JP4289810B2 - Drive wheel bearing device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の駆動側車輪を支持する駆動車輪用軸受装置に関するもので、特に、ハブ輪と等速自在継手と軸受部とをユニット化すると共に、車輪取付フランジの面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制し得る駆動車輪用軸受装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に制動力が優れたディスクブレーキが普及してきた反面、このディスクブレーキのロータをブレーキパッドにて挟持して制動を行う場合、特に車両低速走行時に振動が発生し、低周波の不快な騒音を誘発することがある。こうした現象はブレーキジャダーと呼ばれ、車両の高性能化、静寂化に伴って、近年、この分析および改善が新しい技術課題として着目されている。
【0003】
ブレーキジャダーの明確なメカニズムはまだ詳細には解明されてはいないが、その一要因としてブレーキロータのパッド摺接面の振れ精度が挙げられている。この振れ精度は、ブレーキロータ単体の振れ精度だけでなく、ブレーキロータを取り付ける車輪取付フランジの面振れ精度、転がり軸受のアキシアル振れ等、転走面の精度、および転がり軸受の組立精度等々が累積して最終的にブレーキロータ側面の面振れ精度となって現れてくる。
【0004】
また、近年、低コスト化は言うに及ばず、燃費向上のために軽量化・コンパクト化を狙って等速自在継手とハブ輪と軸受部とをユニット化する傾向にある。これにより、駆動車輪用軸受装置は可及的に余肉が排除されスリム化している。一方、車両の操縦安定性のためには、装置の剛性アップが必要不可欠である。こうした相矛盾する要求を満足しつつ、前述したブレーキロータ側面の面振れ精度対策が講じられている。
【0005】
図13は従来の駆動車輪用軸受装置を示し、(b)は縦断面図で、(a)はその側面図である。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トボード側(図面左側)、中央寄り側をインボード側(図面右側)という。
【0006】
この駆動車輪用軸受装置は、内方部材50と外方部材60と複列の転動体70、70とを備えている。内方部材50は、ハブ輪51と別体の内輪52とからなり、ハブ輪51のインボード側端部に形成した小径段部53に内輪52を圧入している。また、ハブ輪51の外周にアウトボード側の転走面51a、内輪52の外周にインボード側の転走面52aをそれぞれ形成している。さらにハブ輪51は車輪(図示せず)を取り付けるための車輪取付フランジ54をアウトボード側端部に一体に有し、この車輪取付フランジ54の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト55を植設している。
【0007】
一方、外方部材60は、外周に車体(図示せず)を取り付けるための車体取付フランジ61を一体に有し、内周に複列の転走面60a、60bを一体に形成している。これら転走面60a、60bと前述した転走面51a、52a間には保持器71、71で円周等配した複列の転動体(ボール)70、70をそれぞれ転動自在に収容している。
【0008】
外方部材60の両端にシール62、63を装着し、外方部材60と内方部材50との環状空間を密封し、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩を防止すると共に、外部からの雨水やダスト等の侵入を防止している。ここでは内方部材50は、ハブ輪51と内輪52を指す。
【0009】
車輪取付フランジ54の側面54aに環状溝56を形成し、この環状溝56内にボルト穴57を円周方向等配に穿設している。このボルト穴57にハブボルト55の外径に形成したナール55a部を圧入固定し、ナット(図示せず)を螺合してブレーキロータ(図示せず)を介して車輪を締結している。
【0010】
環状溝56内にボルト穴57を穿設しているため、ハブボルト55の圧入によってボルト穴57周縁の変形や車輪取付フランジ54の側面54aに発生するうねりをこの環状溝56内にとどめることができ、環状溝56外の側面54aへの影響を抑制している(特開平7−164809号公報参照)。
【0011】
また、図14に示す駆動車輪用軸受装置では、ハブ輪80と、軸受部90と、等速自在継手100とをユニット化して構成している。ハブ輪80は車輪(図示せず)を取り付けるための車輪取付フランジ81を一体に有し、この車輪取付フランジ81の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト82を植設している。
【0012】
軸受部90は外方部材91と内方部材92と複列の転動体93、93を備え、外方部材91には外周に車体(図示せず)に取り付けるための車体取付フランジ94を一体に有し、内周には複列の転走面91a、91aを形成している。一方、内方部材92には、前記した外方部材91の転走面91a、91aに対向する複列の転走面80a、101aを形成している。これら複列の転走面80a、101aのうち、アウトボード側の転走面80aはハブ輪80の外周に、インボード側の転走面101aは等速自在継手100の外側継手部材101の外周にそれぞれ一体に形成している。複列の転動体93、93はこれら転走面91a、80aと91a、101a間に収容し、保持器95、95で転動自在に保持している。この場合、内方部材92はハブ輪80と外側継手部材101を指す。軸受部90の端部にはシール96、97を装着し、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩と、外部からの雨水やダスト等の侵入を防止している。
【0013】
等速自在継手100は外側継手部材101と図示しない継手内輪、ケージ、およびトルク伝達ボールとを備え、外側継手部材101はカップ状のマウス部102と、このマウス部102から軸方向に延びる軸部103を有し、マウス部102の内周には軸方向に延びる曲線状のトラック溝102aを形成している。
【0014】
ここで、中空に形成した外側継手部材101の軸部103をハブ輪80に内嵌すると共に、ハブ輪80の内周面に凹凸83を形成し、軸部103を拡径してこの凹凸部83に食い込ませ、その嵌合部を加締めてハブ輪80と外側継手部材101とを塑性結合させている(特開2001−18605号公報参照)。
【0015】
こうした駆動車輪用軸受装置では、従来のセレーション等のトルク伝達手段に比べ嵌合部の緩みと摩耗を抑制することができ、この結合部はトルク伝達手段と、ハブ輪と外側継手部材の結合手段とを併せ持つため、一層の軽量・コンパクト化が達成できる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した駆動車輪用軸受装置のうち前者において、車輪取付フランジ54の側面54aに環状溝56を形成し、その後にハブボルト55を圧入しているため、圧入による変形等を皆無にすることは困難で、側面54aの面振れ精度向上には限界があった。また、特に、プレス加工によって形成した鋼製ホイールの場合は、削り加工によって形成したアルミ合金製ホイールに比べ取付面の精度が悪く、環状溝56の深さや幅寸法によっては、ナット締結によって車輪取付フランジ54が傾き、かえってブレーキロータ側面(パッド摺接面)の面振れ精度を悪化させることがあった。
【0017】
したがって、単に車輪取付フランジ54の側面54aに環状溝56を形成し、ボルト穴57をその環状溝56内に穿設するだけでは、ハブボルト55の圧入による側面54aへの影響を完全に防止することは難しく、ブレーキロータ側面の面振れ精度向上に対してまだ幾つかの改善の余地があった。
【0018】
また、後者の駆動車輪用軸受装置では、軸部103を拡径加締することによって、ブレーキロータ(図示せず)を案内するパイロット部84が拡径してブレーキロータの装着が難しくなるだけでなく、軸部103がアウトボード側に延び、車輪取付フランジ81がインボード側に傾倒することが判った。これらの変形量は加締条件等によってばらつき、予め変形量を予測して設定することは難しく、結果、車輪取付フランジ81側面の面振れを劣化させることが判った。
【0019】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、装置のユニット化を図り軽量・コンパクト化を達成すると共に、ブレーキロータ側面の面振れ精度向上を図った駆動車輪用軸受装置を提供することを目的としている。
【0020】
【課題を解決するための手段】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項1記載の発明は、ブレーキロータを介して車輪を締結する車輪取付フランジを形成し、この車輪取付フランジの周方向に沿って複数のハブボルトを植設するハブ輪と、等速自在継手と、車体に対して車輪を回転自在に支承する複列の転がり軸受とをユニット化し、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材とを嵌合させ、等速自在継手の回転を前記ハブ輪に伝達するようにした駆動車輪用軸受装置において、前記車輪取付フランジに前記ハブボルトを包含する所定の幅を有する環状溝を形成し、前記車輪取付フランジの外径側の接触面を、前記車輪取付フランジの内径側の接触面に対して、車輪側に僅かに突出させて設け、前記ハブ輪の車輪取付フランジが設けられた部位の内径に複数列の溝を直交させた形状をし、硬化させた凹凸部を形成すると共に、この凹凸部に前記外側継手部材の軸部を拡径させて食い込ませることにより、前記ハブ輪と前記外側継手部材とを一体に塑性結合し、前記車輪取付フランジの側面を、前記ハブボルトを圧入および、前記ハブ輪と前記外側継手部材とを一体に塑性結合後に切削加工する切削面とした構成を採用した。
【0021】
このように、ハブ輪と前記外側継手部材とを一体に塑性結合し、さらには、ハブボルト圧入および前記塑性結合後、すなわち、アッシー後に車輪取付フランジの側面を旋削等によって仕上げ加工するようにしたので、従来のセレーション等のトルク伝達手段に比べ嵌合部の緩みと摩耗を抑制することができ、軽量・コンパクト化が達成できると同時に、塑性結合によって生じる車輪取付フランジの変形やハブボルト圧入によるフランジ側面の面振れ精度への影響を実質的にゼロに抑制することができる。また、車輪取付フランジの外径側を、車輪側に僅かに突出させることにより、ブレーキロータと車輪取付フランジを外径側で密着させ、ブレーキロータの変形の自由度を拘束して、ブレーキロータの面振れを抑制することができる。
【0022】
また、請求項2に記載の発明は、ハブ輪に形成するブレーキロータのパイロット部を、塑性結合後に切削加工する切削面としたので、塑性結合によってパイロット部が拡径しても容易にブレーキロータを装着することができる。
【0023】
さらに、請求項3に記載の発明のように、車輪取付フランジにハブボルトを包含する所定の幅を有する環状溝を形成すると共に、この環状溝以外の車輪取付フランジの側面を、ハブボルト圧入後に切削加工した切削面(仕上げ切削面)とすれば、簡便な旋削加工でも仕上げ加工ができ、作業工数削減による低コスト化を図ることができる。
【0024】
また、請求項4に記載の発明のように、車輪のホイールを鋼製とした時、このホイールとブレーキロータとの接触部のうち、ハブボルトのピッチ円直径に対して外径側の接触部よりも小径に、かつハブボルトのピッチ円直径に対して内径側の接触部よりも大径になるように、環状溝の幅寸法を設定したので、比較的取付部の精度が悪いとされているプレス成形してなる鋼鈑製のホイールであっても、ブレーキロータ側面の面振れ精度を所望の規定値に抑制することができる。
【0025】
好ましくは、請求項5に記載の発明のように、ハブボルトを環状溝内に植設すると共に、ハブボルトの外径から環状溝の縁部までの距離を1mm以上とすることによって、ハブボルト周縁部の変形を許容すると共に、フランジ側面の仕上げ加工の作業性を向上することができる。
【0026】
さらに好ましくは、請求項6に記載の発明のように、環状溝の深さを、少なくとも0.3mmとすれば、環状溝の加工バラツキ、およびハブボルト圧入後の切削バラツキを充分に許容することができる。
【0028】
また、請求項7に記載の発明のように、車輪取付フランジの側面のうち、ブレーキロータが接触する側の面振れを20μm以下に規制すれば、ブレーキロータ側面の面振れ精度を所望の規定値に抑制することができる。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明に係る駆動車輪用軸受装置の実施形態を示す縦断面図である。この駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪1と、複列の転がり軸受2と、等速自在継手3とをユニット化して構成している。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トボード側(図面左側)、中央寄り側をインボード側(図面右側)という。
【0030】
ハブ輪1は、アウトボード側の端部に車輪(図示せず)を取り付けるための車輪取付フランジ4を一体に有し、この車輪取付フランジ4の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト18を植設している。ハブ輪1の内周面には凹凸部5を形成し、熱処理によって表面硬さを54〜64HRCの範囲に硬化層10を形成する(図中散点模様にて示す)。熱処理としては、局部加熱ができ、硬化層深さの設定が比較的容易にできる高周波誘導加熱による焼入れが好適である。なお、凹凸部5は、図2に示すような複数列の溝を直交させた形状を例示することができる。(a)は互いに傾斜した螺旋溝6で、(b)は軸方向、および独立した環状溝6’でアヤメローレット状を形成することができる。また、凹凸部5の凸部は良好な食い込み性を確保するために、三角形状等の尖端形状に形成する。
【0031】
複列の転がり軸受2は、外方部材7と内方部材8と複列の転動体9、9とからなり、外方部材7は外周に車体(図示せず)に取り付けるための車体取付フランジ7aを一体に有し、内周には複列の外側転走面7b、7bを形成している。一方、内方部材8は、ハブ輪1と後述する外側継手部材14を指し、外方部材7の外側転走面7b、7bに対向するアウトボード側の内側転走面1aをハブ輪1の外周に、またインボード側の内側転走面14aを外側継手部材14の外周にそれぞれ形成している。複列の転動体9、9をこれら転走面7b、1aと7b、14a間にそれぞれ収容し、保持器11、11で転動自在に保持している。複列の転がり軸受2の端部にはシール12、13を装着し、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩と、外部からの雨水やダスト等の侵入を防止している。
【0032】
ハブ輪1の外周において、シール12のシールリップが摺接するシールランド部、内側転走面1a、および外側継手部材14の肩部16と当接するインロウ部1bの表面に高周波焼入れによって硬化層10’を形成している(図中散点模様にて示す)。ここで複列の転がり軸受2は転動体9、9をボールとした複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず転動体に円すいころを使用した複列円すいころ軸受であっても良い。
【0033】
等速自在継手3は外側継手部材14と図示しない継手内輪、ケージ、およびトルク伝達ボールとからなる。外側継手部材14はカップ状のマウス部15と、このマウス部15の底部をなす肩部16と、この肩部16から軸方向に延びる軸部17を有し、マウス部15の内周には軸方向に延びる曲線状のトラック溝15aを形成している。
【0034】
中空に形成した外側継手部材14の肩部16外周には前記した内側転走面14aを形成している。また、この軸部17はハブ輪1のインロウ部1bを圧入する小径段部17aと、ハブ輪1と嵌合する嵌合部17bを有している。小径段部17aに圧入したハブ輪1のインロウ部1bを肩部16によって突合せ状態で、嵌合部17bをハブ輪1に内嵌すると共に、この嵌合部17bの内径にマンドレルを挿入・抜脱させる等、嵌合部17bを適宜な手段で拡径してハブ輪1の凹凸部5に食い込ませ、この嵌合部17bを加締めてハブ輪1と外側継手部材14とを塑性結合させる。これにより、この結合部はトルク伝達手段と、ハブ輪1と外側継手部材14の結合手段とを併せ持つため、従来のセレーション等のトルク伝達手段をハブ輪1や外側継手部材14に形成する必要はなく、また、締結ナット等の固定手段が不要となり、一層装置の軽量・コンパクト化を実現することができる。
【0035】
外側継手部材14において、マウス部15の内周に形成したトラック溝15aとシール13が摺接するシールランド部から転走面14a、および小径段部17aに亙って表面硬化処理を施す。硬化処理として高周波誘導加熱による焼入れが好適である。また、拡径する嵌合部17bは、鍛造後の素材表面硬さ24HRC以下の未焼入れ部とし、前記したハブ輪1の凹凸部5の表面硬さ54〜64HRCとの硬度差を30HRC以上に設定するのが好ましい。これにより、嵌合部17bが凹凸部5に容易に、かつ深く食い込み、凹凸部5の先端が潰れることなく強固に両者を塑性結合することができる。
【0036】
図示はしていないが、中空の外側継手部材14の内径にエンドキャップを装着して、マウス部15に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と外部からのダスト侵入を防止している。
【0037】
本実施形態では、車輪取付フランジ4の側面4aを旋盤等により一次切削し、環状溝19を形成している。この環状溝19の溝幅中央部にはボルト穴20を円周方向等配に穿設している。さらにハブボルト18の外径に形成したナール18a部をこのボルト穴20に圧入固定した後、側面4aおよびパイロット部4bを旋盤により二次切削(仕上げ切削)している。二次切削は旋盤に限らず、フライス盤や研削盤による切削であっても良い。なお、ボルト穴20は溝幅中央部に必ずしも穿設する必要はない。ここで、ハブボルト18を車輪取付フランジ4に圧入するのは、ハブ輪1と外側継手部材14とを塑性結合する前であっても、また後であっても良いが、車輪取付フランジ4の側面4aの二次切削は最終的に装置をアッシーした後にするものとする。
【0038】
図3は、車輪取付フランジ4の側面4aに形成した環状溝19部の要部拡大断面図である。この環状溝19の溝幅寸法が大きければ、ハブボルト18の圧入後の側面4aにおける二次切削の作業性が向上するが、後述するブレーキロータ取付面との接触面積が減少し、ナット締結によって車輪取付フランジ4の側面4aの変形が拡大して好ましくない。したがって、ハブボルト18の外径から少なくとも環状溝19までの寸法を1mmとすれば、ブレーキロータ取付面との接触面積が大きく減少することはなく、車輪をナットで締結した時の側面4aの変形を抑制し、ブレーキロータ側面の面振れ精度の悪化を最小限に抑制できることが判った。また、ハブボルト18の外径から1mm以上の間隙があれば、旋削バイト等の加工治具Zが切削時に干渉して作業性を低下させることもない。
【0039】
環状溝19を側面4aに形成することにより、ハブボルト18の圧入による側面4aへの変形等の影響を最小限に抑制できると共に、ハブボルト18の圧入後、さらに側面4aを二次切削すれば、ハブボルト18の圧入によって増加した側面4aの面振れを可及的に抑制することができる。
【0040】
また、環状溝19を側面4aに形成せずに、ハブボルト18の圧入後、側面4a、およびパイロット部4bをフライス盤、あるいは研削盤によって二次切削(仕上げ切削)すれば、ハブボルト18の圧入によって増加した側面4aの面振れを可及的に抑制すると共に、塑性結合によって拡径したパイロット部4bを修正することができる。
【0041】
図4は、車輪取付フランジ4にブレーキロータ30を取付けた状態を示す要部拡大断面図である。取付け部31が車輪取付フランジ4の側面4aと接触する接触面31a、31bを、ハブボルト18のそれぞれ内外径側に両方に設けることにより、ナット(図示せず)締結による車輪取付フランジ4の変形を最小限に抑制できることが判った。
【0042】
図5は、車輪取付フランジ4にブレーキロータ30を取付けた状態を示す要部拡大断面図で、側面4aにパイロット部4bまで続く環状溝19’を形成している。この場合、取付け部31が車輪取付フランジ4の側面4aと外径側の接触面31bのみで接触し、内径側の接触面31aとは接触しない。こうした状態で、ナットを締め付けると、ブレーキロータ30における側面32の面振れの変化は、図6に示すように、車輪取付フランジ4の傾きにより大きく変位し、さらに側面32の面振れが悪化することが判った。
【0043】
また、図4に示した状態から、車輪取付フランジ4の外径側を図示しない車輪側に僅かに傾斜等をさせて突出させ、ブレーキロータ30の取付け部31と車輪取付フランジ4の側面4aを外径側で密着するようにすれば、ブレーキロータ30の変形の自由度を拘束して、ブレーキロータ30の面振れを抑制することができることも判った。段差は0.1mm以下(傾斜角度で最大10’)で、これ以上突出させた場合は、前述したように、車輪取付フランジ4が傾き、ブレーキロータ30の側面32の面振れは悪化する。
【0044】
次に、ブレーキロータ30の側面32の面振れ測定方法について説明する。図7は、車輪取付フランジ4にブレーキロータ30を載置し、ナットを締結する前の状態、図8はナット締結後の状態を示す。
【0045】
図7において、外方部材7の車体取付フランジ7aを基台B上に載置し、内方部材8を回転自在に保持した上に、ブレーキロータ30の取付け部31を車輪取付フランジ4の側面4aに密着させ、ブレーキロータ30の側面32にダイヤルゲージGの触針を当接させる。ここで、内方部材8を回転させることにより、ブレーキロータ30の側面32の面振れを測定することができる。
【0046】
図8において、ブレーキロータ30の取付け部31に、ホイールWを密着させ、ハブボルト18にナットNを締結し、同様に、ブレーキロータ30の側面32にダイヤルゲージGの触針を当接させた状態で内方部材1を回転させることにより、ブレーキロータ30の側面32の面振れを測定することができる。このように、本出願人は、ナットNの締結前後において、ブレーキロータ30の側面32の面振れに及ぼす影響と要因を種々の条件で検証した。
【0047】
図9は、車輪取付フランジ4にブレーキロータ30とホイールWを取付け、ナット(図示せず)を締結した状態を示す要部拡大断面図である。ここでホイールWはプレス成形してなる鋼鈑製で、一般的にホイールの剛性アップのため、ハブボルト(図示せず)のピッチ円上に凹みWaを設けている。これらの凹みWaによって、ホイールWとブレーキロータ30とは全面接触するのではなく、円周上に部分接触することになる。一般的にアルミ合金等からなるホイールは、ブレーキロータとの接触部を切削面とし面精度は良いが、鋼鈑製ホイールWはブレーキロータとの接触部の面精度が劣り、またナット締結によってさらにブレーキロータの側面における面振れを増加させる。
【0048】
こうした鋼鈑製のホイールWにおいても、このホイールWのブレーキロータ30との接触部のうち、ハブボルトのピッチ円直径に対して外径側の接触部33aよりも小径に、また、ハブボルトのピッチ円直径に対して内径側の接触部33bよりも大径になるように、すなわち、両接触部33a、33b間に環状溝19が位置するように環状溝19の幅寸法を設定すれば、ブレーキロータ30の側面32の面振れを抑制できることが判った。
【0049】
しかし、図10に示すように、環状溝19”が両接触部33a、33b到達するまで幅広になった場合、側面4aの接触面積が不足して、ナット締結時に車輪取付フランジ4の変形を招来させ、ブレーキロータ30の側面32の面振れを悪化させることが判った。図11、図12はこうした環状溝の溝幅の違いによるブレーキロータ30の側面32の面振れへの影響を検証した結果を示すグラフで、図11は、図9で説明したように、両接触部33a、33b間に環状溝7が位置するように環状溝19の幅寸法を設定した場合、図12は、図10で説明したように、環状溝19”が両接触部33a、33b到達するまで幅広になった場合、それぞれナット締結前後におけるブレーキロータ30の側面32の面振れを示している。
【0050】
図11で判るように、車輪リムWの両接触部33a、33b間に車輪取付フランジ4の環状溝19が位置するように環状溝19の幅寸法を設定した場合は、ナット締結により接触部33a、33bの密着度が向上して面振れが悪化しないが、図12でも判るように、環状溝19”が両接触部33a、33bに到達するまで幅広になった場合は、ブレーキロータ30の側面32の面振れは悪化する傾向が見られる。
【0051】
前述した環状溝19の深さは0.3mm以上、好ましくは0.4〜0.6mmに設定すれば、環状溝19の加工バラツキ、およびハブボルト18の圧入後の切削加工バラツキを充分に許容することができる。
【0052】
車輪取付フランジ4の側面4aのうち、ブレーキロータ30が接触する側の面振れを20μm以下に規制すれば、ブレーキロータ30取付後の側面32の面振れ精度を50μm以下に抑制することができることが判った。この側面32の面振れが50μmを超えると操安性、すなわち、ブレーキジャダーが顕著になり、通常の運転者に不快感を生じさせて好ましくない。
【0053】
以上本発明を、ハブ輪と複列の転がり軸受と等速自在継手とをユニット化し、複列の内側転走面のうち、アウトボード側の内側転走面をハブ輪の外周面に、また、インボード側の内側転走面を、等速自在継手の外側継手部材の外周面にそれぞれ直接形成した、所謂第4世代構造に適用した実施形態について説明したが、本発明はこの構造に限らず、ハブ輪に別体の内輪を圧入し、アウトボード側の軸受転走面をハブ輪に、また別体の内輪にインボード側の軸受転走面をそれぞれ形成した構造、所謂第3世代構造や、その他第1、第2世代構造の駆動車輪用軸受装置にも適用できる。
【0054】
なお、車輪取付フランジ4の側面4aを、予めハブボルト18の圧入前に一次切削し、圧入後に二次切削をする実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものではなく、例えば、ハブボルト18を圧入する前に、側面4aを粗旋削と中仕上げ旋削からなる一次切削を行い、ハブボルト18の圧入後に、二次切削(仕上げ切削)を行っても良い。また、ハブボルト18の圧入前に切削を行わず、鍛造肌のままとし、ハブボルト18の圧入後に二次切削(仕上げ切削)を行っても良い。
【0055】
本発明は、こうした第1世代乃至第4世代構造の駆動車輪用軸受装置において適用が可能であると共に、それぞれの構造の特徴を失うことなく、車輪取付フランジの面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制し得る有効な手段と言える。
【0056】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる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、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【0057】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明に係る駆動車輪用軸受装置は、塑性結合によりハブ輪と外側継手部材とを一体化したので、軽量・コンパクト化といった所期の技術課題を解決し、結合部の緩みや摩耗を防止することができる。これに加え、さらにハブボルトの圧入、およびハブ輪と外側継手部材の塑性結合後、すなわち、装置のアッシー後に切削加工する切削面(仕上げ切削面)としたことによって、塑性結合による車輪取付フランジの変形を修正し、さらにはハブボルト圧入等によるフランジ側面の面振れへの影響を抑制し、車輪取付フランジの側面の面振れ精度を高めてブレーキジャダーの発生を抑制することができる。また、第1世代乃至第4世代の駆動車輪用軸受装置において、それぞれの構造が有する特徴を失うことなく、簡単な構成で車輪取付フランジの側面の面振れ精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る駆動車輪用軸受装置の実施形態を示す縦断面図である。
【図2】(a)は本発明に係るハブ輪の凹凸部形状を示す縦断面図で、互いに傾斜した螺旋溝で構成したアヤメローレット形状を示す。
(b)は同上、軸方向、および独立した環状溝で構成したアヤメローレット形状を示す。
【図3】本発明に係る駆動車輪用軸受装置の要部拡大断面図である。
【図4】同上
【図5】本発明に係る駆動車輪用軸受装置と比較するための説明用要部拡大断面図である。
【図6】本発明に係る駆動車輪用軸受装置と比較するための説明用グラフである。
【図7】本発明に係る駆動車輪用軸受装置の面振れ測定方法を示す縦断面図である。
【図8】同上、ナット締結後の面振れ測定方法を示す縦断面図である。
【図9】本発明に係る駆動車輪用軸受装置の他の実施形態における要部拡大断面図である。
【図10】同上と比較するための説明用要部拡大断面図である。
【図11】本発明に係る駆動車輪用軸受装置の面振れ測定結果を示すグラフである。
【図12】同上と比較するための説明用グラフである。
【図13】(a)従来の駆動車輪用軸受装置を示す側面図である。
(b)同上縦断面図である。
【図14】従来の他の駆動車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1・・・・・・・・・・・・ハブ輪
1a・・・・・・・・・・・内側転走面
2・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
3・・・・・・・・・・・・等速自在継手
4・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
4a・・・・・・・・・・・側面
4b・・・・・・・・・・・パイロット部
5・・・・・・・・・・・・凹凸部
6、6’・・・・・・・・・溝
7・・・・・・・・・・・・外方部材
7a・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
7b・・・・・・・・・・・外側転走面
8・・・・・・・・・・・・内方部材
9・・・・・・・・・・・・転動体
10、10’・・・・・・・硬化層
11・・・・・・・・・・・保持器
12、13・・・・・・・・シール
14・・・・・・・・・・・外側継手部材
14a・・・・・・・・・・内側転走面
15・・・・・・・・・・・マウス部
15a・・・・・・・・・・トラック溝
16・・・・・・・・・・・肩部
17・・・・・・・・・・・軸部
17a・・・・・・・・・・小径段部
17b・・・・・・・・・・嵌合部
18・・・・・・・・・・・ハブボルト
18a・・・・・・・・・・ナール
19、19’、19”・・・環状溝
20・・・・・・・・・・・ボルト穴
30・・・・・・・・・・・ブレーキロータ
31・・・・・・・・・・・取付け部
31a、31b・・・・・・接触面
32・・・・・・・・・・・側面
33a、33b・・・・・・接触部
50、92・・・・・・・・内方部材
51、80・・・・・・・・ハブ輪
51a、80a・・・・・・転走面
52・・・・・・・・・・・内輪
52a・・・・・・・・・・転走面
53・・・・・・・・・・・小径段部
54、81・・・・・・・・車輪取付フランジ
54a・・・・・・・・・・側面
55・・・・・・・・・・・ハブボルト
55a・・・・・・・・・・ナール
56・・・・・・・・・・・環状溝
57・・・・・・・・・・・ボルト穴
60、91・・・・・・・・外方部材
60a、60b、91a・・転走面
61、94・・・・・・・・車体取付フランジ
62、63、96、97・・シール
70、93・・・・・・・・転動体
71、95・・・・・・・・保持器
B・・・・・・・・・・・・基台
G・・・・・・・・・・・・ダイヤルゲージ
N・・・・・・・・・・・・ナット
W・・・・・・・・・・・・ホイール
Wa・・・・・・・・・・・凹み
Z・・・・・・・・・・・・加工治具[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bearing device for a driving wheel that supports a driving wheel of an automobile or the like, and in particular, unitizes a hub wheel, a constant velocity universal joint, and a bearing portion, and improves surface runout accuracy of a wheel mounting flange. The present invention relates to a bearing device for a drive wheel that can suppress the occurrence of brake judder.
[0002]
[Prior art]
In general, disc brakes with excellent braking power have become widespread, but when braking with the disc brake rotor held between brake pads, vibration occurs especially when the vehicle is running at low speed, causing unpleasant noise at low frequencies. There are things to do. Such a phenomenon is called a brake judder, and in recent years, this analysis and improvement has attracted attention as a new technical problem as the performance and quietness of the vehicle are improved.
[0003]
The exact mechanism of the brake judder has not yet been elucidated in detail, but one factor is the accuracy of the pad sliding contact surface of the brake rotor. This runout accuracy includes not only the runout accuracy of the brake rotor itself, but also the runout accuracy of the wheel mounting flange to which the brake rotor is mounted, the axial runout of the rolling bearing, and the assembly accuracy of the rolling bearing. Finally, the surface runout accuracy of the brake rotor side surface appears.
[0004]
In recent years, not only cost reduction, but also a constant velocity universal joint, a hub wheel, and a bearing portion tend to be unitized for the purpose of weight reduction and compactness in order to improve fuel consumption. As a result, the drive wheel bearing device is slimmed down as much as possible by eliminating surplus. On the other hand, it is indispensable to increase the rigidity of the device for the steering stability of the vehicle. While satisfying such contradictory requirements, the above-described countermeasures for surface runout accuracy of the brake rotor side surface are taken.
[0005]
FIG. 13 shows a conventional drive wheel bearing device, in which (b) is a longitudinal sectional view and (a) is a side view thereof. In the following description, the side closer to the outside of the vehicle in the state assembled to the vehicle is referred to as the outboard side (left side in the drawing), and the side closer to the center is referred to as the inboard side (right side in the drawing).
[0006]
This drive wheel bearing device includes an
[0007]
On the other hand, the
[0008]
[0009]
An
[0010]
Since the
[0011]
In the drive wheel bearing device shown in FIG. 14, the
[0012]
The
[0013]
The constant velocity
[0014]
Here, the
[0015]
In such a drive wheel bearing device, the loosening and wear of the fitting portion can be suppressed as compared with the conventional torque transmission means such as serrations, and the coupling portion includes the torque transmission means, the hub wheel and the outer joint member coupling means. Can be further reduced in weight and size.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the former drive wheel bearing device described above, the
[0017]
Therefore, by simply forming the
[0018]
Further, in the latter bearing device for a drive wheel, the diameter of the
[0019]
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a drive wheel bearing device that achieves lightening and compactness by unitizing the device and improving the surface runout accuracy of the side surface of the brake rotor. The purpose is that.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the invention according to
[0021]
In this way, the hub wheel and the outer joint member are integrally plastically bonded, and further, after the hub bolt press-fitting and the plastic coupling, that is, after assembly, the side surface of the wheel mounting flange is finished by turning or the like. Compared with conventional torque transmission means such as serrations, loosening and wear of the fitting part can be suppressed, and light weight and compactness can be achieved. At the same time, deformation of the wheel mounting flange caused by plastic coupling and flange side face by hub bolt press-fitting The influence on the surface runout accuracy can be substantially reduced to zero.Further, by slightly projecting the outer diameter side of the wheel mounting flange toward the wheel side, the brake rotor and the wheel mounting flange are brought into close contact with each other on the outer diameter side, and the degree of freedom of deformation of the brake rotor is constrained. Surface deflection can be suppressed.
[0022]
In the invention according to
[0023]
Further, as in the invention described in claim 3, the wheel mounting flange is formed with an annular groove having a predetermined width including the hub bolt, and the side surface of the wheel mounting flange other than the annular groove is cut after the hub bolt press-fitting. If the cut surface (finished cut surface) is used, finishing can be performed by simple turning, and the cost can be reduced by reducing the number of work steps.
[0024]
When the wheel of the wheel is made of steel as in the invention described in
[0025]
Preferably, as in the invention described in
[0026]
More preferably, when the depth of the annular groove is at least 0.3 mm as in the invention described in
[0028]
Claims7If the surface runout on the side contacting the brake rotor is restricted to 20 μm or less among the side surfaces of the wheel mounting flange as in the invention described in 1), the surface runout accuracy on the side surface of the brake rotor can be suppressed to a desired specified value. it can.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a drive wheel bearing device according to the present invention. This drive wheel bearing device comprises a
[0030]
The
[0031]
The double-
[0032]
On the outer periphery of the
[0033]
The constant velocity universal joint 3 includes an outer
[0034]
The
[0035]
In the outer
[0036]
Although not shown, an end cap is attached to the inner diameter of the hollow outer
[0037]
In the present embodiment, the
[0038]
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the main part of the
[0039]
By forming the
[0040]
Further, if the
[0041]
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a state where the
[0042]
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a state in which the
[0043]
Further, from the state shown in FIG. 4, the outer diameter side of the
[0044]
Next, a method for measuring the surface runout of the
[0045]
In FIG. 7, the vehicle
[0046]
In FIG. 8, the wheel W is brought into close contact with the mounting
[0047]
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a state where the
[0048]
Also in such a steel-steel wheel W, the contact portion of the wheel W with the
[0049]
However, as shown in FIG. 10, when the
[0050]
As can be seen from FIG. 11, when the width dimension of the
[0051]
If the depth of the
[0052]
If the surface runout of the
[0053]
As described above, the present invention unitizes the hub wheel, the double row rolling bearing, and the constant velocity universal joint, and of the double row inner rolling surface, the inner rolling surface on the outboard side is the outer peripheral surface of the hub wheel. The embodiment applied to the so-called fourth generation structure in which the inner rolling surface on the inboard side is directly formed on the outer peripheral surface of the outer joint member of the constant velocity universal joint has been described, but the present invention is not limited to this structure. First, a separate inner ring is press-fitted into the hub wheel, the bearing rolling surface on the outboard side is formed on the hub ring, and the bearing rolling surface on the inboard side is formed on the separate inner ring, so-called third generation. The present invention can also be applied to structures and other first and second generation drive wheel bearing devices.
[0054]
In addition, although embodiment which cuts the
[0055]
The present invention can be applied to the drive wheel bearing device of the first generation to the fourth generation structure, and the surface runout accuracy of the wheel mounting flange can be improved without losing the characteristics of each structure, so that the brake judder can be used. It can be said that it is an effective means that can suppress the occurrence.
[0056]
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including.
[0057]
【The invention's effect】
As described above in detail, the drive wheel bearing device according to the present invention integrates the hub wheel and the outer joint member by plastic coupling, thereby solving the expected technical problem such as light weight and compactness. Can be prevented from loosening and wearing. In addition to this, deformation of the wheel mounting flange due to plastic connection is achieved by further pressing the hub bolt and plastic cutting between the hub wheel and the outer joint member, that is, the cutting surface (finish cutting surface) to be cut after assembly of the device. Further, it is possible to suppress the influence of the hub bolt press-fitting etc. on the surface runout of the flange side surface, and to improve the surface runout accuracy of the side surface of the wheel mounting flange, thereby suppressing the occurrence of brake judder. Further, in the first to fourth generation drive wheel bearing devices, the surface runout accuracy of the side surface of the wheel mounting flange can be increased with a simple configuration without losing the characteristics of each structure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a bearing device for a drive wheel according to the present invention.
FIG. 2 (a) is a longitudinal sectional view showing the shape of an uneven portion of a hub wheel according to the present invention, showing an iris knurl shape formed by spiral grooves inclined with respect to each other.
(B) shows the same shape as above, the axial direction, and the iris knurl shape formed by independent annular grooves.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a drive wheel bearing device according to the present invention.
[Fig. 4] Same as above
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a main part for explanation for comparison with a drive wheel bearing device according to the present invention.
FIG. 6 is an explanatory graph for comparison with a drive wheel bearing device according to the present invention.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a method of measuring surface runout of a drive wheel bearing device according to the present invention.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a method of measuring surface runout after nut fastening.
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a main part in another embodiment of the drive wheel bearing device according to the present invention.
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a main part for explanation for comparison with the above.
FIG. 11 is a graph showing the results of surface runout measurement of the drive wheel bearing device according to the present invention.
FIG. 12 is an explanatory graph for comparison with the above.
FIG. 13 (a) is a side view showing a conventional drive wheel bearing device.
(B) It is a longitudinal cross-sectional view same as the above.
FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing another conventional drive wheel bearing device.
[Explanation of symbols]
1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Hub wheel
1a ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Inner rolling surface
2 ..... Double row rolling bearing
3 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Constant velocity universal joint
4 ..... Wheel mounting flange
4a ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Side
4b ... Pilot part
5 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Unevenness
6, 6 '... groove
7 ······ Outer member
7a ... Body mounting flange
7b ............ Outer rolling surface
8 ..... Inner member
9 ..... rolling element
10, 10 '.... Hardened layer
11 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Retainer
12, 13, ... Seal
14 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Outer joint member
14a ... Inward rolling surface
15 ..... Mouse part
15a: Track groove
16 ... shoulder
17 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Shaft
17a ... Small diameter step
17b ..... fitting part
18 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Hub Bolt
18a …… Nar
19, 19 ', 19 "... annular groove
20 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Bolt hole
30 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Brake rotor
31 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Mounting part
31a, 31b ... Contact surface
32 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Side
33a, 33b ・ ・ ・ ・ ・ ・ Contact part
50, 92 ..... Inner member
51, 80 ... hub wheel
51a, 80a ... Rolling surface
52 ..... Inner ring
52a ... Rolling surface
53 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Small diameter step
54, 81... Wheel mounting flange
54a side
55 ..... Hub bolt
55a …… Nar
56 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ annular groove
57 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Bolt hole
60, 91... Outer member
60a, 60b, 91a ... rolling surface
61, 94 ..... Body mounting flange
62, 63, 96, 97 .. seal
70, 93 ... Rolling elements
71, 95 ... ・ ・ ・ ・ ・ Retainer
B ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Base
G ... Dial Gauge
N ......... Nut
W ......... Wheel
Wa ····················
Z ... Processing jig
Claims (7)
前記車輪取付フランジに前記ハブボルトを包含する所定の幅を有する環状溝を形成し、前記車輪取付フランジの外径側の接触面を、前記車輪取付フランジの内径側の接触面に対して、車輪側に僅かに突出させて設け、前記ハブ輪の車輪取付フランジが設けられた部位の内径に複数列の溝を直交させた形状をし、硬化させた凹凸部を形成すると共に、この凹凸部に前記外側継手部材の軸部を拡径させて食い込ませることにより、前記ハブ輪と前記外側継手部材とを一体に塑性結合し、前記車輪取付フランジの側面を、前記ハブボルトを圧入および、前記ハブ輪と前記外側継手部材とを一体に塑性結合後に切削加工する切削面としたことを特徴とする駆動車輪用軸受装置。A wheel mounting flange that fastens the wheel via the brake rotor is formed, and a hub wheel in which a plurality of hub bolts are installed along the circumferential direction of the wheel mounting flange, a constant velocity universal joint, and the wheel is rotated with respect to the vehicle body. A double-row rolling bearing that is freely supported is unitized, and the hub wheel and the outer joint member of the constant velocity universal joint are fitted together to transmit the rotation of the constant velocity universal joint to the hub wheel. In the drive wheel bearing device,
An annular groove having a predetermined width including the hub bolt is formed on the wheel mounting flange, and the contact surface on the outer diameter side of the wheel mounting flange is set on the wheel side with respect to the contact surface on the inner diameter side of the wheel mounting flange. A plurality of grooves are orthogonal to the inner diameter of the portion of the hub wheel where the wheel mounting flange is provided to form a hardened concave and convex portion. The hub wheel and the outer joint member are integrally plastically joined by enlarging the shaft portion of the outer joint member, and the side surface of the wheel mounting flange is press-fitted with the hub bolt and the hub wheel. A bearing device for a drive wheel, wherein the outer joint member is a cutting surface that is cut after plastic bonding.
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