JP2023043696A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複列の軌道輪の間隔が増大しても軌道面に対する角度が所定値以下のファイバーフローを有する車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】外輪２と、前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面が成形され、外輪２とハブ輪３及び内輪４との両軌道面間に転動可能に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置１である。外輪２は、軸線方向の幅が６０ｍｍ以上、または第１外側軌道面２ｃの曲率中心Ｃ１と第２外側軌道面２ｄの曲率中心Ｃ２との間隔Ｗ２が２０ｍｍ以上であって、前記複列の外輪軌道面の間に位置するファイバーフロー端面２ｈにおいてファイバーフロー角度θ３が７０度以上のファイバーフロー端面２ｈの中心が、間隔Ｗ２中心位置Ｃを基準として±２５％の範囲に位置する。【選択図】図６

Description

本発明は車輪用軸受装置に関する。

車輪を回転可能に支持する車輪用軸受装置が知られている。前記車輪用軸受装置は、車輪に接続される内方部材であるハブ輪が転動体を介して外方部材である外輪に回転可能に支持されている。前記ハブ輪及び前記外輪は、主としてＳ５３Ｃ等の鋼材が使用される。前記ハブ輪及び前記外輪は、一般的に鍛造加工による鍛造工程、ショットブラストによる表面スケール除去工程、切削による軌道面等の切削工程、高周波焼入れ工程及び研削工程によって製造される。前記外輪には、前記鍛造加工によって金属結晶が微細化され、且つ前記金属結晶の方向が揃うファイバーフローが生成される。前記外輪は、前記ファイバーフローを形状に沿って整えることで高強度且つ耐摩耗性に優れた性質を持つことができる。

前記外輪は、車輪を回転可能に支持する構造体としての機能と、転がり軸受の軌道輪としての機能を備えている。また、前記軌道輪では、軌道面に対する転動体の接触角の方向にせん断応力が加わる。軌道面は、軸線に沿った断面視でせん断応力が加わる方向である接触角に垂直な方向に前記ファイバーフローが流れているほど転がり疲労強度が向上することが知られている。そこで、前記車輪用軸受装置の転がり疲労強度を向上させるため、前記外輪の軌道面における前記ファイバーフロー角度を所定角度以下とする前記車輪用軸受装置の製造方法が提案されている。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の外方部材の製造方法は、鍛造工程において複列の軌道輪の略中間に鍛造工程において用いる金型の上型と下型との間の空間である円板状の内径抜き部が位置するように鍛造することによって、前記軌道輪の軌道面が成形される部分の外表面に沿ってファイバーフローが生じる。また、前記車輪用軸受装置の外方部材の製造方法は、前記内径抜き部を基準として、切削工程及び研削工程における前記軌道面の削り代を制限している。これにより、前記車輪用軸受装置の外方部材の製造方法で製造された前記車輪用軸受装置の外輪は、前記鍛造工程において外表面に沿って生成された前記ファイバーフローが前記切削工程及び前記研削工程において成形された前記軌道面の近傍に残る。

特開２０１５－７１１８３号公報

しかし、特許文献１に記載の車輪用軸受装置の外方部材の製造方法は、軌道面を成形するための切削加工及び研削加工を行う部分に所定角度以下のファイバーフローが存在していなければならない。一方、鍛造工程において前記車輪用軸受装置の外輪を成形する場合、素材は、前記上型から前記下型に向かって流れる。従って、鍛造工程において、外方部材は、前記上型と前記下型との空間である内径抜き部の位置が下型の下部に位置する一方の軌道輪から距離が大きくなるにつれて、下型の下端部に素材がいきわたらない素材の不充足（欠肉）が生じる。このため、外方部材は、素材の不充足を防止するために前記内径抜き部を下型の軌道輪の近傍に設ける。近傍に前記内径抜き部が位置する前記下型の軌道面のファイバーフローは、前記内径抜き部に向かって流れる。よって、前記下型の軌道面には、軌道面に対するファイバーフロー角度が所定値以下のファイバーフローが生成し難い。つまり、車輪用軸受装置は、鍛造工程において素材の不充足を防止しつつ、軌道面に対するファイバーフロー角度を所定値以下にすることが難しい。

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、鍛造工程において素材の不充足を防止しつつ、軌道面に対する角度が所定値以下のファイバーフローを有する車輪用軸受装置の提供を目的とする。

即ち、第一の発明は、及び内周面に軸線が一致している円環状の複列の外側軌道面を有する外方部材と、外周面に前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面が成形された内方部材と、前記外方部材と前記内方部材との両軌道面間に転動可能に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置である。前記外方部材は、軸線方向の幅が６０ｍｍ以上または前記複列の外側軌道面における各曲率中心の軸線方向の間隔が２０ｍｍ以上であって、前記複列の外輪軌道面の間に位置するファイバーフロー角度が７０度以上のファイバーフロー端面の中心位置が、前記間隔の中心位置を基準として前記間隔の±２５％の範囲に位置する。

即ち、第二の発明は、前記外方部材は、前記複列の外輪軌道面の少なくとも一方の軌道面に対するファイバーフローの角度が１５度以下である。

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、第一の発明において、前記外方部材は、鍛造工程によって前記外方部材の筒状の本体部と前記本体部の径方向内方に延びて成形されている前記内径抜き部とを有する。軸線方向の幅が６０ｍｍ以上または前記複列の外側軌道面における各曲率中心の軸線方向の間隔が２０ｍｍ以上の外方部材は、鍛造加工の際の素材の不充足を防止するため、複列の外輪軌道面のうちいずれか一方の外輪軌道面に近接した位置に内径抜き部が成形される。更に、外方部材は、前記複列の外輪軌道面に沿うファイバーフローをそれぞれ成形するため、鍛造加工により前記内径抜き部を他方の外輪軌道面に向かって移動される。この際、前記内径抜き部は、それぞれの前記外輪軌道面から最も離れた位置である前記複列の外輪軌道面に挟まれた部分における軸線方向の中央に移動される。移動された前記内径抜き部は、打ち抜き工程において打ち抜かれる。

前記外方部材は、前記内径抜き部の移動によって、前記複列の外輪軌道面に近い位置のファイバーフローが整えられて前記外輪軌道面に沿ったファイバーフローが成形される。前記内径抜き部は、筒状の前記本体部の軸線に対して略垂直に延びている。つまり、前記内径抜き部のファイバーフローは、前記軸線に対して７０度以上の角度を有している。従って、前記外方部材は、前記内径抜き部の打ち抜きによって成形されるファイバーフローの端面であるファイバーフロー端面におけるファイバーフロー角度が７０度以上のファイバーフロー端面が前記複列の外輪軌道面における各曲率中心の軸線方向の間隔の中心位置を基準として前記複列の外側軌道面における各曲率中心の軸線方向の間隔の±２５％の範囲に位置する場合、前記外輪軌道面に沿ったファイバーフローが成形されている。これにより、複列の軌道輪の間隔が増大しても軌道面に対する角度が所定値以下のファイバーフローを有する車輪用軸受装置を提供することができる。

第二の発明において、前記複列の外輪軌道面の間隔が所定値以上の前記外方部材は、軸線方向の幅が６０ｍｍ以上または前記複列の外側軌道面における各曲率中心の軸線方向の間隔が２０ｍｍ以上であってファイバーフローの端面におけるファイバーフロー角度が７０度以上のファイバーフロー端面が前記複列の外輪軌道面における各曲率中心の軸線方向の間隔の中心位置を基準として前記複列の外側軌道面における各曲率中心の軸線方向の間隔の±２５％の範囲に位置する場合、前記内径抜き部の移動により前記複列の外輪軌道面に対するファイバーフロー角度が１５度以下に整えられたファイバーフローを有する。これにより、複列の軌道輪の間隔が増大しても軌道面に対する角度が所定値以下のファイバーフローを有する車輪用軸受装置を提供することができる。

［ファイバーフロー］
本明細書において、ファイバーフローとは、鍛造加工によって金属結晶が微細化され、且つ前記金属結晶の方向が揃うことで繊維状に見える金属組織の流れを意味する。形状に沿って前記ファイバーフローが流れている部品は、高強度且つ耐摩耗性に優れた性質を発揮する。

［ファイバーフロー角度］
本明細書において、ファイバーフロー角度とは、部材の表面に対して垂直な仮想線と直交する線（曲面の場合は接線）に対するファイバーフローの流れの角度を意味する。ファイバーフロー角度が０度の場合、ファイバーフローは、部材の表面と平行に流れている。ファイバーフロー角度が小さい部品ほど高強度且つ耐摩耗性に優れた性質を発揮する。

［ファイバーフロー端面］
本明細書において、ファイバーフロー端面とは、ファイバーフローの流れに対して略垂直な面で部材を切断した際のファイバーフローの切断面を意味する。本実施形態において、ファイバーフロー端面は、内径抜き部を打ち抜いた際の内径抜き部と本体部との切断面と一致する。

［複列の外輪軌道面の間隔］
本明細書において、複列の外輪軌道面の間隔とは、インナー側の外輪軌道面である第１外側軌道面のインナー側端とアウター側の外輪軌道面である第２外側軌道面のアウター側端との幅を意味する。

図１は、本発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置の全体構成を示す斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置の全体構成を示す断面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置の外輪軌道面におけるファイバーフロー角を示す部分拡大断面図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置の外輪の据え込み工程を示す概略図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置の外輪の成形工程において成形された荒成形品及び荒成形品のファイバーフローの端面図である。 図６は、本発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置の外輪の調整工程において成形された本成形品及び本成形品のファイバーフローの端面図である。 図７は、本発明の一実施形態に係る車輪用軸受装置の外輪の打ち抜き工程において成形された打ち抜き品及び打ち抜き形品のファイバーフローの端面図である。

以下に、図１と図２とを用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態である車輪用軸受装置１について説明する。図１は、車輪用軸受装置１の全体構成を示す斜視図である。図２は、車輪用軸受装置の全体構成を示す断面図である。

図１に示すように、車輪用軸受装置１は、自動車等の車両の懸架装置において車輪を回転可能に支持するものである。本実施形態において、車輪用軸受装置１は、従動輪用の車輪用軸受装置である。車輪用軸受装置１は、外方部材である外輪２、内方部材であるハブ輪３と内輪４、転動列である２列のインナー側ボール列５（図２参照）、アウター側ボール列６（図２参照）、インナー側シール部材７及びアウター側シール部材８（図２参照）を具備する。ここで、インナー側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車体側を表し、アウター側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車輪側を表す。また、軸線方向とは、車輪用軸受装置１の回転軸に沿った方向を表す。

図２に示すように、外方部材である外輪２は、内方部材（ハブ輪３と内輪４）を支持する部材である。外輪２は、略円筒状に成形された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。外輪２は、インナー側端部にインナー側シール部材７が嵌合するインナー側開口部２ａを有している。外輪２は、アウター側端部にアウター側シール部材８が嵌合するアウター側開口部２ｂを有している。

外輪２は、内周面に円環状の外輪軌道面である第１外側軌道面２ｃと第２外側軌道面２ｄとを有している。複列の外側軌道輪のうち一方の外側軌道輪である第１外側軌道面２ｃは、外輪２のインナー側に位置している。複列の外側軌道輪のうち他方の外側軌道輪である第２外側軌道面２ｄは、外輪２のアウター側に位置している。また、第１外側軌道面２ｃと第２外側軌道面２ｄとは、軸線が一致し、且つ周方向に互いに平行になるように位置している。第１外側軌道面２ｃのピッチ円直径と第２外側軌道面２ｄのピッチ円直径とは、等しい大きさである。なお、第１外側軌道面２ｃのピッチ円直径と第２外側軌道面２ｄのピッチ円直径とは、異なる大きさに構成してもよい。本実施形態において、外輪２は、軸線方向の幅が６０ｍｍ以上または第１外側軌道面２ｃと第２外側軌道面２ｄとにおける各曲率中心の軸線方向の間隔が２０ｍｍ以上である。第１外側軌道面２ｃと第２外側軌道面２ｄとは、高周波焼入れによって表面硬さを５８～６４ＨＲＣの範囲とする硬化層を有している。

外輪２は、外周面に図示しない懸架装置のナックルに取り付けられるための車体取り付けフランジ２ｅを有している。車体取り付けフランジ２ｅは、インナー側開口部２ａの近傍に位置している。車体取り付けフランジ２ｅのインナー側には、車両のナックルに嵌合される円筒状のパイロット部２ｇを有している。

内方部材を構成するハブ輪３は、図示しない車両の車輪を回転可能に支持する円筒状の部材である。ハブ輪３は、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３は、インナー側端部にインナー側端から軸線方向に所定の範囲だけ外径が小さい部分である小径段部３ａを有している。つまり、小径段部３ａのインナー側端は、ハブ輪３のインナー側端であり、後述するかしめ部３ｂを有している。ハブ輪３は、アウター側端部に車輪を取り付けるための車輪取り付けフランジ３ｃを有している。車輪取り付けフランジ３ｃは、円周等配位置にハブボルト３ｄを有している。ハブ輪３は、アウター側（車輪取り付けフランジ３ｃ側）の外周面に周方向に環状のシール摺動面３ｅと複列の内側軌道面のうち一方の環状の第２内側軌道面３ｆとを有している。ハブ輪３は、第２内側軌道面３ｆと外輪２の第２外側軌道面２ｄとが対向するように配置されている。

ハブ輪３は、インナー側の小径段部３ａからアウター側の第２内側軌道面３ｆまでを高周波焼入れにより表面硬さを５８～６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。これにより、ハブ輪３は、車輪取り付けフランジ３ｃに付加される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、耐久性が向上する。ハブ輪３は、小径段部３ａに内輪４が嵌合されるとともに、内輪４を固定するためにインナー側端部が径方向外側に塑性変形されたかしめ部３ｂを有する。

内輪４は、転動列であって車載時に車体側に配置されるインナー側ボール列５と車載時に車輪側に配置されるアウター側ボール列６とに予圧を与える部材である。内輪４は、外周面に複列の内側軌道面のうち他方の第１内側軌道面４ａを有している。内輪４は、圧入および加締加工によりハブ輪３の小径段部３ａに固定されている。つまり、ハブ輪３のインナー側には、内輪４によって第１内側軌道面４ａが構成されている。内輪４の第１内側軌道面４ａは、外輪２の第１外側軌道面２ｃに対向している。

転動体が環状に連なっている転動列であるインナー側ボール列５とアウター側ボール列６とは、転動体である複数のボールが保持器によって環状に保持されている。インナー側ボール列５は、内輪４の第１内側軌道面４ａと、外輪２のインナー側の第１外側軌道面２ｃとの間に転動可能に収容されている。アウター側ボール列６は、ハブ輪３の第２内側軌道面３ｆと、外輪２のアウター側の第２外側軌道面２ｄとの間に転動可能に収容されている。

車輪用軸受装置１は、外輪２と、ハブ輪３および内輪４と、インナー側ボール列５と、アウター側ボール列６とからなる複列アンギュラ玉軸受で構成されている。なお、本実施形態において、車輪用軸受装置１は、複列アンギュラ玉軸受に限らず、複列円錐ころ軸受で構成されていてもよい。

密閉部材であるインナー側シール部材７は、外輪２と内輪４との隙間を塞ぐパックシールである。インナー側シール部材７は、例えば２枚のシールリップを接触させる２サイドリップタイプのパックシールから構成されている。インナー側シール部材７は、略円筒状のシール板と略円筒状のスリンガとを具備する。インナー側シール部材７のシール板は、外輪２のインナー側開口部２ａに嵌合される。インナー側シール部材７のスリンガは、円筒部分が内輪４に嵌合される。インナー側シール部材７は、シール板の一側シールリップが油膜を介してスリンガと接触することでスリンガに対して摺動可能に構成されている。これにより、インナー側シール部材７は、外輪２のインナー側開口部２ａと内輪４との間からのグリースの漏れ、および外部からの雨水及び粉塵等の侵入を防止する。

密閉部材であるアウター側シール部材８は、主に外輪２とハブ輪３との隙間を塞ぐシール部材である。アウター側シール部材８は、外輪２のアウター側開口部２ｂに円筒部分が嵌合され、ハブ輪３のシール摺動面３ｅに複数のシールリップが油膜を介して接触または近接することで外輪２とハブ輪３との間から泥水または異物等の入り込みを防止している。

このように構成される車輪用軸受装置１は、外輪２とハブ輪３と内輪４とインナー側ボール列５とアウター側ボール列６とから複列アンギュラ玉軸受が構成されている。ハブ輪３は、インナー側ボール列５とアウター側ボール列６とを介して外輪２に回転可能に支持されている。また、車輪用軸受装置１は、外輪２と内輪４との隙間をインナー側シール部材７によって塞ぎ、外輪２とハブ輪３との隙間をアウター側シール部材８によって塞いでいる。これにより、車輪用軸受装置１は、内部からのグリースの漏れ、および外部からの雨水及び粉塵等の侵入を防止しつつ外輪２に支持されているハブ輪３を回転可能に支持している。

次に、図３から図７を用いて、鍛造工程による外輪２の成形及び外輪２のファイバーフローＦについて説明する。図３は、外輪２の第２外側軌道面２ｄにおけるファイバーフロー角度θ２を示す部分拡大断面図である。図４は、素材Ｍの据え込み工程Ｓ１０１を示す概略図である。図５は、外輪２の成形工程Ｓ１０２において成形された荒成形品２Ａ及び荒成形品２ＡのファイバーフローＦの端面図である。図６は、外輪２の調整工程Ｓ１０３において成形された本成形品２Ｂ及び本成形品２ＢのファイバーフローＦの端面図である。
図７は、外輪２の打ち抜き工程Ｓ１０４において成形された打ち抜き品２Ｃ及び打ち抜き品２ＣのファイバーフローＦの端面図である。本実施形態において外輪２の鍛造工程は、据え込み工程Ｓ１０１、成形工程Ｓ１０２、調整工程Ｓ１０３、打ち抜き工程Ｓ１０４を有する。本実施形態において、外輪２は、軸線方向の幅が６０ｍｍ以上であって第１外側軌道面２ｃと第２外側軌道面２ｄとにおける各曲率中心の軸線方向の間隔が２０ｍｍ以上の外輪である。なお、図面に記載したファイバーフローを表す曲線は、説明のために間隔を広げて示している。実際のファイバーフローは、図面に記載したファイバーフローを表す曲線よりも微細な間隔である。

図３に示すように、外輪２における第２外側軌道面２ｄ近傍のファイバーフロー角度θ２は、第２外側軌道面２ｄの接線Ｔに対するファイバーフローＦの流れの角度を意味する。ファイバーフロー角度θ２が０度の場合、ファイバーフローＦは、部材の表面と平行に流れている。第２外側軌道面２ｄは、ファイバーフロー角度θ２が小さいほど高強度且つ耐摩耗性に優れた面になる。

図４に示すように、据え込み工程Ｓ１０１は、丸棒状の素材Ｍ（ビレット）を軸線方向に加圧し、径方向に押し広げる工程である。据え込み工程Ｓ１０１は、素材Ｍの形状を変形するとともに素材Ｍの金属結晶を微細化する。

図５に示すように、成形工程Ｓ１０２は、第１上型１０１と第１下型１０２とによって径方向に押し広げた素材Ｍを挟み込むことでフランジ部２ｘと、円筒状の本体部２ｙと、内径抜き部２ｚとを含む切削加工前の荒成形品２Ａを成形する工程である。フランジ部２ｘは、車体取り付けフランジ２ｅ（図２参照）等を含む部分である。本体部２ｙは、インナー側開口部２ａ、第１外側軌道面２ｃ、第２外側軌道面２ｄ及びアウター側開口部２ｂ（図２参照）を含む部分である。内径抜き部２ｚは、本体部２ｙの内径を覆う円板状の部分である。内径抜き部２ｚは、本体部２ｙの内周面に直交する径方向内方に延びている。

第１上型１０１は、車体取り付けフランジ２ｅの一部、インナー側開口部２ａ及び第１外側軌道面２ｃを含む部分と、内径抜き部２ｚのインナー側面とを形成する。第１下型１０２は、アウター側開口部２ｂ、第２外側軌道面２ｄ及び車体取り付けフランジ２ｅの一部を含む部分と、内径抜き部２ｚのアウター側面を形成する。本実施形態において、成形工程Ｓ１０２では、第１上型１０１と第１下型１０２とによって第１外側軌道面２ｃの曲率中心Ｃ１及び第２外側軌道面２ｄの曲率中心Ｃ２とに挟まれた軸線方向の間隔Ｗ２における軸線方向の中心位置Ｃよりもアウター側の第２外側軌道面２ｄに近い位置に内径抜き部２ｚが形成される。第１外側軌道面２ｃの曲率中心Ｃ１と第２外側軌道面２ｄの曲率中心Ｃ２との軸線方向の間隔Ｗ２は２０ｍｍ以上である。

成形工程Ｓ１０２によって成形された荒成形品２Ａにおける第２外側軌道面２ｄの近傍には、内径抜き部２ｚが位置している。従って、第２外側軌道面２ｄ近傍のファイバーフローＦは、本体部２ｙの内周面に直交する径方向内方に延びている内径抜き部２ｚの影響を受けている。つまり、第２外側軌道面２ｄ近傍のファイバーフローＦは、本体部２ｙの軸線方向に直交する内径抜き部２ｚの方向に向かって流れている。従って、第２外側軌道面２ｄ近傍のファイバーフローＦは、切削加工後（破線参照）の第２外側軌道面２ｄに沿って流れていない。荒成形品２Ａにおける切削加工後の第２外側軌道面２ｄ近傍のファイバーフローＦのファイバーフロー角度θ２は、例えば６０度から８０度程度である。

一方、荒成形品２Ａにおける第１外側軌道面２ｃの近傍には、内径抜き部２ｚが位置していない。従って、第１外側軌道面２ｃ近傍のファイバーフローＦは、内径抜き部２ｚの影響を受けていない。つまり、第１外側軌道面２ｃ近傍のファイバーフローＦは、第１外側軌道面２ｃに沿って流れている。荒成形品２Ａにおける第１外側軌道面２ｃ近傍のファイバーフローＦのファイバーフロー角度θ１は、例えば１０度から１５度以下である。

図６に示すように、調整工程Ｓ１０３は、第２上型１０３と第２下型１０４とによって荒成形品２Ａにおける内径抜き部２ｚの軸線方向の位置を調整した切削加工前の本成形品２Ｂを成形する工程である。第２上型１０３及び第２下型１０４は、第１上型１０１及び第１下型１０２と比べて内径抜き部２ｚを形成する位置が異なる。第２上型１０３及び第２下型１０４は、第１外側軌道面２ｃ及び第２外側軌道面２ｄに挟まれた部分における軸線方向の中央部分に内径抜き部２ｚが形成される。つまり、本実施形態において、調整工程Ｓ１０３では、第２上型１０３と第２下型１０４とによって第１外側軌道面２ｃの曲率中心Ｃ１及び第２外側軌道面２ｄの曲率中心Ｃ２とに挟まれた軸線方向の間隔Ｗ２における軸線方向の中心位置Ｃよりも第２外側軌道面２ｄ側に位置する内径抜き部２ｚを中心位置Ｃに移動した本成形品２Ｂを成形する。

調整工程Ｓ１０３によって成形された本成形品２Ｂにおける第２外側軌道面２ｄの近傍には、内径抜き部２ｚが位置していない。すなわち、内径抜き部２ｚは、第２外側軌道面２ｄから離れる方向である軸線方向のインナー側に向かって移動されている。従って、第２外側軌道面２ｄ近傍のファイバーフローＦは、内径抜き部２ｚの影響を受けていない。つまり、第２外側軌道面２ｄ近傍のファイバーフローＦは、内径抜き部２ｚがインナー側に移動されることにより本体部２ｙの軸線方向に向かう流れに整えられる。従って、第２外側軌道面２ｄ近傍のファイバーフローＦは、第２外側軌道面２ｄに沿って流れている。本成形品２Ｂにおける第２外側軌道面２ｄ近傍のファイバーフローＦのファイバーフロー角度θ２は、例えば１０度から１５度以下である。

一方、本成形品２Ｂにおける第１外側軌道面２ｃの近傍には、内径抜き部２ｚが位置していない。従って、第１外側軌道面２ｃ近傍のファイバーフローＦは、内径抜き部２ｚの影響を受けていない。つまり、第１外側軌道面２ｃ近傍のファイバーフローＦは、内径抜き部２ｚがインナー側に移動されても第１外側軌道面２ｃに沿って流れている。本成形品２Ｂにおける第１外側軌道面２ｃ近傍のファイバーフローＦのファイバーフロー角度θ１は、例えば１０度から１５度以下である。

図７に示すように、打ち抜き工程Ｓ１０４は、フランジ部２ｘ及び内径抜き部２ｚを、打ち抜き工具によって打ち抜いた打ち抜き品２Ｃを成形する工程である。打ち抜き工程Ｓ１０４は、調整工程Ｓ１０３において第１外側軌道面２ｃの曲率中心Ｃ１及び第２外側軌道面２ｄの曲率中心Ｃ２に挟まれた軸線方向の間隔Ｗ２における軸線方向の中心位置Ｃに移動された内径抜き部２ｚを打ち抜く。本体部２ｙには、切断面が形成される。

打ち抜き工程Ｓ１０４によって成形された打ち抜き品２Ｃにおける内径抜き部２ｚの切断面には、内径抜き部２ｚに向かって流れていたファイバーフローＦの端面であるファイバーフロー端面２ｈが位置している。ファイバーフロー端面２ｈには、本体部２ｙの内周面に直交する径方向内方に向かって流れるファイバーフローＦが位置している。従って、ファイバーフロー端面２ｈにおけるファイバーフローＦのファイバーフロー角度θ３は、例えば７０度から９０度未満である。

荒成形品２Ａは、軸線方向の幅が６０ｍｍ以上、または間隔Ｗ２が２０ｍｍ以上であって、間隔Ｗ２内に位置する内径抜き部２ｚの中心位置が間隔Ｗ２の中心位置Ｃを基準として間隔Ｗ２の±２５％の範囲内に位置する場合、内径抜き部２ｚから形状が複雑な下型の先端までの距離が長くなり素材Ｍが下型の端部まで到達しない素材Ｍの不充足（欠肉）が生じる可能性が高い。

従って、軸線方向の幅が６０ｍｍ以上、または第１外側軌道面２ｃの曲率中心Ｃ１と第２外側軌道面２ｄの曲率中心Ｃ２との間隔Ｗ２が２０ｍｍ以上である外輪２の荒成形品２Ａは、間隔Ｗ２の軸線方向の中心位置Ｃよりも第２外側軌道面２ｄに近い位置に内径抜き部２ｚを成形することで内径抜き部２ｚから下型の端部までの距離が短くなる。これにより、成形工程Ｓ１０２では、素材Ｍの不充足を防止することができる。

また、図６に示すように、外輪２の本成形品２Ｂは、調整工程Ｓ１０３において内径抜き部２ｚを間隔Ｗ２の軸線方向の中心位置Ｃに移動させることで第１外側軌道面２ｃ及び第２外側軌道面２ｄ近傍のファイバーフローＦのファイバーフロー角度θ１、θ２のうち少なくとも一方を１５度以下にすることができる。

また、図７に示すように、打ち抜き工程Ｓ１０４において内径抜き部２ｚを打ち抜かれた打ち抜き品２Ｃは、間隔Ｗ２におけるファイバーフロー角度θ３が７０度から９０度未満のファイバーフロー端面２ｈが間隔Ｗ２の中心位置Ｃを基準として±２５％の範囲に位置している。つまり、間隔Ｗ２の間に位置するファイバーフロー端面２ｈの軸線方向の幅Ｗ１の中心位置が間隔Ｗ２の中心位置Ｃを基準として±２５％の範囲に位置する外輪２は、第１外側軌道面２ｃのファイバーフロー角度θ１及び第２外側軌道面２ｄのファイバーフロー角度θ２のうちすくなくとも一方が１５度以下のファイバーフローＦを有する。

これにより、軸線方向の幅が６０ｍｍ以上、または第１外側軌道面２ｃの曲率中心Ｃ１と第２外側軌道面２ｄの曲率中心Ｃ２の間隔Ｗ２が２０ｍｍ以上であっても第１外側軌道面２ｃ及び第２外側軌道面２ｄのファイバーフロー角度θ１、θ２のうち少なくとも一方が１５度以下の車輪用軸受装置１を提供することができる。外輪２は、ファイバーフローＦを第１外側軌道面２ｃ及び第２外側軌道面２ｄに沿わせることで、第１外側軌道面２ｃ及び第２外側軌道面２ｄの転がり疲労寿命が向上する。

本願における車輪用軸受装置１は、内方部材として一つの内輪４が嵌合されたハブ輪３を備え、外方部材である外輪２と内方部材である内輪４とハブ輪３の嵌合体で構成された内輪回転仕様の第３世代構造としているが、外方部材である外輪２と内方部材である一対の内輪４で構成された第１世代構造、外方部材である外輪２と内方部材である一対の内輪４とで構成され、この一対の内輪４がハブ輪３の外周に嵌合される内輪回転仕様の第２世代構造であってもよい。

また、車輪用軸受装置１は、従動輪用の車輪用軸受装置として説明したが駆動輪用の車輪用軸受装置でもよい。また、本願における車輪用軸受装置１は、車輪取り付けフランジ３ｃを有するハブ輪３及び内輪４が回転する内輪回転用の車輪用軸受装置１である。しかしながら、車輪用軸受装置は、車輪取り付けフランジを有する外輪が回転する外輪回転用の車輪用軸受装置でもよい。

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。

１ 車輪用軸受装置
２ 外輪
２ａ インナー側開口部
２ｂ アウター側開口部
２ｃ 第１外側軌道面
２ｄ 第２外側軌道面
２ｅ 車体取り付けフランジ
２ｇ パイロット部
２ｈ ファイバーフロー端面
２ｘ フランジ部
２ｙ 本体部
２ｚ 内径抜き部
２Ａ 荒成形品
２Ｂ 本成形品
２Ｃ 打ち抜き品
３ ハブ輪
３ａ 小径段部
３ｂ かしめ部
３ｃ 車輪取り付けフランジ
３ｄ ハブボルト
３ｅ シール摺動面
３ｆ 第２内側軌道面
４ 内輪
４ａ 第１内側軌道面
５ インナー側ボール列
６ アウター側ボール列
７ インナー側シール部材
８ アウター側シール部材
Ｆ ファイバーフロー
θ１、θ２、θ３ ファイバーフロー角度

Claims (2)

1. 内周面に軸線が一致している円環状の複列の外側軌道面を有する外方部材と、
   外周面に前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面が成形された内方部材と、
   前記外方部材と前記内方部材との両軌道面間に転動可能に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置であって、
   前記外方部材は、
   軸線方向の幅が６０ｍｍ以上または前記複列の外側軌道面における各曲率中心の軸線方向の間隔が２０ｍｍ以上であって、前記複列の外輪軌道面の間に位置するファイバーフロー角度が７０度以上のファイバーフロー端面の中心位置が、前記間隔の中心位置を基準として前記間隔の±２５％の範囲に位置する、
   車輪用軸受装置。
2. 請求項１に記載の車輪用軸受装置において、
   前記外方部材は、
   前記複列の外輪軌道面の少なくとも一方の軌道面に対するファイバーフローの角度が１５度以下である、
   車輪用軸受装置。

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