JP4455182B2 - Wheel bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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用軸受装置、特に、車両の走行状況に応じて適切な軸受予圧と軸受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ものである。 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 device, and in particular, to ensure an appropriate bearing preload and bearing rigidity according to the traveling state of the vehicle, thereby improving durability. The present invention relates to a wheel bearing device.
自動車の懸架装置に対して車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置は、低コスト化は言うまでもなく、燃費向上のための軽量・コンパクト化が進んでいる。これらの車輪用軸受装置は、ハブ輪と複列の転がり軸受とがユニット化して構成されており、その代表的なものとして、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た、所謂第3世代と称される車輪用軸受装置が知られている。 A wheel bearing device that rotatably supports a wheel with respect to a suspension device of an automobile has been made lighter and more compact for improving fuel efficiency, not to mention cost reduction. These wheel bearing devices are configured by unitizing a hub wheel and a double row rolling bearing. As a typical example, both the inner member and the outer member have a flange integrally. For a wheel referred to as a third generation, in which one inner rolling surface of the rolling bearing is formed directly on the hub wheel and the other inner rolling surface is formed on a separate inner ring press-fitted into the hub wheel. Bearing devices are known.
図6に示すものは駆動輪側における第3世代の車輪用軸受装置であって、外方部材51と内方部材52およびこれら両部材間に収容された複列のボール53とからなる。内方部材52は、一端部に車輪(図示せず)を取り付けるための車輪取付フランジ54を一体に有し、外周に内側転走面55aと、この内側転走面55aから軸方向に延びる円筒状の小径段部55bが形成されたハブ輪55、およびこのハブ輪55の小径段部55bに圧入され、外周に内側転走面56aが形成された内輪56とからなる。また、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57が植設されている。そして、ハブ輪55の小径段部55bの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部55cにより、ハブ輪55に対して内輪56が軸方向へ抜けるのを防止している。
FIG. 6 shows a third-generation wheel bearing device on the drive wheel side, which includes an
外方部材51は、外周に懸架装置58に固定される車体取付フランジ51bを一体に有し、内周に複列の外側転走面51a、51aが形成されている。この複列の外側転走面51a、51aと、これら複列の外側転走面51a、51aと対向する内側転走面55a、56aの間に保持器59を介して複列のボール53、53が転動自在に収容されている。
The
ここで、内輪56は、加締部55cによってその外端面56bが軸方向に押し込まれ、軸受に所定の予圧が付与されている。そして、ハブ輪55の肩部55dと内輪56の内端面56cとの間に所要の軸方向隙間60が確保された状態で、内輪56の外端面56bと加締部55cとの間に金属リング61が弾性復元可能に軸方向に圧縮された状態で介装されている。
Here, the
この金属リング61は鉄系材料を素材として、環状本体61aの軸方向両端縁に径方向外向きの一対のフランジ61bを備えた形状に形成され、軸方向に圧縮力がかからない非圧縮状態では軸方向に長い非圧縮形態をなし、圧縮状態では、環状本体61aは弾性変形域の範囲で径方向外向きに弾性復元可能に湾曲変形される。この金属リング61により、転走面が摩耗しても軸受に付与された予圧を適正に保つことができ、耐荷重能力や寿命確保が図れる。
しかしながら、こうした従来の車輪用軸受にあっては、車両の旋回時に金属リング61により付勢される予圧よりも大きなモーメント荷重が軸受に作用した場合、初期の予圧を確保することができず、所謂予圧抜けが発生して必要な耐荷重能力、すなわち、軸受剛性を得ることは難しい。したがって、この予圧抜けを防止するために、初期の予圧を高く設定する必要がある。この場合、旋回時の軸受剛性は確保できるが、車両の定常走行、すなわち、直進時での転がり抵抗が過度に大きくなって軸受異常昇温を招来せしめると共に、予圧量が過剰となって軸受の寿命が著しく低下してしまう恐れがある。
However, in such a conventional wheel bearing, when a moment load larger than the preload urged by the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、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車輪用軸受装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a wheel bearing device that secures a proper preload during straight travel and ensures bearing rigidity during turning to improve durability. It is an object.
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項1に記載の発明は、内周に複列の外側転走面が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、所定の接触角が付与された複列のボールとを備えた車輪用軸受装置において、前記内側転走面が、初期の接触角にて前記ボールと接触する接触点の近傍から溝底に亙って形成された曲率半径rと、前記接触点の近傍から前記内方部材の外径に亙って形成された曲率半径r1とで構成され、前記ボールの直径Daに対して、前記曲率半径r、r1が、1.05Da<2r≦1.10Daおよび1.01Da≦2r1≦1.05Daの範囲に設定されると共に、前記外側転走面が、前記接触点の近傍から溝底に亙って形成された曲率半径r2と、前記接触点の近傍から前記外方部材の内径に亙って形成された曲率半径r3とで構成され、前記曲率半径がr2、r3が、1.07Da<2r2≦1.12Daおよび1.03Da≦2r3≦1.07Daの範囲に設定され、車両の直進時において0〜10μm、旋回時において10〜50μmの範囲に予圧量が設定されている。
In order to achieve such an object, the invention according to
このように、内周に複列の外側転走面が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、両部材間に収容された複列のボールとを備えたアンギュラ玉軸受を有する車輪用軸受装置において、内側転走面が、初期の接触角にてボールと接触する接触点の近傍から溝底に亙って形成された曲率半径rと、接触点の近傍から内方部材の外径に亙って形成された曲率半径r1とで構成され、ボールの直径Daに対して、曲率半径r、r1が、1.05Da<2r≦1.10Daおよび1.01Da≦2r1≦1.05Daの範囲に設定されると共に、外側転走面が、接触点の近傍から溝底に亙って形成された曲率半径r2と、接触点の近傍から外方部材の内径に亙って形成された曲率半径r3とで構成され、曲率半径がr2、r3が、1.07Da<2r2≦1.12Daおよび1.03Da≦2r3≦1.07Daの範囲に設定され、車両の直進時において0〜10μm、旋回時において10〜50μmの範囲に予圧量が設定されているので、車両の定常走行(直進)時においては、初期に付与された予圧が確保され、過度な予圧を抑制して転がり抵抗の増加を防止できると共に、モーメント荷重が負荷される車両の旋回時においても、予圧量を増加させ、何ら部品を付加せずに軸受剛性を高め耐久性の向上を図ることができる。
Thus, an outer member having a double row outer rolling surface formed on the inner periphery, and an inner member having a double row inner rolling surface facing the outer rolling surface of these double rows formed on the outer periphery. When, in the wheel bearing device having the angular ball bearings and a ball double row housed between the two members, the inner side rolling run surface, from the vicinity of the contact point which contacts the ball at an initial contact angle A radius of curvature r formed over the groove bottom and a radius of curvature r1 formed over the outer diameter of the inner member from the vicinity of the contact point, and the radius of curvature with respect to the ball diameter Da. r and r1 are set in the range of 1.05 Da <2r ≦ 1.10 Da and 1.01 Da ≦ 2r1 ≦ 1.05 Da, and the outer rolling surface is formed from the vicinity of the contact point to the groove bottom. Radius of curvature r2 and the radius of curvature formed from the vicinity of the contact point to the inner diameter of the
また、請求項2に記載の発明は、前記内方部材が、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有するハブ輪と、このハブ輪に嵌合された内輪または等速自在継手とからなり、これらの部材が塑性結合によって一体化されているので、従来のようにナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がないため、車両への組込性を簡便にすることができると共に、長期間に亘り初期に設定された予圧量を維持することができる。
According to a second aspect of the present invention, the inner member includes a hub wheel integrally having a wheel mounting flange for mounting a wheel at one end, and an inner ring or a constant velocity universal joint fitted to the hub wheel. Since these members are integrated by plastic bonding, there is no need to control the preload by tightening firmly with a nut or the like as in the prior art, so that the ease of incorporation into the vehicle is simplified. In addition, it is possible to maintain the initially set amount of preload over a long period of time.
本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の外側転走面が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、所定の接触角が付与された複列のボールとを備えた車輪用軸受装置において、前記内側転走面が、初期の接触角にて前記ボールと接触する接触点の近傍から溝底に亙って形成された曲率半径rと、前記接触点の近傍から前記内方部材の外径に亙って形成された曲率半径r1とで構成され、前記ボールの直径Daに対して、前記曲率半径r、r1が、1.05Da<2r≦1.10Daおよび1.01Da≦2r1≦1.05Daの範囲に設定されると共に、前記外側転走面が、前記接触点の近傍から溝底に亙って形成された曲率半径r2と、前記接触点の近傍から前記外方部材の内径に亙って形成された曲率半径r3とで構成され、前記曲率半径がr2、r3が、1.07Da<2r2≦1.12Daおよび1.03Da≦2r3≦1.07Daの範囲に設定され、車両の直進時において0〜10μm、旋回時において10〜50μmの範囲に予圧量が設定されているので、車両の定常走行時においては、初期に付与された予圧が確保され、過度な予圧を抑制して転がり抵抗の増加を防止できると共に、モーメント荷重が負荷される車両の旋回時においては、それに応じて予圧量を増加させ、何ら部品を付加せずに軸受剛性を高め耐久性の向上を図ることができる。
The wheel bearing device according to the present invention includes an outer member having a double-row outer rolling surface formed on the inner periphery, and a double-row inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery. In the wheel bearing device comprising: the formed inner member; and a double row of balls that are rotatably accommodated between the two rolling surfaces and provided with a predetermined contact angle, the inner rolling surface is A radius of curvature r formed from the vicinity of the contact point in contact with the ball at the initial contact angle to the groove bottom, and from the vicinity of the contact point to the outer diameter of the inner member. The curvature radii r and r1 are set in a range of 1.05 Da <2r ≦ 1.10 Da and 1.01 Da ≦ 2r1 ≦ 1.05 Da with respect to the diameter Da of the ball. In addition, the curvature of the outer rolling surface formed from the vicinity of the contact point to the groove bottom is reduced. r2 and a radius of curvature r3 formed from the vicinity of the contact point to the inner diameter of the outer member. The radiuses of curvature r2 and r3 are 1.07 Da <2r2 ≦ 1.12 Da and 1 0.03 Da ≦ 2r3 ≦ 1.07 Da, and the preload amount is set in the range of 0 to 10 μm when the vehicle goes straight and 10 to 50 μm when the vehicle turns. Preload applied to the vehicle is ensured, and excessive preload can be suppressed to prevent an increase in rolling resistance.At the time of turning of a vehicle loaded with moment load, the preload amount is increased accordingly, The bearing rigidity can be increased and durability can be improved without adding.
内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、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たハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に外嵌され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪とからなる内方部材と、前記両転走面間に転動自在に収容され、所定の接触角が付与された複列のボールとを備え、前記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前記内輪が軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記内側転走面が、初期の接触角にて前記ボールと接触する接触点の近傍から溝底に亙って形成された曲率半径rと、前記接触点の近傍から前記内方部材の外径に亙って形成された曲率半径r1とで構成され、前記ボールの直径Daに対して、前記曲率半径r、r1が、1.05Da<2r≦1.10Daおよび1.01Da≦2r1≦1.05Daの範囲に設定されると共に、前記外側転走面が、前記接触点の近傍から溝底に亙って形成された曲率半径r2と、前記接触点の近傍から前記外方部材の内径に亙って形成された曲率半径r3とで構成され、前記曲率半径がr2、r3が、1.07Da<2r2≦1.12Daおよび1.03Da≦2r3≦1.07Daの範囲に設定され、車両の直進時において0〜10μm、旋回時において10〜50μmの範囲に予圧量が設定されている。 An outer member having a double row outer raceway formed on the inner circumference, and a wheel mounting flange at one end, and one inner raceway facing the double row outer raceway on the outer circumference. And a hub wheel formed with a cylindrical small-diameter step portion extending in the axial direction from the inner rolling surface, and externally fitted to the small-diameter step portion of the hub wheel, and opposed to the double-row outer rolling surface on the outer periphery. An inner member formed of an inner ring on which the other inner rolling surface is formed, and a double row of balls accommodated in a freely rolling manner between the both rolling surfaces and provided with a predetermined contact angle, In the wheel bearing device in which the inner ring is fixed in the axial direction by a caulking portion formed by plastically deforming an end portion of the small-diameter stepped portion radially outward, the inner rolling surface has an initial contact angle. A radius of curvature r formed from the vicinity of the contact point in contact with the ball to the groove bottom, and from the vicinity of the contact point A radius of curvature r1 formed over the outer diameter of the rectangular member, and the curvature radii r and r1 are 1.05 Da <2r ≦ 1.10 Da and 1.01 Da with respect to the diameter Da of the ball. ≦ 2r1 ≦ 1.05 Da is set, and the outer rolling surface has a radius of curvature r2 formed from the vicinity of the contact point to the groove bottom, and the outward direction from the vicinity of the contact point. A radius of curvature r3 formed over the inner diameter of the member, and the radius of curvature r2 and r3 are set in a range of 1.07 Da <2r2 ≦ 1.12 Da and 1.03 Da ≦ 2r3 ≦ 1.07 Da The preload amount is set in a range of 0 to 10 μm when the vehicle is traveling straight and 10 to 50 μm when the vehicle is turning .
以下、本発明の実施の形態を図面に基いて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る車輪用軸受装置の第1の実施形態を示す縦断面図、図2は図1の要部を拡大した説明図で、(a)は車両の直進時、(b)は車両の旋回時を示している。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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a wheel bearing device according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged explanatory view of the main part of FIG. 1, (a) is when a vehicle goes straight, (b ) Indicates when the vehicle is turning. In the following description, the side closer to the outer side of the vehicle when 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).
この車輪用軸受装置は、内方部材1と外方部材10、および両部材1、10間に転動自在に収容された複列のボール6、6とを備えている。内方部材1は、ハブ輪2と、このハブ輪2に外嵌された別体の内輪3とからなる。ハブ輪2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5が植設されている。
The wheel bearing device includes an
また、ハブ輪2の外周には内側転走面2aと、この内側転走面2aから軸方向に延びる円筒状の小径段部2bが形成されている。そして、外周に内側転走面3aが形成された内輪3がこの小径段部2bに圧入され、さらに、小径段部2bの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部2cにより、ハブ輪2に対して内輪3が軸方向へ抜けるのを防止している。本実施形態は、このようなセルフリテイン構造を採用しているので、従来のようにナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がないため、車両への組込性を簡便にすることができると共に、長期間その予圧量を維持することができる。
Further, on the outer periphery of the
外方部材10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10bを一体に有し、内周には前記内側転走面2a、3aに対向する複列の外側転走面10a、10aが形成されている。そして、それぞれの転走面10a、2aと10a、3a間に複列のボール6、6が所定の接触角αが付与された状態で保持器7、7を介して転動自在に収容されている。また、外方部材10の端部にはシール装置8、9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
等速自在継手11は、カップ状のマウス部12とこのマウス部12の底部をなす肩部13および肩部13から軸方向に延びる軸部14とを一体に有する外側継手部材15を備えている。前記内方部材1にこの外側継手部材12がトルク伝達可能に内嵌されている。すなわち、ハブ輪2の内周にセレーション(またはスプライン)16が形成されると共に、外側継手部材15の軸部14の外周にセレーション(またはスプライン)17が形成され、ハブ輪2のセレーション16に噛合している。そして、ハブ輪2の加締部2cに肩部13が突き合わされるまで外側継手部材15の軸部14がハブ輪2に内嵌され、軸部14の端部に形成された雄ねじ18に固定ナット19が所定の締め付けトルクで締結され、ハブ輪2と外側継手部材15とが軸方向分離可能に結合されている。
The constant velocity
なお、ここでは、ハブ輪2の外周に直接内側転走面2aが形成された第3世代と呼称される車輪用軸受装置を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置はこうした構造に限定されず、例えば、ハブ輪の小径段部に一対の内輪を圧入した、第1世代あるいは第2世代構造であっても良い。
Here, the wheel bearing device referred to as the third generation in which the
ハブ輪2は、S53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼で形成され、アウトボード側の内側転走面2aをはじめ、シール装置8が摺接するシールランド部、および小径段部2bに亙り高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化層20が形成されている(図中クロスハッチングにて示す)。こうした高周波焼入れパターンによりハブ輪2の強度が向上すると共に、内輪3の嵌合面におけるフレッティングが抑制されて耐久性が向上する。なお、加締部2cは、鍛造後の素材表面硬さ25HRC以下の未焼入れ部としている。
The
一方、内輪3は、SUJ2等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで58〜64HRCの範囲で硬化処理されている。また、外方部材10は、S53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼で形成され、複列の外側転走面10a、10aが高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。
On the other hand, the
本実施形態では、図2(a)に拡大して示すように、内輪3の内側転走面3aが2つの曲率半径からなる円弧状に形成されている。すなわち、内輪3の内側転走面3aは、初期の接触角αにてボール6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Pの近傍から大外径3bに亙って形成された曲率半径r1とで構成されている。初期の接触角αは車両の荷重条件や軸受スペースによって適宜30〜45°の範囲に設定される。
In the present embodiment, as shown in an enlarged view in FIG. 2A, the
ここで、図中ハッチングで示すように、曲率半径rは曲率半径r1よりも大きく設定され、ボール6の直径Daに対して、1.05Da<2r≦1.10Da、好ましくは、1.05Da<2r≦1.08Daの範囲に設定されている。また、曲率半径r1は、ボール6の直径Daに対して、1.01Da≦2r1≦1.05Da、好ましくは、1.03Da≦2r1≦1.05Daの範囲に設定されている。これにより、図2(b)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6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6と接触点P1で所定の予圧量でもって接触する。なお、図示はしないが、内輪3と同様、内方部材1を構成するハブ輪2においても、その内側転走面2aは2つの曲率半径からなる円弧状に形成されている。
Here, as indicated by hatching in the figure, the curvature radius r is set to be larger than the curvature radius r1, and 1.05 Da <2r ≦ 1.10 Da, preferably 1.05 Da <with respect to the diameter Da of the
一方、図2(a)に示すように、外方部材10の外側転走面10aも2つの曲率半径r2、r3からなる円弧状に形成されている。すなわち、外方部材10の外側転走面10aは、初期の接触角αにてボール6と接触する接触点Qの近傍から溝底に亙って形成された曲率半径r2と、接触点Qの近傍から内径10cに亙って形成された曲率半径r3とで構成されている。
On the other hand, as shown in FIG. 2A, the outer rolling
ここで、図中ハッチングで示すように、曲率半径r2は曲率半径r3よりも大きく設定され、ボール6の直径Daに対して、1.07Da<2r2≦1.12Da、好ましくは、1.07Da<2r2≦1.10Daの範囲に設定されている。また、曲率半径r3は、ボール6の直径Daに対して、1.03Da≦2r3≦1.07Da、好ましくは、1.05Da≦2r3≦1.07Daの範囲に設定されている。これにより、図2(b)に示すように、車両の定常走行時においては、初期の接触角αにてボール6と接触点Qで所定の予圧量でもって接触し、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6と接触点Q1で所定の予圧量でもって接触する。
Here, as indicated by hatching in the figure, the radius of curvature r2 is set larger than the radius of curvature r3, and is 1.07 Da <2r2 ≦ 1.12 Da, preferably 1.07 Da <with respect to the diameter Da of the
本実施形態では、少なくとも内側転走面3a(2a)が2つの曲率半径r、r1からなる円弧状に形成されると共に、それぞれの予圧量が、直進時(接触点P、Q)で0〜10μm、旋回時(接触点P1、Q1)で10〜50μmの範囲に設定されている。これにより、車両の定常走行時においては、初期に付与された予圧が確保され、過度な予圧を抑制して転がり抵抗の増加を防止できると共に、モーメント荷重が負荷される車両の旋回時においては、それに応じて予圧量を増加させ、何ら部品を付加せずに軸受剛性を高め耐久性の向上を図ることができる。
In the present embodiment, at least the
なお、内方部材1の複列の内側転走面2a、3aおよび外方部材10の複列の外側転走面10a、10a双方の転走面をそれぞれ2つの曲率半径で構成したものを例示したが、少なくとも軸受剛性や寿命への影響が強い内方部材1の複列の内側転走面2a、3a側をこうした2つの曲率半径r、r1で構成するのが好ましい。無論、2つの曲率半径に限らず、3つ以上の曲率半径からなる複数の曲率半径で構成すれば、それぞれの転走面の繋ぎ部が一層滑らかに連続して形成することができ、車両の走行条件に対応して適切な予圧量を設定することができる。
In addition, the thing which comprised the rolling surface of both the double row inner
次に、図3を用いて前記内輪3の内側転走面3aを例に挙げてその加工方法について説明する。この内側転走面3aは複数の曲率半径r、r1で構成されているため、研削加工は予め内側転走面3aの形状に成形された研削砥石によって行なわれるが、超仕上げ(スーパー)加工においては、従来のような砥石を単にオスシレーション(Oscillation)加工して対応できない。したがって、ここでは、ゴム等のエラストマに砥粒を混入させ、表面に砥粒を露出させて構成した、所謂弾性砥石21によって加工されている。このような弾性砥石21を内側転走面3aの形状に沿ってオスシレーション加工することにより、複数の曲率半径r、r1からなる内側転走面3aの形状に対応して弾性砥石21が適度に変形し、内側転走面3aの形状を崩さず所望の仕上げ表面に形成することができる。
Next, the processing method will be described using the
図4は他の加工方法を示す説明図で、(a)は平面図、(b)は断面図である。(a)に示すように、単一の曲率半径に成形された砥石22を内側転走面(被削面)3aの回転軸に対して所定の角度に傾斜させると共に、(b)に示すように、砥石22を内側転走面3aに押圧させ、砥石22の加工面22aの断面形状を内側転走面3aの形状に対応させてオスシレーション加工することによって、内側転走面3aの形状を崩さず所望の仕上げ表面に形成することができる。
4A and 4B are explanatory views showing another processing method. FIG. 4A is a plan view and FIG. 4B is a cross-sectional view. As shown in (a), the
図5は、本発明に係る車輪用軸受装置の第2の実施形態を示す縦断面図である。なお、第1の実施形態と同一部品同一部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
この車輪用軸受装置は、ハブ輪23と複列の転がり軸受24および等速自在継手25とがユニット化され第4世代構造を構成している。複列の転がり軸受24は、外方部材10と内方部材26と複列のボール6、6とを備えている。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the wheel bearing device according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same components same part as 1st Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
In this wheel bearing device, a
内方部材26は、ハブ輪23と、このハブ輪23に内嵌された後述する外側継手部材27を指している。ハブ輪23は、S53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中炭素鋼からなり、外周にアウトボード側の内側転走面23aと、この内側転走面23aから軸方向に延びる円筒状の小径段部23bが形成されると共に、内周に凹凸部23cが形成され、熱処理によって表面硬さを54〜64HRCの範囲に硬化層が形成されている。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23cはアヤメローレット状に形成され、旋削等により独立して形成された複数の環状溝と、ブローチ加工等により形成された複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝、あるいは、互いに傾斜した螺旋溝で構成した交叉溝からなる。また、凹凸部23cの凸部は良好な食い込み性を確保するために、その先端部が三角形状等の尖塔形状に形成されている。
The
等速自在継手25は、外側継手部材27と継手内輪28、ケージ29、およびトルク伝達ボール30とからなる。外側継手部材27はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中炭素鋼からなり、カップ状のマウス部31と、このマウス部31の底部をなす肩部32と、この肩部32から軸方向に延びる円筒状の軸部33が一体に形成されている。この軸部33は、ハブ輪23の小径段部23bに所定の径方向すきまを介して円筒嵌合するインロウ部33aと、このインロウ部33aの端部に嵌合部33bがそれぞれ形成されている。
The constant velocity
また、肩部32の外周にはインボード側の内側転走面27aが形成され、この内側転走面27aおよび軸部33に亙って高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化層が形成されている。ここで、嵌合部33bは鍛造後の生のままとされている。
An inboard-side
外側継手部材27の肩部32にハブ輪23の小径段部23bの端面が衝合され、突合せ状態になるまでハブ輪23に軸部33が内嵌される。そして、この軸部33における嵌合部33bの内径にマンドレル等の拡径治具を押し込んで嵌合部33bを拡径し、この嵌合部33bをハブ輪23の凹凸部23cに食い込ませて加締め、ハブ輪23と外側継手部材27とを一体に塑性結合させている。なお、中空の軸部33にはエンドキャップ34が装着され、マウス部31内に封入されたグリースが外部に漏洩するのを防止している。また、図示はしないが、ハブ輪23の開口端部にもエンドキャップが装着され、塑性結合部に雨水等が浸入してその部位が発錆するのを防止している。
The end surface of the small-
本実施形態においても前述した実施形態と同様、外方部材10および内方部材26のうち少なくとも内方部材26の複列の内側転走面2a、27aが複数の曲率半径で構成されている。これにより、一層の軽量・コンパクト化を図ることができると共に、車両の直進走行時および旋回等の車両の走行条件に対応して適切な予圧量に設定することができ、過度な予圧を抑制して転がり抵抗の増加を防止し、何ら部品を付加せずとも軸受剛性を一層高め耐久性の向上を図ることができる。
Also in the present embodiment, as in the above-described embodiments, at least the double-row inner rolling surfaces 2a and 27a of the
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。 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.
本発明に係る車輪用軸受装置は、外方部材と内方部材および両部材間に収容された複列のボールとを備えた第1世代乃至第4世代の車輪用軸受装置に適用できる。 The wheel bearing device according to the present invention can be applied to a first-generation to fourth-generation wheel bearing device including an outer member, an inner member, and a double row of balls accommodated between both members.
1、26・・・・・・・・・・・・内方部材
2、23・・・・・・・・・・・・ハブ輪
2a、3a、23a、27a・・・内側転走面
2b、23b・・・・・・・・・・小径段部
2c・・・・・・・・・・・・・・加締部
3・・・・・・・・・・・・・・・内輪
3b・・・・・・・・・・・・・・大外径
4・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
5・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
6・・・・・・・・・・・・・・・転動体
7・・・・・・・・・・・・・・・保持器
8、9・・・・・・・・・・・・・シール
10・・・・・・・・・・・・・・外方部材
10a・・・・・・・・・・・・・外側転走面
10b・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
10c・・・・・・・・・・・・・内径
11、25・・・・・・・・・・・等速自在継手
12、31・・・・・・・・・・・マウス部
13、32・・・・・・・・・・・肩部
14、33・・・・・・・・・・・軸部
15、27・・・・・・・・・・・外側継手部材
16、17・・・・・・・・・・・セレーション
18・・・・・・・・・・・・・・雄ねじ
19・・・・・・・・・・・・・・固定ナット
20・・・・・・・・・・・・・・硬化層
21、22・・・・・・・・・・・砥石
22a・・・・・・・・・・・・・加工面
23c・・・・・・・・・・・・・凹凸部
24・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
28・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
29・・・・・・・・・・・・・・ケージ
30・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
33a・・・・・・・・・・・・・インロウ部
33b・・・・・・・・・・・・・嵌合部
34・・・・・・・・・・・・・・エンドキャップ
51・・・・・・・・・・・・・・外方部材
51a・・・・・・・・・・・・・外側転走面
51b・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
52・・・・・・・・・・・・・・内方部材
53・・・・・・・・・・・・・・ボール
54・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
55・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
55a、56a・・・・・・・・・内側転走面
55b・・・・・・・・・・・・・小径段部
55c・・・・・・・・・・・・・加締部
55d・・・・・・・・・・・・・肩部
56・・・・・・・・・・・・・・内輪
56b・・・・・・・・・・・・・外端面
56c・・・・・・・・・・・・・内端面
57・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
58・・・・・・・・・・・・・・懸架装置
59・・・・・・・・・・・・・・保持器
60・・・・・・・・・・・・・・軸方向隙間
61・・・・・・・・・・・・・・金属リング
61a・・・・・・・・・・・・・環状本体
61b・・・・・・・・・・・・・フランジ
Da・・・・・・・・・・・・・・ボールの直径
r、r1、r2、r3・・・・・・曲率半径
P、Q、P1、Q1・・・・・・・接触点
α、α1・・・・・・・・・・・・接触角
1, 26 ...
Claims (2)
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、所定の接触角が付与された複列のボールとを備えた車輪用軸受装置において、
前記内側転走面が、初期の接触角にて前記ボールと接触する接触点の近傍から溝底に亙って形成された曲率半径rと、前記接触点の近傍から前記内方部材の外径に亙って形成された曲率半径r1とで構成され、前記ボールの直径Daに対して、前記曲率半径r、r1が、1.05Da<2r≦1.10Daおよび1.01Da≦2r1≦1.05Daの範囲に設定されると共に、前記外側転走面が、前記接触点の近傍から溝底に亙って形成された曲率半径r2と、前記接触点の近傍から前記外方部材の内径に亙って形成された曲率半径r3とで構成され、前記曲率半径がr2、r3が、1.07Da<2r2≦1.12Daおよび1.03Da≦2r3≦1.07Daの範囲に設定され、車両の直進時において0〜10μm、旋回時において10〜50μmの範囲に予圧量が設定されていることを特徴とする車輪用軸受装置。 An outer member having a double row outer raceway formed on the inner periphery;
An inner member in which a double-row inner rolling surface facing the outer rolling surface of these double rows is formed on the outer periphery;
In a wheel bearing device comprising a double row of balls that are accommodated in a freely rolling manner between the rolling surfaces and provided with a predetermined contact angle,
Outside before Symbol inner rolling run surface curvature are formed over the groove bottom from the vicinity of the contact point in contact with the ball at an initial contact angle and a radius r, the inner member from the vicinity of the contact points A radius of curvature r1 formed over the diameter, and the radius of curvature r, r1 is 1.05 Da <2r ≦ 1.10 Da and 1.01 Da ≦ 2r1 ≦ 1 with respect to the diameter Da of the ball. .05 Da, and the outer rolling surface has a radius of curvature r2 formed from the vicinity of the contact point to the groove bottom, and from the vicinity of the contact point to the inner diameter of the outer member. The curvature radii r2 and r3 are set in a range of 1.07 Da <2r2 ≦ 1.12 Da and 1.03 Da ≦ 2r3 ≦ 1.07 Da. 0-10μm when going straight, when turning Wheel bearing apparatus characterized by preload amount is set to a range of 0~50Myuemu.
The inner member is composed of a hub wheel integrally having a wheel mounting flange for mounting a wheel at one end, and an inner ring or a constant velocity universal joint fitted to the hub wheel, and these members are formed by plastic coupling. The wheel bearing device according to claim 1, which is integrated .
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