JP2007132455A - Bearing device for wheel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する複列円錐ころ軸受からなる車輪用軸受装置、特に、軽量・コンパクト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 including a double-row tapered roller bearing that rotatably supports a wheel of an automobile or the like, and more particularly to a wheel bearing device that is lightweight and compact.
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.
ここで、複列円錐ころ軸受からなる車輪用軸受装置は、トラック等、比較的重量が嵩む車両に用いられるため、軽量・コンパクト化へのニーズが少なく、複列アンギュラ玉軸受に比べ開発が遅れ第2世代構造のものまでしか開発されてないのが現状である。しかし、最近は、ワンボックスカー等のワゴン車の需要が増大し、多機能化が求められていることから、複列円錐ころ軸受が必要な負荷容量の大きな車輪用軸受装置においても、軽量・コンパクト化が望まれるようになってきている。 Here, wheel bearing devices consisting of double-row tapered roller bearings are used for relatively heavy vehicles such as trucks, so there is little need for light weight and compactness, and development is delayed compared to double-row angular contact ball bearings. Only the second generation structure has been developed. Recently, however, the demand for wagons such as one-box cars has increased, and there has been a demand for multi-functionality. Therefore, even in wheel bearing devices with large load capacity that require double-row tapered roller bearings, Compactness has been desired.
こうした車輪用軸受装置の一例を図6に示す。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51bを一体に有し、内周に複列の外側転走面51a、51aが形成された外方部材51と、外周に複列の外側転走面51a、51aに対向する複列の内側転走面52a、54aが形成された内方部材55と、両転走面間に収容された複列の円錐ころ56、56と、これら複列の円錐ころ56、56を転動自在に保持する保持器57、57とを備えた複列円錐ころ軸受からなる。
An example of such a wheel bearing device is shown in FIG. This
内方部材55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53を一体に有し、外周に前記外方部材51の複列の外側転走面51a、51a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円筒状の小径段部52bが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション52cが形成されたハブ輪52と、このハブ輪52の小径段部52bに圧入され、外周に前記外方部材51の複列の外側転走面51a、51aに対向する他方の内側転走面54aが形成された内輪54とからなり、駆動輪側の第3世代構造を構成している。
The
なお、車輪取付フランジ53の周方向等配に車輪を締結するハブボルト60が植設されると共に、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はシール58、59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。
ここで、ハブ輪52および内輪54の内側転走面52a、54aの大径側には円錐ころ56を案内する大鍔52d、54bが形成されているが、小径側にはころ脱落防止用の小鍔が形成されていない。そのため、保持器57は、未組み込み状態で、円錐ころ56をポケット61内に脱落阻止状態に保持している。すなわち、保持器57は合成樹脂を射出成形によって形成され、図7に示すように、保持器57の隣り合うポケット61、61間の柱部62は、外径側部分62aの断面形状が内径側へ狭まる台形状となり、この外径側部分62aから内径突出部分62bが突出する形状になっている。そして、このポケット61の外径側部分62a、62a間の幅は、円錐ころ56が柱部62のテーパ状となった側面で接して外径側へ抜け出さずに案内される幅とされていると共に、内径突出部分62b、62b間の幅Wは、円錐ころ56の対応部分の外径よりも若干狭い幅であって、保持器57の弾性変形により、内径側から円錐ころ56をポケット61に押込み可能で、かつ押込み完了状態では、円錐ころ56は二点鎖線で示すように、内径突出部分62bに接して自然には円錐ころ56が内径側へ脱落しない幅とされている。これにより、部品点数の削減や製品コストの低減のみならず、自動組立装置による組立の容易化や組立工数の削減を実現している。
こうした従来の車輪用軸受装置50では、円錐ころ56が保持器57の内径突出部分62bに接して自然には内径側へ脱落しないように構成されているが、この内径突出部分62b、62b間の幅Wを狭く設定すると、保持器57の弾性変形によって内径側から円錐ころ56をポケット61に押込むことが難しくなる。したがって、組立性を向上させると共に、確実に円錐ころ56の脱落を防止するためには、この入口幅Wをバラツキなく所定の幅寸法に規制しなければならなく、量産性を考慮したこうした射出成形では限界があった。さらに、保持器57を弾性変形させて円錐ころ56をポケット61内に挿入する形式のため、円錐ころ56を同時に挿入することは難しく、組立工数が嵩んで自動組立装置による組立の容易化や組立工数の大幅な削減には限界があった。
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・コンパクト化を図ると共に、組立の容易化や組立工数の大幅な削減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 an object of the present invention is to provide a wheel bearing device that achieves weight reduction and compactness of the device and facilitates assembly and significantly reduces the number of assembly steps. It is said.
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、内周にそれぞれ外向きに開いたテーパ状の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テーパ状の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、およびこのハブ輪に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向するテーパ状の他方の内側転走面が形成された内輪または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保持器を介して転動自在に収容された複列の円錐ころと、前記外方部材と内方部材とで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、背面合せタイプの複列円錐ころ軸受で構成された車輪用軸受装置において、前記保持器が合成樹脂から射出成形によって形成され、隣り合うポケット間の柱部が、前記円錐ころのピッチ円直径よりも内径側に位置し、前記ポケットの内径側開口部の幅が、前記円錐ころが前記柱部のテーパ状となった側面で接して内径側へ抜け出さずに案内される幅に設定されている。
In order to achieve such an object, the invention according to
このように、外周に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、アウター側の端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に一方の内側転走面が直接形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合され、外周に他方の内側転走面が形成された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなる内方部材と、両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複列の円錐ころと、外方部材と内方部材とで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、背面合せタイプの複列円錐ころ軸受で構成された第3または第4世代構造の車輪用軸受装置において、保持器が合成樹脂から射出成形によって形成され、隣り合うポケット間の柱部が、円錐ころのピッチ円直径よりも内径側に位置し、ポケットの内径側開口部の幅が、円錐ころが柱部のテーパ状となった側面で接して内径側へ抜け出さずに案内される幅に設定されているので、保持器の寸法精度を厳しく規制しなくても、外方部材の外側転走面と保持器によって円錐ころを保持し、保持器から脱落するのを確実に防止することができるため、自動組立装置による組立の容易化や組立工数の大幅な削減ができる。 As described above, the outer member integrally having the vehicle body mounting flange on the outer periphery, the outer member having the double-row outer raceway formed on the inner periphery, and the wheel mounting flange integrally on the outer side end portion, The inner ring is formed of a hub ring in which one inner rolling surface is directly formed and an inner ring fitted to the hub ring and the other inner rolling surface is formed on the outer periphery or an outer joint member of a constant velocity universal joint. A seal attached to an opening of an annular space formed by a member, a double-row tapered roller that is rotatably accommodated between both rolling surfaces via a cage, and an outer member and an inner member And a third or fourth generation wheel bearing device comprising back-to-back type double row tapered roller bearings, wherein the cage is formed from a synthetic resin by injection molding, and a column portion between adjacent pockets Is located on the inner diameter side of the pitch circle diameter of the tapered roller, The width of the diameter side opening is set to a width that guides the tapered roller without contacting it with the tapered side surface of the column, and does not come out to the inner diameter side, so the dimensional accuracy of the cage is not strictly regulated. However, it is possible to hold the tapered roller by the outer rolling surface of the outer member and the cage and reliably prevent it from falling off the cage. Can be reduced.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記内方部材の内側転走面の両端に大鍔および小鍔を有せず、前記外方部材の外側転走面の大径側に前記円錐ころを案内する大鍔が一体に形成されていれば、組立性が向上すると共に、外方部材に円錐ころが仮組みされた状態で、保持器が移動してシールに干渉することはない。したがって、保持器干渉によるシールの変形や損傷を防止してシールの密封性能の向上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、前記内方部材が、前記ハブ輪と、このハブ輪に内嵌される外側継手部材とからなり、この外側継手部材が、カップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなし、外周に前記内側転走面が直接形成された肩部、およびこの肩部から軸方向に延びる軸部が一体に形成され、この軸部の端部を塑性変形させて前記ハブ輪に加締ることにより前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合されていれば、ナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がなく、軽量・コンパクト化を図ることができると共に、ハブ輪の強度・耐久性を向上させ、かつ長期間その予圧量を維持することができる。 According to a third aspect of the present invention, the inner member includes the hub wheel and an outer joint member fitted into the hub wheel, and the outer joint member includes a cup-shaped mouth portion. And a shoulder portion that forms the bottom of the mouse portion, the inner rolling surface is directly formed on the outer periphery, and a shaft portion that extends in the axial direction from the shoulder portion, and the end portion of the shaft portion is plastic. If the hub wheel and the outer joint member are integrally plastically bonded by deforming and tightening to the hub wheel, it is not necessary to tighten the nut tightly to control the preload, and it is lightweight and compact. The strength and durability of the hub wheel can be improved, and the preload amount can be maintained for a long time.
好ましくは、請求項4に記載の発明のように、前記ハブ輪の内径に硬化した凹凸部が形成され、前記軸部の端部に形成された中空状の嵌合部を拡径させて当該凹凸部に食い込ませることにより、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合されていれば、装置の軽量・コンパクト化を一層図ることができる。
Preferably, as in the invention according to
また、請求項5に記載の発明のように、前記シールのうち少なくともインナー側のシールが、前記内方部材に圧入されるスリンガと、前記外方部材に圧入される芯金、およびこの芯金に一体に加硫接着されたシール部材からなる環状のシール板とを備え、それぞれ断面略L字状に形成されて互いに対向配置されると共に、前記シール部材が、前記スリンガに摺接するサイドリップを一体に有していれば、長期間に亘って密封性能を向上させることができる。
Further, as in the invention according to
本発明に係る車輪用軸受装置は、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、内周にそれぞれ外向きに開いたテーパ状の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テーパ状の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、およびこのハブ輪に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向するテーパ状の他方の内側転走面が形成された内輪または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保持器を介して転動自在に収容された複列の円錐ころと、前記外方部材と内方部材とで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、背面合せタイプの複列円錐ころ軸受で構成された車輪用軸受装置において、前記保持器が合成樹脂から射出成形によって形成され、隣り合うポケット間の柱部が、前記円錐ころのピッチ円直径よりも内径側に位置し、前記ポケットの内径側開口部の幅が、前記円錐ころが前記柱部のテーパ状となった側面で接して内径側へ抜け出さずに案内される幅に設定されているので、保持器の寸法精度を厳しく規制しなくても、外方部材の外側転走面と保持器によって円錐ころを保持し、保持器から脱落するのを確実に防止することができるため、自動組立装置による組立の容易化や組立工数の大幅な削減ができる。 The wheel bearing device according to the present invention has a vehicle body mounting flange integrally attached to the suspension device on the outer periphery, and is formed with a tapered double row outer rolling surface that opens outward on the inner periphery. The outer member and a wheel mounting flange for attaching the wheel to one end are integrated, and one tapered inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery, and the inner rolling surface. A hub wheel formed with a small-diameter step portion extending in the axial direction from the running surface, and the other tapered inner rolling surface that is fitted to the hub wheel and 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 an inner ring or a constant velocity universal joint, and a double row accommodated between the rolling surfaces of the inner member and the outer member via a retainer. An opening in the annular space formed by the tapered roller and the outer member and the inner member is mounted. In the wheel bearing device comprising a back-to-back type double-row tapered roller bearing, the cage is formed from a synthetic resin by injection molding, and a column portion between adjacent pockets is formed in the conical shape. Positioned on the inner diameter side of the pitch circle diameter of the roller, the width of the opening on the inner diameter side of the pocket is guided without coming out to the inner diameter side by contacting the tapered roller with the tapered side surface of the column portion. Since the width is set, even if the dimensional accuracy of the cage is not strictly regulated, the tapered roller is held by the outer rolling surface of the outer member and the cage, and it is reliably prevented from falling off the cage. Therefore, the assembly by the automatic assembly apparatus can be facilitated and the number of assembly steps can be greatly reduced.
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、内周にそれぞれ外向きに開いたテーパ状の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テーパ状の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、およびこのハブ輪に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向するテーパ状の他方の内側転走面が形成された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保持器を介して転動自在に収容された複列の円錐ころと、前記外方部材と内方部材とで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、背面合せタイプの複列円錐ころ軸受で構成された車輪用軸受装置において、前記外側継手部材が、外周に前記内側転走面が直接形成された肩部と、この肩部から軸方向に延びる円筒状の軸部が一体に形成され、この軸部を拡径させて前記ハブ輪の内径に硬化して形成された凹凸部に食い込ませることにより、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合されると共に、前記保持器が合成樹脂から射出成形によって形成され、前記保持器が合成樹脂から射出成形によって形成され、隣り合うポケット間の柱部が、前記円錐ころのピッチ円直径よりも内径側に位置し、前記ポケットの内径側開口部の幅が、前記円錐ころが前記柱部のテーパ状となった側面で接して内径側へ抜け出さずに案内される幅に設定されると共に、前記外方部材の外側転走面の大径側に前記円錐ころを案内する大鍔が一体に形成されている。 An outer member integrally having a vehicle body mounting flange to be attached to the suspension device on the outer periphery, and formed with a tapered double row outer rolling surface opened outward on the inner periphery, and a wheel on one end A wheel mounting flange for integrally mounting, a tapered inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery, and a small diameter step portion extending in the axial direction from the inner rolling surface And an outer joint member of a constant velocity universal joint that is fitted to the hub wheel and has a tapered inner inner rolling surface that faces the outer rolling surface of the double row on the outer periphery. An inner member, a double-row tapered roller housed between the rolling surfaces of the inner member and the outer member via a cage, and the outer member and the inner member. And a seal attached to the opening of the annular space formed by In the wheel bearing device constituted by a row tapered roller bearing, the outer joint member includes a shoulder portion in which the inner rolling surface is directly formed on an outer periphery, and a cylindrical shaft portion extending in an axial direction from the shoulder portion. The hub ring and the outer joint member are integrally plastically bonded by forming the shaft portion with a diameter and hardening the inner diameter of the hub wheel so as to bite into the uneven portion formed. The cage is formed from synthetic resin by injection molding, the cage is formed from synthetic resin by injection molding, and the column part between adjacent pockets is located on the inner diameter side of the pitch circle diameter of the tapered roller, The width of the opening on the inner diameter side of the pocket is set to a width that guides the tapered roller without coming out to the inner diameter side by contacting the tapered side surface of the column portion, and on the outer side of the outer member. Previous to large diameter side of rolling surface Large rib for guiding the tapered rollers are integrally formed.
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、図2は、図1の要部拡大図、図3は、図2のIII−III線に沿った拡大断面図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側(図面左側)、中央寄り側をインナー側(図面右側)という。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a wheel bearing device according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. 1, and FIG. 3 is taken along the line III-III of FIG. It is an expanded sectional view. 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世代と呼称される駆動輪用であって、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列の円錐ころ3、3とを備えている。内方部材1は、ハブ輪4と、このハブ輪4に所定のシメシロを介して圧入された内輪5とからなる。
This wheel bearing device is for a drive wheel called the third generation, and is a double row tapered roller accommodated in a freely rollable manner between the
ハブ輪4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6を一体に有し、外周にテーパ状の一方(アウター側)の内側転走面4aと、この内側転走面4aから軸方向に延びる小径段部4bが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション(またはスプライン)4cが形成されている。車輪取付フランジ6にはハブボルト6aが周方向等配に植設されている。内輪5は、外周にテーパ状の他方(インナー側)の内側転走面5aが形成され、ハブ輪4の小径段部4bに圧入されている。内輪5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。なお、ハブ輪4および内輪5の内側転走面4a、5aの両端部には、従来のようなころ案内用の大鍔やころ保持用の小鍔が形成されておらず、後述する外方部材2の外側転走面2aに大鍔2bが一体に形成されている。
The
ハブ輪4はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中炭素鋼で形成され、内側転走面4aをはじめ、車輪取付フランジ6のインナー側に円弧状に形成された基部6bから小径段部4b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。これにより、シール8のシールランド部となる基部6bの耐摩耗性が向上すると共に、車輪取付フランジ6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5の嵌合部となる小径段部4bの耐フレッティング性が向上する。
The
外方部材2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2bを一体に有し、内周に内方部材1の複列の内側転走面4a、5aに対向し、それぞれ外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面2a、2aが一体に形成されている。これら両転走面間に複列の円錐ころ3、3が収容され、保持器7、7によって転動自在に保持されている。この外方部材2はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中炭素鋼で形成され、複列の外側転走面2a、2a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
また、外方部材2と内方部材1との間に形成される環状空間の開口部にはシール8、9が装着されている。具体的には、アウター側のシール8は、車輪取付フランジ6の基部6bに摺接し、インナー側のシール9は、外方部材2の端部内周と内輪5の外周に装着される、所謂パックシールで構成されている。これらのシール8、9によって、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。なお、ここでは、駆動輪側の第3世代構造を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置はこれに限らず、ハブ輪に内側転走面が一体に形成されたものであれば従動輪側であっても良い。
Further, seals 8 and 9 are attached to the opening of the annular space formed between the
ここで、本実施形態では、図2に拡大して示すように、外方部材2における外側転走面2aの大径側には円錐ころ3を案内する大鍔2bが一体に形成されている。そして、この大鍔2bの内周にアウター側のシール8が装着されている。また、保持器7は、PA(ポリアミド)66等の熱可塑性樹脂をベースにGF(グラスファイバー)等の強化材が添加され、射出成形によって形成されている。この保持器7は、図3に示すように、隣り合うポケット10、10間の柱部11が、円錐ころ3のピッチ円直径(PCD)よりも内径側に位置し、ポケット10の内径側開口部の幅Wが、円錐ころ3が柱部11のテーパ状となった側面で接して内径側へ抜け出さずに案内される幅に設定されている。これにより、保持器7の寸法精度を厳しく規制しなくても、外方部材2の外側転走面2aと保持器7によって円錐ころ3を保持し、保持器7から脱落するのを確実に防止することができる。
Here, in this embodiment, as shown in an enlarged view in FIG. 2, a
また、軸受の組立は、外方部材2の外側転走面2aに円錐ころ3を所定間隔に整列させた後、円錐ころ3がポケット10内に同時に嵌合されるように保持器7を内径側から嵌挿すると共に、ハブ輪4と内輪5を両側から挿入するだけで容易にできるため、自動組立装置による組立の容易化や組立工数の大幅な削減ができる。
Also, in assembling the bearing, after the tapered
さらに、外方部材2における外側転走面2aの大径側に円錐ころ3を案内する大鍔2bが形成されているので、外方部材2に円錐ころ3が組み込まれた状態で、従来のように保持器7が軸方向に移動することはない。したがって、保持器7がシール8に干渉し、シール8が変形あるいは損傷してシール8の密封性が低下することはない。
Further, since the
図4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、図5は、本発明に係る車輪用軸受装置の組立方法を示す説明図である。なお、前述した実施形態と同一部品同一部位あるいは同一の機能を有する部位には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the wheel bearing device according to the present invention, and FIG. 5 is an explanatory view showing an assembling method of the wheel bearing device according to the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the site | part which has the same components same site | part as the embodiment mentioned above, or the same function, and detailed description is abbreviate | omitted.
この車輪用軸受装置は第4世代と呼称され、ハブ輪12と複列の転がり軸受13および等速自在継手14がユニット化して構成されている。複列の転がり軸受13は、内方部材15と外方部材2、および両部材15、2間に転動自在に収容された複列の円錐ころ3、3を備えている。内方部材15は、ハブ輪12と、このハブ輪12に内嵌され、塑性結合された外側継手部材16とからなる。
This wheel bearing device is referred to as a fourth generation, and includes a
ハブ輪12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6を一体に有し、外周にテーパ状の一方(アウター側)の内側転走面4aと、この内側転走面4aから軸方向に延びる小径段部12aが形成されている。ハブ輪12はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中炭素鋼で形成され、内側転走面4aをはじめ、車輪取付フランジ6のインナー側の基部6bから小径段部12a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。これにより、車輪取付フランジ6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する。
The
また、ハブ輪12の内周には凹凸部17が形成され、熱処理によって表面硬さを54〜64HRCの範囲に表面が硬化処理されている。熱処理としては、局部加熱ができ、硬化層深さの設定が比較的容易にできる高周波誘導加熱による焼入れが好適である。なお、凹凸部17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17の凸部は良好な食い込み性を確保するために、その先端部が三角形状等の尖塔形状に形成されている。
Further, an
等速自在継手14は、外側継手部材16と継手内輪18、ケージ19、およびトルク伝達ボール20とからなる。外側継手部材16はS53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中炭素鋼からなり、カップ状のマウス部21と、このマウス部21の底部をなす肩部22と、この肩部22から軸方向に延びる円筒状の軸部23とが一体に形成されている。この軸部23は、ハブ輪12に所定の径方向すきまを介して円筒嵌合するインロウ部23aと、このインロウ部23aの端部に嵌合部23bがそれぞれ形成されている。
The constant velocity
マウス部21の内周には曲線部を有する軸方向に延びるトラック溝21aが形成されると共に、継手内輪18の外周には、このトラック溝21aに対応するトラック溝18aが形成されている。そして、これら両トラック溝21a、18a間にケージ19を介してトルク伝達ボール20が収容されている。また、肩部22の外周には、前記複列の外側転走面2a、2aに対向するテーパ状の他方(インナー側)の内側転走面16aが形成されている。そして、トラック溝21aと、後述するシール24が摺接するシール嵌合部から内側転走面16aおよび軸部23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。ここで、軸部23のうち嵌合部23bは鍛造後の生のままとされている。
A
外方部材2の複列の外側転走面2a、2aと、これらに対向する複列の内側転走面4a、16a間には複列の円錐ころ3、3が収容され、保持器7、7によって転動自在に保持されている。また、外方部材2の両端部にはシール24、24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。これらの複列の転がり軸受13は、両転走面2a、4aおよび2a、16aに加わる力の作用方向の作用線が軸心に向うほど軸方向に離反する、所謂背面合せタイプの複列円錐ころ軸受を構成している。
Double row
ここで、本実施形態では、前述した実施形態と同様、外方部材2における外側転走面2aの大径側に円錐ころ3を案内する大鍔2bが一体に形成され、ハブ輪12および外側継手部材16の内側転走面4a、16aの両端部には、ころ案内用の大鍔やころ保持用の小鍔が形成されていない。そして、保持器7の柱部11が、円錐ころ3のピッチ円直径よりも内径側に位置し、円錐ころ3が保持器7から脱落するのを防止している。
Here, in this embodiment, as in the above-described embodiment, the
シール24は、車輪取付フランジ6の基部6bに圧入されるスリンガ25と、このスリンガ25に対向して外方部材2の大鍔2bに内嵌され、断面略L字状に形成されてシール部材を有する環状のシール板26とからなる、所謂パックシールを構成している。スリンガ25は、オーステナイト系ステンレス鋼鈑(JIS規格のSUS304系等)、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼鈑(JIS規格のSPCC系等)からプレス加工にて断面が略L字状に形成されている。
The
次に、図5を用いて本実施形態に係る車輪用軸受装置の組立方法を詳細に説明する。
まず、外方部材2の複列の外側転走面2a、2aに円錐ころ3、3が整列され、これら複列の円錐ころ3、3とポケット10とを対応させた状態で、保持器7が弾性変形して内径側から嵌挿される。そして、外方部材2の両端部にシール24を構成するシール板26がそれぞれ装着される。その後、車輪取付フランジ6の基部6bと肩部22にシール24を構成するスリンガ25がそれぞれ圧入されると共に、これらハブ輪12と外側継手部材16が外方部材2の両側から矢印の方向に内挿される。そして、ハブ輪12の小径段部12aの端面に外側継手部材16の肩部22が衝合され、突合せ状態になるまでハブ輪12に軸部23が内嵌される。さらに、この軸部23における嵌合部23bの内径にマンドレル等の拡径治具を押し込んで嵌合部23bを拡径し、この嵌合部23bをハブ輪12の凹凸部17に食い込ませて加締め、ハブ輪12と外側継手部材16とが一体に塑性結合されて完了する。
Next, the assembly method of the wheel bearing device according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG.
First, the tapered
こうした構成により、従来のようにナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がないため、装置の軽量・コンパクト化を図ることができると共に、ハブ輪12の強度・耐久性を向上させ、かつ長期間その予圧量を維持することができる。なお、ハブ輪12の開口端部と中空の軸部23にはエンドキャップ27、28が装着され、塑性結合部に雨水等が浸入してその部位が発錆するのを防止すると共に、マウス部21内に封入されたグリースが外部に漏洩するのを防止している。
With such a configuration, it is not necessary to control the preload by tightening firmly with a nut or the like as in the prior art, so that the device can be reduced in weight and size, and the strength and durability of the
なお、複列円錐ころ軸受からなる複列の転がり軸受13では、軸受組立時、円錐ころ3、3が各転走面の母線方向に擦れ合うため、拡径加締工程で安定した軸受内部すきまを確保することは難しい。すなわち、これら各面同士の当接部からグリース等の潤滑剤が退避して金属接触に近い状態となり、これら各当接部の摩擦係数が大きくなる。このため、円錐ころ3、3が案内される大鍔2b、2bにスムーズに移動せずに不整列な状態で組み立てられる。例えば、この内部すきまを負とすべき場合にも正の内部すきまのままとなり、所望の予圧を付与できなくなる可能性がある。特に、円錐ころ3、3の中心軸が正規の自転軸に対して傾いてしまう、所謂スキューが発生すると、このような問題がさらに顕著になる。
In the double
本実施形態では、このような不具合を避けるために、前述した拡径加締工程では、ハブ輪12と外側継手部材16および外方部材2とを、相対的に揺動(往復回転)もしくは回転(一方向回転)させつつ塑性結合が行われる。実際には、ハブ輪12を作業台の上面に支持した状態で、外方部材2をこのハブ輪12に対して揺動させつつ、外側継手部材16の軸部23に拡径治具を押し込んで両者を塑性結合するようにしている。こうすることにより、複列の円錐ころ3、3はスムーズに各転走面上を擦り上って大鍔2b、2bに安定して整列され、所定の予圧を精度良く付与することができる。
In the present embodiment, in order to avoid such a problem, the
なお、ハブ輪12と外側継手部材16とを塑性結合する手段として例示した構成以外にも、例えば、図示はしないが、ハブ輪に外側継手部材の軸部を内嵌すると共に、この軸部の端部を径方向外方に塑性変形させて加締部を形成し、この加締部で両部材を軸方向に固定する、所謂揺動加締方式を採用しても良い。
In addition to the configuration exemplified as the means for plastically coupling 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、ハブ輪の外周にテーパ状の内側転走面が直接形成された第3または第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 wheel bearing device according to the present invention can be applied to a wheel bearing device having a third or fourth generation structure in which a tapered inner rolling surface is directly formed on the outer periphery of a hub wheel.
1、15・・・・・・・・・・・・・内方部材
2・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
2a・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
2b・・・・・・・・・・・・・・・大鍔
3・・・・・・・・・・・・・・・・円錐ころ
4、12・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
4a、5a、16a・・・・・・・・内側転走面
4b、12a・・・・・・・・・・・小径段部
4c・・・・・・・・・・・・・・・セレーション
5・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
6・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
6a・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
6b・・・・・・・・・・・・・・・基部
7・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
8、9、24・・・・・・・・・・・シール
13・・・・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
14・・・・・・・・・・・・・・・等速自在継手
16・・・・・・・・・・・・・・・外側継手部材
17・・・・・・・・・・・・・・・凹凸部
18・・・・・・・・・・・・・・・継手内輪
18a、21a・・・・・・・・・・トラック溝
19・・・・・・・・・・・・・・・ケージ
20・・・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
21・・・・・・・・・・・・・・・マウス部
22・・・・・・・・・・・・・・・肩部
23・・・・・・・・・・・・・・・軸部
23a・・・・・・・・・・・・・・インロウ部
23b・・・・・・・・・・・・・・嵌合部
25・・・・・・・・・・・・・・・スリンガ
26・・・・・・・・・・・・・・・シール板
27、28・・・・・・・・・・・・エンドキャップ
50・・・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受装置
51・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
51a・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
51b・・・・・・・・・・・・・・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・・・・・・・・・・・・・・セレーション
52d、54b・・・・・・・・・・大鍔
53・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
54・・・・・・・・・・・・・・・内輪
55・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
56・・・・・・・・・・・・・・・円錐ころ
57・・・・・・・・・・・・・・・保持器
58、59・・・・・・・・・・・・シール
60・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
61・・・・・・・・・・・・・・・ポケット
62・・・・・・・・・・・・・・・柱部
62a・・・・・・・・・・・・・・外径側部分
62b・・・・・・・・・・・・・・内径突出部分
W・・・・・・・・・・・・・・・・入口幅
1, 15 ...
Claims (5)
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テーパ状の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、およびこのハブ輪に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向するテーパ状の他方の内側転走面が形成された内輪または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保持器を介して転動自在に収容された複列の円錐ころと、
前記外方部材と内方部材とで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、背面合せタイプの複列円錐ころ軸受で構成された車輪用軸受装置において、
前記保持器が合成樹脂から射出成形によって形成され、隣り合うポケット間の柱部が、前記円錐ころのピッチ円直径よりも内径側に位置し、前記ポケットの内径側開口部の幅が、前記円錐ころが前記柱部のテーパ状となった側面で接して内径側へ抜け出さずに案内される幅に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 for being attached to a suspension device on the outer periphery, and having a tapered double row outer rolling surface formed outwardly on the inner periphery,
It has a wheel mounting flange for mounting the wheel at one end, and has one tapered inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery, and an axial direction from this inner rolling surface. A hub ring formed with an extending small-diameter stepped portion, and an inner ring or constant speed which is fitted to the hub ring and has a tapered inner inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery. An inner member composed of an outer joint member of a universal joint;
A double-row tapered roller accommodated between the rolling surfaces of the inner member and the outer member so as to be freely rollable via a cage;
In a wheel bearing device comprising a back-to-back type double row tapered roller bearing, comprising a seal attached to an opening of an annular space formed by the outer member and the inner member,
The cage is formed of synthetic resin by injection molding, the column portion between adjacent pockets is positioned on the inner diameter side of the pitch circle diameter of the tapered roller, and the width of the inner diameter side opening of the pocket is the cone A bearing device for a wheel, wherein the roller is set to a width that is in contact with the tapered side surface of the column portion and guided without coming out to the inner diameter side.
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