(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
内周面のうち、軸方向一部分に外輪軌道が、前記外輪軌道の軸方向片側に位置する部分に、金属部材の円筒部が圧入により内嵌される嵌合面部が、それぞれ設けられていると共に、前記外輪軌道に熱処理硬化層が形成されている転がり軸受用外輪であって、
内周面のうち、軸方向に関して前記外輪軌道と前記嵌合面部との間部分に、軸方向片側を向いた段差面部と、径方向外側に凹入し、且つ、内面の一部分である軸方向他側の内側面が前記段差面部の径方向外側部分により構成されている凹溝とが設けられており、
前記段差面部の径方向高さ寸法が、前記熱処理硬化層のうち前記外輪軌道の軸方向片端部に位置する部分の深さ寸法以上になっており、
前記嵌合面部の内径寸法が、前記段差面部のうちで前記熱処理硬化層が形成された部分の外径寸法よりも小さくなっており、
前記凹溝の径方向深さ寸法が、前記段差面部の径方向高さ寸法と前記凹溝の径方向深さ寸法との差よりも大きくなっており、
前記熱処理硬化層が、前記嵌合面部に形成されていない、
転がり軸受用外輪。
【背景技術】
【0002】
特許文献1には、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットに関して、外輪の内周面のうち、軸方向中間部に設けられた複列の外輪軌道に高周波焼入れによる熱処理硬化層が形成され、軸方向両端部に設けられたシールリング用の嵌合面部には熱処理硬化層が形成されていない構造が記載されている。
【0003】
上述の様な車輪支持用転がり軸受ユニットでは、前記外輪のうち、軸方向外側の外輪軌道及び嵌合面部に対応する部分が、軸方向内側の外輪軌道及び嵌合面部に対応する部分に比べて肉薄になる場合が多い。この様な傾向は、特に、軸方向外側の外輪軌道の直径が、軸方向内側の外輪軌道の直径よりも大きくなっている構造で顕著になり易い。そして、この様な車輪支持用転がり軸受ユニットの場合、前記外輪のうち、肉薄の軸方向外側部分では、熱容量が小さくなっている為、形成される熱処理硬化層が大きくなり易い。従って、軸方向外側の外輪軌道に熱処理硬化層を形成する際には、熱処理硬化層の形成範囲が、軸方向外側の嵌合面部にまで及ぶ可能性がある。
【0004】
一方、前記外輪を造る際に、前記両嵌合面部は、通常、総型砥石を用いて、前記両外輪軌道と同時に研削加工を施される。この場合、上述した様に、軸方向外側の外輪軌道に対する熱処理硬化層の形成範囲が、軸方向外側の嵌合面部にまで及んでいて、軸方向外側の嵌合面部の途中に、熱処理硬化層が形成された部分と、熱処理硬化層が形成されていない部分との境界が存在していると、熱処理硬化層が形成されていない部分の研削量が、熱処理硬化層が形成された部分の研削量に比べて多くなり、前記境界が位置する部分に段差部が形成される可能性がある。
【0005】
この様な段差部が形成された場合には、軸方向外側の嵌合面部に対し、シールリングを構成する芯金の円筒部を軸方向外側から圧入により内嵌する際に、前記段差部によって、前記円筒部の外周面に軸方向の傷が付く可能性がある。そして、この様な軸方向の傷が付いた場合には、軸方向外側の嵌合面部と前記芯金の円筒部との嵌合部に於けるシール性能が低下する可能性がある。
【0006】
又、前記外輪の外周面には、懸架装置に結合固定する為の静止側フランジが形成されており、前記静止側フランジの形状は、単なる円輪状でない場合が多い。この為、前記外輪の軸方向外側部分の熱容量は、前記静止側フランジの形状や軸方向の形成位置によって、全周に亙り均一になっていない場合があり、この様な場合には、軸方向外側の嵌合面部の途中に形成される前記段差部の軸方向位置が、円周方向に関して不同になる。そして、この様な場合には、軸方向外側の嵌合面部に対し、シールリングを構成する芯金の円筒部を軸方向外側から圧入により内嵌する際に、前記段差部によって前記シールリングの姿勢が傾き、前記シールリングのシール性能が低下する可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、内周面に軸方向に近づけて設けられた外輪軌道と嵌合面部とのうち、外輪軌道に高周波焼入れによる熱処理硬化層を形成する際に、熱処理硬化層の形成範囲が嵌合面部にまで及ぶ事を防止できる、転がり軸受用外輪の構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の転がり軸受用外輪は、内周面のうち、軸方向一部分に外輪軌道が、前記外輪軌道の軸方向片側に位置する部分に、金属部材の円筒部が圧入により内嵌される嵌合面部が、それぞれ設けられていると共に、前記外輪軌道に熱処理硬化層が形成されている。
特に、本発明の転がり軸受用外輪は、内周面のうち、軸方向に関して前記外輪軌道と前記嵌合面部との間部分に、軸方向片側を向いた段差面部が設けられている。そして、前記段差面部の径方向高さ寸法が、前記熱処理硬化層のうち前記外輪軌道の軸方向片端部に位置する部分の深さ寸法以上になっている。
尚、本発明の転がり軸受用外輪は、例えば、外周面に内輪軌道を有する転がり軸受用内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と共に、転がり軸受を構成する。
又、前記外輪軌道(及び前記内輪軌道)の断面形状は、本発明の転がり軸受用外輪(及び前記転がり軸受用内輪)を含んで構成される転がり軸受の転動体の種類(玉、円すいころ、円筒ころ等)に応じたものとなるが、本発明を実施する場合、前記転動体の種類は、特に問わない。
又、前記金属部材としては、例えば、シールリングを構成する芯金、組み合わせシールリングを構成するスリンガ、前記転がり軸受用外輪の軸方向端部開口の少なくとも一部分を塞ぐカバー等が該当する。
【0010】
本発明を実施する場合に、好ましくは、内周面のうち、軸方向中間部に複列の外輪軌道が、軸方向両端部に1対の嵌合面部が、それぞれ設けられていると共に、前記両外輪軌道にそれぞれ熱処理硬化層が形成されている転がり軸受用外輪を対象とする。そして、軸方向外側の外輪軌道及び嵌合面部と、軸方向内側の外輪軌道及び嵌合面部とのうち、少なくとも軸方向外側の外輪軌道及び嵌合面部に関して、本発明の特徴部分の構成を採用する。即ち、軸方向に関してこれら外輪軌道と嵌合面部との間部分に、軸方向片側(軸方向に関して嵌合面部側)を向いた段差面部を設けると共に、前記段差面部の径方向高さ寸法を、前記熱処理硬化層のうち前記外輪軌道の軸方向片端部(軸方向に関して嵌合面部側の端部)に位置する部分の深さ寸法以上とする。
【0011】
本発明
の転がり軸受用外輪とは異なるが、前記段差面部の径方向外端縁を、前記嵌合面部の軸方向他端縁に連続させる事ができる。
本発明の転がり軸受用外輪は、内周面のうち、軸方向に関して前記外輪軌道と前記嵌合面部との間に挟まれた部分に、径方向外側に凹入する凹溝を設けると共に、前記段差面部の少なくとも一部分(径方向外側部分)により、前記凹溝の内面の一部分(軸方向他側の内側面)を構成
している。
又、前記嵌合面部の内径寸法は、前記段差面部のうちで前記熱処理硬化層が形成された部分の外径寸法よりも小さくなっている。又、前記凹溝の径方向深さ寸法は、前記段差面部の径方向高さ寸法と前記凹溝の径方向深さ寸法との差よりも大きくなっている。又、前記熱処理硬化層は、前記嵌合面部に形成されていない。
【発明の効果】
【0012】
上述の様に構成する本発明の転がり軸受用外輪によれば、内周面に設けられた外輪軌道及び嵌合面部のうち、前記外輪軌道に高周波焼入れによる熱処理硬化層を形成する際に、前記熱処理硬化層の形成範囲が前記嵌合面部にまで及ぶ事を防止できる。
即ち、本発明の転がり軸受用外輪の場合には、内周面のうち、前記外輪軌道と前記嵌合面部との間部分に、軸方向片側を向いた段差面部を設けており、前記段差面部の径方向高さ寸法を、前記外輪軌道に形成される前記熱処理硬化層のうち、前記外輪軌道の軸方向片端部に位置する部分の深さ寸法以上としている。この為、前記外輪軌道に高周波焼入れによる熱処理硬化層を形成する際に、前記熱処理硬化層の形成範囲が前記嵌合面部にまで及ぶ事を防止できる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
[実施の形態の第1例]
本発明の実施の形態の第1例に就いて、
図1〜4により説明する。
本例は、本発明の転がり軸受用外輪を、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する外輪に適用した例である。
本例の車輪支持用転がり軸受ユニットは、転がり軸受用外輪である外輪1と、転がり軸受用内輪であるハブ2と、それぞれが転動体である複数個の玉3、3とを備える。
【0015】
前記外輪1は、内周面の軸方向両端寄り部分に複列の外輪軌道4a、4bを、外周面の軸方向内端寄り部分に懸架装置に結合固定する為の静止側フランジ5を、それぞれ有している。尚、本明細書で、軸方向に関して「内」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側となる、
図1〜4の右側を言い、反対に、車両の幅方向外側となる、
図1〜4の左側を、軸方向に関して「外」と言う。又、前記両外輪軌道4a、4bのうち、軸方向外側の外輪軌道4aの直径は、軸方向内側の外輪軌道4bの直径よりも大きくなっている。又、前記両外輪軌道4a、4bは、断面形状(母線形状)が円弧形であり、且つ、軸方向に関して互いに近い側(前記外輪1の軸方向中央側)の端縁の直径が、軸方向に関して互いに遠い側(前記外輪1の軸方向両端側)の端縁の直径よりも小さくなっている。
【0016】
又、前記外輪1の内周面のうち、軸方向外側の外輪軌道4aの軸方向外側(軸方向片側)に位置する部分である、軸方向外端部に、軸方向に関して直径が変化しない円筒面状の外側嵌合面部6が設けられている。又、前記外輪1の内周面のうち、軸方向に関して、軸方向外側の外輪軌道4aと前記外側嵌合面部6との間部分に、軸方向外側に向いた外側段差面部7が全周に亙り設けられている。本例の場合、前記外側段差面部7は、径方向外側に向かう程軸方向外側に向かう方向に傾斜した部分円すい面状に形成されている。又、前記外側段差面部7の径方向内端縁は、軸方向外側の外輪軌道4aの軸方向外側の肩部である外側小肩部8の軸方向外端縁に滑らかに連続しており、前記外側段差面部7の径方向外端縁は、前記外側嵌合面部6の軸方向内端縁に滑らかに連続している。
【0017】
又、前記外輪1の内周面のうち、軸方向内側の外輪軌道4bの軸方向内側(軸方向片側)に位置する部分である、軸方向内端部には、軸方向に関して直径が変化しない円筒面状の内側嵌合面部9が設けられている。又、前記外輪1の内周面のうち、軸方向に関して、軸方向内側の外輪軌道4bと前記内側嵌合面部9との間部分に、軸方向内側を向いた内側段差面部10と、前記内側段差面部10の一部分を含んで構成される、径方向外側に凹入する凹溝11とが、それぞれ全周に亙り設けられている。本例の場合、前記内側段差面部10は、径方向外側に向かう程軸方向内側に向かう方向に傾斜した部分円すい面状に形成されている。又、前記内側段差面部10の径方向内端縁は、軸方向内側の外輪軌道4bの軸方向内側の肩部である内側小肩部12の軸方向内端縁に滑らかに連続している。又、前記凹溝11は、径方向外側に向かう程軸方向の幅が狭くなる方向に傾斜した断面略U字形の溝である。前記凹溝11の内面を構成する、軸方向外側の内側面と軸方向内側の内側面とのうち、軸方向外側の内側面は、前記内側段差面部10の径方向外端部乃至中間部により構成されており、軸方向内側の内側面の径方向内端縁は、前記内側嵌合面部9の軸方向外端縁と連続している。
尚、本例の場合には、前記外側嵌合面部6及び前記内側嵌合面部9が、それぞ
れ嵌合面部に相当し、又、前記外側段差面部7及び前記内側段差面部10が、それぞ
れ段差面部に相当する。
【0018】
又、本例の場合、前記外輪1は、軸方向内側部分(前記静止側フランジ5よりも軸方向内側に位置する部分で、軸方向内側の外輪軌道4bの軸方向内半部及び前記内側嵌合面部9が位置する部分)の外周面の直径が、軸方向外側部分(前記静止側フランジ5よりも軸方向外側に位置する部分で、軸方向外側の外輪軌道4a及び前記外側嵌合面部6が位置する部分)の外周面の直径よりも小さくなっている。そして、この事に伴い、前記外輪1の肉厚は、軸方向外側部分だけでなく、軸方向内側部分でも小さくなっている。
【0019】
前記ハブ2は、ハブ本体13と内輪14とを組み合わせて成る。
このうちのハブ本体13は、外周面の軸方向外端寄り部分に車輪を支持固定する為の回転側フランジ15を、軸方向中間部に軸方向外側の内輪軌道16aを、軸方向内端部に小径段部17をそれぞれ有している。
前記内輪14は、外周面に軸方向内側の内輪軌道16bを有する。この様な内輪14は、前記小径段部17に締り嵌めで外嵌された状態で、前記ハブ本体13の軸方向内端部に形成されたかしめ部18により軸方向内端面を抑え付けられる事で、前記ハブ本体13に結合固定されている。又、前記両内輪軌道16a、16bのうち、軸方向外側の内輪軌道16aの直径は、軸方向内側の内輪軌道16bの直径よりも大きくなっている。又、前記両内輪軌道16a、16bは、断面形状(母線形状)が円弧形であり、且つ、軸方向に関して互いに近い側(前記ハブ2の軸方向中央側)の端縁の直径が、軸方向に関して互いに遠い側(前記ハブ2の軸方向両端側)の端縁の直径よりも小さくなっている。
【0020】
前記各玉3、3は、前記両外輪軌道4a、4bと前記両内輪軌道16a、16bとの間に、両列毎にそれぞれ複数個ずつ、転動自在に設けられている。この状態で、複列に配置された前記各玉3、3には、前記かしめ部18が前記内輪14の軸方向内端面を押圧する事に基づいて発生した予圧と共に、背面組み合わせ型(DB型)の接触角が付与されている。又、これら両列の玉3、3のピッチ円直径は、前記両内輪軌道16a、16b及び前記両外輪軌道4a、4bの直径の差に応じて互いに異なっている。即ち、軸方向外側の列の各玉3、3(外側列)のピッチ円直径が、軸方向内側の列の各玉3、3(内側列)のピッチ円直径よりも大きくなっている。そして、この様な構成を採用する事により、車輪支持用転がり軸受ユニットのモーメント剛性を大きくして、自動車の旋回走行時の走行安定性向上と、車輪支持用転がり軸受ユニットの耐久性向上とを図る為の設計を容易にしている。
【0021】
又、前記外輪1の内周面と前記ハブ2の外周面との間に存在する、前記各玉3、3を設置した内部空間19の軸方向外端開口は、円環状のシールリング20により塞がれている。前記シールリング20は、円環状の芯金21と円環状のシール材22とを互いに結合して成るもので、このうちの芯金21の径方向外端部を構成する円筒部を前記外輪1の外側嵌合面部6に軸方向外側から圧入する事により内嵌固定した状態で、前記シール材22を構成する複数のシールリップの先端縁を前記ハブ本体13の表面に摺接させている。
【0022】
又、前記内部空間19の軸方向内端開口は、組み合わせシールリング23により塞がれている。前記組み合わせシールリング23は、円環状のシールリング24と円環状のスリンガ25とを組み合わせて成る。このうちのシールリング24は、円環状の芯金26と円環状のシール材27とを互いに結合して成るもので、前記シール材27を構成する複数のシールリップの先端縁を前記スリンガ25の表面に摺接させている。この様な組み合わせシールリング23は、前記シールリング24の芯金26の径方向外端部を構成する円筒部を前記外輪1の内側嵌合面部9に軸方向内側から圧入する事により内嵌固定すると共に、前記スリンガ25を前記内輪14の軸方向内端部外周面に軸方向内側から圧入する事により外嵌固定している。
尚、本例の場合には、前記芯金21の円筒部及び前記芯金26の円筒部が、それぞ
れ金属部材の円筒部に相当する。
【0023】
又、本例の場合、前記外輪1の内周面のうち、前記両外輪軌道4a、4bの表層部(
図1〜4に斜格子を付した範囲)に、高周波焼入れによる熱処理硬化層28a、28bが全周に亙り形成されている。これにより、前記両外輪軌道4a、4bの耐久性の向上が図られている。
【0024】
又、本例の場合、前記外輪1に関して、前記外側段差面部7の径方向高さ寸法H
7が、軸方向外側の外輪軌道4aに形成された前記熱処理硬化層28aのうち、前記外輪軌道4aの軸方向外端部に位置する部分の深さ寸法(前記外輪軌道4aの法線方向の厚さ寸法)t
o以上(H
7≧t
o)になっている(図示の例では、H
7>t
oになっている)。この為に、本例の場合には、予め、軸方向外側の外輪軌道4aに形成する前記熱処理硬化層28aの、前記深さ寸法t
oを考慮した上で、前記外側段差面部7の径方向高さ寸法H
7を、H
7≧t
oとなる様に規制している。本例の場合には、この様な外側段差面部7を形成した後に、前記熱処理硬化層28aを形成する様にしている。
【0025】
又、本例の場合、前記外輪1に関して、前記内側段差面部10の径方向高さ寸法H
10が、軸方向内側の外輪軌道4bに形成された前記熱処理硬化層28bのうち、前記外輪軌道4bの軸方向内端部に位置する部分の深さ寸法(前記外輪軌道4bの法線方向の厚さ寸法)t
i以上(H
10≧t
i)になっている(図示の例では、H
10>t
iになっている)。この為に、本例の場合には、予め、軸方向内側の外輪軌道4bに形成する前記熱処理硬化層28bの、前記深さ寸法t
iを考慮した上で、前記内側段差面部10の径方向高さ寸法H
10を、H
10≧t
oとなる様に規制している。本例の場合には、この様な内側段差面部10(及び前記凹溝11)を形成した後に、前記熱処理硬化層28bを形成する様にしている。
【0026】
上述の様に構成する本例の車輪支持用転がり軸受ユニットによれば、前記外輪1に関して、前記両外輪軌道4a、4bに高周波焼入れによる熱処理硬化層28a、28bを形成する際に、軸方向外側の熱処理硬化層28aの形成範囲が前記外側嵌合面部6に及んだり、軸方向内側の熱処理硬化層28bの形成範囲が前記内側嵌合面部9に及んだりする事を防止できる。
即ち、本例の場合には、前記外輪1の内周面のうち、軸方向外側の外輪軌道4aと前記外側嵌合面部6との間部分に前記外側段差面部7が設けられていると共に、前記外側段差面部7の径方向高さ寸法H
7を、軸方向外側の外輪軌道4aに形成される熱処理硬化層28aのうち、前記外輪軌道4aの軸方向外端部に位置する部分の深さ寸法t
o以上としている(H
7≧t
o)。この為、軸方向外側の外輪軌道4aに高周波焼入れによる熱処理硬化層28aを形成する際に、前記熱処理硬化層28aの形成範囲が前記外側嵌合面部6にまで及ぶ事を防止できる。
又、本例の場合には、前記外輪1の内周面のうち、軸方向内側の外輪軌道4bと前記内側嵌合面部9との間部分に前記内側段差面部10が設けられていると共に、前記内側段差面部10の径方向高さ寸法H
10を、軸方向内側の外輪軌道4bに形成される熱処理硬化層28bのうち、前記外輪軌道4bの軸方向内端部に位置する部分の深さ寸法t
i以上としている(H
10≧t
i)。この為、軸方向内側の外輪軌道4bに高周波焼入れによる熱処理硬化層28bを形成する際に、前記熱処理硬化層28bの形成範囲が前記内側嵌合面部9にまで及ぶ事を防止できる。
【0027】
この為、本例の場合には、前記外側嵌合面部6の途中に、軸方向外側の熱処理硬化層28aが形成された部分と形成されていない部分との境界が存在したり、前記内側嵌合面部9の途中に、軸方向内側の熱処理硬化層28bが形成された部分と形成されていない部分との境界が存在したりする事を防止できる。従って、前記外側、内側各嵌合面部6、9に対し、総型砥石を用いて研削加工を施す際に、前記境界が位置する部分に段差部が形成されると言った不都合を防止できる。この結果、前記外側嵌合面部6に対し、前記シールリング20を構成する芯金21の円筒部を軸方向外側から圧入する事により内嵌する際に、前記段差部の存在に基づいて、前記円筒部の外周面に軸方向の傷が付いたり、前記シールリング20の姿勢が傾いたりする事を防止できる。又、前記内側嵌合面部9に対し、前記シールリング24を構成する芯金26の円筒部を軸方向内側から圧入する事により内嵌する際に、前記段差部の存在に基づいて、前記円筒部の外周面に軸方向の傷が付いたり、前記シールリング24の姿勢が傾いたりする事を防止できる。従って、本例の場合には、前記シールリング20と前記組み合わせシールリング23とによる、前記内部空間19の軸方向両端開口の密封性能に関する信頼性を高くできる。
【0028】
又、本例の場合、前記外輪1の軸方向内端部は、車両への組み付け状態で、懸架装置を構成するナックルの支持孔に挿入する部分である為、外径寸法を自由に大きくする事はできない。従って、前記内側嵌合面部9の軸方向外端縁を、前記内側段差面部10の径方向外端縁に直接(凹溝11を介さずに)連続させると、前記内側嵌合面部9の内径寸法が大きくなり過ぎて、前記外輪1の軸方向内端部の肉厚を必要量確保する事ができなくなる可能性がある。これに対し、本例の場合には、前記内側嵌合面部9の軸方向外端縁を、前記内側段差面部10の径方向外端縁ではなく、前記凹溝11の軸方向内側の内側面の径方向内端縁に連続させている。この為、前記内側嵌合面部9の軸方向外端縁を、前記内側段差面部10の径方向外端縁に直接連続させる場合に比べて、前記内側嵌合面部9の内径を、前記凹溝11の径方向深さ寸法L
11の分だけ小さくする事ができる。従って、前記外輪1の軸方向内端部の肉厚を必要量確保する事が容易となる。尚、図示の例では、t
i->H
10−L
11になっており、内側嵌合面部9は、内側段差面部10のうちで、軸方向内側の熱処理硬化層28bが形成された部分と、前記凹溝11を介して軸方向に対向(重畳)している。
【0029】
尚、本発明を実施する場合には、軸方向外側の外輪軌道4aと外側嵌合面部6との間部分に、外側段差面部7の少なくとも一部分(径方向外端部)を含んで構成される凹溝を設ける構成を採用する事もできるし、軸方向内側の外輪軌道4bと内側嵌合面部9との間部分に凹溝11を設けない(内側段差面部10のみを設ける)構成を採用する事もできる。
又、本発明を実施する場合には、外側段差面部7(凹溝を含む)と内側段差面部10(凹溝11を含む)とのうちの、何れか一方の段差面部のみを設ける構造を採用する事もできる。
又、本発明を実施する場合には、上述した実施の形態の構造で、前記組み合わせシールリング23の設置を省略する代わりに、有底円筒状のカバーの開口端部を構成する金属製の円筒部を、前記外輪1の内側嵌合面部9に軸方向内側から圧入により内嵌固定する事により、前記外輪1の軸方向内端開口を、前記カバーにより塞ぐ構成を採用する事もできる。この場合には、前記カバーを構成する金属製の円筒部が
、金属部材の円筒部に相当する。