JP4671008B2 - 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、車輪用軸受装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の車輪用軸受装置を、図9の断面図に示す。図は車両において従動輪側の車輪用軸受装置50を示しており、ハブホイール51の軸方向内端側に外装される複列転がり軸受(例えば玉軸受が用いられる)52と、ハブホイール51の軸心方向外端側に形成された取付けフランジ53にボルト54止めされるとともに車輪が取付けられるブレーキディスクロータ56と、前記複列転がり軸受52に、その外輪57とは別体でボルト58止めされるとともに外輪57を車体側へ取付けるためのナックル(キャリアともいう)59とを備えている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の車輪用軸受装置50において、ナックル59は転がり軸受52に、その外輪57とは別体でボルト58止めされた構成であるので、ナックル59と転がり軸受52の外輪57との接合部の剛性が不十分であり、また、部品点数が増加して全体の重量が増加していた。
【0004】
そこで本発明は、上記課題に鑑み、接合部の剛性を向上し得るとともに、部品点数を削減して全体の重量を軽減し得る車輪用軸受装置の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明における課題解決手段は、車体側に支持部材を介して支持される外輪と、この外輪の内側に複列の転動体を介して軸心回りに回転自在に支持されて車輪を取付けるためのハブホイールとを備えた車輪用軸受装置において、前記外輪が軸受鋼で形成され、前記支持部材が、FC系鋳鉄あるいはアルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽合金鋼を用いて鋳造により形成され、前記外輪の外周面に係止片が形成され、前記係止片が前記支持部材の内周面に埋込まれて、前記外輪と前記支持部材とが一体化され、前記支持部材の内周面と前記外輪の外周面とが接触しないよう前記支持部材の内周面と前記外輪の外周面との間に隙間が設けられている。
【0009】
上記構成によれば、転がり軸受の外輪と支持部材との連続部分の剛性が向上し、両者を接合するためのボルトなどの部品を省略して、装置の軽量化を図る。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下において(図面の簡単な説明の欄の記載も含む)、本発明の第一実施形態〜第四実施形態、及び、第六実施形態とするものは参考例としての実施形態であり、本願発明の請求項1に係る発明の実施形態は、本発明の第五実施形態とするもののうち図面の図6に示すものである。まず、参考例としての実施形態である第一実施形態を図1の断面図に基づいて説明する。
【0016】
本発明の実施の第一形態に係る車輪用軸受装置1は、例えば従動輪側に用いられるもので、図示しない車輪を取付けて軸心回りに回転自在に設けられたハブホイール2と、このハブホイール2の軸心方向内端側(車両インナ側)に外装される複列転がり軸受3と、ハブホイール2の軸心方向外端側(車両アウタ側)に径方向外向きに突出する車輪取付けフランジ4が形成され、その外側面に対して、中央の凹状取付け部5が当接してボルト6で接合される環状のブレーキディスクロータ7とを備えている。
【0017】
前記複列転がり軸受3は、ハブホイール2の軸心方向内端に外嵌固定されて単一内輪軌道面を有した内輪部材8と、二列の軌道溝を有する単一の外輪9と、二列で配設される複数の玉(転動体の一例)10と、二つの冠形保持器11とを備えて、ハブホイール2の外周面を一方内輪軌道面とする構成である。なお、ハブホイール2とは別体の内輪8をハブホイール2の外周面に軸方向に対で並べた構成にも適用できるし、ハブホイール2の外周面の軸方向両側に形成した凹部(溝)のそれぞれに内輪8を嵌着させることでハブホイール2と内輪8とを一体化させた構成にも適用できる。
【0018】
前記外輪9の外周面部には、外輪9を車体側へ取付けるためのナックル(支持部材の一例)15が設けられ、前記複列転がり軸受3の外輪9とナックル15とが、軸受鋼(SUJ−2規格)あるいは構造用合金鋼(SCM規格)あるいは炭素鋼で、鍛造により一体形成されている。
【0019】
そして前記外輪9の内周面に形成された軌道溝に対して、高周波焼入れ等の表面硬化処理が施されている。なお、この表面硬化処理により形成された硬化層は軌道間で連続してもあるいは不連続であってもよい。
【0020】
なお、ハブホイール2の取付けフランジ4およびブレーキディスクロータ7の盤面には、車輪をブレーキディスクロータ7に取付けるためのボルト12が挿通されている。
【0021】
上記構成において、複列転がり軸受3の外輪9とナックル15とが鍛造により一体形成されているので、従来のように、ナックル15と、複列転がり軸受3の外輪9とを別体で形成してボルトにより接合する場合に比べて接合部の剛性を向上させることができる。
【0022】
また、複列転がり軸受3の外輪9とナックル15とを鍛造により一体形成することにより、接合用のボルトが不要になり、従って、部品点数が減少して装置を軽量化することができる。
【0023】
次に、図2の断面図に基づいて、本発明の実施の第二形態を説明する。本発明の実施の第二形態に係る車輪用軸受装置1は、車輪取付けフランジ4を有するハブホイール2と、このハブホイール2の車輪取付けフランジ4に対して軸心方向内端側に外装される複列転がり軸受3とを備えている。
【0024】
前記外輪9の外周面部には、外輪9を車体側へ取付けるためのナックル15が設けられ、このナックル15と、複列転がり軸受3の外輪9とが、軸受鋼あるいは構造用合金鋼あるいは炭素鋼で鍛造により一体的に形成されている。
【0025】
また、車輪取付けフランジ4の盤面にブレーキディスクロータ7が設けられ、このブレーキディスクロータ7は、ハブホイール2の車輪取付けフランジ4形成後に鋳造によって車輪取付けフランジ4に一体形成されている。
【0026】
そして、このブレーキディスクロータ7には、凹状取付け部5に対向して、車輪取付けフランジ4の内側面に当接する環状係止部20が、ブレーキディスクロータ7の鋳込み作業の際に同時に形成され、車輪取付けフランジ4は、前記取付け部5と環状係止部20とで挟まれてブレーキディスクロータ7の、軸心方向への動き(がたつき)が阻止されている。他の構成は、上記実施の第一形態と同様であるので省略する。
【0027】
本発明の実施の第二形態において、複列転がり軸受3の外輪9とナックル15とを鍛造により一体形成し、ハブホイール2の車輪取付けフランジ4とブレーキディスクロータ7とを鋳造により一体形成しているので、従来のように、複列転がり軸受3の外輪9とナックル15とを別体で形成し、ハブホイール2とブレーキディスクロータ7とを別体で形成してボルトにより接合する場合に比べて、接合部の剛性を向上させることができる。
【0028】
また、複列転がり軸受3の外輪9とナックル15を一体的に形成し、ハブホイール2とブレーキディスクロータ7とを一体的に形成することにより、接合用のボルトが不要になり、従って、部品点数を減少して装置を軽量化することができる。
【0029】
次に、図3の断面図に基づいて、本発明の実施の第三形態を説明する。本発明の実施の第三形態に係る車輪用軸受装置1は、ナックル15と複列転がり軸受3の外輪9とが、FCD等の鋳鉄あるいはアルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽合金鋼を用いて鋳造により一体的に形成されている。
【0030】
また、前記外輪9の内周面に、鋼板を環状に形成した、外輪9とは別形成の鋼製スリーブ13が嵌着され、この鋼製スリーブ13の内周表面が、複列転がり軸受3の玉10の外輪軌道面として用いられる。この鋼製スリーブ13を外輪9の内周面に嵌着する理由は、軽合金鋼は硬度が低いので、熱処理して硬化させた鋼製スリーブ14を嵌着することで外輪軌道面として必要な硬度および十分な滑らかさを得るためである。
【0031】
また、本発明の実施の第三形態では、ハブホイール2の軸心方向外端側を、ハブホイール2の径方向外向きに拡径して円盤状になし、その外周側がブレーキディスクロータ7の一方の制動部7Aとされている。すなわち、このハブホイール2とブレーキディスクロータ7の一方の制動部7Aとは、鋳造によって一体ものとして形成されている。この一方の制動部7Aに対向して、複列転がり軸受3の外輪9を外装するように、ブレーキディスクロータ7の他方の制動部7Bが設けられている。
【0032】
なお、ブレーキディスクロータ7における一方の制動部7Aの中央の凹状取付け部5には、車輪をブレーキディスクロータ7に取付けるためのボルト12が挿通されている。他の構成は、上記実施の第一形態と同様であるので省略する。
【0033】
本発明の実施の第三形態において、複列転がり軸受3の外輪9とナックル15とを鋳造により一体形成し、ハブホイール2の車輪取付けフランジ4とブレーキディスクロータ7とを鋳造により一体形成しているので、従来のように、複列転がり軸受3の外輪9とナックル15とを別体で形成し、ハブホイール2とブレーキディスクロータ7とを別体で形成してボルトにより接合する場合に比べて、接合部の剛性を向上させることができる。
【0034】
また、複列転がり軸受3の外輪9とナックル15を一体的に形成し、ハブホイール2とブレーキディスクロータ7とを一体的に形成することにより、接合用のボルトが不要になり、従って、部品点数を減少して構造全体の重量を軽量化することができる。
【0035】
さらに、外輪9を鋳造によって形成しても、その内周面に熱処理して硬化させた鋼製スリーブ13を嵌着したことにより、玉10の外輪軌道面として十分な硬度と滑らかさが得られる。
【0036】
なお、上記実施の第三形態では、外輪9の内周面に鋼製スリーブ13を嵌着したが、鋼製スリーブ13を設ける代わりに、外輪9の内周面にセラミックコーティング、あるいは金属溶射による硬質膜を施すように構成してもよく、この場合も上記実施の第三形態と同様に、玉10の軌道面として十分な硬度と滑らかさが得られる。
【0037】
次に、図4の断面図に基づいて、本発明の実施の第四形態を説明する。上記実施の第三形態では外輪9の内周面に鋼製スリーブ13を嵌着して玉10の外輪軌道面として用いたが、実施の第四形態では、外輪9の内周面に鋼製スリーブ13を嵌着する代わりに、外輪軌道面の軌道予定領域20(図中にクロスハッチングで示す)が、ハブホイール2および外輪9の加熱加工中に酸素ガスを供給することで脱炭させて硬化した硬化部とされている。なお、この硬化部は軌道面として十分な硬度を有するように0.5%程度にまで炭素を除去(57〜65HRCとなるように脱炭)する。
【0038】
このように、ハブホイール2および外輪9の軌道予定領域に、ハブホイール2および外輪9の加熱加工中に、酸素ガスを供給することで脱炭して硬化した硬化部を設けることにより、所定の硬度を有し、また十分な滑らかさを有した軌道面が得られる。他の構成は上記実施の第三形態と同様であるので省略する。
【0039】
次に、図5の断面図に基づいて、本発明の実施の第五形態を説明する。本発明の実施の第五形態では、ナックル15が、複列転がり軸受3の外輪9形成後に、外輪9に形成した取付け片9aを含むように、鋳造により外輪9と一体形成されたものである。他の構成は、上記実施の第二形態と同様であるので省略する。そして、上記第五形態において、実施の第四形態のように、外輪軌道面の軌道予定領域20に、酸素ガスを供給することで脱炭させて硬化した硬化部を設けてもよいことは勿論である。
【0040】
なお、実施の第五形態における外輪9の材料はナックル15とは別の材料(軸受鋼)を用いてもよい。そして、本発明の実施の第五形態において、複列転がり軸受3の外輪9とナックル15とを鋳造により一体的に形成し、ハブホイール2とブレーキディスクロータ7とを鋳造により一体的に形成しているので、従来のように、ナックル15と、複列転がり軸受3の外輪9とを別体で形成し、ブレーキディスクロータ7とハブホイール2とを別体で形成してボルトにより接合する場合に比べて、双方の接合部の剛性を向上させることができる。
【0041】
また、複列転がり軸受3の外輪9と、ナックル15とを一体的に形成し、ブレーキディスクロータ7とハブホイール2とを一体的に形成することにより接合用のボルトが不要になり、従って、部品点数が減少して装置を軽量化することができる。
【0042】
なお、この実施の形態において、図6に示すように、複列転がり軸受3の外輪9の外周面に、ナックル15の内周面に埋まり込む係止片9bを環状あるいは所定角度置きに形成したり、外周面にスプライン又はセレーションを設けて、これら係止部によってナックル15を一体的に形成し、また連結することにより、複列転がり軸受3の外輪9とナックル15とをより確実に一体化させることができる。請求項1に係る発明の実施形態は、この図6に示す実施形態であり、かつ外輪9の材料をナックル15とは別材料である軸受鋼とするものである。なお、図6に示す実施形態では、図示されているように、支持部材であるナックル15の内周面と外輪9の外周面とが接触しないようナックル15の内周面と外輪9の外周面との間に隙間が設けられている。
【0043】
次に、本発明の実施の第六形態を図7の断面図および図8の模式図に基づいて説明する。本発明の実施の第六形態に係る車輪用軸受装置1は、これを駆動輪側に用いたもので、車軸(駆動シャフト)30が、例えばツェッパタイプ(バーフィールド型)の等速ジョイント31を介してハブホイール2に連結するよう構成され、等速ジョイント31の外輪31aと一体の軸部32が、ハブホイール2の中心穴2Aに対してスプライン嵌合されている。
【0044】
また、図8に示すように、ハブホイール2は、駆動シャフトアッセンブリ33を介して車両のデファレンシャル装置34に連結され、この駆動シャフトアッセンブリ33は、駆動シャフト30の車両アウタ側に等速ジョイント31を取付け、車軸30の車両インナ側(デファレンシャル装置側)に別の等速ジョイント35を取付けた構成である。他の部分構成は、上記実施の第一形態と同様であるので省略する。
【0045】
本発明の実施の第六形態において、等速ジョイント31,35は、図8に示すような形態で駆動シャフト30を介してデファレンシャル装置34に対して連結し、これにより、駆動シャフト30の回転力が、ハブホイール2に取付けられている車輪に伝達される。
【0046】
そして、複列転がり軸受3の外輪9とナックル15とが鍛造により一体的に形成されているので、従来のように、複列転がり軸受3の外輪9とナックル15とを別体で形成してボルトにより接合する場合に比べて、接合部の剛性を向上させることができる。また、複列転がり軸受3の外輪9とを鍛造により一体形成することにより、接合用のボルトが不要になり、従って、部品点数が減少して構造全体の重量を軽量化することができる。
【0047】
なお、実施の第六形態において、実施の第二、第五形態のように、ブレーキディスクロータ7とハブホイール2の車輪取付けフランジ4を鋳造により一体形成することで、さらに構造を軽量化させることができる。
【0048】
さらに、上記各実施形態では、複列転がり軸受3の構成として、ハブホイール2の軸心方向内端(車両インナ側)に内輪部材8を嵌着した例を示したがこれに限定されるものではなく、内輪部材8を軸心方向外側(車両アウタ側)にも配置した構成、すなわち各列の玉10のそれぞれの内輪軌道面をそれぞれの内輪部材8の外周面とした構成の車輪用軸受装置に用いることもできる。また、外輪9とナックル15を鋳造により一体としてもよい。
【0051】
【発明の効果】
本発明は、外輪が軸受鋼で形成され、前記支持部材が、FC系鋳鉄あるいはアルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽合金鋼を用いて鋳造により形成され、前記外輪の外周面に係止片が形成され、前記係止片が前記支持部材の内周面に埋込まれて、前記外輪と前記支持部材とが一体化され、前記支持部材の内周面と前記外輪の外周面とが接触しないよう前記支持部材の内周面と前記外輪の外周面との間に隙間が設けられている軸受鋼材からなるので、転がり軸受の外輪と支持部材との連続部分の剛性が向上し、両者を接合するためのボルトなどの部品を省略して、装置の軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の第一形態を示す車輪用軸受装置の断面図である。
【図2】本発明の実施の第二形態を示す車輪用軸受装置の断面図である。
【図3】本発明の実施の第三形態を示す車輪用軸受装置の断面図である。
【図4】本発明の実施の第四形態を示す車輪用軸受装置の断面図である。
【図5】本発明の実施の第五形態を示す車輪用軸受装置の断面図である。
【図6】複列転がり軸受の外輪とナックルの嵌合状態を示す拡大断面図である。
【図7】本発明の実施の第六形態を示す車輪用軸受装置の断面図である。
【図8】同じく使用形態を示す模式図である。
【図9】従来の車輪用軸受装置の断面図である。
【符号の説明】
1 車輪用軸受装置
2 ハブホイール
3 複列転がり軸受
4 車輪取付けフランジ
5 取付け部
7 ブレーキディスクロータ
9 外輪
15 ナックル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a wheel bearing device.
[0002]
[Prior art]
A conventional wheel bearing device is shown in the sectional view of FIG. The figure shows a wheel bearing
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional wheel bearing
[0004]
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a wheel bearing device that can improve the rigidity of the joint and reduce the number of parts to reduce the overall weight.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The problem-solving means in the present invention is an outer ring supported on the vehicle body side via a support member , and mounted on the inner side of the outer ring via a double-row rolling element so as to be rotatable around an axis center. in the wheel bearing apparatus and a hub wheel, the outer ring is formed by bearing steel, wherein the supporting member is formed by casting using FC-based cast iron or an aluminum alloy, a light alloy steel such as magnesium alloy, the outer ring A locking piece is formed on the outer peripheral surface of the support member, the locking piece is embedded in the inner peripheral surface of the support member, and the outer ring and the support member are integrated, and the inner peripheral surface of the support member and the A gap is provided between the inner peripheral surface of the support member and the outer peripheral surface of the outer ring so as not to contact the outer peripheral surface of the outer ring.
[0009]
According to the above configuration, the rigidity of the continuous portion between the outer ring and the support member of the rolling bearing is improved, and parts such as bolts for joining the two are omitted, thereby reducing the weight of the device.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following (including the description in the brief description column of the drawings), the first to fourth embodiments and the sixth embodiment of the present invention are embodiments as reference examples, The embodiment of the invention according to
[0016]
A wheel bearing
[0017]
The double
[0018]
A knuckle (an example of a support member) 15 for attaching the
[0019]
The raceway grooves formed on the inner peripheral surface of the
[0020]
A
[0021]
In the above configuration, since the
[0022]
Further, by integrally forming the
[0023]
Next, a second embodiment of the present invention will be described based on the sectional view of FIG. A wheel bearing
[0024]
A
[0025]
A
[0026]
The
[0027]
In the second embodiment of the present invention, the
[0028]
Further, the
[0029]
Next, a third embodiment of the present invention will be described based on the sectional view of FIG. In the
[0030]
Further, a
[0031]
Further, in the third embodiment of the present invention, the outer end side in the axial direction of the
[0032]
A
[0033]
In the third embodiment of the present invention, the
[0034]
Further, the
[0035]
Further, even when the
[0036]
In the third embodiment, the
[0037]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described based on the sectional view of FIG. In the third embodiment, the
[0038]
In this way, by providing a hardened portion that is decarburized and hardened by supplying oxygen gas during the heating process of the
[0039]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described based on the sectional view of FIG. In the fifth embodiment of the present invention, the
[0040]
In addition, you may use the material (bearing steel) different from the
[0041]
Further, the
[0042]
In this embodiment, as shown in FIG. 6, locking
[0043]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described based on the cross-sectional view of FIG. 7 and the schematic diagram of FIG. The
[0044]
As shown in FIG. 8, the
[0045]
In the sixth embodiment of the present invention, the constant velocity joints 31 and 35 are connected to the
[0046]
Since the
[0047]
In the sixth embodiment, as in the second and fifth embodiments, the
[0048]
Furthermore, in each said embodiment, although the example which fitted the
[0051]
【The invention's effect】
The present invention, the outer ring is formed by bearing steel, wherein the supporting member is, FC-based cast iron or an aluminum alloy, is formed by casting using a light alloy steel such as magnesium alloy, the engaging piece on the outer peripheral surface of the outer ring is formed The locking piece is embedded in the inner peripheral surface of the support member so that the outer ring and the support member are integrated, so that the inner peripheral surface of the support member and the outer peripheral surface of the outer ring do not contact each other. Since it is made of a bearing steel material in which a gap is provided between the inner peripheral surface of the support member and the outer peripheral surface of the outer ring, the rigidity of the continuous portion between the outer ring and the support member of the rolling bearing is improved, and both are joined. Therefore, it is possible to reduce the weight of the apparatus by omitting parts such as a bolt for the purpose.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a wheel bearing device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a wheel bearing device showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a wheel bearing device showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view of a wheel bearing device showing a fourth embodiment of the invention.
FIG. 5 is a sectional view of a wheel bearing device showing a fifth embodiment of the invention.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a fitting state of an outer ring and a knuckle of a double row rolling bearing.
FIG. 7 is a sectional view of a wheel bearing device showing a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic view showing the usage pattern.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional wheel bearing device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記外輪が軸受鋼で形成され、前記支持部材が、FC系鋳鉄あるいはアルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽合金鋼を用いて鋳造により形成され、前記外輪の外周面に係止片が形成され、
前記係止片が前記支持部材の内周面に埋込まれて、前記外輪と前記支持部材とが一体化され、
前記支持部材の内周面と前記外輪の外周面とが接触しないよう前記支持部材の内周面と前記外輪の外周面との間に隙間が設けられていることを特徴とする車輪用軸受装置。For a wheel having an outer ring supported on the vehicle body side via a support member, and a hub wheel mounted on the inner side of the outer ring via a double-row rolling element so as to be rotatable about an axis and mounted on the wheel In the bearing device,
The outer ring is formed by bearing steel, wherein the supporting member is, FC-based cast iron or an aluminum alloy, is formed by casting using a light alloy steel such as magnesium alloy, the locking piece is formed on an outer peripheral surface of the outer ring,
The locking piece is embedded in the inner peripheral surface of the support member, and the outer ring and the support member are integrated,
A wheel bearing device , wherein a gap is provided between the inner peripheral surface of the support member and the outer peripheral surface of the outer ring so that the inner peripheral surface of the support member does not contact the outer peripheral surface of the outer ring. .
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