(57)【要約】【課題】寿命低下を抑制する。【解決手段】肩部５を介して軸方向に延びる小径段部６が形成されたスピンドル２と、車輪が装着されるハブ３と、スピンドル２に対してハブ３を回転自在に支承するユニットベアリング４と、を備え、ユニットベアリング４は、第一インナレース１１と、第二インナレース１２と、アウタレース１３と、第一転動体１４と、第二転動体１５と、を有し、スピンドル２は、硬化処理された硬化処理領域Ａを有し、硬化処理領域Ａは、肩部５から、小径段部６の第一インナレース１１及び第二インナレース１２が当接されない非当接面部６３に至る。【選択図】図２
2018084293.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
肩部を介して軸方向に延びる小径段部が形成されたスピンドルと、
車輪が装着されるハブと、
前記スピンドルに対して前記ハブを回転自在に支承するユニットベアリングと、を備え、
前記ユニットベアリングは、前記小径段部に外嵌されて前記肩部に突き当てられた第一インナレースと、前記小径段部に外嵌されて前記第一インナレースに突き当てられた第二インナレースと、前記第一インナレース及び前記第二インナレースの外周側に配置されて前記ハブに固定されたアウタレースと、前記第一インナレースと前記アウタレースとの間に回転自在に配置された第一転動体と、前記第二インナレースと前記アウタレースとの間に回転自在に配置された第二転動体と、を有し、
前記スピンドルは、硬化処理された硬化処理領域を有し、
前記硬化処理領域は、前記肩部から、前記小径段部の前記第一インナレース及び前記第二インナレースが当接されない非当接面部に至る、
車輪用軸受構造。
【請求項２】
前記第一転動体及び前記第二転動体は、テーパローラである、
請求項１に記載の車輪用軸受構造。
【請求項３】
前記硬化処理領域は、高周波焼き入れされている、
請求項１又は２に記載の車輪用軸受構造。
【請求項４】
前記非当接面部は、前記第一インナレースが当接される第一当接面部と、前記第二インナレースが当接される第二当接面部と、の間に位置する、
請求項１〜３の何れか一項に記載の車輪用軸受構造。
【請求項５】
前記非当接面部は、前記第一当接面部及び前記第二当接面部よりも小径化されている、
請求項４に記載の車輪用軸受構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンドルに対してハブを回転自在に支承する車輪用軸受構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車輪用軸受構造が記載されている。この車輪用軸受構造は、スピンドルと、ハブと、スピンドルに対してハブを回転自在に支承するユニットベアリングと、を備えている。ユニットベアリングは、一対のインナレースとアウタレースとの間に複数の転動体が配置されて構成されており、インナレースは、スピンドルの肩部から軸方向に延びる小径段部に外嵌されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３２１２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような車輪用軸受構造では、スピンドルの肩部及び小径段部をハードターニング加工するが、スピンドルの肩部の近傍は、インナレースとの接触によりフレッティングが発生しやすく、モーメント荷重が繰り返し負荷されるため、ハードターニングを行う前に、高周波焼き入れを行う。
【０００５】
ここで、高周波焼き入れした後にハードターニング加工すると、高周波焼き入れした領域と高周波焼き入れしていない領域との硬度変化により、当該境界（焼境）において段差が生じる。このため、当該焼境にインナレースが外嵌されると、スピンドルとハブとの間の荷重伝達に影響を及ぼし、寿命低下を招く恐れがある。
【０００６】
そこで、本発明は、寿命低下を抑制することができる車輪用軸受構造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】
【０００７】
本発明に係る車輪用軸受構造は、肩部を介して軸方向に延びる小径段部が形成されたスピンドルと、車輪が装着されるハブと、スピンドルに対してハブを回転自在に支承するユニットベアリングと、を備え、ユニットベアリングは、小径段部に外嵌されて肩部に突き当てられた第一インナレースと、小径段部に外嵌されて第一インナレースに突き当てられた第二インナレースと、第一インナレース及び第二インナレースの外周側に配置されてハブに固定されたアウタレースと、第一インナレースとアウタレースとの間に回転自在に配置された第一転動体と、第二インナレースとアウタレースとの間に回転自在に配置された第二転動体と、を有し、スピンドルは、硬化処理された硬化処理領域を有し、硬化処理領域は、肩部から、小径段部の第一インナレース及び第二インナレースが当接されない非当接面部に至る。
【０００８】
この車輪用軸受構造では、硬化処理領域が肩部から小径段部の非当接面部に至るため、少なくとも、スピンドルの第一インナレース及び第二インナレースが当接される面には、焼境の硬度変化に伴うハードターニング加工の段差が生じない。たとえ、当該段差が生じたとしても、当該段差は、スピンドルとハブとの間の荷重伝達に影響を与えない。これにより、寿命低下を抑制することができる。
【０００９】
第一転動体及び第二転動体は、テーパローラであってもよい。この車輪用軸受構造では、第一転動体及び第二転動体をテーパローラとすることで、つまり、ユニットベアリングをテーパローラベアリング（円錐ころ軸受）とすることで、容易かつ低コストにユニットベアリングを製造することができる。
【００１０】
硬化処理領域は、高周波焼き入れされていてもよい。この車輪用軸受構造では、硬化処理領域が高周波焼き入れされているため、硬化処理領域の硬度を高くすることができる。
【００１１】
非当接面部は、第一インナレースが当接される第一当接面部と、第二インナレースが当接される第二当接面部と、の間に位置してもよい。この車輪用軸受構造では、硬化処理領域が、肩部から第一当接面部と第二当接面部との間の非当接面部までの領域となるため、小径段部の全域を硬化処理した場合に比べて、低コストかつ短時間で製造することができる。
【００１２】
非当接面部は、第一当接面部及び第二当接面部よりも小径化されていてもよい。この車輪用軸受構造では、非当接面部が第一当接面部及び第二当接面部よりも小径化されているため、非当接面部は、硬化処理後のハードターニング加工により研削されない。このため、ハードターニング加工の加工時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、寿命低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態の車輪用軸受構造の模式断面図である。
【図２】図１に示す車輪用軸受構造の一部拡大図である。
【図３】比較例の車輪用軸受構造の一部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施形態に係る車輪用軸受構造について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
図１及び図２に示すように、実施形態に係る車輪用軸受構造１は、スピンドル２と、ハブ３と、ユニットベアリング４と、を備える。
【００１７】
スピンドル２は、車両のアクスルの先端部に接続される車軸である。スピンドル２は、車幅方向に延びる細長い円柱状に形成されている。スピンドル２の先端部には、肩部５を介して軸方向に延びる小径段部６が形成されている。肩部５は、スピンドル２を段状に小径化した部分であり、後述する第一インナレース１１が突き当てられる部分である。小径段部６は、肩部５の底部から車幅方向外側に向けて延びる部分であり、後述する第一インナレース１１及び第二インナレース１２が外嵌される部分である。外嵌されるとは、外側に嵌め込まれることをいう。外嵌の形態としては、例えば、圧入がある。
【００１８】
ハブ３は、車輪が装着されるリング状の部材であり、車輪と一体となって回転する。
【００１９】
ユニットベアリング４は、スピンドル２に対してハブ３を回転自在に支承する軸受である。ユニットベアリング４は、外輪が回転する第一世代のベアリングであり、トラック等の商用車に多く搭載されているものである。ユニットベアリング４は、第一インナレース１１と、第二インナレース１２と、アウタレース１３と、複数の第一転動体１４と、複数の第二転動体１５と、を備える。
【００２０】
第一インナレース１１は、小径段部６に外嵌されて肩部５に突き当てられる内輪である。第二インナレース１２は、小径段部６に外嵌されて第一インナレース１１に突き当てられる内輪である。第一インナレース１１は、第二インナレース１２の車幅方向内側に配置される。
【００２１】
第二インナレース１２の車幅方向外側には、ワッシャ１６及びベアリングナット１７が配置されている。ベアリングナット１７は、スピンドル２に螺合されている。そして、第一インナレース１１及び第二インナレース１２は、ベアリングナット１７の車幅方向内側への締め込みにより、肩部５とワッシャ１６及びベアリングナット１７との間で、軸受予圧が付与された状態で固定されている。
【００２２】
第一インナレース１１の第二インナレース１２側の先端面は、第二インナレース１２との突当面となるため、平面状に形成されている。同様に、第二インナレース１２の第一インナレース１１側の先端面は、第一インナレース１１との突当面となるため、平面状に形成されている。第一インナレース１１の第二インナレース１２側の先端部は、小径段部６から離れている。同様に、第二インナレース１２の第一インナレース１１側の先端部は、小径段部６から離れている。このため、第一インナレース１１と第二インナレース１２との突当面付近では、第一インナレース１１及び第二インナレース１２は小径段部６に当接されない。
【００２３】
アウタレース１３は、第一インナレース１１及び第二インナレース１２の外周側に配置されてハブに固定される外輪である。なお、アウタレース１３は、第一インナレース１１及び第二インナレース１２のように車幅方向に分割されていてもよいが、本実施形態では、一部材で構成されるものとして説明する。
【００２４】
第一転動体１４は、第一インナレース１１とアウタレース１３との間に回転自在に配置された転動体である。第二転動体１５は、第二インナレース１２とアウタレース１３との間に回転自在に配置された転動体である。第一転動体１４及び第二転動体１５としては、特に限定されないが、半径方向及び軸方向の力を支承することができる観点から、テーパローラ（円錐ころ）であることが好ましい。トラック等の商用車には、第一転動体１４及び第二転動体１５としてテーパローラが用いられる。このため、本実施形態では、第一転動体１４及び第二転動体１５はテーパローラであるものとして説明する。
【００２５】
小径段部６の外周面は、第一インナレース１１が当接される第一当接面部６１と、第二インナレース１２が当接される第二当接面部６２と、第一インナレース１１及び第二インナレース１２が当接されない非当接面部６３と、を備える。
【００２６】
第一当接面部６１は、小径段部６の肩部５側（車幅方向内側）に位置する。第二当接面部６２は、小径段部６の肩部５とは反対側（車幅方向外側）に位置する。非当接面部６３は、第一当接面部６１と第二当接面部６２との間に位置する。上述したように、第一インナレース１１の第二インナレース１２側の先端部及び第二インナレース１２の第一インナレース１１側の先端部は、小径段部６から離れているため、この部分に対応する面が、非当接面部６３となる。
【００２７】
非当接面部６３は、第一当接面部６１及び第二当接面部６２よりも小径化されて、第一当接面部６１及び第二当接面部６２に対して凹状に窪んでいる。但し、非当接面部６３は、必ずしも第一当接面部６１及び第二当接面部６２に対して凹状に窪んでいなくてもよく、第一当接面部６１及び第二当接面部６２と面一であってもよい。
【００２８】
スピンドル２は、硬化処理された硬化処理領域Ａを有する。硬化処理領域Ａは、硬化処理された領域である。スピンドル２の表面におけるビッカース硬さは、例えば、硬化処理領域Ａが、硬化処理領域Ａ以外の領域の１．５倍以上２．５倍以下である。硬化処理としては、特に限定されないが、硬化処理領域Ａの硬度を高くすることができる観点から、高周波焼き入れとすることが好ましい。このため、以下では、硬化処理は高周波焼き入れであるものとして説明する。
【００２９】
硬化処理領域Ａは、肩部５から小径段部６の非当接面部６３に至る。このため、硬化処理領域Ａと硬化処理領域Ａ以外の領域との境界（焼境）は、非当接面部６３に位置する。そして、肩部５と、第一当接面部６１の全域と、非当接面部６３の少なくとも一部とに、硬化処理領域Ａが形成されており、第二当接面部６２には硬化処理領域Ａが形成されていない。
【００３０】
スピンドル２の製造方法は、次のように行うことができる。まず、スピンドル２を削り出したのち、スピンドル２の肩部５及び小径段部６を荒加工する。次に、肩部５から非当接面部６３に至る領域を、高周波焼き入れする。その後、肩部５及び小径段部６をハードターニング加工する。これにより、スピンドル２が完成する。
【００３１】
ここで、図３に示した比較例と対比しながら、本実施形態の効果を説明する。
【００３２】
図３に示すように、比較例の車輪用軸受構造１００では、硬化処理領域Ａは、肩部５の近傍にのみ形成されている。つまり、硬化処理領域Ａは、肩部５から、第一インナレース１１が当接される第一当接面部６１の途中までしか至っておらず、非当接面部６３には至っていない。このため、第一当接面部６１に、高周波焼き入れによる焼境が生じるとともに、焼境の硬度変化に伴うハードターニング加工の段差が生じる。その結果、当該段差が、スピンドル２とハブ３との間の荷重伝達に影響を及ぼし、寿命低下を招く恐れがある。
【００３３】
これに対し、本実施形態に係る車輪用軸受構造１では、硬化処理領域Ａが肩部５から小径段部６の非当接面部６３に至るため、少なくとも、スピンドル２の第一インナレース１１及び第二インナレース１２が当接される第一当接面部６１及び第二当接面部６２には、焼境の硬度変化に伴うハードターニング加工の段差が生じない。たとえ、当該段差が生じたとしても、当該段差は、スピンドル２とハブ３との間の荷重伝達に影響を与えない。これにより、寿命低下を抑制することができる。
【００３４】
また、第一転動体１４及び第二転動体１５をテーパローラとすることで、つまり、ユニットベアリング４をテーパローラベアリング（円錐ころ軸受）とすることで、容易かつ低コストにユニットベアリング４を製造することができる。
【００３５】
また、硬化処理領域Ａが高周波焼き入れされているため、硬化処理領域Ａの硬度を高くすることができる。
【００３６】
また、硬化処理領域Ａが、肩部５から第一当接面部６１と第二当接面部６２との間の非当接面部６３までの領域となるため、小径段部６の全域を硬化処理した場合に比べて、低コストかつ短時間で製造することができる。
【００３７】
また、非当接面部６３が第一当接面部６１及び第二当接面部６２よりも小径化されているため、非当接面部６３は、硬化処理後のハードターニング加工により研削されない。このため、ハードターニング加工の加工時間を短縮することができる。
【００３８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１…車輪用軸受構造、２…スピンドル、３…ハブ、４…ユニットベアリング、５…肩部、６…小径段部、１１…第一インナレース、１２…第二インナレース、１３…アウタレース、１４…第一転動体、１５…第二転動体、１６…ワッシャ、１７…ベアリングナット、６１…第一当接面部、６２…第二当接面部、６３…非当接面部、Ａ…硬化処理領域。
【図１】
2018084293.tif 000003
【図２】
2018084293.tif 000004
【図３】
2018084293.tif 000005