(57)【要約】【課題】外輪内周面の焼入れ硬化層の形成を行う際に、特殊形状でなく簡単な形状の焼入れコイルを用いて、複列の内周軌道間に設けられた取付け穴の内周面開口部近傍の硬化を防止した外輪内周面の硬化層を形成するハブユニット軸受の外輪の硬化層形成方法を提供する。【解決手段】ハブユニット軸受の外輪内周面の焼入れ硬化層形成方法において、外輪の内周面から径方向外方に貫通して設けられているセンサーの取付け穴に、外輪の材料である鋼よりも熱伝導率の高い金属により作成された放熱治具を取付け、外輪の径方向内方から前記内周面を加熱して、焼入れ硬化層を第１内周軌道及び第２内周軌道を含む外輪の内周面に形成し、その際に、前記取付け穴の内周面開口部の近傍を前記第１内周軌道と前記第２内周軌道との間の他の内周面に比べて硬度を低くする。【選択図】図４
2009030641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に第１内周軌道と第２内周軌道とを有する外輪と、
車両外端側にハブフランジを有し、該ハブフランジから車両中心側に向けて延在する円筒部と、該円筒部に前記外輪の前記第１内周軌道および前記第２内周軌道にそれぞれ対向する第１外周軌道および第２外周軌道を有する内輪と、
前記外輪と前記内輪とのそれぞれの軌道間に介装されている転動体と、
該転動体を保持する保持器と、
前記外輪の両端部に取付けられている密封シールと、
前記内輪の第１外周軌道と第２外周軌道との間に取付けられ、円周方向にわたる特性を交互に且つ等間隔に変化させたエンコーダと、
検出部を有し、該検出部を前記エンコーダに対向させた状態で前記外輪の第１内周軌道と第２内周軌道との間の繋ぎ内周面から径方向外方に向かって貫通して設けた取付け穴内に取付けられているセンサーを有する回転速度検出器とを備えたハブユニット軸受の前記外輪の焼入れ硬化層形成方法において、
前記センサーの取付け穴に、外輪の材料である鋼よりも熱伝導率の高い金属により作成された放熱治具を取付け、外輪の径方向内方から前記内周面を加熱して、焼入れ硬化層を第１内周軌道及び第２内周軌道を含む外輪の内周面に形成し、その際に、前記取付け穴の内周面開口部の近傍部位を前記第１内周軌道と前記第２内周軌道との間の繋ぎ内周面の他部位に比べて硬度が低くなるようにすることを特徴とするハブユニット軸受の外輪の焼入れ硬化層形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転速度検出装置付きハブユニット軸受の焼入れ硬化層形成方法に関し、特に、外輪の焼入れ硬化層形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ハブユニット軸受において、外輪の内周面に形成した複列の内周軌道には、例えば、鋼の高周波焼入れなどによって、径方向の所定の深さに所定の硬度を有する焼入れ硬化層が形成されていることは周知である（例えば、実用新案登録公報第２５２９５９７号公報参照）。
【０００３】
これは、内周軌道に所定の硬度を与えて所定の寿命と所定の剛性とを確保し、また、焼入れ硬化層の径方向外方には外輪の外周面に向けて硬度を低くした低硬化層を設け、外輪全体としての靭性を確保するためである。
【０００４】
また、軸方向における複列の内周軌道間は、車輪が縁石に衝突するなどして、外輪に衝撃が加わった場合に外輪が軸方向に塑性変形してしまうことによってハブユニット軸受の機能低下が起きないようにするために、内周軌道間の内周面に複列の内周軌道と連続した状態で繋ぎ硬化層が形成されていることも知られている（前記、実用新案登録公報第２５２９５９７号公報参照）。
【０００５】
複列の内周軌道の間で、外輪にセンサーを取付け、内輪にエンコーダを取付けた回転速度検出装置を備えた形式のハブユニット軸受において、このように、内周面に焼入れ硬化層が形成されている外輪に、内周面から径方向外方に向かって外周面まで貫通するセンサーの取付け穴を穿設する場合、穿設する部位に焼入れ硬化層が形成されているので加工が難しくなるという問題がある。
【０００６】
また、焼入れ硬化層を形成する前に取付け穴の加工を行った後に焼入れ硬化層を形成することもできるが、この場合は、取付け穴の内周面開口部に焼入れによるオーバーヒートなどが生じて材料組織が脆くなり、ハブユニット軸受の使用時に、外輪が縁石などによって衝撃的な荷重を受けた時に、破損などの虞がある。
【０００７】
上記の形式のハブユニット軸受に関する上記の問題に対して、提案がある。(特許文献１を参照)
【特許文献１】特開平１１-２４８７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に関して、同文献にて用いられている用語と、符号を用いて考察する。
【０００９】
同文献において、発明の実施形態の説明中、段落００２７で図７を説明しているが、
「本例のような焼入れ硬化層２４，２４と繋ぎ硬化層２５とを形成するには、例えば図７に示すように、取付け穴１７の内径側開口部に対向する部分のみが直径方向内方に凹んだ、焼入れコイル２６使用する。」としている。
【００１０】
しかしながら、特許文献１は、このように、硬化層を形成する焼入れコイルを特殊形状にして取付け穴の内周面開口部近傍の硬化を防止しようとしているが、取付け穴１７の内径側開口部と焼入れコイル２６の凹んだ部分の位置を円周方向に合わせねばならないという煩雑さが生じる。
【００１１】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、本発明は、外輪の内周面の焼入れ硬化層形成を行う際に、特殊形状でなく、簡単な形状の焼入れコイルを用いて、複列の内周軌道間に設けられた取付け穴の内周面開口部近傍の硬化を防止したハブユニット軸受の外輪内周面の焼入れ硬化層形成方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明は、
内周面に第１内周軌道と第２内周軌道とを有する外輪と、
車両外端側にハブフランジを有し、該ハブフランジから車両中心側に向けて延在する円筒部と、該円筒部に前記外輪の前記第１内周軌道および前記第２内周軌道にそれぞれ対向する第１外周軌道および第２外周軌道を有する内輪と、
前記外輪と前記内輪とのそれぞれの軌道間に介装されている転動体と、
該転動体を保持する保持器と、
前記外輪の両端部に取付けられている密封シールと、
前記内輪の第１外周軌道と第２外周軌道との間に取付けられ、円周方向にわたる特性を交互に且つ等間隔に変化させたエンコーダと、
検出部を有し、該検出部を前記エンコーダに対向させた状態で前記外輪の第１内周軌道と第２内周軌道との間の繋ぎ内周面から径方向外方に向かって貫通して設けた取付け穴内に取付けられているセンサーを有する回転速度検出器とを備えたハブユニット軸受の前記外輪の焼入れ硬化層形成方法において、
前記センサーの取付け穴に、外輪の材料である鋼よりも熱伝導率の高い金属により作成された放熱治具を取付け、外輪の径方向内方から前記内周面を加熱して、焼入れ硬化層を第１内周軌道及び第２内周軌道を含む外輪の内周面に形成し、その際に、前記取付け穴の内周面開口部の近傍部位を前記第１内周軌道と前記第２内周軌道との間の繋ぎ内周面の他部位に比べて硬度が低くなるようにすることを特徴とするハブユニット軸受の外輪の焼入れ硬化層形成方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、外輪の内周面の焼入れ硬化層形成を行う際に、特殊形状でなく、簡単な形状の焼入れコイルを用いて、複列の内周軌道間に設けられた取付け穴の内周面開口部近傍の硬化を防止したハブユニット軸受の外輪内周面の焼入れ硬化層形成方法を提供する事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係わる実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
なお、以下の説明に当たり、説明の簡略化のため、車両外端側を外端側と、車両中心側を中心側という。
【００１６】
（実施形態１）
図１から図５、特に、図４、図５を参照しながら、本発明の実施形態１を説明する。
図１は、本実施形態の対象となるハブユニット軸受を説明する組立て断面図を示し、図２及び図３は、外輪の縦断面図及び横断面図を示す。
【００１７】
最初に、図１、図２、図３を参照しながら、本発明を実施するハブユニット軸受Ｈ１に関し説明する。
【００１８】
ハブユニット軸受Ｈ１は、第１内周軌道１１および第２内周軌道１２を有する外輪１と、外端側にハブフランジ２ｆを有し、ハブフランジ２ｆから中心側に向けて円筒部２ｍが延在しており、円筒部２ｍが外端側円筒部２ｍ１と中心側円筒部２ｍ２から構成され、外端側円筒部２ｍ１に一体に設けられている第１外周軌道２ａ１と、外端側円筒部２ｍ１に連設された段部２ｃと、段部２ｃを介して設けられている中心側円筒部２ｍ２とが形成されているハブ軸２ａｈと、中心側円筒部２ｍ２を嵌合部として嵌合固定され、外周面に第２外周軌道２ｂ１が形成されている内輪要素２ｂとからなる内輪２と、外輪１の両端部に設けられ、外輪１と内輪２との間を密封する第１密封シール５ａおよび第２密封シール５ｂと、外内輪間に介装された転動体としてのボール３、３と、ボール３、３を保持する保持器４、４と、内輪２の第１外周軌道２ａ１と第２外周軌道２ｂ１との間で円筒部２ｍに外嵌固定されているエンコーダ６と、外輪１の第１内周軌道１１と第２内周軌道１２との間に取付けられているセンサー７とからなる回転速度検出器８と、から構成されている。
【００１９】
第１内周軌道１１と第１外周軌道２ａ１、ならびに、第２内周軌道１２と第２外周軌道２ｂ１とはそれぞれ対向している。
【００２０】
なお、中心側円筒部２ｍ２は外端側円筒部２ｍ１に比べ、小径となっている。
【００２１】
次に各部品に関して、図２、図３をも参照しながら、以下に詳しく説明する。
【００２２】
外輪１は、外周には車体(図示、略)への取付け用鍔１ｆを有し、鍔１ｆには、取付け用のボルト穴１ｆ０が円周方向に所定数設けられている。内周面は第１内周軌道１１と第２内周軌道１２とを含み、さらに、第１内周軌道１１と第２内周軌道１２との間に設けられた繋ぎ内周面１５をも含み、繋ぎ内周面１５には、内周から外周へ貫通する取付け穴１６が穿設されている。取付け穴１６は繋ぎ内周面１５との内周面側の接合部分は、内周面開口部１７となっている。取付け穴１６には後述するセンサー７が取付けられている。
【００２３】
第１内周軌道１１および第２内周軌道１２は、ボール３に対応する所定の曲率半径ｒを有する円弧溝１１１，１２１をそれぞれ形成し、第１内周軌道１１および第２内周軌道１２のそれぞれの円弧溝１１１，１２１に沿って外側に向けて所定の厚さに、所定の硬度で、高周波焼入れによって円弧状の軌道硬化層Ｋ１，Ｋ２がそれぞれ形成されている。
軌道硬化層Ｋ１，Ｋ２の径方向外方は外輪１の外周に向かって、徐々に硬度が低下した低硬度層Ｋ１１、Ｋ２１となっており、衝撃荷重に対する靭性を有している。
【００２４】
第１内周軌道１１と第２内周軌道１２との間の、繋ぎ内周面１５から外周面に向かって穿設されている取付け穴１６の内周面開口部１７の近傍部位を除く繋ぎ内周面１５の他部位には、繋ぎ硬化層Ｋ３が形成されており、径方向外方に向かって、徐々に硬度が低下した低硬度層Ｋ３１となっている。すなはち、内周面開口部１７の近傍部位は繋ぎ内周面１５の他部位に比べて硬度が低くなっている。
【００２５】
繋ぎ硬化層Ｋ３の厚さは、第１内周軌道１１および第２内周軌道１２に形成されている軌道硬化層Ｋ１、Ｋ２を径方向外方に越えない様な寸法差ｔ（ｔはゼロでもよい）をもって設けるようにするのが望ましい。
【００２６】
センサー７は先端部に埋設されている検知部７１と検知部７１を内蔵するケース７２と、検知部７１から制御部(図示、略)へ連なるリード線７３からなり、後述するエンコーダ６に検知部７１が所定の隙間ｄで対向するように、外輪１の取付け穴１６に固定される。
【００２７】
内輪２は、外端側に有するハブフランジ２ｆと、ハブフランジ２ｆから中心側に向けて延在し、外端側円筒部２ｍ１と中心側円筒部２ｍ２とから構成されている円筒部２ｍと、外端側円筒部２ｍ１に一体に設けられている第１外周軌道２ａ１と、外端側円筒部２ｍ１に連設された段部２ｃと、段部２ｃを介して設けられている小径の中心側円筒部２ｍ２と、から形成されているハブ軸２ａｈと、中心側円筒部２ｍ２を嵌合部として嵌合固定され、外周面に第２外周軌道２ｂ１が形成されている内輪要素２ｂとからなっている。
【００２８】
尚、内輪１の内周には、駆動軸(図示、略)と嵌合するセレーション２ｓが形成されている。また、ハブフランジ２ｆには、車輪やブレーキロータ(いずれも、図示略)を取付けるためのハブボルトＨｂが円周方向に所定数取付けられている。
【００２９】
エンコーダ６は環状部材で円周方向にＳ極とＮ極とが交互に磁化されている磁気エンコーダである。磁気エンコーダは外端側円筒部２ｍ１にセンサー７に所定の隙間ｄで対向するように外嵌固定されている。その結果、センサー７とエンコーダ６とで、回転速度検出器８を構成する。
【００３０】
本実施形態ではエンコーダ６を、磁気エンコーダとしているが、円周方向にわたる特性を交互に且つ等間隔に変化させたエンコーダ、例えば、凸部と凹部を交互に設けた歯車形状の物でも実施する。
【００３１】
ボール３は、外輪１の第１内周軌道および第２内周軌道と内輪２の第１外周軌道および第２外周軌道間に介在して、外輪１と内輪２を回転自在に支持する転動体であり、保持器４は、ボール３を保持している。
【００３２】
第１密封シール５ａおよび第２密封シール５ｂは、それぞれ外輪１の外端側端部１３および中心側端部１４にそれぞれ取付けられ、外輪１と内輪２の間を密封するものであり、特に、形状を特定はしていない。
【００３３】
次に、実施形態１の焼入れ硬化層形成方法について図４、図５を参照しながら説明する。
【００３４】
図４は、図１、図２、図３において説明した外輪１の予め加工されている取付け穴１６に、外輪１の材料である鋼よりも熱伝導率の高い材料、例えば、銅により制作されている放熱治具Ｔ１を挿入し、外輪１の内周面内方に高周波焼入れ用のコイルＴｃを配置して、第１内周軌道１１と第２内周軌道１２および第１内周軌道１１と第２内周軌道１２との間にある繋ぎ内周面１５を同時に加熱する。
【００３５】
コイルＴｃは第１内周軌道１１および第２内周軌道１２に対向する軸方向両端部の部分にそれぞれの内周軌道と形状が類似した円環条凸部Ｔｃ１、Ｔｃ２を有している。
【００３６】
それぞれの円環条凸部Ｔｃ１、Ｔｃ２は、対向するそれぞれの内周軌道と所定の隙間Ｃ１、Ｃ２で配置されていて、第１内周軌道１１および第２内周軌道１２をそれぞれ加熱する。
【００３７】
円環条凸部Ｔｃ１、Ｔｃ２の間は、簡単な形状である円筒部Ｔｃ３になっていて、繋ぎ内周面１５とは所定の間隙Ｃ３が設定されていて、繋ぎ内周面１５を加熱する。
【００３８】
コイルＴｃによって第１内周軌道１１と第２内周軌道と繋ぎ内周面１５とが加熱されると、第１内周軌道１１および第２内周軌道は所定の厚さで所定の硬さの軌道硬化層Ｋ１、Ｋ２が得られる。
【００３９】
それぞれの軌道硬化層Ｋ１、Ｋ２の外方は低硬度層Ｋ１１、Ｋ１２となる。
【００４０】
繋ぎ内周面１５に穿設されている取付け穴１６に放熱治具Ｔ１が挿入されていて、外部に熱が逃げるために、取付け穴１６の内周面開口部１７の近傍部位は繋ぎ内周面１５の他部位よりも温度の上昇は少なく、硬化されない状態が得られ、内周面開口部１７の近傍部位の硬化を防止している。
【００４１】
所定の焼入れ条件を設定することにより、図４に示すように第１内周軌道１１および第２内周軌道１２に軌道の曲率ｒに沿った軌道硬化層Ｋ１、Ｋ２と軌道硬化層Ｋ１、Ｋ２の径方向外方に、徐々に高度が低下した低硬度層Ｋ１１、Ｋ２１と、取付け穴１６の内周面開口部１７の近傍を除く繋ぎ内周面１５の軸方向と円周方向とに繋ぎ硬化層Ｋ３とが得られる。
【００４２】
図４の取付け穴１６を通る断面Ｙ−Ｙを示す図５では、取付け穴１６の近傍を除く円周方向の繋ぎ硬化層Ｋ３と、繋ぎ硬化層Ｋ３の径方向外方の低硬度層Ｋ３１を示している。
【００４３】
焼入れ条件の設定により、第１内周軌道１１および第２内周軌道１２の軌道硬化層Ｋ１，Ｋ２の硬度はＨｖ６５３(Ｒｃ５８)-８３２（Ｒｃ６５）に、ならびに繋ぎ硬化層Ｋ３の硬度は、Ｈｖ５００（Ｒｃ５０）以上にする。
【００４４】
軌道硬化層Ｋ１、Ｋ２の繋ぎ内周面１５に接合する端部と取付け穴１６との軸方向距離Ｌ１、Ｌ２を０．５ｍｍ以上とし、繋ぎ内周硬化層Ｋ３と取付け穴１６との円周方向距離Ｌ３を０．５ｍｍ以上と設定する。この結果、取付け穴１６の内周面開口部１７の近傍、例えば、０．５ｍｍ離れた部分では、軌道硬化層Ｋ１，Ｋ２ならびに繋ぎ硬化層Ｋ３の硬度に比べて、低い硬度に抑えられる。
【００４５】
放熱治具Ｔ１は放熱効果を大きくするために、放熱治具Ｔ１を冷却剤など封入した冷却装置(図示,略)へ連結すると一層効果的である。
【００４６】
本実施形態の焼入れ硬化層形成方法は簡単な形状の焼入れコイルＴｃを用いて、内周面開口部１７の近傍部位の硬化を防止した方法を採用することによって、外輪１が、所定の厚さで所定の硬度を持った軌道硬化層Ｋ１、Ｋ２と、軌道硬化層Ｋ１、Ｋ２よりも径方向外方に、軌道硬化層より硬度が低くなっている低硬度層Ｋ１１、Ｋ２１とが得られ、また、軸方向には繋ぎ内周面１５に取付け穴１６の内周面開口部１７の近傍部位を除く他部位に繋ぎ硬化層Ｋ３が形成され、繋ぎ硬化層Ｋ３の径方向外方に硬度の低い低硬度層Ｋ３１が形成されているので、外輪全体として、軸方向の剛性を維持しながら、靭性をも有し、しかも、取付け穴部分１６は硬化層が形成されていない構成になっているので、焼入れ時のオーバーヒートがなく、また、衝撃荷重を受けた時でも取付け穴１６の部分の破損が生じにくいから、クラックなどが生じないハブユニット軸受を得ることができる。
【００４７】
次に、図６を参照しながら本実施形態の変形例１を説明する。
尚、図６は、高周波焼入れ用のコイルＴｃの図示を省略している。
本変形例は、図４に比べ、放熱治具Ｔ２の径方向外方部を、挿入部Ｔ２１に比べて大きな体積のヘッド部Ｔ２２にして、放熱治具Ｔ２の熱容量を大きくし、放熱効果を大きくしたものである。
他の点に関しては、実施形態１において説明しているので省略する。
【００４８】
尚、実施形態１ならびに変形例１の説明では、転動体としてボールを使用したハブユニット軸受を対象としているが、転動体を、円すいころ、円筒ころ、球面ころを使用したハブユニット軸受でも実施するものである。
【００４９】
以上、実施形態１、実施形態２について説明したが、本発明は、上記説明の範囲に限定するものではなく、本発明の思想の範囲で実施するものである。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施対象となるハブユニット軸受を説明する断面図である。
【図２】ハブユニット軸受の外輪の説明図である。
【図３】ハブユニット軸受の外輪の説明図である。
【図４】本発明の実施形態１の説明図である。
【図５】実施形態１の説明図である。
【図６】実施形態１の変形例１の説明図である。
【符号の説明】
【００５１】
Ｈ１：ハブユニット軸受
１：外輪
１１、１２：内周軌道
１ｆ：取付け用鍔
１５:繋ぎ内周面
１６:取付け穴
１７：内周面開口部
２：内輪
２ｂ：内輪要素
２ａ１、２ｂ１：外周軌道
２ａｈ：ハブ軸
２ｃ：段部
２ｆ：ハブフランジ
２ｍ：円筒部
２ｍ１：外端側円筒部
２ｍ２：中心側円筒部
３：ボール
４：保持器
５ａ：第１密封シール
５ｂ：第２密封シール
６：エンコーダ
７：センサー
８：回転速度検出器
Ｔ１，Ｔ２：放熱治具
Ｋ１、Ｋ２:軌道硬化層
Ｋ３：繋ぎ硬化層
Ｋ１１、Ｋ２１:軌道低硬度層
Ｋ３１：繋ぎ低硬度層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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