JP2018053963A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャップ部材を圧入する際に圧力が上昇しない車輪用軸受装置を提供するものである。ひいては、内方部材の回転抵抗が増加しない車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】車輪用軸受装置１において、キャップ部材１１は、外方部材２のインナー側内周面に嵌合する嵌合部１１ａを有しており、この嵌合部１１ａの先端側から圧入されて取り付けられるものとされ、嵌合部１１ａの外周には、先端側から軸方向に沿って空気溝１１ｅが形成され、空気溝１１ｅよりもインナー側で外方部材２とキャップ部材１１が密閉されている、としたものである。【選択図】図７

Description

本発明は、車輪用軸受装置に関する。

従来、自動車等の懸架装置において車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置が知られている。車輪用軸受装置は、懸架装置を構成するナックルに外方部材が固定される。また、車輪用軸受装置は、外方部材の内側に内方部材が配置され、外方部材と内方部材の間に転動体が介装されている。こうして、車輪用軸受装置は、転がり軸受構造を構成し、内方部材に取り付けられた車輪を回転自在としているのである。

ところで、このような車輪用軸受装置は、外方部材の内部空間に泥水や砂塵が侵入すると、転動体等が損傷して軸受寿命が短くなる。また、外方部材の内部空間に封入されているグリースが漏出しても、転動体等が損傷して軸受寿命が短くなる。このため、車輪用軸受装置は、泥水や砂塵の侵入を防止するとともにグリースの漏出を防止すべく、外方部材のアウター側端部にシール部材を装着している。また、外方部材のインナー側端部にキャップ部材を装着している。例えば特許文献１に記載の如くである。

特許文献１に記載の車輪用軸受装置は、外方部材と、内方部材と、外方部材と内方部材の間に介装される転動体と、外方部材のアウター側端部に装着されるシール部材と、外方部材のインナー側端部に装着されるキャップ部材と、を備えている。しかし、かかる車輪用軸受装置は、キャップ部材の圧入に起因して内部空間の圧力が上昇してしまうという問題があった。具体的に説明すると、キャップ部材は、外方部材のインナー側内周面に嵌合する嵌合部を有しており、この嵌合部の先端側から圧入されて取り付けられる。従って、嵌合部が外方部材のインナー側内周面に沿うように押し込まれると、その押込距離と断面積から算出される容積の空気が圧縮されることとなり、内部空間の圧力が上昇してしまうのである。その結果、シール部材のシールリップに内側から荷重がかかり、内方部材の回転抵抗が増加してしまう場合があった。具体的に説明すると、シール部材は、シールゴムにシールリップが形成されており、このシールリップが内方部材に対して所定の角度で接触している。従って、キャップ部材の圧入に起因して内部空間の圧力が上昇すると、シールリップに内側から荷重がかかって内方部材に押し付けられることとなり、内方部材の回転抵抗が増加してしまう場合があったのである（図１３参照）。

特許第５４３８５３２号公報

本発明は、キャップ部材の圧入に起因して内部空間の圧力が上昇しない車輪用軸受装置を提供するものである。ひいては、内方部材の回転抵抗が増加しない車輪用軸受装置を提供するものである。

第一の発明は、
内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
複数のハブボルトが圧入される車輪取り付けフランジを有するとともに軸方向に延びた小径段部を有するハブ輪、およびこのハブ輪の前記小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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、
前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に介装される複列の転動体と、
前記外方部材の内部空間を密封するために当該外方部材のアウター側端部に装着されるシール部材と、
前記外方部材の内部空間を密封するために当該外方部材のインナー側端部に装着されるキャップ部材と、を備えた車輪用軸受装置において、
前記キャップ部材は、前記外方部材のインナー側内周面に嵌合する嵌合部を有しており、この嵌合部の先端側から圧入されて取り付けられるものとされ、
前記嵌合部の外周には、先端側から軸方向に沿って空気溝が形成され、
前記空気溝よりもインナー側で前記外方部材と前記キャップ部材が密閉されている、ものである。

第二の発明は、第一の発明に係る車輪用軸受装置において、
前記キャップ部材は、前記外方部材のインナー側端面に当接する止板部を有しており、前記空気溝が先端側から前記止板部まで軸方向に沿って形成されている、ものである。

第三の発明は、第一又は第二の発明に係る車輪用軸受装置において、
前記空気溝は、前記嵌合部の先端側における断面積が大きく、後端側に向かうにつれて断面積が徐々に小さくなっている、ものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

本発明に係る車輪用軸受装置において、キャップ部材は、外方部材のインナー側内周面に嵌合する嵌合部を有しており、この嵌合部の先端側から圧入されて取り付けられる。また、嵌合部の外周には、先端側から軸方向に沿って空気溝が形成され、空気溝よりもインナー側で外方部材とキャップ部材が密閉されている。かかる構成によれば、キャップ部材を圧入しているときに空気溝から内部空間の空気が排出される。従って、キャップ部材の圧入に起因して内部空間の圧力が上昇するのを防ぐことができる。ひいては、シール部材のシールリップに内側から荷重がかかるのを防いで内方部材の回転抵抗が増加するのを防ぐことができる。更に、キャップ部材の圧入を完了したときには、隙間なく密封されることとなる。

本発明に係る車輪用軸受装置において、キャップ部材は、外方部材のインナー側端面に当接する止板部を有しており、空気溝が先端側から止板部まで軸方向に沿って形成されている。かかる構成によれば、キャップ部材を圧入しているときに空気溝から内部空間の空気が排出される。従って、キャップ部材の圧入に起因して内部空間の圧力が上昇するのを防ぐことができる。ひいては、シール部材のシールリップに内側から荷重がかかるのを防いで内方部材の回転抵抗が増加するのを防ぐことができる。更に、キャップ部材の圧入を完了したときには、隙間なく密封されることとなる。

本発明に係る車輪用軸受装置において、空気溝は、嵌合部の先端側における断面積が大きく、後端側に向かうにつれて断面積が徐々に小さくなっている。かかる構成によれば、嵌合部の先端側においては、空気溝が弾性変形しやすく嵌合部の剛性が低下しているので、キャップ部材を圧入する際の押込荷重が小さくなる。また、嵌合部の後端側においては、空気溝が弾性変形しにくく嵌合部の剛性が保たれているので、キャップ部材の圧入を完了したときの密封性を損なわない。従って、キャップ部材の圧入を容易としつつ圧入を完了したときには、隙間なく密封することができる。

車輪用軸受装置の全体構成を示す斜視図。 車輪用軸受装置の全体構成を示す断面図。 車輪用軸受装置の一部構造を示す拡大断面図。 車輪用軸受装置の一部構造を示す拡大断面図。 第一実施形態に係るキャップ部材の形状を示す図。 第一実施形態に係るキャップ部材を圧入する工程を示す図。 第二実施形態に係るキャップ部材の形状を示す図。 第二実施形態に係るキャップ部材を圧入する工程を示す図。 第三実施形態に係るキャップ部材の形状を示す図。 第三実施形態に係るキャップ部材を圧入する工程を示す図。 第四実施形態に係るキャップ部材の形状を示す図。 第五実施形態に係るキャップ部材の形状を示す図。 キャップ部材の圧入と内方部材の回転抵抗が増加することの関係を示す図。

図１から図４を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置１について説明する。図１は、車輪等軸受装置１の斜視図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。図３および図４は、図２における一部領域の拡大図である。

車輪用軸受装置１は、車輪を回転自在に支持するものである。車輪用軸受装置１は、外方部材２と、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）と、転動体６と、リング部材７と、シール部材８と、を具備する。以下において、インナー側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車体側を表し、アウター側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車輪側を表す。

外方部材２は、転がり軸受構造の外輪部分を構成するものである。外方部材２は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。外方部材２のインナー側端部には、拡径部２ａが形成されている。また、外方部材２のアウター側端部には、拡径部２ｂが形成されている。更に、拡径部２ａと拡径部２ｂの間には、環状に外側転走面２ｃと外側転走面２ｄが互いに平行となるように形成されている。なお、外側転走面２ｃと外側転走面２ｄには、高周波焼入れが施され、表面硬さが５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。外方部材２の外周には、ナックル取り付けフランジ２ｅが一体的に形成されている。ナックル取り付けフランジ２ｅには、ボルト穴２ｆが設けられている。

内方部材３は、転がり軸受構造の内輪部分を構成するものである。内方部材３は、ハブ輪４と内輪５で構成されている。

ハブ輪４は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。ハブ輪４のインナー側端部には、小径段部４ａが形成されている。小径段部４ａには、その端部を径方向外側へ折り曲げることで内輪５を固定するカシメ部分４ｂが形成されている。また、ハブ輪４のアウター側端部には、開口部４ｃが形成されている。更に、ハブ輪４の外周には、環状に内側転走面４ｄが形成されている。内側転走面４ｄは、外方部材２の外側転走面２ｄに対向する。なお、ハブ輪４は、小径段部４ａから内側転走面４ｄを経てシールランド部（後述する軸面部４ｅと曲面部４ｆと側面部４ｇで構成される）まで高周波焼入れが施され、表面硬さが５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。ハブ輪４の外周には、車輪取り付けフランジ４ｈが一体的に形成されている。車輪取り付けフランジ４ｈには、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の回転軸Ｌを中心とする同心円上に周方向等配置にボルト穴４ｉが設けられ、それぞれのボルト穴４ｉにハブボルト４０が圧入されている。

内輪５は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼で構成されている。内輪５の外周には、環状に内側転走面５ａが形成されている。つまり、内輪５は、ハブ輪４の小径段部４ａに嵌装され、小径段部４ａの外周に内側転走面５ａを構成している。内側転走面５ａは、外方部材２の外側転走面２ｃに対向する。なお、内輪５は、いわゆるズブ焼入れが施され、芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。本車輪用軸受装置１は、一つの内輪５を嵌装した第３世代構造であるが、一対の内輪５を嵌装した第２世代構造であっても良い。

転動体６は、転がり軸受構造の転動部分を構成するものである。転動体６は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼で構成されている。インナー側のボール列６ａは、複数の転動体６が保持器によって環状に配置されたものである。ボール列６ａは、内輪５に形成されている内側転走面５ａと、それに対向する外方部材２の外側転走面２ｃと、の間に転動自在に収容されている。一方で、アウター側のボール列６ｂも、複数の転動体６が保持器によって環状に配置されたものである。ボール列６ｂは、ハブ輪４に形成されている内側転走面４ｄと、それに対向する外方部材２の外側転走面２ｄと、の間に転動自在に収容されている。なお、ボール列６ａとボール列６ｂを構成しているそれぞれの転動体６には、いわゆるズブ焼入れが施され、芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。

リング部材７は、グリースの流動を抑制するものである。リング部材７は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）で構成されている。リング部材７は、円環状に切り出された鋼板がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面が直角に折り曲げられた形状に形成されている。これにより、図３に示すように、リング部材７は、円筒状の嵌合部７ａと、その一端から内方部材３（内輪５）に向かって延びる円板状の側板部７ｂと、が形成されている。嵌合部７ａと側板部７ｂは、互いに垂直に交わっており、嵌合部７ａは、外方部材２の拡径部２ａの内周面に沿って圧入嵌合している。また、側板部７ｂは、内方部材３（内輪５）に向かって延び、その先端が内輪５の外周面に近接している。これにより、リング部材７は、グリースのインナー側への流動を抑制しているのである。

シール部材８は、外方部材２のアウター側端部に装着されるものである。シール部材８は、芯金９とシールゴム１０で構成されている。

芯金９は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）で構成されている。芯金９は、円環状に切り出された鋼板がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面が複雑に折り曲げられた形状に形成されている。これにより、図４に示すように、芯金９は、円筒状の嵌合部９ａと、その一端から内方部材３（ハブ輪４）に向かって延びる円板状の側板部９ｂと、が形成されている。嵌合部９ａと側板部９ｂは、互いに湾曲しながら交わっており、嵌合部９ａは、外方部材２の拡径部２ｂの内周面に沿って圧入嵌合している。また、側板部９ｂは、内方部材３（ハブ輪４）に向かって延び、ハブ輪４の曲面部４ｆおよび側面部４ｇに対向している。なお、嵌合部９ａと側板部９ｂには、弾性部材であるシールゴム１０が加硫接着されている。

シールゴム１０は、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、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）、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の合成ゴムで構成されている。シールゴム１０には、シールリップであるラジアルリップ１０ａ、内側アキシアルリップ１０ｂおよび外側アキシアルリップ１０ｃが形成されている。また、シールゴム１０には、外方部材２の拡径部２ｂの内周面に接するように端縁シール部１０ｄが形成されている。

このように、シール部材８は、芯金９とシールゴム１０で構成され、シールゴム１０は、三つのシールリップを有している。ラジアルリップ１０ａは、油膜を介してハブ輪４の軸面部４ｅに接触する。アキシアルリップ１０ｂは、油膜を介してハブ輪４の曲面部４ｆに接触する。そして、外側アキシアルリップ１０ｃは、油膜を介してハブ輪４の側面部（後述する他側フランジ部４ｉの側面）４ｇに接触する。これにより、シール部材８は、泥水や砂塵の侵入を防止するとともにグリースの漏出を防止している。なお、端縁シール部１０ｄを形成したのは、外方部材２と芯金９の嵌合部分（外方部材２と芯金９が接している部分を指す）に水が侵入して腐食しないように考慮したものである。

更に、車輪用軸受装置１は、キャップ部材１１を具備している。

以下に、第一実施形態に係るキャップ部材１１について説明する。図５の（Ａ）は、キャップ部材１１の正面図であり、図５の（Ｂ）は、キャップ部材１１の側面図である。また、図５の（Ｃ）は、（Ａ）における領域Ｒの拡大図であり、図５の（Ｄ）は、（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。

キャップ部材１１は、外方部材２のインナー側端部に装着されるものである（図１から図３参照）。キャップ部材１１は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）で構成されている。あるいは、冷間圧延鋼板で形成した後にカチオン電着塗装によって防錆皮膜を形成したもので構成されていても良い。キャップ部材１１は、円板状に切り出された鋼板がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面が複数の曲点を経て直角に折り曲げられた形状に形成されている。これにより、キャップ部材１１は、円筒状の嵌合部１１ａと、その一端から径方向内側に向かって斜めに延びる円錐状の面取部１１ｇと、その一端から径方向内側に向かって延びる円板状の蓋板部１１ｃと、が形成されている。嵌合部１１ａと蓋板部１１ｃは、面取部１１ｇを介して交わっており、嵌合部１１ａは、外方部材２の拡径部２ａの内周面（インナー側内周面）に沿って圧入嵌合している。また、蓋板部１１ｃは、外方部材２のインナー側開口端を隙間なく密閉している。これにより、キャップ部材１１は、泥水や砂塵の侵入を防止するとともにグリースの漏出を防止している。更に、面取部１１ｇは、その外周に拡径部２ａの内周面（インナー側内周面）に接するようにゴムシール部１１ｄが設けられている。これは、外方部材２とキャップ部材１１の嵌合部分（外方部材２とキャップ部材１１が接している部分を指す）に水が侵入して腐食しないように考慮したものである。ここで、「隙間なく密閉」とは、嵌合状態において泥水や砂塵の侵入を防止し、かつグリースの漏出を防止している状態をいう。

ここで、外方部材２にキャップ部材１１を圧入した状態における嵌合部１１ａのアウター側を「先端側」と定義し、嵌合部１１ａのインナー側を「後端側」と定義した場合、キャップ部材１１は、嵌合部１１ａの先端側から圧入されて後端側まで内方部材２の内側に収まることとなる。また、キャップ部材１１の特徴点として、嵌合部１１ａの外周には、先端側から軸方向に沿って空気溝１１ｅが形成され、空気溝１１ｅよりもインナー側で外方部材２とキャップ部材１１が密閉されている。空気溝１１ｅは、軸方向から見ると円弧形状となっており、先端側から後端側に向かうにつれて溝断面が徐々に小さくなっている。換言すると、空気溝１１ｅは、嵌合部１１ａの先端側における断面積が大きく、他端側に向かうにつれて断面積が徐々に小さくなっている。なお、空気溝１１ｅの長さ寸法Ｇは、キャップ部材１１の圧入を完了したときの内部空間Ｓの圧力やキャップ部材１１の密封性などを対象とした実験を行い、その結果から見出された値となっている。内部空間Ｓの圧力の上昇を防ぐ観点からは、空気溝１１ｅが嵌合部１１ａの外周に複数設けられているほうが好ましい。このとき、それぞれの空気溝１１ｅは、周方向等配置であることが好ましい。空気溝１１ｅは、プレス加工によって簡単に形成することができる。

次に、第一実施形態に係るキャップ部材１１を圧入する工程について説明する。図６の（Ａ）は、キャップ部材１１を圧入している状況を示す断面図であり、図６の（Ｂ）は、キャップ部材１１の圧入が完了した状況を示す断面図である。

図６の（Ａ）に示すように、キャップ部材１１は、嵌合部１１ａの先端側から圧入される（図中の矢印Ｐ参照）。具体的に説明すると、キャップ部材１１は、嵌合部１１ａの先端側を外方部材２の拡径部２ａに嵌め込み、嵌合部１１ａが拡径部２ａの内周面（インナー側内周面）に沿うように圧入される。このとき、嵌合部１１ａの外周には、先端側から軸方向に沿って空気溝１１ｅが形成され、空気溝１１ｅよりもインナー側で外方部材２とキャップ部材１１が密閉されているので、この空気溝１１ｅから内部空間Ｓの空気が排出されることとなる（図中の矢印Ｆ参照）。従って、キャップ部材１１が圧入されていき、空気溝１１ｅが拡径部２ａの内周面（インナー側内周面）によって塞がれるまでは、キャップ部材１１の押込距離と断面積から算出される容積の空気が空気溝１１ｅから排出されることとなる。なお、嵌合部１１ａの先端側においては、空気溝１１ｅの断面積が大きいので、溝幅が狭まるように弾性変形しやすい（図５の（Ｃ）における矢印Ｄ参照）。従って、嵌合部１１ａの先端側は、その剛性が低下しているといえる。このため、キャップ部材１１を圧入する際の押込荷重は、従来よりも小さくなっている。

その後、図６の（Ｂ）に示すように、キャップ部材１１は、押込距離が所定の値となるまで圧入される（図中の矢印Ｐ参照）。具体的に説明すると、空気溝１１ｅが拡径部２ａの内周面（インナー側内周面）によって塞がれてからも押し込まれていき、全体の押込距離が所定の値となるまで圧入される。このとき、キャップ部材１１の嵌合部１１ａと外方部材２の拡径部２ａは、互いに隙間なく接しているので、内部空間Ｓを隙間なく密封することができる。従って、キャップ部材１１が圧入されていき、全体の押込距離が所定の値となるまでは、キャップ部材１１の押込距離と断面積から算出される容積の空気が圧縮されることとなる。但し、内部空間Ｓの圧力の上昇は、従来の車輪用軸受装置に比べると僅かな値である。なお、嵌合部１１ａの後端側においては、空気溝１１ｅの断面積が小さいので、溝幅が狭まるように弾性変形しにくい。従って、嵌合部１１ａの後端側は、その剛性が保たれているといえる。このため、キャップ部材１１の圧入を完了したときの密封性は、従来と同じ程度となっている。

以上のように、第一実施形態に係るキャップ部材１１は、外方部材２のインナー側内周面（拡径部２ａの内周面）に嵌合する嵌合部１１ａを有しており、この嵌合部１１ａの先端側から圧入されて取り付けられる。また、嵌合部１１ａの外周には、先端側から軸方向に沿って空気溝１１ｅが形成され、空気溝１１ｅよりもインナー側で外方部材２とキャップ部材１１が密閉されている。かかる構成によれば、キャップ部材１１を圧入しているときに空気溝１１ｅから内部空間Ｓの空気が排出される。従って、キャップ部材１１の圧入に起因して内部空間Ｓの圧力が上昇するのを防ぐことができる。ひいては、シール部材８のシールリップ（ラジアルリップ１０ａ）に内側から荷重がかかるのを防いで内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の回転抵抗が増加するのを防ぐことができる。更に、キャップ部材１１の圧入を完了したときには、隙間なく密封されることとなる。

加えて、空気溝１１ｅは、嵌合部１１ａの先端側における断面積が大きく、後端側に向かうにつれて断面積が徐々に小さくなっている。かかる構成によれば、嵌合部１１ａの先端側においては、空気溝１１ｅが弾性変形しやすく嵌合部１１ａの剛性が低下しているので、キャップ部材１１を圧入する際の押込荷重が小さくなる。また、嵌合部１１ａの後端側においては、空気溝１１ｅが弾性変形しにくく嵌合部１１ａの剛性が保たれているので、キャップ部材１１の圧入を完了したときの密封性を損なわない。従って、キャップ部材１１の圧入を容易としつつ圧入を完了したときには隙間なく密封することができる。

以下に、第二実施形態に係るキャップ部材１１について説明する。図７の（Ａ）は、キャップ部材１１の正面図であり、図７の（Ｂ）は、キャップ部材１１の側面図である。また、図７の（Ｃ）は、（Ａ）における領域Ｒの拡大図であり、図７の（Ｄ）は、（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。

キャップ部材１１は、第一実施形態に係るキャップ部材１１と同様に、外方部材２のインナー側端部に装着されるものである。キャップ部材１１は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）で構成されている。あるいは、冷間圧延鋼板で形成した後にカチオン電着塗装によって防錆皮膜を形成したもので構成されていても良い。キャップ部材１１は、円板状に切り出された鋼板がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面が複数の曲点を経て一部が径方向外側へ張り出すように形成されている。これにより、キャップ部材１１は、円筒状の嵌合部１１ａと、その一端から径方向外側に向かって延びる円環状の止板部１１ｂと、その一端から径方向内側に向かって延びる円板状の蓋板部１１ｃと、が形成されている。嵌合部１１ａと蓋板部１１ｃは、止板部１１ｂを介して交わっており、嵌合部１１ａは、外方部材２の拡径部２ａの内周面（インナー側内周面）に沿って圧入嵌合している。また、蓋板部１１ｃは、外方部材２のインナー側開口端を隙間なく密閉している。これにより、キャップ部材１１は、泥水や砂塵の侵入を防止するとともにグリースの漏出を防止している。更に、止板部１１ｂは、その端面が拡径部２ａの端面（インナー側端面）に沿って平行に当接する。これにより、キャップ部材１１の押込距離を制限しているのである。また、外方部材２とキャップ部材１１の嵌合部分（外方部材２とキャップ部材１１が接している部分を指す）に水が侵入して腐食しないようにしているのである。ここで、「隙間なく密閉」とは、嵌合状態において泥水や砂塵の侵入を防止し、かつグリースの漏出を防止している状態をいう。

ここで、外方部材２にキャップ部材１１を圧入した状態における嵌合部１１ａのアウター側を「先端側」と定義し、嵌合部１１ａのインナー側を「後端側」と定義した場合、キャップ部材１１は、嵌合部１１ａの先端側から圧入されて後端側まで内方部材２の内側に収まることとなる。また、キャップ部材１１の特徴点として、嵌合部１１ａの外周には、先端側から軸方向に沿って空気溝１１ｅが形成され、空気溝１１ｅよりもインナー側で外方部材２とキャップ部材１１が密閉されている。空気溝１１ｅは、軸方向から見ると円弧形状となっており、先端側から後端側に向かうにつれて溝断面が徐々に小さくなっている。換言すると、空気溝１１ｅは、嵌合部１１ａの先端側における断面積が大きく、他端側に向かうにつれて断面積が徐々に小さくなっている。なお、空気溝１１ｅの長さ寸法Ｇは、キャップ部材１１の圧入を完了したときの内部空間Ｓの圧力やキャップ部材１１の密封性などを対象とした実験を行い、その結果から見出された値となっている。内部空間Ｓの圧力の上昇を防ぐ観点からは、空気溝１１ｅが嵌合部１１ａの外周に複数設けられているほうが好ましい。このとき、それぞれの空気溝１１ｅは、周方向等配置であることが好ましい。加えて、密封性の観点からは、拡径部２ａの内周面（インナー側内周面）と側面（インナー側側面）をつなぐ面取部分２ｇまで、空気溝１１ｅが形成されていないことが好ましい。空気溝１１ｅは、プレス加工によって簡単に形成することができる。

次に、第二実施形態に係るキャップ部材１１を圧入する工程について説明する。図８の（Ａ）は、キャップ部材１１を圧入している状況を示す断面図であり、図８の（Ｂ）は、キャップ部材１１の圧入が完了した状況を示す断面図である。

図８の（Ａ）に示すように、キャップ部材１１は、嵌合部１１ａの先端側から圧入される（図中の矢印Ｐ参照）。具体的に説明すると、キャップ部材１１は、嵌合部１１ａの先端側を外方部材２の拡径部２ａに嵌め込み、嵌合部１１ａが拡径部２ａの内周面（インナー側内周面）に沿うように圧入される。このとき、嵌合部１１ａの外周には、先端側から軸方向に沿って空気溝１１ｅが形成され、空気溝１１ｅよりもインナー側で外方部材２とキャップ部材１１が密閉されている。この空気溝１１ｅから内部空間Ｓの空気が排出されることとなる（図中の矢印Ｆ参照）。従って、キャップ部材１１が圧入されていき、空気溝１１ｅが拡径部２ａの内周面（インナー側内周面）によって塞がれるまでは、キャップ部材１１の押込距離と断面積から算出される容積の空気が空気溝１１ｅから排出されることとなる。なお、嵌合部１１ａの先端側においては、空気溝１１ｅの断面積が大きいので、溝幅が狭まるように弾性変形しやすい（図７の（Ｃ）における矢印Ｄ参照）。従って、嵌合部１１ａの先端側は、その剛性が低下しているといえる。このため、キャップ部材１１を圧入する際の押込荷重は、従来よりも小さくなっている。

その後、図８の（Ｂ）に示すように、キャップ部材１１は、止板部１１ｂが拡径部２ａの端面（インナー側端面）に当接するまで圧入される（図中の矢印Ｐ参照）。具体的に説明すると、空気溝１１ｅが拡径部２ａの内周面（インナー側内周面）によって塞がれてからも押し込まれていき、止板部１１ｂが拡径部２ａの端面（インナー側端面）に当接するまで圧入される。このとき、キャップ部材１１の嵌合部１１ａと外方部材２の拡径部２ａは、互いに隙間なく接しているので、内部空間Ｓを隙間なく密封することができる。従って、キャップ部材１１が圧入されていき、止板部１１ｂが拡径部２ａの端面（インナー側端面）に当接するまでは、キャップ部材１１の押込距離と断面積から算出される容積の空気が圧縮されることとなる。但し、内部空間Ｓの圧力の上昇は、従来の車輪用軸受装置に比べると僅かな値である。なお、嵌合部１１ａの後端側においては、空気溝１１ｅの断面積が小さいので、溝幅が狭まるように弾性変形しにくい。従って、嵌合部１１ａの後端側は、その剛性が保たれているといえる。このため、キャップ部材１１の圧入を完了したときの密封性は、従来と同じ程度となっている。

以上のように、第二実施形態に係るキャップ部材１１は、外方部材２のインナー側内周面（拡径部２ａの内周面）に嵌合する嵌合部１１ａを有しており、この嵌合部１１ａの先端側から圧入されて取り付けられる。また、嵌合部１１ａの外周には、先端側から軸方向に沿って空気溝１１ｅが形成され、空気溝１１ｅよりもインナー側で外方部材２とキャップ部材１１が密閉されている。かかる構成によれば、キャップ部材１１を圧入しているときに空気溝１１ｅから内部空間Ｓの空気が排出される。従って、キャップ部材１１の圧入に起因して内部空間Ｓの圧力が上昇するのを防ぐことができる。ひいては、シール部材８のシールリップ（ラジアルリップ１０ａ）に内側から荷重がかかるのを防いで内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の回転抵抗が増加するのを防ぐことができる。更に、キャップ部材１１の圧入を完了したときには、隙間なく密封されることとなる。

加えて、空気溝１１ｅは、嵌合部１１ａの先端側における断面積が大きく、後端側に向かうにつれて断面積が徐々に小さくなっている。かかる構成によれば、嵌合部１１ａの先端側においては、空気溝１１ｅが弾性変形しやすく嵌合部１１ａの剛性が低下しているので、キャップ部材１１を圧入する際の押込荷重が小さくなる。また、嵌合部１１ａの後端側においては、空気溝１１ｅが弾性変形しにくく嵌合部１１ａの剛性が保たれているので、キャップ部材１１の圧入を完了したときの密封性を損なわない。従って、キャップ部材１１の圧入を容易としつつ圧入を完了したときには隙間なく密封することができる。

以下に、第三実施形態に係るキャップ部材１１について説明する。図９の（Ａ）は、キャップ部材１１の正面図であり、図９の（Ｂ）は、キャップ部材１１の側面図である。また、図９の（Ｃ）は、（Ａ）における領域Ｒの拡大図であり、図９の（Ｄ）は、（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。

キャップ部材１１は、第一実施形態および第二実施形態に係るキャップ部材１１と同様に、外方部材２のインナー側端部に装着されるものである。キャップ部材１１は、その一部分がフェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）で構成されている。また、その他の部分がポリアミド樹脂（ＪＩＳ規格のＰＡ系等）やポリカーボネート樹脂（ＪＩＳ規格のＰＣ系等）、あるいはポリエステル樹脂（ＪＩＳ規格のＴＰ系等）で構成されている。キャップ部材１１は、円環状に切り出された鋼板がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面が曲点を経て径方向外側へ張り出すように形成されている。そして、キャップ部材１１は、円盤状に形成された樹脂板が径方向外側へ張り出された部分を覆うように接合（インサート成形）されている。これにより、キャップ部材１１は、円筒状の嵌合部１１ａと、その一端から径方向外側に向かって延びる円環状の掛止部１１ｆと、その掛止部１１ｆを覆って径方向内側に向かって延びる円板状の蓋板部１１ｃと、が形成されている。嵌合部１１ａと蓋板部１１ｃは、掛止部１１ｆを介して接合されており、嵌合部１１ａは、外方部材２の拡径部２ａの内周面（インナー側内周面）に沿って圧入嵌合している。また、蓋板部１１ｃは、外方部材２のインナー側開口端を隙間なく密閉している。これにより、キャップ部材１１は、泥水や砂塵の侵入を防止するとともにグリースの漏出を防止している。更に、蓋板部１１ｃは、その外縁部分に止板部１１ｂが形成されており、その端面が拡径部２ａの端面（インナー側端面）に沿って平行に当接する。これにより、キャップ部材１１の押込距離を制限しているのである。また、外方部材２とキャップ部材１１の嵌合部分（外方部材２とキャップ部材１１が接している部分を指す）に水が侵入して腐食しないようにしているのである。ここで、「隙間なく密閉」とは、嵌合状態において泥水や砂塵の侵入を防止し、かつグリースの漏出を防止している状態をいう。

ここで、外方部材２にキャップ部材１１を圧入した状態における嵌合部１１ａのアウター側を「先端側」と定義し、嵌合部１１ａのインナー側を「後端側」と定義した場合、キャップ部材１１は、嵌合部１１ａの先端側から圧入されて後端側まで内方部材２の内側に収まることとなる。また、キャップ部材１１の特徴点として、嵌合部１１ａの外周には、先端側から軸方向に沿って空気溝１１ｅが形成され、空気溝１１ｅよりもインナー側で外方部材２とキャップ部材１１が密閉されている。空気溝１１ｅは、軸方向から見ると円弧形状となっており、先端側から後端側に向かうにつれて溝断面が徐々に小さくなっている。換言すると、空気溝１１ｅは、嵌合部１１ａの先端側における断面積が大きく、他端側に向かうにつれて断面積が徐々に小さくなっている。なお、空気溝１１ｅの長さ寸法Ｇは、キャップ部材１１の圧入を完了したときの内部空間Ｓの圧力やキャップ部材１１の密封性などを対象とした実験を行い、その結果から見出された値となっている。内部空間Ｓの圧力の上昇を防ぐ観点からは、空気溝１１ｅが嵌合部１１ａの外周に複数設けられているほうが好ましい。このとき、それぞれの空気溝１１ｅは、周方向等配置であることが好ましい。加えて、密封性の観点からは、拡径部２ａの内周面（インナー側内周面）と側面（インナー側側面）をつなぐ面取部分２ｇまで、空気溝１１ｅが形成されていないことが好ましい。空気溝１１ｅは、プレス加工によって簡単に形成することができる。

次に、第三実施形態に係るキャップ部材１１を圧入する工程について説明する。図１０の（Ａ）は、キャップ部材１１を圧入している状況を示す断面図であり、図１０の（Ｂ）は、キャップ部材１１の圧入が完了した状況を示す断面図である。

図１０の（Ａ）に示すように、キャップ部材１１は、嵌合部１１ａの先端側から圧入される（図中の矢印Ｐ参照）。具体的に説明すると、キャップ部材１１は、嵌合部１１ａの先端側を外方部材２の拡径部２ａに嵌め込み、嵌合部１１ａが拡径部２ａの内周面（インナー側内周面）に沿うように圧入される。このとき、嵌合部１１ａの外周には、先端側から後端側に至る中途部分まで軸方向に沿って空気溝１１ｅが形成されているので、この空気溝１１ｅから内部空間Ｓの空気が排出されることとなる（図中の矢印Ｆ参照）。従って、キャップ部材１１が圧入されていき、空気溝１１ｅが拡径部２ａの内周面（インナー側内周面）によって塞がれるまでは、キャップ部材１１の押込距離と断面積から算出される容積の空気が空気溝１１ｅから排出されることとなる。なお、嵌合部１１ａの先端側においては、空気溝１１ｅの断面積が大きいので、溝幅が狭まるように弾性変形しやすい（図９の（Ｃ）における矢印Ｄ参照）。従って、嵌合部１１ａの先端側は、その剛性が低下しているといえる。このため、キャップ部材１１を圧入する際の押込荷重は、従来よりも小さくなっている。

その後、図１０の（Ｂ）に示すように、キャップ部材１１は、止板部１１ｂが拡径部２ａの端面（インナー側端面）に当接するまで圧入される（図中の矢印Ｐ参照）。具体的に説明すると、空気溝１１ｅが拡径部２ａの内周面（インナー側内周面）によって塞がれてからも押し込まれていき、止板部１１ｂが拡径部２ａの端面（インナー側端面）に当接するまで圧入される。このとき、キャップ部材１１の嵌合部１１ａと外方部材２の拡径部２ａは、互いに隙間なく接しているので、内部空間Ｓを隙間なく密封することができる。従って、キャップ部材１１が圧入されていき、止板部１１ｂが拡径部２ａの端面（インナー側端面）に当接するまでは、キャップ部材１１の押込距離と断面積から算出される容積の空気が圧縮されることとなる。但し、内部空間Ｓの圧力の上昇は、従来の車輪用軸受装置に比べると僅かな値である。なお、嵌合部１１ａの後端側においては、空気溝１１ｅの断面積が小さいので、溝幅が狭まるように弾性変形しにくい。従って、嵌合部１１ａの後端側は、その剛性が保たれているといえる。このため、キャップ部材１１の圧入を完了したときの密封性は、従来と同じ程度となっている。

以上のように、第三実施形態に係るキャップ部材１１は、外方部材２のインナー側内周面（拡径部２ａの内周面）に嵌合する嵌合部１１ａを有しており、この嵌合部１１ａの先端側から圧入されて取り付けられる。また、嵌合部１１ａの外周には、先端側から後端側に至る中途部分まで軸方向に沿って空気溝１１ｅが形成されている。かかる構成によれば、キャップ部材１１を圧入しているときに空気溝１１ｅから内部空間Ｓの空気が排出される。従って、キャップ部材１１の圧入に起因して内部空間Ｓの圧力が上昇するのを防ぐことができる。ひいては、シール部材８のシールリップ（ラジアルリップ１０ａ）に内側から荷重がかかるのを防いで内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の回転抵抗が増加するのを防ぐことができる。更に、キャップ部材１１の圧入を完了したときには、隙間なく密封されることとなる。

加えて、空気溝１１ｅは、嵌合部１１ａの先端側における断面積が大きく、後端側に向かうにつれて断面積が徐々に小さくなっている。かかる構成によれば、嵌合部１１ａの先端側においては、空気溝１１ｅが弾性変形しやすく嵌合部１１ａの剛性が低下しているので、キャップ部材１１を圧入する際の押込荷重が小さくなる。また、嵌合部１１ａの後端側においては、空気溝１１ｅが弾性変形しにくく嵌合部１１ａの剛性が保たれているので、キャップ部材１１の圧入を完了したときの密封性を損なわない。従って、キャップ部材１１の圧入を容易としつつ圧入を完了したときには隙間なく密封することができる。

次に、第四実施形態および第五実施形態に係るキャップ部材１１について説明する。図１１の（Ａ）は、第四実施形態に係るキャップ部材１１の正面図である。図１１の（Ｂ）は、（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。また、図１２の（Ａ）は、第五実施形態に係るキャップ部材１１の正面図である。図１２の（Ｂ）は、（Ａ）におけるＣ−Ｃ断面図である。なお、以下において、上述したキャップ部材１１と同様の構成部分については、同じ符号を付すものとし、簡単のために当該部分の説明を省略する。

まず、第四実施形態に係るキャップ部材１１について説明する。第四実施形態に係るキャップ部材１１は、第二実施形態に係るキャップ部材１１とほぼ同様である。しかし、第四実施形態に係るキャップ部材１１においては、嵌合部１１ａの先端側から止板部１１ｂまで軸方向に沿って空気溝１１ｅが形成されている。つまり、空気溝１１ｅが途中で途切れることなく止板部１１ｂまで形成されている。そして、空気溝１１ｅは、嵌合部１１ａの先端側における断面積が大きく、他端側に向かうにつれて断面積が徐々に小さくなっている。

キャップ部材１１は、嵌合部１１ａの先端側を外方部材２の拡径部２ａに嵌め込み、嵌合部１１ａが拡径部２ａの内周面（インナー側内周面）に沿うように圧入される。このとき、嵌合部１１ａの外周には、先端側から止板部１１ｂまで軸方向に沿って空気溝１１ｅが形成されているので、この空気溝１１ｅから内部空間Ｓの空気が排出されることとなる。そして、止板部１１ｂが拡径部２ａの端面（インナー側端面）に当接するまで圧入されると、空気溝１１ｅが塞がるので内部空間Ｓを隙間なく密封することができる。

以上のように、第四実施形態に係るキャップ部材１１は、外方部材２のインナー側内周面（拡径部２ａの内周面）に嵌合する嵌合部１１ａと外方部材２のインナー側端面（拡径部２ａの側面）に当接する止板部１１ｂを有しており、この嵌合部１１ａの先端側から圧入されて取り付けられる。また、嵌合部１１ａの外周には、先端側から止板部１１ｂまで軸方向に沿って空気溝１１ｅが形成されている。かかる構成によれば、キャップ部材１１を圧入しているときに空気溝１１ｅから内部空間Ｓの空気が排出される。従って、キャップ部材１１の圧入に起因して内部空間Ｓの圧力が上昇するのを防ぐことができる。ひいては、シール部材８のシールリップ（ラジアルリップ１０ａ）に内側から荷重がかかるのを防いで内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の回転抵抗が増加するのを防ぐことができる。更に、キャップ部材１１の圧入を完了したときには、隙間なく密封されることとなる。

加えて、空気溝１１ｅは、嵌合部１１ａの先端側における断面積が大きく、後端側に向かうにつれて断面積が徐々に小さくなっている。かかる構成によれば、嵌合部１１ａの先端側においては、空気溝１１ｅが弾性変形しやすく嵌合部１１ａの剛性が低下しているので、キャップ部材１１を圧入する際の押込荷重が小さくなる。また、嵌合部１１ａの後端側においては、空気溝１１ｅが弾性変形しにくく嵌合部１１ａの剛性が保たれているので、キャップ部材１１の圧入を完了したときの密封性を損なわない。従って、キャップ部材１１の圧入を容易としつつ圧入を完了したときには隙間なく密封することができる。

次に、第五実施形態に係るキャップ部材１１について説明する。第五実施形態に係るキャップ部材１１は、第三実施形態に係るキャップ部材１１とほぼ同様である。しかし、第五実施形態に係るキャップ部材１１においては、嵌合部１１ａの先端側から止板部１１ｂ（蓋板部１１ｃの外縁部分）まで軸方向に沿って空気溝１１ｅが形成されている。つまり、空気溝１１ｅが途中で途切れることなく止板部１１ｂ（蓋板部１１ｃの外縁部分）まで形成されている。そして、空気溝１１ｅは、嵌合部１１ａの先端側における断面積が大きく、他端側に向かうにつれて断面積が徐々に小さくなっている。

キャップ部材１１は、嵌合部１１ａの先端側を外方部材２の拡径部２ａに嵌め込み、嵌合部１１ａが拡径部２ａの内周面（インナー側内周面）に沿うように圧入される。このとき、嵌合部１１ａの外周には、先端側から蓋板部１１ｃまで軸方向に沿って空気溝１１ｅが形成されているので、この空気溝１１ｅから内部空間Ｓの空気が排出されることとなる。そして、止板部１１ｂ（蓋板部１１ｃの外縁部分）が拡径部２ａの端面（インナー側端面）に当接するまで圧入されると、空気溝１１ｅが塞がるので内部空間Ｓを隙間なく密封することができる。

以上のように、第五実施形態に係るキャップ部材１１は、外方部材２のインナー側内周面（拡径部２ａの内周面）に嵌合する嵌合部１１ａと外方部材２のインナー側端面（拡径部２ａの側面）に当接する止板部１１ｂを有しており、この嵌合部１１ａの先端側から圧入されて取り付けられる。また、嵌合部１１ａの外周には、先端側から止板部１１ｂまで軸方向に沿って空気溝１１ｅが形成されている。かかる構成によれば、キャップ部材１１を圧入しているときに空気溝１１ｅから内部空間Ｓの空気が排出される。従って、キャップ部材１１の圧入に起因して内部空間Ｓの圧力が上昇するのを防ぐことができる。ひいては、シール部材８のシールリップ（ラジアルリップ１０ａ）に内側から荷重がかかるのを防いで内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の回転抵抗が増加するのを防ぐことができる。更に、キャップ部材１１の圧入を完了したときには、隙間なく密封されることとなる。

加えて、空気溝１１ｅは、嵌合部１１ａの先端側における断面積が大きく、後端側に向かうにつれて断面積が徐々に小さくなっている。かかる構成によれば、嵌合部１１ａの先端側においては、空気溝１１ｅが弾性変形しやすく嵌合部１１ａの剛性が低下しているので、キャップ部材１１を圧入する際の押込荷重が小さくなる。また、嵌合部１１ａの後端側においては、空気溝１１ｅが弾性変形しにくく嵌合部１１ａの剛性が保たれているので、キャップ部材１１の圧入を完了したときの密封性を損なわない。従って、キャップ部材１１の圧入を容易としつつ圧入を完了したときには隙間なく密封することができる。

１ 車輪用軸受装置
２ 外方部材
２ｃ 外側転走面
２ｄ 外側転走面
３ 内方部材
４ ハブ輪
４ａ 小径段部
４ｄ 内側転走面
４ｈ 車輪取り付けフランジ
５ 内輪
５ａ 内側転走面
６ 転動体
６ａ ボール列
６ｂ ボール列
７ リング部材
８ シール部材
９ 芯金
１０ シールゴム
１１ キャップ部材
１１ａ 嵌合部
１１ｂ 止板部
１１ｃ 蓋板部
１１ｄ ゴムシール部
１１ｅ 空気溝
１１ｆ 掛止部
１１ｇ 面取部
Ｓ 空間

Claims (3)

1. 内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
   複数のハブボルトが圧入される車輪取り付けフランジを有するとともに軸方向に延びた小径段部を有するハブ輪、およびこのハブ輪の前記小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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、
   前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に介装される複列の転動体と、
   前記外方部材の内部空間を密封するために当該外方部材のアウター側端部に装着されるシール部材と、
   前記外方部材の内部空間を密封するために当該外方部材のインナー側端部に装着されるキャップ部材と、を備えた車輪用軸受装置において、
   前記キャップ部材は、前記外方部材のインナー側内周面に嵌合する嵌合部を有しており、この嵌合部の先端側から圧入されて取り付けられるものとされ、
   前記嵌合部の外周には、先端側から軸方向に沿って空気溝が形成され、
   前記空気溝よりもインナー側で前記外方部材と前記キャップ部材が密閉されている、ことを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記キャップ部材は、前記外方部材のインナー側端面に当接する止板部を有しており、前記空気溝が先端側から前記止板部まで軸方向に沿って形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記空気溝は、前記嵌合部の先端側における断面積が大きく、後端側に向かうにつれて断面積が徐々に小さくなっている、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車輪用軸受装置。

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