JP2023039458A - Wheel bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪軸受装置、特に、車両の走行状況に応じて適切な軸受予圧と剛性を確保して耐久性の向上を図った車輪用軸受装置に関する。 The present invention relates to a wheel bearing device for rotatably supporting a wheel of an automobile or the like with respect to a suspension system, and in particular, a wheel designed to improve durability by securing appropriate bearing preload and rigidity according to the traveling conditions of the vehicle. It relates to a bearing device for
車輪用軸受装置において、従来、例えば、図5及び図6に示すように、直進時の適正予圧を確保すると共に、旋回時における軸受剛性を確保して耐久性の向上を図ったものが知られている(特許文献1)。 Conventionally, as shown in FIGS. 5 and 6, there has been known a bearing device for a wheel that secures an appropriate preload when traveling straight and secures bearing rigidity when turning to improve durability. (Patent Document 1).
図5に示すものは従動輪側における第3世代の車輪用軸受装置と称されるものであって、内方部材と外方部材共にフランジを一体に有し、複列の転がり軸受における一方の内側転走面がハブ輪に直接形成され、他方の内側転走面がハブ輪に圧入された別体の内輪に形成されている。 The one shown in FIG. 5 is what is called a third-generation wheel bearing device on the driven wheel side. An inner raceway surface is formed directly on the hub ring, and the other inner raceway surface is formed on a separate inner ring that is press-fitted into the hub ring.
図5に示す車輪用軸受装置は、内方部材21と外方部材22、および両部材21、22間に転動自在に収容された複列のボール23、23とを備えている。内方部材21は、ハブ輪24と、このハブ輪24に外嵌された別体の内輪25とからなる。ハブ輪24は、アウトボード側の端部に車輪取付けフランジ26を一体に有し、この車輪取付けフランジ26の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト27が植設されている。
The wheel bearing device shown in FIG. 5 includes an
また、ハブ輪24の外周には内側転走面24aと、この内側転走面24aから軸方向に延びる円筒状の小径段部24bが形成されている。そして、外周に内側転走面25aが形成された内輪25がこの小径段部24bに圧入され、さらに、小径段部24bの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部24cにより、ハブ輪24に対して内輪25が軸方向へ抜けるのを防止している。
Further, an
外方部材22は、外周に車体取付けフランジ22bを一体に有し、内周には複列の外側転走面22a、22aが形成されている。そして、それぞれの転走面22a、24aと22a、25a間に複列のボール23、23が図6に示す所定の接触角αが付与された状態で保持器28、28を介して転動自在に収容されている。また、外方部材22の端部にはシール装置29、30が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩を防止すると共に、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
ところで、内輪25には予圧が負荷され、所定の接触角αをもってボール23、23と接触するように構成されている。しかし、旋回時等では、軸受にモーメント荷重が負荷され、初期予圧に対し一方の列の予圧が抜け、他方の面圧が厳しくなる場合がある。
かかる課題を解決するために、図6(特許文献1の図2)に示すように、車両の定常走行(直進)時においては、初期の接触角αにてボール23と接触点Pで所定の予圧量をもって接触し、また、モーメント荷重が負荷される車両の旋回時においては、接触角α1にてボール23と接触点P0で所定の予圧量でもって接触するようにして、直進時及び旋回時の適正予圧を確保すると共に、耐久性を図るために、内輪25の内側転走面25aが2つの曲率半径r、r1からなる円弧状に形成することが開示されている。すなわち、特許文献1において、内輪25の内側転走面25aは、初期の接触角αにてボール23と接触する接触点Pの近傍から溝底に亙って形成された曲率半径rと、接触点の近傍から大外径に亙って形成された曲率半径r1とで構成されている。
By the way, the
In order to solve this problem, as shown in FIG. 6 (FIG. 2 of Patent Document 1), when the vehicle is in steady running (straight ahead), the contact point P with the
ところが、図6において、内輪25の内側転走面25aに、2つの異なる曲率半径を持たせることは加工する際の工数が増え、コスト面からは現実には実施することが困難である。
However, in FIG. 6, providing the
そこで、この発明は、内輪の内側転走面に特別な加工、寸法管理を施すことなく、軸受装置状態において、2つの異なる曲率半径を持たせることができる車輪用軸受装置を提供しようとするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a wheel bearing assembly capable of having two different radii of curvature in the state of the bearing assembly without subjecting the inner raceway surface of the inner ring to special processing or dimensional control. is.
前記の課題を解決するこの発明の車輪用軸受装置は、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、外周にこれら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方部材と、前記両転走面間に転動自在に収容された複列のボールとを備え、内方部材は、ハブ輪と、このハブ輪に外嵌された別体の内輪とからなり、ハブ輪の外周には内側転走面と、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、外周に内側転走面が形成された内輪が前記小径段部に圧入され、小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部により、ハブ輪に対して内輪が軸方向へ抜けるのを防止している車輪用軸受装置において、前記内輪の内径面のインナ側に大径側に凹む段差薄肉部を設け、この段差薄肉部に前記加締部を嵌め入れ、内輪外周の内側転走面の大径側に、小径側の曲率半径R1より大きな曲率半径R2を持たせたことを特徴とする。 The wheel bearing device of the present invention, which solves the above problems, comprises an outer member integrally formed with a double-row outer raceway surface on the inner circumference, and a double-row outer member on the outer circumference facing the double-row outer raceway surface. An inner member having rows of inner raceway surfaces formed thereon, and double-row balls housed between the raceway surfaces so as to be free to roll. The outer circumference of the hub wheel is formed with an inner raceway surface and a cylindrical small-diameter stepped portion extending axially from the inner raceway surface. is press-fitted into the small-diameter stepped portion, and the crimping portion formed by plastically deforming the end of the small-diameter stepped portion radially outward prevents the inner ring from slipping out of the hub wheel in the axial direction. In a wheel bearing device that prevents rolling, a thin stepped portion recessed toward the large diameter side is provided on the inner side of the inner diameter surface of the inner ring, and the caulking portion is fitted into the thin stepped portion, and the inner raceway surface of the outer circumference of the inner ring is provided. is given a larger radius of curvature R2 than the radius of curvature R1 of the smaller side.
前記内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部は、内輪が圧入される焼き入れ部と、前記加締部を形成する未焼き入れ部とからなる。すなわち、圧入部は焼入れされ、加締部は、熱処理が施されていないようにする。 The cylindrical small-diameter stepped portion axially extending from the inner raceway surface is composed of a hardened portion into which the inner ring is press-fitted and an unhardened portion forming the caulked portion. That is, the press-fit portion is quenched and the crimped portion is not heat treated.
前記内輪の内径面のインナ側に設けられた大径側に凹む段差薄肉部の内径は、内輪のアウタ側外径よりも小径とする。内径が大きすぎると加締め量を大きくする必要があり、応力により内輪が破損するおそれがあるためである。 The inner diameter of the step thin wall portion recessed toward the large diameter side provided on the inner side of the inner diameter surface of the inner ring is smaller than the outer diameter of the inner ring on the outer side. This is because if the inner diameter is too large, the amount of crimping must be increased, and the stress may damage the inner ring.
また、前記内輪の段差薄肉部と内輪のアウタ側の内径面とを円弧部によって接続した部分は接触角αとの延長線よりインナ側にする。あまりアウトボード側に円弧部があると、R1の形状が崩れてしまい、狙いのRが得られないためである。 Further, the portion where the stepped thin wall portion of the inner ring and the inner diameter surface of the inner ring on the outer side are connected by the arc portion is located on the inner side from the extended line of the contact angle α. This is because if the arc portion is too far on the outboard side, the shape of R1 will be lost, and the target R cannot be obtained.
以上のように、この発明に係る車輪軸受装置は、内輪の内径面のインナ側に、大径側に凹む段差薄肉部を設け、この段差薄肉部に、ハブ輪の小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させた加締部を嵌め入れて、内輪をハブ輪の小径段部に抜け止めする際に、内輪の内側転走面の大径側が、小径側の曲率半径R1より大きな曲率半径R2になるように湾曲する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the wheel bearing device according to the present invention is provided with a thin stepped portion recessed toward the large diameter side on the inner side of the inner diameter surface of the inner ring. When the inner ring is retained on the small-diameter stepped portion of the hub wheel by fitting the caulked portion that is plastically deformed radially outward, the large-diameter side of the inner raceway surface of the inner ring is less than the radius of curvature R1 of the small-diameter side. It is curved so as to have a large radius of curvature R2.
したがって、内輪の外周の内側転走面は、単一の曲率半径R1で仕上げておけばよいので、加工工数を増やすことなく、軸受装置の状態で内輪の外周の内側転走面に、2つの曲率半径を持たせることができる。 Therefore, the inner raceway surface of the outer circumference of the inner ring can be finished with a single radius of curvature R1. It can have a radius of curvature.
また、内輪の内径面のインナ側に、大径側に凹む段差薄肉部を設けることにより、軽量化も図ることができる。 Further, by providing a stepped thin wall portion recessed toward the large diameter side on the inner side of the inner diameter surface of the inner ring, weight reduction can be achieved.
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、この発明に係る車輪用軸受装置の実施形態を示す縦断面図、図2は、ハブ輪の小径段部の端部を加締める前の状態を示す部分拡大図、図3は、ハブ輪の小径段部の端部を加締めた後の状態で、車両直進時におけるボールと内輪の内側転走面との関係を示す部分拡大図、図4は、ハブ輪の小径段部の端部を加締めた後の状態で、車両旋回によるモーメント荷重負荷時におけるボールと内輪の内側転走面との関係を示す部分拡大図である。 FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a wheel bearing device according to the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged view showing a state before caulking the end of the small diameter stepped portion of the hub wheel, and FIG. Fig. 4 is a partially enlarged view showing the relationship between the balls and the inner raceway surface of the inner ring when the vehicle is traveling straight after the end of the small diameter stepped portion of the hub wheel has been crimped. FIG. 5 is a partial enlarged view showing the relationship between the balls and the inner raceway surface of the inner ring when a moment load is applied due to turning of the vehicle after crimping the ends.
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側(図1の左側)、中央寄り側をインナ側(図1の右側)という。 In the following description, the side closer to the outside of the vehicle when assembled to the vehicle is called the outer side (left side in FIG. 1), and the side closer to the center is called the inner side (right side in FIG. 1).
図1の車輪用軸受装置は、駆動輪側における第3世代と称され、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複列のボール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に外嵌された別体の内輪5とからなる。
The wheel bearing device of FIG. 1 is called the third generation on the driving wheel side, and includes an
ハブ輪4は、アウタ側の端部に車輪(図示せず)を取り付けるための車輪取付けフランジ6を一体に有し、この車輪取付けフランジ6の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト7が植設されている。なお、ハブボルトを植設せずフランジ6にねじ穴加工し、ホイールボルトを採用してもよい。
The
ハブ輪4の外周には、アウタ側(一方)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小径段部4bが形成されている。そして、外周に内側転走面5aが形成された内輪5がこの小径段部4bに所定のシメシロを介して圧入され、小径段部4bの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部4cにより、所定の軸受予圧が付与された状態で、ハブ輪4に対して内輪5が軸方向に固定されている。
The outer circumference of the
外方部材2は、外周に車体(図示せず)に取り付けるための車体取付けフランジ2bを一体に有し、内周に前記内側転走面4a、5aに対向する複列の外側転走面2a、2aが一体に形成されている。そして、それぞれの転走面4a、2aと5a、2a間に複列のボール3、3が図2に示す初期の接触角αが付与された状態で保持器8、8を介して転動自在に収容されている。また、内方部材1と外方部材2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を防止すると共に、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
前記内輪5は、内径面のインナ側に大径側に凹む段差薄肉部5bを設け、この段差薄肉部5bに、ハブ輪4の小径段部4bの端部を径方向外方に塑性変形させた加締部4cを嵌め入れて、内輪5をハブ輪4の小径段部4bに抜け止めしている。
The
前記加締部4cを形成するためには、前記内側転走面4aから軸方向に延びる円筒状の小径段部4bは、内輪5が圧入される焼き入れ部と、前記加締部4cを形成する未焼き入れ部とからなる。
In order to form the caulked
内輪5の内径面のアウタ側と段差薄肉部5bとは円弧部5cによって接続され、この円弧部5cによって、加締部4cによる加締め固定の際の応力集中を緩和している。内輪5の段差薄肉部5bの円弧部5cは、加締部4cの加締め加工を施す際に起点となり、内輪5の内側転走面5aの大径側が、小径側の曲率半径R1より大きな曲率半径R2になるように湾曲する。
The outer side of the inner diameter surface of the
図2は、ハブ輪4の小径段部4bの端部のインナ側端部を径方向外方に塑性変形させて内輪5の段差薄肉部5bに対して加締める前の状態を示しており、ハブ輪4の小径段部4bの端部のインナ側端部には、加締部4cを形成しやすくするために薄肉部4dを設けている。
FIG. 2 shows a state before the inner side end of the small diameter stepped
前記内輪5の内径面のインナ側に設けられた大径側に凹む段差薄肉部5bの内径は、内輪5のアウタ側外径よりも小径にしている。内径が大きすぎると加締め量を大きくする必要があり、応力により内輪5が破損するおそれがあるためである。
The inner diameter of the stepped
また、前記内輪5の段差薄肉部5bと内輪5のアウタ側の内径面とを円弧部によって接続した部分は接触角αとの延長線よりインナ側にする。あまりアウトボード側に円弧部があると、R1の形状が崩れてしまい、狙いのRが得られないためである。
Further, the portion where the thin stepped
内輪5の外周の内側転走面5aは、加締部4cによってハブ輪4の小径段部4bに対して抜け止め加工される前の状態において、図2に示すように、単一の曲率半径R1で仕上げられている。この状態が転走面5aと2a間にボール3が初期の接触角αを付与された状態である。
The
そして、図3に示すように、ハブ輪4の小径段部4bの端部のインナ側端部を径方向外方に塑性変形させて内輪5の段差薄肉部5bに対して加締めると、その加締め力によって内輪5の大径側が、段差薄肉部5bの円弧部5cを起点に湾曲し、内輪5の大径側の内側転走面5aのインナ側の一部の曲率半径が当初のR1よりも大きな曲率半径R2になり、内輪5の外周の内側転走面5aは、小径側(アウタ側)が当初の曲率半径R1で、大径側(インナ側)がR1よりも大きな曲率半径R2、すなわちR1<R2の2つの異なる曲率半径を持つように成形される。
Then, as shown in FIG. 3, when the inner side end of the small diameter stepped
内輪5は、段差薄肉部5bの円弧部5cを起点に湾曲するため、段差薄肉部5bの円弧部5cの肉厚は、強度保持のため、少なくとも9mm以上にすることが好ましい。
Since the
このように、内輪5の外周の内側転走面5aは、加締め固定により、2つの異なる曲率半径を持ち、図2に示すように、初期の接触角αにて小径側の当初の曲率半径R1の接触点で所定の予圧量をもつように内輪5には予圧が負荷される。
In this way, the
したがって、車両の定常走行(直進)時においては、図3に示すように、所定の接触角αをもって曲率半径R1の部分で内輪5とボール3とが接触する。
Therefore, during normal running (straight running) of the vehicle, as shown in FIG. 3, the
そして、車両旋回によってモーメント荷重が負荷された時には、図4に示すように、接触角がα1になり、内側転走面5aのうちの大径側の曲率半径R2の部分でボール3が接触するので、予圧抜けが防止され、耐久性を維持することができる。 When a moment load is applied due to turning of the vehicle, the contact angle becomes α1 as shown in FIG. Therefore, loss of preload is prevented, and durability can be maintained.
以上のように、内輪5の外周の内側転走面5aは、ハブ輪4に加締め固定する前に、単一の曲率半径で仕上げ、ハブ輪4に加締め固定することによって、内側転走面5aに曲率半径の異なる2つの内側転走面5aが成形されるので、加工工程を増加させることなく2つの異なる曲率半径を持った内側転走面5aを形成することができる。
As described above, the
また、内輪5は、大径側に凹む段差薄肉部5bを設けているので、段差薄肉部5bの分だけ、内輪5を軽量化することができる。
Further, since the
この発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々の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、および範囲内の全ての変更を含む。 The present invention is by no means limited to the above-described embodiments, and can of course be embodied in various forms without departing from the gist of the present invention. and includes equivalents and all changes within the scope of the claims.
1:内方部材
2:外方部材
2a:外側転走面
3:ボール
4:ハブ輪
4a:内側転走面
4b:小径段部
4c:加締部
4d:薄肉部
5:内輪
5a:内側転走面
5b:段差薄肉部
5c:円弧部
1: Inner member 2:
Claims (5)
5. The wheel according to any one of claims 1 to 4, wherein a portion where the stepped thin wall portion of the inner ring and the inner diameter surface on the outer side of the inner ring are connected by a circular arc portion is on the inner side from an extension line of the contact angle α. bearing device.
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