(57)【要約】【課題】高周波焼入れによる熱処理で発生した酸化スケールを除去し、製品品質の向上を図った車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】内周および外周に複列の転走面１０ａ、２ａ、３ａが形成された複列の転がり軸受で構成されると共に、外方部材１０の複列の外側転走面１０ａをはじめこれら複列の転走面１０ａの中間部分の内径部１１およびカウンタ部１０ｃに高周波焼入れによって所定の硬化層１２が形成され、複列の外側転走面１０ａが研削加工された車輪用軸受装置において、内径部１１とカウンタ部１０ｃが総型の砥石１３によって複列の外側転走面１０ａと同時研削されているので、高周波焼入れによる熱処理で発生した酸化スケールを除去し、製品品質の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。【選択図】図１
2008057757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
この内方部材と前記外方部材の転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備え、
前記外方部材の複列の外側転走面をはじめこれら複列の転走面の中間部分の内径部に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成され、当該複列の外側転走面が研削加工された車輪用軸受装置において、
前記内径部の硬化層の表面にスケール除去処理が施されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記外方部材のカウンタ部に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成され、当該硬化層の表面にスケール除去処理が施されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記硬化層部位が総型の砥石によって前記複列の外側転走面と同時研削されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
【請求項４】
前記硬化層部位がショットブラスト加工されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置に関するもので、特に、高周波焼入れによる熱処理で発生した酸化スケールを除去し、製品品質の向上を図った車輪用軸受装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置は、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第１世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第２世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第３世代構造までが量産化されると共に、さらにはハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面を直接形成して軽量・コンパクト化された第４世代構造が開発されている。
【０００３】
図３は、従来の車輪用軸受装置の代表的な一例を示している。この車輪用軸受装置は、外周に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５１を一体に有し、内周に複列の外側転走面５２ａ、５２ａが形成された外方部材５２と、外周に前記複列の外側転走面５２ａ、５２ａに対向する内側転走面５３ａが形成された一対の内輪５３、５３と、両転走面５２ａ、５３ａ間に保持器５４を介して転動自在に収容された複列のボール５５、５５とからなり、第２世代と称される構成を備えている。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（図面左側）、中央寄り側をインナー側（図中右側）という。
【０００４】
外方部材５２は炭素鋼を鍛造で成形することにより一体に形成され、複列の外側転走面５２ａ、５２ａが高周波焼入れによって表面に所定の硬化層５６が形成されている。外方部材５２のインナー側端部に形成された嵌合部５７にはシール５８が内嵌固定され、外方部材５２と内輪５３との間に存在する環状空間５９の開口端部が閉塞されている。そして、この環状空間５９内に雨水やダストが侵入するのを防止している。
【０００５】
前記硬化層５６は、複列の外側転走面５２ａ、５２ａ部分から両転走面５２ａ、５２ａ間に存在する中間部分６０の全周に亙って形成されている。この中間部分６０の硬化層５６は外側転走面５２ａの硬化層５６に比べ硬さを高くする一方、この硬化層５６の厚さを抑えることにより、外方部材５２の靭性を確保している。これにより、外方部材５２に衝撃荷重が加わった場合にも、この外方部材５２が割れるのを防止し、車輪用軸受装置の信頼性の向上を図っている。
【特許文献１】実用新案登録第２５２９５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
然しながら、前述した車輪用軸受装置において、外方部材５２の硬化層５６が形成された部位、すなわち、複列の外側転走面５２ａ、５２ａおよびこれら外側転走面５２ａ、５２ａ間の中間部分６０のうち、複列の外側転走面５２ａ、５２ａは研削加工で除去されるが、この中間部分６０は研削加工されないため酸化スケールが残存する恐れがある。
【０００７】
この酸化スケールは、高周波焼入れ時に加熱された金属表面の鉄分が酸素と反応して生じる酸化物で構成されているため、硬くて脱落し易い特性を有している。したがって、この酸化スケールが軸受内部に封入された潤滑グリースの流動によって外側転走面５２ａに到達し、外側転走面５２ａとボール５５との間に噛み込むことで運転時の異音、異常振動、回転不調を誘発するだけでなく、外側転走面５２ａやボール５５の表面に圧痕が生じ、この圧痕を起点としてフレーキングが発生して短寿命の原因となる恐れがあった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高周波焼入れによる熱処理で発生した酸化スケールを除去し、製品品質の向上を図った車輪用軸受装置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】
【０００９】
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、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、この内方部材と前記外方部材の転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記外方部材の複列の外側転走面をはじめこれら複列の転走面の中間部分の内径部に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成され、当該複列の外側転走面が研削加工された車輪用軸受装置において、前記内径部の硬化層の表面にスケール除去処理が施されている。
【００１０】
このように、内周および外周に複列の転走面が形成された複列の転がり軸受で構成されると共に、これら複列の転走面の中間部分の内径部に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成され、当該複列の外側転走面が研削加工された車輪用軸受装置において、内径部の硬化層の表面にスケール除去処理が施されているので、高周波焼入れによる熱処理で発生した酸化スケールを除去し、製品品質の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
【００１１】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記外方部材のカウンタ部に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成され、当該硬化層の表面にスケール除去処理が施されていれば、軸受内部に封入された潤滑グリースの流動によって付着したスケールが外側転走面に到達し、外側転走面と転動体との間に噛み込むのを確実に防止することができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明のように、前記硬化層部位が総型の砥石によって前記複列の外側転走面と同時研削されていれば、高周波焼入れによる熱処理で発生した酸化スケールを除去することができると共に、滑らかな繋ぎ部が形成でき、繋ぎ部にバリ等が発生するのを防止することができる。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明のように、前記硬化層部位がショットブラスト加工されていれば、内径部およびカウンタ部の表面に付着した酸化スケールが除去されると共に、それぞれの角部のバリ等も同時に除去されて滑らかに丸められる。したがって、酸化スケールの脱落に起因する運転時の異音、異常振動、回転不調を確実に防止すると共に、このショットブラスト加工によって内径部の表面に圧縮残留応力が形成され、繰り返し応力に対して充分な耐力が得られ、外方部材の耐久性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る車輪用軸受装置は、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、この内方部材と前記外方部材の転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記外方部材の複列の外側転走面をはじめこれら複列の転走面の中間部分の内径部に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成され、当該複列の外側転走面が研削加工された車輪用軸受装置において、前記内径部の硬化層の表面にスケール除去処理が施されているので、高周波焼入れによる熱処理で発生した酸化スケールを除去し、製品品質の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、アウター側の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に対向する一方の内側転走面と、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所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の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の転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記外方部材の複列の外側転走面をはじめこれら複列の転走面の中間部分の内径部およびカウンタ部に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成され、当該複列の外側転走面が研削加工された車輪用軸受装置において、前記内径部とカウンタ部が総型の砥石によって前記複列の外側転走面と同時研削されている。
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基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一実施形態を示す縦断面図、図２（ａ）は、図１の外方部材の加工方法を示す説明図、（ｂ）は、他の加工方法を示す説明図である。
【００１７】
この車輪用軸受装置は駆動輪用で、内方部材１と外方部材１０、および両部材１、１０間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）７、７とを備え、第３世代と称される構成をなしている。内方部材１は、ハブ輪２と、このハブ輪２に所定のシメシロを介して圧入された内輪３とからなる。
【００１８】
ハブ輪２は、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ４を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる小径段部２ｂが形成されている。また、車輪取付フランジ４の周方向等配位置にはハブボルト５が植設されている。内輪３は、外周に他方（インナー側）の内側転走面３ａが形成され、ハブ輪２の小径段部２ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。
【００１９】
ハブ輪２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、内側転走面２ａをはじめ、アウター側のシール８のシールランド部となる車輪取付フランジ４の基部から小径段部２ｂに亙って高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。一方、内輪３および転動体７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。
【００２０】
外方部材１０は、外周に懸架装置を構成するナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ１０ｂを一体に有し、内周に内方部材１の内側転走面２ａ、３ａに対向する複列の外側転走面１０ａ、１０ａが一体に形成されている。これら両転走面１０ａ、２ａおよび１０ａ、３ａ間には保持器６を介して複列の転動体７、７が転動自在に収容されている。
【００２１】
外方部材１０の両端部にはシール８、９が装着され、外方部材１０と内方部材１との間に形成される環状空間の開口部を密封している。このシール８、９により、軸受内部に封入された潤滑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７にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受を例示したが、本発明はこれに限らず、転動体７に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受であっても良い。
【００２２】
ここで、外方部材１０はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、複列の外側転走面１０ａ、１０ａおよびこれら複列の外側転走面１０ａ、１０ａの中間部分の内径部１１とカウンタ部１０ｃが高周波焼入れによって表面硬さが５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層１２が形成されている。
【００２３】
本実施形態では、外方部材１０において、高周波焼入れ後、図２（ａ）に示すように、複列の外側転走面１０ａ、１０ａをはじめ内径部１１およびカウンタ部１０ｃ、１０ｃが総型の砥石１３によって一体に同時研削されている。これにより、滑らかな繋ぎ部が形成でき、繋ぎ部にバリ等が発生するのを防止する共に、高周波焼入れによる熱処理で発生した酸化スケールを除去し、製品品質の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
【００２４】
また、硬化層１２の酸化スケールを除去する方法は、これ以外にも、例えば、図２（ｂ）に示すように、研削加工の前に、硬化層１２のうち研削加工される複列の外側転走面１０ａ、１０ａ以外の部位、すなわち、内径部１１およびカウンタ部１０ｃがショットブラスト加工によって酸化スケールを除去するようにしても良い。
【００２５】
このショットブラスト加工は、外方部材１０の径方向内方に配置されたノズル１４から、回転自在にセットされた外方部材１０の内周面に向けて、スチールビーズ等のメディアを噴射させて行われる。ここで、スチールビーズの粒径は２０〜１００μｍ、噴射時間は約９０秒、噴射圧は１〜３ｋｇ／ｃｍ２の条件でノズル１４を矢印にて示すように、軸方向に移動させながら行われる。これにより、内径部１１およびカウンタ部１０ｃの表面に付着した酸化スケールが除去されると共に、それぞれの角部のバリ等も同時に除去されて滑らかに丸められる。したがって、酸化スケールの脱落に起因する運転時の異音、異常振動、回転不調を確実に防止し、製品品質の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。さらに、このショットブラスト加工によって内径部１１の表面に圧縮残留応力が形成され、繰り返し応力に対して充分な耐力が得られ、外方部材１０の耐久性を向上させることができる。
【００２６】
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。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材を備えた第１乃至第４世代の車輪用軸受装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）は、図１の外方部材の加工方法を示す説明図である。  （ｂ）は、他の加工方法を示す説明図である。
【図３】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
２・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
２ａ、３ａ・・・・・・・・・・・・内側転走面
２ｂ・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
３・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
３ｂ・・・・・・・・・・・・・・・外径面
４・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
６・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
７・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
８、９・・・・・・・・・・・・・・シール
１０・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
１０ａ・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
１０ｂ・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
１０ｃ・・・・・・・・・・・・・・カウンタ部
１１・・・・・・・・・・・・・・・内径部
１２・・・・・・・・・・・・・・・硬化層
１３・・・・・・・・・・・・・・・総型の砥石
１４・・・・・・・・・・・・・・・ノズル
５１・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５２・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５２ａ・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
５３・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５３ａ・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
５４・・・・・・・・・・・・・・・保持器
５５・・・・・・・・・・・・・・・ボール
５６・・・・・・・・・・・・・・・硬化層
５７・・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
５８・・・・・・・・・・・・・・・シール
５９・・・・・・・・・・・・・・・環状空間
６０・・・・・・・・・・・・・・・中間部分
【図１】
2008057757.tif 000003
【図２】
2008057757.tif 000004
【図３】
2008057757.tif 000005