JP4530291B2 - Method for manufacturing drive wheel bearing device - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の駆動車輪を支持する駆動車輪用軸受装置の製造方法に関するもので、特に、ハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化した駆動車輪用軸受装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a process for the preparation of the driving wheel bearing equipment for supporting the drive wheels of an automobile or the like, in particular, the hub wheel and the constant velocity universal joint and a rolling bearing and a unitized drive wheel bearing instrumentation double row The present invention relates to a manufacturing method of a device.
FR車の後輪、FF車の前輪、あるいは4WD車の全輪といった自動車の駆動輪は、駆動車輪用軸受装置により懸架装置に支持する。近年、駆動車輪用軸受装置は軽量・コンパクト化を狙って、ハブ輪と等速自在継手と軸受部とをユニット化する傾向にある。 Driving wheels of automobiles such as rear wheels of FR vehicles, front wheels of FF vehicles, or all wheels of 4WD vehicles are supported on a suspension device by a bearing device for driving wheels. In recent years, bearing devices for drive wheels have a tendency to unitize a hub wheel, a constant velocity universal joint, and a bearing portion in order to reduce weight and size.
図6は従来の駆動車輪用軸受装置を示す縦断面図で、ハブ輪50と、軸受部60と、等速自在継手70とをユニット化して構成している。ハブ輪50は車輪(図示せず)を取り付けるための車輪取付フランジ51を一体に有し、この車輪取付フランジ51の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト52を植設している。 FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a conventional drive wheel bearing device, in which a
軸受部60は外方部材61と内方部材62と複列の転動体63、63とからなり、外方部材61は外周に車体(図示せず)に取り付けるための車体取付フランジ64を一体に有し、内周には複列の転走面61a、61aを形成している。一方、内方部材62は、前記した外方部材61の転走面61a、61aに対向する複列の転走面50a、71aを形成している。この一方の転走面50aはハブ輪50の外周に一体形成し、他方の転走面71aは等速自在継手70の外側継手部材71の外周に一体形成している。複列の転動体63、63をこれら転走面61a、50aと61a、71a間にそれぞれ収容し、保持器65、65で転動自在に保持している。この場合、内方部材62はハブ輪50と外側継手部材71を指す。軸受部60の端部にはシール66、67を装着し、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩と、外部からの雨水やダスト等の侵入を防止している。 The
等速自在継手70は外側継手部材71と図示しない継手内輪、ケージ、およびトルク伝達ボールとからなる。外側継手部材71はカップ状のマウス部72と、このマウス部72から軸方向に延びる軸部73を有し、マウス部72の内周には軸方向に延びる曲線状のトラック溝72aを形成している。 The constant velocity
中空に形成した外側継手部材71の軸部73をハブ輪50に内嵌すると共に、ハブ輪50の内周面に凹凸部53を形成し、軸部73を拡径してこの凹凸部53に食い込ませ、その嵌合部を加締めてハブ輪50と外側継手部材71とを塑性結合させている。 The
前述の従来の駆動車輪用軸受装置では、セレーション等のトルク伝達手段に比べ嵌合部の緩みを防止でき、かつ嵌合部の摩耗を抑制することができるため、装置の耐久性と操縦安定性を向上させることができる。また、この結合部はトルク伝達手段と、ハブ輪と外側継手部材の結合手段とを併せ持つため、締結ナット等の固定手段が不要となり装置の一層の軽量・コンパクト化が達成できる。
しかしながら、こうした駆動車輪用軸受装置において、車両旋回時に過大な曲げモーメント荷重が生じた時、ハブ輪と外側継手部材との突き合せ部が節となって繰り返し曲げ荷重を受けることになる。この時、ハブ輪のインロウ部と外側継手部材の軸部、特に軸部の隅部に過大な応力が発生し、耐久性が低下する恐れがあった。また、繰り返し曲げ荷重によって、インロウ部や軸部が変形し、突合せ部に異常摩耗が発生する恐れがある。この摩耗によって摩耗粉が軸受内部に混入して寿命低下を招来する恐れもあった。 However, in such a drive wheel bearing device, when an excessive bending moment load is generated during turning of the vehicle, the butt portion between the hub wheel and the outer joint member becomes a node and receives a repeated bending load. At this time, excessive stress is generated in the in-row portion of the hub wheel and the shaft portion of the outer joint member, particularly in the corner portion of the shaft portion, and there is a fear that durability is lowered. Further, the in-brow part and the shaft part may be deformed by repeated bending loads, and abnormal wear may occur in the butt part. This wear may cause wear powder to enter the bearing and cause a reduction in service life.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、塑性結合により、装置の軽量・コンパクト化を図ると共に、こうした過大応力や摩耗の発生を抑制し、耐久性を向上させた駆動車輪用軸受装置の製造方法を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of such circumstances, and for a drive wheel that has improved durability by suppressing the occurrence of such excessive stress and wear while reducing the weight and size of the device by plastic bonding. and its object is to provide a method of manufacturing a bearing equipment.
係る目的を達成すべく、本発明は、車輪取付フランジを一端に有するハブ輪と、カップ状のマウス部、このマウス部の底部をなす肩部、この肩部から軸方向に延びる軸部をそれぞれ一体に有する中空状の外側継手部材を備える等速自在継手と、車体に対して車輪を回転自在に支承する複列の転がり軸受とをユニット化し、この複列の転がり軸受における内側転走面のうち一方を前記ハブ輪の外周面に、他方を前記外側継手部材の外周面にそれぞれ形成し、前記ハブ輪の端面を前記外側継手部材の肩部に衝合させて両部材を嵌合し、この嵌合部で、前記ハブ輪の内周面に硬化させた凹凸部を形成し、この凹凸部に前記外側継手部材の嵌合部を拡径させて食い込ませることにより、前記ハブ輪と前記外側継手部材とを一体に塑性結合した駆動車輪用軸受装置の製造方法において、前記ハブ輪を受け台に載置する工程と、マンドレルを前記外側継手部材のインボード側からアウトボード側方向に挿入して前記ハブ輪との嵌合部を拡径させる工程を備えた構成を採用した。In order to achieve such an object, the present invention includes a hub wheel having a wheel mounting flange at one end, a cup-shaped mouth portion, a shoulder portion forming the bottom portion of the mouth portion, and a shaft portion extending in the axial direction from the shoulder portion. A constant velocity universal joint having a hollow outer joint member integrally formed and a double row rolling bearing that rotatably supports the wheel with respect to the vehicle body are unitized, and the inner rolling surface of the double row rolling bearing is One of them is formed on the outer peripheral surface of the hub wheel, and the other is formed on the outer peripheral surface of the outer joint member, and the end surface of the hub wheel is abutted against the shoulder of the outer joint member to fit both members, By forming a hardened concave and convex portion on the inner peripheral surface of the hub wheel at the fitting portion, and expanding the biting portion of the outer joint member into the concave and convex portion, the hub wheel and the hub Drive wheel with plastic joint integrally with outer joint member Enlarged in the manufacturing method of the bearing device, a step of placing the cradle the wheel hub, the fitting portion between the hub wheel by inserting the mandrel from the inboard side of the outer joint member on the outboard side direction The structure provided with the process to make was adopted.
本発明の駆動車輪用軸受装置の製造方法は、受け台にハブ輪を載置し、マンドレルを外 側継手部材のインボード側からアウトボード側方向に挿入することによって、その押込力でハブ輪のインロウ部が、外側継手部材の肩部と受け台とで軸方向に圧縮され、この状態で嵌合部を拡径させるため、塑性結合後も圧縮応力が残留することになる。したがって、こうした塑性結合の際に、インロウ部と肩部との突き合せ部に軸方向のすきまは発生せず、複列の転がり軸受の内部すきまは当初設定した負すきまを維持することができる。Method for producing a driving wheel bearing apparatus of the present invention, by placing the wheel hub, inserting the mandrel from the inboard side of the outer-side joint member to the outboard side direction in the cradle, the hub wheel in the pushing force The in-row portion is compressed in the axial direction by the shoulder portion and the cradle of the outer joint member, and the fitting portion is expanded in this state, so that compressive stress remains even after plastic bonding. Therefore, during such plastic coupling, no axial clearance is generated at the butted portion of the inrow portion and the shoulder portion, and the internal clearance of the double row rolling bearing can maintain the initially set negative clearance.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明に係る駆動車輪用軸受装置の実施形態を示す縦断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a drive wheel bearing device according to the present invention.
この駆動車輪用軸受装置は、ハブ輪1と、複列の転がり軸受2と、等速自在継手3とをユニット化して構成している。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で、車両の外側寄りとなる側をアウトボード側(図面左側)、中央寄り側をインボード側(図面右側)という。 This drive wheel bearing device comprises a hub wheel 1, a double row rolling bearing 2 and a constant velocity universal joint 3 as a unit. In the following description, the side closer to the outside of the vehicle in the state assembled to the vehicle is referred to as the outboard side (left side in the drawing), and the side closer to the center is referred to as the inboard side (right side in the drawing).
ハブ輪1は、アウトボード側の端部に車輪(図示せず)を取り付けるための車輪取付フランジ4を一体に有している。ハブ輪1の内周面には凹凸部5を形成し、熱処理によって表面硬さを54〜64HRCの範囲に硬化層10を形成する(図中クロスハッチングにて示す)。熱処理としては、局部加熱ができ、硬化層深さの設定が比較的容易にできる高周波誘導加熱による焼入れが好適である。 The hub wheel 1 integrally has a wheel mounting flange 4 for mounting a wheel (not shown) at an end portion on the outboard side. Concave and
なお、凹凸部5は、図2に示すような複数列の溝を直交させた形状を例示することができる。(a)は互いに傾斜した螺旋溝6で、(b)は軸方向溝と独立した環状溝との交叉溝6’でアヤメローレット状を形成することができる。また、凹凸部5の凸部は良好な食い込み性を確保するために、三角形状等の尖塔形状に形成する。 In addition, the uneven | corrugated |
複列の転がり軸受2は、外方部材7と内方部材8と複列の転動体9、9とからなり、外方部材7は外周に車体(図示せず)に取り付けるための車体取付フランジ7aを一体に有し、内周には複列の外側転走面7b、7bを形成している。一方、内方部材8は、ハブ輪1と後述する外側継手部材14を指し、外方部材7の外側転走面7b、7bに対向するアウトボード側の内側転走面1aをハブ輪1の外周に、またインボード側の内側転走面14aを外側継手部材14の外周にそれぞれ形成している。複列の転動体9、9をこれら転走面7b、1aと7b、14a間にそれぞれ収容し、保持器11、11で転動自在に保持している。複列の転がり軸受2の端部にはシール12、13を装着し、軸受内部に封入した潤滑グリースの漏洩と、外部からの雨水やダスト等の侵入を防止している。 The double-
ハブ輪1において、図3(a)に示すように、シール12のシールリップが摺接するシールランド部18、内側転走面1a、および外側継手部材14の肩部16と当接するインロウ部1bの表面、さらにはこのインロウ部1bの端面19に高周波焼入れによって硬化層10’を形成している(図中クロスハッチングにて示す)。 In the hub wheel 1, as shown in FIG. 3A, the
図3(b)にインロウ部1bの端部を拡大して示しているが、硬化層10’は端面19およびインロウ部1bの端部内径にまで一部達するように設定している。これによって、円筒面で嵌合するインロウ部1bと後述する外側継手部材14の小径段部17aとの摩耗を抑制することができる。さらに、インロウ部1bの端面19には、内径側にグリース溜まり部20を形成している。ここでは端面19に凹部を形成した形状を例示しているが、これに限らず、例えば内径側に大きな面取りを形成してグリース溜まり部としても良い。ここで複列の転がり軸受2は転動体9、9をボールとした複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず転動体に円すいころを使用した複列円すいころ軸受であっても良い。 FIG. 3B shows an enlarged end portion of the in-row portion 1b. The hardened layer 10 'is set so as to partially reach the
ハブ輪1の端面19と外側継手部材14の肩部16との衝合面にグリースを介在させたので、突き合せ部の摩耗を抑制すると共に、外側継手部材14を介してトルクを伝達する際、外側継手部材14の軸部17が捩じれ、ハブ輪1の端面19との間で相対滑り音、所謂スティックスリップ音が発生するのを抑制することができる。また、ハブ輪1の端面1 9にグリース溜まり部20を設けることによって、摩耗とスティックスリップ音発生をさらに抑制することができる。Since grease is interposed abutment surface of the
ハブ輪1の内側転走面1aから軸方向に延びる円筒状のインロウ部1bを形成し、このインロウ部1bを含み、内側転走面1aから端面19に至る表面に硬化層10を形成したので、過大な曲げモーメント荷重においても充分な耐久性を有すると共に、繰り返し曲げ荷重で端面19が摩耗し、その摩耗粉が軸受内部に侵入して軸受寿命を低下させることはない。また、ハブ輪1の端面19からインロウ部1bの端部内径に至る表面に硬化層10を形成すれば、このインロウ部1bと円筒面で嵌合する外側継手部材14の軸部17との摩耗が抑制される。The cylindrical in-row part 1b extending in the axial direction from the inner raceway surface 1a of the hub wheel 1 is formed, and the hardened
等速自在継手3は、図5に示すように、外側継手部材14と図示しない継手内輪、ケージ、およびトルク伝達ボールとを備えている。外側継手部材14はカップ状のマウス部15と、このマウス部15の底部をなす肩部16と、この肩部16から軸方向に延びる軸部17を有し、マウス部15の内周には軸方向に延びる曲線状のトラック溝15aを形成している。As shown in FIG. 5, the constant velocity universal joint 3 includes an outer
外側継手部材14を中空に形成し、この肩部16の外周には前記した内側転走面14aを形成している。また、外側継手部材14の軸部17は小径段部17aと嵌合部17bを有している。小径段部17aに圧入したハブ輪1のインロウ部1bの端面19を、外側継手部材14の肩部16に突合せ、嵌合部17bをハブ輪1に内嵌する。その後この嵌合部17bの内径にマンドレルを挿入・抜脱させる等、適宜な手段で嵌合部17bを拡径してハブ輪1の凹凸部5に食い込ませ、ハブ輪1と外側継手部材14とを塑性結合させる。これにより、この結合部はトルク伝達手段と、ハブ輪1と外側継手部材14の結合手段とを併せ持つため、従来のセレーション等のトルク伝達手段をハブ輪1や外側継手部材14に形成する必要はなく、また、締結ナット等の固定手段も不要となるため、装置の一層の軽量・コンパクト化を実現することができる。また、こうした塑性結合によって装置の軽量・コンパクト化が図れると共に、車両旋回時に過大な曲げモーメント荷重が生じても、外側継手部材14の軸部17、また軸部17の隅部に過大な応力が発生するのを抑制することができ、充分な耐久性を有している。The outer
また、図4(a)(b)に示すように、受け台Bに内方部材8を構成するハブ輪1を載置し、マンドレルMを外側継手部材14のインボード側からアウトボード側方向に挿入することによって、その押込力でハブ輪1のインロウ部1bが、外側継手部材14の肩部16と受け台Bとで軸方向に圧縮され、この状態で嵌合部17b(クロスハッチング部)を拡径させるため、塑性結合後も圧縮応力が残留することになる。したがって、こうした塑性結合の際に、インロウ部1bと肩部16との突き合せ部に軸方向のすきまは発生せず、複列の転がり軸受2の内部すきまは当初設定した負すきまを維持することができる。4A and 4B, the hub wheel 1 constituting the
外側継手部材14において、図5に示すように、マウス部15の内周に形成したトラック溝15aと、シール13が摺接するシールランド部21から内側転走面14a、および軸部17の小径段部17aに亙って表面に硬化層10”を形成している。硬化処理として高周波誘導加熱による焼入れが好適である。また、拡径する嵌合部17bは、鍛造後の素材表面硬さ24HRC以下の未焼入れ部とし、前記したハブ輪1の凹凸部5の表面硬さ54〜64HRCとの硬度差を30HRC以上に設定するのが好ましい。これにより、嵌合部17bが凹凸部5に容易に、かつ深く食い込み、凹凸部5の先端が潰れることなく強固に両者を塑性結合することができる。In the outer
車両旋回時に過大な曲げモーメント荷重が生じた時、ハブ輪1と外側継手部材14との突き合せ部が節となって繰り返し曲げ荷重を受けることになる。この時、ハブ輪1のインロウ部1bと外側継手部材14の軸部17、特に小径段部17aの隅部22には過大な応力が発生し、耐久性が低下する恐れがある。また、繰り返し曲げ荷重によって、インロウ部1bや小径段部17aが変形して突合せ部に異常摩耗が発生し、軸受内部にその摩耗粉が混入して寿命低下を招来する恐れもある。しかし、本実施形態のように、内側転走面14aから隅部22を含む小径段部17aの表面に硬化層10”を形成することによって、捩じりトルクに対して強度、耐久性が向上すると共に、繰り返し曲げ荷重によってインロウ部1bと肩部16の突き合せ部に相対滑りが生じても、摩耗の発生を抑制することができる。 When an excessive bending moment load is generated during turning of the vehicle, the butt portion between the hub wheel 1 and the outer
図示はしていないが、中空状の外側継手部材14の内径にエンドキャップを装着して、マウス部15に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と外部からのダスト侵入を防止している。 Although not shown, an end cap is attached to the inner diameter of the hollow outer
ハブ輪1のインロウ部1bと外側継手部材14の小径段部17aは、それぞれ円筒面で嵌合し、繰り返し曲げ荷重に対して充分な剛性を有している。通常、嵌合するためのこの種のインロウ部には0.5〜1.0mmの径方向すきまを設け、組込みの際の案内面とするのが一般的であるが、本実施形態では、組込み性を若干犠牲にし、この径方向すきまを可能な限り小さく設定している。インロウ部1bや小径段部17aの加工の工程能力、および耐久試験結果から、この嵌合部の径方向すきまを若干の締代も含む0.5mm〜−0.1mm、好ましくは0.35〜−0.05mmに設定すれば耐久性向上に効果的であることを検証した。 The in-row portion 1b of the hub wheel 1 and the small-
ハブ輪1のインロウ部1bと外側継手部材14の軸部17との径方向すきまを0.5mm以下に設定した。これにより、繰り返し曲げ荷重に対し、インロウ部1bの変形を抑制し、その荷重を円筒面で確実に受けることができるので、装置の耐久性を格段に向上させることができる。The radial clearance between the in-row part 1b of the hub wheel 1 and the
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including.
本発明に係る駆動車輪用軸受装置の製造方法は、ハブ輪と等速自在継手と複列の転がり軸受とをユニット化した駆動車輪用軸受装置の製造方法に適用できる。 The drive wheel bearing device manufacturing method according to the present invention can be applied to a drive wheel bearing device manufacturing method in which a hub wheel, a constant velocity universal joint, and a double row rolling bearing are unitized.
1・・・・・・・・・・・・ハブ輪
1a、14a・・・・・・・内側転走面
1b・・・・・・・・・・・インロウ部
2・・・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
3・・・・・・・・・・・・等速自在継手
4・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
5・・・・・・・・・・・・凹凸部
6、6’・・・・・・・・・・溝
7・・・・・・・・・・・・外方部材
7a・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
7b・・・・・・・・・・・外側転走面
8・・・・・・・・・・・・内方部材
9・・・・・・・・・・・・転動体
10、10’、10”・・・・硬化層
11・・・・・・・・・・・保持器
12、13・・・・・・・・シール
14・・・・・・・・・・・外側継手部材
15・・・・・・・・・・・マウス部
15a・・・・・・・・・・トラック溝
16・・・・・・・・・・・肩部
17・・・・・・・・・・・軸部
17a・・・・・・・・・・小径段部
17b・・・・・・・・・・嵌合部
18、21・・・・・・・・シールランド部
19・・・・・・・・・・・端面
20・・・・・・・・・・・グリース溜まり部
22・・・・・・・・・・・隅部
50・・・・・・・・・・・ハブ輪
50a、61a、71a・・転走面
51・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
52・・・・・・・・・・・ハブボルト
53・・・・・・・・・・・凹凸部
60・・・・・・・・・・・軸受部
61・・・・・・・・・・・外方部材
62・・・・・・・・・・・内方部材
63・・・・・・・・・・・転動体
64・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
65・・・・・・・・・・・保持器
66、67・・・・・・・・シール
70・・・・・・・・・・・等速自在継手
71・・・・・・・・・・・外側継手部材
72・・・・・・・・・・・マウス部
72a・・・・・・・・・・トラック溝
73・・・・・・・・・・・軸部
B・・・・・・・・・・・・受け台
M・・・・・・・・・・・・マンドレル
1.
Claims (1)
前記ハブ輪を受け台に載置する工程と、マンドレルを前記外側継手部材のインボード側からアウトボード側方向に挿入して前記ハブ輪との嵌合部を拡径させる工程を備えたことを特徴とする駆動車輪用軸受装置の製造方法。
A hub wheel having a wheel mounting flange at one end, a cup-shaped mouth portion, a shoulder portion forming the bottom portion of the mouth portion, and a hollow outer joint member integrally including a shaft portion extending in the axial direction from the shoulder portion are provided. A constant velocity universal joint and a double row rolling bearing that rotatably supports a wheel with respect to the vehicle body are unitized, and one of the inner rolling surfaces of the double row rolling bearing is an outer peripheral surface of the hub wheel. The other is formed on the outer peripheral surface of the outer joint member, the end surface of the hub ring is abutted against the shoulder of the outer joint member, and the two members are fitted together. A drive in which the hub wheel and the outer joint member are integrally plastically bonded by forming a hardened concave and convex portion on the peripheral surface and expanding the fitting portion of the outer joint member into the concave and convex portion. In the manufacturing method of the wheel bearing device,
Placing the hub wheel on a cradle, and inserting a mandrel from the inboard side of the outer joint member in the outboard side direction to expand the fitting portion with the hub wheel. A manufacturing method of a bearing device for a drive wheel, which is characterized.
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