(57)【要約】      （修正有）【課題】軌道部材に生じる引張集中応力を緩和することができ、軌道部材の変形に起因して、異常振動が生じたり軌道寿命が低下したりするのを抑制することができる車輪用転がり軸受装置を提供する。【解決手段】内周に熱処理にて硬化された外輪と、外周に熱処理にて硬化された内輪と、外周軌道と内周軌道との間に介在した複数の転動体とを備え、この外輪本体の内周に圧入され、外側軌道を内周に有するとともに、全体が薄板鋼板をプレス成形することにより、形成された軌道部材を備える車輪用転がり軸受け装置であって、軌道部材の少なくとも、内外周の表面層に、表面硬化法により残留圧縮応力を付加している。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に熱処理にて硬化された外側軌道を有する外輪と、この外輪と同軸に配置され、外周に熱処理にて硬化された内側軌道を有する内軸と、前記外側軌道と内側軌道との間に介在した複数の転動体とを備え、前記外輪が外輪本体と、この外輪本体の内周に圧入され、前記外側軌道を内周に有するとともに、全体が薄板鋼板をプレス成形することにより形成された軌道部材とを備える車輪用転がり軸受装置であって、
前記軌道部材の少なくとも内外周の表面層に、表面硬化法により残留圧縮応力を付加していることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。
【請求項２】
前記表面硬化法がショットピーニングである請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置。
【請求項３】
前記表面硬化法が浸炭である請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪を車体に支持するために用いられる車輪用転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記車輪用転がり軸受装置として、例えば、図３に示すように、車体側に固定される外輪９１と車輪が固定される内軸９２とを互いに同軸に配置し、これら外輪９１と内軸９２との間に、鋼球からなる複数の転動体９３を介在したものが知られている。
この車輪用転がり軸受装置において、前記外輪９１の内周には外側軌道９１aが、前記内軸９２の外周には内側軌道９２aが、それぞれ複数列形成されており、これら各軌道９１ａ，９２ａは熱処理によって所望の硬さに硬化されている。そして、前記外側軌道９１ａと内側軌道９２ａとの間に、前記転動体９３を転走可能に配列して、アンギュラ玉軸受を構成している。
【０００３】
前記外輪９１の素材としては、一般にＳ５５Ｃ等の機械構造用炭素鋼が用いられており、前記外側軌道９１aの熱処理は、高周波加熱による部分焼入れが採用されている。しかし、この熱処理は形状が複雑な外側軌道９１aに対する部分焼入れとなるので、その焼入れ作業が困難で製造コストが高くなる。
【０００４】
そこで、例えば図４に示すように、外側軌道９１aを別部材で構成した車輪用転がり軸受装置が提案されている。この車輪用転がり軸受装置は、外輪本体９１ｂの内周に、これと別に形成された一対の軌道部材９１ｃを圧入したものである。この軌道部材９１ｃは、鋼板をプレス成形したものであり、内周に外側軌道９１aが形成されている。また、軌道部材９１ｃは全体が熱処理にて硬化されている。
【０００５】
この車輪用転がり軸受装置は、外輪本体９１ｂに組み付ける前の軌道部材９１ｃを、いわゆるズブ焼により一括して大量に熱処理することができる。このため、従来の高周波加熱にて部分焼入れする場合に比べて、熱処理を効率的に行うことができ、その製造コストを低減することができる。また、鋼板としてＳＫ５等の工具用高炭素鋼板を用いることで、更に高い硬さを確保することができる（例えば、特許文献1参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−７４５７０号公報（第５貢、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記車輪用転がり軸受装置においては、図５に示すように、軌道部材９１ｃの外周部のうち、転動体９３から大きい荷重負荷Ｘを受ける部分Ａと、軌道部材９１ｃの内周部のうち、外輪本体９１ｂの内周に圧入嵌合されたことにより径内方向へ大きい荷重負荷Ｙを受ける部分Ｂとの間に、引張集中応力が生じる。ところが、前記軌道部材９１ｃの素材である鋼板は、プレス成形の容易な板厚の薄いものを用いる必要があるので、軌道部材９１ｃの引張強度を十分に確保することができない。このため、前記引張集中応力により軌道部材９１ｃが変形して、異常振動が生じたり外側軌道９１aの寿命が低下したりするおそれがある。
【０００８】
本発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、軌道部材に生じる引張集中応力を緩和することができ、異常振動が生じたり軌道寿命が低下したりするのを抑制することができる車輪用転がり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】
前記目的を達成するための本発明の車輪用転がり軸受装置は、内周に熱処理にて硬化された外側軌道を有する外輪と、この外輪と同軸に配置され、外周に熱処理にて硬化された内側軌道を有する内軸と、前記外側軌道と内側軌道との間に介在した複数の転動体とを備え、前記外輪が外輪本体と、この外輪本体の内周に圧入され、前記外側軌道を内周に有するとともに、全体が薄板鋼板をプレス成形することにより形成された軌道部材とを備える車輪用転がり軸受装置であって、前記軌道部材の少なくとも内外周の表面層に、表面硬化法により残留圧縮応力を付加していることを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、前記軌道部材の少なくとも内外周の表面層に、残留圧縮応力を付加しているので、当該軌道部材に生じる引張集中応力が、あらかじめ付加されている前記圧縮応力の分だけ軽減されることになる。このため、前記引張集中応力によって軌道部材が変形するのを抑制することができる。
【００１１】
前記軌道部材の表面硬化法は、ショットピーニングであることが好ましい。これにより、多量の軌道部材に対して前記残留圧縮応力を効率よく付加することができる。
また、前記軌道部材の表面硬化法は、浸炭であってもよく、この場合にも、多量の軌道部材に対して前記残留圧縮応力を効率よく付加することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の車輪用転がり軸受装置によれば、軌道部材に付加した残留圧縮応力によって、軌道部材に生じる引張集中応力を緩和させて、軌道部材が変形するのを抑制することができるので、異常振動が生じたり軌道寿命が低下したりするのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明に係る車輪用転がり軸受装置の一実施形態を示す断面図である。この車輪用転がり軸受装置は、外輪１と、この外輪１の内周に複数の転動体２を介して配置された内軸３とを備えており、これら外輪１、転動体２及び内軸３によってアンギュラ玉軸受を構成している。
【００１４】
外輪１は、外輪本体１１の内周に、当該外輪本体１１とは別部材である一対の軌道部材１２を圧入したものである。前記外輪本体１１の外周には、車体取付用のフランジ１５が径外方向に突出して形成されており、内周の中央部には、前記一対の軌道部材１２を左右対称に内嵌するための嵌合部１３が形成されている。
【００１５】
前記一対の軌道部材１２は、それぞれＳＫ５等の高炭素鋼からなる薄板鋼板をプレス成形したものであり、母線が軸線Ｌと並行に延びる短筒部１２ａと、この短筒部１２aの一端から径内方向へ延びる湾曲部１２ｂとを有している。この一対の軌道部材１２は、前記湾曲部１２ｂどうしを接近させた状態で、前記外輪本体１１の嵌合部１３に左右対称に内嵌されており、特に前記短筒部１２ａは、前記嵌合部１３に対して圧入によりしまり嵌めされている。
【００１６】
前記軌道部材１２は、全体がいわゆるズブ焼きによる熱処理にて硬化されているとともに、その湾曲部１２ｂの内周部が、前記転動体２を転走させる外側軌道１ａとして構成されている。また、前記軌道部材１２の表面層１２ｃ（図２参照）全体には、表面硬化法としてのショットピーニングによって残留圧縮応力が付加されている。このように表面硬化法としてショットピーニングを採用することにより、多量の軌道部材１２に対して前記残留圧縮応力を効率よく付加することができる。
なお、前記残留圧縮応力は、軌道部材１２に生じる引張集中応力を緩和させるのに十分な大きさに設定される。また、前記軌道部材１２は、ショートピーニングをした後に、バレル研磨を施すことによって表面仕上げされている。このバレル研磨によれば、ショートピーニングによって付加した残留圧縮応力が低下するおそれはない。
【００１７】
内軸３は外輪１と同軸に配置されており、その外周に前記転動体２を転走させる内側軌道３ａが復列形成されている。この内側軌道３ａのうちの車体インナ側（図１において右側）の内側軌道４ａは、前記内軸３の外周に圧入された軌道輪４の外周に形成されている。この軌道輪４は、内軸３の車体インナ側端部のかしめ部３３によって、軸方向へ移動しないように固定されている。
【００１８】
前記内軸３の車体アウタ側の外周には、車輪取付用フランジ３１が径外方向に突出して形成されており、この車輪取付用フランジ３１には、ホイールやブレーキロータ等の車輪側部材（図示せず）を取り付けるためのボルト４が複数本設けられている。また、内軸３の車体アウタ側端部には、ブレーキのロータ（図示せず）を嵌め込むための環状のインロー部３２が軸方向に突設されている。
【００１９】
転動体２は熱処理にて硬化された鋼球からなり、外輪１の外側軌道１ａと内軸３の内側軌道３ａとの間に、アンギュラコンタクトとなるように介在している。なお、各転動体２は、保持器５によって所定間隔毎に保持されている。
また、前記内軸３の車輪取付用フランジ３１近傍の外周と、これに対向する外輪１の端部内周との間の環状空間は、シール６によって密封されている。また、外輪１の車体インナ側の端部は、鉄板等の金属板をプレス成形することで作製された有底短筒状のカバー７で覆われている。
【００２０】
以上の構成の車輪用転がり軸受装置によれば、前記軌道部材１２の表面層１２ｃに、残留圧縮応力を付加しているので、当該軌道部材１２の外周のうち、転動体２による大きい荷重負荷Ｘを受ける部分Ａと、当該軌道部材１２の内周のうち、外輪１への圧入による径内方向への荷重負荷Ｙが大きい部分Ｂ（いずれも図２参照）との間に生じる引張集中応力が、あらかじめ付加されている前記圧縮応力の分だけ軽減されることになる。このため、前記引張集中応力によって軌道部材１２が変形するのを抑制することができる。この結果、軌道部材１２の変形に起因して、異常振動が生じたり軌道寿命が低下したりするのを抑制することができる。
【００２１】
なお、前記残留圧縮応力は、軌道部材１２の表面層１２ｃのうちの少なくとも内外周部の表面層１２ｃに付加されていればよい。また、この残留圧縮応力を付加する表面硬化法としては、前記ショットピーニングのほか、浸炭であってもよく、この場合にも、多量の軌道部材１２に対して前記残留圧縮応力を効率よく付加することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る車輪用転がり軸受装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】軌道部材の断面図である。
【図３】従来の車輪用転がり軸受装置を示す断面図である。
【図４】従来の他の車輪用転がり軸受装置を示す断面図である。
【図５】従来の軌道部材を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  外輪
１ａ    外側軌道
１１    外輪本体
１２    軌道部材
２  転動体
３  内軸
３a  内側軌道
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2007321776.tif 000006
【図５】
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