JP5025925B2

JP5025925B2 - Wheel bearing device

Info

Publication number: JP5025925B2
Application number: JP2005237422A
Authority: JP
Inventors: 啓藤村; 卓也小畑
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-08-18
Filing date: 2005-08-18
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2025-08-18
Also published as: JP2007050767A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the engaging property of serrations of a stud bolt to be fixed to a hub bolt or a vehicle body, and to eliminate a normalizing process. <P>SOLUTION: A bolt press-in hole 18 is provided on a wheel attaching flange 17, and that is adopted to a bearing device for a wheel in which the hub bolt 19 is pressed in. A vehicle body attaching hole 13 of a wheel body attaching flange 12 is made to be a bolt press-in hole, and the stud bolt may be pressed in that. A component such as a hub 14 having the wheel attaching flange 17 is a hot forging article. In the component, a base material part has a standard organization, and an inner surface of the bolt press-in hole 18 is made to be a part 30 of a non-standard organization. The non-standard organization is a minute ferrite-pearlite organization, and obtained by partially being cooled during or at the end of a hot forging process and self-recuperating. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、乗用車用や貨物車用等の高強度化を図った車輪用軸受装置に関する。 The present invention relates to a bearing device for a wheel that has been improved in strength for passenger cars, freight cars, and the like.

車輪用軸受装置において、ハブボルトのセレーションの食い込み性を良くし、ハブボルトがナット締め時に共回りを生じること等がないように、ハブや外輪の全体を焼準処理しているものがある。これは、焼準により組織を微細化し、加工性、つまりハブボルトのセレーションの組み込み性を改善するものである。 In some wheel bearing devices, the entire hub and outer ring are subjected to a normalization process so that the serration of the hub bolt is improved and the hub bolt does not co-rotate when the nut is tightened. This refines the structure by normalization and improves workability, that is, the incorporation of hub bolt serrations.

図１５は、従来の第３世代型の車輪用軸受装置におけるハブの一般的な製造方法の例を示す。同図（Ａ）に示すバー材Ｗ０を所定寸法に切断して、１個のハブの素材となるビレットＷ１を得る（同図（Ｂ））。ビレットＷ１は、熱間鍛造の工程として、複数の工程（鍛造１パス、鍛造２パス、鍛造３パス）を経て、次第にハブの形状に近づけ、最終鍛造工程でハブのおおまかな形状となる鍛造仕上がり品Ｗ４を得る（同図（Ｃ）〜（Ｅ））。 FIG. 15 shows an example of a general manufacturing method of a hub in a conventional third-generation wheel bearing device. The bar material W0 shown in FIG. 6A is cut to a predetermined size to obtain a billet W1 that is a material of one hub (FIG. 5B). The billet W1 is a forging finish in which a plurality of processes (forging 1 pass, forging 2 passes, forging 3 passes) are gradually brought closer to the shape of the hub as a hot forging process, and the hub is roughly shaped in the final forging process. A product W4 is obtained (FIGS. (C) to (E)).

鍛造仕上がり品Ｗ４は、スケール落としのためのショットブラストを行い、必要に応じて焼準または調質を行い（同図（Ｆ））、その後、旋削（同図（Ｇ））、および軌道面等の高周波熱処理（同図（Ｈ））を行う。必要なものは、フランジ面等の二次旋削を行う（同図（Ｉ））。この後、研削を行ってハブ１４を仕上げ、車輪用軸受装置として組み立てる。 Forged finished product W4 is shot blasted for scale reduction, normalized or tempered as necessary (Fig. (F)), then turned (Fig. (G)), raceway surface, etc. Is subjected to high-frequency heat treatment ((H) in the figure). What is necessary is secondary turning of the flange surface, etc. ((I) in the figure). Thereafter, grinding is performed to finish the hub 14, and the wheel bearing device is assembled.

しかし、焼準を行う場合、車輪用軸受装置の工程として、熱処理工程が増加し、生産に手間が掛かるという課題がある。また、鍛造が完了して冷却された後に再度の加熱を行うことになるため、消費エネルギも多くなる。
上記の課題は、主に車輪取付用フランジにおける課題であるが、車輪用軸受装置を車体のナックル等の懸架装置に取付けるための車体取付用フランジについても、ボルトを圧入するものでは、上記と同様な課題がある。 However, when normalization is performed, there is a problem that the heat treatment process increases as a process of the wheel bearing device, and the production takes time. Moreover, since forging is completed and it cools after it is cooled, energy consumption also increases.
The above-mentioned problem is mainly a problem in the wheel mounting flange, but the body mounting flange for mounting the wheel bearing device to the suspension device such as the knuckle of the vehicle body is similar to the above in the case where the bolt is press-fitted. There is a big problem.

この発明の目的は、ハブボルトや車体への固定用のスタッドボルトのセレーションの食い込み性が良く、かつ焼準工程を廃止することができる車輪用軸受装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a wheel bearing device in which the serration of a hub bolt or a stud bolt for fixing to a vehicle body is good and the normalizing process can be eliminated.

この発明の車輪用軸受装置は、複列の転動体を介して互いに回転自在な内方部材および外方部材を有し、前記内方部材および外方部材の一部または全体を構成するいずれかの部品に、車輪取付用または車体取付用のフランジを有し、いずれかのフランジにボルト圧入孔が設けられた車輪用軸受装置において、前記ボルト圧入孔が設けられたフランジを有する部品が鋼材の熱間鍛造品であり、この部品は、母材部分がフェライト・パーライト組織である標準組織であって、この部品の前記ボルト圧入孔の内面が非標準組織の部分とされ、この非標準組織の部分は、前記部品に局部的に設けられたものであり、前記非標準組織が、微細フェライト・パーライト組織であり、前記微細フェライト・パーライト組織はフェライト・パーライト組織の焼準によって得られる組織であることを特徴とする。 The wheel bearing device of the present invention has an inner member and an outer member that are rotatable with respect to each other via a double row of rolling elements, and constitutes a part or the whole of the inner member and the outer member. In the wheel bearing device in which the bolt mounting hole is provided in any one of the flanges, and the part having the flange having the bolt pressing hole is made of a steel material. a hot forged part, this part, the base material portion is a standard organization is a ferrite-pearlite structure, the inner surface of the bolt press-fitting hole of this part is a portion of the non-standard organization, the non-standard organization the part, the are those components provided locally in the non-standard structure is a fine ferrite-pearlite structure, the baked fine ferrite-pearlite structure is a ferrite-pearlite structure Characterized in that it is a tissue obtained by.

前記非標準組織は、例えば、熱間鍛造の工程中または工程の最後に冷却して自己復熱させることで得られた組織である。
具体的には、前記微細フェライト・パーライト組織は、前記熱間鍛造工程の最後に、前記部品に冷媒を浴びせることで部分的に冷却することにより得られる。または、熱間鍛造工程が複数段階の鍛造工程からなる場合に、最終段階の鍛造工程の前に冷却を行い、その後に最終段階の鍛造工程を行うことで微細フェライト・パーライト組織が得られる。 The non-standard structure is, for example, a structure obtained by cooling and self-reheating during the hot forging process or at the end of the process.
Specifically, the fine ferrite / pearlite structure is obtained by partially cooling the part by immersing it in a coolant at the end of the hot forging step. Alternatively, when the hot forging process includes a plurality of forging processes, cooling is performed before the final forging process, and then the final forging process is performed to obtain a fine ferrite / pearlite structure .

この発明の車輪用軸受装置は、前記内方部材が、車輪取付用フランジを有するハブと、このハブの外周に嵌合した内輪とでなり、前記車輪取付用フランジに前記ボルト圧入孔が設けられ、前記ハブの前記ボルト圧入孔の内面が前記非標準組織の部分とされたものであっても良い。 In the wheel bearing device of the present invention, the inner member includes a hub having a wheel mounting flange and an inner ring fitted to the outer periphery of the hub, and the wheel mounting flange is provided with the bolt press-fitting hole. The inner surface of the bolt press-fitting hole of the hub may be a part of the non-standard structure.

また、この発明の車輪用軸受装置は、前記外方部材が車体取付用フランジを有し、前記外方部材の車体取付用フランジに前記ボルト圧入孔が設けられ、前記外方部材の前記ボルト圧入孔の内面が前記非標準組織の部分とされたものであっても良い。 In the wheel bearing device of the present invention, the outer member has a vehicle body mounting flange, the vehicle body mounting flange of the outer member is provided with the bolt press-fitting hole, and the bolt press-fitting of the outer member is performed. The inner surface of the hole may be a portion of the non-standard tissue.

この構成の車輪用軸受装置によると、次の作用が得られる。前記微細フェライト・パーライト組織は、標準組織に比べて組織が微細であり、そのため、ボルト圧入孔の内面が前記非標準組織の部分であると、ボルト首部に設けられるセレーションの食い込み性が良くなる。そのため、ボルト圧入孔に圧入されたボルトが、ナット締め時に共回りを生じることが抑制される。
前記微細フェライト・パーライト組織は焼準組織であるが、部品全体を焼準したものとは異なり、部品に局部的に設けるため、熱間鍛造の工程の工程中または工程の最後に部分的に冷却して自己復熱させることで得られる。そのため、独立した熱処理工程としての焼準工程が廃止でき、工程増の問題が解消される。 According to the wheel bearing device having this configuration, the following effects can be obtained. The fine ferrite / pearlite structure is finer than the standard structure. Therefore, if the inner surface of the bolt press-fitting hole is a part of the non-standard structure, the serration provided on the bolt neck improves. Therefore, it is suppressed that the bolt press-fitted into the bolt press-fitting hole is caused to rotate together when the nut is tightened.
The fine ferrite and pearlite structure is a normalized structure, but unlike the case where the entire part is normalized, it is partially cooled during the hot forging process or at the end of the process because it is locally provided on the part. It can be obtained by self-reheating. Therefore, the normalizing process as an independent heat treatment process can be abolished, and the problem of the process increase is solved.

この発明の車輪用軸受装置において、非標準組織の部分、および標準組織の部分の硬さは、適宜設定すれば良いが、例えば、非標準組織の硬さを２０〜４０ＨＲＣとし、母材部分の硬さを１３〜２５ＨＲＣとしても良い。
非標準組織の部分の硬さの下限は、硬度アップによるボルト圧入孔の強度向上のために、母材硬さの中央程度の値となる２０ＨＲＣ以上、できれば２５ＨＲＣ以上とすることが好ましい。非標準組織の部分の硬さの上限は、被削性確保のために４０ＨＲＣ以下であることが好ましい。
使用材料は炭素鋼（Ｃ量０．４〜０．８％）であるが、Ｓ５３Ｃの場合、標準部分の硬さは、１３〜２５ＨＲＣとなる。ハブボルトの圧入性等を考慮すると、最大で２５ＨＲＣである。 In the wheel bearing device according to the present invention, the hardness of the non-standard structure portion and the standard structure portion may be set as appropriate. For example, the hardness of the non-standard structure is 20 to 40 HRC, The hardness may be 13 to 25 HRC.
The lower limit of the hardness of the non-standard structure portion is preferably 20 HRC or more, preferably 25 HRC or more, which is about the center of the base material hardness, in order to improve the strength of the bolt press-fitting hole by increasing the hardness. The upper limit of the hardness of the non-standard structure portion is preferably 40 HRC or less in order to ensure machinability.
The material used is carbon steel (C content 0.4 to 0.8%), but in the case of S53C, the hardness of the standard part is 13 to 25 HRC. Considering the press fit of the hub bolt, the maximum is 25 HRC.

この発明の車輪用軸受装置は、複列の転動体を介して互いに回転自在な内方部材および外方部材を有し、前記内方部材および外方部材の一部または全体を構成するいずれかの部品に、車輪取付用または車体取付用のフランジを有し、いずれかのフランジにボルト圧入孔が設けられた車輪用軸受装置において、
前記ボルト圧入孔が設けられたフランジを有する部品が鋼材の熱間鍛造品であり、この部品は、母材部分がフェライト・パーライト組織である標準組織であって、この部品の前記ボルト圧入孔の内面が非標準組織の部分とされ、この非標準組織の部分は、前記部品に局部的に設けられたものであり、前記非標準組織が、微細フェライト・パーライト組織であり、前記微細フェライト・パーライト組織はフェライト・パーライト組織の焼準によって得られる組織であるため、組織微細化により、ハブボルトや車体への固定用のスタッドボルトのセレーションの食い込み性が改善され、かつ焼準工程を廃止することができる。 The wheel bearing device of the present invention has an inner member and an outer member that are rotatable with respect to each other via a double row of rolling elements, and constitutes a part or the whole of the inner member and the outer member. In the wheel bearing device having a flange for mounting a wheel or a vehicle body on the parts of the above, and a bolt press-fitting hole provided in any of the flanges,
The bolt press-fitting hole is hot forged part components of steel having a flange provided, but this part is a standard tissue matrix portion is ferrite-pearlite structure, the bolt press-fitting hole of the component the inner surface of the portion of the non-standard organization, part of the non-standard structure, which has provided locally on the component, the non-standard organization is a fine ferrite-pearlite organization, the fine ferrite・ Because the pearlite structure is a structure obtained by normalizing the ferrite and pearlite structures , the refinement of the structure improves the bite of serrations of hub bolts and stud bolts for fixing to the vehicle body, and eliminates the normalization process. be able to.

この発明の第１の実施形態を図１ないし図５と共に説明する。図１は車輪用軸受装置の一例を示しており、この例は第３世代型の従動輪支持用に適用するものである。この車輪用軸受装置は、複列の転動体３を介して互いに回転自在な内方部材１および外方部材２を有し、転動体３は各列毎に保持器４により保持されている。ここで言う複列とは、２列以上のことを言い、３列以上であっても良いが、図示の例では２列とされている。内方部材１および外方部材２は、それぞれ複列の軌道面６，７および軌道面８，９を有している。この車輪用軸受装置は、複列アンギュラ玉軸受型とされていて、転動体３はボールからなり、軌道面６，７は、接触角が外向きとなるように形成されている。内方部材１と外方部材２との間の軸受空間の両端は、シール１０，１１により密封されている。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an example of a wheel bearing device, and this example is applied to support a third generation driven wheel. This wheel bearing device has an inner member 1 and an outer member 2 that are rotatable with respect to each other via a double row of rolling elements 3, and the rolling elements 3 are held by a cage 4 for each row. The term “double row” as used herein refers to two or more rows and may be three or more rows, but in the illustrated example, it is two rows. The inner member 1 and the outer member 2 have double-row raceway surfaces 6 and 7 and raceway surfaces 8 and 9, respectively. This wheel bearing device is a double-row angular contact ball bearing type, the rolling elements 3 are formed of balls, and the raceway surfaces 6 and 7 are formed so that the contact angles are outward. Both ends of the bearing space between the inner member 1 and the outer member 2 are sealed with seals 10 and 11.

外方部材２は、全体が一体の一つの部品からなり、幅方向の任意の位置に車体取付用フランジ１２が設けられている。外方部材２の車体取付用フランジ１２よりもインボード側の外径面部分は、車体の懸架装置となるナックル（図示せず）が嵌合する面となる。なお、この明細書で、車体に取付けた状態で車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車幅方向の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。車体取付用フランジ１２の円周方向の複数箇所には、ボルト挿通孔またはねじ孔からなる車体取付孔１３が設けられている。 The outer member 2 is composed of a single integral part, and a vehicle body mounting flange 12 is provided at an arbitrary position in the width direction. The outer diameter surface portion of the outer member 2 closer to the inboard side than the vehicle body mounting flange 12 is a surface to which a knuckle (not shown) serving as a suspension device of the vehicle body is fitted. In this specification, the side closer to the outer side in the vehicle width direction when attached to the vehicle body is referred to as the outboard side, and the side closer to the center in the vehicle width direction is referred to as the inboard side. At a plurality of locations in the circumferential direction of the vehicle body mounting flange 12, vehicle body mounting holes 13 including bolt insertion holes or screw holes are provided.

内方部材１は、ハブ１４と、このハブ１４の軸部１４ａのインボード側端の外周に嵌合した内輪１５との２つの部品で構成される。これらハブ１４および内輪１５に、内方部材１側の上記各軌道面６，７がそれぞれ形成されている。ハブ１４の軸部１４ａの外周におけるインボード側端には、段差を持って小径となる内輪嵌合面１６が設けられ、この内輪嵌合面１６に内輪１５が嵌合している。内輪１５は、ハブ１４の軸部１４ａのインボード側端を外径側へ加締めた加締部１４ｂによって、ハブ１４に対して軸方向に固定されている。 The inner member 1 is composed of two parts, a hub 14 and an inner ring 15 fitted to the outer periphery of the inboard side end of the shaft portion 14a of the hub 14. The hub 14 and the inner ring 15 are formed with the raceway surfaces 6 and 7 on the inner member 1 side. An inner ring fitting surface 16 having a step and a small diameter is provided at the inboard side end on the outer periphery of the shaft portion 14 a of the hub 14, and the inner ring 15 is fitted to the inner ring fitting surface 16. The inner ring 15 is fixed in the axial direction with respect to the hub 14 by a caulking portion 14b obtained by caulking the inboard side end of the shaft portion 14a of the hub 14 to the outer diameter side.

ハブ１４は、軸部１４ａのアウトボード側端の外周に車輪取付用フランジ１７を有しており、この車輪取付用フランジ１７の円周方向複数箇所に設けられた各ボルト圧入孔１８に、ハブボルト１９が圧入状態に取付けられている。ハブボルト１９は、首部にセレーション１９ａを有している。 The hub 14 has a wheel mounting flange 17 on the outer periphery of the end on the outboard side of the shaft portion 14a. A hub bolt is inserted into each bolt press-fitting hole 18 provided at a plurality of locations in the circumferential direction of the wheel mounting flange 17. 19 is attached in a press-fit state. The hub bolt 19 has a serration 19a at the neck.

ハブ１４の車輪取付用フランジ１７の根元部からは、ハブ１４と同心の円環状のパイロット部２０が突出している。パイロット部２０は、車輪取付用フランジ１７のアウトボード側の側面に重ねて取付けられるブレーキディスクを案内する部分となるブレーキパイロット２０ａと、このブレーキパイロット２０ａよりもアウトボード側に突出するホイールパイロット２０ｂとからなる。なお、パイロット部２０は、円周方向複数箇所に切欠が設けられて複数個に分割されたものであっても良い。 An annular pilot portion 20 concentric with the hub 14 protrudes from the base portion of the wheel mounting flange 17 of the hub 14. The pilot portion 20 includes a brake pilot 20a serving as a portion for guiding a brake disc that is attached to the side surface on the outboard side of the wheel mounting flange 17, and a wheel pilot 20b that protrudes further to the outboard side than the brake pilot 20a. Consists of. The pilot unit 20 may be divided into a plurality of portions provided with notches at a plurality of locations in the circumferential direction.

内方部材１を構成する部品であるハブ１４、内輪１５、および外方部材２は、いずれも鋼材の熱間鍛造品である、このうち、ハブ１４のボルト圧入孔１８の内面が非標準組織の部分とされている。この非標準組織の部分３０は、ハブ１４に局部的に設けられたものであり、車輪取付用フランジ１７におけるボルト圧入孔１８の配列の内径側付近から先端付近までの範囲が、前記非標準組織の部分３０とされている。非標準組織の部分３０は、各ボルト圧入孔１８の周辺のみとしても良い。ハブ１４の母材部分は標準組織である。 The hub 14, inner ring 15, and outer member 2, which are parts constituting the inner member 1, are all hot forged products of steel material. Among these, the inner surface of the bolt press-fitting hole 18 of the hub 14 has a non-standard structure. It is a part of. This non-standard tissue portion 30 is locally provided on the hub 14, and the range from the inner diameter side of the arrangement of the bolt press-fitting holes 18 in the wheel mounting flange 17 to the vicinity of the tip thereof is the non-standard tissue. Part 30. The non-standard tissue portion 30 may be only around the bolt press-fit holes 18. The base material portion of the hub 14 has a standard structure.

非標準組織部分３０の非標準組織は、熱間鍛造工程の途中または最後に、冷媒を浴びせることで、ハブ１４を局部的に冷却することで得た組織であり、微細フェライト・パーライト組織とされる。 The non-standard structure of the non-standard structure portion 30 is a structure obtained by locally cooling the hub 14 by being exposed to a refrigerant during or at the end of the hot forging process, and is a fine ferrite / pearlite structure. The

図３は、ハブ１４の製造工程のうち、熱間鍛造工程を示し、図４はハブ１４の熱間鍛造後の製造工程を示す。
図３（Ａ）に示すように、ハブ１４の１個分の素材となるビレットＷ１が、バー材（図示せず）を定寸に切断することで準備される。このビレットＷ１は、熱間鍛造の工程として、複数の工程、ここでは鍛造１パス、鍛造２パス、鍛造３パスを経て、次第にハブの形状に近づけ、最終鍛造工程（鍛造３パス）で、ハブ１４のおおまかな形状となる鍛造仕上がり品Ｗ４を得る（同図（Ｂ）〜（Ｄ））。 FIG. 3 shows a hot forging process among the manufacturing processes of the hub 14, and FIG. 4 shows a manufacturing process after hot forging of the hub 14.
As shown in FIG. 3A, a billet W1 as a material for one hub 14 is prepared by cutting a bar material (not shown) into a fixed size. The billet W1 is subjected to a plurality of processes as a hot forging process, here, a forging 1 pass, a forging 2 pass, and a forging 3 pass, and gradually approaching the shape of the hub. A forged finished product W4 having a rough shape of 14 is obtained ((B) to (D) in the figure).

鍛造仕上がり品Ｗ４は、図４（Ａ）のように旋削され、軌道面６および内輪嵌合面１６が高周波熱処理される（同図（Ｂ））。この後、軌道面６などの研削が行われる（同図（Ｄ））。必要なものは、研削の前に車輪取付用フランジ１７の表面等の二次旋削が行われる（同図（Ｃ））。軌道面の研削の完了したハブ１４は、車輪用軸受装置に組み立てられる（同図（Ｅ））。 The forged finished product W4 is turned as shown in FIG. 4A, and the raceway surface 6 and the inner ring fitting surface 16 are subjected to high-frequency heat treatment (FIG. 4B). Thereafter, the raceway surface 6 and the like are ground ((D) in the figure). What is required is secondary turning of the surface of the wheel mounting flange 17 and the like before grinding ((C) in the figure). The hub 14 for which the raceway surface has been ground is assembled into a wheel bearing device (FIG. 5E).

ハブ１４の前記非標準組織の部分３０は、図３（Ｄ）に示すように、鍛造工程の終了時に、改質対象箇所に冷媒を部分的に吹き付けることにより改質され、または図３（Ｃ）のように最終鍛造工程（鍛造３パス）の前の鍛造工程（鍛造２パス）の終了後に、改質対象箇所に冷媒を部分的に吹き付けることにより改質される。 As shown in FIG. 3D, the portion 30 of the non-standard structure of the hub 14 is modified by partially blowing a coolant to the modification target portion at the end of the forging process, or FIG. After the forging process (forging 2 pass) before the final forging process (forging 3 pass) as shown in FIG.

冷媒は、液体、そのミストや気体、例えば、油、または低温エアー等が用いられる。また、冷媒には、用途に応じて、潤滑剤、メディア、防錆剤などを混入し、素材の潤滑・離型効果、金型の摩耗防止、冷却効果、鍛造後のショットブラスト等によるスケール落としの省略、防錆効果等を得るようにしても良い。 As the refrigerant, a liquid, its mist or gas, for example, oil, low temperature air or the like is used. Also, depending on the application, lubricants, media, rust preventives, etc. may be mixed in the refrigerant to reduce the scale by material lubrication / mold release effect, mold wear prevention, cooling effect, shot blasting after forging, etc. The omission, the antirust effect, etc. may be obtained.

冷媒の吹き付け時は、全周に均一に冷却が行われるように、ハブ１４となる素材Ｗ３，Ｗ４を、その軸心回りに回転させながら、冷媒を吹き付けても良い。また、素材Ｗ３，Ｗ４は回転させずに、冷媒吹付け装置（図示せず）を回転させても良い。
冷媒の吹き付けは、噴出し孔を多数開けたリング状の冷却ジャケット（図示せず）を使用しても良いし、またハブ１４となる素材Ｗ３，Ｗ４を回転させるのであれば、１箇所のノズルから吹き付けるものであっても良い。 At the time of blowing the refrigerant, the refrigerant may be blown while rotating the materials W3 and W4 serving as the hub 14 around the axis so that the cooling is uniformly performed on the entire circumference. Moreover, you may rotate a refrigerant | coolant spraying apparatus (not shown), without rotating the raw materials W3 and W4.
The coolant may be sprayed by using a ring-shaped cooling jacket (not shown) having a large number of ejection holes, or if the materials W3 and W4 to be the hub 14 are rotated, one nozzle is provided. It may be sprayed from.

冷却時にハブ１４となる素材Ｗ３，Ｗ４を回転させる場合は、縦軸，横軸のどちらでも良い。また、冷媒の噴出し方向も、回転縦軸のときに上向き，下向きのいずれとしても良く、回転横軸のときに横向きの他、いずれの方向としても良い。 When rotating the materials W3 and W4 to be the hub 14 during cooling, either the vertical axis or the horizontal axis may be used. Also, the direction in which the refrigerant is ejected may be either upward or downward when the rotational vertical axis is used, and may be any direction other than the horizontal direction when the rotational horizontal axis is used.

冷却時のハブ１４となる素材Ｗ３，Ｗ４の保持方法は、冷却部が均一に冷却されるのを阻害しなければ良く、軸部１４ａの保持、車輪取付用フランジ１７の外径部の保持、パイロット部２０の外径部または内径部の保持等としても良い。ハブ１４が、後に図７に示す駆動輪用のように中心に貫通孔２１を有するものである場合は、この貫通孔２１をガイドとしてセンタリング保持するようにしても良い。 The method of holding the materials W3 and W4 that will become the hub 14 during cooling may be as long as it does not hinder the cooling part from being uniformly cooled, holding the shaft part 14a, holding the outer diameter part of the wheel mounting flange 17, The outer diameter portion or inner diameter portion of the pilot portion 20 may be retained. When the hub 14 has a through hole 21 at the center as in the case of the drive wheel shown in FIG. 7 later, the hub 14 may be centered and held using the through hole 21 as a guide.

冷却により、非標準組織部分３０の組織を、前記微細フェライト・パーライト組織とするには、図５に示す冷却曲線の冷却方法が採用される。
図５において、横軸は時間の経過を、縦軸は温度を示す。図中のＡ₃は、Ａ₃変態点となる温度、Ａ₁はＡ₁変態点となる温度である。Ｍ_sはマルテンサイト・スタート・ポイントであり、Ｍ_fはマルテンサイト・フィニッシュ・ポイントである。
素材となる鋼材は、例えばＳ５３Ｃ等のＣ量が０．４〜０．８％の炭素鋼である。 In order to change the structure of the non-standard structure portion 30 to the fine ferrite / pearlite structure by cooling, the cooling method of the cooling curve shown in FIG. 5 is adopted.
In FIG. 5, the horizontal axis indicates the passage of time, and the vertical axis indicates the temperature. In the figure, A ₃ is the temperature that becomes the A ₃ transformation point, and A ₁ is the temperature that becomes the A ₁ transformation point. M _s is the martensite start point and M _f is the martensite finish point.
The steel material used as the material is carbon steel having a C content of 0.4 to 0.8%, such as S53C.

図５において、曲線(0) に示すように、部品を鍛造温度Ｔ１（Ａ₃変態点よりも高い）から単に空冷すると、従来の鍛造による組織である標準組織、すなわちフェライト・パーライト組織となる。 5, as shown by the curve (0), when simply cooled from forging the component temperature T1 (A greater than ₃ transformation point), the standard organization is a tissue of the conventional forging, that is, a ferrite-pearlite structure.

曲線(1) は、非標準組織として微細フェライト・パーライト組織を得る場合の冷却曲線である。熱間鍛造工程の最後、つまり熱間鍛造を終えて冷却されるまでの間に、図３（Ｄ）のように冷媒を浴びせることで改質対象の部品（素材）を部分的に冷却し、冷却時間を制限して、冷却後に自己復熱させることにより、前記非標準組織として微細フェライト・パーライト組織が得られる。微細フェライト・パーライト組織は、焼準によって得られる組織、つまり焼準組織である。 Curve (1) is a cooling curve when a fine ferrite / pearlite structure is obtained as a non-standard structure. Until the end of the hot forging process, that is, until the hot forging is finished and cooling, the component (material) to be reformed is partially cooled by being exposed to a coolant as shown in FIG. By limiting the cooling time and allowing self-recuperation after cooling, a fine ferrite and pearlite structure can be obtained as the non-standard structure. The fine ferrite pearlite structure is a structure obtained by normalization, that is, a normalization structure.

曲線(2) は、非標準組織として微細フェライト・パーライト組織を得る場合の別の冷却曲線を示す。この場合、図３のように熱間鍛造工程が複数段階の鍛造工程からなるときに、最終段階の鍛造工程（図３（Ｄ））の前（図３（Ｃ））に、部品（素材Ｗ３）の一部または全体の冷却を行い、その後に最終段階の鍛造工程（図３（Ｄ））を行う。最終鍛造工程は、前記冷却の後の自己復熱の途中などで行われる。これにより、冷却後に鍛造工程の一つが加わることで、動的な歪みが与えられ、微細フェライト・パーライト組織が得られる。 Curve (2) shows another cooling curve when a fine ferrite / pearlite structure is obtained as a non-standard structure. In this case, as shown in FIG. 3, when the hot forging process is composed of a plurality of forging processes, the component (material W3) is placed before the final forging process (FIG. 3D) (FIG. 3C). ) Is partially or wholly cooled, and then the final forging step (FIG. 3D) is performed. The final forging step is performed during the self-recuperation after the cooling. Thus, by adding one of the forging steps after cooling, dynamic strain is given and a fine ferrite / pearlite structure is obtained.

この構成の車輪用軸受装置によると、次の作用効果が得られる。前記微細フェライト・パーライト組織は、標準組織に比べて組織が微細であり、そのため、ボルト圧入孔１８の内面が前記非標準組織の部分３０であると、ハブボルト１９の首部に設けられるセレーション１９ａの食い込み性が良くなる。そのため、ボルト圧入孔１８に圧入されたハブボルト１９が、ナット締め時に共回りを生じることが抑制される。
前記微細フェライト・パーライト組織は焼準組織であるが、ハブ１４の全体を焼準したものとは異なり、ハブ１４に局部的に設けるため、前述のように熱間鍛造の工程の工程中または工程の最後に部分的に冷却して自己復熱させることで得られる。そのため、独立した熱処理工程としての焼準工程が廃止でき、工程増の問題が解消される。 According to the wheel bearing device of this configuration, the following effects can be obtained. The fine ferrite pearlite structure is finer than the standard structure. Therefore, if the inner surface of the bolt press-fitting hole 18 is the portion 30 of the non-standard structure, the serration 19a provided at the neck of the hub bolt 19 bites. Sexuality is improved. Therefore, it is suppressed that the hub bolt 19 press-fitted into the bolt press-fitting hole 18 is caused to rotate together when the nut is tightened.
The fine ferrite pearlite structure is a normalized structure. However, unlike the case where the entire hub 14 is normalized, the fine ferrite pearlite structure is locally provided on the hub 14, and therefore, during the hot forging process or the process as described above. It is obtained by partially cooling and self-recovering at the end of the process. Therefore, the normalizing process as an independent heat treatment process can be abolished, and the problem of the process increase is solved.

図６は、この発明における他の実施形態を示す。この実施形態は、図１ないし図５と共に説明した第１の実施形態において、非標準組織とする部分３０を増やしたものである。この実施形態では、外方部材２の車体取付用フランジ１２に設けられた車体取付孔１３がボルト圧入孔とされ、この孔１３にスタッドボルト４１が圧入される。スタッドボルト４１は、首部にセレーション４１ａが設けられている。前記車体取付用フランジ１２におけるボルト圧入孔である車体取付孔１３の内面が、非標準組織の部分３０とされている。この例においても、非標準組織の部分３０は、外方部材２に局部的に設けられたものであって、車体取付用フランジ１２における車体取付孔１３の配列の内径側付近から先端付近までの範囲が、前記非標準組織の部分３０とされている。非標準組織の部分３０は、各車体取付孔１３の周辺のみとしても良い。ハブ１４の母材部分は標準組織である。その他の構成は第１の実施形態と同様である。 FIG. 6 shows another embodiment of the present invention. This embodiment is obtained by increasing the number of non-standard tissue portions 30 in the first embodiment described with reference to FIGS. In this embodiment, the vehicle body mounting hole 13 provided in the vehicle body mounting flange 12 of the outer member 2 is a bolt press-fitting hole, and the stud bolt 41 is press-fitted into the hole 13. The stud bolt 41 is provided with a serration 41a at the neck. An inner surface of the vehicle body mounting hole 13 which is a bolt press-fitting hole in the vehicle body mounting flange 12 is a non-standard tissue portion 30. Also in this example, the non-standard tissue portion 30 is locally provided on the outer member 2 and extends from the vicinity of the inner diameter side of the arrangement of the vehicle body mounting holes 13 in the vehicle body mounting flange 12 to the vicinity of the tip. The range is the non-standard tissue portion 30. The non-standard tissue portion 30 may be only around the vehicle body mounting holes 13. The base material portion of the hub 14 has a standard structure. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

この実施形態の場合、車体取付用フランジ１２におけるボルト圧入孔である車体取付孔１３において、組織微細化により、スタッドホルト４１のセレーション４１ａの食い込み性が良くなり、かつ同目的の外方部材２の焼準工程が廃止できる。 In the case of this embodiment, in the vehicle body mounting hole 13 which is a bolt press-fitting hole in the vehicle body mounting flange 12, the serration 41a of the stud halt 41 is improved by the fine structure, and the outer member 2 of the same purpose is improved. Normalization process can be abolished.

図７ないし図１４は、それぞれこの発明の他の実施形態を示す。これらの各実施形態においても、ハブ１４の車輪取付用フランジ１７におけるボルト圧入孔１８の内面を非標準組織の部分３０とすることで、組織微細化により、ハブホルト１９のセレーション１９ａの食い込み性が良くなり、ハブ１４、並びに同目的の外方部材２の焼準工程が廃止できる。図１４の実施形態では、外方部材２におけるボルト圧入孔１８の内面を非標準組織の部分３０とすることで、組織微細化により、ハブボルト１９のセレーション１９ａの食い込み性が良くなり、外方部材２の焼準工程が廃止できる。
なお、これら図７ないし図１４の実施形態のうち、車体取付用フランジ１２を有するもの（図７、図８、図９、図１３の各例）においては、車体取付用フランジ１２における車体取付孔１３をボルト圧入孔とする場合に、その車体取付孔１３の内面を前記非標準組織の部分３０とした場合は、組織微細化により、スタッドボルト４１（図６）のセレーション４１ａの食い込み性が良くなり、外方部材２の焼準工程が廃止できる。
なお、これらの各実施形態において、特に説明した事項の他は、図１ないし図５と共に説明した第１の実施形態と同じであり、対応部分には同一符号を付してその重複する説明を省略する。 7 to 14 each show another embodiment of the present invention. Also in each of these embodiments, the inner surface of the bolt press-fitting hole 18 in the wheel mounting flange 17 of the hub 14 is a non-standard tissue portion 30, so that the serrations 19a of the hub holt 19 are better bitten by finer structure. Thus, the normalizing process of the hub 14 and the outer member 2 having the same purpose can be eliminated. In the embodiment of FIG. 14, the inner surface of the bolt press-fitting hole 18 in the outer member 2 is a non-standard tissue portion 30, so that the serration 19 a of the hub bolt 19 is improved by the finer structure, and the outer member is improved. 2 normalization process can be abolished.
Of the embodiments shown in FIGS. 7 to 14, those having the vehicle body mounting flange 12 (examples of FIGS. 7, 8, 9, and 13) have a vehicle body mounting hole in the vehicle body mounting flange 12. If the inner surface of the vehicle body mounting hole 13 is the non-standard structure portion 30 when the bolt 13 is a bolt press-fitting hole, the serration 41a of the stud bolt 41 (FIG. 6) is better bitten by finer structure. Thus, the normalizing process of the outer member 2 can be abolished.
In each of these embodiments, the matters other than those specifically described are the same as those of the first embodiment described with reference to FIGS. 1 to 5, and the corresponding parts are denoted by the same reference numerals and redundant description thereof is provided. Omitted.

図７は、図１の実施形態における車輪用軸受装置を、駆動輪支持用としたものである。この実施形態では、ハブ１４が中心部に貫通孔２１を有している。その他の構成は、図１の例と同様である。 FIG. 7 shows the wheel bearing device in the embodiment of FIG. 1 for driving wheel support. In this embodiment, the hub 14 has a through hole 21 at the center. Other configurations are the same as in the example of FIG.

図８の車輪用軸受装置は、駆動輪支持用の円すいころ軸受型のものであって、内方部材１が、ハブ１４と、このハブ１４の軸部１４ａの外周に嵌合した複列の内輪１５とからなる。ハブ１４は車輪取付用フランジ１７を有している。内輪１５は各列毎に設けられている。外方部材２は一つの１体の部品からなり、車体取付用フランジ１２を有している。この車輪用軸受装置は、内輪１５、外方部材２、および転動体３等からなる複列軸受からなる完成品の軸受とは別部品としてハブ１４が設けられている。 The wheel bearing device of FIG. 8 is of a tapered roller bearing type for supporting a drive wheel, and the inner member 1 is a double row in which the hub 14 and the outer periphery of the shaft portion 14a of the hub 14 are fitted. It consists of an inner ring 15. The hub 14 has a wheel mounting flange 17. The inner ring 15 is provided for each row. The outer member 2 is made up of a single component and has a vehicle body mounting flange 12. In this wheel bearing device, a hub 14 is provided as a separate part from a finished product bearing composed of a double row bearing composed of an inner ring 15, an outer member 2, a rolling element 3, and the like.

図９は、図８の例の車輪用軸受装置を従動輪支持用としたものであり、ハブ１４は中央の貫通孔２１を有しないものとされている。また、内輪１５は、ハブ１４の加締部１４ｂによってハブ１４に固定されている。その他の構成は、図８の例と同じである。 FIG. 9 shows the wheel bearing device in the example of FIG. 8 for supporting the driven wheel, and the hub 14 does not have the central through hole 21. Further, the inner ring 15 is fixed to the hub 14 by a caulking portion 14 b of the hub 14. Other configurations are the same as the example of FIG.

図１０の車輪用軸受装置は、駆動輪支持用のアンギュラ玉軸受型のものであって、内方部材１が、ハブ１４と、このハブ１４の軸部１４ａの外周に嵌合した複列の内輪１５とからなる。内輪１５は各列毎に設けられていて、インボード側の内輪１５の方が、アウトボード側の内輪１５よりも、厚さおよび軸方向寸法が大きいものとされている。また、内輪１５は、ハブ１４に設けられた加締部１４ｂでハブ１４に軸方向に固定されている。外方部材２は、一つの一体の部品からなり、外径面は全体に渡って円筒状面とされ、図１の例における車体取付用フランジ１２は有していない。 The wheel bearing device of FIG. 10 is of an angular ball bearing type for driving wheel support, and the inner member 1 is a double row in which the inner member 1 is fitted to the outer periphery of the hub 14 and the shaft portion 14a of the hub 14. It consists of an inner ring 15. The inner ring 15 is provided for each row, and the inner ring 15 on the inboard side is larger in thickness and axial dimension than the inner ring 15 on the outboard side. The inner ring 15 is fixed to the hub 14 in the axial direction by a caulking portion 14 b provided on the hub 14. The outer member 2 is composed of one integral part, and the outer diameter surface is a cylindrical surface throughout, and does not have the vehicle body mounting flange 12 in the example of FIG.

図１１は、図１０の例の車輪用軸受装置を従動輪支持用としたものであり、ハブ１４は中央の貫通孔２１を有しないものとされている。その他の構成は図８の例と同じである。 FIG. 11 shows the wheel bearing device in the example of FIG. 10 for supporting the driven wheel, and the hub 14 does not have the central through-hole 21. Other configurations are the same as those in the example of FIG.

図１２の車輪用軸受装置は、図１０の車輪用軸受装置と同じく、内方部材１が、ハブ１４と、このハブ１４の軸部１４ａの外周に嵌合した複列の内輪１５とからなる。外方部材２は一つの一体の部品からなるものであって、車体取付用フランジ１２を有しないものとされている。この例では、２個の内輪１５は同じ大きさとされ、内輪１５のハブ１４に対する軸方向の固定は、加締によらずに、ハブ１４に結合される等速ジョイント（図示せず）で行われる。 The wheel bearing device of FIG. 12 includes the hub 14 and a double row of inner rings 15 fitted on the outer periphery of the shaft portion 14a of the hub 14 as in the wheel bearing device of FIG. . The outer member 2 is composed of one integral part and does not have the vehicle body mounting flange 12. In this example, the two inner rings 15 are the same size, and the inner ring 15 is fixed in the axial direction to the hub 14 by a constant velocity joint (not shown) coupled to the hub 14 without caulking. Is called.

図１３の車輪用軸受装置は、第４世代型のものであり、内方部材１が、ハブ１４と、等速ジョイント３１の一方の継手部材である継手外輪３２とで構成され、ハブ１４および継手外輪３２に各列の軌道面６，７が形成されている。外方部材２は一つの部品からなり、車体取付用フランジ１２を有している。 The wheel bearing device of FIG. 13 is of the fourth generation type, and the inner member 1 is composed of a hub 14 and a joint outer ring 32 which is one joint member of the constant velocity joint 31. The joint outer ring 32 is formed with raceway surfaces 6 and 7 in each row. The outer member 2 is made of one component and has a vehicle body mounting flange 12.

図１４の車輪用軸受装置は、第２世代型の外輪回転タイプのものであり、外方部材２が車輪取付用フランジ１７を有し、内方部材１は、複列の内輪１５からなる。 The wheel bearing device of FIG. 14 is of the second generation type outer ring rotating type, the outer member 2 has a wheel mounting flange 17, and the inner member 1 is composed of double rows of inner rings 15.

この発明の第１の実施形態に係る車輪用軸受装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the wheel bearing apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 同車輪用軸受装置のハブの断面図である。It is sectional drawing of the hub of the bearing apparatus for wheels. 同車輪用軸受装置のハブの鍛造工程の工程説明図である。It is process explanatory drawing of the forge process of the hub of the bearing apparatus for wheels. 同車輪用軸受装置のハブの鍛造後の工程の工程説明図である。It is process explanatory drawing of the process after the forge of the hub of the bearing apparatus for wheels. 熱間鍛造された部品の各種非標準組織を得る冷却曲線の説明図である。It is explanatory drawing of the cooling curve which obtains various non-standard structure | tissues of the hot forged components. この発明の他の実施形態に係る車輪用軸受装置の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the bearing device for wheels concerning other embodiments of this invention. この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。It is sectional drawing of the wheel bearing apparatus which concerns on other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。It is sectional drawing of the wheel bearing apparatus which concerns on other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。It is sectional drawing of the wheel bearing apparatus which concerns on other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。It is sectional drawing of the wheel bearing apparatus which concerns on other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。It is sectional drawing of the wheel bearing apparatus which concerns on other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。It is sectional drawing of the wheel bearing apparatus which concerns on other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。It is sectional drawing of the wheel bearing apparatus which concerns on other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。It is sectional drawing of the wheel bearing apparatus which concerns on other embodiment of this invention. 従来の車輪用軸受装置のハブの鍛造工程およびその後の工程を示す工程説明図である。It is process explanatory drawing which shows the forge process of the hub of the conventional wheel bearing apparatus, and a subsequent process.

Explanation of symbols

１…内方部材（部品）
２…外方部材（部品）
３…転動体
６〜９…軌道面
１２…車体取付用フランジ
１３…車体取付孔（ボルト圧入孔）
１４…ハブ（部品）
１５…内輪（部品）
１７…車輪取付用フランジ
１８…ボルト圧入孔
１９…ハブボルト
１９ａ…セレーション
３０…非標準組織となる部分
４１…スタッドボルト
４１ａ…セレーション 1 ... Inner member
2. Outer member (component)
3 ... rolling elements 6-9 ... raceway surface 12 ... body mounting flange 13 ... body mounting hole (bolt press-fit hole)
14 ... Hub (parts)
15 ... Inner ring (parts)
17 ... Wheel mounting flange 18 ... Bolt press-fit hole 19 ... Hub bolt 19a ... Serration 30 ... Non-standard part 41 ... Stud bolt 41a ... Serration

Claims

An inner member and an outer member that are rotatable with respect to each other via a double row of rolling elements, and a part for or a part of the inner member and the outer member is attached to a wheel attachment or a vehicle body. In a wheel bearing device having a flange for mounting and a bolt press-fitting hole provided in any of the flanges,
The bolt press-fitting hole is hot forged part components of steel having a flange provided, but this part is a standard tissue matrix portion is ferrite-pearlite structure, the bolt press-fitting hole of the component The non-standard texture portion is locally provided on the part, the non-standard texture is a fine ferrite pearlite structure, and the fine ferrite A bearing device for a wheel , wherein the pearlite structure is a structure obtained by normalizing a ferrite pearlite structure .

In Claim 1 , the said inward member consists of a hub which has a wheel mounting flange, and an inner ring fitted to the outer periphery of this hub, the bolt mounting hole is provided in the wheel mounting flange, A wheel bearing device in which an inner surface of the bolt press-fitting hole is a part of the non-standard structure.

3. The outer member according to claim 1 , wherein the outer member has a body mounting flange, the body mounting flange of the outer member is provided with the bolt press-fitting hole, and the bolt press-fitting hole of the outer member is provided. A wheel bearing device whose inner surface is a part of the non-standard structure.

The wheel bearing device according to any one of claims 1 to 3, wherein a hardness of the non-standard tissue portion is 20 to 40 HRC and a hardness of the base material portion is 13 to 25 HRC.