WO2012121242A1

WO2012121242A1 - 車輪用転がり軸受装置の軸部材

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Publication number: WO2012121242A1
Application number: PCT/JP2012/055669
Authority: WO
Inventors: 善紀増田; 奥村　剛史
Original assignee: 株式会社ジェイテクト
Priority date: 2011-03-07
Filing date: 2012-03-06
Publication date: 2012-09-13
Also published as: CN103415401A; EP2684708A1; JP2012183935A

Abstract

【課題】車輪用転がり軸受装置の軸部材において、冷間鍛造によって形成されるフランジ部に入力される荷重によってフランジ部に発生する応力の局部的な集中（応力集中）を抑制する。【解決手段】冷間鍛造によって形成されるフランジ部２１は、外方フランジ部２１ｄと、内方フランジ部２１ａとから成っており、軸線方向断面で視て内方フランジ部２１ａは外方フランジ部２１ｄより肉厚に形成されており、ボルト座面部が配設される側のフランジ面形状が、径方向基端部位置では径方向に一定長さの垂直面形状とされていると共に、該垂直面形状位置から径方向外方に向けて漸次肉薄となる傾斜面２１ｃの形状とされることにより形成されており、傾斜面２１ｃと外方フランジ部２１ｄとの第１のフランジ面接合部位２１ｆが、軸部１０側からみた平面視で、ハブボルト２７のボルト孔２４を囲う凹状曲線部として形成されている。

Description

車輪用転がり軸受装置の軸部材

　この発明は車輪用転がり軸受装置の軸部材に関する。

　従来より、外周面に内輪軌道面が形成される軸部と、この軸部の一端側に形成される嵌合軸部と、前記軸部と前記嵌合軸部との間に位置し、外径方向へ放射状に延出されてハブボルトが配置されるボルト孔が貫設される複数のフランジ部とを有する車輪用転がり軸受装置の軸部材は、例えば、特許文献１及び特許文献２に開示されており、知られている。
　これら特許文献１及び特許文献２に開示の車輪用転がり軸受装置の軸部材は、共に、冷間鍛造の側方押出加工による成形のものである。これにより、従来の円板状に形成されたフランジ部に比して重量軽減を図れる。また、従来より、車輪用転がり軸受装置の軸部材を熱間鍛造によって成形する製法も知られているが、この熱間鍛造の成形面は寸法精度が粗いことに加え、表面に酸化や脱炭が発生するため、成形面のうち寸法精度が要求される部位においては機械加工が必要であった。ところが、冷間鍛造によれば加工精度の高い車輪用転がり軸受装置の軸部材が得られることが知られている。

　ところで、上記した特許文献１及び特許文献２に開示された車輪用転がり軸受装置の軸部材のフランジ部は、軸部と嵌合軸部との間に位置し、外径方向へ放射状に延出形成される構成である。

特開２００６－１１１０７０号公報特開２００８－４５７１８号公報

　この車輪用転がり軸受装置の軸部材を構成する車輪用軸受装置は、車輪を車体の懸架装置に対して回転可能に支持するために装着されるものである。そのため、車両の旋回時に伴う荷重は、上記した車輪用転がり軸受装置の軸部材に曲げ荷重として入力されて車輪用転がり軸受装置の軸部材のフランジ部に繰返し応力が発生する。また、車両走行時等における車輪から作用する荷重は、車輪用転がり軸受装置の軸部材のフランジ部のハブボルトを通じて入力され、かかる荷重に伴う応力がハブボルト近傍に集中する。このように、車輪用転がり軸受装置の軸部材のフランジ部には、応力集中が顕著となる構造となっている。
　しかしながら、上記した特許文献１及び特許文献２は、この車輪用転がり軸受装置の軸部材のフランジ部について、車輪用軸受装置の外輪、ハブボルト等といった各種構成品や、車輪、ブレーキロータ等の相手部品との兼ね合いによってフランジ形状が規制されることを考慮して、上記荷重に伴う応力の集中を抑制するフランジ形状を如何にするかという積極的な開示はされておらず改善の余地がある。

　而して、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、本発明が解決しようとする課題は、外周面に内輪軌道面が形成される軸部と、この軸部の一端側に形成される嵌合軸部と、前記軸部と前記嵌合軸部との間に位置し、外径方向へ放射状に延出されてハブボルトが配置されるボルト孔が貫設される複数のフランジ部とを有する車輪用転がり軸受装置の軸部材において、冷間鍛造によって形成されるフランジ部に入力される荷重によってフランジ部に発生する応力の局部的な集中（応力集中）を抑制することにある。

　上記課題を解決するために、本発明の一形態に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材は、外周面に内輪軌道面が形成される軸部と、この軸部の一端側に形成される嵌合軸部と、前記軸部と前記嵌合軸部との間に位置し、外径方向へ放射状に延出されてハブボルトが配置されるボルト孔が貫設される複数のフランジ部とを有する車輪用転がり軸受装置の軸部材であって、前記フランジ部は、冷間鍛造によって形成されており、前記フランジ部は、前記ボルト孔が貫設される径方向外方領域の外方フランジ部と、該外方フランジ部から径方向内方に向けて連続形成される径方向内方領域の内方フランジ部とから成っており、軸線方向断面で視て内方フランジ部は外方フランジ部より肉厚に形成されており、該内方フランジ部の肉厚形状は径方向基端部位置の径方向の一定長さの範囲がもっとも肉厚形状とされると共に径方向外方に向けて漸次肉薄となるように、前記ハブボルトのボルト座面部が配設される側のフランジ面形状が、径方向基端部位置では径方向に一定長さの垂直面形状とされると共に該垂直面形状の基端部位置から径方向外方に向けて漸次肉薄となる傾斜面形状とされることにより形成されており、前記内方フランジ部に形成される傾斜面と外方フランジ部との接合の第１のフランジ面接合部位が、前記軸部側からみた平面視で、複数のフランジ部に貫設されたボルト孔の中心を結んでできるピッチ円上の該ボルト孔の中心を通る法線に対し直交する直線部、又は、ハブボルトのボルト孔を囲う凹状曲線部として形成されていることを特徴とする。

　このような構成によれば、上記第１のフランジ面接合部位が、軸部側からみた平面視で、複数のフランジ部に貫設されたボルト孔の中心を結んでできるピッチ円上のボルト孔の中心を通る法線に対し直交する直線部、又は、ハブボルトのボルト孔を囲う凹状曲線部として形成されている。そうすると、上記第１のフランジ面接合部位が、上記のような直線部又は凹状曲線部に形成されていると、その各位置からハブボルトの中心までの距離差を小さくすることができる。そのため、フランジ部に入力される荷重によって発生する応力の局部的な集中（応力集中）を抑制することができる。

　本発明によれば、車輪用転がり軸受装置の軸部材において、冷間鍛造によって形成されるフランジ部に入力される荷重によってフランジ部に発生する応力の局部的な集中（応力集中）を抑制することができる。

本発明の実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材が車輪用軸受装置に組み付けられた状態を示す軸方向断面図である。本発明の実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材を鍛造凹部側から示す平面図である。本発明の実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材を示す軸方向断面図である。本発明の実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材の嵌合軸部及びフランジ部を拡大して示す軸方向断面図である。本発明の実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材が、軸状素材から車輪用転がり軸受装置の軸部材を製造する工程を順に示す工程図であり、図５（Ａ）は軸状素材を示す工程の図であり、図５（Ｂ）は焼鈍済み軸状素材を示す工程の図であり、図５（Ｃ）は被膜処理済み軸状素材を示す工程の図であり、図５（Ｄ）は一次冷間鍛造品を示す工程の図であり、図５（Ｅ）は二次冷間鍛造品を示す工程の図であり、図５（Ｆ）は旋削済み鍛造品を示す工程の図であり、図５（Ｇ）は熱処理済み鍛造品を示す工程の図である。本発明の実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材の全体斜視図である。本発明の実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材を軸部側から示す平面図である。本発明の実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材のフランジ部を拡大して示す軸方向断面図である。本発明の実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材のフランジ部の内方フランジ部を拡大して示す軸方向断面図である。本発明の実施例１の変形例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材の全体斜視図である。

　この発明を実施するための形態について実施例にしたがって説明する。

　この発明の実施例１を図１から図１０にしたがって説明する。
　図１に示すように、車輪用軸受装置（車輪用ハブユニット）に採用される車輪用転がり軸受装置（ハブホイール）の軸部材１は、軸部１０と、この軸部１０の一端側に形成されかつ軸部１０よりも大径で車輪（図示しない）の中心孔が嵌込まれる嵌合軸部３０と、軸部１０と嵌合軸部３０との間に位置するフランジ基部２３と、このフランジ基部２３の外周面に外径方向へ放射状に延出された複数のフランジ部２１とを一体に有する。
　そして、複数のフランジ部２１には、車輪を締め付けるハブボルト２７が圧入によって配置されるボルト孔２４が貫設されている。
　また、嵌合軸部３０には、フランジ部２１側にブレーキロータ５５に対応するブレーキロータ用嵌合部３１が形成され、先端側にブレーキロータ用嵌合部３１よりも若干小径で車輪に対応する車輪用嵌合部３２が形成されている。

　また、この実施例１においては、車輪用転がり軸受装置の軸部材１の軸部１０は、フランジ部２１側が大径で先端側が小径に形成された段軸状に形成され、軸部１０の大径部１１の外周面には、転がり軸受としての複列のアンギュラ玉軸受４１の一方の内輪軌道面１８が形成される。
　また、軸部１０の小径部１２の外周面には、他方の内輪軌道面４４を外周面に有する内輪体４２が嵌め込まれる。さらに、軸部１０の先端部には、小径部１２と同径の端軸部１５が延出されている。この端軸部１５の先端部が径方向外方へかしめられてかしめ部１７が形成されることによって小径部１２の外周面に内輪体４２が固定される。

　車輪用転がり軸受装置の軸部材１の軸部１０の外周面には環状空間４９を保って外輪部材４５が配置される。
　外輪部材４５の内周面には、車輪用転がり軸受装置の軸部材１の内輪軌道面１８、４４に対応する外輪軌道面４６、４７が軸方向に所定間隔を保って形成される。そして、内輪軌道面１８、４４と外輪軌道面４６、４７との間には、各複数個の転動体（玉）５０、５１が保持器５２、５３によって保持されてそれぞれ転動可能に配設される。
　なお、内輪軌道面１８、４４と外輪軌道面４６、４７との間に配設される各複数個の転動体（玉）５０、５１には、軸部１０の端軸部１５をかしめてかしめ部１７を形成する際のかしめ力に基づいて所要とする軸方向の予圧が付与される。
　また、外輪部材４５の外周面の軸方向中央部には車体側フランジ４８が一体に形成される。この車体側フランジ４８は、車両の懸架装置（図示しない）に支持されたナックル、キャリア等の車体側部材の取付面にボルトによって締結される。
　また、外輪部材４５の一端部内周面にはシール部材５６が圧入されて組み付けられ、このシール部材５６のリップ５８の先端部が、車輪用転がり軸受装置の軸部材１の内輪軌道面１８の肩部に隣接して形成されたシール面１９に摺接される。

　次にフランジ部２１の形状について詳しく説明する。このフランジ部２１の形状の構成は、車輪用転がり軸受装置の軸部材１の軸部１０に対し、「軸部側からみた平面視」と、「軸線方向断面で視た形状」に大別されるため、それぞれ以下に説明する。

　[車輪用転がり軸受装置の軸部材１の軸部１０側からみた平面視において]
　図６に図示されるように、このフランジ部２１は、概略、内方フランジ部２１ａと外方フランジ部２１ｄとから構成されている。この外方フランジ部２１ｄは、ボルト孔２４が貫設される径方向外方領域に配置形成される部位である。また、内方フランジ部２１ａは、外方フランジ部２１ｄから径方向内方に向けて連続形成される径方向内方領域に配置形成される部位である。また、内方フランジ部２１ａと外方フランジ部２１ｄは、軸部１０の軸線方向断面で視て、内方フランジ部２１ａが外方フランジ部２１ｄより肉厚に形成されている。

　この内方フランジ部２１ａの肉厚形状は径方向基端部位置の径方向の一定長さの範囲がもっとも肉厚形状とされると共に径方向外方に向けて漸次肉薄となるように形成されている。詳しくは、ハブボルト２７のボルト座面部２７ａ（図３参照）が支持されるボルト座面支持面２１ｅ側のフランジ面の形状が、軸部１０の径方向基端部位置では、この軸部１０に対して垂直、且つ、径方向に一定長さの垂直面２１ｂの形状に形成されている。更に、垂直面２１ｂの形状の基端部位置から径方向外方に向けて漸次肉薄となる傾斜面２１ｃの形状とされることにより形成されている。なお、反対側のフランジ面であるローター支持面２２は、前記垂直面２１ｂに平行な垂直面形状となっている。

　図７に図示されるように、内方フランジ部２１ａに形成される傾斜面２１ｃと外方フランジ部２１ｄとの第１のフランジ面接合部位２１ｆは、車輪用転がり軸受装置の軸部材１を軸部１０側からみた平面視において、ハブボルト２７のボルト孔２４を囲う凹状曲線部として形成されている。詳しくは、凹状曲線部は、ボルト孔２４の半径より大きい曲率半径Ｒ１の単一の円弧形状で形成されており、円弧形状の曲率半径Ｒ１の中心は、複数のフランジ部２１に貫設されたボルト孔２４の中心を結んでできるピッチ円Ｐ上のボルト孔２４の中心を通る法線Ｎ上におけるピッチ円Ｐの外径側に位置している。
　また、内方フランジ部２１ａの傾斜面２１ｃと垂直面２１ｂとの第２のフランジ面接合部位２１ｇは、傾斜面２１ｃと外方フランジ部２１ｄとの第１のフランジ面接合部位２１ｆと対応する凹状曲線部（本実施例１においては、単一の円弧形状）として形成されている。

　この第１のフランジ面接合部位２１ｆ及び第２のフランジ面接合部位２１ｇは、ボルト孔２４の中心と同一中心であり、ボルト孔２４より大きい単一の円弧形状であることが望ましい。また、凹状曲線部は、単一の円弧形状に限られず、複合円弧で構成されているものでもよい。また、図１０に図示されるように、法線Ｎに対し直交する直線部であってもよい。この直線部の形態が本実施例１の変形例である。また、この凹状曲線部または、直線部は、第１のフランジ面接合部位２１ｆのみに構成されているものであってもよい。

　[軸部１０の軸線方向断面で視たフランジ部２１の形状]
　図８及び図９に図示されるように、軸部１０の軸線方向断面で視て、フランジ部２１の基端部位置である垂直面２１ｂから外方フランジ部２１ｄまでの間のフランジ面形状は、外方フランジ部２１ｄに接続される凹曲面部２１ｈの形状を備えて構成されると共に、凹曲面部２１ｈに対する径方向内方側には、凹曲面部２１ｈと連続して接合される凸曲面部２１ｉを備えて構成されている。詳しくは、傾斜面２１ｃとボルト座面支持面２１ｅの間の接合（すなわち、第１のフランジ面接合部位２１ｆ）は、軸部１０の軸線方向断面で視て、ボルト座面支持面２１ｅと曲率半径Ｒ２の凹曲面部２１ｈが接合されると共に、この凹曲面部２１ｈの径方向内方側が曲率半径Ｒ３の凸曲面部２１ｉによって傾斜面２１ｃと接合されている。ここで、この凸曲面部２１ｉの曲率半径Ｒ３は、凹曲面部２１ｈの曲率半径Ｒ２より小さい関係で形成されている。
　また、垂直面２１ｂと傾斜面２１ｃとの間の接合（すなわち、第２のフランジ面接合部位２１ｇ）は、軸部１０の軸線方向断面で視て、曲率半径Ｒ４の凸曲面部２１ｊによって接合されている。この凸曲面部２１ｊの曲率半径Ｒ４は、応力集中を防ぐために、凸曲面形状とされており適宜の曲率半径を選択できるものであり、本実施例の凸曲面部２１ｊの曲率半径Ｒ４は、凸曲面部２１ｉの曲率半径Ｒ３と同じ曲率半径が選択されている。

　このように、実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材１によれば、内方フランジ部２１ａに形成される傾斜面２１ｃと外方フランジ部２１ｄとの第１のフランジ面接合部位２１ｆが、軸部１０側からみた平面視で、複数のフランジ部２１に貫設されたボルト孔２４の中心を結んでできるピッチ円Ｐ上のボルト孔２４の中心を通る法線Ｎに対し直交する直線部、又は、ハブボルト２７のボルト孔２４を囲う凹状曲線部として形成されている。

　次に、この実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材の製造方法を製造する方法を図３、図４、及び図５の（Ａ）～（Ｇ）にしたがって説明する。
　この実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材の製造方法は、焼鈍処理工程と、被膜処理工程と、冷間鍛造工程と、旋削工程と、熱処理工程と、研磨工程とを備えている。
　先ず、焼鈍処理工程に先だって、Ｓ４５Ｃ、Ｓ５０Ｃ、Ｓ５５Ｃ等の炭素量０．５％前後の構造用炭素鋼の丸棒材を所定長さに切断して軸状素材６０を形成する（図５の（Ａ）参照）。
　そして、焼鈍処理工程において、軸状素材６０を変態点以上の温度、好ましくは、変態点温度よりも２０℃～７０℃程度高い温度で加熱する。
　これによって、軸状素材６０中の炭素成分を球状化させて球状化焼鈍することで焼鈍済み軸状素材６１を形成する（図５の（Ｂ）参照）。この焼鈍済み軸状素材６１は、これ自体の材料の延性が向上する。

　次に、被膜処理工程において、焼鈍済み軸状素材６１の表面に潤滑剤を被膜処理して潤滑剤被膜３６を有する被膜処理済み軸状素材６２を形成する（図５の（Ｃ）参照）。
　例えば、焼鈍済み軸状素材６１の表面に潤滑剤としてのリン酸塩を塗布して潤滑剤被膜（リン酸塩被膜）３６を有する被膜処理済み軸状素材６２を形成する。
　被膜処理済み軸状素材６２は、その表面の潤滑剤被膜３６によって、冷間鍛造の成形型と素材（材料）との間に生じる摩擦力が低減する。
　そして、前記した焼鈍処理工程及び被膜処理工程を経た被膜処理済み軸状素材６２は、冷間鍛造性に優れた素材となる。

　冷間鍛造工程は、一次冷間鍛造工程と二次冷間鍛造工程を備える。
　一次冷間鍛造工程において、冷間鍛造の前方押出加工の鍛造型装置（図示しない）を用いて被膜処理済み軸状素材６２を前方押出加工し、これによって、軸部（大径部１１、小径部１２及び端軸部１５を含む）１０と、中間軸部（フランジ基部２３と嵌合軸部３０の一部を形成する）２０と、嵌合軸部（この状態では鍛造凹部３５やブレーキロータ用嵌合部３１が形成されていない）３０を形成し、冷間鍛造の前方押出加工による一次冷間鍛造品６３を製作する（図５の（Ｄ）参照）。

　次に、二次冷間鍛造工程において、冷間鍛造の側方押出加工の鍛造型装置（図示しない）を用いて一次冷間鍛造品６３の嵌合軸部３０の中心部端面に鍛造凹部３５を形成しながら軸部１０と嵌合軸部３０との間に位置する中間軸部（フランジ基部２３）２０の外周面に複数のフランジ部２１を放射状に形成し、二次冷間鍛造品６４を製作する（図５の（Ｅ）参照）。

　旋削工程において、二次冷間鍛造品６４の一部、例えば、フランジ部２１の一側面のローター支持面２２と、嵌合軸部３０の端面３３とを旋削し、フランジ部２１にボルト孔２４を孔明け加工して旋削済み鍛造品６５を形成する（図５の（Ｆ）参照）。
　この旋削工程において、二次冷間鍛造品６４の少なくとも嵌合軸部３０の車輪用嵌合部３２の潤滑剤被膜３６は旋削することなく残す。
　また、この実施例１では、図４に示すように、フランジ部２１のローター支持面２２の反対側面と、内輪軌道面１８の肩部に隣接して形成されたシール面１９と、鍛造凹部３５の表面と、軸部１０先端の端軸部１５端面においても潤滑剤被膜３６は旋削されることなく残される。そして、潤滑剤被膜３６を残した分だけ旋削加工範囲が小さくなり、旋削加工が容易となる。

　次に、熱処理（焼き入れ、焼き戻し）工程において、図５の（Ｇ）の網掛け部分に示すように、旋削済み鍛造品６５の軸部１０の内輪軌道面１８と、この内輪軌道面１８に隣接する大径部１１の一部と、小径部１２の外周面と、大径部１１と小径部１２との間の段差面とを高周波焼き入れした後、焼き戻しすることにより内輪軌道面に必要な硬さを維持しつつ、車輪用転がり軸受装置の軸部材として必要な靭性も備えた熱処理済み鍛造品６６を形成する（図５の（Ｇ）参照）。

　最後に、研磨工程において、熱処理済み鍛造品６６の内輪軌道面１８を含む熱処理部分の表面（図５の（Ｇ）に示す網掛け部分の表面）を研磨加工して車輪用転がり軸受装置の軸部材１を形成する。

　このように、実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材１によれば、内方フランジ部２１ａに形成される傾斜面２１ｃと外方フランジ部２１ｄとの第１のフランジ面接合部位２１ｆが、軸部１０側からみた平面視で、複数のフランジ部２１に貫設されたボルト孔２４の中心を結んでできるピッチ円Ｐ上のボルト孔２４の中心を通る法線Ｎに対し直交する直線部、又は、ハブボルト２７のボルト孔２４を囲う凹状曲線部として形成されている。
　ところで、一般的な冷間鍛造による側方押出加工では、成形型に規制されずに側方に押出加工される場合、かかる側方押出部位の形状が、押出加工前の素材の外径と略同一の形状（本実施例１においては、図５に示す一次冷間鍛造品６３の中間軸部２０の外径）で押出加工されて、径方向外方に向かって凸型の形状を成している。そのため、径方向外方に向かって凹状の形状や、複雑な形状を形成する場合には、成形型で形状を規制して形成する必要があるが、側方押出成形部位と成形型の摩擦力が増すため、成形面の割れ等の成形不良を考慮しなければならず、成形に困難性を有していた。
　ところが、本実施例１において冷間鍛造の押出加工を施す素材として用いられる被膜処理済み軸状素材６２は、炭素成分を球状化させる球状化焼鈍を施して材料の延性が向上されており、且つ、リン酸塩被膜をすることで冷間鍛造の成形型との間に生じる摩擦力が低減されたものである。そのため、第１のフランジ面接合部位２１ｆを上記のような形状とすることができる。
　これにより、内方フランジ部２１ａに形成される傾斜面２１ｃと外方フランジ部２１ｄとの第１のフランジ面接合部位２１ｆの各位置から、ハブボルト２７の中心までの距離差を上記した一般的な冷間鍛造による側方押出加工で成形される場合に比べ小さくすることができるため、フランジ部２１に入力される荷重によって発生する応力の局部的な集中（応力集中）を抑制することができる。

　また、内方フランジ部２１ａの傾斜面２１ｃと垂直面２１ｂとの第２のフランジ面接合部位２１ｇは、傾斜面２１ｃと外方フランジ部２１ｄとの第１のフランジ面接合部位２１ｆと対応する形状となる。そのため、垂直面２１ｂと外方フランジ部２１ｄの２点間距離が均一になるため、フランジ部２１を側方押出加工によって外径方向へ放射状に延出形成する際の鍛造流動性の向上を図ることができる。

　また、凹状曲線部は、ボルト孔２４の半径より大きい曲率半径Ｒ１の単一の円弧形状で形成されており、円弧形状の曲率半径Ｒ１の中心は、法線Ｎ上における、ボルト孔２４の中心又は、ピッチ円Ｐの外径側に位置することが望ましい。これにより、形状を複雑にすることなく、フランジ部２１に入力される荷重によって発生する応力の局部的な集中（応力集中）を抑制することができる。

　また、図９に図示されるように、凸曲面部２１ｉと凹曲面部２１ｈとを連続して配設することで、傾斜面２１ｃがボルト座面支持面２１ｅと干渉することなく、傾斜面２１ｃの配設位置を変えて、内方フランジ部２１ａの傾斜面２１ｃの部位の肉厚を増加することができる。すなわち、一般的な冷間鍛造の形成において、内方フランジの傾斜面とボルト座面支持面２１ｅを接合した形状は、図９の図中、仮想線で示した位置となり、かかる仮想線の傾斜面と嵌合軸部の基端部の間の距離Ｔ２としている。これに対し、本実施例においては、凸曲面部２１ｉと凹曲面部２１ｈとを連続して配設することで、傾斜面２１ｃと嵌合軸部３０の基端部の間の距離Ｔ１は、Ｔ２より肉厚とすることができる。また、凹曲面部２１ｈの曲率半径Ｒ２は、凸曲面部２１ｉの曲率半径Ｒ３より大きいため、ハブボルト２７から入力される荷重に伴って発生する応力集中を抑制することができる。

　また、この実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材の製造方法によれば、冷間鍛造工程（一次及び二次冷間鍛造工程）の前工程である被膜処理工程のさらに前工程の焼鈍処理工程において、Ｓ４５Ｃ、Ｓ５０Ｃ、Ｓ５５Ｃ等の構造用炭素鋼の丸棒材よりなる軸状素材６０を変態点以上の温度で加熱し、焼鈍することで、材料の延性が向上した焼鈍済み軸状素材６１を形成する。
　その後、被膜処理工程において、焼鈍済み軸状素材６１の表面に、冷間鍛造の成形型との間に生じる摩擦力を低減する潤滑剤被膜３６を施して被膜処理済み軸状素材６２を形成する。
　これによって、被膜処理済み軸状素材６２は、鍛造性に優れた素材となる。
　このため、その後の冷間鍛造工程においては、特許文献１に記載された一次、二次、及び三次の冷間鍛造が必要な製造方法と比べ、鍛造回数を少なくすることができる。
　この実施例１では、一次冷間鍛造工程と二次冷間鍛造工程の二回の冷間鍛造工程によって、軸部１０と、嵌合軸部３０と、複数のフランジ部２１とを一体に有する冷間鍛造品（二次冷間鍛造品６４）を容易に形成することができる。
　この結果、冷間鍛造の回数や冷間鍛造に要する鍛造型装置を軽減してコスト低減を図ることができる。

　また、旋削工程において、冷間鍛造品（二次冷間鍛造品６４）の少なくとも嵌合軸部３０の車輪用嵌合部３２の潤滑剤被膜３６は旋削することなく残す。そして、車輪用嵌合部３２の外周面に残存する潤滑剤被膜３６によって、車輪用嵌合部３２と、この車輪用嵌合部３２に嵌合される車輪（例えば、アルミ合金製ホイール）との間の接触部で発生する異種金属接触腐食や固着を防止することができる。
　この結果、車輪用嵌合部３２の外周面に、異種金属接触腐食を防止するための塗装やワックス塗布が不要となる。

　また、この実施例１に係る車輪用転がり軸受装置の軸部材の製造方法によって製造された車輪用転がり軸受装置の軸部材１は、嵌合軸部３０の車輪用嵌合部３２の外周面に潤滑剤被膜３６が設けられるため、車輪（例えば、アルミ合金製ホイール）との間の接触部で発生する異種金属接触腐食や固着を防止することができる。

　以上、本発明の実施形態について実施例１について説明したが、本発明の車輪用転がり軸受装置の軸部材は、本実施の形態に限定されず、その他各種の形態で実施することができるものである。

　本発明において、前記内方フランジ部の傾斜面と垂直面との接合の第２のフランジ面接合部位は、前記傾斜面と外方フランジ部との第１のフランジ面接合部位と対応する前記直線部、又は、前記凹状曲線部として形成することもできる。

　このような構成によれば、上記した第２のフランジ面接合部位は、上記の第１のフランジ面接合部位と対応する形状となることにより、垂直面と外方フランジ部の２点間距離が均一になるため、フランジ部を側方押出加工によって外径方向へ放射状に延出形成する際の鍛造流動性の向上を図ることができる。

　さらに、前記凹状曲線部は、前記ボルト孔より大きい単一の円弧形状で形成されており、該円弧形状の中心は、前記法線上における、前記ボルト孔の中心又は、前記ピッチ円の外径側に位置してもよい。

　このような構成によれば、凹状曲線部は、ボルト孔より大きい単一の円弧形状で形成され、円弧形状の中心が法線上におけるボルト孔の中心又はピッチ円の外径側に位置することにより、形状を複雑にすることなく、フランジ部に入力される荷重によって発生する応力の局部的な集中（応力集中）を抑制することができる。

産業上の利用性

　本発明によれば、車輪用転がり軸受装置の軸部材において、冷間鍛造によって形成されるフランジ部に入力される荷重によってフランジ部に発生する応力の局部的な集中（応力集中）を抑制することができる。
　この出願は、2011年3月7日に提出された日本国特許出願、特願2011-048900に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１　　車輪用転がり軸受装置の軸部材
１０　軸部
１１　軸部の大径部
１２　軸部の小径部
１５　軸部の端軸部
１７　かしめ部
１８　内輪軌道面
１９　シール面
２０　中間軸部
２１　フランジ部
２１ａ内方フランジ部
２１ｂ垂直面
２１ｃ傾斜面
２１ｄ外方フランジ部
２１ｅボルト座面支持面
２１ｆ第１のフランジ面接合部位
２１ｇ第２のフランジ面接合部位
２１ｈ凹曲面部
２１ｉ凸曲面部
２１ｊ凸曲面部
２２　ローター支持面
２３　フランジ基部
２４　ボルト孔
２７　ハブボルト
２７ａボルト座面部
３０　嵌合軸部
３１　ブレーキロータ用嵌合部
３２　車輪用嵌合部
３３　嵌合軸部の端面
３５　鍛造凹部
３６　潤滑剤被膜
４１　アンギュラ玉軸受
４２　内輪体
４４　内輪軌道面
４５　外輪部材
４６　外輪軌道面
４７　外輪軌道面
４８　車体側フランジ
４９　環状空間
５２　保持器
５３　保持器
５５　ブレーキロータ
５６　シール部材
５８　リップ
６０　軸状素材
６１　焼鈍済み軸状素材
６２　被膜処理済み軸状素材
６３　一次冷間鍛造品
６４　二次冷間鍛造品
６５　旋削済み鍛造品
６６　熱処理済み鍛造品
Ｔ１　傾斜面と嵌合軸部の基端部の間の距離
Ｔ２　通常形成される傾斜面と嵌合軸部の基端部の間の距離
Ｒ１　円弧形状の曲率半径
Ｒ２　凹曲面部の曲率半径
Ｒ３　凸曲面部の曲率半径
Ｒ４　凸曲面部の曲率半径

Claims

　外周面に内輪軌道面が形成される軸部と、この軸部の一端側に形成される嵌合軸部と、前記軸部と前記嵌合軸部との間に位置し、外径方向へ放射状に延出されてハブボルトが配置されるボルト孔が貫設される複数のフランジ部とを有する車輪用転がり軸受装置の軸部材であって、
　前記フランジ部は、冷間鍛造によって形成されており、
　前記フランジ部は、前記ボルト孔が貫設される径方向外方領域の外方フランジ部と、
　該外方フランジ部から径方向内方に向けて連続形成される径方向内方領域の内方フランジ部とから成っており、
　軸線方向断面で視て内方フランジ部は外方フランジ部より肉厚に形成されており、
　該内方フランジ部の肉厚形状は径方向基端部位置の径方向の一定長さの範囲がもっとも肉厚形状とされると共に径方向外方に向けて漸次肉薄となるように、前記ハブボルトのボルト座面部が配設される側のフランジ面形状が、径方向基端部位置では径方向に一定長さの垂直面形状とされると共に該垂直面形状の基端部位置から径方向外方に向けて漸次肉薄となる傾斜面形状とされることにより形成されており、
　前記内方フランジ部に形成される傾斜面と外方フランジ部との接合の第１のフランジ面接合部位が、前記軸部側から視た平面視で、複数のフランジ部に貫設されたボルト孔の中心を結んでできるピッチ円上の該ボルト孔の中心を通る法線に対し直交する直線部、又は、ハブボルトのボルト孔を囲う凹状曲線部として形成されていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置の軸部材。
　請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置の軸部材であって、
　前記内方フランジ部の傾斜面と垂直面との接合の第２のフランジ面接合部位は、前記傾斜面と外方フランジ部との第１のフランジ面接合部位と対応する前記直線部、又は、前記凹状曲線部として形成されていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置の軸部材。
　請求項１又は請求項２に記載の車輪用転がり軸受装置の軸部材であって、
　前記凹状曲線部は、前記ボルト孔より大きい単一の円弧形状で形成されており、該円弧形状の中心は、前記法線上における、前記ボルト孔の中心又は、前記ピッチ円の外径側に位置することを特徴とする車輪用転がり軸受装置の軸部材。