(57)【要約】【課題】内輪軌道の表面硬化層の硬さを均一にすることができるとともに、焼き割れ等の不良が発生するのを防止することができる円すいころ軸受装置の熱処理方法を提供する。【解決手段】内輪用のワークＷを回転させた状態で、当該ワークＷの大径円筒部２３Ｂ及び大鍔部２４Ｂを、電流が周方向に流れる円弧状の第１のコイル部８１によって主に誘導加熱する。ワークＷの第１の内輪軌道２１Ｂを、電流が軸方向に流れる複数列の第２のコイル部８２によって主に誘導加熱する。ワークＷの小径円筒部２５Ｂを、電流が周方向に流れる円弧状の第３のコイル部８３によって主に誘導加熱する【選択図】      図１
2005003122.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、一端部側から他端部側に向かって、大径円筒部、大鍔部、内輪軌道及び小径円筒部をこの順に有し、前記大径円筒部、大鍔部、内輪軌道及び小径円筒部のそれぞれに表面硬化層を形成した内輪と、前記内輪軌道と外輪軌道との間に介在した複数個の円すいころとを備える円すいころ軸受装置の前記表面硬化層を形成するための熱処理方法であって、
内輪用のワークを回転させた状態で、当該ワークの前記大径円筒部及び大鍔部に対応する部分を、電流が周方向に流れる円弧状の第１のコイル部によって主に誘導加熱し、ワークの前記内輪軌道に対応する部分を、電流が軸方向に流れる複数列の第２のコイル部によって主に誘導加熱し、ワークの前記小径円筒部に対応する部分を、電流が周方向に流れる円弧状の第３のコイル部によって主に誘導加熱することを特徴とする円すいころ軸受装置の熱処理方法。
【請求項２】
前記第１のコイル部と第３のコイル部の長さの総和が、第２のコイル部の長さの総和とほぼ等しい請求項１記載の円すいころ軸受装置の熱処理方法。
【請求項３】
前記内輪軌道の表面硬化層の深さを、２．０〜４．０ｍｍに設定している請求項１記載の円すいころ軸受装置の熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、円すいころ軸受装置の熱処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大型貨物自動車等の大型車両のホイールに用いられる軸受としては、一般に、複列円すいころ軸受が使用されている。しかし最近では、部品点数を減らしコストを低減することを目的として、いわゆる第３世代のハブユニットと称される円すいころ軸受装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。この円すいころ軸受装置は、図３に示すように、外輪１の内周面に第１の外輪軌道１１及び第２の外輪軌道１２を設け、内輪としてのハブ本体２の外周に、前記各外輪軌道１１，１２に対向する第１，第２の内輪軌道２１，２２を設け、これら各外輪軌道１１，１２と各内輪軌道２１，２２との間に、複数個の円すいころ４を保持器７によって保持した状態で介在している。
【０００３】
前記外輪１の外周には、図示しない懸架装置等に対して当該外輪１を固定するための凸部１３を設けている。前記ハブ本体２には、その一端部に径方向外方に延びるフランジ部２６を設け、このフランジ部２６の根元部分に大径円筒部２３を設けている。また、前記大径円筒部２３と前記第１の内輪軌道２１との間に、前記円すいころ４の大径端面と摺接する大鍔部２４を設けているとともに、ハブ本体２の他端部に小径円筒部２５を設け、この小径円筒部２５に前記第２の内輪軌道２２を有するレース部材３を嵌合している。さらに、前記大径円筒部２３、大鍔部２４、第１の内輪軌道２１、及び小径円筒部２５のそれぞれには、表面硬化層２８（図４参照）が形成されている。なお、前記第１の内輪軌道２１と小径円筒部２５との間には、中間円筒部２７が設けられている。また、前記外輪１とハブ本体２との間は、シール部材６によって密封されている。
【０００４】
前記表面硬化層２８は、前記ハブ本体２用のワークＷの大径円筒部２３Ｂや第１の内輪軌道２１Ｂ等を、螺旋状の加熱用コイル２９で包囲し、ワークＷを回転させた状態で、前記加熱用コイル２９に通電して大径円筒部２３Ｂ、大鍔部２４Ｂ、第１の内輪軌道２１Ｂ、及び小径円筒部２５Ｂのそれぞれの表面側を、高周波誘導加熱にて所定温度に加熱した後、水冷にて急冷することによって形成したものである（図４参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２２５１号公報（第３頁及び図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の円すいころ軸受装置は、その高周波誘導加熱に際して螺旋状の加熱用コイル２９を用いているので、ハブ本体２用のワークＷのうちの加熱用コイル２９に包囲される部分とそれ以外の部分とで加熱むらを生じ易い。このため、図４に示すように、例えば第１の内輪軌道部２１Ｂにおいて表面硬化層２８の深さが大きくばらついて、軌道表面の硬さが不均一になり易いという問題があった。また、特に大鍔部２４Ｂについては鋭角形状であるため、局部加熱によってオーバーヒートを生じて焼き割れが発生し易いという問題もあった。
この発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、内輪軌道の表面硬化層の硬さを均一にすることができるとともに、焼き割れ等の不良が発生するのを防止することができる円すいころ軸受装置の熱処理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するためのこの発明の円すいころ軸受装置の熱処理方法は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、一端部側から他端部側に向かって、大径円筒部、大鍔部、内輪軌道及び小径円筒部をこの順に有し、前記大径円筒部、大鍔部、内輪軌道及び小径円筒部のそれぞれに表面硬化層を形成した内輪と、前記内輪軌道と外輪軌道との間に介在した複数個の円すいころとを備える円すいころ軸受装置の前記表面硬化層を形成するための熱処理方法であって、内輪用のワークを回転させた状態で、当該ワークの前記大径円筒部及び大鍔部に対応する部分を、電流が周方向に流れる円弧状の第１のコイル部によって主に誘導加熱し、ワークの前記内輪軌道に対応する部分を、電流が軸方向に流れる複数列の第２のコイル部によって主に誘導加熱し、ワークの前記小径円筒部に対応する部分を、電流が周方向に流れる円弧状の第３のコイル部によって主に誘導加熱することを特徴としている。
【０００８】
前記の熱処理方法によれば、円周方向と軸方向の双方に電流を流してワークを誘導加熱することができるので、局部加熱が生じ難くなる。このため、大鍔部に焼き割れが生じるのを防止することができる。特に、前記ワークの内輪軌道に対応する部分については、電流を軸方向に流して加熱するので、前記内輪軌道に対応する部分の軸方向に沿った各位置において加熱むらが生じ難くなる。この結果、当該部分の焼き入れ深さを均一にすることができ、ひいては内輪軌道の表面硬化層の硬さを均一にすることができる。
【０００９】
前記熱処理方法においては、前記第１のコイル部と第３のコイル部の長さの総和が、第２のコイル部の長さの総和とほぼ等しくするのが好ましい。この場合には、円周方向に流れる電流と軸方向に流れる電流とがほぼ等しくなるので、局部加熱が生じるのをより一層効果的に防止することができる。
【００１０】
前記内輪軌道の表面硬化層の深さは、２．０〜４．０ｍｍに設定するのが好ましく、この場合には、当該表面硬化層の硬さを均一にしつつ、焼き割れが発生するのをより効果的に防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。この発明の熱処理方法を適用する円すいころ軸受装置の構造は、図３に示す従来例と同じであるので、その説明は省略する。図１は前記円すいころ軸受装置用のワークＷ及びその高周波誘導加熱に用いる加熱用コイル８の要部を示す断面図である。前記ワークＷは円すいころ軸受装置の内輪としてのハブ本体２の所用部に、研磨仕上げのための取り代を有するものであり、当該ハブ本体２に対応して、大径円筒部２３Ｂ、大鍔部２４Ｂ、第１の内輪軌道２１Ｂ、中間円筒部２７Ｂ及び小径円筒部２５Ｂをそれぞれ有している。
【００１２】
図２も参照して、前記加熱用コイル８は、周方向に延びる円弧状の第１のコイル部８１及び第３のコイル部８３の相互間に、軸方向に延びる複数列の第２のコイル部８２を配置したものである。
前記第１のコイル部８１は、電流を周方向の一方に流す第１の円弧部８１ａと、他方に流す第２の円弧部８１ｂとを有している。また、第２のコイル部８２は、電流を軸方向の一方に流す第１の軸部８２ａ及び第２の軸部８２ｂと、他方に流す第３の軸部８２ｃ及び第４の軸部８２ｄとを有している。さらに、前記第３のコイル部８３は、電流を周方向の一方に流す第３の円弧部８３ａと、他方に流す第４の円弧部８３ｂとを有している。前記加熱用コイル８は、第１のコイル８１部及び第３のコイル部８３の長さの総和が、第２のコイル部８２の長さの総和とほぼ等しくなっている。
【００１３】
前記各コイル部８１，８２，８３は、一つの連続した電流路Ｘを形成している。すなわち、前記第３の円弧部８３ａの一端部に第１の軸部８２ａの一端部が接続され、この第１の軸部８２ａの他端部に第１の円弧部８１ａの一端部が接続され、この第１の円弧部８１ａの他端部に第３の軸部８２ｃの一端部が接続され、この第３の軸部８２ｃの他端部に第４の円弧部８３ｂの一端部が接続され、この第４の円弧部８３ｂの他端部に第２の軸部８２ｂの一端部が接続され、この第２の軸部８２ｂの他端部に第２の円弧部８１ｂの一端部が接続され、この第２の円弧部８１ｂの他端部に第４の軸部８２ｄの一端部が接続されており、前記第３の円弧部８３ａの他端部及び第４の軸部８２ｄの他端部に、給電用の導体８４，８５がそれぞれ接続されている。
【００１４】
前記第１のコイル部８１の第１の円弧部８１ａ及び第２の円弧部８１ｂは、同心円上に配列されており、それぞれワークＷの大径円筒部２３Ｂ及び大鍔部２４Ｂに隙間を設けて沿わせることができる。また、第２のコイル部８２はワークＷの内輪軌道２１Ｂ及び中間円筒部２７Ｂと平行に設けられており、当該第１の内輪軌道２１Ｂ及び中間円筒部２７Ｂに隙間を設けて沿わせることができる。さらに、第３のコイル部８３の第３の円弧部８３ａ及第４の円弧部８３ｂは、同心円上に配列されており、それぞれワークＷの小径円筒部２５Ｂの下部側に隙間を設けて沿わせることができる。なお、前記加熱用コイル８は中空の銅管によって形成されており、その内部には冷却水を循環させる。
【００１５】
以上の構成の加熱用コイル８を用いてワークＷを熱処理するには、図１に示すように、加熱用コイル８をハブ本体２用のワークＷに沿わせた状態で、且つワークＷを回転させた状態で、当該加熱用コイル８に所定時間（例えば４秒）通電する。これにより、ワークＷの大径円筒部２３Ｂ及び大鍔部２４Ｂは、主として、電流が周方向に流れる第１のコイル部８１によって誘導加熱され、第１の内輪軌道２１Ｂ及び中間円筒部２７Ｂは、主として、電流が軸方向に流れる第２のコイル部８２によって誘導加熱され、小径円筒部２５Ｂは、主として、電流が周方向に流れる第２のコイル部８２によって誘導加熱される。
【００１６】
そして誘導加熱が完了すると、ワークＷを所定時間（例えば０．５秒）空冷し、その後、水冷にて急冷する。以上により、大径円筒部２３Ｂ、大鍔部２４Ｂ、第１の内輪軌道２１Ｂ、中間円筒部２７Ｂ及び小径円筒部２５Ｂの下端部に表面硬化層Ｙを形成することができる。
【００１７】
前記熱処理方法によれば、円周方向と軸方向の双方に電流を流してワークＷを誘導加熱するので、局部加熱が生じ難くなる。このため、大鍔部２４Ｂに焼き割れが生じるのを防止することができる。特に、前記ワークＷの第１の内輪軌道２１Ｂについては、電流を軸方向に流して加熱するので、当該第１の内輪軌道２１Ｂの軸方向に沿った各位置において加熱むらが生じ難くなる。この結果、当該部分の焼き入れ深さを均一にすることができ（図１参照）、ひいては第１の内輪軌道２１の表面硬化層の硬さを均一にすることができる。
【００１８】
しかも、前記加熱用コイル８は、第１のコイル８１部及び第３のコイル部８３の長さの総和が、第２のコイル部８２の長さの総和とほぼ等しくなっており、円周方向に流れる電流と軸方向に流れる電流とがほぼ等しくなるので、局部加熱が生じるのをより一層効果的に防止することができる。
【００１９】
前記熱処理方法においては、研磨仕上げ後における第１の内輪軌道２１の表面硬化層の深さを、２．０〜４．０ｍｍになるように、その通電時間や電流値等の加熱条件を設定するのが好ましい。これにより、当該表面硬化層の硬さを均一にしつつ、大径円筒部２３に焼き割れが発生するのをより効果的に防止することができる。
なお、この発明の熱処理方法は、前記ハブユニット用のハブ本体２だけでなく、一端部側から他端部側に向かって、少なくとも大径円筒部、大鍔部、内輪軌道及び小径円筒部をこの順に有する各種円すいころ軸受装置の内輪の熱処理方法に適用して実施することができる。
【発明の効果】
以上のようにこの発明の熱処理方法によれば、大鍔部に焼き割れが生じるのを防止することができるとともに、内輪軌道の表面硬化層の硬さを均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる加熱用コイル及びワークを示す断面図である。
【図２】この発明の熱処理方法に用いる加熱用コイルの斜視図である。
【図３】円すいころ軸受装置を示す断面図である。
【図４】従来例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１        外輪
１１      第１の外輪軌道
２        ハブ本体（内輪）
２１      第１の内輪軌道
２２      第２の内輪軌道
２３      大径円筒部
２４      大鍔部
２５      小径円筒部
４        円すいころ
８        加熱用コイル
８１      第１のコイル部
８２      第２のコイル部
８３      第３のコイル部
Ｗ        内輪用のワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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