JP2008127666A - 車輪用軸受装置における外方部材の熱処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波焼入れによる安定した硬化層の形成を可能とした車輪用軸受装置における外方部材の熱処理方法を提供する。
【解決手段】複列の外側転走面２ａ、２ｂに径差を有する車輪用軸受装置における外方部材２の熱処理方法であって、外方部材２のインナー側の端面Ｆｂを押え治具２３に衝合させると共に、インロウ部２４ａが形成された受け治具２４を外方部材２のアウター側の端面Ｆａに当接させ、これら押え治具２３と受け治具２４で外方部材２が挟持された状態で位置決め保持された後、これら押え治具２３と受け治具２４の間隔Ｈが実測され、この実測値Ｈが外方部材２の幅寸法かどうかを検証するようにしたので、外方部材２が正規の状態で保持されているか否かを容易に確認することができ、高周波焼入れによる安定した硬化層１４を形成することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車輪用軸受装置における外方部材の製造方法、特に、高周波焼入れによる安定した硬化層の形成を可能とした車輪用軸受装置における外方部材の熱処理方法に関するものである。

従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。この車輪用軸受装置には、所望の軸受剛性を有し、ミスアライメントに対しても耐久性を発揮すると共に、燃費向上の観点から回転トルクが小さい複列アンギュラ玉軸受が多用されている。この複列アンギュラ玉軸受は、固定輪と回転輪との間に複数のボールを介在させ、このボールに所定の接触角を付与して固定輪および回転輪に接触させている。

また、車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第１世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第２世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第３世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第４世代構造とに大別されている。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側（図面左側）、中央寄り側をインナー側（図面右側）という。

こうした複列の転がり軸受で構成された車輪用軸受装置において、従来は左右両列の軸受が同一仕様のため、静止時には充分な剛性を有するが、車両の旋回時には必ずしも最適な剛性が得られていない。すなわち、静止時の車重は複列の転がり軸受の略中央に作用するように車輪との位置関係が決められているが、旋回時には、旋回方向の反対側（右旋回の場合は車両の左側）の車軸により大きなラジアル荷重やアキシアル荷重が負荷される。したがって、旋回時には、インナー側の軸受列よりもアウター側の軸受列の剛性を高めることが有効とされている。そこで、装置を大型化させることなく高剛性化を図った車輪用軸受装置として、図８に示すものが知られている。

この車輪用軸受装置５０は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ５１ｃを一体に有し、内周に複列の外側転走面５１ａ、５１ｂが形成された外方部材５１と、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５３を一体に有し、外周に複列の外側転走面５１ａ、５１ｂに対向する一方の内側転走面５２ａと、この内側転走面５２ａから軸方向に延びる小径段部５２ｂが形成されたハブ輪５２、およびこのハブ輪５２の小径段部５２ｂに外嵌され、複列の外側転走面５１ａ、５１ｂに対向する他方の内側転走面５４ａが形成された内輪５４からなる内方部材５５と、これら両転走面間に収容された複列のボール５６、５７群と、これらのボール５６、５７を転動自在に保持する保持器５８、５９とを備えた複列アンギュラ玉軸受で構成されている。

内輪５４は、ハブ輪５２の小径段部５２ｂを径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５２ｃによって軸方向に固定されている。そして、外方部材５１と内方部材５５との間に形成される環状空間の開口部にシール６０、６１が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。

ここで、アウター側のボール５６群のピッチ円直径Ｄ１が、インナー側のボール５７群のピッチ円直径Ｄ２よりも大径に設定されている。これに伴い、ハブ輪５２の内側転走面５２ａが内輪５４の内側転走面５４ａよりも拡径され、あわせて外方部材５１のアウター側の外側転走面５１ａがインナー側の外側転走面５１ｂよりも拡径されている。そして、アウター側のボール５６がインナー側のボール５７よりも多数収容されている。このように、各ピッチ円直径Ｄ１、Ｄ２をＤ１＞Ｄ２に設定することにより、車両の静止時だけでなく旋回時においても剛性が向上し、車輪用軸受装置５０の長寿命化を図ることができる。
特開２００４−１０８４４９号公報

この種の従来の車輪用軸受装置５０において、外方部材５１の複列の外側転走面５１ａ、５１ｂに硬化層を形成する場合、図９に示すような高周波焼入れによって行われる。すなわち、（ａ）に示すように、複列の外側転走面５１ａ、５１ｂに対応する高周波加熱コイル６２ａ、６２ａを一体に備えた加熱部６２が外方部材５１に挿通されると共に、（ｂ）に示すように、複列の外側転走面５１ａ、５１ｂにこれら高周波加熱コイル６２ａ、６２ａが位置決めされ、その後、高周波加熱コイル６２ａ、６２ａに通電することで複列の外側転走面５１ａ、５１ｂを加熱し、同時に加熱部６２を軸心回りに回転させる。この時、外方部材５１の径方向外方に配置された冷却用ノズル６３から冷却水６４を噴出させて、加熱された複列の外側転走面５１ａ、５１ｂを順次急速に冷却することで、複列の外側転走面５１ａ、５１ｂに対して所定の硬化層６６が形成される。

然しながら、この従来の車輪用軸受装置５０では、アウター側のボール５６群のピッチ円直径Ｄ１がインナー側のボール５７群のピッチ円直径Ｄ２よりも大径に設定され、これに伴い、外方部材５１のアウター側の外側転走面５１ａがインナー側の外側転走面５１ｂよりも拡径されているため、複列の外側転走面５１ａ、５１ｂに均一な硬化層６６、６６を形成することは難しい。何故ならば、高周波加熱コイル６２ａ、６２ａと外方部材５１との干渉を避けるため、高周波加熱コイル６２ａ、６２ａの外径Ｄｃを外方部材５１における小径側の肩部６５の内径ｄｓよりも小さく形成せざるを得ない。そのため、ピッチ円直径Ｄ２の小さい側（インナー側）の外側転走面５１ｂを基準に高周波加熱コイル６２ａ、６２ａの仕様を設定すると、ピッチ円直径Ｄ１の大きい側（アウター側）の外側転走面５１ａと高周波加熱コイル６２ａとの間には大きな間隔が生じ、外側転走面５１ａに所定の硬化層６６を形成するには大きな電力パワーが必要となる。これでは、製造コストが嵩むだけでなく、安定した硬化層６６を効率良く形成することは難しく、局部過熱による焼きムラや焼割れが発生する恐れがあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高周波焼入れによる安定した硬化層の形成を可能とした車輪用軸受装置における外方部材の熱処理方法を提供することを目的としている。

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が設けられた内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体群とを備えた車輪用軸受装置における前記外方部材の熱処理方法であって、前記外方部材の両端面を円板状の押え治具と受け治具に当接させ、これら押え治具と受け治具のうち少なくとも一方に前記外方部材の端部に嵌合するインロウ部が形成され、このインロウ部が所定の形状・寸法に設定されると共に、当該外方部材を前記押え治具と受け治具で挟持した状態で保持した後、これら押え治具と受け治具の間隔が実測され、この実測値が所定値かどうかを検証する。

このように、複列の転動体群を備えた車輪用軸受装置における外方部材の複列の外側転走面に所定の硬化層を形成するための熱処理方法であって、外方部材の両端面を円板状の押え治具と受け治具に当接させ、これら押え治具と受け治具のうち少なくとも一方に外方部材の端部に嵌合するインロウ部が形成され、このインロウ部が所定の形状・寸法に設定されると共に、当該外方部材を押え治具と受け治具で挟持した状態で保持した後、これら押え治具と受け治具の間隔が実測され、この実測値が所定値かどうかを検証するようにしたので、外方部材が正規の状態で保持されているか否かを容易に確認することができ、高周波焼入れによる安定した硬化層の形成を可能とした車輪用軸受装置における外方部材の熱処理方法を提供することができる。

好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記所定値が前記外方部材の幅寸法に設定されていれば、押え治具と受け治具によって外方部材の径方向の芯ずれや軸方向の位置ずれを容易に確認することができ、局部過熱による焼きムラや焼割れが発生するのを防止して所望の硬化層を形成することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記複列の転動体群のうちアウター側の転動体群のピッチ円直径がインナー側の転動体群のピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、加熱部が前記複列の外側転走面に対応する２つの環状の高周波加熱コイルを一体に有し、これら高周波加熱コイルの外径の径差が当該複列の外側転走面の溝径差と同一に設定され、前記加熱部と前記外方部材の軸心が一致した状態で前記高周波加熱コイルが所定のエアギャップを介して前記複列の外側転走面に対向配置されれば、ピッチ円直径の異なる複列の外側転走面であっても、これら複列の外側転走面と高周波加熱コイルとの間に所定のエアギャップが確保され、適切な電力パワーにより高周波焼入れができると共に、局部過熱による焼きムラや焼割れが発生するのを防止して所定の硬化層を効率良く形成することができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記高周波加熱コイルのうちインナー側の外側転走面に対応する高周波加熱コイルの外径がインナー側の肩部の内径よりも小径に設定されると共に、前記加熱部が前記外方部材のアウター側から挿入されれば、高周波加熱コイルが外方部材に干渉することなく所定の位置決めができ、安定した硬化層を形成することができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記高周波加熱コイルが前記複列の外側転走面に対向配置された状態で通電されると同時に前記加熱部が軸心回りに回転されると共に、冷却ノズルから噴出される冷却水によって前記外方部材のほぼ外周全域が冷却されて同時焼入れされれば、所定の硬化層を安定して形成することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置における外方部材の熱処理方法は、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が設けられた内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体群とを備えた車輪用軸受装置における前記外方部材の熱処理方法であって、前記外方部材の両端面を円板状の押え治具と受け治具に当接させ、これら押え治具と受け治具のうち少なくとも一方に前記外方部材の端部に嵌合するインロウ部が形成され、このインロウ部が所定の形状・寸法に設定されると共に、当該外方部材を前記押え治具と受け治具で挟持した状態で保持した後、これら押え治具と受け治具の間隔が実測され、この実測値が所定値かどうかを検証するようにしたので、外方部材が正規の状態で保持されているか否かを容易に確認することができ、高周波焼入れによる安定した硬化層の形成を可能とした車輪用軸受装置における外方部材の熱処理方法を提供することができる。

外周にナックルに取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列のボール群とを備え、前記複列のボール群のうちアウター側のボール群のピッチ円直径がインナー側のボール群のピッチ円直径よりも大径に設定された車輪用軸受装置における前記外方部材の熱処理方法であって、前記外方部材のインナー側の端面を押え治具に衝合させると共に、インロウ部が形成された受け治具を前記外方部材のアウター側の端面に当接させ、これら押え治具と受け治具で当該外方部材が挟持された状態で位置決め保持された後、これら押え治具と受け治具の間隔が実測され、この実測値が前記外方部材の幅寸法かどうかが検証される。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図、図２は、図１の外方部材の熱処理方法を示す説明図、図３は、図１の外方部材単体を示す説明図、図４乃至図７は本発明に係る外方部材の熱処理方法を示す説明図である。

この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される従動輪用であって、内方部材１と外方部材２、および両部材１、２間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）３、４群とを備えている。内方部材１は、ハブ輪５と、このハブ輪５に所定のシメシロを介して圧入された内輪６とからなる。

ハブ輪５は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ７を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面５ａと、この内側転走面５ａから軸方向に延びる軸状部８を介して小径段部５ｂが形成されている。車輪取付フランジ７にはハブボルト７ａが周方向等配に植設されると共に、これらハブボルト７ａ間には円孔７ｂが形成されている。この円孔７ｂは軽量化に寄与できるだけでなく、装置の組立・分解工程において、レンチ等の締結治具をこの円孔７ｂから挿入することができ作業を簡便化することができる。

内輪６は、外周に他方（インナー側）の内側転走面６ａが形成され、ハブ輪５の小径段部５ｂに圧入されて背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成すると共に、小径段部５ｂの端部を塑性変形させて形成した加締部５ｃによって所定の軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定され、所謂セルフリテイン構造を構成している。なお、内輪６および転動体３、４はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

ハブ輪５はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面５ａをはじめ、車輪取付フランジ７のインナー側の基部７ｃから小径段部５ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化処理が施されている。なお、加締部５ｃは鍛造加工後の表面硬さのままとされている。これにより、車輪取付フランジ７に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、内輪６の嵌合部となる小径段部５ｂの耐フレッティング性が向上すると共に、微小なクラック等の発生がなく加締部５ｃの塑性加工をスムーズに行うことができる。

外方部材２は、外周にナックル９に取り付けられるための車体取付フランジ２ｃを一体に有し、内周にハブ輪５の内側転走面５ａに対向するアウター側の外側転走面２ａと、内輪６の内側転走面６ａに対向するインナー側の外側転走面２ｂが一体に形成されている。これら両転走面間に複列の転動体３、４が収容され、保持器１０、１１によって転動自在に保持されている。そして、外方部材２と内方部材１との間に形成される環状空間の開口部にはシール１２およびスリンガ１３がそれぞれ装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。

外方部材２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面２ａ、２ｂが、後述する高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層１４が形成されている（図中クロスハッチングにて示す）。なお、ここでは、転動体３、４にボールを用いた複列アンギュラ玉軸受で構成されたものを例示したが、これに限らず、転動体３、４に円錐ころを用いた複列円錐ころ軸受で構成されていても良い。また、従動輪側の第３世代構造を例示したが、従動輪側、駆動輪側に拘わらず、第１乃至第４世代構造であっても良い。

本実施形態では、アウター側の転動体３群のピッチ円直径ＰＣＤｏがインナー側の転動体４群のピッチ円直径ＰＣＤｉよりも大径に設定されている。そして、複列の転動体３、４のサイズが同じであっても良いが、ここでは、アウター側の転動体３のサイズがインナー側の転動体４のサイズよりも小さく設定されると共に、アウター側の転動体３の個数がインナー側の転動体４の個数よりも多く設定されている。これにより、有効に軸受スペースを活用して軽量・コンパクト化を図ると共に、インナー側に比べアウター側部分の軸受剛性を増大させることができ、軸受の長寿命化を図ることができる。

ハブ輪５の外郭は、内側転走面５ａの溝底部からカウンタ部１５と、このカウンタ部１５から軸状部８、およびテーパ状の段部８ａを介して内輪６が突き合わされる肩部８ｂおよび小径段部５ｂに続く形状に形成されている。また、ハブ輪５のアウター側端部には軸方向に延びるすり鉢状の凹所１６が形成されている。この凹所１６は鍛造加工によって形成され、その深さは、少なくともアウター側の内側転走面５ａの溝底付近までとされ、ハブ輪５の外郭形状に沿って凹所１６が形成され、ハブ輪５のアウター側の肉厚が略均一となるように形成されている。

一方、外方部材２において、ピッチ円直径ＰＣＤｏ、ＰＣＤｉの違いに伴い、アウター側の外側転走面２ａがインナー側の外側転走面２ｂよりも拡径して形成され、アウター側の外側転走面２ａの肩部１７と、小径側となるインナー側の外側転走面２ｂの肩部１８との間には軽量化のための環状の凹所１９が形成されている。

ここで、外方部材２の複列の外側転走面２ａ、２ｂには、図２に示すような熱処理装置２０によって所定の硬化層１４が形成されている。この熱処理装置２０は、加熱部２１と、冷却ノズル２２と、外方部材２を位置決め保持する円板状の押え治具２３と受け治具２４とを備えている。加熱部２１は、複列の外側転走面２ａ、２ｂに対応する２つの環状の高周波加熱コイル２１ａ、２１ｂを一体に有している。これら高周波加熱コイル２１ａ、２１ｂの外径Ｄｃ１、Ｄｃ２の径差は複列の外側転走面２ａ、２ｂの溝径ｄ１、ｄ２の径差と同一に設定されている。さらに、高周波加熱コイル２１ａ、２１ｂのうちインナー側の外側転走面２ｂに対応する高周波加熱コイル２１ｂの外径Ｄｃ２は小径側の肩部１８の内径ｄｓよりも小径に設定されている（Ｄｃ２＜ｄｓ）。また、冷却ノズル２２には外方部材２のほぼ外周面全域に冷却水２５を噴出するための噴出孔２２ａが複数形成されている。

次に、図２を用いて、外方部材２における複列の外側転走面２ａ、２ｂの熱処理方法を説明する。
まず、（ａ）に示すように、インナー側（小径側）の外側転走面２ｂが奥側に配置されるように外方部材２のインナー側の端面Ｆｂを押え治具２３に衝合させると共に、軸心合せ用のインロウ部２４ａが形成された受け治具２４を外方部材２のアウター側の端面Ｆａに当接させ、これら押え治具２３と受け治具２４で外方部材２が挟持された状態で位置決め保持されている。そして、外方部材２と軸心が一致した状態で外方部材２のアウター側（大径側）から加熱部２１が挿入され、複列の外側転走面２ａ、２ｂに沿うよう、その近傍に高周波加熱コイル２１ａ、２１ｂが所定のエアギャップを介して対向配置される。

その後、（ｂ）に示すように、複列の外側転走面２ａ、２ｂに対向配置されたこれら高周波加熱コイル２１ａ、２１ｂに通電し、同時に加熱部２１を軸心回りに回転させることによって複列の外側転走面２ａ、２ｂ全体が誘導加熱されると共に、冷却ノズル２２の噴出孔２２ａから噴出される冷却水２５によって外方部材２のほぼ外周全域が冷却されて同時焼入れされ、所定の硬化層１４が形成される。

このように、本実施形態では、外方部材２の複列の外側転走面２ａ、２ｂと肩部１７、１８および凹所１９に対応する環状の高周波加熱コイル２１ａ、２１ｂを一体に有する加熱部２１を備え、これら高周波加熱コイル２１ａ、２１ｂが複列の外側転走面２ａ、２ｂの溝径ｄ１、ｄ２に対して所定のエアギャップを介して対向する所定の外径Ｄｃ１、Ｄｃ２に形成され、高周波加熱コイル２１ａ、２１ｂのうち小径側の外側転走面２ｂに対応する高周波加熱コイル２１ｂの外径Ｄｃ２が小径側の肩部１８の内径ｄｓよりも小径に設定されると共に、加熱部２１が外方部材２と軸心が一致した状態で外方部材２のアウター側から挿入される。その後、高周波加熱コイル２１ａ、２１ｂに通電し、同時に加熱部２１を軸心回りに回転させると共に、冷却ノズル２２から噴出される冷却水２５によって外方部材２が冷却されて同時焼入れされ、複列の外側転走面２１ａ、２１ｂに所定の硬化層１４が形成される。

こうした工程により、ピッチ円直径の違いに伴って溝径差を有する複列の外側転走面２ａ、２ｂであっても、これら複列の外側転走面２ａ、２ｂと高周波加熱コイル２１ａ、２１ｂとの間に所定のエアギャップが確保され、適切な電力パワーにより高周波焼入れができる。したがって、局部過熱による焼きムラや焼割れが発生するのを防止して所定の硬化層１４を効率良く形成することができ、外側転走面２ａ、２ｂに安定した硬化層１４の形成が可能となる車輪用軸受装置における外方部材２の熱処理方法を提供することができる。

この種の高周波焼入れによる熱処理において、硬化層１４を精度良く安定して形成するためには外方部材２と加熱部２１との位置合せが重要な要因となってくる。例えば、外方部材２が誤って逆挿入されたりすると、径方向の芯ずれや軸方向の位置ずれが生じ、所望の硬化層が形成できないだけでなく、局部過熱による焼きムラや焼割れが発生する恐れがあった。さらには、芯ずれが大きくなった場合には高周波加熱コイル２１ａ、２１ｂが損傷して製造工程に支障を来たすことがある。

ここで、本実施形態は、外方部材２の保持方法に工夫を加えることにより、作業の簡便化を図ると共に、外方部材２の逆挿入と言った誤組みを防止し、複列の外側転走面２ａ、２ｂに所定の硬化層１４を精度良く、かつ安定して形成できる熱処理方法を提供するものである。本出願人は、この種の外方部材２における各部位の形状・寸法の違いに着目し、外方部材２を位置決め保持する押え治具２３と受け治具２４の形状・寸法に工夫を加えた。すなわち、外方部材２は、ピッチ円直径の違いに伴って複列の外側転走面２ａ、２ｂは所定の溝径差を有しているため、図３に示すように、アウター側の外径Ａ１とインナー側の外径Ａ２およびアウター側の内径Ｂ１とインナー側の内径Ｂ２には径差が存在している（Ａ１＞Ａ２、Ｂ１＞Ｂ２）。

例えば、図４（ａ）に示すように、外方部材２におけるインナー側の端面Ｆｂを押え治具２３に衝合させると共に、アウター側の端面Ｆａに受け治具２４を当接させ、これら押え治具２３と受け治具２４で外方部材２を挟持した状態で保持する訳であるが、予め受け治具２４のインロウ部２４ａの外径ａ１を外方部材２のアウター側の内径Ｂ１よりも僅かに小径になるよう設定（Ｂ１≒ａ１）することにより、インロウ部２４ａがアウター側の内径に嵌合して外方部材２を所定の位置に保持することができる。この時、押え治具２３と受け治具２４の間隔Ｈを実測して所定値（外方部材２の幅寸法）かどうかを検証することにより、外方部材２が正規の状態で保持されているか否かを容易に確認することができる。これにより、外方部材２に加熱部２１を挿入した時に両者の位置関係を確保することができ、径方向の芯ずれや軸方向の位置ずれが生じるのを防止して所定の硬化層１４を形成することができる。

一方、（ｂ）に示すように、外方部材２が逆方向に挿入された場合、外方部材２の各内径Ｂ１、Ｂ２に径差（Ｂ１＞Ｂ２）があるため、外方部材２のアウター側の端面Ｆａが押え治具２３に当接されると共に、受け治具２４のインロウ部２４ａが外方部材２のインナー側の内径に嵌合せずにその端面がインナー側の端面Ｆｂに当接する（ａ１＞Ｂ２）。したがって、押え治具２３と受け治具２４の間隔Ｈ’が所定値よりも大きくなって外方部材２の逆挿入を未然に、かつ容易に確認することができる。換言すれば、このように逆挿入された外方部材２に加熱部２１が挿入されて高周波焼入れを実施すれば、複列の外側転走面２ａ、２ｂと高周波発生コイル２１ａ、２１ｂとの間に所定のエアギャップが確保されず、図示するように、複列の外側転走面２ａ、２ｂに過不足の硬化層１４’、１４”が形成されることになる。

また、図５（ａ）に示すように、予め受け治具２６のインロウ部２６ａの内径ｂ１を外方部材２のアウター側の内径Ａ１よりも僅かに小径になるよう設定（Ａ１≒ｂ１）することにより、インロウ部２６ａがアウター側の外径に嵌合して外方部材２を所定の位置に保持することができる。この時、押え治具２３と受け治具２６の間隔Ｈを実測して所定値かどうかを検証することにより、外方部材２が正規の状態で保持されているか否かを容易に確認することができる。これにより、外方部材２に加熱部２１を挿入した時に両者の位置関係を確保することができ、径方向の芯ずれや軸方向の位置ずれが生じるのを防止して所定の硬化層１４を形成することができる。

一方、（ｂ）に示すように、外方部材２が逆方向に挿入された場合、外方部材２の各外径Ａ１、Ａ２に径差（Ａ１＞Ａ２）があるため、外方部材２のアウター側の端面Ｆａが押え治具２３に当接されると共に、受け治具２６のインロウ部２６ａが外方部材２のインナー側の外径に嵌合せずにその端面がインナー側の端面Ｆｂに当接する（ｂ１＜Ａ２）。したがって、押え治具２３と受け治具２６の間隔Ｈ’が所定値よりも大きくなって外方部材２の逆挿入を未然に確認することができる。

また、図６（ａ）に示すように、押え治具２７にインロウ部２７ａを形成し、外方部材２の逆挿入を確認するようにしても良い。すなわち、予め押え治具２７のインロウ部２７ａの内径ｂ２を外方部材２のインナー側の外径Ａ２よりも僅かに大径になるよう設定（Ａ２≒ｂ２）することにより、インロウ部２７ａがインナー側の外径に嵌合して外方部材２を所定の位置に保持することができる。この時、押え治具２７と受け治具２８の間隔Ｈを実測して所定値かどうかを検証することにより、外方部材２が正規の状態で保持されているか否かを容易に確認することができる。これにより、外方部材２に加熱部２１を挿入した時に両者の位置関係を確保することができ、径方向の芯ずれや軸方向の位置ずれが生じるのを防止して所定の硬化層１４を形成することができる。

一方、（ｂ）に示すように、外方部材２が逆方向に挿入された場合、外方部材２の各外径Ａ１、Ａ２に径差（Ａ１＞Ａ２）があるため、押え治具２７のインロウ部２７ａが外方部材２のアウター側の外径に嵌合せずにその端面がアウター側の端面Ｆａに当接する（ｂ２＜Ａ１）。したがって、押え治具２７と受け治具２８の間隔Ｈ’が所定値よりも大きくなって外方部材２の逆挿入を未然に確認することができる。

また、図７（ａ）に示すように、予め押え治具２９のインロウ部２９ａの外径ａ２を外方部材２のインナー側の内径Ｂ２よりも僅かに小径になるよう設定（Ｂ２≒ａ２）することにより、インロウ部２９ａがインナー側の内径に嵌合して外方部材２を所定の位置に保持することができる。この時、押え治具２９と受け治具２８の間隔Ｈを実測して所定値かどうかを検証することにより、外方部材２が正規の状態で保持されているか否かを容易に確認することができる。これにより、外方部材２に加熱部２１を挿入した時に両者の位置関係を確保することができ、径方向の芯ずれや軸方向の位置ずれが生じるのを防止して所定の硬化層１４を形成することができる。

一方、（ｂ）に示すように、外方部材２が逆方向に挿入された場合、外方部材２の各内径Ｂ１、Ｂ２に径差（Ｂ１＞Ｂ２）があるため、抑え治具２９のインロウ部２９ａが外方部材２のアウター側の内径に嵌合せずにその端面がアウター側の端面Ｆａに当接する（ａ２＞Ｂ１）。したがって、押え治具２９と受け治具２８の間隔Ｈ’が所定値よりも大きくなって外方部材２の逆挿入を未然に確認することができる。

以上詳述したように、本実施形態では、外方部材２を位置決め保持する押え治具あるいは受け治具の少なくとも一方に外方部材２の端部に嵌合するインロウ部が形成され、このインロウ部が所定の形状・寸法に設定されると共に、外方部材２を押え治具と受け治具で保持した後、これら押え治具と受け治具の間隔Ｈが実測され、この実測値が所定値かどうかを検証することにより、外方部材２が正規の状態で保持されているか否かを容易に確認することができ、高周波焼入れによる安定した硬化層１４の形成を可能とした車輪用軸受装置における外方部材２の熱処理方法を提供することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明に係る車輪用軸受装置は、駆動輪用、従動輪用に拘わらず、第１乃至第４世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。 図１の外方部材の熱処理方法を示す説明図で、（ａ）は、加熱部の挿入状態を示し、（ｂ）は焼入れ状態を示している。 図１の外方部材単体を示す説明図である。 本発明に係る外方部材の熱処理方法を示す説明図で、受け治具にインロウ部が形成され、このインロウ部の外径に外方部材が嵌合され、（ａ）は、正規に外方部材が挿入された状態を示し、（ｂ）は、外方部材が逆挿入された状態を示している。 同上、受け治具にインロウ部が形成され、このインロウ部の内径に外方部材が嵌合され、（ａ）は、正規に外方部材が挿入された状態を示し、（ｂ）は、外方部材が逆挿入された状態を示している。 同上、押え治具にインロウ部が形成され、このインロウ部の内径に外方部材が嵌合され、（ａ）は、正規に外方部材が挿入された状態を示し、（ｂ）は、外方部材が逆挿入された状態を示している。 同上、押え治具にインロウ部が形成され、このインロウ部の外径に外方部材が嵌合され、（ａ）は、正規に外方部材が挿入された状態を示し、（ｂ）は、外方部材が逆挿入された状態を示している。 従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 図８の外方部材の熱処理方法を示す説明図で、（ａ）は、加熱部の挿入状態を示し、（ｂ）は焼入れ状態を示している。

符号の説明

１・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
２・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
２ａ、２ｂ・・・・・・・・・・・・外側転走面
２ｃ・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
３、４・・・・・・・・・・・・・・転動体
５・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５ａ、６ａ・・・・・・・・・・・・内側転走面
５ｂ・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
５ｃ・・・・・・・・・・・・・・・加締部
６・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
７・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・円孔
７ｃ・・・・・・・・・・・・・・・基部
８・・・・・・・・・・・・・・・・軸状部
８ａ・・・・・・・・・・・・・・・段部
８ｂ、１７、１８・・・・・・・・・肩部
９・・・・・・・・・・・・・・・・ナックル
１０、１１・・・・・・・・・・・・保持器
１２・・・・・・・・・・・・・・・シール
１３・・・・・・・・・・・・・・・スリンガ
１４、１４’、１４”・・・・・・・・硬化層
１５・・・・・・・・・・・・・・・カウンタ部
１６・・・・・・・・・・・・・・・凹所
１９・・・・・・・・・・・・・・・凹所
２０・・・・・・・・・・・・・・・熱処理装置
２１・・・・・・・・・・・・・・・加熱部
２１ａ、２１ｂ・・・・・・・・・・高周波加熱コイル
２２・・・・・・・・・・・・・・・冷却ノズル
２２ａ・・・・・・・・・・・・・・噴出孔
２３、２７、２９・・・・・・・・・押え治具
２４、２６、２８・・・・・・・・・受け治具
２４ａ、２６ａ、２７ａ、２９ａ・・インロウ部
２５・・・・・・・・・・・・・・・冷却水
５０・・・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受装置
５１・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５１ａ・・・・・・・・・・・・・・アウター側の外側転走面
５１ｂ・・・・・・・・・・・・・・インナー側の外側転走面
５１ｃ・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５２・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５２ａ、５４ａ・・・・・・・・・・内側転走面
５２ｂ・・・・・・・・・・・・・・小径段部
５２ｃ・・・・・・・・・・・・・・加締部
５３・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５４・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５５・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
５６、５７・・・・・・・・・・・・ボール
５８、５９・・・・・・・・・・・・保持器
６０、６１・・・・・・・・・・・・シール
６２・・・・・・・・・・・・・・・加熱部
６２ａ・・・・・・・・・・・・・・高周波加熱コイル
６３・・・・・・・・・・・・・・・冷却用ノズル
６４・・・・・・・・・・・・・・・冷却水
６５・・・・・・・・・・・・・・・肩部
６６・・・・・・・・・・・・・・・硬化層
ａ１・・・・・・・・・・・・・・・受け治具のインロウの外径
ａ２・・・・・・・・・・・・・・・押え治具のインロウの外径
Ａ１・・・・・・・・・・・・・・・外方部材のアウター側の外径
Ａ２・・・・・・・・・・・・・・・外方部材のインナー側の外径
ｂ１・・・・・・・・・・・・・・・受け治具のインロウの内径
ｂ２・・・・・・・・・・・・・・・押え治具のインロウの内径
Ｂ１・・・・・・・・・・・・・・・外方部材のアウター側の内径
Ｂ２・・・・・・・・・・・・・・・外方部材のアウター側の内径
Ｄ１・・・・・・・・・・・・・・・アウター側のボールのピッチ円直径
Ｄ２・・・・・・・・・・・・・・・インナー側のボールのピッチ円直径
ｄ１・・・・・・・・・・・・・・・アウター側の外側転走面の溝径
ｄ２・・・・・・・・・・・・・・・インナー側の外側転走面の溝径
ｄｓ・・・・・・・・・・・・・・・インナー側の肩部の内径
Ｄｃ１・・・・・・・・・・・・・・・アウター側の高周波加熱コイルの外径
Ｄｃ２・・・・・・・・・・・・・・・インナー側の高周波加熱コイルの外径
Ｆａ・・・・・・・・・・・・・・・外方部材のアウター側の端面
Ｆｂ・・・・・・・・・・・・・・・外方部材のインナー側の端面
Ｈ、Ｈ’・・・・・・・・・・・・・押え治具と受け治具の間隔
ＰＣＤｏ・・・・・・・・・・・・・アウター側の転動体群のピッチ円直径
ＰＣＤｉ・・・・・・・・・・・・・インナー側の転動体群のピッチ円直径

Claims (5)

1. 内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
   外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が設けられた内方部材と、
   この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体群とを備えた車輪用軸受装置における前記外方部材の熱処理方法であって、
   前記外方部材の両端面を円板状の押え治具と受け治具に当接させ、これら押え治具と受け治具のうち少なくとも一方に前記外方部材の端部に嵌合するインロウ部が形成され、このインロウ部が所定の形状・寸法に設定されると共に、当該外方部材を前記押え治具と受け治具で挟持した状態で保持した後、これら押え治具と受け治具の間隔が実測され、この実測値が所定値かどうかを検証することを特徴とする車輪用軸受装置における外方部材の熱処理方法。
2. 前記所定値が前記外方部材の幅寸法に設定されている請求項１に記載の車輪用軸受装置における外方部材の熱処理方法。
3. 前記複列の転動体群のうちアウター側の転動体群のピッチ円直径がインナー側の転動体群のピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、加熱部が前記複列の外側転走面に対応する２つの環状の高周波加熱コイルを一体に有し、これら高周波加熱コイルの外径の径差が当該複列の外側転走面の溝径差と同一に設定され、前記加熱部と前記外方部材の軸心が一致した状態で前記高周波加熱コイルが所定のエアギャップを介して前記複列の外側転走面に対向配置される請求項１または２に記載の車輪用軸受装置における外方部材の熱処理方法。
4. 前記高周波加熱コイルのうちインナー側の外側転走面に対応する高周波加熱コイルの外径がインナー側の肩部の内径よりも小径に設定されると共に、前記加熱部が前記外方部材のアウター側から挿入される請求項３に記載の車輪用軸受装置における外方部材の熱処理方法。
5. 前記高周波加熱コイルが前記複列の外側転走面に対向配置された状態で通電されると同時に前記加熱部が軸心回りに回転されると共に、冷却ノズルから噴出される冷却水によって前記外方部材のほぼ外周全域が冷却されて同時焼入れされる請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置における外方部材の熱処理方法。

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