JP3134109U

JP3134109U - ハブユニット軸受

Info

Publication number: JP3134109U
Application number: JP2007003813U
Authority: JP
Inventors: 尾崎正和; 中島祐樹
Original assignee: オザック精工株式会社
Priority date: 2007-05-24
Filing date: 2007-05-24
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2017-05-24

Abstract

【課題】組立作業を容易にし部品点数を少なくするため、ハブユニット軸受８の外輪部１０と内輪部３０の主たる部分はそれぞれ一体に作られていた。これらは、ボール転動体２０と点接触しなければならないため、硬度大の高炭素クロム軸受鋼を用いるのが望ましい。しかしこれは形状加工のため鍛造加工をする際に割れ易いので、それより硬度小の軸受鋼を用いていたが、これで外輪部，内輪部のほぼ全部を作ると単価が高くなっていた。
【解決手段】外輪部１０は、ボール転動体２０と接触する円筒部分である外輪部圧入体１２と、それ以外の部分である外輪部本体１１から成るものとし、外輪部圧入体１２のみを高炭素クロム軸受鋼製として外輪部本体１１に嵌合圧入して構成する。内輪部３０は、ボール転動体２０と接触する円筒部分である内輪部圧入体３２と、それ以外の部分である内輪部本体３１から成るものとし、内輪部圧入体３２のみを高炭素クロム軸受鋼製として内輪部本体３１に嵌合圧入して構成する。
【選択図】図１

Description

本考案は、自動車の車輪に用いられるハブユニット軸受に関するものである。

自動車の車輪は、支持アームを介して車体に取り付けられている状態を維持しつつ、タイヤは自由に回転する必要がある。それを可能にするためのものがハブユニット軸受である。
図４は、従来のハブユニット軸受を示す図である。図４において、１は回転軸、２はジョイント部、３，４は支持アーム、５はタイヤ、６はディスクホイール、７はディスクロータ、８はハブユニット軸受、１０は外輪部、２０はボール転動体、３０は内輪部、３０Ａは内輪部主体、３０Ｂは内輪部補助体、３７はフランジ、４０はハブ軸体、４１は取付ねじである。

ハブユニット軸受８の主なる構成要素は、外輪部１０，ボール転動体２０，内輪部３０，ハブ軸体４０等である。
外輪部１０には支持アーム３，４が接続され、これらを介し、ハブユニット軸受８は車体（図示せず）に取り付けられている。
一方、内輪部３０は、内輪部主体３０Ａと内輪部補助体３０Ｂとから成り、内輪部補助体３０Ｂは内輪部主体３０Ａの円筒部の先端に嵌合圧入される。内輪部主体３０Ａのフランジ３７には、取付ねじ４１によりディスクホイール６およびディスクロータ７が取り付けられている。更に、内輪部３０にはハブ軸体４０が一体に取り付けられ、ハブ軸体４０はジョイント部２を介して回転軸１と接続されている。

外輪部１０と内輪部３０との間にはボール転動体２０が介在させられているから、内輪部３０は外輪部１０に対して滑らかに回転することが出来る。もしこの車輪が駆動輪であれば、エンジンの回転力が回転軸１→ジョイント部２→ハブ軸体４０→内輪部３０→ディスクホイール６→タイヤ５へと伝えられ、タイヤ５が回転する。もし従動輪であれば、タイヤ５の回転力がタイヤ５→ディスクホイール６→内輪部３０→ハブ軸体４０→ジョイント部２→回転軸１へと伝えられ、回転軸１が回転する。

このような従来のハブユニット軸受においては、製造時の組立作業を簡単化したり部品点数を少なくしたりするため、出来るだけ部品を一体化することが行われている。
例えば、ボール転動体２０から見て外方にある部分は、一体に形成された外輪部１０で構成されているし、内方にある部分も、ハブ軸体４０や内輪部補助体３０Ｂは一体にされていないが、他の部分は内輪部主体３０Ａとして一体に構成されている。
特開平１０−１８１３０４号公報

ボール転動体２０との接触は点接触で行われるから、接触する相手方部分は、凹凸が出来ないような硬度大の金属でなければならない。そのため、ボール転動体２０と接触する外輪部１０全体も内輪部３０全体も、本来なら硬度が極めて大の高炭素クロム軸受鋼で作るのが望ましい。
しかし、高炭素クロム軸受鋼には次のような欠点があった。
（１）硬度大であるため金型の磨耗が激しい。
（２）外輪部１０や内輪部３０を所定の形状に加工するために鍛造加工をする必要があるが、カーボン含有量が大であるので割れ易く、鍛造加工がしにくい。
（３）高炭素クロム軸受鋼を作るには面倒な熱処理等をしなければならず、単価が高い。そこで、硬度が劣る高炭素軸受鋼（例えばＳ５５Ｃ）を用いて、外輪部１０，内輪部３０が作られていた。しかし、程度は少し軽減されているとは言え、カーボン量が相当量含有されていて鍛造加工がしにくいとか、やはり熱処理等を経て作られるので単価が高いとかといった欠点は依然として残っていた。
本考案は、以上のような問題点を解決することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本考案では、ボール転動体を介して対向配設される内輪部と外輪部とを具える自動車車輪用のハブユニット軸受において、該内輪部と外輪部の内、ボール転動体と接触する各円筒状部分のみを硬度大の高炭素クロム軸受鋼製とすることとした。
また、ボール転動体を介して対向配設される内輪部と外輪部とを具える自動車車輪用のハブユニット軸受において、前記内輪部は、高炭素クロム軸受鋼のような高炭素鋼でなく冷間鍛造が容易な車両用鉄材で作られ円筒部とフランジとから成る内輪部本体の該円筒部の外周に、高炭素クロム軸受鋼で円筒状に作られ内面に軸方向のセレーションキーが施された２つの内輪部圧入体が隣接して嵌合圧入され、それら２つの内輪部圧入体の外周に転動体溝が設けられた構成とする。そして、前記外輪部は、高炭素クロム軸受鋼のような高炭素鋼でなく冷間鍛造が容易な車両用鉄材で作られた円筒状の外輪部本体の円筒孔内に、高炭素クロム軸受鋼で円筒状に作られ外面に軸方向のセレーションキーが施された外輪部圧入体が嵌合圧入され、かつ前記外輪部本体の軸方向両端の内周側を加締て軸方向の固定がなされ、該外輪部圧入体の内周に転動体溝が設けられた構成とする。

本考案のハブユニット軸受によれば、次のような効果を奏する。
（１）外輪部および内輪部の内、ボール転動体と接触する円筒部分のみに高炭素クロム軸受鋼を用いる構成としたので、単価の高い高炭素クロム軸受鋼の使用量を少なくすることが出来る。
（２）前記円筒部分以外の部分には高炭素クロム軸受鋼より硬度小の金属（従って、カーボン含有量が少ない金属）を用いることが出来るので、割れにくく、鍛造加工がし易くなり、加工経費の大幅なコストダウンを図ることが出来る。
（３）ボールが転走する部分にベアリング性能の保証に最適な高炭素クロム軸受鋼を使用するので、寿命も長く信頼性の高いハブユニット軸受を得ることが出来る（従来は、加工性に配慮して硬度が劣る高炭素軸受鋼を用いていたので、寿命もそう長くはなく、信頼性も劣っていた。）。

以下、本考案の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本考案にかかわるハブユニット軸受を示す図である。図１において、符号は図４のものに対応し、１１は外輪部本体、１２は外輪部圧入体、３１は内輪部本体、３２Ａ，３２Ｂは内輪部圧入体である。図４と同じ符号のものは図４と同様のものであるので、それらについての説明は省略する。

構造上、図４の従来例と相違する第１の点は、外輪部１０を、ボール転動体２０と接触する円筒部分である外輪部圧入体１２と、それ以外の部分である外輪部本体１１とに分け、両者を合体して外輪部１０を構成したという点である。合体は、まず外輪部本体１１に外輪部圧入体１２を嵌合圧入し、次に外輪部本体１１の両端部を加締て、軸長方向に動かないよう固定するということにより行う。
第２の相違点は、内輪部３０を、ボール転動体２０と接触する円筒部分を構成する２つの内輪部圧入体３２Ａ，３２Ｂと、それ以外の部分である内輪部本体３１とに分け、両者を合体して内輪部３０を構成したという点である。合体は、内輪部本体３１に、内輪部圧入体３２Ｂ，３２Ａを順次嵌合圧入することにより行う。
第３の相違点は、硬度大の高炭素クロム軸受鋼で作るのは外輪部圧入体１２と内輪部圧入体３２Ａ，３２Ｂのみにしたという点である（他の部分は、それより硬度小で冷間鍛造が容易な車両用鉄材で作る）。

図２は、外輪部の構造を説明する図である。符号は図１のものに対応し、１３はセレーションキー、１４，１５は円筒孔、１６はブラケット、１７は転動体溝である。外輪部本体１１および外輪部圧入体１２の形状は、基本的には円筒状をしている。図２（１）は嵌合圧入前の状態を示し、（２）は嵌合圧入後の状態を示している。
外輪部圧入体１２は、高炭素クロム軸受鋼で円筒状に作られ、熱処理が施されている。その円筒の長さは、外輪部本体１１の円筒の長さより少し短くされる。嵌合圧入後に外輪部本体１１の両端の内周側を加締るので、その余地を残すためである。外輪部圧入体１２の厚さは、ボール転動体２０との接触力に充分耐え得る厚さとされる。
外輪部圧入体１２の円筒外面には、円筒の軸方向（長さ方向）にセレーションキー１３を施しておく。また円筒内面には、周方向に転動体溝１７を粗加工しておく。転動体溝１７の数および形成位置は、後述する内輪部３０の転動体溝（図３の３８Ａ，３８Ｂ）の数および形成位置に対応したものとしておく。

外輪部本体１１は、高炭素クロム軸受鋼のような高炭素鋼でなく冷間鍛造が容易な車両用鉄材で円筒状に作られる。ブラケット１６は、支持アーム３，４等の取付けの便宜のため、必要に応じて適宜の位置に設けられている。
このような外輪部本体１１の円筒孔１５に、前記のような外輪部圧入体１２を矢印Ａのように嵌合圧入する。外輪部圧入体１２は硬度大の高炭素クロム軸受鋼で出来ており、外輪部本体１１は硬度小の車両用鉄材で出来ているので、嵌合圧入の際、外輪部圧入体１２の円筒外面上のセレーションキー１３は、外輪部本体１１の円筒孔１５の内面に僅かに食い込む形となる。そのため、外輪部本体１１と外輪部圧入体１２とが強固に一体化される共に、外輪部圧入体１２が外輪部本体１１の中で周方向に回転することが確実に阻止される。
なお、先にも述べたが、外輪部本体１１の軸長方向の長さは外輪部圧入体１２より少し長くされており、前記の嵌合圧入後にその両端の内周側を加締て、外輪部圧入体１２が軸長方向へ移動することがないよう固定する。

一体化した後、図２（２）に示すように、嵌合圧入した熱処理後の外輪部圧入体１２の転動体溝１７を、仕上加工する。この転動体溝１７は、ボール転動体２０を転動させる溝であるので、滑らかに転動させるためには高精度に仕上げる必要があるからである。もし嵌合圧入前に転動体溝１７を仕上加工までしておくと、嵌合圧入時に加えられる力により歪みを生じ、精度が悪くなってしまう恐れがある。従って、嵌合圧入前は粗加工に留めておき、嵌合圧入後に仕上加工をする方が良い。

図３は、内輪部の構造を説明する図である。符号は図１のものに対応し、３３Ａ，３３Ｂはセレーションキー、３４，３５は円筒孔、３６は円筒部、３７はフランジ、３８Ａ，３８Ｂは転動体溝である。２つの内輪部圧入体３２Ａ，３２Ｂの形状は円筒状であり、内輪部本体３１は円筒部３６とその一端に直角に設けられたフランジ３７とで構成される。図３（１）は嵌合圧入前の状態を示し、（２）は嵌合圧入後の状態を示している。
内輪部圧入体３２Ａ，３２Ｂは、高炭素クロム軸受鋼でそれぞれ円筒状に作られる。両者の円筒の長さの合計は、前記した外輪部圧入体１２の長さと略同じにされ、厚さはボール転動体２０との接触力に充分耐え得る厚さとされる。
内輪部圧入体３２Ａ，３２Ｂの円筒内面には、円筒の軸方向にそれぞれセレーションキー３３Ａ，３３Ｂを施しておく。円筒外面には、周方向にそれぞれ転動体溝３８Ａ，３８Ｂを、粗加工により形成しておく。

内輪部本体３１は、高炭素クロム軸受鋼のような高炭素鋼でなく冷間鍛造が容易な車両用鉄材で円筒状に作られる。フランジ３７は、図１のディスクホイール６等を取り付けるためのものであるが、紙面節約のため、図３では円筒部３６近くの僅かの部分のみ描き、他は省略してある。
内輪部本体３１の円筒部３６の外周面に対し、前記のような２つの内輪部圧入体３２Ａ，３２Ｂを、３２Ｂ，３２Ａの順に矢印Ｂのように嵌合圧入する。内輪部圧入体３２Ａ，３２Ｂは硬度大の高炭素クロム軸受鋼で出来ており、内輪部本体３１は硬度小の車両用鉄材で出来ているので、嵌合圧入の際、内輪部圧入体３２の円筒内面上のセレーションキー３３Ａ，３３Ｂは、内輪部本体３１の円筒外面に僅かに食い込む形となる。そのため、内輪部本体３１と内輪部圧入体３２Ａ，３２Ｂとが強固に一体化される共に、内輪部圧入体３２Ａ，３２Ｂが内輪部本体３１の外周上で周方向に回転することが確実に阻止される。

一体化した後、図３（２）に示すように、内輪部圧入体３２Ａ，３２Ｂの外周の粗加工してあった転動体溝３８Ａ，３８Ｂの仕上加工を行う。この転動体溝３８Ａ，３８Ｂは、ボール転動体２０を転動させる溝であるので、滑らかに転動させるためには高精度に仕上げる必要があるからである。もし嵌合圧入前に仕上加工までしておくと、嵌合圧入時に加えられる力により歪みを生じ、精度が悪くなってしまう恐れがある。従って、嵌合圧入前は粗加工に留めておき、嵌合圧入後に仕上加工をする方が良い。
なお付言すれば、ボール転動体２０も含めて組立を完了した場合、図１に示すように、外輪部圧入体１２は、ボール転動体２０をハブユニット軸受８の内→外へ押すように斜め方向に接触し、内輪部圧入体３２Ａ，３２Ｂは、それと対向するよう斜め方向に接触するようセットされる。

以上述べたように、本考案では、ハブユニット軸受の外輪部および内輪部の内、ボール転動体と接触する円筒部分のみに高炭素クロム軸受鋼を用いる構成としたので、単価の高い高炭素クロム軸受鋼の使用量を少なく済ませることが出来る。
また、外輪部および内輪部の内、前記円筒部分以外の部分には高炭素クロム軸受鋼のような高炭素鋼でなく冷間鍛造が容易な車両用鉄材（高炭素クロム軸受鋼より硬度小、従ってカーボン含有量が少ない金属）を用いることが出来るので、割れにくく、鍛造加工がし易くなる。

本考案にかかわるハブユニット軸受を示す図外輪部の構造を説明する図内輪部の構造を説明する図従来のハブユニット軸受を示す図

符号の説明

１…回転軸、２…ジョイント部、３，４…支持アーム、５…タイヤ、６…ディスクホイール、７…ディスクロータ、８…ハブユニット軸受、１０…外輪部、１１…外輪部本体、１２…外輪部圧入体、１３…セレーションキー、１４，１５…円筒孔、１６…ブラケット、１７…転動体溝、２０…ボール転動体、３０…内輪部、３０Ａ…内輪部主体、３０Ｂ…内輪部補助体、３１…内輪部本体、３２Ａ，３２Ｂ…内輪部圧入体、３３Ａ，３３Ｂ…セレーションキー、３４Ａ，３４Ｂ，３５…円筒孔、３６…円筒部、３７…フランジ、３８Ａ，３８Ｂ…転動体溝、４０…ハブ軸体、４１…取付ねじ

Claims

ボール転動体を介して対向配設される内輪部と外輪部とを具える自動車車輪用のハブユニット軸受において、
該内輪部と外輪部の内、ボール転動体と接触する各円筒状部分のみを硬度大の高炭素クロム軸受鋼製とした
ことを特徴とするハブユニット軸受。
ボール転動体を介して対向配設される内輪部と外輪部とを具える自動車車輪用のハブユニット軸受において、
前記内輪部は、
高炭素クロム軸受鋼のような高炭素鋼でなく冷間鍛造が容易な車両用鉄材で作られ円筒部とフランジとから成る内輪部本体の該円筒部の外周に、高炭素クロム軸受鋼で円筒状に作られ内面に軸方向のセレーションキーが施された２つの内輪部圧入体が隣接して嵌合圧入され、それら２つの内輪部圧入体の外周に転動体溝が設けられた構成とされ、
前記外輪部は、
高炭素クロム軸受鋼のような高炭素鋼でなく冷間鍛造が容易な車両用鉄材で作られた円筒状の外輪部本体の円筒孔内に、高炭素クロム軸受鋼で円筒状に作られ外面に軸方向のセレーションキーが施された外輪部圧入体が嵌合圧入され、かつ前記外輪部本体の軸方向両端の内周側を加締て軸方向の固定がなされ、該外輪部圧入体の内周に転動体溝が設けられた構成とされ
たことを特徴とするハブユニット軸受。