JP5166757B2 - Wheel bearing and wheel bearing device provided with the same - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の車両の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受、詳しくは、軽量・コンパクト化と低コスト化を図ると共に、軸受の耐久性の向上を図った車輪用軸受およびこれを備え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 for rotatably supporting a wheel of a vehicle such as an automobile, and more particularly, to a wheel bearing for reducing the weight, size and cost, and improving the durability of the bearing. The present invention relates to a wheel bearing device provided.
従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ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、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外方部材回転の両方式が一般的に採用されている。この車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第1世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第2世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第3世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第4世代構造とに大別されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a wheel bearing device for supporting a wheel of an automobile or the like supports a hub wheel for mounting a wheel rotatably via a double row rolling bearing, and includes a drive wheel and a driven wheel. For structural reasons, an inner ring rotation method is generally used for driving wheels, and both an inner ring rotation method and an outer member rotation method are generally used for driven wheels. This wheel bearing device has a structure called a first generation in which a wheel bearing composed of a double-row angular ball bearing or the like is fitted between a knuckle and a hub wheel constituting a suspension device, and an outer member. 2nd generation structure with body mounting flange or wheel mounting flange formed directly on the outer periphery of the wheel, 3rd generation structure with one inner rolling surface formed directly on the outer periphery of the hub wheel, or constant speed with the hub wheel It is roughly classified into a fourth generation structure in which the inner rolling surface is directly formed on the outer periphery of the outer joint member of the universal joint.
従来から、内輪および外輪(外方部材)が鋼板からプレス加工によって形成された構造のアンギュラ玉軸受が知られている。例えば、図4に示すアンギュラ玉軸受50は、磁気ハードディスク装置等に使用されるものであるが、外輪51および一対の内輪52、53は、ステンレス鋼板からプレス加工またはローリング加工によって形成されている。
Conventionally, an angular ball bearing having a structure in which an inner ring and an outer ring (outer member) are formed by pressing from a steel plate is known. For example, the angular ball bearing 50 shown in FIG. 4 is used in a magnetic hard disk drive or the like, but the
外輪51は、内周面の略中間部に径方向内方に突出する環状凸部51aが形成され、この環状凸部51aの両側の内周面に外側転走面51b、51cが形成されている。この外輪51は、外周面がハウジング54の穴に嵌合され、一端部に形成されたフランジ51dがハウジング54の端面に当接されて、軸方向の位置決めが行われている。また、環状凸部51aにより、外輪51の外周面には環状凹部51eが形成され、この環状凹部51eに接着剤が充填されてハウジング54の穴に外輪51が固定されている。
The
一方、内輪52、53は、外輪51の複列の外側転走面51b、51cの内側に軸方向の両側からそれぞれ嵌合される。これら内輪52、53の軸方向外端外周には、湾曲肩部52a、53aが形成され、この湾曲肩部52a、53aに内側転走面52b、53bが形成されている。そして、複列のボール56、56がこれらの内側転走面52b、53bと外輪51の複列の外側転走面51b、51cとの間に配置され、保持器57、57により各列毎に保持されている。
On the other hand, the
内輪52、53の内周面には、軸部材55に隙間嵌めされる嵌合部52c、53cが形成されている。内輪52、53が軸部材55に軸方向から隙間嵌めされた後、一方の内輪52の湾曲肩部52aに重量が一定の円筒形の重錘59が乗せられ、この重錘59の重量により、内輪52、ボール56、外輪51、ボール56を経由して他方の内輪53が押圧され、湾曲肩部53aが軸部材55の鍔部55aに当接するまで嵌合される。これにより、アンギュラ玉軸受50に適正な予圧が設定される。
On the inner peripheral surfaces of the
この隙間嵌めが完了すると、一方の内輪52の湾曲肩部52aと軸部材55との間の隙間に接着剤60が充填され、この接着剤60で一方の内輪52の嵌め外れが防止されると共に、軸部材55の鍔部55aで他方の内輪53の嵌め外れが防止される。
この種のプレス製のアンギュラ玉軸受を車輪用軸受として使用した場合、車両の軸重や旋回時等に負荷されるラジアル荷重やモーメント荷重によって、ボール56のサイズやボール56のPCD(ピッチ円直径)等が設定され、最適な形状が決定される。然しながら、外輪51あるいは内輪52、53は、鋼板からプレス加工またはローリング加工によって形成されるため略均等肉厚になるが、その形状によっては肉厚が薄くなる部位が生じることがある。
When this type of angular contact ball bearing made of press is used as a wheel bearing, the size of the
特に、外輪51において、モーメント負荷時、ボール56の接触楕円が乗り上げて外側転走面51bから外れる、所謂肩乗り上げが発生し、肩部Aにエッジロードが発生する恐れがあるため、外輪51のローリング加工時、外輪51の中央部を凹ませて肩部Aに素材を充足させると共に、外側転走面51bの溝底から環状凸部51aまでの肩高さを適切な肩高さを確保するようにしているが、この場合、外径から環状凹部51eへの繋ぎ部Bの曲率半径Rの大きさ如何によっては肉厚が薄くなるだけでなく、肩部Aに亀裂が発生する恐れがあった。これにより、外輪51の剛性が低下して耐久性が損なわれることがあった。ここで、エッジロードとは、角部等に発生する過大な応力集中のことで、早期剥離の要因の一つとなる事象を言う。
In particular, in the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軽量・コンパクト化と低コスト化を図ると共に、軸受の耐久性の向上を図った車輪用軸受およびこれを備えた車輪用軸受装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a wheel bearing and a wheel bearing device including the wheel bearing that are designed to be lighter, more compact and lower in cost and to improve the durability of the bearing. It is intended to provide.
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、内周に複列の円弧状の外側転走面が一体に形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する円弧状の内側転走面が形成された一対の内輪と、これら内輪と前記外方部材の両転走面間に収容された複列のボールとを備え、前記内輪の小径側端面が突合せ状態で衝合して背面合せタイプの複列のアンギュラ玉軸受を構成する車輪用軸受において、前記外方部材と内輪がパイプ材から塑性加工によって形成され、前記外方部材の外径の中央部を凹ませて環状凹部が形成され、内周に環状凸部がフラット形状に形成されると共に、前記外径と環状凹部の繋ぎ部が所定の曲率半径からなる円弧状に形成され、この部位が略均等な肉厚に設定され、前記外方部材の両端面と前記内輪の大径側端面が塑性加工後に旋削加工され、熱処理後、前記両転走面と前記外方部材の外径および前記内輪の内径と小径側端面が研削加工によって所定の寸法、精度に形成されている。ここで略均等とは、成形前のパイプ材の肉厚が均等であり、前記繋ぎ部も円弧を形成する目的以外に特に塑性流動させることなく成形を行った結果得られた形状の肉厚の状態を意味し、前記繋ぎ部の円弧を形成する際の材料の肉の変位により僅かに肉薄となったり肉厚となる状態は含むことを意味する。
In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 of the present invention includes an outer member in which a double-row arc-shaped outer rolling surface is integrally formed on the inner periphery, and the double-row on the outer periphery. A pair of inner rings formed with an arcuate inner rolling surface facing the outer rolling surface, and a double row of balls accommodated between the inner ring and both rolling surfaces of the outer member, the inner ring In the wheel bearing constituting the back-to-back type double-row angular contact ball bearing by abutting the end surfaces on the small diameter side in a butted state, the outer member and the inner ring are formed from a pipe material by plastic working, and the outer member An annular recess is formed by denting the central portion of the outer diameter of the outer ring, and the annular protrusion is formed in a flat shape on the inner periphery, and the connecting portion of the outer diameter and the annular recess has an arc shape having a predetermined radius of curvature. is formed, this portion is set to be substantially uniform thickness, both end surfaces of the outer member and the front The large-diameter side end surface of the inner ring is turned after plastic working, and after heat treatment, the outer diameters of both the rolling surfaces and the outer member, and the inner diameter and small-diameter side end surfaces of the inner ring are formed with predetermined dimensions and accuracy by grinding. Has been. Here, “substantially equal” means that the thickness of the pipe material before molding is uniform, and the thickness of the shape obtained as a result of molding without any plastic flow other than the purpose of forming the arc also in the connecting portion. It means a state, and it means that a state where the material is slightly thinned or thickened due to the displacement of the flesh of the material when forming the arc of the connecting portion is included.
このように、背面合せタイプの複列のアンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受において、外方部材と内輪がパイプ材から塑性加工によって形成され、外方部材の外径の中央部を凹ませて環状凹部が形成され、内周に環状凸部がフラット形状に形成されると共に、外径と環状凹部の繋ぎ部が所定の曲率半径からなる円弧状に形成され、この部位が略均等な肉厚に設定され、外方部材の両端面と内輪の大径側端面が塑性加工後に旋削加工され、熱処理後、両転走面と外方部材の外径および内輪の内径と小径側端面が研削加工によって所定の寸法、精度に形成されているので、肩部に亀裂が発生するのを防止し、かつ、旋回モーメント負荷時にボールの接触楕円が肩部を乗り上げてエッジロードが発生するのを防止することができ、軸受の耐久性を向上させた車輪用軸受を提供することができる。また、生産性が向上して歩溜まりが良く低コスト化ができると共に、従来の鍛造、削り出しの軸受と同等の軸受精度を確保することができる。
In this way, in the wheel bearing constituted by the back-to-back type double row angular contact ball bearings, the outer member and the inner ring are formed by plastic processing from the pipe material, and the central portion of the outer diameter of the outer member is recessed. An annular recess is formed, an annular projection is formed in a flat shape on the inner periphery, and a connecting portion between the outer diameter and the annular recess is formed in an arc shape having a predetermined radius of curvature. Thickness is set , both end surfaces of the outer member and the large-diameter side end surface of the inner ring are turned after plastic working, and after heat treatment, both the rolling surface and the outer diameter of the outer member, the inner diameter of the inner ring, and the inner and small-diameter end surfaces are ground Since it is formed to a predetermined size and accuracy by machining, it prevents the shoulder from cracking, and prevents the ball contact ellipse from climbing over the shoulder and causing an edge load when a turning moment is applied. The durability of the bearing can It is possible to provide a wheel bearing with improved. Further, productivity is improved, yield is good, cost can be reduced, and bearing accuracy equivalent to conventional forged and machined bearings can be ensured.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記繋ぎ部の曲率半径Rが、前記ボールの半径をRwとした時、R=1.5〜1.8Rwの範囲になるように設定されていれば、肉厚が薄くなり剛性が低下することもなく、また、肉厚が厚くなり塑性加工の加工性が低下することもない。
Preferably, as in the invention described in
また、請求項3に記載の発明のように、前記外方部材と内輪が、パイプ材から冷間のローリング加工によって形成されていれば、肉厚を略均等にすることができると共に、形状、寸法を所定の精度に確保することができる。
Further, as in the invention according to claim 3 , if the outer member and the inner ring are formed by cold rolling from the pipe material, the thickness can be made substantially uniform, and the shape, The dimensions can be ensured with a predetermined accuracy.
また、本発明のうち請求項4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、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所定のシメシロを介して圧入された前記請求項1乃至3いずれかに車輪用軸受とを備え、前記ハブ輪に等速自在継手の外側継手部材がセレーションを介して内嵌され、前記一対の内輪が前記ハブ輪の肩部と前記外側継手部材の肩部とで挟持され、所定の軸受予圧が付与されている。
According to a fourth aspect of the present invention, the wheel according to claim 4 has a wheel mounting flange integrally formed at one end, and a hub wheel formed with a small-diameter stepped portion extending in the axial direction from the wheel mounting flange via the shoulder. And a wheel bearing according to any one of claims 1 to 3 that is press-fitted into the small-diameter step portion of the hub wheel through a predetermined shimiro, and the outer joint member of the constant velocity universal joint is serrated on the hub wheel. And the pair of inner rings are sandwiched between a shoulder portion of the hub wheel and a shoulder portion of the outer joint member, and a predetermined bearing preload is applied.
このように、第1世代構造の車輪用軸受装置において、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、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所定のシメシロを介して圧入された前記請求項1乃至3いずれかに車輪用軸受とを備え、前記ハブ輪に等速自在継手の外側継手部材がセレーションを介して内嵌され、前記一対の内輪が前記ハブ輪の肩部と前記外側継手部材の肩部とで挟持され、所定の軸受予圧が付与されているので、軸受剛性が高くなると共に、軸受の転がり疲労寿命が向上する。
Thus, in the wheel bearing device of the first generation structure, a hub wheel having a wheel mounting flange integrally formed at one end and a small-diameter step portion extending in the axial direction from the wheel mounting flange via the shoulder is formed. And a wheel bearing according to any one of claims 1 to 3 that is press-fitted into the small-diameter step portion of the hub wheel through a predetermined shimiro, and the outer joint member of the constant velocity universal joint is serrated on the hub wheel. And the pair of inner rings are sandwiched between the shoulder part of the hub wheel and the shoulder part of the outer joint member, and a predetermined bearing preload is applied. Rolling fatigue life is improved.
本発明に係る車輪用軸受は、内周に複列の円弧状の外側転走面が一体に形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する円弧状の内側転走面が形成された一対の内輪と、これら内輪と前記外方部材の両転走面間に収容された複列のボールとを備え、前記内輪の小径側端面が突合せ状態で衝合して背面合せタイプの複列のアンギュラ玉軸受を構成する車輪用軸受において、前記外方部材と内輪がパイプ材から塑性加工によって形成され、前記外方部材の外径の中央部を凹ませて環状凹部が形成され、内周に環状凸部がフラット形状に形成されると共に、前記外径と環状凹部の繋ぎ部が所定の曲率半径からなる円弧状に形成され、この部位が略均等な肉厚に設定され、前記外方部材の両端面と前記内輪の大径側端面が塑性加工後に旋削加工され、熱処理後、前記両転走面と前記外方部材の外径および前記内輪の内径と小径側端面が研削加工によって所定の寸法、精度に形成されているので、肩部に亀裂が発生するのを防止し、かつ、旋回モーメント負荷時にボールの接触楕円が肩部を乗り上げてエッジロードが発生するのを防止することができ、軸受の耐久性を向上させた車輪用軸受を提供することができる。また、生産性が向上して歩溜まりが良く低コスト化ができると共に、従来の鍛造、削り出しの軸受と同等の軸受精度を確保することができる。 The wheel bearing according to the present invention includes an outer member in which a double-row arc-shaped outer rolling surface is integrally formed on the inner periphery, and an arc-shaped inner surface facing the outer-rolling surface of the double-row on the outer periphery. A pair of inner rings formed with rolling surfaces, and a double row of balls accommodated between the inner rings and both rolling surfaces of the outer member, the end surfaces on the small diameter side of the inner ring abut each other in a butted state. In a wheel bearing constituting a back-to-back type double row angular contact ball bearing, the outer member and the inner ring are formed by plastic processing from a pipe material, and the outer member has an annular shape with a central portion of the outer diameter recessed. A concave portion is formed, an annular convex portion is formed in a flat shape on the inner periphery, and a connecting portion between the outer diameter and the annular concave portion is formed in an arc shape having a predetermined radius of curvature, and this portion has a substantially uniform thickness. It is set to both end faces and the large diameter side end face of the inner ring of the outer member after plastic processing Are cutting machining, after heat treatment, since the outer diameter and the inner ring inner diameter and the small diameter side end surface of the outer member and the two rolling surfaces are formed into a predetermined size, accuracy by grinding, cracks in the shoulder portion Provided is a wheel bearing that can prevent the occurrence of an edge load by preventing a contact ellipse of a ball from climbing over a shoulder when a turning moment is applied, and improving the durability of the bearing. be able to. Further, productivity is improved, yield is good, cost can be reduced, and bearing accuracy equivalent to conventional forged and machined bearings can be ensured.
内周に複列の円弧状の外側転走面が一体に形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する円弧状の内側転走面が形成された一対の内輪と、これら内輪と前記外方部材の両転走面間に収容された複列のボールとを備え、前記内輪の小径側端面が突合せ状態で衝合して背面合せタイプの複列のアンギュラ玉軸受を構成する車輪用軸受において、前記外方部材と内輪がパイプ材から冷間のローリング加工によって形成され、前記外方部材の外径の中央部を凹ませて環状凹部が形成され、内周に環状凸部がフラット形状に形成されると共に、前記外方部材の外径と前記環状凹部の繋ぎ部の曲率半径Rが、前記ボールの半径をRwとした時、R=1.5〜1.8Rwの範囲となる円弧状に形成され、この部位が略均等な肉厚に設定されている。 A pair of outer members in which a double-row arc-shaped outer rolling surface is integrally formed on the inner periphery, and an arc-shaped inner rolling surface facing the outer-rolling surface of the double-row is formed on the outer periphery. A back-to-back type double row angular contact comprising an inner ring and a double row of balls accommodated between both rolling surfaces of the inner ring and the outer member, wherein the end faces on the small diameter side of the inner ring abut each other in a butted state. In the wheel bearing constituting the ball bearing, the outer member and the inner ring are formed by cold rolling from a pipe material, and an annular recess is formed by recessing a central portion of the outer diameter of the outer member. An annular convex portion is formed in a flat shape on the circumference, and an outer diameter of the outer member and a radius of curvature R of the connecting portion of the annular concave portion are set such that R = 1.5 to It is formed in an arc shape with a range of 1.8 Rw, and this part is set to a substantially uniform thickness. There.
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は、図1の車輪用軸受を示す拡大図、図3(a)は図2の外方部材単体を示す縦断面図、(b)は、図2の内輪単体を示す縦断面図である。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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a wheel bearing device according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged view showing the wheel bearing of FIG. 1, and FIG. 3 (a) is a single outer member of FIG. (B) is a longitudinal cross-sectional view which shows the inner ring single-piece | unit of FIG. In the following description, the side closer to the outer side of the vehicle in a state assembled to the vehicle is referred to as the outer side (left side in the drawing), and the side closer to the center is referred to as the inner side (right side in the drawing).
この車輪用軸受装置は第1世代構造をなし、ハブ輪1と、このハブ輪1に装着される車輪用軸受2とを備えている。ハブ輪1には等速自在継手3がトルク伝達自在に内嵌され、固定ナット4を介してハブ輪1と等速自在継手3が分離可能に一体化されている。
This wheel bearing device has a first generation structure, and includes a hub wheel 1 and a
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5を有し、外周にこの車輪取付フランジ5から肩部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。このハブ輪1はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、鍛造の生のままである。また、曲げ強度に対する疲労強度増加のために鍛造後に調質処理を行う方法や、肩部1aから小径段部1bに亙って高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理をしても良い。 The hub wheel 1 has a wheel mounting flange 5 for mounting a wheel (not shown) at one end portion on the outer side, and a cylindrical shape extending from the wheel mounting flange 5 to the outer periphery in the axial direction via a shoulder portion 1a. A small-diameter step portion 1b is formed, and a serration (or spline) 1c for torque transmission is formed on the inner periphery. The hub wheel 1 is made of medium-high carbon steel containing 0.40 to 0.80 wt% of carbon such as S53C, and remains as forged. In addition, a method of performing a tempering treatment after forging in order to increase the fatigue strength with respect to the bending strength, or by subjecting the surface hardness to a range of 58 to 64 HRC by induction hardening from the shoulder portion 1a to the small diameter step portion 1b. May be.
車輪用軸受2はナックル6に内嵌され、図2に拡大して示すように、内周に複列の円弧状の外側転走面7a、7aが形成された外方部材(外輪)7と、外周にこれら複列の外側転走面7a、7aに対向する円弧状の内側転走面8a、8aが形成された一対の内輪8、8と、両転走面間に保持器9、9を介して転動自在に収容された複列のボール10、10と、外方部材7の両端部に装着されたシール11とを備えている。そして、内輪8、8の小径(正面)側端面8b、8bを突合せ状態で衝合し、所謂背面合せタイプの複列のアンギュラ玉軸受を構成している。
The
シール11は、外方部材7の円筒部13に嵌合される芯金11aと、この芯金11aに加硫接着等により一体に接合され、ニトリルゴム等のエラストマーからなるシール部材11bからなり、一対のラジアルリップを備えている。そして、軸受内部に封入されたグリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等の異物が軸受内部に侵入するのを防止している。また、図示していないが、内輪外径にスリンガを圧入し、このスリンガに対向して外方部材7の円筒部13に装着されたシールとからなり、このシールのシールリップが摺接した所謂パックシールを用いても良い。
The
等速自在継手3は、図1に示すように、外側継手部材15と、継手内輪16とケージ17およびトルク伝達ボール18とを備えている。外側継手部材15は、カップ状のマウス部19と、このマウス部19の底部となる肩部20と、この肩部20から軸方向に延びる軸部21を一体に有している。軸部21の外周にはハブ輪1のセレーション1cに係合するセレーション21aと、このセレーション21aの端部に雄ねじ21bが形成されている。そして、肩部20が内輪8の大端面と衝合するまでハブ輪1に外側継手部材15がセレーション1c、21aを介して内嵌され、一対の内輪8、8がハブ輪1の肩部1aと外側継手部材15の肩部20に挟持された状態でハブ輪1の小径段部1bに所定のシメシロを介して圧入されている。さらに、雄ねじ21bに固定ナット4を所定の締付トルクで緊締することにより所定の軸受予圧が付与されている。これにより、軸受剛性が高くなると共に、軸受の転がり疲労寿命が向上する。
As shown in FIG. 1, the constant velocity universal joint 3 includes an outer
ここで、外方部材7および内輪8は、SUJ2等の軸受鋼やSCr420やSCM415等の浸炭鋼からなるパイプ材をプレス加工または冷間のローリング加工(以下、塑性加工という)によって形成されている。そして、SUJ2はズブ焼や高周波焼入れ、浸炭鋼は浸炭焼入れによって表面硬さを50〜64HRCの範囲に硬化処理されている。外方部材7および内輪8の材質としてこれ以外にも、SCM440や冷間圧延鋼鈑(JIS規格のSPCC系等)等の炭素鋼を例示することができる。
Here, the
一方、冷間圧延鋼鈑や炭素鋼の場合、少なくとも外方部材7においては複列の外側転走面7a、7aが、また、内輪8においては内側転走面8aが高周波焼入れによって表面硬さを50〜64HRCの範囲に硬化処理が施され、転がり疲労寿命を向上させている。そして、これらの転走面7a、8aは、研削加工によって所定の寸法、精度に形成されている。なお、その後、必要に応じて超仕上げ加工が施される。
On the other hand, in the case of cold rolled steel or carbon steel, at least the
次に、図3を用いて、外方部材7および内輪8の構成について詳細に説明する。
外方部材7は、(a)に示すように、素材となるパイプ材から塑性加工により、内周に径方向内方に突出する環状凸部12と、この環状凸部12の両側に複列の円弧状の外側転走面7a、7aが形成されると共に、両端部にシール11の嵌合部となる円筒部13、13が形成される。そして、後述する複列の外側転走面7a、7aをはじめ、この円筒部13は、塑性加工後に研削加工によって所定の寸法、精度に形成される。なお、塑性加工でバリが発生する両端面は加工後に旋削加工される。また、必要に応じて研削加工が施される。
Next, the configuration of the
As shown in (a), the
ここで、外側転走面7aから環状凸部12の肩高さを適切に確保するために、外方部材7の塑性加工時、環状凸部12の内径をフラット形状に形成すると共に、外方部材7の中央部を凹ませて環状凹部23を形成し肩部22に素材を充足させるようにしている。
Here, in order to appropriately secure the shoulder height of the annular
一方、内輪8は、(b)に示すように、素材となるパイプ材から塑性加工により、外周に円弧状の内側転走面8aと、この内側転走面8aから軸方向に延びる肩部14が形成される。ここで、この肩部14はシール11のシールランド部となり、塑性加工後に内側転走面8aと同時に研削加工され、所定の寸法、精度に形成される。なお、外方部材7と同様、塑性加工でバリが発生する両端面は加工後に旋削加工される。また、必要に応じて研削加工が施される。
On the other hand, as shown in (b), the
本実施形態では、外方部材7および内輪8がパイプ材から塑性加工で形成されると共に、両転走面7a、8aとシール11の嵌合面となる外方部材7の円筒部13、およびシール11のランド部となる内輪8の肩部14が研削加工によって形成されているので、生産性が向上して歩溜まりが良く、また、低コスト化ができると共に、従来の軸受と同等の精度や密封性を確保することができる。
In the present embodiment, the
ここで、本実施形態では、外方部材7の外径7bと環状凹部23との繋ぎ部24の曲率半径Rが所定の範囲になるように設定されている。具体的には、ボール10の半径をRwとした時、この曲率半径R=1.5〜1.8Rwの範囲になるように設定されている。これにより、この部位の肉厚が略均等に形成できると共に、肩部22に亀裂が発生するのを防止し、かつ、旋回モーメント負荷時にボール10の接触楕円が肩部22を乗り上げてエッジロードが発生するのを防止することができ、軸受の耐久性を向上させた車輪用軸受2を提供することができる。
Here, in this embodiment, the radius of curvature R of the connecting
繋ぎ部24の曲率半径Rがボール10の半径Rwの1.5倍より小さい場合、肉厚が薄くなり剛性が低下して旋回モーメント負荷時の応力に耐えられず、また、ボール10の半径Rwの1.8倍を超えた場合、肉厚が厚くなり塑性加工の加工性が低下するだけでなく、従来の鍛造成形品と大差ない形状となって軽量・コンパクト化に総じて寄与しなくなるためである。
When the radius of curvature R of the connecting
なお、ここでは、ナックル6やハブ輪1の嵌合面となる外方部材7の外径7bおよび内輪8の内径8c、さらには突合せ面となる内輪8の小径側端面8bを研削加工によって形成しても良い。これにより、従来の鍛造、削り出しの軸受と同等の軸受精度を確保することができる。
Here, 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、一端部に車輪取付フランジを一体に有するハブ輪と、このハブ輪に圧入された一対の内輪とを備えた第1世代構造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 wheel bearing device having a first generation structure including a hub wheel integrally having a wheel mounting flange at one end and a pair of inner rings press-fitted into the hub wheel. .
1・・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
1a、14、20、22・・・・・・肩部
1b・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
1c、21a・・・・・・・・・・・セレーション
2・・・・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受
3・・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
4・・・・・・・・・・・・・・・・固定ナット
5・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
6・・・・・・・・・・・・・・・・ナックル
7・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
7a・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
7b・・・・・・・・・・・・・・・外径
8・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
8a・・・・・・・・・・・・・・・内側転走面
8b・・・・・・・・・・・・・・・小径側端面
8c・・・・・・・・・・・・・・・内径
9・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
10・・・・・・・・・・・・・・・ボール
11・・・・・・・・・・・・・・・シール
11a・・・・・・・・・・・・・・芯金
11b・・・・・・・・・・・・・・シール部材
12・・・・・・・・・・・・・・・環状凸部
13・・・・・・・・・・・・・・・円筒部
15・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
16・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
17・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
18・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
19・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
21・・・・・・・・・・・・・・・軸部
21b・・・・・・・・・・・・・・雄ねじ
23・・・・・・・・・・・・・・・環状凹部
24・・・・・・・・・・・・・・・繋ぎ部
50・・・・・・・・・・・・・・・アンギュラ玉軸受
51・・・・・・・・・・・・・・・外輪
51a・・・・・・・・・・・・・・環状凸部
51b、51c・・・・・・・・・・外側転走面
51d・・・・・・・・・・・・・・フランジ
51e・・・・・・・・・・・・・・環状凹部
52、53・・・・・・・・・・・・内輪
52a、53a・・・・・・・・・・湾曲肩部
52b、53b・・・・・・・・・・内側転走面
52c、53c・・・・・・・・・・嵌合部
54・・・・・・・・・・・・・・・ハウジング
55・・・・・・・・・・・・・・・軸部材
55a・・・・・・・・・・・・・・鍔部
56・・・・・・・・・・・・・・・ボール
57・・・・・・・・・・・・・・・保持器
59・・・・・・・・・・・・・・・重錘
60・・・・・・・・・・・・・・・接着剤
A・・・・・・・・・・・・・・・・肩部
B・・・・・・・・・・・・・・・・繋ぎ部
R・・・・・・・・・・・・・・・・曲率半径
1 ················
Claims (4)
外周に前記複列の外側転走面に対向する円弧状の内側転走面が形成された一対の内輪と、
これら内輪と前記外方部材の両転走面間に収容された複列のボールとを備え、前記内輪の小径側端面が突合せ状態で衝合して背面合せタイプの複列のアンギュラ玉軸受を構成する車輪用軸受において、
前記外方部材と内輪がパイプ材から塑性加工によって形成され、前記外方部材の外径の中央部を凹ませて環状凹部が形成され、内周に環状凸部がフラット形状に形成されると共に、前記外径と環状凹部の繋ぎ部が所定の曲率半径からなる円弧状に形成され、この部位が略均等な肉厚に設定され、前記外方部材の両端面と前記内輪の大径側端面が塑性加工後に旋削加工され、熱処理後、前記両転走面と前記外方部材の外径および前記内輪の内径と小径側端面が研削加工によって所定の寸法、精度に形成されていることを特徴とする車輪用軸受。 An outer member in which a double-row arc-shaped outer rolling surface is integrally formed on the inner periphery;
A pair of inner rings each having an arcuate inner rolling surface facing the double row outer rolling surface on the outer periphery;
The inner ring and a double row ball accommodated between both rolling surfaces of the outer member, and a small diameter side end face of the inner ring abuts in a butted state to form a back-to-back type double row angular ball bearing. In the wheel bearing that constitutes,
The outer member and the inner ring are formed from a pipe material by plastic working, the central portion of the outer diameter of the outer member is recessed to form an annular recess, and the annular protrusion is formed in a flat shape on the inner periphery. The connecting portion between the outer diameter and the annular recess is formed in an arc shape having a predetermined radius of curvature, and this portion is set to have a substantially uniform thickness, and both end surfaces of the outer member and the large-diameter side end surface of the inner ring Is subjected to turning after plastic working, and after heat treatment, the outer diameters of both the rolling surfaces and the outer member, the inner diameter of the inner ring and the end face on the small diameter side are formed with predetermined dimensions and accuracy by grinding. Wheel bearing.
A hub wheel integrally having a wheel mounting flange at one end and having a small-diameter step portion extending in the axial direction from the wheel mounting flange via a shoulder portion, and a predetermined squeeze through a small-diameter step portion of the hub wheel The wheel bearing according to any one of claims 1 to 3 , wherein the outer joint member of the constant velocity universal joint is fitted into the hub wheel via a serration, and the pair of inner rings are the hub. A wheel bearing device characterized by being sandwiched between a shoulder portion of a ring and a shoulder portion of the outer joint member and given a predetermined bearing preload.
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