JP3880786B2 - Drive wheel bearing device - Google Patents
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- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B27/00—Hubs
- B60B27/0078—Hubs characterised by the fixation of bearings
- B60B27/0084—Hubs characterised by the fixation of bearings caulking to fix inner race
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の駆動車輪を車体に対して回転自在に支持する車輪軸受装置に関するもので、より詳しくは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材と複列の軸受とをユニット化し、複列のインナーレースの少なくとも一方を外側継手部材に形成した駆動車輪用軸受装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
FR車の後輪、FF車の前輪、4WD車の全輪といった自動車の駆動車輪は、駆動車輪用軸受装置により懸架装置に支持される。従来の駆動車輪用軸受装置としては、例えば特開平11-62951号に示すものがある。
【0003】
図12に示すように、この軸受装置は、ハブ輪10と軸受20と等速自在継手30とをユニット化した構造で、複列のインナーレースのうちの一方12をハブ輪10に形成し、他方42を等速自在継手30の外側継手部材40に形成したものである。ハブ輪10と外側継手部材40とは、ハブ輪10の内周面に形成された雌スプライン53と外側継手部材40の外周面に形成された雄スプライン55とを係合させ、さらにハブ輪10から突出した外側継手部材40の軸端を加締めることによって結合されている。また、この軸受装置では、曲げ剛性等を高めるため、外側継手部材40の雄スプライン55の両側に円筒面77、79を形成し、この円筒面77、79をハブ輪10側の雌スプライン53の歯先面に嵌合させてある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
図12に示す構造では、円筒面と雌スプライン53の歯先面とをがたつきなく嵌合させる必要がある。そのため、円筒面や歯先面には、同軸度をはじめとして高い精度が要求され、これを実現すべく、外側継手部材やハブ輪、スプラインの加工精度をかなり高める必要があり、コストアップが懸念される。
【0005】
そこで、本発明は、大幅なコストアップを抑えつつ、ハブ輪と外側継手部材との間の結合強度を増大させることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的の達成のため、本発明は、ハブ輪、等速自在継手、および複列の軸受とをユニット化し、軸受の複列のインナーレースのうち、少なくともアウトボード側のインナーレースをハブ輪に形成した駆動車輪用軸受装置において、ハブ輪と外側継手部材とのうち、何れか一方を他方の外周にセレーションを介して嵌合させ、内周側の部材に雄セレーションを形成すると共に、外周側の部材に雄セレーションと嵌合し、かつ歯先面の径が一定の雌セレーションを形成し、内周側の部材の雄セレーションよりも軸端側を雄セレーションの溝径よりも小径に形成すると共に、その軸端に被加締め部を形成し、内周側の部材の被加締め部と雄セレーションとの間を雌セレーションと対向させ、雄セレーションの軸端側の溝底端部を外周側部材の端面よりも前記軸端側と反対の側に配置し、内周側部材の被加締め部を加締めて内周側の部材と外周側の部材とを結合し、加締め部の近傍で雌セレーションを当該加締めに伴う塑性変形で充足したことを特徴とするものである。
【0007】
この駆動車輪用軸受装置は、トルク伝達手段の軸方向一方側に上記加締め部を、他方側にハブ輪と外側継手部材とをがたつきなく嵌合させた嵌合部を有するものとするのがよい。この嵌合部ではハブ輪と外側継手部材とががたつかないよう密着嵌合しているので、嵌合部はラジアル荷重の受け部として機能する。
【0008】
トルク伝達手段としては、例えばセレーションが考えられる。ここでの「セレーション」には、スプラインも含まれる。
【0009】
外側継手部材ハブ輪との加締めによる結合は、例えば外側継手部材の外周にハブ輪を嵌合する場合には、外側継手部材の軸端を加締めてハブ輪に係合させ、ハブ輪の外周に外側継手部材を嵌合する場合には、ハブ輪の端部を加締めて外側継手部材に係合させることによって行うことができる。
【0010】
加締め部となるステム部の軸端は加締めを行う部分であるために延性が必要である。従って、加締め部は、熱処理前の素材の硬さと同程度の硬さにしておくのがよい。
【0012】
この場合、外側継手部材に設けられたセレーションの軸端側を切り抜け構造としておくのが望ましい。この切り抜け構造において、外側継手部材に設けられたセレーションの軸端側の溝底端部を、ハブ輪の端面よりもインボード側に配置しておけば、せん断荷重の集中を回避することができ、加締め割れの発生が防止可能となる。
【0013】
外側継手部材およびハブ輪のセレーション嵌合部のうち、少なくとも軸端と反対側を、締め代をもって嵌合させておくのが望ましい。上記のように加締め部の近傍でセレーション等のトルク伝達手段を塑性変形で充足した場合、この充足部で外側継手部材とハブ輪とが互いに食い込んでガタのない状態になっているため、充足部でのトルク分担が大きくなる。これに対し、外側継手部材の軸端と反対側で両セレーションを締め代をもって嵌合させておけば、この締まり嵌め部分でもトルクが分担され、充足部でのトルク分担が低減されるため、加締め部の割れ等を回避することができる。
【0014】
この場合、セレーション嵌合部のうちの軸端側をすきま嵌めとすることにより、セレーション同士を嵌合させる際の作業性が改善される。
【0015】
締め代を確保するための手段としては、外側継手部材およびハブ輪のうちの何れか一方のセレーションを軸方向に対して傾斜させるもの、あるいは外側継手部材およびハブ輪のうちの何れか一方のセレーションを、軸端と反対側を軸方向に対して傾斜させると共に、これよりも軸端側を軸方向に沿ってこれと平行に形成するもの等が考えられる。
【0016】
トルク伝達手段は、ハブ輪と外側継手部材との嵌合面に凹凸部を介在させ、この嵌合面を、凹凸部を含めて少なくとも部分的に拡径または縮径させて加締めることにより形成することもできる。この場合、凹凸部が相手部材の嵌合面に食い込むため、ハブ輪と外側継手部材との間でトルク伝達を行うことが可能となり、また、ハブ輪と外側継手部材の結合強度を確保し、加締め部の緩みを長期間防止することが可能となる。凹凸部は、ハブ輪側あるいは外側継手部材側の何れか一方または双方に設けることができる。
【0017】
凹凸部に熱処理による硬化処理を施しておけば、凹凸部が潰れにくくなって相手側の嵌合面にしっかりと食い込むため、より強固な塑性結合が実現できる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図1〜図11に基づいて説明する。
【0019】
図1に示す駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪10と、軸受装置20と、等速自在継手30とを主要な構成要素としている。ここで、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トボード側といい、上記各図(図11を除く)では左側がアウトボード側となる。一方、車両の中央寄りとなる側をインボード側といい、各図では右側がインボード側となる。
【0020】
ハブ輪10は、アウトボード側の端部に駆動車輪(図示せず)を取り付けるためのフランジ14を備えており、フランジ14の円周方向等間隔位置にホイールディスクを固定するためのハブボルト15が植え込まれる。ハブ輪10のフランジ14寄りの外周面にアウトボード側のインナーレース12を形成してある。ハブ輪10は軸心部に軸方向の貫通孔16を有している。
【0021】
等速自在継手30は、外周部にトラック溝31を備えた内側継手部材32と、内周部にトラック溝41を備えた外側継手部材40と、内側継手部材32のトラック溝31と外側継手部材40のトラック溝41との間に介在する複数のボール34と、すべてのボールを同一平面内に保持するためのケージ36とで構成されている。内側継手部材32は軸方向の貫通孔33を有し、図示は省略してあるが、エンジン側に配置される等速自在継手と連結された駆動軸とセレーション等で結合するようになっている。外側継手部材40は、マウス部43とステム部45とからなり、ステム部45にてハブ輪10の貫通孔16内周と嵌合している。マウス部43の肩面44寄りの外周面にインボート側のインナーレース42を形成してある(インナーレース42は、別体で作られたものを外側継手部材40の外径部に嵌合してもよい)。マウス部43の肩面44がハブ輪10の端面と当接し、これによりハブ輪10と外側継手部材40の軸方向の位置決めがなされ、かつ、インナーレース12、42間の寸法が規定される。ステム部45は、椀状のマウス部43の底と連通した軸方向の貫通孔46を設けることによって中空にしてあるが中実であってもよい。
【0022】
軸受20は、複列の外方部材21と複列の転動体29を含む。外方部材21は車体(図示せず)に取付けるためのフランジ24を備え、内周面に複列の転動体29が転動する複列のアウターレース22を形成してある。ハブ輪10のインナーレース12および外側継手部材40のインナーレース42と外方部材21の複列のアウターレース22との間に複列の転動体29が組込まれている。複列のアウターレース22およびインナーレース12、42と、両レース間に組込まれた転動体29と、外方部材21とで軸受20が構成される。ここでは転動体29としてボールを使用した複列アンギュラ玉軸受の場合を図示してあるが、重量の嵩む自動車用の車輪軸受装置の場合には、転動体として円すいころを使用した複列円すいころ軸受を採用する場合もある。
【0023】
外方部材21の両端開口部にはシール26、28が装着され、軸受内部に充填したグリースや潤滑油の漏洩、並びに外部からの水や異物の侵入を防止するようになっている。また、上述のようにステム部45の貫通孔46がマウス部43の内部空間と連通していることから、マウス部43内に充填されたグリースの漏出を防止するため、貫通孔46のマウス部43側端部にエンドプレート38を装着してある。このエンドプレート38にはアルミニウムなどの軽量で熱伝導性のよい材料を採用するのが好ましい。
【0024】
ハブ輪10と等速自在継手30の外側継手部材40とは、トルク伝達手段51を介して結合される。トルク伝達手段51は、外側継手部材40のステム部45に設けた凹凸とハブ輪10に設けた凹凸とを円周方向で係合させることによって両部材10、40間のトルク伝達を可能ならしめたもので、例えばセレーションやスプラインで構成することができる(以下の「セレーション」にはスプラインも含むものとする)。図2に拡大して示すように、ハブ輪10の内周面に形成された雌セレーション53は、当該内周面の軸方向ほぼ中心部からアウトボード側の端部までの略全域にわたって形成され、外側継手部材40のステム部45外周面に形成された雄セレーション55は、ハブ輪10側の雌セレーション53と部分的に嵌合する領域、具体的には雌セレーション53のインボード側部分とのみ嵌合する領域に形成されている。従って、ハブ輪10の雌セレーション53のうちでアウトボード側の部分は、外側継手部材40の雄セレーション55とは嵌合しない非嵌合領域となる。ハブ輪10内周面の雌セレーション53よりもインボード側、および外側継手部材40外周面の雄セレーション55よりもアウトボード側には、それぞれセレーション53、55の加工を容易にするための逃げ部57、59が形成されている。
【0025】
トルク伝達手段51のインボード側には、ハブ輪10と外側継手部材40とを半径方向のがたつきを生じることなく嵌合させた嵌合部61が設けられる。この嵌合部61では、外側継手部材40の円筒状外周面とハブ輪10の円筒状内周面とが締まり嵌めで嵌合されており、これより嵌合部61ではハブ輪10に負荷されたラジアル荷重を外側継手部材40のステム部45で受けることが可能となる。
【0026】
さらにハブ輪10と外側継手部材40とは加締め部63によって軸方向に非分離に塑性結合される。図2は外側継手部材40の軸端を加締めてハブ輪10に係合させた例で、この場合の加締めは、破線で示すように外側継手部材40のアウトボード側の軸端に小径円筒状の被加締め部65を設け、これを例えば揺動加締めにより外径側に塑性変形することによって行われる。揺動加締めは、図11に示すように、ポンチ67の中心軸O1を車輪軸受装置の中心軸O2に対して振れ回せながら(みそすり運動)被加締め部65を塑性変形させる工程である。
【0027】
この場合、ポンチ67が被加締め部65の内径奥深くに入り込んで、この深部でも外径側へ加圧力を及ぼすため、被加締め部65の基端側でも外径側への塑性変形が生じ、外側継手部材40の外周肉部がハブ輪10側のトルク伝達手段51(雌セレーション53)の凹凸をその軸端付近で部分的に充足する(充足部69を散点模様で表す)。すなわち、当該外周肉部がハブ輪10内周に形成された凹凸(雌セレーション53の谷部や歯先面等)のアウトボード側端部付近に食い込んでその表面に隙間なく密着する。そのため、ハブ輪10と外側継手部材40との間の円周方向のがたつきが詰められ、車輪軸受装置の剛性が高まって、運転時のフィーリングの向上やトルク伝達手段51の摩耗回避等を図ることができる。ハブ輪10と外側継手部材40との間の嵌合部は、通常品と同程度の精度に仕上げれば足り、図12に示す従来品のように同軸度等に高い精度が要求されることもないので、製作コストの大幅アップを回避することができる。また、充足部69ではハブ輪10と外側継手部材40とが互いに密着するため、この充足部69でも上記嵌合部61と同様にラジアル方向の荷重を受けることが可能となる。従って、嵌合部61と合わせてトルク伝達手段51の軸方向両側でラジアル荷重を支持することが可能となり、これより軸受装置全体の曲げ剛性(モーメント負荷能力)が高まる。
【0028】
なお、以上の説明では、加締め方法として揺動加締めを例示しているが、ハブ輪10側のトルク伝達手段51を充足できる限り、他の加締め方法を採用してもよい。
【0029】
図2に示すように、外側継手部材40の軸端内周には、軸中央部の内径との関係により、アウトボード側が拡径した段部71が設けられるが、図11の揺動加締めの際には、この段部71よりもアウトボード側の領域を外径側へ塑性変形させる。図2では段部71をハブ輪10の端面10a近傍に配置しているが、図3では上記段部71を図2よりもさらにインボード側に配置し、塑性変形域をインボード側に拡大させている。この場合、加締め後の充足部69の領域もインボード側に拡大するため、より高いがた詰め効果が得られる。図4は、揺動加締めの後にポンチ73等の治工具を用い、外側継手部材40の軸端を拡径し、より強固に充足させた例である。図5は、ハブ輪10の雌セレーション53をハブ輪10の端面10aまで到達させずに、これよりもインボード側で打ち切った例である。この場合、充足部69もインボード側に変位させる必要があるので、図4と同様にポンチ73等の治工具を用い、外側継手部材40の軸端を拡径し、強固に充足させている。
【0030】
ところで、上記のように被加締め部65を加締める際には、加締め割れ対策が必要となる。加締め割れとは、加締め中、あるいは加締め後の軸受使用中に加締め部63に割れを生じる現象である。その要因としては、第一に変形歪みの集中が考えられる。すなわち、加締めの際には、雄セレーション55の軸端部分と平滑な被加締め部65との間の剛性差からその境界部分にせん段歪みが集中し、この部分が加締めに伴って大きく変形するため、加締め部63に割れが発生し易くなる。
【0031】
この対策としては、図6および図7に示すように、例えば、雄セレーション55の軸端側でステム部45の外周(本実施形態では被加締め部65の外周)を雄セレーション55の溝底55aよりも小径に形成すると共に、外側継手部材40の雄セレーション55のうち、ステム45の軸端側(図面左)の端部を切り抜け構造とし、この切り抜け部52をハブ輪10の端面10aよりもインボード側に配置する構造が考えられる。ここでいう「切り抜け構造」とは、雄セレーション55の溝底55aを軸方向と平行にストレートに切り抜けさせて被加締め部65の外周領域に開口させた構造を意味する。このように雄セレーション55の溝底55aのうち、軸端側の端部(切り抜け部52)をハブ輪端面10aよりもインボード側に配置することにより、加締め時の変形は平滑円筒状の被加締め部65で主に生じるので、せん断歪みの集中を緩和して割れの発生を回避することができる。
【0032】
加締め割れの第二の要因としては、セレーション嵌合部51の軸端でトルクの分担が過大になることが考えられる。すなわち、通常のセレーション嵌合では雄・雌セレーション部55、53が円周方向ですきま嵌めとなるためにガタを生じるが、上記のように加締めによる塑性流動で雌セレーション53を充足させた場合には、両セレーション53、55間の円周方向のすきまが詰められてガタのない状態となるため、この部分でのトルク分担が大きくなるのである。
【0033】
この対策としては、セレーション嵌合部のうち、軸端の反対側、つまりインボード側で締め代をもって両セレーション53、55を嵌合させることが考えられる。これによりセレーション嵌合部のインボード側端部に締まり嵌め部が形成され、この部分でもトルクが分担されるようになるので、充足部69でのトルク分担を軽減することができ、加締め部63の割れを回避することが可能となる。
【0034】
インボード側に締まり嵌め部を形成する方法としては、例えば雄セレーション55および雌セレーション53のうちの何れか一方を軸線に対して僅かに傾けることにより、当該セレーションに捩れ角を持たせることが考えられる。この場合、当該セレーションの全長にわたって傾ける他、インボード側部分のみを傾けると共に、アウトボード側で両セレーション53、55を軸方向と平行に形成してもよい。
【0035】
この他、加締め部63の歪み速度の限界値を考慮し、加締め時の加工速度の限界値を見極めることによっても加締め割れを防止することができる。
【0036】
ハブ輪10は、炭素含有量0.45〜0.80重量%の炭素鋼等を使用して鍛造加工により成形され、フランジ14の基端部付近から始まって、シール26との対向面(シール面)、インナーレース12、外側継手部材40の肩面44との突合せ面にかけての領域には、高周波焼入れ等の熱処理によりHv510〜900程度の硬化層が形成される。このうち、ハブ輪10の小端部端面(肩面44との突合せ面)は、当該端面の摩耗による予圧荷重の低下を防止するためにHRC50以上、好ましくはHRC58以上に硬化される。同様の硬化層(Hv510〜900)は、ハブ輪10内周面のうち、嵌合部61の円筒状内周面、および雌セレーション部53の領域にも形成される。このうち、嵌合部61の円筒状内周面は、インナレース12、42にボール29を介して曲げモーメントが負荷された際の嵌合部61内周面のフレッティングや異音、寿命低下を防止するため、HRC50以上、好ましくはHRC58以上に硬化され、雌セレーション部53は、短いセレーション嵌合長さ(十数ミリ程度)であっても十分なトルク伝達が行え、かつ摩耗、摩減を防止できるよう、HRC50以上まで硬化される。
【0037】
外側継手部材40もハブ輪10と同様に炭素含有量が0.45〜0.80重量%の炭素鋼を使用して鍛造加工により成形され、高周波焼入れ等の熱処理が施される。熱処理による硬化層は、シール28との対向面(シール面)から始まって、インナーレース42、肩面44、嵌合部61(円筒状外周面)、雄セレーション55にかけての領域にHv510〜900程度となるよう形成される。一方、加締め部63となるステム部45の軸端(被加締め部65)は加締めを行う部分であるために延性が必要であり、従って焼入れ処理を施さず未焼入れ部分として、熱処理前の素材の硬さ(Hv200〜300程度)を保持している。
【0038】
なお、上記実施形態においては、トルク伝達手段51や嵌合部16の軸方向長さを十分に確保できるよう、ハブ輪10の小径側端面と外側継手部材40の肩面44との突合せ部分をボール29間ピッチの中心線Pよりもインボード側に設けるのが望ましい。
【0039】
図8は、図1に示す駆動車輪用車輪軸受において、外側継手部材40のステム部45の軸端(図面左側)に部分的に中実部47を形成した例である。この中実部47は、ステム部45外周の雄セレーション55を転造等で加工する際の加工性を高めるためのものであり、この目的に対応して雄セレーション55はその一部または全部(図面では一部)が中実部47の外周領域に含まれるように形成されている。
【0040】
図9は、ハブ輪10と外側継手部材40との嵌合面に凹凸部75を介在させ、この嵌合面を、凹凸部75を含む形で部分的に拡径させて加締めた例である。凹凸部75は、例えば外側継手部材40のステム部45外周面にローレット加工等を施すことによって形成される。嵌合面の拡径加締めは、例えばステム部45を貫通孔46の内径よりも大きな外径を備えた加締め治具を貫通孔46内に圧入し、ステム部45を内径側から外径側に拡径させることによって行われる。この加締めにより、ステム部45の凹凸部75がハブ輪10の内周面に食い込むので、ハブ輪10と外側継手部材40とが塑性結合される。凹凸部75の食い込みにより、ハブ輪10とステム部45との間でトルク伝達が可能となるので、上記凹凸部75は図1のトルク伝達手段51としても機能する。
【0041】
上記拡径加締めが終了した後、図1と同様に、ハブ輪10の端面10aより突出したステム部45の軸端を揺動加締め等で外径側に加締めてハブ輪端面10aに係合させることにより、トルク伝達手段51としての凹凸部75がより一層充足されるため、図1と同様に強固な結合力が得られる。
【0042】
なお、凹凸部75が介在した嵌合面を拡径させるだけでなく、これを縮径させることによっても、例えばハブ輪10を外径側から内径側に縮径加締めするなどして嵌合面を縮径させることによっても同様の効果が得られる。上記凹凸部75では凹凸加工により加工硬化が生じるが、この部分にさらに高周波焼入れ等の熱処理で硬化処理を施せば、凹凸部75が潰れにくくなって相手側の嵌合面にしっかりと食い込むので、より強固な塑性結合が達成される。
【0043】
図10は、ハブ輪10を外側継手部材40の内周に嵌合した駆動車輪用軸受装置を示すもので、ハブ輪10の一端(インボード側)を加締めて外側継手部材40のマウス部43底に係合させた例である。この場合も、図1および図6と同様にハブ輪10と外側継手部材40との間にトルク伝達手段51(図7はセレーションの場合を示す)を介在させ、外側継手部材40の内周に設けられた雌セレーションを、加締め部63の近傍で加締めにより充足することによって、強固な結合力が得られる。これ以外の構成、および作用は図1および図6に示す実施形態と同じであるので、共通する部材に同じ参照番号を付して重複説明を省略する。
【0044】
【発明の効果】
このように本発明では、加締め部の近傍でトルク伝達手段を当該加締めに伴う塑性変形で充足しているので、ハブ輪と外側継手部材との間の円周方向のがたつきが詰められる。そのため、ハブ輪と外側継手部材との間の結合強度が向上し、車輪軸受装置の剛性が高まる。また、ハブ輪と外側継手部材との間の嵌合部は、通常品と同程度の精度に仕上げれば足りるので、製作コストが大幅にアップすることもない。
【0045】
外側継手部材のセレーションの軸端側を切り抜け構造とした状態で、当該セレーションの軸端側の溝底端部を、ハブ輪の端面よりもインボード側に配置しておけば、被加締め部でのせん断荷重の集中を回避することができ、加締め割れの発生が防止可能となってハブ輪と外側継手部材との結合強度を高めることができる。同様の効果は、セレーション嵌合部のうちの少なくとも軸端と反対側を、締め代をもって嵌合させることによっても実現され得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる駆動車輪用軸受装置の断面図である。
【図2】ハブ輪と外側継手部材との嵌合部を拡大した断面図である。
【図3】ハブ輪と外側継手部材との嵌合部を拡大した断面図である。
【図4】ハブ輪と外側継手部材との嵌合部を拡大した断面図である。
【図5】ハブ輪と外側継手部材との嵌合部を拡大した断面図である。
【図6】ハブ輪と外側継手部材との嵌合部を拡大した断面図である。
【図7】雄セレーションの軸端部分を展開した拡大平面図である。
【図8】駆動車輪用軸受装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図9】駆動車輪用軸受装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図10】駆動車輪用軸受装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図11】揺動加締め工程を示す断面図である。
【図12】従来の駆動車輪用軸受装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
10 ハブ輪
12 インナーレース
20 軸受
30 等速自在継手
40 外側継手部材
42 インナーレース
51 トルク伝達手段
52 切り抜け部
53 雌セレーション
55 雄セレーション
55a 溝底
61 嵌合部
63 加締め部
65 被加締め部
75 凹凸部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wheel bearing device that rotatably supports a driving wheel of an automobile with respect to a vehicle body, and more specifically, a hub wheel, an outer joint member of a constant velocity universal joint, and a double row bearing are unitized. The present invention relates to a drive wheel bearing device in which at least one of double row inner races is formed on an outer joint member.
[0002]
[Prior art]
Driving wheels of automobiles such as a rear wheel of an FR vehicle, a front wheel of an FF vehicle, and all wheels of a 4WD vehicle are supported by a suspension device by a driving wheel bearing device. As a conventional drive wheel bearing device, for example, there is one shown in JP-A-11-62951.
[0003]
As shown in FIG. 12, the bearing device has a structure in which the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the structure shown in FIG. 12, it is necessary to fit the cylindrical surface and the tooth tip surface of the
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to increase the coupling strength between the hub wheel and the outer joint member while suppressing a significant cost increase.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention unitizes a hub wheel, a constant velocity universal joint, and a double row bearing, and among the double row inner races of the bearing, at least the inner race on the outboard side is used as the hub ring . In the drive wheel bearing device thus formed , either one of the hub wheel and the outer joint member is fitted to the other outer periphery via serrations, and male serrations are formed on the inner peripheral member, and the outer peripheral side The male serration is fitted into the male member and a female serration with a constant tooth tip surface diameter is formed, and the shaft end side is formed smaller than the male serration groove diameter than the male serration of the inner peripheral side member. At the same time, a caulking portion is formed at the shaft end, the portion between the caulking portion of the inner peripheral side and the male serration is opposed to the female serration, and the groove bottom end portion of the male serration on the axial end side is the outer periphery. End face of side member Place on a side opposite to the remote the shaft end side, by combining the members of the inner circumferential side of the member and the outer peripheral side to be caulked portion of the inner peripheral member caulked, the female serration near the caulked portion Is satisfied by the plastic deformation accompanying the caulking.
[0007]
This bearing device for a drive wheel has a fitting part in which the above-mentioned caulking part is fitted on one side in the axial direction of the torque transmission means, and the hub wheel and the outer joint member are fitted on the other side without rattling. It is good. In this fitting portion, since the hub wheel and the outer joint member are closely fitted so that they do not rattle, the fitting portion functions as a receiving portion for the radial load.
[0008]
As the torque transmission means, for example, serration can be considered. The “serration” here includes splines.
[0009]
For example, when the hub ring is fitted to the outer periphery of the outer joint member, the shaft end of the outer joint member is swaged and engaged with the hub ring. When the outer joint member is fitted to the outer periphery, the end portion of the hub wheel can be crimped and engaged with the outer joint member.
[0010]
Since the shaft end of the stem portion that becomes the crimping portion is a portion that performs crimping, ductility is required. Therefore, it is preferable that the caulking portion has a hardness comparable to that of the material before the heat treatment.
[0012]
In this case, it is desirable that the shaft end side of the serration provided in the outer joint member has a cut-out structure. In this cut-out structure, if the groove bottom end on the shaft end side of the serration provided on the outer joint member is arranged on the inboard side from the end surface of the hub wheel, concentration of shear load can be avoided. The occurrence of caulking cracks can be prevented.
[0013]
Of the serration fitting portions of the outer joint member and the hub wheel, it is desirable that at least the side opposite to the shaft end is fitted with a tightening margin. As described above, when the torque transmission means such as serration is satisfied by plastic deformation in the vicinity of the caulking portion, the outer joint member and the hub wheel bite into each other at this sufficient portion, and there is no backlash. The torque sharing at the part increases. On the other hand, if both serrations are fitted with a tightening margin on the side opposite to the shaft end of the outer joint member, the torque is shared even in this interference fitting portion, and the torque sharing at the sufficient portion is reduced. It is possible to avoid cracking of the fastening portion.
[0014]
In this case, the workability at the time of fitting serrations is improved by making the shaft end side of the serration fitting portions a clearance fit.
[0015]
As means for securing the tightening allowance, the serration of any one of the outer joint member and the hub ring is inclined with respect to the axial direction, or the serration of either the outer joint member or the hub ring. In this case, the side opposite to the shaft end is inclined with respect to the axial direction, and the shaft end side is formed parallel to the axial direction.
[0016]
The torque transmission means is formed by interposing an uneven portion on the fitting surface between the hub wheel and the outer joint member, and caulking the fitting surface by expanding or reducing the diameter at least partially including the uneven portion. You can also In this case, since the concavo-convex portion bites into the mating surface of the mating member, it is possible to transmit torque between the hub wheel and the outer joint member, and ensure the coupling strength between the hub wheel and the outer joint member, It is possible to prevent loosening of the crimped portion for a long period of time. The concavo-convex portion can be provided on either or both of the hub wheel side and the outer joint member side.
[0017]
If the concavo-convex part is subjected to a heat treatment by heat treatment, the concavo-convex part is less likely to be crushed and firmly bites into the mating surface on the other side, so that a stronger plastic bond can be realized.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0019]
The drive wheel bearing device shown in FIG. 1 includes a
[0020]
The
[0021]
The constant velocity
[0022]
The
[0023]
[0024]
The
[0025]
On the inboard side of the torque transmission means 51, a
[0026]
Further, the
[0027]
In this case, since the
[0028]
In the above description, swing caulking is exemplified as the caulking method, but other caulking methods may be adopted as long as the torque transmission means 51 on the
[0029]
As shown in FIG. 2, a stepped
[0030]
By the way, when caulking the
[0031]
As a countermeasure, as shown in FIGS. 6 and 7, for example, the outer periphery of the stem portion 45 (in this embodiment, the outer periphery of the tightened portion 65) is connected to the groove bottom of the
[0032]
As a second factor of the caulking crack, it is conceivable that the torque sharing at the shaft end of the
[0033]
As a countermeasure against this, it is conceivable that the
[0034]
As a method of forming an interference fitting part on the inboard side, for example, it is considered that either one of the
[0035]
In addition, it is also possible to prevent caulking cracks by considering the limit value of the strain rate of the
[0036]
The
[0037]
The outer
[0038]
In the above embodiment, the abutting portion between the small-diameter side end surface of the
[0039]
FIG. 8 is an example in which a
[0040]
FIG. 9 is an example in which an
[0041]
After completion of the above-described diameter expansion caulking, as in FIG. 1, the shaft end of the
[0042]
In addition to expanding the diameter of the fitting surface in which the concave and
[0043]
FIG. 10 shows a drive wheel bearing device in which the
[0044]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the torque transmission means is satisfied in the vicinity of the caulking portion by the plastic deformation accompanying the caulking, so that the rattling in the circumferential direction between the hub wheel and the outer joint member is reduced. It is done. Therefore, the coupling strength between the hub wheel and the outer joint member is improved, and the rigidity of the wheel bearing device is increased. In addition, the fitting portion between the hub wheel and the outer joint member only needs to be finished with the same accuracy as that of a normal product, so that the manufacturing cost is not significantly increased.
[0045]
If the groove end on the shaft end side of the serration is arranged on the inboard side with respect to the end surface of the hub wheel in a state where the shaft end side of the serration of the outer joint member is cut out, It is possible to avoid concentration of shear load in the case, and it is possible to prevent the occurrence of caulking cracks and to increase the bonding strength between the hub wheel and the outer joint member. A similar effect can also be realized by fitting at least the side opposite to the shaft end of the serration fitting portion with a tightening margin.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a drive wheel bearing device according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a fitting portion between a hub wheel and an outer joint member.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a fitting portion between a hub wheel and an outer joint member.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a fitting portion between a hub wheel and an outer joint member.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a fitting portion between a hub wheel and an outer joint member.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a fitting portion between a hub wheel and an outer joint member.
FIG. 7 is an enlarged plan view in which a shaft end portion of a male serration is developed.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing another embodiment of a drive wheel bearing device.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another embodiment of a drive wheel bearing device.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing another embodiment of a drive wheel bearing device.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a swing caulking process.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of a conventional drive wheel bearing device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
ハブ輪と外側継手部材とのうち、何れか一方を他方の外周にセレーションを介して嵌合させ、内周側の部材に雄セレーションを形成すると共に、外周側の部材に雄セレーションと嵌合し、かつ歯先面の径が一定の雌セレーションを形成し、内周側の部材の雄セレーションよりも軸端側を雄セレーションの溝径よりも小径に形成すると共に、その軸端に被加締め部を形成し、内周側の部材の被加締め部と雄セレーションとの間を雌セレーションと対向させ、雄セレーションの軸端側の溝底端部を外周側部材の端面よりも前記軸端側と反対の側に配置し、内周側部材の被加締め部を加締めて内周側の部材と外周側の部材とを結合し、加締め部の近傍で雌セレーションを当該加締めに伴う塑性変形で充足したことを特徴とする駆動車輪用軸受装置。In a bearing device for a drive wheel in which a hub wheel, a constant velocity universal joint, and a double row bearing are unitized, and at least an outboard side inner race is formed on the hub wheel among the double row inner races of the bearing,
Either one of the hub wheel and the outer joint member is fitted to the outer periphery of the other via serration, male serration is formed on the inner peripheral member, and male serration is fitted to the outer peripheral member. In addition, a female serration with a constant tooth tip surface diameter is formed, and the shaft end side is made smaller than the male serration groove diameter of the male serration of the inner peripheral side member, and the shaft end is caulked to the shaft end. A portion between the crimped portion of the member on the inner peripheral side and the male serration is opposed to the female serration, and the shaft bottom end portion of the male serration on the shaft end side is more than the end surface of the outer peripheral side member. It is arranged on the opposite side to the side, and the caulking portion of the inner peripheral member is caulked to join the inner peripheral member and the outer peripheral member, and the female serration is caulked in the vicinity of the caulking portion. A bearing device for a drive wheel, characterized by being satisfied by the accompanying plastic deformation.
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