JP2009222085A - Double row angular bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複列アンギュラ軸受に関し、特に自動車等の車両において車輪を車体に対して回転自在に支持するための車輪用軸受装置に用いる複列アンギュラ軸受に関する。 The present invention relates to a double-row angular bearing, and more particularly to a double-row angular bearing used in a wheel bearing device for rotatably supporting a wheel with respect to a vehicle body in a vehicle such as an automobile.
車輪用軸受装置には、第１世代と称される複列の転がり軸受を単独に使用する構造から、外方部材に車体取付フランジを一体に有する第２世代に進化し、さらに、車輪取付フランジを一体に有するハブ輪の外周に複列の転がり軸受の一方に内側転走面が一体に形成された第３世代、さらには、ハブ輪に等速自在継手が一体化され、この等速自在継手を構成する外側継手部材の外周に複列の転がり軸受の他方の内側転走面が一体に形成された第４世代のものまで開発されている。 The wheel bearing device has evolved from a structure in which a double row rolling bearing called a first generation is used alone to a second generation in which a vehicle body mounting flange is integrated with an outer member. The third generation in which the inner raceway is integrally formed on one of the double row rolling bearings on the outer periphery of the hub wheel having an integral, and the constant velocity universal joint is integrated with the hub wheel. A fourth generation type has been developed in which the other inner rolling surface of the double row rolling bearing is integrally formed on the outer periphery of the outer joint member constituting the joint.
このような車輪用軸受装置では、車体側のナックルに圧入する必要がある。このため、第１世代の車輪用軸受装置では組立や交換に工数が必要となる。しかしながら、第１世代の車輪用軸受装置は、第２世代や第３世代の車輪用軸受装置よりも安価に製造できるため、小型車用に使用される場合が多い。 In such a wheel bearing device, it is necessary to press-fit into a knuckle on the vehicle body side. For this reason, the first generation wheel bearing device requires man-hours for assembly and replacement. However, since the first-generation wheel bearing device can be manufactured at a lower cost than the second-generation or third-generation wheel bearing device, it is often used for small vehicles.
第１世代と呼ばれる車輪用軸受装置（例えば、特許文献１）は、図１２に示すように、外径方向に延びるフランジ１０１を有するハブ輪１０２と、このハブ輪１０２に外側継手部材１０３が固定される等速自在継手１０４と、ハブ輪１０２の外周側に配設される軸受１００とを備える。
As shown in FIG. 12, a wheel bearing device called the first generation (for example, Patent Document 1) includes a
等速自在継手１０４は、前記外側継手部材１０３と、外側継手部材１０３に配設される内側継手部材（図示省略）と、この内側継手部材と外側継手部材１０３との間に配設されるボール（図示省略）と、このボールを保持する保持器（図示省略）とを備える。外側継手部材１０３は、内側継手部材に収納される椀形のマウス部１０７と、このマウス部１０７から突設される軸部（ステム部）１２３とからなる。
The constant velocity
また、ハブ輪１０２は、筒部１１３と前記フランジ１０１とを有し、フランジ１０１の外端面１１４（反継手側の端面）には、大径の第１部１１５ａと小径の第２部１１５ｂとが形成され、第１部１１５ａにブレーキロータ１４０が外嵌され、第２部１１５ｂにホイールが外嵌される。
The
軸受１００は、図１３に示すように、内周に複列の外側転走面１２０、１２１が形成された外輪１０５と、外周に外側転走面に対向する内側転走面１１８、１１９が形成された一対の内輪１０８，１０９と、外輪１０５の外側転走面１２０、１２１と内輪１０８，１０９の内側転走面１１８、１１９との間に転動自在に収容された複列の転動体１２２とを備える。ハブ輪１０２の筒部１１３の外周面に切欠部１１６が設けられ、この切欠部１１６に内輪１０８、１０９が嵌合されている。また、ハブ輪１０２のフランジ１０１にはボルト装着孔１１２が設けられて、ホイールおよびブレーキロータ１４０をこのフランジ１０１に固定するためのハブボルト１４１がこのボルト装着孔１１２に装着される。
As shown in FIG. 13, the
ハブ輪１０２の筒部１１３に外側継手部材１０３の軸部１２３が挿入される。軸部１２３は、その反マウス部の端部にねじ部１２４が形成され、このねじ部１２４とマウス部１０７との間にスプライン部１２５が形成されている。また、ハブ輪１０２の筒部１１３の内周面（内径面）にスプライン部１２６が形成され、この軸部１２３がハブ輪１０２の筒部１１３に挿入された際には、軸部１２３側のスプライン部１２５とハブ輪１０２側のスプライン部１２６とが係合する。
The
そして、筒部１１３から突出した軸部１２３のねじ部１２４にナット部材１２７が螺着され、ハブ輪１０２と外側継手部材１０３とが連結される。この際、ナット部材１２７の内端面（裏面）１２８と筒部１１３の外端面１２９とが当接するとともに、マウス部１０７の軸部側の端面１３０と内輪１０９の端面１３１とが当接する。すなわち、ナット部材１２７を締付けることによって、ハブ輪１０２が内輪１０８，１０９を介してナット部材１２７とマウス部１０７とで挟持される。この際、ハブ輪１０２の切欠端面１３２と、内輪１０８の端面１３３とが当接するとともに、マウス部１０７の端面１３０と内輪１０９の端面１３１とが当接した状態で、内輪１０８，１０９の突合面１３５，１３６が突き合される。この場合、外輪１０５の外径面が嵌合面１０５ａとなって、車体側のナックル１４５の内径面１４５ａに圧入される。
Then, the
近年では、軽量化及びコスト低減化を図るために、内外輪をプレス加工にて成形した軸受（複列アンギュラ軸受）が提案されている（特許文献２）。 In recent years, a bearing (double-row angular bearing) in which inner and outer rings are formed by press working has been proposed in order to reduce the weight and reduce the cost (Patent Document 2).
すなわち、特許文献２に記載の複列アンギュラ軸受は図１４に示すように、複列の軌道１５１、１５２を有するプレス鋼板製の外輪１５３と、外輪１５３の複列の軌道１５１、１５２の各々に対応する軌道１５４、１５５を有する複数の内輪１５６，１５７と、外輪１５３の複列の軌道１５１、１５２と内輪１５６，１５７の軌道１５４、１５５との間に配置される複列の転動体１５８とを有するものである。この転がり軸受の外輪１５３が内嵌されるハウジング１６０に固定されている。
That is, as shown in FIG. 14, the double-row angular bearing described in
また、外輪１５３の外周面における複列の軌道面軌道１５１、１５２の間に対応する部位に凹部１６１を形成し、この凹部１６１とハウジング１６０との間に、外輪１５３およびハウジング１６０を弾発付勢する弾性体１６２を介装している。内輪１５６，１５７は、環状スペーサ１６３を介して図示省略のシャフトに外嵌されている。なお、この環状スペーサ１６３は、内輪１５６，１５７が軸方向にばらけることを防止するためのものである。
図１４に示す軸受では、外輪１５３の外周面の軸方向中央部に凹部１６１を形成し、この凹部１６１に弾性体１６２を嵌合させていた。これは、外輪１５３の外周面が変形するのを防止して、ラジアル隙間詰まりが起きないようにするものであり、外輪自体の剛性不足に起因する。また、一対の内輪１５６，１５７間には隙間が設けられ、その対向面が突合されていない。これは、精度よく内輪１５６，１５７を構成できないことに起因する。
In the bearing shown in FIG. 14, a
このため、従来の図１４に示すような軸受では、部品点数が増加して、組立性に劣るとともに、コスト高となっていた。また、精度的に劣るので、内部すきまのばらつきが生じる。軸受の運転中における内部すきまは、その大きさにより音響・振動・発熱・疲れ寿命等の性能を左右する重要な要素であり、この内部すきまにばらつきがあれば、製品として安定しないとともに、軸受寿命の低下を招くことになる。 For this reason, in the conventional bearing as shown in FIG. 14, the number of parts increases, it is inferior to assemblability, and the cost is high. Moreover, since the accuracy is inferior, the internal clearance varies. The internal clearance during the operation of the bearing is an important factor that affects the performance of sound, vibration, heat generation, fatigue life, etc. depending on its size. If this internal clearance varies, the product will not be stable and the bearing life Will be reduced.
本発明は、上記課題に鑑みて、強度的にも剛性的にも優れ、高寿命化を達成でき、しかも高品質化を図ることが可能な複列アンギュラ軸受を提供する。 In view of the above problems, the present invention provides a double-row angular bearing that is excellent in strength and rigidity, can achieve a long life, and can achieve high quality.
本発明の複列アンギュラ軸受は、内輪と外輪との少なくとも一方を冷間ローリング加工にて成形した複列アンギュラ軸受であって、冷間ローリング加工前におけるブランクの硬度をロックウェル硬さＨＲＣ３０以下としたものである。ここで、冷間ローリング（冷間転造）とは、熱を加えずに冷たいまま（常温）で素材（ブランク）を回転させながら圧延していく加工方法である。 The double row angular bearing of the present invention is a double row angular bearing in which at least one of an inner ring and an outer ring is formed by cold rolling, and the hardness of the blank before cold rolling is set to Rockwell hardness HRC30 or less. It is a thing. Here, cold rolling (cold rolling) is a processing method in which a material (blank) is rolled while being kept cold (normal temperature) without applying heat.
本発明の複列アンギュラ軸受は、内輪と外輪との少なくとも一方が冷間ローリング（冷間転造）にて成形されるので、冷間ローリングにて成形された内輪等の材料の歩溜まりの向上等を図ることができる。すなわち、冷間ローリングは、素材の余計な部分を削り落としていく切削加工とは異なり、製品外径より細い素材を盛り上げて成形することができ、材料のムダが生じない。また、加工時間が短いことと、工具が長寿命であることなどから、切削加工と比べて生産性が高くなる。さらに、使用する工具（ダイス）は加工品に応じて取り替える必要があるが、安定した加工精度を得ることができる。さらには、切削加工とは異なり、ファイバーフロー（繊維状金属組織）が切断されず、塑性変形によって被加工面が組成硬化する。そのため、加工製品は強い強度を得ることができる。 In the double-row angular bearing of the present invention, since at least one of the inner ring and the outer ring is formed by cold rolling (cold rolling), the yield of materials such as the inner ring formed by cold rolling is improved. Etc. can be achieved. In other words, unlike the rolling process in which an extra portion of the material is scraped off, the cold rolling can form a material that is thinner than the outer diameter of the product and does not cause material waste. In addition, productivity is higher than cutting because the machining time is short and the tool has a long life. Furthermore, although the tool (die) to be used needs to be replaced | exchanged according to a workpiece, the stable processing precision can be obtained. Furthermore, unlike the cutting process, the fiber flow (fibrous metal structure) is not cut, and the work surface is compositionally cured by plastic deformation. Therefore, the processed product can obtain a strong strength.
本発明では、冷間ローリング加工前にブランクの硬度をロックウェル硬さＨＲＣ３０以下としているので、加工性に優れ精度良く成形することができる。特に、ＨＲＣ２５以下とするのが好ましい。 In the present invention, since the hardness of the blank is set to Rockwell hardness HRC30 or less before the cold rolling process, it is excellent in workability and can be molded with high accuracy. In particular, HRC25 or less is preferable.
ブランクを軸受鋼又は中炭素鋼とすることができ、また、球状化焼鈍が施されているのが好ましい。複数回の球状化焼鈍が施されていてもよい。炭素量が０．７７％以上である高炭素鋼を使用することができ、この際、球状化焼鈍が施されているのがより好ましい。 The blank can be bearing steel or medium carbon steel and is preferably spheroidized. Multiple spheroidizing annealing may be performed. High carbon steel having a carbon content of 0.77% or more can be used, and at this time, it is more preferable that spheroidizing annealing is performed.
冷間ローリング後に、少なくとも転走面に対して研削加工が施されているのがよい。研削加工によって、転走面を高精度に仕上げることができる。 After cold rolling, at least the rolling surface is preferably ground. The rolling surface can be finished with high accuracy by grinding.
本発明の複列アンギュラ軸受では、冷間ローリング成形品（内輪及び／又は外輪）の歩溜まり及び生産性の向上を図ることができて、コスト低減を達成できる。しかも、内輪及び／又は外輪は安定した加工精度及び強い強度を得ることができ、軸受の品質向上を達成できる。また、内輪及び／又は外輪の軽量化を図ることができて、低燃料化を達成できる。 In the double-row angular bearing of the present invention, it is possible to improve the yield and productivity of the cold rolling molded product (inner ring and / or outer ring), and achieve cost reduction. In addition, the inner ring and / or the outer ring can obtain stable machining accuracy and strong strength, and can improve the quality of the bearing. Further, the inner ring and / or the outer ring can be reduced in weight, and the fuel can be reduced.
特に、ブランクの硬度をロックウェル硬さＨＲＣ３０以下としたことによって、加工精度の向上を図ることができ、高品質の内輪及び／又は外輪を成形することができる。このため、組立られる軸受の内部すきまを安定して設けることができ、軸受として安定するとともに、軸受の長寿命化を達成できる。冷間ローリング成形品は強度的にも剛性的にも優れるので、冷間ローリング成形品が外輪であれば、従来のような弾性体を使用することがなくなって、部品点数の減少を図って、組立性の向上及びコスト低減を達成できる。 In particular, by setting the hardness of the blank to Rockwell hardness HRC30 or less, the processing accuracy can be improved, and a high-quality inner ring and / or outer ring can be formed. For this reason, the internal clearance of the bearing to be assembled can be provided stably, and the bearing can be stabilized and the life of the bearing can be extended. Since the cold rolling molded product is excellent in both strength and rigidity, if the cold rolling molded product is an outer ring, the conventional elastic body is not used, and the number of parts is reduced, Improvement of assembly and cost reduction can be achieved.
ブランクを軸受鋼又は中炭素鋼とすることができるので、低コストにて安定して内輪及び／又は外輪を成形することができる。また、球状化焼鈍を行うことによって、冷間ローリングによる加工性の向上を図ることができる。ここで、球状化焼鈍とは、鉄鋼の炭化物を球状にし、均一に分散させる熱処理である。このため、状化焼鈍を行うことによって、塑性加工や機械加工を容易にし、あるいは機械的性質を改善することができる。特に、炭素量が０．７７％以上の高炭素鋼であって、球状化焼鈍が施された場合、冷間ローリングによる加工性の向上を一層図ることができる。 Since the blank can be made of bearing steel or medium carbon steel, the inner ring and / or the outer ring can be formed stably at low cost. In addition, by performing spheroidizing annealing, it is possible to improve workability by cold rolling. Here, the spheroidizing annealing is a heat treatment in which steel carbide is made spherical and uniformly dispersed. For this reason, plasticizing and machining can be facilitated or the mechanical properties can be improved by performing crystallization annealing. In particular, when the carbon content is high carbon steel of 0.77% or more and spheroidizing annealing is performed, the workability by cold rolling can be further improved.
転走面に対して研削加工を施すことによって、転走面を高精度に仕上げることができ、転動体の転走面上の転走が滑らかに行え、高精度の回転を得ることができる。 By grinding the rolling surface, the rolling surface can be finished with high accuracy, and rolling on the rolling surface of the rolling element can be performed smoothly, and high-precision rotation can be obtained.
以下本発明の実施の形態を図１〜図１３に基づいて説明する。図２に第１実施形態の複列アンギュラ軸受を用いた車輪用軸受装置（駆動車輪用軸受装置）を示し、この車輪用軸受装置は、ハブ輪１と、本発明に係る複列アンギュラ軸受２と、等速自在継手３とが一体化されてなる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows a wheel bearing device (drive wheel bearing device) using the double row angular bearing of the first embodiment. The wheel bearing device includes a
等速自在継手３は、外側継手部材としての外輪５と、外輪５の内側に配された内側継手部材としての内輪６と、外輪５と内輪６との間に介在してトルクを伝達する複数のボール７と、外輪５と内輪６との間に介在してボール７を保持するケージ８とを主要な部材として構成される。内輪６はその軸孔内径６ａに図示省略のシャフトの端部を圧入することによりスプライン嵌合してシャフトとトルク伝達可能に結合されている。
The constant velocity universal joint 3 includes a plurality of outer rings 5 serving as outer joint members, an
外輪５はマウス部１１とステム部（軸部）１２とからなり、マウス部１１は一端にて開口した椀状で、その内球面１３に、軸方向に延びた複数のトラック溝１４が円周方向等間隔に形成されている。そのトラック溝１４はマウス部１１の開口端まで延びている。内輪６は、その外球面１５に、軸方向に延びた複数のトラック溝１６が円周方向等間隔に形成されている。
The outer ring 5 is composed of a
外輪５のトラック溝１４と内輪６のトラック溝１６とは対をなし、各対のトラック溝１４，１６で構成されるボールトラックに１個ずつ、トルク伝達要素としてのボール７が転動可能に組み込んである。ボール７は外輪５のトラック溝１４と内輪６のトラック溝１６との間に介在してトルクを伝達する。この場合の等速自在継手は、ツェパー型を示しているが、各トラック溝の溝底に直線状のストレート部を有するアンダーカットフリー型等の他の等速自在継手であってもよい。
The
等速自在継手３の外輪５及び内輪６は、例えば、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、トラック溝１４、１６及び外輪５のマウス部１１の肩部（底壁外面１１ａ）から軸部１２の外周面（外径面）に高周波焼入れ等によって硬さが５８〜６４ＨＲＣ程度となる硬化処理が施されている。
The outer ring 5 and the
ハブ輪１は、筒部２０と、筒部２０の反継手側の端部に設けられるフランジ２１とを有する。また、ハブ輪１の筒部２０の孔部２２に外輪５の軸部１２が挿入される。軸部１２は、その反マウス部の端部にねじ部４０が形成され、このねじ部４０とマウス部１１との間にスプライン部４１が形成されている。また、ハブ輪１の筒部２０の内周面（内径面）にスプライン部４２が形成され、この軸部１２がハブ輪１の筒部２０に挿入された際には、軸部１２側のスプライン部４１とハブ輪１側のスプライン部４２とが係合する。
The
そして、筒部２０から突出した軸部１２のねじ部４０にナット部材４３が螺着され、ハブ輪１と外輪５とが連結される。この際、ハブ輪１のフランジ２１にはボルト装着孔３２が設けられて、ホイールおよびブレーキロータをこのフランジ２１に固定するためのハブボルト３３がボルト装着孔３２に装着される。なお、ハブ輪１は、例えば、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、少なくとも切欠部の底面乃至端面７０に高周波焼入れ等によって硬さが５８〜６４ＨＲＣ程度となる硬化処理が施されている。
Then, the
転がり軸受２は、図１に示すように、内周に複列の外側転走面２６，２７が形成された外輪２５と、外周に外輪２５の外側転走面２６，２７に対向する内側転走面２８，２９が形成された一対の内輪２４Ａ、２４Ｂと、外輪２５の外側転走面２６，２７と内輪２４Ａ、２４Ｂの内側転走面２８，２９との間に転動自在に収容された複列の転動体３０とを備える。転動体３０は外輪２５と内輪２４Ａ、２４Ｂとの間に介在される保持器３１に保持される。転がり軸受２の両開口部（外輪２５と内輪２４Ａ、２４Ｂとの間の開口部）にはシール部材Ｓが装着されている。
As shown in FIG. 1, the rolling
外輪２５は、図３に示すように、外径面５０の軸方向中央部に周方向凹部５１が形成され、これに対応して内径面５２の軸方向中央部に周方向凸部(膨出部)５３が設けられている。そして、この周方向凸部５３の両側に外側転走面２６，２７が形成され、さらに、外側転走面２６，２７の外側にシール溝５４，５５が形成されている。外輪２５の外径面５０のうち周方向凹部５１を省いた部位が、後述するように、ナックルＮに圧入される嵌合面５０ａ，５０ａとなる。
As shown in FIG. 3, the
外輪２５は、パイプ材のブランク（素材）に冷間ローリング加工によって成形される。ここで、冷間ローリング（冷間転造）とは、熱を加えずに冷たいまま（常温）で素材（ブランク）を回転させながら圧延していく加工方法である。すなわち、内外径がワーク（加工後の完成品）より小さな、基本的に内外径ストレートなブランク（素材）を、加工したい形状に設計された２つの治具（内径用と外径用）にはさんで回転させながら圧延（転造）し、ワークを形成する加工方法である。
The
具体的には、ほぼ外輪２５の形状となった素形状の外輪素材を、冷間ローリングにより成形する。この場合、外輪素材（ブランク）は、球状化焼鈍を行って、硬度をロックウェル硬さＨＲＣ３０以下、好ましくはＨＲＣ２５以下とする。なお、焼鈍（焼なまし）とは、金属材料が加工工程で不安定な状態になっている時、それを熱処理で安定な状態にすることである。ある温度まで加熱しその後徐冷する（ゆっくり冷やす）ことになる。焼鈍された状態では、その金属が最も安定した状態になるだけでなくその金属が柔らかい状態となる。この焼鈍の時、鋼の中の炭化物（Ｆｅ３Ｃ）を微細な球状にする組織調整を球状化焼鈍と言う。
Specifically, the raw material of the outer ring that is substantially the shape of the
そして、この素材（ブランク）を、加熱炉等で焼入して表面硬化させた後、切削加工を行う。この場合、図３の破線で示したように、内径面５２の軸方向端部のシール溝５４，５５、転走面２６，２７、両端面５６，５７、及び外径面の嵌合面５０ａ，５０ａの切削を行う。このため、これらの切削を焼入鋼切削と呼ぶことができる。すなわち、焼入鋼切削は、単に切削のことであり、切削は通常生材の状態で行うので、熱処理後（焼入れ後）の切削であることを明確にするために焼入鋼切削と称した。焼き入れ後に切削を行うため、素材の熱処理変形をこの切削過程で除去することができる。焼入れを行うと、引張残留応力が残り易く、そのままでは疲労強度が低下する。このため、表面を切削すれば、最表面部に圧縮残留応力を付与させることができ、これにより疲労強度が向上する。なお、焼入れとは、鋼の硬度や強度を増加させる為に、変態点以上の適当な温度まで加熱した後、水、油などに入れて急冷する熱処理である（変態点とはそれ以上加熱すると金属の組織が変化する温度である）。
And after hardening this surface (blank) with a heating furnace etc. and carrying out surface hardening, cutting is performed. In this case, as shown by the broken line in FIG. 3, the
外輪２５の材質、すなわちブランクの材質を軸受鋼又は中炭素鋼とすることができ、球状化焼鈍としては、１回に限るものではなく、複数回行ってもよい。また、ブランクは炭素量が０．７７％以上の高炭素鋼であってもよい。この場合も球状化焼鈍が施される。
The material of the
アウトボード側の内輪２４Ａと、インボード側の内輪２４Ｂとは共通の部品にて構成できる。なお、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トボード側（図面左側）と呼び、中央寄りをインボード側（図面右側）と呼ぶ。
The
内輪２４（２４Ａ，２４Ｂ）は、大径部６０と、小径部６１と、大径部６０と小径部６１との間のテーパ状部６２とからなる。この場合、大径部６０の外径面がシール装着面６３となり、テーパ状部６２の外径面が転走面２８（２９）となる。また、小径部６１の内径面がハブ輪嵌合面６４となる。
The inner ring 24 (24 </ b> A, 24 </ b> B) includes a
内輪２４も、外輪２５と同様、ほぼ内輪２４の形状となった素形状の内輪素材を、冷間ローリングにより成形する。この素材を、加熱炉等で焼入して表面硬化させた後、切削加工を行う。すなわち、焼入鋼切削を行う。この場合、図４の破線で示すように、ハブ輪嵌合面６４、両端面６５，６６、シール装着面６３、及び転走面２８（２９）が焼入鋼切削される。内輪２４の材質も、外輪２５と同様のものが使用される。この場合の内輪素材（ブランク）は、前記外輪素材と同様、球状化焼鈍を行って、硬度をロックウェル硬さＨＲＣ３０以下、好ましくはＨＲＣ２５以下としたものである。
Similarly to the
ところで、内輪２４は、例えば、図５に示すように、まず、中空の軸受鋼材を冷間ローリングにて内輪構成素材７３（一対の内輪が一体連結された形状のもの）を成形する。すなわち、この内輪構成素材７３は、軸方向中央の円筒状の本体部７４と、この本体部７４の両端にテーパ部７５ａ、７５ｂを介して連設される端部大径部７６ａ，７６ｂとを有する円筒体から構成される。この場合の内輪構成素材７３も球状化焼鈍を行って、硬度をロックウェル硬さＨＲＣ３０以下、好ましくはＨＲＣ２５以下としたものである。
By the way, as shown in FIG. 5, for example, the
このように構成した内輪構成素材７３をその軸方向中央で切断して、一対の内輪２４（２４Ａ）、２４（２４Ｂ）を成形する。すなわち、中央線Ｌに沿って内輪構成素材７３を切断することになる。この際、内輪構成素材７３を、加熱炉等で焼入して表面硬化させた後、切断及び切削加工を行う。端部大径部７６ａが内輪２４の大径部６０となり、小径の本体部７４が内輪２４の小径部６１となり、テーパ部７５ａの外径面が内輪２４の転走面２８（２９）となる。また、ハブ輪嵌合面６４、両端面６５，６６、シール装着面６３、及び転走面２８（２９）が焼入鋼切削される。なお、内輪構成素材７３を２つに切断する作業は、熱処理前であっても熱処理後であってもよい。
The inner ring
内輪構成素材７３としては、図６に示すような形状のものであってもよい。図６に示す内輪構成素材７３は、軸方向中央部の大径部７７と、この大径部７７の両端にテーパ部７８ａ、７８ｂを介して連設される端部大径部７９ａ，７９ｂとを有する円筒体から構成される。
The inner ring
中央線Ｌに沿って内輪構成素材７３を切断することになる。この際、内輪構成素材７３を、加熱炉等で焼入して表面硬化させた後、切断及び切削加工を行う。なお、図５に示す内輪構成素材７３では、その切断端面が小径側の端面６６となるのに対して、図６に示す内輪構成素材７３では、その切断端面が大径側の端面６５となる。
The inner ring
次に、前記のように構成される車輪用軸受装置の組立方法を説明する。まず、図１に示すように、ハブ輪１に軸受２が組み込まれたユニット体を構成する。すなわち、組立てられた状態の軸受２の内輪２４Ａ，２４Ｂの嵌合面６４，６４をハブ輪１の筒部２０の外径面２０ａに圧入する。この際、内輪２４Ａの端面６５がハブ輪１のボス部端面７０に当接する。
Next, a method for assembling the wheel bearing device configured as described above will be described. First, as shown in FIG. 1, a unit body in which a
このように組立てられたユニット体と、等速自在継手３の外輪５とを連結する。この際、外輪５のステム軸部１２をハブ輪１の孔部２２に挿入し、孔部２２からアウトボード側に突出したねじ部４０にナット部材４３を螺着する。これによって、マウス部１１の底壁外面１１ａがインボード側の内輪２４Ｂの端面６５に当接する。
The unit body assembled in this way and the outer ring 5 of the constant velocity universal joint 3 are connected. At this time, the
このため、一対の内輪２４Ａ、２４Ｂが、その端面（突合面）６６が突合わされた状態で、ボス部端面７０とマウス部１１の底壁外面１１ａとの間に挟まれ、内輪２４Ａ、２４Ｂに予圧を付与することができる。
For this reason, the pair of
このように構成された車輪用軸受装置は、転がり軸受２の外輪２５のナックル嵌合面５０ａを、ナックルＮの内径面８０に圧入することになる。この場合、ナックル嵌合面５０ａの外径寸法Ｄ１１を、ナックルＮの内径面８０の内径寸法Ｄ１０よりも僅かに大きく設定する。すなわち、ナックル嵌合面５０ａとナックル内径面８０との締代によって、ナックルＮと外輪２５との相対的な軸方向及び周方向のずれを規制するように設定する。
In the wheel bearing device configured as described above, the
この場合、例えば、外輪２５とナックルＮとの間のハメアイ面圧／ハメアイ面積をハメアイ荷重としたときに、このハメアイ荷重をこの転がり軸受の等価ラジアル荷重で割った値をクリープ発生限界係数とし、このクリープ発生限界係数を予め考慮して、外輪２５の設計仕様が設定される。
In this case, for example, when the hameai contact pressure / hameai area between the
このため、ナックル嵌合面５０ａとナックル内径面８０との締代によって、外輪２５の軸方向の抜け及び周方向のクリープを防止できる。ここで、クリープとは、嵌合締代の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き付きや溶着することをいう。
For this reason, due to the tightening allowance between the
また、ナックル内径面８０に、内径側に突出する膨出部８１が設けられ、アウトボード側から軸受２を圧入することによって、外輪２５のインボード側の端面２５ａが膨出部８１に当接している。
Further, a bulging
図２に示すように、ハブ輪１にはブレーキロータ３４が装着される。ブレーキロータ３４は、軸心孔３５を有する短円筒状の中心装着部３６を備え、この中心装着部３６がハブ輪１のフランジ部２１に嵌合する。
As shown in FIG. 2, a
中心装着部３６は、貫孔を有する円盤部３６ａと、この円盤部３６ａの外径部からインボード側へ延びる短円筒状部３６ｂとを有する。円盤部３６ａの貫孔の周縁部には、アウトボード側へ延びる外鍔部３７が設けられ、この外鍔部３７の内径孔と円盤部３６ａの貫孔でもって、前記軸心孔３５が構成される。
The
この場合、ハブ輪１のアウトボード側の端面（筒部２０のアウトボード側の端面４５と、これに連続して同一平面上に配設されるフランジ部２１のアウトボード側の端面とで構成されるハブ輪端面）に円盤部３６ａが当接するとともに、ハブ輪１のフランジ部２１の外径部２１ａに短円筒状部３６ｂの円盤部３６ａ側の内径面が当接する。すなわち、ハブ輪１のフランジ部２１の外径部２１ａが、このブレーキロータ３４を案内するブレーキパイロット部３７を構成する。なお、円盤部３６ａには、ハブボルト３３が挿通される貫通孔３８が設けられている。
In this case, the
このように、ブレーキロータ３４が装着されることによって、外鍔部３７の外径面が、図示省略のホイールの内周に嵌合するホイールパイロット部３７を構成することになる。
As described above, when the
本発明の複列アンギュラ軸受は、冷間ローリング成形品（内輪及び外輪）の歩溜まり及び生産性の向上を図ることができて、コスト低減を達成できる。しかも、内輪２４及び外輪２５は安定した加工精度及び強い強度を得ることができ、軸受の品質向上を達成できる。また、内輪２４及び外輪２５の軽量化を図ることができて、低燃料化を達成できる。
The double-row angular bearing of the present invention can improve the yield and productivity of cold rolling molded products (inner ring and outer ring), and can achieve cost reduction. In addition, the
特に、ブランクの硬度をロックウェル硬さＨＲＣ３０以下としたことによって、加工精度の向上を図ることができ、高品質の内輪２４及び外輪２５を成形することができる。このため、組立られる軸受の内部すきまを安定して設けることができ、軸受として安定するとともに、軸受の長寿命化を達成できる。特に、冷間ローリング成形品は強度的にも剛性的にも優れるので、冷間ローリング成形品が外輪２５であれば、従来のような弾性体を使用することがなくなって、部品点数の減少を図って、組立性の向上及びコスト低減を達成できる。
In particular, by setting the hardness of the blank to Rockwell hardness HRC30 or less, the processing accuracy can be improved, and the high-quality
図５や図６に示す内輪構成素材７３を用いるものでは、冷間ローリングにて成形した内輪構成素材７３を、その軸方向中央にて切断すれば、一対の内輪２４Ａ、２４Ｂを形成することができる。このため、一対の内輪２４Ａ、２４Ｂをそれぞれ冷間ローリングにて成形したことになる。このように冷間ローリングにて成形すれば、歩溜まり及び生産性の向上を図るとともに、安定した加工精度を得ることができる。
In the case of using the inner ring
しかも、軸方向全長にわたってその肉厚を略同一として、軸方向両端部側の内径部に非切削加工による肉厚削減部６８（図１等参照）を安定して確実に形成することができるので、製造された内輪２４Ａ、２４Ｂの軽量化を図ることができる。
In addition, since the thickness is substantially the same over the entire length in the axial direction, the thickness reduction portion 68 (see FIG. 1 and the like) by non-cutting can be stably and surely formed in the inner diameter portion on both axial ends. Thus, it is possible to reduce the weight of the manufactured
次に図７は第２実施形態の複列アンギュラ軸受を示し、この場合の車輪用軸受装置は外輪回転タイプである。すなわち、軸受２が、外径面のアウトボード側に車輪取付用フランジ８６を有する外輪（外方部材）８７を備える。車輪取付用フランジ８６にはボルト装着孔８８が設けられ、このボルト装着孔８８にハブボルト３３が装着されている。そして、この外輪８７の内径面に外側転走面２６、２７が設けられる。
Next, FIG. 7 shows the double row angular bearing of 2nd Embodiment, The bearing device for wheels in this case is an outer ring | wheel rotation type. That is, the
また、外輪８７のアウトボード側の端面８７ａにパイロット部８９が設けられている。このパイロット部８９は、アウトボード側の端面８７ａ側の大径のブレーキパイロット８９ａと、反端面側の小径のホイールパイロット８９ｂとからなる。
In addition, a
この場合の内輪２４は、前記図１に示す内輪２４と同様である。外輪８７の内径面の両端側にシール装着部６９ａ，６９ｂが形成され、また、内輪２４Ａ、２４Ｂの大径部６０の外径面がシール装着面６３となり、テーパ状部６２の外径面が転走面２８（２９）となる。このため、外輪８７と内輪２４Ａ、２４Ｂとの間の開口部にはシール部材Ｓが装着されている。
The
ところで、図７に示す車輪用軸受装置は、トラック等の従動輪用の車軸に装着され、車輪を回転自在に支承するものである。このため、車軸に内輪２４Ａ、２４Ｂが圧入される。また、外輪８７のインボード側の端部に、車輪の回転速度を検出するための磁気エンコーダ９０が付設されている。
By the way, the wheel bearing device shown in FIG. 7 is mounted on an axle for a driven wheel such as a truck and rotatably supports the wheel. For this reason, the
次に図８は第３実施形態をの複列アンギュラ軸受を示し、この場合、従動側の車輪用軸受装置であって、ハブ輪１が中実の軸部２０Ａと、この軸部２０Ａから突設されるフランジ部２１Ａとを有する。このフランジ部２１Ａには、またハブ輪１のフランジ２１にはボルト装着孔３２が設けられて、ホイールおよびブレーキロータをこのフランジ２１に固定するためのハブボルト３３がこのボルト装着孔３２に装着される。
Next, FIG. 8 shows a double-row angular bearing according to the third embodiment. In this case, it is a driven-side wheel bearing device in which the
ハブ輪１のインボード側の端部は筒状部９１とされ、この筒状部９１のインボード側の端部が外径側へ加締られて、その加締部９１ａが内輪２４Ｂの肉厚削減部６８に係合（嵌合）する。また、ハブ輪１のアウトボード側の端面にはパイロット部９２が設けられている。
The end portion on the inboard side of the
なお、この図８における外輪２５は冷間ローリング成形品ではなく、ねじ孔８５ａを有する車体取付用フランジ８５を備えたものである。内輪２４、２４は、図１等に示す内輪２４、２４と同様である。
The
次に、第４実施形態を示す図９のアンギュラ軸受と第５実施形態を示す図１０のアンギュラ軸受は、ハブ輪１の外径面に軸受２の外側転走面２８が形成されたいわゆる第３世代の車輪用軸受装置に用いたものである。すなわち、図９の車輪用軸受装置では、ハブ輪１の軸部（筒部）２０のインボード側に外周面に切欠部（段付部）９４が設けられ、この切欠部（段付部）９４に内輪２４が嵌合されている。ハブ輪１の筒部２０の外周面のフランジ近傍には内側転走面２８が設けられている。
Next, the angular bearing shown in FIG. 9 showing the fourth embodiment and the angular bearing shown in FIG. 10 showing the fifth embodiment are so-called first bearings in which the
そして、外輪２５の外側転走面２６とハブ輪１の内側転走面２８とが対向し、外輪２５の外側転走面２７と、内輪２４の転走面２９とが対向し、これらの間に転動体３０が介装される。この場合の内輪２４は、前記図１に示す内輪２４Ｂと同様である。
Then, the outer rolling
この場合、図２に示すように、等速自在継手３の軸部１２がハブ輪１の孔部２２に挿入されて装着された際に、マウス部１１の底壁外面１１ａが内輪２４の端面６５に当接する。このため、内輪２４の端面６６が切欠部９４の端面９４ａに当接し、内輪２４に予圧を付与することができる。
In this case, as shown in FIG. 2, when the
ハブ輪１のアウトボード側の端面１ａにはパイロット部９３が設けられている。パイロット部９３は、アウトボード側の端面１ａ側の大径のブレーキパイロット９３ａと、反端面側の小径のホイールパイロット９３ｂとからなる。
A
また、図１０に示す車輪用軸受装置は、図８と同様、ハブ輪１が中実の軸部２０Ａと、この軸部２０Ａから突設されるフランジ部２１Ａとを有する。そして、軸部２０Ａのインボード側の外径面（外周面）に切欠部（段付部）９４が形成され、この切欠部９４に内輪２４が嵌合されている。この場合の内輪２４は、前記図１に示す内輪２４Ｂと同様である。
Further, the wheel bearing device shown in FIG. 10 has a
図１０に示す車輪用軸受装置は、図８に示す車輪用軸受装置と同様、ハブ輪１のインボード側の端部は筒状部９１とされ、この筒状部９１のインボード側の端部が外径側へ加締られて、その加締部９１ａが内輪２４の肉厚削減部６８に係合（嵌合）する。また、ハブ輪１のアウトボード側の端面にはパイロット部９２が設けられている。
In the wheel bearing device shown in FIG. 10, as in the wheel bearing device shown in FIG. 8, the end portion on the inboard side of the
図８及び図１０に示す車輪用軸受装置では、ハブ輪１の軸部２０Ａのインボード側の端部外径部を外径方向へ加締めて、この加締部９１ａを内輪２４の削減部６８に係合をさせて、内輪２４とハブ輪１とを一体化したものである。このため、軸受２を安定してハブ輪１に装着することができ、長期にわたって安定したトルク伝達機能を発揮することができる。
In the wheel bearing device shown in FIGS. 8 and 10, the end outer diameter portion on the inboard side of the
図１１の車輪用軸受装置では、外輪２５のみが冷間ローリング成形品であり、図１に示す外輪２５と同様である。この場合、内輪２４（２４Ｃ、２４Ｄ）が冷間ローリングにて成形するものではなく、図１２に示す従来と同様のものを使用している。
In the wheel bearing device of FIG. 11, only the
この図１１に示す車輪用軸受装置は従動用であって、ハブ輪１が、中実の軸部２０Ａと、この軸部２０Ａから突設されるフランジ部２１Ａとを有する。また、内輪２４Ｃ、２４Ｄは、厚肉部９５と薄肉部９６とを有する短円筒体からなり、厚肉部９５と薄肉部９６との間の外径面に転走面２８（２９）が形成される。そしてその薄肉部９６の端面（突合端面）９６ａ、９６ａが突合された状態で、ハブ輪１の軸部２０Ａの外径面２０Ａａに圧入されている。
The wheel bearing device shown in FIG. 11 is a follower, and the
この場合、フランジ部２１Ａと軸部２０Ａとの間には、軸方向と直交する方向に延びる端面９７ａと、凹曲面９７ｂとが形成されたボス部９７が設けられている。このため、アウトボード側の内輪２４Ｃの厚肉部９５の内径面は、この凹曲面９７ｂに対応した凸曲面９８とされている。これに対して、インボード側の内輪２４Ｄの内径面には、このような凸曲面が形成されていない。
In this case, a
ハブ輪１のインボード側の端部は筒状部９９とされ、この筒状部９９のインボード側の端部が外径側へ加締られて、その加締部９９ａにて、インボード側の内輪２４Ｄの端面９５ａを介して、内輪２４に対して予圧が付与される。また、ハブ輪１のアウトボード側の端面にはパイロット部８４が設けられている。
The end portion on the inboard side of the
図１１の複列アンギュラ軸受では、外輪２５のみが冷間ローリング成形品であるので、内輪が冷間ローリング成形品であることによる作用効果を得ることができないが、外輪２５が冷間ローリング成形品であることによる作用効果を得ることができる。
In the double-row angular bearing of FIG. 11, since only the
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、車輪用軸受装置以外の他のアンギュラ軸受を使用できる装置に適用できる。前記実施形態では、軸受２のトルク伝達手段としての転動体をボール３０にて構成したが、円錐ころを使用するものであってもよい。
As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. For example, the present invention can be applied to an apparatus that can use other angular bearings other than the wheel bearing apparatus. Applicable. In the above embodiment, the rolling element as the torque transmission means of the
２４ 内輪
２４Ａ、２４Ｂ 内輪
２４Ｃ、２４Ｄ 内輪
２５ 外輪
２６，２７ 外側転走面
２８，２９ 内側転走面
24
Claims (6)
冷間ローリング加工前におけるブランクの硬度をロックウェル硬さＨＲＣ３０以下としたことを特徴とする複列アンギュラ軸受。 A double row angular bearing in which at least one of an inner ring and an outer ring is formed by cold rolling,
A double-row angular bearing characterized in that the hardness of the blank before cold rolling is set to Rockwell hardness HRC30 or less.
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
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