(57)【要約】【課題】応力の集中する部分であるフランジ部の基端部の強度を増す。【解決手段】  転がり軸受装置では、外輪１もしくは内軸２の軸方向一端側の外周に、車輪取付け用フランジ部２１が一体に設けられている。このフランジ部２１の基端部の表面に、硬質のボールもしくはローラの押し付け等により、加工硬化部１５が形成されている。【選択図】  図１
2005233400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪と内軸とのうちの回転側の部材の外周面に車輪取付け用のフランジ部を一体に設けた転がり軸受装置であって、そのフランジ部の基端部周りの応力が集中する領域に加工硬化部を形成して当該領域の引張強度を上げてある、ことを特徴とする転がり軸受装置。
【請求項２】
上記領域が、フランジ部の基端部の反車輪側の表面と、フランジ部の内径部から軸方向外向きに突出するインロー部の内周側の表面と、フランジ部の基端部の車輪側でインロー部の外周側の表面とのうちの少なくとも一つの表面の領域である、ことを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車輪支持に使用される転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪支持に使用される転がり軸受装置には、第２世代、第２．５世代、第３世代等、数世代のものがある。例えば、第３世代の転がり軸受装置は、内周に複列に軌道部を有する外輪と、この外輪の内周に同軸に配置される内軸と、内軸の一端側の小径部外周に嵌着される内輪と、この内輪の軌道部と外輪の一方の軌道部との間、および内軸の軌道部と外輪の他方の軌道部との間に配置した複数の転動体とを備える（例えば特許文献１参照。）。この世代の転がり軸受装置は、内輪回転型で、回転側の部材である内軸の一端側には、車輪取付け用のフランジ部とインロー部とが一体に設けられている。ブレーキ装置のディスクロータと車輪とは、インロー部の外周に嵌合した状態で、フランジ部の外側面に取り付けられる。
【特許文献１】特開２００１−１８０２１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のような転がり軸受では、内軸の軸部の径に比較して、車輪取付け用フランジ部の径が大きく、フランジ部の基端部に応力が集中するから、従来から、フランジ部の基端部の肉厚を厚くしたり、肉盛りをしたりして、基端部の強度を高めることが行われていた。しかしながら、基端部を厚肉とする分、転がり軸受全体の重量増とコスト増とを招くうえに、肉厚とされたフランジ部等が車両部品等の他部材と干渉するおそれがある、等の課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の転がり軸受装置は、外輪と内軸とのうちの回転側の部材の外周面に車輪取付け用のフランジ部を一体に設けた転がり軸受装置であって、そのフランジ部の基端部周りの応力が集中する領域に加工硬化部を形成して当該領域の引張強度を上げてあることを特徴とするものである。
【０００５】
この加工硬化は、ひずみ硬化とも称することができ、金属にその降伏点を超える塑性変形を起こさせて当該金属の硬さが増した状態であり、このような加工硬化を行うものとして各種の機械加工があり、例えば、ローラバニッシュ加工、ローリング加工、圧造、等がある。これ以外の機械加工においても金属に加工硬化を生起させるものがあり、本発明では、要するに、上記したフランジ部の基端部周りの応力が集中する領域を加工硬化させればよい。加工硬化はその加工程度により硬さが変わってくるから、上記領域の引張強度をどの程度にするかに応じて、その加工硬化の程度を適宜設定することが好ましい。
【０００６】
本発明の転がり軸受装置は、フランジ部の少なくとも基端部を含むその周りの領域に形成した加工硬化部により、引張強度が増大しており、転がり軸受装置全体として充分大きな強度を有したものとなっている。しかも本発明では、加工硬化による引張強度アップのため、転がり軸受装置全体の重量増や外形的変形が十分小さく抑制され、車両部品等の他部材との干渉等の課題が解消されている。
【０００７】
また、こうした領域を硬化する方法として、高周波焼き入れ等の加熱による硬化があるが、この加熱硬化では、その硬化領域以外の個所にも熱処理の影響が大きく現れる結果となり、その影響を除去する後処理が必要不可欠となりコスト増を招くという新たな課題が生起するが、本発明の加工硬化によれば、引張強度をアップできる領域を限定できるうえ、上記した熱処理におけるような後処理を必要としないという効果も期待できる。
【０００８】
さらに、例えばフランジ部の基端部である湾曲状に凹入した個所を硬化させる場合、他の硬化手段である高周波焼き入れを用いた場合では、硬化させる個所の形状に対応した誘導コイルを用意する必要があり、その実施が容易ではなく、コスト増を招くものとなるが、本発明の加工硬化では、硬質のボールもしくはローラを押し付けるだけで実施が可能となり容易に実施しうる結果、コスト増を招くおそれがない。
【０００９】
上記構成において、加工硬化部を、フランジ部の基端部の強度を増す個所に形成されていればよく、具体的には、フランジ部の基端部の反車輪側の表面と、フランジ部の内径部から軸方向外向きに突出するインロー部の内周側の表面と、フランジ部の基端部の車輪側で、インロー部の外周側の表面とのうち、少なくとも一つの表面領域に、形成されていればよい。加工硬化部を、フランジ部の基端部の反車輪側でシールが摺接する個所に形成した場合、通常、シールの摺接個所に施される熱処理を省略できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、重量増や外形の変化を来たすおそれなく、フランジ部の応力の集中領域に特定して当該引張強度のアップを大幅に図れたものを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図１および図２を参照して、本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１は、最良の実施の形態に係る転がり軸受装置の軸方向に沿った半断面図、図２は、図１の転がり軸受装置の一部である内軸の要部拡大断面図である。
【００１２】
これらの図において、左側が車両アウタ側、右側が車両インナ側で、本実施形態の転がり軸受装置は、自動車の従動輪を支持する第３世代の転がり軸受装置であって、内輪回転型の複列アンギュラ玉軸受タイプとして、外輪１と、内軸２と、内輪３と、転動体としての複数の玉４，５と、保持器６，７と、シール８，９とを備えている。
【００１３】
外輪１は、その外周面に設けた車体固定用のフランジ部１１を介して、キャリア等の車体側の部材に固定され、その内周面には複列に軌道部１ａ，１ｂが形成されている。
【００１４】
内軸２は、、外輪１の内周に同軸に配置されている。この内軸２は、車両アウタ側に、径方向外向きの車輪取付け用フランジ部２１と、この車輪取付け用フランジ部２１の内径側から軸方向外方に突出するインロー部２２とが一体に設けられ、中央側の外周面に軌道部２ａが設けられ、車両インナ側が小径部２３とされている。
【００１５】
内軸２のフランジ部２２には、周方向の複数個所に軸方向に貫通する取付け孔１０が形成され、これら取付け孔１０には、ディスクブレーキ装置のディスクロータ１２や車輪１３を固定するためのボルト１４が車両インナ側から圧入されている。ディスクロータ１２と車輪１３とは、インロー部２２の外周に嵌合した状態で、フランジ部２１の一面に取り付けられる。
【００１６】
内輪３は、内軸２の小径部２３に外嵌されている。内軸２の小径部２３に続く筒部２３ａは、径方向外側に屈曲変形されて内輪３の外端面にかしめられてかしめ部２３ｂとされ、これにより内輪３が内軸２に固定されている。
【００１７】
玉４，５は、外輪１の一方の軌道部１ａと内軸２の軌道部２ａとの間、および外輪１の他方の軌道部１ｂと内輪３の軌道部３ｂとの間に、それぞれ保持器６，７で保持された状態で配置される。シール８，９は、外輪１の車両アウタ側と内軸２との間、および外輪１の車両インナ側と内輪３との間にそれぞれ設けられて、これらの間の軸受空間を密封している。
【００１８】
上記構成の転がり軸受装置において、本発明では、内軸２の車輪取付け用フランジ部２１の基端部周りの構造に特徴があり、フランジ部２１の基端部周りに、圧縮塑性変形による加工硬化部１５ａ，１５ｂ，１５ｃ(１５と総称する）が形成されている。
【００１９】
この加工硬化部１５が形成されるのは、フランジ部２１の基端部の、湾曲状に凹入した部分で、より具体的には、図１および図２に細かいハッチングで示すように、フランジ部２１の基端部の車両インナ側（反車輪側）の表面には、第１の加工硬化部１５ａが、インロー部２２の内周側の表面には、第２の加工硬化部１５ｂが、フランジ部２１の基端部の車両アウタ側（車輪側）で、インロー部２２の外周側の表面には、第３の加工硬化部１５ｃが、それぞれ形成されている。第１の加工硬化部１５ａには、一方のシール８が摺接する部分と、それより外径側の部分が含まれる。
【００２０】
圧縮塑性変形による加工硬化部１５とは、内軸２の材料より硬度の高い材料、例えば、セラミックからなるボール、もしくはローラを、内軸２の材料の降伏強度を超える圧接力で、内軸２の全周にわたって圧接させることで、フランジ部２１の基端部の表面を塑性変形させて、加工硬化させた部分である。図２に示すように、ボールＢやローラは、固定されている内軸２の周りを回転させながら圧接させてもよいし、自転する内軸２に対して、ほぼ一定の位置でボールＢやローラを圧接させてもよい。
【００２１】
この圧縮塑性変形は、内軸２が外輪１や玉４，５と組み合わされる前に、単体である内軸２に対して行う。内軸２の軌道部２ａには、高周波焼き入れ等の熱硬化処理が施されるが、このような熱処理の前に、加工硬化を行ってもよいし、熱処理の後に、加工硬化を行ってもよい。
【００２２】
上記の構成によれば、フランジ部２１の基端部は、加工硬化部１５が形成されることで、２０〜２５％程度、引っ張り強度が増し、全体の強度も同程度大きくなり、大きなモーメント荷重が作用しても、フランジ部２１の基端部にひび割れ等の損傷が生じることがない。
【００２３】
この場合、加工硬化部１５は、圧縮塑性変形によるものであるから、重量の増加や外形的な変化がなく、他の部材との干渉等の問題が生じない。また、高周波焼き入れ等の加熱による硬化では、硬化部以外の個所に、熱処理の影響が現れることがあるが、圧縮塑性変形による加工硬化では、硬化される部分が限定される。
【００２４】
上記実施形態の転がり軸受装置とは異なり、外輪回転型で、外輪に車輪取付け用フランジ部を設けられている転がり軸受装置では、図３および図４に示すように、外輪のフランジ部の基端部に圧縮塑性変形による加工硬化部を設けてもよい。図３は、本発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置の軸方向に沿った半断面図、図４は、図３の転がり軸受装置の一部である内軸の要部拡大断面図である。
【００２５】
これらの図に示す実施形態の転がり軸受装置は、自動車の従動輪を支持する第２世代の転がり軸受装置であって、外輪回転型の複列アンギュラ玉軸受タイプとして、内周に複列に軌道部１ａ，１ｂが形成された外輪１と、外輪１の内周に複列に配置される内輪３１，３２と、各内輪３１，３２の軌道部３１ａ，３２ａと外輪１の各軌道部１ａ，１ｂとの間にそれぞれ保持器６，７に保持されて介装される複数の玉４，５と、シール９とを備えている。
【００２６】
回転輪である外輪１の軸方向一端側には、径方向外向きの車輪取付け用フランジ部１６と、インロー部１７とが一体に形成されている。車輪取付け用のフランジ部１６には、軸方向に貫通する取付け孔１０が形成され、これら取付け孔１０には、ディスクブレーキ装置のディスクロータと車輪とを固定するためのボルト１４が車両インナ側から圧入されている。
【００２７】
この実施形態では、車輪取付け用フランジ部１６の基端部の表面には、外輪１に対して相対回転する硬質のボールＢもしくはローラの押し付けで、圧縮塑性変形による加工硬化部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ（１８と総称)が形成されている。より具体的には、フランジ部１６の基端部の車両インナ側（車輪側）の表面に、第１の加工硬化部１８ａが、インロー部１７の内周側の表面には、第２の加工硬化部１８ｂが、フランジ部１６の基端部の車両アウタ側（車輪側）で、インロー部１７の外周側の表面には、第３の加工硬化部１８ｃが、それぞれ形成されている。
【００２８】
この実施形態においても、図１および図２の実施形態におけるのと同様に、加工硬化部１８により車輪取付け用のフランジ部１６の基端部が強化され、充分な強度を有する。
【００２９】
なお、本発明は、図示の各実施形態の第３世代や、第２世代の転がり軸受装置に限らず、外輪もしくはその内周に同軸に設けられる内軸の軸方向一端側に車輪取付け用フランジ部が一体に設けられている転がり軸受装置であれば、他の世代の転がり軸受装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の最良の実施の形態に係る転がり軸受装置の軸方向に沿った半断面図。
【図２】図１の転がり軸受装置の一部である内軸の要部拡大断面図。
【図３】本発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置の軸方向に沿った半断面図。
【図４】図３の転がり軸受装置の一部である内軸の要部拡大断面図。
【符号の説明】
【００３１】
１    外輪
２    内軸
２１  車輪取付け用フランジ部
２２  インロー部
１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）  加工硬化部
【図１】
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【図２】
2005233400.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005233400.tif 000006