JP5297643B2 - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車等の車両の車輪を支持する車輪用軸受装置、詳しくは、車輪用軸受と等速自在継手とを備え、独立懸架式サスペンションに装着された駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車あるいはＲＲ車の後輪、および４ＷＤ車の全輪）を懸架装置に対して回転自在に支持する車輪用軸受装置に関するものである。

自動車等の車両のエンジン動力を車輪に伝達する動力伝達装置は、エンジンから車輪へ動力を伝達すると共に、悪路走行時における車両のバウンドや車両の旋回時に生じる車輪からの径方向や軸方向変位、およびモーメント変位を許容する必要があるため、例えば、エンジン側と駆動車輪側との間に介装されるドライブシャフトの一端が摺動型の等速自在継手を介してディファレンシャルに連結され、他端が固定型の等速自在継手を含む車輪用軸受装置を介して駆動輪に連結されている。

この車輪用軸受装置として従来から種々の構造のものが提案されているが、例えば、図６（ａ）に示すようなものが知られている。この車輪用軸受装置は、内方部材５１と外方部材５２および両部材５１、５２間に転動自在に収容された複列のボール５３、５３とを備えている。内方部材５１は、ハブ輪５４と、このハブ輪５４に圧入された別体の内輪５５とからなる。

ハブ輪５４は、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５６を一体に有し、外周に一方の内側転走面５４ａと、この内側転走面５４ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５４ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション５４ｃが形成されている。そして、外周に他方の内側転走面５５ａが形成された内輪５５が小径段部５４ｂに所定のシメシロを介して圧入され、さらに、この小径段部５４ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５４ｄにより、ハブ輪５４に対して内輪５５が軸方向へ抜けるのを防止している。

外方部材５２は、外周に車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ５２ｂを一体に有し、内周には前記内方部材５１の内側転走面５４ａ、５５ａに対向する複列の外側転走面５２ａ、５２ａが形成されている。そして、それぞれの転走面５２ａ、５４ａと５２ａ、５５ａ間に複列のボール５３、５３が保持器５７、５７を介して転動自在に収容されている。また、外方部材５２の端部にはシール装置５８、５９が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩を防止すると共に、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。

ハブ輪５４は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中炭素鋼で形成され、内側転走面５４ａをはじめ、シール装置５８が摺接するシールランド部、および小径段部５４ｂに亙り高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層６９が形成されている（図中クロスハッチングにて示す）。なお、加締部５４ｄは、鍛造後の素材表面硬さ２５ＨＲＣ以下の未焼入れ部としている。

等速自在継手６０を構成する外側継手部材６１は、カップ状のマウス部（図示せず）の底部をなす肩部６２と、この肩部６２から軸方向に延びる軸部６３とが一体に形成されている。この外側継手部材６１は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中炭素鋼で形成され、肩部６２の隅部６２ａから軸部６３に亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

外側継手部材６１の軸部６３の外周にはセレーション６４と、このセレーション６４の端部に雄ねじ６５がそれぞれ形成されている。軸部６３のセレーション６４は、ハブ輪５４のセレーション５４ｃと噛合される。そして、ハブ輪５４の加締部５４ｄに肩部６２が突き合わされるまで外側継手部材６１の軸部６３がハブ輪５４に内嵌されると共に、軸部６３の雄ねじ６５に固定ナット６６が所定の締め付けトルクで締結され、ハブ輪５４と外側継手部材６１とが軸方向分離可能に、かつトルク伝達可能に結合されている。

ここで、ハブ輪５４における小径段部５４ｂの端部を塑性変形させた後、内径側から外径側に向けて外周が旋削加工され、平坦面６７を有する加締部５４ｄが形成される。そして、この平坦面６７の外径端に僅かに凹む段差部６７ａが形成されている。

これにより、図６（ｂ）に示すように、外側継手部材６１の肩部６２と加締部５４ｄとが平坦面６７で当接されると共に、この段差部６７ａによって、旋削加工によってバリ（またはかえり）６８が発生しても平坦面６７から突出することがなく、肩部６２と加締部５４ｄとの面接触を確保することができ、固定ナット６６の緊締力によって加締部５４ｄに加えられる面圧を小さくすることができる。したがって、加締部５４ｄの塑性変形と固定ナット６６の弛みを防止すると共に、加締部５４ｄと肩部６２との当接面で急激なスリップによるスティックスリップ音が発生するのを防止することができる。
特開２００７−２２４９５４号公報

この従来の車輪用軸受装置では、ハブ輪５４の加締部５４ｄが平坦面６７に形成されているため、加締部５４ｄと肩部６２とが面接触して加締部５４ｄに加えられる面圧が小さくなり、肩部６２と加締部５４ｄとの当接面で急激なスリップによるスティックスリップ音が発生するのを防止することができる特徴を備えている。

然しながら、加締部５４ｄの塑性変形や摩耗に伴う軸力低下を効果的に防止することによって、固定ナット６６とハブ輪５４の端面との摩擦力を維持し、弛み止め防止には一定の効果を発揮するものの、ハブ輪５４のセレーション５４ｃおよび外側継手部材６１の軸部６３のセレーション６４は鍛造後の素材表面硬さの未焼入れ部であるため、セレーション５４ｃ、６４の噛合面に繰り返しの過大トルクが負荷された場合、塑性変形を起す恐れがある。そして、この塑性変形によって噛合面にガタが発生し、長期間に亘って固定ナット６６の弛みを防止するには不十分であった。

さらに、加締部５４ｄも鍛造後の素材表面硬さの未焼入れ部であるため、経時的なフレッティング摩耗は不可避で、それに伴う軸力低下を恒久的に防止することは困難であった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、部品当接面や嵌合面の経時的なフレッティング摩耗を回避して信頼性を向上させた車輪用軸受装置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に記載の発明は、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、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、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記外方部材または内方部材の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、この車輪取付フランジのアウター側の側面から軸方向に延び、前記車輪とブレーキロータを案内する円筒状のパイロット部が形成された車輪用軸受装置において、前記車輪取付フランジのアウター側の側面から前記パイロット部に亙る表面がレーザ焼入れによって硬化処理され、この硬化処理が、格子状、年輪状、ドット状のいずれかからなる硬化部と、未硬化部とからなる焼きパターンで構成されている。

このように、外方部材または内方部材の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、この車輪取付フランジのアウター側の側面から軸方向に延び、車輪とブレーキロータを案内する円筒状のパイロット部が形成された車輪用軸受装置において、車輪取付フランジのアウター側の側面からパイロット部に亙る表面がレーザ焼入れによって硬化処理され、この硬化処理が、格子状、年輪状、ドット状のいずれかからなる硬化部と、未硬化部とからなる焼きパターンで構成されているので、車輪取付フランジの側面の摩耗を防止し、熱処理による変形を抑えて所望の面振れ精度を確保することができると共に、パイロット部の摩耗を防止し、パイロット部および車輪取付フランジとの隅部の強度を高め、大きなモーメント荷重が車輪取付フランジに繰り返し負荷されても耐久性を確保することができる。

また、請求項２に記載の発明のように、前記内方部材が、一端部に前記車輪取付フランジを有し、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小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された少なくとも一つの内輪からなると共に、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により、前記内輪が前記ハブ輪に対し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、当該加締部の表面がレーザ焼入れによって硬化処理されていれば、加締部の強度を高め、長期間に亙って初期の軸受予圧を維持することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、前記内方部材が、一端部に前記車輪取付フランジを有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成され、内周にトルク伝達用のセレーションが形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された少なくとも一つの内輪からなり、前記ハブ輪に等速自在継手を構成する外側継手部材の肩部が前記内方部材に衝合した状態で、前記セレーションを介してトルク伝達可能に、かつ前記ハブ輪のアウター側の端面に当接する固定ナットを介して着脱可能に結合されると共に、前記ハブ輪のアウター側の端面から前記セレーションに亙って表面がレーザ焼入れによって硬化処理されていれば、固定ナットの座面となるハブ輪の端面の摩耗を防止し、固定ナットとの摩擦力を維持できると共に、セレーションの噛合面の摩耗を防止し、繰り返しの過大トルクが負荷されても塑性変形を起すことがなく、長期間に亘ってガタの発生を抑えて固定ナットの弛みを防止することができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記ハブ輪の小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により、前記内輪が前記ハブ輪に対し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ると共に、前記外側継手部材の肩部が前記加締部に衝合し、この加締部の表面がレーザ焼入れによって硬化処理されていれば、加締部の塑性変形や摩耗に伴う軸力低下を効果的に防止することができると共に、加締部と肩部との当接面で急激なスリップによるスティックスリップ音が発生するのを防止することができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記ハブ輪のセレーションの入口部と出口部のうち少なくとも一方がレーザ焼入れによって硬化処理されていれば、セレーションの噛合面の摩耗を防止すると共に、繰り返しの過大トルクが負荷されても塑性変形を起すことがなく、長期間に亘ってガタの発生を抑えられ、ガタの増大に伴う加締部と肩部との当接面で急激なスリップによるスティックスリップ音が発生するのを防止することができる。

また、請求項６に記載の発明のように、前記各部品の外表面に、当該部品の製造に係る情報がレーザマーキングされていれば、製品のトレーサビリティを確率し、製品品質の信頼性を向上させることができる。

本発明に係る車輪用軸受装置は、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、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、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記外方部材または内方部材の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、この車輪取付フランジのアウター側の側面から軸方向に延び、前記車輪とブレーキロータを案内する円筒状のパイロット部が形成された車輪用軸受装置において、前記車輪取付フランジのアウター側の側面から前記パイロット部に亙る表面がレーザ焼入れによって硬化処理され、この硬化処理が、格子状、年輪状、ドット状のいずれかからなる硬化部と、未硬化部とからなる焼きパターンで構成されているので、車輪取付フランジの側面の摩耗を防止し、熱処理による変形を抑えて所望の面振れ精度を確保することができると共に、パイロット部の摩耗を防止し、パイロット部および車輪取付フランジとの隅部の強度を高め、大きなモーメント荷重が車輪取付フランジに繰り返し負荷されても耐久性を確保することができる。

外周に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一体に形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジのアウター側の側面から軸方向に延び、前記車輪とブレーキロータを案内する円筒状のパイロット部と、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円筒状の小径段部が形成され、内周にトルク伝達用のセレーションが形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、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保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、等速自在継手を構成する外側継手部材とを備え、前記小径段部の端部を径方向に塑性変形させて形成した加締部により、前記ハブ輪に対して前記内輪が軸方向に固定されると共に、前記外側継手部材がカップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延びる軸部とを一体に有し、前記肩部が前記加締部に衝合した状態で前記軸部が前記ハブ輪にセレーションを介して内嵌され、前記ハブ輪のアウター側の端部に当接する固定ナットを介して前記外側継手部材が軸方向に分離可能に、かつトルク伝達可能に結合された車輪用軸受装置において、前記車輪取付フランジのアウター側の側面から前記パイロット部に亙る表面と前記ハブ輪のアウター側の端面から前記セレーションを介して前記加締部に亙る表面がレーザ焼入れによって硬化処理されている。

以下、本発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す正面図、（ｂ）は、縦断面図である。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１（ｂ）の左側）、中央寄り側をインナー側（図１（ｂ）の右側）という。

この車輪用軸受装置は第３世代と称され、図１（ｂ）に示すように、内方部材１と外方部材１０および両部材１、１０間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）６、６とを備えている。内方部材１は、ハブ輪２と、このハブ輪２に圧入された別体の内輪３とからなる。

ハブ輪２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４を一体に有し、外周に一方（アウター側）の内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部２ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）２ｃが形成されている。車輪取付フランジ４の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト５が植設されると共に、車輪取付フランジ４のアウター側の側面４ａから突出して円筒状のパイロット部１１が形成されている。そして、外周に他方（インナー側）の内側転走面３ａが形成された内輪３が小径段部２ｂに所定のシメシロを介して圧入され、さらに、この小径段部２ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部２ｄにより、ハブ輪２に対して内輪３が軸方向へ抜けるのを防止している。

また、ハブ輪２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面２ａをはじめ、後述するアウター側のシール８が摺接するシールランド部から小径段部２ｂに亙り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が形成されている。一方、内輪３および転動体６はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。こうした高周波焼入れパターンによりハブ輪２の強度が向上すると共に、内輪３の嵌合面におけるフレッティング摩耗が抑制されて耐久性が向上する。

外方部材１０は、外周に車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ１０ｂを一体に有し、内周には内方部材１の内側転走面２ａ、３ａに対向する複列の外側転走面１０ａ、１０ａが一体に形成されている。この外方部材１０はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくとも複列の外側転走面１０ａ、１０ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。そして、それぞれの転走面１０ａ、２ａと１０ａ、３ａ間に複列の転動体６、６が保持器７、７を介して転動自在に収容されている。また、外方部材１０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８、９が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩を防止すると共に、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。

なお、ここでは、転動体６をボールとした複列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置を例示したが、これに限らず転動体６に円すいころを使用した複列円すいころ軸受であっても良い。

ここで、本実施形態は、ハブ輪２の相手部品が当接あるいは嵌合する面、すなわち、車輪取付フランジ４のアウター側の側面４ａ、パイロット部１１、アウター側の端面１２、セレーション２ｃ全域、および加締部２ｄの表面がレーザ焼入れによって硬化処理されている（図中破線にて示す）。レーザ焼入れは、高エネルギー密度のレーザビームを前記表面に照射して加熱し、自己冷却作用によって焼入硬化させるもので、ここでは、レーザ発振装置として炭酸ガスレーザが使用されている。

このレーザビームによる加熱は超急速であり、また、焼入れも冷却剤は用いず自己冷却によって行われるため、短時間に小さい面積の局所焼入れもできると共に、ひずみの発生も少ないため、車輪取付フランジ４の側面４ａをはじめ、軸受部の変形や硬度低下を防止することができる。したがって、車輪用軸受装置の完成品の状態で焼入れすることができると共に、ハブ輪２の当接面あるいは嵌合面が硬化処理されることにより、下記に示すような格別な効果を発揮することができる。

１．加締部２ｄの塑性変形や摩耗に伴う軸力低下を効果的に防止することができると共に、加締部２ｄと肩部（図示せず）との当接面で急激なスリップによるスティックスリップ音が発生するのを防止することができる。
２．固定ナット（図示せず）の座面となるハブ輪２の端面１２の摩耗を防止し、固定ナットとの摩擦力を維持して固定ナットの弛みを長期間に亘って防止することができる。
３．車輪取付フランジ４の側面４ａの摩耗を防止すると共に、熱処理による変形を抑え、所望の面振れ精度を確保することができる。
４．パイロット部１１の摩耗を防止すると共に、パイロット部１１および車輪取付フランジ４との隅部の強度を高め、大きなモーメント荷重が車輪取付フランジ４に繰り返し負荷されても耐久性を確保することができる。
５．セレーション２ｃの噛合面の摩耗を防止し、繰り返しの過大トルクが負荷されても塑性変形を起すことがなく、長期間に亘ってガタの発生を抑えて固定ナットの弛みおよびガタの増大に伴う加締部と肩部との当接面で急激なスリップによるスティックスリップ音の発生を防止することができる。

なお、ここでは、図１（ａ）に示すように、車輪取付フランジ４のアウター側の側面４ａおよびハブ輪２の端面１２の焼きパターンが格子状になるものを例示したが、これに限らず、集光ユニットで集光されたレーザ光を照射する際、その集光ユニットの移動を適宜設定することにより、例えば、年輪状やドット状等、様々な焼きパターンを形成することができる。

また、本実施形態では、レーザ焼入れと同時に、前述した車輪用軸受装置を構成する部品、すなわち、ハブ輪２をはじめ、外方部材１０、内輪３の外表面に、製造日時、工場やライン等の製造場所、品名等の製造に係る情報がレーザマーキングされている。この情報はシリアルナンバーやバーコード等で表示される。これにより、製品のトレーサビリティを確率し、製品品質の信頼性を向上させることができる。

図２は、本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。なお、前述した実施形態と同一部品や同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

この車輪用軸受装置は駆動輪側の第２世代と称され、ハブ輪１３と車輪用軸受１４とを備えている。ハブ輪１３は、アウター側の端部に車輪取付フランジ４を一体に有し、この車輪取付フランジ４から肩部４ｂを介して軸方向に延びる円筒状の小径段部１３ａが形成されると共に、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）１３ｂが形成されている。また、ハブ輪１３はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、肩部４ｂから小径段部１３ａに亙り高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。

車輪用軸受１４は、外周に車体取付フランジ１０ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面１０ａ、１０ａが形成された外方部材１０と、外周に複列の外側転走面１０ａ、１０ａに対向する内側転走面３ａが形成された一対の内輪３、３と、これら両転走面間に保持器７、７を介して転動自在に収容された複列の転動体６、６とを備えている。そして、肩部４ｂにアウター側の内輪３が衝合し、一対の内輪３、３の小端面（正面側端面）同士が突き合された状態でセットされ、所謂背面合せタイプの複列アンギュラ玉軸受を構成している。

ここで、車輪取付フランジ４のアウター側の側面４ａ、この側面４ａからパイロット部１１に亙る外表面、ハブ輪１３の端面１２、およびセレーション１３ｂの入口部（インナー側）と出口部（アウター側）がレーザ焼入れによって硬化処理されている（図中破線にて示す）。これにより、前述した実施形態と同様、車輪取付フランジ４の側面４ａ、パイロット部１１およびハブ輪１３の端面１２の摩耗を防止することができると共に、少なくともセレーション１３ｂの入口部と出口部の摩耗を防止し、繰り返しの過大トルクが負荷されても塑性変形を起すことがなく、長期間に亘ってガタの発生を抑えることができる。

図３は、本発明に係る車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は、前述した第２の実施形態（図２）と基本的には軸受部の構成が異なるのみで、その他同一部品や同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

この車輪用軸受装置は駆動輪側の第３世代と称され、内方部材１５と外方部材１０および両部材１５、１０間に転動自在に収容された複列の転動体６、６とを備えている。内方部材１５は、ハブ輪２’と、このハブ輪２’に圧入された別体の内輪３とからなる。ハブ輪２’は、アウター側の端部に車輪取付フランジ４を一体に有し、外周に一方の内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部２ｂが形成され、内周にセレーション１３ｂが形成されている。

ここで、車輪取付フランジ４のアウター側の側面４ａ、この側面４ａからパイロット部１１に亙る外表面、ハブ輪２’の端面１２、およびセレーション１３ｂの入口部と出口部がレーザ焼入れによって硬化処理されている（図中破線にて示す）。これにより、前述した実施形態と同様、車輪取付フランジ４の側面４ａ、パイロット部１１およびハブ輪２’の端面１２の摩耗を防止することができると共に、少なくともセレーション１３ｂの入口部と出口部の摩耗を防止し、繰り返しの過大トルクが負荷されても塑性変形を起すことがなく、長期間に亘ってガタの発生を抑えることができる。

図４は、本発明に係る車輪用軸受装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。なお、前述した実施形態と同一部品や同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

この車輪用軸受装置は従動輪側の第２世代と称され、外方部材１６と、この外方部材１６に複列の転動体６、６を介して内挿され、図示しないアクスルシャフトに圧入される一対の内輪３、３とを備えている。外方部材１６は、アウター側の端部に車輪取付フランジ４を一体に有し、内周に複列の外側転走面１０ａ、１０ａが一体に形成され、内輪３、３との間に形成される環状空間の開口部にシールド板１７、およびシール９が装着されている。なお、図示しないが前記アクスルシャフトのアウター側端部の雄ねじ固定ナットが所定の締め付けトルクで締結され、アクスルシャフトと一対の内輪３、３とが固定された後、前記外方部材１６のパイロット部１１の内径側円筒部に、エンドキャップ（図示せず）を圧入内嵌することにより、軸受内部が密封される。

ここで、車輪取付フランジ４のアウター側の側面４ａ、この側面４ａからパイロット部１１に亙る外表面がレーザ焼入れによって硬化処理されている（図中破線にて示す）。これにより、車輪取付フランジ４の側面４ａ、パイロット部１１の摩耗を防止することができると共に、パイロット部１１および車輪取付フランジ４との隅部の強度を高め、大きなモーメント荷重が車輪取付フランジ４に繰り返し負荷されても耐久性を確保することができる。

図５は、本発明に係る車輪用軸受装置の第５の実施形態を示す縦断面図である。なお、前述した実施形態と同一部品や同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

この車輪用軸受装置は従動輪側の第３世代と称され、内方部材１８と外方部材１０および両部材１８、１０間に転動自在に収容された複列の転動体６、６とを備えている。内方部材１８は、ハブ輪１９と、このハブ輪１９に圧入された別体の内輪３とからなる。ハブ輪１９は、アウター側の端部に車輪取付フランジ４を一体に有し、外周に一方の内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる小径段部１９ａが形成されている。そして、この小径段部１９ａの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部１９ｂによって内輪３が所定の軸受予圧が付与された状態で、軸方向に固定されている。

また、ハブ輪１９の両端部には軸方向に延びるすり鉢状の凹所２０、２１が形成されている。この凹所２０、２１は、ハブ輪１９の幅方向の略中央部に底部２２を残して鍛造加工によって形成されている。これにより、ハブ輪１９の強度・剛性を維持したまま軽量化を図ることができる。

ハブ輪１９はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０重量％を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面２ａをはじめ、アウター側のシール８が摺接するシールランド部から小径段部１９ａの加締部１９ｂ近傍に亙り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が形成されている。こうした高周波焼入れパターンによりハブ輪１９の強度が向上すると共に、内輪３の嵌合面におけるフレッティング摩耗が抑制されて耐久性が向上する。

ここで、車輪取付フランジ４のアウター側の側面４ａ、この側面４ａからパイロット部１１に亙る外表面、および加締部１９ｂの外表面がレーザ焼入れによって硬化処理されている（図中破線にて示す）。これにより、パイロット部１１の摩耗を防止すると共に、パイロット部１１および車輪取付フランジ４との隅部の強度を高め、大きなモーメント荷重が車輪取付フランジ４に繰り返し負荷されても耐久性を確保することができる。また、加締部１９ｂの強度を高め、長期間に亙って初期の軸受予圧を維持することができる。

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、車輪取付フランジを有する第２乃至第４世代の車輪用軸受装置に適用できる。

（ａ）は、本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す正面図である。 （ｂ）は、同上縦断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第５の実施形態を示す縦断面図である。 （ａ）は、従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 （ｂ）は、（ａ）の要部拡大図である。

符号の説明

１、１５、１８・・・・・内方部材
２、１３、２’、１９・・ハブ輪
２ａ、３ａ・・・・・・・内側転走面
２ｂ、１３ａ、１９ａ・・小径段部
２ｃ、１３ｂ・・・・・・セレーション
２ｄ、１９ｂ・・・・・・加締部
３・・・・・・・・・・・内輪
４・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
４ａ・・・・・・・・・・アウター側の側面
４ｂ・・・・・・・・・・肩部
５・・・・・・・・・・・ハブボルト
６・・・・・・・・・・・転動体
７・・・・・・・・・・・保持器
８、９・・・・・・・・・シール
１０、１６・・・・・・・外方部材
１０ａ・・・・・・・・・外側転走面
１０ｂ・・・・・・・・・車体取付フランジ
１１・・・・・・・・・・パイロット部
１２・・・・・・・・・・ハブ輪の端面
１４・・・・・・・・・・車輪用軸受
１７・・・・・・・・・・シールド板
２０、２１・・・・・・・凹所
２２・・・・・・・・・・底部
５１・・・・・・・・・・内方部材
５２・・・・・・・・・・外方部材
５２ａ・・・・・・・・・外側転走面
５３・・・・・・・・・・ボール
５４・・・・・・・・・・ハブ輪
５４ａ、５５ａ・・・・・内側転走面
５４ｂ・・・・・・・・・小径段部
５４ｃ、６４・・・・・・セレーション
５４ｄ・・・・・・・・・加締部
５５・・・・・・・・・・内輪
５６・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５７・・・・・・・・・・保持器
５８、５９・・・・・・・シール
６０・・・・・・・・・・等速自在継手
６１・・・・・・・・・・外側継手部材
６２・・・・・・・・・・肩部
６２ａ・・・・・・・・・隅部
６３・・・・・・・・・・軸部
６５・・・・・・・・・・雄ねじ
６６・・・・・・・・・・固定ナット
６７・・・・・・・・・・平坦面
６７ａ・・・・・・・・・段差部
６８・・・・・・・・・・バリ
６９・・・・・・・・・・硬化層

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、
   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、
   この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備え、
   前記外方部材または内方部材の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、この車輪取付フランジのアウター側の側面から軸方向に延び、前記車輪とブレーキロータを案内する円筒状のパイロット部が形成された車輪用軸受装置において、
   前記車輪取付フランジのアウター側の側面から前記パイロット部に亙る表面がレーザ焼入れによって硬化処理され、この硬化処理が、格子状、年輪状、ドット状のいずれかからなる硬化部と、未硬化部とからなる焼きパターンで構成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 前記内方部材が、一端部に前記車輪取付フランジを有し、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小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された少なくとも一つの内輪からなると共に、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により、前記内輪が前記ハブ輪に対し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、当該加締部の表面がレーザ焼入れによって硬化処理されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
3. 前記内方部材が、一端部に前記車輪取付フランジを有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成され、内周にトルク伝達用のセレーションが形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された少なくとも一つの内輪からなり、前記ハブ輪に等速自在継手を構成する外側継手部材の肩部が前記内方部材に衝合した状態で、前記セレーションを介してトルク伝達可能に、かつ前記ハブ輪のアウター側の端面に当接する固定ナットを介して着脱可能に結合されると共に、前記ハブ輪のアウター側の端面から前記セレーションに亙って表面がレーザ焼入れによって硬化処理されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
4. 前記ハブ輪の小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により、前記内輪が前記ハブ輪に対し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ると共に、前記外側継手部材の肩部が前記加締部に衝合し、この加締部の表面がレーザ焼入れによって硬化処理されている請求項３に記載の車輪用軸受装置。
5. 前記ハブ輪のセレーションの入口部と出口部のうち少なくとも一方がレーザ焼入れによって硬化処理されている請求項３または４に記載の車輪用軸受装置。
6. 前記各部品の外表面に、当該部品の製造に係る情報がレーザマーキングされている請求項１乃至５いずれかに記載の車輪用軸受装置。

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