JP5252834B2 - Manufacturing method of wheel bearing device - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の車両の車輪を車体に対して回転自在に支承した車輪用軸受装置の製造方法に関し、特に回転曲げ条件下でのハブ輪の強度、耐久性を向上させた車輪用軸受装置の製造方法に関するものである。
The present invention relates to a method of manufacturing a wheel bearing device in which a wheel of a vehicle such as an automobile is rotatably supported with respect to the vehicle body, and more particularly, a wheel bearing with improved strength and durability of a hub wheel under rotational bending conditions. The present invention relates to a device manufacturing method .
自動車の車輪用軸受装置には、従動輪用と駆動輪用とがあり、それぞれの用途に応じて種々の形式のものがあるが、例えば、図4に示す従来の駆動輪用の車輪用軸受装置では、ハブ輪51と内輪52とを備えた内方部材50と、複列の転動体53、54と、外方部材55と、そして、エンジン動力をハブ輪51に伝達する等速自在継手56を主要な構成要素としている。こうした車輪用軸受装置において、車輪(図示せず)およびブレーキロータ57を支持するハブ輪51には、鍛造の容易性、切削性、熱処理性、あるいは経済性の面からS53C等の機械構造用の中炭素鋼が採用されている。このハブ輪51をはじめこの種の車輪用軸受装置の小型・軽量化を図ることは、自動車の燃費向上と走行安定性の向上に大きく寄与するため、ハブ輪51の車輪取付フランジ58のリブ化や薄肉化が進んでいる。しかし、このハブ輪51自体の機械的強度が、素材である中炭素鋼の疲労限に近付きつつあり、これ以上の小型・軽量化を図ることは難しくなってきている。
There are two types of wheel bearing devices for automobiles, one for a driven wheel and one for a drive wheel, and there are various types depending on the application. For example, the conventional wheel bearing for a drive wheel shown in FIG. In the apparatus, an
特に、この種の構造のハブ輪51においては、軽量化のために車輪取付フランジ58を薄肉化する場合、そのアウトボード側の付け根部、すなわち、ブレーキロータ取付面59から円筒状のパイロット部60に延びる隅部61に回転曲げの応力が集中し、対策が必要である。したがって、この隅部61の寸法、つまり曲率半径を大きくすることによって発生応力を緩和することも考えられるが、これでは車輪取付フランジ58に取り付けられるブレーキロータ57との干渉が問題となるため、隅部61の曲率半径を大きくするのにも限界がある。
In particular, in the
このような背景において、本出願人は、車輪取付フランジ58の形状・寸法を変更することなく軽量化を図り、かつハブ輪51の強度アップを図ることができる車輪用軸受装置を既に提案している。この車輪用軸受装置は、図5に示すように、ハブ輪51の車輪取付フランジ58の隅部61に表面硬化層62を高周波焼入れ等によって形成している。これにより、回転曲げ疲労の最弱部となる車輪取付フランジ58の隅部61を高強度化することができ、ハブ輪51の耐久性を図ることができる。
Against such a background, the present applicant has already proposed a wheel bearing device capable of reducing the weight without changing the shape and dimensions of the
また、これ以外の部位、すなわち、図示しない外方部材55のアウトボード側端部に装着されたシールのシールリップが摺接するシールランド部をはじめ、軌道面から小径段部の各部位a〜dに亙って、高周波焼入れ等によって表面硬化層63を形成している。さらには、ハブ輪51の内周面に形成されたセレーション部64にも表面硬化層65を形成している。こうした表面硬化層63、65により、各部位a〜d等において要求される回転曲げ疲労強度、耐摩耗性、転がり疲労寿命等を向上させることができる。
こうした従来の車輪用軸受装置では、ハブ輪51の車輪取付フランジ58の隅部61に表面硬化層62を形成することにより、車輪取付フランジ58の形状・寸法を変更することなく、軽量化を図りつつハブ輪51の強度アップを図ることができる。然しながら、隅部61に表面硬化層62を形成する高周波焼入れ工程で、車輪取付フランジ58に熱処理変形が生じ、ブレーキロータ取付面59の面振れが大きくなるという新たな問題が発生した。この傾向は車輪取付フランジ58の薄肉化にも起因している。この面振れは、ブレーキロータ57の振れに影響してブレーキジャダーを誘発することになり、自動車の操縦安定性やドライブフィーリングが低下する恐れがある。ここで、ハブ輪51の熱処理後にこのブレーキロータ取付面59をさらに旋削加工し、変形分を修正して面振れを改善する方法も考えられるが、隅部61と未焼入れ部であるブレーキロータ取付面59とに硬度差があるため、隅部61の表面硬化層62との境界部に僅かな段差が発生するという一種ジレンマ的な問題が内在していた。
In such a conventional wheel bearing device, the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、車輪取付フランジの形状・寸法を変更することなく、また、その面振れを劣化させることなく、軽量化を図りつつ、回転曲げ条件下でのハブ輪の強度、耐久性を向上させた車輪用軸受装置の製造方法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 without changing the shape and dimensions of the wheel mounting flange, and without deteriorating the surface runout, while reducing the weight while rotating and bending conditions An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a wheel bearing device in which the strength and durability of the hub wheel are improved.
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、ハブ輪と複列の転がり軸受および等速自在継手がユニット化された車輪用軸受装置の製造方法であって、外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、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が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合され、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前記等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された車輪用軸受装置の製造方法において、前記複列の転動体列のうちインナー側の転動体列のピッチ円直径がアウター側の転動体列のピッチ円直径よりも大径に設定され、このインナー側の転動体の個数が前記アウター側の転動体の個数よりも多く設定されると共に、前記ハブ輪が炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼から旋削加工によって所望の形状・寸法に形成され、その後、所定の表面硬さに調質処理され、前記内側転走面と前記シールのシールランド部となる前記車輪取付フランジのインナー側の基部および内周に形成された凹凸部が高周波焼入れによって表面に所定の硬化層が形成され、その後、前記外側継手部材を前記凹凸部に食い込ませて加締め、前記ハブ輪と外側継手部材とが塑性結合される。
In order to achieve the object, the invention according to
このように、ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された第4世代構造の車輪用軸受装置の製造方法において、複列の転動体列のうちインナー側の転動体列のピッチ円直径がアウター側の転動体列のピッチ円直径よりも大径に設定され、このインナー側の転動体の個数がアウター側の転動体の個数よりも多く設定されると共に、ハブ輪が炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼から旋削加工によって所望の形状・寸法に形成され、その後、所定の表面硬さに調質処理され、内側転走面とシールのシールランド部となる車輪取付フランジのインナー側の基部および内周に形成された凹凸部が高周波焼入れによって表面に所定の硬化層が形成され、その後、外側継手部材を凹凸部に食い込ませて加締め、ハブ輪と外側継手部材とが塑性結合されるので、軸受スペースを有効に活用して装置の軽量・コンパクト化を図り、軸受剛性の増大と軸受の長寿命化を図ると共に、車輪取付フランジの形状・寸法を変更することなく、また、現行の加工方法や既存設備のままでハブ輪の強度・耐久性を高めることができる。さらに、調質処理により、熱処理変形を抑制することができ、凹凸部の形成が正確にできる。
Thus, in the manufacturing method of the wheel bearing device of the fourth generation structure in which the hub wheel and the outer joint member are integrally plastically coupled, the pitch circle diameter of the inner rolling element row of the double row rolling element rows Is set to be larger than the pitch circle diameter of the outer side rolling element row, the number of inner side rolling elements is set to be larger than the number of outer side rolling elements, and the hub wheel is carbon 0.40. A wheel that is formed into a desired shape and dimensions by turning from medium carbon steel containing ˜0.80% by weight, and then tempered to a predetermined surface hardness to become the inner rolling surface and the seal land part of the seal The base portion on the inner side of the mounting flange and the concave and convex portions formed on the inner periphery are subjected to induction hardening to form a predetermined hardened layer on the surface, and then the outer joint member is bitten into the concave and convex portions and caulked, and the hub wheel and the outer joint The material is plastic Since the engagement, by effectively utilizing the bearing space reducing the weight and size of the apparatus, together with the prolong the life of the increase and the bearing of the bearing stiffness, without changing the shape and dimensions of the wheel mounting flange, also The strength and durability of the hub wheel can be improved with the current processing method and existing equipment. Furthermore, heat treatment deformation can be suppressed by the tempering treatment, and the uneven portion can be formed accurately.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記ハブ輪の調質処理後の表面硬さが35HRC以下に設定されていれば、切削等の加工性が向上すると共に、熱処理変形を抑制することができる。また、車輪取付フランジに圧入されるハブボルトのボルト孔の表面硬さがハブボルトの表面硬さに近付き、ハブボルトを圧入する時に、ナールが潰れて固着力が低下するのを防止できると共に、圧入後のブレーキロータ取付面の変形を防止して、ブレーキジャダーの原因となる面振れを抑えることができる。 Preferably, when the surface hardness of the hub wheel after the tempering treatment is set to 35 HRC or less as in the invention described in claim 2, the workability of cutting and the like is improved and the heat treatment deformation is suppressed. can do. Moreover, the surface hardness of the bolt hole of the hub bolt that is press-fitted into the wheel mounting flange approaches the surface hardness of the hub bolt. The deformation of the brake rotor mounting surface can be prevented, and the surface runout causing the brake judder can be suppressed.
また、請求項3に記載の発明のように、前記ハブ輪の内周に硬化した凹凸部が形成されると共に、前記外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部となる肩部と、この肩部から軸方向に延び、前記ハブ輪に所定のシメシロを介して内嵌されるインロウ部、およびこのインロウ部の端部に形成された嵌合部とからなるステム部とを備え、前記嵌合部を拡径することにより、当該嵌合部を塑性変形させて前記ハブ輪の凹凸部に食い込ませて加締め、前記ハブ輪と外側継手部材が塑性結合されて一体化されていても良い。 Further, as in the invention described in claim 3, a hardened uneven portion is formed on the inner periphery of the hub wheel, and the outer joint member becomes a cup-shaped mouth portion and a bottom portion of the mouth portion. A stem portion that includes a shoulder portion, an inrow portion that extends in an axial direction from the shoulder portion, and is fitted into the hub wheel via a predetermined shimiro, and a fitting portion formed at an end portion of the inrow portion; And expanding the fitting portion to cause plastic deformation of the fitting portion to bite into the concavo-convex portion of the hub wheel and caulking, and the hub wheel and the outer joint member are plastically coupled and integrated. May be.
また、請求項4に記載の発明のように、前記車輪取付フランジにハブボルトを圧入した後に、前記ブレーキロータ取付面が旋削加工されていれば、ブレーキロータ取付面の面振れをさらに向上させることができると共に、従来のように、硬化された隅部との硬度差によりブレーキロータ取付面に旋削加工による段差が生じる恐れがない。
Moreover, if the brake rotor mounting surface is turned after the hub bolt is press-fitted into the wheel mounting flange as in the invention described in claim 4 , the runout of the brake rotor mounting surface can be further improved. In addition, unlike the prior art, there is no risk of a step due to turning on the brake rotor mounting surface due to the difference in hardness from the hardened corner.
本発明に係る車輪用軸受装置の製造方法は、ハブ輪と複列の転がり軸受および等速自在継手がユニット化された車輪用軸受装置の製造方法であって、外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、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が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合され、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前記等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された車輪用軸受装置の製造方法において、前記複列の転動体列のうちインナー側の転動体列のピッチ円直径がアウター側の転動体列のピッチ円直径よりも大径に設定され、このインナー側の転動体の個数が前記アウター側の転動体の個数よりも多く設定されると共に、前記ハブ輪が炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼から旋削加工によって所望の形状・寸法に形成され、その後、所定の表面硬さに調質処理され、前記内側転走面と前記シールのシールランド部となる前記車輪取付フランジのインナー側の基部および内周に形成された凹凸部が高周波焼入れによって表面に所定の硬化層が形成され、その後、前記外側継手部材を前記凹凸部に食い込ませて加締め、前記ハブ輪と外側継手部材とが塑性結合されるので、軸受スペースを有効に活用して装置の軽量・コンパクト化を図り、軸受剛性の増大と軸受の長寿命化を図ると共に、車輪取付フランジの形状・寸法を変更することなく、また、現行の加工方法や既存設備のままでハブ輪の強度・耐久性を高めることができる。さらに、調質処理により、熱処理変形を抑制することができ、凹凸部の形成が正確にできる。
Method of manufacturing a wheel bearing device according to the present invention, since the rolling bearing and a constant velocity universal joint of the hub wheel and a double row method for manufacturing a unitized wheel bearing apparatus is mounted on the suspension unit on the outer circumference An outer member in which a double row outer rolling surface is formed on the inner periphery, a wheel mounting flange on one end, and an outer rolling in the double row on the outer periphery. The hub wheel in which one inner rolling surface facing the surface is formed, and the other inner rolling surface that is fitted to the hub wheel and that faces the outer rolling surface of the double row are formed on the outer periphery. An inner member composed of an outer joint member of a constant velocity universal joint, a double row rolling element accommodated between both rolling surfaces of the inner member and the outer member, and the outer member And a seal attached to an opening of an annular space formed between the inner member and the hub. A method of manufacturing the outer joint member is plastically bonded wheel support bearing assembly together, the pitch circle of the rolling element row pitch diameter of rolling element row of the inner side outer side of the rolling element row of the double row The diameter is set to be larger than the diameter, and the number of rolling elements on the inner side is set to be larger than the number of rolling elements on the outer side, and the hub ring includes 0.40 to 0.80% by weight of carbon. The inner side of the wheel mounting flange that is formed from a medium carbon steel into a desired shape and size by turning, and then tempered to a predetermined surface hardness and serves as a seal land portion of the inner rolling surface and the seal irregular portion formed on the base and the inner periphery of a predetermined hardened layer on the surface by induction hardening is formed, then, the outer joint member caulked by bite into the irregular portion, the hub wheel and the outer joint member Since the plastic bonded, by effectively utilizing the bearing space reducing the weight and size of the apparatus, together with the prolong the life of the increase and the bearing of the bearing stiffness, without changing the shape and dimensions of the wheel mounting flange, In addition, the strength and durability of the hub wheel can be increased with the current processing method and existing equipment. Furthermore, heat treatment deformation can be suppressed by the tempering treatment, and the uneven portion can be formed accurately.
ハブ輪と複列の転がり軸受および等速自在継手がユニット化された車輪用軸受装置の製造方法であって、外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、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、およびこのハブ輪に嵌合される中空状のステム部を一体に有し、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前記等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記ハブ輪の内周に硬化した凹凸部が形成されると共に、前記外側継手部材のステム部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませて加締め、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された車輪用軸受装置の製造方法において、前記複列の転動体列のうちインナー側の転動体列のピッチ円直径がアウター側の転動体列のピッチ円直径よりも大径に設定され、このインナー側の転動体の個数が前記アウター側の転動体の個数よりも多く設定されると共に、前記ハブ輪が炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼から旋削加工によって所望の形状・寸法に形成され、その後、所定の表面硬さに調質処理されて表面硬さが35HRC以下に設定され、前記内側転走面と前記シールのシールランド部となる前記車輪取付フランジのインナー側の基部および内周に形成された凹凸部が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、その後、前記外側継手部材を前記凹凸部に食い込ませて加締め、前記ハブ輪と外側継手部材とが塑性結合される。
A manufacturing method of a wheel bearing device in which a hub wheel, a double row rolling bearing and a constant velocity universal joint are unitized, and has a vehicle body mounting flange to be attached to a suspension device on the outer periphery, and on the inner periphery An outer member formed with a double row outer rolling surface, a wheel mounting flange integrally formed at one end, and one inner rolling surface facing the double row outer rolling surface on the outer periphery, A hub wheel having a cylindrical small-diameter step portion extending in the axial direction from the inner rolling surface and a hollow stem portion fitted to the hub wheel are integrally formed, and the outer circumferential rolling of the double row is arranged on the outer periphery. An inner member composed of an outer joint member of the constant velocity universal joint formed with the other inner rolling surface facing the running surface, and freely rollable between both rolling surfaces of the inner member and the outer member. A double row of rolling elements housed in the outer space and an annular space formed between the outer member and the inner member. A seal attached to the mouth, and a hardened uneven portion is formed on the inner periphery of the hub wheel, and the stem portion of the outer joint member is expanded to bite into the uneven portion and caulked, In the method of manufacturing a wheel bearing device in which the hub wheel and the outer joint member are integrally plastically coupled, a pitch circle diameter of an inner rolling element row of the double row rolling element rows is an outer rolling element row. The inner diameter of the rolling elements is set to be larger than the number of the outer rolling elements, and the hub wheel is carbon 0.40 to 0.80 weight. Is formed into a desired shape and dimensions by turning from medium carbon steel containing 50%, then tempered to a predetermined surface hardness to set the surface hardness to 35 HRC or less, and the inner rolling surface and the seal Before becoming the seal land part of Irregular portion formed on the base and the inner periphery of the inner side of the wheel mounting flange is hardened layer surface hardness in the range of 58~64HRC by high frequency induction quenching is formed, then allowed bite into the outer joint member to the concave-convex portion Then, the hub wheel and the outer joint member are plastically coupled.
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、本発明に係る車輪用軸受装置の第1の実施形態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.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a wheel bearing device according to the present invention. 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、ハブ輪1と複列の転がり軸受2および等速自在継手3をユニット化して構成され、第4世代と称される構成を備えている。複列の転がり軸受2は、外方部材4と内方部材5、および両部材間に収容された複列の転動体(ボール)6、6とを備えている。
This wheel bearing device is configured by unitizing the
外方部材4はS53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼で形成され、外周にナックル(図示せず)に取り付けられるための車体取付フランジ4cを一体に有し、内周に複列の外側転走面4a、4bが形成されている。そして、これら複列の外側転走面4a、4b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。
The outer member 4 is formed of medium carbon steel containing 0.40 to 0.80% by weight of carbon such as S53C, and integrally includes a vehicle
内方部材5は、ハブ輪1と、このハブ輪1に内嵌された後述する外側継手部材10とを備えている。ハブ輪1は、アウター側の端部に車輪(図示せず)を取り付けるための車輪取付フランジ7を一体に有し、外周に複列の外側転走面4a、4bに対向する一方(アウター側)の内側転走面1aと、この内側転走面1aから軸方向に延びる円筒状の小径段部1bが形成されている。車輪取付フランジ7の周方向等配には車輪を固定するハブボルト8が植設されている。このハブ輪1はS53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼で形成され、内側転走面1aをはじめ、後述するアウター側のシール19のシールランド部となる車輪取付フランジ7のインナー側の基部25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の範囲に所定の硬化層21(図中クロスハッチングにて示す)が形成されている。
The
ここで、ハブ輪1の内周には凹凸部9が形成されている。この凹凸部9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9は、良好な食い込み性を確保するためにその凸部の先端部が三角形状等の尖塔形状に形成されると共に、高周波焼入れによって所定の硬化層22(図中クロスハッチングにて示す)が形成されている。
Here, an
等速自在継手3は、外側継手部材10と、継手内輪11と、ケージ12およびトルク伝達ボール13からなる。外側継手部材10は、カップ状のマウス部14と、このマウス部14の底部をなす肩部15と、この肩部15から軸方向に延びる中空状のステム部16が一体に形成されている。そして、肩部15の外周に、外方部材4の複列の外側転走面4a、4bに対向する他方(インナー側)の内側転走面10aが形成されている。また、ステム部16には、ハブ輪1の小径段部1bに所定のシメシロを介して円筒嵌合するインロウ部16aと、このインロウ部16aの端部に嵌合部16bがそれぞれ形成されている。
The constant velocity universal joint 3 includes an outer
外側継手部材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、内側転走面10aをはじめ、肩部15の外周からステム部16のインロウ部16aに亙って高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に所定の硬化層23(図中クロスハッチングにて示す)が形成されている。なお、嵌合部16bは鍛造後の表面硬さの生のままとされている。
The outer
外方部材4と内方部材5のそれぞれの転走面4a、1aと4b、10a間に複列の転動体6、6が収容され、保持器17、18によりこれら複列の転動体6、6が転動自在に保持されている。また、外方部材4と内方部材5との間に形成される環状空間の開口部にはシール19、20が装着され、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩と、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、複列の転がり軸受2として転動体6にボールを用いた複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず、例えば、転動体に円すいころを用いた複列円すいころ軸受であっても良い。
Double-
ここで、本実施形態では、インナー側の転動体6列のピッチ円直径PCDiがアウター側の転動体6列のピッチ円直径PCDoよりも大径に設定されている。すなわち、複列の転動体6、6列のピッチ円直径PCDo、PCDiの違いに伴い、内方部材5において、外側継手部材10における内側転走面10aの溝底径はハブ輪1における内側転走面1aの溝底径よりも拡径して形成されている。一方、外方部材4において、インナー側の外側転走面4bの溝底径がアウター側の外側転走面4aの溝底径よりも拡径して形成されている。したがって、複列の転動体6、6の外径は同じであるが、軸受スペースを有効に活用してピッチ円直径PCDo、PCDiを異ならすことができ、インナー側の転動体6列の個数をアウター側の転動体6列の個数よりも多く収容することができる。したがって、装置の軽量・コンパクト化を図ると共に、軸受剛性の増大と軸受の長寿命化を図ることができる。
Here, in the present embodiment, the pitch circle diameter PCDi of the six inner rolling elements is set larger than the pitch circle diameter PCDo of the outer six rolling elements. That is, the groove bottom diameter of the
ハブ輪1と外側継手部材10との一体化は、ハブ輪1に外側継手部材10のステム部16が所定のシメシロで圧入され、小径段部1bの端面に外側継手部材10の肩部15が衝合された状態で、嵌合部16bの内径にマンドレル等の拡径治具をアウター側に押し込んで嵌合部16bを拡径することにより行われる。すなわち、嵌合部16bを塑性変形させてハブ輪1の凹凸部9に食い込ませて加締めることにより、ハブ輪1と外側継手部材10が塑性結合されて一体化されている。これにより、結合部の緩みを防止し、長期間に亙って初期に設定された軸受予圧を維持することができる。符号24は、外側継手部材10の肩部15に内嵌されたエンドキャップで、継手内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から継手内部に雨水やダスト等の異物が侵入するのを防止している。
The integration of the
ハブ輪1は、素材を熱間鍛造後、旋削加工によって所望の形状・寸法に形成され、その後、後述する調質処理が施されている。そして、図2に示すように、車輪取付フランジ7におけるアウター側の付け根部、すなわち、ブレーキロータ取付面26と、ブレーキロータ(図示せず)の支持面となる円筒状のパイロット部27との間の隅部28は、ブレーキロータが干渉しない程度の曲率半径を有する円弧面(またはヌスミ)に形成されている。
The
本実施形態では、ハブ輪1は、高周波による400℃以上の高温焼戻しをして、トルースタイトまたはソルバイト組織にする、所謂調質処理が施されている。この調質処理により組織は粒状化し、引張、曲げ、衝撃値等の機械的性質が上昇して延性や靭性が高まる。ここでは、ハブ輪1の調質処理により、車輪取付フランジ7のブレーキロータ取付面26とパイロット部27および隅部28の調質処理後の表面硬さが35HRC以下に設定されている。これにより、切削等の加工性が向上すると共に、熱処理変形を抑制することができる。また、車輪取付フランジ7に圧入されるハブボルト8のボルト孔8aの表面硬さがハブボルト8の表面硬さに近付き、ハブボルト8を圧入する時に、ナール(セレーション)が潰れて固着力が低下するのを防止できると共に、圧入後のブレーキロータ取付面26の変形を防止して、ブレーキジャダーの原因となる面振れを抑えることができる。
In the present embodiment, the
このように、ハブ輪1を旋削加工後に調質処理を施し、所望の表面硬さに設定することにより、車輪取付フランジ7の形状・寸法を変更することなく、また現行の加工方法や既存設備のままで、回転曲げ疲労の最弱部となる隅部28および基部25の強度を高めることができ、ハブ輪1の軽量・コンパクト化を図りつつ、耐久性を向上させることができる。
In this way, the
なお、車輪取付フランジ7におけるブレーキロータ取付面26の面振れをさらに向上させるため、ハブボルト8を圧入した後にブレーキロータ取付面26を旋削加工することもできるので、従来のように、硬化された隅部との硬度差によりブレーキロータ取付面26に旋削加工による段差が生じる恐れがない。
In order to further improve the surface runout of the brake
図3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、この実施形態は、基本的には前述した実施形態と塑性結合部の構成が異なるだけで、その他第1の実施形態と同一部位、同一部品、あるいは同一の機能を有する部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。 FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the wheel bearing device according to the present invention. This embodiment basically differs from the above-described embodiment only in the configuration of the plastic coupling portion, and other parts having the same parts, the same parts, or the same functions as those of the first embodiment have the same reference numerals. The detailed description is omitted.
この車輪用軸受装置は、ハブ輪29と複列の転がり軸受30および等速自在継手31をユニット化して構成され、第4世代と称される構成を備えている。複列の転がり軸受30は、外方部材4と内方部材32、および両部材間に収容された複列の転動体6、6とを備えている。
This wheel bearing device is configured by unitizing the
内方部材32は、ハブ輪29と、このハブ輪29に外嵌された後述する外側継手部材35とを備えている。ハブ輪29は、アウター側の端部に車輪取付フランジ7を一体に有し、外周に複列の外側転走面4a、4bに対向する一方(アウター側)の内側転走面1aと、この内側転走面1aから軸方向に延びる中空状のステム部33が形成されている。このステム部33は、外側継手部材35に所定のシメシロ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
ハブ輪29はS53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼で形成され、内側転走面1aをはじめ、アウター側のシール19のシールランド部となる車輪取付フランジ7のインナー側の基部25からステム部33に亙って高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に所定の硬化層34(図中クロスハッチングにて示す)が形成されている。なお、嵌合部33bは鍛造後の表面硬さの生のままとされている。
The
等速自在継手31は、外側継手部材35と、図示しない継手内輪とケージおよびトルク伝達ボールからなる。外側継手部材35は、カップ状のマウス部14と、このマウス部14の底部をなす肩部36と、この肩部36から軸方向に延びる円筒状の小径段部37が一体に形成されている。そして、肩部36の外周に、外方部材4の複列の外側転走面4a、4bに対向する他方(インナー側)の内側転走面10aが形成されると共に、内周に硬化された凹凸部9が形成されている。
The constant velocity
外側継手部材35はS53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼で形成され、内側転走面10aをはじめ、後述するインナー側のシール38のシールランド部となる肩部36の外周から小径段部37に亙って高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に所定の硬化層39(図中クロスハッチングにて示す)が形成されている。
The outer
外方部材4と内方部材32のそれぞれの転走面4a、1aと4b、10a間に複列の転動体6、6が収容され、保持器17、18によりこれら複列の転動体6、6が転動自在に保持されている。また、外方部材4と内方部材32との間に形成される環状空間の開口部にはシール19、38が装着され、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩と、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。
Double-
ここで、本実施形態では、前述した実施形態と同様、インナー側の転動体6列のピッチ円直径PCDiがアウター側の転動体6列のピッチ円直径PCDoよりも大径に設定されている。そして、インナー側の転動体6列の個数がアウター側の転動体6列の個数よりも多く設定されている。したがって、装置の軽量・コンパクト化を図ると共に、軸受剛性の増大と軸受の長寿命化を図ることができる。
Here, in this embodiment, the pitch circle diameter PCDi of the six rows of rolling elements on the inner side is set larger than the pitch circle diameter PCDo of the six rows of rolling elements on the outer side, as in the above-described embodiment. And the number of the inner
外側継手部材35にハブ輪29のステム部33が所定のシメシロで圧入され、ハブ輪29の嵌合部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を拡径することにより塑性変形させて外側継手部材35の凹凸部9に食い込ませて加締めることにより、ハブ輪29と外側継手部材35が塑性結合されて一体化されている。
The stem portion 33 of the
ハブ輪29は、素材を熱間鍛造後、旋削加工によって所望の形状・寸法に形成され、その後、高周波による400℃以上の高温焼戻しをして調質処理が施されている。そして、ハブ輪29の調質処理により、車輪取付フランジ7のブレーキロータ取付面26とパイロット部27および隅部28の調質処理後の表面硬さが35HRC以下に設定されている。これにより、車輪取付フランジ7の形状・寸法を変更することなく、また現行の加工方法や既存設備のままで、回転曲げ疲労の最弱部となる隅部28および基部25の強度を高めることができ、ハブ輪29の軽量・コンパクト化を図りつつ、耐久性を向上させることができる。
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の製造方法は、ハブ輪と外側継手部材が塑性結合された第4世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。 The method for manufacturing a wheel bearing device according to the present invention can be applied to a wheel bearing device having a fourth generation structure in which a hub wheel and an outer joint member are plastically coupled.
1、29・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
1a、10a・・・・・・・・・・・内側転走面
1b、37・・・・・・・・・・・・小径段部
2、30・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
3、31・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
4・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
4a、4b・・・・・・・・・・・・外側転走面
4c・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
5、32・・・・・・・・・・・・・内方部材
6・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
7・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
8・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
8a・・・・・・・・・・・・・・・ボルト孔
9・・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
10、35・・・・・・・・・・・・外側継手部材
11・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
12・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
13・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
14・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
15、36・・・・・・・・・・・・肩部
16・・・・・・・・・・・・・・・ステム部
16a、33a・・・・・・・・・・インロウ部
16b、33b・・・・・・・・・・嵌合部
17、18・・・・・・・・・・・・保持器
19、20、38・・・・・・・・・シール
21、22、23、34、39・・・硬化層
25・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジのインナー側の基部
26・・・・・・・・・・・・・・・ブレーキロータ取付面
27・・・・・・・・・・・・・・・パイロット部
28・・・・・・・・・・・・・・・隅部
50・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
51・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
52・・・・・・・・・・・・・・・内輪
53、54・・・・・・・・・・・・転動体
55・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
56・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
57・・・・・・・・・・・・・・・ブレーキロータ
58・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
59・・・・・・・・・・・・・・・ブレーキロータ取付面
60・・・・・・・・・・・・・・・パイロット部
61・・・・・・・・・・・・・・・隅部
62、63、65・・・・・・・・・表面硬化層
64・・・・・・・・・・・・・・・セレーション部
a〜d・・・・・・・・・・・・・・部位
PCDi・・・・・・・・・・・・・インナー側の転動体列のピッチ円直径
PCDo・・・・・・・・・・・・・アウター側の転動体列のピッチ円直径
1, 29 ...
Claims (4)
外周に懸架装置に取り付けられるための車体取付フランジを一体に有し、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が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合され、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前記等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、
前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、
前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された車輪用軸受装置の製造方法において、
前記複列の転動体列のうちインナー側の転動体列のピッチ円直径がアウター側の転動体列のピッチ円直径よりも大径に設定され、このインナー側の転動体の個数が前記アウター側の転動体の個数よりも多く設定されると共に、
前記ハブ輪が炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼から旋削加工によって所望の形状・寸法に形成され、その後、所定の表面硬さに調質処理され、前記内側転走面と前記シールのシールランド部となる前記車輪取付フランジのインナー側の基部および内周に形成された凹凸部が高周波焼入れによって表面に所定の硬化層が形成され、その後、前記外側継手部材を前記凹凸部に食い込ませて加締め、前記ハブ輪と外側継手部材とが塑性結合されることを特徴とする車輪用軸受装置の製造方法。 A manufacturing method of a wheel bearing device in which a hub wheel and a double row rolling bearing and a constant velocity universal joint are unitized,
An outer member integrally having a vehicle body mounting flange to be attached to the suspension device on the outer periphery, and having a double row outer rolling surface formed on the inner periphery;
A hub wheel integrally having a wheel mounting flange at one end portion and having one inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery, and fitted to the hub wheel, An inner member composed of an outer joint member of the constant velocity universal joint on which the other inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row is formed;
A double row rolling element housed so as to be freely rollable between both rolling surfaces of the inner member and the outer member;
A seal attached to an opening of an annular space formed between the outer member and the inner member;
In the method of manufacturing a wheel bearing device in which the hub wheel and the outer joint member are integrally plastically coupled,
The pitch circle diameter of the inner side rolling element row of the double row rolling element rows is set larger than the pitch circle diameter of the outer side rolling element row, and the number of inner side rolling elements is the outer side. And more than the number of rolling elements of
The hub wheel is formed from a medium carbon steel containing 0.40 to 0.80% by weight of carbon into a desired shape and size by turning, and then tempered to a predetermined surface hardness, and the inner rolling surface A predetermined hardened layer is formed on the surface of the inner side base and inner periphery of the wheel mounting flange that becomes the seal land portion of the seal by induction hardening , and then the outer joint member is A method for manufacturing a wheel bearing device , wherein the hub wheel and the outer joint member are plastically coupled by being bitten into a portion and crimped .
The method for manufacturing a wheel bearing device according to claim 1 , wherein after the hub bolt is press-fitted into the wheel mounting flange, the brake rotor mounting surface is turned.
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