JP2012087917A - ハブユニット軸受、ハブユニット軸受用外側部材の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ハブユニット軸受の外側部材の製造方法として、回転中に高温になっても別部材である外輪が強固に一体化された状態が確保でき、外輪軌道面の強度も確保できる外側部材が得られる方法を提供する。
【解決手段】先ず、外周面に凹部21bを有する外輪21を鋳型に配置した状態で、鋳型に溶融非鉄金属を流し込む鋳造工程により、外輪21が一体化された外側部材2を作製する。次に、鋳造工程後の外輪21の軌道面21aに高周波焼入れを行い、さらに焼戻しを行う。
【選択図】図1
【解決手段】先ず、外周面に凹部21bを有する外輪21を鋳型に配置した状態で、鋳型に溶融非鉄金属を流し込む鋳造工程により、外輪21が一体化された外側部材2を作製する。次に、鋳造工程後の外輪21の軌道面21aに高周波焼入れを行い、さらに焼戻しを行う。
【選択図】図1
Description
この発明は、車輪側部材を固定するフランジが車軸を内嵌するハブに一体化され、前記ハブの外周面に内輪軌道を有する内側部材と、内周面に複列の外輪軌道を有し、車体側部材を固定する車体側部材固定部が外周部に形成された外側部材と、前記内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に配置された転動体と、を備えたハブユニット軸受に関する。
近年、自動車の燃費を向上するために、軽量化を目的とした車輪支持用軸受のユニット化が進んでいる。
特許文献1には、ユニット化された車輪支持用軸受(ハブユニット軸受)を構成する前記外側部材の一例として、別部材である外輪(軌道部材)を鋳造時に一体成形したハブ一体ドラムを使用することが記載されている。この例では、ハブ一体ドラムを鋳鉄製とし、外輪(軌道部材)を、構造用炭素鋼、高炭素クロム軸受鋼、合金鋼等で形成している。
特許文献1には、ユニット化された車輪支持用軸受(ハブユニット軸受)を構成する前記外側部材の一例として、別部材である外輪(軌道部材)を鋳造時に一体成形したハブ一体ドラムを使用することが記載されている。この例では、ハブ一体ドラムを鋳鉄製とし、外輪(軌道部材)を、構造用炭素鋼、高炭素クロム軸受鋼、合金鋼等で形成している。
特許文献2には、前記外側部材の内周面に、複列の外輪軌道が直接形成されている外側部材を備えたハブユニット軸受が記載されている。また、車輪回転数検出手段の作動安定性を高める目的で、前記外側部材を用いず、車体側部材(ナックル)の内周面に別部材の外輪を圧入する例が記載されている。
特許文献1に記載された方法では、ハブ一体ドラムの鋳造時に外輪が高温にさらされることで、外輪が焼戻しされた状態となって、外輪軌道面の強度が低下するという問題がある。
特許文献2に記載された外輪を圧入する方法では、ハブユニット軸受の回転中に高温になると、車体側部材と圧入された外輪との線膨張係数の違いで、外輪が車体側部材に対して強固に一体化された状態が確保できなくなる恐れがある。
この発明の課題は、ハブユニット軸受の外側部材の製造方法として、回転中に高温になっても別部材である外輪が強固に一体化された状態が確保でき、外輪軌道面の強度も確保できる外側部材が得られる方法を提供することである。
特許文献2に記載された外輪を圧入する方法では、ハブユニット軸受の回転中に高温になると、車体側部材と圧入された外輪との線膨張係数の違いで、外輪が車体側部材に対して強固に一体化された状態が確保できなくなる恐れがある。
この発明の課題は、ハブユニット軸受の外側部材の製造方法として、回転中に高温になっても別部材である外輪が強固に一体化された状態が確保でき、外輪軌道面の強度も確保できる外側部材が得られる方法を提供することである。
上記課題を解決するために、この発明のハブユニット軸受用外側部材の製造方法は、車輪側部材を固定するフランジが車軸を内嵌するハブに一体化され、前記ハブの外周面に内輪軌道を有する内側部材と、内周面に複列の外輪軌道を有し、車体側部材を固定する車体側部材固定部が外周部に形成された外側部材と、前記内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に配置された転動体と、を備えたハブユニット軸受の前記外側部材の製造方法であって、外周面に凹部を有する複数の外輪を鋳型に配置した状態で、前記鋳型に溶融非鉄金属を流し込んで鋳造する工程と、前記外側部材に一体化されている複数の外輪の軌道面に高周波焼入れを行った後に焼戻しを行う工程と、を有することを特徴とする。
この発明の方法によれば、前記複数の外輪が外周面に凹部を有することで、前記鋳造工程時に溶融非鉄金属が前記凹部に入り込むため、前記複数の外輪が前記外側部材と強固に一体化される。また、前記複数の外輪の軌道面の強度は、前記鋳造工程で高温にさらされることで(焼戻しされた状態となって)低下するが、前記高周波焼入れを行うことにより高くなるため、必要な強度が確保される。
前記非鉄金属としては、アルミニウムまたはマグネシウムを含有する軽合金と強化材である硬質粒子とを含む軽合金複合材料を使用することが好ましい。これにより、前記外側部材を軽量化しながら十分な剛性が得られる。
前記軽合金複合材料としては、前記硬質粒子の割合が10体積%以上70体積%以下であるものを使用することが好ましい。
前記軽合金複合材料としては、ヤング率が100GPa以上であり、線膨張係数が20×10-6/℃以下であるものを使用することが好ましい。これにより、熱膨張に伴うクリープの発生や予圧抜けが抑制される。
前記軽合金複合材料としては、前記硬質粒子の割合が10体積%以上70体積%以下であるものを使用することが好ましい。
前記軽合金複合材料としては、ヤング率が100GPa以上であり、線膨張係数が20×10-6/℃以下であるものを使用することが好ましい。これにより、熱膨張に伴うクリープの発生や予圧抜けが抑制される。
この発明のハブユニット軸受用外側部材の製造方法によれば、回転中に高温になっても別部材である複数の外輪が強固に一体化された状態が確保でき、外輪軌道面の強度も確保できる外側部材を得ることができる。
この発明の方法で製造された外側部材は、複数の外輪が強固に一体化され、外輪軌道面の強度も確保されているため、この外側部材を使用することでハブユニット軸受の転動寿命を長くすることができる。
この発明の方法で製造された外側部材は、複数の外輪が強固に一体化され、外輪軌道面の強度も確保されているため、この外側部材を使用することでハブユニット軸受の転動寿命を長くすることができる。
以下、この発明の実施形態について説明する。
この実施形態のハブユニット軸受は、図1に示すように、内側部材1と、外側部材2と、玉(転動体)3と、保持器4と、シール5,6とで構成され、玉3が転動する軌道を二列備えている。
内側部材1は、軌道溝11aを有する内輪11、車軸を内嵌するハブ12、および車輪側部材をボルト8で固定するフランジ13が一体化された部材の、フランジ13と反対側の端部に内輪10が固定されたものである。内輪10は、軌道溝10aを有し、前記端部に設けた凹周部14に外嵌されて、ハブ12の先端部12aをかしめることで固定されている。これらの軌道溝11a,10aが、二列の内輪軌道を成している。
この実施形態のハブユニット軸受は、図1に示すように、内側部材1と、外側部材2と、玉(転動体)3と、保持器4と、シール5,6とで構成され、玉3が転動する軌道を二列備えている。
内側部材1は、軌道溝11aを有する内輪11、車軸を内嵌するハブ12、および車輪側部材をボルト8で固定するフランジ13が一体化された部材の、フランジ13と反対側の端部に内輪10が固定されたものである。内輪10は、軌道溝10aを有し、前記端部に設けた凹周部14に外嵌されて、ハブ12の先端部12aをかしめることで固定されている。これらの軌道溝11a,10aが、二列の内輪軌道を成している。
外側部材2は、図2に示すように、二列の外輪21と、外輪21が内周面に配置された円筒状の外枠部材22と、外枠部材22の外周に一体に形成されたフランジ(車体側部材固定部)23とからなる。フランジ23に、車体の懸架装置(車体側部材)を固定するボルト穴23aが形成されている。
外輪21の内周面に軌道溝21aが形成され、外周面に凹部21bが形成されている。凹部21bは、図3に示すように、外輪21の外周面の幅方向(軸受の軸方向)中央部に所定幅(例えば、外輪の幅の1/3程度)で、周方向全体に等間隔で多数形成されている。
外輪21の内周面に軌道溝21aが形成され、外周面に凹部21bが形成されている。凹部21bは、図3に示すように、外輪21の外周面の幅方向(軸受の軸方向)中央部に所定幅(例えば、外輪の幅の1/3程度)で、周方向全体に等間隔で多数形成されている。
外側部材2は、二列の外輪21を鋳型に配置した状態で、この鋳型に溶融非鉄金属を流し込む鋳造工程を行った後、外輪21の軌道面21aに高周波焼入れ工程を行い、次いで焼戻し工程を行い、さらに旋削、穿孔、研削等を行うことで製造されたものである。
例えば、溶融非鉄金属として、アルミニウム合金AC8Aにホウ酸アルミニウム粒子(硬質粒子)を40〜70体積%を含有させた軽合金複合材料を使用し、高炭素クロム軸受鋼第二種(SUJ2)製の外輪21を用いた場合は、各工程の条件を例えば以下のように設定する。
鋳造工程:溶融非鉄金属の温度を600〜670℃とする。
高周波焼入れ工程:硬化層深さが2mm以上になるまで行う。
焼戻し工程:160〜180℃で1.5〜2.0時間保持する。
例えば、溶融非鉄金属として、アルミニウム合金AC8Aにホウ酸アルミニウム粒子(硬質粒子)を40〜70体積%を含有させた軽合金複合材料を使用し、高炭素クロム軸受鋼第二種(SUJ2)製の外輪21を用いた場合は、各工程の条件を例えば以下のように設定する。
鋳造工程:溶融非鉄金属の温度を600〜670℃とする。
高周波焼入れ工程:硬化層深さが2mm以上になるまで行う。
焼戻し工程:160〜180℃で1.5〜2.0時間保持する。
外側部材2が上述の方法で製造されることにより、鋳造工程で外輪2の凹部21bに溶融非鉄金属が入り込むため、二列の外輪2が外側部材2と強固に一体化される。また、二列の外輪2の軌道溝21aの強度は、鋳造工程で高温にさらされることで(焼戻しされた状態となって)低下するが、高周波焼入れ工程を行うことにより高くなるため、必要な強度が確保される。
よって、この実施形態の外側部材2は、回転中に高温になっても別部材である二列の外輪21が強固に一体化された状態が確保でき、外輪軌道面21aの強度も確保できるため、この外側部材2を備えた図1のハブユニット軸受は、転動寿命が長いものとなる。
なお、上記実施形態では、図3に示すように、外輪21として、幅が狭い凹部21bが周方向全体に等間隔で多数形成されているものを使用しているが、図4に示すように、幅方向に沿った切り込み状の凹部21bが、周方向全体に1個または2個以上形成されているものを使用してもよい。
なお、上記実施形態では、図3に示すように、外輪21として、幅が狭い凹部21bが周方向全体に等間隔で多数形成されているものを使用しているが、図4に示すように、幅方向に沿った切り込み状の凹部21bが、周方向全体に1個または2個以上形成されているものを使用してもよい。
1 内側部材
10 内輪
10a 内輪軌道
11 ハブに直接形成された内輪
11a 内輪軌道
12 ハブ
12a ハブの先端部
13 フランジ
13a フランジのボルト穴
14 内輪を嵌める凹周部
2 外側部材
21 外輪
21a 外輪の軌道溝(軌道面)
21b 凹部
22 外枠部材
23a 懸架装置(車体側部材)を固定するボルト穴
23 フランジ
3 玉(転動体)
4 保持器
5 シール
6 シール
8 車輪側部材を固定するボルト
10 内輪
10a 内輪軌道
11 ハブに直接形成された内輪
11a 内輪軌道
12 ハブ
12a ハブの先端部
13 フランジ
13a フランジのボルト穴
14 内輪を嵌める凹周部
2 外側部材
21 外輪
21a 外輪の軌道溝(軌道面)
21b 凹部
22 外枠部材
23a 懸架装置(車体側部材)を固定するボルト穴
23 フランジ
3 玉(転動体)
4 保持器
5 シール
6 シール
8 車輪側部材を固定するボルト
特許文献1に記載された方法では、ハブ一体ドラムの鋳造時に外輪が高温にさらされることで、外輪が焼戻しされた状態となって、外輪軌道面の強度が低下するという問題がある。
特許文献2に記載された外輪を圧入する方法では、ハブユニット軸受の回転中に高温になると、車体側部材と圧入された外輪との線膨張係数の違いで、外輪が車体側部材に対して強固に一体化された状態が確保できなくなる恐れがある。
この発明の課題は、ハブユニット軸受の外側部材の製造方法として、回転中に高温になっても別部材である外輪が強固に一体化された状態が確保でき、外輪軌道面の強度も確保できる外側部材が得られる方法を提供することである。
特許文献2に記載された外輪を圧入する方法では、ハブユニット軸受の回転中に高温になると、車体側部材と圧入された外輪との線膨張係数の違いで、外輪が車体側部材に対して強固に一体化された状態が確保できなくなる恐れがある。
この発明の課題は、ハブユニット軸受の外側部材の製造方法として、回転中に高温になっても別部材である外輪が強固に一体化された状態が確保でき、外輪軌道面の強度も確保できる外側部材が得られる方法を提供することである。
Claims (3)
- 車輪側部材を固定するフランジが車軸を内嵌するハブに一体化され、前記ハブの外周面に内輪軌道を有する内側部材と、
内周面に複列の外輪軌道を有し、車体側部材を固定する車体側部材固定部が外周部に形成された外側部材と、
前記内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に配置された転動体と、を備えたハブユニット軸受の前記外側部材の製造方法であって、
外周面に凹部を有する複数の外輪を鋳型に配置した状態で、前記鋳型に溶融非鉄金属を流し込んで鋳造する工程と、
前記外側部材に一体化されている複数の外輪の軌道面に高周波焼入れを行った後に焼戻しを行う工程と、
を有することを特徴とするハブユニット軸受用外側部材の製造方法。 - 前記非鉄金属として、アルミニウムまたはマグネシウムを含有する軽合金と強化材である硬質粒子とを含む軽合金複合材料を使用する請求項1記載のハブユニット軸受用外側部材の製造方法。
- 車輪側部材を固定するフランジが車軸を内嵌するハブに一体化され、前記ハブの外周面に内輪軌道を有する内側部材と、
内周面に複列の外輪軌道を有し、車体側部材を固定する車体側部材固定部が外周部に形成された外側部材と、
前記内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に配置された転動体と、を備えたハブユニット軸受であって、
前記外側部材は、外周面に凹部を有する複数の外輪を鋳型に配置した状態で、前記鋳型に溶融非鉄金属を流し込む鋳造工程と、前記鋳造工程後の前記複数の外輪の軌道面に高周波焼入れを行った後に焼戻しを行う工程と、を経て製造されたものであることを特徴とするハブユニット軸受。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010237505A JP2012087917A (ja) | 2010-10-22 | 2010-10-22 | ハブユニット軸受、ハブユニット軸受用外側部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2012087917A true JP2012087917A (ja) | 2012-05-10 |
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JP2010237505A Pending JP2012087917A (ja) | 2010-10-22 | 2010-10-22 | ハブユニット軸受、ハブユニット軸受用外側部材の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012087917A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017015171A (ja) * | 2015-07-01 | 2017-01-19 | 株式会社ジェイテクト | ハブユニットおよびハブユニットの製造方法 |
-
2010
- 2010-10-22 JP JP2010237505A patent/JP2012087917A/ja active Pending
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