JP3902337B2

JP3902337B2 - Wheel bearing unit

Info

Publication number: JP3902337B2
Application number: JP23757598A
Authority: JP
Inventors: 弘二佐橋; 知秀溝口; 英児田島; 啓助曽根
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1997-12-25
Filing date: 1998-08-24
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2018-08-24
Also published as: JPH11240306A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車の駆動車輪用の軸受ユニットに関するもので、より詳しくは、アクスルハブと等速自在継手の外方継手部材と車軸軸受とをユニット化した車輪用軸受ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンから駆動車輪に動力を伝達する動力伝達系は、エンジンと車輪との相対的位置関係の変化による角度変位と軸方向変位に対応する必要があるため、例えば図９に示すように、エンジン側と駆動車輪側との間にドライブシャフト（１）を介装し、ドライブシャフト（１）の一端を摺動型等速自在継手（Ｊ１）を介してディファレンシャルに連結し、他端を固定型等速自在継手（Ｊ２）を介して駆動車輪（２）に連結している。摺動型等速自在継手（Ｊ１）のいわゆるプランジングによって軸方向の変位が吸収される。これに対して固定型等速自在継手（Ｊ２）は角度変位のみが可能である。
【０００３】
固定型等速自在継手（Ｊ２）は、ドライブシャフト（１）の前記他端に取り付けられた内方継手部材（４）と、アクスルハブ（７）に結合された外方継手部材（３）と、内方継手部材（４）および外方継手部材（３）のボール溝間に組み込まれた複数のトルク伝達ボール（５）と、内方継手部材（４）の外球面と外方継手部材（３）の内球面との間に介在してトルク伝達ボールを保持する保持器（６）を主要な構成要素としている。アクスルハブ（７）は車軸軸受（８）によって回転自在に支持され、このアクスルハブ（７）に駆動車輪（２）のホイールが固定される。
【０００４】
アクスルハブ（７）と等速自在継手（Ｊ２）の外方継手部材（３）と車軸軸受（８）がユニット化されて車輪用軸受ユニット（Ｈ）を構成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
車軸軸受（８）は複列転がり軸受であって、ナックル（９）を介して車体に固定し、複列のボール（８ａ，８ｂ）のうちの一方（８ａ）が車両のアウタボード側に位置し他方（８ｂ）が車両のインナボード側に位置する。インナボード側のボール列は、ドライブシャフト（１）から回転トルクを受ける等速自在継手（Ｊ２）の外方継手部材（３）からの熱による影響があり、しかもインナボード側故に良好な放熱状態が得にくいことから、非常に厳しい荷重条件が要求されている。
【０００６】
本発明の目的は、車輪用軸受ユニットの剛性を高めて耐久性を向上させるとともに小型化、コンパクト化を図ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の車輪用軸受ユニットは、アクスルハブ(10)と等速自在継手の外方継手部材(20)と車軸軸受(30)とをユニット化し、車軸軸受(30)の複列のインナレース(33a)(33b)のうちの少なくとも一方(33b)を外方継手部材(20)に形成したものにおいて、外方継手部材(20)のインナレース(33b)部の焼入れによる硬化層（25）と外方継手部材(20)のボール溝(22)の焼入れによる硬化層(23)とを、焼入れによる硬化層よりも硬度が低く未焼入れの母材よりも硬度が高いそれぞれの熱影響層によって連続させ、かつ、アクスルハブと外方継手部材の軸方向対向面にフェーススプラインを形成し、インナレース部の焼入れ硬化層とフェーススプライン部の焼入れ硬化層をつなげたことを特徴とするものである。これにより、トルクが負荷される外方継手部材にとっては、内外の焼入れ硬化層が熱影響層によってつながるため、剛性が高まり、ねじり疲労寿命が向上して耐久性の向上が望める。
【０００８】
インナレース部の焼入れ硬化層とフェーススプライン部の焼入れ硬化層をつなげるのは、外方継手部材およびアクスルハブのいずれか一方についてだけでもよいが、もちろん両方についてそのようにすればそれぞれの剛性が高まるので一層有利である。外方継手部材とアクスルハブとは、各々の端面に形成されたフェーススプライン部にて両者間のトルク伝達が行なわれる。このようにフェーススプラインでトルク伝達を行なうようにしているため、急発進等において大きなトルクが作用した時、等速自在継手外輪とハブ間で回転方向の相対変位が生じず、異音の発生の防止にも役立つ。
【０００９】
請求項２の発明は、さらに、アクスルハブと外方継手部材とをインローにより嵌合した状態で分離可能に締結したことを特徴とするものである。外方継手部材とアクスルハブはそれぞれの外周面に複列のインナレースを配分的に備えているため、両者の芯出しは車軸軸受の性能および寿命に大きく影響するものであるところ、外方継手部材とアクスルハブをインローにより嵌合させることで、芯出しが容易に行われる。そのようなインロー部は、たとえば、外方継手部材の端部外周面に小径段部を設け、一方、アクスルハブの端面に環状の凸縁を設け、小径段部の外径と環状凸縁の内径とを適当なはめあいに設定することによって構成される。もちろんこれとは逆の構成、すなわち、外方継手部材に環状凸縁を設け、アクスルハブに小径段部を設けたものであってもよい。さらに、複列のインナレースの一方が外方継手部材に形成され他方がアクスルハブに形成されていることから、環状凸縁の軸方向寸法によってインナレース間の軸方向寸法が変わる。したがって、環状凸縁の軸方向寸法を調整することで車軸軸受のすきま管理を行なうことができる。
【００１０】
また、外方継手部材とアクスルハブとを分離可能に締結することにより、外方継手部材、アクスルハブ、車軸軸受といった構成要素が互いに独立して交換可能となるため、ユニット全体を交換するのに比べて経済的である。そのように分離可能に締結するための手段としてはねじ締結を利用することができる。１本の軸方向固定ボルトによって締結するほか複数本の固定ボルトを円形に配置してもよい。さらに、請求項３の発明のように、外方継手部材とアクスルハブをはめあい及びスプラインにより結合することも可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って実施の形態を説明する。
【００１２】
まず、図１に示す車輪用軸受ユニットは、アクスルハブ（10）と、等速自在継手の外方継手部材（20）と、車軸軸受（30）を主要な構成要素としている。なお、図１（Ａ）（Ｂ）は断面図であるが、理解を容易にするため、断面を表すハッチングを省略し、焼入れによる硬化層をハッチングで、その熱影響層をクロスハッチングで表してある。
【００１３】
アクスルハブ（10）はフランジ（11）を備え、このフランジ（11）の円周方向等間隔位置にホイールを固定するためのハブボルト（12）を取り付けてある。アクスルハブ（10）の外方継手部材側の端部には、外周部分に環状凸縁（13）を形成し、端面にはフェーススプライン（14）を形成してある。フェーススプライン部には高周波焼入れ等によって硬化層（15）を形成させてある。アクスルハブ（10）は反外方継手部材側の端面に開口する空洞部（16）を有し、アクスルハブ（10）の中心部には軸方向に貫通した通り穴（17）を設けてあり、通り穴（17）の反外方継手部材側の端部は座ぐり（18）を経て空洞部（16）に連なっている。アクスルハブ（10）の外周面には複列のインナレースのうちの一方（33ａ）が形成されている。このインナレース部には高周波焼入れ等によって硬化層（19）を形成させてある。図中の斜線領域は硬化層を表すが、図から明らかなように、インナレース部の硬化層（19）はフェーススプライン部の硬化層（15）とつながっている。
【００１４】
外方継手部材（20）は概ね椀状を呈し、内球面（21）の円周方向等間隔位置に軸方向に延びるボール溝（22）を形成してある。ボール溝（22）はトルク伝達ボールが転動するためのもので、高周波焼入れ等により硬化層（23）を形成させてある。図中の狭幅斜線領域はその焼入れ硬化層（23）を表している。外方継手部材（20）の中心部には軸方向に貫通した通り穴（24）を設けてある。外方継手部材（20）の外周面には車軸軸受（30）の複列のインナレースのうちの一方（33ｂ）が形成されている。このインナレース部も高周波焼入れ等により硬化層（25）が形成され、広幅斜線領域はその焼入れ硬化層（25）を表している。クロスハッチング領域はインナレース部の焼入れによる熱影響層とボール溝部の焼入れによる熱影響層がつながった部分を表している。また、外方継手部材（20）のアクスルハブ（10）側の端面にはフェーススプライン（26）が形成されている。このフェーススプライン部も高周波焼入れ等によって硬化層（27）が形成されていて、図に示すように、インナレース部の硬化層（25）とフェーススプライン部の硬化層（27）がつながっている。外方継手部材（20）のアクスルハブ（10）側の端部には小径段部（28）が形成されている。
【００１５】
車軸軸受（30）は複列のアウタレース（32ａ，32ｂ）を備えた軸受外輪（31）と、複列のインナレース（33ａ，33ｂ）と、複列の転動体（34ａ，34ｂ）とで構成される。既述のとおり、複列のインナレース（33ａ，33ｂ）のうちの一方（33ａ）はアクスルハブ（10）に形成し、他方（33ｂ）は外方継手部材（20）に形成してある。なお、軸受外輪（31）はフランジ（35）にて車体に固定される。図示するようにアンギュラ玉軸受構造であるため軸受負荷容量が大きい。
【００１６】
アクスルハブ（10）と外方継手部材（20）との連結構造は、アクスルハブ（10）の通り穴（17）および外方継手部材（20）の通り穴（24）に外方継手部材（20）側から固定ボルト（40Ａ）を挿入し、アクスルハブ（10）側から突出した固定ボルト（40Ａ）のねじ部にナット（41）を締め付けることによって締結するようにしている。
【００１７】
アクスルハブ（10）と外方継手部材（20）はフェーススプラインにより相対回転しないようになっている。すなわち、アクスルハブ（10）の端面に形成したフェーススプライン（14）と外方継手部材（20）の端面に形成したフェーススプライン（26）とが噛み合ってトルクを伝達するのである。
【００１８】
また、アクスルハブ（10）と外方継手部材（20）とはインローによって嵌合する。すなわち、アクスルハブ（10）の環状凸縁（13）の内径と外方継手部材（20）の小径段部（28）の外径を適当なはめあいに設定して嵌合させる。これにより、複列のインナレース（33ａ，33ｂ）の芯出しがなされる。この芯出しは、複列のインナレース（33ａ，33ｂ）が別々の部材すなわちアクスルハブ（10）と外方継手部材（20）とに形成されていることから、車軸軸受（30）の良好な軸受性能を発揮させる上で重要な意義を有する。
【００１９】
図２に示す実施の形態は、複列のボール（34ａ，34ｂ）のうち、外方継手部材（20）に形成したインナレース（33ｂ）上を転動するボール（34ｂ）のピッチ円直径を大きくするとともにボール径を小さくしてボール数を増やしたものである。インナボード側のボール列は、ドライブシャフトからのトルクを受ける外方継手部材（20）上にあることから、アウタボード側に比べて荷重条件が厳しい。それゆえ、とりわけインナボード側の負荷容量を高めることが耐久性を向上させる上で有利である。
【００２０】
図３に示す実施の形態は、外方継手部材（20）の通り穴（24）に雌ねじを形成し、アクスルハブ（10）の通り穴（17）側から挿入した固定ボルト（40Ｂ）によってアクスルハブ（10）と外方継手部材（20）とを締結したものである。
【００２１】
図４に示す実施の形態は、先端部に雄ねじを切った軸部（40Ｃ）を外方継手部材（20）に設けてアクスルハブ（10）の通り穴（17）に挿入し、突き出した軸部（40Ｃ）の雄ねじにナット（41）を締め付けることによってアクスルハブ（10）と外方継手部材（20）とを締結したものである。ここでは、外方継手部材（20）の軸部（40Ｃ）は椀状のマウス部と一体的に形成されている。
【００２２】
図５に示す実施の形態では、外方継手部材（20）が椀状のマウス部と軸部（40Ｃ）とを備え、軸部（40Ｃ）の先端部に雄ねじを切った点は図４の場合と同様であるが、さらに、軸部（40Ｃ）にはめあい部（29ａ）とスプライン部（29ｂ）を形成し、はめあい部（29ａ）のマウス部側端部から半径方向に立ち上がった部分をアクスルハブ（10）に対する突合せ部（29ｃ）としている。この図５は、理解を容易にする目的で、中心線を境にして下半分に通常の断面を示し、上半分ではクロスハッチングにより熱硬化層および熱影響層を表したものである。なお、熱硬化層を目の詰まったクロスハッチングで表し、熱影響層を目の粗いクロスハッチングで表してある。図示のとおり、インナレース（33ｂ）から突合せ部（29ｃ）にかけて、外方継手部材（20）の表面に焼入れ硬化層（25）が形成され、かつ、その熱影響層が、ボール溝（22）の焼入れ硬化層（23）の熱影響層と連続している。
【００２３】
アクスルハブ（10）の通り穴（17）には、外方継手部材（20）のはめあい部（29ａ）およびスプライン部（29ｂ）とそれぞれ対応する軸方向位置に、はめあい部（17ｂ）およびスプライン部（17ｃ）が形成されている。そして、アクスルハブ（10）の通り穴（17）から突出した軸部（40Ｃ）の雄ねじ部にナット（41）を締め付けることによって、アクスルハブ（10）と外方継手部材（20）が分離可能に締結される。この場合、フェーススプライン（14, 26）に代えてはめあい部（17ｂ，29ａ）およびスプライン部（17ｃ，29ｂ）によりトルクの伝達が行なわれる。
【００２４】
外方継手部材（20）のマウス部内に、内方継手部材（50）、保持器（60）、トルク伝達ボール（70）を組み込んである。内方継手部材（50）はエンジンからの動力を伝達するドライブシャフト（図示省略）とスプライン結合するようになっており、外球面（51）の円周方向等分位置に外方継手部材（20）のボール溝（22）と対応するボール溝（52）を備えている。外方継手部材（20）のボール溝（22）と内方継手部材（50）のボール溝（52）との間にトルク伝達ボール（70）が介在して両者間でトルクを伝達する。各トルク伝達ボール（70）は保持器（60）のポケット（63）内に組み込んである。保持器（60）は内外球面（61，62）を有し、外方継手部材（20）の内球面（21）と内方継手部材（50）の外球面（51）との間に介在し、トルク伝達ボール（70）を継手二等分面上に配向せしめることによって継手の等速性を担保する役割を果たす。ここに述べた等速自在継手の基本的構成および作用に関してはすべての実施の形態に共通する。
【００２５】
図６に示す実施の形態は、アクスルハブ（10）と外方継手部材（20）に円形に配置した複数の貫通孔（17ａ，24ａ）を設け、外方継手部材（20）側から固定ボルト（40Ｄ）を挿入してアクスルハブ（10）から突き出した固定ボルト（40Ｄ）のねじ部にナット（42）を締め付けることにより、アクスルハブ（10）と外方継手部材（20）とを締結したものである。固定ボルト（40Ｄ）を通すための貫通孔（17ａ，24ａ）を円形に配置したことによって中心部を中空（17，24）にすることができる。その結果、軽量化のみならず車軸軸受（30）の放熱条件が改善される。この場合、中空にしたことに伴い、外方継手部材（20）の内部に充填されるグリースの漏洩を防ぐためのエンドプレート（43）を設ける。図示したエンドプレート（43）は固定ボルト（40Ｄ）のワッシャを兼ねている。なお、図７（Ａ）はアクスルハブ（10）および外方継手部材（20）の対向面に形成されたフェーススプラインの形状を示すが、図７（Ｂ）に示すように貫通孔（17ａ，24ａ）部分を避けた配置を採用することもできる。
【００２６】
図８に示す実施の形態は、円形に配置した複数の固定ボルト（40Ｅ）でアクスルハブ（10）と外方継手部材（20）とを締結した点で図６のものと類似しているが、ナットを使用せず、外方継手部材（20）の貫通孔（24ｂ）に雌ねじを形成し、固定ボルト（40Ｅ）をアクスルハブ（10）の貫通孔（17ａ）から挿入することによって締結するようにしたものである。この場合、固定ボルト（40Ｅ）を通すための複数の貫通孔を備えた環状のワッシャ（44）を使用している。また、ここでも中空にしたことに伴ってエンドプレート（45）を装着している。なお、アクスルハブ（10）の空洞部（16）にも外部から水や異物が浸入するのを防止するためのエンドプレート（46）を装着するのが好ましい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、アクスルハブ(10)と等速自在継手の外方継手部材(20)と車軸軸受(30)とをユニット化し、車軸軸受(30)の複列のインナレース(33a)(33b)のうちの少なくとも一方(33b)を外方継手部材(20)に形成したものにおいて、外方継手部材(20)のインナレース(33b)部の焼入れによる硬化層（25）と外方継手部材(20)のボール溝(22)の焼入れによる硬化層(23)とを、焼入れによる硬化層よりも硬度が低く未焼入れの母材よりも硬度が高いそれぞれの熱影響層によって連続させ、かつ、アクスルハブ (10) と外方継手部材 (20) の軸方向対向面にフェーススプライン (14)(26) を形成し、インナレース (33a)(33b) 部の焼入れ硬化層 (19)(25 ）とフェーススプライン (14)(26) 部の焼入れ硬化層 (15)(27) をつなげたものであるから、とりわけトルクが負荷される外方継手部材にとっては、内外の熱影響層がつながって剛性が高まり、疲労寿命が向上して耐久性が向上する。一方、剛性が高くなると外方継手部材を薄肉に形成でき、ユニットとしてコンパクトにできる。また、アクスルハブと外方継手部材の対向面にフェーススプラインを形成し、インナレース部の焼入れ硬化層とフェーススプライン部の焼入れ硬化層をつなげることにより、等速自在継手の外方継手部材およびアクスルハブの剛性がアップし、ユニット全体としての剛性もアップする。
【００２８】
請求項２の発明のように、外方継手部材とアクスルハブをインローにより嵌合させる構造を採用することにより、芯出しが容易になるばかりでなく、車軸軸受のすきま管理をも行なうことができる。
【００２９】
また、アクスルハブと外方継手部材とをフェーススプラインで嵌合させてボルトで締結する構造を採用したことにより、ユニット全体として軸方向の小型・コンパクト化が実現した。しかも、それに伴って軸受センターと等速自在継手センターをより近付けることができるため操縦安定性が向上するといった効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は車輪用軸受ユニットの縦断面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）はフェーススプライン部分の正面図である。
【図２】別の実施の形態を示す縦断面図である。
【図３】別の実施の形態を示す縦断面図である。
【図４】別の実施の形態を示す縦断面図である。
【図５】別の実施の形態を示す縦断面図である。
【図６】別の実施の形態を示す縦断面図である。
【図７】図５におけるフェーススプライン部の正面図である。
【図８】別の実施の形態を示す縦断面図である。
【図９】従来の技術を示す縦断面図である。
【符号の説明】
10 アクスルハブ
13 環状凸縁
14 フェーススプライン
15 フェーススプライン部の硬化層
19 インナレース部の硬化層
20 外方継手部材
22 ボール溝
23 ボール溝部の硬化層
25 インナレース部の硬化層
26 フェーススプライン
27 フェーススプライン部の硬化層
28 小径段部
30 車軸軸受
31 軸受外輪
32ａ，32ｂアウタレース
33ａインナレース（アウタボード側）
33ｂインナレース（インナボード側）
34ａ，34ｂ転動体（ボール）
50 内方継手部材
60 保持器
70 トルク伝達ボール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bearing unit for a driving wheel of an automobile, and more particularly to a wheel bearing unit in which an axle hub, an outer joint member of a constant velocity universal joint, and an axle bearing are unitized.
[0002]
[Prior art]
Since the power transmission system that transmits power from the engine of the automobile to the driving wheel needs to cope with angular displacement and axial displacement due to a change in the relative positional relationship between the engine and the wheel, for example, as shown in FIG. A drive shaft (1) is interposed between the engine side and the drive wheel side, one end of the drive shaft (1) is connected to the differential via a sliding constant velocity universal joint (J1), and the other end is fixed. It is connected to the drive wheel (2) via a mold constant velocity universal joint (J2). The axial displacement is absorbed by so-called plunging of the sliding type constant velocity universal joint (J1). In contrast, the fixed type constant velocity universal joint (J2) can only be angularly displaced.
[0003]
The fixed type constant velocity universal joint (J2) includes an inner joint member (4) attached to the other end of the drive shaft (1), an outer joint member (3) coupled to the axle hub (7), A plurality of torque transmitting balls (5) incorporated between the ball grooves of the inner joint member (4) and the outer joint member (3), the outer spherical surface of the inner joint member (4), and the outer joint member (3 The retainer (6) that is interposed between the inner spherical surface and the torque transmission ball is used as a main component. The axle hub (7) is rotatably supported by an axle bearing (8), and the wheel of the drive wheel (2) is fixed to the axle hub (7).
[0004]
The axle hub (7), the outer joint member (3) of the constant velocity universal joint (J2) and the axle bearing (8) are unitized to form a wheel bearing unit (H).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The axle bearing (8) is a double row rolling bearing and is fixed to the vehicle body via a knuckle (9), and one of the double row balls (8a, 8b) (8a) is located on the outer board side of the vehicle. The other (8b) is located on the inner board side of the vehicle. The ball row on the inner board side is affected by the heat from the outer joint member (3) of the constant velocity universal joint (J2) that receives rotational torque from the drive shaft (1), and is also in good heat dissipation because of the inner board side. Therefore, very severe load conditions are required.
[0006]
An object of the present invention is to increase the rigidity of a wheel bearing unit to improve durability and to reduce the size and size.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The wheel bearing unit of the present invention comprises an axle hub (10), an outer joint member (20) of a constant velocity universal joint, and an axle bearing (30) as a unit, and a double row inner race (33a) of the axle bearing (30). ) (33b) with at least one (33b) formed on the outer joint member (20), the hardened layer (25) by the quenching of the inner race (33b) portion of the outer joint member (20) and the outer The hardened layer (23) obtained by quenching the ball groove (22) of the joint member (20) is continuously provided by each heat-affected layer having a hardness lower than that of the hardened layer obtained by quenching and higher than that of the unquenched base material. In addition, a face spline is formed on the axially opposed surfaces of the axle hub and the outer joint member, and the hardened and hardened layer of the inner race part and the hardened and hardened layer of the face spline part are connected . As a result, for the outer joint member to which torque is applied, the hardened and hardened layers inside and outside are connected by the heat-affected layer, so that the rigidity is increased, the torsional fatigue life is improved, and the durability can be improved.
[0008]
The connect the quench hardened layer of hardened layer and the face spline portions of the Lee N'naresu portion is may be only about one of the outer joint member and the axle hub, since of course both so that each rigid if increases for More advantageous. Torque transmission between the outer joint member and the axle hub is performed by face spline portions formed on the respective end faces. Since torque is transmitted by the face spline in this way, when a large torque is applied during a sudden start or the like, relative displacement in the rotational direction does not occur between the constant velocity universal joint outer ring and the hub, and abnormal noise is generated. It is also useful for prevention.
[0009]
The invention of claim 2 is further characterized in that the axle hub and the outer joint member are fastened so as to be separable in a state of being fitted by a spigot. Since the outer joint member and the axle hub are provided with double rows of inner races on the outer peripheral surfaces of the outer joint members, the centering of both greatly affects the performance and life of the axle bearing. By aligning the axle hub with the inlay, centering is easily performed. For example, such an inlay portion is provided with a small-diameter step portion on the outer peripheral surface of the end portion of the outer joint member, while an annular convex edge is provided on the end surface of the axle hub, and the outer diameter of the small-diameter step portion and the inner diameter of the annular convex edge. Are set to an appropriate fit. Of course, the opposite configuration, that is, the outer joint member may be provided with an annular convex edge and the axle hub may be provided with a small-diameter stepped portion. Furthermore, since one of the double row inner races is formed on the outer joint member and the other is formed on the axle hub, the axial dimension between the inner races varies depending on the axial dimension of the annular convex edge. Accordingly, the clearance of the axle bearing can be managed by adjusting the axial dimension of the annular convex edge.
[0010]
Also, by fastening the outer joint member and the axle hub in a separable manner, components such as the outer joint member, axle hub, and axle bearing can be replaced independently of each other. Economical. As a means for fastening in such a manner as to be separable, screw fastening can be used. In addition to fastening with one axial fixing bolt, a plurality of fixing bolts may be arranged in a circle. Further, as in the invention of claim 3 , the outer joint member and the axle hub can be connected by fitting and splines.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
[0012]
First, the wheel bearing unit shown in FIG. 1 includes an axle hub (10), an outer joint member (20) of a constant velocity universal joint, and an axle bearing (30) as main components. 1A and 1B are cross-sectional views, but in order to facilitate understanding, the hatching representing the cross-section is omitted, the hardened layer by quenching is represented by hatching, and the heat-affected layer is represented by cross-hatching. is there.
[0013]
The axle hub (10) includes a flange (11), and a hub bolt (12) for fixing the wheel to the circumferentially equidistant position of the flange (11) is attached. At the end of the axle hub (10) on the outer joint member side, an annular convex edge (13) is formed on the outer peripheral portion, and a face spline (14) is formed on the end surface. A hardened layer (15) is formed on the face spline portion by induction hardening or the like. The axle hub (10) has a hollow portion (16) that opens to the end face on the side opposite to the outer joint member, and a through hole (17) that penetrates in the axial direction is provided in the center of the axle hub (10). The end of the hole (17) on the side opposite to the outer joint member is connected to the cavity (16) through a counterbore (18). One (33a) of the double row inner races is formed on the outer peripheral surface of the axle hub (10). A hardened layer (19) is formed on the inner race portion by induction hardening or the like. The hatched area in the figure represents the hardened layer. As is clear from the figure, the hardened layer (19) in the inner race part is connected to the hardened layer (15) in the face spline part.
[0014]
The outer joint member (20) has a generally bowl shape, and has ball grooves (22) extending in the axial direction at equal circumferential positions on the inner spherical surface (21). The ball groove (22) is for rolling the torque transmitting ball, and a hardened layer (23) is formed by induction hardening or the like. The narrow shaded area in the figure represents the quench hardened layer (23). A through hole (24) penetrating in the axial direction is provided at the center of the outer joint member (20). One (33b) of the double row inner races of the axle bearing (30) is formed on the outer peripheral surface of the outer joint member (20). The inner race portion also has a hardened layer (25) formed by induction hardening or the like, and the wide hatched area represents the hardened and hardened layer (25). The cross-hatching region represents a portion where the heat-affected layer by quenching the inner race portion and the heat-affected layer by quenching the ball groove portion are connected. A face spline (26) is formed on the end face of the outer joint member (20) on the axle hub (10) side. The face spline portion also has a hardened layer (27) formed by induction hardening or the like, and as shown in the figure, the hardened layer (25) of the inner race portion and the hardened layer (27) of the face spline portion are connected. A small diameter step (28) is formed at the end of the outer joint member (20) on the axle hub (10) side.
[0015]
The axle bearing (30) includes a bearing outer ring (31) having a double row outer race (32a, 32b), a double row inner race (33a, 33b), and a double row rolling element (34a, 34b). Is done. As described above, one (33a) of the double-row inner races (33a, 33b) is formed on the axle hub (10), and the other (33b) is formed on the outer joint member (20). The bearing outer ring (31) is fixed to the vehicle body by a flange (35). As shown in the figure, the bearing load capacity is large due to the angular ball bearing structure.
[0016]
The connecting structure between the axle hub (10) and the outer joint member (20) is the outer joint member (20) in the through hole (17) of the axle hub (10) and the through hole (24) of the outer joint member (20). The fixing bolt (40A) is inserted from the side, and the nut (41) is tightened to the threaded portion of the fixing bolt (40A) protruding from the axle hub (10) side.
[0017]
The axle hub (10) and the outer joint member (20) are prevented from rotating relative to each other by the face spline. That is, the face spline (14) formed on the end face of the axle hub (10) and the face spline (26) formed on the end face of the outer joint member (20) mesh with each other to transmit torque.
[0018]
Further, the axle hub (10) and the outer joint member (20) are fitted by a spigot. That is, the inner diameter of the annular convex edge (13) of the axle hub (10) and the outer diameter of the small-diameter step portion (28) of the outer joint member (20) are set to an appropriate fit and fitted. Thereby, the centering of the double row inner races (33a, 33b) is performed. This centering is a good bearing of the axle bearing (30) because the double row inner races (33a, 33b) are formed on separate members, namely the axle hub (10) and the outer joint member (20). It has an important significance in demonstrating performance.
[0019]
In the embodiment shown in FIG. 2, the pitch circle diameter of the balls (34b) rolling on the inner race (33b) formed on the outer joint member (20) among the double rows of balls (34a, 34b) is set. The number of balls is increased by increasing the ball diameter and decreasing the ball diameter. Since the ball array on the inner board side is on the outer joint member (20) that receives torque from the drive shaft, the load condition is severer than that on the outer board side. Therefore, in particular, increasing the load capacity on the inner board side is advantageous in improving durability.
[0020]
In the embodiment shown in FIG. 3, an internal thread is formed in the passage hole (24) of the outer joint member (20), and the axle hub (40B) is inserted from the passage hole (17) side of the axle hub (10). 10) and the outer joint member (20) are fastened together.
[0021]
In the embodiment shown in FIG. 4, the shaft portion (40C) having a male thread cut at the tip portion is provided on the outer joint member (20) and inserted into the through hole (17) of the axle hub (10) and protruded. The axle hub (10) and the outer joint member (20) are fastened by tightening the nut (41) to the male screw of (40C). Here, the shaft part (40C) of the outer joint member (20) is formed integrally with the bowl-shaped mouse part.
[0022]
In the embodiment shown in FIG. 5, the outer joint member (20) is provided with a bowl-shaped mouth portion and a shaft portion (40C), and the male screw is cut at the tip portion of the shaft portion (40C) in FIG. As in the case, a fitting portion (29a) and a spline portion (29b) are further formed on the shaft portion (40C), and the portion of the fitting portion (29a) rising in the radial direction from the end on the mouse side is the axle hub. The butt portion (29c) for (10). For the purpose of facilitating understanding, FIG. 5 shows a normal cross section in the lower half with the center line as a boundary, and the upper half shows a thermosetting layer and a heat-affected layer by cross-hatching. The thermosetting layer is represented by clogged cross hatching, and the heat-affected layer is represented by rough cross hatching. As shown in the figure, a hardened and hardened layer (25) is formed on the surface of the outer joint member (20) from the inner race (33b) to the butting portion (29c), and the heat-affected layer is formed into a ball groove (22). It is continuous with the heat-affected layer of the quench-hardened layer (23).
[0023]
In the through hole (17) of the axle hub (10), the fitting part (17b) and the spline part (17b) are disposed at axial positions respectively corresponding to the fitting part (29a) and the spline part (29b) of the outer joint member (20). 17c) is formed. Then, the axle hub (10) and the outer joint member (20) are fastened in a separable manner by tightening the nut (41) to the male screw part of the shaft part (40C) protruding from the through hole (17) through the axle hub (10). Is done. In this case, torque is transmitted by the fitting portions (17b, 29a) and the spline portions (17c, 29b) instead of the face splines (14, 26).
[0024]
An inner joint member (50), a cage (60), and a torque transmission ball (70) are incorporated in the mouth portion of the outer joint member (20). The inner joint member (50) is spline-coupled to a drive shaft (not shown) for transmitting power from the engine, and the outer joint member (20 ) And a corresponding ball groove (52). A torque transmitting ball (70) is interposed between the ball groove (22) of the outer joint member (20) and the ball groove (52) of the inner joint member (50) to transmit torque therebetween. Each torque transmitting ball (70) is incorporated in a pocket (63) of the cage (60). The cage (60) has inner and outer spherical surfaces (61, 62) and is interposed between the inner spherical surface (21) of the outer joint member (20) and the outer spherical surface (51) of the inner joint member (50). The torque transmission ball (70) is orientated on the joint bisector and plays a role of ensuring the uniform velocity of the joint. The basic configuration and operation of the constant velocity universal joint described here are common to all the embodiments.
[0025]
In the embodiment shown in FIG. 6, the axle hub (10) and the outer joint member (20) are provided with a plurality of through holes (17a, 24a) arranged in a circle, and the fixing bolt (from the outer joint member (20) side) 40D) is inserted, and the axle hub (10) and the outer joint member (20) are fastened by tightening the nut (42) to the threaded portion of the fixing bolt (40D) protruding from the axle hub (10). . By arranging the through holes (17a, 24a) for passing the fixing bolts (40D) in a circular shape, the center portion can be made hollow (17, 24). As a result, not only the weight reduction but also the heat dissipation condition of the axle bearing (30) is improved. In this case, an end plate (43) for preventing leakage of grease filled in the outer joint member (20) is provided along with the hollowing. The illustrated end plate (43) also serves as a washer for the fixing bolt (40D). 7A shows the shape of the face spline formed on the opposing surfaces of the axle hub (10) and the outer joint member (20). As shown in FIG. 7B, the through holes (17a, 24a ) It is also possible to adopt an arrangement that avoids the part.
[0026]
The embodiment shown in FIG. 8 is similar to that of FIG. 6 in that the axle hub (10) and the outer joint member (20) are fastened by a plurality of fixing bolts (40E) arranged in a circle. Without using a nut, a female screw is formed in the through hole (24b) of the outer joint member (20), and the fixing bolt (40E) is inserted through the through hole (17a) of the axle hub (10) to be fastened. It is a thing. In this case, an annular washer (44) having a plurality of through holes for passing the fixing bolt (40E) is used. Also here, the end plate (45) is attached in accordance with the hollowing. In addition, it is preferable to attach an end plate (46) for preventing water and foreign matter from entering the cavity (16) of the axle hub (10) from the outside.
[0027]
【The invention's effect】
As described above, the present invention unitizes the axle hub (10), the outer joint member (20) of the constant velocity universal joint, and the axle bearing (30) to form a double row inner race of the axle bearing (30) ( 33a) (33b) in which at least one (33b) is formed on the outer joint member (20), a hardened layer (25) formed by quenching the inner race (33b) portion of the outer joint member (20); The hardened layer (23) obtained by quenching the ball groove (22) of the outer joint member (20) is continuously formed by each heat-affected layer having a hardness lower than that of the hardened layer by quenching and higher than that of the unquenched base material. And a face spline (14) (26) is formed on the axially opposed surfaces of the axle hub (10) and the outer joint member (20) , and the hardened hardened layer (19) of the inner race (33a) (33b) portion. (25) because it is a concatenation of the face splines (14) (26) portion quench hardened layer (15) (27), especially the outer joint member in which the torque is loaded Taken, the increased rigidity led the inside and outside of the heat-affected layer, durability is improved to improve the fatigue life. On the other hand, when the rigidity is increased, the outer joint member can be formed thin, and the unit can be made compact. Further , by forming a face spline on the opposing surface of the axle hub and the outer joint member and connecting the hardened hardened layer of the inner race part and the hardened hardened layer of the face spline part, the outer joint member of the constant velocity universal joint and the axle hub The rigidity is improved and the rigidity of the entire unit is also improved.
[0028]
By adopting a structure in which the outer joint member and the axle hub are fitted with an inlay as in the second aspect of the invention, not only centering is facilitated, but also the clearance of the axle bearing can be managed.
[0029]
In addition, by adopting a structure in which the axle hub and the outer joint member are fitted with face splines and fastened with bolts, the unit as a whole has been reduced in size and size in the axial direction. In addition, the bearing center and the constant velocity universal joint center can be brought closer to each other, so that an effect of improving the steering stability can be obtained.
[Brief description of the drawings]
1A is a longitudinal sectional view of a wheel bearing unit, FIG. 1B is a sectional view taken along the line BB, and FIG. 1C is a front view of a face spline portion;
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing another embodiment.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing another embodiment.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing another embodiment.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing another embodiment.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing another embodiment.
7 is a front view of the face spline part in FIG. 5. FIG.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing another embodiment.
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a conventional technique.
[Explanation of symbols]
10 Axle hub
13 Annular convex edge
14 Face spline
15 Hardened layer of face spline
19 Hardened layer of inner race
20 Outer joint member
22 Ball groove
23 Hardened layer of ball groove
25 Hardened layer of inner race
26 Face Spline
27 Hardened layer of face spline
28 Small diameter step
30 Axle bearing
31 Bearing outer ring
32a, 32b Outer race
33a Inner race (outer board side)
33b Inner race (inner board side)
34a, 34b Rolling elements (balls)
50 Inner joint member
60 Cage
70 Torque transmission ball

Claims

Axle hub (10), outer joint member (20) of constant velocity universal joint and axle bearing (30) are unitized, and at least one of double row inner races (33a) (33b) of axle bearing (30) (33b) formed on the outer joint member (20), the hardened layer (25) by quenching the inner race (33b) portion of the outer joint member (20) and the ball groove of the outer joint member (20) and a hardened layer by quenching (22) (23) was continuously by each high hardness of the heat-affected layer than the base material of the unhardened lower hardness than the cured layer by quenching and outer and axle hub (10) Face splines (14) and (26) are formed on the axially opposing surfaces of the joint member (20) , and the hardened hardened layers (19) and (25 ) and the face splines (14) of the inner races (33a) and (33b) are formed. A bearing unit for a wheel characterized by connecting the hardened and hardened layers (15) and (27) of 26) .

The wheel bearing unit according to claim 1, wherein the axle hub (10) and the outer joint member (20) are fastened so as to be separable in a state of being fitted with a spigot.

The outer joint member (20) is provided with a bowl-shaped mouth portion and a shaft portion (40C), and the shaft portion (40C) and the axle hub (10) are connected by fitting (29a) and a spline (29b). The wheel bearing unit according to claim 1.