JP2007038899A - 車輪用軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 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を備える。内方部材1および外方部材2のいずれか一方が、車輪取付用フランジ17を有し、車輪取付用フランジ17がハブボルト9を挿通するボルト孔18を有する。車輪取付用フランジを有する部材が、鋼材の熱間鍛造品であって母材部分が標準組織であり、車輪取付用フランジ17の側面におけるボルト孔18の座面18bおよびこの座面18bの周辺が非標準組織の部分30とされる。前記非標準組織は、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
Description
車輪取付用フランジのボルト孔の周囲の座面は、ボルト頭の密着性を良くするため、つまり締結時の軸力の安定のために、座繰りや旋削加工が施されているものが殆どである。
図14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。
前記車輪取付用フランジを有する部材が、鋼材の熱間鍛造品であって母材部分が標準組織であり、前記車輪取付用フランジの側面における前記ボルト孔の座面およびこの座面の周辺が、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。
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。
しかし、座面およびその周辺を非標準組織としており、この非標準組織とした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。
また、座面が非標準組織とされて硬度が高くなっているため、摩耗が軽減され、座面の摩耗によるハブボルトの軸力の低下が防止される。
鋳造時の表面付近のみが、非標準組織であるため、その硬度アップは表面付近のみであり、ハブボルトのセレーションの食い込みや、ボルトスリップトルクには影響をおよぼさない。
前記非標準組織とする部分は、車輪取付用フランジを有する部材の全体の表面としても良いが、ボルト孔の座面およびそ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。
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。
前記車輪取付用フランジを有する部材が、鋼材の熱間鍛造品であって母材部分が標準組織であり、前記車輪取付用フランジの側面における前記ボルト孔の座面およびこの座面の周辺が、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、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であるため、車両旋回時などの高応力や繰り返し応力に対して、車輪取付用フランジのハブボルト孔座面の周辺の強度や疲れ強さを向上させることができ、また座面の摩耗が低減でき、かつ工程増による生産性の低下を抑えることができる。
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(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となる素材W4を得る(同図(B)〜(D))。
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。
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。
しかし、座面18bおよびその周辺を非標準組織の部分30としており、この非標準組織とした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30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。
また、座面18bが非標準組織とされて硬度が高くなっているため、摩耗が軽減され、座面18bの摩耗によるハブボルト19の軸力の低下が抑制される。
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。
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
18…ボルト孔
18a…座繰り部
18b…座面
19…ハブボルト
20…パイロット部
30…非標準組織となる部分
Claims (6)
- 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備え、前記内方部材および外方部材のいずれか一方が、車輪取付用フランジを有し、前記車輪取付用フランジがハブボルトを挿通するボルト孔を有する車輪用軸受装置において、
前記車輪取付用フランジを有する部材が、鋼材の熱間鍛造品であって母材部分が標準組織であり、前記車輪取付用フランジの側面における前記ボルト孔の座面およびこの座面の周辺が、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。 - 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備え、前記内方部材および外方部材のいずれか一方が、車輪取付用フランジを有し、前記車輪取付用フランジがハブボルトを挿通するボルト孔を有する車輪用軸受装置において、
前記車輪取付用フランジを有する部材が、鋼材の熱間鍛造品であって母材部分が標準組織であり、前記車輪取付用フランジの側面における前記ボルト孔の座面およびこの座面の周辺が、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保持復熱させるかまたは復熱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1または請求項2において、前記車輪取付用フランジの側面における前記ボルト孔の周囲に、前記座面を構成する座繰り部を有する車輪用軸受装置。
- 請求項1または請求項2において、前記車輪取付用フランジの側面における前記ボルト孔の座面が旋削加工面である車輪用軸受装置。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、前記内方部材が、車輪取付用フランジを有するハブと、このハブの軸部の外周に嵌合した内輪とでなる車輪用軸受装置。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、前記外方部材が、車輪取付用フランジを有する車輪用軸受装置。
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