JP2018123957A - 車輪用軸受装置および軸受構造 - Google Patents

Abstract

【課題】等速自在継手に潤滑剤の供給路を形成することなくスプライン嵌合部を潤滑することができる車輪用軸受装置および軸受構造を提供する。【解決手段】内周に複列の外側転走面２ｃ・２ｄが一体に形成された外輪２と、外周に軸方向に延びる小径段部３ａが形成され、内周に等速自在継手１００の外側継手部材１００ａがスプライン嵌合される雌スプライン８が形成されるハブ輪３、および前記小径段部３ａに圧入された少なくとも一つの内輪４を有し、外周に複列の外側転走面２ｃ・２ｄに対向する複列の内側転走面３ｆ・４ａが形成された内方部材と、前記内方部材と外輪２のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体５ａ・５ｂと、を備えた車輪用軸受装置１において、雌スプライン８における雌スプライン小径部８ａと雌スプライン大径部８ｂとのうち少なくとも一方に短繊維Ｆｉが設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は車輪用軸受装置および軸受構造に関する。詳しくは駆動輪用の車輪用軸受装置および駆動輪用の軸受構造に関する。

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。車輪用軸受装置の中には、車輪に接続されるハブ輪が転動体を介して外輪に回転自在に支持されているものがある。この駆動輪用の車輪用軸受装置は、車両のナックルに外輪の取り付けフランジを介して固定されている。つまり、車輪用軸受装置は、外輪が車両のナックルに固定された状態で車輪が接続されているハブ輪を回転自在に支持している。また、駆動輪用の車輪用軸受装置は、ハブ輪の内径に等速自在継手の外側継手部材が嵌合されている。駆動輪用の車輪用軸受装置は、等速自在継手の外側継手部材にスプライン嵌合によって接続される軸受構造によって駆動力がハブ輪に伝達されて回転駆動されるように構成されている。

このような車輪用軸受装置において、ハブ輪の内径の雌スプラインと等速自在継手の雄スプラインとが振動を吸収して騒音の発生を抑制するため軸方向に摺動自在に嵌合されているものがある。ハブ輪の内径の雌スプラインと等速自在継手の外側継手部材の雄スプラインは、その嵌め合いがすきま嵌めになるように構成され、軸方向の移動を完全に拘束しないように連結されている。この軸受構造により、等速自在継手からの動力をハブ輪に伝達しつつ、動力伝達系統における軸方向に発生する振動を吸収する箇所を構成することで騒音の発生が抑制される。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１に記載のインホイールモータ駆動装置は、ハブ輪の内径の雌スプラインに減速機の出力軸の雄スプラインが軸方向に摺動自在に嵌合されている。これにより、インホイールモータ駆動装置は、軸方向の振動をスプライン嵌合により吸収し、騒音の発生を抑制している。

特開２０１５−１３７７３３号公報

このように構成される軸受構造においては、ハブ輪の内径の雌スプラインと等速自在継手の外側継手部材の雄スプラインとが摺動によって摩耗する可能性がある。このため、等速自在継手には、スプライン嵌合の摩耗を抑制するスプライン潤滑手段としてスプライン嵌合部に潤滑油を供給する油路が形成されている。油路は、等速自在継手の外側継手部材の軸心に軸方向に沿った貫通孔として形成されている。このように構成することで、軸受構造は、油路を通じて供給される潤滑油によりスプライン嵌合部の摩耗を抑制することができる。しかし、特許文献１の技術では、油路が形成されることにより等速自在継手の強度や剛性が低下したり加工コストが増大したりする可能性があった。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、等速自在継手に潤滑剤の供給路を形成することなくスプライン嵌合部を潤滑することができる車輪用軸受装置および軸受構造の提供を目的とする。

即ち、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、外周に軸方向に延びる小径段部が形成され、内周に等速自在継手の外側継手部材がスプライン嵌合される雌スプラインが形成されるハブ輪、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を有し、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、前記内方部材と前記外方部材のそれぞれの転走面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、前記雌スプラインにおける雌スプライン小径部と雌スプライン大径部とのうち少なくとも一方に柔軟性構造体が設けられているものである。

車輪用軸受装置においては、前記柔軟性構造体に潤滑剤が塗布されているものである。

車輪用軸受装置においては、前記柔軟性構造体が前記等速自在継手の外側継手部材に形成されている雄スプラインに接触するように形成されているものである。

車輪用軸受装置においては、前記柔軟性構造体が、静電植毛加工によって植毛された繊維材、大小の孔が無数に形成された多孔質の樹脂材または軟質の樹脂材で構成されているものである。

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、外周に軸方向に延びる小径段部が形成され、内周に等速自在継手の外側継手部材がスプライン嵌合される連結孔が形成されるハブ輪、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を有し、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、前記内方部材と前記外方部材のそれぞれの転走面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、駆動力を伝達する等速自在継手が連結されている軸受構造において、前記等速自在継手の外側継手部材の外周面における雄スプライン小径部と雄スプライン大径部とのうち少なくとも一方に柔軟性構造体が設けられているものである。

軸受構造においては、前記柔軟性構造体に潤滑剤が塗布されているものである。

軸受構造においては、前記柔軟性構造体が前記連結孔の雌スプラインに接触するように形成されているものである。

軸受構造においては、前記柔軟性構造体が、静電植毛加工によって植毛された繊維材、大小の孔が無数に形成された多孔質の樹脂材または軟質の樹脂材で構成されているものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

即ち、本発明によれば、車輪用軸受装置のハブ輪の雌スプライン大径部と等速自在継手の雄スプライン大径部との間や、車輪用軸受装置のハブ輪の雌スプライン小径部と等速自在継手の外側継手部材の雄スプライン小径部との間において潤滑剤が保持される。これにより、等速自在継手に潤滑剤の供給路を形成することなくスプライン嵌合部を潤滑することができる。

本発明によれば、車輪用軸受装置のハブ輪の雌スプライン大径部と等速自在継手の外側継手部材の雄スプライン大径部との空間、および車輪用軸受装置のハブ輪の雌スプライン小径部と等速自在継手の外側継手部材の雄スプライン小径部との空間を最大限に使って潤滑剤が保持される。これにより、等速自在継手に潤滑剤の供給路を形成することなくスプライン嵌合部を潤滑することができる。

本発明によれば、車輪用軸受装置のハブ輪の雌スプライン大径部と等速自在継手の外側継手部材の雄スプライン大径部との間や、車輪用軸受装置のハブ輪の雌スプライン小径部と等速自在継手の外側継手部材の雄スプライン小径部との間において長期間に渡って潤滑剤が保持される。これにより、等速自在継手に潤滑剤の供給路を形成することなくスプライン嵌合部を潤滑することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態における全体構成を示す斜視図。 （ａ）本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態における全体構成を示す断面図、（ｂ）同じく軸方向からの部分拡大側面図。 本発明に係る車輪用軸受装置に等速自在継手が連結されている軸受構造の各実施形態における全体構成を示す断面図、（ｂ）図３（ａ）におけるＡ矢視部分拡大断面図。 本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態に等速自在継手が連結されている軸受構造における軸方向からの部分拡大断面図。 （ａ）本発明に係る車輪用軸受装置の第二実施形態における軸方向からの部分拡大側面図、（ｂ）同じく等速自在継手が連結されている軸受構造における軸方向からの部分拡大断面図。 （ａ）本発明に係る車輪用軸受装置の第三実施形態における軸方向からの部分拡大側面図、（ｂ）同じく等速自在継手が連結されている軸受構造における軸方向からの部分拡大断面図。 （ａ）本発明に係る軸受構造の第二実施形態における軸方向からの部分拡大断面図、（ｂ）本発明に係る軸受構造の第三実施形態における軸方向からの部分拡大断面図、（ｃ）本発明に係る軸受構造の第四実施形態における軸方向からの部分拡大断面図。

以下に、図１と図２とを用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第一実施形態である車輪用軸受装置１について説明する。

図１に示すように、車輪用軸受装置１は、自動車等の車両の懸架装置において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、外輪２、ハブ輪３、内輪４、転動体である二列のインナー側ボール列５ａ（図２参照）、アウター側ボール列５ｂ（図２参照）、インナー側シール部材６、アウター側シール部材７（図２参照）を具備する。ここで、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。車輪用軸受装置１は、インナー側が等速自在継手１００に接続されている。

図２（ａ）に示すように、外方部材である外輪２は、ハブ輪３と内輪４とを支持するものである。外輪２は、略円筒状に形成され、例えば、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。外輪２は、一側端が車載時に車両側であるインナー側に配置され、他側端が車輪側であるアウター側に配置される。外輪２のインナー側端部には、インナー側シール部材６が嵌合可能なインナー側開口部２ａが形成されている。外輪２のアウター側端部には、アウター側シール部材７が嵌合可能な外方部材開口部であるアウター側開口部２ｂが形成されている。

外輪２の内周面には、インナー側に環状の外側転走面２ｃとアウター側に環状の外側転走面２ｄとが周方向に互いに平行になるように形成されている。インナー側の外側転走面２ｃとアウター側の外側転走面２ｄとのピッチ円直径は、等しい大きさに構成されている。なお、インナー側の外側転走面２ｃとアウター側の外側転走面２ｄとのピッチ円直径は、異なる大きさに構成してもよい。各外側転走面２ｃ・２ｄには、高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲とする硬化層が形成されている。外輪２の外周面には、図示しない懸架装置のナックルに取り付けられるための車体取り付けフランジ２ｅがインナー側開口部２ａの近傍に一体に形成されている。

内方部材の一部であるハブ輪３は、図示しない車両の車輪を回転自在に支持するものである。ハブ輪３は、円筒状に形成され、例えば、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３のインナー側端部には、外周面の所定の範囲だけ外径が小さい部分である小径段部３ａが形成されている。ハブ輪３のアウター側端部には、車輪を取り付けるための車輪取り付けフランジ３ｃが一体的に形成されている。車輪取り付けフランジ３ｃには、円周等配位置にハブボルト３ｄが設けられている。ハブ輪３のアウター側の外周面には、周方向に環状のシール摺動面３ｅと環状の内側転走面３ｆとが形成されている。

図２（ａ）と図２（ｂ）とに示すように、ハブ輪３の内周面には、トルク伝達用の雌スプライン８が設けられている。雌スプライン８は、ハブ輪３の内周面にその軸方向に沿ったスプライン溝が形成されることで、スプラインの歯先である雌スプライン小径部８ａと、スプラインの歯底である雌スプライン大径部８ｂとが構成されている。

図２（ａ）に示すように、ハブ輪３は、インナー側の小径段部３ａからアウター側の内側転走面３ｆまで、および雌スプライン８を高周波焼入れにより表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。これにより、ハブ輪３は、車輪取り付けフランジ３ｃに付加される回転曲げ荷重、および等速自在継手の外側継手部材１００ａ（図３参照）から伝達されるトルクに対して充分な機械的強度を有し、雌スプライン８を含むハブ輪３の耐久性が向上する。なお、ハブ輪３のインナー側端の加締め部分は鍛造加工後の表面硬さのままである。ハブ輪３は、小径段部３ａに内輪４が嵌合されるとともに、内輪４を固定するためにインナー側端部が径方向外側に塑性変形されたかしめ部３ｂが形成されている。

内輪４は、転動列であるインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとに予圧を与えるものである。内輪４は、円筒状に形成され、例えば、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼から構成されている。内輪４は、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。内輪４の外周面には、周方向に環状の内側転走面４ａが形成されている。内輪４の内周は、ハブ輪３の小径段部３ａが圧入される嵌合孔４ｂが形成されている。内輪４は、嵌合孔４ｂにハブ輪３の小径段部３ａが圧入嵌合されるとともに、小径段部３ａのインナー側端部が径方向外側に塑性変形されてかしめ部３ｂが形成されることで、ハブ輪３に固定されている。内輪４は、ハブ輪３の小径段部３ａに固定されることでハブ輪３のインナー側に外側転走面４ａを構成している。ハブ輪３は、アウター側の内側転走面３ｆが外輪２のアウター側の外側転走面２ｄに対向するように配置されている。内輪４は、外側転走面４ａが外輪２のインナー側の内側転走面２ｃに対向するように配置されている。

転動列であるインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、ハブ輪３を回転自在に支持するものである。インナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、転動体である複数のボールが保持器によって環状に保持されている。インナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、例えば、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで６２〜６７ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。インナー側ボール列５ａは、内輪４の内側転走面４ａと外輪２のインナー側の外側転走面２ｃとの間に転動自在に挟まれている。アウター側ボール列５ｂは、ハブ輪３の内側転走面３ｆと外輪２のアウター側の外側転走面２ｄとの間に転動自在に挟まれている。つまり、インナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとは、外輪２に対してハブ輪３と内輪４とを回転自在に支持している。

車輪用軸受装置１は、外輪２とハブ輪３と内輪４とインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂとから複列アンギュラ玉軸受が構成されている。なお、本実施形態において、車輪用軸受装置１には、複列アンギュラ玉軸受が構成されているがこれに限定されるものではなく、複列円錐ころ軸受等で構成されていてもよい。

インナー側シール部材６は、外輪２と内輪４との隙間を塞ぐものである。インナー側シール部材６は、略円筒状のシール板と略円筒状のスリンガとを具備する。シール板は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）等によって構成され、前記シール板には、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複数のシールリップが加硫接着されて構成されている。スリンガは、シール板と同等の鋼板から構成されている。インナー側シール部材６は、シール板が外輪２のインナー側開口部２ａに嵌合され、スリンガが内輪４に嵌合されることでパックシールを構成している。スリンガは、その鍔部分が外側（インナー側）に向くようにして内輪４に固定されている。シール板のシールリップは、油膜を介してスリンガと接触することでスリンガに対して摺動可能に構成されている。これにより、インナー側シール部材６は、外輪２の内部からのグリースＧｒの漏れ、および外部からの雨水や粉塵等の入り込みを防止する。

アウター側シール部材７は、外輪２とハブ輪３との隙間を塞ぐものである。アウター側シール部材７はニトリルゴム等の合成ゴムからなる複数のシールリップが芯金に加硫接着されることで構成されている。芯金は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）等によって構成されている。芯金は、円環状の鋼板がプレス加工によって屈曲され、外輪２のアウター側開口部２ｂに円筒部分が嵌合されている。アウター側シール部材７は、シールリップが油膜を介してハブ輪３の外周面と接触することで、ハブ輪３に対して摺動可能に構成されている。これにより、アウター側シール部材７は、外輪２のアウター側開口部２ｂからのグリースＧｒの漏れ、および外部からの雨水や粉塵等の入り込みを防止する。

車輪用軸受装置１は、潤滑剤として潤滑油またはグリースＧｒで潤滑される。これら潤滑剤（潤滑油・グリースＧｒ）は外方部材と内方部材との間に供給・封入され、各転走面などに介在して潤滑がなされる。潤滑油は、通常、転がり軸受に用いられるものであれば特に制限なく用いることができる。同様に、グリースＧｒは、通常、転がり軸受に用いられるグリースＧｒであれば特に制限なく用いることができる。

潤滑油は、パラフィン系鉱油、ナフテン系鉱油などの鉱油、ポリブテン油、ポリ−α−オレフィン油、アルキルベンゼン油、アルキルナフタレン油などの炭化水素系合成油、または、天然油脂やポリオールエステル油、りん酸エステル油、ジエステル油、ポリグリコール油、シリコーン油、ポリフェニルエーテル油、アルキルジフェニルエーテル油、フッ素化油などの非炭化水素系合成油などから構成されている。これらの潤滑油は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

グリースＧｒを構成する基油は、上記の潤滑油が挙げられる。また、グリースＧｒを構成する増ちょう剤は、例えば、アルミニウム石けん、リチウム石けん、ナトリウム石けん、複合リチウム石けん、複合カルシウム石けん、複合アルミニウム石けんなどの金属石けん系増ちょう剤、ジウレア化合物、ポリウレア化合物などのウレア系化合物、ＰＴＦＥ樹脂などのフッ素樹脂粉末等から構成される。これらの増ちょう剤は、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

また、グリースＧｒには、必要に応じて公知の添加剤を添加してもよい。添加剤は、有機亜鉛化合物、有機モリブデン化合物などの極圧剤、アミン系、フェノール系、イオウ系化合物などの酸化防止剤、イオウ系、リン系化合物などの摩耗抑制剤、多価アルコールエステルなどの防錆剤、ポリメタクリレート、ポリスチレンなどの粘度指数向上剤、二硫化モリブデン、グラファイトなどの固体潤滑剤、エステル、アルコールなどの油性剤などから構成されている。

このように構成される車輪用軸受装置１は、ハブ輪３がインナー側ボール列５ａとアウター側ボール列５ｂを介して外輪２に回転自在に支持されている。さらに、車輪用軸受装置１は、インナー側シール部材６によって外輪２のインナー側開口部２ａと内輪４との隙間が塞がれ、アウター側シール部材７によって外輪２のアウター側開口部２ｂとハブ輪３との隙間が塞がれている。これにより、車輪用軸受装置１は、内部からのグリースＧｒの漏れ、および外部からの雨水や粉塵等の入り込みを防止しつつ外輪２に支持されているハブ輪３が回転可能に構成されている。

次に、車輪用軸受装置１の雌スプライン８における植毛について説明する。

図２（ａ）と図２（ｂ）とに示すように、ハブ輪３の雌スプライン大径部８ｂには、柔軟性構造体を構成する繊維材の一種である短繊維Ｆｉ（図２（ａ）における薄墨部分を含む）がスプライン溝に沿って植毛されている。短繊維Ｆｉは、ハブ輪３に等速自在継手の外側継手部材１００ａが嵌合された場合、少なくとも雌スプライン８と等速自在継手の外側継手部材１００ａの雄スプライン１０１とがスプライン嵌合する範囲に植毛されている（図３（ａ）参照）。つまり、短繊維Ｆｉは、雄スプライン１０１に近接する位置に植毛されている。また、短繊維Ｆｉは、グリースＧｒを長期間に渡って保持できるように構成されている。

植毛に用いる短繊維Ｆｉは、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂、ナイロンなどのポリアミド樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンテフタレートなどのポリエステル樹脂、アクリル樹脂、塩化ビニル、ビニロンなどの合成樹脂短繊維、カーボン短繊維、グラスファイバーなどの無機短繊維、レーヨン、アセテートなどの再生短繊維や、綿、絹、麻、羊毛などの天然短繊維等から構成されている。これらの短繊維Ｆｉは、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。本実施形態において短繊維Ｆｉは、油による膨潤や溶解などが生じにくく化学的に安定であり、均質な短繊維を安価で多量に生産することができる合成樹脂短繊維が好適である。

短繊維Ｆｉの形状は、長さ０．５〜２．０ｍｍ、太さ０．５〜５０デシテックスのものが好ましく、植毛した面積あたりに短繊維Ｆｉの占める割合が１０〜３０％が好ましい。短繊維Ｆｉの形状は、ストレートやベンド（先端部が曲がった形状）でもよく、円形断面や多角形断面でもよい。ベンド形状は、ストレート形状と比較してグリースＧｒをより強く保持することができる。また、多角形状断面の短繊維Ｆｉを利用することで、円形断面の短繊維Ｆｉよりも表面積を増大させてグリースＧｒの表面張力を大きくすることができる。つまり、短繊維Ｆｉは、必要な特性に合わせて材質、形状を選定することで、グリースＧｒの保持力を任意に設定することができる。

短繊維Ｆｉは、静電植毛加工によってハブ輪３の雌スプライン８に植毛されている。静電植毛加工は、任意に定めた範囲に多量の短繊維Ｆｉを短時間で密に、かつ各面に垂直に植毛することができる。静電植毛加工は、静電植毛する範囲に接着剤を塗布し、短繊維Ｆｉを帯電させて静電気力により接着剤塗布面に略垂直に植毛した後、乾燥工程・仕上げ工程を経て完了する。また、短繊維Ｆｉを接着剤塗布面に吹き付ける静電吹き付け植毛加工でもよい。静電吹き付け植毛加工は、短繊維Ｆｉが接着剤塗布面に対して傾いて植毛されるため、静電植毛加工に比べて植毛密度を減少させることができる。

静電植毛加工に用いられる接着剤は、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂などを主成分とする接着剤が挙げられる。具体的には、ウレタン樹脂溶剤系接着剤、エポキシ樹脂溶剤系接着剤、酢酸ビニル樹脂溶剤系接着剤、アクリル樹脂系エマルジョン接着剤、アクリル酸エステル−酢酸ビニル共重合体系エマルジョン接着剤、酢酸ビニル系エマルジョン接着剤、ウレタン樹脂系エマルジョン接着剤、エポキシ樹脂系エマルジョン接着剤、ポリエステル系エマルジョン接着剤、エチレン−酢酸ビニル共重合体系接着剤などから構成されている。これらは単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。

このように車輪用軸受装置１は、雌スプライン大径部８ｂにおいてグリースＧｒが長期間に渡って保持されるために適切な材質、形状、長さの短繊維Ｆｉが適切な植毛密度、接着剤で静電植毛されている。これにより、車輪用軸受装置１は、短繊維ＦｉにグリースＧｒを塗布することで、雌スプライン大径部８ｂにグリースＧｒを長期間保持することができる。つまり、車輪用軸受装置１は、ハブ輪３に等速自在継手の外側継手部材１００ａが嵌合された際、短繊維Ｆｉから雌スプライン８と雄スプライン１０１との接触面にグリースＧｒが供給されるように構成されている。これにより、等速自在継手の外側継手部材１００ａにグリースＧｒの供給路を形成することなくスプライン嵌合部を潤滑することができる。

次に、図３を用いて軸受構造９について説明する。軸受構造９は、車両等において車輪用軸受装置１と等速自在継手１００とがトルク伝達可能に連結されている状態の構造をいう。

図３（ａ）に示すように、等速自在継手１００は、図示しない車両のアクチュエータから車輪用軸受装置１に動力を伝えるジョイントである。等速自在継手１００は、等速自在継手の外側継手部材１００ａを介して車両のエンジン等のアクチュエータからの動力を介して車輪用軸受装置１に伝達するように構成されている。等速自在継手の外側継手部材１００ａの外周面には、トルク伝達用の雄スプライン１０１が設けられている。雄スプライン１０１は、等速自在継手の外側継手部材１００ａの外周面に軸方向に沿ったスプライン溝が形成されることで、雄スプライン１０１の歯先である雄スプライン小径部１０１ａと、雄スプライン１０１の歯底である雄スプライン大径部１０１ｂとが構成されている。等速自在継手の外側継手部材１００ａは、雄スプライン１０１を高周波焼入れにより表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。これにより、等速自在継手の外側継手部材１００ａは、車両のアクチュエータから加わるトルクや車輪用軸受装置１から加わる回転曲げ荷重対して充分な機械的強度を有し、雄スプライン１０１の耐久性が向上する。

軸受構造９は、車輪用軸受装置１のハブ輪３にインナー側から等速自在継手１００の等速自在継手の外側継手部材１００ａが挿入されて構成されている。つまり、軸受構造９は、ハブ輪３の雌スプライン８に等速自在継手の外側継手部材１００ａの雄スプライン１０１が嵌合されている。ハブ輪３と等速自在継手の外側継手部材１００ａとは、雌スプライン８と雄スプライン１０１との間にガタを有するすきま嵌めにより連結されている。つまり、ハブ輪３と等速自在継手の外側継手部材１００ａとは、雌スプライン８と雄スプライン１０１とが軸方向に摺動可能なスプライン嵌合によって連結されている。

図３（ｂ）に示すように、雌スプライン８と雄スプライン１０１とは、雌スプライン大径部８ｂと雄スプライン大径部１０１ｂとが対向するように嵌合されている。雌スプライン大径部８ｂの内径ｄ１は、雄スプライン大径部１０１ｂの外径Ｄ１よりも大きく構成されている。つまり、雌スプライン大径部８ｂと雄スプライン大径部１０１ｂとの間には、雌スプライン８と雄スプライン１０１との嵌合によって囲まれた空間Ｓ１がスプライン溝毎に構成されている。短繊維Ｆｉは、空間Ｓ１の少なくとも一部分を占めるように配置されている。また、短繊維Ｆｉには、グリースＧｒが塗布されている（図４参照）。これにより、軸受構造９は、空間Ｓ１内でグリースＧｒを長期間に渡って保持できるように構成されている。この際、短繊維Ｆｉは、雄スプライン大径部１０１ｂに接触するように構成されていてもよい。このように構成することで、軸受構造９は、空間Ｓ１における短繊維Ｆｉの占有率が高まるので、空間Ｓ１を最大限に使ってグリースＧｒを保持することができる。

次に、図４を用いて、雌スプライン８と雄スプライン１０１との潤滑の態様について詳細に説明する。

図４に示すように、軸受構造９は、等速自在継手１００からのトルク伝達や車輪用軸受装置１からの回転曲げ荷重によって、雌スプライン８と雄スプライン１０１とが軸方向や径方向に摺動される。すなわち、軸受構造９は、力が加わることで雌スプライン８と雄スプライン１０１との相対位置や空間Ｓ１の大きさが変動する。短繊維Ｆｉには、ハブ輪３の回転による遠心力に加え、雌スプライン８と雄スプライン１０１とからの外力が加わる。短繊維Ｆｉに保持されているグリースＧｒは、遠心力や外力によって短繊維Ｆｉから押し出される（黒塗矢印参照）。短繊維Ｆｉから押し出されたグリースＧｒは、雌スプライン８と雄スプライン１０１との係合面に浸透して、雌スプライン８と雄スプライン１０１との間の潤滑性を向上させる。

このように構成することで軸受構造９は、短繊維Ｆｉに保持されているグリースＧｒが短繊維Ｆｉに加わる外力によって継続的に雌スプライン８と雄スプライン１０１との間に供給されているので、等速自在継手の外側継手部材１００ａに潤滑剤の供給路を形成することなく雌スプライン８と雄スプライン１０１とを潤滑することができる。つまり、軸受構造９は、雌スプライン８と雄スプライン１０１とを潤滑するために等速自在継手の外側継手部材１００ａの強度や剛性を低下させることがない。また、軸受構造９は、雌スプライン８と雄スプライン１０１との摺動による摩耗を抑制することができる。さらに、軸受構造９は、雌スプライン８と雄スプライン１０１との摺動音や接触音が短繊維Ｆｉによって吸音され、静粛性を向上させることができる。

また、図５（ａ）に示すように、車輪用軸受装置の第二実施形態として、雌スプライン小径部８ａに短繊維Ｆｉがスプライン溝に沿って植毛されている車輪用軸受装置１０でもよい。雌スプライン小径部８ａの内径ｄ２は、雄スプライン小径部１０１ａの外径Ｄ２よりも大きく構成されている（図３（ｂ）参照）。
従って、図５（ｂ）に示すように、雌スプライン小径部８ａと雄スプライン小径部１０１ａとの間には、雌スプライン８と雄スプライン１０１との嵌合によって囲まれた空間Ｓ２が構成されている。このように構成することで、車輪用軸受装置１０は、空間Ｓ２を利用してグリースＧｒが保持されている。つまり、車輪用軸受装置１０は、雌スプライン大径部８ｂよりも径方向内側でグリースＧｒが保持されている。これにより、車輪用軸受装置１０は、遠心力によって効率的に雌スプライン８と雄スプライン１０１との間にグリースＧｒを供給することができる（黒塗矢印参照）。

また、図６（ａ）に示すように、車輪用軸受装置の第三実施形態として、雌スプライン大径部８ｂと雌スプライン小径部８ａとに短繊維Ｆｉがスプライン溝に沿って植毛されている車輪用軸受装置１１でもよい。
図６（ｂ）に示すように、車輪用軸受装置１１は、雌スプライン８と雄スプライン１０１との嵌合によって囲まれた雌スプライン大径部８ｂ側の空間Ｓ１と雌スプライン小径部８ａ側の空間Ｓ２とを利用してグリースＧｒが保持されている。つまり、車輪用軸受装置１１は、より多くのグリースＧｒを保持することができる。

また、図７（ａ）に示すように、軸受構造の第二実施形態として、雄スプライン大径部１０１ｂに短繊維Ｆｉがスプライン溝に沿って植毛されている等速自在継手の外側継手部材１００ａが車輪用軸受装置１のハブ輪３に嵌合されている軸受構造１２でもよい（図３参照）。このように構成することで、軸受構造１２は、植毛されている部分が等速自在継手の外側継手部材１００ａの外周面であるため容易にグリースＧｒが塗布される。つまり、軸受構造１２は、メンテナンス性を向上させることができる。

また、図７（ｂ）に示すように、軸受構造の第三実施形態として、雄スプライン小径部１０１ａに短繊維Ｆｉがスプライン溝に沿って植毛されている等速自在継手の外側継手部材１００ａが車輪用軸受装置１のハブ輪３に嵌合されている軸受構造１３でもよい。このように構成することで、軸受構造１３は、雄スプライン大径部１０１ｂよりも径方向内側でグリースＧｒが保持されている。つまり、軸受構造１３は、遠心力によって効率的に雌スプライン８と雄スプライン１０１との間にグリースＧｒを供給することができる。

また、図７（ｃ）に示すように、軸受構造の第四実施形態として、雄スプライン大径部１０１ｂと雄スプライン小径部１０１ａとに短繊維Ｆｉがスプライン溝に沿って植毛されている軸受構造１４でもよい。このように構成することで、軸受構造１４は、雄スプライン大径部１０１ｂ側の空間Ｓ１と雄スプライン小径部１０１ａ側の空間Ｓ２とを利用してグリースＧｒが保持されている。つまり、車輪用軸受装置１は、より多くのグリースＧｒを保持することができる。

なお、軸受構造において、雌スプライン大径部８ｂと雄スプライン小径部１０１ａ、または雌スプライン小径部８ａと雄スプライン大径部１０１ｂに短繊維Ｆｉがスプライン溝に沿ってそれぞれ植毛されていてもよい。

柔軟性構造体は、短繊維Ｆｉに代えてグリースＧｒを保持可能な樹脂材Ｒｅでもよい。樹脂材Ｒｅは、大小の孔が無数に形成された多孔質状に形成されているが、これに限定するものではない。つまり、グリースＧｒが浸潤して保持されるのであれば、多孔質状に形成されている必要はなく、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリオレフィン、フェノール、ポリ塩化ビニルなどの合成樹脂、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、シリコンゴム、スチレンブタジエンゴムなどの合成ゴム、若しくは天然ゴム等から形成された軟質の樹脂材Ｒｅでもよい。

以上、発明の実施の形態について、車輪用軸受装置１・１０・１１は、ハブ輪３の外周にインナー側ボール列５ａの内側転走面３ｆが直接形成されている第３世代構造の車輪用軸受装置として構成されているがこれに限定するものではなく、ハブ輪３を標準的な軸受で支持している第１世代構造やハブ輪３に一対の内輪４が圧入固定された第２世代構造であっても良い。また、軸受構造９・１２・１３・１４は、等速自在継手１００が、電気自動車等のモータ動力を伝達し、出力する軸とし、車輪用軸受装置の外輪２が当該軸を有する装置のケースに外輪２の取り付けフランジを介して固定される構成としても良い。本発明は各実施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。

１、１０、１１ 車輪用軸受装置
２ 外輪
２ｃ、２ｄ 外輪転走面
３ ハブ輪
３ａ 小径段部
４ 内輪
３ｆ、４ａ 内側転走面
５ａ インナー側ボール列
５ｂ アウター側ボール列
８ 雌スプライン
８ａ 雌スプライン小径部
８ｂ 雌スプライン大径部
１００ 等速自在継手
１００ａ 等速自在継手の外側継手部材
１０１ 雄スプライン
１０１ａ 雄スプライン小径部
１０１ｂ 雄スプライン大径部
Ｆｉ 短繊維
Ｇｒ グリース

Claims (8)

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、
   外周に軸方向に延びる小径段部が形成され、内周に等速自在継手の外側継手部材がスプライン嵌合される雌スプラインが形成されるハブ輪、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を有し、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、
   前記内方部材と前記外方部材のそれぞれの転走面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、
   前記雌スプラインにおける雌スプライン小径部と雌スプライン大径部とのうち少なくとも一方に柔軟性構造体が設けられている車輪用軸受装置。
2. 前記柔軟性構造体に潤滑剤が塗布されている請求項１に記載の前記車輪用軸受装置。
3. 前記柔軟性構造体が前記等速自在継手に形成されている雄スプラインに接触するように形成されている請求項１または請求項２に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記柔軟性構造体が、静電植毛加工によって植毛された繊維材、大小の孔が無数に形成された多孔質の樹脂材または軟質の樹脂材で構成されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。
5. 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、
   外周に軸方向に延びる小径段部が形成され、内周に等速自在継手の外側継手部材がスプライン嵌合される連結孔が形成されるハブ輪、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を有し、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、
   前記内方部材と前記外方部材のそれぞれの転走面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、駆動力を伝達する等速自在継手が連結されている軸受構造において、
   前記等速自在継手の外周面における雄スプライン小径部と雄スプライン大径部とのうち少なくとも一方に柔軟性構造体が設けられている軸受構造。
6. 前記柔軟性構造体に潤滑剤が塗布されている請求項５に記載の軸受構造。
7. 前記柔軟性構造体が前記連結孔の雌スプラインに接触するように形成されている請求項５または請求項６に記載の軸受構造。
8. 前記柔軟性構造体が、静電植毛加工によって植毛された繊維材、大小の孔が無数に形成された多孔質の樹脂材または軟質の樹脂材で構成されている請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の軸受構造。

Images