JP2007261305A - Bearing device for wheel - Google Patents
Bearing device for wheel Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007261305A JP2007261305A JP2006085661A JP2006085661A JP2007261305A JP 2007261305 A JP2007261305 A JP 2007261305A JP 2006085661 A JP2006085661 A JP 2006085661A JP 2006085661 A JP2006085661 A JP 2006085661A JP 2007261305 A JP2007261305 A JP 2007261305A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- knuckle
- wheel
- bearing device
- rolling
- integrally
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
- F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
- F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
- F16C35/067—Fixing them in a housing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
- F16C19/18—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
- F16C19/181—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact
- F16C19/183—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles
- F16C19/184—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement
- F16C19/187—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement with all four raceways integrated on parts other than race rings, e.g. fourth generation hubs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2226/00—Joining parts; Fastening; Assembling or mounting parts
- F16C2226/30—Material joints
- F16C2226/36—Material joints by welding
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2326/00—Articles relating to transporting
- F16C2326/01—Parts of vehicles in general
- F16C2326/02—Wheel hubs or castors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置、詳しくは、懸架装置を構成するナックルがアルミニウム合金等の軽合金製からなり、このナックルに取り付けられる車輪用軸受の改良に関するものである。 The present invention relates to a wheel bearing device for rotatably supporting a wheel of an automobile or the like with respect to a suspension device, and more specifically, a knuckle constituting the suspension device is made of a light alloy such as an aluminum alloy and is attached to the knuckle. The present invention relates to improvement of bearings for automobiles.
従来、車輪用軸受装置は、車輪を固定する車輪取付フランジを一体に有するハブ輪と、そのハブ輪を回転自在に支持する車輪用軸受と、この車輪用軸受を車体に支持するナックルと、ハブ輪と連結してドライブシャフトの動力をこのハブ輪に伝達する等速自在継手とを主要部として構成されている。 Conventionally, a wheel bearing device includes a hub wheel integrally having a wheel mounting flange for fixing a wheel, a wheel bearing for rotatably supporting the hub wheel, a knuckle for supporting the wheel bearing on a vehicle body, and a hub. A constant velocity universal joint that is connected to a wheel and transmits the power of the drive shaft to the hub wheel is mainly configured.
従来からこの車輪用軸受装置を構成する部品、特にナックルには、線膨張係数がハブ輪等と同種の可鍛鋳鉄等の鉄系金属が採用されてきたが、近年、装置の軽量化を狙ってアルミニウム合金やマグネシウム合金等の軽合金製のものを採用する傾向がある。しかしながら、ナックルをこうした軽合金で形成した場合、ナックルと車輪用軸受の線膨張係数の違いにより、例えば、走行時の温度上昇によってナックルとの嵌合シメシロが少なくなり、ナックルに対して車輪用軸受が軸方向に移動してガタが発生するという問題があった。 Conventionally, ferrous metals such as malleable cast iron, whose linear expansion coefficient is the same as that of hub wheels, etc., have been used for the components that make up this wheel bearing device, especially the knuckle, but in recent years the aim has been to reduce the weight of the device. There is a tendency to use light alloy such as aluminum alloy and magnesium alloy. However, when the knuckle is made of such a light alloy, for example, due to the difference in the linear expansion coefficient between the knuckle and the wheel bearing, the fitting squeezing with the knuckle is reduced due to the temperature rise during traveling, and the wheel bearing against the knuckle. There has been a problem that rattling occurs due to movement in the axial direction.
こうした問題を回避した従来構造の一例として、図6に示すような車輪用軸受装置が知られている。この車輪用軸受装置は、アルミニウム合金からなるナックル50に円筒状の嵌合孔51が形成され、この嵌合孔51に車輪用軸受52が嵌挿されている。車輪用軸受52は、内周に複列の外側転走面53a、53aが形成された外輪53と、これら複列の外側転走面53a、53aに対向する内側転走面54aが外周に形成された一対の内輪54と、両転走面間に転動自在に収容された複列のボール55、55とからなる。
As an example of a conventional structure that avoids such a problem, a wheel bearing device as shown in FIG. 6 is known. In this wheel bearing device, a
ナックル50の嵌合孔51に車輪用軸受52を嵌挿するのに先立ち、鋼板製のスリーブ56が車輪用軸受52に取り付けられる。ここで、スリーブ56は、符号57で示すように、外輪53の軸方向両端部で溶接されている。このスリーブ56は、取り付けられる前に、その一方の軸方向端部56aが予めローリング加工によってナックル50の側面50aに向けて放射状外方向へ折り曲げられた状態にされ、スリーブ56を持つ車輪用軸受52がナックル50の嵌合孔51に嵌挿される。その後、スリーブ56の他の端部56aがローリング加工によってナックル50の側面50aに向けて放射状外方向へ折り曲げられる。
Prior to fitting the wheel bearing 52 into the
このようにして車輪用軸受52はスリーブ56を介してナックル50に固定され、ナックル50と車輪用軸受52の線膨張係数の違いによりナックル50との嵌合シメシロが少なくなり、ナックル50に対して車輪用軸受52が軸方向に移動するのを防止してガタが発生するのを抑制することができる。
然しながら、この従来の車輪用軸受装置では、部品点数が増えて軽量・コンパクト化が阻害されるだけでなく、スリーブ56が鋼板製である以上、依然ナックル50と車輪用軸受52の線膨張係数の違いにより、ナックル50との嵌合シメシロが減少したり、あるいは解放されることがある。その場合、軸受クリープの発生や、ナックル50に対して、車輪用軸受が軸方向に移動することによりガタが発生し、嵌合部の摩耗・固定不良が起こることにより、車両の走行安定性に悪影響を及ぼす恐れがある。ここで、クリープとは、嵌合シメシロ不足や嵌合面の加工精度不良等により軸受が周方向に微動して嵌合面が鏡面化し、場合によってはかじりを伴い焼付きや溶着する現象をいう。
However, in this conventional wheel bearing device, not only is the number of parts increased and the reduction in weight and compactness is hindered, but since the
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、軽量・コンパクト化を図ると共に、温度上昇により発生するナックルと車輪用軸受とのガタや予圧低下と軸受クリープを防止した車輪用軸受装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and is intended to reduce the weight and size of the wheel bearing device and to prevent backlash between the knuckle and the wheel bearing generated due to temperature rise, preload reduction, and bearing creep. The purpose is to provide.
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項1に記載の発明は、ハブ輪と複列の転がり軸受および等速自在継手がユニット化された車輪用軸受装置であって、懸架装置を構成する軽合金からなるナックルと、外周にこのナックルに取り付けられるための車体フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、および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と、この内側転走面から軸方向に延び、前記ハブ輪に内嵌される中空状の軸部が一体に形成された前記等速自在継手を構成する外側継手部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された車輪用軸受装置において、前記車体取付フランジとナックルとの当接面および外方部材のインナー側の端部とナックルとの嵌合面のうち少なくとも一方が接合により一体に結合されている。
In order to achieve the object, the invention according to
このように、軽合金からなるナックルを備え、ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された第4世代構造の車輪用軸受装置において、車体取付フランジとナックルとの当接面および外方部材のインナー側の端部とナックルとの嵌合面のうち少なくとも一方が接合により一体に結合されているので、軽量・コンパクト化を図ると共に、温度上昇によってナックルと外方部材の線膨張係数の違いによって生じる軸受クリープを確実に防止すると共に、ナックルと車輪用軸受とのガタを防止し、嵌合部の摩耗・固定不良を解消することができる。 As described above, in the fourth-generation wheel bearing device having a knuckle made of a light alloy and integrally plastically coupling the hub wheel and the outer joint member, the contact surface between the vehicle body mounting flange and the knuckle and the outer side Since at least one of the fitting surfaces of the inner side end of the member and the knuckle is integrally joined by joining, the weight expansion and the linear expansion coefficient of the knuckle and the outer member can be reduced by increasing the temperature. The bearing creep caused by the difference can be surely prevented, the backlash between the knuckle and the wheel bearing can be prevented, and the wear and fixing failure of the fitting portion can be eliminated.
好ましくは、請求項2に記載の発明のように、前記ハブ輪の内周に硬化した凹凸部が形成されると共に、前記外側継手部材の軸部がこの凹凸部に嵌合され、この嵌合部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませて加締め、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合されていれば、軽量・コンパクト化ができると共に、結合部の緩みを防止し、長期間に亙って初期に設定された予圧を維持することができる。
Preferably, as in the invention described in
また、請求項3に記載の発明のように、前記外方部材とナックルが摩擦攪拌接合により接合されていれば、接合による熱影響を抑え、軸受部の変形や硬度低下を防止することができる。
Moreover, if the outer member and the knuckle are joined by friction stir welding as in the invention described in
また、請求項4に記載の発明のように、前記外方部材とナックルがレーザ溶接により接合されていれば、接合部位に局部的な溶融・凝固を起させることができ、溶接による熱影響を抑えて軸受部の変形や硬度低下を防止することができる。
If the outer member and the knuckle are joined by laser welding as in the invention described in
また、請求項5に記載の発明のように、前記レーザ溶接がAl−Si系ワイヤーを供給して行われていれば、接合部の材料組成の改善し、接合部に発生する欠陥を防止することができ、良好な接合部を得ることができる。
Moreover, if the laser welding is performed by supplying an Al—Si-based wire as in the invention described in
本発明に係る車輪用軸受装置は、ハブ輪と複列の転がり軸受および等速自在継手がユニット化された車輪用軸受装置であって、懸架装置を構成する軽合金からなるナックルと、外周にこのナックルに取り付けられるための車体フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、および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と、この内側転走面から軸方向に延び、前記ハブ輪に内嵌される中空状の軸部が一体に形成された前記等速自在継手を構成する外側継手部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された車輪用軸受装置において、前記車体取付フランジとナックルとの当接面および外方部材のインナー側の端部とナックルとの嵌合面のうち少なくとも一方が接合により一体に結合されているので、軽量・コンパクト化を図ると共に、温度上昇によってナックルと外方部材の線膨張係数の違いによって生じる軸受クリープを確実に防止すると共に、ナックルと車輪用軸受とのガタを防止し、嵌合部の摩耗・固定不良を解消することができる。 A wheel bearing device according to the present invention is a wheel bearing device in which a hub wheel, a double-row rolling bearing, and a constant velocity universal joint are unitized, and a knuckle made of a light alloy constituting a suspension device, and an outer periphery. A body flange for attaching to the knuckle is integrally formed, an outer member having a double row outer rolling surface formed on the inner periphery, a wheel mounting flange integrally formed at one end, and the compound flange on the outer periphery. One inner rolling surface facing the outer rolling surface of the row, a hub wheel formed with a small-diameter step extending in the axial direction from the inner rolling surface, and the outer rolling surface of the double row on the outer periphery An outer joint member that constitutes the constant velocity universal joint integrally formed with the other inner rolling surface and a hollow shaft portion that extends axially from the inner rolling surface and is fitted into the hub wheel. An inner member, and between the rolling surfaces of the inner member and the outer member. A wheel bearing device in which the hub wheel and the outer joint member are integrally plastically coupled, and a contact surface between the vehicle body mounting flange and the knuckle and an outer surface thereof. At least one of the fitting surfaces between the inner side end of the side member and the knuckle is joined together by bonding, so that the weight expansion and the linear expansion coefficient of the knuckle and the outer member are increased as the temperature rises. The bearing creep caused by the difference between the knuckle and the wheel bearing can be prevented with certainty, and the wear and fixing failure of the fitting portion can be eliminated.
ハブ輪と複列の転がり軸受および等速自在継手がユニット化された車輪用軸受装置であって、懸架装置を構成する軽合金からなるナックルと、外周にこのナックルに取り付けられるための車体フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、および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と、この内側転走面から軸方向に延び、前記ハブ輪に内嵌される中空状の軸部が一体に形成された前記等速自在継手を構成する外側継手部材からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記ハブ輪の内周に硬化した凹凸部が形成されると共に、前記外側継手部材の軸部がこの凹凸部に嵌合され、この嵌合部を拡径させて前記凹凸部に食い込ませて加締め、前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された車輪用軸受装置において、車体取付フランジとナックルとの当接面および外方部材のインナー側の端部とナックルとの嵌合面が摩擦攪拌接合あるいはレーザ溶接により一体に結合されている。 A wheel bearing device in which a hub wheel, a double row rolling bearing and a constant velocity universal joint are unitized, and a knuckle made of a light alloy constituting a suspension device and a body flange to be attached to the knuckle on the outer periphery. An outer member integrally formed with a double row outer rolling surface formed on the inner periphery, and a wheel mounting flange integrally formed at one end and facing the double row outer rolling surface on the outer periphery. An inner rolling surface, a hub wheel formed with a small-diameter step extending in the axial direction from the inner rolling surface, and the other inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery, An inner member comprising an outer joint member that extends in the axial direction from the inner rolling surface and that forms the constant velocity universal joint integrally formed with a hollow shaft portion that is fitted into the hub wheel, and the inner member Double row rolling accommodated between the rolling surfaces of the member and the outer member. And a concavo-convex portion which is hardened on the inner periphery of the hub wheel, and a shaft portion of the outer joint member is fitted into the concavo-convex portion, and the diameter of the fitting portion is expanded to increase the concavo-convex portion. In the wheel bearing device in which the hub wheel and the outer joint member are integrally plastically joined and swaged, the contact surface between the vehicle body mounting flange and the knuckle and the inner side end of the outer member and the knuckle Are fitted together by friction stir welding or laser welding.
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の要部拡大図、図3は、図1の車輪用軸受装置の製造方法を示す説明図、図4は、他の製造方法を示す説明図、図5は、図4の実施態様を示す要部拡大図である。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 an 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 shows a manufacturing method of the wheel bearing device of FIG. FIG. 4 is an explanatory view showing another manufacturing method, and FIG. 5 is an enlarged view of a main part showing the embodiment of FIG. In the following description, the side closer to the outside of the vehicle in the state assembled to the vehicle is referred to as an outer side (left side in the drawing), and the side closer to the center is referred to as an inner side (right side in the drawing).
この車輪用軸受装置は、ハブ輪1と複列の転がり軸受2および等速自在継手3をユニット化して構成され、第4世代と称される構成を備えている。複列の転がり軸受2は、図2に拡大して示すように、一対の外方部材4、4と内方部材5、および両部材間に収容された複列の転動体(ボール)6、6とを備えている。
This wheel bearing device is configured by unitizing the
外方部材4はS53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼で形成され、ナックル7に取り付けられるための車体取付フランジ4bを一体に有し、内周に複列の外側転走面4a、4aが形成されている。そして、これら複列の外側転走面4a、4a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。なお、外方部材4は中炭素鋼に限らず、例えば、炭素量が比較的少ないSCr420やSCM415等の浸炭鋼を例示することができる。
The
内方部材5は、ハブ輪1と、このハブ輪1に内嵌された後述する外側継手部材10とを備えている。ハブ輪1は、アウター側の端部に車輪(図示せず)を取り付けるための車輪取付フランジ8一体に有し、外周に複列の外側転走面4a、4aに対向する一方(アウター側)の内側転走面1aと、この内側転走面1aから軸方向に延びる円筒状の小径段部1bが形成されている。車輪取付フランジ8の周方向等配には車輪を固定するハブボルト8aが植設されている。ハブ輪1はS53C等の炭素0.40〜0.80重量%を含む中炭素鋼で形成され、内側転走面1aをはじめ、車輪取付フランジ8の基部から小径段部1bに亙って高周波焼入れによって表面硬さを58〜64HRCの範囲に硬化処理されている。
The
ここで、ハブ輪1の内周には高周波焼入れによって硬化された凹凸部9が形成されている。この凹凸部9はアヤメローレット状に形成され、旋削等により独立して形成された複数の環状溝と、ブローチ加工等により形成された複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝、あるいは、互いに傾斜した螺旋溝で構成した交叉溝からなる。また、凹凸部9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。
Here, an
等速自在継手3は、図1に示すように、外側継手部材10と継手内輪11、ケージ12、およびトルク伝達ボール13とからなる。外側継手部材10は、カップ状のマウス部14と、このマウス部14の底部をなす肩部15と、この肩部15から軸方向に延びる中空状の軸部16が一体に形成されている。肩部15の外周には、前記外方部材4の複列の外側転走面4a、4aに対向する他方(インナー側)の内側転走面10aが形成されている。また、軸部16には、ハブ輪1の小径段部1bに所定のシメシロを介して円筒嵌合するインロウ部16aと、このインロウ部16aの端部に嵌合部16bがそれぞれ形成されている。
As shown in FIG. 1, the constant velocity
外方部材4と内方部材5のそれぞれの転走面4a、1aと4a、10a間に複列の転動体6、6が収容され、保持器17、17によりこれら複列の転動体6、6が転動自在に保持されている。また、外方部材4と内方部材5との間に形成される環状空間の開口部にはシール18、19が装着され、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。なお、ここでは、複列の転がり軸受2として転動体6にボールを用いた複列アンギュラ玉軸受で構成されたものを例示したが、これに限らず、例えば、転動体に円すいころを用いた複列円すいころ軸受で構成されていても良い。
Double-
ここで、ハブ輪1に外側継手部材10の軸部16が所定のシメシロで圧入され、小径段部1bの端面に外側継手部材10の肩部15が衝合された状態で、嵌合部16bの内径にマンドレル等の拡径治具をアウター側に押し込んで嵌合部16bを拡径し、この嵌合部16bをハブ輪1の凹凸部9に食い込ませて加締め、ハブ輪1と外側継手部材10が一体に塑性結合されている。これにより、軽量・コンパクト化ができると共に、結合部の緩みを防止し、長期間に亙って初期に設定された予圧を維持することができる。なお、ここでは、ハブ輪1と外側継手部材10とが拡径加締によって塑性結合したものを例示したが、ハブ輪と外側継手部材との結合はこれに限らず、例えば、図示はしないが、ハブ輪に外側継手部材が内嵌され、この軸部の端部を径方向外方に塑性変形させる、所謂揺動加締によって両部材を塑性結合するようにしても良い。
Here, in a state where the
符号20はハブ輪1のアウター側の端部に装着されたエンドキャップで、外部から雨水やダスト等が侵入して結合部が発錆するのを防止している。また、符号21は、外側継手部材10の肩部15に内嵌されたエンドキャップで、継手内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から継手内部に雨水やダスト等の異物が侵入するのを防止している。
ナックル7はアルミニウム合金等の軽合金で形成されている。これにより、従来の鋳鉄等に比べ、剛性不足を補うために各部を肉厚に設計したとしてもその重量は半減し、軽量化が達成できる。そして、本実施形態では、図2に示すように、ナックル7と外方部材4が摩擦攪拌接合、所謂FSW(Friction Stir Welding)により一体に接合されている。このFSWは固相接合法の一つで、先端にプローブのある回転子を回転させながら突き合わせ接合部に押込み、摩擦熱によって軟化した部材を攪拌(塑性流動化)して接合するものである。
The
FSWは固相接合であるので、一般的なアーク溶接等と比較して残留応力や接合による変形を抑えることができると共に、その接合部の金属組織が微細結晶組織となって接合部の強度を高めることができる。また、接合される部材の材質は、プローブよりも軟らかい材質であれば良く、接合される部材が、軽合金からなるナックル7と中炭素鋼からなる外方部材4のように異種金属同士の接合も可能と言った特徴を有している。
Since FSW is a solid phase bonding, it can suppress the residual stress and deformation due to bonding compared to general arc welding, etc., and the metal structure of the bonded portion becomes a fine crystal structure to increase the strength of the bonded portion. Can be increased. The material of the member to be joined may be a material softer than the probe, and the members to be joined are joints of different metals such as the
次に、図3を用いてナックル7と外方部材4の接合方法について説明する。
本実施形態では、ナックル7と外方部材4の車体取付フランジ4bおよびインナー側の端部4cが接合されている。まず、ナックル7に外方部材4が内嵌され、車体取付フランジ4bとナックル7とを突合せ状態で当接すると共に、その隅部にピン状のプローブ22aを所定の接触圧で当接させる。プローブ22aは、接合部材、ここでは、外方部材4およびナックル7よりも硬質で、かつ接合時に発生する摩擦熱に耐える耐熱材料からなり、円柱状の回転子22の端部軸線上に突出して一体に形成されている。回転子22を高速回転させることによりこのプローブ22aも高速回転され、接触による摩擦熱により接触部分が軟化可塑化する。さらに、プローブ22aを押付けて当接部の内部に挿入していく。
Next, a method for joining the
In the present embodiment, the
その後、車体取付フランジ4bとナックル7との当接部に沿って周方向にプローブ22aを移動させる。プローブ22aの回転により、プローブ22aとの接触部近傍(接合部23)が摩擦熱によって軟化し、かつ攪拌されると共に、プローブ22aの移動によって、軟化攪拌部分がプローブ22aの進行圧力を受けてプローブ22aの通過した凹所を埋めるようにプローブ22aの進行方向後方へと回り込むように塑性流動する。そして、摩擦熱を急速に失って接合部23が冷却固化される。この状態が順次プローブ22aの移動に伴って繰り返され、車体取付フランジ4bとナックル7との当接部が全周に亙って接合される。
Thereafter, the
他方の接合部24に関しては、まず、外方部材4とナックル7との嵌合面にプローブ25aを所定の接触圧で当接させる。そして、回転子25を高速回転させることによりプローブ25aも高速回転され、摩擦熱により接触部分が軟化可塑化する。さらに、プローブ25aを押付けて当接部の内部に挿入していく。ここでは、プローブ25aが挿入された状態で、回転子25の肩部25bを外方部材4とナックル7の端面に接触させるのが好ましい。これにより、肩部25bの接触によって軟化を促進すると共に、接合中の軟化部分における素材の飛散を抑え、均一な接合部24の表面が得られる。
Regarding the other
その後、外方部材4の端部4cとナックル7との嵌合面に沿って周方向にプローブ25aを移動させることによって、外方部材4の端部4cとナックル7との嵌合面が全周に亙って接合される。なお、ここでは、接合時の熱影響を防止するために、外方部材4の端部4cが軸方向に僅かに延長して形成されていると共に、外方部材4の端部4cとナックル7との嵌合面を効率よく接合するために、それぞれの端面が略面一になるように設定されている。
Thereafter, the
このように、本実施形態では、ナックル7と外方部材4が摩擦攪拌接合により一体に接合されているので、部品点数を削減して軽量・コンパクト化を図ると共に、温度上昇によってナックル7と外方部材4の線膨張係数の違いによって生じる軸受クリープを確実に防止すると共に、ナックル7と外方部材4とのガタを防止し、嵌合部の摩耗・固定不良を解消することができる。また、接合による熱影響を抑え、軸受部の変形や硬度低下を防止することができる。
Thus, in this embodiment, since the
ナックル7と外方部材4は摩擦攪拌接合に限らず、図4に示すように、レーザ溶接により接合しても良い。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機能を有する部位には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
The
まず、ナックル7に外方部材4が内嵌され、車体取付フランジ4bとナックル7とを突合せ状態で当接すると共に、その当接面に集光ユニット26で集光された高エネルギー密度のレーザ光26aを照射し、当接面の表面温度を急激に上昇させて局部的な溶融・凝固を起させる。そして、車体取付フランジ4bとナックル7との当接部に沿って周方向に集光ユニット26を移動させ、車体取付フランジ4bとナックル7との当接部が全周に亙って接合される。なお、レーザ光26aが当接面に入り易くするため、図5(a)に示すように、車体取付フランジ4bとナックル7とを僅かなすきまを介して突合せても良い。また、(b)に示すように、車体取付フランジ4bの外径部を開先形状に形成しても良い。
First, the
そして、外方部材4とナックル7との嵌合面に集光ユニット26を対向させ、レーザ光26aを照射してインナー側の端部4cとナックル7との嵌合面が全周に亙って接合される。これにより、前述した摩擦攪拌接合と同様、溶接による熱影響を抑え、軸受部の変形や硬度低下を防止することができる。なお、接合部27、28は全周に亙って設けるようにしたが、周方向に複数箇所に所定の長さに亙って設けるようにしても良い。これにより、溶接時間を短縮し、溶接による熱影響を最小限に抑制することができる。
And the condensing
ここで、本実施形態では、溶接欠陥が発生しやすい中炭素鋼を含む溶接であるため、高周波誘導加熱によって外方部材4とナックル7との接合面が溶接前に予熱が行われている。この予熱時間は10sec.程度で、予熱温度は、300℃以下、好ましくは、外方部材4の焼戻し温度以下の160〜180℃の範囲に設定するのが良い。この溶接前の予熱によって溶接部の冷却速度を抑えることができ、変態による溶接割れを防止することができる。また、入熱の増加により、溶接時の溶け込みが深くなり、接合部27、28の強度を高めることができる。また、溶接後の接合部27、28の組織の安定化を図るために、焼戻し温度以下で後熱を行うのが好ましい。
Here, in this embodiment, since it is welding including medium carbon steel in which welding defects are likely to occur, the joint surface between the
さらに、本実施形態では、溶接時、レーザ照射により生じたキーホールにワイヤー(図示せず)が供給されている。このワイヤーは、例えば、Si(シリコン)13.3wt%以上のAl−Si系ワイヤーからなる。このようにワイヤーを供給しながら溶接を行うことにより、接合部27、28の材料組成の改善、すなわち、熱膨張係数が低く、延性を与えるSiを溶接部に供給することにより、接合部27、28に発生する割れ等の溶接欠陥を防止することができる。
Furthermore, in this embodiment, a wire (not shown) is supplied to a keyhole generated by laser irradiation during welding. This wire is made of, for example, an Al—Si-based wire of Si (silicon) 13.3 wt% or more. By performing welding while supplying the wire in this way, the material composition of the
なお、接合方法はこれ以下外にも、前述した摩擦攪拌接合をはじめ、電子ビーム溶接やアーク溶接等を例示することができる。但し、このアーク溶接の場合、軸受部への熱影響を防止するため、結合部の全周を接合するのではなく、ポイント溶接が好ましい。 In addition, the joining method can be exemplified by the above-described friction stir welding, electron beam welding, arc welding, and the like. However, in the case of this arc welding, in order to prevent the heat influence on the bearing portion, point welding is preferable instead of joining the entire circumference of the coupling portion.
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、鋼よりも線膨張係数が大きなアルミ合金等の軽合金からなるナックルに複列の転がり軸受がユニット化された第4世代構造の車輪用軸受装置に適用できる。 The wheel bearing device according to the present invention can be applied to a wheel bearing device of a fourth generation structure in which a double row rolling bearing is unitized in a knuckle made of a light alloy such as an aluminum alloy having a larger linear expansion coefficient than steel. .
1・・・・・・・・・・・・ハブ輪
2・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
3・・・・・・・・・・・・等速自在継手
4・・・・・・・・・・・・外方部材
4a・・・・・・・・・・・外側転走面
5・・・・・・・・・・・・内方部材
6・・・・・・・・・・・・転動体
7・・・・・・・・・・・・ナックル
8・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
8a・・・・・・・・・・・ハブボルト
9・・・・・・・・・・・・凹凸部
10・・・・・・・・・・・外側継手部材
11・・・・・・・・・・・継手内輪
12・・・・・・・・・・・ケージ
13・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
14・・・・・・・・・・・マウス部
15、25b・・・・・・・肩部
16・・・・・・・・・・・軸部
16a・・・・・・・・・・インロウ部
16b・・・・・・・・・・嵌合部
17・・・・・・・・・・・保持器
18、19・・・・・・・・シール
20、21・・・・・・・・エンドキャップ
22、25・・・・・・・・回転子
22a、25a・・・・・・プローブ
23、24、27、28・・接合部
26・・・・・・・・・・・集光ユニット
26a・・・・・・・・・・レーザ光
50・・・・・・・・・・・ナックル
50a・・・・・・・・・・側面
51・・・・・・・・・・・嵌合孔
52・・・・・・・・・・・車輪用軸受
53・・・・・・・・・・・外方部材
53a・・・・・・・・・・外側転走面
54・・・・・・・・・・・内輪
54a・・・・・・・・・・内側転走面
55・・・・・・・・・・・ボール
56・・・・・・・・・・・スリーブ
56a・・・・・・・・・・端部
57・・・・・・・・・・・接合部
1 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
Claims (5)
懸架装置を構成する軽合金からなるナックルと、
外周にこのナックルに取り付けられるための車体フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、および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と、この内側転走面から軸方向に延び、前記ハブ輪に内嵌される中空状の軸部が一体に形成された前記等速自在継手を構成する外側継手部材からなる内方部材と、
この内方部材と前記外方部材の両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、
前記ハブ輪と外側継手部材とが一体に塑性結合された車輪用軸受装置において、
前記車体取付フランジとナックルとの当接面および外方部材のインナー側の端部とナックルとの嵌合面のうち少なくとも一方が接合により一体に結合されていることを特徴とする車輪用軸受装置。 A wheel bearing device in which a hub wheel and a double row rolling bearing and a constant velocity universal joint are unitized,
A knuckle made of a light alloy constituting the suspension device;
An outer member integrally having a vehicle body flange to be attached to the knuckle on the outer periphery, and having a double row outer rolling surface formed on the inner periphery;
A wheel mounting flange is integrally formed at one end, 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. A hub wheel, and the other inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery, and a hollow shaft portion extending in an axial direction from the inner rolling surface and fitted into the hub wheel. An inner member composed of an outer joint member constituting the constant velocity universal joint formed integrally;
A double row rolling element housed in a freely rolling manner between the rolling surfaces of the inner member and the outer member;
In the wheel bearing device in which the hub wheel and the outer joint member are integrally plastically coupled,
At least one of the contact surface between the vehicle body mounting flange and the knuckle and the fitting surface between the inner side end of the outer member and the knuckle is integrally joined by bonding. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006085661A JP2007261305A (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Bearing device for wheel |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006085661A JP2007261305A (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Bearing device for wheel |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007261305A true JP2007261305A (en) | 2007-10-11 |
Family
ID=38634740
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006085661A Pending JP2007261305A (en) | 2006-03-27 | 2006-03-27 | Bearing device for wheel |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007261305A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011256937A (en) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | Ntn Corp | Ring member for rolling bearing raceway ring and rolling bearing |
WO2012176772A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | 日本精工株式会社 | Roller bearing unit |
KR101562243B1 (en) | 2015-03-13 | 2015-10-26 | 서진산업 주식회사 | Body mounting structure and manufacturing method thereof |
-
2006
- 2006-03-27 JP JP2006085661A patent/JP2007261305A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011256937A (en) * | 2010-06-09 | 2011-12-22 | Ntn Corp | Ring member for rolling bearing raceway ring and rolling bearing |
CN102933865A (en) * | 2010-06-09 | 2013-02-13 | Ntn株式会社 | Ring member for rolling bearing raceway ring and rolling bearing |
WO2012176772A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-27 | 日本精工株式会社 | Roller bearing unit |
CN103703262A (en) * | 2011-06-21 | 2014-04-02 | 日本精工株式会社 | Roller bearing unit |
US9011015B2 (en) | 2011-06-21 | 2015-04-21 | Nsk Ltd. | Roller bearing unit |
CN103703262B (en) * | 2011-06-21 | 2016-04-13 | 日本精工株式会社 | Roller bearing unit |
KR101562243B1 (en) | 2015-03-13 | 2015-10-26 | 서진산업 주식회사 | Body mounting structure and manufacturing method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007263299A (en) | Manufacturing method of bearing device for wheel | |
JP4146308B2 (en) | Wheel bearing device | |
US20040234182A1 (en) | Bearing device for drive wheel and method of manufacturing the bearing device | |
JP2008064195A (en) | Wheel bearing device | |
JP2007062647A (en) | Bearing device for driving wheel | |
JP2010137676A (en) | Bearing device for drive wheel | |
JP2007261305A (en) | Bearing device for wheel | |
JP4157323B2 (en) | Drive wheel bearing device | |
JP2007261577A (en) | Bearing device for driving wheel and its manufacturing method | |
JP2007263298A (en) | Manufacturing method of bearing device for wheel | |
JP2007225012A (en) | Wheel bearing device | |
JP2007192298A (en) | Bearing device for wheel | |
JP2007270869A (en) | Bearing device for wheel | |
JP2007269099A (en) | Bearing device for wheel | |
JP2010132264A (en) | Bearing device for wheel | |
JP2012035798A (en) | Method for manufacturing bearing device for wheel | |
JP2006052753A (en) | Bearing device for wheel | |
JP2010042733A (en) | Bearing device for driving wheel | |
JP4587205B2 (en) | Axle module | |
JP2007198566A (en) | Wheel bearing device | |
JP2006118611A (en) | Bearing device for wheel | |
JP2004263835A (en) | Bearing device for wheel | |
JP2005119383A (en) | Bearing device for wheel | |
JP2007139073A (en) | Wheel bearing device and its assembling method | |
JP2007186109A (en) | Bearing device for wheel and its manufacturing method |