JP2018154209A - Bearing device for wheel - Google Patents

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洋斗 須間
Hiroto Suma
洋斗 須間
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing device for a wheel, which prevents idling of a hub bolt, which can suppress deformation of a wheel attachment flange without one-sided distortion on the periphery of a bolt hole, and which can reduce run-out of the wheel attachment flange by extension.SOLUTION: In a bearing device 1 for a wheel, a wheel attachment flange 3h is formed for either an outer member 2 or an inner member 3, and a plurality of bolt holes 3i are provided on a concentric circle centering on a rotating shaft A of the wheel attachment flange 3h. A hub bolt 7 pressed into the bolt hole 3i is provided. The hub bolt 7 has a serration part 72 surface-hardening by shot-peening.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、車輪用軸受装置に関する。   The present invention relates to a wheel bearing device.

従来より、車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置が知られている(特許文献1参照)。車輪用軸受装置は、懸架装置を構成するナックルに外方部材が固定される。また、車輪用軸受装置は、外方部材の内側に内方部材が配置され、外方部材と内方部材のそれぞれの転走面間に複数の転動体が介装されている。こうして、車輪用軸受装置は、転がり軸受構造を構成し、内方部材に取り付けられた車輪を回転自在としているのである。   2. Description of the Related Art Conventionally, a wheel bearing device that supports a wheel rotatably is known (see Patent Document 1). In the wheel bearing device, an outer member is fixed to a knuckle constituting the suspension device. Further, in the wheel bearing device, an inner member is disposed inside the outer member, and a plurality of rolling elements are interposed between the rolling surfaces of the outer member and the inner member. In this way, the wheel bearing device constitutes a rolling bearing structure, and the wheel attached to the inner member is rotatable.

ところで、かかる車輪用軸受装置は、内方部材の一端に車輪取付フランジが形成されている。また、外方部材を回転自在とし、この外方部材に車輪取付フランジが形成されているものも存在している。車輪取付フランジには、回転軸を中心とする同心円上に複数のボルト穴が設けられている。そして、これらのボルト穴には、車輪を固定するためのハブボルトが圧入されている。ハブボルトには、いわゆるセレーション部が設けられており、このセレーション部の突起がボルト穴の内周面に食い込んだ状態で固定されるのが好ましい。そのため、特許文献1のように、ボルト穴の内周面に焼鈍処理を行って表面硬度を下げる手法が提案されていたのである。   By the way, in such a wheel bearing device, a wheel mounting flange is formed at one end of the inner member. Further, there is a type in which an outer member is rotatable and a wheel mounting flange is formed on the outer member. The wheel mounting flange is provided with a plurality of bolt holes on a concentric circle with the rotation axis as the center. Hub bolts for fixing the wheels are press-fitted into these bolt holes. The hub bolt is provided with a so-called serration portion, and it is preferable that the projection of the serration portion is fixed in a state of being bitten into the inner peripheral surface of the bolt hole. Therefore, as in Patent Document 1, a method has been proposed in which the inner peripheral surface of the bolt hole is annealed to lower the surface hardness.

特許第5509966号公報Japanese Patent No. 5509966

ハブボルトは、ナットを締め付ける際に、ナットとともに空回り(滑って回ることを指す)しないよう確実に固定される必要がある。しかしながら、セレーション部の突起がボルト穴の内周面に十分に食い込んでいなければ、ナットとともに空回りしてしまう場合があった(図8における矢印T参照)。また、全てのボルト穴の内周面全周で突起が食い込まなければ、ボルト穴周辺の歪が偏って車輪取付フランジの変形が増大し、ひいては車輪取付フランジの回転振れが増大してしまう場合もあった(図8における矢印D参照)。そこで、ハブボルトの空回りを防ぐとともに、ボルト穴周辺の歪が偏らずに車輪取付フランジの変形を抑制でき、ひいては車輪取付フランジの回転振れを低減できる車輪用軸受装置が求められていたのである。   When the nut is tightened, the hub bolt needs to be securely fixed together with the nut so as not to idle (indicating sliding). However, if the protrusion of the serration portion does not sufficiently penetrate into the inner peripheral surface of the bolt hole, it may rotate idle together with the nut (see arrow T in FIG. 8). Also, if the protrusions do not bite all around the inner peripheral surface of all the bolt holes, the distortion around the bolt holes will be biased and the deformation of the wheel mounting flange will increase, which in turn may increase the runout of the wheel mounting flange. (See arrow D in FIG. 8). Therefore, there has been a demand for a wheel bearing device that can prevent the hub bolt from spinning around, suppress deformation of the wheel mounting flange without causing distortion in the periphery of the bolt hole, and thus reduce rotational runout of the wheel mounting flange.

第一の発明は、
内周に外側転走面が形成された外方部材と、
外周に内側転走面が形成された内方部材と、
前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの転走面間に介装される複数の転動体と、を備え、
前記外方部材若しくは前記内方部材のいずれか一方に車輪取付フランジが形成されるとともに、当該車輪取付フランジの回転軸を中心とする同心円上に複数のボルト穴が設けられている車輪用軸受装置において、
前記ボルト穴に圧入されるハブボルトを具備し、
前記ハブボルトは、セレーション部にショットピーニングによる表面硬化処理が施されている、ものである。
The first invention is
An outer member having an outer rolling surface formed on the inner periphery;
An inner member having an inner rolling surface formed on the outer periphery;
A plurality of rolling elements interposed between the rolling surfaces of the outer member and the inner member,
A wheel bearing device in which a wheel mounting flange is formed on one of the outer member and the inner member, and a plurality of bolt holes are provided on concentric circles centering on the rotation axis of the wheel mounting flange. In
Comprising a hub bolt press-fitted into the bolt hole;
The hub bolt is such that the serration portion is subjected to surface hardening treatment by shot peening.

第二の発明は、第一の発明に係る車輪用軸受装置において、
前記車輪取付フランジが炭素鋼で形成されており、
前記ハブボルトがクロム鋼若しくはクロム−モリブデン鋼で形成されており、
前記セレーション部は、表面硬度が1000HVから1100HVとなっている、ものである。
2nd invention is the wheel bearing apparatus which concerns on 1st invention,
The wheel mounting flange is formed of carbon steel;
The hub bolt is formed of chromium steel or chromium-molybdenum steel;
The serration portion has a surface hardness of 1000 HV to 1100 HV.

第三の発明は、第一又は第二の発明に係る車輪用軸受装置において、
前記セレーション部は、それぞれの突起の断面が径方向外側に尖った先鋭形状となっている、ものである。
A third invention is the wheel bearing device according to the first or second invention,
The serration portion has a sharp shape in which the cross section of each protrusion is pointed radially outward.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。   As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

第一の発明に係る車輪用軸受装置は、ボルト穴に圧入されるハブボルトを具備している。そして、ハブボルトは、セレーション部にショットピーニングによる表面硬化処理が施されている。かかる車輪用軸受装置によれば、表面硬度の差により、ボルト穴の内周面にセレーション部の突起が食い込むので、ハブボルトの空回りを防ぐことができる。また、全てのボルト穴の内周面全周で突起が食い込むので、ボルト穴周辺の歪が偏らずに車輪取付フランジの変形を抑制でき、ひいては車輪取付フランジの回転振れを低減できる。   The wheel bearing device according to the first invention includes a hub bolt press-fitted into the bolt hole. The hub bolt is subjected to surface hardening treatment by shot peening on the serration portion. According to such a wheel bearing device, the protrusion of the serration portion bites into the inner peripheral surface of the bolt hole due to the difference in surface hardness, so that it is possible to prevent the hub bolt from spinning around. Further, since the protrusions bite in on the entire inner peripheral surface of all the bolt holes, the deformation of the wheel mounting flange can be suppressed without distortion in the vicinity of the bolt holes, and thus the rotational runout of the wheel mounting flange can be reduced.

第二の発明に係る車輪用軸受装置は、車輪取付フランジが炭素鋼で形成されており、ハブボルトがクロム鋼若しくはクロム−モリブデン鋼で形成されている。そして、セレーション部は、表面硬度が1000HVから1100HVとなっている。かかる車輪用軸受装置によれば、表面硬度の大きな差により、ボルト穴の内周面にセレーション部の突起が潰れずに食い込むので、ハブボルトの空回りを確実に防ぐことができる。また、全てのボルト穴の内周面全周で突起が潰れずに安定的に食い込むので、ボルト穴周辺の歪が偏らずに車輪取付フランジの変形を確実に抑制でき、ひいては車輪取付フランジの回転振れを確実に低減できる。   In the wheel bearing device according to the second invention, the wheel mounting flange is made of carbon steel, and the hub bolt is made of chromium steel or chromium-molybdenum steel. The serration portion has a surface hardness of 1000 HV to 1100 HV. According to such a wheel bearing device, since the protrusion of the serration portion bites into the inner peripheral surface of the bolt hole without being crushed due to a large difference in surface hardness, it is possible to reliably prevent the hub bolt from idling. In addition, since the protrusion does not collapse on the entire inner periphery of all the bolt holes and stably bites in, the deformation of the wheel mounting flange can be reliably suppressed without distortion in the periphery of the bolt hole, and thus the rotation of the wheel mounting flange. Shake can be reliably reduced.

第三の発明に係る車輪用軸受装置において、セレーション部は、それぞれの突起の断面が径方向外側に尖った先鋭形状となっている。かかる車輪用軸受装置によれば、ボルト穴の内周面にセレーション部の突起が深く食い込むので、ハブボルトの空回りを確実に防ぐことができる。また、全てのボルト穴の内周面全周で突起が深く安定的に食い込むので、ボルト穴周辺の歪が偏らずに車輪取付フランジの変形を確実に抑制でき、ひいては車輪取付フランジの回転振れを確実に低減できる。   In the wheel bearing device according to the third aspect of the invention, the serration portion has a sharp shape in which the cross section of each projection is pointed radially outward. According to such a wheel bearing device, since the protrusion of the serration portion bites deeply into the inner peripheral surface of the bolt hole, it is possible to reliably prevent the hub bolt from idling. In addition, since the protrusion deeply and stably bites all around the inner peripheral surface of all bolt holes, the deformation of the wheel mounting flange can be reliably suppressed without distortion in the surroundings of the bolt hole, and thus the rotational vibration of the wheel mounting flange can be prevented. It can be reliably reduced.

車輪用軸受装置を示す斜視図。The perspective view which shows the bearing apparatus for wheels. 車輪用軸受装置の構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the bearing apparatus for wheels. 車輪用軸受装置の一部構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the partial structure of the bearing apparatus for wheels. 車輪用軸受装置の一部構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the partial structure of the bearing apparatus for wheels. ハブボルトの形状を示す図。The figure which shows the shape of a hub bolt. ハブボルトの製造工程を示す図。The figure which shows the manufacturing process of a hub bolt. 車輪取付フランジのボルト穴にハブボルトが圧入されている状況を示す図。The figure which shows the condition where the hub bolt is press-fitted in the bolt hole of the wheel mounting flange. 従来品である車輪用軸受装置の構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the wheel bearing apparatus which is a conventional product.

まず、図1から図4を用いて、本発明に係る車輪用軸受装置1について説明する。図1は、車輪用軸受装置1を示す斜視図である。図2は、車輪用軸受装置1の構造を示す断面図である。図3および図4は、車輪用軸受装置1の一部構造を示す断面図である。   First, the wheel bearing device 1 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG. 1 is a perspective view showing a wheel bearing device 1. FIG. 2 is a sectional view showing the structure of the wheel bearing device 1. 3 and 4 are sectional views showing a partial structure of the wheel bearing device 1.

車輪用軸受装置1は、車輪を回転自在に支持するものである。車輪用軸受装置1は、外方部材2と、内方部材3と、転動体4と、インナー側シール部材5と、アウター側シール部材6と、を備える。なお、本明細書において、「インナー側」とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置1の車体側を表し、「アウター側」とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置1の車輪側を表す。   The wheel bearing device 1 supports a wheel rotatably. The wheel bearing device 1 includes an outer member 2, an inner member 3, a rolling element 4, an inner side seal member 5, and an outer side seal member 6. In this specification, the “inner side” represents the vehicle body side of the wheel bearing device 1 when attached to the vehicle body, and the “outer side” represents the wheel bearing device 1 attached to the vehicle body. Represents the wheel side.

外方部材2は、転がり軸受構造の外輪部分を構成するものである。外方部材2は、例えばS53C等の中高炭素鋼で構成されている。外方部材2のインナー側端部には、封止面2aが形成されている。また、外方部材2のアウター側端部には、封止面2bが形成されている。更に、外方部材2の内周には、二つの外側転走面2c・2dが形成されている。外側転走面2cは、後述する内側転走面3cに対向する。外側転走面2dは、後述する内側転走面3dに対向する。なお、外側転走面2c・2dには、例えば、高周波焼入れが施され、表面硬度が58〜64HRCの範囲となっている。加えて、外方部材2の外周には、ナックル取付フランジ2eが一体的に形成されている。ナックル取付フランジ2eには、複数のボルト穴2fが設けられている。   The outer member 2 constitutes the outer ring portion of the rolling bearing structure. The outer member 2 is made of medium-high carbon steel such as S53C, for example. A sealing surface 2 a is formed at the inner side end of the outer member 2. Further, a sealing surface 2 b is formed at the outer side end of the outer member 2. Furthermore, two outer rolling surfaces 2c and 2d are formed on the inner periphery of the outer member 2. The outer rolling surface 2c faces an inner rolling surface 3c described later. The outer rolling surface 2d faces an inner rolling surface 3d described later. The outer rolling surfaces 2c and 2d are subjected to induction hardening, for example, and the surface hardness is in the range of 58 to 64 HRC. In addition, a knuckle mounting flange 2 e is integrally formed on the outer periphery of the outer member 2. The knuckle mounting flange 2e is provided with a plurality of bolt holes 2f.

内方部材3は、転がり軸受構造の内輪部分を構成するものである。内方部材3は、ハブ輪31と内輪32で構成されている。   The inner member 3 constitutes an inner ring portion of the rolling bearing structure. The inner member 3 includes a hub ring 31 and an inner ring 32.

ハブ輪31は、例えばS53C等の中高炭素鋼で構成されている。ハブ輪31には、そのインナー側端部から軸方向中央部まで小径段部3aが形成されている。小径段部3aは、ハブ輪31の外径が小さくなった部分を指し、その外周面が回転軸Aを中心とする円筒形状となっている。また、ハブ輪31には、そのインナー側端部からアウター側端部まで貫かれた自在継手取付穴3bが形成されている。自在継手取付穴3bは、ハブ輪31の中心に設けられた貫通穴を指し、その内周面における一部が凹部と凸部が交互に並ぶ凹凸形状(スプライン穴)となっている。更に、ハブ輪31の外周には、内側転走面3cが形成されている。内側転走面3cは、前述した外側転走面2cに対向する。なお、小径段部3aから内側転走面3cを経てシールランド部(後述する軸面部3eと曲面部3fと側面部3gで構成される)までには、例えば、高周波焼入れが施され、表面硬度が58〜64HRCの範囲となっている。加えて、ハブ輪31の外周には、車輪取付フランジ3hが一体的に形成されている。車輪取付フランジ3hには、複数のボルト穴3iが設けられ、それぞれのボルト穴3iにハブボルト7が圧入されている。ハブボルト7の詳細については後述する。   The hub wheel 31 is made of medium-high carbon steel such as S53C, for example. The hub wheel 31 is formed with a small-diameter step portion 3a from the inner side end portion to the axial center portion. The small-diameter step portion 3a indicates a portion where the outer diameter of the hub wheel 31 is reduced, and the outer peripheral surface thereof has a cylindrical shape centered on the rotation axis A. The hub wheel 31 is formed with a universal joint mounting hole 3b penetrating from the inner side end to the outer side end. The universal joint mounting hole 3b refers to a through hole provided in the center of the hub wheel 31, and a part of the inner peripheral surface thereof has an uneven shape (spline hole) in which concave portions and convex portions are alternately arranged. Further, an inner rolling surface 3 c is formed on the outer periphery of the hub wheel 31. The inner rolling surface 3c faces the outer rolling surface 2c described above. For example, induction hardening is performed from the small-diameter step portion 3a through the inner rolling surface 3c to the seal land portion (configured by a shaft surface portion 3e, a curved surface portion 3f, and a side surface portion 3g, which will be described later), and the surface hardness is increased. Is in the range of 58-64 HRC. In addition, a wheel mounting flange 3 h is integrally formed on the outer periphery of the hub wheel 31. The wheel mounting flange 3h is provided with a plurality of bolt holes 3i, and hub bolts 7 are press-fitted into the respective bolt holes 3i. Details of the hub bolt 7 will be described later.

内輪32は、例えばSUJ2等の高炭素クロム軸受鋼で構成されている。内輪32の外周には、封止面3jが形成されている。また、内輪32の外周には、内側転走面3dが形成されている。内輪32は、ハブ輪31の小径段部3aに嵌合(外嵌)されることにより、ハブ輪31の外周に内側転走面3dを構成する。内側転走面3dは、前述した内側転走面2dに対向する。なお、内輪32は、例えば、いわゆるズブ焼入れが施され、芯部まで58〜64HRCの範囲となっている。   The inner ring 32 is made of a high carbon chrome bearing steel such as SUJ2. A sealing surface 3 j is formed on the outer periphery of the inner ring 32. Further, an inner rolling surface 3d is formed on the outer periphery of the inner ring 32. The inner ring 32 is fitted (externally fitted) to the small-diameter step portion 3 a of the hub ring 31, thereby forming an inner rolling surface 3 d on the outer periphery of the hub ring 31. The inner rolling surface 3d faces the aforementioned inner rolling surface 2d. In addition, the inner ring 32 is subjected to, for example, so-called quenching quenching, and is in a range of 58 to 64 HRC to the core.

転動体4は、転がり軸受構造の転動部分を構成するものである。転動体4は、例えばSUJ2等の高炭素クロム軸受鋼で構成されている。インナー側の転動体列4Rは、複数の転動体4が保持器によって環状に配置されたものである。それぞれの転動体4は、外方部材2の外側転走面2dと内方部材3の内側転走面3dの間に転動自在に介装されている。一方で、アウター側の転動体列4Rも、複数の転動体4が保持器によって環状に配置されたものである。それぞれの転動体4は、外方部材2の外側転走面2cと内方部材3の内側転走面3cの間に転動自在に介装されている。なお、転動体4は、例えば、いわゆるズブ焼入れが施され、芯部まで62〜67HRCの範囲となっている。   The rolling element 4 constitutes a rolling part of the rolling bearing structure. The rolling element 4 is made of high carbon chrome bearing steel such as SUJ2. The rolling element row 4R on the inner side is formed by arranging a plurality of rolling elements 4 in a ring shape by a cage. Each rolling element 4 is interposed between the outer rolling surface 2d of the outer member 2 and the inner rolling surface 3d of the inner member 3 so as to be freely rollable. On the other hand, the rolling element row 4R on the outer side also has a plurality of rolling elements 4 arranged in a ring shape by a cage. Each rolling element 4 is interposed between the outer rolling surface 2 c of the outer member 2 and the inner rolling surface 3 c of the inner member 3 so as to be freely rollable. In addition, the rolling element 4 is subjected to, for example, so-called quenching quenching and is in a range of 62 to 67 HRC up to the core.

インナー側シール部材5は、外方部材2と内方部材3の間に形成された環状空間Sのインナー側端部を密封するものである。但し、インナー側シール部材5については、様々な仕様が存在しており、本願の仕様に限定するものではない。また、インナー側シール部材5の代わりにキャップが取り付けられる仕様や何も取り付けられない仕様も存在する。   The inner side seal member 5 seals the inner side end portion of the annular space S formed between the outer member 2 and the inner member 3. However, the inner side seal member 5 has various specifications and is not limited to the specification of the present application. There are also specifications in which a cap can be attached instead of the inner seal member 5 and specifications in which nothing can be attached.

インナー側シール部材5は、スリンガ51を含んでいる。スリンガ51は、内輪32の封止面3jに嵌合(外嵌)される。スリンガ51は、例えば、SUS430やSUS304等のステンレス鋼板、あるいはSPCC等の冷間圧延鋼板で構成されている。スリンガ51は、円環状の鋼板がプレス加工によって変形され、軸方向断面が略L字状に折り曲げられた形状となっている。これにより、スリンガ51は、円筒状の嵌合部51aと、その端部から外輪2に向かって延びる円板状の側板部51bと、が形成されている。   The inner side seal member 5 includes a slinger 51. The slinger 51 is fitted (externally fitted) to the sealing surface 3j of the inner ring 32. The slinger 51 is made of, for example, a stainless steel plate such as SUS430 or SUS304, or a cold rolled steel plate such as SPCC. The slinger 51 has a shape in which an annular steel plate is deformed by press working and an axial cross section is bent into an approximately L shape. Thereby, the slinger 51 is formed with a cylindrical fitting portion 51 a and a disk-like side plate portion 51 b extending from the end portion toward the outer ring 2.

インナー側シール部材5は、シールリング52を含んでいる。シールリング52は、外輪2の嵌合部2aに嵌合(内嵌)される。シールリング52は、芯金53と弾性部材54で構成されている。芯金53は、例えば、SUS430やSUS304等のステンレス鋼板、あるいはSPCC等の冷間圧延鋼板で構成されている。芯金53は、円環状の鋼板がプレス加工によって変形され、軸方向断面が略L字状に折り曲げられた形状となっている。これにより、芯金53は、円筒状の嵌合部53aと、その端部から内輪32に向かって延びる円板状の側板部53bと、が形成されている。なお、嵌合部53aと側板部53bには、弾性部材54が例えば加硫接着により一体的に形成されている。   The inner side seal member 5 includes a seal ring 52. The seal ring 52 is fitted (internally fitted) into the fitting portion 2 a of the outer ring 2. The seal ring 52 includes a metal core 53 and an elastic member 54. The core metal 53 is made of, for example, a stainless steel plate such as SUS430 or SUS304, or a cold rolled steel plate such as SPCC. The core metal 53 has a shape in which an annular steel plate is deformed by press working and an axial cross section is bent into an approximately L shape. As a result, the cored bar 53 is formed with a cylindrical fitting part 53 a and a disk-shaped side plate part 53 b extending from the end part toward the inner ring 32. An elastic member 54 is integrally formed on the fitting portion 53a and the side plate portion 53b by, for example, vulcanization adhesion.

弾性部材54は、例えば、NBR(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)、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)、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の合成ゴムで構成されている。弾性部材54に形成されたシールリップ54aは、その先端部分がスリンガ51の嵌合部51aに接触している。また、シールリップ54b・54cは、その先端部分がスリンガ51の側板部51bに接触している。このようにして、インナー側シール部材5は、泥水や砂塵等の異物が環状空間Sに侵入するのを防ぐとともに、グリースが環状空間Sから漏出するのを防いでいる。   The elastic member 54 is, for example, NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), HNBR (hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber), EPDM (ethylene propylene rubber), ACM (polyacrylic rubber), FKM (fluororubber), or silicon rubber. Consists of synthetic rubber. The tip of the seal lip 54 a formed on the elastic member 54 is in contact with the fitting portion 51 a of the slinger 51. Further, the seal lips 54 b and 54 c are in contact with the side plate portion 51 b of the slinger 51 at the tip portion. In this way, the inner seal member 5 prevents foreign matters such as muddy water and dust from entering the annular space S and prevents grease from leaking out of the annular space S.

アウター側シール部材6は、外方部材2と内方部材3の間に形成された環状空間Sのアウター側端部を密封するものである。但し、アウター側シール部材6については、様々な仕様が存在しており、本願の仕様に限定するものではない。   The outer side seal member 6 seals the outer side end portion of the annular space S formed between the outer member 2 and the inner member 3. However, the outer side seal member 6 has various specifications and is not limited to the specifications of the present application.

アウター側シール部材6は、外輪2の嵌合部2bに嵌合(内嵌)される。アウター側シール部材6は、芯金62と弾性部材63で構成されている。芯金62は、例えば、SUS430やSUS304等のステンレス鋼板、あるいはSPCC等の冷間圧延鋼板で構成されている。芯金62は、円環状の鋼板がプレス加工によって変形され、軸方向断面が略L字状に折り曲げられた形状となっている。これにより、芯金62は、円筒状の嵌合部62aと、その端部からハブ輪31に向かって延びる円板状の側板部62bと、が形成されている。なお、側板部62bには、弾性部材63が例えば加硫接着により一体的に形成されている。   The outer side seal member 6 is fitted (internally fitted) into the fitting portion 2 b of the outer ring 2. The outer side seal member 6 includes a core metal 62 and an elastic member 63. The core metal 62 is made of, for example, a stainless steel plate such as SUS430 or SUS304, or a cold rolled steel plate such as SPCC. The cored bar 62 has a shape in which an annular steel plate is deformed by press working and the axial cross section is bent into an approximately L shape. As a result, the cored bar 62 is formed with a cylindrical fitting portion 62 a and a disc-shaped side plate portion 62 b extending from the end portion toward the hub wheel 31. Note that the elastic member 63 is integrally formed on the side plate portion 62b by, for example, vulcanization adhesion.

弾性部材63は、例えば、NBR(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)、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)、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の合成ゴムで構成されている。弾性部材63に形成されたシールリップ63aは、その先端部分がハブ輪31の軸面部3eに接触している。また、シールリップ63bは、その先端部分がハブ輪31の曲面部3fに接触している。更に、シールリップ63cは、その先端部分がハブ輪31の側面部3gに接触している。このようにして、アウター側シール部材6は、泥水や砂塵等の異物が環状空間Sに侵入するのを防ぐとともに、グリースが環状空間Sから漏出するのを防いでいるのである。   The elastic member 63 is, for example, NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), HNBR (hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber), EPDM (ethylene propylene rubber), ACM (polyacrylic rubber), FKM (fluororubber), or silicon rubber. Consists of synthetic rubber. The tip of the seal lip 63 a formed on the elastic member 63 is in contact with the shaft surface portion 3 e of the hub wheel 31. The tip of the seal lip 63 b is in contact with the curved surface portion 3 f of the hub wheel 31. Further, the seal lip 63 c is in contact with the side surface portion 3 g of the hub wheel 31 at the tip portion. In this way, the outer seal member 6 prevents foreign matters such as muddy water and dust from entering the annular space S and prevents grease from leaking out of the annular space S.

次に、図5および図6を用いて、ハブボルト7の特徴点について説明する。図5は、ハブボルト7の形状を示す図である。図5の(A)は、ハブボルト7の側面図であり、図5の(B)は、(A)におけるX−X部分に相当する断面図である。また、図6は、ハブボルト7の製造工程を示す図である。図6の(A)から(E)は、ハブボルト7が完成するまでの大まかな流れを表している。同時に、図7を用いて、本願発明の効果について説明する。図7は、車輪取付フランジ3hのボルト穴3iにハブボルト7が圧入されている状況を示す図である。図7の(A)は、車輪取付フランジ3hのボルト穴3iにハブボルト7が圧入されている状況を示す断面図であり、図7の(B)は、(A)におけるX−X部分に相当する断面図である。なお、本明細書において、「径方向外側」とは、ハブボルト7の中心軸Cから遠ざかる方向を表す。   Next, characteristic points of the hub bolt 7 will be described with reference to FIGS. 5 and 6. FIG. 5 is a view showing the shape of the hub bolt 7. 5A is a side view of the hub bolt 7, and FIG. 5B is a cross-sectional view corresponding to the XX portion in FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a manufacturing process of the hub bolt 7. 6A to 6E show a rough flow until the hub bolt 7 is completed. At the same time, the effect of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a view showing a state in which the hub bolt 7 is press-fitted into the bolt hole 3i of the wheel mounting flange 3h. FIG. 7A is a cross-sectional view showing a state in which the hub bolt 7 is press-fitted into the bolt hole 3i of the wheel mounting flange 3h, and FIG. 7B corresponds to the XX portion in FIG. FIG. In the present specification, “outside in the radial direction” represents a direction away from the central axis C of the hub bolt 7.

上述したように、ハブボルト7は、車輪取付フランジ3hに車輪を固定するものである。ハブボルト7は、SCr430等のクロム鋼若しくはSCM435等のクロム−モリブデン鋼で構成されている。ハブボルト7は、素材である鋼棒が軸方向に押圧され、これによって頭部71が形成される(図6の(A)参照)。そして、セレーション形成用のダイスDaに圧入されることで、軸体の大径部分にセレーション部72が形成され(図6の(B)参照)、更にネジ形成用のダイスDbに挟まれて回転されることで、軸体の小径部分にネジ部73が形成される(図6の(C)参照)。その後、ハブボルト7は、加熱炉Hoに投入され、浸炭焼入れが施される(図6の(D)参照)。これにより、ハブボルト7の表面硬度は、560〜600HVの範囲となる。加えて、ハブボルト7は、セレーション部72にのみショットピーニングによる表面硬化処理が施される(図6の(E)における※印部参照)。これにより、セレーション部72の表面硬度は、表面から20μm〜30μmの深さまで1000〜1100HVの範囲となる。こうすることで、疲労強度が高く、耐応力腐食割れ性が良好であるハブボルト7が完成する。   As described above, the hub bolt 7 fixes the wheel to the wheel mounting flange 3h. The hub bolt 7 is made of chromium steel such as SCr430 or chromium-molybdenum steel such as SCM435. As for the hub bolt 7, the steel rod which is a raw material is pressed to an axial direction, and the head 71 is formed by this (refer (A) of FIG. 6). Then, a serration portion 72 is formed in the large-diameter portion of the shaft body by being press-fitted into the serration forming die Da (see FIG. 6B), and is further sandwiched between the screw forming die Db and rotated. As a result, a threaded portion 73 is formed in the small diameter portion of the shaft body (see FIG. 6C). Thereafter, the hub bolt 7 is put into the heating furnace Ho and carburized and quenched (see FIG. 6D). Thereby, the surface hardness of the hub bolt 7 becomes the range of 560-600HV. In addition, the hub bolt 7 is subjected to surface hardening treatment by shot peening only on the serration portion 72 (see the * mark portion in FIG. 6E). Thereby, the surface hardness of the serration part 72 becomes the range of 1000-1100HV from the surface to the depth of 20 micrometers-30 micrometers. By doing so, the hub bolt 7 having high fatigue strength and good stress corrosion cracking resistance is completed.

ここで、ショットピーニングによる表面硬化処理ついて簡単に説明する。ショットピーニングは、被加工物の表面を硬化させ、かつ圧縮残留応力を保持させる表面加工方法である。具体的に説明すると、投射材と呼ばれる粒状物を投射することにより、被加工物であるハブボルト7のセレーション部72表面を塑性変形させて硬化層を形成する。このとき、変形部分が戻ろうとする弾性力を周囲部分が拘束するので、セレーション部72表面に圧縮残留応力が保持されるのである。このような表面加工方法を実施することにより、セレーション部72の表面硬度を高めるとともに圧縮残留応力を保持させることができ、疲労強度の向上や耐応力腐食割れ性の向上を実現している。なお、投射材の大きさや投射速度等は、得られる特性に影響を及ぼすものであるが、これらについては限定するものではない。   Here, the surface hardening process by shot peening will be briefly described. Shot peening is a surface processing method that hardens the surface of a workpiece and maintains compressive residual stress. Specifically, by projecting a granular material called a projecting material, the surface of the serration portion 72 of the hub bolt 7 that is a workpiece is plastically deformed to form a hardened layer. At this time, since the surrounding portion restrains the elastic force that the deformed portion tries to return, the compressive residual stress is held on the surface of the serration portion 72. By carrying out such a surface processing method, the surface hardness of the serration portion 72 can be increased and the compressive residual stress can be maintained, and the fatigue strength and the stress corrosion cracking resistance are improved. In addition, although the magnitude | size of a projection material, a projection speed, etc. influence the characteristic acquired, these are not limited.

加えて、セレーション部72の形状について簡単に説明する。セレーション部72は、車輪取付フランジ3hのボルト穴3iに圧入される大径部分を指し、中心軸Cに沿う複数の突起72pが設けられ、それぞれ隣り合う突起72pが互いに等間隔である凹凸形状(セレーション軸)となっている。本ハブボルト7において、セレーション部72は、それぞれの突起72pの断面が径方向外側に尖った先鋭形状(くさび型形状)となっている(図5の(C)参照)。そのため、突起72pは、ハブボルト7を圧入する際に、ボルト穴3iの内周面3kに食い込むこととなる(図7の(A)および(B)参照)。なお、本車輪用軸受装置1においては、車輪取付フランジ3hが炭素鋼で形成されるのに対し、ハブボルト7がクロム鋼若しくはクロム−モリブデン鋼で形成され、そのセレーション部72の表面硬度が1000〜1100HVであることから、ボルト穴3iの内周面3k全周で突起72pが潰れずに食い込むこととなる。加えて、セレーション部72の突起72pが先鋭形状であることからも、ボルト穴3iの内周面3k全周で突起72pが深く安定的に食い込むこととなる。   In addition, the shape of the serration portion 72 will be briefly described. The serration portion 72 refers to a large-diameter portion that is press-fitted into the bolt hole 3i of the wheel mounting flange 3h, and is provided with a plurality of protrusions 72p along the central axis C, and the protrusions 72p adjacent to each other are equally spaced from one another ( Serration axis). In the hub bolt 7, the serration portion 72 has a sharp shape (wedge shape) in which the cross section of each protrusion 72p is pointed radially outward (see (C) in FIG. 5). Therefore, the protrusion 72p bites into the inner peripheral surface 3k of the bolt hole 3i when the hub bolt 7 is press-fitted (see FIGS. 7A and 7B). In the wheel bearing device 1, the wheel mounting flange 3 h is formed of carbon steel, whereas the hub bolt 7 is formed of chrome steel or chrome-molybdenum steel, and the serration portion 72 has a surface hardness of 1000 to 1000. Since it is 1100HV, the protrusion 72p bites into the entire inner peripheral surface 3k of the bolt hole 3i without being crushed. In addition, since the protrusion 72p of the serration portion 72 has a sharp shape, the protrusion 72p deeply and stably bites around the entire inner peripheral surface 3k of the bolt hole 3i.

以上のように、本願発明に係る車輪用軸受装置1は、ボルト穴3iに圧入されるハブボルト7を具備している。そして、ハブボルト7は、セレーション部72にショットピーニングによる表面硬化処理が施されている。かかる車輪用軸受装置1によれば、表面硬度の差により、ボルト穴3iの内周面3kにセレーション部72の突起72pが食い込むので、ハブボルト7の空回りを防ぐことができる。また、全てのボルト穴3iの内周面3k全周で突起72pが食い込むので、ボルト穴3i周辺の歪が偏らずに車輪取付フランジ3hの変形を抑制でき、ひいては車輪取付フランジ3hの回転振れを低減できる。   As described above, the wheel bearing device 1 according to the present invention includes the hub bolt 7 that is press-fitted into the bolt hole 3i. The hub bolt 7 is subjected to surface hardening treatment by shot peening on the serration portion 72. According to the wheel bearing device 1, the protrusion 72 p of the serration portion 72 bites into the inner peripheral surface 3 k of the bolt hole 3 i due to the difference in surface hardness, so that the hub bolt 7 can be prevented from spinning freely. Further, since the protrusion 72p bites in the entire inner peripheral surface 3k of all the bolt holes 3i, the deformation of the wheel mounting flange 3h can be suppressed without causing a distortion in the periphery of the bolt hole 3i, and thus the rotational deflection of the wheel mounting flange 3h can be suppressed. Can be reduced.

また、本車輪用軸受装置1は、車輪取付フランジ3hが炭素鋼で形成されており、ハブボルト7がクロム鋼又はクロム−モリブデン鋼で形成されている。そして、セレーション部72は、表面硬度が1000HVから1100HVとなっている。かかる車輪用軸受装置1によれば、表面硬度の大きな差により、ボルト穴3iの内周面3kにセレーション部72の突起72pが潰れずに深く食い込むので、ハブボルト7の空回りを確実に防ぐことができる。また、全てのボルト穴3iの内周面3k全周で突起72pが潰れずに安定的に食い込むので、ボルト穴3i周辺の歪が偏らずに車輪取付フランジ3hの変形を確実に抑制でき、ひいては車輪取付フランジ3hの回転振れを確実に低減できる。   In the wheel bearing device 1, the wheel mounting flange 3h is made of carbon steel, and the hub bolt 7 is made of chrome steel or chrome-molybdenum steel. The serration portion 72 has a surface hardness of 1000 HV to 1100 HV. According to such a wheel bearing device 1, the protrusion 72 p of the serration portion 72 bites into the inner peripheral surface 3 k of the bolt hole 3 i deeply without being crushed due to a large difference in surface hardness. it can. In addition, since the protrusion 72p bites stably without being crushed on the entire inner peripheral surface 3k of all the bolt holes 3i, the deformation of the wheel mounting flange 3h can be reliably suppressed without causing distortion in the periphery of the bolt holes 3i, and thus The rotational runout of the wheel mounting flange 3h can be reliably reduced.

更に、本車輪用軸受装置1において、セレーション部72は、それぞれの突起72pの断面が径方向外側に尖った先鋭形状となっている。かかる車輪用軸受装置1によれば、ボルト穴3iの内周面3kにセレーション部72の突起72pが深く食い込むので、ハブボルト7の空回りを確実に防ぐことができる。また、全てのボルト穴3iの内周面3k全周で突起72pが安定的に食い込むので、ボルト穴3i周辺の歪が偏らずに車輪取付フランジ3hの変形を確実に抑制でき、ひいては車輪取付フランジ3hの回転振れを確実に低減できる。   Further, in the wheel bearing device 1, the serration portion 72 has a sharp shape in which the cross section of each protrusion 72 p is pointed radially outward. According to such a wheel bearing device 1, since the protrusion 72 p of the serration portion 72 deeply bites into the inner peripheral surface 3 k of the bolt hole 3 i, the idle rotation of the hub bolt 7 can be reliably prevented. Further, since the protrusion 72p stably bites in the entire inner peripheral surface 3k of all the bolt holes 3i, the deformation of the wheel mounting flange 3h can be surely suppressed without distortion in the periphery of the bolt hole 3i, and consequently the wheel mounting flange. The rotational runout of 3h can be reliably reduced.

本願発明に係る車輪用軸受装置1は、内方部材3として一つの内輪32が嵌合されたハブ輪31を備え、ナックル取付フランジを有している外方部材2と内方部材3である内輪31とハブ輪32の嵌合体で構成された内輪回転仕様の第3世代構造としているが、これに限定するものではない。例えば、内方部材として一つの内輪が嵌合された支持軸を備え、外方部材がハブ輪として形成されており、この外方部材であるハブ輪と内方部材である内輪と支持軸の嵌合体で構成された外輪回転仕様の第3世代構造であってもよい。更に、ナックル取付フランジを有している外方部材と内方部材である一対の内輪で構成され、この一対の内輪がハブ輪の外周に嵌合される内輪回転仕様の第2世代構造であってもよい。また、外方部材がハブ輪として形成されており、この外方部材であるハブ輪と内方部材である一対の内輪で構成された外輪回転仕様の第2世代構造であってもよい。更に、外方部材である外輪と内方部材である一対の内輪で構成され、外輪がハウジングの内周に嵌合される第1世代構造であってもよい。   The wheel bearing device 1 according to the present invention includes an outer member 2 and an inner member 3 each having a hub ring 31 fitted with one inner ring 32 as the inner member 3 and having a knuckle mounting flange. Although it is set as the 3rd generation structure of the inner ring | wheel rotation specification comprised by the fitting body of the inner ring | wheel 31 and the hub ring | wheel 32, it is not limited to this. For example, a support shaft in which one inner ring is fitted as an inner member is provided, and the outer member is formed as a hub ring. The hub ring that is the outer member, the inner ring that is the inner member, and the support shaft It may be a third generation structure of an outer ring rotation specification constituted by a fitting body. In addition, the outer ring has a knuckle mounting flange and a pair of inner rings which are inner members, and this pair of inner rings is a second generation structure of an inner ring rotation specification in which the outer rings are fitted to the outer periphery of the hub ring. May be. Further, the outer member may be formed as a hub ring, and a second generation structure of an outer ring rotation specification constituted by a hub ring as the outer member and a pair of inner rings as the inner members may be used. Further, it may be a first generation structure that includes an outer ring that is an outer member and a pair of inner rings that are inner members, and the outer ring is fitted to the inner periphery of the housing.

1 車輪用軸受装置
2 外方部材
2c 外側転走面
2d 外側転走面
3 内方部材
31 ハブ輪
32 内輪
3c 内側転走面
3d 内側転走面
3h 車輪取付フランジ
3i ボルト穴
3k 内周面
4 転動体
7 ハブボルト
71 頭部
72 セレーション部
72p 突起
73 ネジ部
A 回転軸
C 中心軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wheel bearing apparatus 2 Outer member 2c Outer rolling surface 2d Outer rolling surface 3 Inner member 31 Hub wheel 32 Inner ring 3c Inner rolling surface 3d Inner rolling surface 3h Wheel mounting flange 3i Bolt hole 3k Inner peripheral surface 4 Rolling element 7 Hub bolt 71 Head 72 Serration part 72p Protrusion 73 Screw part A Rotation axis C Center axis

Claims (3)

内周に外側転走面が形成された外方部材と、
外周に内側転走面が形成された内方部材と、
前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの転走面間に介装される複数の転動体と、を備え、
前記外方部材若しくは前記内方部材のいずれか一方に車輪取付フランジが形成されるとともに、当該車輪取付フランジの回転軸を中心とする同心円上に複数のボルト穴が設けられている車輪用軸受装置において、
前記ボルト穴に圧入されるハブボルトを具備し、
前記ハブボルトは、セレーション部にショットピーニングによる表面硬化処理が施されている、ことを特徴とする車輪用軸受装置。
An outer member having an outer rolling surface formed on the inner periphery;
An inner member having an inner rolling surface formed on the outer periphery;
A plurality of rolling elements interposed between the rolling surfaces of the outer member and the inner member,
A wheel bearing device in which a wheel mounting flange is formed on one of the outer member and the inner member, and a plurality of bolt holes are provided on concentric circles centering on the rotation axis of the wheel mounting flange. In
Comprising a hub bolt press-fitted into the bolt hole;
The hub bolt is a bearing device for wheels, wherein the serration portion is subjected to surface hardening treatment by shot peening.
前記車輪取付フランジが炭素鋼で形成されており、
前記ハブボルトがクロム鋼若しくはクロム−モリブデン鋼で形成されており、
前記セレーション部は、表面硬度が1000HVから1100HVとなっている、ことを特徴とする請求項1に記載の車輪用軸受装置。
The wheel mounting flange is formed of carbon steel;
The hub bolt is formed of chromium steel or chromium-molybdenum steel;
2. The wheel bearing device according to claim 1, wherein the serration portion has a surface hardness of 1000 HV to 1100 HV.
前記セレーション部は、それぞれの突起の断面が径方向外側に尖った先鋭形状となっている、ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の車輪用軸受装置。   The wheel bearing device according to claim 1, wherein the serration portion has a sharp shape in which a cross section of each protrusion is pointed radially outward.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111519009A (en) * 2020-05-11 2020-08-11 中航飞机起落架有限责任公司 Pneumatic shot blasting part surface strengthening device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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