JP4993342B2 - 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6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. Then, what is shown in FIG. 6 is known as a wheel bearing apparatus which improved the rigidity at the time of turning, without enlarging an apparatus.
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
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。
然しながら、こうした従来の車輪用軸受装置50の場合、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。また、装置の組立工程において、外方部材51のアウター側の外側転走面51aに保持器58を介してボール56が仮組みされる際、外側転走面51aカウンタ部の内径にボール56が擦れながら挿入されるため、ボール56に微小な傷が発生し、軸受の音響特性が低下するだけでなく、短寿命の原因となる恐れがあった。
However, in the case of 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すると共に、組立時におけるボール傷の発生を防止し、軸受の音響特性の向上と長寿命化を図っ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 solves the conflicting problems of light weight, compactness and high rigidity of the device, prevents the occurrence of ball scratches during assembly, and the acoustic characteristics of the bearing. An object of the present invention is to provide a bearing device for a wheel that improves the service life and extends the service life.
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、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、かつ、前記外方部材のアウター側の外側転走面におけるカウンタ部の角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成され、当該カウンタ内径の表面粗さが3.2Ra以下に規制されている。
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, the pitch circle diameter of the tapered rollers on the inner side is set smaller in diameter than the pitch circle diameter of the outer side of the ball, Wataru from the groove bottom of the inner raceway surface of the hub wheel to the cylindrical portion A shaft-shaped portion extending in the axial direction is formed, a tapered step is formed between the shaft-shaped portion and a shoulder that is abutted against the inner ring, and the depth of the recess is The depth of the inner rolling surface extends beyond the groove bottom to the vicinity of the step portion, and the corner portion of the counter portion on the outer rolling surface on the outer side of the outer member is flattened to form a smooth arc shape. Thus, the surface roughness of the counter inner diameter is regulated to 3.2 Ra or less.
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、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、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、かつ、外方部材のアウター側の外側転走面におけるカウンタ部の角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成され、カウンタ内径の表面粗さが3.2Ra以下に規制されているので、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解決すると共に、組立時のボール接触傷やボール振動による打ち傷等を抑制することができ、軸受の音響特性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
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 the inner side tapered roller is set smaller than the pitch circle diameter of the outer side ball, and extends in the axial direction from the groove bottom of the inner raceway surface of the hub wheel to the small diameter step. A shaft-shaped portion is formed, a tapered step is formed between the shaft-shaped portion and the shoulder that is abutted against the inner ring, and the depth of the recess exceeds the groove bottom of the inner rolling surface. is the depth to the vicinity of the step portion, and, outside the outer side of the outer member The corners of the counter section on the rolling surface are flattened to form a smooth arc shape, and the surface roughness of the counter inner diameter is regulated to 3.2 Ra or less, making the device lighter, more compact and more rigid. In addition to solving the conflicting problems, it is possible to provide a wheel bearing device that can suppress ball contact scratches and ball damage due to ball vibration during assembly, and improve the acoustic characteristics of the bearing.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記アウター側の軸受列における各転走面のカウンタ部および溝肩部の角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されていれば、組立時におけるボール傷の発生を防止して軸受の音響特性の向上を図ると共に、各転走面とボールとの接触による接触楕円が溝肩部にかかってもエッジロードが発生するのを抑制することができ、軸受の長寿命化を図ることができる。
Preferably, as in the invention described in
また、請求項3に記載の発明のように、前記アウター側の軸受列における各転走面のカウンタ部、溝肩部およびカウンタ内径が熱処理後に総型砥石によって当該転走面と同時研削により形成されていれば、表面を一層滑らかに形成することができる。
Further, as in the invention according to
また、請求項4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。
According to a fourth aspect of the present invention, in the axial direction, the inner ring is applied with a predetermined preload by a crimped portion formed by plastically deforming an end portion of the small-diameter stepped 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、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、かつ、前記外方部材のアウター側の外側転走面におけるカウンタ部の角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成され、当該カウンタ内径の表面粗さが3.2Ra以下に規制されているので、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解決すると共に、組立時のボール接触傷やボール振動による打ち傷等を抑制することができ、軸受の音響特性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
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. Pitch circle diameter of the tapered roller in the over side is set smaller in diameter than the pitch circle diameter of the outer side of the ball, extending axially over the cylindrical portion from the groove bottom of the inner raceway surface of the hub wheel A shaft-shaped portion is formed, a tapered step portion is formed between the shaft-shaped portion and a shoulder portion that is abutted against the inner ring, and the depth of the recess is a groove on the inner rolling surface. The depth is close to the stepped portion beyond the bottom, and the corner of the counter portion on the outer rolling surface on the outer side of the outer member is flattened to form a smooth arc, Since the surface roughness is regulated to 3.2Ra or less, it solves the conflicting issues of lighter, more compact and higher rigidity of the device, and suppresses ball contact scratches during assembly and ball damage caused by ball vibration. To improve the acoustic characteristics of the bearing. It is possible to provide a wheel bearing 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、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、かつ、前記外方部材のアウター側の外側転走面におけるカウンタ部の角部およびカウンタ内径が、熱処理後に総型砥石によって当該転走面と同時研削により加工され、前記角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成され、前記カウンタ内径の表面粗さが3.2Ra以下に規制されている。 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, the pitch circle diameter of the tapered rollers on the inner side is set smaller in diameter than the pitch circle diameter of the outer side of the ball, the inner raceway surface of the hub wheel A shaft-like portion extending in the axial direction from the groove bottom portion 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, 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 corners of the counter portion and the counter on the outer rolling surface on the outer side of the outer member The inner diameter is processed by simultaneous grinding with the rolling surface by a grinding wheel after heat treatment, the corners are flattened to form a smooth arc shape, and the surface roughness of the counter inner diameter is regulated to 3.2 Ra or less. Has been.
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一実施形態を示す縦断面図、図2は、図1のアウター側の軸受列を示す要部拡大図、図3は、組立状態を示す説明図、図4(a)は、ハブ輪におけるアウター側の内側転走面の研削加工を示す説明図、(b)は、外方部材における外側転走面の研削加工を示す説明図、図5は、外方部材へのボール仮組みを示す説明図である。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 an embodiment of a wheel bearing device according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a main part showing a bearing row on the outer side of FIG. 1, and FIG. 3 is an explanation showing an assembled state. FIG. 4 (a) is an explanatory view showing grinding of the inner rolling surface on the outer side of the hub wheel, and FIG. 4 (b) is an explanatory view showing grinding of the outer rolling surface of the outer member, FIG. These are explanatory drawings which show the ball temporary assembly to an outward member. 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 inner ring 6 is formed with the other (inner side) tapered inner rolling surface 6a on the outer periphery, a
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
ハブ輪5のアウター側端部には、軽量化を図るために鍛造工程においてすり鉢状の凹所14が形成され(二点鎖線にて示す)、この凹所14よりさらに軸方向に深く形成された凹所15が形成されている。この凹所15の深さは、内側転走面5aの溝底を越え、段部21付近までの深さとされている。そして、ハブ輪5の外郭形状は、内側転走面5aの溝底部から軸方向に延びる軸状部8、テーパ状の段部8a、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に続き、凹所15に対応して肉厚が均一となるように形成されている。
A mortar-shaped
一方、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16と段部16aを介して小径側の肩部17に続き、インナー側の外側転走面2bに至っている。
On the other hand, in the
ここで、アウター側のボール3列における各転走面5a、2aのカウンタ部A、Bおよび溝肩部C、Dの角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されている。具体的には、図2に拡大して示すように、内側転走面5aの溝底部近傍にこの溝底径よりも大径で所定幅に形成されたカウンタ部Aが形成されている。このカウンタ部Aは、1.0〜5Rの角アールRを有する滑らかな円弧状に形成されている。また、カウンタ部Bおよび溝肩部C、Dの角部における面取りの軸方向寸法Laが0.15〜0.8mm、好ましくは、0.15〜0.3mm、径方向寸法Lrが0.15〜0.8mm、好ましくは、0.15〜0.3mmの範囲に形成され、そして、角アールRが0.15〜2.0R、好ましくは、0.45〜0.7Rの範囲に設定され、各繋ぎ部が滑らかに形成されている。この角アールRが0.15R未満となれば、ボール3に擦り傷がつき易くなってしまい、一方、角アールRが2.0Rを超えると、溝肩部C、Dにおいてはボール3の接触楕円が乗り上げて内側転走面4aから外れ易くなって好ましくない。
Here, the corner portions of the counter portions A and B and the groove shoulder portions C and D of the rolling
このようにアウター側のボール3列における各転走面5a、2aのカウンタ部A、Bおよび肩部C、Dが、所定の角Rを有する滑らかな円弧状に形成されていることにより、図3に示すような軸受の組立において、アウター側のボール3がカウンタ部A、Bおよび肩部C、Dに接触してもボール3に傷が発生するのを防止することができ、軸受の音響特性を向上させると共に、シール12を装着する際、そのリップが角部Cに接触して外挿されても損傷するのを防止することができ、品質の信頼性と密封性の向上を図ることができる。また、装置に大きなモーメント荷重が負荷された場合、内側転走面5aとボール3との接触による接触楕円が肩部C、Dにかかってもエッジロードが発生するのを防止することができ、軸受の長寿命化を図ることができる。
As described above, the counter portions A and B and the shoulder portions C and D of the rolling
これらのカウンタ部A、Bおよび肩部C、Dは、図4に示すように、熱処理後、総型砥石によって各転走面5a、2aと同時に研削加工されている。すなわち、図4(a)に示すように、シールランド部となる車輪取付フランジ7の基部7cおよび内側転走面5aは総型砥石18によって一体に研削加工されて形成されるが、この時、カウンタ部Aおよび溝肩部Cもこの総型砥石18によって同時研削される。カウンタ部Aが内側転走面5aと同時研削されることにより、バリ等が発生するのを防止することができると共に、カウンタ部Aの外径をバラツキなく極めて精度良く形成することができる。
As shown in FIG. 4, these counter portions A and B and shoulder portions C and D are ground simultaneously with the rolling
また、図4(b)に示すように、外方部材2の複列の外側転走面2a、2bは総型砥石19によって一体に研削加工されて形成されるが、この時、溝肩部Dおよびカウンタ部Bもこの総型砥石19によって同時研削される。ここで、カウンタ内径20およびシール12が装着されるシール嵌合面21も一体に研削加工され、その表面粗さが3.2Ra以下に規制されている。Raは、JISの粗さ形状パラメータの一つで(JIS B0601−1994)、算術平均粗さ、すなわち、平均線から絶対値偏差の平均値を言う。このようにカウンタ内径20の表面粗さを規制することにより、図5に示すように、アウター側の外側転走面2aにボール3を仮組みする際、ボール3が外側転走面2aのカウンタ内径20に擦れながら挿入されてもボール3表面に転写して傷が発生することはなく、また、カウンタ部Bの角部にボール3が接触しても打ち傷が付くのを抑制することができる。
Further, as shown in FIG. 4 (b), the double row
なお、ここでは、カウンタ内径20が外側転走面2aと総型砥石によって同時に研削加工されたものを例示したが、これに限らず、予め旋削加工によって形成されても良い。この場合、旋削目がリード目あるいは交差目であればボール3に転写する恐れがあるため、トラバース加工でなくプランジカットによる旋削加工が好ましい。表1は、バイト送り速度に対してカウンタ内径20の表面粗さとボール3における傷深さとの関係を示したものであるが、この表からも明らかなように、トラバース加工であっても、バイト送りを0.2mm/rev.以下に遅くして加工することにより、カウンタ内径20の表面粗さを3.3Ra以下に改善することができ、ボール3の傷発生を防止することができる。
Here, the counter
このように本実施形態では、アウター側の軸受列における各転走面のカウンタ部A、Bおよび溝肩部C、Dが、各転走面5a、2aと共に総型砥石18、19によって同時研削され、角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成されると共に、カウンタ内径20が所定の表面粗さ以下に規制されているので、各転走面5a、2aとボール3との接触による接触楕円が溝肩部C、Dにかかってもエッジロードが発生するのを抑制することができ、軸受の長寿命化を図ることができるだけでなく、組立時のボール接触傷やボール振動による打ち傷等を防止することができ、軸受の音響特性を向上させることができる。
As described above, in this embodiment, the counter parts A and B and the groove shoulders C and D of the rolling surfaces in the outer side bearing row are simultaneously ground by the grinding
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、駆動輪用、従動輪用に拘わらず、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 wheel bearing device having a third generation structure regardless of whether it is for driving wheels or driven wheels.
1・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
2・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
3・・・・・・・・・・・・・・・・ボール
4・・・・・・・・・・・・・・・・円錐ころ
5・・・・・・・・・・・・・・・・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・・・・・・・・・・・・・・・・軸状部
8a、16a・・・・・・・・・・・段部
8b・・・・・・・・・・・・・・・肩部
9・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
10、11・・・・・・・・・・・・保持器
12・・・・・・・・・・・・・・・シール
13・・・・・・・・・・・・・・・磁気エンコーダ
14、15・・・・・・・・・・・・凹所
16、17、C、D・・・・・・・・溝肩部
18、19・・・・・・・・・・・・総型砥石
20・・・・・・・・・・・・・・・カウンタ内径
21・・・・・・・・・・・・・・・シール嵌合面
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・・・・・・・・・・・・・・カウンタ部
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
La・・・・・・・・・・・・・・・面取りの軸方向寸法
Lr・・・・・・・・・・・・・・・面取りの径方向寸法
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
R・・・・・・・・・・・・・・・・角アール
1 ...
Claims (4)
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、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、かつ、前記外方部材のアウター側の外側転走面におけるカウンタ部の角部が面潰しされて滑らかな円弧状に形成され、当該カウンタ内径の表面粗さが3.2Ra以下に規制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 shaft-shaped portion and a shoulder portion that abuts against the inner ring A tapered step is formed between the recesses, and the depth of the recess extends beyond the groove bottom of the inner rolling surface to the vicinity of the step, and the outer side of the outer member The wheel bearing device is characterized in that the corner of the counter portion on the outer rolling surface of the wheel is flattened to form a smooth arc shape, and the surface roughness of the counter inner diameter is regulated to 3.2 Ra or less. .
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