JP2008275023A - Hub unit bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複列の軸受部を有する外輪回転型のハブユニット軸受に関し、特に、従動輪用で各転動体列のピッチ円直径を異ならせたハブユニット軸受に関する。 The present invention relates to a hub unit bearing of an outer ring rotating type having a double row bearing portion, and more particularly to a hub unit bearing for a driven wheel and having different pitch circle diameters of each rolling element row.
従来の外輪回転型のハブユニット軸受としては、車幅方向外側の転動体列のピッチ円直径を車幅方向内側の転動体列のピッチ円直径より大きくしたものがある。しかし、この場合、ホイールやブレーキロータが取り付けられる外輪(外側部材)のハブフランジのパイロット径が大きくなってしまう。 As a conventional outer ring rotation type hub unit bearing, there is one in which the pitch circle diameter of the rolling element row on the outer side in the vehicle width direction is larger than the pitch circle diameter of the rolling element row on the inner side in the vehicle width direction. However, in this case, the pilot diameter of the hub flange of the outer ring (outer member) to which the wheel and the brake rotor are attached is increased.
一方、従来の内輪回転型のハブユニット軸受として、車幅方向内側の転動体列のピッチ円直径を車幅方向外側の転動体列のピッチ円直径より大きくしたものがある(例えば、特許文献1及び2参照)。この場合、ハブフランジは内輪側に配置されるため、ハブフランジのパイロット径が大きくなるのを回避することができ、また、車幅方向内側の負荷容量を上げることができるので、軸受寿命を向上することができる。 On the other hand, as a conventional inner ring rotation type hub unit bearing, there is one in which the pitch circle diameter of the rolling element row inside in the vehicle width direction is larger than the pitch circle diameter of the rolling element row outside in the vehicle width direction (for example, Patent Document 1). And 2). In this case, since the hub flange is arranged on the inner ring side, it is possible to avoid an increase in the pilot diameter of the hub flange and to increase the load capacity on the inner side in the vehicle width direction, thereby improving the bearing life. can do.
しかしながら、上記特許文献1及び2に記載のハブユニット軸受では、内輪軌道面を有する固定側の内側部材を外輪に挿入するのが困難になるため、内側部材が分割構造となる。この場合、駆動輪用のハブユニット軸受にあっては、等速ジョイントで分割された内側部材を締結構造することができるが、従動輪用のハブユニット軸受にあっては、分割された内側部材を締結する部材が別途に必要となる。このため、軸受構造が複雑化してしまい、軸受重量及び製造コストが増加してしまっていた。 However, in the hub unit bearings described in Patent Documents 1 and 2, it is difficult to insert the fixed-side inner member having the inner ring raceway surface into the outer ring, so the inner member has a split structure. In this case, in the hub unit bearing for the drive wheel, the inner member divided by the constant velocity joint can be fastened. However, in the hub unit bearing for the driven wheel, the divided inner member A member for fastening is separately required. This complicates the bearing structure and increases the weight and manufacturing cost of the bearing.
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、ハブフランジのパイロット径を小さくすることができ、軸受構造を簡素化して、軸受の軽量化及び低コスト化を図ることができ、軸受寿命を向上することができる外輪回転型のハブユニット軸受を提供することにある。 The present invention has been made to eliminate such inconveniences, and its object is to reduce the pilot diameter of the hub flange, simplify the bearing structure, and reduce the weight and cost of the bearing. It is an object of the present invention to provide an outer ring rotation type hub unit bearing that can improve the bearing life.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 内周面に複列の外輪軌道面を有すると共に、車幅方向外側の端部にハブフランジを有して回転輪を構成する筒状の外側部材と、軸方向に互いに隣接配置されて、外周面に内輪軌道面を有する一対の内側部材と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に円周方向に転動可能に配設される転動体と、を備えるハブユニット軸受であって、車幅方向内側の転動体列のピッチ円直径を車幅方向外側の転動体列のピッチ円直径より大きくすることを特徴とするハブユニット軸受。
(2) 内周面に複列の外輪軌道面を有すると共に、車幅方向外側の端部にハブフランジを有して回転輪を構成する筒状の外側部材と、外周面に複列の内輪軌道面を有すると共に、車幅方向内側の端部にナックル取付用フランジを有する内側部材と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に円周方向に転動可能に配設される転動体と、を備え、内側部材が、車幅方向内側の内輪軌道面が形成されると共に、ナックル取付用フランジが形成される軸部と、軸部の車幅方向外側の端部に嵌合されて、車幅方向外側の内輪軌道面が形成される内輪と、を有するハブユニット軸受であって、車幅方向内側の転動体列のピッチ円直径を車幅方向外側の転動体列のピッチ円直径より大きくすることを特徴とするハブユニット軸受。
(3) 内輪は、軸部に加締め固定され、軸部は、球状化焼鈍された機械構造用炭素鋼のビレットを素材とし、冷間密閉鍛造にて成形され、鍛造後に焼鈍することなく、ナックル取付用フランジの根元部が加締め前の軸端部に比べて硬い状態で組み込まれることを特徴とする(2)に記載のハブユニット軸受。
(4) 軸部は、球状化焼鈍された機械構造用炭素鋼からなる円環形状のビレットを素材とし、冷間密閉鍛造にて成形され、側方押し出し方式にてナックル取付用フランジが成形され、少なくともフランジ面が機械加工されていないことを特徴とする(2)又は(3)に記載のハブユニット軸受。
(5) 軸部は、冷間密閉鍛造後に機械加工することなく電磁誘導方式にて焼入焼戻しされ、冷間鍛造面で非熱処理面である外周部をシューで支持して、内輪軌道面が研削されることを特徴とする(3)又は(4)に記載のハブユニット軸受。
(6) 外側部材は、球状化焼鈍された機械構造用炭素鋼からなる円環形状のビレットを素材とし、冷間密閉鍛造にて外周面及び内周面が成形され、側方押し出し方式にてハブフランジが成形され、少なくとも外周面及びフランジ面が機械加工されていないことを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載のハブユニット軸受。
(7) 外側部材は、外輪軌道面が冷間密閉鍛造後に機械加工することなく電磁誘導方式にて焼入焼戻しされ、冷間鍛造面で非熱処理面である外周部をシューで支持して研削されることを特徴とする(6)の記載のハブユニット軸受。
(8) 外側部材は、車幅方向内側の端部が鍛造の仕上がり形状から拡径されて成形されることを特徴とする(1)〜(7)のいずれかに記載のハブユニット軸受。
The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1) A cylindrical outer member having a double-row outer ring raceway surface on the inner peripheral surface and having a hub flange at an outer end in the vehicle width direction and constituting a rotating wheel is disposed adjacent to each other in the axial direction. A hub unit bearing comprising a pair of inner members having an inner ring raceway surface on an outer peripheral surface, and rolling elements arranged to be able to roll in a circumferential direction between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface. The hub unit bearing is characterized in that the pitch circle diameter of the rolling element row on the inner side in the vehicle width direction is larger than the pitch circle diameter of the rolling element row on the outer side in the vehicle width direction.
(2) A cylindrical outer member having a double-row outer ring raceway surface on the inner peripheral surface and having a hub flange at the outer end in the vehicle width direction to form a rotating wheel, and a double-row inner ring on the outer peripheral surface An inner member having a raceway surface and having a knuckle mounting flange at an inner end in the vehicle width direction, and a rolling element disposed between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface so as to be capable of rolling in a circumferential direction. The inner member is fitted to the shaft portion on which the inner ring raceway surface on the inner side in the vehicle width direction is formed and the knuckle mounting flange is formed, and the end portion on the outer side in the vehicle width direction of the shaft portion, A hub unit bearing having an inner ring raceway surface on the outer side in the vehicle width direction, the pitch circle diameter of the rolling element row on the inner side in the vehicle width direction being greater than the pitch circle diameter of the rolling element row on the outer side in the vehicle width direction. Hub unit bearing characterized by an increase in size.
(3) The inner ring is caulked and fixed to the shaft part, and the shaft part is made of a spheroidized annealed carbon steel billet for mechanical structure, formed by cold hermetic forging, without annealing after forging, The hub unit bearing according to (2), wherein the base portion of the knuckle mounting flange is assembled in a harder state than the shaft end portion before caulking.
(4) The shaft part is made of an annular billet made of carbon steel for machine structure that has been spheroidized and annealed. The billet is formed by cold hermetic forging, and a flange for knuckle mounting is formed by side extrusion. The hub unit bearing according to (2) or (3), wherein at least the flange surface is not machined.
(5) The shaft portion is quenched and tempered by electromagnetic induction without machining after cold hermetic forging, and the outer ring surface, which is a non-heat treated surface on the cold forged surface, is supported by a shoe, The hub unit bearing according to (3) or (4), which is ground.
(6) The outer member is made of an annular billet made of carbon steel for mechanical structure that has been spheroidized and annealed, and the outer peripheral surface and inner peripheral surface are formed by cold hermetic forging. The hub unit bearing according to any one of (1) to (5), wherein a hub flange is formed and at least an outer peripheral surface and a flange surface are not machined.
(7) The outer member has its outer ring raceway surface hardened and tempered by electromagnetic induction without being machined after cold hermetic forging, and the outer peripheral portion, which is a non-heat treated surface on the cold forged surface, is ground with a shoe. The hub unit bearing according to (6), characterized in that:
(8) The hub unit bearing according to any one of (1) to (7), wherein the outer member is formed by expanding an inner end portion in a vehicle width direction from a forged finished shape.
本発明のハブユニット軸受によれば、車幅方向内側の転動体列のピッチ円直径を車幅方向外側の転動体列のピッチ円直径より大きくするため、ハブフランジのパイロット径を小さくすることができ、軸受構造を簡素化して、軸受の軽量化及び低コスト化を図ることができ、軸受寿命を向上することができる。 According to the hub unit bearing of the present invention, since the pitch circle diameter of the rolling element row on the inner side in the vehicle width direction is larger than the pitch circle diameter of the rolling element row on the outer side in the vehicle width direction, the pilot diameter of the hub flange can be reduced. It is possible to simplify the bearing structure, reduce the weight and cost of the bearing, and improve the bearing life.
以下、本発明に係るハブユニット軸受の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, each embodiment of the hub unit bearing according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
まず、図1及び図2を参照して、本発明に係るハブユニット軸受の第1実施形態について説明する。
図1は本発明に係るハブユニット軸受の第1実施形態を説明するための要部断面図、図2は第1実施形態のハブユニット軸受の変形例を説明するための要部断面図である。
(First embodiment)
First, with reference to FIG.1 and FIG.2, 1st Embodiment of the hub unit bearing which concerns on this invention is described.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part for explaining a first embodiment of a hub unit bearing according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part for explaining a modification of the hub unit bearing of the first embodiment. .
本実施形態のハブユニット軸受10は、図1に示すように、外輪回転型の従動輪用であり、内周面に複列の外輪軌道面11a,11aを有し、回転輪を構成する外側部材11と、外周面に複列の内輪軌道面12a,12aを有する内側部材12と、外輪軌道面11aと内輪軌道面12aとの間に円周方向に転動可能に配設される玉(転動体)13と、を備える。
As shown in FIG. 1, the hub unit bearing 10 of the present embodiment is for an outer ring rotating type driven wheel, and has an outer
外側部材11は、筒状部材であり、その外周面のアウトボード側端部(自動車への組み付け状態で車幅方向外側の端部:図1の左端部)に径方向外方に延びるハブフランジ14を有する。このハブフランジ14には、そのアウトボード側端面に車輪を構成する不図示のホイール及びブレーキロータ等を取り付けるためのハブボルト15が周方向に略等間隔で複数植設される。
The
内側部材12は、外周面にインボード側の内輪軌道面12aが形成される軸部16を有し、この軸部16の外周面のインボード側端部(自動車への組み付け状態で車幅方向内側の端部:図1の右端部)には、径方向外方に延びるナックル取付用フランジ17が形成される。また、軸部16の外周面のアウトボード側端部には小径段部18が形成されており、この小径段部18には、外周面にアウトボード側の内輪軌道面12aが形成される内輪19が外嵌される。また、内輪19は、軸部16のアウトボード側端部を加締めることにより軸部16に固定される。なお、本実施形態では、加締めにより内輪19を軸部16に固定しているが、これに代えて、ねじ締結により内輪19を軸部16に固定してもよい。
The inner member 12 has a
そして、本実施形態では、外側部材11のインボード側の外輪軌道面11aをアウトボード側の外輪軌道面11aより大径に形成し、且つインボード側の軸部16の内輪軌道面12aをアウトボード側の内輪19の内輪軌道面12aより大径に形成して、インボード側の玉13列のピッチ円直径(PCD)をアウトボード側の玉13列のピッチ円直径より大きくしている。
In this embodiment, the outer
ここで、外側部材11については、球状化焼鈍された機械構造用炭素鋼からなる円環形状のビレットを素材とし、冷間密閉鍛造にて外周面及び内周面を成形し、側方押し出し方式にてハブフランジ14を成形するとよい。なお、ハブフランジ14は、外側部材11の円周方向にフランジ片が複数配置されるいわゆる星形フランジが好ましい。また、外側部材11の外周部には、外輪軌道面11aを研削する際にシューを当てるための円筒面が形成される。
Here, the
また、ハブフランジ14の端面は正確な平面が得られるため、鍛造後に焼鈍しをすることなく、且つ機械加工をすることなく、シューと共に外輪軌道面11aの研削の基準面として利用するとよい。外輪軌道面11aは、高周波焼き入れ(電磁誘導方式による焼き入れ、焼戻し)が必要であるが、ハブフランジ14の端面及び外側部材11の外周部の円筒面は、非熱処理面とし、冷間鍛造面のままとする。また、外側部材11のインボード側端部は、冷間密閉鍛造の仕上がり形状からローリング鍛造で拡径することで、余肉をつけることなく大径部を成形することができ、軽量化に寄与することができる。
Further, since the end surface of the
一方、内側部材12の軸部16については、球状化焼鈍された機械構造用炭素鋼からなる円環形状のビレットを素材とし、冷間密閉鍛造方式にて成形し、鍛造後に焼鈍することなく使用するとよい。また、ナックル取付用フランジ17を側方押し出しにより成形することで、フランジ根元部の硬さを増すことができ、強度も向上する。軸部16のアウトボード側端部は、大きな変形をしないので、ビレットに近い硬さのままとする。従って、内輪19の加締めを行なうにも、ねじ締結用のねじ切りを行なうにも都合がよい。
On the other hand, the
また、冷間密閉鍛造は非常に正確な形状を得られるため、鍛造後に焼鈍をしなければ、軸部16のインボード側端面は高精度な平面が得られる。このため、軸部16のインボード側端面は、機械加工することなく、インボード側の内輪軌道面12aの研削の基準面として利用することができる。もちろん、軸部16の表面は、強度を得るべく、インボード側の内輪軌道面12aから小径段部18に至るまで高周波熱処理(電磁誘導方式による焼き入れ、焼戻し)をする必要があるので、インボード側の内輪軌道面12aの研削のラジアル方向の基準面(シューを当てる位置)は研削される位置(いわゆる溝シュー)とする必要がある。
In addition, since the cold hermetic forging can obtain a very accurate shape, the inboard-side end surface of the
以上説明したように、本実施形態のハブユニット軸受10によれば、インボード側の玉13列のピッチ円直径(PCD)をアウトボード側の玉13列のピッチ円直径より大きくするため、ハブフランジ14のパイロット径を小さくすることができ、軸受10の軽量化を図ることができる。また、内輪19を軸部16に固定するための部材が別途必要ないので、軸受構造を簡素化することができ、軸受10の軽量化及び低コスト化を図ることができる。また、インボード側の玉13列の負荷容量を増加することができるので、軸受寿命を向上することができる。さらに、軸受10の軽量化により、省エネルギー化、省資源化を図ることができると共に、ばね下重量を軽減することができ、自動車の操縦安定性を向上することができる。
As described above, according to the hub unit bearing 10 of the present embodiment, the pitch circle diameter (PCD) of the 13 rows of balls on the inboard side is larger than the pitch circle diameter of the 13 rows of balls on the outboard side. The pilot diameter of the
なお、本実施形態の変形例として、図2に示すように、内側部材12のナックル取付用フランジ17を、径方向外側に延設すると共に、アウトボード側に折り曲げて成形するようにしてもよい。この場合、ハブフランジ14とナックル取付用フランジ17との距離を短くすることができる。
As a modification of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
(第2実施形態)
次に、図3を参照して、本発明に係るハブユニット軸受の第2実施形態について説明する。
図3は本発明に係るハブユニット軸受の第2実施形態を説明するための要部断面図である。
(Second Embodiment)
Next, a hub unit bearing according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of an essential part for explaining a second embodiment of the hub unit bearing according to the present invention.
本実施形態のハブユニット軸受20は、図3に示すように、外輪回転型の従動輪用であり、内周面に複列の外輪軌道面21a,21aを有し、回転輪を構成する外側部材21と、軸方向に互いに隣接配置されて、外周面に内輪軌道面22を有する一対の内側部材31,32と、外輪軌道面21aと内輪軌道面22との間に円周方向に転動可能に配設される玉23と、を備える。
As shown in FIG. 3, the hub unit bearing 20 of the present embodiment is for an outer ring rotating type driven wheel, and has an outer
外側部材21は、筒状部材であり、その外周面のアウトボード側端部(図1の左端部)に径方向外方に延びるハブフランジ24を有する。このハブフランジ24には、そのアウトボード側端面に車輪を構成する不図示のホイール及びブレーキロータ等を取り付けるためのハブボルト25が周方向に略等間隔で複数植設される。
The
また、ハブユニット軸受20は、一対の内側部材31,32を固定軸26の外周面に嵌合し、固定軸26のアウトボード側端部を加締めることにより、固定軸26に固定される。また、固定軸26の外周面のインボード側端部(図1の右端部)には、径方向外方に延びるナックル取付用フランジ27が形成される。なお、本実施形態では、加締めにより一対の内側部材31,32を固定軸26に固定しているが、これに代えて、ねじ締結により一対の内側部材31,32を固定軸26に固定してもよい。
The hub unit bearing 20 is fixed to the fixed
そして、本実施形態では、外側部材21のインボード側の外輪軌道面21aをアウトボード側の外輪軌道面21aより大径に形成し、且つインボード側の内側部材32の内輪軌道面22をアウトボード側の内側部材31の内輪軌道面22より大径に形成して、インボード側の玉23列のピッチ円直径(PCD)をアウトボード側の玉23列のピッチ円直径より大きくしている。
In this embodiment, the outer
ここで、外側部材21については、球状化焼鈍された機械構造用炭素鋼からなる円環形状のビレットを素材とし、冷間密閉鍛造にて外周面及び内周面を成形し、側方押し出し方式にてハブフランジ24を成形するとよい。なお、ハブフランジ24は、外側部材21の円周方向にフランジ片が複数配置されるいわゆる星形フランジが好ましい。また、外側部材21の外周部には、外輪軌道面21aを研削する際にシューを当てるための円筒面が形成される。
Here, the
また、ハブフランジ24の端面は正確な平面が得られるため、鍛造後に焼鈍しをすることなく、且つ機械加工をすることなく、シューと共に外輪軌道面21aの研削の基準面として利用するとよい。外輪軌道面21aは、高周波焼き入れ(電磁誘導方式による焼き入れ、焼戻し)が必要であるが、ハブフランジ24の端面及び外側部材21の外周部の円筒面は、非熱処理面とし、冷間鍛造面のままとする。また、外側部材21のインボード側端部は、冷間密閉鍛造の仕上がり形状からローリング鍛造で拡径することで、余肉をつけることなく大径部を成形することができ、軽量化に寄与することができる。
Further, since the end face of the
以上説明したように、本実施形態のハブユニット軸受20によれば、インボード側の玉23列のピッチ円直径(PCD)をアウトボード側の玉23列のピッチ円直径より大きくするため、ハブフランジ24のパイロット径を小さくすることができ、軸受20の軽量化を図ることができる。また、一対の内側部材31,32を固定軸26に固定するための部材が別途必要ないので、軸受構造を簡素化することができ、軸受20の軽量化及び低コスト化を図ることができる。また、インボード側の玉23列の負荷容量を増加することができるので、軸受寿命を向上することができる。さらに、軸受20の軽量化により、省エネルギー化、省資源化を図ることができると共に、ばね下重量を軽減することができ、自動車の操縦安定性を向上することができる。
As described above, according to the hub unit bearing 20 of the present embodiment, the pitch circle diameter (PCD) of the 23 rows of balls on the inboard side is larger than the pitch circle diameter of the 23 rows of balls on the outboard side. The pilot diameter of the
10,20 ハブユニット軸受
11,21 外側部材
11a,21a 外輪軌道面
12,31,32 内側部材
12a,22 内輪軌道面
13,23 玉(転動体)
14,24 ハブフランジ
15,25 ハブボルト
16 軸部
17,27 ナックル取付用フランジ
18 小径段部
19 内輪
26 固定軸
10, 20
14, 24
Claims (8)
車幅方向内側の転動体列のピッチ円直径を車幅方向外側の転動体列のピッチ円直径より大きくすることを特徴とするハブユニット軸受。 A cylindrical outer member which has a double row outer ring raceway surface on the inner peripheral surface and a hub flange at the outer end in the vehicle width direction and forms a rotating wheel, and an axially adjacent outer member A hub unit bearing comprising: a pair of inner members having inner ring raceway surfaces on surfaces; and rolling elements arranged to be capable of rolling in a circumferential direction between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface. ,
A hub unit bearing characterized in that a pitch circle diameter of a rolling element row on the inner side in the vehicle width direction is larger than a pitch circle diameter of a rolling element row on the outer side in the vehicle width direction.
前記内側部材が、車幅方向内側の前記内輪軌道面が形成されると共に、前記ナックル取付用フランジが形成される軸部と、前記軸部の車幅方向外側の端部に嵌合されて、車幅方向外側の前記内輪軌道面が形成される内輪と、を有するハブユニット軸受であって、
車幅方向内側の転動体列のピッチ円直径を車幅方向外側の転動体列のピッチ円直径より大きくすることを特徴とするハブユニット軸受。 A cylindrical outer member that has a double-row outer ring raceway surface on the inner peripheral surface and a hub flange at the outer end in the vehicle width direction to form a rotating wheel, and a double-row inner ring raceway surface on the outer peripheral surface And an inner member having a knuckle mounting flange at the inner end in the vehicle width direction, and a rolling element disposed so as to be able to roll in a circumferential direction between the outer ring raceway surface and the inner ring raceway surface, With
The inner member is fitted to a shaft portion on which the inner ring raceway surface on the inner side in the vehicle width direction is formed, the knuckle mounting flange is formed, and an end portion on the outer side in the vehicle width direction of the shaft portion, A hub unit bearing having an inner ring on which the inner ring raceway surface on the outer side in the vehicle width direction is formed,
A hub unit bearing characterized in that a pitch circle diameter of a rolling element row on the inner side in the vehicle width direction is larger than a pitch circle diameter of a rolling element row on the outer side in the vehicle width direction.
前記軸部は、球状化焼鈍された機械構造用炭素鋼のビレットを素材とし、冷間密閉鍛造にて成形され、前記鍛造後に焼鈍することなく、前記ナックル取付用フランジの根元部が前記加締め前の軸端部に比べて硬い状態で組み込まれることを特徴とする請求項2に記載のハブユニット軸受。 The inner ring is fixed by caulking to the shaft portion,
The shaft portion is made of a spheroidized annealed carbon steel billet for mechanical structure, formed by cold hermetic forging, and the root portion of the knuckle mounting flange is crimped without annealing after the forging. The hub unit bearing according to claim 2, wherein the hub unit bearing is incorporated in a harder state than a front shaft end portion.
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