JP5045461B2 - 車両用ハブユニット - Google Patents

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本発明は、車両用ハブユニットに関する。
従来より、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するものとして、ハブユニットが用いられている。このハブユニットは、外周面に内輪軌道を有する内方部材であるハブホイールと、内周面に外輪軌道を有する外方部材である外輪と、これらの内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体とを備えている。このハブホイールには、フランジ部が設けられており、タイヤのホイールやブレーキディスクなどが取り付けられる。
上記の内外輪軌道は、長期の使用によって、複数の転動体から繰り返し荷重を受け、転がり疲れが生じる。この転がり疲れによって、内外輪軌道にフレーキングが発生し、軸受の寿命となる。
そこで、軸受寿命を確保するべく、フランジ部が設けられたハブホイールの内輪軌道に、高周波焼き入れによる硬化層を形成したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６０−１４１８２７号公報
しかしながら、特許文献１に記載のハブユニットでは、硬化層における所定深さでの硬さを確保するために、硬化層深さをより大きくする傾向があった。このため、高周波焼き入れに要する時間が長くなり、製品コストが上昇する要因となっていた。製品コストの上昇を防ぐには、硬化層深さをできるかぎり小さくすればよいが、硬化層深さが小さくなり過ぎると、軌道にフレーキングが発生し易くなり、軸受寿命の低下を招来する。つまり、軸受寿命を保持しつつ、製品コストを削減するのは非常に困難であった。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、軸受寿命を保持しつつ、製品コストを削減することができる車両用ハブユニットを提供することを目的とする。
本発明は、外周面に内輪軌道を有する内方部材と、内周面に外輪軌道を有する外方部材と、これらの内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体とを備えている車両用ハブユニットにおいて、前記内輪軌道または外輪軌道の少なくとも一方の転がり接触域に、高周波焼き入れによる硬化層が形成され、その硬化層の軸方向両端部から１ｍｍ内方位置での硬化層深さが１．５〜１．９ｍｍであることを特徴とする。
なお、ここでいう硬化層深さとは、軌道の軸方向所定位置において、軌道面に対して垂線を引き、その垂線上にある硬化層の底面と軌道面との間の距離をいう。また、転がり接触域とは、軌道が転動体と転がり接触し得る範囲をいう。
上記の車両ハブユニットにおいて、硬化層深さが１．５ｍｍ未満では、硬化層深さが小さく、軌道にフレーキングが早期発生する。また、硬化層深さが１．９ｍｍを超えると、高周波焼き入れに要する時間がより長くなる。すなわち、硬化層深さを１．５〜１．９ｍｍとすることで、軌道にフレーキングが発生するのを抑制しつつ、高周波焼き入れに要する時間を短縮することができる。
本発明によれば、軌道にフレーキングが発生するのを抑制しつつ、高周波焼き入れに要する時間を短縮することができるので、軸受寿命を保持しつつ、製品コストを削減することができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態にかかるハブユニット１を示す部分断面図であり、図２は、外輪軌道を示す部分拡大図である。なお、図１の左右方向がハブユニット１の軸方向といい、図１の左側を軸方向外側、右側を軸方向内側という。
図１，２に示すように、このハブユニット１は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するもので、外周面に一対の内輪軌道２ａ，２ｂを有する内方部材としてのハブホイール３と、内周面に一対の外輪軌道４ａ，４ｂを有する外方部材としての外輪５とを備えている。
また、ハブユニット１には、内輪軌道２ａ，２ｂと外輪軌道４ａ，４ｂとの間に転動自在に設けられた複数の転動体６と、複数の転動体６を周方向に所定の間隔で保持する保持器７とを備えている。上記ハブホイール３と外輪５との間に形成される環状空間には、当該環状空間を軸方向両端から封止するシール部材８が設けられている。
なお、図１に示したハブユニット１は、転動体６が円錐ころのものであるが、円錐ころの代わりに玉のものであってもよい。
上記外輪５は、例えば、炭素鋼（Ｓ５５Ｃ）からなるもので、一対の外輪軌道４ａ，４ｂの転がり接触域には、高周波焼き入れによる硬化層Ｓが形成されている。
また、この外輪５には、操舵機構のナックル（図示せず）を固定するためのナックル用フランジ９が設けられている。このナックル用フランジ９は、外輪５の外周面から径外方向に延びるように設けられている。
なお、硬化層Ｓは、内輪軌道２ａ，２ｂのみに形成されてもよく、内輪軌道２ａ，２ｂと外輪軌道４ａ，４ｂとの両方に形成されてもよい。また、ここでいう転がり接触域とは、軌道が転動体と転がり接触し得る範囲をいう。
ハブホイール３は、例えば、炭素鋼（Ｓ５５Ｃ）で構成されたもので、円筒状の内輪部材１０が外嵌された断面円筒状の小径部１１と、小径部１１から軸方向外側に向かって連続して設けられた断面円筒状の中径部１２と、中径部１２から軸方向外側に向かって連続して設けられた断面円筒状の大径部１３とを具備している。
また、ハブホイール３には、タイヤのホイールやブレーキディスクを取り付けるためのフランジ部１４が設けられている。このフランジ部１４は、大径部１３の外周面から径外方向に延びるように設けられている。また、フランジ部１４には、複数の貫通孔１５が形成されており、これらの貫通孔１５には、ハブボルトＢが圧入によって固定されている。
上記内輪部材１０は、その内周面が小径部１１の外周面１６ａに密接するように挿嵌されている。また、この内輪部材１０の径外側には、軸方向内側の外輪軌道４ｂに対向するように上記の内輪軌道２ｂが設けられている。そして、上記大径部１３の外周面には、軸方向外側の外輪軌道４ａに対向するように上記の内輪軌道２ａが設けられている。
図２に示すように、硬化層Ｓは、断面扇状に形成されており、当該硬化層Ｓの軸方向両端部から１ｍｍ内方位置での硬化層深さＨが、１．５〜１．９ｍｍになるように形成されている。
なお、ここでいう硬化層深さＨとは、軌道の軸方向所定位置において、当該軌道に対して垂線を引き、その垂線上にある硬化層の底面と軌道面との間の距離をいう。
この硬化層Ｓは、高周波電流による誘導加熱作用で外輪軌道４ａ，４ｂを加熱する焼入れ工程と、温度を１５０〜２００℃の範囲で行う焼き戻し工程とを有する熱処理方法で形成するとよい。
上記のように構成されたハブユニット１において、硬化層深さＨが１．５ｍｍ未満では、硬化層深さＨが小さく、外輪軌道４ａ，４ｂにフレーキングが早期に発生する。また、硬化層深さＨが１．９ｍｍを超えると、高周波焼き入れに要する時間がより長くなる。すなわち、硬化層深さＨを１．５〜１．９ｍｍとすることで、外輪軌道４ａ，４ｂにフレーキングが発生するのを抑制しつつ、高周波焼き入れに要する時間を短縮することができる。
また、硬化層深さＨを小さくすることで、外輪５が受ける熱影響を軽減することができる。このため、外輪５の熱による歪みが抑制され、外輪５の回転精度が向上する。従って、外輪５の回転が安定し、ハブユニット１の寿命が向上する。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、フランジ部１４は、外方部材５の外周面に設けられてもよい。
本発明の実施形態にかかる車両用ハブユニットを示す部分断面図である。 外輪軌道を示す部分拡大図である。
符号の説明
１ 車両用ハブユニット
２ａ 内輪軌道
２ｂ 内輪軌道
３ ハブホイール（内方部材）
４ａ 外輪軌道
４ｂ 外輪軌道
５ 外輪（外方部材）
６ 転動体
Ｈ 硬化層深さ
Ｓ 硬化層

Claims (1)

  1. 外周面に内輪軌道を有する内方部材と、内周面に外輪軌道を有する外方部材と、これらの内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体とを備えている車両用ハブユニットにおいて、
    前記外輪軌道または内輪軌道の少なくとも一方の転がり接触域に、高周波焼き入れによる硬化層が形成され、その硬化層の軸方向両端部から１ｍｍ内方位置での硬化層深さが１．５〜１．９ｍｍであることを特徴とする車両用ハブユニット。
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