JP2017057908A - Bearing unit for wheel support - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する、車輪支持用軸受ユニットに関する。 The present invention relates to a wheel support bearing unit that rotatably supports a wheel of an automobile with respect to a suspension device.
自動車の車輪を回転自在に支持する車輪支持用軸受ユニットとして、例えば、図4(特許文献1)に示す様な、内輪回転タイプの軸受ユニットが知られている。車輪支持用軸受ユニットは、車体の懸架装置に固定される外輪1の内径側に、車輪を支持固定するハブ輪2を、複数の転動体3を介して回転支持している。
尚、本明細書中の軸方向に関する記述において、インボード側とは、車輪支持用軸受ユニットを取り付けた状態で車体の幅方向中央側となる側を言い、各図の右側となる。反対に、車体の幅方向外側となる側をアウトボード側と言い、各図の左側となる。
As a wheel support bearing unit that rotatably supports a wheel of an automobile, for example, an inner ring rotation type bearing unit as shown in FIG. 4 (Patent Document 1) is known. The wheel support bearing unit rotatably supports, via a plurality of
In the description of the axial direction in the present specification, the inboard side refers to the side that is the central side in the width direction of the vehicle body with the wheel support bearing unit attached, and is the right side of each figure. On the contrary, the side on the outer side in the width direction of the vehicle body is called the outboard side, which is the left side of each figure.
外輪1は、内周面に複列の外輪軌道面4a,4bを、外周面に車体側部材である懸架装置のナックル40と締結するための取付フランジ10を、インボード側端部にナックル40の内周面に嵌合するナックルパイロット部12を、それぞれ有している。
ハブ輪2は、外周面に複列の内輪軌道面5a,5bを有している。各外輪軌道面4a,4bと各内輪軌道面5a,5bとの間には、各列に複数の転動体3が転動自在に配置されている。尚、図示の例では転動体3は玉であるが、転動体3として円すいころを使用する事もできる。
The outer ring 1 has a double-row outer
The
この様な車輪支持用軸受ユニットをナックル40に固定する場合、外輪1のナックルパイロット部12を、アウトボード側からナックル40の内径側に挿入し、取付フランジ10のインボード側面をナックル40のアウトボード側面に当接させる。この状態で、複数のボルト41を、取付フランジ10の各ボルト孔11にそれぞれ挿入して、ナックル40に締結固定する。
When such a wheel support bearing unit is fixed to the
上述した構成の場合、ボルト41の締結時の締結力が取付フランジ10に作用し、ナックル40へ取り付け後の外輪1の変形を招いていた。
即ち、取付フランジ10のボルト孔11近傍に作用するボルト41の締結力(取付フランジ10をインボード側に引き寄せる力)は、外輪1のアウトボード側部分を径方向に引き伸ばす方向に作用する為、アウトボード側の外輪軌道面4aは、上下方向が長径の楕円形状の真円度崩れを発生する。一方、締結力は外輪1のインボード側部分を押し潰す方向に作用する為、インボード側の外輪軌道面4b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。尚、この様な真円度崩れは、取付フランジ10のボルト孔11の円周方向位置の不等配の度合いの大きい軸受で、且つ取付フランジ10から遠いアウトボード側の外輪軌道面4aで顕著となる。
In the case of the above-described configuration, the fastening force at the time of fastening the
That is, the fastening force of the bolt 41 (the force that pulls the
又、外輪1の内周面とハブ輪2の外周面との間部分で、転動体3が設置された内部空間8は、外輪1のアウトボード端部内周面にシールリング6を、外輪1のインボード端部内周面にキヤップ7を、それぞれ嵌合固定する事により、両端開口部を密封されている。従って、ボルト41の締結力により外輪1が変形した場合、シールリング6及びキャップ7と外輪1との嵌合力が低下して、キャップ7の脱落、或いはシールリング6の密封性能の低下を招く虞がある。特に、長い下り坂等でブレーキを多用した場合、車輪支持用軸受ユニットの温度が上昇して内部空間8内の圧力が高まり、キャップ7をインボード側に押して脱落させる可能性が高まる。
The
特許文献1(図4)に開示された車輪支持用軸受ユニットは、この様な問題に対して、アウトボード側の外輪軌道面4aとインボード側の外輪軌道面4bとの間の内径寸法を、転動体3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内径寸法よりも小さい環状突起42を設け(肉盛りをして厚肉とし)、外輪1の筒形状部分の剛性を向上することで、ナックル40に取り付けた際の変形を防止している。
With respect to such a problem, the wheel support bearing unit disclosed in Patent Document 1 (FIG. 4) has an inner diameter dimension between the outer
しかしながら、特許文献1に開示された方法では、各外輪軌道面4a,4bの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、懸架装置のバネ下重量が増加して、自動車の乗り心地や操縦安定性に悪影響を与える可能性がある。また、質量の増加が大きい割には、外輪1の剛性は高まらなかった。
However, in the method disclosed in Patent Document 1, since the entire width of the space between the rows of the outer
本発明は、従来技術の有するこの様な問題点に鑑みて成されたものであり、外輪の剛性を高くしてナックルへの取付変形を防止する事により、外輪軌道面の真円度崩れを阻止すると共に、密封装置の性能を確保した車輪支持用軸受ユニットを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and by preventing the deformation of the outer ring raceway surface by increasing the rigidity of the outer ring and preventing deformation of the outer ring raceway surface. An object of the present invention is to provide a wheel support bearing unit that prevents and seals the performance of the sealing device.
本発明に係わる車輪支持用軸受ユニットは、外周面に車体側部材と締結される取付フランジを有し、内周面に複列の外輪軌道面を有する外輪と、外周面に複列の内輪軌道面を有する内輪と、前記各外輪軌道面と前記各内輪軌道面との間に配置される複数個の転動体と、を備え、前記外輪の軸方向両端部にそれぞれ密封装置を嵌合固定している。 A wheel support bearing unit according to the present invention has an outer ring having a mounting flange fastened to a vehicle body side member on an outer peripheral surface, an outer ring having a double row outer ring raceway surface on an inner peripheral surface, and a double row inner ring raceway on an outer peripheral surface. An inner ring having a surface, and a plurality of rolling elements disposed between each outer ring raceway surface and each inner ring raceway surface, and a sealing device is fitted and fixed to both axial ends of the outer ring. ing.
特に、本発明の車輪支持用軸受ユニットは、前記外輪の内周面のうちで、前記各外輪軌道面の間には、前記外輪軌道面の溝肩よりも径方向内側に突出する複数の列間凸部が周方向に亙って設けられており、前記列間凸部に環状の補強リングが嵌合固定されている。 In particular, the wheel support bearing unit according to the present invention includes a plurality of rows protruding radially inward from the groove shoulders of the outer ring raceway surface between the outer ring raceway surfaces among the inner peripheral surfaces of the outer ring. Inter-convex portions are provided in the circumferential direction, and an annular reinforcing ring is fitted and fixed to the inter-row convex portions.
本発明によれば、外輪軌道面の真円度崩れを阻止すると共に、密封装置の性能を確保した車輪支持用軸受ユニットを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while preventing the roundness collapse of an outer ring raceway surface, the bearing unit for wheel support which ensured the performance of the sealing device can be provided.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態について、図面を参照して説明する。尚、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。
本実施形態では、図1に示す従動輪用である内輪回転タイプの車輪支持用軸受ユニットを想定していが、本願の技術は駆動輪用の車輪支持用軸受ユニットにも適用可能である。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the 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.
In the present embodiment, an inner ring rotation type wheel support bearing unit for a driven wheel shown in FIG. 1 is assumed, but the technology of the present application is also applicable to a wheel support bearing unit for a drive wheel.
本実施形態の車輪支持用軸受ユニットは、車体側部材である懸架装置のナックル(不図示)にボルトを介して固定され外輪1aと、外輪1aの内径側に車輪と連結されて回転自在に支持されるハブ輪2と、を備えている。外輪1aの内周面に形成された複列の外輪軌道面4a,4bと、ハブ輪2の外周面に形成された複列の内輪軌道面5a,5bによって形成される環状の軌道を複列で備え、各軌道に、保持器9によって転動可能に保持された複数の転動体3を配置している。
The wheel support bearing unit of the present embodiment is fixed to a knuckle (not shown) of a suspension device, which is a vehicle body side member, via a bolt, and is rotatably supported by being connected to a wheel on the inner diameter side of the
外輪1aの内周面とハブ輪2の外周面との間には、転動体3が配置され、グリースが封入された内部空間8が形成されている。外輪1aのアウトボード側内周面にシールリング6を装着すると共に、外輪1aのインボード側内周面に金属製のキャップ7aを装着する事により、内部空間8の両端開口部を密閉している。尚、駆動輪用の車輪支持用軸受ユニットの場合には、キャップ7aに替えて組み合わせシールリングを適用する事もできる。
Between the inner peripheral surface of the
ハブ輪2は、ハブ本体20と内輪部材21とを結合して構成されている。ハブ本体20の外周面には、アウトボード側に径方向外側に向けて突出する回転フランジ22を、軸方向中間部分にアウトボード側の内輪軌道面5aを、インボード側に小径段部23を、それぞれ形成している。外周面にインボード側の内輪軌道面5bを有する内輪部材21は、小径段部23に外嵌された状態で、ハブ本体20のインボード端部を径方向外側に塑性変形させた加締め部24により加締め固定されている。回転フランジ22には図示しない車輪が固定され、ハブ輪2は車輪と共に回転する。ハブ輪2(ハブ本体20)のインボード側面には、アウトボード側に凹んだ円筒状のハブ凹部25が形成されている。
The
外輪1aは、略円筒形状で、インボード側寄りの外周面に、図示しないナックルに対して固定される取付フランジ10を、径方向外側に向けて突設している。取付フランジ10のインボード側には、ナックルの内周面に嵌合する円筒状のナックルパイロット部12が設けられている。
The
取付フランジ10は、径方向外側に突出させた複数箇所(例えば3乃至4箇所)の部分に、軸方向に貫通するたボルト孔11を設けている。そして、取付フランジ10が突設されている外輪1aの内径側には、取付フランジ10と径方向に重なる様にしてインボード側の外輪軌道面4bが形成されている。本構成により剛性が高まり、インボード側の外輪軌道面4bの真円度崩れは、アウトボード側の外輪軌道面4aと比較して小さい。
The
外輪1aの内周面のうちで、アウトボード側の外輪軌道面4aとインボード側の外輪軌道面4bとの間(列間)には、各外輪軌道面4a,4bの溝肩部13a,13bよりも径方向内側に突出する状態で、複数の列間凸部14が、円周方向に亙って設けられている。
具体的には、各外輪軌道面4a,4bの列間部分には、円周方向等間隔に、軸方向に延びる複数のスプライン内歯(列間凸部14)を設けたスプライン形状に形成されている。各列間凸部14の底部の外接円の径寸法は、各外輪軌道面4a,4bに隣接する溝肩部13a,13bよりも小径としている。尚、列間凸部14(スプラインの内歯)の断面形状は、一般的なインボリュート曲線である必要は無く、外輪1aの変形防止効果を高める為には角スプライン形状が好ましい。
Of the inner peripheral surface of the
Specifically, the inter-row portions of the outer ring raceway surfaces 4a and 4b are formed in a spline shape having a plurality of spline internal teeth (inter-row convex portions 14) extending in the axial direction at equal intervals in the circumferential direction. ing. The diameter dimension of the circumscribed circle at the bottom of each inter-row
更に、各外輪軌道4a,4bの列間部分には、列間凸部14に係合する係合凹部46(スプライン外歯)を有する補強リング45が嵌合固定されている。補強リング45は、アルミニウム合金等の軽金属により全体を円環状に形成したものであり、その外周面には列間凸部14に係合する複数の係合凹部46が、周方向に亙って設けられている。係合凹部46を列間凸部14に対してねじれ角を有する状態で形成する事により、補強リング45を外輪1に固定した後における、ガタの防止と抜け止めを図っている。
又、補強リング45は、自動車の走行時に想定される最大のモーメント荷重が軸受ユニットに負荷され、外内輪に相対傾きが発生した場合でも、ハブ輪2と接触することのない隙間を有する内径寸法に設定されている。
Further, a reinforcing
Further, the reinforcing
上述した様な構成を有する外輪1aは熱間鍛造により製造され、複数の列間凸部14により形成されるスプライン形状は、目抜き工程(外輪成形時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)において打ち抜く際に成形される(特許文献2参照)。尚、外輪1aの目抜き工程においては円形に打ち抜き、後工程のブローチ加工により列間凸部14(スプライン形状)を成形することもできる。
The
外輪1aのナックルパイロット部12は、円筒面形状の内周面を有しており、そのインボード端部にキャップ7aを内嵌固定している。キャップ7aは、金属板材に曲げ加工を施す事により、全体を有底円筒状に成形したもので、キャップ円筒部50と、キャップ鍔部51とキャップ底部52とを備えている。キャップ鍔部51は、円筒形状であるキャップ円筒部51のインボード端を径方向外側に折り曲げて形成されている。キャップ底部52は、キャップ円筒部50のアウトボード端部を径方向内側に折り曲げる事により、キャップ円筒部50のアウトボード側開口部を塞ぐ様に形成されている。
The
この様なキャップ7aは、キャップ円筒部50の外周面をナックルパイロット部12の内周面に内嵌すると共に、キャップ鍔部51のアウトボード側面をナックルパイロット部12のインボード端面に突き当てる事により、外輪1aのインボード端部に位置決め固定されている。キャップ底部52は、ハブ輪2のインボード側面と概略同じ形状を有しており、装着された状態で、キャップ底部52のアウトボード側面とハブ輪2のインボード側面の全面とは、僅かな隙間を維持した状態で対向している。又、キャップ底部52の中央部分にはアウトボード側に膨出する有底円筒状のキャップ膨出部53が形成されており、ハブ輪2のインボード側面に形成されたハブ凹部25の内部にキャップ膨出部53を進入させている。
In such a
外輪1aのアウトボード端部の内周面は、円筒面形状であり、シールリング6を内嵌固定している。シールリング6は、弾性材から成るシールリップの先端をハブ輪2の外周面に対して全周に亙り摺接させる事により、外輪1a(内部空間8)のアウトボード端部開口を密封している。
The inner peripheral surface of the outboard end portion of the
以上の構成により、外輪の剛性を高くしてナックルへの取付変形を防止して、外輪軌道面の真円度崩れを阻止すると共に、密封装置の性能を確保した車輪支持用軸受ユニットを提供できる。
即ち、各外輪軌道面4a,4bの列間部分には径方向内側に突出する複数の列間凸部14が設けられている為、質量増加が少ない割に外輪1aの剛性を高める事ができる。又、列間凸部14には軽量な補強リング45が嵌合固定されているので、外輪1aの重量増加を抑制しながら更に剛性を高めて、取付フランジ10のナックルへの取付に伴う外輪軌道面4a,4bの変形を阻止する事ができる。従って、外輪軌道面4a、4bの真円度崩れによる、車輪支持用軸受ユニットの寿命低下を防止できる。
With the above configuration, it is possible to provide a wheel support bearing unit that enhances the rigidity of the outer ring to prevent deformation of the knuckle and prevents the outer ring raceway surface from being broken, and ensures the performance of the sealing device. .
That is, since a plurality of
又、シールリング6が嵌合する外輪1aのアウトボード側内周面が変形しないので、嵌合面に発生した隙間から異物が侵入する事を防止して、シールリング6の密封性能を維持できる。同様に、ナックルパイロット部12の内周面が変形しないので、嵌合力を維持して、キャップ7aの脱落を防止できる。更に、列間凸部14及び補強リング45が、各外輪軌道4a,4bの列間部分の空間を占有すると共に、キャップ底部52がハブ輪2のインボード側面の全面と僅かな隙間により対向している為、内部空間8に存在する空気量を大幅に低減している。従って、軸受ユニットの温度が上昇した場合でも、内部空間8内の空気の膨張に伴う圧力上昇を緩和して、キャップ7aが抜け落ちる事を防止している。
Further, since the inner peripheral surface on the outboard side of the
補強リング45の材料としては軽金属を例示したが、外輪1aの肉厚(剛性)、ボルト孔11の不等配の度合いにより、各種の材料を選択する事ができる。
例えば、外輪が比較的厚肉でボルト孔が比較的等配の場合には、軽量な樹脂材により補強リング45を製造する事もできる。これにより、質量増加を最小限としながら、外輪軌道面の真円度崩れを阻止すると共に、密封装置の性能を確保できる。一方、外輪が比較的薄肉で、ボルト孔も不等配である場合には、炭素鋼等の剛性が高い素材により補強リング45を製造する事もできる。これにより、外輪軌道面の真円度崩れを阻止しながら、密封装置の性能を確保できる。
Although a light metal is exemplified as the material of the reinforcing
For example, when the outer ring is relatively thick and the bolt holes are relatively evenly distributed, the reinforcing
列間凸部14及び係合凹部46の形状としてはスプライン形状を例示したが、列間部分の断面形状を楕円形、花弁形状、多角形等にする事もできる。これらの場合、列間凸部14の断面形状は、三日月形状、三角形状、部分円形状等になる。また、列間凸部14と係合凹部46との係合部位に対して、接着剤の塗布、溶接等を施す事により、補強リング45の軸方向への移動を防止する事もできる。
Although the spline shape is illustrated as the shape of the inter-row
[第2実施形態]
図2は、本発明の第2実施形態を示している。本実施形態の車輪支持用軸受ユニットの場合、補強リング45aの軸方向片側に径方向外側に突出する鍔部47を形成し、この鍔部47を、列間凸部14と外輪1bの溝肩部13bに係止した止め輪48との間で狭持する事により、補強リング45aの軸方向への移動を防止している。
[Second Embodiment]
FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention. In the case of the wheel support bearing unit of the present embodiment, a
補強リング45aを樹脂材により製造した場合、長期の使用に伴い、レオロジー的な樹脂の流動により、係合凹部46の締め代が失われる可能性がある。又、補強リング45aを軽金属により製造した場合、係合凹部46のフレッチング摩耗により、係合凹部46の締め代が失われる可能性がある。本実施形態では、係合凹部46の締め代が失われても、補強リング45aが軸方向に移動して、転動体3及び保持器9と干渉する事を防止している。尚、図示の例では、鍔部47をインボード側に設け、インボード側の溝肩部13bに止め輪48を係止しているが、アウトボード側に鍔部47を形成し、溝肩部13aに止め輪48を係止する構成とする事もできる。
その他の構成及び作用効果は、前述した第1実施形態と同様である。
When the reinforcing
Other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment described above.
[第3実施形態]
図3は、本発明の第3実施形態を示している。本実施形態の車輪支持用軸受ユニットの場合、外輪1cの各溝肩13a,13bにそれぞれ止め輪48を係止して、2つの止め輪48の間に補強リング45bを狭持する事により、補強リング45bの軸方向への移動を防止している。
その他の構成及び作用効果は、前述した第1実施形態と同様である。
[Third Embodiment]
FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. In the case of the wheel support bearing unit of the present embodiment, by retaining the retaining
Other configurations and operational effects are the same as those of the first embodiment described above.
本発明の車輪支持用軸受ユニットは、自動車の車輪を回転自在に支持する軸受ユニットとして好適に利用できる。 The wheel support bearing unit of the present invention can be suitably used as a bearing unit that rotatably supports a wheel of an automobile.
1,1a,1b,1c 外輪
2 ハブ輪
3 転動体
4a,4b 外輪軌道面
5a,5b 内輪軌道面
6 シールリング
7,7a キャップ
8 保持器
9 内部空間
10 取付フランジ
11 ボルト孔
12 ナックルパイロット部
13a,13b 溝肩部
14 列間凸部
20 ハブ本体
21 内輪部材
22 回転フランジ
23 小径段部
24 加締め部
25 ハブ凹部
40 ナックル
41 ボルト
42 環状突起
45,45a,45b 補強リング
46 係合凹部
47 鍔部
48 止め輪
50 キャップ円筒部
51 キャップ鍔部
52 キャップ底部
53 キャップ膨出部
1, 1a, 1b,
Claims (1)
外周面に複列の内輪軌道面を有する内輪と、
前記各外輪軌道面と前記各内輪軌道面との間に配置される複数個の転動体と、を備え、
前記外輪の軸方向両端部にそれぞれ密封装置を嵌合固定している車輪支持用軸受ユニットであって、
前記外輪の内周面のうちで、前記各外輪軌道面の間には、前記外輪軌道面の溝肩よりも径方向内側に突出する複数の列間凸部が周方向に亙って設けられており、前記列間凸部に環状の補強リングが嵌合固定されていることを特徴とする車輪支持用軸受ユニット。 An outer ring having a mounting flange fastened to the vehicle body side member on the outer peripheral surface, and having a double-row outer ring raceway surface on the inner peripheral surface;
An inner ring having a double-row inner ring raceway surface on the outer circumferential surface;
A plurality of rolling elements arranged between each outer ring raceway surface and each inner ring raceway surface,
A wheel support bearing unit in which a sealing device is fitted and fixed to both axial ends of the outer ring,
Among the inner peripheral surfaces of the outer ring, between the outer ring raceway surfaces, a plurality of inter-row convex portions protruding radially inward from the groove shoulders of the outer ring raceway surface are provided over the circumferential direction. A wheel support bearing unit, wherein an annular reinforcing ring is fitted and fixed to the inter-row convex portion.
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