０の摺接部となる内輪５の外径面およびその近傍が発錆するのを抑制することができ、密封性能の向上を図ることができる。

図３は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第１の実施形態と基本的にはハブ輪の構成が一部異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される従動輪用であって、内方部材１７と外方部材２と複列の転動体３、３とを備えている。内方部材１７は、ハブ輪１８と、このハブ輪１８に圧入された内輪５とからなる。

ハブ輪１８は、アウター側の端部に車輪取付フランジ６を一体に有し、外周にアウター側の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる小径段部４ｂが形成され、中心部に貫通孔１９が形成されている。この貫通孔１９によってハブ輪１８の軽量化と共に、運転中の放熱効果を高め、強度・剛性を損なうことなく軸受寿命を向上させることができる。

ハブ輪１８はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面４ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部４ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

ここで、ハブ輪１８の貫通孔１９のアウター側の開口部に防食部材１４が固定され、貫通孔１９を閉塞してている。これにより、前述した実施形態と同様、内方部材１７の回転バランスを崩さず、アウター側のシール９の摺接部となる車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂおよびその近傍が発錆するのを抑制することができ、密封性能の向上を図ることができると共に、外部から泥水等の異物の侵入を防止することができる。

図４は、本発明に係る車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される駆動輪用であって、内方部材２０と外方部材２１と複列の転動体３、３とを備えている。内方部材２０は、ハブ輪２２と、このハブ輪２２に圧入された内輪５とからなる。

ハブ輪２２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、アウター側の端部に車輪取付フランジ６を一体に有し、外周に内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部４ｂ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）２２ａが形成されている。そして、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部４ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

外方部材２１はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内周に複列の外側転走面２ａ、２ａが形成されている。そして、両転走面間に複列の転動体３、３が転動自在に収容されている。また、外方部材２１と内方部材２０との間に形成される環状空間の開口部にはシール９、２３が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。

内方部材２０には等速自在継手２４が連結されている。この等速自在継手２４は、外側継手部材２５と、継手内輪２６、ケージ２７およびトルク伝達ボール２８とからなる。外側継手部材２５は、カップ状のマウス部２９と、このマウス部２９の底部となる肩部３０、およびこの肩部３０から軸方向に延びるステム部３１が一体に形成されている。ステム部３１の外周にはセレーション（またはスプライン）３１ａと、このセレーション３１ａの端部に雄ねじ３１ｂが形成されている。そして、加締部７の端面を外側継手部材２５の肩部３０に衝合させた状態で、固定ナット３２によって内方部材２０と外側継手部材２５が着脱自在に結合されている。ここでは、固定ナット３２の締付トルクを所定値に規制することにより、所望の軸受予圧に管理されている。

ここで、本実施形態では、ハブ輪２２のアウター側の開口部に防食部材３３が装着されている。防食部材３３はハブ輪２２の素材となる中高炭素鋼よりもイオン化傾向の大きい亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）等の低電位金属からなる。この防食部材３３により、前述した実施形態と同様、内方部材２０の回転バランスを崩さず、パイロット部３４をはじめ、アウター側のシール９の摺接部となる車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂおよびその近傍が発錆するのを抑制することができ、密封性能の向上を図ることができると共に、防食部材３３がハブキャップの役割をなし、外部から泥水等の異物が侵入するのを防止することができる。

図５は、本発明に係る車輪用軸受装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。なお、本実施形態は、前述した第１の実施形態（図１）と基本的には外方部材の構成が異なるのみで、その他前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部品や部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される従動輪用であって、内方部材３５と外方部材３６と複列の転動体３、３とを備えている。内方部材３５は、ハブ輪３７と、このハブ輪３７に圧入された別体の内輪５とからなる。

ハブ輪３７は、アウター側の端部に車輪取付フランジ６を一体に有し、外周にアウター側の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる小径段部４ｂが形成されている。このハブ輪３７はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面４ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部４ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

外方部材３６は、外周に車体取付フランジ２ｂを一体に有し、内周に内方部材３５の複列の内側転走面４ａ、５ａに対向する複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成されている。これら両転走面間には複列の転動体３、３が収容され、保持器８によって転動自在に保持されている。

外方部材３６はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面２ａ、２ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。そして、外方部材３６と内方部材３５との間に形成される環状空間の開口部にはシール９、１０が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。

本実施形態では、外方部材３６のアウター側の端部外周に防食部材３８が圧入固定されている。この防食部材３８は断面が略Ｌ字形に、全体として円環状に形成され、車輪取付フランジ６のインナー側の側面６ｃと微小な軸方向すきまを介して対向し、ラビリンスシールを構成している。防食部材３８は外方部材３６の素材となる中高炭素鋼よりもイオン化傾向の大きい亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）等の低電位金属からなる。この防食部材３８により、前述した実施形態と同様、アウター側のシール９の摺接部となる車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂおよびその近傍が発錆するのを抑制することができ、密封性能の向上を図ることができると共に、シール９の周辺に泥水等の異物が侵入するのを防止してさらに密封性の向上を図ることができる。

図６に変形例を示す。この実施形態は、基本的には前述した実施形態の防食部材の固定位置が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符合を付して詳細な説明を省略する。

この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される従動輪用であって、内方部材３５’と外方部材２と複列の転動体３、３とを備えている。内方部材３５’は、ハブ輪３７’と、このハブ輪３７’に圧入された別体の内輪５とからなる。

ハブ輪３７’は、アウター側の端部に車輪取付フランジ６を一体に有し、外周にアウター側の内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる小径段部４ｂが形成されている。このハブ輪３７’はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面４ａをはじめ、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部４ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

本実施形態では、車輪取付フランジ６のインナー側の側面６ｃに防食部材３８が接合されている。この防食部材３８は断面が略Ｌ字形に、全体として円環状に形成され、外方部材２のアウター側の端部外周と微小な径方向すきまを介して対向し、ラビリンスシールを構成している。この防食部材３８により、前述した実施形態と同様、アウター側のシール９の摺接部となる車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂおよびその近傍が発錆するのを抑制することができ、密封性能の向上を図ることができると共に、シール９の周辺に泥水等の異物が侵入するのを防止してさらに密封性の向上を図ることができる。

図７に他の変形例を示す。この実施形態は、基本的には前述した第４の実施形態（図５）の防食部材の固定位置が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符合を付して詳細な説明を省略する。

この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される従動輪用であって、内方部材３９と外方部材４０と複列の転動体３、３とを備えている。内方部材３９は、ハブ輪３７と、このハブ輪３７に圧入された別体の内輪５とからなる。

外方部材４０はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、アルミ合金からなるナックル（図示せず）に固定されている。そして、少なくとも複列の外側転走面２ａ、２ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

本実施形態では、外方部材４０の外径の車体取付フランジ２ｂの近傍に防食部材４１が接合されている。この防食部材４１は、外方部材４０の素材となる中高炭素鋼、さらにはナックルの素材となるアルミ合金よりもイオン化傾向の大きい亜鉛（Ｚｎ）からなる。この防食部材４１により、前述した実施形態と同様、アウター側のシール９の摺接部となる車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂおよびその近傍が発錆するのを抑制することができ、密封性能の向上を図ることができると共に、軸受とナックルが、お互い接触させた状態で２種の金属が腐食環境にさらされた場合に発生する腐食、所謂、ガルバニック腐食を防止することができ、耐久性を向上させることができる。

図８は、本発明に係る車輪用軸受装置の第５の実施形態を示す縦断面図である。なお、本実施形態は、前述した第４の実施形態（図５）と基本的には防食部材の固定位置が異なるのみで、その他前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部品や部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される従動輪用であって、内方部材３９’と外方部材２と複列の転動体３、３とを備えている。内方部材３９’は、ハブ輪３７と、このハブ輪３７に圧入された別体の内輪５’とからなる。

内輪５’はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。この内輪５’は、外周にインナー側の内側転走面５ａが形成され、ハブ輪３７の小径段部４ｂに所定のシメシロを介して圧入されると共に、インナー側の端部外径に防食部材４２が圧入固定されている。この防食部材４２は断面が略Ｌ字形に、全体として円環状に形成され、内輪５’の素材となる高炭素クロム鋼よりもイオン化傾向の大きい亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）等の低電位金属からなる。この防食部材４２により、インナー側のシール１０の摺接部となる内輪５’の端部外径およびその近傍が発錆するのを抑制することができ、密封性能の向上を図ることができる。

図９は、本発明に係る車輪用軸受装置の第６の実施形態を示す縦断面図である。この実施形態は、前述した第３の実施形態（図４）と基本的には防食部材の固定位置が異なるのみで、その他前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される駆動輪用であって、内方部材２０’と外方部材２１と複列の転動体３、３とを備えている。内方部材２０’は、ハブ輪２２’と、このハブ輪２２’に圧入された内輪５とからなる。ハブ輪２２’はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、アウター側の端部に車輪取付フランジ６を一体に有し、外周に内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部４ｂが形成され、車輪取付フランジ６のインナー側の基部６ｂから小径段部４ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５０〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

内方部材２０’には等速自在継手２４’が連結されている。この等速自在継手２４’は、外側継手部材２５’と、継手内輪２６、ケージ２７およびトルク伝達ボール２８とからなる。

ここで、本実施形態では、外側継手部材２５’の肩部３０に円筒状の防食部材４３が装着されている。防食部材４３は外側継手部材２５’の素材となる中高炭素鋼よりもイオン化傾向の大きい亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）等の低電位金属からなる。この防食部材４３により、インナー側のシール１０の摺接部となる内輪５の外径および加締部７をはじめその近傍が発錆するのを抑制することができ、密封性能の向上を図ることができる。

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、軸受部の両端部を密封するシールが装着された第１乃至第４世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。

１、１’、１７、２０、２０’、３５、３５’、３９、３９’ 内方部材
２、２１、３６、４０ 外方部材
２ａ 外側転走面
２ｂ 車体取付フランジ
３ 転動体
４、４’、１８、２２、２２’、３７、３７’ ハブ輪
４ａ、５ａ 内側転走面
４ｂ 小径段部
５、５’ 内輪
６ 車輪取付フランジ
６ａ ハブボルト
６ｂ 基部
６ｃ 車輪取付フランジのインナー側の側面
７ 加締部
８ 保持器
９ アウター側のシール
１０、２３ インナー側のシール
１１ キャップ
１２ 磁気エンコーダ
１３、１５ 凹所
１４、１６、３３、３８、４１、４２、４３ 防食部材
１９ 貫通孔
２２ａ、３１ａ セレーション
２４、２４’ 等速自在継手
２５、２５’ 外側継手部材
２６ 継手内輪
２７ ケージ
２８ トルク伝達ボール
２９ マウス部
３０ 肩部
３１ ステム部
３１ｂ 雄ねじ
３２ 固定ナット
５１ 内方部材
５２ 外方部材
５２ａ 外側転走面
５２ｂ 車体取付フランジ
５３ ボール
５４ ハブ輪
５４ａ、５５ａ 内側転走面
５４ｂ 小径段部
５４ｃ、６４ａ セレーション
５５ 内輪
５６ 車輪取付フランジ
５６ａ ハブボルト
５７ ナックル
５８ 固定ボルト
５９ 保持器
６０ 等速自在継手
６１ 外側継手部材
６２ 肩部
６３ 固定ナット
６４ ステム部
６４ｂ ねじ部
６５、６６ 密封装置
６７ 内部空間
６８、７１ 芯金
６８ａ 外径側円筒部
６８ｂ 外側円輪部
６９ スリンガ
６９ａ 内径側円筒部
６９ｂ 内側円輪部
７０、７２ シール材
７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７２ａ、７２ｂ、７２ｃ シールリップ

Claims (13)

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嵌合された少なくとも一つの内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、外周に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間に転動自在に収容された複列の転動体と、
   前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、
   前記内方部材と外方部材の少なくとも一方に防食部材が固定され、この防食部材が、当該防食部材が固定される部材の素材金属よりもイオン化傾向の大きい低電位金属から形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記シールの近傍に前記防食部材が固定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記ハブ輪が、外周に一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されると共に、当該ハブ輪のアウター側の端部に凹所が形成され、この凹所の底部に前記防食部材が固定されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記ハブ輪の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って前記内輪が軸方向に固定されると共に、当該加締部の中心部に凹所が形成され、この凹所の底部に前記防食部材が固定されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
5. 前記ハブ輪の中心部に貫通孔が形成されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
6. 前記シールのうちインナー側のシールが前記内輪の外径に摺接されると共に、前記防食部材が断面Ｌ字形で円環状に形成され、前記内輪の外径に当該防食部材が固定されている請求項１乃至５いずれかに記載の車輪用軸受装置。
7. 前記防食部材が断面Ｌ字形で円環状に形成されると共に、前記車輪取付フランジのインナー側の側面に前記防食部材が固定され、この防食部材が前記外方部材のアウター側の端部外周に僅かな径方向すきまを介して対向している請求項１乃至６いずれかに記載の車輪用軸受装置。
8. 前記ハブ輪の内周にトルク伝達用のセレーションが形成され、前記等速自在継手の外側継手部材がこのセレーションを介して固定ナットによって着脱自在に結合されると共に、前記ハブ輪のアウター側の開口部を閉塞するように前記防食部材が装着されている請求項１、２および請求項６、７いずれかに記載の車輪用軸受装置。
9. 前記外側継手部材の肩部に前記防食部材が固定されている請求項１乃至８いずれかに記載の車輪用軸受装置。
10. 前記外方部材が、外周にナックル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、当該外方部材の外周に前記防食部材が固定されている請求項１乃至９いずれかに記載の車輪用軸受装置。
11. 前記ナックルがアルミ合金からなると共に、前記車体取付フランジの近傍に前記防食部材が固定され、この防食部材が亜鉛で形成されている請求項１０に記載の車輪用軸受装置。
12. 前記防食部材が断面Ｌ字形で円環状に形成されると共に、前記外方部材のアウター側の端部に当該防食部材が固定され、前記車輪取付フランジのインナー側の側面に僅かな軸方向すきまを介して対向している請求項１０または１１に記載の車輪用軸受装置。
13. 前記防食部材が、前記シール部材が摺接する部材に固定されている請求項１乃至５および請求項８いずれかに記載の車輪用軸受装置。

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