JP4986115B2 - Wheel bearing device - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、高剛性化と軸受の長寿命化を図っ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 device that rotatably supports a wheel of an automobile or the like, and more particularly to a wheel bearing device that achieves higher rigidity and longer bearing life.
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輪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、所望の軸受剛性を有し、ミスアライメントに対しても耐久性を発揮すると共に、燃費向上の観点から回転トルクが小さい複列アンギュラ玉軸受が多用されている。一方、オフロードカーやトラック等、車体重量が嵩む車両には複列円錐ころ軸受が使用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a wheel bearing device for supporting a wheel of an automobile or the like is such that a hub wheel for mounting a wheel is rotatably supported via a rolling bearing, and there are a drive wheel and a driven wheel. For structural reasons, an inner ring rotation method is generally used for driving wheels, and an inner ring rotation method and an outer ring rotation method are generally used for driven wheels. As the wheel bearing device, a double-row angular ball bearing having a desired bearing rigidity, exhibiting durability against misalignment, and having a small rotational torque from the viewpoint of improving fuel efficiency is often used. On the other hand, double row tapered roller bearings are used in vehicles such as off-road cars and trucks that have a heavy vehicle body weight.
また、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。 Further, the 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. Second generation structure in which body mounting flange or wheel mounting flange is formed directly on the outer periphery of the member, third generation structure in which one inner rolling surface is directly formed on the outer periphery of the hub wheel, or hub wheel, etc. 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 speed universal joint.
こうした車輪用軸受装置において、従来は両列の軸受が同一仕様のため、静止時には充分な剛性を有するが、車両の旋回時には必ずしも最適な剛性が得られていない。すなわち、静止時の車重は複列の転がり軸受の略中央に作用するように車輪との位置関係が決められているが、旋回時には、旋回方向の反対側(右旋回の場合は車両の左側)の車軸により大きなラジアル荷重やアキシアル荷重が負荷される。したがって、旋回時には、インナー側の軸受列よりもアウター側の軸受列の剛性を高めることが有効とされている。そこで、装置を大型化させることなく旋回時の剛性を向上させた車輪用軸受装置として、図5に示すものが知られている。 In such a wheel bearing device, conventionally, both rows of bearings have the same specification, so that they have sufficient rigidity when stationary, but the optimum rigidity is not always obtained when the vehicle turns. That is, the position of the vehicle weight when stationary is determined so that it acts on the approximate center of the double row rolling bearing, but when turning, the opposite side of the turning direction (when turning right, the vehicle A large radial load or axial load is applied to the left axle. Therefore, at the time of turning, it is effective to increase the rigidity of the outer bearing row rather than the inner bearing row. Therefore, a wheel bearing device shown in FIG. 5 is known as a wheel bearing device that has improved rigidity during turning without increasing the size of the device.
この車輪用軸受装置50は、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51cを一体に有し、内周に複列の外側転走面51a、51bが形成された外方部材51と、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53を一体に有し、外周に複列の外側転走面51a、51bに対向する一方の内側転走面52aと、この内側転走面52aから軸方向に延びる小径段部52bが形成されたハブ輪52、およびこのハブ輪52の小径段部52bに外嵌され、複列の外側転走面51a、51bに対向する他方の内側転走面54aが形成された内輪54からなる内方部材55と、これら両転走面間に収容された複列のボール56、57と、これら複列のボール56、57を転動自在に保持する保持器58、59とを備えた複列アンギュラ玉軸受で構成されている。
This
内輪54は、ハブ輪52の小径段部52bを径方向外方に塑性変形させて形成した加締部52cによって軸方向に固定されている。そして、外方部材51と内方部材55との間に形成される環状空間の開口部にシール60、61が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。
The inner ring 54 is fixed in the axial direction by a
ここで、アウター側のボール56のピッチ円直径D1が、インナー側のボール57のピッチ円直径D2よりも大径に設定されている。これに伴い、ハブ輪52の内側転走面52aが内輪54の内側転走面54aよりも拡径され、あわせて外方部材51のアウター側の外側転走面51aがインナー側の外側転走面51bよりも拡径されている。そして、アウター側のボール56がインナー側のボール57よりも多数収容されている。このように、各ピッチ円直径D1、D2をD1>D2に設定することにより、車両の静止時だけでなく旋回時においても剛性が向上し、車輪用軸受装置50の長寿命化を図ることができる。
こうした従来の車輪用軸受装置50では、アウター側のボール56のピッチ円直径D1がインナー側のボール57のピッチ円直径D2よりも大径に設定され、これに伴い、ハブ輪52の内側転走面52aが内輪54の内側転走面54aよりも拡径されている。これによりアウター側の軸受列の剛性が向上し、車輪用軸受装置50の長寿命化を図ることができる。然しながら、アウター側の軸受列の剛性に対し、インナー側の軸受列の剛性が不足すると共に、ハブ輪52のアウター側が拡径されて形成されているため、少なくともこの拡径分の重量アップは避けることができず、装置の軽量化には限界があった。
In such a conventional wheel bearing
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、装置の軽量・コンパクト化と高剛性化という相反する課題を解決した車輪用軸受装置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 an object of the present invention is to provide a wheel bearing device that solves the conflicting problems of light weight, compactness, and high rigidity of the device.
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、外周にナックル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、一端部に車輪を取り付けるための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小径段部が形成されたハブ輪、および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、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内輪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を備えた車輪用軸受装置において、前記複列の転動体のうちアウター側の転動体がボール、インナー側の転動体が円錐ころであり、このインナー側の円錐ころのピッチ円直径が前記アウター側のボールのピッチ円直径よりも小径に設定されると共に、前記ハブ輪の内側転走面の溝底部から前記小径段部に亙って軸方向に延びる軸状部が形成され、この軸状部と前記内輪と突き合わされる肩部との間にテーパ状の段部が形成されると共に、前記ハブ輪のアウター側の端部にすり鉢状の凹所が形成され、この凹所の深さが、前記内側転走面の溝底を越え前記段部付近までの深さとされ、前記内側転走面におけるボールの接触角方向の肉厚が、当該内側転走面の溝底部の肉厚よりも厚く設定されている。
In order to achieve the object, the invention according to claim 1 of the present invention has a vehicle body mounting flange integrally attached to the knuckle on the outer periphery, and a double row outer rolling surface is formed on the inner periphery. An outer member, and a wheel mounting flange for mounting a wheel at one end are integrally formed, one inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery, and an axis from the inner rolling surface Hub wheel formed with a small-diameter step portion extending in the direction, and the other inner rolling surface that is press-fitted into the small-diameter step portion of the hub wheel through a predetermined shimoshiro and faces the outer rolling surface of the double row on the outer periphery In a wheel bearing device comprising: an inner member formed of an inner ring formed with an inner ring; and a double row rolling element that is slidably accommodated between both rolling surfaces of the inner member and the outer member. Out of the double row rolling elements, the outer side rolling element is a ball and the inner side rolling element. And a tapered roller, while being set smaller in diameter than the pitch circle diameter of the tapered rollers of the inner side pitch circle diameter of the outer side of the ball, the cylindrical portion from the groove bottom of the inner raceway surface of the hub wheel A shaft-shaped portion extending in the axial direction is formed, and a tapered step is formed between the shaft-shaped portion and a shoulder portion that abuts against the inner ring, and an outer side of the hub wheel is formed . A mortar-shaped recess is formed at the end, and the depth of the recess is the depth from the groove bottom of the inner rolling surface to the vicinity of the stepped portion, and the contact angle of the ball on the inner rolling surface The thickness in the direction is set to be thicker than the thickness of the groove bottom portion of the inner rolling surface .
このように、外周に車体取付フランジを有する外方部材と、一端部に車輪取付フランジを有するハブ輪、およびこのハブ輪に圧入された内輪からなる内方部材と、この内方部材と外方部材間に収容された複列の転動体とを備えた第3世代構造の車輪用軸受装置において、複列の転動体のうちアウター側の転動体がボール、インナー側の転動体が円錐ころであり、このインナー側の円錐ころのピッチ円直径がアウター側のボールのピッチ円直径よりも小径に設定されると共に、ハブ輪の内側転走面の溝底部から小径段部に亙って軸方向に延びる軸状部が形成され、この軸状部と内輪と突き合わされる肩部との間にテーパ状の段部が形成されると共に、ハブ輪のアウター側の端部にすり鉢状の凹所が形成され、この凹所の深さが、内側転走面の溝底を越え段部付近までの深さとされ、内側転走面におけるボールの接触角方向の肉厚が、当該内側転走面の溝底部の肉厚よりも厚く設定されているので、装置の軽量・コンパクト化と高剛性化という相反する課題を同時に解決した車輪用軸受装置を提供することができる。
Thus, an outer member having a vehicle body mounting flange on the outer periphery, a hub wheel having a wheel mounting flange at one end, an inner member made of an inner ring press-fitted into the hub wheel, and the inner member and the outer member. In a third-generation wheel bearing device comprising a double row rolling element housed between members, the outer side rolling element of the double row rolling element is a ball and the inner side rolling element is a tapered roller. Yes, the pitch circle diameter of this inner side tapered roller is set smaller than the pitch circle diameter of the outer side ball, and the axial direction extends from the groove bottom of the inner raceway surface of the hub wheel to the small diameter step. And a tapered step is formed between the shaft and the shoulder that is abutted against the inner ring, and a mortar-shaped recess is formed at the outer end of the hub ring. There is formed, the depth of the recess, the groove of the inner raceway surface Is beyond the depth to the vicinity of the step portion, and the thickness of the contact angle direction of the ball in the inner raceway surface is because it is thicker than the thickness of the groove bottom of the inner raceway surface, lightweight devices It is possible to provide a wheel bearing device that can simultaneously solve the conflicting problems of compactness and high rigidity.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記ハブ輪の内側転走面におけるボールの接触角方向の肉厚が、その部位の直径の0.2〜0.3の範囲に設定されていれば、使用条件に対応したハブ輪の強度・剛性を確保しつつ、軽量化を達成することができる。
Preferably, as in the invention according to
また、請求項3に記載の発明のように、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所定の予圧が付与された状態で軸方向に固定されていれば、一層軽量・コンパクト化を図ることができると共に、初期に設定した予圧を長期間に亘って維持することができる。
Further, as in a third aspect of the invention, the inner ring is axially applied with a predetermined preload by a crimped portion formed by plastically deforming an end portion of the small diameter step portion radially outward. If it is fixed to, it is possible to further reduce the weight and size, and to maintain the preload set at the initial stage over a long period of time.
本発明に係る車輪用軸受装置は、外周にナックル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、一端部に車輪を取り付けるための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小径段部が形成されたハブ輪、および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、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内輪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を備えた車輪用軸受装置において、前記複列の転動体のうちアウター側の転動体がボール、インナー側の転動体が円錐ころであり、このインナー側の円錐ころのピッチ円直径が前記アウター側のボールのピッチ円直径よりも小径に設定されると共に、前記ハブ輪の内側転走面の溝底部から前記小径段部に亙って軸方向に延びる軸状部が形成され、この軸状部と前記内輪と突き合わされる肩部との間にテーパ状の段部が形成されると共に、前記ハブ輪のアウター側の端部にすり鉢状の凹所が形成され、この凹所の深さが、前記内側転走面の溝底を越え前記段部付近までの深さとされ、前記内側転走面におけるボールの接触角方向の肉厚が、当該内側転走面の溝底部の肉厚よりも厚く設定されているので、装置の軽量・コンパクト化と高剛性化という相反する課題を同時に解決した車輪用軸受装置を提供することができる。
The wheel bearing device according to the present invention has an outer member integrally formed with a vehicle body mounting flange to be attached to the knuckle on the outer periphery, a double row outer rolling surface formed on the inner periphery, and a wheel at one end. A wheel mounting flange is integrally formed, and one inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row is formed on the outer periphery, and a small diameter step portion extending in the axial direction from the inner rolling surface is formed. And an inner ring formed by press-fitting the hub wheel into a small-diameter step portion of the hub ring via a predetermined scissors and having the other inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row formed on the outer periphery. In a wheel bearing device comprising a member and a double row rolling element that is rotatably accommodated between both rolling surfaces of the inner member and the outer member, an outer of the double row rolling elements is provided. The rolling elements on the side are balls, and the rolling elements on the inner side are tapered rollers. With a pitch circle diameter of the tapered rollers over side is set smaller in diameter than the pitch circle diameter of the outer side of the ball, axially over the cylindrical portion from the groove bottom of the inner raceway surface of the hub wheel A shaft-shaped portion extending to the inner ring is formed, and a tapered step portion is formed between the shaft-shaped portion and a shoulder portion that abuts against the inner ring, and a mortar-shaped end portion is formed on the outer end of the hub ring. A recess is formed, and the depth of the recess is a depth from the groove bottom of the inner rolling surface to the vicinity of the stepped portion, and the wall thickness in the contact angle direction of the ball on the inner rolling surface is Since the thickness is set to be thicker than the thickness of the groove bottom portion of the inner rolling surface, it is possible to provide a wheel bearing device that can simultaneously solve the conflicting problems of light weight, compactness, and high rigidity of the device.
外周にナックル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、一端部に車輪を取り付けるための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小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、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内輪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ボールとを備え、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、前記複列の転動体のうちアウター側の転動体がボール、インナー側の転動体が円錐ころであり、このインナー側の円錐ころのピッチ円直径が前記アウター側のボールのピッチ円直径よりも小径に設定されると共に、前記ハブ輪の内側転走面の溝底部から前記小径段部に亙って軸方向に延びる軸状部が形成され、この軸状部と前記内輪と突き合わされる肩部との間にテーパ状の段部が形成されると共に、前記ハブ輪のアウター側の端部にすり鉢状の凹所が形成され、この凹所の深さが、前記内側転走面の溝底を越え前記段部付近までの深さとされ、前記内側転走面におけるボールの接触角方向の肉厚が、当該内側転走面の溝底部の肉厚よりも厚く、その部位の直径の0.2〜0.3の範囲に設定され、前記ハブ輪のアウター側が前記凹所に対応して略均一な肉厚となるように形成されている。
A body mounting flange for mounting to the knuckle on the outer periphery is integrated, an outer member with a double row outer raceway formed on the inner periphery, and a wheel mounting flange for mounting the wheel on one end is integrated. A hub wheel having one inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery, a small diameter step portion extending in the axial direction from the inner rolling surface, and a small diameter of the hub wheel An inner member consisting of an inner ring that is press-fitted into a stepped portion and has the other inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery, and both rolling of the inner member and the outer member A plurality of balls that are rotatably accommodated between the surfaces, and the inner ring is pivoted with respect to the hub ring by a caulking portion formed by plastically deforming an end of the small diameter step portion radially outward. In the wheel bearing device fixed in the direction, the outer side rolling of the double row rolling elements But the ball, and the rolling elements of the inner side tapered rollers, while being set smaller in diameter than the pitch circle diameter of the tapered rollers of the inner side pitch circle diameter of the outer side of the ball, inside the hub wheel rolling A shaft-like portion extending in the axial direction from the groove bottom portion of the surface to the small-diameter step portion is formed, and a tapered step portion is formed between the shaft-like portion and a shoulder portion that abuts against the inner ring. In addition, a mortar-shaped recess is formed at the outer end of the hub wheel, and the depth of the recess is a depth that extends beyond the groove bottom of the inner rolling surface to the vicinity of the step, The thickness of the ball on the inner rolling surface in the contact angle direction is larger than the thickness of the groove bottom portion of the inner rolling surface, and is set in a range of 0.2 to 0.3 of the diameter of the portion, The outer side of the ring is formed so as to have a substantially uniform thickness corresponding to the recess. That.
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参考例を示す縦断面図、図2は、図1のハブ輪の要部拡大図である。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 reference example of a wheel bearing device according to the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part of the hub wheel 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3世代と呼称される従動輪用であって、内方部材1と外方部材2、および両部材1、2間に転動自在に収容された複数のボール3および円錐ころ4とを備えている。内方部材1は、ハブ輪5と、このハブ輪5に所定のシメシロを介して圧入された内輪6とからなる。
This wheel bearing device is for a driven wheel called the third generation, and includes an inner member 1 and an
ハブ輪5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7を一体に有し、外周に一方(アウター側)の円弧状の内側転走面5aと、この内側転走面5aから軸方向に延びる軸状部8を介して小径段部5bが形成されている。車輪取付フランジ7にはハブボルト7aが周方向等配に植設されると共に、これらハブボルト7a間には円孔7bが形成されている。この円孔7bは軽量化に寄与できるだけでなく、装置の組立・分解工程において、レンチ等の締結治具をこの円孔7bから挿入することができ作業を簡便化することができる。
The
内輪6は、外周に他方(インナー側)のテーパ状の内側転走面6aが形成され、この内側転走面6aの大径側に円錐ころ4を案内するための大鍔6bと、小径側に円錐ころ4の脱落を防止するための小鍔6cがそれぞれ形成されている。そして、この内輪6はハブ輪5の小径段部5bに所定のシメシロを介して圧入されると共に、この小径段部5bの端部を塑性変形させて形成した加締部9によって所定の予圧が付与された状態で軸方向に固定されている。これにより、軽量・コンパクト化を図ると共に、初期に設定した予圧を長期間に亘って維持することができる。
The
ハブ輪5はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、内側転走面5aをはじめ、後述するアウター側のシール12が摺接する車輪取付フランジ7のインナー側の基部7cから小径段部5bに亙って高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。なお、加締部9は鍛造加工後の表面硬さのままとされている。これにより、車輪取付フランジ7に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、内輪6の嵌合部となる小径段部5bの耐フレッティング性が向上すると共に、加締加工時に微小なクラック等の発生がなく加締部9の塑性加工をスムーズに行うことができる。なお、内輪6、ボール3および円錐ころ4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。
The
外方部材2は、外周に懸架装置を構成するナックル(図示せず)に取り付けられるための車体取付フランジ2cを一体に有し、内周にハブ輪4の内側転走面4aに対向するアウター側の円弧状の外側転走面2aと、内輪5の内側転走面5aに対向するインナー側のテーパ状の外側転走面2bが一体に形成されている。この外方部材2はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼で形成され、複列の外側転走面2a、2b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。そして、両転走面2a、4aおよび2b、5a間に保持器10、11を介して複数のボール3および円錐ころ4が転動自在に収容されている。また、外方部材2と内方部材1との間に形成された環状空間の開口部にはシール12および磁気エンコーダ13が装着され、軸受内部に封入された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。
The
本実施形態は、インナー側の円錐ころ4列のピッチ円直径PCDiがアウター側のボール3列のピッチ円直径PCDoよりも小径に設定されている。これにより、外方部材2におけるインナー側の外径Dを小径に設定することができ、円錐ころ4を使用することにより、インナー側の転動体列の基本定格荷重を低下させることなくナックルサイズを小さくでき、装置の軽量・コンパクト化を図りつつ、インナー側の転動体列部分の剛性が高くなる。
In the present embodiment, the pitch circle diameter PCDi of the four rows of inner side tapered rollers is set to be smaller than the pitch circle diameter PCDo of the three rows of balls on the outer side. As a result, the outer diameter D on the inner side of the
また、ハブ輪5の外周には、内側転走面5aからインナー側に向けて漸次小径となるカウンタ部14から段部8aを介して一段小径に形成された軸状部8、および内輪6が突き合わされる肩部8bを介して小径段部5bが形成されている。さらに、ピッチ円直径PCDo、PCDiの違いに伴い、ハブ輪5の内側転走面5aは内輪6の内側転走面6aよりも拡径されている。
Further, on the outer periphery of the
外方部材2において、ピッチ円直径PCDo、PCDiの違いに伴い、アウター側の外側転走面2aがインナー側の外側転走面2bよりも拡径され、アウター側の外側転走面2aから円筒状の肩部15と段部15aを介して小径側の肩部16に続き、インナー側の外側転走面2bに至っている。
In the
ここで、ハブ輪5のアウター側端部にすり鉢状の凹所17が形成されている。この凹所17は鍛造加工によって形成され、その深さは、アウター側の内側転走面5aの溝底付近までとされ、この凹所17に対応してハブ輪5のアウター側の肉厚が略均一となるように形成されている。すなわち、車輪取付フランジ7にモーメント荷重が負荷された場合、アウター側のボール3の接触角αを起点としてハブ輪5が変形すると考えられるため、本実施形態では、この接触角αよりもアウター側の肉厚に着目した。
Here, a mortar-shaped
図2に拡大して示すように、シールランド部となる車輪取付フランジ7の基部7cは所定の曲率半径からなる円弧面に形成されているが、この基部7cの最小肉厚t1と、その部位の直径d1との関係からハブ輪5の剛性をFEM解析により求めた結果、0.2≦t1/d1≦0.3の範囲に最小肉厚t1を設定することにより、使用条件に対応したハブ輪5の強度・剛性を確保しつつ、軽量化を達成することができる。なお、この基部7cの最小肉厚t1が、その部位の直径d1の20%未満になると、変形が大きくなり所望の剛性が得られない。一方、最小肉厚t1が直径d1の30%を超えても余り剛性の増加が認められず、反って重量アップを招来して好ましくない。また、車輪取付フランジ7の基部7cと同様、内側転走面5aにおけるボール3の接触角α方向の肉厚t2と、その部位の直径(ボール接触径)t2との関係は、0.2≦t2/d2≦0.3の範囲に設定されている。
As shown in an enlarged view in FIG. 2, the
こうした構成の車輪用軸受装置では、アウター側のボール3のピッチ円直径PCDoをインナー側の円錐ころ4のピッチ円直径PCDiよりも大径に設定され、その分、ボール3の個数が多く設定されるため、アウター側部分の軸受剛性が増大すると共に、ハブ輪5のアウター側端部に凹所17が形成され、この凹所17に対応して肉厚t1、t2が所定の範囲に設定され、ハブ輪5のアウター側が略均一な肉厚となるように外殻が所定の形状・寸法に設定されているので、装置の軽量・コンパクト化と高剛性化という相反する課題を同時に解決した車輪用軸受装置を提供することができる。
In the wheel bearing device having such a configuration, the pitch circle diameter PCDo of the
図3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4は、図3のハブ輪の要部拡大図である。なお、本実施形態は、前述した参考例(図1)と基本的にはハブ輪の構成が異なるだけで、その他同一の部位、同一の部品、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。
Figure 3 is a longitudinal sectional view showing a Kazumi facilities form of a wheel bearing apparatus of the present invention, FIG. 4 is an enlarged view of the wheel hub of FIG. Note that this embodiment is basically different from the above-described reference example (FIG. 1) only in the configuration of the hub wheel, and the same reference numerals are given to other identical parts, identical parts, or parts having the same function. In addition, the detailed description is omitted.
この車輪用軸受装置は第3世代と呼称される従動輪用であって、内方部材18と外方部材2、および両部材18、2間に転動自在に収容された複数のボール3および円錐ころ4とを備えている。内方部材18は、ハブ輪19と、このハブ輪19に所定のシメシロを介して圧入された内輪6とからなる。
This wheel bearing device is for a driven wheel called a third generation, and includes an
ハブ輪19はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中高炭素鋼からなり、アウター側の端部に前述したすり鉢状の凹所17(二点鎖線にて示す)よりさらに深く形成された凹所20が形成されている。この凹所20の深さは、内側転走面5aの溝底部から軸状部21を越えて段部22付近までの深さとされている。そして、ハブ輪19の外郭形状は、この凹所20に対応して肉厚が均一となるように形成されている。すなわち、図4に拡大して示すように、本実施形態では、内側転走面5aの最小肉厚(溝底径d0位置での肉厚)t0よりも大きく設定されると共に、シールランド部となる車輪取付フランジ7の基部7cの最小肉厚t1および接触角α方向の肉厚t2が、その部位の直径d1、d2の0.2〜0.3の範囲になるように設定されている。これにより、ハブ輪19の剛性を確保すると共に、一層の軽量化を達成することができる。
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は、従動輪用の第3世代構造の車輪用軸受装置に適用することができる。 The wheel bearing device according to the present invention can be applied to a third-generation wheel bearing device for a driven wheel.
1、18・・・・・・・・・・・・・内方部材
2・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
3・・・・・・・・・・・・・・・・ボール
4・・・・・・・・・・・・・・・・円錐ころ
5、19・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
5a、6a・・・・・・・・・・・・内側転走面
5b・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
6・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
6b・・・・・・・・・・・・・・・大鍔
6c・・・・・・・・・・・・・・・小鍔
7・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
7a・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
7b・・・・・・・・・・・・・・・円孔
7c・・・・・・・・・・・・・・・基部
8、21・・・・・・・・・・・・・軸状部
8a、16a、22・・・・・・・・段部
8b、15、16・・・・・・・・・肩部
9・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
10、11・・・・・・・・・・・・保持器
12・・・・・・・・・・・・・・・シール
13・・・・・・・・・・・・・・・磁気エンコーダ
14・・・・・・・・・・・・・・・カウンタ部
17、20・・・・・・・・・・・・凹所
50・・・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受装置
51・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
51a・・・・・・・・・・・・・・アウター側の外側転走面
51b・・・・・・・・・・・・・・インナー側の外側転走面
51c・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
52・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
52a、54a・・・・・・・・・・内側転走面
52b・・・・・・・・・・・・・・小径段部
52c・・・・・・・・・・・・・・加締部
53・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
54・・・・・・・・・・・・・・・内輪
55・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
56、57・・・・・・・・・・・・ボール
58、59・・・・・・・・・・・・保持器
60、61・・・・・・・・・・・・シール
A、B、D、E・・・・・・・・・・角部
D1・・・・・・・・・・・・・・・アウター側のボールのピッチ円直径
D2・・・・・・・・・・・・・・・インナー側のボールのピッチ円直径
PCDo・・・・・・・・・・・・・アウター側のボールのピッチ円直径
PCDi・・・・・・・・・・・・・インナー側のボールのピッチ円直径
1, 18 ...
Claims (3)
一端部に車輪を取り付けるための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小径段部が形成されたハブ輪、および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、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内輪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を備えた車輪用軸受装置において、
前記複列の転動体のうちアウター側の転動体がボール、インナー側の転動体が円錐ころであり、このインナー側の円錐ころのピッチ円直径が前記アウター側のボールのピッチ円直径よりも小径に設定されると共に、前記ハブ輪の内側転走面の溝底部から前記小径段部に亙って軸方向に延びる軸状部が形成され、この軸状部と前記内輪と突き合わされる肩部との間にテーパ状の段部が形成されると共に、前記ハブ輪のアウター側の端部にすり鉢状の凹所が形成され、この凹所の深さが、前記内側転走面の溝底を越え前記段部付近までの深さとされ、前記内側転走面におけるボールの接触角方向の肉厚が、当該内側転走面の溝底部の肉厚よりも厚く設定されていることを特徴とする車輪用軸受装置。 An outer member integrally having a vehicle body mounting flange to be attached to the knuckle on the outer periphery, and a double row outer rolling surface formed on the inner periphery;
A wheel mounting flange for mounting a wheel at one end is integrally formed, one inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery, and a small diameter step extending in the axial direction from the inner rolling surface A hub ring formed with a portion, and an inner ring that is press-fitted into a small-diameter step portion of the hub ring through a predetermined squeeze and has the other inner rolling surface opposed to the double-row outer rolling surface on the outer periphery. An inner member comprising:
In the wheel bearing device including the inner member and a double-row rolling element that is accommodated in a freely rolling manner between both rolling surfaces of the outer member,
Out of the double row rolling elements, the outer side rolling element is a ball and the inner side rolling element is a tapered roller, and the pitch circle diameter of the inner side tapered roller is smaller than the pitch circle diameter of the outer side ball. A shaft-shaped portion extending in the axial direction from the groove bottom portion of the inner raceway surface of the hub wheel to the small-diameter step portion is formed, and the shoulder portion that is abutted against the shaft-shaped portion and the inner ring And a mortar-shaped recess is formed at the outer end of the hub wheel, the depth of the recess being the groove bottom of the inner rolling surface The thickness in the contact angle direction of the ball on the inner rolling surface is set to be thicker than the thickness of the groove bottom portion of the inner rolling surface. Wheel bearing device.
According to claim 1 or 2, wherein the inner ring by the caulked portion formed by plastically deforming is fixed in the axial direction in a state in which a predetermined preload is applied to the radially outward end portion of the cylindrical portion Wheel bearing device.
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