(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に複列の軌道を有し外周にフランジ部が形成された外輪と、外周に各々１つの軌道を有する２つの内輪と、上記内輪と外輪との間に配置された複数の転動体からなると共にハブユニットを構成する転がり軸受を製造する方法であって、
上記外輪となる素材は、ＪＩＳ規格Ｓ４０Ｃ〜Ｓ５８Ｃ,ＳＡＥ規格１０４０〜１０９５に該当する炭素鋼で構成され、
上記外輪となる素材に、断面略Ｕ字形状に軸方向に窪んだ環状凹部を形成し、
上記環状凹部の底の内輪側部分の軸方向反対側の面を、外輪となる素材部分の内周面に連なる凹湾曲面とし、
上記２つの内輪のうちの一方の内輪となる素材は、
上記外輪となる素材の上記環状凹部の底から軸方向に打ち抜いて、上記外輪となる素材の一部から鍛造により打ち抜き製造し、
打ち抜き製造した上記内輪となる素材を、浸炭窒化処理することで、外輪よりも疲労寿命が向上した内輪とすることを特徴とする転がり軸受の製造方法。
【請求項２】
内周に複列の軌道を有し外周にフランジ部が形成された外輪と、外周に各々１つの軌道を有する２つの内輪と、上記内輪と外輪との間に配置された複数の転動体からなる転がり軸受であって、
上記外輪となる素材はＪＩＳ規格Ｓ４０Ｃ〜Ｓ５８Ｃ,ＳＡＥ規格１０４０〜１０９５に該当する炭素鋼で構成され、
上記外輪となる素材は、断面略Ｕ字形状に軸方向に窪んだ環状凹部と、上記環状凹部の底の内輪側部分の軸方向反対側の面が外輪となる素材部分の内周面に連なる凹湾曲面とを有し、
上記２つの内輪のうちの一方の内輪となる素材は、上記外輪となる素材の一部を上記環状凹部の底から鍛造により軸方向に打ち抜くことにより製造され、  上記打ち抜き製造された内輪は、浸炭窒化処理されることで、上記外輪よりも疲労寿命が向上されていることを特徴とする転がり軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、たとえば、自動車などのハブユニットを構成する転がり軸受の製造方法および転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の転がり軸受の製造方法としては、図２(Ａ)〜図２(Ｅ)に順に示すような鍛造工程による方法がある。この製造方法では、転がり軸受の外輪を製造する。
【０００３】
まず、図２(Ａ)に示すＳ５５Ｃからなる長方形状の周面を有する鋼材料１０１を、図において上下方向から圧縮する据え込み工程により、横方向に広げ、図２(Ｂ)に示すように、横長形状の素材１０２にする。
【０００４】
次に、上記素材１０２を、型鍛造により成形して、図２(Ｃ)に示すように、全体として筒状で、内周側が軸方向の１箇所で円板状の節１０３で塞がれた筒材１０４にする。次に、図２(Ｄ)に示す底抜き工程によって、内バリとしての上記節１０３を打ち抜き、内周側で軸方向に貫通した穴１０５を有する円筒部材１０６を形成する。
【０００５】
次に、上記円筒部材１０６の軸方向の一端で外周側に略円形に延在している外バリ１０７を打ち抜いて、図２(Ｅ)に示すように、表面層を旋削する工程を残した外輪１０８を作製する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の製造方法では、外輪１０８の製造時に、筒材１０４の内バリとなる節１０３を廃却しているが、この節１０３の体積は材料全体の体積に対して相当の割合を有するため、材料費の増大を招いている。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、材料費を削減でき、転がり軸受のコストダウンを図れる転がり軸受の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の転がり軸受の製造方法は、内周に複列の軌道を有し外周にフランジ部が形成された外輪と、外周に各々１つの軌道を有する２つの内輪と、上記内輪と外輪との間に配置された複数の転動体からなると共にハブユニットを構成する転がり軸受を製造する方法であって、
上記外輪となる素材は、ＪＩＳ規格Ｓ４０Ｃ〜Ｓ５８Ｃ,ＳＡＥ規格１０４０〜１０９５に該当する炭素鋼で構成され、
上記外輪となる素材に、断面略Ｕ字形状に軸方向に窪んだ環状凹部を形成し、
上記環状凹部の底の内輪側部分の軸方向反対側の面を、外輪となる素材部分の内周面に連なる凹湾曲面とし、
上記２つの内輪のうちの一方の内輪となる素材は、
上記外輪となる素材の上記環状凹部の底から軸方向に打ち抜いて、上記外輪となる素材の一部から鍛造により打ち抜き製造し、
打ち抜き製造した上記内輪となる素材を、浸炭窒化処理することで、外輪よりも疲労寿命が向上した内輪とすることを特徴としている。
【０００９】
この請求項１の発明では、上記２つの内輪のうちの一方の内輪となる素材は、上記外輪となる素材の一部から鍛造により打ち抜き製造するから、材料費を削減でき、転がり軸受のコストダウンを図れる。
【００１０】
また、この請求項１の発明では、上記外輪となる素材に、断面略Ｕ字形状に軸方向に窪んだ環状凹部を形成することで、外輪および内輪の軌道面となる部分を同時に形成できるから、さらなるコストダウンを図れる。また、環状凹部の底を軸方向に打ち抜くことで、外輪となる素材から内輪となる素材を容易に切り離すことができる。また、外輪となる素材から内輪となる素材を打ち抜いて切り離したときのせん断面の寸法精度を良くすることができる。
【００１１】
また、この請求項１の発明では、上記内輪と外輪を、同じ材質としてＪＩＳ規格Ｓ４０Ｃ〜Ｓ５８Ｃ,ＳＡＥ規格１０４０〜１０９５に該当する炭素鋼で構成したことで、同一の素材から内輪と外輪とを形成するセット鍛造が可能となり、かつ、同一材料で形成した場合に外輪よりも短寿命となる内輪を特殊熱処理することによって、外輪に比べて内輪の疲労寿命を向上できる。したがって、この発明によれば、低コストで長寿命の転がり軸受を提供できる。
【００１２】
また、この請求項１の発明では、上記環状凹部の底の内輪側部分の軸方向反対側の面を、外輪となる素材部分の内周面に連なる凹湾曲面としたから、鍛造が容易であり、金型寿命を向上できる。また、外輪となる素材から打ち抜いて切り離した内輪となる素材の旋削取り代を安定に確保できる。
【００１３】
また、一実施形態の転がり軸受の製造方法では、上記断面略Ｕ字形状に軸方向に窪んだ環状凹部の内壁の外輪側軸方向寸法を、上記環状凹部の開口幅の１.７倍以下に形成する。
【００１４】
この実施形態では、上記断面略Ｕ字形状に軸方向に窪んだ環状凹部の内壁の外輪側軸方向寸法を、上記環状凹部の開口幅の１.７倍以下に形成することにより、鍛造が容易になり、金型寿命を向上できる。なお、外輪側軸方向寸法が開口幅の１.７倍を上回ると鍛造し難くなる。
【００１５】
また、一実施形態の転がり軸受の製造方法では、上記凹湾曲面の曲率半径を、８ｍｍ以上とする。
【００１６】
この実施形態では、上記凹湾曲面の曲率半径を、８ｍｍ以上とすることにより、鍛造が容易になり、金型寿命を向上できる。また、外輪となる素材から打ち抜いて切り離した内輪となる素材の旋削取り代を安定に確保できる。なお、曲率半径が８ｍｍを下回ると鍛造し難くなる。
【００１７】
また、請求項１の発明の転がり軸受の製造方法では、上記転がり軸受は、ハブユニットを構成する。
【００１８】
この請求項１の発明の製造方法によれば、材料費を削減でき、低コストでもって、転がり軸受を含んだハブユニットを製造できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２０】
この実施形態の転がり軸受の製造方法は、ハブユニットを構成する転がり軸受の製造方法であり、前述した従来例と図２(Ａ),図２(Ｂ)に示す工程が共通であるので、従来例と異なる図２(Ｂ)以後の工程を説明する。
【００２１】
この実施形態では、図２(Ｂ)に示す外輪となる素材１０２を型鍛造により成形して、図１(Ａ)に示すように、全体として円筒形状の素材１に成形する。
【００２２】
この素材１は、内周面５Ａに、表皮層を旋削することによって軌道面となる湾曲面２および３を有し、外周にフランジとなる部分４を有する外輪となる部分５と、内輪となる部分６を有する。なお、図１(Ａ)の中心線より下半分では内輪となる部分６を切除した後の様子を示している。
【００２３】
この内輪となる部分６は、外輪となる部分５の内周面５Ａにつながっており、外周面６Ａは軌道面となる湾曲形状になっている。この湾曲形状の外周面６Ａは、上記外輪となる部分５の内周の湾曲面３に滑らかに連続していて、この湾曲面３と外周面６Ａとが断面略Ｕ字形状の軸方向に窪んだ環状凹部７を構成している。図１に示すように、この環状凹部７の内壁７Ａの外輪側軸方向寸法ｂを、環状凹部７の開口幅ａの１.７倍以下に設定した。
【００２４】
また、上記内輪となる部分６は、上記外周面６Ａと軸方向反対側の面が、外輪となる部分５の内周面５Ａに連なる凹湾曲面６Ｂになっている。この凹湾曲面６Ｂの曲率半径Ｒ１を８ｍｍ以上とした。
【００２５】
次に、図１(Ａ)に示す素材１を、上記環状凹部７の底から打ち抜いて、上記内輪となる部分６をせん断面Ｓ１に沿って軸方向に打ち抜く。さらに、この打ち抜いた内輪となる部分６から、上記凹湾曲面６Ｂとせん断面Ｓ１と端面延長面９とが囲む環状部分１１を切除し、図１(Ｂ)に示すように、表面層を旋削して内輪となる前の素材部分１９を得る。この旋削工程前の素材部分１９は、図示しない所定の表面層が旋削され、さらに、浸炭窒化処理の特殊熱処理を施されて、後述の内輪１２となる。
【００２６】
一方、素材１から内輪となる部分６を打ち抜いた残りの外輪となる部分５は、図示しない所定の表面層が旋削されて、例えば、図３に示すように、複列の軌道１３と１４を内周に有し、外周にフランジ１６を有する外輪１５となる。
【００２７】
図３は、ハブユニット２０を示し、複列アンギュラ玉軸受形式の転がり軸受２１を備える。このハブユニット２０は、回転軸部材２２と、この軸部材２２の軸部２２Ａに嵌合固定された内輪１２と、この内輪１２および回転軸部材２２の内輪をなす軌道部２２Ｂの径方向外方に対向配置された外輪１５を備える。上記外輪１５の軌道１３と軌道部２２Ｂとの間には周方向に所定間隔を隔てて複数の玉２３が配置され、外輪１５の軌道１４と内輪１２の軌道面２５との間にも周方向に所定間隔を隔てて複数の玉２４が配置される。
【００２８】
上記実施形態の転がり軸受の製造方法によれば、内輪１２となる部分６は、外輪１５となる部分５を含む素材１の一部から鍛造により打ち抜き製造するから、材料費を削減でき、転がり軸受２１のコストダウンを図れる。
【００２９】
また、この実施形態では、内輪１２と外輪１５を、同じ材質Ｓ５５Ｃで構成したことで、同一の素材１から内輪１２と外輪１５とを形成するセット鍛造が可能となり、かつ、同一材料Ｓ５５Ｃで形成した場合に外輪１５よりも短寿命となる内輪１２を上述の特殊熱処理することによって、外輪１５に比べて内輪１２の疲労寿命を向上できる。したがって、この実施形態によれば、低コストで長寿命の転がり軸受２１を提供できる。
【００３０】
また、この実施形態では、素材１に、断面略Ｕ字形状に軸方向に窪んだ環状凹部７を形成することで、外輪１５および内輪１２の軌道面となる湾曲面３および外周面６Ａを同時に形成できるから、さらなるコストダウンを図れる。また、環状凹部７の底から軸方向に打ち抜くことで、外輪１５となる素材１から内輪１２となる部分６を容易に切り離すことができる。また、外輪１５となる素材部分５から内輪１２となる素材部分６を打ち抜いて切り離したときのせん断面Ｓ１の寸法精度を良くすることができる。
【００３１】
また、この実施形態では、環状凹部７の底の内輪側部分の軸方向反対側の面を、外輪１５となる素材部分５の内周面５Ａに連なる凹湾曲面６Ｂとしたから、鍛造が容易であり、金型寿命を向上できる。また、素材１から打ち抜いて切り離した内輪１２となる素材６の旋削取り代を安定に確保できる。
【００３２】
また、この実施形態では、断面略Ｕ字形状に軸方向に窪んだ環状凹部７の内壁７Ａの外輪側軸方向寸法ｂを、環状凹部７の開口幅ａの１.７倍以下に形成することにより、鍛造が容易になり、金型寿命を向上できる。
【００３３】
また、この実施形態では、上記凹湾曲面６Ｂの曲率半径Ｒ１を、８ｍｍ以上とすることにより、鍛造が容易になり、金型寿命を向上できる。また、外輪１５となる素材１から打ち抜いて切り離した内輪１２となる素材６の旋削取り代を安定に確保できる。
【００３４】
また、この実施形態の製造方法によれば、材料費を削減でき、低コストでもって、転がり軸受２１を含んだハブユニット２０を製造できる。
【００３５】
尚、上記実施形態では、素材１の材質をＪＩＳ規格Ｓ５５Ｃとしたが、この他に、ＪＩＳ規格Ｓ４０Ｃ〜Ｓ５８Ｃ,ＳＡＥ規格１０４０〜１０９５等の炭素鋼を用いてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の転がり軸受の製造方法では、一方の内輪となる素材は、外輪となる素材の一部から鍛造により打ち抜き製造するから、材料費を削減でき、転がり軸受のコストダウンを図れる。また、この請求項１の発明では、上記外輪となる素材に、断面略Ｕ字形状に軸方向に窪んだ環状凹部を形成することで、外輪および内輪の軌道面となる部分を同時に形成できるから、さらなるコストダウンを図れる。また、環状凹部の底を軸方向に打ち抜くことで、外輪となる素材から内輪となる素材を容易に切り離すことができる。また、外輪となる素材から内輪となる素材を打ち抜いて切り離したときのせん断面の寸法精度を良くすることができる。
【００３７】
また、請求項１の発明では、上記内輪と外輪を、同じ材質として炭素鋼で構成したことで、同一の素材から内輪と外輪とを形成するセット鍛造が可能となり、かつ、同一材料で形成した場合に外輪よりも短寿命となる内輪を特殊熱処理することによって、外輪に比べて内輪の疲労寿命を向上できる。したがって、この発明によれば、低コストで長寿命の転がり軸受を提供できる。
【００３８】
また、請求項１の発明では、上記環状凹部の底の内輪側部分の軸方向反対側の面を、外輪となる素材部分の内周面に連なる凹湾曲面としたから、鍛造が容易であり、金型寿命を向上できる。また、外輪となる素材から打ち抜いて切り離した内輪となる素材の旋削取り代を安定に確保できる。
【００３９】
また、一実施形態では、上記断面略Ｕ字形状に軸方向に窪んだ環状凹部の内壁の外輪側軸方向寸法を、上記環状凹部の開口幅の１.７倍以下に形成することにより、鍛造が容易になり、金型寿命を向上できる。
【００４０】
また、一実施形態では、上記凹湾曲面の曲率半径を、８ｍｍ以上とすることにより、金型寿命を向上できる。また、外輪となる素材から内輪となる素材を打ち抜いて切り離したときのせん断面の寸法精度を良くすることができる。また、外輪となる素材から打ち抜いて切り離した内輪となる素材の旋削取り代を安定に確保できる。
【００４１】
また、請求項１の発明の製造方法によれば、材料費を削減でき、低コストでもって、転がり軸受を含んだハブユニットを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１(Ａ)はこの発明の転がり軸受の製造方法の実施形態の主要な工程を説明するための断面図であり、図１(Ｂ)は素材１から打ち抜いた旋削工程前の内輪１２となる前の素材１９の断面図である。
【図２】  図２(Ａ)〜図２(Ｅ)は、従来の転がり軸受の製造方法の工程を順に示す図である。
【図３】  上記実施形態で製造する転がり軸受を備えるハブユニットの断面図である。
【符号の説明】
１…円筒形状の素材、２,３…湾曲面、４…フランジとなる部分、
５…外輪となる部分、５Ａ…内周面、６…内輪となる部分、６Ａ…外周面、
６Ｂ…凹湾曲面、７…環状凹部、７Ａ…内壁、ａ…開口幅、
ｂ…外輪側軸方向寸法、Ｓ１…せん断面、Ｒ１…曲率半径、９…端面延長面、
１１…環状部分、１２…内輪、１３,１４…軌道、１５…外輪、
１６…フランジ、２０…ハブユニット、２１…転がり軸受、２２…軸部材、
２２Ａ…軸部、２２Ｂ…軌道部、２３,２４…玉。
【図１】
0004072326.tif 000002
【図２】
0004072326.tif 000003
【図３】
0004072326.tif 000004