(57)【要約】【課題】直進時の振動を抑制するとともに軸受寿命を向上させることができる車輪用軸受装置および車輪用軸受装置の製造方法を提供する。【解決手段】内周に複列の外側軌道面２ｃ・２ｄが形成された外輪２と、外周面に、複列の外側軌道面２ｃ・２ｄに対向する複列の内側軌道面３ｃ・４ａが形成されたハブ輪３および内輪４と、外輪２とハブ輪３および内輪４との両軌道面間に転動自在に収容された複列のボール列５・６と、を有する車輪用軸受装置１であって、複列の外側軌道面２ｃ・２ｄの少なくとも一つ、または複列の内側軌道面３ｃ・４ａの少なくとも一つが、無負荷の状態で、車体に取り付けられる姿勢において重力Ｇが加わる方向の直径よりも重力が加わる方向に垂直な方向の直径が大きい。【選択図】図２
2020122502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複列の静止側軌道面が形成された静止輪と、
前記複列の静止側軌道面に対向する複列の回転側軌道面が形成された回転輪と、
前記静止輪と前記回転輪との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を有する車輪用軸受装置であって、
前記複列の静止側軌道面の少なくとも一つが、車体に取り付けられる姿勢において重力が加わる方向の直径よりも、重力が加わる方向に垂直な方向の直径が大きい車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記静止側軌道面は、車両が停止または直進している際の弾性変形によって真円度が小さくなる形状である請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
複列の静止側軌道面が形成された静止輪と、
前記複列の静止側軌道面に対向する複列の回転側軌道面が形成された回転輪と、
前記静止輪と前記回転輪との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を有する車輪用軸受装置の製造方法であって、
前記静止輪が車体に取り付けられた状態で車両が停止または直進している際の前記静止輪の弾性変形の形状を算出し、
前記静止側軌道面の少なくとも一つに径方向視で重複する位置に拘束治具を嵌合し、前記静止輪を前記算出した弾性変形の形状になるように弾性変形させた状態で前記静止側軌道面を加工する車輪用軸受装置の製造方法。
【請求項４】
前記拘束治具は、円環状部材から成り、少なくとも一ヶ所が開放されるとともにその端部同士を近接させる締結手段が設けられ、前記端部同士が密着した状態で前記静止側軌道面を前記算出した弾性変形の形状に弾性変形させる形状の内周面を有し、
前記締結手段によって前記端部同士を密着させることで前記拘束治具の内周面で前記静止輪の外周面を押圧して前記静止輪を弾性変形させる請求項３に記載の車輪用軸受装置の製造方法。
【請求項５】
前記拘束治具は、軸状部材から成り、前記静止輪を前記算出した弾性変形の形状に弾性変形させる形状の外周面を有し、
前記静止輪に前記拘束治具を圧入嵌合することで前記拘束治具の外周面で前記静止輪の内周面を押圧して前記静止輪を弾性変形させる請求項３に記載の車輪用軸受装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車輪用軸受装置および車輪用軸受装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、車輪に接続される内方部材であるハブ輪が転動体を介して車体に固定されている外方部材に回転自在に支持されている内輪回転方式と、車輪に接続される外方部材である外輪が転動体を介して車体に固定されている内方部材に回転自在に支持されている外輪回転方式のものがある。
【０００３】
このような車輪用軸受装置は、車両の走行状態において、車輪からの外力によって固定側の部材が弾性変形し、転動体の軌道面の真円度が劣化してしまう場合があった。車輪用軸受装置は、軌道面の真円度が劣化するほど軸受寿命が低下することが知られている。そこで、このような課題を解決するために、例えば、特許文献１に記載の車輪用軸受装置がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１９０５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の内輪回転方式の車輪用軸受装置は、外方部材の外周面の数か所をチャックによって固定し、外側軌道面の形状を水平方向に短径、垂直方向に長径となる楕円形状に弾性変形させた状態で研削加工が施されている。このように加工された車輪用軸受装置は、車両の旋回時に加わる旋回荷重によって外方部材が弾性変形することで外側軌道面が適正な真円度の形状になり、良好な旋回走行状態を維持することができる。しかし、車輪用軸受装置では、旋回荷重が加わる時間的割合よりも直進・停止状態の荷重が加わる時間的割合が多い。また、外方部材の数か所をチャックで固定した状態で加工するだけでは、荷重が加わった際の軌道面の真円度を精度よく所望の状態にすることが難しい。
【０００６】
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、直進時の振動を抑制するとともに軸受寿命を向上させることができる車輪用軸受装置および車輪用軸受装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
即ち、第一の発明は、複列の静止側軌道面が形成された静止輪と、前記複列の静止側軌道面に対向する複列の回転側軌道面が形成された回転輪と、前記静止輪と前記回転輪との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を有する車輪用軸受装置であって、前記複列の静止側軌道面の少なくとも一つが、車体に取り付けられる姿勢において重力が加わる方向の直径よりも、重力が加わる方向に垂直な方向の直径が大きい車輪用軸受装置である。
【０００８】
第二の発明は、前記静止側軌道面は、車両が停止または直進している際の弾性変形によって真円度が小さくなる形状である車輪用軸受装置である。
【０００９】
第三の発明は、複列の静止側軌道面が形成された静止輪と、前記複列の静止側軌道面に対向する複列の回転側軌道面が形成された回転輪と、前記静止輪と前記回転輪との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を有する車輪用軸受装置の製造方法であって、前記静止輪が車体に取り付けられた状態で車両が停止または直進している際の前記静止輪の弾性変形の形状を算出し、前記静止側軌道面の少なくとも一つに径方向視で重複する位置に拘束治具を嵌合し、前記静止輪を前記算出した弾性変形の形状になるように弾性変形させた状態で前記静止側軌道面を加工する車輪用軸受装置の製造方法である。
【００１０】
第四の発明は、前記拘束治具は、円環状部材から成り、少なくとも一ヶ所が開放されるとともにその端部同士を近接させる締結手段が設けられ、前記端部同士が密着した状態で前記静止側軌道面を前記算出した弾性変形の形状に弾性変形させる形状の内周面を有し、
前記締結手段によって前記端部同士を密着させることで前記拘束治具の内周面で前記静止輪の外周面を押圧して前記静止輪を弾性変形させる車輪用軸受装置の製造方法である。
【００１１】
第五の発明は、前記拘束治具は、軸状部材から成り、前記静止輪を前記算出した弾性変形の形状に弾性変形させる形状の外周面を有し、前記静止輪に前記拘束治具を圧入嵌合することで前記拘束治具の外周面で前記静止輪の内周面を押圧して前記静止輪を弾性変形させる車輪用軸受装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
即ち、第一の発明は、車両が停止または直進している時に車輪用軸受装置に加わる荷重の方向である重力Ｇが加わる方向に軌道面が弾性変形することで各方向の軌道面の直径の差が小さくなる。これにより、直進時の振動を抑制するとともに軸受寿命を向上させることができる。
【００１４】
第二の発明は、時間的割合が最も多い車両が停止または直進している時に軌道面の真円度が適切な状態に保たれる。これにより、直進時の振動を抑制するとともに軸受寿命を向上させることができる。
【００１５】
第三の発明から第五の発明は、拘束治具の嵌合によって外方部材または内方部材の全周を車両が停止または直進している時の形状に弾性変形させているので、高精度に所望の形状の軌道面に加工される。これにより直進時の振動を抑制するとともに軸受寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一実施形態における車輪用軸受装置の全体構成を示す断面図。
【図２】図２は本発明の第一実施形態における車輪用軸受装置の外輪単体を示す。（Ａ）は外輪単体の軸方向正面図、（Ｂ）は外側軌道面の輪郭を示す図。
【図３】図３は外輪の外側軌道面を加工する状態を示す。（Ａ）は拘束治具が嵌合された状態を示す断面図、（Ｂ）は拘束治具を嵌合させた軸方向正面図。
【図４】本発明の第一実施形態における車輪用軸受装置の製造方法に使用する拘束治具の正面図。
【図５】本発明の第二実施形態における車輪用軸受装置の全体構成を示す断面図。
【図６】本発明の第二実施形態における車輪用軸受装置の内輪単体を示す軸方向正面図。
【図７】図７は内輪の内側軌道面を加工する状態を示す。（Ａ）は拘束治具が嵌合された状態を示す断面図、（Ｂ）は図７（Ａ）におけるＸ矢視断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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内輪４回転方式の車輪用軸受装置１について説明する。
【００１８】
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、外方部材である外輪２、内方部材であるハブ輪３、内輪４、転動列である二列のインナー側ボール列５、アウター側ボール列６、インナー側シール部材９、アウター側シール部材１０を具備する。車輪用軸受装置１は、外方部材である外輪２を静止輪とし、内方部材であるハブ輪３および内輪４を回転輪とする内輪回転方式の車輪用軸受装置である。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。また、軸方向とは、車輪用軸受装置１の回転軸に沿った方向を表す。
【００１９】
外輪２は、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のインナー側端部には、インナー側シール部材９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１０が嵌合可能なアウター側開口部２ｂが形成されている。外輪２の内周面には、環状に形成されているインナー側の外側軌道面２ｃと、アウター側の外側軌道面２ｄとが形成されている。インナー側の外側軌道面２ｃとアウター側の外側軌道面２ｄとには、例えば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、図示しない車体側の部材（ナックル）に取り付けるための車体取り付けフランジ２ｅが一体に形成されている。車体取り付けフランジ２ｅには、複数のボルト孔２ｆ（図２、３参照）が軸方向に形成されている。
【００２０】
ハブ輪３は、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、外周面にアウター側端部よりも縮径された小径段部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３ｂが一体的に形成されている。車輪取り付けフランジ３ｂには、円周等配位置に複数のハブボルト３ｅが設けられている。また、ハブ輪３には、外輪２のアウター側の外側軌道面２ｄに対向するようにアウター側の内側軌道面３ｃが設けられている。また、ハブ輪３には、車輪取り付けフランジ３ｂの基部側にアウター側シール部材１０のリップ摺動面３ｄが形成されている。ハブ輪３の小径段部３ａには、内輪４が設けられている。
【００２１】
内輪４は、転動列であって車載時に車体側に配置されるインナー側ボール列５と車載時に車輪側に配置されるアウター側ボール列６とに予圧を与えるものである。内輪４の外周面には、周方向に環状の内側軌道面４ａが形成されている。内輪４は、圧入および加締加工によりハブ輪３の小径段部３ａに固定されている。つまり、ハブ輪３のインナー側には、内輪４によって内側軌道面４ａが構成されている。内輪４の内側軌道面４ａは、外輪２のインナー側の外側軌道面２ｃに対向している。
【００２２】
転動列であるインナー側ボール列５とアウター側ボール列６とは、転動体である複数のボール８が保持器７によって環状に保持されている。インナー側ボール列５は、内輪４の内側軌道面４ａと、外輪２のインナー側の外側軌道面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６は、ハブ輪３の内側軌道面３ｃと、外輪２のアウター側の外側軌道面２ｄとの間に転動自在に挟まれている。
【００２３】
車輪用軸受装置１は、外輪２と、ハブ輪３および内輪４と、インナー側ボール列５と、アウター側ボール列６とから複列アンギュラ玉軸受で構成されている。なお、本実施形態において、車輪用軸受装置１は、複列円錐ころ軸受で構成されていてもよい。
【００２４】
密閉部材であるインナー側シール部材９は、外輪２のインナー側開口部２ａと内輪４との隙間を塞ぐパックシールである。インナー側シール部材９は、例えば二枚のシールリップを接触させる二サイドリップタイプのエンコーダ付パックシールから構成されている。
【００２５】
密閉部材であるアウター側シール部材１０は、主に外輪２とハブ輪３との隙間を塞ぐシール部材である。アウター側シール部材１０は、外輪２のアウター側開口部２ｂに円筒部分が嵌合され、ハブ輪３のリップ摺動面３ｄに複数のシールリップが油膜を介して接触または近接することでハブ輪３に対して摺動可能に構成されている。
【００２６】
図２（Ａ）に示すように、外輪２のインナー側の外側軌道面２ｃは、外輪２の車体に取り付けられる姿勢において、重力Ｇが加わる方向（黒塗矢印参照）に垂直な方向が直径Ａの大径部分になり、重力Ｇが加わる方向が直径Ｂの小径部分になる形状に形成されている。つまり、インナー側の外側軌道面２ｃは、車体取り付けフランジ２ｅに対して所定の位置に大径部分と小径部分とが形成されている。また、インナー側の外側軌道面２ｃは、大径部分が小径部分の中央よりも一方に偏った、単純な楕円形状ではなく、荷重負荷時の弾性変形に呼応する状態で、略涙滴状に形成されている。同様に、外輪２のアウター側の外側軌道面２ｄは、車体取り付けフランジ２ｅに対して所定の位置に大径部分と小径部分とが形成されている。
【００２７】
図２（Ｂ）に示すように、インナー側の外側軌道面２ｃとアウター側の外側軌道面２ｄとの直径Ａの大径部分は、基準となる真円Ｓ１の直径よりも大きく、直径Ｂの小径部分は、基準となる真円Ｓ１の直径よりも小さい。このような形状のインナー側の外側軌道面２ｃとアウター側の外側軌道面２ｄとは、車両の停止時または前進時において車輪用軸受装置１に加わる車両の自重等によって、小径部分が重力Ｇの方向に増大し、大径部分が重力Ｇの方向に垂直な方向に減少するように弾性変形する。これにより、インナー側の外側軌道面２ｃとアウター側の外側軌道面２ｄとは、基準となる真円Ｓ１に近づく（真円度が小さくなる）。
【００２８】
インナー側の外側軌道面２ｃとアウター側の外側軌道面２ｄとの具体的な形状は、車輪用軸受装置１の三次元モデルを用いたＦＥＭ解析（有限要素法解析）の解析結果に基づいて算出されている。車輪用軸受装置１のＦＥＭ解析は、車体取り付けフランジ２ｅのボルト孔２ｆを拘束し、外輪２のインナー側の外側軌道面２ｃとアウター側の外側軌道面２ｄに車両の重量に相当する荷重と車輪からの反力に相当する荷重を加えた場合の外輪２の弾性変形量を算出する。インナー側の外側軌道面２ｃとアウター側の外側軌道面２ｄとは、外輪２に解析結果と同様の弾性変形が生じた場合に真円度が所定値以下になる形状に形成されている。
【００２９】
図３（Ａ）に示すように、車輪用軸受装置１の製造方法において、インナー側の外側軌道面２ｃとアウター側の外側軌道面２ｄとを研削加工する場合、外輪２に解析結果の弾性変形が生じるように外力を加えた状態でインナー側の外側軌道面２ｃとアウター側の外側軌道面２ｄとの研削加工を行う。研削加工時において外輪２には、外周面であってインナー側の外側軌道面２ｃに径方向視で重複する位置にインナー側拘束治具１３が嵌合され、アウター側の外側軌道面２ｄに径方向視で重複する位置にアウター側拘束治具１４が嵌合されている。
【００３０】
図３（Ｂ）と図４とに示すように、インナー側拘束治具１３は、外輪２のインナー側の外側軌道面２ｃのタッチ径または溝底径と周方向で重複する位置の外周面に嵌合可能な内径の円環から成り、その一部が切断されて開放されている。つまり、インナー側拘束治具１３は、軸方向からみて馬蹄形状に形成されている。また、インナー側拘束治具１３は、切断されている部分の一側端部１３ａと他側端部１３ｂとを近接させて内径を縮径する締結手段を有する。締結手段は、ねじ１３ｃを締めこむことで一側端部１３ａと他側端部１３ｂとを密着させる。
【００３１】
インナー側拘束治具１３の内周面１３ｄは、一側端部１３ａと他側端部１３ｂとを密着させることで外輪２の解析結果におけるインナー側の外側軌道面２ｃのタッチ径または溝底径と周方向で重複する位置の外周面の形状と一致する形状に形成されている。つまり、インナー側拘束治具１３の内周面１３ｄは、基準となる真円Ｓ２の直径よりも大きい直径Ｃの大径部分と、基準となる真円Ｓ２の直径よりも小さい直径Ｄの小径部分を有するように形成されている。同様に、アウター側拘束治具１４の内周面は、拘束治具の一側端部１４ａと他側端部１４ｂとを密着させることで外輪２の解析結果におけるアウター側の外側軌道面２ｄのタッチ径または溝底径と周方向で重複する位置の外周面の形状と一致する形状に形成されている（図３（Ａ）参照）。
【００３２】
図３（Ｂ）に示すように、外輪２の外周面であってインナー側の外側軌道面２ｃに径方向視で重複する位置に嵌合されるインナー側拘束治具１３（薄墨部分）は、締結手段であるねじ１３ｃによって一側端部１３ａと他側端部１３ｂとが密着されている。すなわち、インナー側拘束治具１３は、ねじ１３ｃの締結力によってインナー側の外側軌道面２ｃ近傍を所定の力で締め付けている（白塗矢印参照）。外輪２の外周面のうちインナー側は、全周に亘ってインナー側拘束治具１３の内周面１３ｄに押圧されることで、解析結果におけるインナー側の外側軌道面２ｃのタッチ径または溝底径と周方向で重複する位置の外周面の形状に弾性変形されている。同様に、外輪２の外周面のうちアウター側は、全周に亘ってアウター側拘束治具１４の内周面１４ｄ（図３（Ａ）参照）に押圧されることで、解析結果におけるアウター側の外側軌道面２ｄのタッチ径または溝底径と周方向で重複する位置の外周面の形状に弾性変形されている。これにより、外輪２は、車輪用軸受装置１が車体に取り付けられている状態で車両が停止または直進している際の弾性変形の形状が再現される。即ち、拘束治具１３、１４を締め付けた状態で、外輪２の外周面のインナー側およびアウター側との嵌合締め代を、周方向で適宜変化させるように、拘束治具１３、１４の内周面の形状を、精密に加工仕上げしている。
【００３３】
外輪２は、拘束治具１３、１４とによって弾性変形された状態で、インナー側の外側軌道面２ｃとアウター側の外側軌道面２ｄとを所定の真円度に研削加工される。つまり、インナー側の外側軌道面２ｃとアウター側の外側軌道面２ｄとは、外輪２が研削加工時の形状に弾性変形することで所定の真円度になる形状に加工される。このように、外輪２は、インナー側拘束治具１３とアウター側拘束治具１４とを嵌合させるだけで、インナー側の外側軌道面２ｃとアウター側の外側軌道面２ｄとが使用時の弾性変形に応じた複雑な形状に加工される。
【００３４】
このように構成される車輪用軸受装置１は、負荷状態の時間的割合が最も多い車両の停止時または直進時に重力Ｇ（図２（Ａ）参照）が加わる方向から車両の自重が加わるのでインナー側の外側軌道面２ｃとアウター側の外側軌道面２ｄとの小径部分が大きくなるように変形する。つまり、インナー側の外側軌道面２ｃとアウター側の外側軌道面２ｄとは、車両の自重によって直径Ａの大径部分と直径Ｂの小径部分との差が小さくなり、軌道面の真円度が適切な状態に保たれる。これは、車輪用軸受装置１の製造方法において、外輪２をインナー側拘束治具１３とアウター側拘束治具１４との嵌合によって外周面の全周を車両が停止または直進している時の形状に弾性変形させた状態で所望の真円度に収まるように軌道面を高精度に加工しているので、車両の自重等が加わった場合にインナー側の外側軌道面２ｃとアウター側の外側軌道面２ｄとの真円度が小さくなる。これにより、車輪用軸受装置１は、外輪２の剛性を高める、即ち、肉厚を上げたりして、重量を増加させることなく、外側軌道面２ｃ、２ｄの真円度悪化を防ぐため、直進時の回転振動を抑制するとともに軸受寿命を向上させることができる。また、本実施形態では、両列の外側軌道面２ｃ，２ｄいずれの真円度悪化も防ぐため、高速直進時の回転振動を抑制することができる。
【００３５】
なお、本実施形態において、車輪用軸受装置１は、従動輪用の車輪用軸受装置として説明したが、ハブ輪３にスプライン溝等が形成され、車両の駆動軸が嵌合される駆動輪用の車輪用軸受装置でもよい。また、外輪２には、インナー側拘束治具１３とアウター側拘束治具１４とが嵌合された状態で研削加工が施されているが、インナー側拘束治具１３とアウター側拘束治具１４のいずれか一つが嵌合された状態で研削加工してもよい。インナー側拘束治具１３およびアウター側拘束治具１４は、外輪２に嵌合された状態をＦＥＭ解析し、その結果をフィードバックすることでさらに精度を向上させることができる。
【００３６】
次に、図５と図６を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の第二実施形態である車輪用軸受装置１１について説明する。なお、以下の各実施形態に係る車輪用軸受装置１１は、図１に示す車輪用軸受装置１において、車輪用軸受装置１に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、符号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
【００３７】
図５に示すように、車輪用軸受装置１１は、外方部材である外輪２、内方部材である一対の内輪１２、転動列である二列のインナー側ボール列５、アウター側ボール列６、インナー側シール部材９を具備する。車輪用軸受装置１１は、外方部材である外輪２を回転輪とし、内方部材である一対の内輪１２を静止輪とする外輪回転方式の車輪用軸受装置である。
【００３８】
外輪２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２ｇが一体的に形成されている。車輪取り付けフランジ２ｇには、円周等配位置に複数のハブボルト２ｈが設けられている。外輪２の内周面には、環状に形成されているインナー側の外側軌道面２ｃと、アウター側の外側軌道面２ｄとが形成されている。
【００３９】
一対の内輪１２は、転動列であって車載時に車体側に配置されるインナー側ボール列５と車載時に車輪側に配置されるアウター側ボール列６とに予圧を与えるものである。一対の内輪１２は、インナー側内輪１２ａとアウター側内輪１２ｂとから構成されている。インナー側内輪１２ａの外周面には、車両への組み付け時の位相合わせのため、周方向に環状の内側軌道面１２ｃと周方向の基準点１２ｄが形成されている。（ここで、基準点１２ｄは、ディンプル様の小凹部で表現しているが、切欠き形状や、面落とし形状、あるいは、塗料やレーザーによるマーキングなど、周方向の位置が特定、識別できる形状やマークであればよい。）アウター側内輪１２ｂの外周面には、周方向に環状の内側軌道面１２ｅと周方向の基準点１２ｆが形成されている。また、一対の内輪１２は、圧入および軸方向の拘束により図示しない車両の取付軸に固定されている。インナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃは、外輪２のインナー側の外側軌道面２ｃに対向している。アウター側内輪１２ｂの内側軌道面１２ｅは、外輪２のアウター側の外側軌道面２ｄに対向している。
【００４０】
図６に示すように、インナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃは、基準となる真円Ｓ３の直径よりも大きい直径Ｅの大径部分と小さい直径Ｆの小径部分とを有している。インナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃには、車体の取付軸に取り付けられる姿勢において、重力Ｇが加わる方向（黒塗矢印参照）に垂直な方向が大径部分になり、重力Ｇが加わる方向が小径部分になる形状に形成されている。つまり、インナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃには、周方向の基準点１２ｄに対して所定の位置に大径部分と小径部分とが形成されている。また、インナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃは、大径部分が小径部分の中央よりも一方に偏った、単純な楕円形状ではなく、荷重負荷時の弾性変形に呼応する状態で、略涙滴状に形成されている。同様に、アウター側内輪１２ｂの内側軌道面１２ｅには、周方向の基準点に対して所定の位置に大径部分と小径部分とが形成されている（図５参照）。このような形状のインナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃとアウター側内輪１２ｂの内側軌道面１２ｅとは、車両の停止時または前進時において車輪用軸受装置１１に加わる車両の自重等の荷重による弾性変形によって小径部分が大きくなり基準となる真円に近づく（真円度が小さくなる）。
【００４１】
インナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃとアウター側内輪１２ｂの内側軌道面１２ｅとの具体的な形状は、車輪用軸受装置１１の三次元モデルを用いたＦＥＭ解析（有限要素法解析）の解析結果に基づいて算出されている。車輪用軸受装置１１のＦＥＭ解析は、外輪２の車輪取り付けフランジ２ｇを拘束し、車両の取付軸に車両の重量に相当する荷重を加えた場合の一対の内輪１２の弾性変形量を算出する。インナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃとアウター側内輪１２ｂの内側軌道面１２ｅとは、一対の内輪１２に解析結果と同様の弾性変形が生じた場合に真円度が所定値以下になる形状に形成されている。
【００４２】
図７（Ａ）に示すように、車輪用軸受装置１１の製造方法において、インナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃとアウター側内輪１２ｂの内側軌道面１２ｅとを研削加工する場合、一対の内輪１２に解析結果の弾性変形が生じるように外力を加えた状態でインナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃとアウター側内輪１２ｂの内側軌道面１２ｅとの研削加工を行う。研削加工時において一対の内輪１２には、インナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃとアウター側内輪１２ｂの内側軌道面１２ｅとに径方向視で重複する位置に拘束治具１５が嵌合されている。
【００４３】
拘束治具１５は、インナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃとアウター側内輪１２ｂの内側軌道面１２ｅとのタッチ径または溝底径と周方向で重複する位置の内周面に圧入嵌合可能な外径の軸状部材からなる。拘束治具１５の外周面１５ａは、内輪の解析結果におけるインナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃとアウター側内輪１２ｂの内側軌道面１２ｅとのタッチ径または溝底径と周方向で重複する位置の内周面の形状と一致する形状に形成されている。
【００４４】
図７（Ｂ）において、インナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃに径方向視で重複する位置に嵌合される拘束治具１５は、インナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃの近傍を径方向外側に押し広げている（白塗矢印参照）。インナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃは、全周に亘って拘束治具１５の外周面１５ａに押圧されることで、解析結果におけるインナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃのタッチ径または溝底径と周方向で重複する位置の内周面の形状に弾性変形されている。同様に、アウター側内輪１２ｂの内側軌道面１２ｅは、解析結果におけるインナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃのタッチ径または溝底径と周方向で重複する位置の内周面の形状に弾性変形されている。これにより、一対の内輪１２は、車輪用軸受装置１１が車体に取り付けられている状態で車両が停止または直進している際の弾性変形の形状が再現される。即ち、拘束治具１５を圧入嵌合させた状態で、インナー側内輪１２ａ、および、アウター側内輪１２ｂの内周面との嵌合締め代を、周方向で適宜変化させるように、拘束治具１５の外周面１５ａの形状を、精密に加工仕上げしている。
【００４５】
一対の内輪１２は、拘束治具１５によって弾性変形された状態で、内側軌道面１２ｃ，内側軌道面１２ｅが所定の真円度に研削加工される。つまり、内側軌道面１２ｃ，内側軌道面１２ｅは、内輪２が研削加工時の形状に弾性変形することで所定の真円度になる形状に加工される。
【００４６】
なお、本実施形態において、インナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃとアウター側内輪１２ｂの内側軌道面１２ｅとは、拘束治具１５が嵌合された状態で研削加工が施されているが、インナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃとアウター側内輪１２ｂの内側軌道面１２ｅのいずれか一つに重複する位置に拘束治具１５が嵌合された状態で研削加工してもよい。また、拘束治具１５は、内輪の解析結果におけるインナー側内輪１２ａの内側軌道面１２ｃとアウター側内輪１２ｂの内側軌道面１２ｅとのタッチ径または溝底径と周方向で重複する位置の内周面の形状と一致する形状に外周面を形成した車両の取付軸でもよい。拘束治具１５は、インナー側内輪１２ａとアウター側内輪１２ｂに嵌合された状態をＦＥＭ解析し、その結果をフィードバックすることでさらに精度を向上させることができる。
【００４７】
本願における車輪用軸受装置１、１１は、外輪と一対の内輪で構成された第１世代構造であってもよいし、内輪回転方式の車輪用軸受装置１に限っては、一対の内輪がハブ輪の外周に嵌合される内輪回転仕様の第２世代構造であってもよい。
【００４８】
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。
【符号の説明】
【００４９】
１      車輪用軸受装置
２      外輪
２ｃ    インナー側の外側軌道面
２ｄ    アウター側の外側軌道面
４ａ    インナー側の内側軌道面
３ｃ    アウター側の内側軌道面
３      ハブ輪
４      内輪
５      インナー側ボール列
６      アウター側ボール列
Ｇ      重力
【図１】
2020122502.tif 000003
【図２】
2020122502.tif 000004
【図３】
2020122502.tif 000005
【図４】
2020122502.tif 000006
【図５】
2020122502.tif 000007
【図６】
2020122502.tif 000008
【図７】
2020122502.tif 000009