(57)【要約】      （修正有）【課題】内周面に歯車が形成されている内軸の熱処理を適切に行うことができ、装置全体としての強度低下及び寿命低下を抑制できる車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】車輪用軸受装置は、内輪部材が外嵌されている小径部６が形成された内軸２を備えている。内軸２の内周面には、歯車１０が形成されている。内軸２における小径部６の外周面６ａの半径と、内軸２の内周面に形成されている歯車１０の歯底１０ａの最外半径との差が２．５ｍｍ以上に設定されている。外周面６ａ、及び歯車１０には高周波焼入れによって硬化層Ｌ２，Ｌ３が形成されている。内軸２の外周面６ａに形成された第２硬化層Ｌ２と、歯車１０に形成された第３硬化層Ｌ３との間には、内軸２の靭性を確保するための未硬化層が設けられている。【選択図】図３
2014151703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向一端部に車輪が取り付けられる円筒状の内軸と、
複列の転動体を介在した状態で前記内軸の外周外方に同心配置された外輪と、
前記複列の転動体の内、軸方向他端側に位置する列の転動体の軌道が外周に形成されているとともに前記内軸の他端部外周面に外嵌された内輪部材と、を備えた車輪用軸受装置において、
前記内軸の内周面には、内歯車が形成され、
前記内輪部材が外嵌されている前記内軸の他端部外周面の半径と、前記内軸の内周面に形成されている内歯車の歯底の最外半径との差が２．５ｍｍ以上に設定され、
前記内輪部材が外嵌されている前記内軸の他端部外周面、及び前記内軸の内周面に形成されている内歯車には高周波焼入れによって硬化層が形成され、
前記内軸の他端部外周面に形成された硬化層と、前記内歯車の歯底に形成された硬化層との間には、前記内軸の靭性を確保するための未硬化層が設けられていることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記内軸の他端部外周面の半径と、前記内軸の内周面に形成されている内歯車の歯底の最外半径との差が５ｍｍ以下に設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
軸方向一端部に車輪が取り付けられる円筒状の内軸と、
複列の転動体を介在した状態で前記内軸の外周外方に同心配置された外輪と、
前記複列の転動体の内、軸方向他端側に位置する列の転動体の軌道が外周に形成されているとともに前記内軸の他端部外周面に外嵌された内輪部材と、を備え、
前記内軸の内周面に内歯車が形成されている車輪用軸受装置の製造方法において、
前記内軸の粗形品の外周面に対して、前記内輪部材が外嵌される前記内軸の他端部外周面を形成する第１工程と、
前記他端部外周面に高周波焼入れを行うことで硬化層を形成する第２工程と、
前記内軸の粗形品の内周面に対して、前記内歯車を形成する第３工程と、
前記内歯車に対して高周波焼入れを行うことで硬化層を形成する第４工程と、を含み、
前記第１工程によって形成される前記内軸の他端部外周面の半径と、前記第３工程によって形成される内歯車の歯底の最外半径との差が２．５ｍｍ以上に設定され、
前記第２工程によって前記内軸の他端部外周面に形成された硬化層と、前記第４工程によって前記内歯車の歯底に形成された硬化層との間には、前記内軸の靭性を確保するための未硬化層が設けられていることを特徴とする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、車両の車輪等を支持するための車輪用軸受装置であって、特にインホイールモータに用いられる車輪用軸受装置、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、車輪を支持するための車輪用軸受装置が用いられている。この車輪用軸受装置は、図６に示すように、車両のブレーキロータや車輪が取り付けられるフランジ１００を有する内軸１０１と、車両側に固定され内軸１０１に同心に配置された外輪１０２と、内軸１０１と外輪１０２との間にそれぞれ転動自在に複列に配置された複数の玉１０３と、複数の玉１０３を周方向所定間隔に保持する保持器１０４と、を備えているものがある。
【０００３】
内軸１０１の外周面には、玉１０３が転走する内輪軌道１０１ａが形成されている。また、内軸の外周面には、内輪部材１０５が外嵌されている小径部１０６が形成されている。内輪軌道１０１ａにおいては、玉１０３の転走によって摩耗が生じ、また、小径部６においては、玉１０３を介して繰り返し荷重が作用する。このため、内輪軌道１０１ａや小径部１０６には、耐摩耗性や疲労強度を高めるべく、高周波焼入れによって硬化層が形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２１４２２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで近年、電動モータを駆動源とする電動車両の普及が拡大している。このような電動車両には、ホイール（車輪）を直接駆動するインホイールモータが用いられることがある。
インホイールモータは、ホイールの内側、又はホイールの近傍に電動モータを配置し、この電動モータによってホイールを直接駆動するものである。インホイールモータが駆動する車輪についても、上記車輪用軸受装置が適用される。
【０００６】
インホイールモータには、減速機構を介さずに電動モータの回転力をホイールに伝達するダイレクトドライブ方式と、減速機構を介して電動モータの回転力をホイールに伝達するギヤリダクション方式とがある。
これらの内、上記ギヤリダクション方式では、電動モータとホイールとの間といった限られた狭い空間に減速機構を配置する必要がある。このため、電動モータの出力軸に接続された太陽歯車を含んだ遊星歯車機構を車輪用軸受装置の内軸の内周側に設けることがある。
この場合、内軸の内周面には、当該内軸の内周側空間に配置される遊星歯車と噛み合う内歯車が形成される。内歯車は、その強度を確保するために高周波焼入れする必要がある。
【０００７】
しかし、内軸は、外周側に外輪が配置されたり、その外周面に内輪軌道が形成されるので外径寸法が制限される。よって、内周面に内歯車を形成すると、内軸の径方向の厚み寸法を薄肉に設定せざるを得ない等、内軸の径方向の厚み寸法を自由に設定することが困難となる。
【０００８】
内軸の径方向の厚み寸法を比較的薄肉に設定した場合、高周波焼入れによって、外周面側の焼入れと、内周面側の内歯車の焼入れとを同時に行えば、加えられた熱の拡散経路が制限されてしまい、加熱部分に熱が留まってしまう。このため、内軸が厚み方向の全域に亘って焼入れされ、硬化してしまうおそれがある。厚み方向の全域に亘って硬化してしまうと、内軸全体としての靭性が低下し、耐衝撃性を低下させてしまう。
一方、外周面の焼入れと、内周面の内歯車の焼入れとを別々に行えば、熱の留まりは改善されるが、先に焼入れを行うことで得られた硬化層が後の焼入れ時の加熱によって焼き戻され、先に焼入れを行った部分の硬化層の硬さを低下させてしまうおそれがある。この場合、焼き戻された硬化層については、必要な硬さが得られない場合がある。
【０００９】
上記のように、内軸の靭性が低下すると、軸受装置全体としての強度低下を招く。また、硬化層について必要な硬さが得られ無ければ、軸受装置の装置寿命の低下を招く。
つまり、内周面に歯車が形成されている内軸は、適切に熱処理を行うことが困難であり、適切に熱処理が行われないと、装置全体の強度低下及び寿命低下の原因となる。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、内周面に歯車が形成されている内軸の熱処理を適切に行うことができ、装置全体としての強度低下及び寿命低下を抑制できる車輪用軸受装置、及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】
【００１１】
本発明は、軸方向一端部に車輪が取り付けられる円筒状の内軸と、複列の転動体を介在した状態で前記内軸の外周外方に同心配置された外輪と、前記複列の転動体の内、軸方向他端側に位置する列の転動体の軌道が外周に形成されているとともに前記内軸の他端部外周面に外嵌された内輪部材と、を備えた車輪用軸受装置において、前記内軸の内周面には、内歯車が形成され、前記内輪部材が外嵌されている前記内軸の他端部外周面の半径と、前記内軸の内周面に形成されている内歯車の歯底の最外半径との差が２．５ｍｍ以上に設定され、前記内輪部材が外嵌されている前記内軸の他端部外周面、及び前記内軸の内周面に形成されている内歯車には高周波焼入れによって硬化層が形成され、前記内軸の他端部外周面に形成された硬化層と、前記内歯車の歯底に形成された硬化層との間には、前記内軸の靭性を確保するための未硬化層が設けられていることを特徴としている。
【００１２】
上記構成の車輪用軸受装置では、内軸の他端部外周面に形成された硬化層と、内歯車の歯底に形成された硬化層との間に、内軸の靭性を確保するための未硬化層が設けられている。このため、内軸の靭性の低下を抑制することができる。
また、上記車輪用軸受装置では、内軸の他端部外周面の硬化層と、内歯車の歯底の硬化層との間に、未硬化層が存在するように焼入れが行われている。よって、一方周面側の硬化層を形成する際の焼入れによる加熱の影響が、他方周面側の硬化層に及ぶのが抑制される。この結果、両硬化層において必要な表面硬さを確保することができる。
以上のように、本発明によれば、内軸の熱処理を適切に行うことができる。これによって、内軸の靭性の低下を抑制しかつ必要な表面硬さを確保することができ、装置全体の強度低下及び寿命低下を抑制できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の車輪用軸受装置によれば、内周面に歯車が形成されている内軸の熱処理を適切に行うことができ、装置全体としての強度低下及び寿命低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。
【図２】内軸の製造工程の一部を示したフローチャートである。
【図３】外周面側及び内周面側から高周波焼入れが行われた内軸の断面図であり、内軸に形成された硬化層のプロファイルを示している。
【図４】図３中、ＩＶ−ＩＶ線上の断面硬さ分布を測定した結果の一例を示すグラフである。
【図５】小径部における外周面の表面硬さに対して、寸法Ｔが及ぼす影響を示したグラフである。
【図６】従来の車輪用軸受装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態に係る車輪用軸受装置１の断面図である。この車輪用軸受装置１は、電気自動車などの電動車両に用いられるインホイールモータ（図示せず）が駆動する駆動輪（車輪、図示せず）を車体に対して回転自在に支持する軸受装置として用いられるものである。
【００１６】
この車輪用軸受装置１は、円筒状の内軸２と、内軸２の外周側に同心に配置された外輪３と、複列に配置され内軸２と外輪３との間に転動自在に介在している複数の転動体としての玉４と、複列の玉４をそれぞれ周方向に保持する一対の保持器５とを備えており、複列のアンギュラ玉軸受を構成している。
【００１７】
外輪３は、例えば、Ｓ５０Ｃや、ＳＣＭ４４０等の炭素含有量が０．４ｗｔ％以上の機械構造用炭素鋼や機械構造用合金鋼を用いて形成された円筒状の部材である。
外輪３の外周面には、駆動輪を一体回転可能に固定するための固定部材３ｃが突設されている。つまり、外輪３は、前記駆動輪が取り付けられる車軸であるとともに、車輪用軸受装置１の回転輪を構成している。
外輪３の内周面には、複列の玉４が転動する第１および第２外輪軌道３ａ，３ｂが形成されている。
【００１８】
内軸２も、外輪３と同様、例えば、Ｓ５０Ｃや、ＳＣＭ４４０等の炭素含有量が０．４ｗｔ％以上の機械構造用炭素鋼や機械構造用合金鋼を用いて形成された軸方向に沿う円筒状の部材である。
内輪２の軸方向一端部には、車輪用軸受装置１を車両側のナックル等に固定するためのフランジ２ｃが形成されている。つまり、内輪２は、車体側に固定される固定輪を構成している。
内軸２の外周面には、第１外輪軌道３ａに対向する第１内輪軌道２ａが形成されている。内軸２の他端部には、第１内輪軌道２ａよりも小径の小径部６が形成されている。この小径部６には、第２外輪軌道３ｂに対向する第２内輪軌道２ｂが外周面に形成された円環状の内輪部材７が外嵌されている。
内輪部材７は、その端面７ａが、内軸２の外周面と小径部６とをつなぐ段差面８に当接した状態で圧入、固定されている。
【００１９】
第１内輪軌道２ａと、第１外輪軌道３ａとの間、及び、第１内輪軌道２ａよりも軸方向他端側に位置する第２内輪軌道２ｂと、第２外輪軌道３ｂとの間には、それぞれ上述の複数の玉４が転動自在に配置されている。
【００２０】
上記内軸２の外周面側に形成されている第１内輪軌道２ａでは、玉４の転走によって摩耗が生じ、また、小径部６においては、玉４を介して繰り返し荷重が作用する。よって、第１内輪軌道２ａの外周表面、及び小径部６の外周表面には、耐摩耗性や疲労強度を高めることを目的として高周波焼入れによる硬化層が形成されている。
【００２１】
以上の構成によって、車輪用軸受装置１は、内軸２が車体側に固定されることで、外輪３に固定される前記駆動輪を車体に対して回転自在に支持する。
【００２２】
また、内軸２の内周面には、歯車１０が形成されている。歯車１０は、前記インホイールモータの回転力を駆動輪に伝達するためのものである。内軸２の内周側には、インホイールモータが備えている電動モータが出力する回転力によって駆動される太陽歯車（図示せず）と、この太陽歯車及び歯車１０の両方に噛み合う複数の遊星歯車（図示せず）とが配置される。つまり、内軸２の内周側には、電動モータの回転力を減速するための遊星歯車機構が設けられる。歯車１０は、この遊星歯車機構の内歯車を構成している。
【００２３】
電動モータが出力する回転力は、前記遊星歯車機構によって減速され、内軸２の軸方向他端側から外側に突出して駆動輪と一体回転可能に結合された伝達シャフトに伝達される。これによって、駆動輪は、電動モータの回転力によって駆動される。
【００２４】
また、内軸２の内周面側に形成されている歯車１０についても、耐摩耗性や疲労強度を高めるため、歯部表面に高周波焼入れによる硬化層が形成されている。
つまり、内軸２は、外周面側及び内周面側から高周波焼入れが行われる。
【００２５】
ここで、内軸２は、外周側に外輪３が配置されたり、外周面に第１内輪軌道２ａが形成されたりするので、その外径寸法が制限される。さらに、内軸２は、内周側にも遊星歯車機構を構成する歯車１０が形成されている。このため、内軸２の径方向の厚み寸法は、外輪３の寸法や、遊星歯車機構の寸法によって制限され、自由に設定することが困難である。このため、内軸の径方向の厚み寸法は、比較的薄肉に設定されている。
【００２６】
上記のように径方向の厚み寸法が比較的薄肉の内軸２に対して、外周面及び内周面の両方から同時に高周波焼入れを行えば、熱は逃げ場がなく留まってしまうため、内軸２が厚み方向の全域に亘って硬化してしまうおそれがある。
このため、本実施形態では、内軸２を製造する際、外周面側の焼入れと、内周面側の焼入れとを別々に行う。
【００２７】
図２は、内軸２の製造工程の一部を示したフローチャートである。
内軸２を製造するには、まず、素材から円筒状とされた内軸２の粗形品の形成を行う（ステップＳ１）。
次いで、粗形品に対して機械加工を行い、第１内輪軌道２ａ、及び小径部６を形成する（ステップＳ２）。
そして、ステップＳ２にて形成した第１内輪軌道２ａ、及び小径部６に対して外周側から加熱コイルを接近させて高周波焼入れを行い、内軸２の外周面側の必要な部分に硬化層を形成する（ステップＳ３）。
【００２８】
その後、内周面側の歯車１０を形成するための歯切加工を行い（ステップＳ４）、内周側から加熱コイルを接近させて高周波焼入れを行い、歯車１０の表面部に硬化層を形成する（ステップＳ５）。
【００２９】
本実施形態では、外周面側の高周波焼入れを行った後に（ステップＳ３）、内周面側の歯切加工を行うので、ステップＳ４において形成される歯車１０には、少なくとも外周面側の高周波焼入れの加熱で生じる歪が生じることはない。これによって、歯車１０の歪量をできるだけ小さく抑えることができる。
【００３０】
図３は、外周面側及び内周面側から高周波焼入れが行われた内軸２の断面図であり、内軸２に形成された硬化層のプロファイルを示している。
図３に示すように、内軸２の外周面側には、第１硬化層Ｌ１と、第２硬化層Ｌ２とが形成されている。第１硬化層Ｌ１は、フランジ２ｃの基端部から第１内輪軌道２ａに亘って形成されている。第１硬化層Ｌ１は、フランジ２ｃの基端部の疲労強度向上、及び第１内輪軌道２ａの耐摩耗性向上のために形成されている。
【００３１】
第２硬化層Ｌ２は、段差面８から小径部６の外周面に亘って形成されている。第２硬化層Ｌ２は、小径部６の疲労強度向上のために形成されている。
また、内軸２の内周面側には、歯車１０の歯面に沿って第３硬化層Ｌ３が形成されている。第３硬化層Ｌ３は、歯車１０の耐摩耗性、及び疲労強度向上のために形成されている。
なお、図３において示す各硬化層は、焼入れによって、内軸２を形成している素材の生地に対して物理的又は化学的性質の差異が区別可能な範囲を示している。より具体的には、素材の生地の断面硬さに対して、焼入れによる断面硬さが上昇していると判断される範囲を硬化層として示している。
【００３２】
図３に示すように、小径部６は、軸方向において、歯車１０が形成されている部分と重複している。従って、小径部６の外周面６ａと、歯車１０の歯底１０ａとの間の寸法Ｔは、他の部分における径方向の厚み寸法と比較して最も小さくなっている。
なお、この寸法Ｔは、内軸２における小径部６の外周面６ａ（他端部外周面）の半径と、内軸２の内周面に形成されている歯車１０の歯底１０ａの最外半径との差である。
【００３３】
ここで、本実施形態の車輪用軸受装置１では、寸法Ｔが２．５ｍｍに設定されている。
また、内軸２における小径部６の外周面６ａに形成された第２硬化層Ｌ２、及び歯車１０に形成された第３硬化層Ｌ３の歯底１０ａの部分は、それぞれ個別に高周波焼入れを行ったときの互いの全硬化層深さを合計したときの合計値が２．５ｍｍより所定量小さい値となるように形成されている。このため、内軸２における小径部６の外周面６ａの第２硬化層Ｌ２と、歯車１０の第３硬化層Ｌ３との間には、両硬化層Ｌ２，Ｌ３が及ばない範囲が存在している。つまり、両硬化層Ｌ２，Ｌ３の間には、熱処理前の素材の硬さを維持している未硬化層Ｓが内軸２の径方向断面に設けられている。これによって、内軸２の径方向全域が硬化されるのが防止され、内軸２の靭性の低下が抑制される。
【００３４】
このように、内軸２の径方向断面において、両硬化層Ｌ２，Ｌ３の間には、内軸２の靭性を確保するための未硬化層Ｓが形成されている。
なお、全硬化層深さとは、硬化層の表面から、硬化層と、内軸２を形成している素材の生地との物理的又は化学的性質の差異が区別できない位置までの距離をいう。
【００３５】
本実施形態の内軸２は、図２で説明したように、まず外周面側の硬化層（第１硬化層Ｌ１、及び第２硬化層Ｌ２）を高周波焼入れによって形成した後に、内周面側の硬化層（第３硬化層Ｌ３）を高周波焼入れによって形成する。
【００３６】
本実施形態の内軸２は、外周側に外輪３が配置されるとともに、内周側に前記遊星歯車機構が配置されるので、径方向の厚み寸法の設定が制限される。このため、内軸２の厚み寸法は、比較的薄肉に設定せざるを得ない。
比較的薄肉に設定された内軸２に対して、例えば、外周面側の高周波焼入れと、内周面側の高周波焼入れとを同時に行えば、加えられた熱の拡散経路が制限されてしまい、加熱部分に熱が留まってしまう。このため、内軸２が厚み方向全域に亘って焼入れされ、硬化してしまうおそれが生じる。厚み方向の全域に亘って硬化してしまうと、内軸２全体としての靭性が低下し、耐衝撃性を低下させてしまう。
【００３７】
この点、本実施形態では、上述のように、外周面側の硬化層（第１硬化層Ｌ１、及び第２硬化層Ｌ２）を形成した後に、内周面側の硬化層（第３硬化層Ｌ３）を形成するといったように、外周面側の焼入れと、内周面側の焼入れとを別工程として行うので、加熱時の熱の拡散経路を確保でき、加熱部分に熱が留まってしまうのを抑制することができる。この結果、内軸２が厚み方向全域に亘って焼入れ、硬化してしまうのを抑制できる。
【００３８】
さらに、内軸２が厚み方向全域に亘って焼入れ、硬化してしまうのを抑制できることで、上述のように、両硬化層Ｌ２，Ｌ３を形成する際に未硬化層Ｓを内軸２の径方向断面に設けることができ、内軸２全体としての靭性、及び耐衝撃性の低下を抑制することができる。
【００３９】
一方、先に焼入れを行うことで得られた硬化層（第１硬化層Ｌ１、及び第２硬化層Ｌ２）が後の焼入れ時の加熱によって焼き戻され、先に焼入れを行った硬化層の硬さを低下させてしまうおそれがある。この場合、焼き戻された硬化層については、必要な硬さが得られない場合がある。
【００４０】
これに対して、本実施形態の車輪用軸受装置１では、第２硬化層Ｌ２、及び第３硬化層Ｌ３は、それぞれ個別に高周波焼入れを行ったときの互いの全硬化層深さを合計したときの合計値が２．５ｍｍより所定量小さい値となるように、高周波焼入れを行う。これによって、内軸２における小径部６の外周面６ａの第２硬化層Ｌ２と、歯車１０の第３硬化層Ｌ３との間に、両硬化層が及ばない範囲である未硬化層Ｓが存在するように焼入れが行われる。よって、一方周面側の硬化層を形成する際の焼入れによる加熱の影響が、他方周面側の硬化層に及ぶのが抑制される。この結果、両硬化層Ｌ２，Ｌ３において、必要な表面硬さを確保することができる。
【００４１】
なお、第２硬化層Ｌ２を形成するための高周波焼入れの焼入れ条件、及び第３硬化層Ｌ３を形成するために高周波焼入れの焼入れ条件は、各硬化層として必要な表面硬さを得つつ、上述の全硬化層深さが得られるように設定されている。
【００４２】
図４は、図３中、ＩＶ−ＩＶ線上の断面硬さ分布を測定した結果の一例を示すグラフである。なお、ＩＶ−ＩＶ線は、内軸２の歯底１０ａの径方向最外部分を通過している。図中、縦軸は、内軸２の断面硬さ、横軸は、小径部６の外周面６ａからの径方向深さ寸法（ｍｍ）を示している。
【００４３】
図中、内軸２を形成している素材の生地の硬さとみなすことができる硬さＨ１以下の部分は、小径部６の外周面６ａからの径方向深さ寸法が約１ｍｍ〜１．８ｍｍ程度の範囲である。この範囲は、図３にて示した未硬化層Ｓに相当する。未硬化層Ｓの範囲外は、第２硬化層Ｌ２及び第３硬化層Ｌ３に相当する。
【００４４】
また、小径部６の外周面６ａの表面近傍の断面硬さ、及び歯車１０の歯底１０ａ表面近傍の断面硬さは、それぞれの表面において必要な断面硬さとして予め定められている値Ｈ２，Ｈ３よりも大きい値となっている。
【００４５】
このように、本実施形態の内軸２は、未硬化層Ｓを内軸２の径方向断面に設けることで、内軸２全体としての靭性、及び耐衝撃性の低下が抑制されるとともに、内軸２における必要な表面硬さが確保される。
【００４６】
以上のように、本発明の車輪用軸受装置１によれば、内軸２の熱処理が適切に行われる。これによって、内軸２の靭性の低下を抑制しかつ必要な表面硬さを確保することができ、装置１全体の強度低下及び寿命低下を抑制できる。
【００４７】
なお、本実施形態では、小径部６の外周面６ａと、歯車１０の歯底１０ａとの間の寸法Ｔを２．５ｍｍと設定したが、２．５ｍｍ以上であれば、未硬化層Ｓを内軸２の径方向断面に設けることが可能である。よって、前記寸法Ｔは２．５ｍｍ以上の範囲で設定することができる。
【００４８】
ただし、内軸２の厚み寸法は、上述のように、外輪３や遊星歯車機構の存在によって、設定可能な値が制限され、比較的薄肉に設定せざるを得ない。さらに、内軸２は、できるだけ軽量であることが望ましい。このため、前記寸法Ｔは、５ｍｍ以下に設定することが好ましく、これによって、内軸２を無駄に厚肉にすることなく、軽量なものとすることができる。
【００４９】
また、上記実施形態では、複列のアンギュラ玉軸受を構成する車輪用軸受装置１を示したが、例えば、複列の円すいころ軸受を構成する車輪用軸受装置にも適用できる。
【００５０】
次に、内軸２における小径部６の外周面６ａの表面硬さに対して、小径部６の外周面６ａと、歯車１０の歯底１０ａとの間の寸法Ｔが及ぼす影響について検証した試験結果について説明する。
試験方法としては、上記実施形態にて説明した車輪用軸受装置１の内軸２について、前記寸法Ｔを１．５ｍｍ〜５．５ｍｍの範囲で０．５ｍｍごとに設定したものを、図２に示した工程にしたがって形成した。
なお、内軸２の形成に用いた材料としては、Ｓ５５Ｃを用いた。また、内軸２の外周面側に第２硬化層Ｌ２を形成する際の高周波焼入れの条件、及び内周面側に第３硬化層Ｌ３を形成する際の高周波焼入れの条件は、下記表１の通りである。冷却剤としては、水を用いた。
【００５１】
【表１】
2014151703.tif 000003
【００５２】
上記のようにして得た各内軸２における小径部の６外周面６ａの表面硬さ（ロックウェル硬さ）を測定し、それぞれ比較した。
【００５３】
図５は、小径部６の外周面６ａの表面硬さに対して、前記寸法Ｔが及ぼす影響を示したグラフである。図中、縦軸は、小径部６の外周面６ａの表面硬さ、横軸は、小径部６の外周面６ａから歯底１０ａまでの寸法Ｔを示している。
【００５４】
図中、寸法Ｔが２．５ｍｍ以上の場合、外周面６ａの表面硬さは、外周面６ａとして必要な硬さの値を上回っている。また、寸法Ｔが、２．５ｍｍ以上の場合、その硬さの値がほぼ一定となっている。これは、高周波焼入れの条件が、外周面６ａとして必要な硬さが得られるように設定されており、寸法Ｔが２．５ｍｍ以上では、高周波焼入れの設定によって定まる目標硬さが得られている。
【００５５】
一方、寸法Ｔが１．５ｍｍ、及び２ｍｍの場合、外周面６ａの表面硬さは、外周面６ａとして必要な表面硬さの値を下回っている。これは、外周面側の第２硬化層Ｌ２の形成後、内周面側の第３硬化層Ｌ３を高周波焼入れによって形成する際に、高周波焼入れによる熱が外周面側に伝わり、第２硬化層Ｌ２が焼き戻されている。
第２硬化層Ｌ２は、第３硬化層Ｌ３を形成するための高周波焼入れによる加熱によって焼き戻され、必要な表面硬さの値を下回る値にまで表面硬さが低下している。
つまり、寸法Ｔが１．５ｍｍ、及び２ｍｍの場合、内軸２の径方向の厚みが少ないために、内周側からの加熱が外周面にまで伝導し、第２硬化層Ｌ２の表面硬さを低下させている。
【００５６】
この結果から、寸法Ｔを２．５ｍｍ以上に設定することで、一方周面側の硬化層を形成する際の高周波焼入れによる加熱の影響が、他方周面側の硬化層に及ぶのが抑制でき、両硬化層において、必要な表面硬さを確保することができることが明らかとなった。
【符号の説明】
【００５７】
１：車輪用軸受装置      ２：内軸      ３：外輪      ４：玉（転動体）
６：小径部      ６ａ：外周面（他端部外周面）      ７：内輪部材
１０：歯車（内歯車）      １０ａ：歯底
Ｌ２：第２硬化層      Ｌ３：第３硬化層      Ｓ：未硬化層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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