JP2007331560A - Wheel bearing device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車輪が取付けられるハブと、このハブを車軸に回転自在に支持する転がり軸受とを備えた車輪用軸受装置、およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a wheel bearing device including a hub to which a wheel is attached, and a rolling bearing that rotatably supports the hub on an axle, and a manufacturing method thereof.
この種の車輪用軸受装置が大型車両用である場合、そのハブの材料として球状黒鉛鋳鉄等の鋳鉄を使用することが多い。しかし、鋳鉄は炭素鋼に比べて疲労強度、伸び、靭性が乏しい材料であるため、必要な強度を得ようとするとハブサイズを大きくするしかなかった。ところが、ハブサイズを大きくすると、重量が重くなるという問題がある。
そこで、ハブサイズを大きくする代わりに、例えば球状黒鉛鋳鉄からなるハブに高周波焼入れを施して強度アップを図ったものが提案されている(例えば特許文献1)。
なお、鋳鉄に比べて強度の高い炭素鋼を鍛造してハブを製作する場合もあるが、トラック等の大型車両用のハブではサイズが大きいため、鍛造に必要な負荷が大きすぎて鍛造での製作は困難である。
Therefore, instead of increasing the hub size, for example, a hub made of spheroidal graphite cast iron is subjected to induction hardening to increase the strength (for example, Patent Document 1).
There are also cases where hubs are manufactured by forging carbon steel, which is stronger than cast iron, but the hubs for large vehicles such as trucks are large in size, so the load required for forging is too large. Production is difficult.
高周波焼入れによりハブの強度アップを図った特許文献1に開示の構成では、形状に関して以下に挙げるような制約を受ける場合がある。
・焼入れによる強度アップの必要箇所が2箇所以上あり、それら複数の強度アップ必要箇所が近接した場所にあって、かつ同時に焼入れができない場合、先に焼入れを行った部分は、後から焼入れを行う部分の熱影響を受けて、焼きなまされる可能性がある。
・焼入れをする箇所に角部があると、その角部が過加熱されて脱炭等の組織不良になる可能性がある。
In the configuration disclosed in
・ If there are two or more places where strength improvement is required by quenching and these multiple strength-needed locations are in close proximity and cannot be quenched at the same time, the part that has been quenched first will be quenched later. There is a possibility of being annealed due to the heat effect of the part.
・ If there are corners in the part to be quenched, the corners may be overheated, resulting in a defective structure such as decarburization.
この発明の目的は、形状による制約を受けることなく、またハブサイズを大きくすることなく、ハブに必要な強度を得ることができる車輪用軸受装置、およびその製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a wheel bearing device capable of obtaining the strength required for the hub without being restricted by the shape and without increasing the hub size, and a method for manufacturing the same.
この発明の車輪用軸受装置は、車輪が取付けられるハブ、およびこのハブを車軸に回転自在に支持する転がり軸受を備えた車輪用軸受装置において、前記ハブの材料を、オーステンパ処理を施した球状黒鉛鋳鉄としたことを特徴とする。
この構成によると、ハブの全体を、オーステンパ処理を施した球状黒鉛鋳鉄としているので、高周波焼入れして強度アップを図る場合のように形状による制約を受けず、またハブサイズを大きくすることなく、したがって重量を増加させることなく、ハブの疲労強度、伸び、靱性を高めて、ハブに必要な強度を得ることができる。
The wheel bearing device according to the present invention is a wheel bearing device including a hub to which a wheel is attached and a rolling bearing that rotatably supports the hub on an axle. The material of the hub is spheroidal graphite subjected to austempering treatment. It is characterized by cast iron.
According to this configuration, since the entire hub is made of spheroidal graphite cast iron subjected to austempering treatment, there is no restriction due to shape as in the case of increasing the strength by induction hardening, and without increasing the hub size, Therefore, it is possible to increase the fatigue strength, elongation and toughness of the hub without increasing the weight, and to obtain the strength required for the hub.
この発明において、前記転がり軸受は、前記ハブとは独立した内輪および外輪を有するものであっても良い。 In this invention, the rolling bearing may have an inner ring and an outer ring independent of the hub.
この発明において、前記ハブは、前記転がり軸受の外周に嵌合する軸受側ハブと、この軸受側ハブにボルト結合され前記車輪が取付けられるホイール側ハブとでなるものであっても良い。 In the present invention, the hub may be composed of a bearing-side hub fitted to the outer periphery of the rolling bearing and a wheel-side hub to which the wheel is attached by bolting to the bearing-side hub.
この発明の第1の車輪用軸受装置の製造方法は、この発明の車輪用軸受装置の製造方法であって、前記ハブは、鋳造の後、オーステンパ処理を施し、前記ハブの完成形状に機械加工する方法である。
オーステンパ処理を施した後に切削加工が容易である場合には、このようにオーステンパ処理を施した後に、ハブを完成形状に機械加工すると、加工の工数を低減できる。
A first method for manufacturing a wheel bearing device according to the present invention is a method for manufacturing a wheel bearing device according to the present invention, wherein the hub is subjected to austempering after casting and machined into a completed shape of the hub. It is a method to do.
In the case where the cutting process is easy after the austempering process is performed, if the hub is machined into a completed shape after the austempering process is performed in this way, the number of processes can be reduced.
この発明の第2の車輪用軸受装置の製造方法は、この発明の車輪用軸受装置の製造方法であって、前記ハブは、鋳造の後、機械加工における荒加工を施し、オーステンパ処理を施した後、機械加工における仕上げ加工を施す方法である。
オーステンパ処理を施した後の硬さが高く切削加工が困難であれば、このように鋳造した後のハブに機械加工における荒加工を施してから、オーステンパ処理を施し、その後に機械加工における仕上げ加工を行うと言う手順とすることにより、強度アップしたハブをを容易に製造することができる。
A second method for manufacturing a wheel bearing device according to the present invention is the method for manufacturing a wheel bearing device according to the present invention, wherein the hub is subjected to roughing in machining and austempering after casting. Then, it is a method of performing finishing in machining.
If the hardness after austempering is high and difficult to cut, roughing in machining is performed on the hub after casting in this way, then austempering is performed, and then finishing in machining By adopting the procedure of performing the steps, it is possible to easily manufacture a hub with increased strength.
この発明の車輪用軸受装置は、車輪が取付けられるハブ、およびこのハブを車軸に回転自在に支持する転がり軸受を備えた車輪用軸受装置において、前記ハブの材料を、オーステンパ処理を施した球状黒鉛鋳鉄としたため、形状による制約を受けることなく、またハブザイズを大きくすることなく、ハブに必要な強度を得ることができる。
この発明における第1の車輪用軸受装置の製造方法は、この発明の車輪用軸受装置の製造方法であって、前記ハブは、鋳造の後、オーステンパ処理を施し、前記ハブの完成形状に機械加工する方法としたため、オーステンパ処理を施した後に切削加工が容易である場合に、加工の工数を低減して強度アップされたハブを製造することができる。
この発明の第2の車輪用軸受装置の製造方法は、この発明の車輪用軸受装置の製造方法であって、前記ハブは、鋳造の後、機械加工における荒加工を施し、オーステンパ処理を施した後、前記ハブの完成形状に仕上げ加工する方法としたため、オーステンパ処理を施した後の硬さが高く切削加工が困難であっても、強度アップしたハブを容易に製造することができる。
The wheel bearing device according to the present invention is a wheel bearing device including a hub to which a wheel is attached and a rolling bearing that rotatably supports the hub on an axle. The material of the hub is spheroidal graphite subjected to austempering treatment. Since cast iron is used, the strength required for the hub can be obtained without being restricted by shape and without increasing the hub size.
A first method for manufacturing a wheel bearing device according to the present invention is a method for manufacturing a wheel bearing device according to the present invention, wherein the hub is subjected to austempering after casting and machined into a finished shape of the hub. Therefore, when cutting is easy after austempering, a hub with increased strength can be manufactured by reducing the number of processing steps.
A second method for manufacturing a wheel bearing device according to the present invention is the method for manufacturing a wheel bearing device according to the present invention, wherein the hub is subjected to roughing in machining and austempering after casting. Then, since the hub is finished to the finished shape, the hub with increased strength can be easily manufactured even if the hardness after austempering is high and cutting is difficult.
この発明の第1の実施形態を図1と共に説明する。この車輪用軸受装置は従動輪の支持用であり、ハブ1と、このハブ1を車軸11に回転自在に支持する2個の転がり軸受2A,2Bとでなる。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向外側寄りとなる側をアウトボード側と言い、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This wheel bearing device is for supporting a driven wheel, and includes a
ハブ1は、アウトボード側端の外周に突出する車輪取付用のフランジ1aを有する。フランジ1aの円周方向の複数箇所にボルト孔12が設けられ、ホイール締結用のボルト(図示せず)が取付けられる。
The
2列の転がり軸受2A,2Bは、アウトボード側およびインボード側に分離して配置される。各列の転がり軸受2A,2Bは、それぞれハブ1とは独立した内輪3および外輪4と、内輪3の軌道面5と外輪4の軌道面6との間に介在した転動体7とを有する。各列の転動体7は、それぞれ環状の保持器8に設けられたポケット内に保持されている。転動体7は円すいころからなり、アウトボード側の転がり軸受2Aとインボード側の転がり軸受2Bが背面合わせとされる。
ハブ1と車軸11の間に形成される環状空間のアウトボード側端は、ハブ1の内周のアウトボード側端に圧入して取付けられるカバー9により密封されている。また、前記環状空間のインボード側端は、車軸11の外周に嵌合されてインボード側の転がり軸受2Bの内輪3の幅面に押し当てられる内輪間座13の外周と、ハブ1の内周のインボード側端との間に介在させたシール10によって密封されている。
The two rows of
The end of the annular space formed between the
ハブ1の材料には、オーステンパ処理を施して基地組織をベイナイト化したオーステンパ球状黒鉛鋳鉄(ADI:Austemper Ductile Cast Iron)が用いれる。球状黒鉛鋳鉄は強度・靭性に優れた構造材であることが知られているが、オーステンパ球状黒鉛鋳鉄は球状黒鉛鋳鉄よりもさらに優れた強度・靭性・耐磨耗性等を備えている。例えば、引張強さで比較すると、球状黒鉛鋳鉄が最大80kgf/mm2 (784MPa)であるのに対し、オーステンパ球状黒鉛鋳鉄は最大150kgf/mm2 (1470MPa)である。
As the material of the
ハブ1の製造では、鋳造の後、オーステンパ処理を施し、ハブ1の完成形状に機械加工する。オーステンパ処理は、鉄系材料の恒温変態を利用した熱処理法である。球状黒鉛鋳鉄を用いてハブ1を鋳造成形した後、これをオーステナイト領域まで加熱し、パーライト領域に入らないように塩浴または鉛−ビスマス浴中に焼入れ、ここで組織がベイナイトに変化するまで保持する。その後、ハブ1を浴から取出して室温まで冷却する。熱浴における保持温度が高ければ、羽毛状組織の上部ベイナイトが生成され、保持温度が低ければ、針状組織の下部ベイナイトが生成される。恒温変態中に、未変態オーステナイトが固溶炭素量増大により安定化し、室温冷却後も残留する。この残留オーステナイトは応力誘起変態現象を示し、一定以上の応力が加えられると、マルテンサイトに変態して硬化する。したがって、残留オーステナイトは伸び・靭性・疲労強度の向上に有効である。ただし、難加工の容易となるため、残留オーステナイトを完全にベイナイト化する場合もある。
In the manufacture of the
上記したハブ1の製造手順は、オーステンパ処理を施した後の切削加工が容易である場合に採用できる。このような手順でハブ1を製造することにより、加工の工数を低減できる。オーステンパ処理を施した後の硬さが高く切削加工が困難であれば、鋳造した後のハブ1に機械加工における荒加工を施してから、オーステンパ処理を施し、その後に機械加工における仕上げ加工を行うと言う手順でハブ1を製造しても良い。
The above-described manufacturing procedure of the
この構成の車輪用軸受装置によると、ハブ1の全体を、オーステンパ処理を施した球状黒鉛鋳鉄としたので、高周波焼入れして強度アップを図る場合のように形状による制約を受けずに、またハブサイズを大きくすることなく、したがって重量を増加させることなく、ハブ1の疲労強度、伸び、靱性を高めて、ハブ1に必要な強度を得ることができる。
According to the wheel bearing device of this configuration, since the
図2は、この発明の第2の実施形態を示す。この車輪用軸受装置も従動輪の支持用であり、ハブ1と、このハブ1を車軸11に回転自在に支持する2列の転がり軸受2A,2Bとでなる。転動体7が円すいころからなり、アウトボード側の転がり軸受2Aとインボード側の転がり軸受2Bが背面合わせとなる複列円すいころ軸受に構成されていることは、図1の第1の実施形態の場合と同様である。2列の転がり軸受2A,2Bの各内輪3は隣接して配置されるが、各外輪4は分離して配置される。
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. This wheel bearing device is also used for supporting the driven wheel, and includes a
ハブ1と車軸11の間に形成される環状空間のアウトボード側端は、ハブ1のアウトボード側端にボルト14により取付けられるカバー9Aで覆うと共に、アウトボード側転がり軸受2Aの内輪3の外周とハブ1の内周との間に介在させたシール15とにより密封されている。また、前記環状空間のインボード側端は、インボード側転がり軸受2Bの内輪3の外周とハブ1の内周のインボード側端との間に介在させたシール10Aによって密封されている。転がり軸受2A,2Bの両列の内輪3は、車軸11のインボード側に設けられた軸方向に向く段差面11aと、車軸11の端部に螺合されるナット16とで軸方向に締め付けて軸方向に位置決めされる。ハブ1の材料がオーステンパ球状黒鉛鋳鉄からなること、およびその他の構成は第1の実施形態の場合と同様である。
The outboard side end of the annular space formed between the
図3は、この発明の第3の実施形態を示す。この車輪用軸受装置も従動輪の支持用であり、ハブ1と、このハブ1を車軸11に回転自在に支持する転がり軸受2とでなる。転がり軸受2は、複列円すいころ軸受であり、内周に複列の軌道面6が形成された一体部品の外輪4と、これら軌道面6に対向する軌道面5がそれぞれ形成された一対の内輪3,3からなる。
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. This wheel bearing device is also for supporting the driven wheel, and includes a
ハブ1と車軸11の間に形成される環状空間のアウトボード側端は、ハブ1の内周のアウトボード側端に圧入して取付けられるカバー9で覆うと共に、アウトボード側の内輪3の外周と外輪4の内周のアウトボード側端との間に介在させたシール15とにより密封されている。また、前記環状空間のインボード側端は、インボード側の内輪3の外周と外輪4の内周のインボード側端との間に介在させたシール10Bによって密封されている。転がり軸受2の両列の内輪3は、車軸11のインボード側に設けられた軸方向に向く段差面11aと、車軸11の端部に螺合されるナット16とで軸方向に締め付けて軸方向に位置決めされる。また、両列の内輪3は、その両内周に跨がる連結環17によって連結されている。外輪4は、ハブ1の内周のアウトボード側に形成された軸方向に向く段差面1bと、ハブ1の内周のインボード側に嵌着された止め輪21とで挟まれて軸方向に位置決めされる。その他の構成は図1に示した第1の実施形態の場合と同様である。
The outboard side end of the annular space formed between the
図4は、この発明の第4の実施形態を示す。この車輪用軸受装置も従動輪の支持用であり、ハブ1と、このハブ1を車軸11に回転自在に支持する転がり軸受2とでなる。ハブ1は、転がり軸受2の外周に嵌合する軸受側ハブ1Aと、車輪取付用のフランジ1aを有するホイール側ハブ1Bとでなる。ホイール側ハブ1Bは、ブレーキロータ18を介して、軸受側ハブ1Aのアウトボード側に配置され、ブレーキロータ18と共にボルト20で軸受側ハブ1Aに結合される。ハブ1の材料は、軸受側ハブ1Aおよびホイール側ハブ1Bとも、オーステンパ球状黒鉛鋳鉄からなる。
転がり軸受2は、図3の実施形態の場合と同様に、複列円すいころ軸受であり、内周に複列の軌道面6が形成された一体部品の外輪4と、これら軌道面6に対向する軌道面5がそれぞれ形成された一対の分割型の内輪3,3からなる。
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention. This wheel bearing device is also for supporting the driven wheel, and includes a
The rolling
軸受側ハブ1Aと車軸11の間に形成される環状空間のアウトボード側端は、ホイール側ハブ1Bの側面で覆うと共に、アウトボード側の内輪3の外周と外輪4の内周のアウトボード側端との間に介在させたシール15とにより密封されている。また、前記環状空間のインボード側端は、インボード側の内輪3の外周と外輪4の内周のインボード側端との間に介在させたシール10Bによって密封されている。転がり軸受2の両列の内輪3は、車軸11のインボード側に設けられた軸方向に向く段差面11aと、車軸11の端部に螺合されるナット16とで締め付けて軸方向に位置決めされる。また、両列の内輪3は、その両内周に跨がる連結環17によって連結されている。外輪4は、軸受側ハブ1Aの内周のアウトボード側に形成された軸方向に向く段差面1bと、軸受側ハブ1Aの内周のインボード側に嵌着された止め輪21とで挟まれて軸方向に位置決めされる。その他の構成は図1に示した第1の実施形態の場合と同様である。
The outboard side end of the annular space formed between the
1…ハブ
1A…軸受側ハブ
1B…ホイール側ハブ
1a…車輪取付用フランジ
2,2A,2B…転がり軸受
3…内輪
4…外輪
11…車軸
13…内輪間座
15…シール
18…ブレーキロータ
DESCRIPTION OF
Claims (5)
The wheel bearing device manufacturing method according to any one of claims 1 to 3, wherein the hub is subjected to roughing in machining and austempering after casting, A method of manufacturing a wheel bearing device that performs finishing in machining.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006165528A JP2007331560A (en) | 2006-06-15 | 2006-06-15 | Wheel bearing device and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006165528A JP2007331560A (en) | 2006-06-15 | 2006-06-15 | Wheel bearing device and its manufacturing method |
Publications (1)
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ID=38931446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2006165528A Pending JP2007331560A (en) | 2006-06-15 | 2006-06-15 | Wheel bearing device and its manufacturing method |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2007331560A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009166536A (en) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Ntn Corp | Wheel bearing device and method of casting housing for the same |
JP2009241912A (en) * | 2008-04-01 | 2009-10-22 | Ntn Corp | Bearing device for wheel and method of casting housing thereof |
JP2010018176A (en) * | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Ntn Corp | Wheel bearing device and casting method of its housing |
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2006
- 2006-06-15 JP JP2006165528A patent/JP2007331560A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009166536A (en) * | 2008-01-11 | 2009-07-30 | Ntn Corp | Wheel bearing device and method of casting housing for the same |
JP2009241912A (en) * | 2008-04-01 | 2009-10-22 | Ntn Corp | Bearing device for wheel and method of casting housing thereof |
JP2010018176A (en) * | 2008-07-11 | 2010-01-28 | Ntn Corp | Wheel bearing device and casting method of its housing |
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