JP2014129836A - 軸受け、軸受けの加工方法及び軸受け装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生産性が高い軸受けの加工方法を提供する。
【解決手段】本発明の一形態に係る軸受け４の加工方法は、軸受け４におけるベアリング３に圧入される圧入部４ａの根元近傍を熱処理する工程と、圧入部４ａにおける熱処理が施された部分と他の部分との境界を跨ぐように凹み部４ｄを形成する工程と、圧入部４ａを切削する工程と、を備える。ここで、圧入部４ａを切削する工程では、圧入部４ａにおける熱処理が施された部分の切削条件と圧入部４ａにおける他の部分の切削条件とを変更することが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸受け、軸受けの加工方法及び軸受け装置に関する。

自動車等の移動体において、車輪等を支持するために軸受けが用いられている。ここで、図４は、特許文献１の軸受けを製造する際の仕上げ処理を示す図である。図４に示すように、特許文献１の軸受け１００は、図示を省略したベアリングに圧入される圧入部１００ａと、圧入部１００ａが連結されるフランジ部１００ｂと、を備えている。そして、圧入部１００ａの表面全域及び圧入部１００ａの根元近傍に熱処理が施されて熱処理部１００ｃが形成され、強度の上昇が図られている。

特開２０１０−４８３４８号公報

ところで、図４に示すように、熱処理を施した後に圧入部１００ａの表面をバイトＢによって切削して仕上げ処理を施す。その際に、特許文献１の軸受けは、圧入部１００ａの全域に熱処理が施されているので、バイトＢの送り速度を抑制する必要がある。そのため、特許文献１の軸受けは、生産性が低い課題を有している。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、生産性が高い軸受け、軸受けの加工方法及び軸受け装置を提供することを目的とする。

本発明の一形態に係る軸受けの加工方法は、軸受けにおけるベアリングに圧入される圧入部の根元近傍を熱処理する工程と、前記圧入部における前記熱処理が施された部分と当該部分に対する他の部分との境界を跨ぐように凹み部を形成する工程と、前記圧入部を切削する工程と、を備える。

上記軸受けの加工方法において、前記圧入部を切削する工程では、前記圧入部における前記熱処理が施された部分の切削条件と前記圧入部における前記他の部分の切削条件とを変更することが好ましい。

上記軸受けの加工方法において、前記圧入部を切削する工程では、前記凹み部で前記熱処理が施された部分と前記他の部分との境界に生じる段差を吸収することが好ましい。

本発明の一形態に係る軸受けは、ベアリングに圧入される圧入部を備え、前記圧入部は、熱処理が施された部分と当該部分に対する他の部分とを有し、さらに前記熱処理が施された部分と前記他の部分との境界を跨ぐように凹み部を有する。

本発明の一形態に係る軸受け装置は、ベアリングを有するハウジングと、前記ベアリングに圧入される軸受けと、を備え、前記軸受けは、前記ベアリングに圧入される圧入部を有し、前記圧入部は、熱処理が施された部分と当該部分に対する他の部分とを有し、さらに前記熱処理が施された部分と前記他の部分との境界を跨ぐように凹み部を有する。

上記軸受け装置において、前記ベアリングは、前記軸受けにおける圧入部の根元側のベアリングと、前記軸受けにおける圧入部の先端側のベアリングと、を備え、前記圧入部における前記凹み部を挟んで根元側の部分は、前記根元側のベアリングと接触し、前記圧入部における前記凹み部を挟んで先端側の部分は、前記先端側のベアリングと接触することが好ましい。

以上、説明したように、本発明によると、生産性が高い軸受け、軸受けの加工方法及び軸受け装置を提供することができる。

実施の形態１の軸受け装置を示す高さ方向の部分断面図である。 実施の形態１の軸受けを加工する際の仕上げ処理を示す図である。 実施の形態２の軸受け装置を示す高さ方向の部分断面図である。 特許文献１の軸受けを加工する際の仕上げ処理を示す図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

＜実施の形態１＞
先ず、本実施の形態の軸受け装置の基本構成を説明する。本実施の形態の軸受け装置は、例えば自動車の車輪を支持するために用いられ、特に従動輪側に用いられている。ここで、図１は、本実施の形態の軸受け装置を示す高さ方向の部分断面図である。

図１に示すように、本実施の形態の軸受け装置１は、ハウジング２、ベアリング３及び軸受け４を備えている。本実施の形態のハウジング２は、自動車の所謂ステアリングナックルである。このハウジング２は、自動車のサスペンションアームやステアリングロッド等に連結され、自動車の車体に保持されている。

ハウジング２は、軸受け４が挿入される挿入部２ａを備えている。挿入部２ａは、本体部２ｂにおいて車体側から車輪側に貫通する。そして、挿入部２ａの内周部には、ベアリング３が嵌め込まれている。ちなみに、ハウジング２には、ブレーキダストカバー５等が設けられているが、本発明の本質的部分でないので、説明を省略する。

ベアリング３は、第１のベアリング３１及び第２のベアリング３２を備えている。本実施の形態の第１のベアリング３１と第２のベアリング３２とは、ベアリング３の回転軸方向に並べられており、第１のベアリング３１が車輪側に配置され、第２のベアリング３２が車体側に配置されている。

第１のベアリング３１は、外輪３１ａ、コロ３１ｂ及び内輪３１ｃを備えている。外輪３１ａは、ハウジング２の挿入部２ａの内径と略等しい外径を有する環状部材である。外輪３１ａは、ハウジング２の挿入部２ａ内に圧入されている。

コロ３１ｂは、外輪３１ａと内輪３１ｃとで挟み込まれている。コロ３１ｂは、第１のベアリング３１の円周方向に略等間隔に配置されている。そして、コロ３１ｂは、第１のベアリング３１の回転軸と直交する方向から見て一列に配置されている。内輪３１ｃは、軸受け４の圧入部４ａの外径と略等しい内径を有する環状部材である。

第２のベアリング３２は、第１のベアリング３１との共通部材である外輪３１ａ、コロ３２ｂ及び内輪３２ｃを備えており、第１のベアリング３２と略同様の構成とされている。つまり、第１のベアリング３１と第２のベアリング３２とは、軸受け４の圧入部４ａの法線を挟んで対称に配置されている。

軸受け４は、所謂ハブである。軸受け４は、圧入部４ａ及びフランジ部４ｂを備えている。圧入部４ａは、円柱形状であり、回転軸方向の長さがベアリング３の回転軸方向の長さと略等しい。圧入部４ａは、第１のベアリング３１の内輪３１ｃ内及び第２のベアリング３２の内輪３２ｃ内に圧入されている。

圧入部４ａの車輪側の端部（即ち、圧入部４ａの根元）は、フランジ部４ｂに連結されている。また、圧入部４ａとフランジ部４ｂとの連結部近傍には、段差部４ｃが形成されており、当該段差部４ｃの車体側の側面が第１のベアリング３１の内輪３１ｃの車輪側の側面に接触している。

圧入部４ａの車体側の端部（即ち、圧入部４ａの先端）には、ネジ部が形成されており、当該ネジ部にロックナット６を捻じ込むことで、スペーサ７と段差部４ｃとでベアリング３を挟み込み当該ベアリング３に所定の大きさのプレロードが導入されている。それと共に、軸受け４がハウジング２に回転可能に保持されている。

フランジ部４ｂは、円盤形状である。フランジ部４ｂには、円周方向に略等間隔にスタッドボルト８が捻じ込まれている。このスタッドボルト８を用いてブレーキディスク９や図示を省略した車輪が軸受け４に連結される。

次に、軸受け４の具体的な構成を説明する。図２は、軸受け４を製造する際の仕上げ処理を示す図である。一般的に、軸受け４のベアリングが配置されている部分は、ベアリングが剛性支持しているため、強度的に余裕があり、実質的に強度が必要な部分は、圧入部４ａとフランジ部４ｂとの連結部近傍、即ち圧入部４ａの根元近傍である。

そこで、本実施の形態の軸受け４は、図２に示すように、圧入部４ａの根元近傍に熱処理が施されている（図２の点模様のハッチング部分）。つまり、実質的に強度が必要な部分のみに熱処理を施している。詳細には、段差部４ｃを含み、当該段差部４ｃを挟んで圧入部４ａの一部分及びフランジ部４ｂの一部分に熱処理が施されている。なお、当該熱処理は、軸受け４の円周方向の全域でもよく、部分的でもよい。熱処理としては、一般的に軸受けの熱処理に採用されている高周波熱処理等を採用することができる。

これにより、圧入部４ａの表面をバイトＢによって切削して仕上げ処理する際に、熱処理が施された部分（熱処理部）に対する他の部分（非熱処理部）でのバイトＢの送り速度を上げることができ、従来のように圧入部の全域に熱処理が施されている場合に比べて、圧入部４ａの仕上げ処理に費やす時間を短縮することができる。しかも、熱処理に費やす時間も短縮することができる。その結果、軸受け４の生産性を向上させることができる。また、バイトＢの摩耗を低減することができる。

このとき、圧入部４ａにおける熱処理部と非熱処理部とで強度が異なるので、圧入部４ａの表面をバイトＢで切削する際に、段差が生じる可能性がある。このような段差は、圧入部４ａのベアリング３への圧入を阻害する虞がある。

そこで、本実施の形態の軸受け４は、図２に示すように、圧入部４ａにおける熱処理部と非熱処理部との境界を跨ぐ凹み部４ｄを備えている。凹み部４ｄは、圧入部４ａの円周方向に連続し、熱処理部と非熱処理部との境界を跨ぐに十分な幅寸法を有する。これにより、圧入部４ａの表面をバイトＢで切削する際に熱処理部と非熱処理部との境界で生じる段差を凹み部４ｄで吸収することができる。そのため、圧入部４ａのベアリング３への圧入を阻害することがなく、圧入部４ａをベアリング３にスムーズに圧入することができる。

このとき、圧入部４ａをベアリング３にスムーズに圧入することができるように、凹み部４ｄにおける車体側の側面又は車輪側の側面の少なくとも一方は傾斜面又は曲面とされていることが好ましい。この際、傾斜角はなだらかな角度となっているとなお好ましい。バイトＢの側面あたりを回避でき、狙い通りの形状に加工しやすいためである。また、凹み部４ｄの角部にＲ加工（即ち、面取り）が施されていることが好ましい。ちなみに、凹み部４ｄの深さは、断面強度に影響を与えず、圧入部４ａをベアリング３にスムーズに圧入することができる深さであれば特に限定されない。

ここで、ベアリング３からの圧力が圧入部４ａに略均一に作用することが好ましい。そこで、本実施の形態の軸受け４は、図１に示すように、第１のベアリング３１と第２のベアリング３２との間に凹み部４ｄが配置されている。言い換えると、圧入部４ａにおける凹み部４ｄより車輪側の部分は第１のベアリング３１と接触し、圧入部４ａにおける凹み部４ｄより車体側の部分は第２のベアリング３２と接触する。これにより、第１のベアリング３１から圧入部４ａに作用する圧力と、第２のベアリング３２から圧入部４ａに作用する圧力と、を略等しくすることができる。

次に、軸受け４の加工方法を説明する。先ず一般的な軸受けと同様に例えば熱間鍛造、表面調質及び旋削を行った軸受けの生材における、圧入部４ａの根元近傍に高周波熱処理を施す。

次に、圧入部４ａの熱処理部と非熱処理部との境界を跨ぐように、凹み部４ｄを形成する。そして、仕上げ処理として、圧入部４ａの表面をバイトＢによって旋削する。このとき、非熱処理部の旋削条件（例えば、バイトＢの送り速度等）と熱処理部の旋削条件とを変更すると、熱処理部と非熱処理部との境界に生じる段差を小さくすることができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１の軸受け４は、従動輪側の軸受け装置１に採用した際の構成を説明したが、駆動輪側に採用しても略同様に実施することができる。

先ず、本実施の形態の軸受け装置の基本構成を説明する。ここで、図３は、本実施の形態の軸受け装置を示す高さ方向の部分断面図である。図３に示すように、軸受け装置１１は、ハウジング１２、ベアリング１３及び軸受け１４を備えている。

本実施の形態のハウジング１２は、自動車の所謂リアアクスルキャリア、又は前輪に駆動力を有するステアリングナックルである。ハウジング１２は、コントロールアームやサスペンション等に連結され、車体に支持されている。そして、ハウジング１２には、ベアリング１３が固定されている。ちなみに、ハウジング１２には、ブレーキダストカバー１５等が固定されているが、本発明の本質的部分でないので、説明を省略する。

ベアリング１３は、第１のベアリング３３及び第２のベアリング３４を備えている。本実施の形態の第１のベアリング３３と第２のベアリング３４とは、ベアリング１３の回転軸方向に並べられており、第１のベアリング３３が車輪側に配置され、第２のベアリング３４が車体側に配置されている。

第１のベアリング３３は、外輪３３ａ、コロ３３ｂ及び内輪３３ｃを備えている。外輪３３ａは、ハウジング１２への固定部３３ａ１を備えており、当該固定部３３ａ１がハウジング１２の車輪側の側面にボルト等の締結手段を用いて固定されている。

コロ３３ｂは、外輪３３ａと内輪３３ｃとで挟み込まれている。コロ３３ｂは、第１のベアリング３３の円周方向に略等間隔に配置されている。そして、コロ３３ｂは、第１のベアリング３３の回転軸に直交する方向から見て一列に配置されている。内輪３３ｃは、軸受け１４の圧入部１４ａの外径と略等しい内径を有する環状部材である。

第２のベアリング３４は、第１のベアリング３３との共通部材である外輪３３ａ、コロ３４ｂ及び内輪３４ｃを備えており、第１のベアリング３３と略同様の構成とされている。つまり、第１のベアリング３３と第２のベアリング３４とは、軸受け１４の圧入部１４ａの法線を挟んで対称に配置されている。

軸受け１４は、所謂ハブである。この軸受け１４は、圧入部１４ａ及びフランジ部１４ｂを備えている。圧入部１４ａは中空の円柱形状であり、回転軸方向の長さがベアリング１３の回転軸方向の長さと略等しい。圧入部１４ａは、第１のベアリング３３の内輪３３ｃ内及び第２のベアリング３４の内輪３４ｃ内に圧入されている。

圧入部１４ａの車輪側の端部は、フランジ部１４ｂに連結されている。そして、圧入部１４ａとフランジ部１４ｂとの連結部近傍には、段差部１４ｃが形成されており、当該段差部１４ｃの車体側の側面が第１のベアリング３３の内輪３３ｃの車輪側の側面に接触している。

フランジ部１４ｂは、円盤形状である。フランジ部１４ｂには、円周方向に略等間隔にスタッドボルト１６が捻じ込まれている。このスタッドボルト１６を用いてブレーキディスク１７や図示を省略した車輪が軸受け１４に連結される。

フランジ部１４ｂは、圧入部１４ａの中空部１４ａ１から連続する貫通部１４ｂ１を備えており、圧入部１４ａの中空部１４ａ１及びフランジ部４ｂの貫通部１４ｂ１には、ドライブシャフト１８のスプライン部１８ａが嵌合され、ドライブシャフト１８から軸受け１４に駆動力が伝達される構成とされている。

ドライブシャフト１８のスプライン部１８ａの根元には、段差部１８ｂが形成されており、当該段差部１８ｂの車輪側の側面が第２のベアリング３４の内輪３４ｃの車体側の側面に接触している。また、ドライブシャフト１８のスプライン部１８ａの先端部には、ネジ部が形成されており、当該スプライン部１８ａの先端部にナット１９を捻じ込むことによって、ドライブシャフト１８の段差部１８ｂと軸受け１４の段差部１４ｃとでベアリング１３を挟み込み当該ベアリング１３に所定の大きさのプレロードが導入されている。それと共に、軸受け１４がハウジング１２に回転可能に保持されている。

次に、軸受け１４の具体的な構成を説明する。本実施の形態の軸受け１４は、実施の形態１の軸受け４と略同様の特徴を備えている。つまり、本実施の形態の軸受け１４は、圧入部１４ａの根元近傍に熱処理が施されている（図３の点模様のハッチング部分）。これにより、圧入部１４ａの表面をバイトＢによって切削して仕上げ処理する際に、非熱処理部でのバイトＢの送り速度を上げることができ、従来のように圧入部の全域に熱処理を施す場合に比べて、圧入部１４ａの仕上げ処理に費やす時間を短縮することができる。しかも、熱処理に費やす時間も短縮することができる。その結果、軸受け１４の生産性を向上させることができる。また、バイトＢの摩耗を低減することができる。

しかも、本実施の形態の軸受け１４は、圧入部１４ａにおける熱処理部と非熱処理部との境界を跨ぐ凹み部１４ｄを備えている。これにより、圧入部１４ａの表面をバイトＢで切削する際に熱処理部と非熱処理部との境界で生じる段差を吸収することができる。そのため、圧入部１４ａのベアリング１３への圧入を阻害することがなく、圧入部１４ａをベアリング１３にスムーズに圧入することができる。

また、本実施の形態の軸受け１４は、第１のベアリング３３と第２のベアリング３４との間に凹み部１４ｄが配置されている。言い換えると、圧入部１４ａにおける凹み部１４ｄより車輪側の部分は第１のベアリング３３と接触し、圧入部１４ａにおける凹み部１４ｄより車体側の部分は第２のベアリング３４と接触する。これにより、第１のベアリング３３から圧入部１４ａに作用する圧力と、第２のベアリング３４から圧入部１４ａに作用する圧力と、を略等しくすることができる。

以上、本発明に係る軸受け、軸受けの加工方法及び軸受け装置の実施の形態を説明したが、上記に限らず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、変更することが可能である。
例えば、上記実施の形態では、第１のベアリングと第２のベアリングとを用いているが、ベアリングの個数は単数でも複数でも限定されない。
例えば、上記実施の形態では、コロを有するベアリングであるが、球体を有するベアリングでもよい。
例えば、上記実施の形態のハウジングは、自動車のステアリングナックルやリアアクスルキャリアとして説明したが、ベアリングを介して軸受けを保持することができる部材であれば特に限定されない。

１ 軸受け装置
２ ハウジング
２ａ 挿入部
２ｂ 本体部
３ ベアリング
３１ 第１のベアリング、３１ａ 外輪、３１ｂ コロ、３１ｃ 内輪
３２ 第２のベアリング、３２ｂ コロ、３２ｃ 内輪
４ 軸受け
４ａ 圧入部
４ｂ フランジ部
４ｃ 段差部
４ｄ 凹み部
５ ブレーキダストカバー
６ ロックナット
７ スペーサ
８ スタッドボルト
９ ブレーキディスク
１１ 軸受け装置
１２ ハウジング
１３ ベアリング
３３ 第１のベアリング、３３ａ 外輪、３３ａ１ 固定部、３３ｂ コロ、３３ｃ 内輪
３４ 第２のベアリング、３４ｂ コロ、３４ｃ 内輪
１４ 軸受け
１４ａ 圧入部、１４ａ１ 中空部
１４ｂ フランジ部、１４ｂ１ 貫通部
１４ｃ 段差部
１４ｄ 凹み部
１５ ブレーキダストカバー
１６ スタッドボルト
１７ ブレーキディスク
１８ ドライブシャフト、１８ａ スプライン部、１８ｂ 段差部
１９ ナット
１００ 軸受け
１００ａ 圧入部
１００ｂ フランジ部
１００ｃ 熱処理部

Claims (6)

1. 軸受けにおけるベアリングに圧入される圧入部の根元近傍を熱処理する工程と、
   前記圧入部における前記熱処理が施された部分と当該部分に対する他の部分との境界を跨ぐように凹み部を形成する工程と、
   前記圧入部を切削する工程と、
   を備える軸受けの加工方法。
2. 前記圧入部を切削する工程では、前記圧入部における前記熱処理が施された部分の切削条件と前記圧入部における前記他の部分の切削条件とを変更する請求項１に記載の軸受けの加工方法。
3. 前記圧入部を切削する工程では、前記凹み部で前記熱処理が施された部分と前記他の部分との境界に生じる段差を吸収する請求項１又は２に記載の軸受けの加工方法。
4. ベアリングに圧入される圧入部を備え、
   前記圧入部は、熱処理が施された部分と当該部分に対する他の部分とを有し、さらに前記熱処理が施された部分と前記他の部分との境界を跨ぐように凹み部を有する軸受け。
5. ベアリングを有するハウジングと、
   前記ベアリングに圧入される軸受けと、を備え、
   前記軸受けは、前記ベアリングに圧入される圧入部を有し、
   前記圧入部は、熱処理が施された部分と当該部分に対する他の部分とを有し、さらに前記熱処理が施された部分と前記他の部分との境界を跨ぐように凹み部を有する軸受け装置。
6. 前記ベアリングは、前記軸受けにおける圧入部の根元側のベアリングと、前記軸受けにおける圧入部の先端側のベアリングと、を備え、
   前記圧入部における前記凹み部を挟んで根元側の部分は、前記根元側のベアリングと接触し、
   前記圧入部における前記凹み部を挟んで先端側の部分は、前記先端側のベアリングと接触する請求項５に記載の軸受け装置。

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