JP2008057668A - 車輪支持用転がり軸受ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】外輪3の内周面の軸方向2個所位置で両外輪軌道12a、12bを含む部分に熱処理硬化層16a、16bが形成されている。そして、これら両熱処理硬化層16a、16b同士が、上記外輪3の軸方向中間部に存在する非硬化部分17により互いに分離している。又、この外輪3の内周面の軸方向中間部で上記両外輪軌道12a、12bの間部分に、母線形状が円弧形である非円筒曲面部18が存在する。更に、軸方向外側の外輪軌道12a部分の熱処理硬化層16aの厚さTa が、同内側の外輪軌道12b部分の熱処理硬化層16bの厚さTb よりも大きい。
【選択図】図2
Description
このうちの外輪は、炭素鋼製で、内周面に複列の外輪軌道を有する。
又、上記ハブは、外周面の軸方向外端部に車輪を支持固定する為の取付フランジを、同じく軸方向に関する中間部及び内端部に複列の内輪軌道を、それぞれ有する。
又、上記各転動体は、これら両内輪軌道と上記両外輪軌道との間に各列毎に複数個ずつ、予圧と背面組み合わせ型の接触角とを付与された状態で設けられている。
そして、軸方向外側の列のピッチ円直径が、同じく内側の列のピッチ円直径よりも大きい。
特に、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、上記外輪の内周面の軸方向2個所位置で上記両外輪軌道を含む部分に、熱処理硬化層が形成されている。
そして、これら両外輪軌道部分に存在する熱処理硬化層同士が、上記外輪の内周面の軸方向中間部に存在する非硬化部分により、互いに分離している。
或いは、請求項3に記載した様に、軸方向外側の外輪軌道部分の熱処理硬化層の厚さを、同内側の外輪軌道部分の熱処理硬化層の厚さよりも大きくする。
或いは、請求項4、5に記載した様に、両列の転動体を、何れも玉とする。
そして、請求項4に記載した様に、軸方向外側の列の玉の直径を同内側の列の玉の直径よりも小さく、且つ、軸方向外側の列の玉の数を同内側の列の玉の数よりも多くする。
或いは、請求項5に記載した様に、両列の玉のピッチ円直径を、何れも、当該列の玉の直径の6倍未満とする。
即ち、両外輪軌道部分に存在する熱処理硬化層同士が、軸方向中間部に存在する非硬化部分により互いに分離している為、これら両外輪軌道部分に存在する硬化層を、それぞれに就いて最適な条件で熱処理できる。この為、これら両外輪軌道部分に存在する硬化層の性状を、それぞれの使用条件に合わせた最適なものにできる。
又、上記両外輪軌道部分に硬化層を形成する事に伴う外輪の変形を小さく抑え、この硬化層を形成する為の熱処理後に、この外輪の形状を整える為の仕上加工に要するコストを抑える事も可能になる。
即ち、前述した通り、直進又は直進に近い状態での走行時に加わるラジアル荷重の過半は内側列で支承し、旋回走行時に加わるモーメントの過半は外側列で支承する。従って、内側列の外輪軌道に関しては通常の使用条件下での転がり疲れ寿命の確保を、外側列の外輪軌道に関しては、大きなモーメントが加わった状態での耐圧痕性の確保を、それぞれ考慮する事が好ましい。
又、本発明の様に、外側列のピッチ円直径が内側列のピッチ円直径よりも大きい車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、外輪の径方向に関する厚さは、内側列の外輪軌道に対応する部分で比較的大きく、外側列の外輪軌道に対応する部分で比較的小さくなる。
更に、これら外輪軌道部分に、高周波焼き入れ等の熱処理により硬化層を形成すると、この硬化層部分の金属組織が、マルテンサイト変態により僅かとは言え膨張する。この場合に、この硬化層の周囲部分に(マルテンサイト変態による膨張をしない)非硬化部分が存在すると、この硬化層がこの非硬化部分により抑え付けられて、内部に残留圧縮応力が発生する。この残留圧縮応力は、転がり疲れ寿命の確保、耐圧痕性向上の何れの面からも有利に働くが、この残留圧縮応力の大きさは、上記硬化層の周囲の非硬化部分の厚さが大きい程大きくなる。
前記請求項3に記載した発明の様に、軸方向外側の外輪軌道部分の熱処理硬化層の厚さを、同内側の外輪軌道部分の熱処理硬化層の厚さよりも大きくすれば、外側列の外輪軌道の耐圧痕性の向上と、内側列の外輪軌道の転がり疲れ寿命の向上とを図れる事になる。
この場合に、外輪の径方向に関する厚さが、外側列の外輪軌道に対応する部分で小さく、内側列の外輪軌道に対応する部分で大きい事は、軸方向外側の外輪軌道部分の熱処理硬化層の厚さを、同内側の外輪軌道部分の熱処理硬化層の厚さよりも大きくする面で有利である。この理由は、厚さが小さく、熱容量が小さい部分程、熱処理硬化層の厚さを大きくし易い為である。因に、外輪の外周面に形成した結合フランジ等の存在は、当該部分の熱容量が多くなる事から、その内径側に存在する軸方向内側の外輪軌道部分の熱処理硬化層の厚さを小さく抑える方向に作用する。
尚、外側列と内側列との間での外輪軌道の熱処理硬化層の厚さの差は、外輪の形状及び厚さに基づいて設計的に定めるが、その絶対値はあまり大きなものではない。即ち、上記差の値は、0.2〜0.3mm程度の小さな値で足りる場合が多い。又、熱処理硬化層の厚さの差とは、上記両外輪軌道の表面(転動体の転動面と転がり接触する部分)から、予め設定した所定の硬さの値となる深さ迄の距離(例えば、表面部分の、より高い硬度が、次第に低下してHv500となる迄の距離)とする。
又、本発明は、請求項5に記載した様な、両列の玉のピッチ円直径が、何れも、当該列の玉の直径の6倍未満である、比較的小型の車輪支持用転がり軸受ユニットで実施して、大きな効果を得られる。言い換えれば、比較的大型の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、本発明によらなくても、必要とする転がり疲れ寿命や耐圧痕性の確保を図れる場合が多い。
何れにしても、軸方向外側の外輪軌道12a部分の熱処理硬化層16aの厚さTa を、同内側の外輪軌道12b部分の熱処理硬化層16bの厚さTb よりも大きく(Ta >Tb )している。又、上記外輪3の内周面の軸方向中間部で、上記両外輪軌道12a、12b部分に存在する熱処理硬化層16a、16b同士の間部分に、非硬化部分17が存在する。従ってこれら両熱処理硬化層16a、16bは、この非硬化部分17により互いに分離されている。本例の場合には、この非硬化部分17が、上記外輪3の内周面の軸方向中間部で上記両外輪軌道12a、12bの間部分に形成された、母線形状が円弧形である非円筒曲面部18を含む部分に存在する。
2 ハブ
3 外輪
4、4a、4b 玉
5 ハブ本体
6 内輪
7 取付フランジ
8a、8b 内輪軌道
9 外周面側傾斜段部
10 小径段部
11 かしめ部
12a、12b 外輪軌道
13 結合フランジ
14 内周面側傾斜段部
15 スタッド
16a、16b 熱処理硬化層
17 非硬化部分
18 非円筒曲面部
19 熱処理硬化層
20 溝肩部
Claims (5)
- 内周面に複列の外輪軌道を有する、炭素鋼製の外輪と、外周面の軸方向外端部に車輪を支持固定する為の取付フランジを、同じく軸方向に関する中間部及び内端部に複列の内輪軌道を、それぞれ有するハブと、これら両内輪軌道と上記両外輪軌道との間に各列毎に複数個ずつ、背面組み合わせ型の接触角を付与された状態で設けられた転動体とを備え、軸方向外側の列のピッチ円直径が軸方向内側の列のピッチ円直径よりも大きい車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、上記外輪の内周面の軸方向2個所位置で上記両外輪軌道を含む部分に熱処理硬化層が形成されており、これら両外輪軌道部分に存在する熱処理硬化層同士が、上記外輪の内周面の軸方向中間部に存在する非硬化部分により、互いに分離している事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニット。
- 外輪の内周面の軸方向中間部で両外輪軌道の間部分に、母線形状が円弧形である非円筒曲面部が存在する、請求項1に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
- 軸方向外側の外輪軌道部分の熱処理硬化層の厚さが、同内側の外輪軌道部分の熱処理硬化層の厚さよりも大きい、請求項1〜2のうちの何れか1項に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
- 両列の転動体が何れも玉であって、軸方向外側の列の玉の直径が同内側の列の玉の直径よりも小さく、且つ、軸方向外側の列の玉の数が同内側の列の玉の数よりも多い、請求項1〜3のうちの何れか1項に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
- 両列の転動体が何れも玉であって、両列の玉のピッチ円直径が、何れも、当該列の玉の直径の6倍未満である、請求項1〜4のうちの何れか1項に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
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