JP2017161030A - 車輪用軸受装置とその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材のアウター側端部における剛性を高め、ボール列に接する外側転走面の真円度が劣化するのを抑えることにより、転動疲労寿命の低下を防ぐことができる車輪用軸受装置の提供を目的とする。加えて、かかる車輪用軸受装置の製造方法の提供を目的とする。【解決手段】車輪用軸受装置１において、外方部材２（詳細には外方部材２の素材であるワークＷ）がアウター側端部における開口穴（詳細にはワークＷの開口穴Ｗｈ）を内側から押し広げた塑性加工品であり、外方部材２の外周が径方向外側へ膨らんだ肉厚部２ｆを有している、とした。【選択図】図６

Description

本発明は車輪用軸受装置とその製造方法に関する。詳しくは転動疲労寿命の低下を防ぐことができる車輪用軸受装置その製造方法に関する。
従来、自動車等の懸架装置において車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置が知られている。車輪用軸受装置は、懸架装置を構成するナックルに外方部材が固定される。また、車輪用軸受装置は、外方部材の内側に複列の転動体が介装され、この転動体によって内方部材を支持している。こうして、車輪用軸受装置は、車体に固定された状態で、内方部材に取り付けられた車輪を回転自在としているのである。
ところで、このような車輪用軸受装置は、剛性を確保する観点と燃費向上の観点とから複列アンギュラ玉軸受を構成している。車体が旋回している場合においては、旋回方向の反対側（右旋回の場合は車両の左側）の車輪に掛かるラジアル荷重やアキシアル荷重が増大する。これにより、外方部材の剛性が低ければ変形してしまうため、アウター側のボール列の剛性を高めて転動疲労寿命の低下を防ぐとした車輪用軸受装置が存在していた。例えば、特許文献１に記載の如くである。
特許文献１に記載の車輪用軸受装置は、アウター側のボール列のピッチ円直径をインナー側のボール列のピッチ円直径よりも大きくし、アウター側のボール数を増やすことで剛性を高めている。しかし、かかる車輪用軸受装置は、アウター側のボール列のピッチ円直径を大きくしたことにより、外方部材のアウター側端部における開口穴が大きくなっている。また、外方部材のアウター側端部には、シール部材が嵌め込まれる拡径部や切削加工のための基準面等が形成されている。このため、車輪用軸受装置に掛かる荷重が増大した場合、肉厚が薄い外方部材のアウター側端部が略楕円形状に変形し、ボール列に接する外側転走面の真円度が劣化することによって転動疲労寿命が低下してしまう可能性があった。
そこで、外方部材のアウター側端部に肉厚部（図１０の※印部参照）を設けて剛性を高めることにより、ボール列に接する外側転走面の真円度が劣化するのを抑えて、転動疲労寿命の低下を防ぐとした車輪用軸受装置が提案されていた。但し、かかる車輪用軸受装置は、肉厚部を設けたことに起因して、全体重量が増加してしまうという問題があった。また、全体重量の増加を最小限に抑制すべく不要な肉厚部を削り落とすとした場合（図１０の破線に沿うように切削加工を施した場合）、生産効率が悪化してしまうという問題もあった。
特開２００８−１５５８３７号公報
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材のアウター側端部における剛性を高め、ボール列に接する外側転走面の真円度が劣化するのを抑えることにより、転動疲労寿命の低下を防ぐことができる車輪用軸受装置の提供を目的とする。加えて、かかる車輪用軸受装置の製造方法の提供を目的とする。
即ち、本発明は、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、車輪取り付けフランジを一体に有し、外周に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前記小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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形成された内方部材と、前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に介装された複列の転動体と、を備える車輪用軸受装置において、前記外方部材がアウター側端部における開口穴を内側から押し広げた塑性加工品であり、外方部材の外周が径方向外側へ膨らんだ肉厚部を有している、ものである。
本発明は、前記外方部材がアウター側端部における開口穴を内側から押し広げた鍛造品である、ものである。
本発明は、前記外方部材がアウター側端部における開口穴を内側から押し広げた転造品である、ものである。
本発明は、前記肉厚部が前記内方部材の回転軸を中心とする円環状に形成され、その幅寸法が前記外方部材のアウター側端面からアウター側の前記外側転走面における最大外径の位置までの寸法よりも大きい値となる、ものである。
更に、本発明は、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、車輪取り付けフランジを一体に有し、外周に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前記小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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形成された内方部材と、前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に介装された複列の転動体と、を備える車輪用軸受装置の製造方法であって、鍛造工法を用いて前記外方部材のアウター側端部における開口穴を内側から押し広げることにより、この外方部材の外周に径方向外側へ膨らんだ肉厚部が形成される工程を有している、ものである。
本発明は、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、車輪取り付けフランジを一体に有し、外周に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前記小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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形成された内方部材と、前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に介装された複列の転動体と、を備える車輪用軸受装置の製造方法であって、転造工法を用いて前記外方部材のアウター側端部における開口穴を内側から押し広げることにより、この外方部材の外周に径方向外側へ膨らんだ肉厚部が形成される工程を有している、ものである。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
即ち、本発明に係る車輪用軸受装置は、外方部材がアウター側端部における開口穴を内側から押し広げた塑性加工品であり、外方部材の外周が径方向外側へ膨らんだ肉厚部を有している。かかる発明によれば、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材のアウター側端部における剛性を高め、ボール列に接する外側転走面の真円度が劣化するのを抑えることにより、転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。また、かかる発明によれば、不要な肉厚部が形成されず、外方部材の外周に切削加工を施す必要がないので、生産効率の悪化を防ぐことができる。
本発明に係る車輪用軸受装置は、外方部材がアウター側端部における開口穴を内側から押し広げた鍛造品である。かかる発明によれば、生産工程の簡素化を実現できるとともに、加工硬化によって肉厚部の剛性を高めることができる。
本発明に係る車輪用軸受装置は、外方部材がアウター側端部における開口穴を内側から押し広げた転造品である。かかる発明によれば、生産工程の簡素化を実現できるとともに、加工硬化によって肉厚部の剛性を高めることができる。
本発明に係る車輪用軸受装置は、肉厚部が内方部材の回転軸を中心とする円環状に形成され、その幅寸法が外方部材のアウター側端面からアウター側の外側転走面における最大外径の位置までの寸法よりも大きい値となっている。かかる発明によれば、アウター側の外側転走面に掛かる荷重に対して更に剛性を高めることができる。
本発明に係る車輪用軸受装置の製造方法は、鍛造工法を用いて外方部材のアウター側端部における開口穴を内側から押し広げることにより、この外方部材の外周に径方向外側へ膨らんだ肉厚部が形成される工程を有している。かかる発明によれば、外方部材のアウター側端部にのみ肉厚部が形成されるので、全体重量の増加を最小限に抑制することができる。また、かかる発明によれば、不要な肉厚部が形成されず、外方部材の外周に切削加工を施す必要がないので、生産効率の悪化を防ぐことができる。
本発明に係る車輪用軸受装置の製造方法は、転造工法を用いて外方部材のアウター側端部における開口穴を内側から押し広げることにより、この外方部材の外周に径方向外側へ膨らんだ肉厚部が形成される工程を有している。かかる発明によれば、外方部材のアウター側端部にのみ肉厚部が形成されるので、全体重量の増加を最小限に抑制することができる。また、かかる発明によれば、不要な肉厚部が形成されず、外方部材の外周に切削加工を施す必要がないので、生産効率の悪化を防ぐことができる。
車輪用軸受装置の全体構成を示す斜視図。 車輪用軸受装置の全体構成を示す断面図。 車輪用軸受装置の一部構造を示す拡大断面図。 車輪用軸受装置の一部構造を示す拡大断面図。 外方部材の概形を形成する工程を示す概念図。 鍛造工法を用いて肉厚部を形成する工程を示す概念図。 転造工法を用いて肉厚部を形成する工程を示す概念図。 外方部材の形状を示す断面図。 外方部材の要部形状を示す拡大断面図。 従来品である外方部材の形状を示す断面図。
以下に、図１から図４を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置１について説明する。なお、図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。図３および図４は、図２における一部領域の拡大図である。
車輪用軸受装置１は、自動車等の懸架装置において車輪を回転自在に支持するものである。車輪用軸受装置１は、外方部材２、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）、転動体６、シール部材７（以降「一側シール部材７」とする）、シール部材１０（以降「他側シール部材１０」とする）を具備する。なお、以下において、「一側」とは、車輪用軸受装置１の車体側、即ち、インナー側を表す。また、「他側」とは、車輪用軸受装置１の車輪側、即ち、アウター側を表す。
外方部材２は、内方部材３（ハブ輪４と内輪５）を支持するものである。外方部材２は、略円筒形状に形成されたＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。外方部材２の一側端部には、拡径部２ａが形成されている。外方部材２の他側端部には、拡径部２ｂが形成されている。外方部材２の内周には、環状に外側転走面２ｃと外側転走面２ｄとが互いに平行となるように形成されている。外側転走面２ｃと外側転走面２ｄには、高周波焼入れが施され、表面硬さが５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。なお、外方部材２の外周には、懸架装置を構成するナックルに取り付けるためのナックル取り付けフランジ２ｅが一体に形成されている。
内方部材３は、図示しない車輪を回転自在に支持するものである。内方部材３は、ハブ輪４と内輪５で構成されている。
ハブ輪４は、有底円筒形状に形成されたＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で構成されている。ハブ輪４の一側端部には、小径段部４ａが形成されている。小径段部４ａには、内輪５が圧入されている。ハブ輪４の他側端部には、車輪取り付けフランジ４ｂが一体的に形成されている。車輪取り付けフランジ４ｂには、内方部材３の回転軸Ｃを中心とする同心円上に等間隔に貫通孔が設けられ、それぞれの貫通孔にハブボルト４ｄが挿通されている。また、ハブ輪４の外周には、環状に内側転走面４ｃが形成されている。ハブ輪４は、小径段部４ａから内側転走面４ｃを経て、シールランド部（後述の軸面部４ｅと曲面部４ｆと側面部４ｇで構成される）まで高周波焼入れが施され、表面硬さが５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。これにより、ハブ輪４は、車輪取り付けフランジ４ｂに付加される回転曲げ荷重に対して十分な機械的強度と耐久性を有している。なお、内側転走面４ｃは、外方部材２の外側転走面２ｄに対向する。
内輪５は、略円筒形状に形成されたＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼で構成されている。内輪５の外周には、環状に内側転走面５ａが形成されている。つまり、内輪５は、ハブ輪４の小径段部４ａに圧入嵌合され、小径段部４ａの外周に内側転走面５ａを構成している。内輪５は、いわゆるズブ焼入れが施され、芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。これにより、内輪５は、車輪取り付けフランジ４ｂに付加される回転曲げ荷重に対して十分な機械的強度と耐久性を有している。なお、内側転走面５ａは、外方部材２の外側転走面２ｃに対向する。
転動体６は、外方部材２と内方部材３（ハブ輪４と内輪５）の間に介装されるものである。転動体６は、インナー側のボール列（以降「一側ボール列６ａ」とする）とアウター側のボール列（以降「他側ボール列６ｂ」とする）を有している。一側ボール列６ａと他側ボール列６ｂは、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼で構成されている。一側ボール列６ａと他側ボール列６ｂには、いわゆるズブ焼入れが施され、芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲となるように硬化処理されている。一側ボール列６ａは、複数のボールが保持器によって環状に保持されている。一側ボール列６ａは、内輪５に形成されている内側転走面５ａと、それに対向する外方部材２の外側転走面２ｃとの間に転動自在に収容されている。他側ボール列６ｂは、複数のボールが保持器によって環状に保持されている。他側ボール列６ｂは、ハブ輪４に形成されている内側転走面４ｃと、それに対向する外方部材２の外側転走面２ｄとの間に転動自在に収容されている。このようにして、一側ボール列６ａと他側ボール列６ｂは、外方部材２と内方部材３（ハブ輪４と内輪５）とで複列アンギュラ玉軸受を構成している。なお、車輪用軸受装置１は、複列アンギュラ玉軸受を構成したものであるが、これに限定するものではない。例えば、複列円錐ころ軸受等を構成したものであっても良い。また、車輪用軸受装置１は、ハブ輪４の外周に他側ボール列６ｂの内側転走面４ｃが直接形成されている第３世代構造の車輪用軸受装置であるがこれに限定するものではなく、ハブ輪４に一対の内輪５が圧入固定された第２世代構造や、ハブ輪４を備えずに外方部材２である外輪と内方部材である内輪５とから構成される第１世代構造であっても良い。
一側シール部材７は、外方部材２と内方部材３の間に形成された環状空間Ｓのインナー側端部に装着されるものである。一側シール部材７は、円環状のシールリング８と円環状のスリンガ９で構成されている。
シールリング８は、外方部材２の拡径部２ａに嵌合されて外方部材２と一体的に構成される。シールリング８は、芯金８１と弾性部材であるシールゴム８２とを有する。
芯金８１は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）で構成されている。芯金８１は、円環状の鋼板がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面が略Ｌ字状に形成されている。これにより、芯金８１は、円筒状の嵌合部８１ａと、その一端から内方部材３（内輪５）に向かって延びる円板状の側板部８１ｂとが形成されている。嵌合部８１ａと側板部８１ｂは、互いに略垂直に交わっており、嵌合部８１ａは、後述するスリンガ９の嵌合部９ａに対向する。また、側板部８１ｂは、後述するスリンガ９の側板部９ｂに対向する。なお、嵌合部８１ａと側板部８１ｂには、弾性部材であるシールゴム８２が加硫接着されている。
シールゴム８２は、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、耐熱性に優れたＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはシリコンゴム等の合成ゴムで構成されている。シールゴム８２には、シールリップであるラジアルリップ８２ａ、内側アキシアルリップ８２ｂおよび外側アキシアルリップ８２ｃが形成されている。
スリンガ９は、内方部材３の外周（内輪５の外周）に嵌合されて内方部材３と一体的に構成される。
スリンガ９は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）で構成されている。スリンガ９は、円環状の鋼板がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面が略Ｌ字状に形成されている。これにより、スリンガ９は、円筒状の嵌合部９ａと、その端部から外方部材２に向かって延びる円板状の側板部９ｂとが形成されている。嵌合部９ａと側板部９ｂは、互いに垂直に交わっており、嵌合部９ａは、前述したシールリング８の嵌合部８１ａに対向する。また、側板部９ｂは、前述したシールリング８の側板部８１ｂに対向する。なお、側板部９ｂには、磁気エンコーダ９ｃが設けられている。
一側シール部材７は、シールリング８とスリンガ９とが対向するように配置される。このとき、ラジアルリップ８２ａは、油膜を介してスリンガ９の嵌合部９ａに接触する。また、アキシアルリップ８２ｂは、油膜を介してスリンガ９の側板部９ｂに接触する。そして、外側アキシアルリップ８２ｃも、油膜を介してスリンガ９の側板部９ｂに接触する。このようにして、一側シール部材７は、いわゆるパックシールを構成し、砂塵等の侵入やグリースの漏出を防止しているのである。
他側シール部材１０は、外方部材２と内方部材３の間に形成された環状空間Ｓのアウター側端部に装着されるものである。他側シール部材１０は、円環状のシールリング１１で構成されている。
他側シール部材１０は、外方部材２の拡径部２ｂに嵌合されて外方部材２と一体的に構成される。シールリング１１は、芯金１１１と弾性部材であるシールゴム１１２とを有する。
芯金１１１は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）で構成されている。芯金１１１は、円環状の鋼板がプレス加工によって屈曲され、軸方向断面視で略Ｃ字状に形成されている。これにより、芯金１１１は、円筒状の嵌合部１１１ａと、その一端から内方部材３（ハブ輪４）に向かって延びる円板状の側板部１１１ｂとが形成されている。嵌合部１１１ａと側板部１１１ｂは、互いに湾曲しながら交わっており、嵌合部１１１ａは、ハブ輪４の軸面部４ｅに対向する。また、側板部１１１ｂは、ハブ輪４の曲面部４ｆおよび側面部４ｇ（車輪取り付けフランジ４ｂの端面を指す）に対向する。なお、側板部１１１ｂには、弾性部材であるシールゴム１１２が加硫接着されている。
シールゴム１１２は、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、耐熱性に優れたＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはシリコンゴム等の合成ゴムで構成されている。シールゴム１１２には、シールリップであるラジアルリップ１１２ａ、内側アキシアルリップ１１２ｂおよび外側アキシアルリップ１１２ｃが形成されている。
他側シール部材１０は、シールリング１１とハブ輪４とが対向するように配置される。このとき、ラジアルリップ１１２ａは、油膜を介してハブ輪４の軸面部４ｅに接触する。また、アキシアルリップ１１２ｂは、油膜を介してハブ輪４の曲面部４ｆに接触する。そして、外側アキシアルリップ１１２ｃも、油膜を介してハブ輪４の側面部４ｇに接触する。このようにして、他側シール部材１０は、砂塵等の侵入やグリースの漏出を防止しているのである。
次に、図５および図６を用いて、外方部材２の生産工程について詳細に説明する。
本車輪用軸受装置１を構成する外方部材２は、内方部材３の回転軸Ｃを中心とする略円筒形状となっている（図１および図２参照）。また、外方部材２のややインナー側には、径方向外側へ突出したナックル取り付けフランジ２ｅが形成され、外方部材２のアウター側端部には、径方向外側へ膨らんだ肉厚部２ｆが形成されている（図１および図２参照）。ナックル取り付けフランジ２ｅと肉厚部２ｆは、回転軸Ｃを中心に外方部材２の全周にわたって形成されている。
まず、外方部材２の概形を形成する工程について説明する。図５の（Ａ）から（Ｃ）は、かかる工程の流れを示したものである。
本工程に用いる固定型Ｄａは、外方部材２のアウター側形状を転写した形状となっている。具体的に説明すると、固定型Ｄａは、外方部材２のナックル取り付けフランジ２ｅよりもアウター側の形状を転写した凸部および凹部を有する形状となっている。一方、本工程に用いる可動型Ｄｂは、外方部材２のインナー側形状を転写した形状となっている。具体的に説明すると、固定型Ｄｂは、外方部材２のナックル取り付けフランジ２ｅよりもインナー側の形状を転写した凸部および凹部を有する形状となっている。このため、固定型Ｄａと可動型Ｄｂの間に配置されたワークＷ（粗形成された外方部材２の素材）は、それぞれの型（固定型Ｄａ・可動型Ｄｂ）に押圧され、所定の形状に形成されるのである。なお、本実施形態においては、外方部材２のアウター側形状を転写した鍛造型を固定型Ｄａとし、外方部材２のインナー側形状を転写した鍛造型を可動型Ｄｂとしているが、これに限定するものではない。例えば、外方部材２のアウター側形状を転写した鍛造型を可動型とし、外方部材２のインナー側形状を転写した鍛造型を固定型としても良い。
こうして、本工程を通過したワークＷには、円筒部Ｗｘや平板部Ｗｙが形成される。円筒部Ｗｘには、後の切削工程により、その内周に拡径部２ａや外側転走面２ｃが形成されることとなる（図２および図８参照）。更に、円筒部Ｗｘには、そのインナー側端部における外周が精密な円筒形状に削り出されることにより（図８の破線Ｘに沿った領域が削り出されることにより）、ナックルの取付穴に嵌合するパイロット部分２ｇが形成される（図２および図８参照）。また、平板部Ｗｙには、後の抜穴工程によってボルト穴２ｈが形成されることとなる（図２および図８参照）。更に、平板部Ｗｙには、そのインナー側端面が精密な平面形状に削り出されることにより（図８の破線Ｙに沿った領域が削り出されることにより）、ナックルの側面に接するナックル取り付けフランジ２ｅが形成される（図２および図８参照）。
次に、肉厚部２ｆを形成する工程について説明する。図６の（Ａ）から（Ｃ）は、かかる工程の流れを示したものである。
本工程に用いる固定型Ｄｃは、円筒部Ｗｘのアウター側端部における開口穴Ｗｈを広げるための凸部Ｄｐを有している。具体的に説明すると、固定型Ｄｃは、円筒部Ｗｘのアウター側端部における開口穴Ｗｈよりも径が大きい凸部Ｄｐを有している。一方、本工程に用いる可動型Ｄｄは、円筒部Ｗｘのインナー側端部が嵌るとともに、その端面に当接する凹部を有している。具体的に説明すると、可動型Ｄｄは、円筒部Ｗｘのインナー側端部よりも径が大きく、かつ端面が当接する程度の深さである凹部を有している。このため、ワークＷ（概形を形成する工程を通過した外方部材２の素材）のアウター側端部における開口穴Ｗｈは、固定型Ｄｃの凸部Ｄｐによって押し広げられ、所定の形状に形成されるのである。なお、本実施形態においては、開口穴Ｗｈを広げるための凸部Ｄｐを有している鍛造型を固定型Ｄｃとし、円筒部Ｗｘのインナー側端部が嵌るとともに、その端面に当接する凹部を有している鍛造型を可動型Ｄｄとしているが、これに限定するものではない。例えば、開口穴Ｗｈを広げるための凸部Ｄｐを有している鍛造型を可動型とし、円筒部Ｗｘのインナー側端部が嵌るとともに、その端面に当接する凹部を有している鍛造型を固定型としても良い。
こうして、本工程を通過したワークＷには、突出部Ｗｚが形成される。突出部Ｗｚには、後の切削工程により、その内周に拡径部２ｂや外側転走面２ｄが形成されることとなる（図２および図８参照）。但し、突出部Ｗｚの外周には、一切の切削加工が施されない（図８の破線Ｚに沿った領域には切削加工が施されない）。こうして、拡径部２ｂや外側転走面２ｄを覆うように肉厚部２ｆが形成されるのである（図２および図８参照）。
以上のように、本発明に係る車輪用軸受装置１は、外方部材２（詳細には外方部材２の素材であるワークＷ）がアウター側端部における開口穴（詳細にはワークＷの開口穴Ｗｈ）を内側から押し広げた塑性加工品であり、外方部材２の外周が径方向外側へ膨らんだ肉厚部２ｆを有している。かかる発明によれば、全体重量の増加を最小限に抑制しつつ外方部材２のアウター側端部における剛性を高め、ボール列６ｂに接する外側転走面２ｄの真円度が劣化するのを抑えることにより、転動疲労寿命の低下を防ぐことができる。また、かかる発明によれば、不要な肉厚部２ｆが形成されず、外方部材２の外周に切削加工を施す必要がないので、生産効率の悪化を防ぐことができる。
加えて、本発明に係る車輪用軸受装置１は、外方部材２がアウター側端部における開口穴（詳細にはワークＷの開口穴Ｗｈ）を内側から押し広げた鍛造品である。かかる発明によれば、生産工程の簡素化を実現できるとともに、加工硬化によって肉厚部２ｆの剛性を高めることができる。ここで、加工硬化とは、ひずみ硬化ともいい、転位の増加や重層化によって変形抵抗が大きくなる現象を指す。
次に、肉厚部２ｆを形成する他の工程について説明する。図７の（Ａ）から（Ｃ）は、かかる工程の流れを示したものである。
本工程に用いるマンドレルＭａは、円筒部Ｗｘのアウター側端部における開口穴Ｗｈに挿入され、かつ開口穴Ｗｈの内周に接した状態で支持されるものである。一方、本工程に用いるダイスＭｂは、円筒部Ｗｘの外周に接した状態で回転し、ワークＷを回転させるとともに、円筒部Ｗｘの外周に接した状態を維持しつつ移動し、ワークＷをマンドレルＭａに押し付けるものである。このため、ワークＷのアウター側端部における開口穴Ｗｈは、マンドレルＭａによって押し広げられ、所定の形状に形成されるのである。
このように、本発明に係る車輪用軸受装置１は、外方部材２がアウター側端部における開口穴（詳細にはワークＷの開口穴Ｗｈ）を内側から押し広げた鍛造品であるとしても良い。かかる発明によれば、生産工程の簡素化を実現できるとともに、加工硬化によって肉厚部２ｆの剛性を高めることができる。
次に、図９を用いて、本車輪用軸受装置１に適用し得る構造について説明する。図９の（Ａ）と（Ｂ）は、外方部材２の要部形状を示す拡大断面図である。
図９の（Ａ）に示すように、肉厚部２ｆは、外方部材２のアウター側端面から外側転走面２ｄの外周にかけて形成され、その幅寸法Ｗ１が外方部材２のアウター側端面から外側転走面２ｄの最大外径Ｄの位置までの寸法Ｗａよりも大きい値となるように形成されている（Ｗ１＞Ｗａ）。つまり、肉厚部２ｆは、外方部材２のアウター側端面から外側転走面２ｄの最大外径Ｄの位置を覆うように形成されている。
このように、本発明に係る車輪用軸受装置１は、肉厚部２ｆが内方部材３の回転軸Ｃを中心とする円環状に形成され、その幅寸法Ｗ１が外方部材２のアウター側端面からアウター側の外側転走面２ｄにおける最大外径Ｄの位置までの寸法Ｗａよりも大きい値となっている。かかる発明によれば、アウター側の外側転走面２ｄに掛かる荷重に対して更に剛性を高めることができる。
また、図９の（Ｂ）に示すように、肉厚部２ｆは、外方部材２のアウター側端面から外側転走面２ｄの外周にかけて形成され、その幅寸法Ｗ２が外方部材２のアウター側端面から外側転走面２ｄのアウター側の縁までの寸法Ｗｂよりも大きく、外側転走面２ｄの最大外径Ｄの位置までの寸法Ｗａよりも小さい値となるように形成されていても良い（Ｗａ＞Ｗ２＞Ｗｂ）。つまり、肉厚部２ｆは、外方部材２のアウター側端面から外側転走面２ｄの外周における一部を覆うように形成されていれば良い。
このような設計であったとしても、アウター側の外側転走面２ｄに掛かる荷重に対して更に剛性を高めることができる。
以下に、車輪用軸受装置１の製造方法について特徴点を挙げる。
上述したように、本車輪用軸受装置１の製造方法は、外方部材２の肉厚部２ｆを形成する工法に特徴がある。
具体的に説明すると、本発明に係る車輪用軸受装置１の製造方法は、鍛造工法を用いて外方部材２（詳細には外方部材２の素材であるワークＷ）のアウター側端部における開口穴（詳細にはワークＷの開口穴Ｗｈ）を内側から押し広げることにより、この外方部材２の外周に径方向外側へ膨らんだ肉厚部２ｆが形成される工程を有している。かかる発明によれば、外方部材２のアウター側端部にのみ肉厚部２ｆが形成されるので、全体重量の増加を最小限に抑制することができる。また、かかる発明によれば、不要な肉厚部２ｆが形成されず、外方部材２の外周に切削加工を施す必要がないので、生産効率の悪化を防ぐことができる。
若しくは、車輪用軸受装置１の製造方法は、転造工法を用いて外方部材２（詳細には外方部材２の素材であるワークＷ）のアウター側端部における開口穴（詳細にはワークＷの開口穴Ｗｈ）を内側から押し広げることにより、この外方部材２の外周に径方向外側へ膨らんだ肉厚部２ｆが形成される工程を有している。かかる発明によれば、外方部材２のアウター側端部にのみ肉厚部２ｆが形成されるので、全体重量の増加を最小限に抑制することができる。また、かかる発明によれば、不要な肉厚部２ｆが形成されず、外方部材２の外周に切削加工を施す必要がないので、生産効率の悪化を防ぐことができる。
１ 車輪用軸受装置
２ 外方部材
２ｃ 外側転走面
２ｄ 外側転走面
２ｆ 肉厚部
３ 内方部材
４ ハブ輪
４ａ 小径段部
４ｂ 車輪取り付けフランジ
４ｃ 内側転走面
５ 内輪
５ａ 内側転走面
６ 転動体
７ シール部材
８ シールリング
９ スリンガ
１０ シール部材
１１ シールリング
Ｃ 回転軸
Ｄｃ 固定型
Ｄｐ 凸部
Ｄｄ 固定型
Ｗ ワーク
Ｗｈ 開口穴
Ｗｘ 円筒部
Ｗｙ 平板部
Ｗｚ 突出部
Ｗ１ 幅寸法
Ｗ２ 幅寸法

Claims (6)

  1. 内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
    車輪取り付けフランジを一体に有し、外周に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前記小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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形成された内方部材と、
    前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に介装された複列の転動体と、を備える車輪用軸受装置において、
    前記外方部材がアウター側端部における開口穴を内側から押し広げた塑性加工品であり、外方部材の外周が径方向外側へ膨らんだ肉厚部を有している、ことを特徴とする車輪用軸受装置。
  2. 前記外方部材がアウター側端部における開口穴を内側から押し広げた鍛造品である、ことを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置。
  3. 前記外方部材がアウター側端部における開口穴を内側から押し広げた転造品である、ことを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置。
  4. 前記肉厚部が前記内方部材の回転軸を中心とする円環状に形成され、その幅寸法が前記外方部材のアウター側端面からアウター側の前記外側転走面における最大外径の位置までの寸法よりも大きい値となる、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置。
  5. 内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
    車輪取り付けフランジを一体に有し、外周に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前記小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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形成された内方部材と、
    前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に介装された複列の転動体と、を備える車輪用軸受装置の製造方法であって、
    鍛造工法を用いて前記外方部材のアウター側端部における開口穴を内側から押し広げることにより、この外方部材の外周に径方向外側へ膨らんだ肉厚部が形成される工程を有している、ことを特徴とする車輪用軸受装置の製造方法。
  6. 内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、
    車輪取り付けフランジを一体に有し、外周に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前記小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、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形成された内方部材と、
    前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に介装された複列の転動体と、を備える車輪用軸受装置の製造方法であって、
    転造工法を用いて前記外方部材のアウター側端部における開口穴を内側から押し広げることにより、この外方部材の外周に径方向外側へ膨らんだ肉厚部が形成される工程を有している、ことを特徴とする車輪用軸受装置の製造方法。
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