JP7140208B2 - 軌道輪部材の製造方法、転がり軸受の製造方法、ハブユニット軸受の製造方法および車両の製造方法 - Google Patents

軌道輪部材の製造方法、転がり軸受の製造方法、ハブユニット軸受の製造方法および車両の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、転がり軸受を構成する内輪および外輪、並びに、ハブユニット軸受を構成するハブなどの軌道輪部材の製造方法に関する。
本願は、２０１９年１月３１日に出願された特願２０１９－０１５８５０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
各種機械装置の回転支持部分には、玉軸受やころ軸受、円すいころ軸受などの転がり軸受が組み込まれている。転がり軸受は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に配置された、複数個の転動体とを備える。さらに、前記転がり軸受は、密封装置を備えることにより、前記転動体が設置された内部空間に封入されたグリースが外部に漏洩することを防止するとともに、雨水や泥、塵などの異物が前記内部空間に入り込むことを防止している。前記密封装置は、先端部を、前記内輪に形成された摺接面に全周にわたり摺接させた、少なくとも１本のシールリップを有する。
前記外輪と前記内輪との相対回転時に、前記摺接面に対する前記シールリップの先端部の摺動トルクを低く抑えるため、前記内輪のうち、少なくとも前記摺接面を含む部分には、砥石による研削加工が施されている。前記内輪のうち、少なくとも前記摺接面を含む部分に研削加工を施す方法として、例えば特開２００１－１３８１８６号公報に記載された、センタレス研削方法を採用することができる。すなわち、前記内輪をワークレストにより下方から支持した状態で、回転する調整車を前記内輪の外周面に押し付けることで前記内輪を回転させつつ、回転砥石を、前記調整車と径方向に関して略反対側から前記内輪の外周面に押し付けることにより、前記内輪の外周面に研削加工を施す。
特開２００１－１３８１８６号公報
内輪の外周面に砥石による研削加工を施す際には、前記内輪に対する前記砥石の相対回転に伴い、前記砥石中の砥粒が前記内輪の外周面に接触する。前記内輪に対する前記砥石の相対回転に伴って、前記砥粒が前記内輪の外周面に押し付けられつつ、周方向に移動する。これにより、前記砥粒により前記内輪の外周面に存在する金属が除去される。その後、前記内輪に対する前記砥石の相対回転に伴って、前記砥粒が前記内輪の外周面から離れる。したがって、前記内輪を前記砥石に対して所定方向に相対回転させつつ、ある程度の硬さを有する回転砥石を前記内輪の外周面に押し付けることで研削加工を施すと、前記砥粒の通過した部分の両側に隆起やバリなど変形が生じる。このような変形には、周方向に関して傾向（方向性）が存在する。このため、変形が存在する部分を、シールリップの先端部が摺接する摺接面とすると、前記外輪と前記内輪との第１相対回転方向と第２相対回転方向との間での、前記シールリップの先端部の前記摺接面に対する摺動トルクの差、すなわち前記外輪に対する前記内輪の回転トルクの差（正回転と逆回転との間での回転トルクの差）が大きく異なるといった問題を生じる可能性がある。具体的には、前記外輪を固定したと仮定すると、前記内輪を所定方向に回転させた場合（第１相対回転）と、前記所定方向と反対方向に回転させた場合（第２相対回転）との間で、前記シールリップの先端部の前記摺接面に対する摺動トルクが異なる（摺動トルクに差が生じる）可能性がある。この理由としては、前記摺接面に対する前記シールリップの先端部の摺動方向が、前記砥石により前記内輪を研削する際の前記砥石の前記内輪に対する移動方向と同じか否かによって、前記摺接面に対する前記シールリップの先端部の摺動トルクが異なることが一因と考えられる。
本発明は、例えば、１対の軌道輪部材の相対回転方向による、シールリップの先端部の摺接面に対する摺動トルクの差を小さく抑えることができるなど、高い回転特性を有する軌道輪部材の製造方法を実現することを目的としている。
本発明の軌道輪部材の製造方法における一態様は、シールリップの先端部が摺接される摺接面を全周にわたり有する、軌道輪部材を製造するために、
前記軌道輪部材を砥石に対して所定方向に相対回転させつつ、前記摺接面に前記砥石を押し付けることにより、前記摺接面を研削する、センタレス研削工程を行った後、
不規則な方向の研削筋目を前記摺接面に多数形成するか、及び／又は、前記摺接面の表面粗さを向上させるための加工を施す、仕上工程を行う。
前記仕上工程を、前記摺接面に、砥粒入ブラシ、不織布研磨材若しくは研磨テープ（ラッピングフィルム）による研磨加工、弾性砥石による研削加工、または、超仕上加工を施すことで行うことができる。
本発明の転がり軸受の製造方法における一態様は、
第１の軌道輪部材と、
表面に摺接面を全周にわたり有し、前記第１の軌道輪部材と同軸に配置された第２の軌道輪部材と、
前記第１の軌道輪部材と前記第２の軌道輪部材との間に転動自在に配置された複数個の転動体と、
先端部を、前記摺接面に摺接させた、少なくとも１本のシールリップを有する密封装置と、
を備える、転がり軸受を対象とする。
本発明の転がり軸受の製造方法の一態様では、前記第２の軌道輪部材を、本発明の軌道輪部材の製造方法により製造する。
前記第１の軌道輪部材と前記第２の軌道輪部材とのうちの一方を、外輪とし、前記第１の軌道輪部材と前記第２の軌道輪部材とのうちの他方を、前記外輪の内径側に前記外輪と同軸に配置された内輪とすることができる。前記第１の軌道輪部材を外輪とし、前記第２の軌道輪部材を内輪とすることが好ましい。ただし、前記第１の軌道輪部材を内輪とし、前記第２の軌道輪部材を外輪としてもよい。
本発明のハブユニット軸受の製造方法の一態様は、
内周面に、複列の外輪軌道を有する外径側軌道輪部材と、
表面に、摺接面を全周にわたり有するとともに、外周面に、複列の内輪軌道を有する内径側軌道輪部材と、
前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に複数個ずつ転動自在に配置された転動体と、
先端部を、前記摺接面に摺接させた、少なくとも１本のシールリップを有する密封装置と、
を備え、
前記外径側軌道輪部材と前記内径側軌道輪部材とのうちの一方が、懸架装置に対し支持固定される固定側軌道輪部材であり、
前記外径側軌道輪部材と前記内径側軌道輪部材とのうちの他方が、車輪および制動用回転体とともに回転する回転側軌道輪部材である、
ハブユニット軸受を対象とする。
本発明のハブユニット軸受の製造方法の一態様では、前記内径側軌道輪部材を、本発明の軌道輪部材の製造方法により製造する。
本発明の車両の製造方法の一態様は、ハブユニット軸受を備える車両を対象とし、前記ハブユニット軸受を、本発明のハブユニット軸受の製造方法により製造する。
本発明の一態様は、センタレス研削を用いた転がり軸受の製造方法であって、前記転がり軸受は、内輪と、外輪と、複数の転動体と、シールリップと、前記内輪又は前記外輪に設けられかつ前記シールリップの先端が摺接される摺接面と、を有し、前記方法は、前記内輪又は前記外輪の前記摺接面を含む部分に砥石を押し付けつつ、前記摺接面をセンタレス研削することと、前記センタレス研削によって前記摺接面に生じた表面粗さの方向性を解消する加工を前記摺接面に施すことと、を含む。
本発明の一態様は、センタレス研削を用いたハブユニット軸受の製造方法であって、前記ハブユニット軸受は、外輪と、ハブと、複数の転動体と、シールリップと、前記外輪又は前記ハブに設けられかつ前記シールリップの先端が摺接される摺接面と、を有し、前記方法は、前記外輪又は前記ハブの前記摺接面を含む部分に砥石を押し付けつつ、前記摺接面をセンタレス研削することと、前記センタレス研削によって前記摺接面に生じた表面粗さの方向性を解消する加工を前記摺接面に施すことと、を含む。
上述のような本発明の態様によれば、例えば、１対の軌道輪部材の相対回転方向による、シールリップの先端部の摺接面に対する摺動トルクの差を小さく抑えることができるなど、高い回転特性を有する軌道輪部材を提供することができる。
図１は、本発明の実施の形態の第１例の対象となる転がり軸受を示す断面図である。 図２は、本発明の実施の形態の第１例について、センタレス研削工程を実施している様子を示す側面図である。 図３は、本発明の実施の形態の第１例について、仕上工程を実施している様子を示す断面図である。 図４は、本発明の実施の形態の第１例について、仕上工程を実施している様子の別例を示す断面図である。 図５は、本発明の実施の形態の第２例の対象となるハブユニット軸受を示す断面図である。 図６は、図５のＸ部拡大図である。 図７は、本発明の実施の形態の第２例について、センタレス研削工程を実施している様子を示す側面図である。 図８は、本発明の実施の形態の第２例について、仕上工程を実施している様子を示す断面図である。 図９は、本発明の実施の形態の第２例について、仕上工程を実施している様子の別例を示す断面図である。 図１０は、ハブユニット軸受（軸受ユニット）を備える車両の部分的な模式図である。
［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例について、図１～図４により説明する。図１は、本例の対象となる転がり軸受１を示している。転がり軸受１は、第１の軌道輪部材である外輪２と、第２の軌道輪部材である内輪３と、複数個の転動体４と、１対の密封装置（シールリング）５とを備える。
外輪２は、軸受鋼や浸炭素鋼などの硬質の鉄系合金製で、軸方向中央部内周面に、断面円弧形の外輪軌道６を全周にわたり有するとともに、軸方向両側部分の内周面に、径方向外方に凹んだ係止凹溝７をそれぞれ全周にわたって有する。
内輪３は、軸受鋼や浸炭素鋼などの硬質の鉄系合金製で、外輪２の内径側に外輪２と同軸に配置されている。内輪３は、軸方向中央部外周面に、断面円弧形の内輪軌道８を全周にわたり有するとともに、軸方向両側部分の外周面に、径方向内方に凹んだシール溝９をそれぞれ全周にわたり有する。さらに、内輪３は、シール溝９のそれぞれの内面のうち、互いに反対方向（軸方向外側）を向いた側面に、円輪状の摺接面１０を全周にわたって有する。本例では、摺接面１０は、研削筋目が不規則な方向に多数形成されているか、及び／又は、摺接面１０の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下となっている。
なお、転がり軸受１に関して、軸方向内側とは、転がり軸受１の幅方向中央側といい、軸方向外側とは、転がり軸受１の幅方向外側（両側）をいう。
転動体４のそれぞれは、軸受鋼などの鉄系合金またはセラミックス製で、外輪軌道６と内輪軌道８との間に、保持器１１により保持された状態で、転動自在に配置されている。なお、本例では、転動体４として玉を使用している。
密封装置５のそれぞれは、転動体４が配置された内部空間１２の軸方向両側の開口部を塞いで、内部空間１２に封入されたグリースが外部に漏洩することを防止するとともに、雨水や泥、塵などの異物が内部空間１２に入り込むことを防止するものである。密封装置５のそれぞれは、円環状の芯金１３と、芯金１３により補強されたゴムのようなエラストマーなどからなる弾性材１４とを備える。密封装置５のそれぞれは、金型のキャビティ内に芯金１３を配置した後、弾性材１４を構成する材料を、芯金１３にモールド成形することにより造ることができる。弾性材１４を構成する材料としては、例えば、ニトリルゴムやアクリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレン系ゴム、水素化ニトリルゴムなどを使用することができる。
芯金１３は、軟鋼板などの金属板を曲げ成形することにより、略Ｌ字形の断面形状を有するとともに、全体を円環状に構成されている。すなわち、芯金１３は、円筒部１５と、円筒部１５の軸方向外側の端部から径方向内側に向けて直角に折れ曲がった円輪部１６とを備える。
弾性材１４は、径方向外側の端部に存在する弾性係止部１７と、円輪部１６の軸方向外側面を全周にわたり覆う薄肉状の円輪覆い部１８と、径方向内側の端部に存在するシール部１９とを備える。
弾性係止部１７は、弾性係止部１７を外輪２の係止凹溝７に係止する以前の自由状態で、係止凹溝７の幅寸法（軸方向寸法）よりもわずかに大きい幅寸法を有し、芯金１３の円筒部１５の外周面および先端面（軸方向内側の端面）を覆っている。
シール部１９は、シールリップ２０と、グリースリップ２１と、ダストリップ２２とを備える。
シールリップ２０は、芯金１３の円輪部１６の径方向内側の端部よりも径方向内側かつ軸方向内側に向けて突出するように形成されており、その先端部を、シール溝９の摺接面１０に全周にわたり摺接させている。
グリースリップ２１は、略三角形の断面形状を有し、シール部１９のうちでシールリップ２０よりも径方向外側に位置する部分から軸方向内側に向けて突出するように形成されている。グリースリップ２１は、先端部を、内輪３の外周面のうちで内輪軌道８とシール溝９との接続部に近接対向させることにより、当該部分とグリースリップ２１の先端部との間にラビリンスシールを構成している。
ダストリップ２２は、略矩形の断面形状を有し、円輪覆い部１８の径方向内側の端部から径方向内側に向けて延出するように形成されている。ダストリップ２２は、先端部を、内輪３のうちでシール溝９よりも軸方向外側に存在する部分に近接対向させることにより、当該部分とダストリップ２２の先端部との間にラビリンスシールを構成している。
密封装置５のそれぞれは、弾性係止部１７を、軸方向および径方向に弾性的に圧縮した状態で、係止凹溝７の内側に配置（係止）することにより、外輪２に対し支持するとともに、シールリップ２０の先端部を、シール溝９の摺接面１０に、締め代を持たせた状態で全周にわたり摺接させる。
転がり軸受１を構成する内輪３を造る際には、まず、金属製の素材に、鍛造加工や切削加工などの塑性加工を施して、内輪３の外形を成形する。
次のセンタレス研削工程は、例えば図２に示すような研削盤２４を使用して行うことができる。研削盤２４は、砥石２３と、調整車２５と、ワークレスト２６と、研削液ノズル２７とを備える。センタレス研削工程では、内輪３を一方向に回転させつつ、内輪３の外周面のうち、摺接面１０を含む部分に砥石２３を押し付けることにより、内輪３の外周面に研削加工を施す。
砥石２３は、円盤状で、内輪３の外周面の母線形状に沿った母線形状を有し、図示しない中心軸を中心に回転する回転砥石である。砥石２３としては、例えば、Ａ（アルミナ）系砥粒を、ガラス系のボンドで結合したものであって、結合粒度が＃６０～＃４００、結合度がＧ～Ｏ、集中度が４～１２、気孔率が２０％～５０％であるものを使用することができる。
調整車２５は、砥石２３の中心軸に対し所定の角度傾斜した中心軸を中心に回転駆動可能である。なお、図示の研削盤２４は、研削加工中に、調整車２５の外周面に付着した、研削屑などの異物を除去するための洗浄装置２８をさらに備える。
ワークレスト２６は、砥石２３と調整車２５の間部分の下方に配置されて、内輪３を下方から支持する。
研削液ノズル２７は、研削液の吐出口を下方に向けるようにして、砥石２３と調整車２５の間部分の上方に配置されている。
研削盤２４を使用してセンタレス研削工程を行う際には、まず、被加工物である内輪３を、ワークレスト２６の上面と、調整車２５の外周面との間に載置する。次いで、研削液ノズル２７から内輪３の外周面に向けて、研削液を吐出する。そして、調整車２５を回転駆動することにより、内輪３を一方向（図示の例では反時計方向）に回転させつつ、自身の中心軸を中心に回転する砥石２３を、内輪３の外周面のうち、摺接面１０を含む部分に押し付けることにより、当該部分に研削加工を施す。なお、この場合に、内輪３の周速と砥石２３の周速とを互いに異ならせることにより、内輪３を、砥石２３に対して所定方向（一方向）に相対回転させる。
このように、センタレス研削工程では、内輪３を砥石２３に対して所定方向に相対回転させつつ、内輪３の外周面に、硬い砥石２３を押し付けることで研削加工を施している。このため、センタレス研削工程による得られる内輪３の摺接面１０のうち、砥石２３中の砥粒が通過した部分の両側には、隆起やバリなどの変形が生じる可能性がある。
次の仕上工程では、センタレス研削によって摺接面１０に生じた表面粗さの方向性を解消する加工を摺接面に施す。例えば、仕上工程において、摺接面１０に不規則な方向の研削筋目を多数形成するか、及び／又は、摺接面１０の表面粗さを向上させるための加工を行う。表面粗さの方向性は、センタレス研削における砥石２３に対する相対的な摺接面１０の移動方向に基づく。摺接面１０の表面粗さを向上させる場合には、具体的には、摺接面１０の算術平均粗さＲａを０．１μｍ以下にする。なお、摺接面１０に不規則な方向の研削筋目を多数形成することで、摺接面１０の表面粗さを向上させることもできる。
仕上工程は、例えば図３を示すように、弾性砥石２９を使用して行うことができる。弾性砥石２９は、円盤状で、シール溝９の母線形状に沿った母線形状を有する。また、弾性砥石２９は、センタレス研削工程で使用する砥石２３よりも気孔が多く、軟らかい（適度な弾性を有する）。弾性砥石２９としては、具体的には、例えば、Ａ（アルミナ）系砥粒を、樹脂系のボンドで結合したものであって、結合粒度が＃６００～＃１２００、結合度がＦ～Ｔ、集中度が６～１４、気孔率が４０％～８０％であり、かつ、センタレス研削工程で使用した砥石２３よりも軟らかいものを使用することができる。
弾性砥石２９を使用して仕上工程を行う際には、内輪３を内輪３の中心軸を中心に回転させる。そして、自身の中心軸を中心に回転させた弾性砥石２９の径方向外側部の表面を、内輪３のシール溝９のそれぞれに押し付けることで、摺接面１０を含むシール溝９のそれぞれの内面に研削加工を施すことにより、摺接面１０の表面粗さを向上させる。すなわち、センタレス研削工程で形成された隆起やバリなどによる凹凸を小さくする。
あるいは、図４に示すような、砥粒入ブラシ３０を使用して行うことができる。砥粒入ブラシ３０としては、例えば、ナイロン６などのナイロン繊維に、粒度が＃８０～＃６００のＡ（アルミナ）系またはＧＣ（緑色炭化ケイ素）系砥粒を混入してなり、適度な弾性を有する線材製のものを使用することができる。
砥粒入ブラシ３０を使用して仕上工程を行う際には、砥粒入ブラシ３０を、内輪３のシール溝９のそれぞれに押し付けたまま、内輪３を内輪３の中心軸を中心に回転させる。これにより、摺接面１０を含むシール溝９のそれぞれの内面に研磨加工を施して、摺接面１０に、不規則な方向の研削筋目を多数形成する。
仕上工程は、弾性砥石２９や砥粒入ブラシ３０を使用する方法に限らず、摺接面１０に不規則な方向の研削筋目を多数形成するか、及び／又は、摺接面１０の表面粗さを向上することができる限り、特に限定されない。具体的には、例えば、ナイロン不織布に、粒度が＃８０～＃６００のＡ（アルミナ）系またはＧＣ（緑色炭化ケイ素）系砥粒を接着した不織布研磨材により摺接面１０を研磨することで、摺接面１０に不規則な方向の研削筋目を多数形成することができる。あるいは、摺接面１０を、表面に砥粒が塗布された研磨テープ（ラッピングフィルム）により研磨したり、摺接面１０に、往復運動する砥石を押し付ける超仕上加工を施したりすることで、摺接面１０の表面粗さを向上させてもよい。
なお、いずれの方法により仕上工程を行う場合でも、１対のシール溝９を同時に加工することもできるし、１対のシール溝９をそれぞれ別々に（順番に）加工することもできる。
さらに、仕上工程と前後してまたは同時に、内輪軌道８に、内輪軌道８の表面粗さを向上させるための超仕上加工を施したり、必要に応じて適切なタイミングで、焼き入れなどの熱処理を施したりするなどして、内輪３を完成させる。そして、内輪３を、外輪２、転動体４、１対の密封装置５および保持器１１と組み合わせることにより、転がり軸受１を得る。例えば、外輪２、転動体４、１対の密封装置５および保持器１１の製造方法、並びに、転がり軸受１の組立方法については、従来から知られている方法を適用できる。
本例では、センタレス研削工程を行った後で、仕上工程を行っているため、摺接面１０に不規則な方向の研削筋目を多数形成するか、及び／又は、摺接面１０の表面粗さを向上させることができる。したがって、本例によれば、外輪２に対する内輪３の第１方向の相対回転と第１方向と逆の第２方向の相対回転との間での、シールリップ２０の先端部の摺接面１０に対する摺動トルクの差を、センタレス研削加工を施したままの構造と比較して小さく抑えることができる。
すなわち、仕上工程において、摺接面１０に不規則な方向の研削筋目を多数形成した場合には、摺接面１０の凹凸形状が複雑になり、シールリップ２０の先端部が凹部に入り込みにくくなる。センタレス研削によって摺接面１０に生じた表面粗さの方向性が解消される。この結果、外輪２に対する内輪３の相対回転方向による、シールリップ２０の先端部の摺接面１０に対する摺動トルクの差を小さくすることができる。
これに対し、仕上工程において、摺接面１０の表面粗さを向上させた場合、すなわち摺接面１０の凹凸を小さくした場合には、外輪２に対する内輪３の相対回転に、センタレス研削工程で形成された隆起やバリなどによる変形がシールリップ２０の先端部に与える影響が小さくなる。センタレス研削によって摺接面１０に生じた表面粗さの方向性が解消される。この結果、外輪２に対する内輪３の相対回転方向による、シールリップ２０の先端部の摺接面１０に対する摺動トルクの差を小さくすることができる。摺接面１０に生じた表面粗さの方向性が解消された転がり軸受は、高い回転特性を有し、正回転及び逆回転の両方の条件で使用される回転部品に好ましく適用される。
なお、本例の転がり軸受の製造方法は、転動体４として玉を使用した転がり軸受（玉軸受）１を対象としているが、本発明の転がり軸受の製造方法は、ニードル軸受や円筒ころ軸受、円すいころ軸受を対象とすることもできる。また、本発明は、単列の転がり軸受に限らず、複列を含む多列の転がり軸受を対象とすることもできるし、密封装置を構成するシールリップの先端部を、外輪に備えられた摺接面に摺接させた構造を対象とすることもできる。さらに、本発明は、ラジアル転がり軸受に限らず、密封装置を備えていれば、スラスト転がり軸受を対象とすることもできる。
［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例について、図５～図９により説明する。本例は、車輪および制動用回転体を、車両の懸架装置に対し回転自在に支持するハブユニット軸受を対象としている。図５に示すように、ハブユニット軸受３１は、外径側軌道輪部材かつ固定側軌道輪部材である外輪３２の内側に、内径側軌道輪部材かつ回転側軌道輪部材であるハブ３３を、複数個の転動体３４ａ、３４ｂを介して、回転自在に支持してなる。
外輪３２は、中炭素鋼などの硬質金属製で、複列の外輪軌道３５ａ、３５ｂと、静止フランジ３６とを備える。複列の外輪軌道３５ａ、３５ｂは、外輪３２の軸方向中間部内周面にそれぞれ全周にわたり形成されている。静止フランジ３６は、外輪３２の軸方向中間部に径方向外方に突出するように形成されており、径方向中間部の円周方向複数箇所に、ねじ孔である支持孔３７を有する。外輪３２は、車両の懸架装置を構成するナックル３８に形成された通孔３９を挿通したボルト４０を、静止フランジ３６の支持孔３７に軸方向内側から螺合しさらに締め付けることで、ナックル３８に対し支持固定されている。
なお、ハブユニット軸受３１に関して、軸方向内側とは、ハブユニット軸受３１を自動車に組み付けた状態で車体の中央側となる、図５および図６の右側をいう。反対に、ハブユニット軸受３１を自動車に組み付けた状態で車体の外側となる、図５および図６の左側を、軸方向外側という。
ハブ３３は、外輪３２の内径側に外輪３２と同軸に配置されており、複列の内輪軌道４１ａ、４１ｂと、回転フランジ４２とを備える。複列の内輪軌道４１ａ、４１ｂは、ハブ３３の外周面のうち、複列の外輪軌道３５ａ、３５ｂに対向する部分にそれぞれ全周にわたり形成されている。回転フランジ４２は、ハブ３３のうち、外輪３２の軸方向外側の端部よりも軸方向外側に位置する部分に、径方向外方に突出するように形成されており、径方向中間部の円周方向複数箇所に、軸方向に貫通する取付孔４３を有する。本例では、ディスクやドラムなどの制動用回転体４４を回転フランジ４２に結合固定するために、スタッド４５の基端寄り部分に形成されたセレーション部を、取付孔４３に圧入するとともに、スタッド４５の中間部を、制動用回転体に形成された通孔４６に圧入している。さらに、車輪を構成するホイール４７を回転フランジ４２に固定するために、スタッド４５の先端部に形成された雄ねじ部を、ホイール４７に形成された通孔４８に挿通した状態で、雄ねじ部にナット４９を螺合しさらに締め付けている。なお、本例のハブユニット軸受３１は、駆動輪用であるため、ハブ３３の中心部に、図示しない駆動軸を係合する係合孔６１を有する。
本例では、ハブ３３を、中炭素鋼などの硬質金属製で、軸方向外側の内輪軌道４１ａを有するハブ本体５０と、軸受鋼などの硬質金属製で、軸方向内側の内輪軌道４１ｂを有する内輪５１とを、互いに結合固定することにより構成している。具体的には、ハブ本体５０の軸方向内側部分に内輪５１を外嵌した状態で、ハブ本体５０の軸方向内側の端部に存在する円筒部５２の軸方向内端部を径方向外方に塑性変形させてなるかしめ部５３により、内輪５１の軸方向内端面を抑え付けることで、ハブ本体５０と内輪５１とを結合固定している。本例のハブ３３は、回転フランジ４２の軸方向内側面の径方向内側の端部から、外周面のうちで軸方向外側の内輪軌道４１ａよりも軸方向外側に存在する部分にかけての範囲に、摺接面５４を全周にわたって有する。摺接面５４は、研削筋目が不規則な方向に多数形成されているか、及び／又は、算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下となっている。
転動体３４ａ、３４ｂは、それぞれが軸受鋼などの硬質金属製あるいはセラミックス製で、複列の外輪軌道３５ａ、３５ｂと複列の内輪軌道４１ａ、４１ｂとの間に、それぞれ複数個ずつ、保持器５５ａ、５５ｂにより保持された状態で、転動自在に配置されている。このような構成により、外輪３２の内径側にハブ３３を回転自在に支持している。なお、本例では、転動体３４ａ、３４ｂとして玉を使用している。
さらに、本例のハブユニット軸受３１では、転動体３４ａ、３４ｂが配置された内部空間５６の軸方向内側の開口部を、組み合わせシールリング５７により塞ぐとともに、内部空間５６の軸方向外側の開口部を、密封装置５８により塞いでいる。これにより、内部空間５６に封入されたグリースが外部に漏洩することを防止するとともに、雨水や泥、塵などの異物が内部空間５６に入り込むことを防止している。
組み合わせシールリング５７は、ハブ３３の軸方向内側の端部に外嵌固定されたスリンガ５９に、外輪３２の軸方向内側に端部に内嵌固定されたシールリング６０を構成する複数本のシールリップの先端部を摺接させてなる。
密封装置５８は、円環状の芯金６２と、芯金６２により補強されたゴムのようなエラストマーなどからなる弾性材６３とを備える。
芯金６２は、軟鋼板などの金属板を曲げ成形することにより、略Ｌ字形の断面形状を有するとともに、全体を円環状に構成されている。すなわち、芯金６２は、円筒状で、外輪３２の軸方向外側の端部に内嵌固定された嵌合筒部６４と、嵌合筒部６４の軸方向外側の端部から径方向内側に向けて折れ曲がった折れ曲がり部６５とを備える。
弾性材６３は、基部６６と、複数本（図示の例では３本）のシールリップ６７とを備える。基部６６は、芯金６２の折れ曲がり部６５の軸方向外側面および径方向内側の端部を覆うように、当該部分に加硫接着により固定されている。シールリップ６７のそれぞれは、基部６６からハブ３３の摺接面５４に向けて延出し、先端部を、摺接面５４に全周にわたり摺接させている。
本例では、ハブユニット軸受３１のハブ３３を構成するハブ本体５０を造る際に、まず、金属製の素材に、鍛造加工や切削加工などを施して、ハブ本体５０の外形を成形する。
次のセンタレス研削工程では、図７に示すように、ハブ本体５０を砥石６８に対して所定方向に相対回転させつつ、ハブ本体５０の外周面のうち、摺接面５４を含む部分に砥石６８を押し付けることにより、ハブ本体５０の外周面に研削加工を施す。
本例の砥石６８は、ハブ本体５０の外周面のうち、摺接面５４から円筒部５２の軸方向内側の端部にかけての範囲の母線形状に沿った母線形状を有する、所謂総型の回転砥石である。砥石６８としては、例えば、Ａ（アルミナ）系砥粒を、ガラス系のボンドで結合したものであって、結合粒度が＃６０～＃４００、結合度がＧ～Ｏ、集中度が４～１２、気孔率が２０％～５０％であるものを使用することができる。
砥石６８を使用してセンタレス研削工程を行う際には、まず、回転フランジ４２の軸方向外側面にマグネットチャック６９を磁気吸着により結合させる。マグネットチャック６９を回転させることにより、ハブ本体５０を回転させる。また、ハブ本体５０の軸方向中間部外周面を１対（図６では１つのみ表示）のシュー７０により支持することで、ハブ本体５０のラジアル方向に関する位置決めを図る。そして、総型の回転砥石である砥石６８を、自身の中心軸Ｏ６８を中心に回転させながら、砥石６８の外周面を、ハブ本体５０の外周面のうち、摺接面５４を含む部分に押し付けることで、当該部分に研削加工を施す。なお、砥石６８は、母線形状を、総型のロータリドレッサ７１により、センタレス研削工程完了後のハブ本体５０の母線形状に沿った形状に適宜整えられる。また、センタレス研削工程による得られるハブ本体５０の摺接面５４のうち、砥石６８中の砥粒が通過した部分の両側には、隆起やバリなどの変形が生じる可能性がある。
次の仕上工程では、センタレス研削によって摺接面５４に生じた表面粗さの方向性を解消する加工を摺接面５４に施す。例えば、摺接面５４に不規則な方向の研削筋目を多数形成するか、及び／又は、摺接面５４の表面粗さを向上させるための加工を行う。
仕上工程は、例えば図８に示すように、ハブ本体５０の摺接面５４に超仕上加工を施すことで行うことができる。超仕上加工を行う際には、加圧ロール７２により、ハブ本体５０を軸方向に押圧して、ハブ本体５０の軸方向外側の端部をバッキングプレート７３に押し付け、バッキングプレート７３を回転させることにより、ハブ本体５０を回転させる。また、超仕上盤８１のアーム７４を、ハブ本体５０の中心軸に対しねじれの位置に配置された揺動軸７５を中心に往復揺動させることにより、アーム７４の先端部に支持した超仕上砥石７６を往復運動（オシレーション）させつつ、超仕上砥石７６を、送り機構７７によりアーム７４を軸方向に変位させることで摺接面５４に押し付ける。このようにして、ハブ本体５０の摺接面５４に超仕上加工を施すことで、摺接面５４の表面粗さを向上させる。すなわち、センタレス研削工程で形成された隆起やバリなどの変形による凹凸を小さくする。
なお、超仕上砥石７６としては、具体的には、例えば、Ａ（アルミナ）系またはＧＣ（緑色炭化ケイ素）系砥粒を、ガラス系のボンドで結合したものであって、結合粒度が＃１０００～＃８０００、ＲＨ（ロックウェル硬度Ｈスケール）が－１２０～４０であるものを使用することができる。
あるいは、仕上工程は、図９に示すように、表面に砥粒が塗布された研磨テープ（ラッピングフィルム）７８を使用して行うこともできる。研磨テープ７８は、厚さが２５μｍ～７５μｍのポリエステルフィルムの表面に、結合粒度が＃１０００～＃８０００である、ホワイトアルミナやグリーカーボランダム、ダイヤモンドなどの砥粒を、接着剤を使用して、厚さが５μｍ～１０μｍの範囲でほぼ均一に塗布してなる。
研磨テープ７８を使用して仕上工程を行う際には、ハブ本体５０をハブ本体５０の中心軸Ｏ５０を中心に回転させる。そして、研磨テープ７８をヘッド７９により摺接面５４に押し付けたまま、複数個（図９には２つのみ表示）のロール８０により、摺接面５４に沿って、軸方向外側から軸方向内側に向けて送ることで、摺接面５４にテープ研磨加工を施す。これにより、摺接面５４の表面粗さを向上させる。すなわち、センタレス研削工程で形成された隆起やバリなどによる凹凸を小さくする。
ただし、仕上工程は、超仕上加工やテープ研磨加工に限らない。摺接面５４に不規則な方向の研削筋目を多数形成するか、及び／又は、摺接面５４の表面粗さを向上することができる他の加工方法を採用できる。具体的には、例えば、適度な弾性を有する弾性砥石や砥粒入ブラシ、不織布研磨材により、摺接面５４を研削または研磨することで、仕上工程を行うことができる。
さらに、仕上工程と前後してまたは同時に、軸方向外側の内輪軌道４１ａに超仕上加工を施したり、必要に応じて適切なタイミングで、焼き入れなどの熱処理を施したりするなどして、ハブ本体５０を完成させる。そして、ハブ本体５０を、外輪３２、転動体３４ａ、３４ｂおよび保持器５５ａ、５５ｂ、内輪５１、並びに、組み合わせシールリング５７および密封装置５８と組み合わせることにより、ハブユニット軸受３１を得る。例えば、外輪３２、転動体３４ａ、３４ｂおよび保持器５５ａ、５５ｂ、内輪５１、並びに、組み合わせシールリング５７および密封装置５８の製造方法、並びに、ハブユニット軸受３１の組立方法については、従来から知られている方法を適用できる。
本例では、センタレス研削工程を行った後で、仕上工程を行っているため、摺接面５４に不規則な方向の研削筋目を多数形成するか、及び／又は、摺接面５４の表面粗さを向上させることができる。したがって、本例によれば、外輪３２に対するハブ３３の第１方向の相対回転と第1方向と逆の第２方向の相対回転との間での、シールリップ６７の先端部の摺接面５４に対する摺動トルクの差を小さく抑えることができる。その他の部分の構成および作用効果は、実施の形態の第１例と同様である。
なお、本例のハブユニット軸受の製造方法は、転動体３４ａ、３４ｂとして玉を使用したハブユニット軸受３１を対象としているが、本発明のハブユニット軸受の製造方法は、転動体として円すいころを使用したハブユニット軸受を対象とすることもできる。また、本発明のハブユニット軸受の製造方法は、ハブの中心部に駆動軸を係合するための係合孔を有する駆動輪用のハブユニット軸受に限らず、ハブが中実である従動輪用のハブユニット軸受を対象とすることもできる。さらに、本発明のハブユニット軸受の製造方法は、内輪回転型のハブユニット軸受に限らず、密封装置を備えていれば、外径側軌道輪部材を回転側軌道輪部材とするともに、内径側軌道輪部材を固定側軌道輪部材とした、外輪回転型のハブユニット軸受を対象とすることもできる。
図１０は、ハブユニット軸受（軸受ユニット）１５１を備える車両２００の部分的な模式図である。本発明は、駆動輪用のハブユニット軸受、及び従動輪用のハブユニット軸受のいずれにも適用することができる。図１０において、ハブユニット軸受１５１は、駆動輪用であり、外輪１５２と、ハブ１５３と、複数の転動体１５６とを備えている。外輪１５２は、ボルト等を用いて、懸架装置のナックル２０１に固定されている。車輪（および制動用回転体）２０２は、ボルト等を用いて、ハブ１５３に設けられたフランジ（回転フランジ）１５３Ａに固定されている。また、車両２００は、従動輪用のハブユニット軸受１５１に関して、上記と同様の支持構造を有することができる。
１ 転がり軸受
２ 外輪
３ 内輪
４ 転動体
５ 密封装置
６ 外輪軌道
７ 係止凹溝
８ 内輪軌道
９ シール溝
１０ 摺接面
１１ 保持器
１２ 内部空間
１３ 芯金
１４ 弾性材
１５ 円筒部
１６ 円輪部
１７ 弾性係止部
１８ 円輪覆い部
１９ シール部
２０ シールリップ
２１ グリースリップ
２２ ダストリップ
２３ 砥石
２４ 研削盤
２５ 調整車
２６ ワークレスト
２７ 研削液ノズル
２８ 洗浄装置
２９ 弾性砥石
３０ 砥粒入ブラシ
３１ ハブユニット軸受
３２ 外輪
３３ ハブ
３４ａ、３４ｂ 転動体
３５ａ、３５ｂ 外輪軌道
３６ 静止フランジ
３７ 支持孔
３８ ナックル
３９ 通孔
４０ ボルト
４１ａ、４１ｂ 内輪軌道
４２ 回転フランジ
４３ 取付孔
４４ 制動用回転体
４５ スタッド
４６ 通孔
４７ ホイール
４８ 通孔
４９ ナット
５０ ハブ本体
５１ 内輪
５２ 円筒部
５３ かしめ部
５４ 摺接面
５５ａ、５５ｂ 保持器
５６ 内部空間
５７ 組み合わせシールリング
５８ 密封装置
５９ スリンガ
６０ シールリング
６１ 係合孔
６２ 芯金
６３ 弾性材
６４ 嵌合筒部
６５ 折れ曲がり部
６６ 基部
６７ シールリップ
６８ 砥石
６９ マグネットチャック
７０ シュー
７１ ロータリドレッサ
７２ 加圧ロール
７３ バッキングプレート
７４ アーム
７５ 揺動軸
７６ 超仕上砥石
７７ 送り機構
７８ 研磨テープ
７９ ヘッド
８０ ロール
８１ 超仕上盤

Claims (10)

  1. センタレス研削を用いた転がり軸受の製造方法であって、
    前記転がり軸受は、内輪と、外輪と、複数の転動体と、シールリップと、前記内輪又は前記外輪に設けられかつ前記シールリップの先端が摺接される摺接面と、を有し、
    前記摺接面は、前記内輪又は前記外輪に設けられた溝における、内側の角に隣接する前記溝の側面に設けられ、又は、前記摺接面は、前記内輪又は前記外輪に設けられた段差形状における、径方向内側の角に隣接して設けられ、
    前記製造方法は、
    前記内輪又は前記外輪をセンタレス研削することと、
    前記センタレス研削後、前記センタレス研削における前記摺接面に接触した砥粒によって前記摺接面に生じた表面粗さの方向性を解消する加工を前記摺接面に施すことと、
    を含み、
    表面粗さの方向性を解消する前記加工は、砥粒入ブラシ、不織布研磨材、又は研磨テープを使用した研磨加工を含み、前記表面粗さの方向性を有する前記摺接面の凹凸形状が複雑化するように前記内輪又は前記外輪における前記摺接面を含む領域に対して部分的に筋目を形成する、
    転がり軸受の製造方法。
  2. 前記表面粗さの方向性は、前記センタレス研削における砥石に対する相対的な前記摺接面の移動方向に基づく、請求項１に記載の転がり軸受の製造方法。
  3. 表面粗さの方向性を解消する前記加工は、前記摺接面に表面粗さを向上させる加工を施すことをさらに含む、
    請求項１又は２に記載の転がり軸受の製造方法。
  4. シールリップの先端部が摺接される摺接面を全周にわたり有する、軌道輪部材の製造方法であって、
    前記軌道輪部材をセンタレス研削することと、
    前記センタレス研削後、前記摺接面の仕上工程を行うことと、を含み、
    前記摺接面は、前記軌道輪部材に設けられた溝における、内側の角に隣接する前記溝の側面に設けられ、又は、前記摺接面は、前記軌道輪部材に設けられた段差形状における、径方向内側の角に隣接して設けられ、
    前記仕上工程は、前記センタレス研削における前記摺接面に接触した砥粒によって前記摺接面に生じた表面粗さの方向性を解消する加工であり、砥粒入ブラシ、不織布研磨材、又は研磨テープを使用した研磨加工を含み、前記表面粗さの方向性を有する前記摺接面の凹凸形状が複雑化するように前記軌道輪部材における前記摺接面を含む領域に対して部分的に筋目を形成することを含む、
    軌道輪部材の製造方法。
  5. 前記仕上工程は、前記摺接面に表面粗さを向上させる加工を施すことをさらに含む、
    請求項４に記載の軌道輪部材の製造方法。
  6. 第１の軌道輪部材と、
    表面に摺接面を全周にわたり有し、前記第１の軌道輪部材と同軸に配置された第２の軌道輪部材と、
    前記第１の軌道輪部材と前記第２の軌道輪部材との間に転動自在に配置された複数個の転動体と、
    先端部を、前記摺接面に摺接させた、少なくとも１本のシールリップを有する密封装置と、
    を備える、転がり軸受の製造方法であって、
    前記第２の軌道輪部材を、請求項４又は５に記載の軌道輪部材の製造方法により製造する、転がり軸受の製造方法。
  7. 前記第１の軌道輪部材と前記第２の軌道輪部材とのうちの一方が、外輪であり、
    前記第１の軌道輪部材と前記第２の軌道輪部材とのうちの他方が、前記外輪の内径側に外輪と同軸に配置された内輪である、
    請求項６に記載の転がり軸受の製造方法。
  8. センタレス研削を用いたハブユニット軸受の製造方法であって、
    前記ハブユニット軸受は、外輪と、ハブと、複数の転動体と、シールリップと、前記外輪又は前記ハブに設けられかつ前記シールリップの先端が摺接される摺接面と、を有し、
    前記摺接面は、前記外輪又は前記ハブに設けられた溝における、内側の角に隣接する前記溝の側面に設けられ、又は、前記摺接面は、前記外輪又は前記ハブに設けられた段差形状における、径方向内側の角に隣接して設けられ、
    前記製造方法は、
    前記外輪又は前記ハブをセンタレス研削することと、
    前記センタレス研削後、前記センタレス研削における前記摺接面に接触した砥粒によって前記摺接面に生じた表面粗さの方向性を解消する加工を前記摺接面に施すことと、
    を含み、
    表面粗さの方向性を解消する前記加工は、砥粒入ブラシ、不織布研磨材、又は研磨テープを使用した研磨加工を含み、前記表面粗さの方向性を有する前記摺接面の凹凸形状が複雑化するように前記外輪又は前記ハブにおける前記摺接面を含む領域に対して部分的に筋目を形成する、
    ハブユニット軸受の製造方法。
  9. 内周面に、複列の外輪軌道を有する外径側軌道輪部材と、
    表面に、摺接面を全周にわたり有するとともに、外周面に、複列の内輪軌道を有する内径側軌道輪部材と、
    前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に複数個ずつ転動自在に配置された転動体と、
    先端部を、前記摺接面に摺接させた、少なくとも１本のシールリップを有する密封装置と、
    を備え、
    前記外径側軌道輪部材と前記内径側軌道輪部材とのうちの一方が、懸架装置に対し支持固定される固定側軌道輪部材であり、
    前記外径側軌道輪部材と前記内径側軌道輪部材とのうちの他方が、車輪および制動用回転体とともに回転する回転側軌道輪部材である、ハブユニット軸受の製造方法であって、
    前記内径側軌道輪部材を、請求項４又は５に記載の軌道輪部材の製造方法により製造する、ハブユニット軸受の製造方法。
  10. ハブユニット軸受を備える車両の製造方法であって、
    前記ハブユニット軸受を、請求項８又は９に記載のハブユニット軸受の製造方法により製造する、車両の製造方法。
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