特開 2024-156 ハブユニット軸受及びその製造方法

(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】P2024000156

(43)【公開日】2024-01-05

(54)【発明の名称】ハブユニット軸受及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/58 20060101AFI20231225BHJP

   F16C 19/38 20060101ALI20231225BHJP

   F16C 33/64 20060101ALI20231225BHJP

   B60B 35/14 20060101ALI20231225BHJP

【ＦＩ】

F16C33/58

F16C19/38

F16C33/64

B60B35/14 V

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022098761

(22)【出願日】2022-06-20

(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】高梨 晴美

(72)【発明者】

【氏名】若林 達男

【テーマコード（参考）】

3J701

【Ｆターム（参考）】

3J701AA16

3J701AA25

3J701AA32

3J701AA43

3J701AA54

3J701AA62

3J701AA72

3J701BA53

3J701BA56

3J701BA57

3J701DA03

3J701DA11

3J701DA20

3J701FA15

3J701FA38

3J701GA03

(57)【要約】

【課題】低トルク化と、逃げ溝の亀裂の発生防止との両立を図れる、ハブユニット軸受の構造を実現する。
【解決手段】ハブ輪８を、軸方向外側列の内輪軌道１０ａの軸方向外側に隣接した部分から径方向外側に向けて突出した大鍔部１６と、大鍔部１６の軸方向内側面１６ａと軸方向外側列の内輪軌道１０ａとを接続する凹円弧状の断面形状を有する逃げ溝１７と、外周面のうちで少なくとも軸方向外側列の内輪軌道１０ａ及び大鍔部１６を含む範囲に形成された熱処理硬化層２５と、軸方向外側面から軸方向内側に向けて凹み、円周方向に関して等間隔に配置された凹部１９とを有するものとし、凹部１９の径方向外側部の少なくとも一部分を、逃げ溝１７の近傍に位置させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内周面に複列の外輪軌道を有し、使用時にも回転しない外輪と、
外周面に複列の内輪軌道を有し、使用時に回転するハブと、
前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ配置された円すいころと、を備え、
前記ハブは、前記複列の内輪軌道のうち軸方向外側列の内輪軌道を備えるハブ輪と、前記複列の内輪軌道のうち軸方向内側列の内輪軌道を備える内輪と、を有し、
前記ハブ輪は、前記軸方向外側列の内輪軌道の軸方向外側に隣接した部分から径方向外側に向けて突出した大鍔部と、前記大鍔部の軸方向内側面と前記軸方向外側列の内輪軌道とを接続する凹円弧状の断面形状を有する逃げ溝と、外周面のうちで少なくとも前記軸方向外側列の内輪軌道及び前記大鍔部を含む範囲に形成された熱処理硬化層と、軸方向外側面から軸方向内側に向けて凹み、円周方向に関して等間隔に配置された凹部と、を有し、
前記凹部の径方向外側部の少なくとも一部分は、前記逃げ溝の近傍に位置している、
ハブユニット軸受。

【請求項2】

請求項１に記載したハブユニット軸受の製造方法であって、
素材に鍛造加工を施すことにより、軸方向外側面から軸方向内側に向けて凹んだ前記凹部を備えたハブ輪中間素材を形成する工程と、
前記鍛造加工の後に、前記ハブ輪中間素材に旋削加工を施して、前記軸方向外側列の内輪軌道及び前記大鍔部の軸方向内側面を、研削取り代を残して形成するとともに、前記逃げ溝を形成する工程と、
前記旋削加工の後に、前記熱処理硬化層を高周波焼き入れにより形成する工程と、
を備える、ハブユニット軸受の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ハブユニット軸受及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車の車輪は、ハブユニット軸受により、ナックルなどの車体側部材に対して回転自在に支持されている。

【0003】

ハブユニット軸受は、車体側部材に対して固定される静止輪である外輪の径方向内側に、車輪とともに回転する回転輪であるハブを、複数個の転動体を介して回転自在に支持することで構成されている。

【0004】

また、トラックなどの重量の嵩む自動車においては、特開２０１９－３５４５８号公報（特許文献１）などに開示されるように、転動体として円すいころを使用することが行われている。

【0005】

図７及び図８は、特開２０１９－３５４５８号公報に開示された、従来構造のハブユニット軸受１００を示している。

【0006】

ハブユニット軸受１００は、外輪１０１と、ハブ１０２と、複数個の円すいころ１０３ａ、１０３ｂとを備える。

【0007】

外輪１０１は、略円筒形状を有する。外輪１０１は、内周面に、それぞれが円すい凹面状の複列の外輪軌道１０４ａ、１０４ｂを有している。また、外輪１０１は、外周面の軸方向中間部に、径方向外側に向けて突出した静止フランジ１０５を有している。外輪１０１は、静止フランジ１０５を利用して、車体側部材である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。

【0008】

ハブ１０２は、外輪１０１の径方向内側に外輪１０１と同軸に配置されている。ハブ１０２は、車輪を構成するホイール及び制動用回転体が固定され、使用時に回転する。ハブ１０２は、ハブ輪１０６と、内輪１０７とを組み合わせてなる。ハブ１０２は、外周面のうち、複列の外輪軌道１０４ａ、１０４ｂと対向する部分に、それぞれが円すい凸面状の複列の内輪軌道１０８ａ、１０８ｂを有している。

【0009】

ハブ輪１０６は、内輪１０７を外嵌保持する軸部材である。ハブ輪１０６は、軸部１０９と、回転フランジ１１０とを有する。

【0010】

軸部１０９は、外周面の軸方向中間部に、軸方向外側列の内輪軌道１０８ａを有している。軸方向外側列の内輪軌道１０８ａは、軸方向外側に向かうほど外径が大きくなる方向に傾斜している。軸部１０９は、軸方向外側列の内輪軌道１０８ａの軸方向外側に隣接した部分に、径方向外側に向けて突出した大鍔部１１１を有する。大鍔部１１１の軸方向内側面１１１ａと軸方向外側列の内輪軌道１０８ａとは、凹円弧状の断面形状を有する逃げ溝１１２を介して接続されている。また、軸部１０９は、軸方向内側部に、内輪１０７を外嵌固定するための小径筒部１１３を有している。

【0011】

回転フランジ１１０は、ハブ輪１０６のうちで、外輪１０１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ており、略円輪形状を有している。回転フランジ１１０の軸方向外側には、車輪を構成するホイール及び制動用回転体が固定される。

【0012】

内輪１０７は、円環形状を有しており、外周面の軸方向中間部に、軸方向内側列の内輪軌道１０８ｂを有する。軸方向内側列の内輪軌道１０８ｂは、軸方向内側に向かうほど外径が大きくなる方向に傾斜している。また、内輪１０７は、外周面の軸方向内側の端部に、内輪鍔部１１４を有する。内輪鍔部１１４は、内輪軌道１０８ｂの軸方向内側に隣接して配置されており、径方向外側に向けて突出している。内輪１０７は、軸部１０９に備えられた小径筒部１１３に外嵌固定されている。

【0013】

円すいころ１０３ａ、１０３ｂは、複列の外輪軌道１０４ａ、１０４ｂと複列の内輪軌道１０８ａ、１０８ｂとの間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ配置されている。軸方向外側列の円すいころ１０３ａは、軸方向外側を向いた大径側端面を大鍔部１１１の軸方向内側面１１１ａに接触させている。これに対し、軸方向内側列の円すいころ１０３ｂは、軸方向内側を向いた大径側端面を、内輪鍔部１１４の軸方向外側面１１４ａに接触させている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】特開２０１９－３５４５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

近年、自動車の低燃費化を図るために、ハブユニット軸受の低トルク化の要求が高まっている。

【0016】

そこで、軸方向外側列の円すいころの大径側端面と大鍔部の軸方向内側面との摺動トルクを低く抑え、ハブユニット軸受の低トルク化を図るために、逃げ溝の曲率半径を小さくして、軸方向外側列の円すいころの大径側端面と大鍔部の軸方向内側面との接点位置を、軸方向外側列の内輪軌道の母線と大鍔部の軸方向内側面の母線との交点に近づけることが考えられる。

【0017】

ただし、ハブユニット軸受においては、ハブ輪の外周面のうち、回転フランジの径方向内側部の軸方向内側部分から小径筒部にわたる範囲に、高周波加熱コイルを用いた高周波焼き入れ処理を施し、熱処理硬化層を形成することが行われている。

【0018】

ハブ輪の外周面に高周波焼き入れ処理を施す場合、高周波加熱コイルから逃げ溝の溝底面までの距離が元々大きくなりやすいことに加えて、逃げ溝の曲率半径を小さくした場合には、逃げ溝の開口幅が小さくなる。このため、逃げ溝の溝底面が十分に加熱されず、逃げ溝部分に形成される熱処理硬化層は薄くなりやすい。

【0019】

一方、ハブ輪の外周面に高周波焼き入れ処理を施した際に、大鍔部はマルテンサイト変態して膨張するため、引張応力が逃げ溝に集中しやすくなる。さらに、自動車の走行時には、路面反力に基づくモーメント荷重によって回転フランジが軸方向外側に倒れるように変形することで、引張応力が逃げ溝に作用するため、逃げ溝に亀裂が発生しやすくなる。

【0020】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、低トルク化と、逃げ溝の亀裂の発生防止との両立を図れる、ハブユニット軸受及びその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0021】

本発明の一態様にかかるハブユニット軸受は、外輪と、ハブと、円すいころとを備える。
前記外輪は、内周面に複列の外輪軌道を有し、使用時にも回転しない。
前記ハブは、外周面に複列の内輪軌道を有し、使用時に回転する。
前記円すいころは、前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ配置されている。
前記ハブは、前記複列の内輪軌道のうち軸方向外側列の内輪軌道を備えるハブ輪と、前記複列の内輪軌道のうち軸方向内側列の内輪軌道を備える内輪とを有する。
前記ハブ輪は、前記軸方向外側列の内輪軌道の軸方向外側に隣接した部分から径方向外側に向けて突出した大鍔部と、前記大鍔部の軸方向内側面と前記軸方向外側列の内輪軌道とを接続する凹円弧状の断面形状を有する逃げ溝と、外周面のうちで少なくとも前記軸方向外側列の内輪軌道及び前記大鍔部を含む範囲に形成された熱処理硬化層と、軸方向外側面から軸方向内側に向けて凹み、円周方向に関して等間隔に配置された凹部と、を有する。
前記凹部の径方向外側部の少なくとも一部分は、前記逃げ溝の近傍に位置している。

【0022】

本発明の一態様にかかるハブユニット軸受の製造方法は、本発明の一態様にかかる前記ハブユニット軸受の製造方法であり、素材に鍛造加工を施すことにより、軸方向外側面から軸方向内側に向けて凹んだ前記凹部を備えたハブ輪中間素材を形成する工程と、前記鍛造加工の後に、前記ハブ輪中間素材に旋削加工を施して、前記軸方向外側列の内輪軌道及び前記大鍔部の軸方向内側面を、研削取り代を残して形成するとともに、前記逃げ溝を形成する工程と、前記旋削加工の後に、前記熱処理硬化層を高周波焼き入れにより形成する工程と、を備える。

【発明の効果】

【0023】

本発明の一態様にかかるハブユニット軸受によれば、低トルク化と、逃げ溝の亀裂の発生防止との両立を図れる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】図１は、実施の形態の第１例にかかるハブユニット軸受を示す、断面図である。

【図2】図２は、図１の左側から見た端面図である。

【図3】図３は、図１の部分拡大図である。

【図4】図４は、実施の形態の第１例にかかるハブユニット軸受からハブ輪を取り出して示す、半部断面図である。

【図5】図５は、実施の形態の第１例にかかるハブユニット軸受を構成するハブ輪の製造方法を工程順に示す、半部断面図である。

【図6】図６は、実施の形態の第２例を示す、図４に相当する図である。

【図7】図７は、従来構造のハブユニット軸受を示す断面図である。

【図8】図８は、図７の部分拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

［実施の形態の第１例］
実施の形態の第１例について、図１～図５を用いて説明する。

【0026】

〔ハブユニット軸受の構造〕
ハブユニット軸受１は、内輪回転型で、かつ、駆動輪用のいわゆる第３世代のハブユニット軸受である。ハブユニット軸受１は、外輪２と、ハブ３と、複数の円すいころ４ａ、４ｂとを備える。

【0027】

ハブユニット軸受１に関して、軸方向外側は、車両に組み付けた状態で車両の幅方向外側となる図１及び図３～図５の左側であり、軸方向内側は、車両に組み付けた状態で車両の幅方向中央側となる図１及び図３～図５の右側である。また、軸方向、径方向、及び、円周方向とは、特に断らない限り、ハブ３に関する軸方向、径方向、及び、円周方向をいう。

【0028】

外輪２は、中炭素鋼などの硬質金属製で、略円筒形状を有する。外輪２は、内周面に、円すい凹面状の複列の外輪軌道５ａ、５ｂを有している。外輪２は、外周面の軸方向中間部に、径方向外側に向けて突出した静止フランジ６を有している。静止フランジ６は、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。外輪２は、支持孔７へ挿通したボルトにより、車体側部材である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。

【0029】

ハブ３は、外輪２の径方向内側に外輪２と同軸に配置されている。ハブ３は、車輪を構成するホイール及び制動用回転体が固定され、使用時に回転する。ハブ３は、中炭素鋼などの硬質金属製のハブ輪８と、高炭素クロム鋼などの硬質金属製の内輪９とを組み合わせてなる。ハブ３は、外周面のうち、複列の外輪軌道５ａ、５ｂと対向する部分に、円すい凸面状の複列の内輪軌道１０ａ、１０ｂを有している。

【0030】

ハブ輪８は、内輪９を外嵌保持する軸部材である。本例のハブユニット軸受１は、駆動輪用であるため、ハブ輪８は、等速ジョイントに接続される。

【0031】

ハブ輪８は、軸部１１と、回転フランジ１２と、パイロット部１３とを有する。

【0032】

軸部１１は、ハブ輪８の軸方向内側部から軸方向中間部にわたる範囲に備えられている。軸部１１は、中心部に、軸方向に貫通したスプライン孔１４を有する。このため、軸部１１は、略円筒形状を有している。また、スプライン孔１４は、軸部１１の軸方向外側面及び軸方向内側面のそれぞれに開口している。スプライン孔１４には、等速ジョイントを構成する駆動軸がスプライン係合される。駆動軸は、エンジンや電動モータなどの駆動源により直接回転駆動されるか、又は、トランスミッションを介して回転駆動される。自動車の走行時には、駆動軸によりハブ３を回転駆動することで、ハブ３の回転フランジ１２に結合固定された車輪及び制動用回転体を回転駆動する。

【0033】

軸部１１は、外周面の軸方向中間部に、軸方向外側列の内輪軌道１０ａを有している。軸方向外側列の内輪軌道１０ａは、軸方向外側に向かうほど外径が大きくなる方向に傾斜している。軸部１１は、外周面のうちで、軸方向外側列の内輪軌道１０ａよりも軸方向内側に位置する部分に、軸方向内側を向いた段差面１５を有する。段差面１５には、内輪９の軸方向外側の端面が突き当てられる。

【0034】

軸部１１は、軸方向外側列の内輪軌道１０ａの軸方向外側に隣接した部分に、径方向外側に向けて突出した大鍔部１６を有する。大鍔部１６は、軸方向外側列の内輪軌道１０ａの母線を通る仮想線よりも径方向外側に位置している。大鍔部１６の軸方向外側には、回転フランジ１２が備えられている。

【0035】

大鍔部１６は、円すい凹面状の軸方向内側面１６ａを有する。軸方向内側面１６ａは、径方向外側に向かうほど軸方向内側に向かう方向に傾斜している。軸方向内側面１６ａには、円すいころ４ａの大径側端面が接触する。

【0036】

大鍔部１６の軸方向内側面１６ａと軸方向外側列の内輪軌道１０ａとは、逃げ溝１７を介して接続されている。逃げ溝１７は、凹円弧状の断面形状を有しており、軸部１１の外周面に全周にわたり形成されている。このため、逃げ溝１７は、環状溝である。

【0037】

逃げ溝１７の曲率半径は、十分に小さい値に設定されており、大鍔部１６の軸方向内側面１６ａの径方向幅の０．２５倍～０．４倍程度である。具体的には、逃げ溝１７の曲率半径は、０．７ｍｍ～０．９ｍｍ程度である。また、逃げ溝１７の断面における中心角は、３０度～４０度程度である。

【0038】

軸部１１は、軸方向内側部に、内輪９を外嵌固定するための小径筒部１８を有する。

【0039】

軸部１１は、軸方向外側面の径方向中間部から軸方向内側に向けて凹んだ凹部１９を有している。このため、凹部１９は、軸部１１の軸方向外側面に開口している。凹部１９の軸方向外側の開口部は、スプライン孔１４の軸方向外側の開口部の径方向外側に位置している。凹部１９は、ハブ輪８の外周面と内周面との径方向の間部分に備えられている。

【0040】

凹部１９の径方向外側部の一部分は、逃げ溝１７の近傍に位置している。本例では、凹部１９の径方向外側の端部の軸方向内側部が、逃げ溝１７よりも径方向内側に位置しており、かつ、逃げ溝１７の近傍に位置している。また、凹部１９の軸方向内側の端部は、逃げ溝１７と径方向に重なる位置に配置されている。なお、逃げ溝１７の近傍とは、逃げ溝１７の溝底面からの距離が、逃げ溝１７部分に形成される後述の熱処理硬化層２５の硬化層深さよりも若干深い位置にあることをいい、具体的には、逃げ溝１７の溝底面から５ｍｍ以内のことをいう。

【0041】

本例では、凹部１９の軸方向外側の開口部は、長円形状を有している。また、凹部１９の軸方向外側の開口部は、ハブ輪８の放射方向（径方向）に長手方向を向けて配置されている。

【0042】

凹部１９は、ハブ輪８の中心軸を含む仮想平面に関して、略半楕円形（舌形）の断面形状を有している。このため、凹部１９の径方向幅は、軸方向内側に向かうほど小さくなる。これに対し、凹部１９の円周方向幅は、軸方向及び径方向にわたりほぼ一定である。

【0043】

凹部１９の内面のうち、ハブ輪８の径方向に関して外側に位置する凹曲面２０ａは、軸方向外側に向かうほど径方向外側に向かう方向に傾斜している。これに対し、凹部１９の内面のうち、ハブ輪８の径方向に関して内側に位置する凹曲面２０ｂは、軸方向外側に向かうほど径方向内側に向かう方向に傾斜している。凹部１９の内面のうち、ハブ輪８の円周方向両側に位置する１対の平坦面２１ｃ、２１ｄは、互いに略平行に配置されている。

【0044】

本例では、ハブ輪８に凹部１９を形成することで、ハブ輪８のうちで、逃げ溝１７と凹部１９との間に存在する部分の熱容量を低下させている。

【0045】

本例では、凹部１９を複数個（図示の例では８個）有している。複数個の凹部１９は、ハブ輪８の円周方向に関して等間隔に配置されている。図示の例では、８個の凹部１９を、円周方向に関して等間隔に配置している。

【0046】

本例では、複数個の凹部１９をハブ輪８の円周方向に等間隔に配置することで、円周方向に隣接して配置された２つの凹部１９同士の間に、放射方向に伸長したリブ３４を形成している。図示の例では、ハブ輪８は、８本のリブ３４を有している。

【0047】

回転フランジ１２は、ハブ輪８のうちで、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ている。このため、回転フランジ１２の径方向内側の端部は、軸部１１の外周面の軸方向外側の端部に接続されている。回転フランジ１２は、略円輪形状を有している。回転フランジ１２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２２を有する。取付孔２２のそれぞれには、スタッド２３が圧入されている。スタッド２３の先端部には、図示しないナットが螺合される。これにより、車輪を構成するホイール及び制動用回転体を、回転フランジ１２の軸方向外側に固定する。本発明を実施する場合には、回転フランジに雌ねじ孔を形成し、該雌ねじ孔にハブボルトを直接螺合することにより、ホイール及び制動用回転体を、回転フランジの軸方向外側に固定することもできる。

【0048】

パイロット部１３は、ホイール及び制動用回転体をがたつきのない隙間嵌めで外嵌するためのもので、円筒形状を有している。パイロット部１３は、ハブ輪８の軸方向外側の端部に備えられている。図示の例では、パイロット部１３は、回転フランジ１２の径方向内側部の軸方向外側面に接続されている。

【0049】

ハブ輪８は、軸部１１の軸方向外側面と回転フランジ１２の内周面とパイロット部１３の内周面とにより囲まれた、軸方向外側部の径方向中央部に、外側凹部２４を有する。このため、凹部１９及びスプライン孔１４は、軸部１１の軸方向外側面により構成される外側凹部２４の軸方向底面に開口している。外側凹部２４の軸方向底面は、ハブ輪８の中心軸に直交する仮想平面上に存在する平坦面であり、スプライン孔１４に挿通された駆動軸の先端部に螺合したナットの座面として機能する。

【0050】

ハブ輪８の外周面（表層部）には、高周波加熱コイルを用いた高周波焼き入れ処理により、熱処理硬化層２５が形成されている。具体的には、ハブ輪８の外周面のうちで、軸方向外側列の内輪軌道１０ａ及び大鍔部１６を含む、回転フランジ１２の径方向内側部の軸方向内側部分から小径筒部１８の軸方向内側部にわたる範囲に、熱処理硬化層２５を有している。熱処理硬化層２５は、ハブ輪８の外周面に全周にわたり形成されている。熱処理硬化層２５の硬化層深さは、０．５ｍｍ～４ｍｍである。図１及び図３～図５には、熱処理硬化層２５を斜格子模様で示している。

【0051】

本例では、熱処理硬化層２５のうちで、大鍔部１６の径方向内側に存在する部分は、凹部１９の径方向外側の端部の軸方向内側部の近傍まで達している。

【0052】

内輪９は、円環形状を有しており、外周面に軸方向内側列の内輪軌道１０ｂを有する。また、内輪９は、外周面の軸方向内側の端部に、内輪鍔部２６を有する。内輪鍔部２６は、内輪軌道１０ｂの軸方向内側に隣接して配置されており、径方向外側に向けて突出している。内輪鍔部２６の軸方向外側面２６ａには、円すいころ４ｂの大径側端面が接触する。内輪鍔部２６の軸方向外側面２６ａと軸方向内側列の内輪軌道１０ｂとは、凹円弧状の断面形状を有する内輪逃げ溝３３を介して接続されている。本例では、内輪逃げ溝３３の曲率半径についても、逃げ溝１７の曲率半径と同程度の小さい値に設定している。内輪９は、軸部１１に備えられた小径筒部１８に締り嵌めで外嵌され、段差面１５と図示しない等速ジョイント用外輪との間で、軸方向両側から挟持されている。これにより、ハブ輪８と内輪９とを結合して、ハブ３を構成している。

【0053】

円すいころ４ａ、４ｂは、軸受鋼などの硬質金属製あるいはセラミックス製であり、複列の外輪軌道５ａ、５ｂと複列の内輪軌道１０ａ、１０ｂとの間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ、保持器２７ａ、２７ｂにより保持された状態で転動自在に配置されている。軸方向外側列の円すいころ４ａは、軸方向外側を向いた大径側端面を、大鍔部１６の軸方向内側面１６ａに接触させている。これに対し、軸方向内側列の円すいころ４ｂは、軸方向内側を向いた大径側端面を、内輪鍔部２６の軸方向外側面２６ａに接触させている。なお、円すいころ４ａ、４ｂの大径側端面は、凸曲面状に構成されている。

【0054】

本例では、逃げ溝１７の曲率半径を小さい値に設定しているため、軸方向外側列の円すいころ４ａの大径側端面と大鍔部１６の軸方向内側面１６ａとの接点位置を、軸方向外側列の内輪軌道１０ａの母線と大鍔部１６の軸方向内側面１６ａの母線との交点に近づけることができる。同様に、内輪逃げ溝３３の曲率半径を小さい値に設定しているため、軸方向内側列の円すいころ４ｂの大径側端面と内輪鍔部２６の軸方向外側面２６ａとの接点位置を、軸方向内側列の内輪軌道１０ｂの母線と内輪鍔部２６の軸方向外側面２６ａの母線との交点に近づけることができる。したがって、本例では、ハブユニット軸受１の低トルク化を図ることができる。

【0055】

本例のハブユニット軸受１は、外輪２の内周面とハブ３の外周面との間の環状空間２８に水分や埃などの異物が侵入したり、環状空間２８に封入したグリースが外部に漏洩したりすることを防止するために、外輪２の内周面の軸方向外側の端部とハブ輪８の大鍔部１６の外周面との間に、第１シールリング２９を設けている。さらに、外輪２の内周面の軸方向内側の端部と内輪９の内輪鍔部２６の外周面との間に、第２シールリング３０を設けている。これにより、環状空間２８の軸方向両側の端部開口を、第１シールリング２９及び第２シールリング３０により塞いでいる。

【0056】

〔ハブユニット軸受の製造方法〕
ハブユニット軸受１を構成するハブ輪８の製造方法を、図５を参照して説明する。

【0057】

〈鍛造工程〉
先ず、中炭素鋼などの硬質金属製の素材に、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５の（Ａ）に示すようなハブ輪中間素材３１を得る。具体的には、素材をＡ３変態点（たとえば８００℃程度）以上の温度に加熱し、金型を用いて、据え込み加工や成形加工などの熱間鍛造加工（塑性加工）を多段階で施し、軸方向外側面から軸方向内側に向けて凹んだ凹部１９を備えたハブ輪中間素材３１を得る。具体的には、ハブ輪中間素材３１の径方向中間部に、軸方向内側に向けて凹入する凹部１９を、円周方向に関して等間隔に複数形成する。

【0058】

本例では、凹部１９の一部が、後工程で形成する逃げ溝１７の近傍に位置するように、凹部１９を形成する。具体的には、凹部１９の径方向外側の端部の軸方向内側部が、逃げ溝１７よりも径方向内側に位置し、かつ、逃げ溝１７の近傍に位置するように、凹部１９を形成する。凹部１９を形成する際に押し出された肉は、回転フランジ１２の一部となる。

【0059】

ハブ輪中間素材３１は、ハブ輪８のおおよその形状、つまり、ハブ輪８に近い形状を有している。

【0060】

〈旋削加工工程〉
次に、ハブ輪中間素材３１の外周面に旋削加工を施す。これにより、図５の（Ｂ）に示すように、ハブ輪中間素材３１の外周面に、軸方向外側列の内輪軌道１０ａ及び大鍔部１６の軸方向内側面１６ａを、研削取り代を残して形成するとともに、大鍔部１６の軸方向内側面１６ａと軸方向外側列の内輪軌道１０ａとの接続部に、凹円弧状の断面形状を有する逃げ溝１７を形成する。本例では、ハブ輪中間素材３１の外周面に旋削加工を施すことで、軸方向外側列の内輪軌道１０ａ、大鍔部１６の軸方向内側面１６ａ及び逃げ溝１７を形成するだけでなく、段差面１５及び小径筒部１８の外周面などを形成する。

【0061】

〈熱処理工程〉
次に、図５の（Ｃ）に示すように、ハブ輪中間素材３１の周囲に、略円筒形状を有する高周波加熱コイル３２を配置して、高周波焼き入れ処理を施す。これにより、ハブ輪中間素材３１の外周面に、熱処理硬化層２５を形成する。具体的には、ハブ輪中間素材３１の外周面のうちで、軸方向外側列の内輪軌道１０ａ及び大鍔部１６を含む、回転フランジ１２の径方向内側部の軸方向内側部分から小径筒部１８の軸方向内側部にわたる範囲に、熱処理硬化層２５を形成する。この時、凹部１９にクーラントを注入して、熱処理硬化層２５が凹部１９に突き抜けることを防止してもよい。

【0062】

〈研削加工工程〉
次に、ハブ輪中間素材３１の外周面に研削加工を施して、表面形状を整えることで、図５の（Ｄ）に示すようなハブ輪８を得る。

【0063】

次に、ハブ輪８の周囲に、外輪２と円すいころ４ａ、４ｂとを配置し、かつ、小径筒部１８に内輪９を外嵌する。具体的には、例えば、円すいころ４ａ、４ｂを保持器２７ａ、２７ｂに保持した状態で、外輪２の複列の外輪軌道５ａ、５ｂの径方向内側に配置し、かつ、外輪２の軸方向外側の端部に、第１シールリング２９を内嵌して外輪組立体を得る。次いで、前記外輪組立体の径方向内側に、ハブ輪中間素材３１を軸方向外側から挿入する。次いで、内輪９を、ハブ輪中間素材３１の小径筒部１８に圧入により外嵌する。これにより、ハブ輪８と内輪９とを結合固定してハブ３を構成し、かつ、円すいころ４ａ、４ｂに適正な予圧を付与する。最後に、外輪２の軸方向内側の端部と内輪９との間に、第２シールリング３０を装着し、ハブユニット軸受１として完成する。ただし、このような組立手順については、特に限定されず、矛盾を生じない限り、順番を入れ替えたり、同時に実施したりすることができる。

【0064】

以上のような構成を有し、上述のように製造される本例のハブユニット軸受１によれば、低トルク化と、逃げ溝１７の亀裂の発生防止との両立を図ることができる。
すなわち、本例では、逃げ溝１７の曲率半径を小さくして、軸方向外側列の円すいころ４ａの大径側端面と大鍔部１６の軸方向内側面１６ａとの接点位置を、軸方向外側列の内輪軌道１０ａの母線と大鍔部１６の軸方向内側面１６ａの母線との交点に近づけている。このため、本例のハブユニット軸受１によれば、低トルク化を図ることができる。

【0065】

また、本例では、ハブ輪８に対して、軸方向外側面から軸方向内側に向けて凹んだ凹部１９を形成し、該凹部１９の一部を逃げ溝１７の近傍に位置させている。具体的には、凹部１９の径方向外側の端部の軸方向内側部を、逃げ溝１７の径方向内側に配置し、かつ、逃げ溝１７の近傍に位置させている。このため、ハブ輪８のうちで、逃げ溝１７と凹部１９との間に位置する部分の熱容量を小さくすることができる。したがって、ハブ輪８の外周面に形成する熱処理硬化層２５の硬化層深さを、逃げ溝１７部分及びその近傍部分で、凹部を形成しない場合に比べて深くすることができる。この結果、軸方向外側列の円すいころ４ａの大径側端面と大鍔部１６の軸方向内側面１６ａとの摺動トルクを低く抑えるべく、本例のように逃げ溝１７の曲率半径を小さくした場合にも、逃げ溝１７に亀裂が発生することを抑制できる。したがって、本例のハブユニット軸受１によれば、低トルク化を図れるとともに、逃げ溝１７に亀裂が発生することを抑制できる。

【0066】

また、本例では、円周方向に隣り合う２つの凹部１９同士の間に、放射方向に伸長したリブ３４を備えているため、自動車の走行時に、路面反力に基づくモーメント荷重によって回転フランジ１２が軸方向外側に倒れるように変形することを、複数本のリブ３４により防止できる。このため、逃げ溝１７に作用する引張応力を小さく抑えることができる。

【0067】

また、本例の場合には、ハブ輪８を製造するための熱間鍛造工程の中で、凹部１９を形成することができる。このため、従来から知られているハブ輪８の製造工程に、新たな工程を付加する必要がない。したがって、本例の製造方法によれば、低トルク化を図れるとともに、逃げ溝１７に亀裂が発生することを抑制できるハブユニット軸受１を、コストを上昇させずに生産することができる。

【0068】

［実施の形態の第２例］
実施の形態の第２例について、図６を用いて説明する。

【0069】

本例では、従動輪用のハブ輪８ａに、本発明を適用した場合について説明する。

【0070】

本例のハブ輪８ａは、従動輪用であるため、等速ジョイントに接続されない。このため、ハブ輪８ａは、径方向中央部にスプライン孔が備えられていない中実体である。

【0071】

また、ハブ輪８ａに備えられた小径筒部１８の軸方向内側の端部には、かしめ部３５が形成される。かしめ部３５は、内輪９（図１参照）の軸方向内側の側面を抑え付ける。

【0072】

本例のハブ輪８ａは従動輪用であるため、軸方向外側部の径方向中央部に備えられた外側凹部２４ａの溝深さ及び軸方向底面の断面形状が、実施の形態の第１例と異なる。すなわち、外側凹部２４ａの溝深さは、実施の形態の第１例の構造に比べて深い。具体的には、外側凹部２４ａの軸方向底面の径方向内側部は、ハブ輪８ａの外周面に形成された逃げ溝１７よりも軸方向内側に位置している。また、外側凹部２４ａの軸方向底面は、実施の形態の第１例の構造のような平坦面ではなく、軸方向内側に向けて凹んだ凹円弧状の断面形状を有している。

【0073】

このため本例では、ハブ輪８ａの軸方向外側面から軸方向内側に向けて凹んだ凹部１９ａの軸方向深さが、実施の形態の第１例の構造に比べて小さくなっている。ただし、凹部１９ａの径方向外側の端部の軸方向中間部は、逃げ溝１７の近傍に位置している。本例の場合にも、凹部１９ａの軸方向外側の開口部は、長円形状を有している。凹部１９ａは、ハブ輪８ａの中心軸を含む仮想平面に関して、略三日月形の断面形状を有している。また、本例の場合にも、凹部１９ａの内面である径方向外側の凹曲面２０ａの近傍まで、熱処理硬化層２５が達している。

【0074】

以上のような本例では、凹部１９ａの軸方向深さを小さくできるため、凹部１９ａを鍛造加工により形成する際に必要なプレス荷重を、実施の形態の第１例の構造に比べて小さくすることができる。このため、ハブ輪８ａの製造コストを抑える上で有利になる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第１例と同じである。

【0075】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、発明の技術思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。また、実施の形態の各例の構造は、矛盾を生じない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。

【0076】

本発明を実施する場合に、凹部の開口形状及び断面形状、並びに、凹部の形成数については、実施の形態の各例で説明した構造に限定されず、適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0077】

１ ハブユニット軸受
２ 外輪
３ ハブ
４ａ、４ｂ 円すいころ
５ａ、５ｂ 外輪軌道
６ 静止フランジ
７ 支持孔
８、８ａ ハブ輪
９ 内輪
１０ａ、１０ｂ 内輪軌道
１１ 軸部
１２ 回転フランジ
１３ パイロット部
１４ スプライン孔
１５ 段差面
１６ 大鍔部
１６ａ 軸方向内側面
１７ 逃げ溝
１８ 小径筒部
１９、１９ａ 凹部
２０ａ、２０ｂ 凹曲面
２１ｃ、２１ｄ 平坦面
２２ 取付孔
２３ スタッド
２４、２４ａ 外側凹部
２５ 熱処理硬化層
２６ 内輪鍔部
２６ａ 軸方向外側面
２７ａ、２７ｂ 保持器
２８ 環状空間
２９ 第１シールリング
３０ 第２シールリング
３１ ハブ輪中間素材
３２ 高周波加熱コイル
３３ 内輪逃げ溝
３４ リブ
３５ かしめ部
１００ ハブユニット軸受
１０１ 外輪
１０２ ハブ
１０３ａ、１０３ｂ 円すいころ
１０４ａ、１０４ｂ 外輪軌道
１０５ 静止フランジ
１０６ ハブ輪
１０７ 内輪
１０８ａ、１０８ｂ 内輪軌道
１０９ 軸部
１１０ 回転フランジ
１１１ 大鍔部
１１１ａ 軸方向内側面
１１２ 逃げ溝
１１３ 小径筒部
１１４ 内輪鍔部
１１４ａ 軸方向外側面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】