(57)【要約】      （修正有）【課題】高応力や繰返し応力に対し、ハブの等速ジョイント結合ナットが接する座面の周辺の強度や疲れ強さを向上させ、また座面の耐摩耗性が向上して前記ナットの締付軸力の低下が防止でき、かつ工程増による生産性低下が抑えられる車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】ハブ１４は、中心部に、等速ジョイント４１の外輪４２等のステム部４２ａを挿通させる貫通孔２１を有する。ハブ１４の端面における貫通孔２１の開口周縁は、ナット４３または座金４４が接する座面４５となり、座面４５は座繰り部４６に設けられる。ハブ１４は、鋼材の熱間鍛造品であり、母材部分が標準組織である。ハブ１４の前記座面４５の周辺は、非標準組織の部分３０とされる。非標準組織は、微細フェライト・パーライト組織、上部ベイナイト組織、下部ベイナイト組織、焼戻マルテンサイト組織のうちのいずれか、もしくは少なくともこれらの組織のうちの２種類以上の混合組織とする。【選択図】図１
2007038805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複列の転動体を介して互いに回転自在な内方部材および外方部材を有し、前記内方部材が、車輪取付用フランジを有するハブおよびこのハブの軸部の外周に嵌合した内輪からなり、前記ハブが中心部に、等速ジョイントの継手部材などのステム部を挿通させる貫通孔を有し、前記ハブのアウトボード側の端面における前記貫通孔の開口周縁が前記ステム部の先端の雄ねじ部に螺着したナットまたは座金が接する座面となる車輪用軸受装置において、  前記ハブが鋼材の熱間鍛造品であってその母材部分が標準組織であり、前記ハブの前記座面が非標準組織の部分とされ、前記非標準組織が、微細フェライト・パーライト組織、上部ベイナイト組織、下部ベイナイト組織、焼戻マルテンサイト組織のうちのいずれか、もしくは少なくともこれらの組織のうちの２種類以上の混合組織であることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
複列の転動体を介して互いに回転自在な内方部材および外方部材を有し、前記内方部材が、車輪取付用フランジを有するハブおよびこのハブの軸部の外周に嵌合した内輪からなり、前記ハブが中心部に、等速ジョイントの継手部材のステム部を挿通させる貫通孔を有し、前記ハブのアウトボード側の端面における前記貫通孔の開口周縁が前記ステム部の先端の雄ねじ部に螺着したナットまたは座金が接する座面となる車輪用軸受装置において、  前記ハブが鋼材の熱間鍛造品であってその母材部分が標準組織であり、前記ハブの前記座面が非標準組織の部分とされ、前記非標準組織が、熱間鍛造の工程中または工程の最後に冷却して自己復熱させるかまたは復熱保持焼戻しをすることで得られた組織である車輪用軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記座面が、前記ハブのアウトボード側の端面に設けられた座繰り部の底面からなり、この座繰り部の底面と座繰り部の周面との間の隅部の周辺に渡って前記非標準組織の部分を設けた車輪用軸受装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記ハブおよび内輪に各列の軌道面を有するものである車輪用軸受装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記ハブが軌道面を有せず、前記内輪が複列の軌道面を有するものである車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、乗用車用や貨物車用等の高強度化を図った車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内輪回転の駆動輪支持用の車輪用軸受装置では、ハブの中心部に、等速ジョイントの継手部材のステム部を挿通させる貫通孔が設けられる。ハブのアウトボード側の端面における前記貫通孔の開口周縁は、前記ステム部の先端の雄ねじ部に螺着するナット、またはこのナットの下に敷く座金が接する座面となる。
この座面は、機械加工により仕上げられるが、鍛造肌との境界のあるものでは、座繰り状となっている。その座繰り部の底面の周面との間の隅部が、自動車の旋回時に高応力部位となり、耐久性低下の要因となることがある。すなわち、前記座繰り部の周辺は、車輪取付用フランジの根元部付近となるが、車輪取付用フランジの根元部は、自動車の急旋回時に車輪取付用フランジに大きな振幅の振れが生じることによって応力が大きくなる。前記座繰り部の隅部は、応力集中が生じ易く、前記自動車の旋回時に高応力となる。
また、ナットの座面は、ナットとのフレッティングにより摩耗し、等速ジョイントを結合する軸力の低下に繋がることもある。
【０００３】
そのため、ハブにおける前記座面の周辺の強化を図ることを試みた。従来、前記座面の周辺の強化対策ではないが、ハブのホイールおよび制動部品を案内するパイロット部の根元部の疲れ強さの強化対策としては、上記車輪取付用フランジの根元部などに、高周波熱処理を施す方法（例えば特許文献１）や、ショットピーニングを行う方法が提案されている（例えば特許文献２）。また、疲労強度を上げるために、部品全体を調質し、硬度を高める方法も提案されている（例えば特許文献３）。
【０００４】
図９は、従来の第３世代型の車輪用軸受装置におけるハブの一般的な製造方法の例を示す。同図（Ａ）に示すバー材Ｗ０を所定寸法に切断して、１個のハブの素材となるビレットＷ１を得る（同図（Ｂ））。ビレットＷ１は、熱間鍛造の工程として、複数の工程（鍛造１パス、鍛造２パス、鍛造３パス）を経て、次第にハブの形状に近づけ、最終鍛造工程でハブのおおまかな形状となる鍛造仕上がり品Ｗ４を得る（同図（Ｃ）〜（Ｅ））。
【０００５】
鍛造仕上がり品Ｗ４は、スケール落としのためのショットブラストを行い、必要に応じて焼準または調質を行い（同図（Ｆ））、その後、旋削（同図（Ｇ））、および軌道面等の高周波熱処理（同図（Ｈ））を行う。必要なものは、フランジ面等の二次旋削を行う（同図（Ｉ））。この後、研削を行ってハブ１４を仕上げ、車輪用軸受装置として組み立てる。
【特許文献１】特開２００４−１８２１２７号公報
【特許文献２】特開２００５−１４５３１３号公報
【特許文献３】特開２００５−００３０６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の疲れ強さ向上のための高周波熱処理は、処理部分の形状によっては適用できない場合がある。すなわち、ハブの等速ジョイント結合用のナットの座面となる座繰り部に適用する場合、座繰り部の底面と周面との間の隅部の曲率半径が小さいと、高周波加熱によって一部が局部的に高温になり過ぎて溶け落ちるなどの問題が生じ、処理が行えない場合がある。
【０００７】
また、高周波熱処理やショットピーニングなどでは、工程が増えたり、熱ひずみ等によって車輪取付用フランジの振れ精度の劣化を生じることがある。
部品全体を調質して硬度アップをする方法の場合は、工程が増える上に、硬度アップにより全体の加工性（例えば、被削性や、加締め加工などの冷間加工性）が低下し、ハブボルトの食い込み性低下によるスリップトルクの低下等が生じることがある。
【０００８】
図９に示した従来方法では、ハブ１４の全体の疲れ強さの向上のために、焼準または調質を行うが、これら焼準または調質の工程の増加のために、生産に手間が掛かるうえ、鍛造が完了して冷却された後に再度の加熱を行うことになるため、消費エネルギも多くなる。焼準や調質を省く場合もあるが、これらを省くと、組織の結晶粒が大きくて、強度、靱性が低下し、疲れ強さの弱いものとなる。
【０００９】
一方、近年、燃費の向上、環境への負荷の低減のために、車輪用軸受装置においても、小型、軽量化が強く望まれており、疲れ強さ、寿命を維持しながら、小型、軽量化を図ることが必要となる。
【００１０】
この発明の目的は、高応力や繰り返し応力に対して、ハブの等速ジョイント結合ナットが接する座面の周辺の強度や疲れ強さを向上させることができ、また座面の耐摩耗性が向上して前記ナットの締め付け軸力の低下が防止でき、かつ工程増による生産性の低下が抑えられる車輪用軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明の車輪用軸受装置は、複列の転動体を介して互いに回転自在な内方部材および外方部材を有し、前記内方部材が、車輪取付用フランジを有するハブおよびこのハブの軸部の外周に嵌合した内輪からなり、前記ハブが中心部に、等速ジョイントの継手部材のステム部を挿通させる貫通孔を有し、前記ハブのアウトボード側の端面における前記貫通孔の開口周縁が前記ステム部の先端の雄ねじ部に螺着したナットまたは座金が接する座面となる車輪用軸受装置において、前記ハブが鋼材の熱間鍛造品であってその母材部分が標準組織であり、前記ハブの前記座面が非標準組織の部分とされ、前記非標準組織が、微細フェライト・パーライト組織、上部ベイナイト組織、下部ベイナイト組織、焼戻マルテンサイト組織のうちのいずれか、もしくは少なくともこれらの組織のうちの２種類以上の混合組織であることを特徴とする。
【００１２】
前記座面は、前記ハブのアウトボード側の端面に設けられた座繰り部の底面であっても良い。その場合、座繰り部の底面と座繰り部の周面との間の隅部の周辺に渡って前記非標準組織の部分を設けることが好ましい。
【００１３】
前記非標準組織は、例えば、熱間鍛造の工程中または工程の最後に冷却して自己復熱させるかまたは復熱保持焼戻しをすることで得られた組織である。
具体的には、前記微細フェライト・パーライト組織は、前記熱間鍛造工程の最後に、前記部品に冷媒を浴びせることで部分的に冷却することにより得られる。または、熱間鍛造工程が複数段階の鍛造工程からなる場合に、最終段階の鍛造工程の前に冷却を行い、その後に最終段階の鍛造工程を行うことで得られる。前記焼戻マルテンサイト組織は、熱間鍛造工程の最後に、前記部品を部分的に、マルテンサイト・スタート・ポイント以下まで冷却し、その後、復熱焼戻しを行うことで得られる。前記上部ベイナイト組織および下部ベイナイト組織は、熱間鍛造工程の最後に、所定の冷却速度に制御し、室温程度まで冷却することで得られる。下部ベイナイト組織は、上部ベイナイト組織の場合よりも冷却速度を遅くすることで得られる。
【００１４】
この構成の車輪用軸受装置によると、次の作用が得られる。ハブ端面の等速ジョイント結合用のナットが接する座面の周辺は、車輪取付用フランジの根元部付近となるため、自動車の旋回時に、車輪取付用フランジに大きな振幅の撓みが繰り返し生じたときに、高応力が繰り返し発生する。特に、前記座面が座繰り部の底面である場合、座繰り部の底面と周面との間の隅部に、高応力が繰り返し発生する。
しかし、このような繰り返し発生する高応力に対して、前記座面や、その座繰り部の底面と周面間の隅部の周辺に渡る部分が前記非標準組織とされていると、組織微細化や硬度アップによって強度や疲れ強さが向上し、座繰り部の底面と周面間の隅部などの座面の周縁から亀裂が発生することが抑制される。つまり、亀裂発生→車輪取付用フランジの変位増加→車両の振動増加→車輪用軸受装置の損傷、という作用が抑えられて、長寿命化される。
【００１５】
すなわち、上記微細フェライト・パーライト組織、上部ベイナイト組織、下部ベイナイト組織、焼戻マルテンサイト組織のうちのいずれか、もしくは少なくともこれらの組織のうちの２種類以上の混合組織の非標準組織の部分は、標準組織からなる母材部分に比べて組織が微細であり、また硬度が同等以上のものとなる。このような組織微細化や硬度アップにより、非標準組織の部分の強度や疲れ強さが向上し、通常の標準組織のみからなるハブに比べて、高い応力振幅に耐え、つまり高強度化され、長寿命化できる。そのため、通常の標準組織の車輪用軸受装置に比べて、小型化、および軽量化が図れる。したがって、車輪用軸受装置の製品製作の投入重量が削減されて、コストの削減が図れ、安価に提供することが可能となる。
【００１６】
また、上記非標準組織による硬度アップのため、ナットとの接触による座面のフレッティング摩耗が抑制され、その摩耗によるナットの締め付け軸力の低下が抑制される。
【００１７】
前記非標準組織の部分は、熱間鍛造の工程中または工程の最後に冷却することで得られるため、簡易な処理の追加で済み、工程増による生産性の低下が抑えられる。また、熱間鍛造の熱を利用するため、組織の改質のための処理に用いるエネルギが削減できる。
また、高周波熱処理の場合における、座面となる座繰り部の底面と周面間の隅部の曲率半径が小さい場合の過熱の問題を生じない。
前記非標準組織とする部分は、ハブの全体の表面としても良いが、前記座面の周辺という必要箇所のみとすると、被削性などの加工性の低下が最小限に抑えられる。
【００１８】
この発明における車輪用軸受装置は、内方部材が、車輪取付用フランジを有するハブおよびこのハブの軸部の外周に嵌合した内輪からなり、前記ハブが中心部に、等速ジョイントの継手部材等のステム部を挿通させる貫通孔を有するものであれば良く、各種の形式のものに適用できる。例えば、前記ハブおよび内輪に各列の軌道面を有するものであっても良い。また、前記ハブが軌道面を有せず、前記内輪が複列の軌道面を有するもの、つまりハブが、複列軸受からなる軸受の完成品とは独立した部品のハブであっても良い。
【００１９】
この発明の前記各構成の車輪用軸受装置において、非標準組織の部分、および標準組織の部分の硬さは、適宜設定すれば良いが、例えば、非標準組織の硬さを２０〜４０ＨＲＣとし、母材部分の硬さを１３〜２５ＨＲＣとしても良い。
非標準組織の部分の硬さの下限は、硬度アップによる疲れ強さ向上のために、母材硬さの中央程度の値となる２０ＨＲＣ以上、できれば２５ＨＲＣ以上とすることが好ましい。非標準組織の部分の硬さの上限は、被削性確保のために４０ＨＲＣ以下であることが好ましい。
使用材料は炭素鋼（Ｃ量０．４〜０．８％）であるが、Ｓ５３Ｃの場合、標準組織部分の硬さは、１３〜２５ＨＲＣとなる。加締等の冷間加工を行う場合や、ハブボルトを圧入する部分等を考慮すると、最大で２５ＨＲＣとすることが好ましい。
【００２０】
なお、前記各構成の車輪用軸受装置において、熱間鍛造工程の最後に冷却することで得られる組織としたものは、通常の熱間鍛造品を再加熱したものを冷却しても良い。
【発明の効果】
【００２１】
この発明の車輪用軸受装置は、複列の転動体を介して互いに回転自在な内方部材および外方部材を有し、前記内方部材が、車輪取付用フランジを有するハブおよびこのハブの軸部の外周に嵌合した内輪からなり、前記ハブが中心部に、等速ジョイントの継手部材等のステム部を挿通させる貫通孔を有し、前記ハブのアウトボード側の端面における前記貫通孔の開口周縁が前記ステム部の先端の雄ねじ部に螺着したナットまたは座金が接する座面となる車輪用軸受装置において、前記ハブが鋼材の熱間鍛造品であってその母材部分が標準組織であり、前記ハブの前記座面が非標準組織の部分とされ、前記非標準組織を、微細フェライト・パーライト組織、上部ベイナイト組織、下部ベイナイト組織、焼戻マルテンサイト組織のうちのいずれか、もしくは少なくともこれらの組織のうちの２種類以上の混合組織であり、または前記非標準組織が、熱間鍛造の工程中または工程の最後に冷却して自己復熱させるかまたは復熱保持焼戻しをすることで得られた組織としたため、高応力や繰り返し応力に対して、前記非標準組織の組織微細化や硬度アップにより、ハブの等速ジョイント結合ナットが接する座面の周辺の強度や疲れ強さを向上させることができ、また座面の耐摩耗性が向上して前記ナットの軸力低下が防止でき、かつ工程増による生産性の低下が抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図５と共に説明する。図１は車輪用軸受装置の一例を示しており、この例は第３世代型の駆動輪支持用に適用するものである。この車輪用軸受装置は、複列の転動体３を介して互いに回転自在な内方部材１および外方部材２を有し、転動体３は各列毎に保持器４により保持されている。ここで言う複列とは、２列以上のことを言い、３列以上であっても良いが、図示の例では２列とされている。内方部材１および外方部材２は、それぞれ複列の軌道面６，７および軌道面８，９を有している。この車輪用軸受装置は、複列アンギュラ玉軸受型とされていて、転動体３はボールからなり、軌道面６，７は、接触角が外向きとなるように形成されている。内方部材１と外方部材２との間の軸受空間の両端は、シール１０，１１により密封されている。
【００２３】
外方部材２は、全体が一体の一つの部品からなり、幅方向の任意の位置に車体取付用フランジ１２が設けられている。外方部材２の車体取付用フランジ１２よりもインボード側の外径面部分は、車体の懸架装置となるナックル（図示せず）が嵌合する面となる。なお、この明細書で、車体に取付けた状態で車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車幅方向の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。車体取付用フランジ１２の円周方向の複数箇所には、ボルト挿通孔またはねじ孔からなる車体取付孔１３が設けられている。
【００２４】
内方部材１は、ハブ１４と、このハブ１４の軸部１４ａのインボード側端の外周に嵌合した内輪１５との２つの部品で構成される。これらハブ１４および内輪１５に、内方部材１側の上記各軌道面６，７がそれぞれ形成されている。ハブ１４の軸部１４ａの外周におけるインボード側端には、段差を持って小径となる内輪嵌合面１６が設けられ、この内輪嵌合面１６に内輪１５が嵌合している。
【００２５】
ハブ１４は、軸部１４ａのアウトボード側端の外周に車輪取付用フランジ１７を有しており、この車輪取付用フランジ１７の円周方向複数箇所に設けられた各ボルト圧入孔１８に、ハブボルト１９が圧入状態に取付けられている。
ハブ１４の車輪取付用フランジ１７の根元部からは、ハブ１４と同心の円環状のパイロット部２０が突出している。パイロット部２０は、車輪取付用フランジ１７のアウトボード側の側面に重ねて取付けられるブレーキディスクを案内する部分となるブレーキパイロット２０ａと、このブレーキパイロット２０ａよりもアウトボード側に突出するホイールパイロット２０ｂとからなる。なお、パイロット部２０は、円周方向複数箇所に切欠が設けられて複数個に分割されたものであっても良い。
【００２６】
ハブ１４の中心部には、等速ジョイント４１の片方の継手部材となる外輪４２のステム部４２ａを挿通させる貫通孔２１が設けられている。ハブ１４のアウトボード側の端面における前記貫通孔２１の開口周縁は、前記ステム部４２ａの先端の雄ねじ部に螺着したナット４３またはその下に敷かれる座金４４が接する座面４５となる。ナット４５の締め付けによって、等速ジョイント外輪４２の段面４２ｂが内輪１５の幅面に押し付けられ、車輪用軸受装置と等速ジョイント４１との結合が行われる。
【００２７】
ハブ１４の前記座面４５は、座繰り部４６の底面からなる。ハブ１４のアウトボード側の端面には、パイロット部２０よりも内径側に凹部４７が設けられていて、前記座繰り部４６は、この凹部４７の底部に設けられている。凹部４７の形成により、前記パイロット部２０は円筒状となっている。
凹部４７の内面は、鍛造肌又は旋削加工面であり、座繰り部４６の内面、つまり底面および周面は、旋削加工面とされている。座繰り部４６は、図示のような深く形成したものに限らず、鍛造肌の部分が削られた程度の深さのものであっても良い。
【００２８】
内方部材１を構成する部品であるハブ１４、内輪１５、および外方部材２は、いずれも鋼材の熱間鍛造品であり、このうち、ハブ１４の前記座面４５およびその周辺が非標準組織の部分３０とされている。この非標準組織の部分３０は、座面４５から、この座面４５を構成する座繰り部４６の底面と周面との間の隅部４６ａの周辺に渡って設けられている。これにより、座繰り部４６の周面も非標準組織の部分３０とされている。ハブ１４の母材部分は標準組織である。
非標準組織部分３０の非標準組織は、熱間鍛造工程の途中または最後に、冷媒を浴びせることで、ハブ１４を局部的に冷却することなどで得た組織であり、例えば、微細フェライト・パーライト組織、上部ベイナイト組織、下部ベイナイト組織、焼戻マルテンサイト組織のうちのいずれか、もしくは少なくともこれらの組織のうちの２種類以上の混合組織とされる。
【００２９】
図３は、ハブ１４の製造工程のうち、熱間鍛造工程を示し、図４はハブ１４の熱間鍛造後の製造工程を示す。
図３（Ａ）に示すように、ハブ１４の１個分の素材となるビレットＷ１が、バー材あるいはパイプ材（図示せず）を定寸に切断することで準備される。このビレットＷ１は、熱間鍛造の工程として、複数の工程、ここでは鍛造１パス、鍛造２パス、鍛造３パスを経て、次第にハブの形状に近づけ、最終鍛造工程（鍛造３パス）で、ハブ１４のおおまかな形状となる鍛造仕上がり品の素材Ｗ４を得る（同図（Ｂ）〜（Ｄ））。
【００３０】
鍛造仕上がりの素材Ｗ４は、図４（Ａ）のように旋削される。このとき、ハブ１４の座面４５となる座繰り部４６の旋削も行われる。ついで、軌道面６および内輪嵌合面１６が高周波熱処理される（同図（Ｂ））。この後、軌道面６などの研削が行われる（同図（Ｄ））。必要なものは、研削の前に車輪取付用フランジ１７の表面等の二次旋削が行われる（同図（Ｃ））。軌道面の研削の完了したハブ１４は、車輪用軸受装置に組み立てられる（同図（Ｅ））。
【００３１】
ハブ１４の前記非標準組織の部分３０は、図３（Ｄ）に示すように、鍛造工程の終了時に、改質対象箇所に冷媒を部分的に吹き付けることにより改質され、または図３（Ｃ）のように最終鍛造工程（鍛造３パス）の前の鍛造工程（鍛造２パス）の終了後に、改質対象箇所に冷媒を部分的に吹き付けることにより改質される。
【００３２】
冷媒は、液体、そのミストや気体、例えば、油、または低温エアー等が用いられる。また、冷媒には、用途に応じて、潤滑剤、メディア、防錆剤などを混入し、素材の潤滑・離型効果、金型の摩耗防止、冷却効果、鍛造後のショットブラスト等によるスケール落としの省略、防錆効果等を得るようにしても良い。
【００３３】
冷媒の吹き付け時は、全周に均一に冷却が行われるように、ハブ１４となる素材Ｗ３，Ｗ４を、その軸心回りに回転させながら、冷媒を吹き付けても良い。また、素材Ｗ３，Ｗ４は回転させずに、冷媒吹付け装置（図示せず）を回転させても良い。
冷媒の吹き付けは、噴出し孔を多数開けたリング状の冷却ジャケット（図示せず）を使用しても良いし、またハブ１４となる素材Ｗ３，Ｗ４を回転させるのであれば、１箇所のノズルから吹き付けるものであっても良い。
【００３４】
冷却時にハブ１４となる素材Ｗ３，Ｗ４を回転させる場合は、縦軸，横軸のどちらでも良い。また、冷媒の噴出し方向も、回転縦軸のときに上向き，下向きのいずれとしても良く、回転横軸のときに横向きの他、いずれの方向としても良い。冷媒が溜まらないようにするためには、上向きに噴出するのが良い。
【００３５】
冷却時のハブ１４となる素材Ｗ３，Ｗ４の保持方法は、冷却部が均一に冷却されるのを阻害しなければ良く、軸部１４ａの保持、車輪取付用フランジ１７の外径部の保持、パイロット部２０の外径部または内径部の保持等としても良い。ハブ１４の貫通孔２１をガイドとしてセンタリング保持するようにしても良い。
【００３６】
冷却により、非標準組織部分３０の組織を、前記微細フェライト・パーライト組織、上部ベイナイト組織、下部ベイナイト組織、焼戻マルテンサイト組織のうちのいずれか、もしくは少なくともこれらの組織のうちの２種類以上の混合組織にするかは、図５と共に示すように、冷却方法によって選択することができる。
図５において、横軸は時間の経過を、縦軸は温度を示す。図中のＡ3 は、Ａ3 変態点となる温度、Ａ1 はＡ1 変態点となる温度である。Ｍs はマルテンサイト・スタート・ポイント（以下「Ｍs 点」と称す）であり、Ｍf はマルテンサイト・フィニッシュ・ポイント（以下「Ｍf 点」と称す）である。
素材となる鋼材は、例えばＳ５３Ｃ等のＣ量が０．４〜０．８％の炭素鋼である。
【００３７】
図５において、曲線(0) に示すように、部品を鍛造温度Ｔ１（Ａ3 変態点よりも高い）から単に空冷すると、従来の鍛造による組織である標準組織、すなわちフェライト・パーライト組織となる。
【００３８】
曲線(1) は、非標準組織として微細フェライト・パーライト組織を得る場合の冷却曲線である。熱間鍛造工程の最後、つまり熱間鍛造を終えて冷却されるまでの間に、図３（Ｄ）のように冷媒を浴びせることで改質対象の部品（素材）を部分的に冷却し、冷却時間を制限して、冷却後に自己復熱させることにより、前記非標準組織として微細フェライト・パーライト組織が得られる。微細フェライト・パーライト組織は、焼準によって得られる組織、つまり焼準組織である。
【００３９】
曲線(2) は、非標準組織として微細フェライト・パーライト組織を得る場合の別の冷却曲線を示す。この場合、図３のように熱間鍛造工程が複数段階の鍛造工程からなるときに、最終段階の鍛造工程（図３（Ｄ））の前（図３（Ｃ））に、部品（素材Ｗ３）の一部または全体の冷却を行い、その後に最終段階の鍛造工程（図３（Ｄ））を行う。最終鍛造工程は、前記冷却の後の自己復熱の途中などで行われる。これにより、冷却後に鍛造工程の一つが加わることで、動的な歪みが与えられ、微細フェライト・パーライト組織が得られる。
【００４０】
曲線(3) ，(4) は、それぞれ非標準組織として、調質組織である焼戻マルテンサイト組織を得る場合の冷却曲線を示す。熱間鍛造工程の最後に部品を部分的にＭs 点以下でＭf 点以上の範囲まで冷却し、その後、所定温度範囲内で復熱焼戻しを行うことで、非標準組織として調質組織、すなわち焼戻マルテンサイト組織が得られる。復熱焼戻しの温度を約５００〜６００℃程度とすると、組織はソルバイトとなる。復熱焼戻しの温度を約３５０〜４００℃程度とすると、組織はトルースタイトとなる。
【００４１】
曲線(5) ，(6) は、それぞれ非標準組織として上部ベイナイトおよび下部ベイナイトを得る場合の冷却曲線を示す。熱間鍛造工程の最後に、制御冷却として、焼入れの冷却速度（マルテンサイトが生成する冷却速度）よりややゆっくり冷却することで、組織は上部ベイナイトとなる。この冷却速度よりもさらにゆっくりとした冷却速度の焼入れを行うと、組織は下部ベイナイトとなる。
【００４２】
なお、図５では各種の冷却方法を述べたが、図１の例における座面４５およびその周辺のように局部的に非標準組織の部分３０を設ける場合は、図５の各曲線(1) 〜(6) で示す冷却方法のうち、曲線(1) 〜(4) に示す方法が好ましい。部品の全体の表面を非標準組織の部分３０とする場合は、冷却曲線(5) , (6) に示す方法であってもよい。
【００４３】
この構成の車輪用軸受装置によると、次の作用が得られる。ハブ１４の端面の等速ジョイント結合用のナット４３が接する座面４５の周辺は、車輪取付用フランジ１７の根元部付近となるため、自動車の旋回時に、車輪取付用フランジ１７に大きな振幅の撓みが繰り返し生じたときに、高応力が繰り返し発生する。特に、座面４５が座繰り部４６の底面である場合、座繰り部４６の底面と周面との間の隅部４６ａに、高応力が繰り返し発生する。
しかし、このような繰り返し発生する高応力に対して、前記座面４５や、その座繰り部４６の隅部４６ａの周辺に渡る部分が前記非標準組織の部分３０とされているため、組織微細化や硬度アップによって強度や疲れ強さが向上し、座繰り部４６の隅部４６ａなどの座面４５の周縁から亀裂が発生することが抑制される。つまり、亀裂発生→車輪取付用フランジ１７の変位増加→車両の振動増加→車輪用軸受装置の損傷、という作用が抑えられて、長寿命化される。
【００４４】
すなわち、上記微細フェライト・パーライト組織、上部ベイナイト組織、下部ベイナイト組織、焼戻マルテンサイト組織のうちのいずれか、もしくは少なくともこれらの組織のうちの２種類以上の混合組織の非標準組織の部分は、標準組織からなる母材部分に比べて組織が微細であり、また硬度が同等以上のものとなる。このような組織微細化や硬度アップにより、非標準組織の部分の強度や疲れ強さが向上し、通常の標準組織のみからなるハブに比べて、高い応力振幅に耐え、つまり高強度化され、長寿命化できる。そのため、通常の標準組織の車輪用軸受装置に比べて、小型化、および軽量化が図れる。したがって、車輪用軸受装置の製品製作の投入重量が削減されて、コストの削減が図れ、安価に提供することが可能となる。
【００４５】
また、上記非標準組織により座面４５の硬度が高められているため、ナット４３との接触による座面４５のフレッティング摩耗が抑制され、その摩耗によるナット４３の締め付け軸力の低下が抑制される。
【００４６】
前記非標準組織の部分３０は、熱間鍛造の工程中または工程の最後に冷却することで得られるため、簡易な処理の追加で済み、工程増による生産性の低下が抑えられる。また、熱間鍛造の熱を利用するため、組織の改質のための処理に用いるエネルギが削減できる。  非標準組織の部分３０を、熱間鍛造の工程中または工程の最後に冷却することで得る場合、高周波熱処理の場合における座面４５となる座繰り部４６の隅部の４６ａ曲率半径が小さい場合の過熱の問題を生じない。
前記非標準組織とする部分３０は、ハブの全体の表面としても良いが、座面４５の周辺という必要箇所のみとすると、被削性などの加工性の低下が最小限に抑えられる。
【００４７】
図６ないし図８は、それぞれこの発明の他の実施形態を示す。これらの各実施形態においても、ハブ１４の端面の等速ジョイント結合用のナット４３又は座金４４が接する座面４５の周辺に非標準組織の部分３０を設けることで、その組織微細化や硬度アップにより、強度や疲れ強さが向上し、長寿命化できる。また、座面４５の硬度アップによりフレッティング摩耗が軽減され、ナット４３の軸力低下が抑えられる。
なお、これらの各実施形態において、特に説明した事項の他は、図１ないし図５と共に説明した第１の実施形態と同じである。
【００４８】
図６の車輪用軸受装置は、駆動輪支持用のアンギュラ玉軸受型のものであって、内方部材１が、ハブ１４と、このハブ１４の軸部１４ａの外周に嵌合した複列の内輪１５とからなる。内輪１５は各列毎に設けられていて、インボード側の内輪１５の方が、アウトボード側の内輪１５よりも、厚さおよび軸方向寸法が大きいものでも良い。内輪１５は、ハブ１４に設けられた加締部１４ｂでハブ１４に軸方向に固定されている。外方部材２は、一つの一体の部品からなり、外径面は全体に渡って円筒状面とされ、図１の例における車体取付用フランジ１２は有していない。
この実施形態では、座面４５の座繰り部を設けないものとしているが、第１の実施形態と同様に座繰り部を設けても良い。
【００４９】
図７の車輪用軸受装置は、図６の車輪用軸受装置と同じく、内方部材１が、ハブ１４と、このハブ１４の軸部１４ａの外周に嵌合した複列の内輪１５とからなる。外方部材２は一つの一体の部品からなるものであって、車体取付用フランジ１２を有しないものとされている。この例では、２個の内輪１５は同じ大きさとされている。
【００５０】
図８の車輪用軸受装置は、駆動輪支持用の円すいころ軸受型のものであって、内方部材１が、ハブ１４と、このハブ１４の軸部１４ａの外周に嵌合した複列の内輪１５とからなる。内輪１５は各列毎に設けられている。外方部材２は、一つの１体の部品からなる。
【００５１】
なお、前記各実施形態で、熱間鍛造工程の最後を冷却することで得られるとしたものは通常の熱間鍛造品を加熱したものを冷却しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る車輪用軸受装置を示す断面図である。
【図２】同車輪用軸受装置のハブの断面図である。
【図３】同車輪用軸受装置のハブの鍛造工程の工程説明図である。
【図４】同車輪用軸受装置のハブの鍛造後の工程の工程説明図である。
【図５】熱間鍛造された部品の各種非標準組織を得る冷却曲線の説明図である。
【図６】この発明の他の実施形態に係る車輪用軸受装置の部分断面図である。
【図７】この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。
【図８】この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。
【図９】従来の車輪用軸受装置のハブの鍛造工程およびその後の工程を示す工程説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１…内方部材
２…外方部材
３…転動体
６〜９…軌道面
１２…車体取付用フランジ
１４…ハブ
１４ａ…軸部
１４ｂ…加締部
１５…内輪
１７…車輪取付用フランジ
２０…パイロット部
２１…貫通孔
３０…非標準組織となる部分
４１…等速ジョイント
４２…継手外輪
４２ａ…ステム部
４３…ナット
４５…座面
４６…座繰り部
４６ａ…隅部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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