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JP4013462B2 - Hub unit for vehicles - Google Patents
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JP4013462B2
JP4013462B2 JP2000262525A JP2000262525A JP4013462B2 JP 4013462 B2 JP4013462 B2 JP 4013462B2 JP 2000262525 A JP2000262525 A JP 2000262525A JP 2000262525 A JP2000262525 A JP 2000262525A JP 4013462 B2 JP4013462 B2 JP 4013462B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複列転がり軸受と等速ジョイントを組み込んで駆動輪側に用いられるタイプのハブユニットに関する。
【0002】
【従来の技術】
上述した駆動輪タイプのハブユニットは、例えば本発明の実施形態で提示した図1や図2のように、ハブホイール1の外周に複列転がり軸受2が、また、ハブホイール1に対して複列転がり軸受2と近接した状態で等速ジョイント3がそれぞれ取り付けられた構成になっている。
【0003】
なお、図1に示す例では、複列転がり軸受2が、車両インナ側に位置する列の玉22群の軌道面を有する単一の内輪25を有していて、車両アウタ側に位置する列の玉22群の軌道面としてハブホイール1の外周面を利用する構成になっているが、前記両方の軌道面については、耐久性を考慮していずれもロックウェル硬さ(HRC)で60以上に設定している。
【0004】
上記硬化処理については、焼入れおよび焼き戻しを含む熱処理を行うが、前記焼き戻し温度を150〜180℃の範囲に設定することにより、ロックウェル硬さ(HRC)で60以上に設定している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、複列転がり軸受2の近傍に等速ジョイント3を配設している関係より、複列転がり軸受2の車両インナ側に対して等速ジョイント3から発生する熱が伝導されやすく、複列転がり軸受2の車両インナ側の内輪25が上述した焼き戻し温度以上になって硬度低下が発生するなど、耐熱性、耐摩耗性、転がり疲労寿命、寸法安定性が低下する結果になっている。
【0006】
なお、本発明の他の実施形態で提示した図2の構成の場合にも、上記同様の不具合が指摘される。つまり、図2の例では、等速ジョイント3における外輪31の外周面を複列転がり軸受2の車両インナ側内輪として利用する形態になっている。
【0007】
このような事情に鑑み、本発明は、等速ジョイントを組み込んだハブユニットにおいて、複列転がり軸受の車両インナ側に配置される転動体群の軌道面や車両インナ側に配置される転動体群の軌道面の熱劣化を防止して、品質安定化を図ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明第1の車両用ハブユニットは、ハブホイールの外周面における車両アウタ側に一体形成される径方向外向きのフランジの外面にディスクブレーキ装置のディスクロータや車輪が取り付けられ、かつ、ハブホイールにおいて前記フランジよりも車両インナ側の外周に複列転がり軸受が、また、ハブホイールに等速ジョイントがそれぞれ取り付けられるもので、前記複列転がり軸受において、前記等速ジョイントの発生する熱が伝導されることにより昇温する、車両インナ側に位置する列の転動体群の軌道面が焼入れおよび焼き戻しを含む熱処理により硬化されており、前記熱処理の焼き戻し温度を、前記等速ジョイントから発生する熱による昇温時の温度以上で、かつ焼き戻し後の軌道面の硬さが転がり軸受としての耐久性を有するよう、200〜230℃の範囲に設定することにより、前記軌道面の硬さをロックウェル硬さ(HRC)60よりも低くかつ58以上の範囲に設定した、ことを特徴としている。
【0009】
本発明第2の車両用ハブユニットは、ハブホイールの外周面における車両アウタ側に一体形成される径方向外向きのフランジの外面にディスクブレーキ装置のディスクロータや車輪が取り付けられ、かつ、ハブホイールにおいて前記フランジよりも車両インナ側の外周に複列転がり軸受が、また、ハブホイールに等速ジョイントがそれぞれ取り付けられる車両用ハブユニットであって、
前記複列転がり軸受が、車両インナ側に位置する列の転動体群の軌道面を有する単一の内輪と、車両アウタ側に位置する列の転動体群の軌道面として前記ハブホイールの外周面を利用する構成であり、
前記等速ジョイントの発生する熱が伝導されることにより昇温する前記内輪の軌道面が焼入れおよび焼き戻しを含む熱処理により硬化されており、前記熱処理の焼き戻し温度を、前記等速ジョイントから発生する熱による昇温時の温度以上で、かつ焼き戻し後の軌道面の硬さが転がり軸受としての耐久性を有するよう、200〜230℃の範囲に設定することにより、前記内輪の軌道面のロックウェル硬さ(HRC)を60よりも低くかつ58以上の範囲に設定した、ことを特徴としている。
【0011】
本発明第3の車両用ハブユニットは、ハブホイールの外周面における車両アウタ側に一体形成される径方向外向きのフランジの外面にディスクブレーキ装置のディスクロータや車輪が取り付けられ、かつ、ハブホイールにおいて前記フランジよりも車両インナ側の外周に複列転がり軸受が、また、ハブホイールに等速ジョイントがそれぞれ取り付けられるもので、前記複列転がり軸受が、車両アウタ側に位置する列の転動体群の軌道面として前記ハブホイールの外周面を利用するとともに、車両インナ側に位置する列の転動体群の軌道面として前記等速ジョイントにおける外輪の外周面を利用する構成であり、前記等速ジョイントの発生する熱が伝導されることにより昇温する、前記等速ジョイントにおける外輪の軌道面が焼入れおよび焼き戻しを含む熱処理により硬化されており、前記熱処理の焼き戻し温度を、前記等速ジョイントから発生する熱による昇温時の温度以上で、かつ焼き戻し後の軌道面の硬さが転がり軸受としての耐久性を有するよう、200〜230℃の範囲に設定することにより、前記等速ジョイントにおける外輪の軌道面のロックウェル硬さ(HRC)60よりも低くかつ58以上の範囲に設定した、ことを特徴としている。
【0013】
本発明第4の車両用ハブユニットは、上記第1ないしのいずれかの構成において、前記複列転がり軸受の転動体が、セラミックスで形成されている、ことを特徴としている。
【0014】
要するに、本発明では、複列転がり軸受において車両インナ側つまり等速ジョイント側に配置される内輪の軌道面、または複列転がり軸受における車両インナ側内輪となる部分の軌道面について、硬化処理時の焼き戻し温度を従来例よりも高く設定して、硬度を適度に設定している。これにより、等速ジョイントから発生する熱が伝導されやすい複列転がり軸受の内輪の軌道面や当該内輪となる部分の軌道面について、耐熱性、耐摩耗性、転がり疲労寿命、寸法安定性が可及的に高められることになる。
【0015】
なお、第2の構成と第3の構成との相違は、車両用ハブユニットとしての前提構成である。
【0016】
また、第4の構成のように、複列転がり軸受の転動体をセラミックスとすれば、転動体自身の耐熱性が向上するうえ、複列転がり軸受と等速ジョイントとの間での熱の伝導を遮断できることになり、相乗的な昇温を抑制できるようになる。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【0018】
図1は本発明の一実施形態に係る車両用ハブユニットの断面図である。
【0019】
図例の車両用ハブユニットは、自動車の駆動輪側に使用されるタイプであって、ハブホイール1と、複列転がり軸受2と、等速ジョイント3とを備えている。
【0020】
ハブホイール1は、中空構造となっており、その外周面の軸方向中間部には径方向外向きのフランジ11が形成され、また、中空部内周面の所要領域にはメススプライン(図示省略)が形成され、外周面の内端部寄りには複列転がり軸受2における片方列の玉22群の軌道面12が形成された構成となっている。
【0021】
複列転がり軸受2は、二列の軌道溝を有する単一の外輪21と、二列で配設される転動体としての複数の玉22と、二つの冠形保持器23とから構成されており、本来必要な2つの内輪については、一方は上述したようにハブホイール1の軌道面を利用し、他方の内輪25のみを備えた構成となっている。
【0022】
等速ジョイント3は、周知のツェッパタイプ(バーフィールド型)等速ジョイントと呼ばれるものとされ、外輪31、内輪32、玉33および保持器34などから構成されている。外輪31は、内輪32、玉33および保持器34などが収納配設される椀形部35と、この椀形部35の小径側に一体に連接される軸部36とから構成されている。
【0023】
なお、上記ハブホイール1の外周面に複列転がり軸受2が取り付けられ、また、ハブホイール1の内周に対して等速ジョイント3の軸部36をスプライン嵌合させるとともに、この軸部36の車両アウタ側軸端にナット37を螺合することにより、複列転がり軸受2と近接した状態で等速ジョイント3が取り付けられる。
【0024】
そして、ハブホイール1のフランジ11に対してディスクブレーキ装置のディスクロータ4および車輪(図示省略)があてがわれて複数のボルト13により装着される。また、複列転がり軸受2の外輪21に設けてある径方向外向きのフランジ24が、車体5などにボルト止めされる。さらに、等速ジョイント3の内輪32に対してシャフト6がスプライン嵌合されて止め輪38などで抜け止め固定される。前述のシャフト6の他端側は、図示しない別の等速ジョイントを介して車両のデファレンシャル装置に取り付けられる。なお、7はブレーキパッドである。
【0025】
このような車両用ハブユニットでは、シャフト6の回転動力が、等速ジョイント3を介してハブホイール1に取り付けられてある車輪(図示省略)に対して伝達される。
【0026】
ところで、上述したような等速ジョイント3を組み込んだ車両用ハブユニットでは、それの動作に伴う発熱により複列転がり軸受2が温度上昇しやすくなることを考慮し、その熱劣化を防止するように以下で説明するような工夫を施している。
【0027】
この実施形態では、ハブホイール1の軌道面がロックウェル硬さ(HRC)で60付近に、また、複列転がり軸受2の内輪25における軌道面がロックウェル硬さ(HRC)で前記数値よりも低くかつ58以上の範囲にそれぞれ設定されている、ことを特徴としている。
【0028】
ハブホイール1は、下記する高炭素鋼材を母材としたものであり、複列転がり軸受2の内輪25は、JIS規格でのSUJ−2などの軸受鋼を母材としたものであり、ハブホイール1の外周面および内輪25の軌道面が焼入れおよび焼き戻しを含む熱処理により硬化されている。
【0029】
なお、前述の高炭素鋼材としては、例えばJIS規格でのSUJ−2、S50C、S53C、S55Cや、SAE規格での1050、1053、1055、1060、52100などが挙げられる。
【0030】
次に、ハブホイール1に対する熱処理については、まず、焼入れ工程において、雰囲気温度を780〜900℃の範囲、好ましくは830℃とした状態で、0.5〜3時間行い、焼き戻し工程では、雰囲気温度を150〜200℃の範囲、好ましくは180℃とした状態で、2時間行う。これにより、表面硬度は、HRC59〜61とすることができる。
【0031】
一方、複列転がり軸受2の内輪25に対する熱処理については、まず、焼入れ工程において、雰囲気温度を780〜900℃の範囲、好ましくは830℃とした状態で、0.5〜3時間行い、焼き戻し工程では、雰囲気温度を200〜230℃の範囲、好ましくは220℃とした状態で、2時間行う。これにより、表面硬度は、HRC58〜59とすることができる。
【0032】
以上説明した実施形態では、ハブホイール1と内輪25の軌道面における耐熱性、耐摩耗性、転がり疲労寿命、寸法安定性を向上させるようにしているから、複列転がり軸受2の車両インナ側に対して等速ジョイント3から発生する熱が伝導されることによって、複列転がり軸受2が例えば200℃以上に昇温しても、複列転がり軸受2の熱劣化を防止して、品質安定化を図ることができる。
【0033】
図2は本発明の他の実施形態に係る車両用ハブユニットの断面図である。上記実施形態では、ハブホイール1に対して等速ジョイント3の外輪31における軸部36を固定するためにナット37を用いていたが、この実施形態では、等速ジョイント3の外輪31における軸部36を中空凹状に形成し、この軸端を径方向外向きに屈曲させてハブホイール1の端面に対してかしめつける形態にしている。
【0034】
また、この実施形態では、複列転がり軸受2に備える唯一の内輪25を用いずに等速ジョイント3の外輪31における椀形部35の外周面で代用する形態にしている。この変更に合わせて、複列転がり軸受2の車両インナ側に、接触型のシール40と非接触型のシール50とを配設している。
【0035】
接触型のシール40は、芯金41に弾性体からなるリップ42を被着した構成であり、芯金41が複列転がり軸受2の外輪21の内周面肩部に対して圧入により嵌合され、リップ42が等速ジョイント3の外輪31における椀形部35の外周面に対して接触されている。
【0036】
非接触型のシール50は、コ字形の金環からなり、等速ジョイント3の外輪31における椀形部35の外周面に対して圧入により嵌合されていて、当該シール50の内部空間に対して上記接触型のシール40の芯金41において軸方向に延びる環状部43が微小隙間を介して対向する形態で挿入されている。
【0037】
このような構成の車両用ハブユニットでは、複列転がり軸受2における一方列の玉22群の軌道を等速ジョイント3の外輪31における椀形部35の外周面としている関係より、等速ジョイント3の外輪31が熱的な影響をうけやすくなっている。
【0038】
そこで、この実施形態でも、上記実施形態と同様に、ハブホイール1の軌道面がロックウェル硬さ(HRC)で60付近に、また、等速ジョイント3の外輪31における椀形部35の外周面(複列転がり軸受2の内輪軌道となる面)がロックウェル硬さ(HRC)で前記数値よりも低くかつ58以上の範囲にそれぞれ設定されている、ことを特徴としている。この硬度を得るには、上記実施形態と同様の素材や熱処理が施される。
【0039】
また、この他に、複列転がり軸受2のすべての玉22を、セラミックスで形成している。このセラミックスとしては、窒化けい素(Si34)を主体とし、焼結助剤として、イットリア(Y23)およびアルミナ(Al23)、その他、適宜、窒化アルミ(AlN)、酸化チタン(TiO2)、スピネル(MgAl24)を用いたセラミックスの他、アルミナ(Al23)や炭化けい素(SiC)、ジルコニア(ZrO2)、窒化アルミ(AlN)などを添加する。具体的に、例えば窒化けい素(Si34)を主体とし、焼結助剤として、イットリア(Y23)を1.5〜5.5wt%、窒化アルミ(AlN)を1〜2wt%、アルミナ(Al23)を2〜4.5wt%、酸化チタン(TiO2)を0.5〜1.0wt%の割合で添加したものとすることができる。
【0040】
このように、ハブホイール1の外周面を複列転がり軸受2の車両アウタ側内輪として利用するとともに、等速ジョイント3における外輪31の外周面を複列転がり軸受2の車両インナ側内輪として利用する形態では、等速ジョイント3と複列転がり軸受2とが近づいた配置となるために、熱が相互に伝導しやすくなって相乗的に昇温しやすくなるといえるが、上述したようにハブホイール1や椀形部35の硬度関係を特定すれば、それらの熱劣化が抑制されることになり、複列転がり軸受2の耐熱性、耐摩耗性、転がり疲労寿命、寸法安定性を向上することになる。
【0041】
また、上述したように複列転がり軸受2の玉22をセラミックスとしていれば、玉22自身の耐熱性が向上するうえ、複列転がり軸受2と等速ジョイント3との間での熱の伝導を遮断できることになり、相乗的な昇温を抑制できるようになり、複列転がり軸受2の寿命向上を図るうえでより有利となる。
【0042】
なお、上記実施形態で示した車両用ハブユニットの細部の構成については、いろいろな変形が可能であるが、それらのすべてに本発明を適用できる。また、図1に示した実施形態においても、複列転がり軸受2の玉22を上述したセラミックスで形成するようにしてもよい。
【0043】
また、例えば上記実施形態では、炭素鋼材に普通焼入れ、焼き戻しを施したものを例示しているが、熱処理については誘導加熱焼入れ、焼き戻しを施すようにしてもよい。さらに、ハブホイール1、複列転がり軸受2の内輪25、等速ジョイント3の外輪31における椀形部35について合金鋼(SCr420H、SCM420H、SNCM220H、SNCM420H、SNCM815、SAE4320、SAE5120)とし、それに浸炭焼入れ、焼き戻しを施す形態とすることができる。
【0044】
【発明の効果】
請求項1ないしの発明では、複列転がり軸受の車両インナ側に配置される転動体群の軌道面についての耐熱性、耐摩耗性、転がり疲労寿命、寸法安定性を可及的に高めることが可能になるなど、長寿命化を達成できるようになる。
【0045】
特に、請求項4の発明のように、複列転がり軸受の転動体をセラミックスとすれば、転動体自身の耐熱性が向上するうえ、複列転がり軸受と等速ジョイントとの間での熱の伝導を遮断できることになり、相乗的な昇温を抑制できるようになり、複列転がり軸受の寿命向上を図るうえでより有利となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る車両用ハブユニットの断面図
【図2】本発明の他の実施形態に係る車両用ハブユニットの断面図
【符号の説明】
1 ハブホイール
11 ハブホイールのフランジ
2 複列転がり軸受
22 複列転がり軸受の玉
25 複列転がり軸受の内輪
3 等速ジョイント
31 等速ジョイントの外輪
36 等速ジョイントの外輪における軸部
4 ディスクロータ
5 車体
6 入力軸としてのシャフト
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hub unit of a type that is used on a drive wheel side by incorporating a double row rolling bearing and a constant velocity joint.
[0002]
[Prior art]
In the drive wheel type hub unit described above, for example, as shown in FIGS. 1 and 2 presented in the embodiment of the present invention, the double-row rolling bearing 2 is provided on the outer periphery of the hub wheel 1, and A constant velocity joint 3 is attached in a state of being close to the row rolling bearing 2.
[0003]
In the example shown in FIG. 1, the double row rolling bearing 2 has a single inner ring 25 having a raceway surface of a group of balls 22 in a row located on the vehicle inner side, and a row located on the vehicle outer side. The outer peripheral surface of the hub wheel 1 is used as the raceway surface of the 22 balls of the balls. However, both of the raceway surfaces have a Rockwell hardness (HRC) of 60 or more in consideration of durability. Is set.
[0004]
About the said hardening process, although heat processing including quenching and tempering is performed, by setting the said tempering temperature in the range of 150-180 degreeC, it sets to 60 or more by Rockwell hardness (HRC).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional example, the heat generated from the constant velocity joint 3 is easily conducted to the vehicle inner side of the double row rolling bearing 2 because the constant velocity joint 3 is disposed in the vicinity of the double row rolling bearing 2. As a result, the inner ring 25 on the inner side of the vehicle inner side of the double row rolling bearing 2 becomes higher than the tempering temperature described above, resulting in a decrease in hardness, resulting in a decrease in heat resistance, wear resistance, rolling fatigue life, and dimensional stability. ing.
[0006]
In the case of the configuration of FIG. 2 presented in another embodiment of the present invention, the same problem as described above is pointed out. That is, in the example of FIG. 2, the outer peripheral surface of the outer ring 31 in the constant velocity joint 3 is used as a vehicle inner side inner ring of the double row rolling bearing 2.
[0007]
In view of such circumstances, the present invention provides a hub unit incorporating a constant velocity joint, and a rolling element group disposed on the raceway surface of the rolling element group disposed on the vehicle inner side of the double row rolling bearing or on the vehicle inner side. The purpose is to stabilize the quality by preventing thermal degradation of the raceway surface.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The first vehicle hub unit according to the present invention has a disk rotor and a wheel of a disk brake device attached to an outer surface of a radially outward flange integrally formed on the outer side of the hub wheel on the vehicle outer side, and the hub wheel In the double row rolling bearing, a constant velocity joint is attached to the outer periphery of the vehicle inner side than the flange, and a constant velocity joint is attached to the hub wheel, and heat generated by the constant velocity joint is conducted in the double row rolling bearing. The raceway surfaces of the row of rolling elements located on the vehicle inner side are hardened by heat treatment including quenching and tempering, and the tempering temperature of the heat treatment is generated from the constant velocity joint. It seems that the hardness of the raceway surface after tempering is higher than the temperature at the time of temperature rise by heat and has durability as a rolling bearing. By setting the range of 200 to 230 ° C., it is set to hardness Rockwell hardness (HRC) 6 low and 58 or more range than 0 of the track surface, and characterized in that.
[0009]
A second vehicle hub unit according to the present invention has a disk rotor and a wheel of a disk brake device attached to an outer surface of a radially outward flange integrally formed on the outer side of the hub wheel on the vehicle outer side, and the hub wheel. In the vehicle hub unit, a double row rolling bearing is attached to the outer periphery of the vehicle inner side than the flange, and a constant velocity joint is attached to the hub wheel, respectively.
The double row rolling bearing has a single inner ring having a raceway surface of a row of rolling element groups located on the vehicle inner side, and an outer peripheral surface of the hub wheel as a raceway surface of the row of rolling element groups located on the vehicle outer side. Is a configuration that uses
The raceway surface of the inner ring that is heated by the conduction of heat generated by the constant velocity joint is hardened by a heat treatment including quenching and tempering, and the tempering temperature of the heat treatment is generated from the constant velocity joint. By setting the temperature within the range of 200 to 230 ° C. so that the hardness of the raceway surface after tempering is higher than the temperature at the time of heating due to heat and having durability as a rolling bearing , The Rockwell hardness (HRC ) is set to be lower than 60 and in a range of 58 or higher.
[0011]
A third hub unit for a vehicle according to the present invention has a disc rotor and a wheel of a disc brake device attached to an outer surface of a radially outward flange integrally formed on the outer side of the hub wheel on the vehicle outer side, and the hub wheel In which a double row rolling bearing is attached to the outer periphery of the vehicle inner side of the flange, and a constant velocity joint is attached to the hub wheel, and the double row rolling bearing is a group of rolling elements located on the vehicle outer side. along with utilizing the outer peripheral surface of the hub wheel as raceway surface, a configuration using the outer peripheral surface of the outer ring in the constant velocity joint as raceway surface of the rolling element group row positioned on the vehicle inner side, wherein the constant velocity joint raising the temperature by generated heat is conducted, the raceway surface of the outer ring in the constant velocity joint quenching and tempering Teeth are hardened by heat treatment including, a tempering temperature of the heat treatment, in the constant velocity thermal temperature or higher during heating due to generated from the joint, and the hardness of the raceway surface after tempering as the rolling bearing as with durability, by setting the range of 200 to 230 ° C., and set the Rockwell hardness of the raceway surface of the outer ring of (HRC) in low and 58 or more range than 60 in the constant velocity joint, it It is characterized by.
[0013]
The fourth hub unit for a vehicle according to the present invention is characterized in that, in any one of the first to third configurations, the rolling elements of the double row rolling bearing are formed of ceramics.
[0014]
In short, in the present invention, the raceway surface of the inner ring arranged on the vehicle inner side, that is, the constant velocity joint side in the double row rolling bearing, or the raceway surface of the portion that becomes the vehicle inner side inner ring in the double row rolling bearing is subjected to the curing process. The tempering temperature is set higher than the conventional example, and the hardness is set appropriately. This enables heat resistance, wear resistance, rolling fatigue life, and dimensional stability of the raceway surface of the inner ring of the double row rolling bearing where the heat generated from the constant velocity joint is easily conducted and the raceway surface of the inner ring part. It will be raised as much as possible.
[0015]
The difference between the second configuration and the third configuration is a premise configuration as a vehicle hub unit.
[0016]
Further, if the rolling element of the double row rolling bearing is made of ceramic as in the fourth configuration, the heat resistance of the rolling element itself is improved and the heat conduction between the double row rolling bearing and the constant velocity joint is improved. Can be cut off, and a synergistic temperature rise can be suppressed.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The details of the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a sectional view of a vehicle hub unit according to an embodiment of the present invention.
[0019]
The vehicle hub unit shown in the figure is a type used on the drive wheel side of an automobile, and includes a hub wheel 1, a double row rolling bearing 2, and a constant velocity joint 3.
[0020]
The hub wheel 1 has a hollow structure, a radially outward flange 11 is formed at an axially intermediate portion of the outer peripheral surface, and a female spline (not shown) is provided in a required region of the inner peripheral surface of the hollow portion. Is formed, and the raceway surface 12 of one group of balls 22 in the double row rolling bearing 2 is formed near the inner end of the outer peripheral surface.
[0021]
The double row rolling bearing 2 is composed of a single outer ring 21 having two rows of raceway grooves, a plurality of balls 22 as rolling elements arranged in two rows, and two crown-shaped cages 23. As for the two inner rings that are originally necessary, one uses the raceway surface of the hub wheel 1 as described above, and has only the other inner ring 25.
[0022]
The constant velocity joint 3 is referred to as a well-known Rzeppa type (Burfield type) constant velocity joint, and includes an outer ring 31, an inner ring 32, a ball 33, a cage 34, and the like. The outer ring 31 includes a bowl-shaped part 35 in which the inner ring 32, the ball 33, the retainer 34, and the like are accommodated and a shaft part 36 that is integrally connected to the small-diameter side of the bowl-shaped part 35.
[0023]
The double row rolling bearing 2 is attached to the outer peripheral surface of the hub wheel 1, and the shaft portion 36 of the constant velocity joint 3 is spline-fitted to the inner periphery of the hub wheel 1. The constant velocity joint 3 is attached in a state of being close to the double row rolling bearing 2 by screwing the nut 37 to the vehicle outer side shaft end.
[0024]
A disk rotor 4 and a wheel (not shown) of the disk brake device are applied to the flange 11 of the hub wheel 1 and are mounted by a plurality of bolts 13. Further, a radially outward flange 24 provided on the outer ring 21 of the double row rolling bearing 2 is bolted to the vehicle body 5 or the like. Further, the shaft 6 is spline-fitted to the inner ring 32 of the constant velocity joint 3 and is secured by a retaining ring 38 or the like. The other end of the shaft 6 is attached to a vehicle differential device through another constant velocity joint (not shown). Reference numeral 7 denotes a brake pad.
[0025]
In such a vehicle hub unit, the rotational power of the shaft 6 is transmitted to a wheel (not shown) attached to the hub wheel 1 via the constant velocity joint 3.
[0026]
By the way, in the vehicle hub unit incorporating the constant velocity joint 3 as described above, in consideration of the fact that the double row rolling bearing 2 is likely to rise in temperature due to heat generated by its operation, the thermal deterioration is prevented. The device described below is applied.
[0027]
In this embodiment, the raceway surface of the hub wheel 1 has a Rockwell hardness (HRC) of around 60, and the raceway surface in the inner ring 25 of the double row rolling bearing 2 has a Rockwell hardness (HRC) that is larger than the above value. It is characterized by being set to a low range of 58 or more.
[0028]
The hub wheel 1 is made of the following high carbon steel material, and the inner ring 25 of the double-row rolling bearing 2 is made of bearing steel such as SUJ-2 in JIS standard. The outer peripheral surface of the wheel 1 and the raceway surface of the inner ring 25 are hardened by heat treatment including quenching and tempering.
[0029]
Examples of the above-mentioned high carbon steel materials include SUJ-2, S50C, S53C, S55C in JIS standards, and 1050, 1053, 1055, 1060, 52100 in SAE standards.
[0030]
Next, with respect to the heat treatment for the hub wheel 1, first, in the quenching process, the atmosphere temperature is in the range of 780 to 900 ° C., preferably 830 ° C., for 0.5 to 3 hours. The temperature is set in the range of 150 to 200 ° C, preferably 180 ° C for 2 hours. Thereby, surface hardness can be set to HRC59-61.
[0031]
On the other hand, with respect to the heat treatment for the inner ring 25 of the double row rolling bearing 2, first, in the quenching step, the atmosphere temperature is set in the range of 780 to 900 ° C, preferably 830 ° C, for 0.5 to 3 hours, and tempered. In the step, the atmospheric temperature is in the range of 200 to 230 ° C., preferably 220 ° C., for 2 hours. Thereby, surface hardness can be HRC58-59.
[0032]
In the above-described embodiment, the heat resistance, wear resistance, rolling fatigue life, and dimensional stability on the raceway surfaces of the hub wheel 1 and the inner ring 25 are improved, so that the double row rolling bearing 2 has a vehicle inner side. On the other hand, the heat generated from the constant velocity joint 3 is conducted, so that even if the double row rolling bearing 2 is heated to, for example, 200 ° C. or more, the thermal degradation of the double row rolling bearing 2 is prevented and the quality is stabilized. Can be achieved.
[0033]
FIG. 2 is a cross-sectional view of a vehicle hub unit according to another embodiment of the present invention. In the above embodiment, the nut 37 is used to fix the shaft portion 36 of the outer ring 31 of the constant velocity joint 3 to the hub wheel 1. However, in this embodiment, the shaft portion of the outer ring 31 of the constant velocity joint 3 is used. 36 is formed in a hollow concave shape, and the shaft end is bent radially outward to be caulked against the end surface of the hub wheel 1.
[0034]
Moreover, in this embodiment, it replaces with the outer peripheral surface of the bowl-shaped part 35 in the outer ring | wheel 31 of the constant velocity joint 3, without using the single inner ring | wheel 25 with which the double row rolling bearing 2 is equipped. In accordance with this change, a contact-type seal 40 and a non-contact-type seal 50 are disposed on the vehicle inner side of the double row rolling bearing 2.
[0035]
The contact-type seal 40 has a configuration in which a lip 42 made of an elastic body is attached to a cored bar 41, and the cored bar 41 is fitted into the shoulder on the inner peripheral surface of the outer ring 21 of the double row rolling bearing 2 by press fitting. The lip 42 is in contact with the outer peripheral surface of the bowl-shaped portion 35 in the outer ring 31 of the constant velocity joint 3.
[0036]
The non-contact type seal 50 is formed of a U-shaped metal ring and is fitted into the outer peripheral surface of the bowl-shaped portion 35 of the outer ring 31 of the constant velocity joint 3 by press-fitting. An annular portion 43 extending in the axial direction is inserted in the core metal 41 of the contact-type seal 40 so as to be opposed to each other through a minute gap.
[0037]
In the vehicle hub unit having such a configuration, the constant velocity joint 3 is based on the relationship in which the raceway of the ball 22 group in one row in the double row rolling bearing 2 is the outer peripheral surface of the bowl portion 35 in the outer ring 31 of the constant velocity joint 3. The outer ring 31 is easily affected by heat.
[0038]
Therefore, in this embodiment as well, the raceway surface of the hub wheel 1 is in the vicinity of 60 in Rockwell hardness (HRC), and the outer peripheral surface of the bowl-shaped portion 35 in the outer ring 31 of the constant velocity joint 3 in this embodiment. (Surface which becomes the inner ring raceway of the double row rolling bearing 2) is characterized in that it is set in a range of Rockwell hardness (HRC) lower than the above value and 58 or more. In order to obtain this hardness, the same material and heat treatment as in the above embodiment are performed.
[0039]
In addition, all the balls 22 of the double row rolling bearing 2 are made of ceramics. As this ceramic, silicon nitride (Si 3 N 4 ) is mainly used, yttria (Y 2 O 3 ) and alumina (Al 2 O 3 ) are used as sintering aids, aluminum nitride (AlN), as appropriate, In addition to ceramics using titanium oxide (TiO 2 ) and spinel (MgAl 2 O 4 ), alumina (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), zirconia (ZrO 2 ), aluminum nitride (AlN), etc. are added To do. Specifically, for example, silicon nitride (Si 3 N 4 ) is the main component, yttria (Y 2 O 3 ) is 1.5 to 5.5 wt%, and aluminum nitride (AlN) is 1 to 2 wt. %, Alumina (Al 2 O 3 ) in an amount of 2 to 4.5 wt%, and titanium oxide (TiO 2 ) in an amount of 0.5 to 1.0 wt%.
[0040]
As described above, the outer peripheral surface of the hub wheel 1 is used as the vehicle outer side inner ring of the double row rolling bearing 2, and the outer peripheral surface of the outer ring 31 in the constant velocity joint 3 is used as the vehicle inner side inner ring of the double row rolling bearing 2. In the form, since the constant velocity joint 3 and the double row rolling bearing 2 are arranged close to each other, it can be said that heat is easily conducted to each other and the temperature rises synergistically. However, as described above, the hub wheel 1 If the hardness relation of the ridge shape portion 35 is specified, the thermal deterioration thereof is suppressed, and the heat resistance, wear resistance, rolling fatigue life, and dimensional stability of the double row rolling bearing 2 are improved. Become.
[0041]
Further, if the balls 22 of the double row rolling bearing 2 are made of ceramics as described above, the heat resistance of the balls 22 themselves is improved and heat conduction between the double row rolling bearing 2 and the constant velocity joint 3 is improved. As a result, the synergistic temperature rise can be suppressed, which is more advantageous in improving the life of the double-row rolling bearing 2.
[0042]
In addition, although various deformation | transformation is possible about the structure of the detail of the hub unit for vehicles shown by the said embodiment, this invention is applicable to all of them. Also in the embodiment shown in FIG. 1, the balls 22 of the double-row rolling bearing 2 may be formed of the above-described ceramics.
[0043]
Further, for example, in the above embodiment, the carbon steel material is subjected to normal quenching and tempering, but the heat treatment may be performed by induction heating quenching and tempering. Furthermore, alloy steel (SCr420H, SCM420H, SNCM220H, SNCM420H, SNCM815, SAE4320, SAE5120) is used for the flange 35 of the hub wheel 1, the inner ring 25 of the double row rolling bearing 2, and the outer ring 31 of the constant velocity joint 3, and carburizing and quenching them. , Tempering can be performed.
[0044]
【The invention's effect】
In the invention of claims 1 to 4, the heat resistance of about the raceway surface of the rolling element units arranged on the vehicle inner side of the double row rolling bearing, wear resistance, improve as much as possible the rolling fatigue life, dimensional stability This makes it possible to achieve a long service life.
[0045]
In particular, if the rolling element of the double row rolling bearing is made of ceramics as in the invention of claim 4 , the heat resistance of the rolling element itself is improved and the heat generated between the double row rolling bearing and the constant velocity joint is improved. Since the conduction can be cut off, the synergistic temperature rise can be suppressed, which is more advantageous in improving the life of the double row rolling bearing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a vehicle hub unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of a vehicle hub unit according to another embodiment of the present invention.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hub wheel 11 Flange of hub wheel 2 Double row rolling bearing 22 Ball 25 of double row rolling bearing 3 Inner ring 3 of double row rolling bearing 31 Constant velocity joint 31 Outer ring of constant velocity joint 36 Shaft part 4 in outer ring of constant velocity joint 4 Disc rotor 5 Body 6 Shaft as input shaft

Claims (4)

ハブホイールの外周面における車両アウタ側に一体形成される径方向外向きのフランジの外面にディスクブレーキ装置のディスクロータや車輪が取り付けられ、かつ、ハブホイールにおいて前記フランジよりも車両インナ側の外周に複列転がり軸受が、また、ハブホイールに等速ジョイントがそれぞれ取り付けられる車両用ハブユニットであって、
前記複列転がり軸受において、前記等速ジョイントの発生する熱が伝導されることにより昇温する、車両インナ側に位置する列の転動体群の軌道面が焼入れおよび焼き戻しを含む熱処理により硬化されており、前記熱処理の焼き戻し温度を、前記等速ジョイントから発生する熱による昇温時の温度以上で、かつ焼き戻し後の軌道面の硬さが転がり軸受としての耐久性を有するよう、200〜230℃の範囲に設定することにより、前記軌道面の硬さをロックウェル硬さ(HRC)60よりも低くかつ58以上の範囲に設定した、ことを特徴とする車両用ハブユニット。
A disc rotor and wheels of a disc brake device are attached to the outer surface of a radially outward flange integrally formed on the outer side of the hub wheel on the outer side of the vehicle, and the hub wheel has an outer periphery on the vehicle inner side of the flange. The double row rolling bearing is also a vehicle hub unit to which a constant velocity joint is respectively attached to the hub wheel,
In the double row rolling bearing, the raceway surface of the rolling element group in the row located on the vehicle inner side, which is heated by conduction of heat generated by the constant velocity joint, is hardened by heat treatment including quenching and tempering. 200 so that the tempering temperature of the heat treatment is equal to or higher than the temperature at the time of temperature rise by heat generated from the constant velocity joint, and the hardness of the raceway surface after tempering has durability as a rolling bearing. by setting the range to 230 ° C., it is set to hardness Rockwell hardness (HRC) 6 and 58 or more in the range lower than 0 of the raceway surface, the vehicle hub unit, characterized in that.
ハブホイールの外周面における車両アウタ側に一体形成される径方向外向きのフランジの外面にディスクブレーキ装置のディスクロータや車輪が取り付けられ、かつ、ハブホイールにおいて前記フランジよりも車両インナ側の外周に複列転がり軸受が、また、ハブホイールに等速ジョイントがそれぞれ取り付けられる車両用ハブユニットであって、
前記複列転がり軸受が、車両インナ側に位置する列の転動体群の軌道面を有する単一の内輪と、車両アウタ側に位置する列の転動体群の軌道面として前記ハブホイールの外周面を利用する構成であり、
前記等速ジョイントの発生する熱が伝導されることにより昇温する前記内輪の軌道面が焼入れおよび焼き戻しを含む熱処理により硬化されており、前記熱処理の焼き戻し温度を、前記等速ジョイントから発生する熱による昇温時の温度以上で、かつ焼き戻し後の軌道面の硬さが転がり軸受としての耐久性を有するよう、200〜230℃の範囲に設定することにより、前記内輪の軌道面のロックウェル硬さ(HRC)を60よりも低くかつ58以上の範囲に設定した、ことを特徴とする車両用ハブユニット。
A disc rotor and wheels of a disc brake device are attached to the outer surface of a radially outward flange integrally formed on the outer side of the hub wheel on the outer side of the vehicle, and the hub wheel has an outer periphery on the vehicle inner side of the flange. The double row rolling bearing is also a vehicle hub unit to which a constant velocity joint is respectively attached to the hub wheel,
The double row rolling bearing has a single inner ring having a raceway surface of a row of rolling element groups located on the vehicle inner side, and an outer peripheral surface of the hub wheel as a raceway surface of the row of rolling element groups located on the vehicle outer side. Is a configuration that uses
The raceway surface of the inner ring that is heated by the conduction of heat generated by the constant velocity joint is hardened by a heat treatment including quenching and tempering, and the tempering temperature of the heat treatment is generated from the constant velocity joint. By setting the temperature within the range of 200 to 230 ° C. so that the hardness of the raceway surface after tempering is higher than the temperature at the time of heating due to heat and having durability as a rolling bearing , A vehicle hub unit characterized in that Rockwell hardness (HRC ) is set to a range lower than 60 and 58 or higher.
ハブホイールの外周面における車両アウタ側に一体形成される径方向外向きのフランジの外面にディスクブレーキ装置のディスクロータや車輪が取り付けられ、かつ、ハブホイールにおいて前記フランジよりも車両インナ側の外周に複列転がり軸受が、また、ハブホイールに等速ジョイントがそれぞれ取り付けられる車両用ハブユニットであって、
前記複列転がり軸受が、車両アウタ側に位置する列の転動体群の軌道面として前記ハブホイールの外周面を利用するとともに、車両インナ側に位置する列の転動体群の軌道面として前記等速ジョイントにおける外輪の外周面を利用する構成であり、
前記等速ジョイントの発生する熱が伝導されることにより昇温する、前記等速ジョイントにおける外輪の軌道面が焼入れおよび焼き戻しを含む熱処理により硬化されており、前記熱処理の焼き戻し温度を、前記等速ジョイントから発生する熱による昇温時の温度以上で、かつ焼き戻し後の軌道面の硬さが転がり軸受としての耐久性を有するよう、200〜230℃の範囲に設定することにより、前記等速ジョイントにおける外輪の軌道面のロックウェル硬さ(HRC)60よりも低くかつ58以上の範囲に設定した、ことを特徴とする車両用ハブユニット。
A disc rotor and wheels of a disc brake device are attached to the outer surface of a radially outward flange integrally formed on the outer side of the hub wheel on the outer side of the vehicle, and the hub wheel has an outer periphery on the vehicle inner side of the flange. The double row rolling bearing is also a vehicle hub unit to which a constant velocity joint is respectively attached to the hub wheel,
The double row rolling bearing uses the outer peripheral surface of the hub wheel as the raceway surface of the row of rolling element groups located on the vehicle outer side, and the like as the raceway surface of the row of rolling element groups located on the vehicle inner side. It is a configuration that uses the outer peripheral surface of the outer ring in the speed joint,
The temperature of the outer ring in the constant velocity joint is increased by conducting heat conducted by the constant velocity joint, and the raceway surface of the outer ring in the constant velocity joint is cured by heat treatment including quenching and tempering, and the tempering temperature of the heat treatment is By setting the temperature within the range of 200 to 230 ° C. so that the hardness of the raceway surface after tempering is higher than the temperature at the time of temperature rise due to heat generated from the constant velocity joint and has durability as a rolling bearing , A hub unit for a vehicle, wherein a Rockwell hardness (HRC) of a raceway surface of an outer ring in a constant velocity joint is set in a range lower than 60 and 58 or higher.
請求項1ないし3のいずれかの車両用ハブユニットにおいて、
前記複列転がり軸受の転動体が、セラミックスで形成されている、ことを特徴とする車両用ハブユニット。
The vehicle hub unit according to any one of claims 1 to 3,
A rolling hub of the double row rolling bearing is formed of ceramics.
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