JP2010188833A - 車輪用軸受装置 - Google Patents
車輪用軸受装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010188833A JP2010188833A JP2009034603A JP2009034603A JP2010188833A JP 2010188833 A JP2010188833 A JP 2010188833A JP 2009034603 A JP2009034603 A JP 2009034603A JP 2009034603 A JP2009034603 A JP 2009034603A JP 2010188833 A JP2010188833 A JP 2010188833A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- flange
- shaft portion
- outer diameter
- shaft
- area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
【解決手段】
車輪用軸受装置を構成するフランジ付き軸部材1の二次成形品62は、外径方向へ放射状に延出された複数のフランジ部21を有する。このフランジ部21は、冷間鍛造により中心部端面に鍛造凹部33が形成される際の側方押出加工によって形成される。そして、フランジ部21の外径をφA、フランジ部21の根元の外径をφB、フランジ部21の周方向の幅をC、フランジ部21の数をNとし、
フランジ投影部の面積 Sf=N×C×1/2×(φA−φB)+(φB/2)×(φB/2)×π
フランジ部の外径円の面積 Sa=(φA/2)×(φA/2)×π
としたとき、0.50≦Sf/Sa≦0.60を満たす構成とされている。
【選択図】図8
Description
このような構造の車輪用軸受装置は、例えば、特許文献1に開示されている。
その構成は、フランジ付き軸部材(ハブホイール)が円筒管を母材として冷間鍛造により整形されると共に、この冷間鍛造した母材の一方の軸端部の円周方向複数箇所が径方向外向きに切り起こされることにより、複数のフランジ部(切り起こし片)が形成される。さらに、母材の一方の軸端部には、複数のフランジ部の間に軸方向に沿った形状で残存する複数の舌片よりなる嵌合軸部(車輪が嵌め込まれて位置決めされる)が設けられる。
これによって、車輪用軸受装置(主にフランジ付き軸部材)の重量軽減を図ることが可能となる。
しかしながら、フランジ付き軸部材の各部の肉厚が均一となり、複数のフランジ部の根元部近傍の強度を高めることが困難となる場合がある。
そこで、フランジ付き軸部材の製造においてはフランジ部の根元部近傍の強度を高めることができる成形性が求められる。しかし、成形性を追求すると、型に負担がかかり型寿命を縮めてコスト高となってしまう場合もある。
前記フランジ部は、冷間鍛造によって前記嵌合軸部の中心部端面に鍛造凹部が形成される際の側方押出加工によって形成されると共に、
前記フランジ部の外径をφA、該フランジ部の根元のフランジ基部の外径をφB、該フランジ部の周方向の幅をC、フランジ部の数をNとし、
フランジ投影部の面積 Sf=N×C×(1/2)×(φA−φB)+(φB/2)×(φB/2)×π
フランジ部の外径円の面積 Sa=(φA/2)×(φA/2)×π
としたとき
0.50≦Sf/Sa≦0.60
を満たすことを特徴とする。
そして、本発明では、Sf/Saが0.5以上かつ0.6以下されている。このSf/Saは、フランジ部が延出される外径円の範囲内における上下の金型が非接触となるフランジ投影部の面積(フランジ部の面積にその根元部の断面積を足した面積)の外径円の面積に対する比率を表している。そして、Sf/Sを0.5以上かつ0.6以下とすることにより、冷間鍛造によるフランジ部の押出加工において、型に過度の負担が掛からずフランジ部の成形性が良好となり、型寿命と成形性の両立を図ることができる。
なお、Sf/Saが0.6より大きい場合は、金型の接触面積が小さくなり、狭い面積で型圧を支えることが必要となり型が割れやすくなる。また、Sf/Saが0.5より小さい場合は、鋼材の流動面積が狭くなり鋼材の流動性が悪くなるためフランジ部の成形性が悪くなり、フランジ部が予定した形状に成形されにくくなる。
図1に示すように、車輪用軸受装置としての車輪用ハブユニットは、フランジ付き軸部材(ハブホイール)1と、転がり軸受としての複列のアンギュラ玉軸受41とを一体状に有してユニット化されている。
フランジ付き軸部材1は、外周面に転がり軸受としての複列のアンギュラ玉軸受41が組み付けられる軸部10と、この軸部10の一端側に形成されかつ軸部10よりも大径で車輪(図示しない)の中心孔が嵌め込まれる嵌合軸部30と、軸部10と嵌合軸部30との間に位置するフランジ基部20aと、このフランジ基部20aの外周面に外径方向へ放射状に延出されかつ車輪を締め付けるハブボルト27が圧入によって配置されるボルト孔24が先端寄り部分に貫設された複数のフランジ部21とを一体に有する。
また、嵌合軸部30には、フランジ部21側にブレーキロータ用嵌合部31が形成され、先端側にブレーキロータ用嵌合部31よりも若干小径の車輪用嵌合部32が形成されている。
また、この実施例1においては、フランジ付き軸部材1の軸部10は、フランジ部21側が大径で先端側が小径に形成された段軸状に形成され、軸部10の大径部11の外周面に一方の軌道面43が形成されている。
また、軸部10の小径部12の外周面には内輪体42が嵌め込まれ、この内輪体42の外周面に他方の軌道面44が形成されている。
さらに、軸部10の先端部には、小径部12と同径の端軸部15が延出されている。この端軸部15の端面中心部には軸端凹部16が形成され、端軸部15の先端部が径方向外方へかしめられてかしめ部17が形成されることによって小径部12の外周面に内輪体42が固定される。
さらに、厚肉部23はフランジ部21の根元部(基部)側から同フランジ部21のボルト孔24側に向かって漸次減少する傾斜状に形成されている。この厚肉部23の傾斜面23aの傾斜角度(フランジ付き軸部材1の回転中心軸Sと直交する円環状平坦面23cに対する角度)θ1は冷間鍛造時の材料流れや成形後の脱型を考慮すると、20°≦θ1≦45°の関係に設定されることが望ましい。
また、図3に示すように、各フランジ部21の先端面は、嵌合軸部30のブレーキローター用嵌合部31(図1参照)の直径寸法の約半分の半径をもつ円弧面21aに形成されている。すなわち、ブレーキローター用嵌合部31の直径寸法をφPとし、フランジ部21の先端の円弧面21aの半径寸法をrQとしたときに、φP/2≒rQとなるように形成されている。
また、図2に示すように、フランジ部21の根元部近傍の一側に厚肉部23を形成することによって、フランジ部21の根元部近傍の強度を良好に高めることができ、耐久性に優れる。
図4に示すように、構造用炭素鋼(例えば、S45C、S50C、S55C等の炭素量0.5%前後の炭素鋼が望ましい)の丸棒材を所要長さに切断して軸状素材60を形成する。
次に、軸状素材60を、例えば800℃前後に加熱した後、冷却し焼鈍する。
その後、冷間鍛造の前方押出加工の鍛造型装置(図示しない)を用いて軸状素材60を前方押出加工し、これによって、軸部10(大径部11、小径部12及び端軸部15(この状態では軸端凹部16が形成されていない)を含む)と、中間軸部20と、嵌合軸部30(この状態では鍛造凹部33やブレーキロータ用嵌合部31が形成されていない)を形成し、冷間鍛造の前方押出加工による一次成形品61を製作する。
このフランジ成形部78は、第1、第2の両成形型71、72にそれぞれ形成された成型溝部76、77によって構成されている。
すなわち、第1、第2の両成形型71、72の成型溝部76、77の上下両壁面の案内面80、81の対向間隔がフランジ部21の板厚寸法と同等の大きさに設定され、両側壁面の案内面(図示しない)の対向間隔がフランジ部21の幅寸法と同等の大きさに設定されている。そして、フランジ成形部78の横断面形状は、フランジ部21の横断面形状と同じ形状に形成されている。
一方、この実施例1において、フランジ部21の根元部近傍の厚肉部23側を形成する第1成形型71の成型溝部76の案内面80は、逃がし部がない型構造に形成されている。
また、厚肉部成形用溝部82底面の傾斜面82aの傾斜角度θ2は、フランジ部21の肉厚部23の傾斜面23aの傾斜角度θ1と同じ、すなわち「20°≦θ2≦45°」の関係に設定される。
また、成型溝部76、77によって構成されるフランジ成形部78の径方向の長さ寸法は、フランジ部21の先端の円弧面21aが当たらない長さ寸法をもって設定されている(図6及び図7参照)。
ここで、フランジ部21の外径をφA、フランジ部21の根元のフランジ基部20aの外径をφB、フランジ部21の周方向の幅をC、フランジ部21の数をNとし、フランジ部21及びフランジ基部20aの軸方向から見た面積(フランジ投影部の面積)をSf、フランジ部21の外径円の面積をSaとすると、
Sf=N×C×(1/2)×(φA−φB)+(φB/2)×(φB/2)×π
Sa=(φA/2)×(φA/2)×π
と表すことができ、実施例1では、二次成形品62のSf/Saが0.53〜0.56の範囲とされている。
このSf/Saが大きいほど、フランジ投影部の比率が大きくなるため鋼材の流動面積が大きくなり、押出加工による鋼材の流動性が良くなるため成形性が向上する。一方、Sf/Saが大きいほど、第1成形型71と第2成形型72が接触する面積が小さくなり狭い面積で型圧を支えることが必要となるため型に対する負荷が増大する。
また、Sf/Saが小さいほど、フランジ投影部の割合が小さくなるため鋼材の流動面積が狭くなり、押出加工による鋼材の流動性が悪くなるため成形性が低下する。一方、Sf/Saが小さいほど、第1成形型71と第2成形型72が接触する面積が大きくなるため広い面積で型圧を支えればよいので型に対する負荷が減少する。
なお、Sf/Saが異なる構成について試験した結果、Sf/Saが0.6より大きい場合は、金型の接触面積が狭く、狭い面積で型圧を支えることが必要となり型が割れやすくなることがわかった。また、Sf/Saが0.5より小さい場合は、鋼材の流動面積が狭くなり鋼材の流動性が悪くなるためフランジ部の成形性が悪くなり、フランジ部が予定した形状に成形されにくくなることがわかった。よって、Sf/Saは0.5以上かつ0.6以下のとすることが好ましい。
Ss=Sa−Sf
と表すことができる。そして、実施例1では、Ssは5000平方ミリメートル以上かつ、6500平方ミリメートル以下となるように構成されている。なお、この値は1.5リットルクラスの自動車用の車輪用軸受装置の値である。
そして、Ssが5000平方ミリメートルよりも小さくなると、第1成形型71と第2成形型72が接触する面積が小さくなり型が割れやすくなる。また、Ssが6500平方ミリメートルよりも大きくなると、鋼材の流動面積が狭くなり鋼材の流動性が悪くなるためフランジ部の成形性が悪くなる。
その後、図6と図7に示すように、パンチ73を一次成形品61の嵌合軸部30の中心部端面に向けて下降し、パンチ73の先端部74によって嵌合軸部30の中心部端面に鍛造凹部33を形成しながら一次成形品61の軸部10と嵌合軸部30との間に位置する中間軸部20の外周面を、第1、第2の両成形型71、72に形成されたキャビティ75のフランジ成形部78に側方押出することによって複数のフランジ部21を形成すると共に、フランジ部21の根元部近傍の一側に厚肉部23を形成し、これによって側方押出加工による二次成形品62を製作する。
その後、二次成形品62を焼き入れした後、軸部10の大径部11の軌道面43やフランジ部21のローター支持面22等を旋削加工、または、研磨加工することで完成品となるフランジ付き軸部材1を製作する。
そして、軸部10の小径部12の外周面に内輪体42が嵌め込まれた後、端軸部15の先端部が径方向外方へかしめられてかしめ部17が形成されることによって小径部12の外周面に内輪体42が固定される。
また、フランジ付き軸部材1の軸部10の外周面にアンギュラ玉軸受41が組み付けられる前、又は後において、フランジ部21のボルト孔24の第1面取り部25側からハブボルト27の軸部29が挿入され、軸部29のセレーション軸部29aがボルト孔24に圧入されることによってフランジ部21にハブボルト27が固定される。
これをもって車輪用軸受装置が製造される。
すなわち、冷間鍛造においては、ファイバーフローに沿う材料流動性によってフランジ部21に、厚肉部23側へ向かうそりが発生しやすくなる特性がある。このフランジ部21の厚肉部23側へ向かうそりによって、例えば、フランジ部21のローター支持面22の全面を平坦面に仕上げ加工することが困難となる恐れがある。フランジ部21のローター支持面22の全面が平坦面に仕上げ加工されていない場合、例えば、ブレーキロータ55の取り付けが不安定となることが想定される。しかしながら、前述したようにフランジ部21の厚肉部23側へ向かう「そり」の発生を抑制することで、フランジ部21のローター支持面22の全面を平坦面に仕上げ加工すること容易となり、ブレーキロータ55を安定よく取り付けることが可能となる。
10 軸部
11 大径部
12 小径部
20 中間軸部
20a フランジ基部
21 フランジ部
22 ローター支持面
23 厚肉部
24 ボルト孔
27 ハブボルト
30 嵌合軸部
33 鍛造凹部
41 アンギュラ玉軸受(転がり軸受)
45 外輪部材
61 一次成形品
62 二次成形品
70 鍛造型装置
71 第1成形型
72 第2成形型
73 パンチ
75 キャビティ
78 フランジ成形部
80、81 案内面
84 逃がし部
φA フランジ部の外径
φB フランジ基部の外径
C フランジ部の周方向の幅
Claims (1)
- 転がり軸受が組み付けられる軸部と、この軸部の一端側に形成されかつ車輪の中心孔が嵌め込まれる嵌合軸部と、前記軸部と前記嵌合軸部との間に位置する外周面に外径方向へ放射状に延出されかつ前記車輪を締め付けるハブボルトが配置されるボルト孔が貫設された複数のフランジ部とを有するフランジ付き軸部材を備えた車輪用軸受装置であって、
前記フランジ部は、冷間鍛造によって前記嵌合軸部の中心部端面に鍛造凹部が形成される際の側方押出加工によって形成されると共に、
前記フランジ部の外径をφA、該フランジ部の根元のフランジ基部の外径をφB、該フランジ部の周方向の幅をC、フランジ部の数をNとし、
フランジ投影部の面積 Sf=N×C×(1/2)×(φA−φB)+(φB/2)×(φB/2)×π
フランジ部の外径円の面積 Sa=(φA/2)×(φA/2)×π
としたとき
0.50≦Sf/Sa≦0.60
を満たすことを特徴とする車両用軸受装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009034603A JP2010188833A (ja) | 2009-02-17 | 2009-02-17 | 車輪用軸受装置 |
US12/704,221 US8511903B2 (en) | 2009-02-17 | 2010-02-11 | Wheel bearing device and manufacturing method therefor |
CN201010117759.XA CN101804770B (zh) | 2009-02-17 | 2010-02-11 | 车轮用轴承装置及其制造方法 |
EP10153659A EP2221128B1 (en) | 2009-02-17 | 2010-02-16 | Wheel bearing device and manufacturing method therefor |
AT10153659T ATE551136T1 (de) | 2009-02-17 | 2010-02-16 | Radlagervorrichtung und herstellungsverfahren dafür |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009034603A JP2010188833A (ja) | 2009-02-17 | 2009-02-17 | 車輪用軸受装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010188833A true JP2010188833A (ja) | 2010-09-02 |
Family
ID=42815377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009034603A Pending JP2010188833A (ja) | 2009-02-17 | 2009-02-17 | 車輪用軸受装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010188833A (ja) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000015379A (ja) * | 1998-07-02 | 2000-01-18 | Daido Steel Co Ltd | 高炭素鋼の鍛造方法 |
JP2003025803A (ja) * | 2001-07-19 | 2003-01-29 | Koyo Seiko Co Ltd | 車軸用軸受装置 |
JP2004331065A (ja) * | 2003-05-10 | 2004-11-25 | Skf Usa Inc | ハブ及びハブキャップ |
JP2006111070A (ja) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Nsk Ltd | 車輪支持用ハブユニット、及び車輪支持用ハブユニットの軌道輪部材、並びにその製造方法 |
JP2006123890A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-05-18 | Jtekt Corp | 転がり軸受装置及びその製造方法 |
JP2006297403A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-11-02 | Toyota Motor Corp | 冷間閉塞鍛造型および冷間閉塞鍛造方法 |
JP2007185665A (ja) * | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Seiko Epson Corp | 実装ケースの製造方法、実装ケースの製造装置、密閉鍛造方法及び密閉鍛造装置 |
JP2007326473A (ja) * | 2006-06-08 | 2007-12-20 | Ntn Corp | 車輪用軸受装置 |
JP2007331661A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Ntn Corp | 車輪用軸受装置 |
JP2008095724A (ja) * | 2006-10-06 | 2008-04-24 | Gkn ドライブライン トルクテクノロジー株式会社 | フェースギア及びこれを用いたデファレンシャル装置 |
-
2009
- 2009-02-17 JP JP2009034603A patent/JP2010188833A/ja active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000015379A (ja) * | 1998-07-02 | 2000-01-18 | Daido Steel Co Ltd | 高炭素鋼の鍛造方法 |
JP2003025803A (ja) * | 2001-07-19 | 2003-01-29 | Koyo Seiko Co Ltd | 車軸用軸受装置 |
JP2004331065A (ja) * | 2003-05-10 | 2004-11-25 | Skf Usa Inc | ハブ及びハブキャップ |
JP2006123890A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-05-18 | Jtekt Corp | 転がり軸受装置及びその製造方法 |
JP2006111070A (ja) * | 2004-10-13 | 2006-04-27 | Nsk Ltd | 車輪支持用ハブユニット、及び車輪支持用ハブユニットの軌道輪部材、並びにその製造方法 |
JP2006297403A (ja) * | 2005-04-15 | 2006-11-02 | Toyota Motor Corp | 冷間閉塞鍛造型および冷間閉塞鍛造方法 |
JP2007185665A (ja) * | 2006-01-11 | 2007-07-26 | Seiko Epson Corp | 実装ケースの製造方法、実装ケースの製造装置、密閉鍛造方法及び密閉鍛造装置 |
JP2007326473A (ja) * | 2006-06-08 | 2007-12-20 | Ntn Corp | 車輪用軸受装置 |
JP2007331661A (ja) * | 2006-06-16 | 2007-12-27 | Ntn Corp | 車輪用軸受装置 |
JP2008095724A (ja) * | 2006-10-06 | 2008-04-24 | Gkn ドライブライン トルクテクノロジー株式会社 | フェースギア及びこれを用いたデファレンシャル装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5682117B2 (ja) | 車輪用軸受装置とその製造方法 | |
CN101804770B (zh) | 车轮用轴承装置及其制造方法 | |
JP4752420B2 (ja) | 転がり軸受装置及びその製造方法 | |
CN101804771A (zh) | 车轮用轴承装置及其制造方法 | |
JP5477028B2 (ja) | 車輪用軸受装置の製造方法 | |
US20120227459A1 (en) | Method of manufacturing shaft member for wheel rolling bearing device | |
JP2010188835A (ja) | 車輪用軸受装置の製造方法 | |
JP2013023086A (ja) | 車輪支持用ハブユニット及び車輪支持用ハブユニットの製造方法 | |
JP5858073B2 (ja) | 車輪用軸受装置の製造方法 | |
JP2010188834A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
JP5423033B2 (ja) | 車輪用軸受装置の製造方法 | |
JP5714217B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
JP2010188831A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
JP2010188830A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
JP5310066B2 (ja) | 車輪用軸受装置とその製造方法 | |
JP2010188833A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
JP2010188827A (ja) | 車輪用軸受装置とその製造方法 | |
JP5024850B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
JP5236097B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
JP2010188829A (ja) | 車輪用軸受装置 | |
JP5560569B2 (ja) | 車輪用軸受装置とその製造方法 | |
JP6054124B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
JP2013018338A (ja) | 車輪支持用ハブユニット | |
JP2012228697A (ja) | 車輪用転がり軸受装置の軸部材とその製造方法 | |
WO2012121243A1 (ja) | 車輪用転がり軸受装置の軸部材 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120127 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130412 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130423 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130522 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140107 |