(57)【要約】【課題】円すいころ軸受用内輪部材３の製造過程で、大径部３５と軌道面部３６との境界から焼き割れを発生させないようにする。【解決手段】円すいころ軸受用内輪部材３の製造方法であって、内輪部材３の外径部分に、大径部３５と、小径部３７と、軌道面部３６とを形成する第１工程と、内輪部材３の軌道面部３６を含む所定部分に熱処理により表面硬化層を形成する第２工程と、大径部３５と軌道面部３６との間に、大鍔面３８と逃げ溝部３９とを削り加工により形成する第３工程とからなる。これにより、内輪部材３の所定領域に対して高周波熱処理を行っても従来例で説明したような高周波エッジ効果による局部的な過熱が生じにくくなる。【選択図】  図３
2004150482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外径部分に、大径部と、小径部と、大径部と小径部との軸方向の間に形成された円すい形状の軌道面とを有し、前記軌道面の大径部側端部は大径部よりも小径とされ、軌道面の大径部側端部と大径部との間には円すいころの大径側端面が接触する大鍔面が形成されており、前記大鍔面と軌道面との間には逃げ溝が形成されている円すいころ軸受用内輪部材の製造方法であって、
前記内輪部材の外径部分に、前記大径部と、前記小径部と、前記軌道面部とを形成する第１工程と、
前記内輪部材の軌道面部を含む所定部分に熱処理により表面硬化層を形成する第２工程と、
前記大径部と前記軌道面部との間に、前記大鍔面と前記逃げ溝部とを削り加工により形成する第３工程と、からなることを特徴とする円すいころ軸受用内輪部材の製造方法。
【請求項２】
外径部分に、大径部と、小径部と、大径部と小径部との軸方向の間に形成された円すい形状の軌道面とを有し、前記軌道面の大径部側端部は大径部よりも小径とされ、前記軌道面の大径部側端部と大径部との間には円すいころの大径側端面が接触する大鍔面が形成されており、前記大鍔面と軌道面との間には逃げ溝が形成されている円すいころ軸受用の内輪部材であって、
前記円すいころ軸受用の内輪部材は、外径部分に前記大径部と前記小径部と前記軌道面部とを形成し、次いで軌道面部を含む所定部分に熱処理により表面硬化層を形成し、その後前記軌道面部と大径部との間に、前記大鍔面と前記逃げ溝部とを削り加工により形成したことを特徴とする円すいころ軸受用内輪部材。
【請求項３】
内径部分に複列の外輪側軌道面を有するとともに外径部分に径方向外向きに立ち上がる車体取り付け用の取り付け片を有する単一の外輪と、この外輪の内径側に挿通されかつ外径部分に、大径部と、小径部と、大径部と小径部との軸方向の間に配置され前記外輪の一方の外輪側軌道面と対となる単一の内輪側軌道面を有するとともに大径部の外周面から径方向外向きに立ち上がる車輪取り付け用の取り付け片を有する内軸と、この内軸の小径部の外周に挿入されかつ外径部分に前記外輪の他方の外輪側軌道面と対となる内輪側軌道面を有する内輪と、前記外輪の一方の外輪側軌道面と前記内軸の内輪側軌道面との間および前記外輪の他方の外輪側軌道面と前記内軸の内輪側軌道面との間にそれぞれ介挿される複数の円すいころとを有し、前記内軸の内輪側軌道面の大径部側端部と大径部との間には円すいころの大径側端面が接触する大鍔面が形成され、大鍔面と軌道面との間には逃げ溝が形成されている車軸用円すいころ軸受装置であって、
前記内軸は、外径部分に前記大径部と前記小径部と前記軌道面部とを形成し、次いで前記軌道面部を含む所定部分に熱処理により表面硬化層を形成し、その後前記軌道面部と大径部との間に前記大鍔面と前記逃げ溝部とを削り加工により形成したことを特徴とする車軸用円すいころ軸受装置。
【請求項４】
外径部分に、大径部と、小径部と、大径部と小径部との軸方向の間に形成された円すい形状の軌道面とを有し、軌道面の大径部側端部は大径部よりも小径とされ、軌道面の大径部側端部と大径部との間には円すいころの大径側端面が接触する大鍔面が形成されており、大鍔面と軌道面との間には逃げ溝が形成されている円すいころ軸受用内輪部材の製造方法であって、
前記内輪部材の外径部分に、前記大径部と、前記小径部と、前記軌道面部と、前記大径部と前記軌道面部との間に形成された段差部とを形成する第１工程と、
前記軌道面部と前記段差部を含む所定部分に熱処理により表面硬化層を形成する第２工程と、
前記段差部に前記大鍔面と前記逃げ溝部とを削り加工により形成する第３工程と、からなることを特徴とする円すいころ軸受用内輪部材の製造方法。
【請求項５】
外径部分に、大径部と、小径部と、大径部と小径部との軸方向の間に形成された円すい形状の軌道面とを有し、軌道面の大径部側端部は大径部よりも小径とされ、軌道面の大径部側端部と大径部との間には円すいころの大径側端面が接触する大鍔面が形成されており、大鍔面と軌道面との間には逃げ溝が形成されている円すいころ軸受用の内輪部材であって、
前記円すいころ軸受用の内輪部材は、外径部分に、前記大径部と、前記小径部と、前記軌道面部と、前記大径部と軌道面部との間に形成された段差部とを形成し、次いで前記軌道面部と前記段差部を含む所定部分に熱処理により表面硬化層を形成し、その後前記段差部に前記大鍔面と前記逃げ溝部とを削り加工により形成したことを特徴とする円すいころ軸受用内輪部材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円すいころ軸受用内輪部材の製造方法、円すいころ軸受用内輪部材、車軸用円すいころ軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、車輪を車体に対して回転自在に支持するための車軸用円すいころ軸受装置がある（特許文献１参照）。
【０００３】
この車軸用円すいころ軸受装置は、例えば図１０に示すように、外輪７２と、内軸７３と、内輪７４と、複数の円すいころ７５と、２つの保持器リング７６，７６とを備えており、複列円すいころ軸受タイプになっている。
【０００４】
なお、外輪７２には、径方向外向きに立ち上がる車体取り付け用の取り付け片７７が設けられている。また、内軸７３には、径方向外向きに立ち上がる車輪取り付け用の取り付け片７８が設けられている。
【０００５】
さらに、上記内軸７３は、その取り付け片７８よりも車両インナー側の外径部分に、大径部８０と、円すいころ７５が転動するテーパ形状の軌道面８１とが設けられている。この軌道面８１の大径側から大径部８０に向けて立ち上がる円すいころ案内用の大鍔面８２と軌道面８１とで作る入隅には、逃げ溝８３が設けられている。この逃げ溝８３は、軌道面８１と大鍔面８２とを仕上げ加工するときの加工具を逃がすために通常設けられる。
【０００６】
そして、上記内軸７３の軌道面８１や大鍔面８２については、所定の耐摩耗性、耐焼付き性が要求されるために、高周波熱処理により硬化されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−５１０６４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来は、高周波熱処理は、少なくとも軌道面８１と大鍔面８２を形成した状態、すなわち、内軸７３をほぼ完成に近い形に整形した後で行うようにしている。しかし、大鍔面８２と大径部８０とで作られる角部の断面形状が尖った形状になっていると、高周波熱処理での焼入れ過程では前記角部周辺が高周波エッジ効果により局部的に必要以上に過熱されることになって、高周波熱処理での焼入れ過程において大鍔面８２と軌道面８１との境界の入隅部分を起点として（入隅部分に逃げ溝８３が形成されている時は逃げ溝８３を起点として）亀裂が発生するおそれがある。一般的に、前述したような状況で発生する亀裂のことを焼き割れと言う。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の円すいころ軸受用内輪部材の製造方法は、外径部分に、大径部と、小径部と、大径部と小径部との軸方向の間に形成された円すい形状の軌道面とを有し、前記軌道面の大径部側端部は大径部よりも小径とされ、軌道面の大径部側端部と大径部との間には円すいころの大径側端面が接触する大鍔面が形成されており、前記大鍔面と軌道面との間には逃げ溝が形成されている円すいころ軸受用内輪部材の製造方法であって、前記内輪部材の外径部分に、前記大径部と、前記小径部と、前記軌道面部とを形成する第１工程と、前記内輪部材の軌道面部を含む所定部分に熱処理により表面硬化層を形成する第２工程と、前記大径部と前記軌道面部との間に、前記大鍔面と前記逃げ溝部とを削り加工により形成する第３工程と、からなる。
【００１０】
この場合、熱処理後に大鍔面と逃げ溝部とを形成するようにしたので、内輪部材の大径部と軌道面部との間に、尖った断面形状を有する角部が形成されない。これにより、高周波熱処理を行っても従来例で説明したような高周波エッジ効果による局部的な過熱が生じにくくなる。そのため、前記高周波熱処理時における焼き割れを防止できる。
【００１１】
本発明の円すいころ軸受用内輪部材は、外径部分に、大径部と、小径部と、大径部と小径部との軸方向の間に形成された円すい形状の軌道面とを有し、前記軌道面の大径部側端部は大径部よりも小径とされ、前記軌道面の大径部側端部と大径部との間には円すいころの大径側端面が接触する大鍔面が形成されており、前記大鍔面と軌道面との間には逃げ溝が形成されている円すいころ軸受用の内輪部材であって、前記円すいころ軸受用の内輪部材は、外径部分に前記大径部と前記小径部と前記軌道面部とを形成し、次いで前記軌道面部を含む所定部分に熱処理により表面硬化層を形成し、その後前記軌道面部と大径部との間に、前記大鍔面と前記逃げ溝部とを削り加工により形成した。
【００１２】
この場合、上記製造方法と同様の方法で製造されるものにしているから、上記同様に焼き割れの発生を防止できる。
【００１３】
本発明の車軸用円すいころ軸受装置は、内径部分に複列の外輪側軌道面を有するとともに外径部分に径方向外向きに立ち上がる車体取り付け用の取り付け片を有する単一の外輪と、この外輪の内径側に挿通されかつ外径部分に、大径部と、小径部と、大径部と小径部との軸方向の間に配置され前記外輪の一方の外輪側軌道面と対となる単一の内輪側軌道面を有するとともに大径部の外周面から径方向外向きに立ち上がる車輪取り付け用の取り付け片を有する内軸と、この内軸の小径部の外周に挿入されかつ外径部分に前記外輪の他方の外輪側軌道面と対となる内輪側軌道面を有する内輪と、前記外輪の一方の外輪側軌道面と前記内軸の内輪側軌道面との間および前記外輪の他方の外輪側軌道面と前記内軸の内輪側軌道面との間にそれぞれ介挿される複数の円すいころとを有し、前記内軸の内輪側軌道面の大径部側端部と大径部との間には円すいころの大径側端面が接触する大鍔面が形成され、大鍔面と軌道面との間には逃げ溝が形成されている車軸用円すいころ軸受装置であって、前記内軸は、外径部分に前記大径部と前記小径部と前記軌道面部とを形成し、次いで軌道面部を含む所定部分に熱処理により表面硬化層を形成し、その後前記軌道面部と大径部との間に前記大鍔面と前記逃げ溝部とを削り加工により形成した。
【００１４】
この場合、軸受形式を複列にして車軸用に用いるものを前提にしており、内軸について上記内輪部材の製造方法と同様の方法で製造されるものとしているから、内軸に関する焼き割れの発生を防止できる。
【００１５】
本発明の円すいころ軸受用の内輪部材の製造方法は、外径部分に、大径部と、小径部と、大径部と小径部との軸方向の間に形成された円すい形状の軌道面とを有し、軌道面の大径部側端部は大径部よりも小径とされ、軌道面の大径部側端部と大径部との間には円すいころの大径側端面が接触する大鍔面が形成されており、大鍔面と軌道面との間には逃げ溝が形成されている円すいころ軸受用内輪部材の製造方法であって、前記内輪部材の外径部分に、前記大径部と、前記小径部と、前記軌道面部と、前記大径部と前記軌道面部との間に形成された段差部とを形成する第１工程と、前記軌道面部と前記段差部を含む所定部分に熱処理により表面硬化層を形成する第２工程と、前記段差部に前記大鍔面と前記逃げ溝部とを削り加工により形成する第３工程と、からなる。
【００１６】
本発明の円すいころ軸受用内輪部材は、外径部分に、大径部と、小径部と、大径部と小径部との軸方向の間に形成された円すい形状の軌道面とを有し、軌道面の大径部側端部は大径部よりも小径とされ、軌道面の大径部側端部と大径部との間には円すいころの大径側端面が接触する大鍔面が形成されており、大鍔面と軌道面との間には逃げ溝が形成されている円すいころ軸受用の内輪部材であって、前記円すいころ軸受用の内輪部材は、外径部分に、前記大径部と、前記小径部と、前記軌道面部と、前記大径部と軌道面部との間に形成された段差部とを形成し、次いで前記軌道面部と前記段差部を含む所定部分に熱処理により表面硬化層を形成し、その後前記段差部に前記大鍔面と前記逃げ溝部とを削り加工により形成した。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１から図６に本発明の一実施形態を示している。図例の車軸用円すいころ軸受装置１は、外輪２と、第１の内輪部材としての内軸３と、第２の内輪部材としての内輪４と、複数の円すいころ５と、２つの保持器リング６，７とを備えており、複列円すいころ軸受タイプになっている。
【００１８】
外輪２は、内径部分に軸方向隣り合わせに二つのテーパ形状の軌道面２１、２２が設けられており、外径部分に径方向外向きに立ち上がる取り付け片２３が設けられている。この取り付け片２３は、車体の一部となるキャリアまたはナックルに対して図示しないボルトにより非回転に固定される。なお、車両アウター側（図２における左側）の軌道面２１は、車両アウター側へ向けて漸次大径となる傾きになっており、車両インナー側（図２における右側）の軌道面２２は、車両インナー側へ向けて漸次大径となる傾きになっている。
【００１９】
内軸３は、径方向外向きに立ち上がる取り付け片３１と、取り付け片３１よりも車両アウター側に設けられる円筒形のインロー部３２と、取り付け片３１よりも車両インナー側に設けられる軸部３３とを有している。取り付け片３１とインロー部３２とに対して、図示しないが車輪やブレーキディスクロータが取り付られ、内軸３の中心に設けられる中心孔３４に対して図示しない車軸がスプライン嵌合される。軸部３３の外径部分には、取り付け片３１側から端縁側に向けて、大径部３５と、外輪２において車両アウター側の軌道面２１と対になるテーパ形状の軌道面３６と、小径部３７とが設けられている。大径部３５と軌道面３６の大径側とは、段差がついており、軌道面３６の大径側から大径部３５へ立ち上がる壁面（大鍔面）３８は、軌道面３６を転動する円すいころ５の大端面を案内する案内面とされる。この大径部３５と大鍔面３８とのなす角度θは、９０度未満、例えば８７〜８８度に設定されている。この大鍔面３８と軌道面３６とで作る入隅には、全周にわたって逃げ溝３９が設けられている。この逃げ溝３９は、軌道面３６と大鍔面３８とを仕上げ加工するときの加工具を逃がすために通常設けられる。なお、軸部３３において大径部３５から小径部３７に至る領域は、高周波熱処理により硬化されている。図面では、高周波熱処理により硬化された領域にクロスハッチングを記載している。
【００２０】
内輪４は、内周に外輪２において車両インナー側の軌道面２２と対になるテーパ形状の軌道面４１が設けられており、内軸３の小径部３７に対して外嵌装着されている。
【００２１】
円すいころ５は、外輪２の車両アウター側の軌道面２１と内軸３の軌道面３６との間および外輪の車両インナー側の軌道面２２と内輪４の軌道面４１との間にそれぞれ介装されている。
【００２２】
保持器リング６，７は、上記２列の円すいころ５をそれぞれ保持して円周等間隔に配置するものである。
【００２３】
なお、外輪２の軸方向両端には、シール３，４が装着されており、円すいころ５が配置される環状空間に対して図示しないがグリースが封入される。
【００２４】
次に、上記内軸３の製造方法を説明する。
【００２５】
製造工程は、大きく
▲１▼内軸３の素材の外周面を旋削加工により粗形成する第１工程。
【００２６】
▲２▼内軸３の外周面に熱処理を施す第２工程。
【００２７】
▲３▼内軸３の外周面に仕上げの旋削加工および研磨加工を施し大鍔部と逃げ溝部とを形成する第３工程。
【００２８】
の３つの工程からなる。
【００２９】
まず、第１工程では、図４に示すように、内軸３の素材を旋削加工することにより、内軸３の取り付け片３１、インロー部３２を形成するとともに、軸部３３の外径部分に大径部３５と小径部３７とを形成し、さらに大径部３５と軌道面３６との間の領域に、段差面（段差部）５０を作って、軌道面３６において逃げ溝３９寄りの領域と、大鍔面３８と、逃げ溝３９と、入隅とを作らないようにする。なお、大径部３５において車両インナー側の端縁には面取り部４０が設けられている。また、段差面５０の表面形状は、凹状に湾曲されている。詳しくは、段差面５０の表面形状は、大径部３５において車両インナー側の端縁位置Ｇ１と、軌道面３６の軸方向途中位置Ｇ２とに接する所定半径ｒの円弧（図中の一点鎖線）とされており、さらに、段差面５０の全体が大径部３５の端縁を通る垂線Ｘよりも車両インナー側に張り出されている。
【００３０】
図４において、二点鎖線で完成時の軌道面３６、大鍔面３８、逃げ溝３９が示されている。従って、実線で示された段差面５０と二点鎖線で示された大鍔面３８、逃げ溝３９とで囲まれた範囲が第３工程における仕上げ加工時の取り代９０となる。このように、大径部３５と軌道面３６は段差面５０によりなだらかな曲面形状で連続的につながれている。
【００３１】
そして、第２工程では、図５に示すように、内軸３において取り付け片３１の内径側から小径部３７に至る領域を高周波熱処理により硬化させる。この高周波熱処理は、焼入れ工程と焼き戻し工程を含み、一般的に行われている適宜の条件で行われる。一例としては、内軸３の基材をＪＩＳ規格Ｓ５５Ｃなどの機械構造用鋼とする場合、取り付け片３１の内径側から小径部３７に至る領域の表面硬度をロックウェル硬度（ＨＲＣ）で６０〜６４に設定する。
【００３２】
この後、第３工程において、図６に示すように、上記段差面５０に対して削り加工を施すことにより、取り代９０の部分を削って軌道面３６と大鍔面３８と逃げ溝３９とを形成し、さらに、少なくとも軌道面３６と大鍔面３８とに対して、研磨などの仕上げ加工を施すことにより、図６中の実線と二点鎖線で囲まれた部分を除去する。
【００３３】
ところで、上記段差面５０の取り代９０は、大径部３５から軌道面３６に至る領域に形成する硬化層の深さが浅くなりすぎないように規定すればよい。そこで、図７に示すように、例えば段差面５０の大径端の位置（図４におけるＧ１）を大径部３５の端縁の位置にせずに内径寄りにずらした位置とするとともに、段差面５０の小径端の位置（図４におけるＧ２）を軌道面３６において大径端に可及的に近づけた位置とすることにより、段差面５０の垂線Ｘからの張り出し量を少なくして、この部分の取り代９０を小さくすることができる。この場合、段差面５０の表面形状は上記と同様の球面にしているが、段差面５０の大径側が垂線Ｘよりも車両アウター側に僅かに入り込むようになっている。この他、上記段差面５０の表面形状は、図８に示すように、斜め直線形状としてもよい。
【００３４】
以上説明したように、内軸３について、従来技術のように、高周波熱処理を行なう前に内軸３に、大鍔面３８と逃げ溝部３９とを形成するのではなく、大鍔面３８と逃げ溝部３９とを高周波熱処理後に形成するようにした。さらに、内軸３の素材の大径部３５と軌道面３６を段差面５０によりなだらかな曲面形状でつなぐことにより、この部分に入隅を作らないようにして、大径部３５近傍に尖った部分を作らないようにしている。これにより、内軸３の所定領域に対して高周波熱処理を行っても従来例で説明したような高周波エッジ効果による局部的な過熱が生じにくくなるため、前記高周波熱処理時における焼き割れを防止できるようになる。これらのことから、内軸３について製造歩留まりおよび信頼性の向上に貢献できる。
【００３５】
以下、本発明の変形例や応用例を説明する。
【００３６】
例えば上記実施形態では、車軸用円すいころ軸受装置１を例に挙げているが、例えば図９に示すような単列円すいころ軸受６１に対しても本発明を適用することができる。図例の単列円すいころ軸受６１は、単一の軌道溝を有する外輪６２と、単一の軌道溝を有する内輪６３と、複数の円すいころ６４と、単一の保持器リング６５とを備えている。なお、内輪６３において、６６は大径部、６７は軌道面、６８は大鍔面、６９は逃げ溝、７０は小径部である。この場合、内輪６３が、上記実施形態での内軸３に相当し、この内輪６３の製造方法を上記実施形態で説明した内軸３の製造方法と同様にすることで、焼き割れの発生を防止できる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は、内輪部材の外径部分において軌道面と大鍔面との間の逃げ溝を起点とする焼き割れの発生を防止できるようになるので、内輪部材についての製造歩留まりや信頼性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車軸用円すいころ軸受装置を車両インナー側から見た図
【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図
【図３】図１の内軸単体の上半分を示す断面図
【図４】図３の内軸の製造工程を示す図
【図５】図３の内軸の製造工程を示す図
【図６】図３の内軸の製造工程を示す図
【図７】図４中の段差面の変形例を示す要部の断面図
【図８】図４中の段差面の変形例を示す要部の断面図
【図９】本発明の他の実施形態に係る円すいころ軸受を示す断面図
【図１０】従来例に係る車軸用円すいころ軸受装置を示す断面図
【符号の説明】
１      車軸用円すいころ軸受装置
２      外輪
３      内軸
４      内輪
５      円すいころ
３１      内軸の取り付け片
３３      内軸の軸部
３５      内軸の大径部
３６      内軸の軌道面
３８      内軸の大鍔面
３９      内軸の逃げ溝
５０      内軸の段差面
【図１】
2004150482.tif 000003
【図２】
2004150482.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004150482.tif 000009
【図８】
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【図９】
2004150482.tif 000011
【図１０】
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