(57)【要約】【課題】  車輪支持用転がり軸受ユニット１の軽量化の為、フランジ６を薄肉化すると共に凹入部１１ｂを除肉した構造で、このフランジ６の付け根部分の強度を高くした場合でも、この凹入部１１ｂに破損が生じにくい構造を実現する。【解決手段】  上記凹入部１１ｂに旋削加工を施して、この凹入部１１ｂの表面から脱炭層を除去すると共に、この表面の粗さを２５μｍＲa 以下とする。又、この旋削加工を施した後にこの凹入部１１ｂに硬化層１６を形成する。この結果、この凹入部１１ｂの疲労強度を向上させる事ができる為、上記課題を解決できる。【選択図】  図１
2005145313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用時に懸架装置に支持されて回転しない外輪と、この外輪の内径側にこの外輪と同心に配置されて、使用時に車輪を結合固定してこの車輪と共に回転するハブ輪と、この外輪の内周面に設けられた外輪軌道と、このハブ輪の外周面に設けられた内輪軌道と、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に設けられた複数個の転動体と、このハブ輪の外端部外周面に設けられた、上記車輪を結合固定する為のフランジとを備えており、このハブ輪の外端面を軸方向内方に凹ませた凹入部としている車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、この凹入部の表面に旋削加工を施す事により、この表面から脱炭層を除去すると共に、この表面の粗さを２５μｍＲa 以下とした事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニット。
【請求項２】
凹入部の表面の粗さを６μｍＲa 以下とした、請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
【請求項３】
凹入部の表面に旋削加工を施した後に、この表面にHRC ４０以上の硬化層を形成した、請求項１〜２の何れかに記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
【請求項４】
ハブ輪が、Ｃを０．５重量％以上含む炭素鋼製であり、凹入部の表面に、焼き入れにより硬化層を形成した、請求項３に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
【請求項５】
焼き入れにより硬化層を形成した後、凹入部の表面にショットピーニング或はターニング加工を施した、請求項４に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
【請求項６】
使用時に懸架装置に支持されて回転しない外輪と、この外輪の内径側にこの外輪と同心に配置されて、使用時に車輪を結合固定してこの車輪と共に回転するハブ輪と、この外輪の内周面に設けられた外輪軌道と、このハブ輪の外周面に設けられた内輪軌道と、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に設けられた複数個の転動体と、このハブ輪の外端部外周面に設けられた、上記車輪を結合固定する為のフランジとを備えており、このハブ輪の外端面を軸方向内方に凹ませた凹入部としている車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、この凹入部の表面に旋削加工を施す事によりこの表面から脱炭層を除去した後、この表面に、残留圧縮応力を生じさせる加工を施した事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニット。
【請求項７】
ハブ輪が、Ｃを０．５重量％以上含む炭素鋼製であり、脱炭層を除去した後で残留圧縮応力を生じさせる加工を施す前に、焼き入れによりHRC ４０以上の硬化層を形成した、請求項６に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
【請求項８】
残留圧縮応力を生じさせる加工がショットピーニングである、請求項６〜７の何れかに記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車輪を懸架装置に対し回転自在に支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪を懸架装置に対し回転自在に支持する為に、例えば図４に示す様な車輪支持用転がり軸受ユニット１が広く使用されている。この図４に示した車輪支持用転がり軸受ユニット１は、ハブ輪２と、内輪３と、外輪４と、複数個の転動体５、５（玉）とを備える。このうちのハブ輪２の外周面の外端部（軸方向に関して外とは、自動車への組み付け状態で幅方向外寄りとなる側を言い、図１、２、４、５の左側。反対に幅方向中央寄りとなる側を、軸方向に関する内と言い、図１、２、４、５の右側。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。）には、車輪を支持する為のフランジ６を形成している。又、このハブ輪２の中間部外周面には第一の内輪軌道７ａを、同じく内端部には外径寸法が小さくなった段部８を、それぞれ形成している。そして、この段部８に、外周面に第二の内輪軌道７ｂを形成した、上記内輪３を外嵌している。又、この内輪３の内端面は、上記ハブ輪２の内端部に形成した円筒部を直径方向外方にかしめ広げる事で形成したかしめ部９により抑え付けて、上記内輪３を上記ハブ輪２の所定位置に固定している。又、上記外輪４の内周面には複列の外輪軌道１０、１０を形成し、これら両外輪軌道１０、１０と上記両内輪軌道７ａ、７ｂとの間に上記各転動体５、５を、それぞれ複数個ずつ設けている。尚、重量が嵩む自動車用の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合、上記各転動体５、５としてテーパころを使用する場合もある。
【０００３】
又、上記ハブ輪２の外端面を軸方向内方に凹ませて凹入部１１を形成している。即ち、このハブ輪２の外端部で上記フランジ６の径方向内側に、このフランジ６の外端面よりも軸方向外方に突出した状態で円筒部１８を形成している。そして、この円筒部１８の径方向内側部分を軸方向内方に凹ませて、断面略半円形状の上記凹入部１１を形成している。尚、この凹入部１１の形状は、図示の例に限らない。例えば、後述する図５に示す様な形状とする場合もある。又、上記円筒部１８は、外周面に、ドラムやディスク等の制動用回転体及び車輪を支持する為に設けている。この様に、上記ハブ輪２の外端部に凹入部１１を設ける事により、上記車輪支持用転がり軸受ユニット１の軽量化を図れる。又、上記内輪３を上記ハブ輪２に外嵌する作業を容易にする事ができる。即ち、上記凹入部１１に治具等の支持部材を挿入してこのハブ輪２の外端側を支持できる為、上記内輪３の外嵌作業を容易にする事ができる。更に、鍛造時の上記フランジ６の張り出し成形作業を容易にする事ができる。
【０００４】
尚、上述した構造は、従動輪（ＦＦ車の後輪、ＦＲ、ＭＲ、ＲＲ車の前輪）用の車輪支持用転がり軸受ユニット１に就いて示しているが、図５に示す様に、ハブ輪２ａの中心部を軸方向に貫通した通孔に、車輪用等速ジョイント１２のスプライン軸１３を挿通する為の、雌スプライン１４を形成した駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ、ＭＲ、ＲＲ車の後輪、４ＷＤ車の全輪）用の車輪支持用転がり軸受ユニット１ａの場合、上記ハブ輪２ａの外端面に凹入部１１ａを設ける事により、上記車輪用等速ジョイント１２の組み付け性（スプライン軸１３の先端部に螺合したナットの締め付け作業性）を良好にできる。
【０００５】
上述の様な車輪支持用転がり軸受ユニット１、１ａを自動車に組み付けるには、外輪４の外周面に形成した外向フランジ状の取付部１５をナックル等の懸架装置の構成部品にねじ止め固定する事により、上記外輪４を懸架装置に支持する。又、ハブ輪２、２ａの外周面に形成したフランジ６に車輪を固定する。この結果、この車輪を懸架装置に対し回転自在に支持する事ができる。
【０００６】
上述の様な車輪支持用転がり軸受ユニット１、１ａを構成するハブ輪２、２ａは、熱間鍛造性や切削性を確保する事を考慮して、Ｓ５３Ｃ等の中炭素鋼で造っている。製造時には、先ず、所定長さに切断した棒状の素材を、高周波誘導加熱により１１００〜１２００℃程度のオーステナイト域まで加熱してから、熱間鍛造により所定の形状とした後、放冷する。この加工作業の際、オーステナイト粒界から初析フェライトが析出した後、室温程度に冷却されるまでの間に起こるパーライト変態によって、初析フェライトとパーライトとが複合した組織が得られる。この様な組織の大部分は、焼き入れ、焼き戻し等の熱処理を施す事なく、そのまま使用される。これに対して、図４に示す構造の場合、同図に斜格子で示す様に、フランジ６の軸方向内側面側の付け根部分及び前記第一の内輪軌道７ａから段部８までの領域に、転がり疲労寿命確保、及び、嵌合部のフレッチング防止の為に、高周波焼き入れによる硬化層を形成する事が行なわれている。
【０００７】
又、近年、自動車の燃費向上並びに走行性能の向上の為、車輪支持用転がり軸受ユニット１の軽量化に関する要求が高くなっており、車輪を支持する為のフランジ６の薄肉化に就いても考慮されている。但し、上記フランジ６を薄肉化すると、このフランジ６の付け根部分の強度が弱くなる為、薄肉化するに就いては、強度確保の為に十分な配慮を行なう必要がある。
【０００８】
特に、上記フランジ６の外側面側の付け根部分には、旋回走行時等に、懸架装置と車輪との間で上記車輪支持用転がり軸受ユニット１に加わるモーメント荷重によって、曲げ応力が集中する。この為、何らの対策も施さない場合には、金属疲労に基づいて、亀裂等の損傷が生じる可能性がある。一方、上記フランジ６の内側面側の付け根部分は、前述した通り、高周波焼き入れによる硬化層が形成されて高強度になっている為、上記外側面側の付け根部分よりも、疲労強度が高くなっており、亀裂等の損傷が生じる可能性は低い。この様な事情に鑑みて、特許文献１には、フランジの外側面側の付け根部分にも、内側面側の付け根部分と同様に、高周波焼き入れによる表面硬化層を形成する事によって、このフランジの外側面側の付け根部分の強度向上を図った構造が記載されている。又、素材のハイカーボン化等により材料の強度を向上させて、上記フランジの外側面側の付け根部分の強度向上を図る構造も記載されている。
【０００９】
又、より軽量化を進める為に、後述する本発明の実施例を示す図１の様に、フランジ６の薄肉化と共に、ハブ輪２の外端面に設けた凹入部１１ｂ部分を更に除肉する事が考えられる。この為、上記図１の構造では、この凹入部１１ｂの底部をより軸方内方に凹ませている。これにより、上記車輪支持用転がり軸受ユニット１の更なる軽量化を図れる。しかし、上述した様に、フランジ６の付け根部分の強度向上を図った構造で、上記凹入部１１ｂを除肉した場合、この凹入部１１ｂで破損が生じる可能性がある。即ち、上記フランジ６の付け根部分の強度が高いと、旋回走行時等に、懸架装置と車輪との間で上記車輪支持用転がり軸受ユニット１に加わるモーメント荷重によって上記凹入部１１ｂに作用する応力が大きくなる。この為、この凹入部１１ｂで疲労による亀裂等の破損が生じ易くなる。特に、この凹入部１１ｂを除肉する事により、この凹入部１１ｂの表面と上記ハブ輪２の外周面との距離が小さくなり、例えば、図１のイ部分の肉厚が薄くなる為、このイ部分の様な薄肉部分で破損が生じ易くなる。
【００１０】
又、図４、５に示したハブ輪２、２ａは、熱間鍛造により所定の形状に形成される。従って、旋削等の加工を施されていない状態のハブ輪２、２ａの表面には脱炭層が存在する。前記凹入部１１、１１ａの表面は、これらハブ輪２、２ａの外周面の様に、内輪軌道７ａや段部８を形成する為の旋削加工等を施さない為、これらハブ輪２、２ａに所定の加工を施した後でも上記脱炭層が残存する。この脱炭層は疲労亀裂が発生し易い為、上記凹入部１１、１１ａの表面にこの脱炭層が存在する場合には、これら凹入部１１、１１ａの表面が疲労により破損し易くなる。更に、上記ハブ輪２、２ａの表面で上記内輪軌道７ａ乃至段部８部分や上記フランジ６の付け根部分には、前述の様に、疲労強度を向上させる為、高周波焼き入れを施す場合があるが、上記凹入部は、通常、焼き入れ、焼き戻し等の熱処理を施す事なく、そのまま使用される。熱処理を施していない非調質鋼の疲労現象は、先ず鋼の表面に疲労による亀裂が発生し、この亀裂が成長して破壊へと進行する。従って、脱炭層が存在すると共に調質を施さない、上記凹入部１１、１１ａでは、疲労による破損が生じ易い。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−８７００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、車輪支持用転がり軸受ユニットの軽量化の為、フランジを薄肉化すると共に凹入部を除肉した構造で、このフランジの付け根部分の強度を高くした場合でも、この凹入部に破損が生じにくい構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットは、何れの構造も、前述した従来から知られている車輪支持用転がり軸受ユニットと同様に、外輪と、ハブ輪と、外輪軌道と、内輪軌道と、複数個の転動体と、フランジとを備える。
このうちの外輪は、使用時に懸架装置に支持されて回転しない。
又、上記ハブ輪は、この外輪の内径側にこの外輪と同心に配置されて、使用時に車輪を結合固定してこの車輪と共に回転する。
又、上記外輪軌道は、上記外輪の内周面に設けられている。
又、上記内輪軌道は、上記ハブ輪の外周面に設けられている。
又、上記各転動体は、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に設けられている。
又、上記フランジは、上記ハブ輪の外端部外周面に設けられており、上記車輪を結合固定する為のものである。
そして、上記ハブ輪の外端部に、外端面を軸方向内方に凹ませた凹入部を形成している。
特に、請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、上記凹入部の表面に旋削加工を施す事により、この表面から脱炭層を除去すると共に、この表面の粗さを２５μｍＲa 以下としている。
又、請求項６に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、上記凹入部の表面に旋削加工を施す事によりこの表面から脱炭層を除去した後、この表面に、残留圧縮応力を生じさせる加工を施している。
【発明の効果】
【００１４】
上述の様に構成する本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットによれば、凹入部の疲労強度を向上させる事ができる為、この凹入部で破損が生じにくくなる。
即ち、請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの場合、この凹入部の表面に旋削加工を施す事によりこの凹入部表面に存在する脱炭層を除去している為、この凹入部で疲労による亀裂が発生しにくい。又、この凹入部の表面粗さを２５μｍＲa 以下としている為、この凹入部で応力集中が生じにくくなり、この凹入部の疲労強度を高くできる。この様に、請求項１に記載した構造の場合、この凹入部に旋削加工を施す事により、脱炭層を除去すると共にこの凹入部の表面粗さを規制している為、この凹入部で破損が生じにくくなる。
【００１５】
一方、請求項６に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの場合、凹入部の表面から脱炭層を除去した事に加えて、この表面に残留圧縮応力を生じさせる加工を施している為、この凹入部の疲労強度をより向上させる事ができる。尚、この様に、凹入部の表面に残留圧縮応力を生じさせれば、この表面の粗さが大きくても、十分にこの凹入部の疲労強度を向上させる事ができる。
上述の様に、凹入部の疲労強度を十分に高くできれば、車輪支持用転がり軸受ユニットの軽量化の為、フランジを薄肉化すると共にこの凹入部を除肉した構造で、このフランジの付け根部分の強度を高くした場合でも、この凹入部に破損が生じにくい構造を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
請求項１に記載した構造を実施する為に好ましくは、請求項２に記載した様に、上記凹入部の表面の粗さを６μｍＲa 以下とする。
この様に構成すれば、上記凹入部の表面に生じる応力集中をより軽減し、この凹入部の疲労強度をより向上させる事ができる。
又、好ましくは、請求項３に記載した様に、上記凹入部の表面に旋削加工を施した後に、この表面にHRC ４０以上の硬化層を形成する。
この様に構成すれば、上記凹入部で疲労による亀裂が発生しにくくなり、この凹入部の疲労強度をより向上させる事ができる。尚、旋削加工を施さず、この凹入部の表面に脱炭層が存在する状態で硬化層を形成した場合、この凹入部の表面に軟質のフェライトが残存している為、この凹入部の硬度を向上させる事ができない。従って、本発明では、この凹入部の表面に硬化層を形成するのに先立って、この凹入部に旋削加工を施して脱炭層を除去している。
又、上記凹入部に硬化層を形成する場合に好ましくは、請求項４に記載した様に、焼き入れにより行なう。尚、この場合、上記ハブ輪を、Ｃ（炭素）を０．５重量％以上含む炭素鋼製とする。
この様に構成すれば、上記凹入部の表面に十分に硬度の高い硬化層を形成する事ができる。
更に、請求項５に記載した様に、焼き入れにより硬化層を形成した後、上記凹入部の表面にショットピーニング或はターニング加工を施す事が好ましい。
この様に構成すれば、上記凹入部の表面に残留圧縮応力を付与して、この凹入部の疲労強度をより向上させる事ができる。
【００１７】
一方、請求項６に記載した構造を実施する為に好ましくは、請求項７に記載した様に、脱炭層を除去した後で残留圧縮応力を生じさせる加工を施す前に、凹入部の表面に、焼き入れによりHRC ４０以上の硬化層を形成する。尚、この場合も、上記ハブ輪を、Ｃを０．５重量％以上含む炭素鋼製とする。
この様に構成すれば、上記凹入部の表面の疲労強度をより向上させる事ができる。
又、請求項８に記載した様に、上記残留圧縮応力を生じさせる加工としては、ショットピーニングが好ましい。
この様に構成すれば、上記凹入部の表面に効率良く残留圧縮応力を生じさせる事ができる。
【実施例】
【００１８】
図１は、本発明の実施例を示している。尚、本発明の特徴は、ハブ輪２の外端面を軸方向内方に凹ませた凹入部１１ｂの疲労強度を向上させるべく、この凹入部１１ｂの表面に所定の処理を施す点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図４に示した従来構造と同様であるから、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本実施例の特徴部分を中心に説明する。本実施例の場合、上記ハブ輪２の軽量化の為に、フランジ６を薄肉化すると共に、上記凹入部１１ｂを除肉した構造としている。この為、この凹入部１１ｂを、上記図４に示した凹入部１１よりも軸方向内方に凹ませている。又、本実施例の場合、図１に斜格子で示す様に、上記フランジ６の付け根部分の内外両側面、及び、内輪軌道７ａ乃至段部８部分に、高周波焼き入れを施す事により硬化層を形成して、これら各部分の強度を高くしている。
【００１９】
特に、本実施例の場合、上記ハブ輪２が、Ｃを０．５重量％以上含む炭素鋼製であり、上記凹入部１１ｂの表面に旋削加工を施す事により、この表面から脱炭層を除去すると共に、この表面の粗さを２５μｍＲa 以下としている。尚、好ましくは、この表面の粗さを６μｍＲa 以下とする。そして、この凹入部１１ｂの表面に旋削加工を施した後に、この表面にHRC ４０以上の硬化層１６（斜格子部分）を形成している。即ち、本実施例の場合、この凹入部１１ｂの表面に存在する脱炭層を、旋削加工により除去してから、上記硬化層１６を形成している。この硬化層１６は、高周波焼き入れにより形成されている。尚、この硬化層１６を形成した後に、更にショットピーニング或はターニング加工を施す事が好ましい。
【００２０】
上述の様に構成する本実施例の車輪支持用転がり軸受ユニットによれば、上記凹入部１１ｂの疲労強度を向上させる事ができる為、この凹入部１１ｂで破損が生じにくくなる。即ち、この凹入部１１ｂの表面に旋削加工を施す事によりこの凹入部１１ｂ表面に存在し、疲労による亀裂の発生原因となり易い脱炭層を除去している為、この凹入部１１ｂで疲労による亀裂が発生しにくくなる。又、この凹入部１１ｂの表面粗さを２５μｍＲa 以下としている為、この凹入部１１ｂで応力集中が生じにくくなり、この凹入部１１ｂの疲労強度を高くできる。即ち、表面粗さが大きいと、応力が集中する部分が生じ、この部分から亀裂が発生し易くなる。これに対して、上記凹入部１１ｂの表面粗さを小さくしてこの凹入部１１ｂで応力集中が生じにくくすれば、この凹入部１１ｂの疲労強度を高くできる。尚、この凹入部１１ｂの表面の粗さを６μｍＲa 以下とすれば、この凹入部１１ｂの表面に生じる応力集中をより軽減できる為、この凹入部１１ｂの疲労強度をより向上させる事ができる。この様に、本実施例の場合、この凹入部１１ｂに旋削加工を施す事により、脱炭層を除去すると共にこの凹入部１１ｂの表面粗さを規制している為、この凹入部１１ｂで破損が生じにくくなる。
【００２１】
又、上記凹入部１１ｂの表面に旋削加工を施した後に、この表面にHRC ４０以上の硬化層１６を形成すれば、この凹入部１１ｂで疲労による亀裂が発生しにくくなり、この凹入部１１ｂの疲労強度をより向上させる事ができる。この場合、この凹入部１１ｂの表面に存在していた脱炭層を除去した後に、高周波焼き入れにより上記硬化層１６を形成すれば、この凹入部１１ｂの表面の硬度を十分に向上させる事ができる。又、この硬化層１６を形成した後に、上記凹入部１１ｂの表面にショットピーニング或はターニング加工を施せば、この凹入部１１ｂの表面に残留圧縮応力を付与して、この凹入部１１ｂの疲労強度をより向上させる事ができる。
【００２２】
更に、本実施例では、上記ハブ輪２に含まれるＣの含有量を０．５重量％以上としている為、焼き入れ等の熱処理を施した部分の硬度を向上させる事ができる。即ち、Ｃの含有量が０．５重量％未満の場合には、上記ハブ輪２の外周面に形成した内輪軌道７ａ及びフランジ６の付け根部分に高周波焼き入れ等の熱処理を施しても、当該部分の硬度が十分に高くならない。この結果、転動体５、５と繰り返し転がり接触する、上記内輪軌道７ａ部分の転がり疲れ寿命が短くなったり、回転曲げ応力に対する、上記付け根部分の疲労強度も確保しにくくなる。更には、上記凹入部１１ｂに高周波焼き入れ等の熱処理を施しても、この凹入部１１ｂの表面を十分に硬化する事ができず、この凹入部１１ｂの疲労強度を十分に確保できない。これに対して、上記Ｃの含有量を０．５重量％以上とすれば、これら各部分の硬度を高くして、これら各部分の疲労強度を向上させる事ができる。尚、上記Ｃの含有量は、０．６５重量％を超えて添加しても、転がり疲れ寿命及び疲労強度をそれ以上に改善できないだけでなく、加工性が悪化する等の問題を生じる為、０．６５重量％以下とする事が好ましい。
【００２３】
上述の様に、本発明によれば、上記凹入部１１ｂの疲労強度を十分に高くできる。この為、車輪支持用転がり軸受ユニットの軽量化の為、上記フランジ６を薄肉化すると共にこの凹入部１１ｂを除肉した構造で、このフランジ６の内外両側面に硬化層を形成した場合でも、この凹入部１１ｂに破損が生じにくい構造を実現できる。この結果、車輪支持用転がり軸受ユニットの信頼性を確保しつつ軽量化を図れる。尚、本実施例では、従動輪用の車輪支持用転がり軸受ユニットに就いて説明したが、本発明は、前述の図５に示した様な、駆動輪用の車輪支持用転がり軸受ユニットにも適用できる。
【００２４】
次に、本発明の効果を確認する為に行なった実験に就いて説明する。
実験では、車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブ輪２の素材として、Ｓ５５Ｃ（材料１）及びＳ６５Ｃ（材料２）を使用した。そして、それぞれの材料に就いて、上述の図１に示した様なハブ輪２を形成した。従って、本実験で使用したハブ輪２は、フランジ６を薄肉化すると共に凹入部１１ｂを除肉し、更にこのフランジ６の付け根部分の内外両側面に硬化層を形成している。又、本実験に使用したハブ輪２は、それぞれが同じ形状及び大きさを有しており、上記フランジ６の軸方向の厚さ及び上記凹入部１１ｂの除肉量も互いに同じである。そして、次述する表１に示す様に、この凹入部１１ｂに各種処理を施して、この凹入部１１ｂの表面の硬さ及び表面粗さを所定の値とした、本発明の範囲に属する１３種類の試料（実施例１〜１３）と、本発明の範囲からは外れる６種類の試料（比較例１〜６）とを造った。
【００２５】
【表１】
2005145313.tif 000003
【００２６】
尚、上記凹入部１１ｂの表面粗さは、次の条件で送り量及び切り込み量を変化させて、この凹入部１１ｂに旋削加工を施す事により上記表１に示した値となる様にした。
周速  ：  ２５０m/min 
送り  ：  ０．３０〜０．７０mm/rev
又、上記凹入部１１ｂの表面の硬さはロックウェルＣスケールにより測定し、この凹入部１１ｂの表面粗さは中心線平均粗さを測定した。尚、実施例７、１２に就いては、旋削により脱炭層を除去する加工を施したのみで、表面粗さを小さく（良好に）する程の加工はしなかった。又、比較例１、５に就いては、旋削加工を施さず表面に脱炭層が残存したままとした。この為、これら各例の表面粗さに就いては測定せず、上記表１の表面粗さの欄に「〜」で示した。又、実施例１〜４は請求項１に、実施例５〜６は請求項１〜２に、上記実施例７は請求項６、８に、実施例８〜１１は請求項３〜４に、上記実施例１２は請求項７〜８に、実施例１３は請求項５に、それぞれ対応している。
【００２７】
本実験では、上述の様な各試料を、図２に示す様な試験装置に組み込んで、各試料毎の耐久時間を調べた。この図２に示した試験装置では、外輪４を治具１７により固定すると共に、ハブ輪２にラジアル荷重及びアキシアル荷重Ｆを付与する構造とした。このうちのラジアル荷重は、主に車体の重量によりハブ輪２に作用する荷重を想定しており、アキシアル荷重Ｆは、旋回時にこのハブ輪２に作用する曲げ応力を想定している。この試験の条件は次の通りである。
回転速度  ：  ３００min-1 
ラジアル荷重  ：  ４０００Ｎ
アキシアル荷重  ：  ３５００Ｎ
【００２８】
実験では、この様な条件で、ハブ輪２にラジアル荷重及びアキシアル荷重を負荷しつつ、このハブ輪２を上述の回転速度で回転させた。そして、上記凹入部１１ｂの表面に亀裂等の破損が生じるまでの時間（耐久時間）を調べた。この結果を上記表１及び図３に示す。尚、図３は材料１の結果のみを示している。この図３では、「△」が上記凹入部１１ｂの表面に硬化層がある場合、「◇」は硬化層がない場合の結果を、それぞれ示している。又、黒く塗りつぶした方の印は、硬化層の有無が「△」「◇」に対応するが、本発明の範囲に属さない比較例の結果を示している。尚、上記耐久時間は、比較例１の耐久時間を１．０とした場合の比で示した。又、実施例７、１２及び比較例１、５に就いては、表面粗さを測定していない為、上記図３では、便宜的に表面粗さが０の位置にそれぞれ示した。
【００２９】
上記表１及び図３から明らかな様に、本発明の範囲に属する実施例１〜１３では、材料１及び材料２の何れの場合も良好な耐久性が得られた。一方、比較例１、５は、凹入部１１ｂの表面に脱炭層が存在する為、比較例２〜４、６は、凹入部１１ｂの表面粗さが粗過ぎる為、それぞれ十分な耐久寿命を得られなかった。従って、少なくとも、凹入部１１ｂに旋削加工を施して脱炭層を除去すると共に、この凹入部１１ｂの表面粗さを２５μｍＲa 以下とするか、或は、この凹入部１１ｂの表面から脱炭層を除去した後に、ショットピーニング等の残留圧縮応力を生じさせる為の加工を施せば、優れた耐久性を得られる事が分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例を示す、半部断面図。
【図２】耐久試験を行なう為に、車輪支持用転がり軸受ユニットを治具に装着した状態で示す半部断面図。
【図３】実験結果を示すグラフ。
【図４】本発明の対象となる車輪支持用転がり軸受ユニットの第１例を示す半部断面図。
【図５】同じく第２例を示す断面図。
【符号の説明】
【００３１】
１    車輪支持用転がり軸受ユニット
２    ハブ輪
３    内輪
４    外輪
５    転動体
６    フランジ
７ａ、７ｂ  内輪軌道
８    段部
９    かしめ部
１０    外輪軌道
１１    取付部
１１、１１ａ、１１ｂ  凹入部
１２    車輪用等速ジョイント
１３    スプライン軸
１４    雌スプライン
１５    取付部
１６    硬化層
１７    治具
１８    円筒部
【図１】
2005145313.tif 000004
【図２】
2005145313.tif 000005
【図３】
2005145313.tif 000006
【図４】
2005145313.tif 000007
【図５】
2005145313.tif 000008