JP2007186109A - Bearing device for wheel and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、軽量・コンパクト化を図ると共に、強度・耐久性を向上させた車輪用軸受装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a wheel bearing device that rotatably supports a wheel of an automobile or the like, and more particularly, to a wheel bearing device that is reduced in weight and size and improved in strength and durability, and a manufacturing method thereof.
自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置は、第1世代と称される複列の転がり軸受を単独に使用する構造から、外方部材に車体取付フランジを一体に有する第2世代に進化し、さらに、車輪取付フランジを一体に有するハブ輪の外周に複列の転がり軸受の一方の内側転走面が一体に形成された第3世代、さらにはこのハブ輪に等速自在継手が一体化され、この等速自在継手を構成する外側継手部材の外周に複列の転がり軸受の他方の内側転走面が一体に形成された第4世代のものまで開発されている。 The wheel bearing device for rotatably supporting the wheel of an automobile or the like is a second generation having a body mounting flange integrally with an outer member from a structure in which a double row rolling bearing called a first generation is used independently. In addition, the third generation in which one inner rolling surface of the double row rolling bearing is integrally formed on the outer periphery of the hub ring integrally having the wheel mounting flange, and further, the constant velocity universal joint is provided on the hub ring. Have been developed to the fourth generation in which the other inner rolling surface of the double row rolling bearing is integrally formed on the outer periphery of the outer joint member constituting the constant velocity universal joint.
図4に示す車輪用軸受装置は第4世代構造の代表的な一例である。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。
この車輪用軸受装置は、ハブ輪51と複列の転がり軸受52および等速自在継手53をユニット化して構成されている。ハブ輪51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54を一体に有し、その円周等配位置にハブボルト56が植設されている。また、ハブ輪51の内周面には凹凸部55が形成され、高周波焼入れによって表面硬さを54〜64HRCの範囲に硬化層が形成されている。
The wheel bearing device shown in FIG. 4 is a typical example of a fourth generation structure. In the following description, the side closer to the outer side of the vehicle in a state assembled to the vehicle is referred to as the outer side (left side in the drawing), and the side closer to the center is referred to as the inner side (right side in the drawing).
This wheel bearing device is constituted by unitizing a
複列の転がり軸受52は、外方部材57と内方部材58と複列のボール59、59とを備えている。外方部材57は、外周に懸架装置(図示せず)に取り付けるための車体取付フランジ57bを一体に有し、内周には複列の外側転走面57a、57aが形成されている。一方、内方部材58は、ハブ輪51と、このハブ輪51の小径段部51bに突き合せ状態に内嵌された外側継手部材63とからなる。
The double-row rolling bearing 52 includes an
ハブ輪51と外側継手部材63の外周には、外方部材57に形成された複列の外側転走面57a、57aに対向する内側転走面51a、63aがそれぞれ形成されている。そして、複列のボール59、59がこれら転走面57a、51aと57a、63a間にそれぞれ収容され、保持器60、60で転動自在に保持されている。また、複列の転がり軸受52の端部にはシール61、62が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部からの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。
Inner
等速自在継手53は、外側継手部材63と継手内輪64とケージ65およびトルク伝達ボール66とを備えている。外側継手部材63は、カップ状のマウス部67と、このマウス部67の底部をなす肩部68と、この肩部68から軸方向に延びる中空の軸部69を有している。この軸部69の外周には、ハブ輪51の小径段部51bに内嵌されるインロウ部69aと、このインロウ部69aからさらに軸方向に延びる嵌合部69bが形成されている。そして、外側継手部材63の軸部69をハブ輪51に内嵌すると共に、軸部69の内径にマンドレル等の拡径治具を押し込んで嵌合部69bを拡径し、嵌合部69bをハブ輪51の凹凸部55に食い込ませて加締め、ハブ輪51と外側継手部材63とが一体に塑性結合されている。こうした構成により、軽量・コンパクト化を達成すると共に、長期間に亘って結合部に緩みのない車輪用軸受装置を提供することができる。
このような従来の車輪用軸受装置は、塑性結合によってハブ輪51と外側継手部材63が一体化されているので、長期間に亘って結合部の緩みが防止され、予圧量を所定値に維持することができる特徴を備えている。然しながら、近年、車両の燃費向上とばね下重量軽量化による運動性能向上のため、さらなる軽量化が求められている。また、大きなモーメント荷重等が負荷されても充分な強度・耐久性を発揮すると共に、安定した走行のために軸受剛性を高めることが望まれる。したがって、こうした従来の車輪用軸受装置において、車両の燃費向上やばね下重量軽量化による運動性能の向上のために軽量・コンパクト化を図りつつ、さらに強度・耐久性の向上を図った車輪用軸受装置が望まれている。
In such a conventional wheel bearing device, since the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軽量・コンパクト化を図ると共に、強度・耐久性を向上させた車輪用軸受装置およびその製造方法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 an object of the present invention is to provide a wheel bearing device and a method for manufacturing the same that are reduced in weight and size and improved in strength and durability.
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、前記複列の転がり軸受が、外周に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と、この内側転走面から軸方向に延び、前記ハブ輪に内嵌される軸部が一体に形成された前記等速自在継手を構成する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を備え、前記軸部を塑性変形させて前記ハブ輪に加締ることにより前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された車輪用軸受装置において、前記ハブ輪の内側転走面から小径段部に亙る外周面と、前記小径段部の内周面に、高周波焼入れにより所定の硬化層が形成されると共に、これら硬化層の深さが当該小径段部の肉厚よりも小さく設定されている。 In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 of 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 the double row rolling device. The bearing has a body mounting flange integrally on the outer periphery, an outer member having a double row outer raceway formed on the inner periphery, a wheel mounting flange on one end, and the double row on the outer periphery. One inner rolling surface facing the outer rolling surface of the inner ring, a hub wheel formed with a cylindrical small-diameter stepped portion extending in the axial direction from the inner rolling surface, and the outer circumferential rolling surface of the double row on the outer periphery The other inner rolling surface opposite to the inner rolling surface, and the outer joint member constituting the constant velocity universal joint integrally formed with the shaft portion extending in an axial direction from the inner rolling surface and fitted into the hub wheel. An inner member, and a plurality of the inner member and the outer member. A wheel bearing device in which the hub ring and the outer joint member are integrally plastically coupled by plastically deforming the shaft portion and crimping on the hub ring. A predetermined hardened layer is formed by induction hardening on the outer peripheral surface extending from the rolling surface to the small diameter step portion and the inner peripheral surface of the small diameter step portion, and the depth of these hardened layers is the thickness of the small diameter step portion. Is set smaller than.
このように、ハブ輪と等速自在継手を構成する外側継手部材とが塑性結合によりユニット化された第4世代構造の車輪用軸受装置において、ハブ輪の内側転走面から小径段部に亙る外周面と、小径段部の内周面に、高周波焼入れにより所定の硬化層が形成されると共に、これら硬化層の深さが当該小径段部の肉厚よりも小さく設定されているので、硬化層が小径段部を焼抜けすることがない。これにより、軽量・コンパクト化を図ると共に、小径段部の耐摩耗性だけでなく、ハブ輪の強度・耐久性が向上する。 Thus, in the wheel bearing device of the fourth generation structure in which the hub wheel and the outer joint member constituting the constant velocity universal joint are unitized by plastic coupling, the hub wheel extends from the inner rolling surface of the hub wheel to the small diameter step portion. A predetermined hardened layer is formed by induction hardening on the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the small diameter step portion, and the depth of these hardened layers is set to be smaller than the thickness of the small diameter step portion. The layer does not burn through the small diameter step. As a result, the weight and size of the hub wheel are reduced, and not only the wear resistance of the small diameter step portion but also the strength and durability of the hub wheel are improved.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記ハブ輪の内周に高周波焼入れにより硬化した凹凸部が形成され、前記軸部の嵌合部を拡径させて当該凹凸部に食い込ませることにより、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合されていれば、軽量・コンパクト化を図ることができると共に、ナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がなく、結合部の緩みを防止し、長期間に亘って予圧量を維持することができる。 Preferably, as in the invention described in claim 2, an uneven portion hardened by induction hardening is formed on the inner periphery of the hub wheel, and the fitting portion of the shaft portion is expanded in diameter so as to bite into the uneven portion. As a result, if the hub wheel and the outer joint member are integrally plastically coupled, it is possible to reduce the weight and size, and it is not necessary to control the preload by tightening firmly with a nut or the like. The preload amount can be maintained over a long period of time.
また、本発明のうち請求項3に記載の方法発明は、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の製造方法であって、前記複列の転がり軸受が、外周に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と、この内側転走面から軸方向に延び、前記ハブ輪に内嵌される軸部が一体に形成された前記等速自在継手を構成する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を備え、前記軸部を塑性変形させて前記ハブ輪に加締ることにより前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合される車輪用軸受装置の製造方法において、前記小径段部に加熱用のコイルが内挿され、その内周面に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成されると共に、当該小径段部に冷却水を還流させて前記内周面を冷却した状態で、前記ハブ輪の内側転走面から小径段部に亙る外周面に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成される。
A method invention according to
このように、ハブ輪の小径段部に加熱用のコイルが内挿され、その内周面に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成されると共に、当該小径段部に冷却水を還流させて内周面を冷却した状態で、ハブ輪の内側転走面から小径段部に亙る外周面に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成されるので、所定の硬化層深さに制御することができ、硬化層が小径段部を焼抜けするのを効果的に防止することができる。 Thus, the heating coil is inserted into the small-diameter step portion of the hub wheel, a predetermined hardened layer is formed on the inner peripheral surface thereof by induction hardening, and the cooling water is circulated to the small-diameter step portion to return to the inside. In a state where the peripheral surface is cooled, a predetermined hardened layer is formed by induction hardening on the outer peripheral surface extending from the inner rolling surface of the hub wheel to the small-diameter stepped portion, so that it can be controlled to a predetermined hardened layer depth, It can prevent effectively that a hardened layer burns out a small diameter step part.
また、請求項4記載の発明は、前記ハブ輪が、前記車輪取付フランジを介して回転治具に位置決めされた状態で縦方向に載置されると共に、前記小径段部の端面に蓋部材をなす閉塞用治具が装着され、前記冷却水が前記ハブ輪の下方から導入されれば、冷却水は、上方から下方へという流路を辿るよりも、冷却水の通過速度を制御することができ、内周面を効果的に冷却することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, the hub wheel is placed in the vertical direction while being positioned on the rotating jig via the wheel mounting flange, and a lid member is provided on the end surface of the small diameter step portion. When a closing jig is installed and the cooling water is introduced from below the hub wheel, the cooling water can control the passage speed of the cooling water rather than following the flow path from the top to the bottom. And the inner peripheral surface can be effectively cooled.
また、請求項5に記載の発明のように、前記焼入れ工程後に、前記加熱用のコイルを前記ハブ輪に嵌挿して焼戻しが行われていれば、焼入れによる脆性が改善されると共に、硬化層が所定の表面硬さに調整することができる。
Further, as in the invention according to
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、前記複列の転がり軸受が、外周に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と、この内側転走面から軸方向に延び、前記ハブ輪に内嵌される軸部が一体に形成された前記等速自在継手を構成する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を備え、前記軸部を塑性変形させて前記ハブ輪に加締ることにより前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された車輪用軸受装置において、前記ハブ輪の内側転走面から小径段部に亙る外周面と、前記小径段部の内周面に高周波焼入れにより所定の硬化層が形成されると共に、これら硬化層の深さが当該小径段部の肉厚よりも小さく設定されているので、硬化層が小径段部を焼抜けすることがない。これにより、軽量・コンパクト化を図ると共に、小径段部の耐摩耗性だけでなく、ハブ輪の強度・耐久性が向上する。 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 the double row rolling bearing has a vehicle body mounting flange on an outer periphery. An outer member integrally formed with a double row outer rolling surface formed on the inner periphery, and a wheel mounting flange integrally formed at one end and facing the double row outer rolling surface on the outer periphery. An inner rolling surface, a hub wheel formed with a cylindrical small-diameter stepped portion extending in the axial direction from the inner rolling surface, and the other inner rolling surface opposite to the double-row outer rolling surface on the outer periphery. An inner member made of an outer joint member that extends in the axial direction from the inner rolling surface and forms the constant velocity universal joint integrally formed with a shaft portion fitted into the hub wheel, A double row rolling element housed in a freely rollable manner between both rolling surfaces of the member and the outer member, and the shaft In the wheel bearing device in which the hub wheel and the outer joint member are integrally plastically joined by plastic deformation of the hub wheel and the outer ring member extends from the inner rolling surface of the hub wheel to the small diameter step portion. A predetermined hardened layer is formed by induction hardening on the surface and the inner peripheral surface of the small diameter step portion, and the depth of the hardened layer is set smaller than the thickness of the small diameter step portion. Does not burn through the small diameter step. As a result, the weight and size of the hub wheel are reduced, and not only the wear resistance of the small diameter step portion but also the strength and durability of the hub wheel are improved.
また、本発明に係る車輪用軸受装置の製造方法は、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の製造方法であって、前記複列の転がり軸受が、外周に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と、この内側転走面から軸方向に延び、前記ハブ輪に内嵌される軸部が一体に形成された前記等速自在継手を構成する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を備え、前記軸部を塑性変形させて前記ハブ輪に加締ることにより前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合される車輪用軸受装置の製造方法において、前記小径段部に加熱用のコイルが内挿され、その内周面に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成されると共に、当該小径段部に冷却水を還流させて前記内周面を冷却した状態で、前記ハブ輪の内側転走面から小径段部に亙る外周面に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成されるので、所定の硬化層深さに制御することができ、硬化層が小径段部を焼抜けするのを効果的に防止することができる。 The wheel bearing device manufacturing method according to the present invention is a wheel bearing device manufacturing method in which a hub wheel, a double row rolling bearing, and a constant velocity universal joint are unitized, and the double row rolling bearing. Has a body mounting flange integrally on the outer periphery, an outer member having a double row outer raceway formed on the inner periphery, a wheel mounting flange integrally on one end, and the double row on the outer periphery. One inner rolling surface facing the outer rolling surface, a hub wheel formed with a cylindrical small-diameter step extending in the axial direction from the inner rolling surface, and the outer circumferential surface of the double row on the outer periphery The other inner rolling surface which opposes, and the outer joint member which comprises the said constant velocity universal joint which extended in the axial direction from this inner rolling surface, and was integrally formed by the shaft part fitted in the said hub ring. An inner member, and a plurality of the inner member and the outer member that are accommodated so as to roll between the rolling surfaces of the inner member and the outer member. In the manufacturing method of a wheel bearing device, wherein the hub ring and the outer joint member are integrally plastically coupled by plastically deforming the shaft portion and crimping on the hub ring. A heating coil is inserted into the stepped portion, and a predetermined hardened layer is formed on the inner peripheral surface thereof by induction hardening, and cooling water is circulated to the small diameter stepped portion to cool the inner peripheral surface. Since the predetermined hardened layer is formed by induction hardening on the outer peripheral surface extending from the inner rolling surface of the hub wheel to the small diameter stepped portion, the predetermined hardened layer depth can be controlled, and the hardened layer is reduced to the small diameter stepped portion. Can be effectively prevented from being burned out.
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の製造方法であって、前記複列の転がり軸受が、外周に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と、この内側転走面から軸方向に延び、前記ハブ輪に内嵌される軸部が一体に形成された前記等速自在継手を構成する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ボールとを備え、前記ハブ輪の内周に硬化した凹凸部が形成されると共に、前記軸部の嵌合部を拡径させて当該凹凸部に食い込ませて加締めることにより、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合される車輪用軸受装置の製造方法において、前記小径段部に加熱用のコイルが内挿され、その内周面に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成されると共に、当該小径段部に冷却水を下方から導入して還流させて前記内周面を冷却した状態で、前記ハブ輪の内側転走面から小径段部に亙る外周面に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成される。 A manufacturing method of a wheel bearing device in which a hub wheel, a double row rolling bearing and a constant velocity universal joint are unitized, wherein the double row rolling bearing has a vehicle body mounting flange integrally on an outer periphery, An outer member on which a double row outer rolling surface is formed, a wheel mounting flange integrally formed at one end, and one inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery; A hub wheel formed with a cylindrical small-diameter stepped portion extending in the axial direction from the inner rolling surface, the other inner rolling surface facing the double-row outer rolling surface on the outer periphery, and the inner rolling surface An inner member made of an outer joint member that constitutes the constant velocity universal joint that extends in the axial direction from and is integrally formed with a shaft portion that is fitted into the hub wheel, and the inner member and the outer member. And a double row of balls accommodated between the rolling surfaces so as to roll freely, and hardened on the inner periphery of the hub wheel. A wheel bearing in which a convex portion is formed and the hub wheel and the outer joint member are integrally plastically bonded by expanding the diameter of the fitting portion of the shaft portion and biting into the uneven portion. In the method for manufacturing the apparatus, a heating coil is inserted into the small diameter step portion, a predetermined hardened layer is formed on the inner peripheral surface thereof by induction hardening, and cooling water is introduced into the small diameter step portion from below. In a state where the inner peripheral surface is cooled by being refluxed, a predetermined hardened layer is formed by induction hardening on the outer peripheral surface extending from the inner rolling surface of the hub wheel to the small diameter step portion.
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(a)は、図1のハブ輪を示す縦断面図、(b)は、他のハブ輪を示す縦断面図、図3は、ハブ輪の熱処理方法を示す説明図である。
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, FIG. 2 (a) is a longitudinal sectional view showing a hub wheel of FIG. 1, and FIG. 1 (b) is another hub wheel. FIG. 3 is an explanatory view showing a heat treatment method for the hub wheel.
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とがユニット化して構成されている。複列の転がり軸受2は、外方部材4と内方部材5と複列の転動体(ボール)6、6とを備えている。内方部材5は、ハブ輪1と、このハブ輪1に内嵌された外側継手部材14とからなる。
In this wheel bearing device, a hub wheel 1, a double row rolling bearing 2 and a constant velocity
外方部材4は、S53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中炭素鋼からなり、外周に車体(図示せず)に取り付けるための車体取付フランジ4bを一体に有し、内周に複列の外側転走面4a、4aが形成されている。この複列の外側転走面4a、4aは、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
一方、ハブ輪1はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中炭素鋼からなり、アウター側の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ7を一体に有し、この車輪取付フランジ7の周方向等配には複数のハブボルト8が植設されている。また、ハブ輪1の外周には、外方部材4の内周に形成された複列の外側転走面4a、4a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。
On the other hand, the hub wheel 1 is made of medium carbon steel containing 0.40 to 0.80 wt% of carbon such as S53C, and integrally has a
ハブ輪1の内周には凹凸部12が形成され、熱処理によって表面硬さを54〜64HRCの範囲に硬化層が形成されている。熱処理としては、局部加熱ができ、硬化層深さの設定が比較的容易にできる高周波誘導加熱による焼入れが好適である。なお、凹凸部12はアヤメローレット状に形成され、旋削等により独立して形成された複数の環状溝と、ブローチ加工等により形成された複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝、あるいは、互いに傾斜した螺旋溝で構成した交叉溝からなる。また、凹凸部12の凸部は良好な食い込み性を確保するために、その先端部が三角形状等の尖塔形状に形成されている。
Concave and
等速自在継手3は、外側継手部材14と継手内輪15、ケージ16およびトルク伝達ボール17を備えている。この外側継手部材14はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中炭素鋼からなり、カップ状のマウス部18と、このマウス部18の底部をなす肩部19と、この肩部19から軸方向に延びる円筒状の軸部20が一体に形成されている。この軸部20には、ハブ輪1の小径段部1bに所定の径方向すきまを介して円筒嵌合するインロウ部20aと、このインロウ部20aの端部に嵌合部20bがそれぞれ形成されている。
The constant velocity
マウス部18の内周には軸方向に延びる曲線状のトラック溝18aが形成されると共に、継手内輪15の外周には、このトラック溝18aに対応するトラック溝15aが形成されている。また、肩部19の外周には、前記複列の外側転走面4a、4aに対向する他方(インナー側)の内側転走面14aが形成されている。そして、トラック溝18aをはじめ、インナー側のシール11が装着される外周面から内側転走面14aおよび軸部20に亙って高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化層が形成されている。ここで、嵌合部20bは鍛造後の生のままとされている。
A
外方部材4の複列の外側転走面4a、4aと、これらに対向する内方部材5の複列の内側転走面1a、14a間には複列の転動体6、6が収容され、保持器9、9によって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シール10、11が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から軸受内部に雨水やダスト等が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のアンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず、例えば、円すいころを用いた複列の円すいころ軸受であっても良い。
Double-
ハブ輪1と外側継手部材14との結合は、まず、ハブ輪1の小径段部1bの端面に外側継手部材14の肩部19が衝合され、突合せ状態になるまでハブ輪1に軸部20が内嵌される。そして、この軸部20における嵌合部20bの内径にマンドレル等の拡径治具を押し込んで嵌合部20bを拡径し、この嵌合部20bをハブ輪1の凹凸部12に食い込ませて加締めることにより、ハブ輪1と外側継手部材14とが一体に塑性結合されている。これにより、従来のようにナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がないため、軽量・コンパクト化を図ることができると共に、ハブ輪1の強度・耐久性を向上させ、結合部の緩みを防止して長期間その予圧量を維持することができる。なお、中空の軸部20にはエンドキャップ13aが装着され、マウス部18内に封入されたグリースが外部に漏洩するのを防止している。また、ハブ輪1の開口端部にもエンドキャップ13bが装着され、塑性結合部に雨水等が浸入しその部位が発錆するのを防止している。
The hub wheel 1 and the outer
なお、ハブ輪1と外側継手部材14とを塑性結合する手段として例示した構成以外にも、例えば、図示はしないが、ハブ輪に外側継手部材の軸部を内嵌すると共に、この軸部の端部を径方向外方に塑性変形させて加締部を形成し、この加締部で両部材を軸方向に固定する、所謂揺動加締によって塑性結合するようにしても良い。
In addition to the configuration exemplified as means for plastically coupling the hub wheel 1 and the outer
本実施形態では、ハブ輪1は、図2(a)に示すように、アウター側のシール10が摺接するシールランド部7aから内側転走面1aおよび小径段部1bの端面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が形成されている。これにより、車輪取付フランジ7の基部となるシールランド部7aは耐摩耗性が向上するばかりでなく、車輪取付フランジ7に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、ハブ輪1の耐久性が一層向上する。ここで、ハブ輪1の小径段部1bにおいて、肉厚T1が5mm以上の場合、内側転走面1aの溝底部の硬化層深さD1は、肉厚T1よりも小さくなるのが好ましい(D1<T1)、すなわち、溝底部の硬化層21が小径段部1bの内周面へ焼抜けするのを防止することにより、ハブ輪1の強度・耐久性を向上させることができる。また、小径段部1bの肉厚T2が8mm以上の場合、図2(b)に示すように、ハブ輪1の外周面だけでなく内周面にも高周波焼入れによって所定の硬化層22を形成すると共に、外周面の硬化層21の深さD1と内周面の硬化層22の深さD2が小径段部1bの肉厚T2より小さくなるのが好ましい((D1+D2)<T2)、すなわち、硬化層21、22が小径段部1bを焼抜けするのを防止するのが好ましい。これにより、小径段部1bの耐摩耗性だけでなく、ハブ輪1の強度・耐久性が一段と向上する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2A, the hub wheel 1 has a high frequency from the
図3は、本実施形態に係るハブ輪1の熱処理方法を示す説明図で、(a)がハブ輪1の内周面の熱処理方法、(b)が外周面の熱処理方法を示している。図3(a)に示すように、ハブ輪1は、回転治具23の上に縦向きに位置決めされた状態で載置され、車輪取付フランジ7を介して回転駆動される。そして、ハブ輪1に加熱用のコイル24が所定の径方向すきまを介して内挿されると共に、下方から冷却水が導入され、コイル24によって加熱されたハブ輪1の内周面を冷却し、その後、上方(ハブ輪1のインナー側の開口部)から排水される(白矢印にて示す)。このような冷却水の流路を採用することにより、冷却水は、上方から下方へという流路を辿るよりも、冷却水の通過速度を制御することができ、内周面を効果的に冷却することができる。したがって、小径段部1bの肉厚に対応して所定の硬化層22を容易に、かつ正確に形成することができる。なお、図示はしないが、こうした焼入れ工程後に、同様のコイル24をハブ輪1に内挿して焼戻しが行われる。これにより、焼入れによる脆性が改善されると共に、所定の表面硬さに調整することができる。
3A and 3B are explanatory views showing a heat treatment method for the hub wheel 1 according to the present embodiment, in which FIG. 3A shows a heat treatment method for the inner peripheral surface of the hub wheel 1 and FIG. 3B shows a heat treatment method for the outer peripheral surface. As shown in FIG. 3A, the hub wheel 1 is placed on the
ハブ輪1の内周面を焼入れ後、図3(b)に示すように、ハブ輪1は、回転治具25の上に位置決めされた状態で縦向きに載置され、車輪取付フランジ7を介して回転駆動される。ハブ輪1に所定の径方向すきまを介して加熱用のコイル26が外挿されると共に、ハブ輪1の外周面に向けて焼入れ用の冷却水が噴射される(図中黒矢印にて示す)。なお、この工程では、ハブ輪1の内周部を冷却しながら、シールランド部7aから内側転走面1aおよび小径段部1bに亙るハブ輪1の外周面に焼入れが行われる。すなわち、小径段部1bの端面に蓋部材をなす閉塞用治具27が装着され、下方から導入された冷却水をこの閉塞用治具27によって止めて還流させ、その後、回転治具25に形成された排水穴25aから冷却水を排水させている(白矢印にて示す)。これにより、外周の硬化層21を所定の硬化層深さに容易に、かつ正確に制御することができ、硬化層21、22が小径段部1bを焼抜けするのを効果的に防止することができる。なお、前述した工程と同様、こうした焼入れ工程後に焼戻しが行われる。
After quenching the inner peripheral surface of the hub wheel 1, as shown in FIG. 3 (b), the hub wheel 1 is placed vertically while being positioned on the
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、車輪取付フランジを一体に有するハブ輪と等速自在継手の外側継手部材とが一体に塑性結合された第4世代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 fourth generation wheel bearing device in which a hub wheel integrally having a wheel mounting flange and an outer joint member of a constant velocity universal joint are integrally plastically coupled. .
1・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
1a、14a・・・・・・・・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・・・・・・・・・・・・外側転走面
4b・・・・・・・・・・・・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
7a・・・・・・・・・・・・シールランド部
8・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
9・・・・・・・・・・・・・保持器
10、11・・・・・・・・・シール
12・・・・・・・・・・・・凹凸部
13a、13b・・・・・・・エンドキャップ
14・・・・・・・・・・・・外側継手部材
15・・・・・・・・・・・・継手内輪
16・・・・・・・・・・・・ケージ
17・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
18・・・・・・・・・・・・マウス部
19・・・・・・・・・・・・肩部
20・・・・・・・・・・・・軸部
20a・・・・・・・・・・・インロウ部
20b・・・・・・・・・・・嵌合部
21、22・・・・・・・・・硬化層
23、25・・・・・・・・・回転治具
24、26・・・・・・・・・加熱用コイル
25a・・・・・・・・・・・排水穴
27・・・・・・・・・・・・閉塞用治具
51・・・・・・・・・・・・ハブ輪
51a、63a・・・・・・・内側転走面
51b・・・・・・・・・・・小径段部
52・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
53・・・・・・・・・・・・等速自在継手
54・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
55・・・・・・・・・・・・凹凸部
56・・・・・・・・・・・・ハブボルト
57・・・・・・・・・・・・外方部材
57a・・・・・・・・・・・外側転走面
57b・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
58・・・・・・・・・・・・内方部材
59・・・・・・・・・・・・ボール
60・・・・・・・・・・・・保持器
61、62・・・・・・・・・シール
63・・・・・・・・・・・・外側継手部材
64・・・・・・・・・・・・継手内輪
65・・・・・・・・・・・・ケージ
66・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
67・・・・・・・・・・・・マウス部
68・・・・・・・・・・・・肩部
69・・・・・・・・・・・・軸部
69a・・・・・・・・・・・インロウ部
69b・・・・・・・・・・・嵌合部
1 ... hub wheel 1a, 14a ... inner rolling
Claims (5)
前記複列の転がり軸受が、外周に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と、この内側転走面から軸方向に延び、前記ハブ輪に内嵌される軸部が一体に形成された前記等速自在継手を構成する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を備え、
前記軸部を塑性変形させて前記ハブ輪に加締ることにより前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された車輪用軸受装置において、
前記ハブ輪の内側転走面から小径段部に亙る外周面と、前記小径段部の内周面に、高周波焼入れにより所定の硬化層が形成されると共に、これら硬化層の深さが当該小径段部の肉厚よりも小さく設定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,
The double row rolling bearing has an outer member integrally formed with a vehicle body mounting flange on the outer periphery, and an outer rolling surface of the double row 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 formed hub wheel, the other inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery, and a shaft portion extending in the axial direction from the inner rolling surface and fitted into the hub wheel. An inner member composed of an outer joint member constituting the constant velocity universal joint formed integrally;
A double row rolling element housed in a freely rolling manner between the rolling surfaces of the inner member and the outer member;
In the wheel bearing device in which the hub ring and the outer joint member are integrally plastically coupled by plastically deforming the shaft portion and tightening the hub ring,
A predetermined hardened layer is formed by induction hardening on the outer peripheral surface extending from the inner rolling surface of the hub wheel to the small-diameter step portion and the inner peripheral surface of the small-diameter step portion, and the depth of the hardened layer is the small-diameter portion. A wheel bearing device, wherein the wheel bearing device is set smaller than the thickness of the stepped portion.
前記複列の転がり軸受が、外周に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と、この内側転走面から軸方向に延び、前記ハブ輪に内嵌される軸部が一体に形成された前記等速自在継手を構成する外側継手部材と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を備え、
前記軸部を塑性変形させて前記ハブ輪に加締ることにより前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合される車輪用軸受装置の製造方法において、
前記小径段部に加熱用のコイルが内挿され、その内周面に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成されると共に、当該小径段部に冷却水を還流させて前記内周面を冷却した状態で、前記ハブ輪の内側転走面から小径段部に亙る外周面に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成されることを特徴とする車輪用軸受装置の製造方法。 A manufacturing method of a wheel bearing device in which a hub wheel and a double row rolling bearing and a constant velocity universal joint are unitized,
The double row rolling bearing has an outer member integrally formed with a vehicle body mounting flange on the outer periphery, and an outer rolling surface of the double row 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 formed hub wheel, the other inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery, and a shaft portion extending in the axial direction from the inner rolling surface and fitted into the hub wheel. An inner member composed of an outer joint member constituting the constant velocity universal joint formed integrally;
A double row rolling element housed in a freely rolling manner between the rolling surfaces of the inner member and the outer member;
In the method of manufacturing a wheel bearing device in which the hub ring and the outer joint member are integrally plastically coupled by plastically deforming the shaft portion and crimping the hub ring,
A coil for heating is inserted in the small diameter step portion, and a predetermined hardened layer is formed on the inner peripheral surface thereof by induction hardening, and cooling water is refluxed to the small diameter step portion to cool the inner peripheral surface. In the state, a predetermined hardened layer is formed by induction hardening on the outer peripheral surface extending from the inner rolling surface of the hub wheel to the small diameter step portion.
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---|---|---|---|---|
JP2010084887A (en) * | 2008-10-01 | 2010-04-15 | Nsk Ltd | Method of manufacturing wheel-support rolling bearing unit |
CN104385850A (en) * | 2014-11-04 | 2015-03-04 | 韩传怀 | Rear axle shaft of Kamaz heavy truck |
-
2006
- 2006-01-13 JP JP2006006207A patent/JP2007186109A/en active Pending
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