JP2010120406A - Bearing device for wheel and axle module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車輪用軸受装置およびアクスルモジュールに関する。 The present invention relates to a wheel bearing device and an axle module.
本発明は、自動車等の車両において車輪を車体に対して回転自在に支持するための車輪用軸受装置およびこのような車輪用軸受装置を用いたアクスルモジュールに関する。 The present invention relates to a wheel bearing device for rotatably supporting a wheel with respect to a vehicle body in a vehicle such as an automobile, and an axle module using such a wheel bearing device.
自動車等の車両のエンジン動力を車輪に伝達する動力伝達装置は、エンジンから車輪へ動力を伝達するとともに、悪路走行時における車両のバウンドや車両の旋回時に生じる車輪からの径方向や軸方向変位、およびモーメント変位を許容する必要がある。このため、アクスルモジュールを使用する。 A power transmission device that transmits engine power of a vehicle such as an automobile to a wheel transmits power from the engine to the wheel, and also causes radial or axial displacement from the wheel that occurs when the vehicle bounces or turns when traveling on rough roads. , And moment displacement must be allowed. For this reason, an axle module is used.
アクスルモジュールは、アウトボード側の等速自在継手(固定式等速自在継手)と、インボード側の等速自在継手(摺動式等速自在継手)と、これら等速自在継手に連結されるドライブシャフトとを備える。この場合、アウトボード側においては、ハブ輪と、転がり軸受と、等速自在継手とが一体化されて車輪用軸受装置が構成される。なお、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トボード側と呼び、中央寄り側をインボード側と呼ぶ。 The axle module is connected to the constant velocity universal joint on the outboard side (fixed constant velocity universal joint), the constant velocity universal joint on the inboard side (sliding constant velocity universal joint), and these constant velocity universal joints. A drive shaft. In this case, on the outboard side, the wheel hub, the rolling bearing, and the constant velocity universal joint are integrated to form a wheel bearing device. Note that the side closer to the outer side of the vehicle when assembled to the vehicle is referred to as the outboard side, and the side closer to the center is referred to as the inboard side.
車輪用軸受装置には、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軌道面が一体に形成された第3世代、さらには、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軌道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 has evolved from a structure in which a double row rolling bearing called a first generation is used alone to a second generation in which a vehicle body mounting flange is integrated with an outer member. The third generation in which one inner raceway surface of the double row rolling bearing is integrally formed on the outer periphery of the hub ring integrally having a ring, and further, the constant velocity universal joint is integrated with the hub ring. 4th generation has been developed in which the other inner raceway surface of the double-row rolling bearing is integrally formed on the outer periphery of the outer joint member that constitutes.
例えば、特許文献1には、第3世代と呼ばれるものが記載されている。第3世代と呼ばれる車輪用軸受装置は、図12に示すように、外径方向に延びるフランジ151を有するハブ輪152と、このハブ輪152に外側継手部材153が固定される等速自在継手154と、ハブ輪152の外周側に配設される外方部材155とを備える。外方部材155が転がり軸受の外輪を構成する。
For example,
等速自在継手154は、前記外側継手部材153と、この外側継手部材153のマウス部157内に配設される内側継手部材158と、この内側継手部材158と外側継手部材153との間に配設されるボール159と、このボール159を保持する保持器160とを備える。また、内側継手部材158の中心孔の内周面にはスプライン部161が形成され、この中心孔に図示省略のシャフトの端部スプライン部が挿入されて、内側継手部材158側のスプライン部161とシャフト側のスプライン部とが係合される。
The constant velocity
また、ハブ輪152は、筒部163と前記フランジ151とを有し、フランジ151の外端面164(アウトボード側の端面)には、図示省略のホイールおよびブレーキロータが装着される短筒状のパイロット部165が突設されている。なお、パイロット部165は、大径の第1部165aと小径の第2部165bとからなり、第1部165aにブレーキロータが外嵌され、第2部165bにホイールが外嵌される。
The
そして、筒部163のマウス部157側端部の外周面に切欠部166が設けられ、この切欠部166に内輪167が嵌合されている。ハブ輪152の筒部163の外周面のフランジ近傍には第1内側軌道面168が設けられ、内輪167の外周面に第2内側軌道面169が設けられている。また、ハブ輪152のフランジ151にはボルト装着孔162が設けられて、ホイールおよびブレーキロータをこのフランジ151に固定するためのハブボルトがこのボルト装着孔162に装着される。
A
外方部材155は、その内周に2列の外側軌道面170、171が設けられると共に、その外周にフランジ(車体取付フランジ)182が設けられている。そして、外方部材155の第1外側軌道面170とハブ輪152の第1内側軌道面168とが対向し、外方部材155の第2外側軌道面171と、内輪167の軌道面169とが対向し、これらの間に転動体172が介装される。
The
ハブ輪152の筒部163に外側継手部材153の軸部173が挿入される。軸部173は、その反マウス部側の端部にねじ部174が形成され、このねじ部174とマウス部157との間にスプライン部175が形成されている。また、ハブ輪152の筒部163の内周面(内径面)にスプライン部176が形成され、この軸部173がハブ輪152の筒部163に挿入された際には、軸部173側のスプライン部175とハブ輪152側のスプライン部176とが係合する。
The
そして、筒部163から突出した軸部173のねじ部174にナット部材177が螺着され、ハブ輪152と外側継手部材153とが連結される。この際、ナット部材177の内端面(裏面)178と筒部163の外端面179とが当接するとともに、マウス部157の軸部側の端面180と内輪167の外端面181とが当接する。すなわち、ナット部材177を締付けることによって、ハブ輪152が内輪167を介してナット部材177とマウス部157とで挟持される。
このように、車輪用軸受装置では、軸部173側のスプライン部175とハブ輪152側のスプライン部176とが係合するものである。このため、軸部173側及びハブ輪152側の両者にスプライン加工を施す必要があって、コスト高となるとともに、圧入時には、軸部173側のスプライン部175とハブ輪152側のスプライン部176との凹凸を合わせる必要があり、この際、歯面を合わせることによって、圧入すれば、この凹凸歯が損傷する(むしれる)おそれがある。また、歯面を合わせることなく、凹凸歯の大径合わせにて圧入すれば、円周方向のガタが生じやすい。このように、円周方向のガタがあると、回転トルクの伝達性に劣るとともに、異音が発生するおそれもあった。このため、従来のように、スプライン嵌合による場合、凹凸歯の損傷及び円周方向のガタの両者を成立させることは困難であった。
Thus, in the wheel bearing device, the
また、筒部163から突出した軸部173のねじ部174にナット部材177を螺着する必要がある。このため、組立時にはねじ締結作業を有し、作業性に劣るとともに、部品点数も多く、部品管理性も劣ることになっていた。
Further, it is necessary to screw the
ところで、スプライン嵌合部に雨水等が浸入した場合、このスプライン嵌合部において錆等が発生して傷めるおそれがあり、耐用性についても問題があった。 By the way, when rainwater or the like enters the spline fitting portion, rust or the like may be generated and damaged in the spline fitting portion, and there is a problem in durability.
本発明は、上記課題に鑑みて、円周方向のガタの抑制を図ることができ、しかも、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材との連結作業性に優れ、さらには異物(泥塩水等)の浸入を防止して、内部の錆びの発生を抑えることができ、長期にわたって安定したトルク伝達が可能な車輪用軸受装置及びアクスルモジュールを提供する。 In view of the above problems, the present invention can suppress circumferential backlash and is excellent in connection workability between the hub wheel and the outer joint member of the constant velocity universal joint. Etc.), a wheel bearing device and an axle module that can suppress the occurrence of internal rust and can stably transmit torque over a long period of time are provided.
本発明の車輪用軸受装置は、対向するアウタレースとインナレースとの間に配置された複数列の転動体を有する軸受と、車輪に取り付けられるハブ輪と、等速自在継手とを備え、ハブ輪の孔部に嵌挿される等速自在継手の外側継手部材の軸部が凹凸嵌合構造を介してハブ輪に一体化される車輪用軸受装置であって、外側継手部材の軸部とハブ輪の孔部のうち、どちらか一方に設けられた軸方向に延びる凸部を他方に圧入し、この他方に凸部に密着嵌合する凹部を凸部にて形成することで、前記凸部と前記凹部との嵌合接触部位全域が密着する凹凸嵌合構造を構成し、少なくとも、ハブ輪の内径面及び軸部のアウトボード側の端部外径面との隙間を閉塞する塗装皮膜を形成したものである。 A wheel bearing device of the present invention includes a bearing having a plurality of rows of rolling elements arranged between opposing outer races and inner races, a hub wheel attached to the wheel, and a constant velocity universal joint, A bearing device for a wheel in which a shaft portion of an outer joint member of a constant velocity universal joint that is inserted into a hole of the wheel is integrated with a hub wheel via a concave-convex fitting structure, and the shaft portion of the outer joint member and the hub wheel A convex portion extending in the axial direction provided in one of the hole portions is press-fitted into the other, and a concave portion that closely fits to the convex portion is formed on the other by the convex portion. Constructs a concave-convex fitting structure in which the entire fitting contact portion with the concave portion is in close contact, and forms a coating film that closes at least the gap between the inner diameter surface of the hub wheel and the outer diameter surface of the end portion on the outboard side of the shaft portion It is a thing.
本発明の車輪用軸受装置によれば、凹凸嵌合構造は、外側継手部材の軸部の外径面とハブ輪の孔部の内径面とのどちらか一方に設けられている凸部と、この凸部に嵌合する他方の凹部との嵌合接触部位全域が密着しているので、この嵌合構造において、径方向及び円周方向においてガタが生じる隙間が形成されない。 According to the wheel bearing device of the present invention, the concave-convex fitting structure includes a convex portion provided on one of the outer diameter surface of the shaft portion of the outer joint member and the inner diameter surface of the hole portion of the hub wheel, Since the entire fitting contact portion with the other concave portion fitted to the convex portion is in close contact, a gap in which play occurs in the radial direction and the circumferential direction is not formed in this fitting structure.
外側継手部材の軸部の外径面とハブ輪の孔部の内径面とのどちらか一方に設けられて軸方向に延びる凸部を、軸方向に沿って他方に圧入し、この他方に凸部にて凸部に密着嵌合する凹部を形成して、前記凹凸嵌合構造を構成する。すなわち、相手側の凹部形成面に凸部の形状の転写を行うことになる。 A convex portion extending in the axial direction provided on one of the outer diameter surface of the shaft portion of the outer joint member and the inner diameter surface of the hole portion of the hub wheel is press-fitted into the other along the axial direction, and is projected to the other. A concave portion that closely fits to the convex portion is formed at the portion to constitute the concave-convex fitting structure. In other words, the shape of the convex portion is transferred to the concave portion forming surface on the other side.
等速自在継手の外側継手部材の軸部に前記凹凸嵌合構造の凸部を設けるとともに、少なくともこの凸部の軸方向端部の硬度をハブ輪の孔部内径部よりも高くして、前記軸部をハブ輪の孔部に凸部の軸方向端部側から圧入することによって、この凸部にてハブ輪の孔部内径面に凸部に密着嵌合する凹部を形成して、前記凹凸嵌合構造を構成してもよい。この際、凸部が相手側の凹部形成面(ハブ輪の孔部内径面)に食い込んでいくことによって、孔部が僅かに拡径した状態となって、凸部の軸方向の移動を許容し、軸方向の移動が停止すれば、孔部が元の径に戻ろうとして縮径することになる。これによって、凸部の凹部嵌合部位の全体がその対応する凹部に対して密着する。 A convex portion of the concave-convex fitting structure is provided on the shaft portion of the outer joint member of the constant velocity universal joint, and at least the hardness of the axial end portion of the convex portion is higher than the inner diameter portion of the hole portion of the hub wheel, By pressing the shaft portion into the hole portion of the hub wheel from the axial end portion side of the convex portion, a concave portion that closely fits the convex portion is formed on the inner diameter surface of the hole portion of the hub wheel at the convex portion. You may comprise an uneven | corrugated fitting structure. At this time, the convex portion bites into the concave portion forming surface (the inner diameter surface of the hole portion of the hub wheel), so that the hole portion is slightly expanded in diameter, and the convex portion is allowed to move in the axial direction. However, if the movement in the axial direction stops, the diameter of the hole portion is reduced to return to the original diameter. Thereby, the whole recessed part fitting part of a convex part closely_contact | adheres to the corresponding recessed part.
また、ハブ輪の孔部の内径面に前記凹凸嵌合構造の凸部を設けるとともに、少なくともこの凸部の軸方向端部の硬度を等速自在継手の外側継手部材の軸部の外径部よりも高くして、前記ハブ輪側の凸部をその軸方向端部側から外側継手部材の軸部に圧入することによって、この凸部にて外側継手部材の軸部の外径面に凸部に密着嵌合する凹部を形成して、前記凹凸嵌合構造を構成してもよい。凸部が軸部の外径面に食い込んでいくことによって、孔部が僅かに拡径した状態となって、凸部の軸方向の移動を許容し、軸方向の移動が停止すれば、孔部が元の径に戻ろうとして縮径することになる。これによって、凸部とその凸部に嵌合する相手部材の凹部(シャフトの外径面)との嵌合接触部位全域が密着する。 Further, a convex portion of the concave-convex fitting structure is provided on the inner diameter surface of the hole portion of the hub wheel, and at least the hardness of the axial end portion of the convex portion is set to the outer diameter portion of the shaft portion of the outer joint member of the constant velocity universal joint. The convex portion on the hub wheel side is press-fitted into the shaft portion of the outer joint member from the axial end portion side, thereby projecting to the outer diameter surface of the shaft portion of the outer joint member. The concave-convex fitting structure may be formed by forming a concave portion that closely fits to the portion. If the convex portion bites into the outer diameter surface of the shaft portion, the hole portion is slightly expanded in diameter, allowing the convex portion to move in the axial direction and stopping the axial movement. The part is reduced in diameter to return to the original diameter. As a result, the entire fitting contact region between the convex portion and the concave portion (outer diameter surface of the shaft) of the mating member fitted into the convex portion is brought into close contact.
ハブ輪の内径面及び軸部のアウトボード側の端部外径面との隙間を閉塞する塗装皮膜を形成しているので、ハブ輪のアウトボード側からの凹凸嵌合構造への雨水や異物の浸入を防止できるとともに、ハブ輪の内径面及び軸部の端部が腐食するのを防止できる。 Since a coating film is formed to close the gap between the inner diameter surface of the hub wheel and the outer diameter surface of the end of the shaft on the outboard side, rainwater and foreign matter from the hub wheel outboard side to the uneven fitting structure Can be prevented, and the inner surface of the hub wheel and the end of the shaft can be prevented from corroding.
外側継手部材の軸部の端部にハブ輪の内径面に係合する拡径加締部を形成し、前記塗装皮膜が、少なくとも、ハブ輪の内径面と外側継手部材の拡径加締部の外径面との間の隙間を閉塞するものであってもよい。 An end portion of the shaft portion of the outer joint member is formed with an enlarged caulking portion that engages with the inner diameter surface of the hub wheel, and the coating film is at least the inner diameter surface of the hub wheel and the outer diameter caulking portion of the outer joint member. The gap between the outer diameter surfaces of the two may be closed.
前記塗装皮膜が、外側継手部材の軸部の軸端面、及びこの軸端面よりもアウトボード側のハブ輪内径面全体に至る範囲に設けられてもよい。 The coating film may be provided in a range extending from the shaft end surface of the shaft portion of the outer joint member to the entire inner diameter surface of the hub wheel on the outboard side from the shaft end surface.
前記ハブ輪のアウトボード側に短円筒状のホイールパイロットを設け、前記塗装皮膜が、外側継手部材の軸部の軸端面、この軸端面よりもアウトボード側のハブ輪内径面全体、及びホイールパイロットの外径面に至る範囲に設けられてもよい。 A short cylindrical wheel pilot is provided on the outboard side of the hub wheel, and the coating film has a shaft end surface of the shaft portion of the outer joint member, the entire inner diameter surface of the hub wheel on the outboard side from the shaft end surface, and the wheel pilot. It may be provided in a range up to the outer diameter surface.
塗装皮膜を電着塗装法にて形成することができる。ここで、電着塗装とは、水溶性塗料を満たした塗料浴中に金属製の被塗物を浸し、これを陽極又は陰極として直流電圧をかけると、塗膜形成成分が負又は陽に荷電し、被塗物表面に電着する。こうして塗膜を形成する方法である。被塗物を陽極とする場合をアニオン電着、陰極とする場合をカチオン電着と呼ぶ。電着塗装は他の塗装法に比べ、複雑形状でも均一な膜厚が得られるので防食性が高い塗装が行え、膜厚の管理も用意である。また塗料ロスが極少なく、衛生的で公害対策面から利点が大きい。 The coating film can be formed by an electrodeposition coating method. Here, the electrodeposition coating means that the coating film forming component is negatively or positively charged when a metal object is immersed in a paint bath filled with a water-soluble paint and a direct current voltage is applied to the object as an anode or a cathode. And electrodeposited on the surface of the object to be coated. In this way, a coating film is formed. The case where the article is used as the anode is called anion electrodeposition, and the case where it is used as the cathode is called cation electrodeposition. Compared to other coating methods, electrodeposition coating can provide a uniform film thickness even with complex shapes, so it can be coated with high anticorrosion properties, and the film thickness can be managed. In addition, there is very little paint loss, and there are significant advantages in terms of hygiene and pollution control.
カチオン電着は被塗物を陰極とし、塗膜成分を正に荷電させて行うが、この場合塗料浴中へ金属イオンが溶け出さないため特に防食性に優れている。すなわち、塗装皮膜は、カチオン電着塗装によって防食性皮膜となる。このため、本発明における電着塗装には、カチオン電着塗装を用いるのが好ましいが、もちろんアニオン電着塗装であってもよい Cationic electrodeposition is carried out with the object to be coated as the cathode and the coating film components charged positively. In this case, since metal ions do not dissolve into the paint bath, the corrosion resistance is particularly excellent. That is, the coating film becomes an anticorrosive film by cationic electrodeposition coating. For this reason, it is preferable to use cationic electrodeposition coating for electrodeposition coating in the present invention, but of course, anion electrodeposition coating may also be used.
塗装皮膜(防食性皮膜)の下地処理としてリン酸亜鉛皮膜が形成されていたり、亜鉛メッキ皮膜が形成されていたりするのが好ましい。また、塗装皮膜の膜厚が10〜50μmの範囲に設定されるのが好ましい。 It is preferable that a zinc phosphate film or a galvanized film is formed as a base treatment for the paint film (anticorrosive film). Moreover, it is preferable that the film thickness of a coating film is set to the range of 10-50 micrometers.
本発明のアクスルモジュールは、前記記載の車輪用軸受装置を備え、アウトボード側の等速自在継手に連結されたドライブシャフトと、このドライブシャフトの他方に連結されたインボード側の摺動型の等速自在継手とを備えたものである。 The axle module of the present invention includes the wheel bearing device described above, and includes a drive shaft connected to the constant velocity universal joint on the outboard side, and a sliding type on the inboard side connected to the other of the drive shafts. A constant velocity universal joint is provided.
本発明の車輪用軸受装置では、嵌合構造において、径方向及び円周方向においてガタが生じる隙間が形成されないので、嵌合部位の全てが回転トルク伝達に寄与し、安定したトルク伝達が可能であり、しかも、異音の発生も生じさせない。さらには、隙間無く密着しているので、トルク伝達部位の強度が向上する。このため、駆動車輪用軸受ユニットを軽量、コンパクトにすることができる。 In the wheel bearing device of the present invention, in the fitting structure, there is no gap in which play occurs in the radial direction and the circumferential direction, so that all of the fitting parts contribute to rotational torque transmission and stable torque transmission is possible. In addition, no abnormal noise is generated. Furthermore, since the contact is made without a gap, the strength of the torque transmitting portion is improved. For this reason, the bearing unit for drive wheels can be made lightweight and compact.
外側継手部材の軸部の外径面とハブ輪の孔部の内径面とのどちらか一方に設けられた軸方向に延びる凸部を、軸方向に沿って他方に圧入することによって、この他方に凸部に密着嵌合する凹部を凸部にて形成することができる。このため、凹凸嵌合構造を確実に形成することができる。しかも、凹部が形成される部材には、スプライン部等を形成しておく必要がなく、生産性に優れ、かつスプライン同士の位相合わせを必要とせず、組立性の向上を図るとともに、圧入時の歯面の損傷を回避することができて、安定した嵌合状態を維持できる。 By pressing a convex portion extending in the axial direction provided on one of the outer diameter surface of the shaft portion of the outer joint member and the inner diameter surface of the hole portion of the hub wheel into the other along the axial direction, A concave portion closely fitting to the convex portion can be formed by the convex portion. For this reason, an uneven | corrugated fitting structure can be formed reliably. Moreover, it is not necessary to form a spline portion or the like on the member where the recess is formed, and it is excellent in productivity and does not require the phase alignment between the splines. Damage to the tooth surface can be avoided and a stable fitting state can be maintained.
また、等速自在継手の外側継手部材の軸部に前記凹凸嵌合構造の凸部を設けるとともに、この凸部の軸方向端部の硬度をハブ輪の孔部内径部よりも高くして、前記軸部をハブ輪の孔部に凸部の軸方向端部側から圧入するものであれば、軸部側の硬度を高くでき、軸部の剛性を向上させることができる。また、ハブ輪の孔部の内径面に前記凹凸嵌合構造の凸部を設けるとともに、この凸部の軸方向端部の硬度を等速自在継手の外側継手部材の軸部の外径部よりも高くして、前記ハブ輪側の凸部をその軸方向端部側から外側継手部材の軸部に圧入するものでは、軸部側の硬度処理(熱処理)を行う必要がないので、等速自在継手の外側継手部材の生産性に優れる。 Moreover, while providing the convex part of the concave-convex fitting structure on the shaft part of the outer joint member of the constant velocity universal joint, the hardness of the axial end of the convex part is higher than the inner diameter part of the hole of the hub wheel, If the shaft portion is press-fitted into the hole of the hub wheel from the axial end portion side of the convex portion, the hardness on the shaft portion side can be increased and the rigidity of the shaft portion can be improved. In addition, a convex portion of the concave-convex fitting structure is provided on the inner diameter surface of the hole portion of the hub wheel, and the hardness of the axial end portion of the convex portion is determined from the outer diameter portion of the shaft portion of the outer joint member of the constant velocity universal joint. In the case where the convex portion on the hub wheel side is press-fitted into the shaft portion of the outer joint member from the end portion in the axial direction, there is no need to perform hardness treatment (heat treatment) on the shaft portion side, so that the constant velocity Excellent productivity of universal joint outer joint members.
塗装皮膜にて、ハブ輪のアウトボード側からの凹凸嵌合構造への雨水や異物の浸入を防止できる。これによって、凹凸嵌合構造の錆の発生を抑えることができ、長期にわたって安定したトルク伝達が可能となる。これに対して、塗装皮膜を設けなければ、凹凸嵌合構造に雨水や異物が浸入して、この凹凸嵌合構造の減肉や割れ、応力腐食割れ等に起因する軸部材のハブ輪からの抜けが発生することが懸念される。ここで、応力腐食割れとは、合金系金属が許容応力内の静的な引張応力を受けた状態で特定の腐食環境中にさらされるとき、腐食を伴って合金に割れを生ずる現象をいう。すなわち、応力によって加速される腐食を総称して応力腐食という。物体に加えられる力を応力(ストレス)といい、引っ張り・圧縮の応力、およびねじりの応力の3つに分類される。このうち応力腐食に影響するのは、引っ張り応力であって圧縮応力では腐食は加速されない。物体にかかる応力は内部応力と外部から加えられる外部応力とに区別される。このため、応力腐食割れとは「応力と腐食との共同作用によって起こる金属の脆性破壊」と定義される。脆性破壊とは外見上はほとんど変形したように見えないうちに、突然に起こる破壊のことである。延性破壊と区別されて使われる。 The paint film prevents rainwater and foreign matter from entering the concave-convex fitting structure from the outboard side of the hub wheel. Thereby, generation | occurrence | production of the rust of an uneven | corrugated fitting structure can be suppressed, and the stable torque transmission over a long term is attained. On the other hand, if a coating film is not provided, rainwater and foreign matter infiltrate into the concave / convex fitting structure, and the shaft member from the hub wheel is caused by thinning, cracking, stress corrosion cracking, etc. There is a concern that omissions may occur. Here, stress corrosion cracking refers to a phenomenon in which when an alloy metal is exposed to a specific corrosive environment under a static tensile stress within an allowable stress, the alloy is cracked with corrosion. That is, corrosion accelerated by stress is collectively referred to as stress corrosion. The force applied to an object is called stress (stress), and it is classified into three types: tensile / compressive stress and torsional stress. Of these, the stress corrosion affects the tensile stress, and the compression stress does not accelerate the corrosion. Stress applied to an object is classified into internal stress and external stress applied from the outside. For this reason, stress corrosion cracking is defined as “brittle fracture of metal caused by the joint action of stress and corrosion”. Brittle failure is a failure that occurs suddenly before it appears to be almost deformed. Used separately from ductile fracture.
電着塗装にて塗装皮膜を形成すれば、「複雑形状でも均一な膜厚が得られるので防食性が高い塗装が行え、膜厚の管理も用意である。また塗料ロスが極少なく、衛生的で公害対策面から利点が大きい。」という電着塗装の特有の効果を得ることができる。しかも、シールプレート等の別部材を用いてシール構造を構成する必要がなくなって、部品点数の減少及び加工費等のコスト低減を図ることができる。特に、防食性に優れているカチオン電着塗装を用いるのが好ましい。 If a coating film is formed by electrodeposition coating, “even with complex shapes, a uniform film thickness can be obtained, so coating with high anti-corrosion properties can be performed, and film thickness management is also available. It has a great advantage in terms of pollution control. ” In addition, it is not necessary to form a seal structure using a separate member such as a seal plate, and it is possible to reduce the number of parts and cost such as processing costs. In particular, it is preferable to use a cationic electrodeposition coating having excellent anticorrosion properties.
塗装皮膜の下地処理として、リン酸亜鉛処理を行えば、このリン酸亜鉛処理により素材となる鋼材の表面が化学反応で粗面化されるため、塗料の食い付きが良くなって付着性が向上する。また、塗装皮膜の膜厚は、下地処理となるリン酸亜鉛の膜厚とカチオン電着塗装の膜厚が加算されたものとなる。この場合、塗装皮膜81の膜厚が10〜50μmの範囲に設定するのが好ましい。膜厚が10μm未満と薄くなると防食性皮膜層としての機能を充分発揮できない。また、カチオン電着塗装は、塗料が電着していくにつれて導電性がなくなり、一定以上の塗膜形成が行われなくなる性質がある。したがって、塗装膜厚には上限があり、50μmとしている。
If the zinc phosphate treatment is performed as the base treatment of the paint film, the surface of the steel material that becomes the material is roughened by a chemical reaction due to this zinc phosphate treatment, which improves the bite of the paint and improves the adhesion. To do. Moreover, the film thickness of the coating film is obtained by adding the film thickness of zinc phosphate as the base treatment and the film thickness of the cationic electrodeposition coating. In this case, it is preferable to set the thickness of the
塗装皮膜の下地処理として、亜鉛メッキ処理を行えば、亜鉛メッキ処理は、自己犠牲作用により亜鉛が溶解して素材の腐食を抑制する効果がある。このため、リン酸亜鉛処理に比べ、耐食性、防錆性能に優れている。 If a galvanizing treatment is performed as a base treatment of the coating film, the galvanizing treatment has an effect of suppressing corrosion of the material by dissolving zinc by a self-sacrificing action. For this reason, compared with a zinc phosphate process, it is excellent in corrosion resistance and rust prevention performance.
本発明のアクスルモジュールは、前記記載の車輪用軸受装置を備えたものであり、長期にわたって安定した機能を発揮する製品となる。 The axle module of the present invention includes the wheel bearing device described above, and is a product that exhibits a stable function over a long period of time.
以下本発明の実施の形態を図1〜図11に基づいて説明する。図1に本発明に係るアクスルモジュールの第1実施形態を示している。アクスルモジュールは、アウトボード側の等速自在継手T1と、インボード側の等速自在継手T2と、これら等速自在継手T1、T2に連結されるドライブシャフト10とを備える。この場合、アウトボード側においては、ハブ輪1と、複列の転がり軸受(軸受構造部)2と、等速自在継手T1(3)とが一体化されて車輪用軸受装置が構成される。自動車等の車両に組付けた状態で車両の外側となる方をアウトボード側(図面左側)、自動車等の車両に組付けた状態で車両の内側となる方をインボード側(図面右側)という。この場合、ハブ輪1の孔部22に嵌挿される等速自在継手3の外側継手部材の軸部12とハブ輪1とが凹凸嵌合構造Mを介して結合されてなる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a first embodiment of an axle module according to the present invention. The axle module includes a constant velocity universal joint T1 on the outboard side, a constant velocity universal joint T2 on the inboard side, and a
等速自在継手T1は、図2に示すように、外側継手部材としての外輪5と、外輪5の内側に配された内側継手部材としての内輪6と、外輪5と内輪6との間に介在してトルクを伝達する複数のボール7と、外輪5と内輪6との間に介在してボール7を保持するケージ8とを主要な部材として構成される。内輪6はその孔部内径6aにドライブシャフト10の端部10aを圧入することによりスプライン嵌合してドライブシャフト10とトルク伝達可能に結合されている。なお、ドライブシャフト10の端部10aには、ドライブシャフト抜け止め用の止め輪9が嵌合されている。
As shown in FIG. 2, the constant velocity universal joint T <b> 1 is interposed between the
外輪5はマウス部11とステム部(軸部)12とからなり、マウス部11は一端にて開口した椀状で、その内球面13に、軸方向に延びた複数のトラック溝14が円周方向等間隔に形成されている。そのトラック溝14はマウス部11の開口端まで延びている。内輪6は、その外球面15に、軸方向に延びた複数のトラック溝16が円周方向等間隔に形成されている。
The
外輪5のトラック溝14と内輪6のトラック溝16とは対をなし、各対のトラック溝14,16で構成されるボールトラックに1個ずつ、トルク伝達要素としてのボール7が転動可能に組み込んである。ボール7は外輪5のトラック溝14と内輪6のトラック溝16との間に介在してトルクを伝達する。ケージ8は外輪5と内輪6との間に摺動可能に介在し、外球面にて外輪5の内球面13と接し、内球面にて内輪6の外球面15と接する。なお、この場合の等速自在継手は、ツェパー型を示しているが、トラック溝の溝底に直線状のストレート部を有するアンダーカットフリー型等の他の等速自在継手であってもよい。
The
また、マウス部11の開口部はブーツ17にて塞がれている。ブーツ17は、大径部17aと、小径部17bと、大径部17aと小径部17bとを連結する蛇腹部17cとからなる。大径部17aがマウス部11の開口部に外嵌され、この状態でブーツバンド18aにて締結され、小径部17bがドライブシャフト10のブーツ装着部10bに外嵌され、この状態でブーツバンド18bにて締結されている。
Further, the opening of the
図1に示すように、インボード側の等速自在継手T2は、外側継手部材131と、内側継手部材としてのトリポード部材132と、トルク伝達部材としてのローラ133を主要な構成要素としている。
As shown in FIG. 1, the constant velocity universal joint T2 on the inboard side includes an outer
外側継手部材131は一体に形成されたマウス部131aとステム部131bとからなる。マウス部131aは、一端にて開口したカップ状で、内周の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝136が形成してある。
The outer
トリポード部材132はボス138と脚軸139とを備える。ボス138にはドライブシャフト10の端部スプライン10cとトルク伝達可能に結合するスプライン孔138aが形成してある。脚軸139はボス138の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。トリポード部材132の各脚軸139はローラ133を担持している。
The
そして、外側継手部材131の開口部はブーツ140にて塞がれている。ブーツ140は、大径部140aと、小径部140bと、大径部140aと小径部140bとの間の蛇腹部140cとからなり、ブーツバンド141aを介してマウス部131aの開口側の外周面にブーツ140の大径部140aが固定され、ドライブシャフト10のブーツ装着部10dの外周面には、ブーツバンド141bを介してブーツ140の小径部140bが固定されている。
The opening of the outer
図2に示すように、ハブ輪1は、筒部20と、筒部20のアウトボード側の端部に設けられるフランジ21とを有する。筒部20の孔部22は、軸方向中間部の軸部嵌合孔22aと、アウトボード側のコーン状孔22bと、インボード側の大径孔22cとを備える。すなわち、軸部嵌合孔22aにおいて、後述する凹凸嵌合構造Mを介して等速自在継手T1の外輪5の軸部12とハブ輪1とが結合される。また、軸部嵌合孔22aと大径孔22cとの間には、テーパ部(テーパ孔)22dが設けられている。このテーパ部22dは、ハブ輪1と外輪5の軸部12を結合する際の圧入方向に沿って縮径している。テーパ部22dのテーパ角度θ1(図5参照)は、例えば15°〜75°とされる。
As shown in FIG. 2, the
ハブ輪1のアウトボード側の端面には、短円筒状のパイロット部90が設けられている。パイロット部90は、インボード側の短円筒状のブレーキパイロット91と、このブレーキパイロット91よりも小径のアウトボード側のホイールパイロット92とからなる。
A short
転がり軸受2は、ハブ輪1の筒部20のインボード側に設けられた小径段部23に嵌合する内輪24を有する内方部材19と、ハブ輪1の筒部20乃至内輪24に跨って外嵌される外方部材25とを備える。外方部材25は、その内周に2列の外側軌道面(アウタレース)26、27が設けられ、第1外側軌道面26とハブ輪1の軸部外周に設けられる第1内側軌道面(インナレース)28とが対向し、第2外側軌道面27と、内輪24の外周面に設けられる第2内側軌道面(インナレース)29とが対向し、これらの間に転動体30としてのボールが介装される。すなわち、ハブ輪1の一部(筒部20の外径面)と、ハブ輪1のインボード側の端部の外周に圧入される内輪24とで、インナレース28,29を有する内方部材19を構成している。なお、外方部材25の両開口部にはシール部材S1、S2が装着されている。
The rolling
この場合、ハブ輪1のインボード側の端部を加締めて、その加締部31にて内輪24を押圧することができ、この転がり軸受2に予圧を付与するものである。これによって、内輪24をハブ輪1に締結することができる。またハブ輪1のフランジ21にはボルト装着孔32が設けられて、ホイールおよびブレーキロータをこのフランジ21に固定するためのハブボルト33がこのボルト装着孔32に装着される。なお、前記加締部31は揺動加締めによって形成される。揺動加締めは、ポンチ(加締治具)の中心軸をハブ輪1の中心軸に対して振れ回せながら塑性変形させる方法である。
In this case, the end portion on the inboard side of the
凹凸嵌合構造Mは、図2と図3に示すように、例えば、軸部12に設けられて軸方向に延びる凸部35と、ハブ輪1の孔部22の内径面(この場合、軸部嵌合孔22aの内径面37)に形成される凹部36とからなり、凸部35とその凸部35に嵌合するハブ輪1の凹部36との嵌合接触部位38全域が密着している。すなわち、軸部12の反マウス部側の外周面に、複数の凸部35が周方向に沿って所定ピッチで配設され、ハブ輪1の孔部22の軸部嵌合孔22aの内径面37に凸部35が嵌合する複数の凹部36が周方向に沿って形成されている。つまり、周方向全周にわたって、凸部35とこれに嵌合する凹部36とがタイトフィットしている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the concave-convex fitting structure M includes, for example, a
この場合、各凸部35は、その断面が凸アール状の頂点を有する三角形状(山形状)であり、各凸部35の嵌合接触部位(凹部嵌合部位)38とは、図3(b)に示す範囲Aであり、断面における山形の中腹部から山頂にいたる範囲である。また、周方向の隣合う凸部35間において、ハブ輪1の内径面37よりも内径側に隙間40が形成されている。
In this case, each
このように、ハブ輪1と等速自在継手3の外輪5の軸部12とを凹凸嵌合構造Mを介して連結できる。この際、前記したように、ハブ輪1のインボード側の端部を加締めて、その加締部31にて転がり軸受2に予圧を付与するものであるので、外輪5のマウス部11にて内輪24に予圧を付与する必要がない。この実施形態では、等速自在継手端面、つまりマウス部11のバック面11aと、ハブ輪1の加締部(揺動加締部)31が当接しているが、当接させることなく、マウス部11のバック面11aとハブ輪1の加締部(揺動加締部)31との間に隙間を設けてもよい。
In this way, the
ところで、この車輪用軸受装置を組立てる場合、後述するように、ハブ輪1に対して外輪5の軸部12を圧入することによって、凸部35によって凹部36を形成するようにしている。この際圧入していけば、凸部35にて形成される凹部36から材料がはみ出してはみ出し部45(図4参照)が形成される。はみ出し部45は、凸部35の凹部嵌合部位が嵌入(嵌合)する凹部36の容量の材料分であって、形成される凹部36から押し出されたもの、凹部36を形成するために切削されたもの、又は押し出されたものと切削されたものの両者等から構成される。このため、前記図1等に示す車輪用軸受装置では、はみ出し部45を収納するポケット部(収納部)50を軸部12に設けている。軸部12のスプライン41の軸端縁に周方向溝51を設けることによって、ポケット部(収納部)50を形成している。
By the way, when assembling this wheel bearing device, the
また、この車輪用軸受装置においては、図2に一点鎖線で示すように、ハブ輪1の内径面及び軸部12のアウトボード側の端部外径面との隙間を閉塞する塗装皮膜81を形成している。すなわち、軸部12の端面に凹窪部95を設け、これによって、軸部12の端部に円環状の鍔部96を形成している。そして、この鍔部96の端面96a、つまり軸部12の軸端面から、この端面96aより嵌合孔22aのアウトボード側内径面97(図4参照)に跨って塗装皮膜81が形成されている。
Further, in this wheel bearing device, as shown by a one-dot chain line in FIG. 2, a
塗装皮膜81は、例えば、電着塗装にて形成される。ここで、電着塗装とは、水溶性塗料を満たした塗料浴中に金属製の被塗物を浸し、これを陽極又は陰極として直流電圧をかけると、塗膜形成成分が負又は陽に荷電し、被塗物表面に電着する。こうして塗膜を形成する方法である。被塗物を陽極とする場合をアニオン電着、陰極とする場合をカチオン電着と呼ぶ。電着塗装は他の塗装法に比べ、複雑形状でも均一な膜厚が得られるので防食性が高い塗装が行え、膜厚の管理も用意である。また塗料ロスが極少なく、衛生的で公害対策面から利点が大きい。
The
カチオン電着は被塗物を陰極とし、塗膜成分を正に荷電させて行うが、この場合塗料浴中へ金属イオンが溶け出さないため特に防食性に優れている。すなわち、塗装皮膜は、カチオン電着塗装によって防食性皮膜となる。このため、本発明における電着塗装には、カチオン電着塗装を用いるのが好ましいが、もちろんアニオン電着塗装であってもよい。 Cationic electrodeposition is carried out with the object to be coated as the cathode and the coating film components charged positively. In this case, since metal ions do not dissolve into the paint bath, the corrosion resistance is particularly excellent. That is, the coating film becomes an anticorrosive film by cationic electrodeposition coating. For this reason, it is preferable to use cationic electrodeposition coating for electrodeposition coating in the present invention, but of course, anion electrodeposition coating may also be used.
このように、カチオン電着塗装を行えば、塗装皮膜81が防食性皮膜となる。このため、防食性向上のためと、被塗物と塗料の付着性向上のために防食性皮膜の下地処理として亜鉛系被膜を形成しておく。
Thus, when cationic electrodeposition coating is performed, the
亜鉛系被膜としてはリン酸亜鉛処理が施されている。このリン酸亜鉛処理により素材となる鋼材の表面が化学反応で粗面化されるため、塗料の食い付きが良くなって付着性が向上する。また、塗装皮膜81の膜厚は、下地処理となるリン酸亜鉛の膜厚とカチオン電着塗装の膜厚が加算されたものとなる。この場合、塗装皮膜81の膜厚が10〜50μmの範囲に設定するのが好ましい。膜厚が10μm未満と薄くなると防食性皮膜層としての機能を充分発揮できない。また、カチオン電着塗装は、塗料が電着していくにつれて導電性がなくなり、一定以上の塗膜形成が行われなくなる性質がある。したがって、塗装膜厚には上限があり、50μmとしている。
The zinc-based coating is subjected to zinc phosphate treatment. Since the surface of the steel material as a raw material is roughened by a chemical reaction by this zinc phosphate treatment, the bite of the paint is improved and the adhesion is improved. The film thickness of the
カチオン電着塗装は、塗料の電着後に焼付工程が必要になるが、この焼付条件としては、140〜160℃で約20分(物温保持条件)が好適である。 Cationic electrodeposition coating requires a baking step after electrodeposition of the paint, and the baking condition is preferably about 140 to 160 ° C. for about 20 minutes (material temperature holding condition).
カチオン電着塗装の下地処理として亜鉛メッキ処理を施すようにしてもよい。亜鉛メッキ処理は、自己犠牲作用により亜鉛が溶解して素材の腐食を抑制する効果があるため、リン酸亜鉛処理に比べ、耐食性、防錆性能に優れている。 A galvanizing treatment may be performed as a base treatment for the cationic electrodeposition coating. The galvanizing treatment has an effect of suppressing corrosion of the material by dissolving zinc by a self-sacrificing action, and therefore has excellent corrosion resistance and rust prevention performance compared to the zinc phosphate treatment.
次に、凹凸嵌合構造Mの嵌合方法を説明する。この場合、図5に示すように、軸部12の外径部には熱硬化処理を施し、この硬化層Hに軸方向に沿う凸部41aと凹部41bとからなるスプライン41を形成する。このため、スプライン41の凸部41aが硬化処理されて、この凸部41aが凹凸嵌合構造Mの凸部35となる。なお、この実施形態での硬化層Hの範囲は、クロスハッチング部で示すように、スプライン41の外端縁から外輪5のマウス部11の底壁の一部までである。この熱硬化処理としては、高周波焼入れや浸炭焼入れ等の種々の熱処理を採用することができる。ここで、高周波焼入れとは、高周波電流の流れているコイル中に焼入れに必要な部分を入れ、電磁誘導作用により、ジュール熱を発生させて、伝導性物体を加熱する原理を応用した焼入れ方法である。また、浸炭焼入れとは、低炭素材料の表面から炭素を浸入/拡散させ、その後に焼入れを行う方法である。また、ハブ輪1の外径側に高周波焼入れによる硬化層H1を形成するとともに、ハブ輪の内径側を未焼き状態としたものである。この実施形態での硬化層H1の範囲は、クロスハッチング部で示すように、フランジ21の付け根部から内輪24が嵌合する小径段差部23の加締部近傍までである。
Next, the fitting method of the uneven fitting structure M will be described. In this case, as shown in FIG. 5, the outer diameter portion of the
高周波焼入れを行えば、表面は硬く、内部は素材の硬さそのままとすることができ、このため、ハブ輪1の内径側を未焼き状態に維持できる。このため、ハブ輪1の孔部22の内径面37側においては熱硬化処理を行わない未硬化部(未焼き状態)とする。外輪5の軸部12の硬化層Hとハブ輪1の未硬化部との硬度差は、HRCで20ポイント以上とする。具体的には、硬化層Hの硬度を50HRCから65HRC程度とし、未硬化部の硬度を10HRCから30HRC程度とする。
If induction hardening is performed, the surface is hard and the inside can be kept as it is, so that the inner diameter side of the
この際、凸部35の突出方向中間部位が、凹部形成前の凹部形成面(この場合、ハブ輪1の孔部22の内径面37)の位置に対応する。すなわち、図5に示すように、孔部22の内径面37の内径寸法Dを、凸部35の最大外径、つまりスプライン41の凸部41aである前記凸部35の頂点を結ぶ円の直径寸法(外接円直径)D1よりも小さく、凸部間の軸部外径面の外径寸法、つまりスプライン41の凹部41bの底を結ぶ円の径寸法D2よりも大きく設定される。すなわち、D2<D<D1とされる。
At this time, the intermediate portion in the protruding direction of the
スプライン41は、従来からの公知公用の手段である転造加工、切削加工、プレス加工、引き抜き加工等の種々の加工方法によって、形成することがきる。また、熱硬化処理としては、高周波焼入れ、浸炭焼入れ等の種々の熱処理を採用することができる。
The
鍔部96の外径D4は孔部22の嵌合孔22aの内径寸法Dよりも僅かに小さく設定している。すなわち、この鍔部96が後述するように、軸部12のハブ輪1の僅かに孔部22への圧入時の調芯部材となる。
The outer diameter D4 of the
そして、図5に示すように、ハブ輪1の軸心と等速自在継手T1の外輪5の軸心とを合わせた状態で、ハブ輪1に対して、外輪5の軸部12を挿入(圧入)していく。この際、ハブ輪1の孔部22に圧入方向に沿って縮径するテーパ部22dを形成しているので、このテーパ部22dが圧入開始時のガイドを構成することができる。また、孔部22の内径面37の径寸法Dと、凸部35の最大外径寸法D1と、スプライン41の凹部41bの底の径寸法D2とが前記のような関係であり、しかも、凸部35の硬度が孔部22の内径面37の硬度よりも20ポイント以上大きいので、軸部12をハブ輪1の孔部22に圧入していけば、この凸部35が内径面37に食い込んでいき、凸部35が、この凸部35が嵌合する凹部36を軸方向に沿って形成していくことになる。
Then, as shown in FIG. 5, the
このように圧入されることによって、図4に示すように、形成されるはみ出し部45は、カールしつつポケット部50内に収納されて行く。すなわち、孔部22の内径面から削り取られたり、押し出されたりした材料の一部がポケット部50内に入り込んでいく。
By being press-fitted in this manner, as shown in FIG. 4, the formed protruding
また、圧入によって、図3に示すように、軸部12の端部の凸部35と、これに嵌合する凹部36との嵌合接触部位38の全体が密着している。すなわち、相手側の凹部形成面(この場合、孔部22の内径面37)に凸部35の形状の転写を行うことになる。この際、凸部35が孔部22の内径面37に食い込んでいくことによって、孔部22が僅かに拡径した状態となって、凸部35の軸方向の移動を許容し、軸方向の移動が停止すれば、孔部22が元の径に戻ろうとして縮径することになる。言い換えれば、凸部35の圧入時にハブ輪1が径方向に弾性変形し、この弾性変形分の予圧が凸部35の歯面(凹部嵌合部位の表面)に付与される。このため、凸部35の凹部嵌合部位の全体がその対応する凹部36に対して密着する凹凸嵌合構造Mを確実に形成することができる。
Further, as shown in FIG. 3, the entire
ところで、外輪5の軸部12をハブ輪1の孔部22に圧入する際には、外輪5のマウス部11の外径面に、図2等に示すように段差面Gを設け、圧入用治具Kをこの段差面Gに係合させて、この圧入用治具Kから段差面Gに圧入荷重(軸方向荷重)を付与すればよい。なお、段差面Gとしては周方向全周に設けても、周方向に沿って所定ピッチで設けてもよい。このため、使用する圧入用治具Kとしても、これらの段差面Gに対応して軸方向荷重を付与できればよい。
By the way, when the
圧入後は、ハブ輪1の嵌合孔22aのアウトボード側の内径面97及び軸部12の端面に塗装皮膜81を形成することになる。この塗装皮膜81は前記したように電着塗装にて形成することができる。
After the press-fitting, the
ところで、図1に組立てられた本発明のアクスルモジュールにおいては、転がり軸受2の外方部材25が車体側のナックル34(図10参照)に組込まれる。すなわち、外方部材25の外径面に、車体取付フランジ25aが設けられ、この車体取付フランジ25aよりもインボード側がナックル34に装着される嵌合部25bとされる。
By the way, in the axle module of the present invention assembled in FIG. 1, the
この場合、外方部材25の嵌合部25bの外径寸法D11を等速自在継手T1の最大外径寸法D12よりも大径とする。ここで、等速自在継手T1の最大外径寸法D12は、ブーツ17およびブーツバンド18a、18b等の付属品も含めた状態でのこの等速自在継手T1の最大外径寸法を意味する。
In this case, the outer diameter dimension D11 of the
また、図1に示すように、インボード側等速自在継手T2の最大外径寸法D13を外方部材25の嵌合部25bの外径寸法D11よりも小径に設定する。インボード側等速自在継手T2の最大外径寸法D13は、アウトボード側等速自在継手T1の場合と同様に、ブーツ140およびブーツバンド141等の付属品も含めた状態でのインボード側等速自在継手T2の最大外径寸法を意味する。
Further, as shown in FIG. 1, the maximum outer diameter D13 of the inboard side constant velocity universal joint T2 is set to be smaller than the outer diameter D11 of the
このように組み付けられたアクスルモジュールの車両への組み付けは、ナックル34にこのアクスルモジュールをインボード側の摺動式等速自在継手T2側から挿通し、アウトボード側の車輪用軸受装置の外方部材25をナックル34の内径面に装着する。そして、外方部材25のフランジ25aに設けられたねじ孔にボルト部材が螺合され、これによって、ナックル34と外方部材25とが一体化される。すなわち、本発明のアクスルモジュールでは、組立てられた状態での車両への組み付けが可能となる。
The axle module assembled in this way is assembled to the vehicle by inserting the axle module into the
本発明のアクスルモジュールでは、組立てられた状態での車両への組み付けが可能となる。これにより、組付け作業現場での作業工数を減じることができ、作業性が高まる。この場合、従来工程のようにナックル34を旋回させる必要もないので、作業スペースも最小限で足りる。しかも、分解・組立等における部品の損傷を防止して品質を安定させることができる。
The axle module according to the present invention can be assembled to a vehicle in an assembled state. Thereby, the work man-hour at the assembly work site can be reduced, and workability is enhanced. In this case, it is not necessary to turn the
また、車輪用軸受装置側においては、凹凸嵌合構造Mは、凸部35と凹部36との嵌合接触部位38の全体が密着しているので、この凹凸嵌合構造Mにおいて、径方向及び円周方向においてガタが生じる隙間が形成されない。このため、嵌合部位の全てが回転トルク伝達に寄与し、安定したトルク伝達が可能であり、しかも、異音の発生も生じさせない。
Further, on the wheel bearing device side, the concave / convex fitting structure M is in close contact with the entire
凹部36が形成される部材(この場合、ハブ輪1)には、スプライン部等を形成してお
く必要がなく、生産性に優れ、かつスプライン同士の位相合わせを必要とせず、組立性の向上を図るとともに、圧入時の歯面の損傷を回避することができ、安定した嵌合状態を維持できる。なお、凸部35を、この種のドライブシャフトに通常形成されるスプラインをもって構成することができるので、低コストにて簡単にこの凸部35を形成することができる。
The member (in this case, the hub wheel 1) in which the
テーパ部22dが圧入開始時のガイドを構成することができるので、ハブ輪1の孔部22に対して外輪5の軸部12を、ズレを生じさせることなく圧入させることができ、安定したトルク伝達が可能となる。さらに、鍔部96の外径D4は孔部22の嵌合孔22aの内径寸法Dよりも僅かに小さく設定しているので、調芯部材となり、芯ずれを防止しつつ軸部をハブ輪に圧入することができ、より安定した圧入が可能となる。
Since the tapered
特に、本発明では、塗装皮膜81にて、ハブ輪1のアウトボード側の開口部を閉塞することができ、ハブ輪1のアウトボード側からの凹凸嵌合構造Mへの雨水や異物の浸入を防止できる。これによって、凹凸嵌合構造Mの錆の発生を抑えることができ、長期にわたって安定したトルク伝達が可能となる。しかも、この実施形態のように、塗装皮膜81がカチオン電着塗装で形成されていれば、耐食性と防錆性能に優れた腐食防止皮膜となる。また、カチオン電着塗装の下地処理としてリン酸亜鉛処理が施されるものでは、塗料の付着性が向上し、塗装皮膜81の剥がれを有効に防止できる。
In particular, in the present invention, the
これに対して、塗装皮膜81を設けなければ、凹凸嵌合構造Mに雨水や異物が浸入して、この凹凸嵌合構造Mの減肉や割れ、応力腐食割れ等に起因する軸部12のハブ輪1からの抜けが発生することが懸念される。ここで、応力腐食割れとは、合金系金属が許容応力内の静的な引張応力を受けた状態で特定の腐食環境中にさらされるとき、腐食を伴って合金に割れを生ずる現象をいう。
On the other hand, if the
等速自在継手T1の外輪5の軸部12の凸部の軸方向端部の硬度をハブ輪1の孔部内径部よりも高くして、軸部12をハブ輪1の孔部22に凸部35の軸方向端部側から圧入するので、ハブ輪1の孔部内径面への凹部形成が容易となる。また、軸部側の硬度を高くでき、軸部12の捩り強度を向上させることができる。
The hardness of the axial end of the convex portion of the
また、ハブ輪1の端部が加締られて転がり軸受2に対して予圧が付与されるので、外輪5のマウス部11によって予圧を付与する必要がなくなる。このため、転がり軸受2の予圧を考慮することなく、外輪5の軸部12を圧入することができ、ハブ輪1と外輪5との連結性(組み付け性)の向上を図ることができる。
Further, since the end portion of the
なお、マウス部11のバック面11aとハブ輪1の加締部(揺動加締部)31との間に隙間を設けることによって、マウス部11がハブ輪1と非接触状とすれば、マウス部11とハブ輪1との接触による異音の発生を防止できる。
In addition, by providing a gap between the
これに対して、前記実施形態では、マウス部11とハブ輪1の加締部31とが接触するものである。このようにハブ輪1の加締部31とマウス部11のバック面11aとを当接させる場合、両者の接触面圧は100MPa以下とするのが望ましい。接触面圧が100MPaを超えると、大トルク負荷時に継手外輪5とハブ輪1との捩れ量に差が生じ、この差によって接触部に急激なスリップが生じて異音を発生するおそれがあるからである。従って、接触面圧を100MPa以下とすることで、異音の発生を防止して静粛な車輪用軸受装置を提供することができる。
On the other hand, in the said embodiment, the mouse |
また、軸部12をハブ輪1に圧入していくことによって、凹部36を形成していくと、この凹部36側に加工硬化が生じる。ここで、加工硬化とは、物体に塑性変形(塑性加工)を与えると,変形の度合が増すにつれて変形に対する抵抗が増大し,変形を受けていない材料よりも硬くなることをいう。このため、圧入時に塑性変形することによって、凹部36側のハブ輪1の内径面37が硬化して、回転トルク伝達性の向上を図ることができる。
Further, when the
ハブ輪1の内径側は比較的軟らかい。このため、外輪5の軸部12の外径面の凸部35をハブ輪1の孔部内径面の凹部36に嵌合させる際の嵌合性(密着性)の向上を図ることができ、径方向及び円周方向においてガタが生じるのを精度良く抑えることができる。
The inner diameter side of the
圧入による凹部形成によって生じるはみ出し部45を収納するポケット部50を設けることによって、はみ出し部45をこのポケット部50内に保持(維持)することができ、はみ出し部45が装置外の車両内等へ入り込んだりすることがない。すなわち、はみ出し部45をポケット部50に収納したままにしておくことができ、はみ出し部45の除去処理を行う必要がなく、組立作業工数の減少を図ることができて、組立作業性の向上及びコスト低減を図ることができる。
By providing the
前記図3に示すスプライン41では、凸部41aのピッチと凹部41bのピッチとが同一設定される。このため、前記実施形態では、図3(b)に示すように、凸部35の突出方向中間部位の周方向厚さLと、周方向に隣り合う凸部35間における前記中間部位に対応する位置での周方向寸法L0とがほぼ同一となっている。
In the
これに対して、図6(a)に示すように、凸部35の突出方向中間部位の周方向厚さL2を、周方向に隣り合う凸部43間における前記中間部位に対応する位置での周方向寸法L1よりも小さいものであってもよい。すなわち、軸部12に形成されるスプライン41において、凸部35の突出方向中間部位の周方向厚さ(歯厚)L2を、凸部35間に嵌合するハブ輪1側の凸部43の突出方向中間部位の周方向厚さ(歯厚)L1よりも小さくしている。
On the other hand, as shown in FIG. 6A, the circumferential thickness L2 of the projecting direction intermediate portion of the
このため、軸部12側の全周における凸部35の歯厚の総和Σ(B1+B2+B3+・・・)を、ハブ輪1側の凸部43(凸歯)の歯厚の総和Σ(A1+A2+A3+・・・)よりも小さく設定している。これによって、ハブ輪1側の凸部43のせん断面積を大きくすることができ、ねじり強度を確保することができる。しかも、凸部35の歯厚が小であるので、圧入荷重を小さくでき、圧入性の向上を図ることができる。凸部35の周方向厚さの総和を、相手側の凸部43における周方向厚さの総和よりも小さくする場合、全凸部35の周方向厚さL2を、周方向に隣り合う凸部35間における周方向の寸法L1よりも小さくする必要がない。すなわち、複数の凸部35のうち、任意の凸部35の周方向厚さが周方向に隣り合う凸部間における周方向の寸法と同一であっても、この周方向の寸法よりも大きくても、総和で小さければよい。
Therefore, the total tooth thickness Σ (B1 + B2 + B3 +...) Of the
図6(a)における凸部35は、断面台形(富士山形状)としているが、図6(b)に示すように、インボリュート歯形状であってもよい。 6A has a trapezoidal cross section (Mt. Fuji shape), but may have an involute tooth shape as shown in FIG. 6B.
次に図7は車輪用軸受装置の第2実施形態を示し、この場合、外輪5の軸部12の端部とハブ輪1の内径面との間に前記軸部抜け止め構造M1が設けられている。この軸部抜け止め構造M1は、外輪5の軸部12の端部からアウトボード側に延びてコーン状孔22bに係止する拡径加締部(テーパ状係止片)65からなる。すなわち、拡径加締部65は、インボード側からアウトボード側に向かって拡径するリング状体からなり、その外周面65aの少なくとも一部がコーン状孔22bに圧接乃至接触している。
Next, FIG. 7 shows a second embodiment of the wheel bearing device. In this case, the shaft portion retaining structure M1 is provided between the end portion of the
この場合、外輪5の軸部12の端部に短円筒部66を設け、軸部12をハブ輪1に圧入した後、この短円筒部66の先端部を拡開させることによって、図7に示すようなテーパ状係止片65を形成することができる。
In this case, a short
仮想線で示すような治具67を使用してこの短円筒部66を拡径することになる。治具67は、円柱状の本体部68と、この本体部68の先端部に連設される円錐台部69とを備える。治具67の円錐台部69は、その傾斜面69aの傾斜角度がコーン状孔22bの傾斜角度と略同一とされ、かつ、その先端の外径が短円筒部の内径と同一乃至僅かに短円筒部の内径よりも小さい寸法に設定されている。そして、治具67の円錐台部69をコーン状孔22bを介して嵌入することによって矢印α方向の荷重を付加し、これによって、短円筒部66の内径側にこの短円筒部66が拡径する矢印β方向の拡径力を付与する。この際、治具67の円錐台部69によって、短円筒部66の少なくとも一部はコーン状孔22bの内径面側に押圧され、コーン状孔22bの内径面に圧接乃至接触した状態となり、前記軸部抜け止め構造M1を構成することができる。なお、治具67の矢印α方向の荷重を付加する際には、この車輪用軸受装置が矢印α方向へ移動しないように、固定する必要があるが、ハブ輪1や等速自在継手T1等の一部を固定部材にて受ければよい。ところで、短円筒部66の内径面66aは軸端側に拡径するテーパ形状でも良い。このような形状にしておけば、鍛造で内径面を成形することも可能であり、コスト低減に繋がる。
The short
また、治具67の矢印α方向の荷重を低減させるため、短円筒部66に切り欠きを入れても良いし、治具67の円錐台部69の円錐面を周方向で部分的に配置するものでも良い。短円筒部66に切り欠きを入れた場合、短円筒部66を拡径し易くなる。また、治具67の円錐台部69の円錐面を周方向で部分的に配置するものである場合、短円筒部66を拡径させる部位が円周上の一部になるため、治具67の押し込み荷重を低減させることができる。
Further, in order to reduce the load of the
凹凸嵌合構造M及び軸部抜け止め構造M1を構成した後は、テーパ状係止片65のアウトボード側の端面乃至短円筒部66の内径面66aに沿って塗装皮膜81を形成することになる。この塗装皮膜81は前記したように電着塗装にて形成することができ、亜鉛系被膜の下地処理の上にカチオン電着塗装をすることで、防食性の高い塗装皮膜を形成することができる。
After forming the concave-convex fitting structure M and the shaft portion retaining structure M1, the
また、図8は車輪用軸受装置の第3実施形態として、短円筒部66の底面66b、短円筒部66の内径面66a、コーン状孔22b、パイロット部90の内径面90aに跨って塗装皮膜81を形成している。さらに、図9は車輪用軸受装置の第4実施形態として、塗装皮膜81の形成範囲が、ホイールパイロット92の外端面92b及び外径面92aにも跨っている。
FIG. 8 shows a third embodiment of the wheel bearing device as a coating film straddling the
図8及び図9に示す車輪用軸受装置の他の構成は、前記図2に示す車輪用軸受装置と同様であるので、同一構造のものは、図2に示す符号と同一の符号を附してそれらの説明を省略する。 The other structure of the wheel bearing device shown in FIGS. 8 and 9 is the same as that of the wheel bearing device shown in FIG. 2, and therefore the same structure is given the same reference numeral as that shown in FIG. The description thereof will be omitted.
このため、図8及び図9に示す車輪用軸受装置であっても、図2に示す車輪用軸受装置と同様の作用効果を奏する。また、軸部抜け止め構造M1を備えているので、外輪5の軸部12のハブ輪1の孔部22からの抜け(特にシャフト側への軸方向の抜け)を有効に防止できる。これによって、安定した連結状態を維持でき、車輪用軸受装置の高品質化を図ることができる。また、軸部抜け止め構造M1が拡径加締部65であるので、従来のようなねじ締結を省略できる。このため、軸部12にハブ輪1の孔部22から突出するねじ部を形成する必要がなくなって、軽量化を図ることができるとともに、ねじ締結作業を省略でき、組立作業性の向上を図ることができる。しかも、拡径加締部65では、外輪5の軸部12の一部を拡径させればよく、軸部抜け止め構造M1の形成を容易に行うことができる。
For this reason, even if it is a wheel bearing apparatus shown in FIG.8 and FIG.9, there exists an effect similar to the wheel bearing apparatus shown in FIG. Further, since the shaft portion retaining structure M1 is provided, it is possible to effectively prevent the
このように、拡径加締部65からなる軸部抜け止め構造M1を設ければ、等速自在継手T1の外輪5のハブ輪1からの抜けが防止されるが、塗装皮膜81を設けなければ、長期にわたって使用されれば、この拡径加締部65の腐食が発生するおそれがある。しかしながら、本発明では、塗装皮膜81を形成することよって、この軸部抜け止め構造M1の腐食を防止できる。なお、塗装皮膜81に代えた、別部材からなるシールプレート等のシール材を用いて異物浸入から防護することが可能であるが、このような場合、部品費、加工費等のコストアップにつながる。
As described above, if the shaft portion retaining structure M1 including the enlarged
ところで、前記各実施形態では、転がり軸受2の外方部材25としてフランジ25aを有するものであったが、図10に示すように、フランジ25aを有さないものであってもよい。この場合、外方部材25の外周面が圧入面101となり、この外方部材25をナックル34の内径面34aに圧入することになる。外方部材25の圧入面101の外径寸法D15を等速自在継手T1の最大外径寸法D12よりも大径とする。
By the way, in each said embodiment, although it has the
また、外方部材25の圧入面101の外径寸法D15を、ナックル34の内径面34aの内径寸法D16よりも僅かに大きく設定する。すなわち、外方部材25の外周面とナックル内径面34aとの締代によって、ナックル34と外方部材25との相対的な軸方向及び周方向のずれを規制するように設定する。
Further, the outer diameter D15 of the press-fitting
この場合、外方部材25の圧入面(外周面)101とナックル34の内径面34aとの間に止め輪85を介在させてもよい。止め輪85を使用することにより、外方部材25とナックル34の抜け止め効果が高まる。すなわち、外方部材25の外周面に係合溝(図示省略)を形成するとともに、ナックル34の内径面34aに係合溝(図示省略)を形成する。このため、止め輪85が外方部材25の外周面の係合溝とナックル34の内径面34aの係合溝とに係合することになる。
In this case, a retaining
この場合も、外方部材25の圧入面101の外径D15が、等速自在継手T1、T2の最大外径寸法D12,D13よりも大径とする。なお、このようにフランジ25aを有するものでは、前記したフランジを有さないものに比べて、圧入面101の外径D15とナックル34の内径面34aの内径との関係を、精度よく設定する必要がなく、生産性に優れる。
Also in this case, the outer diameter D15 of the press-
ところで、前記各実施形態では、軸部12側に凸部35を構成するスプライン41を形成するとともに、この軸部12のスプライン41に対して硬化処理を施し、ハブ輪1の内径面を未硬化(生材)としている。これに対して、図11(a)(b)に示すように、ハブ輪1の孔部22の内径面に硬化処理を施されたスプライン61(凸条61a及び凹条61bとからなる)を形成するとともに、軸部12には硬化処理を施さないものであってもよい。なお、このスプライン61も公知公用の手段であるブローチ加工、切削加工、プレス加工、引き抜き加工等の種々の加工方法によって、形成することがきる。また、熱硬化処理としても、高周波焼入れ、浸炭焼入れ等の種々の熱処理を採用することができる。
By the way, in each said embodiment, while forming the
この場合、凸部35の突出方向中間部位が、凹部形成前の凹部形成面(軸部12の外径面)の位置に対応する。すなわち、スプライン61の凸部61aである凸部35の頂点を結ぶ円の径寸法(凸部35の最小径寸法)D8を、軸部12の外径寸法D10よりも小さく、スプライン61の凹部61bの底を結ぶ円の径寸法D9を軸部12の外径寸法D10よりも大きく設定する。すなわち、D8<D10<D9とされる。この場合、凹部61bの底を結ぶ円で構成される内径面が、ハブ輪1の軸部嵌合孔22aの内径面となり、凸部35が底からの突出部である。
In this case, the intermediate portion in the protruding direction of the
軸部12をハブ輪1の孔部22に圧入すれば、ハブ輪1側の凸部35によって、軸部12の外周面にこの凸部35が嵌合する凹部36を形成することができる。これによって、凸部35とこれに嵌合する凹部との嵌合接触部位38の全体が密着している。
If the
ここで、嵌合接触部位38とは、図11(b)に示す範囲Bであり、凸部35の断面における山形の中腹部から山頂にいたる範囲である。また、周方向の隣合う凸部35間において、軸部12の外周面よりも外径側に隙間62が形成される。
Here, the
この場合であっても、圧入によってはみ出し部45が形成されるので、このはみ出し部45を収納する収納部を設けるのが好ましい。はみ出し部45は軸部12のマウス側に形成されることになるので、収納部をハブ輪1側に設けることになる。
Even in this case, since the protruding
このように、ハブ輪1の孔部22の内径面に凹凸嵌合構造Mの凸部35を設けて圧入するものでは、軸部側の硬化処理(熱処理)を行う必要がないので、等速自在継手T1の外輪5の生産性に優れる利点がある。
In this way, in the case where the
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、凹凸嵌合構造Mの凸部35の形状として、前記図3に示す実施形態では断面三角形状であり、図6(a)に示す実施形態では断面台形(富士山形状)であるが、これら以外の半円形状、半楕円形状、矩形形状等の種々の形状の
ものを採用でき、凸部35の面積、数、周方向配設ピッチ等も任意に変更できる。すなわち、スプライン41、61を形成し、このスプライン41、61の凸部(凸歯)41a、61aをもって凹凸嵌合構造Mの凸部35とする必要はなく、キーのようなものであってもよく、曲線状の波型の合わせ面を形成するものであってもよい。要は、軸方向に沿って配設される凸部35を相手側に圧入し、この凸部35にて凸部35に密着嵌合する凹部36を相手側に形成することができて、凸部35とこれに嵌合する凹部との嵌合接触部位38の全体が密着し、しかも、ハブ輪1と等速自在継手T1との間で回転トルクの伝達ができればよい。
As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, as the shape of the
また、ハブ輪1の孔部22としては円孔以外の多角形孔等の異形孔であってよく、この孔部22に嵌挿する軸部12の端部の断面形状も円形断面以外の多角形等の異形断面であってもよい。さらに、ハブ輪1に軸部12を圧入する際に凸部35の圧入始端部のみが、凹部36が形成される部位より硬度が高ければよいので、凸部35の全体の硬度を高くする必要がない。図3等では隙間40が形成されるが、凸部35間の凹部まで、ハブ輪1の内径面37に食い込むようなものであってもよい。なお、凸部35側と、凸部35にて形成される凹部形成面側との硬度差としては、前記したようにHRCで20ポイント以上とするのが好ましいが、凸部35が圧入可能であれば20ポイント未満であってもよい。
Further, the
凸部35の端面(圧入始端)は前記実施形態では軸方向に対して直交する面であったが、軸方向に対して、所定角度で傾斜するものであってもよい。この場合、内径側から外径側に向かって反凸部側に傾斜しても凸部側に傾斜してもよい。
Although the end surface (press-fit start end) of the
また、ハブ輪1の孔部22の内径面37に、周方向に沿って所定ピッチで配設される小凹部を設けてもよい。小凹部としては、凹部36の容積よりも小さくする必要がある。このように小凹部を設けることによって、凸部35の圧入性の向上を図ることができる。すなわち、小凹部を設けることによって、凸部35の圧入時に形成されるはみ出し部45の容量を減少させることができて、圧入抵抗の低減を図ることができる。また、はみ出し部45を少なくできるので、ポケット部50の容積を小さくでき、ポケット部50の加工性及び軸部12の強度の向上を図ることができる。なお、小凹部の形状は、三角形状、半楕円状、矩形等の種々のものを採用でき、数も任意に設定できる。
Moreover, you may provide the small recessed part arrange | positioned by the predetermined pitch along the circumferential direction in the
転がり軸受2の転動体30として、ローラを使用したものであってもよい。なお、圧入する場合、ハブ輪1側を固定して、軸部12側を移動させても、逆に、軸部12を固定して、ハブ輪1側を移動させても、両者を移動させてもよい。等速自在継手3において、内輪6とドライブシャフト10とを前記各実施形態に記載した凹凸嵌合構造Mを介して一体化してもよい。
A roller may be used as the rolling
図2、図7、図8に示す車輪軸受装置においては、外方部材25にフランジ25aを設けたタイプであったが、図10に示すように、フランジ25aを有さず、ナックル34に外方部材25の外径面が圧入されるタイプとしてもよい。
In the wheel bearing device shown in FIGS. 2, 7, and 8, the
インボード側の摺動式の等速自在継手としては、トリポード式に限ることなく、他の摺動式等速自在継手を使用することができる。 The sliding type constant velocity universal joint on the inboard side is not limited to the tripod type, and other sliding type constant velocity universal joints can be used.
1 ハブ輪
2 転がり軸受
3 等速自在継手
10 ドライブシャフト
26 外側軌道面
27 外側軌道面
28,29 インナレース
30 転動体
35 凸部
36 凹部
65 拡径加締部(テーパ状係止片)
92 ホイールパイロット
M 凹凸嵌合構造
T1 アウトボード側等速自在継手
T2 インボード側等速自在継手
DESCRIPTION OF
92 Wheel Pilot M Concavity and convexity fitting structure T1 Outboard side constant velocity universal joint T2 Inboard side constant velocity universal joint
Claims (10)
外側継手部材の軸部とハブ輪の孔部のうち、どちらか一方に設けられた軸方向に延びる凸部を他方に圧入し、この他方に凸部に密着嵌合する凹部を凸部にて形成することで、前記凸部と前記凹部との嵌合接触部位全域が密着する凹凸嵌合構造を構成し、少なくとも、ハブ輪の内径面及び軸部のアウトボード側の端部外径面との隙間を閉塞する塗装皮膜を形成したことを特徴とする車輪用軸受装置。 A constant velocity that includes a bearing having a plurality of rows of rolling elements arranged between the outer race and the inner race facing each other, a hub wheel attached to the wheel, and a constant velocity universal joint, and is fitted into a hole of the hub wheel. A bearing device for a wheel in which a shaft portion of an outer joint member of a universal joint is integrated with a hub wheel via an uneven fitting structure,
Of the shaft portion of the outer joint member and the hole portion of the hub wheel, the convex portion extending in the axial direction provided in one of the two is press-fitted into the other, and the concave portion that closely fits the convex portion on the other is formed by the convex portion. By forming, a concave-convex fitting structure in which the entire fitting contact portion between the convex portion and the concave portion is in close contact with each other, and at least the inner diameter surface of the hub wheel and the outer diameter surface of the end portion on the outboard side of the shaft portion, A wheel bearing device, characterized in that a coating film is formed to close the gaps of the wheel.
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- 2008-11-17 JP JP2008293414A patent/JP2010120406A/en active Pending
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