JP6620444B2 - 軌道輪及び車両用軸受の製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、軌道輪及び軸受の製造方法に関する。より詳しくは、車両用軸受の軌道輪の製造方法、及び当該製造方法によって製造された軌道輪を用いた車両用軸受の製造方法に関する。

一般に、ハブユニットと称される車両用軸受は、一対の軌道輪と、複数の転動体とを備えている。一方の軌道輪は、内周面に軌道面を有する。他方の軌道輪は、外周面に軌道面を有する。一対の軌道輪は、軌道面同士が対向するように同軸に配置される。互いに対向する軌道面には、複数の転動体が配置される。

近年、ハブユニットを軽量化するための様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、外側部材及び内側部材を備えるハブユニットが開示されている。外側部材は、内側部材の外周に配置される。外側部材の一部は非鉄金属製である。より詳細には、外側部材において、軌道面を含む外輪は鋼で構成され、外輪の外周に配置される外枠部材は軽合金複合材料で構成されている。このため、外側部材及びハブユニットが軽量化される。

特開２０１２−８７９１７号公報

特許文献１において、外側部材は、軽合金複合材料を外輪の外周に鋳込んで外枠部材を形成した後、外輪の軌道面に対して高周波焼入れを施すことによって製造される。しかしながら、このような製造方法では、高周波焼入れの際、高周波焼入れの熱が外輪を介して外枠部材に伝達されるため、一旦形成された外枠部材が溶融してしまうという問題が生じ得る。

本開示は、軌道輪に含まれる軽合金部が形成後に溶融するのを抑制することができる車両用軸受の軌道輪及び車両用軸受の各製造方法を提供することを目的とする。

本開示に係る車両用軸受の軌道輪の製造方法は、内周面又は外周面に軌道面を有する鋼製の軌道部材を準備する工程と、軌道部材の内周面及び外周面のうち軌道面を有しない面に、軽合金を含む材料を鋳込んで軽合金部を形成する工程と、形成された軽合金部を冷却しながら、軌道面に高周波焼入れを施す工程とを備える。

本開示に係る車両用軸受の製造方法は、軌道輪としての外輪及び内軸を製造する工程と、内軸の外周に外輪を配置するとともに内軸と外輪との間に複数の転動体を配置して組み立てる工程とを備える。外輪及び内軸の少なくとも一方は、上記軌道輪の製造方法によって製造される。

本開示に係る車両用軸受の軌道輪及び車両用軸受の各製造方法によれば、軌道輪に含まれる軽合金部が形成後に溶融するのを抑制することができる。

図１は、第１実施形態に係る車両用軸受の縦断面図である。 図２Ａは、図１に示す軸受に含まれる外輪の製造方法の一工程を示す図である。 図２Ｂは、図１に示す軸受に含まれる外輪の製造方法において、図２Ａに示す工程の後に行われる工程を示す図である。 図２Ｃは、図１に示す軸受に含まれる外輪の製造方法において、図２Ｂに示す工程の後に行われる工程を示す図である。 図２Ｄは、図１に示す軸受に含まれる外輪の製造方法において、図２Ｃに示す工程の後に行われる工程を示す図である。 図３は、第１実施形態の変形例に係る外輪の部分斜視図である。 図４は、第１実施形態の他の変形例に係る外輪の部分斜視図である。 図５は、図４に示す外輪の部分縦断面図である。 図６は、第２実施形態に係る車両用軸受の縦断面図である。 図７Ａは、図６に示す軸受に含まれる内軸の製造方法の一工程を示す図である。 図７Ｂは、図６に示す軸受に含まれる内軸の製造方法において、図７Ａに示す工程の後に行われる工程を示す図である。 図７Ｃは、図６に示す軸受に含まれる内軸の製造方法において、図７Ｂに示す工程の後に行われる工程を示す図である。 図７Ｄは、図６に示す軸受に含まれる内軸の製造方法において、図７Ｃに示す工程の後に行われる工程を示す図である。

実施形態に係る車両用軸受の軌道輪の製造方法は、内周面又は外周面に軌道面を有する鋼製の軌道部材を準備する工程と、軌道部材の内周面及び外周面のうち軌道面を有しない面に、軽合金を含む材料を鋳込んで軽合金部を形成する工程と、形成された軽合金部を冷却しながら、軌道面に高周波焼入れを施す工程とを備える。

上記軌道輪の製造方法では、軌道輪の軽量化のため、軽合金を含む材料によって軽合金部が軌道部材に形成される。軽合金部が形成された後、高周波焼入れによって軌道部材の軌道面が硬化される。高周波焼入れは、形成された軽合金部を冷却しながら行われる。このため、高周波焼入れの間、軌道部材を伝達する高周波焼入れの熱によって軽合金部の温度が上昇するのを抑制することができる。よって、軽合金部が形成後に溶融するのを抑制することができる。

軽合金部は、表面に凹凸形状を有していてもよい。

表面に凹凸形状を有する軽合金部は、凹凸形状を有しない軽合金部と比較して、表面積が大きくなり、熱伝達率が向上する。このため、高周波焼入れ中の軽合金部の冷却を効率的に行うことができる。よって、一旦形成された軽合金部が高周波焼入れの熱によって溶融するのをより確実に抑制することができる。

軌道部材は、内周面に軌道面を有していてもよい。軽合金部は、筒状部と、フランジ部と、リブ部とを含むことができる。筒状部は、軌道部材の外周面を覆う。フランジ部は、筒状部の外周面から径方向外方に突出する。リブ部は、フランジ部を支持するようにフランジ部の表面に配置される。

軽合金部の一部であるフランジ部の表面にリブ部を設けることにより、軽合金部の表面積が大きくなり、軽合金部の熱伝達率が向上する。よって、軌道面に高周波焼入れが施されている間、軽合金部を効率的に冷却することができ、軽合金部の溶融をより確実に抑制することができる。また、フランジ部をリブ部によって支持することにより、フランジ部の強度を向上させることができる。

軌道部材は、内周面に軌道面を有していてもよい。この場合、軽合金部は、筒状部と、フランジ部とを含んでいてもよい。筒状部は、軌道部材の外周面を覆う。筒状部は、径方向内方に窪む凹部及び／又は径方向の貫通孔を有する。フランジ部は、筒状部の外周面から径方向外方に突出する。

軽合金部の一部である筒状部に凹部及び貫通孔の少なくとも一方を設けることにより、軽合金部の表面積が大きくなり、軽合金部の熱伝達率が向上する。よって、軌道面に高周波焼入れが施されている間、軽合金部を効率的に冷却することができ、軽合金部の溶融をより確実に抑制することができる。

筒状部と軌道部材との境界部分は、高周波焼入れの熱が伝達しやすく、特に溶融しやすい。しかしながら、径方向の貫通孔を筒状部に設ければ、貫通孔を介して、筒状部と軌道部材との境界部分に直接冷媒を供給することが可能となる。径方向内方に窪む凹部を筒状部に設けた場合も、凹部を介して、筒状部と軌道部材との境界部分の近傍まで冷媒を到達させることができる。よって、このような凹部及び／又は貫通孔によれば、筒状部と軌道部材との境界部分を効果的に冷却することができ、当該部分の溶融を効果的に抑制することができる。

実施形態に係る車両用軸受の製造方法は、軌道輪としての外輪及び内軸を製造する工程と、内軸の外周に外輪を配置するとともに内軸と外輪との間に複数の転動体を配置して組み立てる工程とを備える。外輪及び内軸の少なくとも一方は、上記軌道輪の製造方法によって製造される。

上記車両用軸受の製造方法では、軌道輪としての外輪及び内軸の少なくとも一方は、上記実施形態に係る軌道輪の製造方法によって製造される。つまり、外輪及び／又は内軸を製造する際、軌道面に対する高周波焼入れは、軌道部材に形成されている軽合金部を冷却しながら行われる。よって、外輪及び／又は内軸において、高周波焼入れの熱によって軽合金部が形成後に溶融するのを抑制することができる。

＜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。

［第１実施形態］
（全体構成）
図１は、直線Ｘ１を通る平面で第１実施形態に係る車両用軸受１０を切断した断面図である。直線Ｘ１は、軸受１０の軸心である。以下、直線Ｘ１が延びる方向を軸受１０の軸方向又は単に軸方向と称する。軸受１０において、車両に取り付けたときに車体に近い方をインナ側、車体から遠い方をアウタ側と称する。

図１に示す車両用軸受１０は、ハブユニットとも称される。軸受１０は、外輪１１と、内軸１２と、複数の転動体１３，１４と、シール部材１５，１６とを備える。外輪１１及び内軸１２は、軸受１０に含まれる一対の軌道輪である。

外輪１１は、軌道部材１１１と、軽合金部１１２とを備える。軌道部材１１１は、直線Ｘ１を軸心とする筒状をなす。軽合金部１１２は、軌道部材１１１の外周に配置される。

軌道部材１１１は、内周面に軌道面１１１ａ，１１１ｂを有する。軌道面１１１ａ，１１１ｂは、それぞれ、直線Ｘ１を軸心とする環状面である。軌道面１１１ａは、軌道面１１１ｂよりもインナ側に配置されている。

軌道部材１１１は、鋼製である。すなわち、軌道部材１１１は、鉄合金で構成されている。軌道部材１１１は、例えば、Ｓ５５Ｃ等の炭素鋼や、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼で構成することができる。

軽合金部１１２は、軌道部材１１１の外周面に設けられている。軌道部材１１１の外周面は、軌道面１１１ａ，１１１ｂを有しない面である。軽合金部１１２は、筒状部１１２ａと、フランジ部１１２ｂとを含む。

筒状部１１２ａは、直線Ｘ１を軸心とする。筒状部１１２ａは、軌道部材１１１の外周面を覆うように、軌道部材１１１と同軸に配置される。第１実施形態において、筒状部１１２ａの軸方向の長さは、軌道部材１１１の軸方向の長さよりも長い。このため、筒状部１１２ａは、軌道部材１１１の外周面の全体を覆っている。ただし、筒状部１１２ａは、軌道部材１１１の外周面の少なくとも一部を覆っていればよい。

フランジ部１１２ｂは、筒状部１１２ａの外周面から径方向外方に突出する。フランジ部１１２ｂは、直線Ｘ１を軸心とする概略環状をなす。フランジ部１１２ｂは、締結孔１１２ｈを有する。図１には表れていないが、フランジ部１１２ｂには、複数の締結孔１１２ｈが設けられている。フランジ部１１２ｂには、各締結孔１１２ｈ及びボルトやナット等の締結部材を利用して、懸架装置（図示略）が取り付けられる。

軽合金部１１２は、軽合金を含む材料（以下、軽合金材料という）で構成されている。軽合金としては、例えば、アルミニウム合金やマグネシウム合金、チタン合金等が挙げられる。軽合金は、例えば、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）や、ＭＭＣ（金属マトリクス複合材）等、軽合金以外の材料と組み合わせて用いることもできる。すなわち、軽合金部１１２は、その全部が軽合金で構成されていてもよいし、軽合金とその他の材料とによって構成されていてもよい。

内軸１２は、本体部１２１と、フランジ部１２２とを備える。内軸１２は、外輪１１の軌道部材１１１と同様、軸受鋼で構成することができる。

本体部１２１は、直線Ｘ１を軸心とする概略柱状をなすが、その一部が中空である。具体的には、本体部１２１は、インナ側及びアウタ側の各端面に凹部が形成されている。本体部１２１は、外輪１１に挿入されている。本体部１２１は、外周面に軌道面１２１ａを有する。軌道面１２１ａは、直線Ｘ１を軸心とする環状面である。軌道面１２１ａは、外輪１１が有する軌道面１１１ｂと対向する。

本体部１２１のインナ側の端部の外周には、内輪１７が装着されている。内輪１７は、直線Ｘ１を軸心とする筒状をなす。内輪１７の外周面には、軌道面１７ａが設けられている。軌道面１７ａは、直線Ｘ１を軸心とする環状面である。軌道面１７ａは、外輪１１が有する軌道面１１１ａと対向する。

フランジ部１２２は、本体部１２１の外周面から径方向外方に突出する。フランジ部１２２は、直線Ｘ１を軸心とする概略環状をなす。フランジ部１２２は、締結孔１２２ｈを有する。図１には表れていないが、フランジ部１２２には、複数の締結孔１２２ｈが設けられている。フランジ部１２２には、各締結孔１２２ｈ及びボルトやナット等の締結部材を利用して、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。

外輪１１の内周面と内軸１２の外周面との間には、軸受内部空間Ｓ１が形成されている。複数の転動体１３，１４は、軸受内部空間Ｓ１に配置されている。より具体的には、複数の転動体１３は、外輪１１の軌道部材１１１が有する軌道面１１１ａと、内輪１７が有する軌道面１７ａとに接触して配置される。複数の転動体１４は、軌道部材１１１が有する軌道面１１１ｂと、内軸１２の本体部１２１が有する軌道面１２１ａとに接触して配置される。

シール部材１５，１６は、軸受内部空間Ｓ１を密封する。シール部材１５，１６は、それぞれ、直線Ｘ１を軸心とする概略環状をなす。シール部材１５は、軸受内部空間Ｓ１のインナ側の端部を封鎖する。シール部材１６は、軸受内部空間Ｓ１のアウタ側の端部を封鎖する。

（製造方法）
以下、上述のように構成された車両用軸受１０の製造方法について説明する。ただし、軸受１０の製造方法は、以下で説明する態様に限定されるものではない。

軸受１０の製造方法は、外輪１１及び内軸１２をそれぞれ製造する工程と、複数の転動体１３，１４、シール部材１５，１６、及び内輪１７を準備する工程と、各部材を組み立てる工程とを含む。各部材を組み立てる工程では、内軸１２の外周に外輪１１を配置するとともに、内軸１２と外輪１１との間に複数の転動体１３，１４を配置する。より詳細には、内軸１２をインナ側の端から内輪１７に圧入した後、内軸１２のインナ側の端部をかしめることで内軸１２に内輪１７を装着する。さらに、内軸１２及び内輪１７の外周に転動体１３，１４及び外輪１１を配置する。その後、シール部材１５，１６によって軸受内部空間Ｓ１を密封する。

第１実施形態では、外輪１１を製造する方法について特に詳しく説明する。図２Ａ〜図２Ｄは、図１に示す外輪１１を製造するための各工程を説明する図である。ただし、図２Ａ〜図２Ｄに示す各工程は、あくまで一例である。

図２Ａに示すように、まず、軌道部材１１１を準備する。軌道部材１１１は、例えば、軸受鋼を切削加工することによって作製される。

続いて、図２Ｂに示すように、軌道部材１１１の外周面に軽合金材料を鋳込んで軽合金部１１２を形成する。具体的には、軌道部材１１１の周りに、軽合金部１１２の形状に応じた型３を配置する。型３は、複数の部分３ａ〜３ｈに分割された分割型である。溶融させた軽合金材料を型３内に流し込み、軽合金部１１２を成形する。その後、軌道部材１１１及び軽合金部１１２の周りから型３を取り除く。

型３に流し込まれる軽合金材料の温度（鋳込温度）は、使用する軽合金材料の融点等に応じて適宜決定することができる。例えば、軽合金材料がアルミニウム合金を主体とする材料である場合、鋳込温度は約７３０℃とすることができる。軽合金材料を鋳込む際、軌道部材１１１の温度もある程度高くする必要がある。例えば、軽合金材料がアルミニウム合金を主体とする材料である場合、軌道部材１１１は、少なくとも２００℃〜３００℃まで加熱される。

特に図示しないが、型３は、フランジ部１１２ｂの各締結孔１１２ｈに対応する形状を有していてもよい。この場合、軽合金部１１２の鋳込み成形工程で各締結孔１１２ｈが形成される。型３が各締結孔１１２ｈに対応する形状を有しない場合、鋳込み成形工程よりも後の工程で、フランジ部１１２ｂを機械加工して各締結孔１１２ｈを形成すればよい。

次に、図２Ｃに示すように、軌道部材１１１の軌道面１１１ａ，１１１ｂに高周波焼入れを施す。具体的には、軌道部材１１１の内部に高周波装置４を配置し、高周波装置４が発生させる高周波の交流電流によって軌道面１１１ａ，１１１ｂの誘導加熱を行う。これにより、軌道面１１１ａ，１１１ｂに硬化層が形成される。特に限定されるものではないが、高周波焼入れの温度は、例えば、９００℃程度とすることができる。

軌道面１１１ａ，１１１ｂに対する高周波焼入れは、軌道部材１１１の外周面に形成された軽合金部１１２を冷却しながら行われる。軽合金部１１２は、高周波焼入れ工程の間、連続して冷却されることが好ましい。ただし、高周波焼入れ工程の間の軽合金部１１２の冷却は、断続的に行うこともできる。

図２Ｃでは、軽合金部１１２の外周に水をかけることにより、軽合金部１１２が冷却されている。ただし、軽合金部１１２を冷却する方法は、水冷に限られない。例えば、水以外の液体による液冷や空冷で軽合金部１１２を冷却することもできる。あるいは、磁気冷却等で軽合金部１１２を冷却してもよい。

軽合金部１１２の冷却に使用される液体や気体等の冷媒の温度は、軽合金部１１２が含有する軽合金の融点以下に設定される。冷媒の温度は、軽合金部１１２の温度が軽合金の融点に達するのを防止するため、軽合金の融点よりも所定温度低いことがより好ましい。例えば、冷媒の温度は、軽合金部１１２が含有する軽合金の融点よりも１℃低く設定することができる。

図２Ｃでは、軽合金部１１２に対し、軸方向の一方側から冷媒である水が供給されている。しかしながら、冷媒は、軽合金部１１２の全体に均一に供給されてもよい。ただし、少なくとも、軽合金部１１２において軌道面１１１ａ，１１１ｂと対応する部分、つまり軸方向の位置が軌道面１１１ａ，１１１ｂと実質的に一致する部分には、冷媒が直接供給されることが好ましい。

高周波焼入れによって軌道面１１１ａ，１１１ｂに硬化層を形成した後、図２Ｄに示すように、軌道部材１１１の内部から高周波装置４を取り除く。その後、必要に応じて軌道面１１１ａ，１１１ｂの研磨や研削を行う。これにより、外輪１１が完成する。

（第１実施形態の効果）
第１実施形態では、外輪１１の製造に際し、軌道部材１１１に形成された軽合金部１１２を冷却しながら、軌道面１１１ａ，１１１ｂに対して高周波焼入れを施している。このため、軌道部材１１１を伝達する高周波焼入れの熱により、軽合金部１１２が高温になるのを抑制することができる。よって、一旦形成された軽合金部１１２を溶融させることなく、軽合金部１１２により軽量化された外輪１１及び軸受１０を製造することができる。

（第１実施形態の変形例）
軽合金部１１２の形状を工夫することにより、高周波焼入れ工程での軽合金部１１２の冷却効果をより向上させることができる。例えば、鋳込み成形工程（図２Ｂ）において、表面に凹凸形状を有する軽合金部１１２を形成してもよい。この場合、凹凸形状によって軽合金部１１２の表面積が大きくなり、軽合金部１１２の熱伝達率が高くなる。このため、高周波焼入れ工程において軽合金部１１２をより効率的に冷却することが可能となり、軽合金部１１２の溶融をより確実に抑制することができる。

ここでの凹凸形状は、冷却効率を高めるために意図的に形成される付加的な形状を意味し、外輪１１において機能上必須の形状を含まない。例えば、筒状部１１２ａから突出するフランジ部１１２ｂは、懸架装置等を取り付けるために必須の形状であり、冷却効率を高めるために意図的に形成された凹凸形状ではない。凹凸形状には、軽合金部１１２の表面の一部を窪ませたり出っ張らせたりすることによって得られる形状だけではなく、軽合金部１１２に孔を設けることによって得られる形状等も含まれる。

以下、表面に凹凸形状を有する軽合金部の具体例について、図３〜図５を参照しつつ説明する。

第１実施形態の変形例に係る外輪１１Ａを図３に示す。図３は、軸心を通る平面で切断された外輪１１Ａを部分的に示す斜視図である。

外輪１１Ａは、第１実施形態と異なる形状の軽合金部１１２Ａを有する。よって、鋳込み成形工程（図２Ｂ）では、軽合金部１１２Ａに対応する型（図示略）が使用される。

軽合金部１１２Ａは、第１実施形態と同様に、筒状部１１２Ａａと、フランジ部１１２Ａｂとを含む。軽合金部１１２Ａは、さらに、複数のリブ部１１２Ａｃを含んでいる。

複数のリブ部１１２Ａｃは、フランジ部１１２Ａｂのアウタ側の表面に配置されている。複数のリブ部１１２Ａｃは、軽合金部１１２Ａの周方向に並んでいる。複数のリブ部１１２Ａｃは、等間隔に配置されている。ただし、複数のリブ部１１２Ａｃは、不等間隔に配置されていてもよい。

各リブ部１１２Ａｃは、フランジ部１１２Ａｂをアウタ側から支持するように形成される。より詳細には、各リブ部１１２Ａｃは、フランジ部１１２Ａｂのアウタ側の表面と筒状部１１２Ａａの外周面とを連結するように形成されている。各リブ部１１２Ａｃは、フランジ部１１２Ａｂのアウタ側の表面の外周縁部から筒状部１１２Ａａの外周面まで延びている。このような各リブ部１１２Ａｃにより、フランジ部１１２Ａｂを補強し、フランジ部１１２Ａｂの強度を向上させることができる。

リブ部１１２Ａｃの数、大きさ、及び／又は形状は、特に限定されるものではない。例えば、凹凸形状を有しない第１実施形態の軽合金部１１２の表面積に対し、軽合金部１１２Ａの表面積が３０％以上増加するように、リブ部１１２Ａｃの数、大きさ、及び／又は形状を決定することができる。

軽合金部１１２Ａに複数のリブ部１１２Ａｃを設けることにより、軽合金部１１２Ａの表面積が第１実施形態の軽合金部１１２の表面積よりも大きくなり、軽合金部１１２Ａの熱伝達率が向上する。よって、高周波焼入れ工程の間、軽合金部１１２Ａの表面に供給される冷媒によって軽合金部１１２Ａを効率的に冷却することができる。その結果、一旦形成された軽合金部１１２Ａが溶融するのをより確実に抑制することができる。

第１実施形態の他の変形例に係る外輪１１Ｂを図４及び図５に示す。図４は、軸心を通る平面で切断された外輪１１Ｂを部分的に示す斜視図である。図５は、軸心（直線Ｘ１）を通る平面で切断された外輪１１Ｂの半分を示す断面図である。

外輪１１Ｂは、第１実施形態と異なる形状の軽合金部１１２Ｂを有する。よって、鋳込み成形工程（図２Ｂ）では、軽合金部１１２Ｂに対応する型（図示略）が使用される。

軽合金部１１２Ｂは、筒状部１１２Ｂａと、フランジ部１１２Ｂｂとを含む。軽合金部１１２Ｂは、筒状部１１２Ｂａの構成が第１実施形態の軽合金部１１２と異なる。

筒状部１１２Ｂａは、複数の貫通孔１１２Ｂｃ，１１２Ｂｄを有する。複数の貫通孔１１２Ｂｃ，１１２Ｂｄは、それぞれ、筒状部１１２Ｂａを径方向に貫通する。複数の貫通孔１１２Ｂｃ，１１２Ｂｄは、それぞれ、軌道面１１１ａ，１１１ｂと対応する位置において、筒状部１１２Ｂａの周方向に並んでいる。つまり、複数の貫通孔１１２Ｂｃは、軌道面１１１ａに沿って配置されている。複数の貫通孔１１２Ｂｄは、軌道面１１１ｂに沿って配置されている。

貫通孔１１２Ｂｃ，１１２Ｂｄの数、大きさ、形状、位置、及び／又は間隔は、特に限定されるものではない。図４では、各貫通孔１１２Ｂｃ，１１２Ｂｄの形状は正円形状であるが、例えば、楕円形状や多角形状等であってもよい。また、貫通孔１１２Ｂｃ，１１２Ｂｄの数は、複数でなくてもよい。さらに、図４では、複数の貫通孔１１２Ｂｃ，１１２Ｂｄは、それぞれ等間隔に配置されているが、不等間隔に配置されていてもよい。

軽合金部１１２Ｂに複数の貫通孔１１２Ｂｃ，１１２Ｂｄを設けることにより、軽合金部１１２Ｂの表面積は、第１実施形態の軽合金部１１２の表面積よりも大きくなり、軽合金部１１２Ｂの熱伝達率が向上する。よって、高周波焼入れ工程の間、軽合金部１１２Ｂの表面に供給される冷媒によって軽合金部１１２Ｂを効率的に冷却することができる。その結果、一旦形成された軽合金部１１２Ｂが溶融するのをより確実に抑制することができる。

軽合金部１１２Ｂでは、各貫通孔１１２Ｂｃ，１１２Ｂｄが筒状部１１２Ｂａを径方向に貫通しているため、軽合金部１１２Ｂに供給された冷媒は、各貫通孔１１２Ｂｃ，１１２Ｂｄを介して筒状部１１２Ｂａと軌道部材１１１との境界部分に到達する。よって、特に高周波焼入れの熱が伝達されやすい筒状部１１２Ｂａと軌道部材１１１との境界部分を直接的に冷却することができ、当該部分の溶融を抑制することができる。

図４では、筒状部１１２Ｂａには、径方向に貫通する貫通孔１１２Ｂｃ，１１２Ｂｄのみが設けられている。ただし、筒状部１１２Ｂａには、貫通孔１１２Ｂｃ，１１２Ｂｄに代えて、又は貫通孔１１２Ｂｃ，１１２Ｂｄとともに、径方向内方に窪む１以上の凹部が設けられていてもよい。このような凹部を筒状部１１２Ｂａに設けた場合であっても、軽合金部１１２Ｂの表面積を大きくすることができるため、高周波焼入れ工程における軽合金部１１２Ｂの冷却効果を高めることができる。さらに、径方向内方に窪む凹部を介して筒状部１１２Ｂａと軌道部材１１１との境界部分の近傍を冷却することもでき、当該部分の溶融を抑制することができる。

表面に凹凸形状が形成される軽合金部は、図３〜図５に示すものに限定されない。例えば、鋳込み成形工程において、フランジ部を支持するリブ部と、筒状部において径方向内方に窪む凹部及び／又は径方向の貫通孔との双方を軽合金部に形成してもよい。鋳込み成形工程において、図３〜図５に示すリブ部及び貫通孔以外の凸部、凹部、又は孔を軽合金部に形成することもできる。

［第２実施形態］
（全体構成）
図６は、直線Ｘ２を通る平面で第２実施形態に係る車両用軸受２０を切断した断面図である。直線Ｘ２は、軸受２０の軸心である。以下、直線Ｘ２が延びる方向を軸受２０の軸方向又は単に軸方向と称する。軸受２０において、車両に取り付けたときに車体に近い方をインナ側、車体から遠い方をアウタ側と称する。

図６に示す車両用軸受２０は、ハブユニットとも称される。軸受２０は、外輪２１と、内軸２２と、複数の転動体２３，２４と、シール部材２５，２６とを備える。外輪２１及び内軸２２は、軸受２０に含まれる一対の軌道輪である。

外輪２１は、第１実施形態に係る外輪１１の軌道部材１１１と同様の軸受鋼で構成することができる。外輪２１は、本体部２１１と、フランジ部２１２とを含む。

本体部２１１は、直線Ｘ２を軸心とする筒状をなす。本体部２１１は、内周面に軌道面２１１ａ，２１１ｂを有する。

フランジ部２１２は、本体部２１１の外周面から径方向外方に突出する。フランジ部２１２は、直線Ｘ２を軸心とする概略環状をなす。フランジ部２１２は、懸架装置（図示略）を取り付けるための複数の締結孔２１２ｈを有する。

内軸２２は、鋼製の軌道部材２２１と、軽合金部２２２とを備える。軌道部材２２１は、第１実施形態に係る外輪１１の軌道部材１１１と同様の軸受鋼で構成することができる。軽合金部２２２は、第１実施形態に係る外輪１１の軽合金部１１２と同様の軽合金材料で構成される。

軌道部材２２１は、筒状部２２１ａと、フランジ部２２１ｂとを含む。筒状部２２１ａは、直線Ｘ２を軸心とする筒状をなす。筒状部２２１ａの外周面には、軌道面２２１ｃが設けられている。軌道面２２１ｃは、直線Ｘ２を軸心とする環状面である。軌道面２２１ｃは、外輪２１が有する軌道面２１１ｂと対向する。

筒状部２２１ａのインナ側の端部の外周には、内輪２７が装着されている。内輪２７は、第１実施形態に係る内輪１７と同様の構成を有する。内輪２７の軌道面２７ａは、外輪２１が有する軌道面２１１ａと対向する。

フランジ部２２１ｂは、筒状部２２１ａから径方向外方に突出する。フランジ部２２１ｂは、筒状部２２１ａのアウタ側の端部に接続されている。フランジ部２２１ｂは、直線Ｘ２を軸心とする概略環状をなす。フランジ部２２１ｂは、ディスクホイール（図示略）やブレーキディスク（図示略）等を取り付けるための複数の締結孔２２１ｈを有する。

軽合金部２２２は、軌道部材２２１の内周面に設けられる。軌道部材２２１の内周面は、軌道面２２１ｃを有しない。軽合金部２２２は、軌道部材２２１の内周面をアウタ側から覆うように形成されている。軌道部材２２１の内周面のうちインナ側の部分は、軽合金部２２２から露出している。軽合金部２２２のアウタ側の端面には、凹部２２２ａが設けられている。

第１実施形態と同様、複数の転動体２３，２４は、外輪２１の内周面と内軸２２の外周面との間の軸受内部空間Ｓ２に配置されている。複数の転動体２３は、外輪２１の軌道面２１１ａ及び内輪２７の軌道面２７ａに接触して配置される。複数の転動体２４は、外輪２１の軌道面２１１ｂ及び内軸２２の軌道面２２１ｃに接触して配置される。

シール部材２５，２６は、直線Ｘ２を軸心とする環状をなし、軸受内部空間Ｓ２を密封する。シール部材２５，２６は、それぞれ、軸受内部空間Ｓ２のインナ側の端部及びアウタ側の端部を封鎖する。

（製造方法）
以下、上述のように構成された車両用軸受２０の製造方法について説明する。ただし、軸受２０の製造方法は、以下で説明する態様に限定されるものではない。

軸受２０の製造方法は、外輪２１及び内軸２２をそれぞれ製造する工程と、複数の転動体２３，２４、シール部材２５，２６、及び内輪２７を準備する工程と、各部材を組み立てる工程とを含む。各部材を組み立てる工程は、第１実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。

第２実施形態では、内軸２２を製造方法について特に詳しく説明する。図７Ａ〜図７Ｄは、図６に示す内軸２２を製造するための各工程を説明する図である。ただし、図７Ａ〜図７Ｄに示す各工程は、あくまで一例である。

図７Ａに示すように、まず、軌道部材２２１を準備する。軌道部材２２１は、例えば、軸受鋼を切削加工することによって作製される。

続いて、図７Ｂに示すように、軌道部２２１の内周面に軽合金材料を鋳込んで軽合金部１１２を形成する。具体的には、軌道部材２２１の周りに、軽合金部２２２の形状に応じた型５を配置する。型５は、複数の部分５ａ〜５ｄに分割された分割型である。溶融させた軽合金材料を型５内に流し込み、軽合金部２２２を成形する。その後、軌道部材２２１及び軽合金部２２２の周りから型５を取り除く。鋳込み成形工程における軽合金材料の鋳込温度及び軌道部材２２１の温度は、第１実施形態と同様に決定することができる。

次に、図７Ｃに示すように、軌道部材２２１の筒状部２２１ａの外周に高周波装置６を配置し、第１実施形態と同様に、軌道面２２１ｃに高周波焼入れを施す。高周波焼入れは、軌道部材２２１の内周面に形成された軽合金部２２２を冷却しながら行われる。例えば、軽合金部２２２に対して軸方向の両側から水をかけながら、軌道面２２１ｃの高周波焼入れを行う。ただし、第１実施形態において説明したように、軽合金部２２２の冷却方法は水冷に限定されるものではない。

高周波焼入れによって軌道面２２１ｃに硬化層を形成した後、図７Ｄに示すように、高周波装置６を取り除く。その後、必要に応じて軌道面２２１ｃの研磨や研削を行う。これにより、内軸２２が完成する。

（第２実施形態の効果）
第２実施形態では、内軸２２の製造に際し、軌道部材２２１に形成された軽合金部２２２を冷却しながら、軌道面２２１ｃに対して高周波焼入れを施している。このため、軌道部材２２１を伝達する高周波焼入れの熱により、軽合金部２２２が高温になるのを抑制することができる。よって、一旦形成された軽合金部２２２を溶融させることなく、軽合金部２２２により軽量化された内軸２２及び軸受２０を製造することができる。

（第２実施形態の変形例）
第２実施形態に係る内軸２２の製造に際し、鋳込み成形工程において、軽合金部２２２の表面に凹凸形状を形成してもよい。すなわち、鋳込み成形工程において、軽合金部２２２のインナ側の表面及びアウタ側の表面の少なくとも一方に凸部や凹部を形成し、軽合金部２２２の表面積を増大させてもよい。これにより、高周波焼入れ工程における軽合金部２２２の冷却効果を高めることができる。

第２実施形態に係る軸受２０では、内軸２２が軽合金部２２２を有し、外輪２１は軽合金部を有していない。しかしながら、外輪２１の一部を軽合金材料で構成することもできる。例えば、第１実施形態に係る外輪１１と、第２実施形態に係る内軸２２とを組み合わせて車両用軸受を製造することができる。

［変形例］
以上、各実施形態について説明したが、本開示は上記各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。

１０，２０：車両用軸受
１１，１１Ａ，１１Ｂ：外輪（軌道輪）
１１１：軌道部材
１１１ａ，１１１ｂ：軌道面
１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ：軽合金部
１１２ａ，１１２Ａａ，１１２Ｂａ：筒状部
１１２ｂ，１１２Ａｂ，１１２Ｂｂ：フランジ部
１１２Ａｃ：リブ部
１１２Ｂｃ，１１２Ｂｄ：貫通孔
２２：内軸（軌道輪）
２２１：軌道部材
２２１ｃ：軌道面
２２２：軽合金部

Claims (5)

1. 車両用軸受の軌道輪の製造方法であって、
   内周面又は外周面に軌道面を有する鋼製の軌道部材を準備する工程と、
   前記軌道部材の内周面及び外周面のうち前記軌道面を有しない面に、軽合金を含む材料を鋳込んで軽合金部を形成する工程と、
   形成された前記軽合金部を前記軽合金の融点以下の温度に設定された冷媒を用いて冷却しながら、前記軌道面に高周波焼入れを施す工程と、
   を備える、軌道輪の製造方法。
2. 請求項１に記載の軌道輪の製造方法であって、
   前記軽合金部は、表面に凹凸形状を有する、軌道輪の製造方法。
3. 請求項２に記載の軌道輪の製造方法であって、
   前記軌道部材は、内周面に前記軌道面を有し、
   前記軽合金部は、
   前記軌道部材の外周面を覆う筒状部と、
   前記筒状部の外周面から径方向外方に突出するフランジ部と、
   前記フランジ部を支持するように前記フランジ部の表面に配置されるリブ部と、
   を含む、軌道輪の製造方法。
4. 車両用軸受の軌道輪の製造方法であって、
   内周面に軌道面を有する鋼製の軌道部材を準備する工程と、
   前記軌道部材の前記軌道面を有しない外周面に、軽合金を含む材料を鋳込んで軽合金部を形成する工程と、
   形成された前記軽合金部を冷却しながら、前記軌道面に高周波焼入れを施す工程と、
   を備え、
   前記軽合金部は、表面に凹凸形状を有し、
   前記軽合金部は、
   前記軌道部材の外周面を覆い、径方向内方に窪む凹部及び／又は径方向の貫通孔を有する筒状部と、
   前記筒状部の外周面から径方向外方に突出するフランジ部と、
   を含む、軌道輪の製造方法。
5. 車両用軸受の製造方法であって、
   軌道輪としての外輪及び内軸を製造する工程と、
   前記内軸の外周に前記外輪を配置するとともに前記内軸と前記外輪との間に複数の転動体を配置して組み立てる工程と、
   を備え、
   前記外輪及び前記内軸の少なくとも一方は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の軌道輪の製造方法によって製造される、車両用軸受の製造方法。

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