JP2010158925A - Wheel bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車両の車輪を支持する車輪用軸受装置、詳しくは、車輪用軸受と等速自在継手とを備え、独立懸架式サスペンションに装着された駆動輪(FF車の前輪、FR車あるいはRR車の後輪、および4WD車の全輪)を懸架装置に対して回転自在に支持する車輪用軸受装置に関するものである。 The present invention relates to a wheel bearing device for supporting a wheel of a vehicle such as an automobile, and more specifically, a drive wheel (a front wheel of an FF vehicle, FR) provided with a wheel bearing and a constant velocity universal joint and mounted on an independent suspension type suspension. The present invention relates to a wheel bearing device that rotatably supports a rear wheel of a car or an RR car and all wheels of a 4WD car) with respect to a suspension 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共に、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ため、例えば、エンジン側と駆動車輪側との間に介装されるドライブシャフトの一端が摺動型の等速自在継手を介してディファレンシャルに連結され、他端が固定型の等速自在継手を含む車輪用軸受装置を介して駆動輪に連結されている。 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 a rough road. For example, one end of the drive shaft interposed between the engine side and the drive wheel side is connected to the differential through a sliding type constant velocity universal joint, and the like. The end is connected to the drive wheel via a wheel bearing device including a fixed type constant velocity universal joint.
この車輪用軸受装置として従来から種々の構造のものが提案されているが、例えば図11に示すようなものが知られている。この車輪用軸受装置50は、車輪(図示せず)を一端部に装着するハブ輪51と、このハブ輪51を回転自在に支承する複列の転がり軸受52、およびハブ輪51に連結され、ドライブシャフト(図示せず)の動力をハブ輪51に伝達する固定型の等速自在継手53を備えている。
Although various types of wheel bearing devices have been proposed in the past, for example, those shown in FIG. 11 are known. The wheel bearing
ハブ輪51は、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ54を一体に有し、外周に内側転走面51aと、この内側転走面51aから軸方向に延びる円筒状の小径段部51bが形成されている。複列の転がり軸受52は、外周に懸架装置(図示せず)に固定される車体取付フランジ55bを一体に有し、内周に複列の外側転走面55a、55aが形成された外方部材55と、この外方部材55に複列のボール56、56を介して内挿される内方部材57とからなる。
The
内方部材57は、ハブ輪51と、このハブ輪51の小径段部51bに圧入され、外周に内側転走面58aが形成された別体の内輪58とからなる。そして、ハブ輪51の小径段部51bの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部51cにより、ハブ輪51に対して内輪58が軸方向に固定されている。
The
等速自在継手53は、カップ状のマウス部59と、このマウス部59の底部をなす肩部60と、この肩部60から軸方向に延びる軸部61とを一体に有する外側継手部材62を備え、ハブ輪51にこの外側継手部材62がトルク伝達可能に内嵌されている。すなわち、ハブ輪51の内周に雌セレーション63が形成されると共に、外側継手部材62の軸部61の外周に雄セレーション64が形成され、両セレーション63、64が噛合されている。そして、ハブ輪51の加締部51cに肩部60が突き合わされるまで外側継手部材62の軸部61がハブ輪51に内嵌されると共に、軸部61の端部に形成された雄ねじ65に固定ナット66が所定の締め付けトルクで締結され、ハブ輪51と外側継手部材62とが軸方向に着脱自在に結合されている。
The constant velocity
こうした車両の車輪には、エンジン低速回転時、例えば車両発進時に、エンジンから摺動型の等速自在継手(図示せず)を介して大きなトルクが負荷され、ドライブシャフトに捩じれが生じることが知られている。その結果、このドライブシャフトを支持する複列の転がり軸受52の内方部材57にも捩じれが生じることになる。このようにドライブシャフトに大きな捩じれが発生した場合、外側継手部材62と内方部材57との当接面で急激なスリップによるスティックスリップ音が発生する。
It is known that a large torque is applied to the wheels of the vehicle from the engine via a sliding type constant velocity universal joint (not shown) when the engine rotates at a low speed, for example, when the vehicle starts, and the drive shaft is twisted. It has been. As a result, the
この対策手段として、従来の車輪用軸受装置50において、外側継手部材62の肩部60と当接する部分、すなわち、ハブ輪51の加締部51cが平坦面に形成されると共に、図12に示すように、加締部51cの平坦面の径方向中央部に凹溝67が形成されている。そして、この凹溝67内にグリースが充填されている。これにより、固定ナット66の緊締力に基いて加締部51cに加えられる面圧を小さくすることができ、加締部51cの塑性変形と固定ナット66の弛みを防止すると共に、グリースにより当接面の摩擦係数を低くできるため、この当接面の摩擦エネルギを低減して肩部60と加締部51cとの当接面で急激なスリップによるスティックスリップ音が発生するのを防止することができる。
As a countermeasure, in the conventional wheel bearing
然しながら、この従来の車輪用軸受装置では、加締部51cの平坦面に凹溝67を形成するための加工が必要となり、コストアップの要因となるばかりか、加締部51cの強度が低下する恐れがある。また、加締部51cの凹溝67内に充填させたグリースが運転中に漏れ出し、長期間に亘ってスティックスリップ音の発生を防止することが困難となる。
However, in this conventional wheel bearing device, processing for forming the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、内方部材と外側継手部材の肩部との間で発生する急激なスリップを緩和し、スティックスリップ音の発生を防止した車輪用軸受装置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 is a wheel bearing that alleviates a sudden slip that occurs between the inner member and the shoulder of the outer joint member, and prevents the occurrence of stick-slip noise. The object is to provide a device.
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項1に記載の発明は、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記ハブ輪に等速自在継手が連結されると共に、この等速自在継手の外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、前記ハブ輪にセレーションを介してトルク伝達可能に内嵌されるステム部とを一体に有し、前記肩部が前記内方部材と突き合わせ状態で、前記ハブ輪と外側継手部材が固定ナットを介して軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、前記内方部材のインナー側の端部に合成樹脂製のキャップが装着され、このキャップが、円板状の当接部と、この当接部の内径部から軸方向に延びる円筒状の嵌合部を備え、前記内方部材と外側継手部材の肩部とで挟持された状態で、当該キャップの嵌合部が前記小径段部の内径に圧入固定されている。
In order to achieve such an object, the invention according to
このように、ハブ輪にセレーションを介して外側継手部材がトルク伝達可能に、かつ軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、内方部材のインナー側の端部に合成樹脂製のキャップが装着され、このキャップが、円板状の当接部と、この当接部の内径部から軸方向に延びる円筒状の嵌合部を備え、内方部材と外側継手部材の肩部とで挟持された状態で、当該キャップの嵌合部が小径段部の内径に圧入固定されているので、ドライブシャフトに大きなトルクが負荷され、外側継手部材に大きな捩じれが発生した場合でも、内方部材と肩部との間で発生する急激なスリップを緩和し、スティックスリップ音の発生を防止することができると共に、キャップを内方部材にワンタッチで容易に装着することができ、搬送工程や組立工程において内方部材からキャップが脱落するのを防止することができて作業性を向上させることができる。 As described above, in the wheel bearing device in which the outer joint member is connected to the hub wheel via the serration so as to be able to transmit torque and is detachably connected in the axial direction, the inner member is made of a synthetic resin at the inner end. A cap is mounted, and the cap includes a disk-shaped contact portion, and a cylindrical fitting portion extending in an axial direction from an inner diameter portion of the contact portion, and an inner member and a shoulder portion of the outer joint member, Since the fitting part of the cap is press-fitted and fixed to the inner diameter of the small-diameter stepped part in a state of being sandwiched by the inner shaft, even when a large torque is applied to the drive shaft and a large twist occurs in the outer joint member, The abrupt slip generated between the member and shoulder can be alleviated to prevent the occurrence of stick-slip noise, and the cap can be easily attached to the inner member with a single touch. Process Thereby improving the workability can be capped from Oite The inner member is prevented from falling off.
また、請求項2に記載の発明のように、前記キャップが、前記当接部の外径部から軸方向に延びる円筒状の鍔部を備え、この鍔部が前記内輪の大端面または前記インナー側のシールに最大1mmの軸方向すきまを介して対峙していれば、キャップと内方部材との間にラビリンスシールを構成することができ、内方部材への雨水やダスト等の異物の侵入が防止でき、発錆を防止して耐久性を向上させることができる。 According to a second aspect of the present invention, the cap includes a cylindrical flange extending in the axial direction from the outer diameter portion of the contact portion, and the flange is a large end surface of the inner ring or the inner ring. A labyrinth seal can be formed between the cap and the inner member as long as it faces the side seal through an axial clearance of up to 1 mm, and foreign matter such as rainwater and dust can enter the inner member. Can prevent rusting and improve durability.
また、請求項3に記載の発明のように、前記内輪が、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって軸方向に固定され、この加締部の端面が平坦面に形成されると共に、前記キャップの嵌合部が、当該加締部の内径に圧入固定されていれば、当接面の摩擦係数が減少して加締部の摩耗を抑制すると共に、接触面積が増大して接触面圧が低減され、キャップの耐久性を向上させることができる。 According to a third aspect of the present invention, the inner ring is fixed in the axial direction by a caulking portion formed by plastically deforming an end portion of the small diameter step portion radially outward. If the end surface of the cap is formed into a flat surface and the fitting portion of the cap is press-fitted and fixed to the inner diameter of the caulking portion, the friction coefficient of the abutting surface is reduced and wear of the caulking portion is suppressed. In addition, the contact area is increased, the contact surface pressure is reduced, and the durability of the cap can be improved.
また、請求項4に記載の発明のように、前記キャップが、前記鍔部から径方向内方に延びる係止部を備え、この係止部の内径が前記加締部の外径よりも小径に設定されていれば、キャップの剛性を高めて強度を向上させると共に、キャップが軸受単体の状態であっても加締部から脱落するのを防止することができる。 According to a fourth aspect of the present invention, the cap includes a locking portion that extends radially inward from the flange portion, and an inner diameter of the locking portion is smaller than an outer diameter of the caulking portion. If it is set to, the rigidity of the cap is increased to improve the strength, and it is possible to prevent the cap from falling off from the crimping portion even when the cap is in the state of a single bearing.
好ましくは、請求項5に記載の発明のように、前記係止部の先端と前記加締部との間にギャップが設けられていれば、キャップが加締部に接触するのを防止することができ、キャップに生ずる応力を軽減して耐久性を向上させることができる。 Preferably, as in the fifth aspect of the present invention, if a gap is provided between the tip of the locking portion and the caulking portion, the cap is prevented from contacting the caulking portion. It is possible to reduce the stress generated in the cap and improve the durability.
また、請求項6に記載の発明のように、前記キャップの外径部に軸方向に延びるスリットが形成されていれば、キャップを加締部にワンタッチで容易に装着することができる。 Moreover, if the slit extended in an axial direction is formed in the outer diameter part of the said cap like the invention of Claim 6, a cap can be easily mounted | worn with a crimping part by one-touch.
また、請求項7に記載の発明のように、前記キャップの嵌合部に軸方向に延びるスリットが形成されていれば、嵌合部の寸法を厳しく規制することなく容易に弾性変形させることができ、ワンタッチでキャップを小径段部の内径に圧入できて組立性が向上する。
Moreover, if the slit extended in an axial direction is formed in the fitting part of the said cap like the invention of
また、請求項8に記載の発明のように、前記キャップが当接する前記内方部材および前記外側継手部材の肩部の表面粗さがRa1.6以下に設定されていれば、キャップが摩耗するのを抑制することができ、耐久性を向上させることができる。 Moreover, if the surface roughness of the shoulder part of the said inner member and the said outer joint member which the said cap contact | abuts is set to Ra1.6 or less like invention of Claim 8, a cap will be worn out. Can be suppressed, and durability can be improved.
また、請求項9に記載の発明のように、前記キャップが熱可塑性の合成樹脂から射出成形によって形成されていても良い。
In addition, as in the invention described in
また、請求項10に記載の発明のように、前記キャップが熱硬化性の合成樹脂から形成されていても良い。
Further, as in the invention described in
また、請求項11に記載の発明のように、前記キャップにグラス繊維からなる繊維状強化材が10〜40wt%充填されていれば、靭性の低下を防止して充分な補強効果を発揮し、加締部に装着される時に割損するのを防止することができると共に、成形品内の繊維が異方性を引き起こして密度が大きくなって寸法安定性が低下するのを抑制することができ、精度向上を図ることができる。 Further, as in the invention described in claim 11, if the fibrous reinforcing material made of glass fiber is filled in the cap in an amount of 10 to 40 wt%, a reduction in toughness is prevented and a sufficient reinforcing effect is exhibited. While preventing breakage when mounted on the crimped portion, it is possible to prevent the fibers in the molded product from causing anisotropy and increase in density, thereby reducing dimensional stability, The accuracy can be improved.
また、請求項12に記載の発明のように、前記キャップに炭素繊維からなる繊維状強化材が5〜40wt%充填されていれば、靭性の低下を防止して充分な補強効果を発揮し、装着される時に割損するのを防止することができる。
Further, as in the invention according to
本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記ハブ輪に等速自在継手が連結されると共に、この等速自在継手の外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、前記ハブ輪にセレーションを介してトルク伝達可能に内嵌されるステム部とを一体に有し、前記肩部が前記内方部材と突き合わせ状態で、前記ハブ輪と外側継手部材が固定ナットを介して軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、前記内方部材のインナー側の端部に合成樹脂製のキャップが装着され、このキャップが、円板状の当接部と、この当接部の内径部から軸方向に延びる円筒状の嵌合部を備え、前記内方部材と外側継手部材の肩部とで挟持された状態で、当該キャップの嵌合部が前記小径段部の内径に圧入固定されているので、ドライブシャフトに大きなトルクが負荷され、外側継手部材に大きな捩じれが発生した場合でも、内方部材と肩部との間で発生する急激なスリップを緩和し、スティックスリップ音の発生を防止することができると共に、キャップを内方部材にワンタッチで容易に装着することができ、搬送工程や組立工程において内方部材からキャップが脱落するのを防止することができて作業性を向上させることができる。 The wheel bearing device according to the present invention integrally has an outer member integrally formed with a double row outer rolling surface on the inner periphery, and a wheel mounting flange for mounting the wheel on one end, and on the outer periphery. A hub wheel formed with a cylindrical small-diameter step portion extending in the axial direction, and at least one inner ring press-fitted into the small-diameter step portion of the hub wheel. An inner member on which an inner rolling surface is formed, a double-row rolling element that is rotatably accommodated between both rolling surfaces of the inner member and the outer member via a cage, and the outer member A constant velocity universal joint connected to the hub wheel, and an outer joint member of the constant velocity universal joint. Is a cup-shaped mouse part, a shoulder part that forms the bottom part of the mouse part, and an axial direction extending from the shoulder part. A stem portion that is fitted into the hub wheel so as to be able to transmit torque via serration; the shoulder portion is in abutment with the inner member; and the hub wheel and the outer joint member are connected via a fixing nut. In the wheel bearing device that is detachably coupled in the axial direction, a cap made of synthetic resin is attached to the inner side end of the inner member, and the cap is made of a disc-shaped contact portion and A cylindrical fitting portion extending in the axial direction from the inner diameter portion of the contact portion is provided, and the fitting portion of the cap is sandwiched between the inner member and the shoulder portion of the outer joint member. Since a large torque is applied to the drive shaft and a large torsion is generated in the outer joint member, the sudden slip that occurs between the inner member and the shoulder portion is alleviated, Generation of stick-slip noise The cap can be easily attached to the inner member with a single touch, and the cap can be prevented from falling off from the inner member in the conveying process and the assembling process, thereby improving workability. be able to.
外周に車体に取り付けられるための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一体に形成された外方部材と、一端部に車輪を取り付けるための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の一方に対向する内側転走面と、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、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する内側転走面が形成された内輪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保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により前記内輪が前記ハブ輪に対して軸方向に固定されると共に、前記ハブ輪に等速自在継手が連結され、この等速自在継手の外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、前記ハブ輪にセレーションを介してトルク伝達可能に内嵌されたステム部とを一体に有し、前記肩部が前記加締部と突き合わせ状態で、前記ハブ輪と外側継手部材が固定ナットを介して軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、前記加締部に合成樹脂製のキャップが装着され、このキャップが、円板状の当接部と、この当接部の内径部から軸方向に延びる円筒状の嵌合部と、前記当接部の外径部から軸方向に延びる円筒状の鍔部とを備え、前記加締部の端面が平坦面に形成されると共に、前記加締部と外側継手部材の肩部とで挟持された状態で、当該キャップの嵌合部が前記加締部の内径に圧入固定されている。 An outer member integrally having a vehicle body mounting flange to be attached to the vehicle body on the outer periphery, a double row outer rolling surface formed integrally on the inner periphery, and a wheel mounting flange for mounting a wheel on one end A hub wheel integrally formed and formed on the outer periphery with an inner rolling surface facing one of the double row outer rolling surfaces, and a cylindrical small-diameter stepped portion extending in the axial direction from the inner rolling surface; and An inner member comprising an inner ring press-fitted into a small-diameter step portion of the hub wheel and having an inner rolling surface facing the other of the outer rolling surfaces of the double row on the outer periphery, and the inner member and the outer member A double row rolling element housed in a freely rolling manner between both rolling surfaces of the member, and an opening of an annular space formed between the outer member and the inner member. The end portion of the small-diameter step portion is forwardly deformed by a caulking portion formed by plastic deformation in a radially outward direction. An inner ring is fixed in an axial direction with respect to the hub ring, and a constant velocity universal joint is connected to the hub ring. An outer joint member of the constant velocity universal joint includes a cup-shaped mouth portion and a mouth portion of the mouth portion. A shoulder portion that forms a bottom portion, and a stem portion that extends in an axial direction from the shoulder portion and is internally fitted to the hub wheel so as to transmit torque via serration, are integrally formed with the shoulder portion and the caulking portion. In the wheel bearing device in which the hub wheel and the outer joint member are detachably coupled in the axial direction via a fixing nut in a butted state, a cap made of synthetic resin is attached to the caulking portion. A disk-shaped contact portion, a cylindrical fitting portion extending in the axial direction from the inner diameter portion of the contact portion, and a cylindrical collar portion extending in the axial direction from the outer diameter portion of the contact portion. And the end surface of the crimping portion is formed as a flat surface, and the crimping portion and In a state of being sandwiched between the shoulder portion of the side joint member, the fitting portion of the cap is press-fitted to the inner diameter of the caulked 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第1の実施形態を示す縦断面図、図2は、図1の要部拡大図、図3(a)は、図2のキャップ単体を示す正面図、(b)は、(a)のIII−III線に沿った断面図、図4は、図2の変形例を示す要部拡大図、図5は、図2の他の変形例を示す要部拡大図、図6(a)は、図5のキャップ単体を示す正面図、(b)は、(a)のVI−O−VI線に沿った断面図、図7は、図5のキャップの変形例を示す要部拡大図である。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1の左側)、中央寄り側をインナー側(図1の右側)という。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a wheel bearing device according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. 1, and FIG. 3 (a) shows a single cap of FIG. FIG. 4 is a front view, FIG. 4B is a sectional view taken along line III-III in FIG. 4A, FIG. 4 is an enlarged view of a main part showing a modification of FIG. 2, and FIG. 6 (a) is a front view showing a single cap of FIG. 5, FIG. 6 (b) is a cross-sectional view taken along line VI-O-VI of FIG. 5, and FIG. It is a principal part enlarged view which shows the modification of this cap. In the following description, the side closer to the outer side of the vehicle when assembled to the vehicle is referred to as the outer side (left side in FIG. 1), and the side closer to the center is referred to as the inner side (right side in FIG. 1).
この車輪用軸受装置は駆動輪用の第3世代と呼称され、内方部材1と外方部材10、および両部材1、10間に転動自在に収容された複列の転動体(ボール)8、8とを備え、等速自在継手13が着脱自在に結合されている。内方部材1は、ハブ輪2と、このハブ輪2に圧入された内輪3とからなる。
This wheel bearing device is referred to as a third generation for driving wheels, and is a double row rolling element (ball) accommodated in a freely rollable manner between the
ハブ輪2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4を一体に有し、外周に一方(アウター側)の内側転走面2aと、この内側転走面2aから軸方向に延びる円筒状の小径段部2bが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション(またはスプライン)2cが形成されている。車輪取付フランジ4の円周等配位置には車輪を取り付けるハブボルト5が植設されている。
The
ハブ輪2はS53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面2aをはじめ、後述するアウター側のシール11が摺接するシールランド部となる基部7から小径段部2bに亙り高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理が施されている。そして、外周に他方(インナー側)の内側転走面3aが形成された内輪3がハブ輪2の小径段部2bに所定のシメシロを介して圧入され、小径段部2bの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部6によって内輪3が軸方向に固定されている。この加締6の端面は平坦面に形成され、軸力によって加締部6に加えられる面圧を小さくすることができ、加締部6の塑性変形と摩耗を防止することができる。
The
一方、内輪3および転動体8はSUJ2等の高炭素クロム鋼で形成され、外周に他方(インナー側)の内側転走面3aが形成されてズブ焼入れにより芯部まで58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。
On the other hand, the
外方部材10は、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10bを一体に有し、内周に前記内方部材1の内側転走面2a、3aに対向する複列の外側転走面10a、10aが一体に形成されている。外方部材10はS53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面10a、10aが高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理が施されている。そして、それぞれの転走面10a、2aと10a、3a間に複列の転動体8、8が保持器9、9を介して転動自在に収容されている。また、外方部材10と内方部材1との間に形成される環状空間の開口部にはシール11、12が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩を防止すると共に、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。
The
なお、本実施形態では、転動体8にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置を例示したが、これに限らず、例えば、転動体8に円すいころを用いた複列の円すいころ軸受で構成されていても良い。また、ここでは、ハブ輪2の外周に一方の内側転走面2aが直接形成された第3世代構造を例示したが、図示はしないが、ハブ輪の小径段部に一対の内輪が圧入された、所謂第1または第2世代構造であっても良い。
In the present embodiment, a wheel bearing device constituted by a double row angular contact ball bearing using a ball as the rolling element 8 has been exemplified. However, the present invention is not limited to this. For example, the rolling element 8 includes a double roller using a tapered roller. It may be composed of a row of tapered roller bearings. Although the third generation structure in which one
等速自在継手13は、外側継手部材14と、図示はしないが継手内輪とケージおよびトルク伝達ボールを備えている。外側継手部材14はS53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中高炭素鋼で形成され、カップ状のマウス部(図示せず)と、このマウス部の底部をなす肩部15と、この肩部15から軸方向に延びるステム部16を一体に有している。ステム部16は、外周にハブ輪2のセレーション2cに係合するセレーション(またはスプライン)16aと、このセレーション16aの端部に雄ねじ16bが形成されている。外側継手部材14のステム部16は、後述するキャップ17を介して肩部15が加締部6に衝合するまでハブ輪2に嵌挿され、加締部6と肩部15とが突き合わせ状態で、雄ねじ16bにワッシャ18を介して固定ナット19が所定の締付トルクで締結され、ハブ輪2と外側継手部材14が軸方向に着脱自在に結合されている。
The constant velocity
ここで、加締部6にキャップ17が装着され、加締部6と外側継手部材14の肩部15とで挟持された状態で固定されている。このキャップ17は、PA(ポリアミド)66等の熱可塑性の合成樹脂からなり、射出成形によって断面が略コの字状に形成されている。そして、GF(グラス繊維)等の繊維状強化材が10〜40wt%充填されている。なお、キャップ17の材質として、前述したPA66以外に、PPA(ポリフタルアミド)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)等の所謂エンジニアリングプラスチックと呼称される熱可塑性の合成樹脂、さらに、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン (PEEK)、ポリアミドイミド(PAI) 等の所謂スーパーエンジニアリングプラスチックと呼称される熱可塑性の合成樹脂を例示することができる。
Here, the
ここで、GFの充填量が10wt%未満ではその補強効果が発揮されず、また、40wt%を超えて充填されると、成形品内の繊維が異方性を引き起こして密度が大きくなって寸法安定性が低下すると共に、靭性が低下し、加締部6に装着される時に割損する恐れがあるため好ましくない。なお、繊維状強化材としては、GFに限らず、これ以外に、CF(炭素繊維)やアラミド繊維、ホウ素繊維等を例示することができる。 Here, when the GF filling amount is less than 10 wt%, the reinforcing effect is not exhibited, and when the filling amount exceeds 40 wt%, the fibers in the molded product cause anisotropy and the density becomes large. This is not preferable because the stability is lowered and the toughness is lowered and there is a risk of breaking when it is attached to the caulking portion 6. In addition, as a fibrous reinforcement, not only GF but CF (carbon fiber), an aramid fiber, a boron fiber, etc. can be illustrated other than this.
また、キャップ17が当接する加締部6の端面および外側継手部材14の肩部15の表面粗さがRa1.6以下、好ましくは、Ra0.32以下に設定されている。これにより、キャップ17が摩耗するのを抑制することができ、耐久性を向上させることができる。なお、Raは、JISの粗さ形状パラメータの一つで(JIS B0601−1994)、算術平均粗さのことで、平均線から絶対値偏差の平均値を言う。
Further, the surface roughness of the end face of the crimping portion 6 with which the
キャップ17は、図2に拡大して示すように、円板状の当接部17aと、この当接部17aの内径部から軸方向に延び、加締部6の内径に嵌合される円筒状の嵌合部17bと、当接部17aの外径部から軸方向に延び、円筒状の鍔部17cとを備えている。キャップ17の鍔部17cは、内輪3の大端面3bに最大1mmの軸方向すきまtを介して対峙し、ラビリンスシールを構成している。これにより、加締部6への雨水やダスト等の異物の侵入が防止でき、加締部6の発錆を防止して耐久性を向上させることができる。
As shown in an enlarged view in FIG. 2, the
また、嵌合部17bの外径は加締部6の内径よりも僅かに大径に設定され、図3に示すように、周方向等配に軸方向に延びるスリット20が複数(ここでは4箇所)形成されている。そして、この嵌合部17bを弾性変形させることによりキャップ17が加締部6に装着されている。こうしたキャップ17を使用することにより、各当接面の摩擦係数が低下し、加締部6の摩耗を抑制すると共に、加締部6と外側継手部材14の肩部15との間で発生する急激なスリップを緩和してスティックスリップ音の発生を防止することができる。また、嵌合部17bの寸法を厳しく規制することなく容易に弾性変形させることができ、ワンタッチでキャップ17を加締部6に装着できて組立性が向上すると共に、搬送工程や組立工程において加締部6からキャップ17が脱落するのを防止することができ、作業性を向上させることができる。
Further, the outer diameter of the
ここで、この種の合成樹脂製のキャップ17の場合、当接面となる加締部6および肩部15との滑りによって摩耗が生じると共に、等速自在継手13を固定ナット19で締結した際に、キャップ17が破損することがないよう、接触面圧を考慮する必要がある。一般的に、摩耗量は接触面圧に反比例するため、この接触面圧を低減させることにより、耐久性を向上させることができる。本実施形態では、接触面圧を低減させるために、キャップ17との当接面となる加締部6の端面と外側継手部材14の肩部15を旋削加工によって平坦面に形成して接触面積を増大させると共に、キャップ17の許容圧縮強度以下になるようにキャップ17の内径寸法および外径寸法が設定されている。
Here, in the case of this type of
次に、図4に変形例を示す。このキャップ21は、PA(ポリアミド)66等の熱可塑性の合成樹脂からなり、CF(炭素繊維)等の繊維状強化材が5〜40wt%充填されている。そして、射出成形によって断面が略L字状に形成され、円板状の当接部21aと、この当接部21aの内径部から軸方向に延び、加締部6の内径に嵌合される円筒状の嵌合部21bを備えている。この嵌合部21bの外径は加締部6の内径よりも僅かに大径に設定され、この嵌合部21bを弾性変形させることによりキャップ21が加締部6に装着されている。ここで、CFの充填量が5wt%未満では充分な補強効果が発揮されず、また、40wt%を超えて充填されると、靭性が低下し、加締部6に装着される時に割損する恐れがある。
Next, a modification is shown in FIG. The
図5に、図2のキャップ17の変形例を示す。このキャップ22は、円板状の当接部17aと、この当接部17aの内径部から軸方向に延び、加締部6の内径に嵌合される円筒状の嵌合部22aと、当接部17aの外径部から軸方向に延び、円筒状の鍔部22bと、さらに、この鍔部22bから径方向内方に延びる係止部22cとを備えている。そして、嵌合部22aの外径は加締部6の内径よりも僅かに大径に設定され、この嵌合部22aを弾性変形させることによりキャップ22が加締部6に装着されている。
FIG. 5 shows a modification of the
また、図6に示すように、外径部となる鍔部22bと係止部22cの周方向等配に軸方向に延びるスリット23が複数(ここでは4箇所)形成されている。これにより、キャップ22を加締部6にワンタッチで容易に装着することができ、組立工程において加締部6からキャップ22が脱落するのを防止することができると共に、ラビリンス構造により、加締部6への雨水やダスト等の異物の侵入が防止でき、加締部6の発錆を防止して耐久性を向上させることができる。
Moreover, as shown in FIG. 6, the
ここで、図7に示すように、キャップ22において、係止部22cの内径が加締部6の外径よりも小径に形成することにより、すなわち、係止部22cの引っ掛かり代L1(L1>0)を設けることにより、キャップ22の剛性を高めて強度を向上させると共に、キャップ22が軸受単体の状態(等速自在継手13との組立前の状態)であっても加締部6から脱落するのを防止することができる。さらに、係止部22cの先端と加締部6との間にギャップL2(L2>0)を設けることにより、キャップ22が加締部6に接触するのを防止することができ、キャップ22に生ずる応力を軽減して耐久性を向上させることができる。
Here, as shown in FIG. 7, in the
図8は、本発明に係る車輪用軸受装置の第2の実施形態を示す要部拡大図、図9は、図8の要部拡大図、図10は、図9の変形例を示す要部拡大図である。なお、この実施形態は、前述した実施形態と基本的にはハブ輪とキャップの構成が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同一機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。 8 is an enlarged view of a main part showing a second embodiment of the wheel bearing device according to the present invention, FIG. 9 is an enlarged view of the main part of FIG. 8, and FIG. 10 is a main part showing a modification of FIG. It is an enlarged view. This embodiment basically differs from the above-described embodiment only in the configuration of the hub wheel and the cap, and other parts having the same parts or the same functions are denoted by the same reference numerals for detailed description. Omitted.
この車輪用軸受装置は駆動輪用の第3世代と呼称され、内方部材24と外方部材10、および両部材24、10間に転動自在に収容された複列の転動体8、8とを備え、等速自在継手13が着脱自在に結合されている。内方部材24は、ハブ輪25と、このハブ輪25に圧入された内輪3とからなる。
This wheel bearing device is called the third generation for the drive wheel, and the
ハブ輪25はS53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中高炭素鋼で形成され、アウター側の端部に車輪取付フランジ4を一体に有し、外周に一方(アウター側)の内側転走面2aと、この内側転走面2aから軸方向に延びる円筒状の小径段部2bが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション(またはスプライン)2cが形成されている。
The
外側継手部材14のステム部16は、後述するキャップ26を介して肩部15が内輪3の大端面3bに衝合するまでハブ輪2に嵌挿され、内輪3と肩部15とが突き合わせ状態で、雄ねじ16bにワッシャ18を介して固定ナット19が所定の締付トルクで締結され、ハブ輪25と外側継手部材14が軸方向に着脱自在に結合されている。
The
ここで、内輪3と小径段部2bのインナー側の端部を覆うようにキャップ26が装着されている。このキャップ26は、フェノール樹脂(PF)にGFの繊維強化材が10〜40wt%充填された熱硬化性の合成樹脂で形成されている。これにより、充分な耐摩耗性を有し、耐久性を向上させることができる。なお、このようなフェノール樹脂以外にも、例えば、エポキシ樹脂(EP)、ポリイミド樹脂(PI)等の熱硬化性の合成樹脂であっても良い。
Here, a
キャップ26は、図9に拡大して示すように、円板状の当接部26aと、この当接部26aの内径部から軸方向に延び、小径段部2bの内径に嵌合される円筒状の嵌合部26bを備えている。この嵌合部26bの外径は小径段部2bの内径よりも僅かに大径に設定され、弾性変形させることによりキャップ26が内方部材24の端部に装着されている。こうしたキャップ26を使用することにより、各当接面の摩擦係数が低下し、内輪3の大端面3bと外側継手部材14の肩部15との間で発生する急激なスリップを緩和してスティックスリップ音の発生を防止することができる。また、キャップ26を内方部材24の端部にワンタッチで容易に装着することができると共に、搬送工程や組立工程において内方部材24からキャップ26が脱落するのを防止することができ、作業性を向上させることができる。
As shown in an enlarged view in FIG. 9, the
図9のキャップ26の変形例を図10に示す。このキャップ27は、円板状の当接部26aと、この当接部26aの内径部から軸方向に延び、小径段部2bの内径に嵌合される円筒状の嵌合部26bと、当接部26aの外径部から軸方向に延びる円筒状の鍔部27aとを備えている。この鍔部27aはインナー側のシール12に最大1mmの軸方向すきまtを介して対峙し、ラビリンス構造を有している。これにより、シール12の嵌合部および内輪3とキャップ27との当接面への雨水やダスト等の異物の侵入が防止でき、発錆を防止して耐久性を向上させることができる。
A modification of 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、ハブ輪と内輪からなる内方部材と等速自在継手とを備え、内方部材と等速自在継手の外側継手部材とが突き合わせ状態で分離可能に締結された第1乃至第3世代構造の車輪用軸受装置に適用できる。 A wheel bearing device according to the present invention includes an inner member composed of a hub wheel and an inner ring, and a constant velocity universal joint, and the inner member and the outer joint member of the constant velocity universal joint are detachably fastened in a butted state. Further, the present invention can be applied to wheel bearing devices having first to third generation structures.
1、24 内方部材
2、25 ハブ輪
2a、3a 内側転走面
2b 小径段部
2c、16a セレーション
3 内輪
3b 内輪の大端面
4 車輪取付フランジ
5 ハブボルト
6 加締部
7 基部
8 転動体
9 保持器
10 外方部材
10a 外側転走面
10b 車体取付フランジ
11 アウター側のシール
12 インナー側のシール
13 等速自在継手
14 外側継手部材
15 肩部
16 ステム部
16b 雄ねじ
17、21、22、26、27 キャップ
17a、21a、26a 円板部
17b、21b、22a、26b 嵌合部
17c、22b、27a 鍔部
22c 係止部
18 ワッシャ
19 固定ナット
20、23 スリット
50 車輪用軸受装置
51 ハブ輪
51a、58a 内側転走面
51b 小径段部
51c 加締部
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 外方部材
55a 外側転走面
55b 車体取付フランジ
56 ボール
57 内方部材
58 内輪
59 マウス部
60 肩部
60a 当接面
61 軸部
62 外側継手部材
63 雌セレーション
64 雄セレーション
65 雄ねじ
66 固定ナット
67 凹溝
L1 引っ掛かり代
L2 ギャップ
t 軸方向すきま
1, 24
Claims (12)
一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪からなり、前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体と、
前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、
前記ハブ輪に等速自在継手が連結されると共に、この等速自在継手の外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延び、前記ハブ輪にセレーションを介してトルク伝達可能に内嵌されるステム部とを一体に有し、前記肩部が前記内方部材と突き合わせ状態で、前記ハブ輪と外側継手部材が固定ナットを介して軸方向に着脱自在に結合された車輪用軸受装置において、
前記内方部材のインナー側の端部に合成樹脂製のキャップが装着され、このキャップが、円板状の当接部と、この当接部の内径部から軸方向に延びる円筒状の嵌合部を備え、前記内方部材と外側継手部材の肩部とで挟持された状態で、当該キャップの嵌合部が前記小径段部の内径に圧入固定されていることを特徴とする車輪用軸受装置。 An outer member in which a double row outer rolling surface is integrally formed on the inner periphery;
A hub wheel integrally having a wheel mounting flange for mounting a wheel at one end and having a cylindrical small-diameter step portion extending in the axial direction on the outer periphery, and at least one press-fitted into the small-diameter step portion of the hub ring An inner member formed of two inner rings and formed with a double-row inner rolling surface facing the double-row outer rolling surface;
A double row rolling element housed between the rolling surfaces of the inner member and the outer member so as to be freely rollable via a cage;
A seal attached to an opening of an annular space formed between the outer member and the inner member;
A constant velocity universal joint is connected to the hub wheel, and an outer joint member of the constant velocity universal joint includes a cup-shaped mouth portion, a shoulder portion that forms the bottom portion of the mouth portion, and an axial direction from the shoulder portion. A stem portion that extends and is fitted into the hub wheel so as to be able to transmit torque via serration; the shoulder portion is in contact with the inner member; and the hub wheel and the outer joint member are fixed nuts. In the wheel bearing device that is detachably coupled in the axial direction via
A cap made of synthetic resin is attached to the inner side end of the inner member, and the cap has a disk-like contact portion and a cylindrical fitting extending in the axial direction from the inner diameter portion of the contact portion. And a fitting portion of the cap is press-fitted and fixed to an inner diameter of the small-diameter step portion in a state of being sandwiched between the inner member and a shoulder portion of the outer joint member. apparatus.
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