JP5304113B2 - Axle bearing fastening structure - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の駆動車輪を支持する車軸用軸受のハブホイールと駆動軸とのナットによる締結構造に関するものである。 The present invention relates to a fastening structure using nuts between a hub wheel and a drive shaft of an axle bearing that supports a drive wheel of an automobile or the like.
FF車(前置エンジン前輪駆動車)の前輪、FR車(前置エンジン後輪駆動車)の後輪、RR車(後置エンジン後輪駆動車)の後輪及び4WD(四輪駆動車)の全輪といった自動車の駆動車輪を支持する車輪用軸受においては、さらに操縦安定性のための剛性アップを図るためのユニット化が急速に進んでいる。
このようなユニット化が進んだ従来の駆動車輪を支持する車軸用軸受は、ハブホイールの中心の軸孔に車両インナ側から駆動軸がスプライン嵌合され、駆動軸とハブホイールとが一体として回転するように構成されている。
Front wheel of FF vehicle (front engine front wheel drive vehicle), rear wheel of FR vehicle (front engine rear wheel drive vehicle), rear wheel of RR vehicle (rear engine rear wheel drive vehicle) and 4WD (four wheel drive vehicle) In wheel bearings for supporting the driving wheels of automobiles such as all wheels, unitization for further increasing rigidity for steering stability is rapidly progressing.
The conventional axle bearings that support unitized drive wheels are spline-fitted from the vehicle inner side into the shaft hole at the center of the hub wheel, and the drive shaft and hub wheel rotate as a unit. Is configured to do.
駆動軸は、例えば等速ジョイントであり、この場合、胴部が大径で先端側が小径とされており、この小径部分の付け根側にスプラインが形成され、先端側にネジ部が形成されており、これをハブホイールの軸孔にスプライン嵌合するとともに、大径部の車両アウタ側端面のハブ受け面をハブホイールの車両インナ側端面に対して当接させる。
そして、前記駆動軸の先端のネジ部にナットを螺合することにより、ナットをハブホイールの車両アウタ側端部であるナット受け部に押し付け、このナットとハブ受け面とで、ハブホイールを軸方向から挟むことにより、ハブホイールと駆動軸とが一体化される。
The drive shaft is, for example, a constant velocity joint. In this case, the body portion has a large diameter and the tip side has a small diameter, a spline is formed on the base side of the small diameter portion, and a screw portion is formed on the tip side. This is spline-fitted into the shaft hole of the hub wheel, and the hub receiving surface of the vehicle outer side end surface of the large diameter portion is brought into contact with the vehicle inner side end surface of the hub wheel.
Then, the nut is screwed onto the screw portion at the tip of the drive shaft, thereby pressing the nut against the nut receiving portion which is the vehicle outer side end portion of the hub wheel, and the hub wheel is pivoted by this nut and the hub receiving surface. By sandwiching from the direction, the hub wheel and the drive shaft are integrated.
ところで、駆動軸の先端のネジ部にナットを螺合する場合に、ナットに座面付きナットを用いるのが一般的であり、座面付きナットの座面が平面であると共にハブホイールの車両アウタ側端部に形成されるナット受け部も平面である。
このため、座面付きナットの座面やハブの座面の面粗さ・平行度・平面度の影響により、座面付きナットによる締結トルクが一定であっても、片当たりしてナットの締結力が一定でなく、ハブや等速ジョイント(CVJ)等の駆動軸に発生する軸力にバラツキが生じ、軸受性能が低下する等車両組み付け時において安定した品質の締結構造を確保し難い場合があった。
本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、ナットの締結力が一定となり、ハブと駆動軸に発生する軸力にバラツキを生じさせず、車両組み付け時において安定した品質の締結構造を確保することができる車軸用軸受の締結構造。
By the way, when a nut is screwed into the threaded portion at the tip of the drive shaft, a nut with a seating surface is generally used as the nut, and the seating surface of the nut with a seating surface is flat and the vehicle outer of the hub wheel. The nut receiver formed on the side end is also a flat surface.
For this reason, even if the tightening torque of the nut with the seating surface is constant due to the surface roughness, parallelism, and flatness of the seating surface of the nut with the seating surface and the seating surface of the hub, There are cases where it is difficult to ensure a stable quality fastening structure when assembling the vehicle, for example, the force is not constant and the axial force generated on the drive shaft such as a hub or constant velocity joint (CVJ) varies, resulting in reduced bearing performance. there were.
The present invention has been made in order to solve such a problem. The fastening force of the nut is constant, the axial force generated in the hub and the drive shaft does not vary, and the fastening structure has a stable quality when the vehicle is assembled. Fastening structure for axle bearings that can ensure.
本発明に係る車軸用軸受の締結構造は、アウタ側の外周面に車輪に取り付けられるハブフランジが形成されたハブホイールと、前記ハブホイールに相対回転可能に同心配置され、車体側に非回転に取り付けられる外輪を備えた車軸用軸受の前記ハブホイールの軸部の軸孔のアウタ側には、該軸孔に挿通された駆動軸のネジ部に螺合された座付きナットを収容する凹状のナット受け部が形成され、当該ナット受け部のナット受け座面は前記座付きナットのナット座面と線接触するような形状に形成され、前記ナット受け部内に位置する駆動軸のネジ部に前記座付きナットを螺合させ、該座付きナットをそのナット座面が前記ナット受け部のナット受け座面に当接するよう締め付け、前記座付きナットにより前記ハブホイールと前記駆動軸とを締結したものである。 The fastening structure of the axle bearing according to the present invention includes a hub wheel having a hub flange formed on the outer peripheral surface on the outer side, and a concentric arrangement so as to be relatively rotatable with respect to the hub wheel, and is non-rotating on the vehicle body side. On the outer side of the shaft hole of the shaft portion of the hub wheel of the axle bearing provided with the outer ring to be attached, a concave nut that accommodates a seated nut screwed to the screw portion of the drive shaft inserted through the shaft hole A receiving portion is formed, and a nut receiving seat surface of the nut receiving portion is formed in a shape so as to be in line contact with a nut seating surface of the seated nut, and the seated nut is formed on a screw portion of a drive shaft located in the nut receiving portion. And tighten the hub wheel and the drive shaft with the seated nuts so that the nut seat surface abuts against the nut seat surface of the nut receiving portion. One in which the.
また、本発明に係るもう1つの車軸用軸受の締結構造は、アウタ側の外周面に車輪に取り付けられるハブフランジが形成されたハブホイールと、前記ハブホイールに相対回転可能に同心配置され、車体側に非回転に取り付けられる外輪を備えた車軸用軸受の前記ハブホイールの軸部の軸孔のアウタ側には、該軸孔に挿通された車軸のネジ部に螺合された座付きナットを収容する凹状のナット受け部が形成され、当該ナット受け部のナット受け座面は半球凹状に加工形成され、前記座付きナットのナット座面は半球凸状に加工形成され、前記ナット受け部の半球凹状のナット受け座面の曲率半径の方が座付きナットの半球凸状のナット座面の曲率半径より大きくなるように設定され、前記ナット受け部内に位置する駆動軸のネジ部に前記座付きナットを螺合させ、該座付きナットをその半球凸状のナット座面が前記ナット受け部の半球凹状のナット受け座面に当接するよう締め付け、前記座付きナットにより前記ハブホイールと前記駆動軸とを締結したものである。 Further, another axle bearing fastening structure according to the present invention includes a hub wheel in which a hub flange attached to a wheel is formed on the outer peripheral surface of the outer side, and a concentrically disposed so as to be relatively rotatable with respect to the hub wheel. On the outer side of the shaft hole of the shaft portion of the hub wheel of the axle bearing having an outer ring attached non-rotatably on the side, a seated nut screwed into the screw portion of the axle inserted through the shaft hole is accommodated And a nut receiving seat surface of the nut receiving portion is formed into a hemispherical concave shape, and a nut seating surface of the nut with the seat is processed into a hemispherical convex shape, and the hemispherical concave shape of the nut receiving portion is formed. The radius of curvature of the nut receiving surface of the nut is set to be larger than the radius of curvature of the hemispherical convex nut seat surface of the nut with seat, and the seat is attached to the screw portion of the drive shaft located in the nut receiving portion And screwing the nut with the seat so that the hemispherical convex nut seating surface comes into contact with the hemispherical concave nut seating surface of the nut receiving portion, and the hub wheel and the drive shaft with the seated nut. Is concluded.
本発明に係る車軸用軸受の締結構造においては、ハブホイールの軸部の軸孔のアウタ側に形成された凹状のナット受け部のナット受け座面は座付きナットのナット座面と線接触するような形状に構成され、即ち凹状のナット受け部のナット受け座面は半球凹状に加工形成され、座付きナットのナット座面は半球凸状に加工形成され、ナット受け部の半球凹状のナット受け座面の曲率半径の方が座付きナットの半球凸状のナット座面の曲率半径より大きくなるように設定され、ハブホイールの凹状のナット受け部内に位置する車軸のネジ部に座付きナットを螺合させ、座付きナットをその半球凸状のナット座面が凹状のナット受け部の半球凹状のナット受け座面に当接するように締め付け、座付きナットによりハブホイールと駆動軸とを締結したので、ハブホイールの凹状のナット受け部のナット受け座面に対して座付きナットのナット座面が線接触となり、片当たりがなくなって接触状態が安定し、ナットの締結力が一定となって等速ジョイント等の駆動軸に発生する軸力にバラツキを生じさせず、また従来の面接触に比べて接触面積が低減して単位面積当たりの締め付け力も増大することにより、車両組み付け時に安定した品質の締結構造を確保することができるという効果がある。 In the fastening structure for an axle bearing according to the present invention, the nut receiving seat surface of the concave nut receiving portion formed on the outer side of the shaft hole of the shaft portion of the hub wheel is in line contact with the nut seat surface of the seated nut. The nut receiving seat surface of the concave nut receiving portion is processed and formed into a hemispherical concave shape, and the nut seating surface of the seated nut is processed into a hemispherical convex shape, and the hemispherical concave nut receiving seat of the nut receiving portion is formed. The radius of curvature of the surface is set to be larger than the radius of curvature of the hemispherical convex nut seat surface of the seated nut, and the seated nut is screwed into the threaded portion of the axle located in the concave nut receiving portion of the hub wheel. Tighten the seated nut so that its hemispherical convex nut seating surface comes into contact with the hemispherical concave nut receiving seating surface of the concave nut receiving part, and fasten the hub wheel and drive shaft with the seated nut. Therefore, the nut seat surface of the nut with the seat is in line contact with the nut seat surface of the concave nut receiving portion of the hub wheel, so that the contact state is stable because the one-sided contact is lost, and the fastening force of the nut becomes constant. The axial force generated on the drive shaft such as a speed joint does not vary, and the contact area is reduced compared to conventional surface contact and the tightening force per unit area is increased, so that stable quality can be achieved when assembling the vehicle. There is an effect that a fastening structure can be secured.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1の車軸用軸受の締結構造で、ハブホイールに挿着された車軸に座面付きナットが締結される前の状態を示す断面図、図2は同車軸用軸受の締結構造で、ハブホイールに挿着された車軸に座面付きナットが締結された状態を示す断面図、図3は図2の一部を拡大した断面図である。なお、いずれの図も、上側が車両アウタ側、下側が車両インナ側となっている。
図1において、本発明の実施の形態1の車軸用軸受の締結構造を有する内輪回転型のハブユニット1は、外輪2と、ハブホイール3と、別体内輪4と、転動体群5とを含んで構成され、車軸10に装着して使用される。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a state before a nut with a seating surface is fastened to an axle inserted into a hub wheel, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which a nut with a seating surface is fastened to an axle inserted in a hub wheel, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG. In each figure, the upper side is the vehicle outer side, and the lower side is the vehicle inner side.
In FIG. 1, an inner ring rotating
ハブホイール3は、炭素鋼又は軸受用鋼で形成された円筒状の軸部31と、軸部31の車両アウタ側の外周面に設けられた車輪取付用のハブフランジ32とを有して構成され、外輪2と同心に配置されている。
ハブホイール3の軸部31の車両インナ側端部の外周面には内輪4が嵌着されている。ハブホイール3の軸部31の車両インナ側の外周面及び内輪4と外輪2との間で軸方向に二列の転動体群5が配置されている。転動体は軸受用鋼やセラミックスなどからなる玉や円錐ころからなり、周方向に複数並んで1列の転動体群を構成する。
The
An
外輪2は、車体側に対し非回転に取り付けられる。外輪2は炭素鋼又は軸受用鋼で形成され、内周面に二列の軌道面を有し、外周面に外輪フランジ部21が径方向に突出するように形成され、軸方向にボルト挿通孔21aが形成されている。
そのボルト挿通孔21aにボルト23が挿通されて、外輪2が車体側のナックル8に固定されている。外輪2がナックル8に固定されることにより、ハブユニット1が車体に固定される。
別体内輪4は炭素鋼又は軸受用鋼で形成され、ハブホイール3の車両インナ側端部の外周面に圧入嵌着される。
The
The separate
ハブホイール3の軸部31の車両アウタ側の外周面に設けられたハブフランジ32には、ハブボルト挿通孔32aが軸方向に形成されている。
そのハブフランジ32のハブボルト挿通孔32aにはハブボルト35が圧入嵌合されている。ハブフランジ32の車両アウタ側の表面には、ハブボルト35とナット(図示せず)との締め付けにより、ブレーキディスクロータ7及びタイヤホイール6が取り付けられている。
A hub
A
ハブホイール3の軸部31の軸孔31aに挿着される車軸10の車両インナ側にスプライン部10aが形成され、車両アウタ側にネジ部10bが形成されており、車両インナ側端部には駆動軸としての等速ジョイント14が取り付けられている。
ハブホイール3の軸部31の軸孔31aの車両アウタ側には、車軸10のネジ部10bに螺合された締結部材である座付きナット16を収容する凹状のナット受け部17が形成されている。
このナット受け部17の底部であるナット受け座面17aは半球凹状に加工形成されている。また、座付きナット16のナット座面16aは半球凸状に加工形成されている。
そして、ナット受け部17の半球凹状のナット受け座面17aの曲率半径の方が座付きナット16の半球凸状のナット座面16aの曲率半径より大きくなるように設定されている。
なお、ナット受け座面17aの半球凹状、ナット座面16aの半球凸状はそれぞれ単一の曲率半径の面で構成されても、複数の曲率半径の面を組み合わされて構成されてもよい。ナット受け座面17aの半球凹状とナット座面16aの半球凸状の接触部において曲率半径が上記関係であればよい。
A
On the vehicle outer side of the
A nut receiving
The radius of curvature of the hemispherical concave nut receiving
The hemispherical concave shape of the nut
次に、ハブユニット1の軸部31の軸孔31aに挿着された車軸10に座付きナット16を締結する場合について説明する。
まず、ハブユニット1の軸孔31aに、等速ジョイント14が取り付けられた車軸10を挿入すると、ハブユニット1の別体内輪4の車両インナ側端部4aと、車軸10の等速ジョイント14の車両アウタ側端面14aとが当接する。
次に、ハブホイール3の軸部31の凹状のナット受け部17内に位置する車軸10のネジ部10bに座付きナット16を螺合させ、座付きナット16をそのナット座面16aが凹状のナット受け部17の半球凹状のナット受け座面17aに当接するように締め付ける。 そうすると、等速ジョイント14の車両アウタ側端面14aは、別体内輪4の車両インナ側端面4aに対して圧接され、締め付けた座付きナット16により圧接状態が保持され、車軸10はハブホイール3の軸部31の軸孔31a内に軸方向不動に結合される。
Next, the case where the
First, when the
Next, the
この実施の形態1では、ハブホイール3の軸部31の軸孔31aの車両アウタ側に形成された凹状のナット受け部17のナット受け座面17aは半球凹状に加工形成され、座付きナット16のナット座面16aは半球凸状に加工形成され、ナット受け部17の半球凹状のナット受け座面17aの曲率半径の方が座付きナット16の半球凸状のナット座面16aの曲率半径より大きくなるように設定されているので、ハブホイール3の凹状のナット受け部17内に位置する車軸10のネジ部10bに座付きナット16を螺合し、座付きナット16をそのナット座面16aが凹状のナット受け部17の半球凹状のナット受け座面17aに当接するように締め付けると、ハブホイール3の凹状のナット受け部17のナット受け座面17aに対して座付きナット16のナット座面16aが図3に示すように線接触となり、片当たりがなくなって接触状態が安定し、ナットの締結力が一定となって等速ジョイント14が連結される車軸10に発生する軸力にバラツキを生じさせず、また従来の面接触に比べて接触面積が低減して単位面積当たりの締め付け力も増大することにより、車両組み付け時に安定した品質の締結構造を確保することができる。
In the first embodiment, the nut receiving
実施の形態2.
図4は本発明の実施の形態2の車軸用軸受で、ハブホイールに挿着された車軸に座面付きナットが締結される前の状態を示す部分断面図、図5は同車軸用軸受で、ハブホイールに挿着された車軸に座面付きナットが締結された状態を示す部分断面図、図6は図5の一部を拡大した断面図である。
図4〜図6において、実施の形態1と同様の構成は同一符号を付して重複した構成の説明を省略する。
この実施の形態2は、ハブホイール3の軸孔32の車両アウタ側に形成された凹状のナット受け部17のナット受け座面17aの形状が実施の形態1と異なるものである。
FIG. 4 is an axle bearing according to
4 to 6, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description of the overlapping components is omitted.
In the second embodiment, the shape of the nut receiving
この実施の形態2では、ハブホイール3の軸部31の軸孔31aの車両アウタ側に形成された凹状のナット受け部17のナット受け座面17aはテーパ状に加工形成されている。
また、座付きナット16のナット座面16aは半球凸状に加工形成されている。
そして、ハブホイール3の凹状のナット受け部17内に位置する車軸10のネジ部10bに座付きナット16を螺合させ、座付きナット16をその半球凸状のナット座面16aが凹状のナット受け部17のテーパー状のナット受け座面17aに当接するように締め付けると、ハブホイール3の凹状のナット受け部17のナット受け座面17aに対して座付きナット16のナット座面16aが図6に示すように線接触となるように構成したものである。
このように凹状のナット受け部17のナット受け座面17aをテーパー状としたものも、実施の形態1と同様に、座付きナット16の半球凸状のナット座面16aと線接触するようにした具体例の1つに含まれる。
なお、ナット受け座面17aはテーパー状であるが、ナット受け座面17aはテーパー状と半球凹状とが組み合わされて構成されてもよく、この場合ナット受け座面17aの半球凹状とナット座面16aの半球凸状の接触部において曲率半径がナット受け座面17aの方がナット座面16aより大きくなるように設定されていればよい。
In the second embodiment, the nut receiving
Moreover, the
Then, a
In this way, the tapered
The nut receiving
この実施の形態2も、実施の形態1と同様の作用、効果を有するが、この実施の形態2の利点は凹状のナット受け部17のナット受け座面17aはテーパ状に加工形成されており、実施の形態11のナット受け部17のナット受け座面17aが半球凹状に加工形成される場合に比べて加工が容易であるということである。
The second embodiment also has the same operations and effects as the first embodiment, but the advantage of the second embodiment is that the nut receiving
上記実施の形態1、2において、凹状のナット受け部17のナット受け座面17aと座付きナット16のナット座面16aとが線接触している場合、これら両座面の内径側・外径側のは共にエッジ当たりはしておらず、約0.05〜0.10mm程度の隙間を確保しているが、ナット受け部17のナット受け座面17aの内径部と座付きナット16のナット座面16aの外径部をR状に面取りすれば、さらに両座面の内径側・外径側の隙間を確保することができ、両者の線接触をより確実にすることができる。
また、上記実施の形態1、2では、駆動軸として等速ジョイントの場合(等速ジョイントを有する駆動機構)を示したが、これに限らず等速ジョイントを有さない場合についても適用されることはいうまでもない。
In the first and second embodiments, when the nut receiving
In the first and second embodiments, the constant velocity joint is used as the drive shaft (the drive mechanism having the constant velocity joint). Needless to say.
1 ハブユニット、2 外輪、3 ハブホイール、4 別体内輪、4a 車両インナ側端面、5 転動体群、6 タイヤホイール、7 ブレーキディスクロータ、8 ナックル、10 車軸、10a スプライン部、10b ネジ部、14 等速ジョイント、14a車両アウタ側端面、16 座付きナット、16a ナット座面、17 ナット受け部、17a ネット受け座面、21 外輪フランジ部、21aボルト挿通孔、31 軸部、31a 軸孔、32 ハブフランジ、32a ハブボルト挿通孔、35 ハブボルト。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記ナット受け部内に位置する駆動軸のネジ部に前記座付きナットを螺合させ、該座付きナットをそのナット座面が前記ナット受け部のナット受け座面に当接するよう締め付け、前記座付きナットにより前記ハブホイールと前記駆動軸とを締結したことを特徴とする車軸用軸受の締結構造。 The hub of an axle bearing having a hub wheel having a hub flange formed on the outer peripheral surface of the outer side, and an outer ring that is concentrically disposed so as to be relatively rotatable with respect to the hub wheel and mounted non-rotatably on the vehicle body side. On the outer side of the shaft hole of the shaft portion of the wheel, a concave nut receiving portion is formed that accommodates a seated nut that is screwed into the screw portion of the drive shaft inserted through the shaft hole, and the nut of the nut receiving portion is formed. The receiving seat surface is formed in a shape that makes line contact with the nut seat surface of the seated nut,
The seated nut is screwed into the threaded portion of the drive shaft located in the nut receiving portion, and the seated nut is tightened so that the nut seating surface comes into contact with the nut receiving seating surface of the nut receiving portion. A fastening structure for an axle bearing, wherein a hub wheel and the drive shaft are fastened.
前記座付きナットのナット座面は半球凸状に加工形成され、
前記ナット受け部の半球凹状のナット受け座面の曲率半径の方が座付きナットの半球凸状のナット座面の曲率半径より大きくなるように設定され、
前記ナット受け部内に位置する駆動軸のネジ部に前記座付きナットを螺合させ、該座付きナットをその半球凸状のナット座面が前記ナット受け部の半球凹状のナット受け座面に当接するよう締め付け、前記座付きナットにより前記ハブホイールと前記駆動軸とを締結したことを特徴とする車軸用軸受の締結構造。 The hub of an axle bearing having a hub wheel having a hub flange formed on the outer peripheral surface of the outer side, and an outer ring that is concentrically disposed so as to be relatively rotatable with respect to the hub wheel and mounted non-rotatably on the vehicle body side. On the outer side of the shaft hole of the shaft portion of the wheel, a concave nut receiving portion is formed that accommodates a seated nut that is screwed into the screw portion of the drive shaft inserted through the shaft hole, and the nut of the nut receiving portion is formed. The receiving surface is formed into a hemispherical concave shape,
The nut seat surface of the seated nut is formed into a hemispherical convex shape,
The radius of curvature of the hemispherical concave nut receiving seat surface of the nut receiving portion is set to be larger than the radius of curvature of the hemispherical convex nut seating surface of the nut with seat,
The seated nut is screwed into the threaded portion of the drive shaft located in the nut receiving portion, and the hemispherical convex nut seat surface of the seated nut is in contact with the hemispherical concave nut receiving seat surface of the nut receiving portion. A fastening structure for an axle bearing, wherein the hub wheel and the drive shaft are fastened by tightening and the nut with a seat.
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