特開 2023-131280 ハブユニット軸受用外輪およびその製造方法

(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】P2023131280

(43)【公開日】2023-09-22

(54)【発明の名称】ハブユニット軸受用外輪およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/64 20060101AFI20230914BHJP

   B21K 1/04 20060101ALI20230914BHJP

   B23P 15/00 20060101ALI20230914BHJP

   B23B 1/00 20060101ALI20230914BHJP

   B60B 35/02 20060101ALI20230914BHJP

   B23B 5/02 20060101ALI20230914BHJP

【ＦＩ】

F16C33/64

B21K1/04

B23P15/00 Z

B23B1/00 Z

B60B35/02 L

B23B5/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022035930

(22)【出願日】2022-03-09

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000811

【氏名又は名称】弁理士法人貴和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岸田 秋津

【テーマコード（参考）】

3C045

3J701

4E087

【Ｆターム（参考）】

3C045AA07

3J701AA03

3J701AA43

3J701AA54

3J701BA54

3J701BA56

3J701BA70

3J701DA09

3J701DA20

3J701EA02

3J701FA44

3J701GA03

4E087AA06

4E087CB01

4E087DB04

4E087HA43

4E087HA82

4E087HB03

(57)【要約】

【課題】鍛造面と旋削面との境界部分でのバリの発生を抑える。
【解決手段】炭素鋼などの硬質金属製の素材に鍛造加工を施すことにより、中間素材２９を得る。中間素材２９は、外周面に、素凸曲面３１と、該素凸曲面の軸方向外側に隣接して配置された素凹曲面３２とを有する複合曲面部３０を備える。中間素材２９の外周面のうち、少なくとも素凹曲面３２および該素凹曲面３２の軸方向外側に隣接する部分に旋削加工を施すことで、凹曲面部８および円筒面部９を形成する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内周面に備えられた複列の外輪軌道と、
径方向外側に向けて突出する静止フランジと、
外周面のうちで前記静止フランジよりも軸方向外側に位置する部分に備えられた凹曲面部と、
外周面のうちで前記凹曲面部の軸方向外側に隣接する部分に備えられた円筒面部と、
を備える、ハブユニット軸受用外輪の製造方法であって、
金属製の素材に鍛造加工を施すことで、外周面に、軸方向外側に向かうほど外径が小さくなる方向に傾斜した素凸曲面と、該素凸曲面の軸方向外側に隣接して配置され、かつ、軸方向外側に向かうほど外径が小さくなる方向に傾斜した素凹曲面とからなる複合曲面部を有する中間素材を得る工程と、
前記中間素材の外周面のうち、少なくとも前記素凹曲面および該素凹曲面の軸方向外側に隣接する部分に旋削加工を施すことで、前記凹曲面部および前記円筒面部を形成する工程と、
を備える、ハブユニット軸受用外輪の製造方法。

【請求項2】

前記凹曲面部および前記円筒面部を形成する工程において、前記中間素材の軸方向中間部外周面に、軸方向外側から軸方向内側に向けて、前記素凹曲面と前記素凸曲面との境界近傍まで旋削加工を施す、
請求項１に記載のハブユニット軸受用外輪の製造方法。

【請求項3】

内周面に備えられた複列の外輪軌道と、
径方向外側に向けて突出する静止フランジと、
外周面のうちで前記静止フランジよりも軸方向外側に位置する部分を含む部分に備えられた鍛造面と、
外周面のうちで前記鍛造面の軸方向外側に隣接する部分に備えられた旋削面と、
を備え、
前記旋削面は、軸方向内側の端部に凹曲面部を有し、かつ、前記凹曲面部の軸方向外側に隣接する部分に円筒面部を有する、
ハブユニット軸受用外輪。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車の車輪および制動用回転体を懸架装置に対して回転自在に支持するためのハブユニット軸受に用いられる外輪、および、その製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車の車輪および制動用回転体は、ハブユニット軸受により懸架装置に対して回転自在に支持される。ハブユニット軸受は、内周面に複列の外輪軌道を有し、かつ、径方向外側に向けて突出する静止フランジを有する外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有し、かつ、径方向外側に向けて突出する固定フランジを有するハブと、前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に転動自在に配置された複数個の転動体とを備える。前記ハブユニット軸受では、前記静止フランジが、懸架装置のナックルに結合固定され、かつ、前記固定フランジに、車輪および制動用回転体が支持固定される。

【0003】

ハブユニット軸受に用いられる外輪を造るには、まず、中炭素鋼などの硬質金属製の素材に鍛造加工を施して中間素材を得る。前記中間素材の軸方向外側部分の外周面には、該中間素材を金型から取り出すための抜き勾配が備えられている。

【0004】

次に、前記中間素材に、旋削加工を含む切削加工や、研削加工などの必要な加工を施す仕上工程を行うことで、前記外輪の形状を得る。

【0005】

前記必要な加工は、複列の外輪軌道を砥石により研削する研削加工を含む。前記研削加工は、前記外輪の軸方向内側の端部をチャッキングし、かつ、前記外輪の軸方向外側部分の外周面にシューを摺接させつつ、前記外輪を回転させながら、前記複列の外輪軌道に前記砥石を押し付けて行う。そこで、前記研削加工を行う前に、前記中間素材の軸方向外側部分の外周面に旋削加工を施して、当該部分に前記シューを摺接させるための円筒面部を形成する。ここで、外輪の製造コストを少なく抑える面からは、旋削加工による加工量を少なく抑えることが好ましい。

【0006】

また、ハブユニット軸受は、懸架装置を構成するばねよりも路面側に配置される、いわゆるばね下荷重であるから、乗り心地や走行安定性などの走行性能を向上させるため、少しでも軽量化することが望まれる。このため、外輪の径方向厚さは、静止フランジが備えられ、強度が必要な軸方向中間部で大きく、軸方向外側の外輪軌道よりも軸方向外側に位置する部分および軸方向内側の外輪軌道よりも軸方向内側に位置する部分で小さくなることが好ましい。

【0007】

これらの理由から、ハブユニット軸受用外輪の外周面は、たとえば特開２０２０－１７６６４０号公報の図１に記載されているように、テーパ状の鍛造面と円筒面状の旋削面とが混在する段付円筒面により構成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０２０－１７６６４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

鍛造加工により得た中間素材の外周面に、旋削加工により円筒面部を形成すると、鍛造面と旋削面との境界部分にバリが発生する可能性がある。中間素材の外周面にバリが発生すると、複列の外輪軌道に研削加工を施す際に、中間素材の外周面とシューの先端面との間にバリが挟まり、複列の外輪軌道の研削精度が低下したり、中間素材を、円筒面部を形成するための旋削装置から複列の外輪軌道を研削するための研削装置に移動させる際に、作業員が、バリ発生部に接触しないように取り扱いに注意を要するため、生産性に提供を及ぼしたりするなどの問題を生じる可能性がある。

【0010】

本発明は、鍛造面と旋削面との境界部分でのバリの発生を抑えることができる、ハブユニット軸受用外輪、および、その製造方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明の一態様に係るハブユニット軸受用外輪の製造方法の対象となるハブユニット軸受用外輪は、
内周面に備えられた複列の外輪軌道と、
径方向外側に向けて突出する静止フランジと、
外周面のうちで前記静止フランジよりも軸方向外側に位置する部分に備えられた凹曲面部と、
外周面のうちで前記凹曲面部の軸方向外側に隣接する部分に備えられた円筒面部と、
を備える。

【0012】

本発明の一態様に係るハブユニット軸受用外輪の製造方法は、
金属製の素材に鍛造加工を施すことで、外周面に、軸方向外側に向かうほど外径が小さくなる方向に傾斜した素凸曲面と、該素凸曲面の軸方向外側に隣接して配置され、かつ、軸方向外側に向かうほど外径が小さくなる方向に傾斜した素凹曲面とからなる複合曲面部を有する中間素材を得る工程と、
前記中間素材の外周面のうち、少なくとも前素凹曲面および該素凹曲面の軸方向外側に隣接する部分に、旋削加工を施すことで、前記凹曲面部および前記円筒面部を形成する工程と、
を備える。

【0013】

本発明の一態様に係るハブユニット軸受用外輪の製造方法では、前記凹曲面部および前記円筒面部を形成する工程において、前記中間素材の軸方向中間部外周面に、軸方向外側から軸方向内側に向けて、前記素凹曲面と前記素凸曲面との境界近傍、好ましくは前記素凹曲面と前記素凸曲面との境界まで旋削加工を施すことができる。

【0014】

本発明の一態様に係るハブユニット軸受用外輪の製造方法は、前記円筒面部にシューを摺接させつつ、前記中間素材を回転させながら、前記複列の外輪軌道に前記砥石を押し付けて、該複列の外輪軌道に研削加工を施す工程をさらに備えることができる。

【0015】

本発明の一態様に係るハブユニット軸受用外輪は、
内周面に備えられた複列の外輪軌道と、
径方向外側に向けて突出する静止フランジと、
外周面のうちで前記静止フランジよりも軸方向外側に位置する部分を含む部分に備えられた鍛造面と、
外周面のうちで前記鍛造面の軸方向隣接する部分に備えられた旋削面と、
を備え、
前記旋削面は、軸方向内側の端部に凹曲面部を有し、かつ、前記凹曲面部よりも軸方向外側に位置する部分に円筒面部を有する。

【0016】

本発明の一態様に係るハブユニット軸受用外輪の製造方法の対象となるハブユニット軸受用外輪、および、本発明の一態様に係るハブユニット軸受用外輪は、ハブおよび複数個の転動体と組み合わされてハブユニット軸受を構成することができる。

【0017】

前記ハブは、外周面に複列の内輪軌道を有する。

【0018】

前記複数個の転動体は、前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に転動自在に配置される。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、鍛造面と旋削面との境界部分でのバリの発生を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、本発明の対象となるハブユニット軸受用外輪を備えるハブユニット軸受の１例を示す断面図である。

【図2】図２は、本発明の実施の形態の１例に係るハブユニット軸受用外輪の製造方法を説明するための部分拡大断面図である。

【図3】図３は、図２の要部拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明の実施の形態の１例について、図１～図３により説明する。

【0022】

＜ハブユニット軸受１の構造＞
図１は、本例の対象となるハブユニット軸受用外輪である外輪２を備えるハブユニット軸受１を示している。ハブユニット軸受１は、従動輪用のハブユニット軸受により構成されている。ハブユニット軸受１は、外輪２と、ハブ３と、複数個の転動体４ａ、４ｂとを備える。

【0023】

以下の説明において、軸方向、径方向、および周方向とは、ハブユニット軸受１の軸方向、径方向、および周方向をいう。ハブユニット軸受１の軸方向、径方向、および周方向は、外輪２の軸方向、径方向、および周方向と一致し、かつ、ハブ３の軸方向、径方向、および周方向と一致する。また、軸方向外側とは、ハブユニット軸受１を自動車に組み付けた状態で車体の幅方向外側であって、図１～図３の左側をいい、軸方向内側とは、ハブユニット軸受１を自動車に組み付けた状態で車体の幅方向中央側であって、図１～図３の右側をいう。

【0024】

外輪２は、中炭素鋼などの硬質金属により構成されている。外輪２は、内周面に複列の外輪軌道５ａ、５ｂを有し、かつ、軸方向中間部に、径方向外側に向けて突出した静止フランジ６を有する。静止フランジ６は、径方向中間部の円周方向複数箇所に、軸方向に貫通する支持孔７を有する。なお、本例では、静止フランジ６は、放射状に突設された複数の腕部６ａを備える。すなわち、静止フランジ６は、軸方向から見て略星形の端面形状を有する。

【0025】

支持孔７が円孔により構成される場合、外輪２は、支持孔７を挿通した支持ボルトを、懸架装置のナックルに備えられたねじ孔に螺合することで、懸架装置に対し支持固定される。一方、支持孔７がねじ孔により構成される場合、外輪２は、懸架装置のナックルに備えられた通孔を挿通した支持ボルトを、支持孔７に螺合することで、懸架装置に対し支持固定される。いずれにしても、ハブユニット軸受１の使用時には、外輪２は、懸架装置に対し支持固定され、車輪が回転する際にも回転しない。

【0026】

外輪２は、外周面のうちで静止フランジ６よりも軸方向外側に位置する部分を含む部分に、鍛造面３４を有し、かつ、外周面のうちで鍛造面３４の軸方向外側に隣接する部分に、旋削面３５を有する。

【0027】

鍛造面３４は、外輪２を造る際、金属素材に鍛造加工を施した後で、切削や研削などによる仕上加工が施されていない面である。本例では、鍛造面３４は、外輪２の外周面のうち、軸方向外側の外輪軌道５ａの軸方向内側の端部の径方向外側に位置する部分から、静止フランジ６の外周面にかけての範囲まで備えられている。

【0028】

旋削面３５は、外輪２を造る際、金属素材に鍛造加工を施した後で旋削加工が施された面である。旋削面３５は、全周にわたって旋削痕を有する。本例では、旋削面３５は、外輪２の外周面のうち、鍛造面３４の軸方向外側に隣接する部分から、外輪軌道５ａの軸方向外側の端部の径方向外側に位置する部分に備えられている。旋削面３５は、軸方向内側の端部、すなわち鍛造面３４の軸方向外側に隣接する部分に凹曲面部８を有し、かつ、凹曲面部８の軸方向外側に隣接する部分に円筒面部９を有する。

【0029】

凹曲面部８は、径方向内側に向けて凹んだ略円弧形の母線形状を有する。凹曲面部８の母線の曲率半径は、特に限定されるものではないが、たとえば２ｍｍ以上６ｍｍ以下、好ましくは３ｍｍ以上５ｍｍ以下、より好ましくは３．５ｍｍ以上４．５ｍｍ以下とすることができる。

【0030】

円筒面部９は、外輪２の中心軸Ｏと平行な直線状の母線形状を有する。すなわち、円筒面部９は、軸方向に関して外径が変化しない円筒面により構成されている。本例では、円筒面部９は、外輪２の外周面のうち、凹曲面部８の軸方向外側に隣接する位置から、軸方向外側の外輪軌道５ａの軸方向外側の端部と径方向に重畳する部分、すなわち軸方向外側の外輪軌道５ａの軸方向外側の端部の径方向外側に位置する部分までの範囲に備えられている。

【0031】

本例では、凹曲面部８の軸方向外側の端部と、円筒面部９の軸方向内側の端部とは、滑らかに接続されている。すなわち、外輪２の中心軸Ｏを含む仮想平面での断面に関して、凹曲面部８の軸方向外側の端部における接線と、円筒面部９の母線とは、同一直線上に位置する。

【0032】

本例では、外輪２は、外周面のうちで円筒面部９の軸方向外側に隣接する部分に、軸方向外側に向かうほど外径が小さくなる方向に傾斜した傾斜面部１０を有し、かつ、外周面のうちで傾斜面部１０の軸方向外側に隣接する部分に、略円筒面状の小径円筒面部１１を有する。傾斜面部１０および小径円筒面部１１は、旋削面と鍛造面とのいずれでも良い。

【0033】

いずれにしても、外輪２の外周面は、旋削面３５および鍛造面３４を含めて旋削面と鍛造面とが混在する段付円筒面により構成されている。

【0034】

ハブ３は、外輪２の径方向内側に外輪２と同軸に配置される。ハブ３は、外周面に備えられた複列の内輪軌道１２ａ、１２ｂと、軸方向外側の端部に備えられた円筒状のパイロット部１３と、外輪２の軸方向外側の端部よりも軸方向外側に位置する部分に備えられ、かつ、径方向外側に向けて突出する回転フランジ１４とを有する。回転フランジ１４は、径方向中間部の円周方向複数箇所に、軸方向に貫通する取付孔１５を有する。

【0035】

ディスクやドラムなどの制動用回転体、および、車輪を構成するホイールは、中心部を軸方向に貫通する中心孔にパイロット部１３を内嵌することにより、ハブ３に対して径方向に位置決めされ、かつ、回転フランジ１４に対し支持固定される。たとえば、それぞれの取付孔１５が圧入孔により構成される場合、それぞれの取付孔１５に軸方向内側から圧入したスタッドを、前記制動用回転体および前記ホイールの径方向中間部の円周方向複数箇所を軸方向に貫通する通孔に挿通し、かつ、前記スタッドの先端部にハブナットを螺合することで、前記制動用回転体および前記ホイールを回転フランジ１４に対して結合固定する。一方、それぞれの取付孔１５がねじ孔により構成される場合、前記制動用回転体および前記ホイールに備えられた通孔を挿通したハブボルトを、それぞれの取付孔１５に螺合することで、前記制動用回転体および前記ホイールを回転フランジ１４に対して結合固定する。

【0036】

本例では、ハブ３は、内輪１６とハブ輪１７とを備える。

【0037】

内輪１６は、軸受鋼などの硬質金属により構成されている。内輪１６は、外周面に、複列の内輪軌道１２ａ、１２ｂのうち、軸方向内側の内輪軌道１２ｂを有する。

【0038】

ハブ輪１７は、中炭素鋼等の硬質金属により構成されている。ハブ輪１７は、軸方向中間部外周面に、複列の内輪軌道１２ａ、１２ｂのうち、軸方向外側の内輪軌道１２ａを有する。ハブ輪１７は、軸方向外側の内輪軌道１２ａよりも軸方向外側に位置する部分に、径方向外側に向けて突出した回転フランジ１４を有し、かつ、軸方向外側の端部に、円筒状のパイロット部１３を有する。

【0039】

また、ハブ輪１７は、軸方向外側の内輪軌道１２ａよりも軸方向内側に位置する部分に、軸方向外側に隣接する部分よりも外径が小さく、内輪１６が外嵌される嵌合筒部１８を有する。さらに、ハブ輪１７は、内輪１６の軸方向外側の端面が突き当てられる、軸方向内側を向いた段差面１９と、嵌合筒部１８の軸方向内側の端部から径方向外側に向けて折れ曲がり、内輪１６の軸方向内側の端面を押え付けるかしめ部２０とを有する。すなわち、本例のハブ３は、ハブ輪１７の嵌合筒部１８に内輪１６を外嵌し、かつ、かしめ部２０により内輪１６の軸方向内側の端面を押え付けることで結合固定してなる。換言すれば、ハブ輪１７の段差面１９とかしめ部２０との間で内輪１６を軸方向両側から挟持して、内輪１６とハブ輪１７とを結合固定することにより、ハブ３を構成している。

【0040】

それぞれの転動体４ａ、４ｂは、複列の外輪軌道５ａ、５ｂと複列の内輪軌道１２ａ、１２ｂとの間に、列ごとに複数個ずつ、保持器２１ａ、２１ｂにより保持された状態で転動自在に配置されている。なお、本例では、それぞれの転動体４ａ、４ｂは、玉により構成されている。

【0041】

本例のハブユニット軸受１は、エンコーダ２２と、２つのシール装置２３ａ、２３ｂとをさらに備える。

【0042】

エンコーダ２２は、芯金２４と、エンコーダ本体２５とを備える。芯金２４は、金属板を断面略Ｌ字形に曲げ成形することにより構成され、円筒部２４ａと、該円筒部２４ａの軸方向内側の端部から径方向内側に向けて折れ曲がった円輪部２４ｂとを有する。エンコーダ本体２５は、永久磁石製で、軸方向内側面に、Ｎ極とＳ極とを交互に配置してなる被検出面を有し、円輪部２４ｂの軸方向内側面に添着固定されている。エンコーダ２２は、芯金２４の円筒部２４ａを内輪１６の軸方向内側の端部に外嵌固定することにより、ハブ３に、該ハブ３と一体的に回転するように支持固定されている。

【0043】

２つのシール装置２３ａ、２３ｂのうち、軸方向外側のシール装置２３ａは、ハブ３の外周面または回転フランジ１４の軸方向内側面に全周にわたり摺接するシールリップを有する。すなわち、本例では、軸方向外側のシール装置２３ａは、シールリングにより構成される。

【0044】

２つのシール装置２３ａ、２３ｂのうち、軸方向内側のシール装置２３ｂは、有底円筒状のカバーにより構成されている。本例では、軸方向内側のシール装置２３ｂは、金属板製で略円筒状のカバー芯金２６と、合成樹脂製のカバー本体２７とを備える。カバー本体２７は、略円形板状に構成され、かつ、カバー芯金２６の軸方向内側の端部に射出成形により結合固定されて、該カバー芯金２６の軸方向内側の開口部を塞ぐ。カバー本体２７は、径方向外側部分の周方向１箇所位置にセンサホルダ２７ａを有する。

【0045】

本例のハブユニット軸受１は、２つのシール装置２３ａ、２３ｂにより、外輪２の径方向内側に存在する内部空間２８の軸方向両側の開口部が塞がれている。これにより、泥水などの異物が内部空間２８に侵入すること、および、内部空間２８に封入された軸受グリースが外部空間に漏洩することが防止されている。

【0046】

また、本例のハブユニット軸受１は、センサホルダ２７ａにセンサを支持固定し、該センサの検出部をエンコーダ２２の被検出面に対向させることで、ハブ３の回転数を検出可能に構成される。

【0047】

＜外輪２の製造方法＞
外輪２を製造する際には、まず、中炭素鋼などの硬質金属製の素材に、該素材を金型内で圧力を加えて成形する鍛造加工、具体的には熱間鍛造加工を施すことによって、図２に二点鎖線で示すような中間素材２９を得る。中間素材２９は、後工程において、切削加工または研削加工などにより除去される削り代を除き、外輪２の外径形状とおおよそ一致する外径形状を有する。すなわち、中間素材２９は、複列の外輪軌道５ｙ、５ｚと、静止フランジ６ｚとを有する。ただし、複列の外輪軌道５ｙ、５ｚの表面には、後の仕上工程において、研削加工により除去される削り代が存在する。図２に二点鎖線で示す形状が、切削加工および研削加工を施す前の中間素材２９の形状である。

【0048】

なお、本例では、中間素材２９の静止フランジ６ｚの軸方向内側面の表面にも、後の仕上工程において、旋削加工により除去される削り代が存在する。また、静止フランジ６ｚは、支持孔７を有していない。

【0049】

中間素材２９の外周面のうちで静止フランジ６ｚよりも軸方向外側に位置する軸方向外側部分は、基本的には、軸方向外側に向かうほど外径が小さくなっている。すなわち、中間素材２９は、軸方向外側部分の外周面に、該中間素材２９を金型から抜き出すための抜き勾配を有する。ただし、中間素材２９の軸方向外側部分の外周面には、軸方向長さが短い範囲であれば、軸方向に関して外径が変化しない円筒面を設けることもできる。

【0050】

特に本例では、中間素材２９は、外周面のうち、静止フランジ６ｚよりも軸方向外側に位置する部分に、複合曲面部３０を有している。複合曲面部３０は、軸方向外側に向かうほど外径が小さくなる方向に傾斜した素凸曲面３１と、該素凸曲面３１の軸方向外側に隣接して配置され、かつ、軸方向外側に向かうほど外径が小さくなる方向に傾斜した素凹曲面３２とを有する。

【0051】

具体的には、本例では、複合曲面部３０は、中間素材２９の外周面のうち、完成後の外輪２において、凹曲面部８と径方向に重畳する部分に備えられている。

【0052】

素凸曲面３１は、径方向外側に向けて突出した略円弧形の母線を有し、かつ、素凹曲面３２は、径方向内側に向けて凹んだ略円弧形の母線を有する。素凸曲面３１の軸方向外側の端部と、素凹曲面３２の軸方向内側の端部とは、滑らかに接続されている。すなわち、中間素材２９の中心軸を含む仮想平面での断面に関して、素凸曲面３１の軸方向外側の端部における接線と、素凹曲面３２の軸方向内側の端部における接線とは、同一直線上に位置する。このような複合曲面３０を鍛造加工により形成するため、金型の内面には、複合曲面３０に見合う形状が備えられる。

【0053】

なお、本例では、素凸曲面３１の母線の曲率半径と、素凹曲面３２の母線の曲率半径とを、ほぼ一致させている。ただし、素凸曲面３１の母線の曲率半径と、素凹曲面３２の母線の曲率半径とを、互いに異ならせることもできる。

【0054】

素凸曲面３１の母線の曲率半径は、特に限定されるものではないが、たとえば４ｍｍ以上１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以上９ｍｍ以下、より好ましくは６ｍｍ以上８ｍｍ以下とすることができる。また、素凹曲面３２の母線の曲率半径は、特に限定されるものではないが、たとえば４ｍｍ以上１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以上９ｍｍ以下、より好ましくは６ｍｍ以上８ｍｍ以下とすることができる。

【0055】

さらに、中間素材２９は、外周面のうち、複合曲面部３０の軸方向外側に隣接する部分に、軸方向外側に向かうほど外径が小さくなる方向に傾斜した円すい台面状（テーパ面状）の傾斜面部３３を有する。すなわち、傾斜面部３３は、軸方向外側に向かうほど径方向内側を向いた直線状の母線を有する。傾斜面部３３は、中間素材２９の外周面のうち、複合曲面部３０の軸方向外側に隣接する位置から、軸方向外側の外輪軌道５ｙの軸方向外側の端部と径方向に重畳する部分までの範囲に備えられている。傾斜面部３３は、中間素材２９を金型から抜き出す作業を容易にするために備えられている。傾斜面部３３の軸方向内側の端部は、素凹曲面３２の軸方向外側の端部に滑らかに接続されている。すなわち、傾斜面部３３は、中間素材２９の中心軸を含む仮想平面での断面に関して、素凹曲面３２の軸方向外側の端部における接線方向に伸長する母線を有する。

【0056】

なお、本例では、静止フランジ６ｚのうちで腕部６ａから周方向に外れた部分の軸方向外側部分の外周面は、軸方向に変化しない円筒面により構成されている。静止フランジ６ｚのうちで腕部６ａから周方向に外れた部分の軸方向外側の端部外周面と、素凸曲面３１の軸方向内側の端部とは、滑らかに接続されている。すなわち、中間素材２９の中心軸を含む断面に関して、静止フランジ６ｚのうちで腕部６ａから周方向に外れた部分の軸方向外側の端部における接線と、素凸曲面３１の軸方向内側の端部における接線とは、中間素材２９の中心軸と平行な同一直線上に存在する。

【0057】

次に、中間素材２９の外周面のうち、複合曲面部３０の軸方向内側部分と傾斜面部３３とに、切削加工の一種である旋削加工を施すことで、凹曲面部８および円筒面部９を形成する。具体的には、中間素材２９の外周面のうち、傾斜面部３３の軸方向外側の端部から、素凸曲面３１と素凹曲面３２との境界近傍にかけての範囲に、図３に矢印αで示すように、軸方向外側から軸方向内側に向けて旋削加工を施すことで、旋削面３５を形成する。本例では、中間素材２９の外周面のうち、傾斜面部３３の軸方向外側の端部から、素凸曲面３１と素凹曲面３２との境界までの範囲に、軸方向外側から軸方向内側に向けて旋削加工を施す。したがって、本例では、素凸曲面３１は、完成後の外輪２においても鍛造面３４の一部として残る。

【0058】

中間素材２９の外周面に旋削加工を施す際には、まず、中間素材２９の軸方向内側の端部をチャッキングし、該中間素材２９を回転させながら、図示しないバイトの刃先を傾斜面部３３の軸方向外側の端部に押し付ける。そして、バイトの径方向位置を保持したまま、該バイトを中間素材２９に対して軸方向外側から軸方向内側に向けて相対移動させることで、傾斜面部３３に旋削加工を施して円筒面部９を形成する。

【0059】

バイトを、凹曲面部８を形成すべき範囲の軸方向外側の端部、本例では素凹曲面３２の軸方向外側の端部まで移動させた後は、バイトを、径方向外側に向けて徐々に移動させることで切り込み量を減少させながら、素凸曲面３１と素凹曲面３２との境界近傍、好ましくは素凸曲面３１と素凹曲面３２との境界まで軸方向内側に向けて移動させることにより、凹曲面部８を形成する。

【0060】

次の工程では、中間素材２９の内周面に備えられた複列の外輪軌道５ｙ、５ｚに研削加工を施す。研削加工は、中間素材２９の軸方向内側の端部をチャッキングし、かつ、円筒面部９に、図示しないシューを摺接させつつ、中間素材２９を回転させながら、複列の外輪軌道５ｙ、５ｚに、図示しない砥石を押し付けて行う。具体的には、複列の外輪軌道５ｙ、５ｚを、総型の砥石により同時に研削して削り代を除去し、さらに超仕上加工（スーパーフィニッシュ）を施すことで表面粗さを向上させ、複列の外輪軌道５ａ、５ｂとする。

【0061】

なお、中間素材２９の複列の外輪軌道５ｙ、５ｚに研削加工を施す前に、中間素材２９の内周面のうち、複列の外輪軌道５ｙ、５ｚを含む部分に高周波焼き入れなどの熱処理を施すことで、当該部分に、硬化層を形成している。

【0062】

さらに、静止フランジ６ｚの径方向外側部分に支持孔７を形成するための穿孔加工や、静止フランジ６ｚの軸方向内側面の表面粗さを向上させるための旋削加工などの必要な仕上加工を行うことができる。なお、これらの加工は、矛盾を生じない限り、任意のタイミングで実施したり、同時に実施したりすることができる。いずれにしても、複列の外輪軌道５ａ、５ｂの表面粗さを向上させるための研削加工を含む必要な仕上加工を行って、外輪２を完成させる。

【0063】

本例の外輪２の製造方法では、金属製の素材に鍛造加工を施すことにより、完成後の外輪２における旋削面３５のうちの鍛造面３４との境界近傍に、複合曲面部３０を設けている。これにより、中間素材２９の中心軸を含む仮想平面での断面に関して、中間素材２９の外周面のうちで旋削加工により除去される部分の軸方向内側の端部、すなわち凹曲面部８が形成されるべき部分の軸方向内側の端部における接線Ｌ_１と、中間素材２９の外周面のうちで完成後の外輪２においても鍛造面３５として残る部分の軸方向外側の端部における接線Ｌ_２とがなす角度θを小さくすることができる。具体的には、前記角度θを、６０°以下、好ましくは４０°以下にすることができる。

【0064】

したがって、中間素材２９の外周面のうち、旋削加工により除去される部分であって、鍛造面３４との境界近傍に旋削加工を施す際に、バイトの刃先に加わる切削抵抗の変化率を小さく抑えることができる。このため、刃先のたわみ変形や振動を小さく抑えることができて、鍛造面３４と旋削面３５との境界部分でのバリの発生を少なく抑えることができる。

【0065】

特に本例では、バイトを中間素材２９に対して軸方向外側から軸方向内側に向けて相対移動させることで旋削加工を施している。このため、中間素材２９の外周面のうちで旋削加工により除去される部分であって、鍛造面３４との境界近傍に旋削加工を施す際、バイトの刃先が、旋削加工の終了位置である素凸曲面３１と素凹曲面３２との境界近傍に向かうほど、バイトの刃先に加わる切削抵抗を徐々に小さくでき、刃先のたわみ変形も徐々に小さくできる。そして、バイトの刃先が、旋削加工の終了位置である素凸曲面３１と素凹曲面３２との境界近傍まで移動すると、切削抵抗がほぼ０となり、刃先はほとんど振動しなくなる。この結果、鍛造面３４と旋削面３５との境界部分でのバリの発生をより確実に抑えることができる。

【0066】

これに対し、バイトを中間素材２９に対して軸方向内側から軸方向外側に向けて相対移動させることで旋削加工を施すと、バイトの刃先を、素凸曲面３１の軸方向内側の端部に押し付ける瞬間に、刃先に加わる切削抵抗が急激に変化する。このため、刃先が振動することが避けられず、鍛造面３４と旋削面３５との境界部分でのバリの発生を完全に抑えることは難しくなる。

【0067】

また、本例では、素凸曲面３１と傾斜面部３３とを、径方向内側に向けて凹んだ素凹曲面３２により滑らかに接続している。このため、バイトを、円筒面部９を形成すべき部分から凹曲面部８を形成すべき部分へと移動する際にも、円筒面部９を形成すべき部分と凹曲面部８を形成すべき部分との接続部で、刃先に加わる切削抵抗が急激に変化することを防止できる。したがって、円筒面部９と凹曲面部８との接続部に段差が形成されるのを抑えることができる。

【0068】

本例では、本発明のハブユニット軸受用外輪の製造方法を、ハブ３が、中実構造の従動輪用であって、軸方向外側の内輪軌道１２ａを有するハブ輪１７と軸方向内側の内輪軌道１２ｂを有する内輪１６とを結合固定してなる、いわゆる第３世代と呼ばれるハブユニット軸受１の外輪２を対象とする例について説明した。ただし、本発明は、任意の構造を有するハブユニット軸受の外輪を対象とすることができる。

【0069】

たとえば、本発明は、ハブが、軸方向に貫通するスプライン孔を有する駆動輪用のハブユニット軸受の外輪を対象とすることができる。また、本発明は、それぞれが外周面に内輪軌道を有する１対の内輪と、ハブ輪とを結合固定してなる、いわゆる第２世代または第２．５世代と呼ばれるハブユニット軸受の外輪を対象とすることもできる。

【0070】

また、本例では、転動体４ａ、４ｂとして玉を使用したハブユニット軸受１の外輪を対象としているが、玉に代えて円すいころを使用したハブユニット軸受の外輪を対象とすることもできる。また、本発明は、軸方向内側列の転動体のピッチ円直径と、軸方向外側列の転動体のピッチ円直径とが等しい、等径ＰＣＤ型のハブユニット軸受の外輪を対象とすることもできるし、軸方向内側列の転動体のピッチ円直径が、軸方向外側列の転動体のピッチ円直径よりも大きいか、または、小さい、異径ＰＣＤ型のハブユニット軸受の外輪を対象とすることもできる。

【符号の説明】

【0071】

１ ハブユニット軸受
２ 外輪
３ ハブ
４ａ、４ｂ 転動体
５ａ、５ｂ、５ｙ、５ｚ 外輪軌道
６、６ｚ 静止フランジ
６ａ 腕部
７ 支持孔
８ 凹曲面部
９ 円筒面部
１０ 傾斜面部
１１ 小径円筒面部
１２ａ、１２ｂ 内輪軌道
１３ パイロット部
１４ 回転フランジ
１５ 取付孔
１６ 内輪
１７ ハブ輪
１８ 嵌合筒部
１９ 段差面
２０ かしめ部
２１ａ、２１ｂ 保持器
２２ エンコーダ
２３ａ、２３ｂ シール装置
２４ 芯金
２４ａ 円筒部
２４ｂ 円輪部
２５ エンコーダ本体
２６ カバー芯金
２７ カバー本体
２７ａ センサホルダ
２８ 内部空間
２９ 中間素材
３０ 複合曲面部
３１ 素凸曲面
３２ 素凹曲面
３３ 傾斜面部
３４ 鍛造面
３５ 旋削面

【図1】

【図2】

【図3】