JP5099872B2 - 車輪用軸受装置 - Google Patents
車輪用軸受装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5099872B2 JP5099872B2 JP2006029329A JP2006029329A JP5099872B2 JP 5099872 B2 JP5099872 B2 JP 5099872B2 JP 2006029329 A JP2006029329 A JP 2006029329A JP 2006029329 A JP2006029329 A JP 2006029329A JP 5099872 B2 JP5099872 B2 JP 5099872B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wheel
- inner ring
- bearing device
- wheel bearing
- small
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 48
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 10
- 238000002788 crimping Methods 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 4
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 4
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 3
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 3
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000669 Chrome steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000954 Medium-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 102220097517 rs876659265 Human genes 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000677 High-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- FXNGWBDIVIGISM-UHFFFAOYSA-N methylidynechromium Chemical group [Cr]#[C] FXNGWBDIVIGISM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B27/00—Hubs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
- F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
- F16C19/38—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
- F16C19/383—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
- F16C19/385—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings
- F16C19/386—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings in O-arrangement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
- F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
- F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
- F16C35/063—Fixing them on the shaft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
- F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
- F16C2240/70—Diameters; Radii
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2326/00—Articles relating to transporting
- F16C2326/01—Parts of vehicles in general
- F16C2326/02—Wheel hubs or castors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
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、ハブ輪の揺動加締によって内輪が固定されたセルフリテイン構造において、この加締加工に伴う内輪の変形を抑えると共に、ハブ輪の強度を高め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。
自動車等の車両の車輪用軸受装置は、懸架装置に対して車輪を複列の転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、駆動輪用のものと従動輪用のものとがある。その従来構造の代表的な一例として、図３に示すような駆動輪用の車輪用軸受装置が知られている。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ター側（図面左側）、中央寄り側をインナー側（図面右側）という。
この車輪用軸受装置は第２世代と称され、ハブ輪６０と車輪用軸受６１を備えている。ハブ輪６０は、アウター側の一端部に車輪取付フランジ６２を一体に有し、外周に、この車輪取付フランジ６２から軸方向に延びる円筒状の小径段部６０ａが形成されている。車輪用軸受６１はこの小径段部６０ａに所定のシメシロを介して圧入されている。
車輪用軸受６１は、外周に車体取付フランジ６３ｂを一体に有し、内周に複列のテーパ状の外側転走面６３ａ、６３ａが形成された外方部材６３と、この外方部材６３に内挿され、外周に前記複列の外側転走面６３ａ、６３ａに対向するテーパ状の内側転走面６４ａが形成された一対の内輪６４、６４と、両転走面６３ａ、６４ａ間に収容された複列の円錐ころ６５、６５と、これら複列の円錐ころ６５、６５を転動自在に保持する保持器６６とを備えている。
このような第２世代構造の車輪用軸受装置においては、ハブ輪６０に固定される車輪用軸受６１の標準化ができ、量産効果による低コスト化を図ることができる特徴がある。然しながら、一方では、低コスト化は言うまでもなく、燃費向上のための軽量・コンパクト化に対する要望が強く、ハブ輪と複列の転がり軸受からなる車輪用軸受とをユニット化した図４に示すような車輪用軸受装置が提案されている。
この車輪用軸受装置は従動輪用の第３世代と称され、ハブ輪５１と内輪５２と外輪５３、および複列のボール５４、５４とを備えている。ハブ輪５１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５５を一体に有し、外周にアウター側の内側転走面５１ａと、この内側転走面５１ａから軸方向に延びる小径段部５１ｂが形成されている。また、車輪取付フランジ５５の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト５６が植設されている。
ハブ輪５１の小径段部５１ｂには、外周にインナー側の内側転走面５２ａが形成された内輪５２が圧入されている。そして、ハブ輪５１の小径段部５１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５１ｃにより、ハブ輪５１に対して内輪５２が軸方向へ抜けるのを防止している。
外輪５３は、外周に車体取付フランジ５３ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５３ａ、５３ａが形成されている。これら複列の外側転走面５３ａ、５３ａと、これらに対向する内側転走面５１ａ、５２ａの間には複列のボール５４、５４が転動自在に収容されている。
ハブ輪５１は、炭素の含有量が０．４０〜０．８０重量％である炭素鋼製の素材に鍛造を施すことにより一体に形成され、斜格子で示した部分、すなわち、車輪取付フランジ５５の基部から内側転走面５１ａ、および小径段部５１ｂに亙って高周波焼入れ等によって表面が硬化処理されている。なお、加締部５１ｃは、鍛造後の素材表面硬さの生のままとしている。一方、内輪５２は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼のような高炭素鋼製とし、芯部まで焼入れ硬化されている。
これにより、低コストで充分な耐久性を有する車輪用軸受装置が実現でき、加締部５１ｃに亀裂等の損傷が発生することを防止すると共に、この加締部５１ｃによりハブ輪５１に固定される内輪５２の直径が実用上問題になる程度変化するのを防止できる。そして、この内輪５２がその固定作業に伴って損傷する可能性を低くすると共に、予圧を適正値に維持でき、しかも部品点数、部品加工、組立工数の削減によってコスト低減が図れる。
特開平１１−１２９７０３号公報
このように、ハブ輪５１における小径段部５１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５１ｃにより内輪５２を固定した、所謂セルフリテイン構造を、前述した図３に示すような第２世代構造に適用することも可能である。然しながら、こうしたハブ輪６０の小径段部６０ａに一対の内輪６４、６４を圧入し、加締部により固定しようとした場合、幾つかの不具合が発生する。すなわち、アウター側とインナー側とで同じ内輪６４が使用されているため、内輪６４の内径端部に形成される面取り部６４ｂが必然的に大きくなる。したがって、小径段部６０ａの端部を揺動加締する際、内輪６４が径方向外方に押し広げられることになり、内輪６４が変形して軸受すきまが所定値から逸脱するだけでなく、内輪６４の外径に過大なフープ応力が発生して耐久性が低下するのは否めない。
ここで、内輪６４の面取り部６４ｂを小さく設定すれば、アウター側の内輪６４が当接する肩部６０ｂ自体もその干渉を避けて小さくせざるを得なくなり、ハブ輪６０の機械的強度が低下すると共に、車輪用軸受装置に大きなモーメント荷重等が負荷された場合、ハブ輪６０の肩部６０ｂに過大な繰り返し応力が生じてハブ輪６０の耐久性が低下する恐れがある。
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、ハブ輪の揺動加締によって一対の内輪が固定された第１または第２世代構造の車輪用軸受装置において、加締加工に伴う内輪の変形を抑え、ハブ輪の強度を高め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する。
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、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周にこの車輪取付フランジから肩部を介して軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪と、このハブ輪の小径段部に圧入され、複列の転がり軸受からなる車輪用軸受とがユニット化された車輪用軸受装置であって、前記車輪用軸受が、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、前記肩部に衝合した状態で前記小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された一対の内輪と、前記両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備え、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前記ハブ輪に対して軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記ハブ輪の肩部に、前記一対の内輪のうちアウター側の内輪の大端面との突き当て部が形成されると共に、前記一対の内輪の大端面側の内径端部に所定の面取り部が形成され、これら面取り部の大きさが左右で異なり、インナー側の内輪の大端面の面取り部がアウター側の内輪の大端面の面取り部よりも小さく設定されている構成を採用した。
このように、ハブ輪の小径段部に一対の内輪が圧入され、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、ハブ輪に対して内輪を軸方向に固定したセルフリテイン構造の車輪用軸受装置において、ハブ輪の肩部に、一対の内輪のうちアウター側の内輪の大端面との突き当て部が形成されると共に、一対の内輪の大端面側の内径端部に所定の面取り部が形成され、これら面取り部の大きさが左右で異なり、インナー側の内輪の大端面の面取り部がアウター側の内輪の大端面の面取り部よりも小さく設定されているので、加締加工に伴うインナー側の内輪の変形を抑えて耐久性を向上させると共に、肩部と小径段部の隅部に発生する応力を抑制し、ハブ輪の強度を高め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ができる。
また、請求項２に記載の発明のように、前記ハブ輪の肩部と小径段部との隅部が、複数の曲率半径からなる複合Ｒで構成されているので、制約されたスペース内で内輪の大端面との接触面積を確保して内輪の剛性を図ると共に、隅部に発生する応力を抑制し、ハブ輪の耐久性を向上させた車輪用軸受装置を提供することができる。
好ましくは、請求項３に記載の発明のように、前記複合Ｒが２つの曲率半径ａ、ｂからなり、一方の曲率半径ａは、前記隅部を単一Ｒで構成した場合の最大曲率半径ｃよりも小さく、他方の曲率半径ｂは前記曲率半径ｃよりも大きくなるように設定されていれば、隅部の加工において、寸法バラツキを必要以上に抑えることなく内輪の面取り部との干渉を防止することができ、低コスト化を図ることができる。
また、請求項４に記載の発明のように、前記インナー側の内輪の面取り部が１．０〜２．５ｍｍの範囲の曲率半径からなる円弧面を備えていれば、加締荷重によって生じる内輪の外径の弾性変形を抑制して外径に発生するフープ応力を軽減すると共に、加締部に微小クラック等の損傷が発生するのを抑えることができる。
また、請求項５に記載の発明のように、前記小径段部の端部外周に、断面が円弧状をなし、前記内輪の面取り部にかかる環状溝が形成されると共に、前記小径段部における加締前の端部の肉厚が先端に向って漸増する形状に形成されていれば、加締荷重によって生じる内輪の外径の弾性変形を抑制して外径に発生するフープ応力を軽減すると共に、加締部に微小クラック等の損傷が発生するのを抑えることができる。また、加工初期に加締治具によって押し広げられる肉厚が多くなるため、端部が加締治具の形状に早期に充足し易く、内輪を強固に固定することができる。
本発明に係る車輪用軸受装置は、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周にこの車輪取付フランジから肩部を介して軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪と、このハブ輪の小径段部に圧入され、複列の転がり軸受からなる車輪用軸受とがユニット化された車輪用軸受装置であって、前記車輪用軸受が、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、前記肩部に衝合した状態で前記小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された一対の内輪と、前記両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備え、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前記ハブ輪に対して軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記ハブ輪の肩部に、前記一対の内輪のうちアウター側の内輪の大端面との突き当て部が形成されると共に、前記一対の内輪の大端面側の内径端部に所定の面取り部が形成され、これら面取り部の大きさが左右で異なり、インナー側の内輪の大端面の面取り部がアウター側の内輪の大端面の面取り部よりも小さく設定されているので、加締加工に伴うインナー側の内輪の変形を抑えて耐久性を向上させると共に、肩部と小径段部の隅部に発生する応力を抑制し、ハブ輪の強度を高め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ができる。
一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周にこの車輪取付フランジから肩部を介して軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪と、このハブ輪の小径段部に圧入され、複列の転がり軸受からなる車輪用軸受とがユニット化された車輪用軸受装置であって、前記車輪用軸受が、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、前記肩部に衝合した状態で前記小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された一対の内輪と、前記両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備え、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前記ハブ輪に対して軸方向に固定された車輪用軸受装置において、前記ハブ輪の肩部に、前記一対の内輪のうちアウター側の内輪の大端面との突き当て部が形成され、前記ハブ輪の肩部と小径段部との隅部が、複数の曲率半径からなる複合Ｒで構成されると共に、前記一対の内輪の大端面側の内径端部に所定の面取り部が形成され、これら面取り部の大きさが左右で異なり、インナー側の内輪の大端面の面取り部がアウター側の内輪の大端面の面取り部よりも小さく設定されている。
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一実施形態を示す縦断面図、図２（ａ）は、図１の要部拡大図、（ｂ）は、図１の加締前のハブ輪と内輪を示す要部拡大図である。
図１は、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図、図２（ａ）は、図１の要部拡大図、（ｂ）は、図１の加締前のハブ輪と内輪を示す要部拡大図である。
この車輪用軸受装置は駆動輪側の第２世代構造をなし、ハブ輪１と、このハブ輪１に圧入された車輪用軸受２とからなる。ハブ輪１は、アウター側の一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ３を一体に有し、外周に肩部１ａを介して軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）１ｃが形成されている。また、車輪取付フランジ３の周方向等配位置にハブボルト３ａが植設されている。
ハブ輪１は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、車輪取付フランジ３の基部となる肩部１ａから小径段部１ｂに亙って高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。なお、後述する加締部８は鍛造後の表面硬さ２５ＨＲＣ以下の生のままとされている。これによりハブ輪１の強度が向上すると共に、内輪５、５’の嵌合面におけるフレッティング摩耗が抑制されて耐久性が向上する。また、加締部８の加工性を向上させ、塑性変形によるクラック等の発生を防止することができる。
車輪用軸受２は、外周に車体（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ４ｂを一体に有し、内周に複列のテーパ状の外側転走面４ａ、４ａが形成された外方部材４と、外周に複列の外側転走面４ａ、４ａに対向するテーパ状の内側転走面５ａが形成された一対の内輪５、５’と、両転走面間に保持器６を介して転動自在に収容された複列の転動体（円錐ころ）７、７とを備えている。内輪５、５’の内側転走面５ａの大径側には転動体７を案内するための大鍔５ｂが形成されると共に、小径側には転動体７の脱落を防止するための小鍔５ｃが形成され、一対の内輪５、５’の正面側端面（小鍔側）が突き合された状態でセットされた背面合せタイプの複列の円錐ころ軸受を構成している。
外方部材４および内輪５、５’はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、外方部材４および内輪５、５’は、高炭素クロム鋼に限らず、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼（ＪＩＳ規格のＳＣ系機械構造用炭素鋼）あるいはＳＣｒ４３０等の肌焼鋼（浸炭鋼）で形成し、少なくとも複列の外側転走面４ａ、４ａを高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面を硬化処理しても良い。
車輪用軸受２は、ハブ輪１の肩部１ａにアウター側の内輪５の大端面５ｄが衝合した状態で小径段部１ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。そして、小径段部１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部８によって予圧が付与された状態で固定され、ナットの締付トルク等を調整して予圧を管理することなく、長期間に亘って安定した予圧を維持できるセルフリテイン構造をなしている。
外方部材４と内輪５、５’との間に形成される環状空間の開口部にはシール９、９が装着されている。これらシール９、９は、断面が略Ｌ字状に形成されて互いに対向配置された環状のシール板１０とスリンガ１１とからなる、所謂パックシールを構成している。これらシール９、９により、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。なお、ここでは、転動体７、７を円錐ころとした複列円錐ころ軸受を例示したが、これに限らず転動体にボールを使用した複列アンギュラ玉軸受であっても良い。
ここで、本実施形態では、ハブ輪１の肩部１ａと小径段部１ｂとの隅部Ａは、図２（ａ）に拡大して示すように、複数（ここでは２つ）の曲率半径ａ、ｂからなる円弧面を滑らかに繋いで形成された複合Ｒで構成されている。これら複合Ｒは、隅部Ａが高周波焼入れで表面が硬化処理された後、ハブ輪１の肩部１ａおよび小径段部１ｂと同時に総型の研削砥石による研削加工によって形成されている。
複合Ｒのうち、一方の曲率半径ａは、従来のように、隅部を単一Ｒで構成した場合（図中二点鎖線にて示す）の最大曲率半径ｃよりも小さく、また、他方の曲率半径ｂは曲率半径ｃよりも大きく設定されている（ａ＜ｃ＜ｂ）。なお、曲率半径ｃは、内輪５の面取り部５ｅの曲率半径ｆよりも小さく設定されている（ｃ＜ｆ）。これにより、制約されたスペース内で内輪５の大端面５ｄとの突き当て部長さＸを確保して内輪５の剛性を図ることができると共に、隅部Ａに発生する応力を抑制し、ハブ輪１の強度を高めて耐久性を向上させることができる。また、隅部Ａの加工において、寸法バラツキを必要以上に抑えることなく内輪５の面取り部５ｅとの干渉を防止することができ、低コスト化を図ることができる。
本出願人が解析した結果では、ハブ輪１の肩部１ａと小径段部１ｂとの隅部Ａに発生する応力は、例えば、単一Ｒとした場合の最大曲率半径ｃ＝３．５ｍｍとし、複合Ｒにおける曲率半径ａ、ｂを、ａ＝２．０〜２．５ｍｍ、ｂ＝７．５〜８．０ｍｍとした場合、従来の隅部を単一Ｒで構成した場合に対して隅部Ａを複合Ｒで構成した場合、２０％以上減少することが判った。
一方、加締前のハブ輪１における小径段部１ｂの端部は、図２（ｂ）に示すように、中空状の円筒部１２に形成され、所定の深さｄ１を有している。この深さｄ１が深いほど、加締加工による内輪５の径方向外方への変形量は小さくなるが、加締強度（内輪固定力）が減少する。
また、円筒部１２の根元部の肉厚をＤ１、先端部の肉厚をＤ２とした場合、根元部の肉厚Ｄ１よりも先端部の肉厚Ｄ２が大きくなるように先端に向って漸増する形状に形成されている（Ｄ１＜Ｄ２）。こうした形状を採用することにより、加工初期に加締治具によって押し広げられる肉厚が多くなるため、円筒部１２を塑性変形させる軸方向寸法が短くて済むと共に、円筒部１２が加締治具の形状に早期に充足し易く、内輪５’を強固に固定することができる。
インナー側の内輪５’における内径端部の面取り部５ｆは、アウター側の内輪５における面取り部５ｅよりも小さく設定され、曲率半径ｒ１が１．０〜２．５ｍｍの範囲の円弧面を有している。円筒部１２の外周には深さｎが０．５ｍｍ程度で、断面が曲率半径ｒ２＝５〜１０ｍｍの範囲からなる円弧状の環状溝１３が形成されている。この環状溝１３は、内輪５’の面取り部５ｆにかかるように形成されている。これにより、加締荷重によって生じる内輪５’の外径の弾性変形を抑制して外径に発生するフープ応力を軽減すると共に、加締部８に微小クラック等の損傷が発生するのを抑えることができる。
ここで、内輪５’における面取り部５ｆの曲率半径ｒ１を１．０ｍｍよりも小さく設定すると、車両の運転中に曲げモーメント荷重が装置に負荷された時、加締部８の根元部分に応力集中が起こり、微小クラック等の損傷が発生する恐れがある。逆に、曲率半径ｒ１が２．５ｍｍを超えると、円筒部１２を塑性変形する際、内輪５’を径方向外方に押し広げることになり、内輪５’の外径が変形すると共に、外径に過大なフープ応力が発生して好ましくない。
以上、詳述したように、本実施形態では、ハブ輪１の小径段部１ｂに車輪用軸受２が圧入され、ハブ輪１の肩部１ａにアウター側の内輪５が衝合した状態で、小径段部１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させてインナー側の内輪５’側に揺動加締し、この加締部８によってハブ輪１に対して一対の内輪５、５’が固定されると共に、インナー側の内輪５’の面取り部５ｆがアウター側の内輪５の面取り部５ｅよりも小さく設定されているので、加締加工に伴うインナー側（加締側）の内輪５’の変形を抑えて耐久性を向上させると共に、アウター側の内輪５の剛性を図り、かつ、肩部１ａと小径段部１ｂの隅部Ａに発生する応力を抑制し、ハブ輪１の強度を高め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ができる。
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。
本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪の小径段部に一対の内輪を圧入し、小径段部の端部を塑性変形させて形成した加締部によって内輪を固定した第１世代または第２世代のセルフリテイン構造の車輪用軸受装置に適用できる。
１・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ・・・・・・・・・・・・肩部
１ｂ・・・・・・・・・・・・小径段部
１ｃ・・・・・・・・・・・・セレーション
２・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受
３・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
３ａ・・・・・・・・・・・・ハブボルト
４・・・・・・・・・・・・・外方部材
４ａ・・・・・・・・・・・・外側転走面
４ｂ・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５、５’・・・・・・・・・・内輪
５ａ・・・・・・・・・・・・内側転走面
５ｂ・・・・・・・・・・・・大鍔
５ｃ・・・・・・・・・・・・小鍔
５ｄ・・・・・・・・・・・・大端面
５ｅ、５ｆ・・・・・・・・・内輪の面取り部
６・・・・・・・・・・・・・保持器
７・・・・・・・・・・・・・転動体
８・・・・・・・・・・・・・加締部
９・・・・・・・・・・・・・シール
１０・・・・・・・・・・・・シール板
１１・・・・・・・・・・・・スリンガ
１２・・・・・・・・・・・・円筒部
１３・・・・・・・・・・・・環状溝
５１、６０・・・・・・・・・ハブ輪
５１ａ、５２ａ、６４ａ・・・内側転走面
５１ｂ、６０ａ・・・・・・・小径段部
５１ｃ・・・・・・・・・・・加締部
５２、６４・・・・・・・・・内輪
５３・・・・・・・・・・・・外輪
５３ａ、６３ａ・・・・・・・外側転走面
５３ｂ、６３ｂ・・・・・・・車体取付フランジ
５４・・・・・・・・・・・・ボール
５５、６２・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５６・・・・・・・・・・・・ハブボルト
６０ｂ・・・・・・・・・・・肩部
６１・・・・・・・・・・・・車輪用軸受
６３・・・・・・・・・・・・外方部材
６４ｂ・・・・・・・・・・・面取り部
６５・・・・・・・・・・・・円錐ころ
６６・・・・・・・・・・・・保持器
Ａ・・・・・・・・・・・・・隅部
ａ、ｂ、ｃ、ｆ・・・・・・・隅部の曲率半径
Ｄ１・・・・・・・・・・・・円筒部の根元部の肉厚
Ｄ２・・・・・・・・・・・・円筒部の先端部の肉厚
ｄ１・・・・・・・・・・・・円筒部の深さ
ｎ・・・・・・・・・・・・・環状溝の深さ
ｒ１・・・・・・・・・・・・内輪の面取り部の曲率半径
ｒ２・・・・・・・・・・・・環状溝の曲率半径
ｘ・・・・・・・・・・・・・突き当て部長さ
１ａ・・・・・・・・・・・・肩部
１ｂ・・・・・・・・・・・・小径段部
１ｃ・・・・・・・・・・・・セレーション
２・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受
３・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
３ａ・・・・・・・・・・・・ハブボルト
４・・・・・・・・・・・・・外方部材
４ａ・・・・・・・・・・・・外側転走面
４ｂ・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５、５’・・・・・・・・・・内輪
５ａ・・・・・・・・・・・・内側転走面
５ｂ・・・・・・・・・・・・大鍔
５ｃ・・・・・・・・・・・・小鍔
５ｄ・・・・・・・・・・・・大端面
５ｅ、５ｆ・・・・・・・・・内輪の面取り部
６・・・・・・・・・・・・・保持器
７・・・・・・・・・・・・・転動体
８・・・・・・・・・・・・・加締部
９・・・・・・・・・・・・・シール
１０・・・・・・・・・・・・シール板
１１・・・・・・・・・・・・スリンガ
１２・・・・・・・・・・・・円筒部
１３・・・・・・・・・・・・環状溝
５１、６０・・・・・・・・・ハブ輪
５１ａ、５２ａ、６４ａ・・・内側転走面
５１ｂ、６０ａ・・・・・・・小径段部
５１ｃ・・・・・・・・・・・加締部
５２、６４・・・・・・・・・内輪
５３・・・・・・・・・・・・外輪
５３ａ、６３ａ・・・・・・・外側転走面
５３ｂ、６３ｂ・・・・・・・車体取付フランジ
５４・・・・・・・・・・・・ボール
５５、６２・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５６・・・・・・・・・・・・ハブボルト
６０ｂ・・・・・・・・・・・肩部
６１・・・・・・・・・・・・車輪用軸受
６３・・・・・・・・・・・・外方部材
６４ｂ・・・・・・・・・・・面取り部
６５・・・・・・・・・・・・円錐ころ
６６・・・・・・・・・・・・保持器
Ａ・・・・・・・・・・・・・隅部
ａ、ｂ、ｃ、ｆ・・・・・・・隅部の曲率半径
Ｄ１・・・・・・・・・・・・円筒部の根元部の肉厚
Ｄ２・・・・・・・・・・・・円筒部の先端部の肉厚
ｄ１・・・・・・・・・・・・円筒部の深さ
ｎ・・・・・・・・・・・・・環状溝の深さ
ｒ１・・・・・・・・・・・・内輪の面取り部の曲率半径
ｒ２・・・・・・・・・・・・環状溝の曲率半径
ｘ・・・・・・・・・・・・・突き当て部長さ
Claims (5)
- 一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周にこの車輪取付フランジから肩部を介して軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪と、
このハブ輪の小径段部に圧入され、複列の転がり軸受からなる車輪用軸受とがユニット化された車輪用軸受装置であって、
前記車輪用軸受が、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
前記肩部に衝合した状態で前記小径段部に所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された一対の内輪と、
前記両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の転動体とを備え、
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前記ハブ輪に対して軸方向に固定された車輪用軸受装置において、
前記ハブ輪の肩部に、前記一対の内輪のうちアウター側の内輪の大端面との突き当て部が形成されると共に、
前記一対の内輪の大端面側の内径端部に所定の面取り部が形成され、これら面取り部の大きさが左右で異なり、インナー側の内輪の大端面の面取り部がアウター側の内輪の大端面の面取り部よりも小さく設定されていることを特徴とする車輪用軸受装置。 - 前記ハブ輪の肩部と小径段部との隅部が、複数の曲率半径からなる複合Ｒで構成されている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
- 前記複合Ｒが２つの曲率半径ａ、ｂからなり、一方の曲率半径ａは、前記隅部を単一Ｒで構成した場合の最大曲率半径ｃよりも小さく、他方の曲率半径ｂは前記曲率半径ｃよりも大きくなるように設定されている請求項２に記載の車輪用軸受装置。
- 前記インナー側の内輪の面取り部が１．０〜２．５ｍｍの範囲の曲率半径からなる円弧面を備えている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置。
- 前記小径段部の端部外周に、断面が円弧状をなし、前記内輪の面取り部にかかる環状溝が形成されると共に、前記小径段部における加締前の端部の肉厚が先端に向って漸増する形状に形成されている請求項１乃至４いずれかに記載の車輪用軸受装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006029329A JP5099872B2 (ja) | 2006-02-07 | 2006-02-07 | 車輪用軸受装置 |
| DE112007000320.0T DE112007000320B4 (de) | 2006-02-07 | 2007-01-17 | Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad |
| PCT/JP2007/050612 WO2007091408A1 (ja) | 2006-02-07 | 2007-01-17 | 車輪用軸受装置 |
| CN2007800048672A CN101379314B (zh) | 2006-02-07 | 2007-01-17 | 用于车轮的轴承装置 |
| US12/187,627 US7635226B2 (en) | 2006-02-07 | 2008-08-07 | Bearing apparatus for a wheel of vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006029329A JP5099872B2 (ja) | 2006-02-07 | 2006-02-07 | 車輪用軸受装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007211794A JP2007211794A (ja) | 2007-08-23 |
| JP5099872B2 true JP5099872B2 (ja) | 2012-12-19 |
Family
ID=38345015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006029329A Active JP5099872B2 (ja) | 2006-02-07 | 2006-02-07 | 車輪用軸受装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7635226B2 (ja) |
| JP (1) | JP5099872B2 (ja) |
| CN (1) | CN101379314B (ja) |
| DE (1) | DE112007000320B4 (ja) |
| WO (1) | WO2007091408A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101970150A (zh) * | 2008-03-13 | 2011-02-09 | Ntn株式会社 | 外圈制造方法、多排角接触轴承用外圈、多排角接触轴承及车轮用轴承装置 |
| JP5476173B2 (ja) * | 2010-03-19 | 2014-04-23 | Ｎｔｎ株式会社 | 車輪用軸受装置 |
| US9315069B2 (en) * | 2011-06-20 | 2016-04-19 | Ntn Corporation | Wheel bearing apparatus and its pre-pressure managing method |
| JP2013159137A (ja) | 2012-02-01 | 2013-08-19 | Ntn Corp | 車輪用軸受装置 |
| JP6183127B2 (ja) * | 2013-10-04 | 2017-08-23 | 日本精工株式会社 | 複列円すいころ軸受ユニット及びその製造方法 |
| TWI661876B (zh) * | 2017-11-30 | 2019-06-11 | Unik World Industrial Co., Ltd. | 小型空氣壓縮機之軸承的定位方法及其定位構造 |
| US11072201B2 (en) * | 2018-06-08 | 2021-07-27 | Aktiebolaget Skf | Flanged inner ring optimized for orbital forming operation and associated tool |
| IT201800010333A1 (it) | 2018-11-15 | 2020-05-15 | Skf Ab | Anello interno flangiato per operazione di deformazione orbitale |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1966095A (en) * | 1931-11-07 | 1934-07-10 | Karl L Herrmann | Roller bearing |
| DE3418440A1 (de) * | 1984-05-18 | 1985-11-21 | FAG Kugelfischer Georg Schäfer KGaA, 8720 Schweinfurt | Radlagereinheit mit formschluessiger verbindung zweier ineinander geschobener ringteile |
| JP3622458B2 (ja) * | 1997-08-28 | 2005-02-23 | 日本精工株式会社 | 車輪支持用転がり軸受ユニット |
| US5816711A (en) * | 1997-09-26 | 1998-10-06 | The Timken Company | Package bearing with retainer |
| US6415508B1 (en) * | 1999-06-09 | 2002-07-09 | The Timken Company | Hub assembly having minimum runout and process for producing the same |
| US6702472B2 (en) * | 2000-08-24 | 2004-03-09 | Ntn Corporation | Wheel bearing device and method of crimping the same |
| JP4015361B2 (ja) * | 2000-08-24 | 2007-11-28 | Ｎｔｎ株式会社 | 車輪軸受装置 |
| JP2003048405A (ja) * | 2001-05-28 | 2003-02-18 | Ntn Corp | 駆動車輪用軸受装置 |
| US20030063827A1 (en) * | 2001-10-02 | 2003-04-03 | The Timken Company | Compact hub assembly for automotive vehicles |
| ITTO20020114A1 (it) * | 2002-02-08 | 2003-08-08 | Skf Ind Spa | Unta' cuscinetto-mozzo per la ruota di un autoveicolo a motore. |
| JP4318205B2 (ja) * | 2003-06-23 | 2009-08-19 | Ｎｔｎ株式会社 | 車輪用転がり軸受およびそれを備えた半浮動式車輪用軸受装置 |
| JP2005140192A (ja) * | 2003-11-05 | 2005-06-02 | Ntn Corp | 車輪用軸受装置 |
| JP2005163978A (ja) * | 2003-12-04 | 2005-06-23 | Nsk Ltd | 軸受装置 |
| JP2005195168A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-07-21 | Ntn Corp | 車輪用軸受およびそれを備えたセミフローティングタイプの車輪用軸受装置 |
| JP2005212713A (ja) * | 2004-02-02 | 2005-08-11 | Nsk Ltd | 車輪用軸受装置 |
-
2006
- 2006-02-07 JP JP2006029329A patent/JP5099872B2/ja active Active
-
2007
- 2007-01-17 CN CN2007800048672A patent/CN101379314B/zh active Active
- 2007-01-17 DE DE112007000320.0T patent/DE112007000320B4/de active Active
- 2007-01-17 WO PCT/JP2007/050612 patent/WO2007091408A1/ja active Application Filing
-
2008
- 2008-08-07 US US12/187,627 patent/US7635226B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2007211794A (ja) | 2007-08-23 |
| DE112007000320T5 (de) | 2008-12-11 |
| DE112007000320B4 (de) | 2017-11-16 |
| CN101379314A (zh) | 2009-03-04 |
| WO2007091408A1 (ja) | 2007-08-16 |
| US20090028485A1 (en) | 2009-01-29 |
| CN101379314B (zh) | 2011-02-02 |
| US7635226B2 (en) | 2009-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5099872B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP3923986B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP2006349059A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| WO2010052908A1 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP4868891B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP5025137B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP2009287699A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP2008051164A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP4743890B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP2011149530A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP4697963B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP4993342B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP4780707B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP4998980B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP4936739B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP2006242257A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP6505961B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP4521878B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP4969899B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP2008002607A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP2009257375A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP2007024208A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP2007315508A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP4743891B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| JP2009293731A (ja) | 車輪用軸受装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090130 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111206 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120202 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120515 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120808 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20120821 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120924 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120924 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151005 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5099872 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |