特開 2022-134976 車輪用軸受装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022134976

(43)【公開日】2022-09-15

(54)【発明の名称】車輪用軸受装置

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/64 20060101AFI20220908BHJP

   F16C 19/18 20060101ALI20220908BHJP

【ＦＩ】

F16C33/64

F16C19/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021034514

(22)【出願日】2021-03-04

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小原 涼輔

【テーマコード（参考）】

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J701AA03

3J701AA32

3J701AA43

3J701AA54

3J701AA62

3J701BA54

3J701BA69

3J701DA09

3J701DA11

3J701DA20

3J701EA02

3J701FA31

3J701FA44

3J701GA03

3J701XB03

3J701XB11

3J701XE03

3J701XE11

(57)【要約】

【課題】打ち抜きすべき位置に関わらず、外方部材のファイバ角を小さくすることが可能な車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】外方部材１には、外輪軌道面１Ａのうち最も外周側に配置される底部１Ｐから内周面１ＦＴが延びる。内周面１ＦＴは、底部１Ｐから、外方部材１の外周側に向かうように、相手部材の軸方向に対して傾斜する方向に延びる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内周に外輪軌道面を含み、相手部材に組み付け可能な取付フランジを一体として含む外方部材と、
外周に内輪軌道面を含み、前記外方部材の内周側に対向する内方部材と、
前記外輪軌道面および前記内輪軌道面の間に配置される転動体とを備え、
前記外方部材には、前記外輪軌道面のうち最も外周側に配置される底部から内周面が延び、
前記内周面は、前記底部から、前記外方部材の外周側に向かうように、前記相手部材の軸方向に対して傾斜する方向に延びる、車輪用軸受装置。

【請求項2】

前記外方部材には、前記軸方向に沿って複列の前記外輪軌道面が含まれ、
前記内周面は、前記複列の外輪軌道面のうち少なくとも１つの前記外輪軌道面の前記底部から延びるように形成される、請求項１に記載の車輪用軸受装置。

【請求項3】

前記内周面は、前記複列の外輪軌道面のすべての前記底部のそれぞれから延びるように形成される、請求項２に記載の車輪用軸受装置。

【請求項4】

前記外方部材の最も内周側の最内周面の前記軸方向についての中央部と、前記軸方向について前記中央部に近い側の前記外方部材の端部との距離は、前記外方部材の前記軸方向に沿う最大寸法の４５％以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車輪用軸受装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

軸受、特に車輪用軸受に使用される炭素鋼には、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）などの非金属介在物が含まれている。非金属介在物は鋼材より硬度が高い。このため軸受の軌道面の内部に非金属介在物が存在すれば、その非金属介在物の周辺にせん断応力が生じる。せん断応力により、軸受における非金属介在物の周辺にき裂が発生しやすくなる。非金属介在物の周辺に生じたき裂は、ファイバフローに沿って軌道面まで進展し、軌道面の剥離（以下、内部起点剥離と呼ぶ）の原因となる。つまり非金属介在物は軸受の転動疲労寿命が短縮される原因となる。

【0003】

内部起点剥離を抑制するためには、軌道面と、その近くでの炭素鋼のファイバフローとのなす角（以下、ファイバ角と呼ぶ）を小さくするか、あるいは非金属介在物の含有量が少ない鋼材を用いることが好ましい。非金属介在物が微量であれば、たとえファイバ角が大きくても、転動疲労寿命への大きな影響はないことがわかっているためである。しかし炭素鋼の非金属介在物の含有量はロットによってばらつきがある。非金属介在物が多く含まれ、ファイバ角が大きい炭素鋼が車輪用軸受に使用されれば、内部起点剥離が起こりやすくなる。

【0004】

外輪、内輪およびハブ輪からなるいわゆる第３世代の車輪用軸受装置においては、外輪のファイバフローが最もファイバ角が大きくなる傾向がある。そこでたとえば特開２００８－１０１６８５号公報（特許文献１）には、外輪のファイバ角をなるべく小さくする観点から次のようにされる。鍛造工程において中間素材が形成される。中間素材の外輪軌道面に対応する溝部が、円弧状の断面となるように形成される。断面における当該溝部の接線方向にカウンタボアが形成される。これにより、外輪軌道面に対応する部分のファイバフローが外輪軌道面に沿ってほぼ平行となるように形成される。このため、溝部の旋削による完成品の形成時に外輪軌道面でのファイバ角を小さくでき、転動疲労寿命を延長できる。なお完成品におけるカウンタボアは、溝底部を残してわずかに径方向内方に突出し、シール部に向かって漸次拡径するテーパ状に形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００８－１０１６８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特開２００８－１０１６８５号公報に開示される方法により、多くの車輪用軸受装置においてはファイバ角を小さくできる。しかし一部の車輪用軸受装置においては、外輪などの外方部材の鍛造工程にて形成される、後の旋削加工時に打ち抜きすべき位置が、インナ側とアウタ側とのいずれかに偏った位置に形成される。インナ側とは、当該外方部材が車体に取り付けられた時の車両の幅方向の中央寄りに相当する方向を意味する。アウタ側とは、当該外方部材が車体に取り付けられた時の車両の幅方向の外側寄りに相当する方向を意味する。打ち抜きすべき位置が偏っている場合、旋削加工の後に外輪軌道面でのファイバ角が大きくなる。特開２００８-１０１６８５号公報においてはこのような課題について考慮されていない。

【0007】

本開示は以上の課題に鑑みなされたものである。その目的は、打ち抜きすべき位置に関わらず、外方部材のファイバ角を小さくすることが可能な車輪用軸受装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示に従った車輪用軸受装置は、外方部材と、内方部材と、転動体とを備えている。外方部材は内周に外輪軌道面を含み、相手部材に組み付け可能な取付フランジを一体として含んでいる。内方部材は外周に内輪軌道面を含み、外方部材の内周側に対向する。転動体は外輪軌道面および内輪軌道面の間に配置される。外方部材には、外輪軌道面のうち最も外周側に配置される底部から内周面が延びる。内周面は、底部から、外方部材の外周側に向かうように、相手部材の軸方向に対して傾斜する方向に延びる。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、打ち抜きすべき位置に関わらず、外方部材のファイバ角を小さくすることが可能な車輪用軸受装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１に係る車輪用軸受装置の構成を示す概略断面図である。

【図2】実施の形態１における車輪用軸受装置を構成する外方部材を抜き取った概略拡大断面図である。

【図3】実施の形態１の車輪用軸受装置に含まれる外方部材の製造工程を示す概略断面図である。

【図4】比較例の外方部材の形状、およびその製造工程を示す概略断面図である。

【図5】比較例のアウター側の外輪軌道面への転動体の接触態様、および外輪軌道面周辺でのファイバフローの形状を示す、部分概略断面図である。

【図6】実施の形態１の外方部材の完成品のファイバフローを示す断面図である。

【図7】実施の形態２における車輪用軸受装置を構成する外方部材を抜き取った概略拡大断面図である。

【図8】実施の形態３における車輪用軸受装置を構成する外方部材を抜き取った概略拡大断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず図１～図２を用いて、本実施の形態の車輪用軸受装置の構成について説明する。図１は、実施の形態１に係る車輪用軸受装置の構成を示す概略断面図である。図２は、実施の形態１における車輪用軸受装置を構成する外方部材を抜き取った概略拡大断面図である。

【0012】

図１を参照して、本実施の形態に係る車輪用軸受装置１０は、図示されない車両の車体に組み付け可能である。以下では車輪用軸受装置１０が車体に組み付けられた状態で、車両の幅方向の外側寄りとなる側をアウター側ＯＴとし、車両の幅方向の中央寄りとなる側をインナー側ＩＮとする。すなわち図１では車輪用軸受装置１０の右側がアウター側ＯＴであり、車輪用軸受装置１０の径方向外側に図示されない車輪が取り付けられている。ここでの径方向は、概ね図１での上下方向に相当し、軸方向ＡＸを示す鎖線を中心とする仮想の円環形状の径の方向である。

【0013】

車輪用軸受装置１０が車体に組みつけられた際に、車輪用軸受装置１０は軸方向ＡＸに沿って延びることができる。軸方向ＡＸは車輪用軸受装置１０が組み付けられる車輪が車体に対してハンドルで旋回されていないまっすぐの状態においては、車体の幅方向（図１の左右方向）である。軸方向ＡＸは車輪用軸受装置１０単独の幅方向（図１の左右方向）である。また図１では車輪用軸受装置１０の左側がインナー側ＩＮであり、車輪用軸受装置１０の左側が車体の中央側となる。したがって図１での左端よりさらに左側の図示されない領域に、車輪用軸受装置１０が取り付けられる車輪と対となる他の車輪が取り付けられる。

【0014】

図１の車輪用軸受装置１０は、軸方向ＡＸが図示される位置を中心とする仮想の円環形状の径方向に並ぶように、外方部材１と、内方部材２と、転動体３とを主に備えている。

【0015】

外方部材１は、単一の部材からなっている。外方部材１は、概ね環状の部材である。外方部材１は、内周に外輪軌道面１Ａを含んでいる。外方部材１の内周とは、径方向についての内側の環状の部分、つまり外方部材１のうち軸方向ＡＸを示す鎖線に最も近い部分である。外方部材１には、外輪軌道面１Ａが複列に形成されている。すなわち外輪軌道面１Ａは、軸方向ＡＸに沿って互いに間隔をあけて複数（図１では２列）形成されている。外輪軌道面１Ａは軸方向ＡＸを示す鎖線から径方向に一定距離だけ離れた位置に１周、円環形状を有するように形成されている。外方部材１は、図示されない車両の車体（相手部材）に組み付け可能である。これにより車輪用軸受装置１０が当該車両に組み付け可能である。

【0016】

内方部材２は、概ね環状の部材である。内方部材２は、外方部材１の内周側に対向している。つまり内方部材２は、少なくとも後述の第２取付フランジ４Ｂなど一部の領域を除き、径方向について外方部材１と間隔をあけて外方部材１よりも軸方向ＡＸに近い側に配置されている。内方部材２は、２つの部材を含んでいる。すなわち内方部材２は、第１内方部材としてのハブ輪４と、第２内方部材としての内輪２Ｄとを含んでいる。ハブ輪４は、外周に内輪軌道面４Ａを含んでいる。内輪２Ｄは、外周に内輪軌道面２Ａを含んでいる。図１において内輪軌道面４Ａは内輪軌道面２Ａよりもインナー側ＩＮに配置される。内方部材２の外周とは、径方向についての外側の環状の部分、つまり内方部材２のうち軸方向ＡＸを示す鎖線から最も遠い部分である。内輪軌道面４Ａと内輪軌道面２Ａとは、軸方向ＡＸにおいて隣り合う。内輪軌道面２Ａおよび内輪軌道面４Ａは１列ずつ（合計２列）、いずれも軸方向ＡＸを示す鎖線から径方向に一定距離だけ離れた位置に１周、円環形状を有するように形成されている。

【0017】

転動体３は、外輪軌道面１Ａ上ならびに、内輪軌道面２Ａおよび内輪軌道面４Ａのいずれかの上に配置されている。具体的には、複数の転動体３の各々は、外輪軌道面１Ａと、内輪軌道面２Ａと内輪軌道面４Ａとのいずれかとの間に配置されている。別の観点から言えば、複数の転動体３の各々は、外輪軌道面１Ａ上に設けられている。同様に、複数の転動体３の各々は、内輪軌道面２Ａおよび内輪軌道面４Ａのいずれかの上に設けられている。複数の転動体３の各々は、外輪軌道面１Ａと内輪軌道面２Ａ，４Ａとの間で転動するように構成されている。複数の転動体３の各々は、保持器５により周方向に所定のピッチで配置される。これにより、円環状の外輪軌道面１Ａ上および内輪軌道面２Ａ，４Ａ上において転動自在に保持されている。複数の転動体３の各々は、外輪軌道面１Ａおよび内輪軌道面２Ａ，４Ａの周方向に沿って回転可能に構成されている。以上の構成により、外方部材１および内方部材２は、互いに相対的に回転可能となっている。

【0018】

図１および図２を参照して、外方部材１は内周面１ＦＴを有している。内周面１ＦＴは、外輪軌道面１Ａのうち最も径方向の外周側に配置される底部１Ｐを起点として、そこから延びている。外輪軌道面１Ａの底部１Ｐは、図２の断面図での上側の外輪軌道面１Ａの、最も上側の位置（点）である。内周面１ＦＴは底部１Ｐから、外方部材１の外周側に向かうように、相手部材である車体の軸方向ＡＸに対して傾斜する方向に延びている。つまり内周面１ＦＴは、図１および図２が示す軸方向ＡＸを通る断面図においては、右側の外輪軌道面１Ａの底部１Ｐから、右側に向かうにつれて漸次上側に進む方向に直線状に延びている。つまり内周面１ＦＴは、図１において、車輪用軸受装置１０（外方部材１）が車体に組み付けられた状態で、軸方向ＡＸに対して微小な角度を有するように延びている。

【0019】

さらに言い換えれば、内周面１ＦＴは、図１の右側の外輪軌道面１Ａのアウター側ＯＴに隣り合う位置に、その側面が軸方向ＡＸに対してやや傾斜した円錐形状の面となるように形成されている。本実施の形態においては、内周面１ＦＴは、複列（２列）の外輪軌道面１Ａのうち少なくとも１つである、アウター側ＯＴの外輪軌道面１Ａの底部１Ｐのみから、上記のように傾斜するように（円錐の側面状に）延びている。一方、外方部材１のインナー側ＩＮの外輪軌道面１Ａからは内周面１ＦＴは延びていない。当該外輪軌道面１Ａのインナー側ＩＮに隣接する位置には、内面が径方向の内側に突起するカウンタボアＣＢが形成されている。

【0020】

図１の車輪用軸受装置１０は、いわゆる第３世代の車輪用軸受装置である。すなわち図１および図２の車輪用軸受装置１０の外方部材１は、第１取付フランジ１Ｂ（取付フランジ）を一体として含んでいる。つまり外方部材１には第１取付フランジ１Ｂが形成されている。第１取付フランジ１Ｂは、外方部材１をたとえば車体に取り付け可能とするために設けられた、外方部材１の径方向外側への突起部である。このため外方部材１は回転せず固定される。第１取付フランジ１Ｂは、外方部材１の外周の複数箇所に形成されることが好ましい。第１取付フランジ１Ｂは、たとえば外方部材１の周方向に位相９０°ずつ間隔をあけて４つ形成されていてもよい。ただし第１取付フランジ１Ｂの形成される数はこれに限らず任意である。たとえば第１取付フランジ１Ｂは６つ形成されてもよく、８つ形成されてもよい。また複数の第１取付フランジ１Ｂ間の周方向の間隔は互いに等しくなくてもよい。第１取付フランジ１Ｂには、図示されないナックルに締結されるネジ部１Ｃが形成されている。

【0021】

再度図１を参照して、いわゆる第３世代である車輪用軸受装置１０の内方部材２は、第２取付フランジ４Ｂを一体として含んでいる。つまり内方部材２を構成するハブ輪４には第２取付フランジ４Ｂが形成されている。第２取付フランジ４Ｂは、ハブ輪４（内方部材２）を図示されない車輪に取り付け可能とするために設けられた、ハブ輪４の径方向外側への突起部である。このため内方部材２は回転可能とされる。ハブ輪４は、第２取付フランジ４Ｂを一体として有している。ただし図示されないが、内方部材２を構成する内輪２Ｄに第２取付フランジ４Ｂが一体に形成されてもよい。第２取付フランジ４Ｂは、ハブ輪４（または内輪２Ｄ）の外周の複数箇所に形成されることが好ましい。第２取付フランジ４Ｂは、たとえば外方部材１の周方向に位相９０°ずつ間隔をあけて４つ形成されていることが好ましい。ただし第２取付フランジ４Ｂの形成される数はこれに限らず任意である。第２取付フランジ４Ｂには貫通孔４Ｃが形成されている。貫通孔４Ｃを貫通するように、車輪を取り付けるためのハブボルト８が配置可能となっている。ハブボルト８は図示されない車輪のたとえばホイールと、軸方向ＡＸから見たときに重なるように配置されている。これによりハブボルト８は当該ホイールに固定されている。

【0022】

内方部材２の特にハブ輪４の軸方向ＡＸを示す鎖線周りには軸貫通孔４Ｇが形成されている。たとえば車輪用軸受装置１０が駆動輪に取り付けられる場合には、軸貫通孔４Ｇを貫通するように車軸が配置され、車軸に連結される等速自在継手が設けられる。等速自在継手は、図示されないエンジンまたはディファレンシャルギアに接続される。これによりエンジンの動力などが車輪用軸受装置１０から車輪に伝えられる。ただし車輪用軸受装置１０が従動輪に取り付けられる場合には、ハブ輪４に軸貫通孔４Ｇが形成されてもよいが、形成されなくてもよい。従動輪用のハブ輪４に軸貫通孔４Ｇを形成すれば、ハブ輪４を含む車輪用軸受装置１０を軽量化できる。

【0023】

外方部材１と内方部材２との間の空間は、シール部７で密封されている。シール部７は、外方部材１の軸方向ＡＸの左側および右端部の双方に配置されている。シール部７で密封された空間が軸受内部空間を構成する。シール部７は、たとえば外方部材１の内面１Ｌ、傾斜面１Ｑに装着される。

【0024】

図２を再度参照して、外方部材１は図１のように設置されたときの軸方向ＡＸを通る断面において、以下に述べる形状および寸法の特徴を有することが好ましい。なおここで述べる各部分は、周方向について１周、円環形状となるように形成されている。ただし第１取付フランジ１Ｂは例外的に、周方向の一部の領域のみに配置される。外方部材１は、径方向の外側において径方向に延びる部分の付根部（径方向の最も内側）に、湾曲部１Ｆ，１Ｇを有している。特に外方部材１が径方向に沿って延びる部分（第１取付フランジ１Ｂを含む）のインナー側ＩＮに湾曲部１Ｆが、アウター側ＯＴに湾曲部１Ｇが、形成されている。湾曲部１Ｆ，１Ｇは曲面（球面の一部）の形状を有する凹部である。湾曲部１Ｆは径方向内側に向けてややアウター側ＯＴに寄るように、図２において傾斜した断面形状を有していてもよい。また、前記の傾斜した断面形状は径方向内側、軸方向内側のいずれか一方に設けられていてもよい。

【0025】

湾曲部１Ｇのアウター側ＯＴには、湾曲部１Ｇに連なるように、外面１Ｈが形成されている。外面１Ｈは外方部材１のアウター側ＯＴの端部まで、軸方向ＡＸに沿って円筒形状にまっすぐ延びていてもよい。湾曲部１Ｆのインナー側ＩＮには、湾曲部１Ｆに連なるように、外面１Ｉが形成されている。外面１Ｉのインナー側ＩＮには、屈曲部１２を介して、外面１Ｉに連なるように傾斜面１Ｊが形成され、さらに屈曲部１２を介してそのインナー側ＩＮに傾斜面１Ｋが形成されてもよい。屈曲部１２は図２の断面にて折れ曲がった境界部である。

【0026】

外方部材１のアウター側ＯＴの端部には内面１Ｌが、インナー側ＩＮの端部には傾斜面１Ｎが形成されている。これらは外面よりも径方向内側に配置される。径方向内側は、アウター側ＯＴからインナー側ＩＮへ、内面１Ｌ、湾曲部１Ｍ、屈曲部１２、内周面１ＦＴ、（底部１Ｐ、）外輪軌道面１Ａ、傾斜面１Ｔ、屈曲部１２、最内周面１Ｓ、外輪軌道面１Ａ、カウンタボアＣＢ、屈曲部１２、湾曲部１Ｒ、屈曲部１２、傾斜面１Ｑ、屈曲部１２、傾斜面１Ｎの順に並んでいる。カウンタボアＣＢは、外方部材１の内周を形成する面が部分的に径方向の内側に突起する部分である。図２でのカウンタボアＣＢの径方向寸法は（外輪軌道面１Ａの溝底径）－０．２×（外輪軌道面１Ａの溝直径）以上であることが好ましく、（外輪軌道面１Ａの溝底径）－０．１×（外輪軌道面１Ａの溝直径）以上であることがより好ましい。最内周面１Ｓは内面１Ｌよりも径方向内側に配置される。

【0027】

外面１Ｈ，１Ｉおよび内面１Ｌは、軸方向ＡＸに沿って円筒形状に延びている。上記の各傾斜面は軸方向ＡＸに対して傾斜するように円錐の側面形状として延びている。

【0028】

外面１Ｈは外面１Ｉよりもやや外周側に配置されてもよい。アウター側ＯＴの端部はインナー側ＩＮの端部よりも径方向に厚くてもよい。

【0029】

外方部材１の最も内周側の最内周面１Ｓの軸方向ＡＸについての中央部（一点鎖線）と、当該軸方向ＡＸについて中央部に近い側の端部との距離ａを考える。外方部材１の軸方向ＡＸに沿う最大寸法をＬとする。このとき距離ａは、最大寸法Ｌの４５％以下である。なお距離ａは最大寸法Ｌの４０％以下であってもよいし、３５％以下であっても、３０％以下であっても、２５％以下であってもよい。つまり最内周面１Ｓは外方部材１の左右方向の中央部よりもアウター側ＯＴに寄って形成されている。これに対し、外方部材１の第１取付フランジ１Ｂは、外方部材１の左右方向の中央部よりもインナー側ＩＮに寄って形成されている。このような構成であってもよい。

【0030】

以上のように図２に示す外方部材１の形状および寸法の特徴について説明したが、本実施の形態に適用可能な外方部材１の形状および寸法はこれに限られない。

【0031】

図３は、実施の形態１の車輪用軸受装置に含まれる外方部材の製造工程を示す概略断面図である。なお図３には、実施の形態１にて形成される外輪軌道面１Ａの周辺での、後述するファイバフローの形状を示している。図３を参照して、外方部材１は、以下のように製造される。たとえば円柱形状の鋼材を圧縮加工した後に鍛造加工することにより、図中実線で示す外形の中間素材１１が形成される。この中間素材１１は図３の下方に延びる打ち抜き部が形成されている。この打ち抜き部が打ち抜き加工で除去される。これにより最内周面１Ｓのニアネットシェイプが形成される。さらに中間素材１１が旋削加工され、外表面などが部分的に除去される。旋削加工により、図中点線で示す、図２と同じ断面形状を有する外方部材１が形成される。旋削時には、外輪軌道面１Ａおよび内周面１ＦＴを形成するための中間素材１１の除去量が極力少なくなるように加工がなされる。

【0032】

次に、図４～図５の比較例を参照しながら、本実施の形態の作用効果について説明する。

【0033】

図４は、比較例の外方部材の形状、およびその製造工程を示す概略断面図である。図４を参照して、比較例の外方部材１は、図中点線で示される。当該外方部材１は、本実施の形態において底部１Ｐから内周面１ＦＴが延びる位置に、内周面１ＦＴの代わりに、カウンタボアＣＢが形成されている。すなわち比較例では、外方部材１のアウター側ＯＴの外輪軌道面１Ａのアウター側ＯＴに隣接する位置には、カウンタボアＣＢが形成されている。つまりインナー側ＩＮとアウター側ＯＴの外輪軌道面１Ａの双方とも、底部１Ｐから内周面１ＦＴが延びることなく、カウンタボアＣＢが形成されている。その他の条件、たとえば最内周面１Ｓが外方部材１の左右方向の中央部よりもアウター側ＯＴによって形成されている点などは、図２の本実施の形態の外方部材１と同様であるためその説明を繰り返さない。

【0034】

図５は、比較例のアウター側の外輪軌道面への転動体の接触態様、および外輪軌道面周辺でのファイバフローの形状を示す、部分概略断面図である。図４および図５を参照して、最内周面１Ｓを形成するための打ち抜き部４２が中央よりもたとえばアウター側ＯＴに寄っており、外輪軌道面１Ａに隣接する位置にカウンタボアＣＢが形成される。このとき図４および図５のように、中間素材１１の、打ち抜き部４２に近い外輪軌道面１Ａが形成されるべき位置において、外方部材１の材料である鋼材のファイバフローＦＦが、折り返し部４３のように転回することがある。これは局所的に径方向に延びるカウンタボアＣＢが形成されるため、カウンタボアＣＢを形成するように旋削加工がなされる際に径方向に沿って除去される部分の幅（旋削取り代）が大きくなるためである。このため幅の大きい旋削取り代の部分に折り返し部４３が形成される可能性が高くなる。旋削取り代の部分に折り返し部４３が形成されれば、旋削加工により折り返し部４３が除去される。これによりファイバ角Ｆθが大きくなる。折り返し部４３に近い位置に外輪軌道面１Ａが形成されるために、外輪軌道面１Ａを通過するファイバフローＦＦは外輪軌道面１Ａに対して直角に近いファイバ角Ｆθを有するためである。

【0035】

なお図５において、転動体３と外輪軌道面１Ａとの接点における外輪軌道面１Ａの接線（に平行な線）をＬ１とする。当該接点と転動体３の中心とを結ぶ直線と、外輪軌道面１Ａに隣接する（最も近い）ファイバフローＦＦとの交点におけるファイバフローＦＦの接線をＬ２とする。接線Ｌ１は、外輪軌道面１Ａと転動体３との接点にて転動体３が外輪軌道面１Ａに対して接する方向（当該方向の径方向に対する角度は接触角Ｃθで示す）に対して垂直な方向である。このとき、上記接線Ｌ１と接線Ｌ２とのなす角度（ファイバ角Ｆθ）は１０°以下である。

【0036】

そこで、本実施の形態の車輪用軸受装置１０は、外方部材１と、内方部材２と、転動体３とを備えている。外方部材１は内周に外輪軌道面１Ａを含み、相手部材に組み付け可能な第１取付フランジ１Ｂを一体として含んでいる。内方部材２は外周に内輪軌道面２Ａ，４Ａを含み、外方部材１の内周側に対向する。転動体３は外輪軌道面１Ａおよび内輪軌道面２Ａ，４Ａの間に配置される。外方部材１には、外輪軌道面１Ａのうち最も外周側に配置される底部１Ｐから内周面１ＦＴが延びる。内周面１ＦＴは、底部１Ｐから、外方部材１の外周側に向かうように、相手部材の軸方向ＡＸに対して傾斜する方向に延びる。

【0037】

このようにすれば、底部１Ｐから軸方向ＡＸに直接内周面１ＦＴが延びるため、底部１Ｐからわずかに径方向内方に突出することがない。カウンタボアＣＢが形成されず、外輪軌道面１Ａの底部１Ｐから外方部材１の端面に向けて（端面まで）滑らかに外径が拡がるように傾斜した円錐状の面を有する。このため鍛造工程において形成される中間素材１１の外表面が外方部材１の完成品の内周面１ＦＴの形状に近くなり、旋削取り代を小さくするように、いわゆるニアネットシェイプ加工を行なうことができる。

【0038】

再度図３を参照して、本実施の形態においては形成される中間素材１１の外輪軌道面１Ａに近い位置にはファイバフローＦＦの折り返し部は形成されない。ファイバフローＦＦの折り返し部は素材の最外部に形成されることは少ない。このため鍛造工程にて完成品に近い外形を形成することにより、旋削加工にて削除される旋削取り代の中に折り返し部が含まれにくくなる。図３では、最終的に外輪軌道面１Ａが形成される位置のやや内部に、外輪軌道面１Ａおよび内周面１ＦＴの形状に概ね沿うようなファイバフローＦＦが形成されている。このため接線Ｌ１と接線Ｌ２とのなすファイバ角Ｆθは非常に小さくなる。

【0039】

図６は、実施の形態１の外方部材の完成品のファイバフローを示す断面図である。図６を参照して、図３の中間素材１１に対して旋削加工がなされて最外部が除去されることにより、図３での最外部を除く領域のファイバフローＦＦがそのまま残存している。したがって外輪軌道面１Ａに隣接する位置でのファイバフローＦＦのファイバ角Ｆθを小さく（たとえば１０°以下に）することができる。これにより、外輪軌道面１Ａの内部起点剥離を抑制し、転がり疲労寿命を向上できる。

【0040】

なおファイバ角Ｆθは、図６のように外輪軌道面１Ａの断面をエッチングすることによりファイバフローＦＦを現出させた後に、たとえば画像処理により実測される。

【0041】

本実施の形態によれば、打ち抜き部４２（図４参照）がインナー側ＩＮまたはアウター側ＯＴのどちらかに寄っていても、ファイバ角Ｆθを小さくすることができる。転動疲労寿命に大きな影響を与える、外輪軌道面１Ａの接触角Ｃθを形成する直線（接線Ｌ１に垂直）上の外輪軌道面１Ａの直下の位置における、鍛造工程直後の中間素材１１の形状をニアネットシェイプにできるためである。

【0042】

上記車輪用軸受装置１０において、外方部材１には軸方向ＡＸに沿って複列（２列）の外輪軌道面１Ａが含まれ、内周面１ＦＴは、複列の外輪軌道面１Ａのうち少なくとも１つの外輪軌道面１Ａの底部１Ｐから延びるように形成されてもよい。これにより少なくとも１つの外輪軌道面１Ａに隣接するファイバフローＦＦのファイバ角Ｆθを小さくできる。したがって外輪軌道面１Ａの内部起点剥離を抑制し、転がり疲労寿命を向上できる。

【0043】

上記車輪用軸受装置１０において、外方部材１の最も内周側の最内周面１Ｓの軸方向ＡＸについての中央部と、軸方向ＡＸについて中央部に近い側の外方部材１の端部との距離ａは、外方部材１の軸方向ＡＸに沿う最大寸法Ｌの４５％以下である。打ち抜き部４２（打ち抜き加工により最内周面１Ｓまたはこれに近い形状が形成）がインナー側ＩＮまたはアウター側ＯＴのいずれかに偏った位置に形成される外方部材１の形成時にも、上記のように外輪軌道面１Ａの内部起点剥離を抑制し、転がり疲労寿命を向上できる。

【0044】

（実施の形態２）
図７は、実施の形態２における車輪用軸受装置を構成する外方部材を抜き取った概略拡大断面図である。図７を参照して、本実施の形態に係る車輪用軸受装置１０は、大筋で実施の形態１の車輪用軸受装置１０と同様の構成を有する。このため図７において実施の形態１と同一の構成要素には実施の形態１と同一の符号を付し、機能等の特徴が同様である限りその説明を繰り返さない。特に記さない限り、実施の形態１に記載した事項は実施の形態２についても同様に成立する。

【0045】

図７の車輪用軸受装置１０の外方部材１は、内周面１ＦＴは、複列（２列）の外輪軌道面１Ａのうち１つの外輪軌道面１Ａの底部１Ｐのみから延びるように形成される。具体的には、インナー側ＩＮの外輪軌道面１Ａの底部１Ｐのみから、傾斜するように（円錐の側面状に）延びている。この内周面１ＦＴは、底部１Ｐから、外方部材１の外周側に向かうように、相手部材である車体の軸方向ＡＸに対して傾斜する方向に延びている。つまり内周面１ＦＴは、図１および図２が示す軸方向ＡＸを通る断面図においては、左側の外輪軌道面１Ａの底部１Ｐから、左側に向かうにつれて漸次上側に進む方向に直線状に延びている。一方、外方部材１のアウター側ＯＴの外輪軌道面１Ａからは内周面１ＦＴは延びていない。当該外輪軌道面１Ａのアウター側ＯＴに隣接する位置には、内面が径方向の内側に突起するカウンタボアＣＢが形成されている。この点において本実施の形態は、アウター側ＯＴの外輪軌道面１Ａの底部１Ｐのみから内周面１ＦＴが延びるように形成される実施の形態１と構成上異なっている。このような構成であってもよく、インナー側ＩＮの外輪軌道面１Ａにおいて、実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。

【0046】

（実施の形態３）
図８は、実施の形態３における車輪用軸受装置を構成する外方部材を抜き取った概略拡大断面図である。図８を参照して、本実施の形態に係る車輪用軸受装置１０は、大筋で実施の形態１の車輪用軸受装置１０と同様の構成を有する。このため図８において実施の形態１と同一の構成要素には実施の形態１と同一の符号を付し、機能等の特徴が同様である限りその説明を繰り返さない。特に記さない限り、実施の形態１に記載した事項は実施の形態３についても同様に成立する。

【0047】

図８の車輪用軸受装置１０の外方部材１は、内周面１ＦＴは、複列（２列）の外輪軌道面１Ａのすべての底部１Ｐのそれぞれから延びるように形成されている。つまり内周面１ＦＴは、インナー側ＩＮおよびアウター側ＯＴの双方の外輪軌道面１Ａの底部１Ｐから、上記のように傾斜するように（円錐の側面状に）延びている。このような構成であってもよく、インナー側ＩＮおよびアウター側ＯＴの双方の外輪軌道面１Ａにおいて、実施の形態１と同様の作用効果を得ることができる。

【0048】

以上に述べた各実施の形態（に含まれる各例）に記載した特徴を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。

【0049】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0050】

１ 外方部材、１Ａ 外輪軌道面、１Ｂ 第１取付フランジ、１Ｃ ネジ部、１ＦＴ 内周面、１Ｆ，１Ｇ，１Ｍ，１Ｒ 湾曲部、１Ｈ，１Ｉ 外面、１Ｊ，１Ｋ，１Ｎ，１Ｑ，１Ｔ 傾斜面、１Ｌ 内面、１Ｐ 底部、１Ｓ 最内周面、１Ｕ フランジ面、２ 内方部材、２Ａ，４Ａ 内輪軌道面、２Ｄ 内輪、３ 転動体、４ ハブ輪、４Ｂ 第２取付フランジ、４Ｃ 貫通孔、４Ｇ 軸貫通孔、５ 保持器、７ シール部、８ ハブボルト、１０ 車輪用軸受装置、１１ 中間素材、１２ 屈曲部、１３ 外表面、４２ 打ち抜き部、４３ 折り返し部、ＣＢ カウンタボア、Ｃθ 接触角、ＦＦ ファイバフロー、Ｆθ ファイバ角、ＩＮ インナー側、ＯＴ アウター側。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】