JP2011106600A - 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、軽量・コンパクトを図ると共に、剛性を高くして軸受の長寿命化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 achieves light weight and compactness and increases rigidity to extend the life of the bearing.
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 rotatably supported via a hub wheel for mounting the wheel, 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、また、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、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第4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. Second generation structure in which body mounting flange or wheel mounting flange is formed directly on the outer periphery of the member, third generation structure in which one inner rolling surface is directly formed on the outer periphery of the hub wheel, or hub wheel, etc. It is roughly classified into a fourth generation structure in which the inner rolling surface is directly formed on the outer periphery of the outer joint member of the speed universal joint.
こうした車輪用軸受装置では、車両重量を支える機能が求められるが、例えば、ピックアップトラックやSUV(Sport Utility Vehicle スポーツユーティリティビークル)等の大型車両では、より大きな車両重量が軸受に負荷されるため、軸受自体を高負荷容量化する必要がある。この場合、一般的には、転動体にボールを使用するのではなく円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受が採用されているが、複列円錐ころ軸受は軸受すきまの設定や取付け誤差等のミスアライメントが発生した時、また、モーメント荷重に対して円錐ころと転走面との間に発生するエッジロード対策等、取扱いが難しいだけでなく、近年、燃費向上の観点からも回転トルクが大きくなるのが致命的に不利となる。こうした課題を解決した車輪用軸受装置として、図6に示すものが知られている。 Such a wheel bearing device is required to have a function of supporting the vehicle weight. For example, in a large vehicle such as a pickup truck or an SUV (Sport Utility Vehicle sport utility vehicle), a larger vehicle weight is loaded on the bearing. It is necessary to increase the load capacity itself. In this case, a double-row tapered roller bearing that uses a tapered roller instead of a ball as a rolling element is generally adopted. However, the double-row tapered roller bearing has a bearing clearance setting and installation error. When misalignment occurs, it is difficult to handle such as countermeasures for edge load generated between the tapered roller and the rolling surface against moment load. In recent years, rotational torque has been increased from the viewpoint of improving fuel efficiency. It becomes a fatal disadvantage. As a wheel bearing device that solves these problems, the one shown in FIG. 6 is known.
この車輪用軸受装置は、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51cを一体に有し、内周に4列の外側転走面51a、51b、51a、51bが形成された外方部材51と、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53を一体に有し、外周にこの車輪取付フランジ53から軸方向に延びる小径段部52aが形成されたハブ輪52、およびこのハブ輪52の小径段部52aに外嵌され、4列の外側転走面51a、51b、51a、51bに対向する複列の内側転走面54a、54bが形成された一対の内輪54、54からなる内方部材55と、これら両転走面間に収容された4列のボール56a、56b、56a、56bと、これらのボール56a、56b、56a、56bを転動自在に保持する保持器57、58とを備えた4列のアンギュラ玉軸受で構成されている。
This wheel bearing device integrally has a vehicle
一対の内輪54、54は、ハブ輪52の小径段部52aの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部52bによって軸方向に固定されている。そして、外方部材51と内方部材55との間に形成される環状空間の開口部にシール59、60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 pair of
ここで、2列の軸受列が第1のピッチ円直径TK1、TK4を持ち、他の2列の軸受列が第1のピッチ円直径TK1、TK4と異なる第2のピッチ円直径TK2、TK3を持ち、それぞれ同じピッチ円直径を持つ軸受列が、軸受の軸方向に対して直角な面MEに関して対称に設けられている。これにより、軸受を高負荷容量化することができ、より大きな車両重量が軸受に負荷されても、所望の軸受寿命を確保することができる(例えば、特許文献1参照。)。 Here, two rows of bearing rows have first pitch circle diameters TK1, TK4, and the other two rows of bearing rows have second pitch circle diameters TK2, TK3 different from the first pitch circle diameters TK1, TK4. Bearing rows each having the same pitch circle diameter are provided symmetrically with respect to the plane ME perpendicular to the axial direction of the bearing. As a result, the load capacity of the bearing can be increased, and a desired bearing life can be ensured even if a larger vehicle weight is loaded on the bearing (see, for example, Patent Document 1).
然しながら、こうした従来の車輪用軸受装置において、軸受を高負荷容量化することができるものの、軸受列を4列化することによって軸方向に幅広となり、装置の軽量・コンパクト化が阻害されるという課題があった。 However, in such a conventional wheel bearing device, although it is possible to increase the load capacity of the bearing, there is a problem in that by making the bearing row four rows, the axial width becomes wider and the weight and size of the device are hindered. was there.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高負荷容量化を図って軸受の長寿命化を達成すると共に、軽量・コンパクト化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 achieves a longer load life by increasing the load capacity and that is lighter and more compact. It is said.
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4列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一端部に有し、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、外周に前記4列の外側転走面に対向する4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4列のボール列とを備え、背面合せタイプの4列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置において、前記4列のボール列のうち軸受中心に対して外側のボール列のピッチ円直径が内側のボール列のピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、前記外側のボール列のボール径が前記内側のボール列のボール径よりも大径に設定され、当該外側のボール列のボールピッチ間に前記内側のボール列のボールが配置され、前記外側のボール列と内側のボール列の列間ピッチがそれぞれのボールの半径の和よりも小さく設定されている。 In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 of the present invention includes an outer member in which four rows of outer rolling surfaces are integrally formed on the inner periphery, and a wheel mounting flange for mounting the wheel at one end. A hub wheel having 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 of the hub wheel, and the four rows of outer rolling surfaces on the outer periphery. 4 rows of inner members in which four rows of inner rolling surfaces facing each other are formed, and four rows of the inner members and the outer members that are accommodated between the rolling surfaces of the inner member and the outer members via a cage. A wheel bearing device comprising a back-to-back type four-row angular ball bearing, wherein the pitch circle diameter of an outer ball row with respect to the center of the bearing is an inner ball. The outer diameter of the outer circle is set to be larger than the pitch circle diameter of the row. The ball diameter of the row is set to be larger than the ball diameter of the inner ball row, the balls of the inner ball row are arranged between the ball pitches of the outer ball row, and the outer ball row and the inner ball row are arranged. The pitch between the ball rows is set smaller than the sum of the radii of the balls.
このように、内方部材と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4列のボール列を備え、背面合せタイプの4列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置において、4列のボール列のうち軸受中心に対して外側のボール列のピッチ円直径が内側のボール列のピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、外側のボール列のボール径が内側のボール列のボール径よりも大径に設定され、当該外側のボール列のボールピッチ間に内側のボール列のボールが配置され、外側のボール列と内側のボール列の列間ピッチがそれぞれのボールの半径の和よりも小さく設定されているので、高負荷容量化を図って軸受の長寿命化を達成すると共に、軽量・コンパクト化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。 As described above, the four rows of ball rows are provided between the rolling surfaces of the inner member and the outer member so as to be freely rollable via the cage, and are constituted by back-to-back type four row angular ball bearings. In the above-described wheel bearing device, the pitch circle diameter of the outer ball row with respect to the bearing center of the four ball rows is set larger than the pitch circle diameter of the inner ball row, and the outer ball row. The ball diameter of the inner ball row is set to be larger than the ball diameter of the inner ball row, the balls of the inner ball row are arranged between the ball pitches of the outer ball row, and the outer ball row and the inner ball row are arranged. Since the pitch between the balls is set smaller than the sum of the radii of the balls, a wheel bearing device that achieves a longer load life by increasing the load capacity and is lighter and more compact is provided. be able to.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記外側のボール列のボールピッチ間の中央に前記内側のボール列のボールが配置されていれば、回転角速度のズレが生じてもボール同士の干渉を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、前記外側のボール列と内側のボール列のピッチ円直径をそれぞれDPa、DPb、ボール径をDa、Db、接触角をαa、αbとした時、(DPa−Da×cosαa)/DPa=(DPb−Db×cosαb)/DPbとなるように設定されていれば、各列のボールの回転角速度が同一となり、スムーズな転動が得られる。
Further, as in the invention according to
好ましくは、請求項4に記載の発明のように、前記接触角αa、αbが同一(αa=αb)に設定されていれば、回転角度ズレが生じても、より干渉しにくくなる。 Preferably, if the contact angles αa and αb are set to be the same (αa = αb) as in the invention described in claim 4, it is more difficult to interfere even if a rotational angle shift occurs.
また、請求項5に記載の発明のように、前記外方部材における前記外側のボール列の肩径が、前記内側のボール列の外接円径よりも大径に設定されていれば、軸受の組立性を容易にすることができる。 If the shoulder diameter of the outer ball row in the outer member is set larger than the circumscribed circle diameter of the inner ball row as in the invention according to claim 5, the bearing Assembling can be facilitated.
また、請求項6に記載の発明のように、前記内方部材における前記内側のボール列の肩径が、前記外側のボール列の内接円径よりも小径に設定されていれば、軸受の組立性を容易にすることができる。 If the shoulder diameter of the inner ball row in the inner member is set to be smaller than the inscribed circle diameter of the outer ball row as in the invention described in claim 6, Assembling can be facilitated.
また、請求項7に記載の発明のように、前記保持器が熱可塑性の合成樹脂から射出成形によって形成され、繊維状強化材が添加されていれば、強度・剛性が高くなり、回転角速度のズレが生じても損傷することなく長期間に亘って耐久性を向上させることができる。
Further, as in the invention described in
好ましくは、請求項8に記載の発明のように、前記保持器が各列一体の冠型で構成され、前記ボールを保持するポケットのすきまが0.30〜0.60mmの範囲に設定されていれば、回転角速度のズレが生じても損傷することなく一層耐久性を向上させることができる。
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4列のボール列のうちアウター側の複列のボール列のピッチ円直径がインナー側の複列のボール列のピッチ円直径よりも大径に設定されていれば、インナー側に比べアウター側部分の軸受剛性を増大させることができ、軸受の長寿命化を図ることができる。
Further, as in the invention according to
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前記4列の外側転走面のうちアウター側の複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が直接形成され、当該複列の内側転走面をはじめ、前記車輪取付フランジのインナー側の基部から前記小径段部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れば、車輪取付フランジ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し、内輪の嵌合部となる小径段部の耐フレッティング性が向上する。
Further, as in the invention according to
本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に4列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一端部に有し、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、外周に前記4列の外側転走面に対向する4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4列のボール列とを備え、背面合せタイプの4列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置において、前記4列のボール列のうち軸受中心に対して外側のボール列のピッチ円直径が内側のボール列のピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、前記外側のボール列のボール径が前記内側のボール列のボール径よりも大径に設定され、当該外側のボール列のボールピッチ間に前記内側のボール列のボールが配置され、前記外側ボール列と内側ボール列の列間ピッチがそれぞれのボールの半径の和よりも小さく設定されているので、高負荷容量化を図って軸受の長寿命化を達成すると共に、軽量・コンパクト化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。 The wheel bearing device according to the present invention has an outer member in which four rows of outer rolling surfaces are integrally formed on the inner periphery, and a wheel mounting flange for mounting the wheel at one end, and an axial direction on the outer periphery. 4 rows of inner races, each of which has a hub ring formed with a small-diameter step portion extending in the direction and at least one inner ring press-fitted into the small-diameter step portion of the hub ring, and which faces the outer race surface of the four rows on the outer periphery. An inner member formed with a surface, and four rows of ball rows that are slidably accommodated between both rolling surfaces of the inner member and the outer member via a cage, and are back to back type In the wheel bearing device constituted by the four-row angular ball bearing, the pitch circle diameter of the outer ball row is larger than the pitch circle diameter of the inner ball row with respect to the bearing center among the four rows of ball rows. And the ball diameter of the outer ball row is set to the inner Is set to be larger than the ball diameter of the ball row, the balls of the inner ball row are arranged between the ball pitches of the outer ball row, and the pitch between the outer ball row and the inner ball row is different from each other. Since it is set smaller than the sum of the radii of the balls, it is possible to provide a wheel bearing device that achieves a high load capacity and a long bearing life, and is lightweight and compact.
外周に懸架装置を構成するナックル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4列の外側転走面が一体に形成された外方部材と、車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一端部に有し、外周に前記4列の外側転走面のうちアウター側の複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面と、これらの複列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、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記4列の外側転走面のうちインナー側の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4列のボール列とを備え、背面合せタイプの4列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置において、前記4列のボール列のうち軸受中心に対して外側のボール列のピッチ円直径が内側のボール列のピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、前記外側のボール列のボール外径が前記内側のボール列のボール外径よりも大径に設定され、当該外側のボール列のボールピッチ間の中央に前記内側のボール列のボールが配置され、前記ボール列間ピッチがそれぞれのボールの半径の和よりも小さく設定されている。 An outer member integrally having a vehicle body mounting flange to be attached to a knuckle constituting a suspension device on the outer periphery, and an outer member in which four rows of outer rolling surfaces are integrally formed on the inner periphery, and a wheel attachment for attaching a wheel A double row inner rolling surface that has a flange at one end and faces the outer double row outer rolling surface of the four rows of outer rolling surfaces on the outer periphery, and inner rolling of these double rows A hub wheel formed with a small-diameter step portion extending in the axial direction from the surface, and a press-fitted into the small-diameter step portion of the hub wheel, and the outer side rolling surface of the inner side of the four rows of outer side rolling surfaces on the outer periphery And an inner member formed of an inner ring formed with a double row of inner rolling surfaces facing each other, and the inner member and the outer member are accommodated between the rolling surfaces of the inner member and the outer member via a cage. Wheel bearings comprising four rows of ball rows and comprising back-to-back type four row angular contact ball bearings The pitch circle diameter of the outer ball row with respect to the bearing center is set to be larger than the pitch circle diameter of the inner ball row of the four ball rows, and the balls of the outer ball row The outer diameter is set larger than the ball outer diameter of the inner ball row, the balls of the inner ball row are arranged in the center between the ball pitches of the outer ball row, and the pitch between the ball rows is respectively Is set to be smaller than the sum of the radii of the balls.
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は、図4のIII矢視図、図4は、図1のIV矢視図である。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.
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, FIG. 3 is a view taken along arrow III of FIG. [Fig. 4] is a view on arrow IV in Fig. 1. 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従動輪用の第3世代と呼称され、内方部材1と外方部材2、および両部材1、2間に転動自在に収容された4列のボール3a、3b、3a、3b列とを備えている。内方部材1は、ハブ輪4と、このハブ輪4に所定のシメシロを介して圧入された内輪5とからなる。
This wheel bearing device is referred to as a third generation for a driven wheel, and is composed of four rows of
ハブ輪4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を一体に有し、外周に一方(アウター側)の複列の内側転走面4a、4bと、これらの複列の内側転走面4a、4bから軸方向に延びる小径段部4cが形成されている。車輪取付フランジ6にはハブボルト6aが周方向等配に植設されている。
The hub wheel 4 integrally has a wheel mounting flange 6 for mounting a wheel (not shown) at an end portion on the outer side, and one (outer side) double row inner rolling surfaces 4a and 4b on the outer periphery. A small-
内輪5は、外周に他方(インナー側)の複列の内側転走面5a、5bが形成され、ハブ輪4の小径段部4cに圧入されて背面合せタイプの4列アンギュラ玉軸受を構成すると共に、小径段部4cの端部を塑性変形させて形成した加締部4dによって内輪5が所定の軸受予圧が付与された状態で軸方向に固定されている。なお、内輪5およびボール3a、3bはSUJ2等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。
The inner ring 5 is formed with the other (inner side) double-row inner rolling surfaces 5a and 5b on the outer periphery, and is press-fitted into the small-
ハブ輪4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4a、4b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4c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。なお、加締部4dは鍛造加工後の表面硬さの生のままとされている。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し、内輪5の嵌合部となる小径段部4cの耐フレッティング性が向上すると共に、微小なクラック等の発生がなく加締部4dの塑性加工をスムーズに行うことができる。
The hub wheel 4 is made of medium and high carbon steel containing 0.40 to 0.80 wt% of carbon such as S53C, and the
外方部材2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2cを一体に有し、内周にハブ輪4の複列の内側転走面4a、4bに対向するアウター側の複列の外側転走面2a、2bと、内輪5の複列の内側転走面5a、5bに対向するインナー側の複列の外側転走面2a、2bが一体に形成されている。これら両転走面間に4列のボール3a、3b、3a、3b列が収容され、保持器7、8によって転動自在に保持されている。そして、外方部材2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9、10が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、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。
The
外方部材2はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、4列の外側転走面2a、2b、2a、2b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。なお、ここでは、従動輪側の第3世代構造を例示したが、これに限らず、第1世代や第2世代構造であっても良い。
The
ここで、本実施形態では、アウター側のボール3a、3b列のうち軸受中心CLに対して外側のボール3a列のピッチ円直径DPoaが内側のボール3b列のピッチ円直径DPobよりも大径(DPoa>DPob)に設定されると共に、インナー側のボール3a、3b列のうち外側のボール3a列のピッチ円直径DPiaが内側のボール3b列のピッチ円直径DPibよりも大径(DPia>DPib)に設定されている。また、ボール3aの径Daがボール3bの径Dbよりも大径(Da>Db)に設定されている。そして、図2に示すように、それぞれの接触角をαa、αbとした時、アウター側のボール3a、3b列の関係が、(DPoa−Da×cosαa)/DPoa=(DPob−Db×cosαb)/DPobとなるように設定されている。同様に、図示はしないが、インナー側のボール3a、3b列の関係が、(DPia−Da×cosαa)/DPia=(DPib−Db×cosαb)/DPibとなるように設定されている。これにより、各列のボール3a、3bの回転角速度が同一となり、スムーズな転動が得られる。なお、回転角度ズレが生じても、より干渉しにくくなるように接触角αa、αbは同一(αa=αb)であるのが好ましい。
Here, in the present embodiment, the pitch circle diameter DPoa of the
また、ボール3a列のボール個数Zaとボール3b列のボール個数Zbが同数(Za=Zb)に設定され、図3に示すように、外側のボール3a列のボールピッチ間に内側のボール3b列のボール3bが配置され、ボール列間ピッチPがそれぞれのボール3a、3bの半径の和よりも小さく設定されている(P≦(Da+Db)/2)。これにより、高負荷容量化を図って軸受の長寿命化を達成すると共に、軽量・コンパクト化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。好ましくは、図4に示すように、外側のボール3a列のボールピッチ間の中央に内側のボール3b列のボール3bが配置されていれば(θ1=θ2)、回転角速度のズレが生じてもボール3a、3b同士の干渉を防止することができる。
Further, the number of balls Za in the row of
また、軸受の組立性を容易にするため、本実施形態では、図2に示すように、外方部材2においては、外側のボール3a列の肩径D1が、内側のボール3b列の外接円径D2よりも大径(D1>D2)に設定されると共に、ハブ輪4(内輪5)においては、内側のボール3a列の肩径d1が、外側のボール3b列の内接円径d2よりも小径(d1<d2)に設定されている。
In order to facilitate the assembly of the bearing, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, in the
また、保持器7、8はPA(ポリアミド)66からなる熱可塑性の合成樹脂から射出成形によって形成され、さらに、GF(ガラスファイバー)からなる繊維状強化材が10〜50wt%添加されている。これにより、強度・剛性が高くなり、回転角速度のズレが生じても損傷することなく長期間に亘って耐久性を向上させることができる。なお、保持器7、8はこのような材質以外に、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、PA6・12等の射出成形可能な合成樹脂を例示することができる。また、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。
The
ここで、保持器7、8は一体の冠型で構成され、ボール3a、3bを保持するポケットのすきまが従来の一般的なスナップオンタイプのすきま0.15〜0.30mmの2倍、すなわち、0.30〜0.60mmの範囲に設定されている。これにより、回転角速度のズレが生じても損傷することなく一層耐久性を向上させることができる。
Here, the
図5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である。なお、この実施形態は前述した第1の実施形態と基本的にはアウター側のボール列とインナー側のボール列のそれぞれのピッチ円直径が異なるだけで、その他同一部品同一部位あるいは同様の機能を有する部品や部位には同じ符合を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the wheel bearing device according to the present invention. Note that this embodiment is basically the same as the first embodiment described above except that the pitch circle diameters of the outer ball array and the inner ball array differ from each other, and the same parts or the same functions are the same. The same reference numerals are assigned to the components and parts that are provided, and detailed description thereof is omitted.
この車輪用軸受装置は、内方部材11と外方部材12、および両部材11、12間に転動自在に収容された4列のボール13a、13b、3a、3b列とを備えている。内方部材11は、ハブ輪14と、このハブ輪14に所定のシメシロを介して圧入された内輪5とからなる。
The wheel bearing device includes an inner member 11 and an
ハブ輪14は、アウター側の端部に車輪取付フランジ6を一体に有し、外周に一方(アウター側)の複列の内側転走面14a、14bと、これらの複列の内側転走面14a、14bから軸方向に延びる小径段部4cが形成されている。このハブ輪14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14a、14b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4c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。
The
外方部材12は、外周に車体取付フランジ2cを一体に有し、内周にハブ輪14の複列の内側転走面14a、14bに対向するアウター側の複列の外側転走面12a、12bと、内輪5の複列の内側転走面5a、5bに対向するインナー側の複列の外側転走面2a、2bが一体に形成されている。これら両転走面間に複列のボール13a、13b、3a、3b列が収容され、保持器15、8によって転動自在に保持されている。この外方部材12はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、4列の外側転走面12a、12b、2a、2b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、外方部材12と内方部材11との間に形成される環状空間の開口部にはシール16、10が装着され、軸受内部に封入されたグリースの外部への漏洩と、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。
The
本実施形態では、アウター側のボール13a、13b列のうち軸受中心CLに対して外側のボール13a列のピッチ円直径DPoaが内側のボール13b列のピッチ円直径DPobよりも大径(DPoa>DPob)に設定されると共に、インナー側のボール3a、3b列のうち外側のボール3a列のピッチ円直径DPiaが内側のボール3b列のピッチ円直径DPibよりも大径(DPia>DPib)に設定されている。また、ボール3aの径Daがボール3bの径Dbよりも大径(Da>Db)に設定されている。
In the present embodiment, the pitch circle diameter DPoa of the
ここで、アウター側のボール13a列のピッチ円直径DPoaがインナー側のボール3a列のピッチ円直径DPiaよりも大径(DPoa>DPia)に設定されると共に、アウター側のボール13b列のピッチ円直径DPobがインナー側のボール3b列のピッチ円直径DPibよりも大径(DPob>DPib)に設定されている。これにより、インナー側に比べアウター側部分の軸受剛性を増大させることができ、軸受の長寿命化を図ることができる。
Here, the pitch circle diameter DPoa 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、駆動輪用、従動輪用に拘わらず、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 device according to the present invention can be applied to a wheel bearing device having a first to third generation structure regardless of whether it is for driving wheels or driven wheels.
1、11 内方部材
2、12 外方部材
2a、2b、12a、12b 外側転走面
2c 車体取付フランジ
3a、3b、13a、13b ボール
4、14 ハブ輪
4a、4b、5a、5b 内側転走面
4c 小径段部
4d 加締部
5 内輪
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、8、15 保持器
9、16 アウター側のシール
10 インナー側のシール
51 外方部材
51a、51b 外側転走面
51c 車体取付フランジ
52 ハブ輪
52a 小径段部
52b 加締部
53 車輪取付フランジ
54 内輪
54a、54b 内側転走面
55 内方部材
56a、56b ボール
57、58 保持器
59、60 シール
CL 軸受中心
d1 ハブ輪(内輪)における内側のボール列の肩径
d2 ハブ輪(内輪)における外側のボール列の内接円径
D1 外方部材における外側のボール列の肩径
D2 外方部材における内側のボール列の外接円径
Da 外側のボール列のボール径
Db 内側のボール列のボール径
DPia、DPoa 外側のボール列のピッチ円直径
DPib、DPob 内側のボール列のピッチ円直径
ME 軸受の縦方向に対して直角な面
P ボール列間のボールピッチ
TK1、TK4 第1のピッチ円直径
TK2、TK3 第2のピッチ円直径
Za 外側のボール列のボール個数
Zb 内側のボール列のボール個数
αa 外側のボール列の接触角
αb 外側のボール列の接触角
θ1、θ2 ボールの位相角
1, 11 Inner member 2, 12 Outer member 2a, 2b, 12a, 12b Outer rolling surface 2c Car body mounting flange 3a, 3b, 13a, 13b Ball 4, 14 Hub wheel 4a, 4b, 5a, 5b Inner rolling Surface 4c Small-diameter stepped portion 4d Caulking portion 5 Inner ring 6 Wheel mounting flange 6a Hub bolt 6b Base portion 7, 8, 15 on the inner side of the wheel mounting flange Cage 9, 16 Outer side seal 10 Inner side seal 51 Outer member 51a 51b Outer rolling surface 51c Car body mounting flange 52 Hub wheel 52a Small-diameter stepped portion 52b Clamping portion 53 Wheel mounting flange 54 Inner ring 54a, 54b Inner rolling surface 55 Inner members 56a, 56b Balls 57, 58 Cage 59, 60 Seal CL Bearing center d1 Shoulder diameter of the inner ball row in the hub ring (inner ring) d2 Inscribed contact of the outer ball row in the hub ring (inner ring) Diameter D1 Shoulder diameter D2 of the outer ball row in the outer member Outer circle diameter Da of the inner ball row in the outer member Ball diameter Db of the outer ball row Ball diameter DPia of the inner ball row DPoa, DPoa of the outer ball row Pitch circle diameter DPib, DPob Pitch circle diameter ME of the inner ball row P Surface perpendicular to the longitudinal direction of the bearing P Ball pitch between ball rows TK1, TK4 First pitch circle diameter TK2, TK3 Second pitch circle diameter Za Number of balls in the outer ball row Zb Number of balls in the inner ball row αa Contact angle of the outer ball row αb Contact angle θ1, θ2 of the outer ball row Ball phase angle
Claims (10)
車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一端部に有し、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、外周に前記4列の外側転走面に対向する4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4列のボール列とを備え、背面合せタイプの4列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置において、
前記4列のボール列のうち軸受中心に対して外側のボール列のピッチ円直径が内側のボール列のピッチ円直径よりも大径に設定されると共に、前記外側のボール列のボール径が前記内側のボール列のボール径よりも大径に設定され、当該外側のボール列のボールピッチ間に前記内側のボール列のボールが配置され、前記外側ボール列と内側ボール列の列間ピッチがそれぞれのボールの半径の和よりも小さく設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 four rows of outer rolling surfaces are integrally formed on the inner periphery;
It has a wheel mounting flange for mounting a wheel at one end, 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 of the hub wheel, An inner member in which four rows of inner rolling surfaces opposed to the four rows of outer rolling surfaces are formed on the outer periphery;
The inner member and the outer member are provided with four rows of ball rows that are slidably accommodated via a cage between the rolling surfaces of the outer member, and are constituted by back-to-back type four-row angular ball bearings. In the wheel bearing device,
Of the four rows of balls, the pitch circle diameter of the outer ball row with respect to the bearing center is set larger than the pitch circle diameter of the inner ball row, and the ball diameter of the outer ball row is It is set larger than the ball diameter of the inner ball row, the balls of the inner ball row are arranged between the ball pitches of the outer ball row, and the pitch between the outer ball row and the inner ball row is respectively The wheel bearing device is set smaller than the sum of the radii of the balls.
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