JP2004268645A

JP2004268645A - Rolling bearing unit for wheel supporting

Info

Publication number: JP2004268645A
Application number: JP2003059284A
Authority: JP
Inventors: Yuji Nakamura; 雄二中村
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-06
Also published as: JP4032999B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a rotating side flange 15 from being deformed accompanying the fixing of a wheel 1 to the rotating side flange 15 by fastening a nut 10, and in addition, to prevent juddering from occurring at the time of braking by suppressing the shaking of a rotor 2 which is fixed to the rotating side flange 15. <P>SOLUTION: For this rolling bearing unit for wheel supporting, a quenchcured layer 30 is formed at a section which is located on the internal surface of a rotating side flange 15 and receives a force applied in the direction shown by arrow α accompanying the fastening of the nut 10. As a result, the deformation of the rotating side flange 15 can be suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の車輪並びにロータ或はドラム等の制動用回転体を支持する車輪支持用転がり軸受ユニットの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車輪を構成するホイール１、及び、制動装置であるディスクブレーキを構成する、制動用回転体であるロータ２は、例えば図８に示す様な構造により、懸架装置を構成するナックル３に回転自在に支承している。即ち、このナックル３に形成した円形の支持孔４部分に、本発明の対象となる車輪支持用転がり軸受ユニット５を構成する外輪６を、複数本のボルト７により固定している。一方、上記車輪支持用転がり軸受ユニット５を構成する、特許請求の範囲に記載した内輪であると同時に回転側軌道輪であるハブ８に上記ホイール１及びロータ２を、複数本のスタッド９とナット１０とにより結合固定している。
【０００３】
上記外輪６の内周面には複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂを、外周面には固定側フランジ１２を、それぞれ形成している。この様な外輪６は、この固定側フランジ１２を上記ナックル３に、上記各ボルト７で結合する事により、このナックル３に対し固定している。
【０００４】
これに対して、上記ハブ８は、ハブ本体１３と内輪１４とを組み合わせて成る。このうちのハブ本体１３の外周面の一部で、上記外輪６の外端開口（軸方向に関して外とは、自動車への組み付け状態で幅方向外側となる部分を言い、図１、３、５〜８の左側。反対に、自動車への組み付け状態で幅方向中央側となる、図１、３、５〜８の右側を、軸方向に関して内と言う。本明細書全体で同じ。）から突出した部分には、特許請求の範囲に記載したフランジである回転側フランジ１５を形成している。上記ホイール１及びロータ２はこの回転側フランジ１５の片側面（図示の例では外側面）に、上記各スタッド９とナット１０とにより、結合固定している。
【０００５】
又、上記ハブ本体１３の中間部外周面で、上記複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂのうちの外側の外輪軌道１１ａに対向する部分には、第一の内輪軌道１７を、上記ハブ本体１３に対し直接形成している。更に、上記ハブ本体１３の内端部外周面に形成した小径段部１８に上記内輪１４を外嵌固定して、上記ハブ８を構成している。そして、この内輪１４の外周面に形成した第二の内輪軌道１９を、上記複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂのうちの内側の外輪軌道１１ｂに対向させている。
【０００６】
これら各外輪軌道１１ａ、１１ｂと第一、第二の各内輪軌道１７、１９との間には、それぞれが転動体である玉２０、２０を複数個ずつ、それぞれ保持器２１、２１により保持した状態で転動自在に設けている。この構成により、背面組み合わせである複列アンギュラ型の玉軸受を構成し、上記外輪６の内側に上記ハブ８を、回転自在に、且つ、ラジアル荷重及びスラスト荷重を支承自在に支持している。尚、上記外輪６の両端部内周面と、上記ハブ本体１３の中間部外周面及び上記内輪１４の内端部外周面との間には、それぞれシールリング２２ａ、２２ｂを設けて、上記各玉２０、２０を設けた内部空間と外部とを遮断している。更に、図示の例は、駆動輪（ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、４ＷＤ車の全輪）用の車輪支持用転がり軸受ユニット５である為、上記ハブ本体１３の中心部に、スプライン孔２３を形成している。そして、このスプライン孔２３に、等速ジョイント２４のスプライン軸２５を挿入している。
【０００７】
上述の様な車輪支持用転がり軸受ユニット５の使用時には、図８に示す様に、外輪６をナックル３に固定すると共に、ハブ本体１３の回転側フランジ１５に、図示しないタイヤを組み合わせたホイール１及びロータ２を固定する。又、このうちのロータ２と、上記ナックル３に固定した、図示しないサポート及びキャリパとを組み合わせて、制動用のディスクブレーキを構成する。制動時には、上記ロータ２を挟んで設けた１対のパッドをこのロータ２の制動用摩擦面である両側面に押し付ける。尚、本明細書中で制動用摩擦面とは、制動用回転体がロータである場合には、このロータの軸方向両側面を言い、制動用回転体がドラムである場合には、このドラムの内周面を言う。
【０００８】
又、上述の様な車輪支持用転がり軸受ユニット５のハブ８を構成するハブ本体１３の要部を焼き入れ硬化する事が、例えば特許文献１、２に記載される等により、従来から知られている。これら各特許文献１、２に記載された車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、ハブ本体の回転側フランジの内側面基部乃至小径段部に掛けての部分を焼き入れ硬化している。そして、走行時に加わるモーメント荷重に対する、上記回転フランジの強度を向上させると共に、上記ハブ本体の外周面各部の耐摩耗性及び転がり疲れ寿命の向上を図っている。
【０００９】
一方、自動車の制動時にしばしば、ジャダーと呼ばれる、不快な騒音を伴う振動が発生する事が知られている。この様な振動の原因としては、ロータ２の側面とパッドのライニングとの摩擦状態の不均一等、各種の原因が知られているが、上記ロータ２の振れも、大きな原因となる事が知られている。即ち、このロータ２の側面はこのロータ２の回転中心に対して、本来直角となるべきものであるが、不可避な製造誤差等により、完全に直角にする事は難しい。この結果、自動車の走行時に上記ロータ２の側面は、多少とは言え、回転軸方向（図８の左右方向）に振れる事が避けられない。この様な振れ（図８の左右方向への変位量）が大きくなると、制動の為に１対のパッドのライニングを上記ロータ２の両側面に押し付けた場合に、上記ジャダーが発生する。又、上記回転側フランジ１５の側面にドラムブレーキを構成するドラムを固定した場合に、このドラムの内周面がドラムの回転中心に対して完全に平行でなければ、シューをこの内周面に押し付けた場合に、やはりジャダーの如き振動が発生する。
【００１０】
この様な原因で発生するジャダーを抑える為には、上記ロータ２の側面の軸方向の振れ（アキシアル振れ）、又はドラムの内周面の径方向の振れを抑える（小さくする）事が重要となる。そして、この振れを抑える為には、上記ハブ本体１３の回転中心に対する回転側フランジ１５の取付面２６（上記ロータ２を取り付ける面）の直角度を向上させる事が重要となる。この為に従来から、特許文献３、４等に記載されている様に、車輪支持用転がり軸受ユニットの構成各部材を組み立てた後、回転側フランジの取付面を加工する事により、この取付面の直角度を向上させる技術が知られている。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−２１８５８号公報
【特許文献２】
特開２００２−８７００８号公報
【特許文献３】
米国特許第６，０７１，１８０号明細書
【特許文献４】
米国特許第６，３６４，４２６号明細書
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献３、４等に記載されている様な技術により上記取付面２６の直角度を向上させれば、上記ジャダーの発生を相当程度低減できると考えられる。但し、上記特許文献３、４等に記載されている様な技術により上記取付面２６の直角度を向上させても、この取付面２６にホイール１及びロータ２を支持固定するのに伴ってこの取付面２６が歪んだ場合には、このロータ２の側面が軸方向に振れるのを必ずしも十分に抑えられず、上記ジャダーの発生防止の効果が損なわれる。
【００１３】
上記ホイール１及びロータ２を上記取付面２６に支持固定するのに伴ってこの取付面２６が歪むのを防止する為には、この取付面２６を備えた回転側フランジ１５の硬度を高くする事が考えられる。この回転側フランジ１５の一部（内側面基端部）を焼き入れ硬化する技術は、特許文献１、２にも記載されているが、これら各特許文献１、２に記載された従来技術は、上記回転側フランジ１５の内側面基端部を焼き入れ硬化するに留まり、上記ホイール１及びロータ２を上記取付面２６に支持固定する際に応力が加わる部分の変形防止を考慮したものではない。
【００１４】
一方、単に上記ホイール１及びロータ２を上記取付面２６に支持固定する際に応力が加わる部分の変形防止を図る為、この取付面２６を焼き入れ硬化すると、上記回転側フランジ１５の靱性を確保する事が難しくなる。この理由は、上記取付面２６を焼き入れ硬化すると、この取付面２６部分に形成された焼き入れ硬化層と、シールリング２２ａとの摺動に伴う摩耗防止、或は曲げモーメントに対する疲労強度向上を目的として上記回転側フランジ１５の内側面基端部に形成した焼き入れ硬化層とが、近接乃至は連続する為である。周知の様に、焼き入れ硬化層は、焼き入れしていない（生の）部分に比べて靱性が低く、亀裂損傷が発生し易い。従って、上記回転側フランジ１５の内外両側面に焼き入れ硬化層を形成する事は好ましくない。
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットは、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットは、前述した従来から知られている車輪支持用転がり軸受ユニットと同様に、外周面に複列の内輪軌道を有する内輪と、内周面に複列の外輪軌道を有し、この内輪の周囲にこの内輪と同心に配置された外輪と、上記各内輪軌道と上記各外輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ、転動自在に設けられた転動体とを備える。
そして、上記内輪と上記外輪とのうちで使用時に回転する回転側軌道輪の外周面に形成したフランジの側面に、制動用回転体とホイールとをねじ杆部材により結合固定された状態で使用される。
特に、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、上記フランジのうちで上記ねじ杆部材の周囲に位置し、このねじ杆部材の緊締に伴って上記ホイールの一部により押圧される部分とこのねじ杆部材の軸方向に関して重畳する部分のうちの少なくとも一部に、焼き入れ硬化層を形成している。
【００１６】
【作用】
上述の様に構成する本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、ねじ杆部材の緊締に伴ってホイールの一部により押圧される部分とこのねじ杆部材の軸方向に関して重畳する部分のうちの少なくとも一部に形成された焼き入れ硬化層の存在に基づき、上記ねじ杆部材の緊締に伴って回転側フランジが歪みにくくなる。この為、この回転側フランジに支持固定した制動用回転体の被制動面に振れが発生しにくくなり、制動時に於けるジャダーの発生防止を有効に図れる。
又、上記焼き入れ硬化層を上記回転側フランジの内側面側に形成する為、この回転側フランジの靱性を確保して、この回転側フランジを含む回転側軌道輪に、亀裂損傷を発生しにくいままにできる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、請求項１、２、４に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。ハブ本体１３の外周面外端寄り部分に設けた回転側フランジ１５の一部に複数（乗用車用の場合、一般的には４〜６個所）の取付孔１６を、円周方向に関して等間隔に形成している。そして、これら各取付孔１６に、ねじ杆部材である各スタッド９の中間部基端寄り部分を嵌合固定している。これら各スタッド９には、基端部に外向フランジ状の鍔部２７を、中間部基端寄り部分にセレーション部２８を、中間部乃至先端部に雄ねじ部２９を、それぞれ形成している。この様な各スタッド９は、上記各取付孔１６に上記回転側フランジ１５の内側から外側に向け、上記雄ねじ部２９を先にして挿通し、上記セレーション部２８を上記取付孔１６に圧入すると共に上記鍔部２７を上記回転側フランジ１５の内側面に当接させた状態で、この回転側フランジ１５に、回転を阻止した状態で固定している。
【００１８】
本例の場合、上記回転側フランジ１５の内面の内径寄り部分に焼き入れ硬化層３０を、高周波焼き入れ処理により、全周に亙って形成している。この焼き入れ硬化層３０の外径Ｄ_３０は、前述の特許文献１、２に記載された構造に於ける焼き入れ硬化層の外径よりも十分に大きくしている。そして、後述する様な、ナット１０の緊締に伴って上記回転側フランジ１５に加わる荷重を、上記焼き入れ硬化層３０により支承できる様にしている。この為に本発明の場合には、上記外径Ｄ_３０を、ホイール１に形成した各円すい状凹面３５の内接円の直径Ｒ_３５よりも大きく（Ｄ_３０＞Ｒ_３５）している。更に本例の場合には、上記外径Ｄ_３０を、上記鍔部２７を収納する為に上記回転側フランジ１５の内側面複数個所に、上記各取付孔１６と同心に形成した座ぐり部３１の内接円の直径Ｒ_３１よりも大きく（Ｄ_３０＞Ｒ_３１）している。尚、上記焼き入れ硬化層３０の厚さ（内側面からの深さ）は、上記回転側フランジ１５の靱性を確保しつつこの回転側フランジ１５の変形を防止する面から規制するが、一般的な乗用車用の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合で、１〜４ｍｍ程度とする。
【００１９】
上記焼き入れ硬化層３０は、上記回転側フランジ１５の内側面基部乃至小径段部に掛けての部分と同時に焼き入れ硬化する。即ち、本例の場合も、シールリング２２ａのシールリップの先端縁が摺接する上記内側面基部、第一の内輪軌道１７部分、小径段部１８（図８参照）を、摩耗防止、或は転がり疲れ寿命確保の面から焼き入れ硬化する。上記焼き入れ硬化層３０を形成する為の熱処理（焼き入れ、焼き戻し処理）は、これら各部と同時に行なう。本例の場合、上記焼き入れ硬化層３０は、円周方向に関して対称な形状にしている為、焼き入れの為の熱処理は、加熱コイルを固定したまま、前記ハブ本体１３をその中心軸を中心として回転させる事により、容易に行なえる。しかも、上記加熱コイルと、焼き入れすべき上記ハブ本体１３の表面との距離の不均一に基づく焼きむらの発生を防止できて、良質の焼き入れ硬化層３０を得られる。
【００２０】
又、前述の様にして上記回転側フランジ１５に固定した上記各スタッド９により、この回転側フランジ１５に、ホイール１とロータ２とを結合固定している。このうちのロータ２は、上記ハブ本体１３の外周面で上記回転側フランジ１５の外側に隣接する部分に形成した円筒面部３２に外嵌して径方向に関する位置決めを図っている。そして、この状態で、上記ロータ２に形成した通孔３３に、上記各スタッド９を挿通している。
【００２１】
又、上記ホイール１は、鋼板にプレス加工を施す事により、或は軽合金を鋳造する事により、或は軽合金に鍛造加工を施す事により造られたもので、上記各スタッド９に整合する部分に、それぞれ通孔３４を形成している。上記ホイール１の内側面でこれら各通孔３４の周囲部分は、上記鋼板を曲げ形成する事により、或は軽合金の一部に肉盗みの如き凹部を形成する事により、摺鉢状の円すい状凹面３５を形成している。これら各円すい状凹面３５は、上記ホイール１を上記回転側フランジ１５に取り付ける際に、上記各通孔３４に上記各スタッド９を挿通する作業の容易化を図る案内の為と、これら各スタッド９に螺合し更に緊締したナット１０の緩み止めを図るべく、ばね作用を持たせる為とに設けている。
【００２２】
上述の様なホイール１を上記回転側フランジ１５に結合固定するには、上記各スタッド９の先半部を上記各通孔３４に挿通し、これら各スタッド９の雄ねじ部２９に螺合したナット１０を緊締する。このナット１０の緊締の結果、上記ホイール１の内面で上記各円すい状凹面３５の周縁部分が上記ロータ２の内径寄り部分の外側面に当接し、図１に矢印α、αで示す様に、当該部分を軸方向内方に向け強く押圧する。図２の鎖線γは、この矢印α、αで示す様に、上記各円すい状凹面３５の周縁部分が上記回転側フランジ１５の外側面を押圧する（範囲のうちの内周縁）部分を表している。これに対して、前記鍔部２７が上記回転側フランジ１５の一部を、図１に矢印βで示す様に、軸方向外方に向け強く押圧する。尚、上記鍔部２７が上記回転側フランジ１５の一部を押圧する位置は前記取付孔１６の周囲部分であるが、上記矢印βは、上記鍔部１７に基づく力が作用する中心に記載している。
【００２３】
この様な矢印α、βで示した、逆方向に作用する力により、上記回転側フランジ１５の一部で上記各取付孔１６の周囲部分に、この周囲部分を折り曲げる方向の力が作用する。この力により上記回転側フランジ１５の上記各取付孔１６の周囲部分が変形すると、この回転側フランジ１５に結合固定した前記ロータ２の両側面が前記ハブ本体１３の回転に伴って軸方向に振れ、前述した様なジャダーが発生する。これに対して本例の場合には、上記各円すい状凹面３５の周縁部分から上記矢印α、αで示す方向に作用する力の一部が、前記焼き入れ硬化層３０部分で支承される。この焼き入れ硬化層３０を形成した部分は、硬度が高く、外力により変形しにくい為、上記矢印α、αで示す方向に作用する力のうちの多くの部分が、上記焼き入れ硬化層３０部分で支承される事になる。即ち、本例の場合には、上記矢印α、α方向に力が作用する部分と、前記各スタッド９の軸方向に関して重畳する部分の一部（回転側フランジ１５の内径寄り部分）に、上記焼き入れ硬化層３０を形成している。
【００２４】
この様に構成している為、上記矢印α、α方向に作用する力のうち、上記焼き入れ硬化層３０に向いた一部を除く残部は、焼き入れ硬化層を形成していない（生のままの）、比較的軟らかい部分に作用する。この軟らかい部分にのみ力が作用した場合には、この軟らかい部分が変形し、上記ジャダーの発生に結び付くが、本例の場合には、この軟らかい部分だけでなく、上記焼き入れ硬化層３０部分にも同時に力が加わる。そして、この焼き入れ硬化層３０部分が上記力に対して突っ張る事で上記軟らかい部分に作用する力を軽減し、この軟らかい部分が変形する事を防止する。この結果、上記回転側フランジ１５のうちで、上記各取付孔１６の周囲部分の変形が抑えられて、上記ジャダーの発生を防止できる。
【００２５】
又、上記焼き入れ硬化層３０は、摩耗防止及び曲げ剛性確保の為に上記回転側フランジ１５の内側面基部に設けた焼き入れ硬化層と同じ側に設けている。従って、この回転側フランジ１５に、焼き入れ硬化していない（生の）部分を十分に残せる。この結果、この回転側フランジ１５の靱性を十分に確保し、前記ハブ本体１３に衝撃荷重が加わった場合にも、この回転側フランジ１５に割れ等の損傷が発生する事を有効に防止できる。又、ハブ本体１３を焼き入れ硬化する際には、熱処理に伴う変形を生じる事が避けられない。この熱処理変形により、上記回転側フランジ１５の外側面である取付面２６が歪むと、上記ジャダーの原因となる。これに対して本例の場合には、この取付面２６を焼き入れ硬化していない（取付面２６は比較的軟らかいままである）為、上記焼き入れ硬化層３０を形成する作業を含め、上記ハブ本体１３に熱処理を施した後、上記取付面２６に、旋盤等による仕上加工を容易に施せる。この為、上記ハブ本体１３の回転に伴う上記取付面２６のアキシアル振れを僅少に抑えた（振れ精度の良好な）車輪支持用転がり軸受ユニットを、低コストで得られる。
【００２６】
次に、図３〜４は、請求項１、２、５に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、焼き入れ硬化層３０ａを、ねじ杆部材であるスタッド９の全周を囲む位置に形成している。この為に本例の場合には、鎖線γで示した、各円すい状凹面３５の周縁部分が回転側フランジ１５の外側面を押圧する（範囲のうちの内周縁）部分を、全周に亙ってバックアップできる。
【００２７】
この様な本例の場合には、上記焼き入れ硬化層３０ａを形成する作業が面倒になるが、上記回転側フランジ１５の変形を抑えて制動時にジャダーが発生するのを防止する効果は、上述した第１例の場合よりも良好になる。その他の部分の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様であるから、同様部分に関する図示並びに説明は省略する。
【００２８】
次に、図５〜６は、請求項１、３、５に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、ハブ本体１３の外周面に形成した回転側フランジ１５の一部に複数（乗用車用の場合、一般的には４〜６個所）のねじ孔３６を、円周方向に関して等間隔に形成している。そして、これら各ねじ孔３６に、それぞれがねじ杆部材である各ボルト３７の先端部に形成した雄ねじ部３８を螺合し更に緊締している。
【００２９】
この様な本例の場合には、上記回転側フランジ１５の内側面に、全面に亙って焼き入れ硬化層３０ｂを形成している。この様に広い範囲に亙って焼き入れ硬化層３０ｂを形成する理由は、本例の構造の場合には、前述の図１〜２に示した様に、ねじ杆部材がスタッド９である場合に比較して、上記各ボルト３７の緊締に伴って上記回転側フランジ１５に大きな曲げ応力が加わる為である。この点に就いて、以下に説明する。
【００３０】
上記回転側フランジ１５を変形させようとする曲げ応力は、上記各ボルト３７の雄ねじ部３８と上記各ねじ孔３６との螺合部に図６の矢印β方向に加わる力と、ホイール１の内側面に形成した円すい状凹面３５の周縁部からロータ２を介して図６の矢印α、α方向に加わる力とに基づくモーメントとして発生する。そして上記曲げ応力の大きさは、上記両方向の力の作用点同士の間の距離に比例して大きくなる。前述の図１〜２に示した構造の場合、上記作用点間の距離Ｌ_０は、鍔部２７と円すい状凹面３５の周縁との間の径方向距離であるのに対して、本例の場合、上記作用点間の距離Ｌ_１は、上記螺合部と円すい状凹面３５の内周縁との間の径方向距離になる。図１の距離Ｌ_０と図６の距離Ｌ_１とを比較すれば明らかな通り、本例の場合には、この作用点間の距離Ｌ_１が大きく（Ｌ_１＞Ｌ_０）、上記回転側フランジ１５を変形させようとする曲げ応力が大きくなる。そこで、上述の様に、広い範囲に亙って焼き入れ硬化層３０ｂを形成して、上記回転側フランジ１５の変形防止を図っている。
【００３１】
尚、本例の様に広い範囲に亙って上記焼き入れ硬化層３０ｂを形成する場合、この焼き入れ硬化層３０ｂの硬度を高くし過ぎ、その結果上記各ねじ孔３６部分の追従性が悪化すると、このねじ孔３６と上記各ボルト３７の雄ねじ部３８との馴染み性が悪化する。そして、これら各ボルト３７の雄ねじ部３８或は上記各ねじ孔３６の一部に過大な応力が発生し、当該部分の耐久性が損なわれる可能性がある。そこで本例の場合には、上記焼き入れ硬化層３０ｂの硬度をＨｖ４００〜５００程度に抑える。但し、その場合でも、この焼き入れ硬化層３０ｂの内径側に連続し、シールリング２２ａのシールリップ（図８参照）の先端縁と摺接する、上記回転側フランジ１５の内側面基端部の硬度は、Ｈｖ５６０〜８００程度とする。この理由は、この回転側フランジ１５の曲げ強度、並びに、当該部分の耐摩耗性を確保する為である。尚、この様に各部の硬度を異ならせるには、上記回転側フランジ１５の内側面を、その基端部を含めて焼き入れした後、上記焼き入れ硬化層３０ｂ部分に施す焼き戻し処理（テンパー処理）の温度を、上記内径側に連続する部分に施す焼き戻し処理の温度よりも高くする。
【００３２】
次に、図７は、請求項１、３、４に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、上述した第３例の場合と同様に、回転側フランジ１５の一部に形成した複数のねじ孔３６に、それぞれがねじ杆部材である各ボルト３７の先端部に形成した雄ねじ部３８を螺合し更に緊締している。但し、本例の場合には、前述した第１例の場合と同様に焼き入れ硬化層３０ｃを、上記回転側フランジ１５の径方向に関して、上記各ボルト３７の中心よりも内径側部分にのみ形成している。
【００３３】
この様な本例の場合には、上記ボルト３７の緊締に伴って上記回転側フランジ１５が変形するのを防止する効果は、上述した第３例の場合に比べて若干劣るが、上記焼き入れ硬化層３０ｃの加工作業が容易になる。その他の部分の構成及び作用は、上述した第３例、或は前述した第１例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。
【００３４】
尚、図示の例は何れも、駆動輪用の車輪支持用転がり軸受ユニットで、懸架装置に対し支持固定された外輪の内径側で、内輪であるハブが回転する構造に本発明を適用した場合に就いて示した。但し、本発明は、駆動輪用に限らず、従動輪（ＦＲ車及びＲＲ車の前輪、ＦＦ車の後輪）用の車輪支持用転がり軸受ユニットにも適用される。そして、従動輪用の車輪支持用転がり軸受ユニットのうちで、内輪回転型は勿論、懸架装置に支持された状態で回転しない内輪の周囲に、外輪であるハブを回転自在に支持する、外輪回転型の車輪支持用転がり軸受ユニットに本発明を適用する事もできる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットは、以上に述べた通り構成され作用するので、車輪をハブの外周面に設けたフランジに固定するのに伴って、このフランジが変形する事を有効に防止できる。そして、このフランジに支持固定した制動用回転体の振れを防止して、制動時に発生する不快な騒音や振動を十分に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、図８のＡ部に相当する断面図。
【図２】回転側フランジ及びスタッドを取り出して図１の右方から見た図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す、図８のＡ部に相当する断面図。
【図４】回転側フランジのみを取り出して図３の右方から見た図。
【図５】本発明の実施の形態の第３例を、懸架装置への組み付け状態で示す断面図。
【図６】図５のＢ部拡大図。
【図７】本発明の実施の形態の第４例を示す、図６と同様の図。
【図８】本発明の対象となる車輪支持用転がり軸受ユニットの組み付け状態の１例を示す断面図。
【符号の説明】
１ホイール
２ロータ
３ナックル
４支持孔
５車輪支持用転がり軸受ユニット
６外輪
７ボルト
８ハブ
９スタッド
１０ナット
１１ａ、１１ｂ外輪軌道
１２固定側フランジ
１３ハブ本体
１４内輪
１５回転側フランジ
１６取付孔
１７第一の内輪軌道
１８小径段部
１９第二の内輪軌道
２０玉
２１保持器
２２ａ、２２ｂシールリング
２３スプライン孔
２４等速ジョイント
２５スプライン軸
２６取付面
２７鍔部
２８セレーション部
２９雄ねじ部
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ焼き入れ硬化層
３１座ぐり部
３２円筒面部
３３通孔
３４通孔
３５円すい状凹面
３６ねじ孔
３７ボルト
３８雄ねじ部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a wheel-supporting rolling bearing unit that supports a rotating body for braking such as a vehicle wheel and a rotor or a drum.
[0002]
[Prior art]
A wheel 1 constituting a wheel of an automobile and a rotor 2 serving as a rotating body for braking constituting a disc brake serving as a braking device are rotated by a knuckle 3 constituting a suspension device, for example, by a structure as shown in FIG. It is freely supported. That is, the outer ring 6 constituting the wheel supporting rolling bearing unit 5 to which the present invention is applied is fixed to the circular support hole 4 formed in the knuckle 3 by a plurality of bolts 7. On the other hand, the wheel 1 and the rotor 2 are mounted on a hub 8 which is an inner ring and a rotating raceway ring as described in the claims, which constitutes the rolling bearing unit 5 for supporting the wheel, and a plurality of studs 9 and nuts. 10 and fixed.
[0003]
Double rows of outer raceways 11a and 11b are formed on the inner peripheral surface of the outer race 6, and fixed-side flanges 12 are formed on the outer peripheral surface. Such an outer ring 6 is fixed to the knuckle 3 by connecting the fixed flange 12 to the knuckle 3 with the bolts 7.
[0004]
On the other hand, the hub 8 is formed by combining the hub body 13 and the inner ring 14. Of these, a portion of the outer peripheral surface of the hub body 13 is an outer end opening of the outer ring 6 (the term "outside in the axial direction" means a portion which is outward in the width direction when assembled to an automobile; 1, 3 and 5-8, which is the center in the width direction when assembled to an automobile, is referred to as "inward in the axial direction. The same applies throughout the present specification." The rotating side flange 15, which is the flange described in the claims, is formed in the portion described above. The wheel 1 and the rotor 2 are fixedly connected to one side surface (outside surface in the illustrated example) of the rotating flange 15 by the studs 9 and the nuts 10.
[0005]
On the outer peripheral surface of the intermediate portion of the hub main body 13, a portion of the outer raceway 11 a, 11 b facing the outer raceway 11 a on the outer side is provided with a first inner raceway 17 on the hub body 13. On the other hand, it is formed directly. Further, the inner ring 14 is externally fitted and fixed to a small-diameter stepped portion 18 formed on the outer peripheral surface of the inner end portion of the hub main body 13 to constitute the hub 8. The second inner raceway 19 formed on the outer peripheral surface of the inner race 14 faces the inner outer raceway 11b of the double row outer raceways 11a and 11b.
[0006]
Between these outer raceways 11a, 11b and the first and second inner raceways 17, 19, a plurality of balls 20, 20, each of which is a rolling element, are held by holders 21, 21, respectively. It is provided so that it can roll freely in the state. With this configuration, a double-row angular contact type ball bearing as a rear combination is formed, and the hub 8 is supported inside the outer ring 6 so as to be rotatable and capable of supporting a radial load and a thrust load. Seal rings 22a and 22b are provided between inner peripheral surfaces of both ends of the outer ring 6 and outer peripheral surfaces of an intermediate portion of the hub body 13 and an inner end of the inner ring 14, respectively. The interior space provided with 20, 20 is shielded from the outside. Further, the illustrated example is a wheel supporting rolling bearing unit 5 for driving wheels (rear wheels of FR and RR vehicles, front wheels of FF vehicles, and all wheels of 4WD vehicles). , A spline hole 23 is formed. The spline shaft 25 of the constant velocity joint 24 is inserted into the spline hole 23.
[0007]
When the above-described rolling bearing unit 5 for supporting a wheel is used, as shown in FIG. 8, the outer ring 6 is fixed to the knuckle 3 and the wheel 1 in which a tire (not shown) is combined with the rotating flange 15 of the hub body 13. And the rotor 2 is fixed. The rotor 2 is combined with a support and a caliper (not shown) fixed to the knuckle 3 to form a disc brake for braking. At the time of braking, a pair of pads provided so as to sandwich the rotor 2 is pressed against both side surfaces of the rotor 2 which are friction surfaces for braking. In the present specification, the friction surface for braking refers to both axial sides of the rotor when the rotating body for braking is a rotor, and the drum when the rotating body for braking is a drum. Of the inner circumference.
[0008]
Also, hardening and hardening of the main part of the hub body 13 constituting the hub 8 of the wheel supporting rolling bearing unit 5 as described above is conventionally known, for example, as described in Patent Documents 1 and 2. ing. In the case of the rolling bearing units for wheel support described in these Patent Documents 1 and 2, the portion of the hub body that extends from the inner surface base to the small-diameter step portion of the rotating flange of the hub body is quenched and hardened. In addition to improving the strength of the rotating flange against the moment load applied during traveling, the wear resistance and the rolling fatigue life of each part of the outer peripheral surface of the hub main body are improved.
[0009]
On the other hand, it is known that vibrations accompanied by unpleasant noise, often called judder, occur when braking a vehicle. Various causes are known as the cause of such vibration, such as uneven friction between the side surface of the rotor 2 and the pad lining, but the runout of the rotor 2 is also known to be a major cause. Have been. That is, although the side surface of the rotor 2 should be perpendicular to the center of rotation of the rotor 2, it is difficult to make the side surface completely perpendicular due to unavoidable manufacturing errors. As a result, it is unavoidable that the side surface of the rotor 2 swings in the direction of the rotation axis (the left-right direction in FIG. 8) when the vehicle is running. When such deflection (the amount of displacement in the left-right direction in FIG. 8) increases, the judder occurs when the linings of a pair of pads are pressed against both side surfaces of the rotor 2 for braking. Further, when a drum constituting a drum brake is fixed to the side surface of the rotating side flange 15 and the inner peripheral surface of the drum is not completely parallel to the rotation center of the drum, the shoe is attached to the inner peripheral surface. When pressed, vibration like a judder also occurs.
[0010]
In order to suppress the judder generated by such a cause, it is important to suppress (reduce) the axial runout (axial runout) of the side surface of the rotor 2 or the radial runout of the inner peripheral surface of the drum. Become. In order to suppress the run-out, it is important to improve the perpendicularity of the mounting surface 26 of the rotating flange 15 (the surface on which the rotor 2 is mounted) to the center of rotation of the hub body 13. For this reason, as described in Patent Documents 3 and 4, etc., after assembling the components of the rolling bearing unit for supporting a wheel, the mounting surface of the rotating flange is machined to obtain the mounting surface. There is known a technique for improving the squareness.
[0011]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-21858 [Patent Document 2]
JP 2002-87008 A [Patent Document 3]
US Pat. No. 6,071,180 [Patent Document 4]
US Pat. No. 6,364,426
[Problems to be solved by the invention]
It is considered that the generation of the judder can be considerably reduced by improving the perpendicularity of the mounting surface 26 by a technique as described in Patent Documents 3 and 4, and the like. However, even if the perpendicularity of the mounting surface 26 is improved by the technique described in Patent Documents 3 and 4, etc., the wheel 1 and the rotor 2 are supported and fixed to the mounting surface 26, When the mounting surface 26 is distorted, it is not always possible to sufficiently suppress the side surface of the rotor 2 from swaying in the axial direction, and the effect of preventing the occurrence of the judder is impaired.
[0013]
In order to prevent the mounting surface 26 from being distorted as the wheel 1 and the rotor 2 are supported and fixed to the mounting surface 26, the hardness of the rotating flange 15 provided with the mounting surface 26 should be increased. Can be considered. The technology of quenching and hardening a part of the rotating side flange 15 (the base end portion on the inner surface) is also described in Patent Documents 1 and 2, but the conventional technology described in each of Patent Documents 1 and 2 is not described. However, it does not merely quench and harden the base end portion of the inner surface of the rotating side flange 15, and does not take into account the prevention of deformation of a portion to which stress is applied when the wheel 1 and the rotor 2 are supported and fixed to the mounting surface 26. .
[0014]
On the other hand, when the mounting surface 26 is quenched and hardened in order to simply prevent deformation of a portion to which stress is applied when the wheel 1 and the rotor 2 are supported and fixed to the mounting surface 26, the toughness of the rotating flange 15 is secured. It becomes difficult to do. The reason for this is that, when the mounting surface 26 is quenched and hardened, the hardened layer formed on the mounting surface 26 and the seal ring 22a are prevented from abrasion caused by sliding and the fatigue strength against bending moment is improved. This is because the hardened hard layer formed on the inner surface base end of the rotating side flange 15 is close to or continuous with the object. As is well known, the hardened hardened layer has lower toughness and is more susceptible to crack damage than the unhardened (raw) portion. Therefore, it is not preferable to form a hardened hardened layer on both the inner and outer surfaces of the rotating flange 15.
The rolling bearing unit for supporting a wheel of the present invention has been invented in view of such circumstances.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The rolling bearing unit for supporting a wheel of the present invention includes an inner ring having a double-row inner raceway on the outer peripheral surface and a double-row outer ring on the inner peripheral surface, similarly to the above-described conventionally known rolling bearing unit for supporting a wheel. An outer ring having a raceway and being arranged concentrically with the inner ring around the inner ring, and a plurality of rolling elements provided between the inner raceways and the outer raceways, each of which is rotatably provided. Prepare.
Then, the rotating body for braking and the wheel are used in a state where the rotating body for braking and the wheel are coupled and fixed by a screw rod member to the side surface of a flange formed on the outer peripheral surface of the rotating raceway ring which rotates during use among the inner ring and the outer ring. You.
In particular, in the rolling bearing unit for supporting a wheel of the present invention, a portion of the flange that is located around the screw rod member and is pressed by a part of the wheel as the screw rod member is tightened. A hardened hardened layer is formed on at least a part of the portion overlapping in the axial direction of the screw rod member.
[0016]
[Action]
In the case of the rolling bearing unit for supporting a wheel of the present invention configured as described above, a portion pressed by a part of the wheel in accordance with the tightening of the screw rod member and a portion overlapping with respect to the axial direction of the screw rod member. Due to the presence of the hardened hardened layer formed on at least a part of them, the rotation side flange is less likely to be distorted with the tightening of the screw rod member. For this reason, the braking surface of the braking rotator supported and fixed to the rotating flange is less likely to oscillate, and the occurrence of judder during braking can be effectively prevented.
Further, since the hardened hardened layer is formed on the inner side of the rotating flange, the toughness of the rotating flange is ensured, and the rotating race including the rotating flange is less likely to be cracked. You can leave it.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 and 2 show a first example of an embodiment of the present invention corresponding to claims 1, 2, and 4. FIG. A plurality of (in general, four to six, in the case of a passenger car) mounting holes 16 are provided at a part of the rotating side flange 15 provided at a portion near the outer end of the outer peripheral surface of the hub body 13 at equal intervals in the circumferential direction. Has formed. Then, a portion of each stud 9 which is a screw rod member near the base end is fitted and fixed to each of the mounting holes 16. Each of these studs 9 has an outward flange-shaped flange portion 27 at the base end, a serration portion 28 at a portion near the base end of the middle portion, and a male screw portion 29 at the middle to distal ends. Each of such studs 9 is inserted into each of the mounting holes 16 from the inside of the rotary side flange 15 to the outside, with the male screw portion 29 being inserted first, and the serration portion 28 is press-fitted into the mounting hole 16. In a state where the flange portion 27 is in contact with the inner side surface of the rotation side flange 15, the flange portion 27 is fixed to the rotation side flange 15 in a state where rotation is prevented.
[0018]
In the case of this example, a hardened hardened layer 30 is formed over the entire circumference by a high-frequency hardening process in a portion near the inner diameter of the inner surface of the rotating side flange 15. The outer diameter D ₃₀ of the quench hardened layer 30 is sufficiently larger than the outer diameter of at quenching the cured layer to the described structure in Patent Documents 1 and 2 described above. Then, a load applied to the rotating side flange 15 due to the tightening of the nut 10 as described later can be supported by the hardened hardened layer 30. In the case of the present invention to this purpose, the outer diameter _{D 30,} is made larger than the diameter _{R 35} of the inscribed circle of the conical concave 35 formed on the wheel _{_{1 (D 30> R 35)}} . Further, in the case of the present embodiment, the outer diameter D ₃₀ is provided at a plurality of locations on the inner side surface of the rotary flange 15 for accommodating the flange portion 27 by a counterbore 31 formed concentrically with the mounting holes 16. It is larger _(D _{30> R 31)} than the diameter _{R 31} of the inscribed circle of. The thickness (depth from the inner side) of the hardened hardened layer 30 is regulated from the aspect of preventing the deformation of the rotating side flange 15 while securing the toughness of the rotating side flange 15. In the case of a rolling bearing unit for supporting a wheel for a passenger car, the thickness is about 1 to 4 mm.
[0019]
The quench-hardened layer 30 is quench-hardened simultaneously with the portion of the rotation-side flange 15 extending from the inner surface base to the small diameter step. That is, also in the case of the present embodiment, the inner surface base, the first inner raceway 17 portion, and the small-diameter stepped portion 18 (see FIG. 8) on which the leading edge of the seal lip of the seal ring 22a is slidably contact are used to prevent wear or rolling. Hardens and hardens to ensure fatigue life. The heat treatment (quenching and tempering) for forming the hardened hardened layer 30 is performed simultaneously with each of these parts. In the case of this example, the quenching hardened layer 30 has a symmetrical shape in the circumferential direction, so that the heat treatment for quenching is performed while the heating coil is fixed and the hub main body 13 is centered on the center axis thereof. It can be done easily by rotating as In addition, it is possible to prevent the occurrence of unevenness due to unevenness in the distance between the heating coil and the surface of the hub body 13 to be quenched, thereby obtaining a hardened hardened layer 30 of good quality.
[0020]
The wheels 1 and the rotor 2 are fixedly connected to the rotating side flange 15 by the studs 9 fixed to the rotating side flange 15 as described above. Of these, the rotor 2 is externally fitted to a cylindrical surface portion 32 formed on a portion of the outer peripheral surface of the hub main body 13 adjacent to the outside of the rotating side flange 15 to perform positioning in the radial direction. In this state, the studs 9 are inserted into the through holes 33 formed in the rotor 2.
[0021]
The wheel 1 is made by pressing a steel plate, by casting a light alloy, or by forging a light alloy, and is aligned with each of the studs 9. A through hole 34 is formed in each part. The inner peripheral surface of each of the through holes 34 on the inner surface of the wheel 1 is formed by bending the steel plate or by forming a concave portion such as a thief in a part of the light alloy to form a cone-shaped cone. A concave surface 35 is formed. These conical concave surfaces 35 are used for guiding the studs 9 into the through holes 34 when the wheel 1 is mounted on the rotating side flange 15 and for facilitating the work of inserting the studs 9. In order to prevent loosening of the nut 10 which has been screwed into and further tightened, the nut 10 is provided with a spring action.
[0022]
To connect and fix the wheel 1 to the rotating flange 15 as described above, the first half of each of the studs 9 is inserted into each of the through holes 34, and a nut screwed into the male thread portion 29 of each of the studs 9. Tighten 10. As a result of the tightening of the nut 10, the peripheral portion of each of the conical concave surfaces 35 on the inner surface of the wheel 1 comes into contact with the outer surface of the portion closer to the inner diameter of the rotor 2 as shown by arrows α and α in FIG. The part is strongly pressed inward in the axial direction. A chain line γ in FIG. 2 indicates a portion where the peripheral portion of each of the conical concave surfaces 35 presses the outer surface of the rotary side flange 15 (the inner peripheral edge of the range) as indicated by the arrows α and α. I have. On the other hand, the flange portion 27 strongly presses a part of the rotary side flange 15 outward in the axial direction as shown by an arrow β in FIG. The position at which the flange 27 presses a part of the rotating flange 15 is around the mounting hole 16, but the arrow β is shown at the center where the force based on the flange 17 acts. ing.
[0023]
Due to the forces acting in the opposite directions indicated by the arrows α and β, a force acting in a direction to bend these peripheral portions around the mounting holes 16 at a part of the rotating flange 15 acts. When the peripheral portion of each of the mounting holes 16 of the rotary side flange 15 is deformed by this force, both side surfaces of the rotor 2 fixedly connected to the rotary side flange 15 swing in the axial direction with the rotation of the hub body 13. As a result, judder as described above occurs. On the other hand, in the case of the present example, a part of the force acting in the direction indicated by the arrows α and α from the peripheral portion of each of the conical concave surfaces 35 is supported by the quench hardened layer 30 portion. The portion where the quench hardened layer 30 is formed has high hardness and is not easily deformed by an external force. Therefore, most of the forces acting in the directions indicated by the arrows α and α correspond to the quench hardened layer 30 It will be supported by. That is, in the case of the present example, the part where the force acts in the directions of the arrows α and α and a part of the part that overlaps in the axial direction of each of the studs 9 (the part closer to the inner diameter of the rotating flange 15) The quenching hardened layer 30 is formed.
[0024]
With this configuration, the rest of the forces acting in the directions of the arrows α and α except for the part facing the quench hardened layer 30 does not form the quench hardened layer (raw Act on relatively soft parts). When a force acts only on the soft part, the soft part is deformed, which leads to the generation of the judder. In the case of this example, not only the soft part but also the hardened hardened layer 30 part Also at the same time. Then, the quench hardened layer 30 stretches against the above-mentioned force, thereby reducing the force acting on the above-mentioned soft part and preventing the soft part from being deformed. As a result, deformation of the rotation flange 15 around the mounting holes 16 is suppressed, and the occurrence of judder can be prevented.
[0025]
The hardened hardened layer 30 is provided on the same side as the hardened hardened layer provided at the base of the inner side surface of the rotating flange 15 in order to prevent abrasion and ensure bending rigidity. Therefore, a (raw) portion that has not been hardened and hardened can be sufficiently left on the rotating side flange 15. As a result, the toughness of the rotating flange 15 is sufficiently ensured, and even if an impact load is applied to the hub body 13, it is possible to effectively prevent the rotating flange 15 from being damaged such as a crack. In addition, when the hub body 13 is quenched and hardened, it is inevitable that deformation occurs due to the heat treatment. If the mounting surface 26, which is the outer surface of the rotary flange 15, is distorted due to the heat treatment deformation, it causes the judder. On the other hand, in the case of the present example, the mounting surface 26 is not quenched and hardened (the mounting surface 26 is still relatively soft). After the hub body 13 is subjected to the heat treatment, the mounting surface 26 can be easily subjected to finishing by a lathe or the like. For this reason, it is possible to obtain a low-cost wheel-supporting rolling bearing unit in which the axial runout of the mounting surface 26 due to the rotation of the hub body 13 is slightly suppressed (good runout accuracy).
[0026]
Next, FIGS. 3 and 4 show a second example of the embodiment of the present invention corresponding to claims 1, 2 and 5. FIG. In the case of this example, the hardened hardened layer 30a is formed at a position surrounding the entire circumference of the stud 9 which is a screw rod member. For this reason, in the case of the present example, the peripheral edge portion of each conical concave surface 35 pressing the outer surface of the rotating side flange 15 (the inner peripheral edge of the range) indicated by the chain line γ extends over the entire circumference. Can be backed up.
[0027]
In the case of such an example, the operation of forming the hardened hardened layer 30a is troublesome, but the effect of suppressing the deformation of the rotating side flange 15 and preventing the occurrence of judder during braking is as described above. It becomes better than the case of the first example. Since the configuration and operation of the other parts are the same as those of the first example described above, illustration and description of the same parts will be omitted.
[0028]
Next, FIGS. 5 and 6 show a third example of the embodiment of the present invention corresponding to claims 1, 3 and 5. FIG. In the case of this example, a plurality of (in the case of a passenger car, generally 4 to 6) screw holes 36 are formed in a part of the rotating side flange 15 formed on the outer peripheral surface of the hub body 13 in the circumferential direction. They are formed at equal intervals. A male screw portion 38 formed at the tip of each bolt 37, which is a screw rod member, is screwed into each of the screw holes 36, and further tightened.
[0029]
In the case of the present embodiment, a hardened hardened layer 30b is formed on the entire inner surface of the rotating flange 15 over the entire surface. The reason for forming the hardened hardened layer 30b over such a wide range is that, in the case of the structure of the present embodiment, the threaded rod member is the stud 9 as shown in FIGS. This is because a large bending stress is applied to the rotating side flange 15 in accordance with the tightening of the bolts 37 in comparison with the above. This will be described below.
[0030]
The bending stress for deforming the rotating side flange 15 is caused by the force applied to the threaded portion between the male screw portion 38 of each bolt 37 and each screw hole 36 in the direction of arrow β in FIG. 6 are generated from the peripheral edge of the conical concave surface 35 formed on the side surface via the rotor 2 and the arrow α in FIG. The magnitude of the bending stress increases in proportion to the distance between the points of action of the forces in the two directions. If the structure shown in FIGS. 1-2 described above, the distance L ₀ between the point of action, whereas a radial distance between the periphery of the flange portion 27 and the conical concave 35, the present embodiment case, the distance L ₁ between the working point will radial distance between the inner peripheral edge of the engagement portion and the conical concave 35. As apparent from the comparison between the distance L ₁ of the distance L ₀ and 6 in Figure 1, in the case of this example, a large distance L ₁ between the working point (L _{1> L} _0), the rotation-side Bending stress for deforming the flange 15 increases. Therefore, as described above, the hardened hardened layer 30b is formed over a wide range to prevent the rotation side flange 15 from being deformed.
[0031]
In the case where the hardened hardened layer 30b is formed over a wide range as in this example, the hardness of the hardened hardened layer 30b is excessively increased, and as a result, the followability of the screw holes 36 is deteriorated. Then, the adaptability between the screw hole 36 and the male screw portion 38 of each bolt 37 is deteriorated. Then, an excessive stress is generated in a part of the male screw part 38 of each of the bolts 37 or each of the screw holes 36, and the durability of the parts may be impaired. Therefore, in the case of this example, the hardness of the hardened hardened layer 30b is suppressed to about Hv400 to 500. However, even in this case, the hardness of the inner surface base end of the rotating side flange 15 which is continuous with the inner diameter side of the quench hardened layer 30b and slidably contacts the leading edge of the seal lip (see FIG. 8) of the seal ring 22a. Is about Hv560-800. The reason for this is to secure the bending strength of the rotating side flange 15 and the wear resistance of the portion. In order to make the hardness of each part different as described above, after tempering the inner side surface of the rotating side flange 15 including its base end, a tempering process (tempering) performed on the hardened hardened layer 30b portion is performed. (Temperature) is made higher than the temperature of the tempering process performed on the portion continuous to the inner diameter side.
[0032]
Next, FIG. 7 shows a fourth example of the embodiment of the present invention corresponding to claims 1, 3, and 4. In the case of the present example, similarly to the case of the above-described third example, a plurality of screw holes 36 formed in a part of the rotating side flange 15 are formed at the tip end of each bolt 37 which is a screw rod member. The external thread 38 is screwed and tightened. However, in the case of the present example, the hardened hardened layer 30c is formed only in the radially inner side of the bolt 37 in the radial direction of the rotating side flange 15 as in the case of the first example described above. are doing.
[0033]
In the case of this example, the effect of preventing the rotation-side flange 15 from being deformed due to the tightening of the bolt 37 is slightly inferior to the case of the third example described above. Processing of the hardened layer 30c is facilitated. The configuration and operation of the other parts are the same as those of the above-described third example or the first example.
[0034]
In each of the illustrated examples, the present invention is applied to a structure in which a hub serving as an inner ring rotates on the inner diameter side of an outer ring supported and fixed to a suspension device in a wheel supporting rolling bearing unit for driving wheels. It was shown about. However, the present invention is not limited to driving wheels, and is also applied to wheel supporting rolling bearing units for driven wheels (front wheels of FR and RR vehicles, rear wheels of FF vehicles). And among the wheel bearing rolling bearing units for the driven wheels, the inner ring rotating type is, of course, the outer ring hub that rotatably supports the hub as the outer ring around the inner ring that does not rotate while being supported by the suspension device. The present invention can also be applied to a rolling bearing unit for supporting a wheel of a type.
[0035]
【The invention's effect】
Since the rolling bearing unit for supporting a wheel of the present invention is configured and operates as described above, the flange is effectively prevented from being deformed as the wheel is fixed to the flange provided on the outer peripheral surface of the hub. it can. In addition, it is possible to prevent the rotation of the braking rotary body supported and fixed to the flange, and to sufficiently suppress unpleasant noise and vibration generated during braking.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a first example of an embodiment of the present invention and corresponding to a portion A in FIG. 8;
FIG. 2 is a view of the rotating side flange and stud taken out and viewed from the right in FIG. 1;
FIG. 3 is a sectional view showing a second example of the embodiment of the present invention and corresponding to a portion A in FIG. 8;
FIG. 4 is a diagram showing only the rotation-side flange taken out and viewed from the right side in FIG. 3;
FIG. 5 is a sectional view showing a third example of the embodiment of the present invention in a state where the third example is assembled to a suspension device.
FIG. 6 is an enlarged view of a portion B in FIG. 5;
FIG. 7 is a view similar to FIG. 6, showing a fourth example of the embodiment of the present invention;
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an example of an assembled state of a rolling bearing unit for supporting a wheel, which is an object of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wheel 2 Rotor 3 Knuckle 4 Support hole 5 Rolling bearing unit 6 for wheel support Outer ring 7 Bolt 8 Hub 9 Stud 10 Nut 11a, 11b Outer ring track 12 Fixed side flange 13 Hub body 14 Inner ring 15 Rotation side flange 16 Mounting hole 17 First Inner raceway 18 small diameter step 19 second inner raceway 20 ball 21 retainer 22a, 22b seal ring 23 spline hole 24 constant velocity joint 25 spline shaft 26 mounting surface 27 flange 28 serration 29 external thread 30, 30a, 30b , 30c Hardened hardening layer 31 Counterbore 32 Cylindrical surface 33 Through hole 34 Through hole 35 Conical concave surface 36 Screw hole 37 Bolt 38 Male thread

Claims

外周面に複列の内輪軌道を有する内輪と、内周面に複列の外輪軌道を有し、この内輪の周囲にこの内輪と同心に配置された外輪と、上記各内輪軌道と上記各外輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ、転動自在に設けられた転動体とを備え、上記内輪と上記外輪とのうちで使用時に回転する回転側軌道輪の外周面に形成したフランジの側面に、制動用回転体とホイールとをねじ杆部材により結合固定された状態で使用される車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、上記フランジのうちで上記ねじ杆部材の周囲に位置し、このねじ杆部材の緊締に伴って上記ホイールの一部により押圧される部分とこのねじ杆部材の軸方向に関して重畳する部分のうちの少なくとも一部に焼き入れ硬化層を形成した事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニット。An inner ring having a double-row inner raceway on the outer peripheral surface, an outer race having a double-row outer raceway on the inner peripheral surface and arranged concentrically with the inner race around the inner race, the inner raceways and the outer races A plurality of rolling elements are provided between the tracks, each of which is provided so as to freely roll, and the side faces of a flange formed on an outer circumferential surface of a rotating raceway ring that rotates during use among the inner ring and the outer ring. In a wheel supporting rolling bearing unit used in a state where a rotating body for braking and a wheel are coupled and fixed by a screw rod member, the screw rod member is located around the screw rod member among the flanges. A quenched and hardened layer formed on at least a part of a part pressed by a part of the wheel with the tightening of the member and a part overlapping in the axial direction of the threaded rod member, for a wheel support. Rolling bearing unit.

ねじ杆部材が、その基端部をフランジに形成した取付孔に圧入固定された状態で、その中間部乃至先端部をこのフランジの外側面から突出させてホイールの通孔に挿通したスタッドであり、このスタッドの先端部でこのホイールの外側面から突出させた部分に螺合したナットを緊締する事により、このホイールの内側面の一部で上記通孔の周囲部分が上記フランジの外側面の一部に押圧されるものであり、このフランジの内側面の一部で上記通孔の周囲部分により押圧される部分と反対側部分に焼き入れ硬化層が形成されている、請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。A stud in which a screw rod member has a base end portion press-fitted and fixed in a mounting hole formed in a flange, and an intermediate portion or a tip portion protrudes from an outer surface of the flange and is inserted into a through hole of a wheel. By tightening a nut screwed to a portion protruding from the outer surface of the wheel at the tip of the stud, the peripheral portion of the through hole is formed on the outer surface of the flange on a part of the inner surface of the wheel. The quenched and hardened layer is formed on a part of the inner surface of the flange opposite to a part pressed by a peripheral part of the through hole on a part of the inner side surface of the flange. Rolling bearing unit for wheel support.

ねじ杆部材がボルトであり、このボルトをホイールに形成した通孔に挿通し、その先端部をフランジに形成したねじ孔に螺合し更に緊締する事により、上記ホイールの内側面の一部で上記通孔の周囲部分が上記フランジの外側面の一部に押圧されるものであり、このフランジの内側面の一部で上記通孔の周囲部分により押圧される部分と反対側部分に焼き入れ硬化層が形成されている、請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。The screw rod member is a bolt, and this bolt is inserted into a through hole formed in the wheel, and its tip is screwed into a screw hole formed in the flange and further tightened, so that a part of the inner surface of the wheel is formed. The peripheral portion of the through hole is pressed against a part of the outer surface of the flange, and a part of the inner surface of the flange is quenched into a portion opposite to the portion pressed by the peripheral portion of the through hole. The rolling bearing unit for wheel support according to claim 1, wherein a hardened layer is formed.

焼き入れ硬化層が、フランジの径方向に関して、ねじ杆部材の中心よりも内径側部分にのみ形成されている、請求項１〜３の何れかに記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。The rolling bearing unit for wheel support according to any one of claims 1 to 3, wherein the quench hardened layer is formed only in a portion on the inner diameter side of the center of the threaded rod member in the radial direction of the flange.

焼き入れ硬化層が、ねじ杆部材の全周を囲む位置に形成されている、請求項１〜３の何れかに記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。The wheel bearing rolling bearing unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the hardened hardened layer is formed at a position surrounding the entire circumference of the screw rod member.