JP2016044784A - Bearing device for supporting wheel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外輪の外周にフランジを備えてなる車輪支持用軸受装置に関する。 The present invention relates to a wheel support bearing device comprising a flange on the outer periphery of an outer ring.
自動車の車輪を支持する車輪支持用軸受装置として、例えば、図4に示すような、外輪100の外周に車体構成部材(例えば懸架装置のナックル等)200と締結するためのフランジ101を備えてなる内輪回転タイプの軸受装置(内輪回転ハブ軸受)が知られている。
また、前記外輪100は、前記フランジ101を境にして車輪側に設けられる車輪側円筒部102と、車体側に設けられる車体側円筒部103を有しており、車輪側円筒部102の内径には、外側列軌道溝105が環状に設けられ、車体側円筒部103の内径には内側列軌道溝106が環状に設けられている。前記外側列軌道溝105と内側列軌道溝106は、それぞれ内輪400の外径に設けた外側列軌道溝401と内側列軌道溝(別体内輪の外径に設けた内側列軌道溝)402とともに転動体500が転動案内される複列の軌道を構成している。なお、図示の例では転動体500は玉であるが、重量の嵩む車両の場合、転動体500として円すいころが使用されることもある。
As a wheel support bearing device for supporting a wheel of an automobile, for example, as shown in FIG. 4, a
The
このような車輪支持用軸受装置(内輪回転ハブ軸受)を車体側部材(例えば懸架装置のナックルなど)200に固定する場合、ナックル200の車体側(インボード側)から、例えば、3〜4本の固定用ボルト300を、上記した各フランジ101の各ボルト孔104に1本ずつ挿入して締結している。
When such a wheel support bearing device (inner ring rotating hub bearing) is fixed to a vehicle body side member (for example, a knuckle of a suspension device) 200, for example, 3 to 4 from the vehicle body side (inboard side) of the
このとき、固定ボルト300の締結時の締結力が車輪側円筒部102及び車体側円筒部103に作用し、ナックル200への取り付け後の外輪100の変形を招いていた。
At this time, the fastening force at the time of fastening of the
すなわち、車輪側円筒部102に作用した締結力は、当該車輪側円筒部102を一部フランジ101に引き寄せる方向(別の捉え方をすると、当該車輪側円筒部102を引き伸ばす方向)に作用するため、外側列軌道溝105は上下方向が長径の楕円形状の真円度崩れを発生し、そして、車体側円筒部103に作用した締結力は、当該車体側円筒部103を一部フランジ101から押し離す方向(別の捉え方をすると、当該車体側円筒部103を押し潰す方向)に作用するため、内側列軌道溝106は水平方向が長径の楕円形状の真円度崩れを発生していた。
なお、このような不都合は、特にフランジ101から遠い外側列軌道溝105の真円度の悪化を招き易かった。
また、このような変形は、フランジ101のボルト孔104位置の不等配の度合いの大きい軸受で大きくなる。
That is, the fastening force acting on the wheel-side
Such an inconvenience tends to cause deterioration of the roundness of the outer
Further, such deformation is increased by a bearing having a large degree of uneven distribution of the
そこで、特許文献1に開示の車輪支持用軸受装置は、このような不都合に対して、外側列軌道溝105と内側列軌道溝106との間の列間内径寸法を、玉の溝肩への乗り上げ防止に必要な溝肩高さを確保する為の列間内径寸法より小さく設定し(すなわち、列間空間の幅全体に肉盛りをして厚肉としている)、外輪の筒形状部分の剛性を向上することで、ナックルの取付変形を防止している。
In view of this, the wheel support bearing device disclosed in
しかし、特許文献1に示すこのような方法では、上述のとおり、列間空間の幅全体に肉を盛るため(厚肉に形成するため)、質量の増加が大きくなる割には、外輪の筒形状部分の剛性があまり高まらなかった。
However, in such a method shown in
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、その課題とするところは、軌道溝の真円度崩れを阻止するとともに、剛性を高くしてナックルの取付変形を防止する車輪支持用軸受装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the problem is that the circularity of the raceway groove is prevented and the rigidity of the raceway is increased to prevent the knuckle from being deformed. It is to provide a bearing device for supporting a wheel to prevent.
この目的を達成するために、第1の本発明は、回転可能な内輪と、前記内輪の外側で車体側と固定されて配される外輪と、前記内輪の外径側に形成される外側列軌道溝と内側列軌道溝からなる複列の内輪軌道溝と、前記外輪の内径側に形成される外側列軌道溝と内側列軌道溝からなる複列の外輪軌道溝と、前記内輪軌道溝と外輪軌道溝との間に組み込まれる複数個の転動体を少なくとも含み、前記外輪の外周面に、車体側部材と締結されるフランジを備えてなる軸受装置であって、
前記外輪軌道溝の前記内側列軌道溝は、径方向で前記フランジの内径側に備えられ、
前記外輪の外側列軌道溝と内側列軌道溝との間には、前記内側列軌道溝における前記外側列軌道溝寄りの溝肩付近に、径方向内径側に突出する環状小径部が設けられていることを特徴とする車輪支持用軸受装置としたことである。
In order to achieve this object, the first aspect of the present invention includes a rotatable inner ring, an outer ring fixedly disposed on the vehicle body side outside the inner ring, and an outer row formed on the outer diameter side of the inner ring. A double row inner ring raceway groove comprising a raceway groove and an inner row raceway groove; an outer row raceway groove formed on the inner diameter side of the outer ring; a double row outer ring raceway groove comprising an inner row raceway groove; and the inner ring raceway groove; A bearing device including at least a plurality of rolling elements incorporated between outer ring raceway grooves and a flange fastened to a vehicle body side member on an outer peripheral surface of the outer ring,
The inner row raceway grooves of the outer ring raceway grooves are provided on the inner diameter side of the flange in the radial direction,
Between the outer row raceway groove and the inner row raceway groove of the outer ring, an annular small-diameter portion projecting radially inward is provided near the groove shoulder near the outer row raceway groove in the inner row raceway groove. This is a wheel support bearing device characterized by
本発明によれば、外輪の内側列軌道溝を、径方向でフランジの内径側にて重なる位置に備えられているため、ナックル取付時にフランジのボルト孔位置付近が変形しても内側列軌道溝に真円度崩れは発生しにくい。
また、本発明を構成する外輪の外側列軌道溝と内側列軌道溝との間には、前記内側列軌道溝における前記外側列軌道溝寄りの溝肩付近に、径方向内径側に突出する環状小径部が設けられ、前記環状小径部を、走行時に想定される最大のモーメント荷重が負荷され、外内輪に相対傾きが発生しても内輪と接触することのない隙間を空けた位置まで設けることにより、従来技術(特許文献1)に比べてはるかに径方向に厚肉となる。さらに、環状小径部に肉を盛って厚肉としているため、質量増が少ない割に剛性が高くなり、フランジのナックル取付変形を軽減するとともに、外側列軌道面への変形の伝播を防止する。従って、外輪軌道溝の真円度が向上する。
According to the present invention, the inner row raceway groove of the outer ring is provided at a position overlapping the inner diameter side of the flange in the radial direction. The roundness collapse is unlikely to occur.
Further, between the outer row raceway groove and the inner row raceway groove of the outer ring constituting the present invention, an annular shape projecting toward the radially inner diameter side near the shoulder of the inner row raceway groove near the outer row raceway groove. A small-diameter portion is provided, and the annular small-diameter portion is provided up to a position where a maximum moment load assumed at the time of traveling is applied and there is a gap that does not contact the inner ring even if a relative inclination occurs in the outer inner ring. As a result, it is much thicker in the radial direction compared to the prior art (Patent Document 1). Furthermore, since the annular small-diameter portion is thickened and thickened, the rigidity is increased while the mass increase is small, and the knuckle mounting deformation of the flange is reduced and the propagation of the deformation to the outer row raceway surface is prevented. Accordingly, the roundness of the outer ring raceway groove is improved.
第2の本発明は、第1の発明において、前記環状小径部は、外輪鍛造工程の目抜き径を小径とすることで成形されることを特徴とする車輪支持用軸受装置としたことである。 A second aspect of the present invention is the wheel support bearing device according to the first aspect, wherein the annular small-diameter portion is formed by setting a small opening diameter in the outer ring forging step. .
第2の本発明によれば、外輪の鍛造工程における目抜き工程(外輪成形前の中間素材の内径に存在する隔壁部分を、プレス加工等によって打ち抜き除去する工程)において目抜き径(打ち抜き径)を小さくするものであるため、従来技術(特許文献1)と比して鍛造材料の重量も変わらないためコスト増もない。また、軌道溝には通常の外輪(ハブ軸受外輪)と同様に素材の清浄度の高い金属材料部分が露出するので寿命が低下するようなこともない。 According to the second aspect of the present invention, the cutting diameter (punching diameter) in the cutting process in the forging process of the outer ring (the process of punching and removing the partition wall portion existing on the inner diameter of the intermediate material before forming the outer ring). Therefore, the weight of the forging material does not change as compared with the prior art (Patent Document 1), and the cost does not increase. In addition, since the metal material portion having a high cleanliness of the material is exposed in the raceway groove in the same manner as a normal outer ring (hub bearing outer ring), the service life is not reduced.
本発明によれば、軌道溝の真円度崩れを阻止するとともに、ナックルの取り付け変形を防止する車輪支持用軸受装置を提供し得る。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while preventing the roundness collapse of a raceway groove | channel, the wheel support bearing apparatus which prevents the attachment deformation | transformation of a knuckle can be provided.
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。
なお、本実施形態は、本発明の一実施形態であって、何等これに限定解釈されるものではなく本発明の範囲内で設計変更可能である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
The present embodiment is an embodiment of the present invention, and is not construed as being limited thereto. The design can be changed within the scope of the present invention.
本実施形態では、図1に示す内輪回転タイプの車輪支持用軸受装置(内輪回転ハブ軸受)を想定している。なお、本実施形態では従動輪用ハブ軸受を想定しているが、本願の技術は駆動輪用ハブ軸受にも適用可能である。 In the present embodiment, an inner ring rotation type wheel support bearing device (inner ring rotation hub bearing) shown in FIG. 1 is assumed. In the present embodiment, a driven wheel hub bearing is assumed, but the technology of the present application is also applicable to a drive wheel hub bearing.
例えば、外輪(静止側軌道輪)1が、車体側部材(例えば、本実施形態では懸架装置のナックル50)にボルト51を介して固定され、外輪1の内径側に、車輪側と連結されて回転自在に支持されるハブ輪(回転側軌道輪)27を備えている。
そして、外輪1の内径に備えた複列の軌道溝9,21と、ハブ輪27の外径に備えた複列の軌道溝33,37によって形成される環状の軌道を複列で備え、その複列の軌道に、保持器41によって転動可能に保持された転動体43を組み込んで構成されている。
また本実施形態では、外輪1とハブ輪27との間の軸方向外側の開口領域を密封する密封装置(外側シール)45を装着するとともに、軸方向内側の開口領域を密封する金属製キャップ47を装着することにより、軸受内部を密閉している(図1参照。)。外側シール45や金属製キャップ47は図示形態に特に限定解釈されるものではなく本発明の範囲内で設計変更可能である。
For example, an outer ring (stationary raceway ring) 1 is fixed to a vehicle body side member (for example, a
And, the double-
In the present embodiment, a sealing device (outer seal) 45 that seals the axially outer opening region between the
外輪1は、後述するハブ輪27の外径よりも大径の内径を有して形成された略円筒形状で、外径に前記ナックル50とボルト51を介して固定されるフランジ(ナックルフランジ)3を径方向(ラジアル方向)Hで外方に向けて突設し、前記フランジ(ナックルフランジ)3を境にして軸方向外側に設けられる車輪側円筒部5と、軸方向内側に設けられる車体側円筒部23を有している(図2参照。)。
The
車輪側円筒部5は、最も大径の内径とした軸方向外側の端部7と、端部7から軸方向内側に向けて連続し、かつ前記端部7よりも小径の内径を有して環状に凹設された外側列軌道溝9と、外側列軌道溝9から軸方向内側に向けて連続し、かつ前記外側列軌道溝9よりも小径の内径を有した環状小径部15を備えて構成されている(図2参照。)。
前記端部7内は、前記密封装置(シール部材)45の配設領域として構成されている(図1参照。)。
The wheel-side
The inside of the
環状小径部15は、前記外側列軌道溝9と後述する内側列軌道溝21との間(列間)に備えられ、前記外側列軌道溝9の溝肩11から軸方向内側に向けて徐々に小径状になるなだらかな傾斜面部13をもって形成され、かつ内側列軌道溝21における外側列軌道溝9寄りの溝肩22付近に連続して突設されている。
すなわち、環状小径部15の両側は鍛造面であり、抜き勾配を持つことから、環状小径部15から離れるに従って大径となる傾斜面部13となっている(図2参照。)。
なお、上述のとおりの構成を採用しているため、内側列軌道溝21の溝肩22から連続する傾斜面部13は、前記外側列軌道溝9の溝肩11から連続する傾斜面部13と比して極端に短く形成されている。
環状小径部15の先端には所定の軸方向平坦面17を有している(図2参照。)。
The annular small-
That is, both sides of the annular small-
Since the configuration as described above is adopted, the
A predetermined axially
本実施形態では、前記内側列軌道溝21における前記外側列軌道溝21寄りの溝肩22付近に、径方向Hで内径側に突出する環状小径部15が設けられ、前記環状小径部15を、走行時に想定される最大のモーメント荷重が負荷され、外内輪に相対傾きが発生してもハブ輪27と接触することのない隙間を空けた位置まで設けている(図1及び図2参照。)。
これにより、列間(複列の軌道溝間)は、従来技術(特許文献1)に比べてはるかに径方向に厚肉となる。さらに、環状小径部15のみに肉を盛って厚肉としているため、質量増が少ない割に剛性が高くなり、フランジ(ナックルフランジ)3のナックル取付変形を軽減するとともに、外側列軌道溝9への変形の伝播を防止する。従って、外輪軌道溝の真円度が向上する。
In the present embodiment, an annular small-
Thereby, the space between rows (between double-row raceway grooves) is much thicker in the radial direction than in the prior art (Patent Document 1). Further, since the thickness is thickened only on the annular
フランジ(ナックルフランジ)3は、外輪1の外径にて複数箇所(例えば3乃至4箇所)径方向で外方に向けて突出させて構成されており、軸方向で貫通させたボルト孔19を備えている。なお、フランジ(ナックルフランジ)3は周知一般の形態が採用可能で図示形態に限定解釈されるものではない。
そして、フランジ(ナックルフランジ)3が突設されている外輪1の内径側には、前記環状小径部15よりも大径で、かつ前記フランジ(ナックルフランジ)3と径方向で重なるようにしてもう一方の軌道溝である内側列軌道溝21が環状に凹設されている。
The flange (knuckle flange) 3 is configured to protrude outward in the radial direction at a plurality of locations (for example, 3 to 4 locations) at the outer diameter of the
The
すなわち、内側列軌道溝21は、車体側円筒部23の内径に設けられているのではなく、前記フランジ(ナックルフランジ)3の径方向で内径側に、前記フランジ(ナックルフランジ)3と重なるようにして環状に設けられているため、内側列軌道溝21は、ナックル50が変形したとしても軌道面の真円度崩れは発生し難い。
That is, the inner
車体側円筒部23は、前記フランジ(ナックルフランジ)3の内径側に設けられた内側列軌道溝21から軸方向内側に向けて連続した内径面を有し、その端部25に前記金属製キャップ47を嵌合して取り付けている。なお、本実施形態では、前記端部25を、後述するハブ輪27の端部(かしめ端部)28よりも軸方向で突出させるように構成している(図1参照。)
The vehicle body side
ハブ輪27は、外周面の外側にパイロット面29を設けるとともに、前記パイロット面29よりも内側(軸受内方)に、径方向(ラジアル方向)Hで外方に向けて突出するハブフランジ31を設けている。
The
また、パイロット面29と前記ハブフランジ31を挟んで反対側の反パイロット面29側で、ハブ輪27の外周面に周方向に連続した第一の内輪軌道溝(外側列軌道溝)33を形成し、そして、その第一の内輪軌道溝(外側列軌道溝)33位置から連続し、かつ第一の内輪軌道溝(外側列軌道溝)33よりも一段下がった位置(第一の内輪軌道溝33の外径よりも小径とした外周位置)に、内輪嵌合面35を周方向に連続して形成し、この内輪嵌合面35に、周方向に連続した第二の内輪軌道溝(内側列軌道溝)37を有する別体の内輪構成部材(別体内輪)39を嵌合するとともに、端部28を加締め固定している。
Further, a first inner ring raceway groove (outer row raceway groove) 33 continuous in the circumferential direction is formed on the outer peripheral surface of the
よって、前記外輪1側の外側列軌道溝9と、ハブ輪27側の第一の内輪軌道溝(外側列軌道溝)33が相対向して一方の軌道溝を構成し、外輪1側の内側列軌道溝21と、内輪構成部材(別体内輪)39の第二の内輪軌道(内側列軌道溝)37が相対向して他方の軌道溝を構成している。
Therefore, the outer
上述したとおり、本実施形態のハブ軸受に用いられるフランジ付の外輪1は、内側列軌道溝21をフランジ(ナックルフランジ)3の内径側にて、該フランジ(ナックルフランジ)3と重なるようにして備えられる新規構成と共に、外側列軌道溝9と内側列軌道溝21の列間の内径の内側列溝肩22付近に径方向で内方に突出する環状小径部15を設けた新規構成を有している。
As described above, the flanged
本実施形態において、この様な構造を採用しているため、ナックルフランジの内径側に配置される内側列軌道溝はナックルが変形しても軌道面の真円度崩れは発生しにくい。
また、環状小径部15は従来技術(特許文献1)に比べてはるかに径方向に厚肉となり、環状小径部15のみに肉を盛る為、質量増が少ない割に剛性が高く、フランジ(ナックルフランジ)3のナックル取付変形自体を軽減すると共に、外側列軌道溝9への変形の伝播を防止するので、両列軌道面とも真円度崩れによる軸受の寿命低下や異音の問題を解決できる。
In this embodiment, since such a structure is employed, the inner row raceway grooves arranged on the inner diameter side of the knuckle flange are less likely to cause the roundness of the raceway surface to be deformed even if the knuckle is deformed.
In addition, the annular
本願のハブ軸受に用いられるフランジ付外輪1は、内側列軌道溝21の溝底部をフランジ(ナックルフランジ)3と径方向Hに重ね合わせて配置し、フランジ(ナックルフランジ)3の内径側に内側列軌道溝21を配置しているので、フランジ(ナックルフランジ)3のボルト孔19位置付近が変形しても内側列軌道溝21に真円度崩れは発生しにくい。
The flanged
図3は、本実施形態の車輪支持用軸受装置を構成する外輪1の鍛造工程における目抜き工程(外輪成形前の中間素材の内径に存在する隔壁部分を、プレス加工等によって打ち抜き除去する工程)において目抜き(打ち抜き)した状態を示す概略図であり、本実施形態の外輪1は従来技術(特許文献1)と同様の工程で製作される。なお、外輪1の鍛造工程については目抜き工程において上述のとおり異なるのみであり、その他は周知工程を採用可能であるため説明は省略する。
FIG. 3 shows a cut-off process in the forging process of the
前記環状小径部15は、この目抜き工程において、目抜き径を小さくすることで成形しているものである。
すなわち、目抜き径(打ち抜き径)を小さくするもので、従来技術(特許文献1)と比して鍛造材料の重量も変わらないためコスト増もないばかりか、目抜き量も少ないため従来技術(特許文献1)と比して歩留まりが向上する。
また、軌道溝には通常の外輪(ハブ軸受外輪)1と同様に素材の清浄度の高い金属材料部分(図3において符号49で示す網掛け部分)が露出するので寿命が低下するようなこともない。
The said annular
That is, the diameter of punching (punching diameter) is reduced, and the weight of the forging material does not change as compared with the conventional technique (Patent Document 1), so that the cost is not increased and the cutting amount is small, so that the conventional technique ( The yield is improved as compared with Patent Document 1).
In addition, a metal material portion (shaded portion indicated by
本発明は、例えば、転動体としてころを使用したものであっても利用可能であり、また、従動輪であっても駆動輪であっても利用可能であり、本発明の範囲内で適宜設計変更可能である。 The present invention can be used, for example, even when a roller is used as a rolling element, and can be used as a driven wheel or a drive wheel, and is appropriately designed within the scope of the present invention. It can be changed.
1 外輪
3 フランジ(ナックルフランジ)
9 外側列軌道溝
15 環状小径部
21 内側列軌道溝
27 ハブ輪
43 転動体
50 車体側部材(ナックル)
1
9 outer
Claims (2)
前記外輪軌道溝の前記内側列軌道溝は、径方向で前記フランジの内径側に備えられ、
前記外輪の外側列軌道溝と内側列軌道溝との間には、前記内側列軌道溝における前記外側列軌道溝寄りの溝肩付近に、径方向内径側に突出する環状小径部が設けられていることを特徴とする車輪支持用軸受装置。 A double-row inner ring raceway groove comprising a rotatable inner ring, an outer ring fixed to the vehicle body outside the inner ring, an outer row raceway groove and an inner row raceway groove formed on the outer diameter side of the inner ring A plurality of rolling elements incorporated between the inner ring raceway groove and the outer ring raceway groove, and a double row outer ring raceway groove formed of an outer row raceway groove and an inner row raceway groove formed on the inner diameter side of the outer ring. A bearing device including at least a flange fastened to a vehicle body side member on an outer peripheral surface of the outer ring,
The inner row raceway grooves of the outer ring raceway grooves are provided on the inner diameter side of the flange in the radial direction,
Between the outer row raceway groove and the inner row raceway groove of the outer ring, an annular small-diameter portion projecting radially inward is provided near the groove shoulder near the outer row raceway groove in the inner row raceway groove. A wheel support bearing device.
2. The wheel support bearing device according to claim 1, wherein the annular small diameter portion is formed by setting a small diameter in an outer ring forging step. 3.
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