特開 2024-6699 ハブユニット軸受及びハブユニット軸受の製造方法

(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】P2024006699

(43)【公開日】2024-01-17

(54)【発明の名称】ハブユニット軸受及びハブユニット軸受の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F16C 33/64 20060101AFI20240110BHJP

   F16C 19/38 20060101ALI20240110BHJP

   F16C 33/60 20060101ALI20240110BHJP

   B24B 19/06 20060101ALI20240110BHJP

【ＦＩ】

F16C33/64

F16C19/38

F16C33/60

B24B19/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022107831

(22)【出願日】2022-07-04

(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】110002000

【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所

(72)【発明者】

【氏名】神谷 良雄

(72)【発明者】

【氏名】若林 達男

【テーマコード（参考）】

3C049

3J701

【Ｆターム（参考）】

3C049AA03

3C049AA09

3C049CA01

3C049CA03

3C049CB02

3J701AA16

3J701AA25

3J701AA32

3J701AA43

3J701AA54

3J701AA62

3J701BA53

3J701BA55

3J701BA56

3J701BA69

3J701DA11

3J701FA31

3J701GA03

3J701XB03

3J701XB50

(57)【要約】

【課題】研削割れや研削戻りを防止できるハブユニット軸受及びハブユニット軸受の製造方法を提供する。
【解決手段】ハブユニット軸受は、外周に、内輪軌道面と、内輪軌道面の軸方向両側に位置する大鍔部及び小鍔部と、が設けられた内輪部材と、内周に外輪軌道面が設けられた外輪部材と、内輪軌道面と外輪軌道面との間に転動自在に配された複数の円すいころと、を備える。大鍔部は、内輪部材の軸方向一方側面を構成する大鍔側平面と、大鍔部の外径面である大鍔外径面と、大鍔外径面と内輪軌道面とを接続する大鍔面と、を有する。小鍔部は、内輪部材の軸方向他方側面を構成する小鍔側平面と、小鍔部の外径面である小鍔外径面と、小鍔外径面と内輪軌道面とを接続する小鍔面と、を有する。小鍔側平面と小鍔外径面との角部には、肉盗み部が設けられる。大鍔外径面と、大鍔面と、内輪軌道面と、小鍔外径面と、小鍔側平面と、は研削面である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外周に、内輪軌道面と、前記内輪軌道面の軸方向両側に位置する大鍔部及び小鍔部と、が設けられた内輪部材と、
内周に外輪軌道面が設けられた外輪部材と、
前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配された複数の円すいころと、
を備えるハブユニット軸受であって、
前記大鍔部は、前記内輪部材の軸方向一方側面を構成する大鍔側平面と、前記大鍔部の外径面である大鍔外径面と、前記大鍔外径面と前記内輪軌道面とを接続する大鍔面と、を有し、
前記小鍔部は、前記内輪部材の軸方向他方側面を構成する小鍔側平面と、前記小鍔部の外径面である小鍔外径面と、前記小鍔外径面と前記内輪軌道面とを接続する小鍔面と、を有し、
前記小鍔側平面と前記小鍔外径面との角部には、肉盗み部が設けられ、
前記大鍔外径面と、前記大鍔面と、前記内輪軌道面と、前記小鍔外径面と、前記小鍔側平面と、は研削面である、
ハブユニット軸受。

【請求項2】

前記肉盗み部は、非研削面である
請求項１に記載のハブユニット軸受。

【請求項3】

前記肉盗み部は、前記小鍔側平面と前記小鍔外径面との前記角部に設けられた面取り部であり、
前記面取り部は、研削面である、
請求項１に記載のハブユニット軸受。

【請求項4】

外周に、内輪軌道面と、前記内輪軌道面の軸方向両側に位置する大鍔部及び小鍔部と、が設けられた内輪部材と、
内周に外輪軌道面が設けられた外輪部材と、
前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配された複数の円すいころと、
を備えるハブユニット軸受の製造方法であって、
前記大鍔部は、前記内輪部材の軸方向一方側面を構成する大鍔側平面と、前記大鍔部の外径面である大鍔外径面と、前記大鍔外径面と前記内輪軌道面とを接続する大鍔面と、を有し、
前記小鍔部は、前記内輪部材の軸方向他方側面を構成する小鍔側平面と、前記小鍔部の外径面である小鍔外径面と、前記小鍔外径面と前記内輪軌道面とを接続する小鍔面と、を有し、
前記小鍔側平面と前記小鍔外径面との角部には、肉盗み部が設けられ、
総型の砥石によって、前記大鍔側平面を基準として、前記大鍔外径面と前記大鍔面と前記内輪軌道面と前記小鍔外径面と前記小鍔側平面とを同時研削する、
ハブユニット軸受の製造方法。

【請求項5】

前記砥石の研削面と、前記小鍔側平面と前記小鍔外径面との前記角部と、の間に前記肉盗み部によって隙間が設けられることにより、前記肉盗み部に対して研削が行われない、
請求項４に記載のハブユニット軸受の製造方法。

【請求項6】

前記肉盗み部は、前記小鍔側平面と前記小鍔外径面との前記角部に設けられた面取り部であり、
前記面取り部は、前記砥石によって、前記大鍔外径面と前記大鍔面と前記内輪軌道面と前記小鍔外径面と前記小鍔側平面と共に、同時研削される
請求項４に記載の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ハブユニット軸受の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、自動車のトランスミッション（ＭＴ、ＡＴ、ＤＣＴ、ＣＶＴ、ハイブリッド等）又はデファレンシャルに備わる回転部を支持する円すいころ軸受が開示されている。図４は、特許文献１の円すいころ軸受の断面図である。

【0003】

図４に示すように、特許文献１の円すいころ軸受１００は、内輪軌道面１１１を有する内輪１１０と、外輪軌道面１２１を備える外輪１２０と、内輪軌道面１１１と外輪軌道面１２１との間に配置された複数の円すいころ１３０と、複数の円すいころ１３０を収容する保持器１４０と、を備える。図４に示すように、円すいころ軸受１００においては、内輪軌道面１１１の延長線と、外輪軌道面１２１の延長線と、を中心軸Ｏ上で交差させることにより、円すいころ１３０の自転を可能としている。このように、一般的に円すいころの径方向と軸方向の位置関係は固定される。

【0004】

通常、円すいころ軸受１００の内輪１１０においては、軸方向両側面１１２，１１３の研削後に、軸方向両側面１１２，１１３のうち大鍔側の軸方向側面１１３（大鍔側平面とも呼ぶ）を基準に、内輪軌道面１１１と大鍔面１１４が同時にまたは別々に研削され、大鍔側平面１１３と内輪軌道面１１１及び大鍔面１１４との位置関係が固定される。車両用の円すいハブユニット軸受の如き複列円すいころ軸受では、軸方向寸法のばらつきがアキシアル隙間や予圧のばらつきになる。

【0005】

図５は、特許文献２の玉ハブユニット軸受の内輪の研削加工を示す図である。ハブユニット軸受では、低トルク、長寿命、高剛性を両立する必要がある。そのため、図５に示すように特許文献２の玉ハブユニット軸受では、内輪２１５の軌道面２１５ａ及びシール嵌合面２１５ｂに対する砥石２２４による研削時に、内輪２１５の突合せ面２１５ｃ（小端面）も一体研削し、軌道面２１５ａと突合せ面２１５ｃの位置関係を固定して予圧のばらつきを抑制している。なお、内輪２１５の突合せ面２１５ｃ側の外径面２１５ｄは、黒皮（スケール）であり非研削面である。

【0006】

ここで、円すいハブユニット軸受の内輪を特許文献２と同様の方法で一体研削しようとすると、以下の理由で、研削割れや研削戻りが発生しやすくなる。図５で例示した通り、通常、玉ハブユニット軸受の内輪の突合せ面は径方向の幅が小さく、また、突合せ面側の外径面は黒皮（非研削面）である。対して、円すいハブユニット軸受の内輪の突合せ面は小鍔がある分径方向の幅が大きい。突合せ面側の外径面は円すいころの組込み疵を防止する観点から研削面であり、突合せ面及び突合せ面側の外径面においては内輪と砥石との間に隙間が無い。また、この部分の砥石は凹面であることから、遠心力の影響でクーラントの供給がしにくい。

【0007】

総形砥石は、ダイヤモンドホイールで成形されるが、ダイヤモンドホイールに小さな凸Ｒを作る為には、小さなダイヤモンドを埋め込む必要があり、その部分の砥石は切れ味が悪くなり、研削熱が大きくなる。また、小さなダイヤモンドを使用したダイヤモンドホイールで成形する為には、砥石の砥粒を小さくする必要があるが、砥粒の小さい砥石での研削は研削熱が大きくなる。

【0008】

以上の様に、クーラントの供給がしにくい状態で研削熱が大きくなる条件が重なるため、研削割れや研削戻りが発生しやすくなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０２１－４６９１４号公報

【特許文献2】特開２００６－３２９３２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、上述の様な事情に鑑み、研削割れや研削戻りを防止できるハブユニット軸受及びハブユニット軸受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】

【0011】

本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１） 外周に、内輪軌道面と、前記内輪軌道面の軸方向両側に位置する大鍔部及び小鍔部と、が設けられた内輪部材と、
内周に外輪軌道面が設けられた外輪部材と、
前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配された複数の円すいころと、
を備えるハブユニット軸受であって、
前記大鍔部は、前記内輪部材の軸方向一方側面を構成する大鍔側平面と、前記大鍔部の外径面である大鍔外径面と、前記大鍔外径面と前記内輪軌道面とを接続する大鍔面と、を有し、
前記小鍔部は、前記内輪部材の軸方向他方側面を構成する小鍔側平面と、前記小鍔部の外径面である小鍔外径面と、前記小鍔外径面と前記内輪軌道面とを接続する小鍔面と、を有し、
前記小鍔側平面と前記小鍔外径面との角部には、肉盗み部が設けられ、
前記大鍔外径面と、前記大鍔面と、前記内輪軌道面と、前記小鍔外径面と、前記小鍔側平面と、は研削面である、
ハブユニット軸受。
（２） 前記肉盗み部は、非研削面である
（１）に記載のハブユニット軸受。
（３） 前記肉盗み部は、前記小鍔側平面と前記小鍔外径面との前記角部に設けられた面取り部であり、
前記面取り部は、研削面である、
（１）に記載のハブユニット軸受。
（４） 外周に、内輪軌道面と、前記内輪軌道面の軸方向両側に位置する大鍔部及び小鍔部と、が設けられた内輪部材と、
内周に外輪軌道面が設けられた外輪部材と、
前記内輪軌道面と前記外輪軌道面との間に転動自在に配された複数の円すいころと、
を備えるハブユニット軸受の製造方法であって、
前記大鍔部は、前記内輪部材の軸方向一方側面を構成する大鍔側平面と、前記大鍔部の外径面である大鍔外径面と、前記大鍔外径面と前記内輪軌道面とを接続する大鍔面と、を有し、
前記小鍔部は、前記内輪部材の軸方向他方側面を構成する小鍔側平面と、前記小鍔部の外径面である小鍔外径面と、前記小鍔外径面と前記内輪軌道面とを接続する小鍔面と、を有し、
前記小鍔側平面と前記小鍔外径面との角部には、肉盗み部が設けられ、
総型の砥石によって、前記大鍔側平面を基準として、前記大鍔外径面と前記大鍔面と前記内輪軌道面と前記小鍔外径面と前記小鍔側平面とを同時研削する、
ハブユニット軸受の製造方法。
（５） 前記砥石の研削面と、前記小鍔側平面と前記小鍔外径面との前記角部と、の間に前記肉盗み部によって隙間が設けられることにより、前記肉盗み部に対して研削が行われない、
（４）に記載のハブユニット軸受の製造方法。
（６） 前記肉盗み部は、前記小鍔側平面と前記小鍔外径面との前記角部に設けられた面取り部であり、
前記面取り部は、前記砥石によって、前記大鍔外径面と前記大鍔面と前記内輪軌道面と前記小鍔外径面と前記小鍔側平面と共に、同時研削される
（４）に記載のハブユニット軸受の製造方法。

【発明の効果】

【0012】

本発明のハブユニット軸受及びハブユニット軸受の製造方法によれば、研削割れや研削戻りを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態に係る複列円すいころ軸受の断面図である。

【図2】第１実施形態に係る内輪の研削加工を示す図である。

【図3】第２実施形態に係る内輪の研削加工を示す図である。

【図4】特許文献１の円すいころ軸受の断面図である。

【図5】特許文献２の玉ハブユニット軸受の内輪の研削加工を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

自動車等の車輪を支持するハブユニット軸受は、車輪を取り付けるためのハブ輪を転がり軸受を介して回転自在に支承するものであり、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式がされ、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。このハブユニット軸受には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列円すいころ軸受を嵌合させた第１世代と称される構造や、外輪部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第２世代構造や、ハブ輪の外周に複列の内輪軌道面のうちの一方が直接形成された第３世代構造が存在する。

【0015】

以下の実施形態においては、第１世代構造の円すいハブユニット軸受を構成する複列円すいころ軸受について説明するが、本発明は、第２世代構造や第３世代構造の円すいハブユニット軸受にも適用可能である。

【0016】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る複列円すいころ軸受の断面図である。図１に示す複列円すいころ軸受１は、円すいハブユニット軸受を構成する。複列円すいころ軸受１は、外周に、内輪軌道面１１と、内輪軌道面１１の軸方向両側に位置する大鍔部１３及び小鍔部１５と、が設けられた１対の内輪部材１０，１０と、内周に複列の外輪軌道面２１，２１が設けられた外輪部材２０と、内輪軌道面１１と外輪軌道面２１との間に転動自在に配された複数の円すいころ３０と、円すいころ３０を転動自在に保持する保持器４０と、内輪部材１０及び外輪部材２０との間の軸受空間の軸方向両側を密封する１対のシール５０，５０と、を備える。

【0017】

大鍔部１３は、内輪部材１０の軸方向一方側面（図１の左右外側の面）を構成する大鍔側平面１３ａと、大鍔部１３の外径面である大鍔外径面１３ｂと、大鍔外径面１３ｂと内輪軌道面１１とを接続する大鍔面１３ｃと、を有する。大鍔外径面１３ｂにはシール５０が設けられる。大鍔面１３ｃには、円すいころ３０の頭部３１が摺接する。大鍔部１３によって、円すいころ３０の軸方向移動が規制される。

【0018】

小鍔部１５は、内輪部材１０の軸方向他方側面（図１の左右内側の面）を構成する小鍔側平面１５ａと、小鍔部１５の外径面である小鍔外径面１５ｂと、小鍔外径面１５ｂと内輪軌道面１１とを接続する小鍔面１５ｃと、を有する。１対の内輪部材１０，１０は、小鍔側平面１５ａ，１５ａ同士が軸方向に当接して組み合わされる。したがって、小鍔側平面１５ａは、所謂「突合わせ面」である。なお、小鍔側平面１５ａ，１５ａ同士の間には間座が介在してもよい。小鍔面１５ｃには、円錐ころ３０の尾部３３が摺接せず、小鍔面１５ｃと円錐ころ３０の尾部３３の間には隙間が存在する。

【0019】

ここで、小鍔側平面１５ａと小鍔外径面１５ｂとの角部には、肉盗み部１７が設けられる。図示の肉盗み部１７は、小鍔側平面１５ａと小鍔外径面１５ｂとの角部を、内輪部材１０の全周にわたって切り欠いた断面略Ｌ字状の溝部である。

【0020】

そして、大鍔外径面１３ｂと大鍔面１３ｃと内輪軌道面１１と小鍔外径面１５ｂと小鍔側平面１５ａとは、図２を用いて後述する総型の砥石６０によって同時研削された、研削面である。これに対し、小鍔側平面１５ａと小鍔外径面１５ｂとの角部に設けられた肉盗み部１７は、砥石６０によっては研削されておらず、非研削面である。

【0021】

図２は、第１実施形態に係る内輪の研削加工を示す図である。図２に示すように、本実施形態においては、総型の砥石６０によって、大鍔側平面１３ａを基準として、大鍔外径面１３ｂと大鍔面１３ｃと内輪軌道面１１と小鍔外径面１５ｂと小鍔側平面１５ａとを同時研削する。

【0022】

砥石６０の研削面６１は、大鍔外径面１３ｂと大鍔面１３ｃと内輪軌道面１１と小鍔外径面１５ｂと小鍔側平面１５ａとに対応する形状を有している。そして、砥石６０の研削面６１と、小鍔側平面１５ａと小鍔外径面１５ｂとの角部と、の間に肉盗み部１７によって隙間Ｓが設けられる。これにより、肉盗み部１７に対しては研削が行われない。このように、クーラントの供給がしにくく、また、研削熱が大きくなる部分での研削を避けられるので、研削割れや研削戻りが防止できる

【0023】

また、本例の場合、上述のように内輪部材１０と砥石６０との間に隙間Ｓが存在するので、研削点へクーラントを供給しやすくなる。また、砥石６０の凹面６３での研削を避けている為、小さなダイヤモンドを使用したダイヤモンドホイールや砥粒の小さい砥石の使用を避けることで研削熱を減らし、研削割れや研削戻りが防止できる。

【0024】

［第２実施形態］
図３は、第２実施形態に係る内輪の研削加工を示す図である。図３に示すように、本実施形態の内輪部材１０の肉盗み部１７は、小鍔側平面１５ａと小鍔外径面１５ｂとの角部に設けられた面取り部１９である。図示の例では、面取り部１９は、内輪部材１０の全周にわたって設けられた丸面取りである。この面取り部１９は、曲率半径が０．８ｍｍ以上であることが好ましく、１．０ｍｍ以上であることがさらに好ましい。

【0025】

そして、大鍔外径面１３ｂと大鍔面１３ｃと内輪軌道面１１と小鍔外径面１５ｂと小鍔側平面１５ａとは、後述する総型の砥石６０によって同時研削された、研削面である。さらに、小鍔側平面１５ａと小鍔外径面１５ｂとの角部に設けられた面取り部１９（肉盗み部１７）も、砥石６０によっては研削された研削面である。

【0026】

砥石６０の研削面６１は、大鍔外径面１３ｂと大鍔面１３ｃと内輪軌道面１１と小鍔外径面１５ｂと面取り部１９と小鍔側平面１５ａとに対応する形状を有している。したがって、本実施形態においては、面取り部１９も、砥石６０によって、大鍔外径面１３ｂと大鍔面１３ｃと内輪軌道面１１と小鍔外径面１５ｂと小鍔側平面１５ａと共に、同時研削される。

【0027】

上述の通り、面取り部１９の曲率半径が０．８ｍｍ以上に設定されるので、砥石６０のダイヤモンドホイールへの小さなダイヤモンドの使用を避け、砥粒の大きな砥石（粒度：＃８０～１２０）の使用を可能にし、研削熱が大きくならない様にしているので、研削割れや研削戻りが防止できる。

【0028】

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形及び改良が可能である。

【符号の説明】

【0029】

１ 複列円すいころ軸受（ハブユニット軸受）
１０ 内輪部材
１１ 内輪軌道面
１３ 大鍔部
１３ａ 大鍔側平面（内輪部材の軸方向一方側面）
１３ｂ 大鍔外径面
１３ｃ大鍔面
１５ 小鍔部
１５ａ 小鍔側平面（内輪部材の軸方向他方側面）
１５ｂ 小鍔外径面
１５ｃ 小鍔面
１７ 肉盗み部
１９ 面取り部
２０ 外輪部材
２１ 外輪軌道面
３０ 円すいころ
３１ 頭部
３３ 尾部
４０ 保持器
５０ シール
６０ 砥石
６１ 研削面
６３ 凹面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】