JP2008296666A - Wheel bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車両の車輪を車体に対して回転自在に支承した車輪用軸受装置に関し、特に回転曲げ条件下でのハブ輪の強度、耐久性を向上させた車輪用軸受装置に関するものである。 The present invention relates to a wheel bearing device in which wheels of a vehicle such as an automobile are rotatably supported with respect to a vehicle body, and more particularly to a wheel bearing device with improved strength and durability of a hub wheel under rotational bending conditions. It is.
自動車の車輪用軸受装置には、従動輪用と駆動輪用とがあり、それぞれの用途に応じて種々の形式のものがあるが、例えば、図3に示す従来の駆動輪用の車輪用軸受装置では、ハブ輪51と内輪52とを備えた内方部材50と、複列の転動体53、54と、外方部材55と、そして、エンジン動力をハブ輪51に伝達する等速自在継手56を主要な構成要素としている。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側(図面左側)、中央寄り側をインナー側(図面右側)という。
There are two types of wheel bearing devices for automobiles, one for a driven wheel and one for a drive wheel, and there are various types depending on the application. For example, the conventional wheel bearing for a drive wheel shown in FIG. In the apparatus, an
こうした車輪用軸受装置において、車輪(図示せず)およびブレーキロータ57を支持するハブ輪51には、鍛造の容易性、切削性、熱処理性、あるいは経済性の面からS53C等の機械構造用の中炭素鋼が採用されている。このハブ輪51をはじめこの種の車輪用軸受装置の小型・軽量化を図ることは、自動車の燃費向上と走行安定性の向上に大きく寄与するため、ハブ輪51の車輪取付フランジ58のリブ化や薄肉化が進んでいる。しかし、このハブ輪51自体の機械的強度が、素材である中炭素鋼の疲労限に近付きつつあり、これ以上の小型・軽量化を図ることは難しくなってきている。
In such a wheel bearing device, the
特に、この種の構造のハブ輪51においては、軽量化のために車輪取付フランジ58を薄肉化する場合、そのアウター側の付け根部、すなわち、ブレーキロータ取付面59から円筒状のパイロット部60に延びる隅部61に回転曲げの応力が集中し、対策が必要である。したがって、この隅部61の寸法、つまり曲率半径を大きくすることによって発生応力を緩和することも考えられるが、これでは車輪取付フランジ58に取り付けられるブレーキロータ57との干渉が問題となるため、隅部61の曲率半径を大きくするのにも限界がある。
In particular, in the
このような背景において、本出願人は、車輪取付フランジ58の形状・寸法を変更することなく軽量化を図り、かつハブ輪51の強度アップを図ることができる車輪用軸受装置を既に提案している。この車輪用軸受装置は、図4に示すように、ハブ輪51の車輪取付フランジ58の隅部61に表面硬化層62を高周波焼入れ等によって形成している。これにより、回転曲げ疲労の最弱部となる車輪取付フランジ58の隅部61を高強度化することができ、ハブ輪51の耐久性を図ることができる。
Against such a background, the present applicant has already proposed a wheel bearing device capable of reducing the weight without changing the shape and dimensions of the
また、これ以外の部位、すなわち、図示しない外方部材55のアウター側端部に装着されたシールのシールリップが摺接するシールランド部をはじめ、軌道面から小径段部の各部位a〜dに亙って、高周波焼入れ等によって表面硬化層63を形成している。さらには、ハブ輪51の内周面に形成されたセレーション部64にも表面硬化層65を形成している。こうした表面硬化層63、65により、各部位a〜d等において要求される回転曲げ疲労強度、耐摩耗性、転がり疲労寿命等を向上させることができる。
こうした従来の車輪用軸受装置では、ハブ輪51の車輪取付フランジ58の隅部61に表面硬化層62を形成することにより、車輪取付フランジ58の形状・寸法を変更することなく、軽量化を図りつつハブ輪51の強度アップを図ることができる。然しながら、隅部61に表面硬化層62を形成する高周波焼入れ工程で、車輪取付フランジ58に熱処理変形が生じ、ブレーキロータ取付面59の面振れが大きくなるという新たな問題が発生した。この傾向は車輪取付フランジ58の薄肉化にも起因している。この面振れは、ブレーキロータ57の振れに影響してブレーキジャダーを誘発することになり、自動車の操縦安定性やドライブフィーリングが低下する恐れがある。ここで、ハブ輪51の熱処理後にこのブレーキロータ取付面59をさらに旋削加工し、変形分を修正して面振れを改善する方法も考えられるが、隅部61と未焼入れ部であるブレーキロータ取付面59とに硬度差があるため、隅部61の表面硬化層62との境界部に僅かな段差が発生するという一種ジレンマ的な問題が内在していた。
In such a conventional wheel bearing device, the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、車輪取付フランジの形状・寸法を変更することなく、また、その面振れを劣化させることなく、軽量化を図りつつ、回転曲げ条件下でのハブ輪の強度、耐久性を向上させた車輪用軸受装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and without changing the shape and dimensions of the wheel mounting flange, and without deteriorating the surface runout, while reducing the weight while rotating and bending conditions An object of the present invention is to provide a wheel bearing device in which the strength and durability of the hub wheel are improved.
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項1記載の発明は、ハブ輪と複列の転がり軸受および等速自在継手がユニット化された車輪用軸受装置であって、外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合されるステム部を有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された前記等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記ステム部が前記ハブ輪に所定のシメシロを介して圧入され、前記ハブ輪とステム部の嵌合部の端部が溶接による接合部で一体に結合されると共に、前記ハブ輪が炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼で形成されて所定の表面硬さに調質処理され、前記内側転走面と前記シールのシールランド部となる前記車輪取付フランジのインナー側の基部が高周波焼入れによって表面に所定の硬化層が形成されている。
In order to achieve such an object, the invention according to
このように、第4世代構造の車輪用軸受装置において、ステム部がハブ輪に所定のシメシロを介して圧入され、ハブ輪とステム部の嵌合部の端部が溶接による接合部で一体に結合されると共に、ハブ輪が炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼で形成されて所定の表面硬さに調質処理され、内側転走面とシールのシールランド部となる車輪取付フランジのインナー側の基部が高周波焼入れによって表面に所定の硬化層が形成されているので、車輪取付フランジの形状・寸法を変更することなく、また、現行の加工方法や既存設備のままでハブ輪の強度・耐久性を高めることができると共に、ハブ輪と外側継手部材が圧入固定されているので、接合部にかかる負荷は小さく、熱影響の少ない溶接法を採用することができる。したがって、ハブ輪と外側継手部材との結合部の信頼性を向上させることができる。 As described above, in the wheel bearing device of the fourth generation structure, the stem portion is press-fitted into the hub wheel via a predetermined shimiro, and the end portion of the fitting portion between the hub wheel and the stem portion is integrally formed by a welded joint portion. In addition to being bonded, the hub wheel is formed of medium carbon steel containing 0.40 to 0.80% by weight of carbon and tempered to a predetermined surface hardness to become the inner rolling surface and the seal land portion of the seal. Since the base of the inner side of the wheel mounting flange has a predetermined hardened layer formed by induction hardening, the shape and dimensions of the wheel mounting flange are not changed, and the current processing method and existing equipment remain unchanged. The strength and durability of the hub wheel can be increased, and since the hub wheel and the outer joint member are press-fitted and fixed, a load applied to the joint portion is small and a welding method with little heat influence can be employed. Therefore, the reliability of the joint portion between the hub wheel and the outer joint member can be improved.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記ハブ輪の調質処理後の表面硬さが35HRC以下に設定されていれば、切削等の加工性が向上すると共に、熱処理変形を抑制することができる。また、車輪取付フランジに圧入されるハブボルトのボルト孔の表面硬さがハブボルトの表面硬さに近付き、ハブボルトを圧入する時に、ナールが潰れて固着力が低下するのを防止できると共に、圧入後のブレーキロータ取付面の変形を防止して、ブレーキジャダーの原因となる面振れを抑えることができる。 Preferably, when the surface hardness of the hub wheel after the tempering treatment is set to 35 HRC or less as in the invention described in claim 2, the workability of cutting and the like is improved and the heat treatment deformation is suppressed. can do. Moreover, the surface hardness of the bolt hole of the hub bolt that is press-fitted into the wheel mounting flange approaches the surface hardness of the hub bolt, so that when the hub bolt is press-fitted, it is possible to prevent the knar from being crushed and the fixing force from being reduced. The deformation of the brake rotor mounting surface can be prevented, and the surface runout causing the brake judder can be suppressed.
また、請求項3に記載の発明のように、前記接合部が、前記ハブ輪と外側継手部材の嵌合部の端部に沿って周方向に集光ユニットを移動させるレーザ溶接により形成されていれば、熱影響を最小限に抑制することができ、軸受転走面等に熱影響して表面硬度が焼戻しされるのを防止することができると共に、炭素量0.40〜0.80重量%の範囲で、溶接部近傍に焼き割れが生じるのを防止することができる。 Further, as in the invention described in claim 3, the joint portion is formed by laser welding that moves the light collecting unit in the circumferential direction along an end portion of the fitting portion between the hub wheel and the outer joint member. Thus, the thermal influence can be suppressed to the minimum, and the surface hardness can be prevented from being tempered due to the thermal influence on the bearing rolling surface and the carbon amount is 0.40 to 0.80 weight. %, It is possible to prevent the occurrence of burning cracks in the vicinity of the weld.
また、請求項4に記載の発明のように、前記外側継手部材がS53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼で形成されると共に、前記内側転走面をはじめ前記肩部の外周から前記ステム部に亙って高周波焼入れによって所定の硬化層が形成され、当該ステム部の端部が鍛造後の生のままとされていれば、外側継手部材の強度・剛性が高くなり耐久性が向上すると共に、溶接されるステム部とハブ輪の嵌合部の端部が、表面に硬化層が形成されていない未焼入れ部であるから、溶接強度に影響を及ぼす有害な炭素が析出しておらず溶接強度を一層高めることができる。 Further, as in the invention described in claim 4, the outer joint member is formed of medium carbon steel containing 0.40 to 0.80% by weight of carbon such as S53C, and the inner rolling surface and the like. If a predetermined hardened layer is formed by induction hardening from the outer periphery of the shoulder portion to the stem portion, and the end portion of the stem portion is left as it is after forging, the strength and rigidity of the outer joint member is increased. This increases the durability and improves the durability, and because the welded stem part and the end of the fitting part of the hub wheel are unquenched parts with no hardened layer formed on the surface. Carbon is not precipitated and the welding strength can be further increased.
また、請求項5に記載の発明のように、前記車輪取付フランジにハブボルトを圧入した後に、前記ブレーキロータ取付面が旋削加工されていれば、ブレーキロータ取付面の面振れをさらに向上させることができると共に、従来のように、硬化された隅部との硬度差によりブレーキロータ取付面に旋削加工による段差が生じる恐れがない。 Further, as in the invention according to claim 5, if the brake rotor mounting surface is turned after the hub bolt is press-fitted into the wheel mounting flange, the runout of the brake rotor mounting surface can be further improved. In addition, unlike the prior art, there is no risk of a step due to turning on the brake rotor mounting surface due to the difference in hardness from the hardened corner.
また、請求項6に記載の発明のように、前記複列の転動体列のうちインナー側の転動体列のピッチ円直径がアウター側の転動体列のピッチ円直径よりも大径に設定され、このインナー側の転動体の個数が前記アウター側の転動体の個数よりも多く設定されていれば、軸受スペースを有効に活用して装置の軽量・コンパクト化を図り、軸受剛性の増大と軸受の長寿命化を図ることができる。 Further, as in the invention described in claim 6, the pitch circle diameter of the inner side rolling element row of the double row rolling element rows is set larger than the pitch circle diameter of the outer side rolling element row. If the number of rolling elements on the inner side is set to be larger than the number of rolling elements on the outer side, the bearing space can be effectively utilized to reduce the weight and size of the device, and increase the bearing rigidity and the bearing. It is possible to extend the service life.
本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪と複列の転がり軸受および等速自在継手がユニット化された車輪用軸受装置であって、外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合されるステム部を有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された前記等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記ステム部が前記ハブ輪に所定のシメシロを介して圧入され、前記ハブ輪とステム部の嵌合部の端部が溶接による接合部で一体に結合され、前記複列の転動体列のうちインナー側の転動体列のピッチ円直径がアウター側の転動体列のピッチ円直径よりも大径に設定され、このインナー側の転動体の個数が前記アウター側の転動体の個数よりも多く設定されると共に、前記ハブ輪が炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼で形成されて所定の表面硬さに調質処理され、前記内側転走面と前記シールのシールランド部となる前記車輪取付フランジのインナー側の基部が高周波焼入れによって表面に所定の硬化層が形成されているので、軸受スペースを有効に活用して装置の軽量・コンパクト化を図り、軸受剛性の増大と軸受の長寿命化を図ると共に、車輪取付フランジの形状・寸法を変更することなく、また、現行の加工方法や既存設備のままでハブ輪の強度・耐久性を高めることができる。また、ハブ輪と外側継手部材が圧入固定されているので、接合部にかかる負荷は小さく、熱影響の少ない溶接法を採用することができる。したがって、ハブ輪と外側継手部材との結合部の信頼性を向上させることができる。 A wheel bearing device according to the present invention is a wheel bearing device in which a hub wheel, a double-row rolling bearing, and a constant velocity universal joint are unitized, and a vehicle body mounting flange to be attached to a suspension device on an outer periphery is integrated. And an outer member having a double row outer rolling surface formed on the inner periphery, a wheel mounting flange integrally formed at one end, and one of the outer members facing the double row outer rolling surface on the outer periphery. A hub ring formed with an inner rolling surface, a cylindrical small-diameter stepped portion extending in the axial direction from the inner rolling surface, and a stem portion fitted to the hub ring, the outer periphery of the double row An inner member composed of an outer joint member of the constant velocity universal joint formed with the other inner rolling surface facing the outer rolling surface, and rolling between both rolling surfaces of the inner member and the outer member. A double row rolling element housed in a freely movable manner, and an annular shape formed between the outer member and the inner member In the wheel bearing device provided with a seal mounted in an opening between the stem portion, the stem portion is press-fitted into the hub wheel via a predetermined shimiro, and an end portion of the fitting portion between the hub wheel and the stem portion is provided. These are joined together at the joints by welding, and the pitch circle diameter of the inner rolling element row of the double row rolling element rows is set larger than the pitch circle diameter of the outer rolling element row. The number of rolling elements on the side is set to be larger than the number of rolling elements on the outer side, and the hub ring is made of medium carbon steel containing 0.40 to 0.80% by weight of carbon and has a predetermined surface hardness. Since the inner rolling base and the base portion on the inner side of the wheel mounting flange that becomes the seal land portion of the seal are subjected to induction hardening, a predetermined hardened layer is formed on the surface. Effective use The hub ring is designed to be lighter and more compact, to increase bearing rigidity and extend the life of the bearing, and without changing the shape and dimensions of the wheel mounting flange, while maintaining the current processing method and existing equipment. Strength and durability can be increased. Further, since the hub wheel and the outer joint member are press-fitted and fixed, it is possible to employ a welding method in which the load applied to the joint portion is small and the heat effect is small. Therefore, the reliability of the joint portion between the hub wheel and the outer joint member can be improved.
ハブ輪と複列の転がり軸受および等速自在継手がユニット化された車輪用軸受装置であって、外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合されるステム部を有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された前記等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、前記ステム部が前記ハブ輪に所定のシメシロを介して圧入され、前記ハブ輪とステム部の嵌合部の端部がレーザ溶接による接合部で一体に結合され、前記複列の転動体列のうちインナー側の転動体列のピッチ円直径がアウター側の転動体列のピッチ円直径よりも大径に設定され、このインナー側の転動体の個数が前記アウター側の転動体の個数よりも多く設定されると共に、前記ハブ輪が炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼からなり、調質処理されて表面硬さが35HRC以下に設定され、前記内側転走面と前記シールのシールランド部となる前記車輪取付フランジのインナー側の基部が高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化層が形成されている。 A wheel bearing device in which a hub wheel, a double row rolling bearing and a constant velocity universal joint are unitized, and has a body mounting flange integrally attached to a suspension device on the outer periphery, and a double row on the inner periphery. An outer member formed with an outer rolling surface, a wheel mounting flange integrally formed at one end, one inner rolling surface facing the double row outer rolling surface on the outer periphery, and the inner rolling surface A hub wheel formed with a cylindrical small-diameter step portion extending in the axial direction from the surface, and a stem portion fitted to the hub wheel, and the other inner side facing the double-row outer rolling surface on the outer periphery An inner member composed of an outer joint member of the constant velocity universal joint formed with a rolling surface, and a double row rolling member accommodated between the rolling surfaces of the inner member and the outer member. A seal attached to an opening of an annular space formed between a moving body and the outer member and the inner member In the wheel bearing device, the stem portion is press-fitted into the hub wheel through a predetermined shimiro, and the end portion of the fitting portion of the hub wheel and the stem portion is integrally coupled by a joint portion by laser welding. The pitch circle diameter of the inner side rolling element row of the double row rolling element rows is set to be larger than the pitch circle diameter of the outer side rolling element row, and the number of the inner side rolling elements is the outer circumference. More than the number of rolling elements on the side, and the hub wheel is made of medium carbon steel containing 0.40 to 0.80% by weight of carbon and tempered to set the surface hardness to 35 HRC or less. The inner rolling base and the base portion on the inner side of the wheel mounting flange serving as the seal land portion of the seal are formed with a hardened layer having a surface hardness of 58 to 64 HRC by induction hardening.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図、図2は、図1のハブ輪単体を示す拡大図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a wheel bearing device according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view showing a single hub wheel of FIG.
この車輪用軸受装置は、ハブ輪1と複列の転がり軸受2および等速自在継手3をユニット化して構成され、第4世代と称される構成を備えている。複列の転がり軸受2は、外方部材4と内方部材5、および両部材間に収容された複列の転動体(ボール)6、6とを備えている。
This wheel bearing device is configured by unitizing the
外方部材4はS53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼で形成され、外周にナックル(図示せず)に取り付けられるための車体取付フランジ4cを一体に有し、内周に複列の外側転走面4a、4bが形成されている。そして、これら複列の外側転走面4a、4bが高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。
The outer member 4 is formed of medium carbon steel containing 0.40 to 0.80% by weight of carbon such as S53C, and integrally includes a vehicle
内方部材5は、ハブ輪1と、このハブ輪1に内嵌された後述する外側継手部材10とを備えている。ハブ輪1は、アウター側の端部に車輪(図示せず)を取り付けるための車輪取付フランジ7を一体に有し、外周に複列の外側転走面4a、4bに対向する一方(アウター側)の内側転走面1aと、この内側転走面1aから軸方向に延びる円筒状の小径段部1bが形成されている。車輪取付フランジ7の周方向等配には車輪を固定するハブボルト8が植設されている。
The inner member 5 includes a
ハブ輪1はS53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼で形成され、内側転走面1aをはじめ、後述するアウター側のシール19のシールランド部となる車輪取付フランジ7のインナー側の基部24から小径段部1bに亙って高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に所定の硬化層21(図中クロスハッチングにて示す)が形成されている。これにより、内側転走面1aの転がり疲労寿命が向上すると共に、小径段部1bの強度・剛性が高くなり、ハブ輪1の耐久性が向上する。
The
等速自在継手3は、外側継手部材10と、継手内輪11と、ケージ12およびトルク伝達ボール13からなる。外側継手部材10は、カップ状のマウス部14と、このマウス部14の底部をなす肩部15と、この肩部15から軸方向に延びるステム部16が一体に形成されている。そして、肩部15の外周に、外方部材4の複列の外側転走面4a、4bに対向する他方(インナー側)の内側転走面10aが形成され、ステム部16は、ハブ輪1に所定のシメシロを介して円筒嵌合されている。これにより、ハブ輪1にモーメント荷重が負荷されてもこのステム16の外周面で支持することができ、ハブ輪1の剛性が向上する。
The constant velocity universal joint 3 includes an outer
外側継手部材10はS53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼で形成され、内側転走面10aをはじめ、肩部15の外周からステム部16に亙って高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に所定の硬化層22(図中クロスハッチングにて示す)が形成され、ステム部16の端部が鍛造後の生のままとされている。これにより、外側継手部材10の強度・剛性が高くなり耐久性が向上すると共に、溶接されるステム部16とハブ輪1の嵌合部の端部が、表面に硬化層が形成されていない未焼入れ部であるから、溶接強度に影響を及ぼす有害な炭素が析出しておらず、溶接強度を一層高めることができる。
The outer
外方部材4と内方部材5のそれぞれの転走面4a、1aと4b、10a間に複列の転動体6、6が収容され、保持器17、18によりこれら複列の転動体6、6が転動自在に保持されている。また、外方部材4と内方部材5との間に形成される環状空間の開口部にはシール19、20が装着され、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。なお、ここでは、複列の転がり軸受2として転動体6にボールを用いた複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず、例えば、転動体に円すいころを用いた複列円すいころ軸受であっても良い。
Double-row rolling elements 6, 6 are accommodated between the rolling
ここで、本実施形態では、インナー側の転動体6列のピッチ円直径PCDiがアウター側の転動体6列のピッチ円直径PCDoよりも大径に設定されている。すなわち、複列の転動体6、6列のピッチ円直径PCDo、PCDiの違いに伴い、内方部材5において、外側継手部材10における内側転走面10aの溝底径はハブ輪1における内側転走面1aの溝底径よりも拡径して形成されている。一方、外方部材4において、インナー側の外側転走面4bの溝底径がアウター側の外側転走面4aの溝底径よりも拡径して形成されている。したがって、複列の転動体6、6の外径は同じであるが、軸受スペースを有効に活用してピッチ円直径PCDo、PCDiを異ならすことができ、インナー側の転動体6列の個数をアウター側の転動体6列の個数よりも多く収容することができる。したがって、装置の軽量・コンパクト化を図ると共に、軸受剛性の増大と軸受の長寿命化を図ることができる。
Here, in the present embodiment, the pitch circle diameter PCDi of the six inner rolling elements is set larger than the pitch circle diameter PCDo of the outer six rolling elements. That is, the groove bottom diameter of the
そして、ハブ輪1に外側継手部材10のステム部16が所定のシメシロを介して円筒嵌合されると共に、小径段部1bの端面に外側継手部材10の肩部15が衝合され、所定の軸受予圧が付与された状態で、ハブ輪1とステム部16との嵌合部の端部がレーザ溶接による接合部23で一体に結合されている。
The
このレーザ溶接は、結合部に集光ユニットで集光された高エネルギー密度のレーザ光を照射し、接合部23の温度を急激に上昇させて局部的な溶融・凝固を起させて行われる。そして、嵌合部の端部に沿って周方向に集光ユニットを移動させ、ハブ輪1と外側継手部材10の嵌合部の端部が全周に亙って接合される。これにより、溶接時間を短縮し、溶接による熱影響を最小限に抑制することができる。
This laser welding is performed by irradiating a high energy density laser beam condensed by a condensing unit to the joint portion, and rapidly raising the temperature of the
溶接法としては、レーザ溶接以外に、プラズマ溶接、電子ビーム溶接、高速パルス方式によるプロジェクション溶接等を例示することができる。これらの溶接法を採用することにより、軸受転走面等に熱影響して表面硬度が焼戻しされるのを抑制することができると共に、炭素量0.40〜0.80重量%の範囲で、溶接部近傍に焼き割れが生じるのを防止することができる。 Examples of the welding method include plasma welding, electron beam welding, and high-speed pulse projection welding in addition to laser welding. By adopting these welding methods, it is possible to suppress the tempering of the surface hardness due to the thermal influence on the bearing rolling surface and the like, and in the range of carbon amount of 0.40 to 0.80% by weight, It is possible to prevent the occurrence of burning cracks in the vicinity of the weld.
また、ハブ輪1と外側継手部材10のステム部16が圧入嵌合面を介してトルクを伝達することができるため、接合部23にかかる負荷は小さく、熱影響の少ない溶接法を採用することができる。したがって、高剛性化と耐久性の向上を図ると共に、等速自在継手3の外側継手部材10とハブ輪1との結合部の信頼性を向上させることができる。
In addition, since the
ハブ輪1は、素材を熱間鍛造後、旋削加工によって所望の形状・寸法に形成され、その後、後述する調質処理が施されている。そして、図2に示すように、車輪取付フランジ7におけるアウター側の付け根部、すなわち、ブレーキロータ取付面26と、ブレーキロータ(図示せず)の支持面となる円筒状のパイロット部27との間の隅部28は、ブレーキロータが干渉しない程度の曲率半径を有する円弧面(またはヌスミ)に形成されている。
The
本実施形態では、ハブ輪1は、高周波による400℃以上の高温焼戻しをして、トルースタイトまたはソルバイト組織にする、所謂調質処理が施されている。この調質処理により組織は粒状化し、引張、曲げ、衝撃値等の機械的性質が上昇して延性や靭性が高まる。ここでは、ハブ輪1の調質処理により、車輪取付フランジ7のブレーキロータ取付面26とパイロット部27および隅部28の調質処理後の表面硬さが35HRC以下に設定されている。これにより、切削等の加工性が向上すると共に、熱処理変形を抑制することができる。また、車輪取付フランジ7に圧入されるハブボルト8のボルト孔25の表面硬さがハブボルト8の表面硬さに近付き、ハブボルト8を圧入する時に、ナール(セレーション)9が潰れて固着力が低下するのを防止できると共に、圧入後のブレーキロータ取付面26の変形を防止して、ブレーキジャダーの原因となる面振れを抑えることができる。
In the present embodiment, the
このように、ハブ輪1を旋削加工後に調質処理を施し、所望の表面硬さに設定することにより、車輪取付フランジ7の形状・寸法を変更することなく、また現行の加工方法や既存設備のままで、回転曲げ疲労の最弱部となる隅部28および基部24の強度を高めることができ、ハブ輪1の軽量・コンパクト化を図りつつ、耐久性を向上させることができる。
In this way, the
なお、車輪取付フランジ7におけるブレーキロータ取付面26の面振れをさらに向上させるため、ハブボルト8を圧入した後にブレーキロータ取付面26を旋削加工することもできるので、従来のように、硬化された隅部との硬度差によりブレーキロータ取付面26に旋削加工による段差が生じる恐れがない。
In order to further improve the surface runout of the brake
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including.
本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪と外側継手部材が一体に結合された第4世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。 The wheel bearing device according to the present invention can be applied to a wheel bearing device having a fourth generation structure in which a hub wheel and an outer joint member are integrally coupled.
1・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
1a、10a・・・・・・・・内側転走面
1b・・・・・・・・・・・・小径段部
2・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
3・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
4・・・・・・・・・・・・・外方部材
4a、4b・・・・・・・・・外側転走面
4c・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
5・・・・・・・・・・・・・内方部材
6・・・・・・・・・・・・・転動体
7・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
8・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
9・・・・・・・・・・・・・ナール
10・・・・・・・・・・・・外側継手部材
11・・・・・・・・・・・・継手内輪
12・・・・・・・・・・・・ケージ
13・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
14・・・・・・・・・・・・マウス部
15・・・・・・・・・・・・肩部
16・・・・・・・・・・・・ステム部
17、18・・・・・・・・・保持器
19、20・・・・・・・・・シール
21、22・・・・・・・・・硬化層
23・・・・・・・・・・・・接合部
24・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジのインナー側の基部
25・・・・・・・・・・・・ボルト孔
26・・・・・・・・・・・・ブレーキロータ取付面
27・・・・・・・・・・・・パイロット部
28・・・・・・・・・・・・隅部
50・・・・・・・・・・・・内方部材
51・・・・・・・・・・・・ハブ輪
52・・・・・・・・・・・・内輪
53、54・・・・・・・・・転動体
55・・・・・・・・・・・・外方部材
56・・・・・・・・・・・・等速自在継手
57・・・・・・・・・・・・ブレーキロータ
58・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
59・・・・・・・・・・・・ブレーキロータ取付面
60・・・・・・・・・・・・パイロット部
61・・・・・・・・・・・・隅部
62、63、65・・・・・・表面硬化層
64・・・・・・・・・・・・セレーション部
a〜d・・・・・・・・・・・部位
PCDi・・・・・・・・・・インナー側の転動体列のピッチ円直径
PCDo・・・・・・・・・・アウター側の転動体列のピッチ円直径
1 ...
Claims (6)
外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合されるステム部を有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された前記等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、
前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備えた車輪用軸受装置において、
前記ステム部が前記ハブ輪に所定のシメシロを介して圧入され、前記ハブ輪とステム部の嵌合部の端部が溶接による接合部で一体に結合されると共に、前記ハブ輪が炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼で形成されて所定の表面硬さに調質処理され、前記内側転走面と前記シールのシールランド部となる前記車輪取付フランジのインナー側の基部が高周波焼入れによって表面に所定の硬化層が形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。 A wheel bearing device in which a hub wheel and a double row rolling bearing and a constant velocity universal joint are unitized,
An outer member integrally having a vehicle body mounting flange to be attached to the suspension device on the outer periphery, and having a double row outer rolling surface formed on the inner periphery;
One end has a wheel mounting flange integrally, and on the outer periphery is one inner rolling surface facing the double row outer rolling surface, and a cylindrical small-diameter step portion extending in the axial direction from the inner rolling surface. The constant velocity universal joint having a formed hub wheel and a stem portion fitted to the hub wheel, and having the other inner rolling surface opposed to the outer rolling surface of the double row on the outer periphery. An inner member made of an outer joint member;
A double row rolling element housed so as to be freely rollable between both rolling surfaces of the inner member and the outer member;
In a wheel bearing device comprising a seal mounted in an opening of an annular space formed between the outer member and the inner member,
The stem portion is press-fitted into the hub wheel through a predetermined shimoshiro, the ends of the fitting portion of the hub wheel and the stem portion are integrally joined by a welded joint portion, and the hub wheel is carbon 0. An inner base portion of the wheel mounting flange that is formed of medium carbon steel containing 40 to 0.80% by weight and is tempered to a predetermined surface hardness and serves as a seal land portion of the inner rolling surface and the seal A wheel bearing device in which a predetermined hardened layer is formed on the surface by induction hardening.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007142982A JP2008296666A (en) | 2007-05-30 | 2007-05-30 | Wheel bearing device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112594285A (en) * | 2020-12-24 | 2021-04-02 | 浙江万向精工有限公司 | Lightweight hub bearing unit for preprocessing laser material increase and processing method |
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2007
- 2007-05-30 JP JP2007142982A patent/JP2008296666A/en active Pending
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