JP2011106531A - Bearing device for wheel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、ボール打ち傷等の発生を防止し、音響特性と寿命の向上を図った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 that rotatably supports a wheel of an automobile or the like, and more particularly to a wheel bearing device that prevents the occurrence of ball hitting and the like and improves acoustic characteristics and life.
従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。この車輪用軸受装置には、所望の軸受剛性を有し、ミスアライメントに対しても耐久性を発揮すると共に、燃費向上の観点から回転トルクが小さい複列アンギュラ玉軸受が多用されている。この複列アンギュラ玉軸受は、固定輪と回転輪との間に複数のボールを介在させ、このボールに所定の接触角を付与して固定輪および回転輪に接触させている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a wheel bearing device for supporting a wheel of an automobile or the like is such that a hub wheel for mounting a wheel is rotatably supported via a rolling bearing, and there are a drive wheel and a driven wheel. For structural reasons, an inner ring rotation method is generally used for driving wheels, and an inner ring rotation method and an outer ring rotation method are generally used for driven wheels. As the wheel bearing device, a double-row angular ball bearing having a desired bearing rigidity, exhibiting durability against misalignment, and having a small rotational torque from the viewpoint of improving fuel efficiency is often used. In this double row angular contact ball bearing, a plurality of balls are interposed between a fixed ring and a rotating ring, and a predetermined contact angle is given to the balls so as to contact the fixed ring and the rotating ring.
また、車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第1世代と称される構造から、外方部材(外輪)の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第2世代構造、あるいは、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第3世代構造とに大別されている。 Further, the wheel bearing device has a structure called a first generation in which a wheel bearing composed of a double row angular ball bearing or the like is fitted between a knuckle and a hub wheel constituting a suspension device. It is roughly divided into the second generation structure in which the body mounting flange or wheel mounting flange is directly formed on the outer periphery of the member (outer ring), or the third generation structure in which one inner rolling surface is directly formed on the outer periphery of the hub wheel. Has been.
近年、こうした車輪用軸受装置において、耐久性の向上や低コスト化は無論のこと、騒音(NOISE)、振動(VIBRATION)、不快音(HARSHNESS)、所謂NVHの向上に対する要望が強い。例えば、図15に示すように、従来の車輪用軸受装置は、ハブ輪51と内輪52と外輪53および複列のボール54、54とを備えている。ハブ輪51は、その一端部に車輪(図示せず)を取り付けるための車輪取付フランジ55を一体に有し、外周に車輪取付フランジ55から内側転走面51aを介して軸方向に延びる小径段部51bが形成されている。また、車輪取付フランジ55の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト56が植設されている。
In recent years, in such a wheel bearing device, there is a strong demand for improvement in so-called NVH, not to mention improvement in durability and cost reduction, but noise (NOISE), vibration (VIBRATION), unpleasant sound (HARSHNESS). For example, as shown in FIG. 15, the conventional wheel bearing device includes a
ハブ輪51の小径段部51bには、外周に内側転走面52aが形成された一対の内輪52、52が圧入されている。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に対して一対の内輪52、52が軸方向へ抜けるのを防止している。
A pair of
外輪53は、懸架装置(図示せず)に取り付けるための車体取付フランジ53bを一体に有し、内周に複列の外側転走面53a、53aが形成されている。この複列の外側転走面53a、53aと、これらに対向する内側転走面51a、52aの間には複列のボール54、54が転動自在に収容されている。
The
ハブ輪51は、炭素の含有量が0.40〜0.80重量%である炭素鋼製の素材に鍛造を施すことにより一体に形成され、クロスハッチングで示した部分、すなわち、車輪取付フランジ55の基部から内側転走面51aおよび小径段部51bに亙って高周波焼入れによって表面が硬化処理されている。なお、加締部51cは、鍛造後の素材表面硬さのままの生としている。一方、内輪52は、SUJ2等の高炭素クロム軸受鋼のような高炭素鋼製とし、芯部まで焼入れ硬化されている。
The
これにより、低コストで充分な耐久性を有する車輪用軸受装置が実現でき、予圧を適正値に維持し、しかも部品点数、部品加工、組立工数の削減によってコスト低減が図れる(例えば、特許文献1参照。)。 As a result, a wheel bearing device having sufficient durability at low cost can be realized, the preload can be maintained at an appropriate value, and the cost can be reduced by reducing the number of parts, parts processing, and assembly man-hours (for example, Patent Document 1). reference.).
この種の車輪用軸受装置では、軸受組立後にハブ輪51をはじめ内輪52および外輪53の各転走面51a、52a、53aからボール54が脱落しないよう、各転走面の溝底部近傍に溝底径よりも突出したカウンタ部が形成されている。然しながら、これらのカウンタ部は、搬送途中あるいは自動車メーカでの組立工程において、エッジでボール54と接触することになる。特に、過度の振動等で衝撃荷重が発生した場合には、硬化されたカウンタ部に接触したボール54に打ち傷が発生する恐れがある。また、軸受組立時、ボール54がカウンタ部を通過することになるため、ボール54に微小な擦り傷が生じることがある。こうしたボール54の擦り傷によって、軸受の音響特性が低下するだけでなく、時には短寿命になる恐れがある。
In this type of wheel bearing device, a groove is formed in the vicinity of the groove bottom of each rolling surface so that the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ボール傷の発生を防止し、音響特性と寿命の向上を図っ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 an object of the present invention is to provide a wheel bearing device that prevents the occurrence of ball scratches and improves acoustic characteristics and life.
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項1記載の発明は、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小径段部が形成されたハブ輪、およびこ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、外周に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ボールとを備え、前記外方部材の複列の外側転走面の溝底部近傍に溝底径よりも小径のカウンタ部が形成された車輪用軸受装置において、前記外方部材の複列の外側転走面に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成され、この硬化層の端縁が、前記カウンタ部の近傍で止まり、当該カウンタ部が未焼入れ部とされている。
In order to achieve such an object, the invention according to
このように、複列アンギュラ玉軸受で構成され、外方部材の複列の外側転走面の溝底部近傍に溝底径よりも小径のカウンタ部が形成された車輪用軸受装置において、外方部材の複列の外側転走面に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成され、この硬化層の端縁が、カウンタ部の近傍で止まり、当該カウンタ部が未焼入れ部とされているので、搬送中等に振動が加わった時、このカウンタ部にボールが繰り返し接触してもボールに打ち傷が発生するのを防止し、音響特性と寿命の向上を図ることができる。 As described above, in the wheel bearing device constituted by the double row angular contact ball bearing and having a counter part having a diameter smaller than the groove bottom diameter in the vicinity of the groove bottom part of the outer side rolling surface of the double row of the outer member, A predetermined hardened layer is formed by induction hardening on the outer raceway of the double row of members, and the edge of this hardened layer stops near the counter part, and the counter part is an unquenched part. When vibration is applied in the middle, it is possible to prevent the ball from being scratched even if the ball repeatedly contacts the counter portion, and to improve the acoustic characteristics and life.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記カウンタ部と外側転走面の表面硬さの硬度差が30HRC以上に設定されていれば、カウンタ部にボールが繰り返し接触してもボールに打ち傷が発生するのを確実に防止することができる。
Preferably, as in the invention described in
また、請求項3に記載の発明のように、前記外側転走面の硬化層が、荷重負荷時に前記外側転走面とボールとの接触による接触楕円が及ぶ範囲に限定して形成されていれば、ボールに打ち傷が発生するのを防止し、音響特性と寿命の向上を図ることができると共に、軸受寿命を確保しつつ、高周波焼入れの作業時間を短縮することができ、低コスト化を図ることができる。
Further, as in the invention according to
また、請求項4に記載の発明のように、前記硬化層が前記複列の外側転走面の間の内径部に亙って連続して形成されていれば、ボールに打ち傷が発生するのを防止し、音響特性と寿命の向上を図ることができると共に、外方部材に過大なモーメント荷重が負荷された場合においも、充分な剛性を確保することができる。
Further, as in the invention according to
また、請求項5に記載の発明のように、前記ハブ輪が、外周に一方の内側転走面と、この内側転走面の溝底部近傍に溝底径よりも大径のカウンタ部が形成されると共に、前記内側転走面が高周波焼入れによって所定の硬化層が形成され、この硬化層の端縁が、前記カウンタ部の近傍で止まり、当該カウンタ部が未焼入れ部とされていれば、外方部材の少なくともアウター側のカウンタ部を廃止し、外側転走面の溝底部から略ストレート状に端部内径を形成することができ、外方部材の軽量化を図ることができる。
Further, as in the invention described in
また、請求項6に記載の発明のように、前記内輪の内側転走面の溝底部近傍に溝底径よりも大径のカウンタ部が形成され、このカウンタ部の外径が、前記外方部材の外側転走面の溝底に前記ボールが収まった状態で、当該ボールの内接円径に対して所定のカチコミ代だけ大径に設定されると共に、前記外方部材のインナー側のカウンタ部が廃止され、前記外側転走面の溝底部から略ストレート状に端部内径が形成されていれば、ボールに打ち傷が発生するのを防止することができる。
Further, as in the invention described in
また、請求項7に記載の発明のように、前記カウンタ部が、前記内側転走面から軸方向に延びる円筒状に形成され、その角部が円弧状に丸められ、滑らかに連続して形成されていれば、組立時、内輪のカウンタ部をボールが通過してもボールに擦り傷が発生するのを抑制することができる。 According to a seventh aspect of the present invention, the counter portion is formed in a cylindrical shape extending in the axial direction from the inner rolling surface, and the corner portion thereof is rounded into an arc shape and formed smoothly and continuously. In this case, even when the ball passes through the counter portion of the inner ring at the time of assembly, it is possible to prevent the ball from being scratched.
好ましくは、請求項8に記載の発明のように、前記カウンタ部が、所定の形状・寸法に成形された総型の研削砥石により前記内側転走面と同時に研削加工されていれば、角のない滑らかなカウンタ部が形成でき、バリ等が発生するのを確実に防止することができると共に、カウンタ部のカチコミ代が所定の公差範囲になるよう、カウンタ部の外径を所定の規格値内に規制することができる、カウンタ部の形状・寸法を精度良く滑らかに連続して形成することができる。
Preferably, as in the invention described in
また、請求項9に記載の発明のように、前記外方部材の外側転走面の溝底部近傍に前記カウンタ部が形成されておらず、溝底部から所定の距離だけ離れた位置に環状の凹所が形成されると共に、前記保持器の端部外周に環状の凸部が形成され、前記外方部材の凹所に係合されていれば、組立時にボールカセットが外側転走面から脱落するのを防止することができると共に、搬送中等に振動が加わった時でもボールに打ち傷が発生するのを防止し、音響特性と寿命の向上を図ることができる。 Further, as in the ninth aspect of the invention, the counter portion is not formed in the vicinity of the groove bottom portion of the outer rolling surface of the outer member, and an annular shape is formed at a position away from the groove bottom portion by a predetermined distance. If a recess is formed and an annular convex portion is formed on the outer periphery of the end portion of the cage and is engaged with the recess of the outer member, the ball cassette is dropped from the outer rolling surface during assembly. In addition, it is possible to prevent the ball from being damaged even when vibration is applied during transportation, and to improve acoustic characteristics and life.
また、請求項10に記載の発明のように、前記ハブ輪の外周に一方の内側転走面が形成され、この内側転走面の溝底部から所定の距離だけ離れた位置に環状の凹所が形成されると共に、前記外方部材の外側転走面の溝底部近傍に前記カウンタ部が形成されておらず、前記保持器の端部内周に環状の凸部が形成され、前記ハブ輪の凹所に係合されていれば、組立時にボールカセットが内側転走面から脱落するのを防止することができると共に、搬送中等に振動が加わった時でもボールに打ち傷が発生するのを防止し、音響特性と寿命の向上を図ることができる。
Further, as in the invention described in
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小径段部が形成されたハブ輪、およびこ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、外周に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ボールとを備え、前記外方部材の複列の外側転走面の溝底部近傍に溝底径よりも小径のカウンタ部が形成された車輪用軸受装置において、前記外方部材の複列の外側転走面に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成され、この硬化層の端縁が、前記カウンタ部の近傍で止まり、当該カウンタ部が未焼入れ部とされている。素材表面硬さ28HRC以下の未焼入れ部とされているので、搬送中等に振動が加わった時、このカウンタ部にボールが繰り返し接触してもボールに打ち傷が発生するのを防止し、音響特性と寿命の向上を図ることができる。 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 double-row inner rolling surface comprising a hub wheel formed with a small-diameter step portion extending in the axial direction and at least one inner ring press-fitted into the small-diameter step portion and facing the outer surface of the double row on the outer periphery. And a double row of balls accommodated between the rolling surfaces of the inner member and the outer member via a cage so as to be freely rollable. In a wheel bearing device in which a counter portion having a diameter smaller than the groove bottom diameter is formed in the vicinity of the groove bottom of the double row outer rolling surface, predetermined hardening is performed by induction hardening on the outer rolling surface of the double row of the outer member. A layer is formed, and the edge of the hardened layer stops near the counter part, and the counter Part there is a non-quenched portion. Since the material surface hardness is an unquenched part with a hardness of 28 HRC or less, when vibration is applied during transportation, etc., the ball is prevented from being scratched even if the ball repeatedly contacts this counter part. The lifetime can be improved.
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小径段部が形成されたハブ輪、およびこ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ボールとを備え、前記外方部材の複列の外側転走面の溝底部近傍に溝底径よりも小径のカウンタ部が形成された車輪用軸受装置において、前記外方部材の複列の外側転走面に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成され、この硬化層の端縁が、前記カウンタ部の近傍で止まり、当該カウンタ部が未焼入れ部とされ、前記外側転走面の表面硬さとの硬度差が30HRC以上に設定されている。 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 with an inner rolling surface facing one of the outer rolling surfaces of the double row on the outer periphery, a small-diameter step portion extending in the axial direction from the inner rolling surface, and the small-diameter step An inner member comprising an inner ring that is press-fitted into the outer periphery and formed with an inner rolling surface facing the other of the double row outer rolling surfaces on the outer periphery, and both rolling surfaces of the inner member and the outer member And a double row ball accommodated in a rollable manner via a cage, and a counter portion having a smaller diameter than the groove bottom diameter is formed in the vicinity of the groove bottom portion of the double row outer rolling surface of the outer member. In the wheel bearing device thus obtained, the outer row rolling surface of the outer member is placed by induction hardening. The hardened layer is formed, the edge of the hardened layer stops near the counter part, the counter part is an unquenched part, and the hardness difference from the surface hardness of the outer rolling surface is set to 30 HRC or more. Has been.
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, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. 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第3世代と呼称される駆動輪用であって、ハブ輪1と、このハブ輪1に圧入固定された内輪2とからなる内方部材3と、この内方部材3に複列のボール4、4を介して外挿された外方部材5とを主たる構成としている。
This wheel bearing device is for a driving wheel called a third generation, and includes an
ハブ輪1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6を有し、外周に一方(アウター側)の円弧状の内側転走面1aと、この内側転走面1aから軸方向に延びる円筒状の小径段部1bが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション(またはスプライン)1cが形成されている。一方、内輪2は、外周に他方(インナー側)の円弧状の内側転走面2aが形成され、ハブ輪1の小径段部1bに所定のシメシロを介して圧入されている。また、車輪取付フランジ6には車輪およびブレーキロータ(図示せず)を締結するハブボルト6aが周方向等配に植設されている。
The
ハブ輪1はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面1aをはじめ、車輪取付フランジ6のインナー側の基部6bから小径段部1bに亙って高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。これにより、車輪取付フランジ6に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有すると共に、内輪2の嵌合部となる小径段部1bの耐フレッティング性が向上し、ハブ輪1の耐久性が向上する。また、内輪2およびボール4はSUJ2等の高炭素クロム軸受鋼からなり、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。
The
外方部材5は、外周にナックル(図示せず)に取り付けられるための車体取付フランジ5bを一体に有し、内周に内方部材3の内側転走面1a、2aに対向する複列の円弧状の外側転走面5a、5aが一体に形成されている。外方部材5はハブ輪1と同様、S53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面5a、5aが高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。そして、この外方部材5と内方部材3の両転走面間に複列のボール4、4が保持器7を介して転動自在に収容されている。また、外方部材5と内方部材3との間に形成される環状空間の開口部にはシール8、9が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。なお、ここでは、複列のアンギュラ玉軸受で構成された第3世代構造を例示したが、本発明はこれに限らず、第1世代または第2世代構造であっても良い。
The
ここで、外方部材5は、図2に拡大して示すように、複列の外側転走面5a、5aの溝底部から所定の距離だけ離れた位置に溝底径よりも小径のカウンタ部10が形成されている。このカウンタ部10の内径は、保持器7にボール4が保持された状態で、ボール4の外接円径が縮径してボール4が保持器7から脱落せず、また、ボールカセットがカウンタ部10から脱落しない程度の範囲に設定されている。
Here, as shown in an enlarged view in FIG. 2, the
本実施形態では、それぞれの外側転走面5a、5aに高周波焼入れによって硬化層11(図中クロスハッチングにて示す)が形成されているが、この硬化層11の端縁が、カウンタ部10の近傍で止まり、当該カウンタ部10が素材表面硬さ28HRC以下の未焼入れ部とされている。そして、外側転走面5aの表面硬さ58〜64HRCとの硬度差が30HRC以上に設定されている。これにより、搬送中等に振動が加わった時、このカウンタ部10にボール4が繰り返し接触してもボール4に打ち傷が発生するのを防止し、音響特性と寿命の向上を図ることができる。
In this embodiment, the hardened layer 11 (indicated by cross-hatching in the figure) is formed on each of the
図3は、本発明に係る車輪用軸受装置の第2の実施形態を示す縦断面図、図4は、図3の要部拡大図である。なお、この実施形態は前述した第1の実施形態(図1)と基本的には外方部材の一部の構成が異なるだけで、その他前述した実施形態と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。 FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the wheel bearing device according to the present invention, and FIG. 4 is an enlarged view of a main part of FIG. This embodiment is basically the same as the first embodiment described above (FIG. 1) except that the configuration of a part of the outer member is different, and has the same components and the same functions as the other embodiments described above. Parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
この車輪用軸受装置は第3世代と呼称される駆動輪用であって、ハブ輪1と、このハブ輪1に圧入固定された内輪2とからなる内方部材3と、この内方部材3に複列のボール4、4を介して外挿された外方部材12とを主たる構成としている。
This wheel bearing device is for a driving wheel called a third generation, and includes an
外方部材12は、外周に車体取付フランジ5bを一体に有し、内周に複列の円弧状の外側転走面5a、5aが一体に形成されている。外方部材12はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面5a、5aの溝底部から所定の距離だけ離れた位置に溝底径よりも小径のカウンタ部10が形成されている。そして、複列の外側転走面5a、5aが高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。
The
ここで、本実施形態では、図4に拡大して示すように、それぞれの外側転走面5a、5aの硬化層13(図中クロスハッチングにて示す)が肩部から溝底部の範囲、好ましくは、接触角α30〜40°において、荷重負荷時に外側転走面5aとボール4との接触による接触楕円が及ぶ範囲に限定して形成されている。これにより、搬送中等に振動が加わった時、このカウンタ部10にボール4が繰り返し接触してもボール4に打ち傷が発生するのを防止し、音響特性と寿命の向上を図ることができると共に、軸受寿命を確保しつつ、高周波焼入れの作業時間を短縮することができ、低コスト化を図ることができる。
Here, in the present embodiment, as shown in an enlarged view in FIG. 4, the hardened layer 13 (shown by cross-hatching in the figure) of each outer rolling
図5は、本発明に係る車輪用軸受装置の第3の実施形態を示す縦断面図、図6は、図5の要部拡大図である。なお、この実施形態は前述した第1の実施形態(図1)と基本的には外方部材の一部の構成が異なるだけで、その他前述した実施形態と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。 FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the wheel bearing device according to the present invention, and FIG. 6 is an enlarged view of a main part of FIG. This embodiment is basically the same as the first embodiment described above (FIG. 1) except that the configuration of a part of the outer member is different, and has the same components and the same functions as the other embodiments described above. Parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
この車輪用軸受装置は第3世代と呼称される駆動輪用であって、ハブ輪1と、このハブ輪1に圧入固定された内輪2とからなる内方部材3と、この内方部材3に複列のボール4、4を介して外挿された外方部材14とを主たる構成としている。
This wheel bearing device is for a driving wheel called a third generation, and includes an
外方部材14は、外周に車体取付フランジ5bを一体に有し、内周に複列の円弧状の外側転走面5a、5aが一体に形成されている。外方部材14はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面5a、5aの溝底部から所定の距離だけ離れた位置に溝底径よりも小径のカウンタ部10が形成されている。そして、複列の外側転走面5a、5aが高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。
The
ここで、本実施形態では、図6に拡大して示すように、隣り合う外側転走面5a、5aの間の内径部15に亙って連続して硬化層16(図中クロスハッチングにて示す)が形成されると共に、この硬化層16の端縁がカウンタ部10の近傍で止まり、当該カウンタ部10が素材表面硬さ28HRC以下の未焼入れ部とされている。これにより、搬送中等に振動が加わった時、このカウンタ部10にボール4が繰り返し接触してもボール4に打ち傷が発生するのを防止し、音響特性と寿命の向上を図ることができると共に、外方部材14に過大なモーメント荷重が負荷された場合においも、充分な剛性を確保することができる。
Here, in the present embodiment, as shown in an enlarged view in FIG. 6, the hardened layer 16 (cross-hatched in the drawing) is continuously formed over the
図7は、本発明に係る車輪用軸受装置の第4の実施形態を示す縦断面図、図8は、図7の要部拡大図である。なお、前述した実施形態と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。 FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a fourth embodiment of the wheel bearing device according to the present invention, and FIG. 8 is an enlarged view of a main part of FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same site | part or the site | part which has the same function as embodiment mentioned above, and detailed description is abbreviate | omitted.
この車輪用軸受装置は第3世代と呼称される駆動輪用であって、ハブ輪17と、このハブ輪17に圧入固定された内輪18とからなる内方部材19と、この内方部材19に複列のボール4、4を介して外挿された外方部材20とを主たる構成としている。
This wheel bearing device is for a driving wheel called a third generation, and includes an
ハブ輪17は、アウター側の端部に車輪取付フランジ6を有し、外周に一方の円弧状の内側転走面17aと、この内側転走面17aから軸方向に延びる円筒状の小径段部1b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)1cが形成されている。一方、内輪18は、外周に他方の円弧状の内側転走面18aが形成され、ハブ輪17の小径段部1bに所定のシメシロを介して圧入されている。
The
車輪取付フランジ6のインナー側の基部6bは、断面が円弧状の曲面に形成され、この基部6bにアウター側のシール8のシールリップが摺接されている。そして、内側転走面17aの溝底部近傍に溝底径よりも僅かに大径のカウンタ部21が形成されている。このカウンタ部21は、内側転走面17aから軸方向に延びる円筒状に形成され、その角部が円弧状に丸められ、滑らかに連続して形成されている。カウンタ部21の外径は、外方部材20における外側転走面20aの溝底にボール4が収まった状態で、ボール4の内接円径に対して所定のカチコミ代だけ大径に設定されている。
The inner
本実施形態では、ハブ輪17はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、図8に拡大して示すように、車輪取付フランジ6のインナー側の基部6bから内側転走面17aと、肩部17bから小径段部1bに亙って高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に所定の硬化層22、23(図中クロスハッチングにて示す)が形成されている。これにより、車輪取付フランジ6に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有すると共に、内輪18の嵌合部となる小径段部1bの耐フレッティング性が向上し、ハブ輪17の耐久性が向上する。
In the present embodiment, the
ここで、アウター側の硬化層22の端縁はカウンタ部21の近傍で止まり、当該カウンタ部21が素材表面硬さ28HRC以下の未焼入れ部とされている。これにより、搬送中等に振動が加わった時、このカウンタ部21にボール4が繰り返し接触してもボール4に打ち傷が発生するのを防止し、音響特性と寿命の向上を図ることができると共に、軸受組立時、ボール4がカウンタ部21を通過しても、ボール4に擦り傷が生じるのを防止することができる。
Here, the edge of the outer
また、内輪18はSUJ2等の高炭素クロム軸受鋼からなり、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。ここで、内輪18は、内側転走面18aの溝底部近傍に溝底径よりも大径で所定幅のカウンタ部24が形成されている。このカウンタ部24は、内側転走面18aから軸方向に延びる円筒状に形成され、その角部が円弧状に丸められ、滑らかに連続して形成されている。これにより、組立時、内輪18のカウンタ部24をボール4が通過してもボール4に擦り傷が発生するのを可及的に抑制することができる。
The
カウンタ部24の外径は、外方部材20における外側転走面20aの溝底にボール4が収まった状態で、ボール4の内接円径に対して所定のカチコミ代だけ大径に設定されている。本実施形態では、内側転走面18aとカウンタ部24との繋ぎ部が円弧面に形成され、所定の形状・寸法に成形された総型の研削砥石により内側転走面18aと同時に研削加工されている。これにより、カウンタ部24のカチコミ代が所定の公差範囲になるよう、カウンタ部24の外径を所定の規格値内に規制することができると共に、カウンタ部24の形状・寸法を精度良く滑らかに連続して形成することができる。
The outer diameter of the
外方部材20は、外周に車体取付フランジ5bを一体に有し、内周に複列の円弧状の外側転走面20a、20aが一体に形成されている。外方部材20はハブ輪17と同様、S53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面20a、20aが高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。
The
ここで、本実施形態では、前述したように、ハブ輪17と内輪18のそれぞれの内側転走面17a、18aの溝底近傍にカウンタ部21、24が形成されているため、外方部材20にはカウンタ部が形成されておらず、複列の外側転走面20a、20aの溝底部から略ストレート状に端部内径が形成されている。これにより、搬送中等に振動が加わっても、カウンタ部にボール4が繰り返し接触するようなことはなく、ボール4に打ち傷が発生するのを防止することができると共に、外方部材20の軽量化を図ることができる。
Here, in the present embodiment, as described above, since the
図9は、本発明に係る車輪用軸受装置の第5の実施形態を示す縦断面図、図10は、図9の要部拡大図である。なお、この実施形態は前述した第1の実施形態(図1)と基本的には外方部材の一部の構成が異なるだけで、その他前述した実施形態と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。 FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a fifth embodiment of the wheel bearing device according to the present invention, and FIG. 10 is an enlarged view of a main part of FIG. This embodiment is basically the same as the first embodiment described above (FIG. 1) except that the configuration of a part of the outer member is different, and has the same components and the same functions as the other embodiments described above. Parts are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted.
この車輪用軸受装置は第3世代と呼称される駆動輪用であって、ハブ輪1と、このハブ輪1に圧入固定された内輪2とからなる内方部材3と、この内方部材3に複列のボール4、4を介して外挿された外方部材25とを主たる構成としている。
This wheel bearing device is for a driving wheel called a third generation, and includes an
外方部材25は、外周に車体取付フランジ5bを一体に有し、内周に複列の円弧状の外側転走面5a、20aが一体に形成されている。外方部材25は、図10に拡大して示すように、複列の外側転走面5a、20aのうちアウター側の外側転走面5aの溝底部から所定の距離だけ離れた位置に溝底径よりも小径のカウンタ部10が形成され、インナー側の外側転走面20aの溝底部近傍にはカウンタ部が形成されていない。ここで、外方部材25はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面5a、20aが高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。これにより、搬送中等に振動が加わった時でもボール4に打ち傷が発生するのを防止し、音響特性と寿命の向上を図ることができる。
The
図11は、本発明に係る車輪用軸受装置の第6の実施形態を示す縦断面図、図12は、図11の要部拡大図である。なお、この実施形態は前述した第1の実施形態(図1)と基本的には外方部材とアウター側の保持器の構成が異なるだけで、その他前述した実施形態と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。 FIG. 11 is a longitudinal sectional view showing a sixth embodiment of the wheel bearing device according to the present invention, and FIG. 12 is an enlarged view of a main part of FIG. Note that this embodiment is basically the same as the first embodiment (FIG. 1) described above except that the configuration of the outer member and the outer cage is the same as the other embodiments described above. Parts having functions are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この車輪用軸受装置は第3世代と呼称される駆動輪用であって、ハブ輪1と、このハブ輪1に圧入固定された内輪2とからなる内方部材3と、この内方部材3に複列のボール4、4を介して外挿された外方部材26とを主たる構成としている。
This wheel bearing device is for a driving wheel called a third generation, and includes an
外方部材26は、外周に車体取付フランジ5bを一体に有し、内周に複列の円弧状の外側転走面20a、5aが一体に形成されている。外方部材26は、図12に拡大して示すように、複列の外側転走面20a、5aのうちインナー側の外側転走面5aの溝底部から所定の距離だけ離れた位置に溝底径よりも小径のカウンタ部10が形成され、アウター側の外側転走面20aの溝底部近傍にはカウンタ部が形成されておらず、溝底部から所定の距離だけ離れた位置に環状の凹所27が形成されている。
The
外方部材26はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面20a、5aが高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。そして、この外方部材26と内方部材3の両転走面間に複列のボール4、4が保持器28、7を介して転動自在に収容されている。
The
ここで、本実施形態では、一対の保持器28、7のうちアウター側の保持器28の端部外周に環状の凸部28aが形成され、前述した外方部材26の凹所27に係合されている。これにより、組立時にボールカセットが外側転走面20aから脱落するのを防止することができると共に、搬送中等に振動が加わった時でもボール4に打ち傷が発生するのを防止し、音響特性と寿命の向上を図ることができる。
Here, in the present embodiment, an annular
図13は、本発明に係る車輪用軸受装置の第7の実施形態を示す縦断面図、図14は、図13の要部拡大図である。なお、この実施形態は前述した第4の実施形態(図7)基本的にはハブ輪とアウター側の保持器の構成が異なるだけで、その他前述した実施形態と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。 FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a seventh embodiment of the wheel bearing device according to the present invention, and FIG. 14 is an enlarged view of a main part of FIG. In addition, this embodiment is the same as the above-described embodiment except that the configuration of the hub wheel and the outer cage is basically the same as that of the above-described fourth embodiment (FIG. 7). The same reference numerals are given to the parts having the same, and detailed description is omitted.
この車輪用軸受装置は第3世代と呼称される駆動輪用であって、ハブ輪29と、このハブ輪29に圧入固定された内輪18とからなる内方部材30と、この内方部材30に複列のボール4、4を介して外挿された外方部材20とを主たる構成としている。
This wheel bearing device is for a driving wheel called a third generation, and includes an
ハブ輪29は、アウター側の端部に車輪取付フランジ6を有し、外周に一方の円弧状の内側転走面29aと、この内側転走面29aから軸方向に延びる円筒状の小径段部1b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)1cが形成されている。
The
ハブ輪29は、図14に拡大して示すように、内側転走面29aの溝底部近傍にカウンタ部が形成されておらず、溝底部から所定の距離だけ離れた位置に環状の凹所31が形成されている。このハブ輪29はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面29aをはじめ、車輪取付フランジ6のインナー側の基部6bから小径段部1bに亙って高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。そして、外方部材20と内方部材30の両転走面間に複列のボール4、4が保持器32、7を介して転動自在に収容されている。
As shown in an enlarged view in FIG. 14, the
ここで、本実施形態では、一対の保持器32、7のうちアウター側の保持器32の端部内周に環状の凸部32aが形成され、前述したハブ輪29の凹所31に係合されている。これにより、組立時にボールカセットが内側転走面29aから脱落するのを防止することができると共に、搬送中等に振動が加わった時でもボール4に打ち傷が発生するのを防止し、音響特性と寿命の向上を図ることができる。
Here, in the present embodiment, an annular
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は、駆動輪用、従動輪用に拘わらず、複列のアンギュラ玉軸受で構成された第1乃至第3世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。 The wheel bearing according to the present invention can be applied to a wheel bearing device having a first to third generation structure constituted by double-row angular ball bearings, regardless of whether for driving wheels or driven wheels.
1、17、29 ハブ輪
1a、2a、17a、18a 内側転走面
1b 小径段部
1c セレーション
2、18 内輪
3、19、30 内方部材
4 ボール
5、12、14、20、25、26 外方部材
5a、20a 外側転走面
5b 車体取付フランジ
6 車輪取付フランジ
6a ハブボルト
6b 車輪取付フランジのインナー側の基部
7、28、32 保持器
8 アウター側のシール
9 インナー側のシール
10、21、24 カウンタ部
11、13、16、22、23 硬化層
15 内径部
17b 肩部
27、31 凹所
28a、32a 凸部
51 ハブ輪
51a、52a 内側転走面
51b 小径段部
51c 加締部
52 内輪
53 外輪
53a 外側転走面
53b 車体取付フランジ
54 ボール
55 車輪取付フランジ
56 ハブボルト
α 接触角
1, 17, 29
Claims (10)
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小径段部が形成されたハブ輪、およびこ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、外周に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ボールとを備え、
前記外方部材の複列の外側転走面の溝底部近傍に溝底径よりも小径のカウンタ部が形成された車輪用軸受装置において、
前記外方部材の複列の外側転走面に高周波焼入れによって所定の硬化層が形成され、この硬化層の端縁が、前記カウンタ部の近傍で止まり、当該カウンタ部が未焼入れ部と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;
It has a wheel mounting flange for mounting a wheel at one end, and a hub wheel formed with a small diameter step portion extending in the axial direction on the outer periphery, and at least one inner ring press-fitted into the small diameter step portion. An inner member formed with a double-row inner rolling surface facing the double-row outer rolling surface,
A double row of balls accommodated between the rolling surfaces of the inner member and the outer member so as to roll freely through a cage,
In the wheel bearing device in which a counter part having a diameter smaller than the groove bottom diameter is formed in the vicinity of the groove bottom part of the double row outer rolling surface of the outer member,
A predetermined hardened layer is formed by induction hardening on the outer side rolling surface of the double row of the outer member, and the edge of the hardened layer stops near the counter part, and the counter part is an unquenched part. A wheel bearing device characterized by comprising:
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