JP6488836B2 - 軌道輪 - Google Patents

Description

本発明は、軌道輪に関し、より詳細には、車両用軸受が有する軌道輪に関する。

一般に、ハブユニットと称される車両用軸受は、軌道輪としての外輪及び内方部材を備えている。外輪は、筒状をなす。内方部材は、外輪の内側に配置される。外輪の内周面及び内方部材の外周面には、転動体が配置される軌道面が形成されている。外輪及び内方部材は、それぞれ、外周面から径方向外方に突出するフランジを有する。

特許文献１には、ハブ輪と、フランジとを有する軌道輪が開示されている。特許文献１では、フランジを炭素繊維強化樹脂で構成することにより、軌道輪の軽量化を図っている。フランジは、ボルト等の締結部材が挿入される締結孔を有する。締結孔の内部には、略円筒状の金属製部材が配置されている。フランジは、締結部材により車両の懸架装置等の相手部材に取り付けられる。

特開２０１２−５１３８３号公報

締結孔の内部の金属製部材は、高温になると膨張する。その場合、金属製部材は、締結孔から相手部材の方へ突出する。これにより、金属製部材又は相手部材に損傷が生じて、締結力が低下する恐れがある。

そこで、本願は、相手部材との締結力の低下を抑えることができる軌道輪を開示する。

本開示に係る軌道輪は、車両用軸受の軌道輪に関する。前記軌道輪は、軌道部と、フランジと、カラーを備える。前記軌道部は、軌道を有し、金属で形成される。前記フランジは、前記軌道部の表面から前記軌道部の径方向外方に突出し、炭素繊維樹脂で形成される。前記フランジは、締結部材が挿入される締結孔を有する。前記カラーは、環状の金属で形成され、前記フランジの前記締結孔に挿入される。前記カラーは、前記締結孔の内周に接する内周部と、前記締結孔の一方端において前記内周部から前記締結孔の径方向外方へ延びるカラーフランジとを有する。前記カラーの内周部の軸方向の長さは、前記締結孔の軸方向の長さより短い。

本開示に係る軌道輪によれば、相手部材との締結力の低下を抑えることができる。

図１は、第１実施形態に係る車両用軸受の垂直断面図である。 図２は、図１に示すフランジ付近の拡大図である。 図３は、図１に示すフランジ付近の拡大図である。 図４は、図１に示す軸受の製造工程を示す図である。 図５は、図１に示す軸受の製造工程を示す図である。 図６は、図１に示す軸受の製造工程を示す図である。 図７は、フランジ付近の構成の変形例を示す断面図である。 図８は、フランジ付近の構成の変形例を示す断面図である。 図９は、カラーの変形例を示す断面図である。

実施の形態に係る軌道輪は、車両用軸受の軌道輪に関する。前記軌道輪は、軌道部と、フランジと、カラーとを備える。前記軌道部は、軌道を有し、金属で形成される。前記フランジは、炭素繊維強化樹脂で形成される。前記フランジは、前記軌道部の表面から前記軌道部の径方向外方に突出する。前記フランジは、締結部材が挿入される締結孔を有する。前記カラーは、金属製であり環状をなす。前記カラーは、前記フランジの前記締結孔に挿入される。前記カラーは、前記締結孔の内周に接する内周部と、前記締結孔の一方端において前記内周部から前記締結孔の径方向外方へ延びるカラーフランジとを有する。前記カラーの内周部の軸方向の長さは、前記締結孔の軸方向の長さより短い（第１の構成）。

第１の構成によれば、フランジ本体が炭素繊維樹脂で構成されている。このため、軌道輪を軽量化することができる。

また、カラーはカラーフランジを有し、カラーの内周部の軸方向の長さが、締結孔の軸方向の長さより短くなっている。これにより、金属製のカラーが熱膨張した場合であっても、カラーの内周部が締結孔から外方へ突出しないか、又は、突出の度合いが小さくなる。すなわち、熱膨張したカラーは、締結孔の端部に配置される相手部材と干渉しないか、又は、干渉度合いが小さくなる。そのため、カラーの熱膨張による相手部材の変形が抑えられる。結果として、締結力の低下を抑えることができる。

前記フランジは、前記締結孔の軸方向に垂直な方向の炭素繊維を含む炭素繊維樹脂の層が積層されて形成されてもよい（第２の構成）。

第２の構成によれば、炭素繊維樹脂の層に垂直な方向に締結力が加わる。これにより、炭素繊維樹脂の層間の密着度を高めることができる。

前記カラーの内周部の軸方向の長さは、例えば、前記締結孔の軸方向の長さの９８．７％〜９８．８％程度とすることができる。これにより、カラーの熱膨張による相手部材の変形をより効果的に抑えることができる。

前記カラーは、前記締結孔の一方端から挿入される第１カラーと、前記締結孔の他方端から挿入される第２カラーにより構成されてもよい。この場合、前記第１カラーは、前記締結孔の内周に接する前記第１内周部と、前記一方端において前記第１内周部から前記締結孔の径方向外方へ延びる第１カラーフランジとを有することができる。前記第２カラーは、前記締結孔の内周に接する前記第２内周部と、前記他方端において前記第２内周部から前記締結孔の径方向外方へ延びる第２カラーフランジとを有することができる。前記第１内周部及び前記第２内周部との間には、隙間を設けることができる（第３の構成）。

第３の構成によれば、締結孔の内部で、第１カラーの第１内周部と、第２カラーの第２内周部とが、隙間をはさんで軸方向に対向する。そのため、第１カラー及び第２カラーは、熱膨張した場合であっても、締結孔の外に突出しないか、又は、突出度合いが小さくなる。そのため、相手部材の損傷を抑えることができる。

前記カラーは、前記内周部の外周面の一部に、周方向において他の部分と径方向の高さが異なる変形部を有してもよい（第４の構成）。

第４の構成によれば、カラーが締結孔に対して周方向にずれにくくなる。

前記軌道輪は、前記締結孔に挿入され、前記フランジに取り付けられる相手部材に達する締結部材をさらに備えてもよい。この場合、前記締結部材によって前記フランジが前記相手部材に固定された状態において、前記カラーの内周部の軸方向の長さが前記締結孔の軸方向の長さより短くなっている構成とすることができる（第５の構成）。

第５の構成によれば、締結部材により、フランジが相手部材に取り付けられた状態において、カラーの内周部の軸方向の長さが締結孔の軸方向の長さより短くなっている。そのため、フランジを相手部材に取り付けた状態において、カラーが熱膨張した場合であっても、カラーと相手部材との干渉がより抑えられる。

前記軌道輪は、前記軌道部の表面において前記フランジから軸方向に延びる、炭素繊維樹脂で形成された樹脂部さらに備えることができる。この場合、前記フランジでは、炭素繊維が前記軌道部の軸方向に対して垂直になるよう配置されてもよい。前記樹脂部では、炭素繊維が前記軌道部の径方向に対して垂直になるように配置されてもよい。前記樹脂部の炭素繊維と前記フランジの炭素繊維は、少なくとも一部でつながっていてもよい（第６の構成）。

第６の構成によれば、フランジでは、締結力が加わる方向に垂直な方向に炭素繊維を配置することができる。そのため、炭素繊維間の密着度を高めることができる。また、フランジの炭素繊維と、これに垂直な方向に配置される樹脂部の炭素繊維とが少なくとも一部でつながっているため、フランジの強度を向上させることができる。

＜実施形態＞
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。図中同一及び相当する構成については同一の符号を付し、同じ説明を繰り返さない。説明の便宜上、各図において、構成を簡略化又は模式化して示したり、一部の構成を省略して示したりする場合がある。

［実施形態１］
（軸受の構成例）
図１は、直線Ｘ１を通る平面で実施形態１に係る車両用の軸受１０を切断した側面断面図である。直線Ｘ１は、軸受１０の軸心である。軸受１０は、ハブユニットと称することもできる。

図１は、軸受１０を車両に取り付けた状態を示している。軸受１０において、符号Ａ１側の端は車両への取付状態において車体から遠い方の端であり、符号Ｂ１側の端は車両への取付状態において車体に近い方の端である。以後、軸受１０において、車体からより遠い位置を軸方向の外方、車体により近い位置を軸方向の内方と称する場合がある。

軸受１０は、外輪１、内方部材２及び転動体３，４を備える。外輪１及び内方部材２は、軸受１０の軌道輪である。外輪１は、内方部材２の外周に設けられる。外輪１の内周には軌道面１１３,１１４が設けられる。内方部材２の外周には軌道面２１３,２１４が設けられる。内方部材２の軌道面２１３，２１４と外輪１の軌道面１１３，１１４との間に、回転可能な状態で、複数の転動体３，４が配置される。

外輪１は、車両が有するナックル（懸架装置）１５に取り付けられる。内方部材２には、ブレーキディスク（ブレーキロータ）（図示せず）が取り付けられる。本実施形態では、外輪１が、固定輪であり、内方部材２は、外輪１の内周側に設けられる回転軸（回転輪又は内軸とも称される）である。

（外輪の構成例）
外輪１は、軌道部１１１と、樹脂部１１と、フランジ１２とを備える。軌道部１１１は、筒状をなす。樹脂部１１及びフランジ１２は、軌道部１１１に取り付けられる。フランジ１２は、軌道部１１１の外周面から軌道部１１１の径方向外方へ突出している。樹脂部１１は、軌道部１１１の外周面において軸方向に延びて形成される。フランジ１２には、相手部材としてナックル１５が取り付けられる。

軌道部１１１は、例えば鋼等の金属で構成される。軌道部１１１は、筒状をなす。軌道部１１１の内周面には、軌道面１１３，１１４が設けられている。軌道面１１３，１１４は、それぞれ、Ｘ１を軸芯とする環状をなす。

軌道部１１１の径方向外方には、樹脂部１１及びフランジ１２が配置される。樹脂部１１及びフランジ１２は、軌道部１１１の外周を覆う外径部を構成する。外径部は、筒状をなす。言い換えると、外径部に、軌道部１１１が挿入される。樹脂部１１及びフランジ１２（外径部）は、軌道部１１１と同軸に配置される。樹脂部１１及びフランジ１２の内周面の少なくとも一部は、軌道部１１１の外周面に接している。

軌道部１１１の軸方向において、樹脂部１１の一方の端（外方端）は、軌道部１１１の一方の端よりも突出している。樹脂部１１の他方の端（内方端）は、軌道部１１１の他方の端よりも突出している。ただし、軌道部１１１の軸方向において、軌道部１１１の端は、樹脂部１１の端と同じ位置又は突出した位置に配置することもできる。

樹脂部１１及びフランジ１２は、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics）で形成される。フランジ１２は、軌道部１１１の表面（本例では外周面）から径方向外側に延びる。フランジ１２は、軌道部１１１の軸方向に垂直な方向に配置された炭素繊維を含む樹脂で形成される。樹脂部１１は、軌道部１１１の外周面において、フランジ１２の根元から軌道部１１１の軸方向に延びて形成される。樹脂部１１は、軌道部１１１の径方向に垂直な方向に配置された炭素繊維を含む樹脂で形成される。

樹脂部１１の炭素繊維とフランジ１２の炭素繊維は、少なくとも一部でつながっている。すなわち、樹脂部１１とフランジ１２とは、少なくとも一部において連続した構成とすることができる。

樹脂部１１とフランジ１２とが連続している構成としては、例えば、樹脂部１１の少なくとも一部を構成する炭素繊維強化樹脂の層が、フランジ１２の炭素繊維強化樹脂の層とつながっている構成とすることができる。具体的には、樹脂部１１とフランジ１２の双方に渡って配置される炭素繊維強化樹脂のシート（例えば、炭素繊維プリプレグ）が少なくとも１つ存在するよう構成することができる。

樹脂部１１及びフランジ１２を形成する炭素繊維強化樹脂は、炭素繊維によって樹脂を強化した複合材料である。母材となる樹脂としては、例えば、エポキシ、フェノール、ポリイミド等の熱硬化性樹脂又は、ナイロン、ポリプロピレン、ポリカーボネイト等の熱可塑性樹脂等が挙げられる。

上記炭素繊維強化樹脂は、例えば、炭素繊維プリプレグを用いて形成することができる。炭素繊維プリプレグは、炭素繊維に樹脂を含浸させてシート状に形成したものである。炭素繊維プリプレグは、例えば、炭素繊維を一方向に向くように平面状に配置したものを樹脂で結束したものとすることができる。又は、炭素繊維プリプレグは、炭素繊維を平面状に網組して樹脂で結束したものであってもよい。

フランジ１２は、軌道部１１１の軸方向に貫通する締結孔１２３を有する。締結孔１２３には、締結部材１４が挿入される。締結部材１４の軸は、軌道部１１１の軸と平行となる。フランジ１２の軸方向に互いに対向する２つの面は、締結孔１２３の軸に垂直な面となっている。締結孔１２３の軸に垂直なフランジ１２の面のうち一方の面（本例では、内方の面）に、相手部材の一例であるナックル１５が取り付けられる。

フランジ１２の締結孔１２３には、金属製のカラー１３が挿入される。カラー１３は締結孔１２３と同軸の環状をなす。図２は、図１に示すフランジ１２付近の拡大図である。図２に示すように、カラー１３は、内周部１３ａとカラーフランジ１３ｂとを有する。内周部１３ａは、締結孔１２３の内周面に接する部分である。カラーフランジ１３ｂは、締結孔１２３の一方端（図２に示す例では外方端）において内周部１３ａから締結孔１２３の径方向外方へ延びる。

カラー１３の内周部１３ａは、筒状をなす。内周部１３ａの外周の径は、締結孔１２３の内周の径と略等しい。カラーフランジ１３ｂは、締結孔１２３の軸に垂直な面を持つ中空の円板である。カラーフランジ１３ｂは、締結孔１２３の周辺において、締結孔１２３の軸に垂直なフランジ１２の面に接する。カラーフランジ１３ｂは、締結部材１４の座面を受ける。カラーフランジ１３ｂの軸に垂直な面の面積は、締結部材１４の座面の面積と同じか又は大きくすることができる。

カラーフランジ１３ｂにより、締結部材１４による軸方向の締結力を、軸方向に垂直なフランジ１２の面で受けることができる。そのため、カラー１３が、締結孔１２３に対して軸方向にずれにくくなる。

カラー１３の内周部１３ａの軸方向の長さｂは、締結孔１２３の軸方向の長さｃより短い。すなわち、締結孔１２３の他方の端（内方の端）と、カラー１３の他方の端部との間に隙間がある。すなわち、カラー１３の内周部１３ａの他方の端部は、締結孔１２３の内部に位置している。締結孔１２３の他方の端と、カラー１３の他方の端部との間の隙間の軸方向の長さａは、カラー１３の内周部１３ａの軸方向の長さｂと締結孔１２３の軸方向の長さｃとの差となっている。

締結部材１４が挿入されていない状態、すなわち締結部材１４による締結力が作用していない状態における上記のａ、ｂ及びｃの寸法は、例えば、カラー１３の線膨張率に基づいて設定することができる。カラー１３の熱膨張によって長さｂが変化する。そこで、熱膨張によって変化する長さｂの想定される最大値を基に、締結部材１４が挿入されていない状態における長さｂとｃを決定することができる。例えば、長さｂの想定される最大値が、締結孔１２３の軸方向の長さｃと同じか又は小さくなるよう長さｂ及びｃを決定することができる。

例えば、締結部材１４が挿入されていない状態における長さｂは、その状態における長さｃの９８．７％〜９８．８％とすることができる。これにより、想定される温度範囲（例えば、１２０°以下）において、カラー１３の熱膨張によりナックル１５に重大な変形を与えることを抑えることができる。

フランジ１２が締結部材１４によりナックル１５に取り付けられた状態（すなわち締結力が作用している状態）においても、長さｂはｃより短くなるようにすることで、カラー１３が膨張した場合のナックル１５との干渉をより抑えることができる。

ただし、フランジ１２が締結部材１４によりナックル１５に取り付けられた状態においては、必ずしも、長さｂがｃより短くなくてもよい。例えば、締結部材１４を挿入しない状態では、ｂ＜ｃとなっており、締結部材１４でフランジ１２とナックル１５を締結した状態で、ｂ＝ｃ又はｂ＞ｃとなってもよい。この場合、熱膨張したカラー１３の締結孔１２３からの突出の度合いが、ナックル１５の座屈など重大な変形を生じさせない程度に長さｂ、ｃを設定することが好ましい。

また、フランジ１２の弾性限界を考慮して、締結部材１４が挿入されていない状態におおける長さｂ、ｃを決定することもできる。締結部材１４により、フランジ１２が軸方向に圧縮される。そこで、例えば、締結前はｂ＜ｃとし、締結時は、締結部材１４による応力がフランジ１２の弾性限界を超える前に、カラー１３がナックル１５に接触する（ｂ＝ｃとなる）ように、締結前の長さｂ及びｃを決定することができる。

すなわち、フランジ１２の炭素繊維樹脂が塑性変形に達する前に、カラー１３が、締結孔１２３の他方端においてナックル１５（相手部材）に接するように、締結前の長さｂ及びｃを設定することができる。これにより、締結力によって軸方向に圧縮されるフランジの変形を、弾性変形の範囲内とすることができる。そのため、締結部材１４による軸方向の力（軸力）を、ナックル１５及びフランジ１２の弾性で受けることができる。結果として、ナックル１５の損傷が起こりにくくなる。

カラー１３は、例えば、アルミニウム、鋳鉄又等の金属により形成される。

締結部材１４は、例えば、ボルトであり、頭と軸を有する。締結部材１４の軸には、ねじが切られている。締結時には、締結部材１４が締結孔１２３に挿入され、締結部材１４の軸がナックル１５に達する。ナックル１５にも、内周にねじが切られた締結穴１５１が形成されている。締結孔１２３の他方端から突出した締結部材１４の軸は、ナックル１５の締結穴１５１に挿入される。

（内方部材の構成例）
図１に示すように、内方部材２は、軌道部２１と、フランジ２２とを備える。フランジ２２には、ディスクホイール（図示略）やブレーキディスク（図示略）等が取り付けられる。

軌道部２１は、外輪１に挿入されている。より具体的には、軌道部２１は、外輪１が有する軌道部１１１の径方向内方に配置されている。内方部材２の軌道部２１は、外輪１の軌道部１１１と同軸に配置される。

軌道部２１は、部材本体２１１と、内輪２１２とを有する。部材本体２１１は、軸受１０の軸方向に延びる。内輪２１２は、部材本体２１１の外周面に固定されている。内輪２１２は、軌道部２１の軸方向内方の端部に配置される。内輪２１２は、環状をなす。内輪２１２は、部材本体２１１と同軸に配置される。

部材本体２１１の外周面及び内輪２１２の外周面には、それぞれ、軌道面２１４，２１３が設けられている。軌道面２１３，２１４は、それぞれ、環状をなす。軌道面２１３は、軸受１０の軸方向において、軌道面２１４よりも内方に配置される。軌道面２１３，２１４は、それぞれ、外輪１が有する軌道面１１３，１１４と対向する。

複数の転動体３は、外輪１の軌道部１１１が有する軌道面１１３と、内輪２１２が有する軌道面２１３との間に配置される。複数の転動体４は、外輪１の軌道部１１１が有する軌道面１１４と、内方部材２の軌道部２１が有する軌道面２１４との間に配置される。

フランジ２２は、軌道部２１の外周面から軌道部２１の径方向外方に突出している。フランジ２２は、軸受１０の軸方向において、外輪１のフランジ１２よりも外方に位置している。フランジ２２は、軌道部２１の外周面のうち、外輪１と対向していない部分に設けられる。

フランジ２２は、フランジ１２と同様に、炭素繊維強化樹脂で形成される。フランジ２２は、軌道部２１の軸方向に垂直な方向に配置された炭素繊維を含む樹脂で形成される。炭素繊維強化樹脂は、例えば、炭素繊維プリプレグを用いて形成することができる。具体例として、フランジ２２は、軌道部２１の軸方向に積層された炭素繊維プリプレグによって形成することができる。

フランジ２２は、軌道部２１の軸方向に貫通する締結孔２２１を有する。締結孔２２１には、締結部材２４が挿入される。締結部材２４の軸は、軌道部２１の軸と平行となる。フランジ２２における、軸方向に互いに対向する２つの面は、締結孔２２１の軸に垂直な面となっている。締結孔２２１に垂直なフランジの面のうち、一方の面（本例では外方の面）に対向する位置に、相手部材が取り付けられる。相手部材は、例えば、ディスクホイール（図示略）又はブレーキディスク（図示略）となる。

フランジ２２の締結孔２２１には、金属製のカラー２３が挿入される。カラー２３は締結孔２２１と同軸の環状をなす。カラー２３には、は、外輪１のカラー１３と同様の材料を用いることができる。

図３は、図１に示すフランジ２２付近の拡大図である。図３に示すように、カラー２３は、内周部２３ａとカラーフランジ２３ｂとを有する。内周部２３ａは、締結孔２２１の内周面に接する部分である。カラーフランジ２３ｂは、締結孔２２１の一方端（図３に示す例では内方端）において内周部２３ａから締結孔２２１の径方向外方へ延びる。

カラー２３の内周部２３ａは、筒状をなす。内周部２３ａの外周の径は、カラー２３の内周の径と略等しい。カラーフランジ２３ｂは、締結孔２２１の周辺において、締結孔２２１の軸に垂直なフランジ２２の面に接する。カラーフランジ２３ｂは、締結部材２４の座面を受ける。カラーフランジ２３ｂの軸に垂直な面における面積は、締結部材２４の座面の面積と同じか又は大きくすることができる。

車載状態において、カラー２３の内周部２３ａの軸方向の長さｆは、締結孔２２１の軸方向の長さｇより短い。すなわち、締結孔２２１の他方の端（外方の端）と、カラー２３の他方の端部との間に隙間がある。カラー２３の内周部２３ａの他方の端は、締結孔２２１の内部に位置している。締結孔２２１の他方の端と、カラー２３の他方の端部との間の隙間の軸方向の長さｅは、カラー２３の内周部２３ａの軸方向の長さｆと締結孔２２１の軸方向の長さｇとの差となっている。

締結部材２４が挿入されていない状態、すなわち締結部材２４による締結力が作用していない状態における上記のｅ、ｆ及びｇの寸法は、例えば、外輪１のカラー１３の場合と同様に、カラー２３の線膨張率に基づいて設定することができる。例えば、長さｆは、長さｇの９８．７％〜９８．８％とすることができる。これにより、想定される温度範囲（例えば、１２０°以下）において、カラー２３の熱膨張により相手部材に重大な変形を与えることを抑えることができる。

フランジ２２が締結部材２４により相手部材に取り付けられた状態においても、長さｆをｇより短くすることで、カラー２３が膨張した場合の相手部材との干渉をより抑えることができる。

なお、締結部材２４によりフランジ２２に相手部材に取り付けられた状態（すなわち車載状態）においては、必ずしも、長さｆがｇより短くなくてもよい。例えば、締結部材２４を挿入しない状態では、ｆ＜ｇとなっており、締結部材２４でフランジ２２と相手部材とを締結した状態で、ｆ＝ｇ又はｆ＞ｇとなってもよい。この場合、熱膨張したカラー２３の締結孔２２１からの突出の度合いが、相手部材の座屈など重大な変形を生じさせない程度に長さｆ、ｇを設定することができる。また、フランジ１２の場合と同様に、フランジ２２の弾性限界を考慮して、長さｆ、ｇを決定することもできる。

（外輪の製造方法）
以下、外輪１の製造方法について説明する。図４、図５及び図６は、外輪１の製造工程を示す図である。

まず、図４に示すように、鋼等の金属製且つ筒状の軌道部１１１を準備する。次に、軌道部１１１の外周面上に、複数の炭素繊維プリプレグ３０を積層する。各炭素繊維プリプレグ３０は、炭素繊維を含む樹脂の層である。各炭素繊維プリプレグ３０において、炭素繊維は各層の面内方向に延びて形成される。

軌道部１１１の外周面において、各炭素繊維プリプレグは、軌道部１１１の径方向に積層される。積層される複数の炭素繊維プリグレグ３０の少なくとも一部は、フランジ１２（図１参照）を形成する部分で折り曲げられ、折り曲げられた炭素繊維プリグレグの面が軌道部１１１の軸方向に垂直な面と平行になる状態で固定される。これにより、軌道部１１１の外周面上に積層される炭素繊維プリプレグ３０の少なくとも一部の層は、フランジ１２を形成する炭素繊維プリプレグと連続した構成とすることができる。

このように、炭素繊維プリプレグ３０を、軌道部１１１上で、径方向に垂直な面と軸方向に垂直な面を有する状態で固定したものを、複数、積層することができる。これにより、軌道部１１１の径方向に垂直な方向に積層される部分と、軸方向に垂直な方向に積層される部分が連続した状態で、炭素繊維プリプレグ３０を積層することができる。軌道部１１１の径方向に垂直な方向に積層される部分は、樹脂部１１（図１参照）を形成する。軸方向に垂直な方向に積層される部分は、フランジ１２を形成する。ただし、炭素繊維プリプレグの積層方向及び配置は特に限定されるものではない。

次に、炭素繊維プリプレグ３０が積層された軌道部１１１に所定の型及びバキュームバッグを装着し、真空引きを行う。その後、オートクレーブによって加熱及び加圧を施すことにより、図５に示す中間体１２ｉを製造することができる。図５に示す中間体１２ｉでは、締結孔がないフランジ１２が、軌道部１１１の外周に成形されている。

図６に示すように、中間体１２ｉのフランジ１２の部分を加工して、締結孔１２３を穿つ。締結孔１２３に、カラー１３を圧入する。これにより、図１に示す外輪１が形成される。

（実施形態の効果）
上記実施形態における軸受１０において、外輪１及び内方部材２が有するフランジ１２，２２は、炭素繊維強化樹脂で構成されている。よって、外輪１及び内方部材２を軽量化することができる。なお、外輪１又は内方部材２のいずれかのフランジ１２又は２２のみを炭素繊維強化樹脂で構成することもできる。言い換えれば、外輪１の全体又は内方部材２の全体のいずれかを金属によって構成してもよい。

締結部材１４により締結される前のフランジ１２，２２のカラー１３、２３では、内周部１３ａ，２３ａの軸方向の長さｂ，ｆは、フランジ１２，２２の軸方向の長さ（厚み）ｃ，ｇより大きくなっている。そのため、締結後の高温の環境においてカラー１３、２３が熱膨張にした場合の、カラー１３、２３と相手部材（ナックル１５又はブレーキディス等）との干渉度合いが小さくなる。これにより、高温の環境における相手部材又はフランジの変形を抑えることができる。その結果、例えば、フランジ１２が変形したり、各締結孔１２３，２２１が位置ずれしたり、相手部材において座屈が発生したりするのを防ぐことができる。

また、カラー１３，２３は、カラーフランジ１３ｂ，２３ｂを有するので、締結部材１４，２４による軸方向の締結力によって、カラー１３，２３がフランジ１２，２２に対して軸方向へずれることが防止される。仮に、カラーフランジがないカラーが、上記実施形態のように相手部材と接していない状態で、軸方向に締結力を受けると、軸方向に滑る可能性が高い。カラーフランジを設けることで、これを防ぐことができる。

また、フランジ１２，２２では、炭素繊維強化樹脂のシートが、締結孔の軸方向に積層される。締結部材１４，２４による締結時に、フランジ１２，２２軸方向に力がかかると、炭素繊維強化樹脂のシート間の密着度及び炭素繊維強化樹脂と相手部材との密着度が強化される。そのため、フランジ１２，２２の強度をより高めることができる。

さらに、フランジ１２の炭素繊維強化樹脂のシートと、これに垂直な方向に配置される樹脂部１１の炭素繊維強化樹脂のシートとが少なくとも一部でつながっている。これにより、フランジ１２と軌道部１１１との軸方向のずれに対する強度をより高めることができる。

外輪１及び内方部材２は、軌道部１１１，２１と、フランジ１２，２２とを含む。フランジ１２，２２は、炭素繊維強化樹脂で構成される。このため、外輪１及び内方部材２をさらに軽量化することができる。一方、軌道面１１３，１１４，２１３，２１４を有する軌道部１１１，２１は金属で構成されている。このため、軌道面１１３，１１４，２１３，２１４に要求される耐高面圧及び耐摩耗性を確保することもできる。

以上、各実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

（変形例１）
上記実施形態では、カラーフランジが、締結部材の頭（座面）を受ける構成である。すなわち、カラーのカラーフランジが設けられる側から締結部材が挿入される。締結部材の挿入方向はこれに限られない。例えば、図７に示すように、締結孔１２３に対して、カラー１３のカラーフランジ１３ｂが設けられる側とは反対側から締結部材が挿入されてもよい。図７に示す例では、相手部材であるナックル１５が、締結部材１４の座面を受ける。この場合、カラー１３の内周部１３ａの内周面にねじが切られてもよい。

（変形例２）
図８は、カラーの変形例を示す断面図である。図８に示す例では、カラーフランジが、締結孔の軸方向両端に設けられる。具体的には、カラーは、第１カラー１３１と第２カラーにより構成される。

第１カラー１３１は、締結孔１２３の一方端（本例では外方端）から挿入される。第１カラー１３１は、締結孔１２３の内周に接する第１内周部１３１ａと、第１カラーフランジ１３１ｂとを有する。第１カラーフランジ１３１ｂは、締結孔１２３の一方端において第１内周部１３１ａから締結孔１２３の径方向外方へ延びる。

第２カラー１３２は、締結孔１２３の他方端（本例では内方端）から挿入される。第２カラー１３２は、締結孔１２３の内周に接する第２内周部１３２ａと、第２カラーフランジ１３２ｂとを有する。第２カラーフランジ１３２ｂは、締結孔１２３の他方端において第２内周部１３２ａから締結孔１２３の径方向外方へ延びる。

締結部材１４による締結力の下で、締結孔１２３内において、第１内周部１３１ａ及び第２内周部１３２ａとの間に隙間が存在する。すなわち、締結時（すなわち車載状態）において、第１内周部１３１ａの軸方向の長さｉと、第２内周部１３２ａの軸方向の長さｊとの和（ｉ＋ｊ）は、フランジ１２の軸方向の長さｋより小さい（ｉ＋ｊ＜ｋ）。隙間の軸方向の長さｈは、（ｉ＋ｊ）とｋの差となっている。なお、この場合、締結力がかかっていない状態でも、ｉ＋ｊ＜ｋとなる。

締結部材１４による締結力がかかってない状態（すなわち締結前）における上記のｈ、ｉ、ｊ及びｋの寸法は、例えば、カラー１３と同様に、カラー１３１，１３２の線膨張率に基づいて設定することができる。例えば、締結前の内周部１３１ａ，１３２ａの長さの和（ｉ＋ｊ）は、締結前のフランジの軸方向の長さｋの９８．７％〜９８．８％とすることができる。これにより、想定される温度範囲（例えば、１２０°以下）において、１３１，１３２の熱膨張により相手部材に重大な変形を与えることを抑えることができる。

なお、締結部材１４によりフランジ１２に相手部材に取り付けられた状態（すなわち車載状態）においては、必ずしも、長さ（ｉ＋ｊ）がｋより短くなくてもよい。例えば、締結部材１４を挿入しない状態では、ｉ＋ｊ＜ｋとなっており、締結部材１４でフランジ１２と相手部材とを締結した状態では、ｉ＋ｊ＝ｋ又はｉ＋ｊ＞ｋとなってもよい。

図８に示す例では、カラーフランジ１３１ｂ，１３２ｂが、締結孔１２３の軸方向両側に設けられる。そのため、締結孔１２３の両側において強度を高めることができる。その結果、締結孔１２３がより変形しにくくなる。

また、図８に示す例では、カラーフランジ１３１ｂ，１３２ｂの表面が、フランジ１２の表面と略同一平面上に配置されている。図２及び図３に示す構成においても、同様に、カラーフランジの表面とフランジ１２の表面とを面一にすることができる。
（変形例３）

図９は、カラーの他の変形例を示す斜視図である。図９に示すカラー１３３は、内周部１３３ａとカラーフランジ１３３ｂを有する。内周部１３３aの外周面には、周方向において他の部分と径方向の高さが異なる変形部１３３ｃが設けられる。変形部１３３ｃは、カラー１３３の軸方向に垂直な面の断面で見た場合、軸心から外周側端部までの距離（すなわち径方向の高さ）が他の部分と異なっている部分である。

図９に示す例では、変形部１３３ｃは、内周部１３３ａの外周面の一部であって、周方向おいて他の部分より径方向外方へ突出している部分である。変形部１３３ｃは、カラーフランジ１３３ｂに垂直な面であって、カラーフランジ１３３ｂから軸方向へ延びる面を有する。変形部１３３ｃは、カラーフランジ１３３ｂの内周部側の面及び内周部１３３ｂの外周面の双方に接する板状部材で形成される。

カラー１３３が、フランジ１２の締結孔１２３に挿入された状態では、変形部１３３ｃは、周方向においてフランジ１２の炭素繊維強化樹脂と接する。そのため、カラー１３３が、フランジ１２に対して周方向にずれない。すなわち、変形部１３３ｃにより、カラー１３３が締結孔１２３の軸を中心に回転するのが防止される。

なお、変形部１３３ｃとして、突出部の代わりに、径方向内方へ凹む凹部が設けられてもよい。この場合も、カラー１３３の回転を抑制することができる。

（その他の変形例）

上記各実施形態では、金属板を含むフランジにおいて、全ての締結孔に対してカラーが設けられている。しかしながら、複数の締結孔のうち一部に対してカラーを設けてもよいし。

上記各実施形態では、カラーフランジは、カラーが挿入される締結孔の周辺に形成される。カラーフランジをさらに延長することもできる。例えば、１つの締結孔におけるカラーフランジを他の締結孔のカラーフランジまで延ばして形成することができる。すなわち、複数の締結孔のカラーで、１つのカラーフランジ（金属板）を共有することができる。或いは、カラーフランジを、軌道部１１１，２１まで延ばして形成することができる。

上記実施形態では、外輪１が、固定輪であり、内方部材２が、回転軸である。これに対して、外輪１を回転輪に、内方部材２を固定軸にすることもできる。この場合、例えば、外輪１のフランジをブレーキディスクに取り付け、内方部材２のナックルに取り付けることができる。

上記例では、樹脂部及びフランジが軌道部の外周面に接する構成である。これに対して、軌道部の内周面に樹脂部が接する構成とすることもできる。例えば、内方部材のハブ軸を中空の筒状に形成し、ハブ軸の内周に樹脂部を設けることができる。樹脂部は軸方向においてハブ軸の外まで延び、ハブ軸の外において径方向に延びるフランジにつながる構成とすることができる。

１ 外輪（軌道輪）
２ 内方部材（軌道輪）
１１１，２１ 軌道部
１２，２２ フランジ
１３，２３ カラー
１２３，２２１ 締結孔

Claims (6)

1. 車両用軸受の軌道輪であって、
   軌道を有し、金属で形成される軌道部と、
   前記軌道部の表面から前記軌道部の径方向外方に突出し、炭素繊維樹脂で形成されるフランジであって、締結部材が挿入される締結孔を有するフランジと、
   前記フランジの前記締結孔に挿入される環状の金属製のカラーとを備え、
   前記カラーは、前記締結孔の内周に接する内周部と、前記締結孔の一方端において前記内周部から前記締結孔の径方向外方へ延びるカラーフランジとを有し、
   前記カラーの内周部の軸方向の長さは、前記締結孔の軸方向の長さより短い、軌道輪。
2. 請求項１に記載の軌道輪であって、
   前記フランジは、前記締結孔の軸方向に垂直な方向の炭素繊維を含む炭素繊維樹脂の層が積層されて形成される、軌道輪。
3. 請求項１又は２に記載の軌道輪であって、
   前記カラーは、前記締結孔の一方端から挿入される第１カラーと前記締結孔の他方端から挿入される第２カラーにより構成され、
   前記第１カラーは、前記締結孔の内周に接する前記第１内周部と、前記一方端において前記第１内周部から前記締結孔の径方向外方へ延びる第１カラーフランジを有し、
   前記第２カラーは、前記締結孔の内周に接する前記第２内周部と、前記他方端において前記第２内周部から前記締結孔の径方向外方へ延びる第２カラーフランジを有し、
   前記第１内周部及び前記第２内周部との間に隙間が存在する,軌道輪。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の軌道輪であって、
   前記カラーは、前記内周部の外周面の一部に、周方向において他の部分と径方向の高さが異なる変形部を有する、軌道輪。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の軌道輪であって、
   前記締結孔に前記一方端から挿入され、前記締結孔の他方端に配置された相手部材の締結孔に達する締結部材をさらに備え、
   前記締結部材によって前記軌道輪が前記相手部材に固定された状態において、前記カラーの内周部の軸方向の長さが前記締結孔の軸方向の長さより短くなっている、軌道輪。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の軌道輪であって、
   前記軌道部の表面において前記フランジから軸方向に延びる、炭素繊維樹脂で形成された樹脂部さらに備え、
   前記フランジでは、炭素繊維が前記軌道部の軸方向に対して垂直になるよう配置され、
   前記樹脂部では、炭素繊維が前記軌道部の径方向に対して垂直になるように配置され、
   前記樹脂部の炭素繊維と前記フランジの炭素繊維は、少なくとも一部でつながっている、軌道輪。

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