JP2011218986A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外方部材の強度・寿命の低下を防止すると共に、ナックルに電食が発生するのを防止し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外周に軽合金製のナックルＫに固定ボルト７を介して締結される車体取付フランジ２ｂと、ナックルＫに内嵌されるパイロット部１８とを一体に有し、内周に複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成された外方部材２を備えた第２乃至第４世代構造の車輪用軸受装置において、外方部材２のパイロット部１８とナックルＫに当接する車体取付フランジ２ｂのインナー側の側面１９および外方部材２の車体取付フランジ２ｂからアウター側の外周面のうち少なくとも車体取付フランジ２ｂのインナー側の側面１９と、この車体取付フランジ２ｂの外周面から当該車体取付フランジ２ｂ側の外周面に撥水性の電気絶縁性皮膜が形成されている。
【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、懸架装置を構成するナックルがアルミ合金等の軽合金からなり、このナックルに嵌合される外方部材との間に生じる電位差によって電食を起こすのを防止した車輪用軸受装置に関するものである。

自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置において、最近、車両の軽量化を狙って、懸架装置を構成するナックルにアルミ合金やマグネシウム合金等の軽合金が使用される場合が増えてきている。一方、ナックルに嵌合される軸受は、所望の強度および転がり疲労寿命を確保するため、軸受鋼や浸炭鋼、あるいは高炭素鋼等で形成されている。このナックルを従来の鋼製からアルミ合金製のものに変更することによりバネ下重量の大幅な軽減ができるが、これには厄介な問題が内在している。すなわち、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、電位差の低い方の金属（この場合、アルミ合金製のナックル）はアノード（陽極）となって早期に腐食を起こす。こうした異種金属の組み合せによる腐食、所謂、ガルバニック腐食によって、ナックルは早期に電食を起こし、耐久性が著しく低下する。

さらに、このような鋼製の軸受と軽合金製のナックルとが接触する部分に、導電性を有する液体（電解質の水溶液）が付着すると、この導電性を有する液体が電解液となって車輪用軸受装置の周囲に電池が形成され、一層、電食を誘発して好ましくない。こうした問題を解決したものとして、図６に示す車輪用軸受装置が知られている。この車輪用軸受装置は、内方部材５１と外方部材５２、および両部材５１、５２間に転動自在に収容された複列のボール５３、５３を備えている。内方部材５１は、ハブ輪５４と、このハブ輪５４に圧入された内輪５５とからなる。

ハブ輪５４は、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５６を一体に有し、外周に一方の内側転走面５４ａと、この内側転走面５４ａから軸方向に延びる軸状部５７を介して小径段部５４ｂが形成されている。

内輪５５は、外周に他方の内側転走面５５ａが形成され、ハブ輪５４の小径段部５４ｂに所定のシメシロを介して圧入されると共に、この小径段部５４ｂの端部を塑性変形（揺動加締）させて形成した加締部５８によって軸方向に固定されている。

外方部材５２は、外周にアルミ合金製のナックルＫに取り付けられるための車体取付フランジ５２ｃを一体に有し、内周に複列の外側転走面５２ａ、５２ｂが形成されている。そして、これら両転走面間に複列のボール５３、５３が収容され、保持器５９、６０によって転動自在に保持されている。また、外方部材５２と内方部材５１との間に形成される環状空間の開口部にはシール６１、６２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。

ここで、車輪取付フランジ５６側のボール５３のピッチ円直径ＰＣＤｏが反フランジ側のボール５３のピッチ円直径ＰＣＤｉよりも大径に設定され、複列のボール５３、５３の外径は同じであるが、車輪取付フランジ５６側のボール５３の個数が反フランジ側のボール５３の個数よりも多く設定されている。

ここで、アルミ合金製のナックルＫに取り付けられる外方部材５２は、ナックルＫに当接する外周面にカチオン電着塗装等からなる絶縁皮膜６３（図中クロスハッチングにて示す）が形成されている。これにより、鋼製の外方部材５２と軽合金製のナックルＫとの組み合せによってナックルＫに電食が発生するのを防止することができる。さらに、外方部材５２の外周面で、絶縁皮膜６３が形成された端部の反対側の外周面が研削加工によって円筒面からなる支持面６４が形成されている。

このように、ナックルＫに当接する外方部材５２の外周面に絶縁皮膜６３が形成されると共に、ナックルＫに当接しない外方部材５２の外周面に研削加工によって支持面６４が形成されているので、外方部材５２の複列の外側転走面５２ａ、５２ｂの研削加工時に、外方部材５２を支持するシュー（図示せず）と外方部材５２との摺接によって絶縁皮膜６３が剥がれ落ちることなく、ナックルＫと外方部材５２との間で良好な絶縁性が得られ、装置の軽量・コンパクト化を図ると共に、鋼製の外方部材５２と軽合金製のナックルＫとの組み合せによってナックルＫに電食が発生するのを防止し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる（例えば、特許文献１参照。）。

また、ナックルＫとの接触面となる外方部材５２の外径面部分および車体取付フランジ５２ｂの側面に、６価クロムフリークロメイトからなる電食防止皮膜が形成されていても良い。この電食防止皮膜により、電食の発生が抑制され、かつ環境に対する有害物質を含まない表面処理からなる車輪用軸受装置を提供することができる（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００８−０４４５３４号公報 特開２００５−１８０４８２号公報

こうした従来の前者の車輪用軸受装置において、カチオン電着塗装からなる絶縁皮膜６３では、所望の塗膜性能を得るために、塗料を電着させた後に焼付乾燥させる必要がある。一方、外方部材５２は、所望の強度・寿命を得るために、熱処理（焼入れ・焼戻し）が施されている。そして、熱処理が終了した後に電着塗装と、焼付乾燥が行われている。然しながら、この焼付乾燥する温度が外方部材５２の焼戻し温度以上になってしまうと、複列の外側転走面５２ａ、５２ｂの表面硬さが低下し、強度・寿命が低下する恐れがある。また、焼付乾燥する温度を外方部材５２の焼戻し温度よりも低い温度に設定すると塗膜の性能が低下し、絶縁皮膜６３が剥れる等、長期間に亘って良好な絶縁性が得られず、ナックルＫに電食が発生する恐れがあった。

また、後者の車輪用軸受装置において、６価クロムフリークロメイトからなる電食防止皮膜では耐食性や防錆性能の面で課題があると共に、この種のメッキ工程では、外方部材５２の旋削工程の後、外側転走面５２ａ、５２ｂの研削より前に行う必要があるため、工程が煩雑となるばかりでなく、例えば、車体取付フランジ５２ｃの側面や支持面６４等、精度が厳しい箇所では、メッキ工程の前に研削が必要となって工程数が増し、コスト高騰を招来する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、外方部材の強度・寿命の低下を防止すると共に、ナックルに電食が発生するのを防止し、信頼性を向上させ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、外周に軽合金製のナックルに固定ボルトを介して締結される車体取付フランジと、前記ナックルに内嵌されるパイロット部とを一体に有し、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、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪を含み、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設けられた内方部材と、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を備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材の少なくとも前記ナックルと当接する外周面に撥水性の電気絶縁性皮膜が形成されている。

このように、外周に軽合金製のナックルに固定ボルトを介して締結される車体取付フランジと、ナックルに内嵌されるパイロット部とを一体に有し、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、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪を含み、外周に複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が設けられた内方部材と、この内方部材と外方部材間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた第２乃至第４世代構造の車輪用軸受装置において、外方部材の少なくともナックルと当接する外周面に撥水性の電気絶縁性皮膜が形成されているので、雨水、泥水、融雪剤の溶けた水が撥水処理された箇所に付着しても、走行による振動や走行風により容易に流出して除去することができ、鋼製の外方部材と軽合金製のナックルとの組み合せによってナックルに電食が発生するのを防止することができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記電気絶縁性皮膜が、前記外方部材のパイロット部と前記ナックルに当接する前記車体取付フランジのインナー側の側面および前記外方部材の車体取付フランジからアウター側の外周面のうち少なくとも前記車体取付フランジのインナー側の側面と、この車体取付フランジの外周面から当該車体取付フランジ側の外周面に形成されていれば、外方部材とナックルとの接触面だけでなく、凹部で表面張力の影響で雨水、泥水、融雪剤の溶けた水が溜まり易い外方部材の反路面側の外周面にも形成されているので、ポンプ作用や重力によって外方部材とナックルとの接触面に流れ込むのを防止することができる。すなわち、軽合金製のナックルと外方部材とが接触する部位に雨水、泥水、融雪剤の溶けた水が付着、浸入して長時間止まるのを防止することができ、従来のように、外方部材の強度・寿命の低下を招来することなく、ナックルに電食が発生するのを防止し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記外方部材のパイロット部と前記車体取付フランジのインナー側の側面が研削仕上げされていれば、取付精度の向上を図りつつ、電食防止効果を発揮することができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記ナックルの前記外方部材と嵌合する内径面と、前記車体取付フランジに当接するアウター側の側面のうち少なくともこのアウター側の側面に前記電気絶縁性皮膜が形成されていれば、雨水、泥水、融雪剤の溶けた水が撥水処理された箇所に付着しても、走行による振動や走行風により容易に流出して除去することができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記ナックルが前記外方部材のパイロット部に外嵌される円筒状の本体部を備え、この本体部の径方向に回転速度センサが嵌挿される取付孔が貫通して形成され、この取付孔の内周面に前記電気絶縁性皮膜が形成されていれば、ポンプ作用や重力によって雨水、泥水、融雪剤の溶けた水が外方部材とナックルとの接触面に流れ込むのを防止することができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記ナックルの本体部に軸方向に貫通して前記固定ボルトが嵌挿されるボルト孔が形成され、このボルト孔の内周面または前記固定ボルトの外周面に前記電気絶縁性皮膜が形成されていれば、ボルト孔から水が浸入するのを効果的に防止することができる。

また、請求項７に記載の発明のように、前記ナックルの前記外方部材と嵌合する内径面の端部に面取り部が形成され、この面取り部と前記外方部材の車体取付フランジの基部との間にシールリングに弾性接触されていれば、周囲の撥水処理に加え、外部から雨水等が浸入する封止効果を一層高めることができる。

また、請求項８に記載の発明のように、前記電気絶縁性皮膜の膜厚が５〜２０μｍの範囲に設定されていれば、絶縁性皮膜層としての機能を充分発揮できると共に、ナックルの内径との嵌合すきまを適正に確保することができ、車両の補修時にナックルから容易に外方部材を取り出すことができ、作業性を向上させると共に、絶縁性皮膜層自体の損傷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、前記電気絶縁性皮膜を構成する撥水材が、フッ素系、アクリル系、シリコーン系、シリカ系のいずれかであれば良い。

また、請求項１０に記載の発明のように、前記電気絶縁性皮膜が、金属メッキ皮膜の中にＰＴＦＥ粒子を共析させた複合メッキであれば、外方部材とナックルとの接触面の摩耗を抑制できると共に、雨水等が接触面に流れ込むのを効果的に防止することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、外周に軽合金製のナックルに固定ボルトを介して締結される車体取付フランジと、前記ナックルに内嵌されるパイロット部とを一体に有し、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、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪を含み、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設けられた内方部材と、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を備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材の少なくとも前記ナックルと当接する外周面に撥水性の電気絶縁性皮膜が形成されているので、雨水、泥水、融雪剤の溶けた水が撥水処理された箇所に付着しても、走行による振動や走行風により容易に流出して除去することができ、鋼製の外方部材と軽合金製のナックルとの組み合せによってナックルに電食が発生するの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第１の実施形態を示す縦断面図である。 （ａ）は、図１の外方部材単体を示す縦断面図、（ｂ）は、図１のナックル単体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。 （ａ）は、図３の外方部材単体を示す縦断面図、（ｂ）は、図３のナックル単体を示す縦断面図である。 （ａ）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、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。 従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

外周に軽合金製のナックルに固定ボルトを介して締結される車体取付フランジと、前記ナックルに内嵌されるパイロット部とを一体に有し、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圧入され、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を備えた車輪用軸受装置において、前記外方部材のパイロット部と前記ナックルに当接する前記車体取付フランジのインナー側の側面および前記外方部材の車体取付フランジからアウター側の外周面のうち少なくとも前記車体取付フランジのインナー側の側面と、この車体取付フランジの外周面から当該車体取付フランジ側の外周面に撥水性の電気絶縁性皮膜が形成されている。

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（ａ）は、図１の外方部材単体を示す縦断面図、（ｂ）は、図１のナックル単体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、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、アウター側の端部に車輪取付フランジ６を一体に有するハブ輪４と別体の内輪５とからなる。また、車輪取付フランジ６の周方向等配にはハブボルト６ａが植設されている。外方部材２は、外周に車体取付フランジ２ｂを一体に有し、アルミ合金やマグネシウム合金等からなる軽合金製のナックルＫに内嵌されると共に、固定ボルト７を介して取り付けられている。

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、ハブ輪４は、外周に一方（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円筒状の小径段部４ｂが形成され、内周にステム部１２のセレーション１２ａに係合されるセレーション（またはスプライン）４ｃが形成されている。また、内輪５は、外周に他方（インナー側）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、ハブ輪４の小径段部４ｂの端部を径方向外方に塑性変形（揺動加締）させて形成した加締部４ｄにより所定の軸受予圧が付与された状態でハブ輪４に対して軸方向に固定されている。

等速自在継手８は、外側継手部材９と、図示しない継手内輪、ケージおよびトルク伝達ボールとからなる。外側継手部材９は、カップ状のマウス部１０と、このマウス部１０の底部となる肩部１１と、この肩部１１から軸方向に延びるステム部１２とが一体に形成されている。ステム部１２の外周にはセレーション（またはスプライン）１２ａと、このセレーション１２ａの端部に雄ねじ１２ｂが形成されている。外側継手部材９のステム部１２は、肩部１１が加締部４ｄに衝合するまでハブ輪４に嵌挿され、加締部４ｄと肩部１１とが突き合わせ状態で、雄ねじ１２ｂに固定ナット１３が所定の締付トルクで締結され、ハブ輪４と外側継手部材９が軸方向に着脱自在に結合されている。ここでは、固定ナット１３の締付トルクを所定値に規制することにより、加締部４ｄによる軸受予圧の付与と共に、所定の軸受予圧に管理されている。ここでは、固定ナット１３の締付トルクを所定値に規制することにより、所定の軸受予圧に管理されている。

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４ｄは、鍛造加工後の未焼入れ部とされている。これにより、車輪取付フランジ６に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、内輪５の嵌合部となる小径段部４ｂの耐フレッティング性が向上すると共に、加締加工時に微小なクラック等の発生がなく加締部４ｄの塑性加工をスムーズに行うことができる。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、内周に複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成され、ハブ輪４の内側転走面４ａと内輪５の内側転走面５ａにそれぞれ対向している。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１４、１４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１５、１６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。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。

ここで、外方部材２は、図２（ａ）に示すように、外周面に撥水性の電気絶縁性皮膜１７が形成されている。この電気絶縁性皮膜１７は、ナックルＫと嵌合するパイロット部１８と、ナックルＫに当接する車体取付フランジ２ｂのインナー側の側面１９をはじめ、この車体取付フランジ２ｂの外周面から少なくとも車体取付フランジ２ｂ側の外周面に形成されている（図中二点鎖線にて示す）。

一方、ナックルＫは、（ｂ）に示すように、外方部材２と嵌合する内径面２０と、車体取付フランジ２ｂに当接するアウター側の側面２１に電気絶縁性皮膜１７が形成されている（図中二点鎖線にて示す）。

本実施形態では、電気絶縁性皮膜１７を構成する撥水材として、フッ素系撥水材、アクリル系撥水材、シリコーン系撥水材、シリカ系撥水材を例示することができる。色相として、透明の皮膜に限らず、撥水材を含んだ有色の機能塗装であっても良い。また、例示した撥水材以外に、ニッケルメッキ金属皮膜の中にＰＴＦＥ粒子を共析させる複合メッキを施しても良い。なお、ニッケルメッキ以外にも、例えば、ジンロイメッキや亜鉛、ニッケルメッキを例示することができる。こうした複合メッキを適用することにより、撥水効果を備えると共に、低摩擦性で滑り性が良好となり、外方部材２とナックルＫの接触面の摩耗を抑制できると共に、雨水等が接触面に流れ込むのを効果的に防止することができる。

こうした電気絶縁性皮膜１７を外方部材２およびこの外方部材２に嵌合されるナックルＫに形成することにより、雨水、泥水、融雪剤の溶けた水（電解液）が撥水処理された箇所に付着しても、走行による振動や走行風により容易に流出して除去することができる。さらに、外方部材２とナックルＫとの接触面だけでなく、凹部で表面張力の影響で溜まり易い外方部材２の反路面側の外周面にも形成されているので、ポンプ作用や重力によって外方部材２とナックルＫとの接触面に流れ込むのを防止することができる。すなわち、軽合金製のナックルＫと外方部材２とが接触する部位に付着、浸入して長時間止まるのを防止することができ、従来のように、外方部材２の強度・寿命の低下を招来することなく、ナックルＫに電食が発生するのを防止し、信頼性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。

また、電気絶縁性皮膜１７の膜厚は、複合メッキの場合は、下地処理となるニッケルメッキの膜厚が加算されたものとなるが、この膜厚が５〜２０μｍの範囲に設定されている。なお、外方部材２のパイロット部１８とナックルＫの内径面２０との嵌合すきまは、１０〜１００μｍ（直径）に設定されている。ここで、膜厚が５μｍ未満と薄くなると絶縁性皮膜層としての機能を充分発揮できない。また、膜厚が２０μｍを超えると、ナックルＫの内径との嵌合すきまが小さくなり、車両の補修時にナックルＫから外方部材２を取り出すことが難しくなって作業性が低下するだけでなく、電気絶縁性皮膜１７自体が損傷する恐れがあるから好ましくない。

撥水性の電気絶縁性皮膜１７の形成方法は、外方部材２の場合、外側転走面２ａの研削加工の直前、また、外方部材２の全加工終了後に洗浄し、撥水材を含む撥水コーティング剤や塗料を吹き付けあるいは浸漬し、その後、乾燥させることによって行われる。この際、外方部材２の両端部をゴム等の弾性部材で挟み込みマスキングした状態で吹き付けあるいは浸漬することにより、外方部材２の内部に撥水コーティング剤等が侵入せず、軸受精度や軸受内部に封入したグリースに悪影響を及ぼすことはない。なお、前述したように、マスキングすることにより、軸受の組立完了後に、撥水コーティング剤や塗料を吹き付けあるいは浸漬することができる。

一方、ナックルＫの場合、外方部材２と同様、ナックルＫの全加工終了後に洗浄し、撥水コーティング剤や塗料を吹き付けあるいは浸漬し、その後、乾燥させることによって行われる。

なお、外方部材２の撥水コーティング剤や塗料を吹き付けあるいは浸漬を必要箇所の研削後の組立直前に行うことで、例えば、パイロット部１８や車体取付フランジ２ｂの側面１９を研削仕上げとして、取付精度の向上を図りつつ、電食防止効果を発揮することができる。

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、図４（ａ）は、図３の外方部材単体を示す縦断面図、（ｂ）は、図３のナックル単体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世代と呼称される従動輪用であって、内方部材２２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２２は、ハブ輪２３と、このハブ輪２３に圧入された内輪５とからなる。

ハブ輪２３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、ハブ輪２３の小径段部４ｂに所定のシメシロを介して圧入され、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４ｄによって所定の軸受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２３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と内方部材２２との間に形成される環状空間のアウター側の開口部にシール１５が装着されると共に、インナー側の開口部軸受内部にはパルサリング２４が装着される。このシール１５と、外方部材２のインナー側の開口部を閉塞するナックル２７により、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。

パルサリング２４は、円環状に形成された支持環２５と、この支持環２５の側面に加硫接着等で一体に接合された磁気エンコーダ２６とで構成されている。この磁気エンコーダ２６は、ゴム等のエラストマにフェライト等の磁性体粉が混入され、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁されて車輪の回転速度検出用のロータリエンコーダを構成している。

支持環２５は強磁性体の鋼鈑、例えば、フェライト系のステンレス鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）や防錆処理された冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工によって断面略Ｌ字状に形成され、内輪５に圧入される円筒部２５ａと、この円筒部２５ａから径方向外方に延びる立板部２５ｂとを有している。そして、この立板部２５ｂのインナー側の側面に磁気エンコーダ２６が接合されている。

ナックル２７は、外方部材２のパイロット部１８に外嵌され、外方部材２のインナー側の開口部を閉塞している。このナックル２７は、外方部材２のパイロット部１８に外嵌される円筒状の本体部２７ａと、この本体部２７ａから径方向内方に延びる蓋状の底部２７ｂとからなる。そして、本体部２７ａの径方向に回転速度センサ２８が嵌挿される取付孔２９が貫通して形成されると共に、軸方向に貫通して固定ボルト７が嵌挿されるボルト孔３０が形成されている。回転速度センサ２８の検出部２８ａは、前述した磁気エンコーダ２６に所定の軸方向エアギャップを介して対峙している。

ここで、外方部材２は、図４（ａ）に示すように、外周面に撥水性の電気絶縁性皮膜１７が形成されている。この電気絶縁性皮膜１７は、ナックル２７と嵌合するパイロット部１８には形成されず、ナックル２７に当接する車体取付フランジ２ｂのインナー側の側面１９をはじめ、この車体取付フランジ２ｂの外周面から少なくとも車体取付フランジ２ｂ側の外周面に形成されている（図中二点鎖線にて示す）。

一方、ナックル２７は、（ｂ）に示すように、外方部材２と嵌合する内径面２０には形成されず、車体取付フランジ２ｂに当接するアウター側の側面２１と回転速度センサ（図示せず）が嵌挿される取付孔２９および固定ボルト（図示せず）が嵌挿されるボルト孔３０の内周面に電気絶縁性皮膜１７が形成されている（図中二点鎖線にて示す）。

こうした電気絶縁性皮膜１７を外方部材２およびこの外方部材２に嵌合されるナックル２７に形成することにより、雨水、泥水、融雪剤の溶けた水が撥水処理された箇所に付着しても、走行による振動や走行風により容易に流出して除去することができる。さらに、外方部材２とナックル２７との接触面だけでなく、凹部で表面張力の影響で溜まり易い外方部材２の反路面側の外周面やナックル２７の取付孔２９、ボルト孔３０にも形成されているので、ポンプ作用や重力によって外方部材２とナックル２７との接触面に流れ込むのを防止することができる。なお、ボルト孔３０の内周面に撥水処理を行う代わりに固定ボルト７自体に電気絶縁性皮膜１７を形成しても良い。これにより、ボルト孔３０から水が浸入するのを効果的に防止することができる。

図５（ａ）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、（ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述した第２の実施形態（図３）と基本的には外方部材とナックルの嵌合部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。

本実施形態では、ナックル２７’は、外方部材２のパイロット部１８に外嵌され、外方部材２のインナー側の開口部を閉塞している。このナックル２７’は、外方部材２のパイロット部１８に外嵌される円筒状の本体部２７ａと、この本体部２７ａから径方向内方に延びる蓋状の底部２７ｂとからなり、本体部２７ａの開口側端部内径に面取り部３１が形成されている。そして、この面取り部３１が外方部材２の車体取付フランジ２ｂの基部に装着されたＯリング等からなるシールリング３２に弾性接触されている。これにより、周囲の撥水処理に加え、外部から雨水等が浸入する封止効果を一層高めることができる。

シールリング３２は、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）等の合成ゴムからなる。なお、シールリング３２の材質としては、ＮＢＲ以外にも、例えば、耐熱性に優れたＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリルブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。

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、アルミ合金等の軽合金からなるナックルに支持固定される第２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、２２ 内方部材
２ 外方部材
２ａ 外側転走面
２ｂ 車体取付フランジ
３ 転動体
４、２３ ハブ輪
４ａ、５ａ 内側転走面
４ｂ 小径段部
４ｃ、１２ａ セレーション
４ｄ 加締部
５ 内輪
６ 車輪取付フランジ
６ａ ハブボルト
６ｂ 基部
７ 固定ボルト
８ 等速自在継手
９ 外側継手部材
１０ マウス部
１１ 肩部
１２ ステム部
１２ｂ 雄ねじ
１３ 固定ナット
１４ 保持器
１５、１６ シール
１７ 電気絶縁性皮膜
１８ 外方部材のパイロット部
１９ 車体取付フランジのインナー側の側面
２０ ナックルの内径面
２１ ナックルのアウター側の側面
２４ パルサリング
２５ 支持環
２５ａ 円筒部
２５ｂ 立板部
２６ 磁気エンコーダ
２７、２７’、Ｋ ナックル
２７ａ ナックルの本体部
２７ｂ ナックルの底部
２８ 回転速度センサ
２８ａ 検出部
２９ 取付孔
３０ ボルト孔
３１ 面取り部
３２ シールリング
５１ 内方部材
５２ 外方部材
５２ａ、５２ｂ 外側転走面
５２ｃ 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
５５ 内輪
５６ 車輪取付フランジ
５７ 軸状部
５８ 加締部
５９、６０ 保持器
６１、６２ シール
６３ 絶縁皮膜
６４ 支持面
ＰＣＤｉ 反フランジ側のボールのピッチ円直径
ＰＣＤｏ 車輪取付フランジ側のボールのピッチ円直径

Claims (10)

1. 外周に軽合金製のナックルに固定ボルトを介して締結される車体取付フランジと、前記ナックルに内嵌されるパイロット部とを一体に有し、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、外周にこの車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪を含み、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設けられた内方部材と、
   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を備えた車輪用軸受装置において、
   前記外方部材の少なくとも前記ナックルと当接する外周面に撥水性の電気絶縁性皮膜が形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記電気絶縁性皮膜が、前記外方部材のパイロット部と前記ナックルに当接する前記車体取付フランジのインナー側の側面および前記外方部材の車体取付フランジからアウター側の外周面のうち少なくとも前記車体取付フランジのインナー側の側面と、この車体取付フランジの外周面から当該車体取付フランジ側の外周面に形成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記外方部材のパイロット部と前記車体取付フランジのインナー側の側面が研削仕上げされている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記ナックルの前記外方部材と嵌合する内径面と、前記車体取付フランジに当接するアウター側の側面のうち少なくともこのアウター側の側面に前記電気絶縁性皮膜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. 前記ナックルが前記外方部材のパイロット部に外嵌される円筒状の本体部を備え、この本体部の径方向に回転速度センサが嵌挿される取付孔が貫通して形成され、この取付孔の内周面に前記電気絶縁性皮膜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. 前記ナックルの本体部に軸方向に貫通して前記固定ボルトが嵌挿されるボルト孔が形成され、このボルト孔の内周面または前記固定ボルトの外周面に前記電気絶縁性皮膜が形成されている請求項５に記載の車輪用軸受装置。
7. 前記ナックルの前記外方部材と嵌合する内径面の端部に面取り部が形成され、この面取り部と前記外方部材の車体取付フランジの基部との間にシールリングに弾性接触されている請求項１乃至６いずれかに記載の車輪用軸受装置。
8. 前記電気絶縁性皮膜の膜厚が５〜２０μｍの範囲に設定されている請求項１乃至７いずれかに記載の車輪用軸受装置。
9. 前記電気絶縁性皮膜を構成する撥水材が、フッ素系、アクリル系、シリコーン系、シリカ系のいずれかである請求項１乃至８いずれかに記載の車輪用軸受装置。
10. 前記電気絶縁性皮膜が、金属メッキ皮膜の中にＰＴＦＥ粒子を共析させた複合メッキである請求項１乃至９いずれかに記載の車輪用軸受装置。

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