JP2013035338A - 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5に示すようなものが知られている。この車輪用軸受装置は、ハブホイール(ハブ輪)50と、転がり軸受としての複列のアンギュラ玉軸受51と、等速ジョイント52とを備えている。
Various types of wheel bearing devices have been proposed in the past, and for example, those shown in FIG. 5 are known. The wheel bearing device includes a hub wheel (hub wheel) 50, a double row angular ball bearing 51 as a rolling bearing, and a
等速ジョイント52は、駆動軸53の一端に一体状に連結された内輪(継手内輪)54と、外輪(外側継手部材)55と、これら内・外輪54、55の間に配設された複数のボール56と、これら複数のボール56を保持する保持器57を備えている。
The
等速ジョイント52の外輪55の側壁部(肩部)58も端面には、サイドフェーススプライン59が形成されている。また、等速ジョイント52の外輪55の側壁部58の中心部にはハブホイール50と等速ジョイント52とを一体状に連結するための連結ボルト60が突出されている。
A
連結ボルト60は、等速ジョイント52の外輪55と別体をなす頭部61と軸部62とを有する一方、等速ジョイント52の外輪55の側壁部58の中心部には貫通孔63が貫設されている。そして、等速ジョイント52の外輪55の貫通孔63の内側開口部から連結ボルト60の軸部62が嵌挿され、頭部61の下面が側壁部58の内面に当接する位置まで軸部62の根本部の大径部62aが圧入されることによって、等速ジョイント52の外輪55の側壁部58から連結ボルト60の軸部62が突出されて固定される。連結ボルト60の軸部62の先端部には雄ねじ部64が形成され、この雄ねじ部64には締付ナット65が螺着されている。
The connecting
ハブホイール50は、円筒状をなすハブ軸66と、ハブ軸66の一端部寄り外周面に形成されたフランジ67とを一体に有している。そして、フランジ67には、ブレーキロータ(図示しない)を間に挟んで車輪(図示しない)を取り付けるための複数本のハブボルト68が所定ピッチでかつ圧入によって固定されている。また、ハブ軸66の外周面には、外輪69、内輪70、複数のボール71および保持器72を備えた複列のアンギュラ玉軸受51が組み付けられている。
The
ハブ軸66は、外周に外輪69の一方の軌道面69aに対応する軌道面66aと小径軸部73が形成され、外輪69の他方の軌道面69aに対応する軌道面70aが外周に形成された内輪70が嵌込まれている。
The
ハブ軸66の小径軸部73の外周面と内輪70の内周面には、相互に噛み合う外歯スプライン74と内歯スプライン75とがそれぞれ形成されている。また、内輪70の端面には、等速ジョイント52の外輪55の側壁部58端面のサイドフェーススプライン59に噛み合うサイドフェーススプライン76が形成されている。そして、ハブホイール50と、等速ジョイント52とはトルク伝達可能に一体状に連結される。
On the outer peripheral surface of the small-
すなわち、ハブ軸66の小径軸部73外周面の外歯スプライン74と、内輪70の内周面の内歯スプライン75と相互に噛み合わせてハブ軸66の小径軸部73に内輪70をトルク伝達可能に嵌合する。ここで、先ず、等速ジョイント52の外輪55の側壁部58の端面から突出された連結ボルト60の軸部62をハブホイール50のハブ軸66の内孔77の一端側(車幅方向中心側)から他端側(車幅方向外側)に向けて挿通する。
That is, the
その後、ハブ軸66の内輪70のサイドフェーススプライン76と等速ジョイント52の外輪55の側壁部58の端面のサイドフェーススプライン59を噛み合わせながら、連結ボルト60の軸部62先端部の雄ねじ部64をハブ軸66の内孔77の他端側に突出させた状態で、雄ねじ部64に締付ナット65が締め付けられる。
Thereafter, the
したがって、車両の走行時等の駆動軸53のトルクは、等速ジョイント52の内輪54、複数のボール56および外輪55に順次伝達され、駆動軸53と同方向に外輪55が回転される。等速ジョイント52に伝達されたトルクは、同等速ジョイント52の外輪55のサイドフェーススプライン59と、ハブホイール50側の内輪70のサイドフェーススプライン76との噛み合いによって内輪70に伝達される。そして、内輪70の内歯スプライン75とハブ軸66の外歯スプライン74との噛み合いによってハブホイール50に伝達され、車輪が回転駆動される。
Therefore, the torque of the
ハブホイール50側の内輪70の端面にサイドフェーススプライン76と、内歯スプライン75を形成することによって、従来のハブホイールのハブ軸端部のかしめ部を廃止して、ハブホイール50のハブ軸66と、等速ジョイント52の外輪55とを良好にトルク伝達することができる。また、従来と異なりハブ軸端部のかしめ部を廃止した分だけ車輪支持装置の軸長を短縮化することができ、これによって軽量化を図ることができる。さらに、ハブホイール10側の転がり軸受としてのアンギュラ玉軸受20を構成する単品状態の内輪70の端面にサイドフェーススプライン76を、内周面に内歯スプライン75を鍛造等によって容易に形成することができる。さらに、各スプライン75、76を形成した後、内輪70の単品の状態で品質保証検査を容易に行うことができ、コスト低減においても有効である(例えば、特許文献1参照。)。
By forming the
然しながら、こうした従来の車輪用軸受装置50では、複列のアンギュラ玉軸受51を構成するハブ軸66の小径軸部73と内輪70に複数のスプライン、すなわち、小径軸部73の外周面に外歯スプライン74と、内輪70の端面にサイドフェーススプライン76、および内輪70の内径面にそれぞれ内歯スプライン75を形成する必要があるため、鍛造工数の増加や内輪70の芯ズレ等の精度面での課題があった。
However, in such a conventional wheel bearing
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軽量・コンパクト化を図ると共に、加工工数を削減し、組立作業を簡略化して低コス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 provides a wheel bearing device that is light and compact, reduces the number of processing steps, simplifies assembly work, and reduces costs. It is an object.
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、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に対向する一方の内側転走面と、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に対向する他方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両側開口部に装着されたシールとを備え、前記内輪の大端面にフェイススプラインが形成された車輪用軸受装置において、前記複列の転動体のうちインナー側の転動体のピッチ円直径がアウター側の転動体のピッチ円直径よりも大径に設定され、前記ハブ輪の小径段部に高周波焼入れによって硬化されたセレーションが形成されると共に、前記内輪の内周面が未焼入れで、前記セレーションに切削加工しながら密着嵌合させて前記ハブ輪と内輪が一体にプレスカット接合されている。
In order to achieve such an object, the invention described in
このように、内輪がハブ輪の小径段部に圧入され、この内輪の大端面にフェイススプラインが形成された車輪用軸受装置において、複列の転動体のうちインナー側の転動体のピッチ円直径がアウター側の転動体のピッチ円直径よりも大径に設定され、ハブ輪の小径段部に高周波焼入れによって硬化されたセレーションが形成されると共に、内輪の内周面が未焼入れで、セレーションに切削加工しながら密着嵌合させてハブ輪と内輪が一体にプレスカット接合されているので、加工工数を削減し、組立作業を簡略化して低コスト化を図った車輪用軸受装置を提供することができると共に、インナー側の転動体のピッチ円直径がアウター側の転動体のピッチ円直径よりも大径に設定されているので、内輪の肉厚を厚くすることができ、プレスカット接合時に内輪の変形を抑え、内側転走面の真円度が崩れるのを防止することができる。 In this way, in the wheel bearing device in which the inner ring is press-fitted into the small-diameter step portion of the hub ring and the face spline is formed on the large end surface of the inner ring, the pitch circle diameter of the inner-side rolling element among the double-row rolling elements Is set to be larger than the pitch circle diameter of the outer rolling element, serrations hardened by induction hardening are formed on the small diameter step portion of the hub wheel, and the inner peripheral surface of the inner ring is unquenched, resulting in serration. To provide a wheel bearing device that reduces the number of processing steps, simplifies assembly work, and lowers costs because the hub ring and inner ring are press-cut joined together by cutting and fitting closely together. In addition, since the pitch circle diameter of the inner-side rolling element is set larger than the pitch circle diameter of the outer-side rolling element, the inner ring can be made thicker and the press cutter can be made thicker. Suppressing the inner ring of the deformation at the time of bonding, it is possible to prevent the roundness of the inner raceway surface that collapse.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記内輪が炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼からなり、前記内側転走面をはじめ前記インナー側のシールが圧入される外径面から小端面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が形成されると共に、前記フェイススプラインと内径面が鍛造後の素材硬さのままとされていれば、所望の駆動力を伝達することができ、長期間に亘ってハブ輪と内輪の結合部の緩み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、前記フェイススプラインが塑性加工によって形成されていれば、低コスト化を図ることができる。 Further, as in the third aspect of the invention, if the face spline is formed by plastic working, the cost can be reduced.
また、請求項4に記載の発明のように、前記小径段部のセレーションが転造加工によって形成されていれば、低コスト化を図ることができる。
Further, as in the invention described in
また、請求項5に記載の発明のように、前記内輪の内径が前記小径段部のセレーションの外径よりも小径に、かつ、当該セレーションの歯底径よりも大径に設定されると共に、前記小径段部のセレーションの先端がエッジに形成されていれば、内輪の内径面にセレーションを容易に切削加工しながら密着嵌合させることができると共に、プレスカット接合時に発生したカットカスが小径段部と内輪間に溜まることなくインナー側に排出させることができる。
Further, as in the invention according to
また、請求項6に記載の発明のように、前記ハブ輪が炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、前記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り高周波焼入れによって表面硬さを50〜64HRCの範囲に硬化処理されていれば、容易にプレスカット接合でき、長期間に亘ってハブ輪と内輪の結合部の緩みを確実に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、前記フェイススプラインの歯底部が所定の曲率半径からなる円弧面に形成されると共に、圧力角が20〜30°の範囲に設定されていれば、駆動トルク負荷時に発生する歯底部の応力を緩和できると共に、トルク伝達効率や塑性加工性を両立することができる。
Further, as in the invention according to
本発明に係る車輪用軸受装置は、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に対向する一方の内側転走面と、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に対向する他方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両側開口部に装着されたシールとを備え、前記内輪の大端面にフェイススプラインが形成された車輪用軸受装置において、前記複列の転動体のうちインナー側の転動体のピッチ円直径がアウター側の転動体のピッチ円直径よりも大径に設定され、前記ハブ輪の小径段部に高周波焼入れによって硬化されたセレーションが形成されると共に、前記内輪の内周面が未焼入れで、前記セレーションに切削加工しながら密着嵌合させて前記ハブ輪と内輪が一体にプレスカット接合されているので、加工工数を削減し、組立作業を簡略化して低コスト化を図った車輪用軸受装置を提供することができると共に、インナー側の転動体のピッチ円直径がアウター側の転動体のピッチ円直径よりも大径に設定されているので、内輪の肉厚を厚くすることができ、プレスカット接合時に内輪の変形を抑え、内側転走面の真円度が崩れるのを防止することができる。 The wheel bearing device according to the present invention has an outer member integrally formed with a vehicle body mounting flange for mounting to the vehicle body on the outer periphery, and an outer member formed integrally with a double row outer rolling surface on the inner periphery, and one end portion. A wheel mounting flange for mounting the wheel integrally on one side, one inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery, and a small cylindrical diameter extending in the axial direction from the inner rolling surface An inner member comprising a hub ring formed with a stepped portion and an inner ring press-fitted into a small-diameter stepped portion of the hub ring and formed with the other inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery. A double row rolling element that is slidably accommodated between both rolling surfaces of the inner member and the outer member, and an annular space formed between the outer member and the inner member. And a face spline formed on the large end face of the inner ring. In the wheel bearing device, a pitch circle diameter of the inner side rolling elements of the double row rolling elements is set to be larger than a pitch circle diameter of the outer side rolling elements, and a high frequency is provided in the small diameter step portion of the hub wheel. Since the serration cured by quenching is formed, the inner peripheral surface of the inner ring is unquenched, and the hub ring and the inner ring are integrally press-cut joined by cutting and fitting into the serration while cutting. It is possible to provide a wheel bearing device that reduces the number of processing steps, simplifies the assembly work, and reduces the cost, and the pitch circle diameter of the inner rolling element is equal to the pitch circle diameter of the outer rolling element. The diameter of the inner ring can be increased, the inner ring can be made thicker, the inner ring can be prevented from being deformed during press-cut joining, and the roundness of the inner raceway can be prevented from collapsing. That.
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に対向する一方の内側転走面と、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に対向する他方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両側開口部に装着されたシールとを備え、前記内輪の大端面にフェイススプラインが形成された車輪用軸受装置において、前記複列の転動体のうちインナー側の転動体のピッチ円直径がアウター側の転動体のピッチ円直径よりも大径に設定され、前記ハブ輪の小径段部に高周波焼入れによって硬化されたセレーションが転造加工によって形成されると共に、前記内輪が炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼からなり、前記内側転走面をはじめ前記インナー側のシールが圧入される外径面から小端面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が形成され、前記フェイススプラインと内径面が鍛造後の素材硬さのままとされ、前記セレーションに切削加工しながら密着嵌合させて前記ハブ輪と内輪が一体にプレスカット接合されている。 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 formed integrally with one inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery, and a cylindrical small diameter step portion extending in an 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 the other inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery, and the inner member and the outer member A double row rolling element accommodated between both rolling surfaces of the member, and a seal attached to both side openings of an annular space formed between the outer member and the inner member; A wheel bearing device in which a face spline is formed on a large end surface of the inner ring. Among the rolling elements, the pitch circle diameter of the inner-side rolling element is set to be larger than the pitch circle diameter of the outer-side rolling element, and serrations hardened by induction hardening are rolled into the small-diameter step portion of the hub ring. The inner ring is made of medium-high carbon steel containing 0.40 to 0.80 wt% of carbon, and is formed by processing, from the outer diameter surface into which the inner side seal including the inner rolling surface is press-fitted to a small end surface. Then, a predetermined hardened layer is formed in the range of 58 to 64 HRC by induction hardening, and the face spline and the inner diameter surface remain as the material hardness after forging, and adhere to the serration while cutting. The hub ring and the inner ring are integrally press-cut joined.
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一実施形態を示す縦断面図、図2は、図1のハブ輪と内輪の硬化層パターンを示す説明図、図3は、図2の要部拡大図、図4は、図3のフェイススプライン部を示すIV−IV線に沿った部分断面図である。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 an embodiment of a wheel bearing device according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory view showing a hardened layer pattern of a hub wheel and an inner ring of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a partial cross-sectional view taken along line IV-IV showing the face spline portion 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駆動輪側の第3世代構造をなし、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複列の転動体(ボール)3、3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 has a third generation structure on the drive wheel side, and is a double row rolling element (ball) accommodated between the
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、この車輪取付フランジ6の円周等配位置にハブボルトを固定するためのボルト孔6aが形成されている。また、ハブ輪4の外周には一方(アウター側)の円弧状の内側転走面4aと、この内側転走面4aから軸方向に延びる円筒状の小径段部4bが形成されている。内輪5は、外周に他方(インナー側)の円弧状の内側転走面5aが形成され、ハブ輪4の小径段部4bに所定のシメシロを介して圧入されている。
The
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、図2に示すように、アウター側の内側転走面4aをはじめ、後述するシール9のシールランド部となる車輪取付フランジ6のインナー側の基部6bから小径段部4bに亙り高周波焼入れによって表面硬さを50〜64HRCの範囲に硬化処理(図中クロスハッチングにて示す)されている。
The
また、転動体3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60〜64HRCの範囲で硬化処理されている。なお、ここでは、転動体3にボールを使用した複列の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、転動体3に円錐ころを使用した複列の円錐ころ軸受で構成されたものであっても良い。
Moreover, the rolling
外方部材2は、外周にナックル(図示せず)に取り付けるための車体取付フランジ2cを一体に有し、内周に前記内方部材1の内側転走面4a、5aに対向する円弧状の複列の外側転走面2a、2bが一体に形成されている。そして、それぞれの転走面2a、4aと2b、5a間に複列の転動体3、3が収容され、保持器7、8によりこれら複列の転動体3、3が転動自在に保持されている。また、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。
The
外方部材2は、前記ハブ輪4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、少なくとも複列の外側転走面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。
The
本実施形態では、複列の転動体3、3のうちインナー側の転動体3のピッチ円直径PCDiがアウター側の転動体3のピッチ円直径PCDoよりも大径に設定されている。そして、複列の転動体3、3のサイズは同じであるが、このピッチ円直径PCDo、PCDiの違いにより、インナー側の転動体3の個数がインナー側の転動体3の個数よりも多く設定されている。
In this embodiment, the pitch circle diameter PCDi of the inner
このように、インナー側の転動体3のピッチ円直径PCDiをアウター側の転動体3のピッチ円直径PCDoよりも大径に設定し、その分、インナー側の転動体3の個数がアウター側の転動体3の個数よりも多く設定しているため、アウター側に比べインナ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。
Thus, the pitch circle diameter PCDi of the inner
アウター側のシール9は、外方部材2のアウター側端部の内周に所定のシメシロを介して圧入された芯金11と、この芯金11に加硫接着によって一体に接合されたシール部材12とからなる一体型のシールで構成されている。芯金11は、オーステナイト系ステンレス鋼板(JIS規格のSUS304系等)や冷間圧延鋼板(JIS規格のSPCC系等)からプレス加工にて断面略L字状に形成されている。
The outer-
一方、シール部材12はNBR(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して形成され、断面が円弧状に形成された基部6aに所定の軸方向シメシロをもって摺接するサイドリップ12aとダストリップ12bおよび軸受内方側に傾斜して形成され、基部6aに所定の径方向シメシロを介して摺接するグリースリップ12cとを有している。
On the other hand, the
なお、シール部材12の材質としては、NBR以外にも、例えば、耐熱性に優れたHNBR(水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、EPDM(エチレンプロピレンゴム)等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたACM(ポリアクリルゴム)、FKM(フッ素ゴム)、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。
In addition to NBR, the material of the
一方、インナー側のシール10は、図3に拡大して示すように、互いに対向配置されたスリンガ14と環状のシール板15とからなる、所謂パックシールで構成されている。スリンガ14は、強磁性体の鋼板、例えば、フェライト系のステンレス鋼板(JIS規格のSUS430系等)、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面が略L字状に形成され、内輪5の外周面5bに圧入される円筒部14aと、この円筒部14aから径方向外方に延びる立板部14bとからなる。
On the other hand, the
また、立板部14bのインナー側の側面には、ゴム等のエラストマにフェライト等の磁性体粉が混入された磁気エンコーダ16が一体に加硫接着されている。この磁気エンコーダ16は、周方向に交互に磁極N、Sが着磁され、車輪の回転速度検出用のロータリエンコーダを構成している。
A
一方、シール板15は、外方部材2の端部に内嵌される芯金17と、この芯金17に加硫接着により一体に接合されたシール部材18とからなる。芯金17は、オーステナイト系ステンレス鋼板、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面が略L字状に形成され、外方部材2に金属嵌合される円筒部17aと、この円筒部17aから径方向内方に延びる内径部17bとを備えている。
On the other hand, the
シール部材18はNBR等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延びるサイドリップ18aと、この内径側で、二股状に形成されたグリースリップ18bとダストリップ18cを有している。サイドリップ18aはスリンガ14の立板部14bのアウター側の側面に所定の軸方向のシメシロを介して摺接すると共に、グリースリップ18bとダストリップ18cは円筒部14aに所定の径方向のシメシロを介して摺接している。なお、シール部材18の材質としては、例示したNBR以外にも、例えば、耐熱性に優れたHNBR、EPDM等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたACM、FKM、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。
The
ここで、内輪5の大端面にフェイススプライン13が塑性加工によって形成されている。このフェイススプライン13は、図示しない等速自在継手側に形成されたフェイススプラインに噛合し、エンジンからの回転トルクを伝達する。内輪5はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼からなり、図3に示すように、内側転走面5aをはじめインナー側のシール10のスリンガ14が圧入される外径面5bから小端面5c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19(図中クロスハッチングにて示す)が形成されている。なお、フェイススプライン13と内径面5dは鍛造後の素材硬さのままとされている。
Here, a
フェイススプライン13は、図4に拡大して示すように、歯底部が所定の曲率半径Rからなる円弧面に形成されると共に、圧力角αが20〜30°の範囲に設定されている。ここで、圧力角αを大きくすれば、トルク負荷時の離反力が大きくなる一方、トルク伝達効率が低下する。また、圧力角αを小さくすれば、歯底部が細くなって歯自体の強度が低下し、加工も難しくなる。本実施形態では、圧力角αを20〜30°の範囲に設定し、歯底部を円弧面に形成することにより、駆動トルク負荷時に発生する歯底部の応力を緩和できると共に、トルク伝達効率や塑性加工性を両立することができる。
As shown in an enlarged view in FIG. 4, the
また、ハブ輪4の小径段部4bの外周にセレーション(またはスプライン)20が転造加工によって形成されている。そして、ハブ輪4の小径段部4bに内輪5が所定のシメシロを介して圧入され、未焼入れである内輪5の内径面5dにセレーション20を密着嵌合されてハブ輪4と内輪5が一体に結合、所謂プレスカット接合されている。
A serration (or spline) 20 is formed on the outer periphery of the small-
ここでは、内輪5の内径面5dの内径d0が、小径段部1bのセレーション20の外径d1よりも小径に、かつ、セレーション20の歯底径d2よりも大径に設定されている(d1>d0>d2)。そして、ハブ輪4の小径段部1bのセレーション20の先端をエッジに形成することにより、内輪5の内径面5dにセレーション20を容易に切削加工しながら密着嵌合させることができると共に、プレスカット接合時に発生したカットカスが小径段部4bと内輪5間に溜まることなくインナー側に排出させることができる。こうしたプレスカット接合を採用することにより、所望の駆動力を伝達することができ、長期間に亘ってハブ輪4と内輪5の結合部の緩みを防止することができる。
Here, the inner diameter d0 of the
このように、本実施形態では、内輪5の端面に直接フェイススプライン13が形成され、さらに、この内輪5とハブ輪4間で駆動力が伝達できるようにプレスカット接合されているので、軽量・コンパクト化を図ると共に、加工工数を削減し、組立作業を簡略化して低コスト化を図った車輪用軸受装置を提供することができる。また、インナー側の転動体3のピッチ円直径PCDiがアウター側の転動体3のピッチ円直径PCDoよりも大径に設定されているので、内輪5の肉厚を厚くすることができ、プレスカット接合時に内輪5の変形を抑え、内側転走面5aの真円度が崩れるのを防止することができる。
As described above, in this embodiment, 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、ハブ輪に圧入固定された内輪の端面にフェイススプラインが直接形成された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 in which a face spline is directly formed on an end face of an inner ring press-fitted and fixed to a hub ring.
1 内方部材
2 外方部材
2a、2b 外側転走面
2c 車体取付フランジ
3 転動体
4 ハブ輪
4a、5a 内側転走面
4b 小径段部
5 内輪
5b 内輪の外径面
5c 内輪の小端面
5d 内輪の内径面
6 車輪取付フランジ
6a ボルト孔
6b 車輪取付フランジのインナー側の基部
7、8 保持器
9 アウター側のシール
10 インナー側のシール
11、17 芯金
12、18 シール部材
13 フェイススプライン
14 スリンガ
14a 円筒部
14b 立板部
15 シール板
16 磁気エンコーダ
19 内輪の硬化層
20 セレーション
50 ハブホイール
51 複列のアンギュラ玉軸受
52 等速ジョイント
53 駆動軸
54、70 内輪
55、69 外輪
56、71 ボール
57、72 保持器
58 側壁部
59、76 サイドフェーススプライン
60 連結ボルト
61 頭部
62 軸部
62a 大径部
63 貫通孔
64 雄ねじ部
65 締付ナット
66 ハブ軸
66a、69a、70a 軌道面
67 フランジ
68 ハブボルト
73 小径軸部
74 外歯スプライン
75 内歯スプライン
77 内孔
PCDi インナー側の転動体のピッチ円直径
PCDo アウター側の転動体のピッチ円直径
α フェイススプラインの圧力角
R フェイススプラインの歯底部の曲率半径
DESCRIPTION OF
Claims (7)
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に対向する一方の内側転走面と、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に対向する他方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両側開口部に装着されたシールとを備え、
前記内輪の大端面にフェイススプラインが形成された車輪用軸受装置において、
前記複列の転動体のうちインナー側の転動体のピッチ円直径がアウター側の転動体のピッチ円直径よりも大径に設定され、前記ハブ輪の小径段部に高周波焼入れによって硬化されたセレーションが形成されると共に、前記内輪の内周面が未焼入れで、前記セレーションに切削加工しながら密着嵌合させて前記ハブ輪と内輪が一体にプレスカット接合されていることを特徴とする車輪用軸受装置。 An outer member integrally having a vehicle body mounting flange for being attached to the vehicle body on the outer periphery, and an outer rolling surface of a double row integrally formed on the inner periphery;
A wheel mounting flange for mounting the wheel at one end is integrally formed, one outer side rolling surface facing the outer side rolling surface of the double row on the outer periphery, and a cylindrical shape extending in the axial direction from the inner side rolling surface The inner ring is formed of a hub ring formed with a small-diameter step portion, and an inner ring that is press-fitted into the small-diameter step portion of the hub ring and has the other inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery. Direction member,
A double row rolling element housed so as to be freely rollable between both rolling surfaces of the inner member and the outer member;
A seal mounted on both side openings of an annular space formed between the outer member and the inner member;
In the wheel bearing device in which a face spline is formed on the large end surface of the inner ring,
A serration in which the pitch circle diameter of the inner side rolling elements of the double row rolling elements is set to be larger than the pitch circle diameter of the outer side rolling elements, and is hardened by induction hardening on the small diameter step portion of the hub wheel. And the hub ring and the inner ring are integrally press-cut joined to each other while the inner peripheral surface of the inner ring is unquenched and fitted into the serration while being cut. Bearing device.
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