JP2009287594A - Rolling bearing device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】軽量化を図り、しかも強度を確保し得る転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】ハブユニット(転がり軸受装置)は、車体側に固定される外輪と、ブレーキディスクロータ等(車輪側)に固定されて外輪と同軸に配置されるハブホイール3(内輪)と、外輪と内輪3との間にて周方向に配置される転動体とを備える。ハブホイール3には、鍛造により軸線O回りに螺旋状に組織が配向したファイバーフローFが形成される。ファイバーフローFは、素材をパンチの進む方向に流動させて素材Bの断面積を減少させると同時に、素材Bに対して軸線O回りの捩り力を付与する前方押出し工程で形成される。
【選択図】図3The present invention provides a rolling bearing device capable of reducing the weight and ensuring the strength.
A hub unit (rolling bearing device) includes an outer ring fixed to a vehicle body side, a hub wheel 3 (inner ring) fixed to a brake disc rotor or the like (wheel side) and arranged coaxially with the outer ring, and an outer ring. Rolling elements arranged in the circumferential direction between the inner ring 3 and the inner ring 3. The hub wheel 3 is formed with a fiber flow F in which the texture is oriented spirally around the axis O by forging. The fiber flow F is formed by a forward extrusion process in which the material is flowed in the punching direction to reduce the cross-sectional area of the material B and at the same time, a twisting force about the axis O is applied to the material B.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、転がり軸受装置及びその製造方法に関し、特に自動車の車輪を支持する転がり軸受装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a rolling bearing device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a rolling bearing device that supports a wheel of an automobile and a manufacturing method thereof.
この種の転がり軸受装置には、近年における自動車の走行安定性の向上により、例えば旋回走行時に生じる高い横方向加速度等に耐え得るよう強度(剛性)の向上がますます求められている。その一方で、小型軽量化への要求も限りなくある。これら相反する要求を達成するために、例えば下記特許文献1,2には、転がり軸受装置の外方部材(外輪)又はハブ輪(内輪)における軌道面に対するファイバーフローの角度が所定角度以下となるように、外方部材又はハブ輪を鍛造により成形する技術が開示されている。
This type of rolling bearing device is increasingly required to have improved strength (rigidity) so that it can withstand, for example, high lateral acceleration generated during turning, for example, due to recent improvements in vehicle running stability. On the other hand, there is no limit to the reduction in size and weight. In order to achieve these conflicting demands, for example, in
しかしながら、上記特許文献1,2に記載された転がり軸受装置では、外方部材又はハブ輪における軌道面の転がり寿命を向上させることは可能であるものの、鍛造により得られるファイバーフローが外方部材又はハブ輪の軸線を含む切断面上に位置するように配向(正面視では直線状に見える)しているので、外方部材又はハブ輪の全体の強度を向上させることはできなかった。
However, in the rolling bearing devices described in
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、外輪(例えば外方部材)又は内輪(例えばハブ輪)の全体の強度を向上させ得る転がり軸受装置及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a rolling bearing device capable of improving the overall strength of an outer ring (for example, an outer member) or an inner ring (for example, a hub ring) and its manufacture. It is to provide a method.
上記課題を解決するために、本発明は、車体側に固定される外輪と、車輪側に固定されて外輪と同軸に配置される内輪と、外輪と内輪との間にて周方向に配置される転動体とを備えた転がり軸受装置において、外輪又は内輪には、鍛造により外輪又は内輪の軸線回りに螺旋状に組織が配向したファイバーフローが形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is arranged in the circumferential direction between an outer ring fixed to the vehicle body side, an inner ring fixed to the wheel side and disposed coaxially with the outer ring, and the outer ring and the inner ring. In the rolling bearing device including the rolling element, the outer ring or the inner ring is formed with a fiber flow in which the structure is spirally oriented around the axis of the outer ring or the inner ring by forging.
本発明の転がり軸受装置において、外輪又は内輪には、鍛造により外輪又は内輪の軸線回りに螺旋状に組織が配向したファイバーフローが形成されている。このため、外輪又は内輪の軸線回りの捩り剛性を、従来技術のものに比して高くすることが可能となって、外輪又は内輪の全体の強度を向上させることが可能である。 In the rolling bearing device of the present invention, the outer ring or the inner ring is formed with a fiber flow in which the structure is oriented spirally around the axis of the outer ring or the inner ring by forging. For this reason, the torsional rigidity around the axis of the outer ring or inner ring can be made higher than that of the prior art, and the overall strength of the outer ring or inner ring can be improved.
また、本発明の転がり軸受装置の製造方法は、車体側に固定される外輪と、車輪側に固定されて外輪と同軸に配置される内輪と、外輪と内輪との間にて周方向に配置される転動体とを備えた転がり軸受装置の製造方法において、外輪又は内輪を構成する素材と、素材を加圧するパンチとを軸線回りに相対回転させる鍛造工程を備えたことを特徴とする。この場合、鍛造工程は、例えば素材をパンチの進む方向に流動させて素材の断面積を減少させると同時に、素材に対して軸線回りの捩り力を付与する前方押出し工程であると好適である。 The rolling bearing device manufacturing method of the present invention includes an outer ring fixed to the vehicle body side, an inner ring fixed to the wheel side and arranged coaxially with the outer ring, and a circumferential arrangement between the outer ring and the inner ring. In the manufacturing method of the rolling bearing device provided with the rolling elements, a forging process is provided in which a material constituting the outer ring or the inner ring and a punch for pressurizing the material are relatively rotated about the axis. In this case, the forging process is preferably a forward extrusion process in which, for example, the material is caused to flow in the punching direction to reduce the cross-sectional area of the material, and at the same time, a twisting force about the axis is applied to the material.
本発明の転がり軸受装置の製造方法においては、外輪又は内輪を構成する素材と、素材を加圧するパンチとを軸線回りに相対回転させる。このため、ファイバーフローを軸線回りに螺旋状に配向させることが可能である。特に、前方押出し工程時に、素材に対して軸線回りの捩り力を付与する構成とした場合には、拘束力の大きい素材の前部を基端として自由鍛造側の後部へ向けて捩れるファイバーフローを良好に形成することが可能である。 In the manufacturing method of the rolling bearing device of the present invention, the material constituting the outer ring or the inner ring and the punch for pressurizing the material are relatively rotated around the axis. For this reason, it is possible to orient the fiber flow spirally around the axis. In particular, when it is configured to apply a twisting force around the axis to the material during the forward extrusion process, a fiber flow that twists toward the rear of the free forging side with the front of the material having a large restraining force as the base end. Can be formed satisfactorily.
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図1は、本発明の転がり軸受装置を採用したハブユニット1の配置構成図、図2は、図1に示したハブユニット1の縦断面図である。なお、以下の説明において、車両インナ側とは図2における左側を示し、車両アウタ側とは図2における右側を示すものとする。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an arrangement configuration diagram of a hub unit 1 employing the rolling bearing device of the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the hub unit 1 shown in FIG. In the following description, the vehicle inner side indicates the left side in FIG. 2, and the vehicle outer side indicates the right side in FIG.
ハブユニット1は、例えば前輪駆動車の後輪側(従動輪側)のものであり、複列外向きのアンギュラ玉軸受構造とされている。具体的には、ハブユニット1は、車体BD側のハブナックル10に固定される外輪2と、この外輪2の軸線Oと同軸に配置されて車輪側のタイヤホイール(図示省略)及びブレーキディスクロータ20に固定されるハブホイール3(内輪)と、ハブホイール3の車両インナ側端部の外周面に嵌着される内輪部材4と、ハブホイール3又は内輪部材4との間にて周方向に配置される複数の転動体5とを備えている。
The hub unit 1 is, for example, one on the rear wheel side (driven wheel side) of the front wheel drive vehicle, and has a double-row outward angular ball bearing structure. Specifically, the hub unit 1 includes an
外輪2は、軸方向に延びる円筒状の本体部2aと、本体部2aの車両インナ側にて軸方向に突出形成された円筒部2bと、本体部2aの車両インナ側にて径方向に突出形成されたハブ取付けフランジ2cとを備えている。本体部2aの内周面には、車両アウタ側に配置された転動体5用の軌道面2a1と、車両インナ側に配置された転動体5用の軌道面2a2とが形成されている。
The
円筒部2bは、ハブナックル10の外輪収容孔11の内側に挿入される。ハブ取付けフランジ2cは、ハブナックル10の外輪収容孔11の周縁部に当接し、本体部2aのハブナックル10に対する軸方向への移動を規制する。このハブ取付けフランジ2cには、複数のボルト挿通孔2d1を有する外輪締結部2dが一体形成されていて、これらボルト挿通孔2d1にボルト(図示省略)がねじ結合されることにより、外輪2がハブナックル10に取り付けられる。
The
ハブホイール3は、軸方向に延び出し車両アウタ側にて外輪2から突出する段付き状の軸部3aと、軸部3aの車両アウタ側にて径方向に突出形成された車輪取付けフランジ3bと、軸部3aの車両アウタ側にて軸方向に突出形成された円筒状のインロウ部3cとを備えている。本体部3aの外周面には、外輪2の軌道面2a1に対応して軌道面3a1が形成されている。なお、内輪部材4の外周面には、外輪2の軌道面2a2に対応する軌道面4aが形成されている。
The
軸部3aには、軸線Oと同軸に所定大きさの貫通孔3a2が形成されており、貫通孔3a2には、補強材31が挿入されている。補強材31は、ハブホイール3を形成する例えばS55C等の炭素鋼に比して比重が小さく、かつ線膨張率(線膨張係数)の大きい例えばアルミニウム、銅などの金属材料で形成されている。
A through hole 3a2 having a predetermined size is formed coaxially with the axis O in the
車輪取付けフランジ3bには、タイヤホイール及びブレーキディスクロータ20への取付けに使用される複数のボルト孔3b1が形成されており、これらボルト挿通孔3b1にボルト6が圧入嵌合されることにより、タイヤホイール及びブレーキディスクロータ20が車輪取付けフランジ3bに取り付けられる。インロウ部3cは、ブレーキディスクロータ20の内輪収容孔21の内側に挿入される。
The
外輪2とハブホイール3との間には、転動体5を配置するための環状空間が形成されており、この環状空間は、車両インナ側及び車両アウタ側とでリング状のシール部材7,8により、外輪2とハブホイール3との相対回転を許容した状態で密封されている。
An annular space for disposing the
この実施形態のハブホイール3は、冷間による型鍛造で成形されている。ハブホイール3には、図3(a),(b)に示すように、鍛造により軸線O回りに螺旋状に組織が配向したファイバーフローF(繊維状組織、鍛流線)が形成されている。具体的には、ハブホイール3は、前方押出し工程、据込み工程(ヘッディング)、後方押出し工程などを経て所定の外形形状に形成される。
The
前方押出し工程では、中空円筒状の素材Bをパンチ41の進む方向に流動させ、ダイ42の内周面に沿って素材Bの断面積を所定量だけ減少させる(図4(a)参照)。なお、図4(a)では、加工された素材Bを模式的に示しているが、この前方押出し工程により軸部3aのおおよその原形(軌道面3a1に旋削仕上げ取り代を付加したほぼ仕上げ寸法に近い外形、図4(b)についても同じ)が得られるようになっている。据込み工程では、車輪取付けフランジ3bの原形となる頭部B1を形成する(図4(b)参照)。その後、据込み工程で得られた素材Bを別の型に移送し、後方押出し工程では、頭部B1から車輪取付けフランジ3b及びインロウ部3cを形成する(図3参照)。
In the forward extrusion process, the hollow cylindrical material B is caused to flow in the direction in which the
ところで、この実施形態では、前方押出し工程において、素材Bに対して軸線O回りの捩り力が付与される。すなわち、パンチ41は、ボールねじ部41aを備えた構成とされていて、このボールねじ部41aがボールねじナット41bに回転可能に支持されている。そして、ボールねじナット41bが、駆動源D1によりダイ42側へ加圧され、パンチ41が、素材Bを所定の回転量だけ押し回すように駆動源D2により軸線O回りに回転駆動されるようになっている。
By the way, in this embodiment, a twisting force around the axis O is applied to the material B in the forward extrusion process. That is, the
これにより、素材Bは、ダイ42との摩擦抵抗力が大きい前部を基端として自由鍛造側の後部がパンチ41の回転に伴って捩られるようになり、ファイバーフローFが軸線O回りに螺旋状に配向するようになる。なお、パンチ41の回転に伴って形成されるファイバーフローFの捩れ角αは、45°以下に設定するのが好ましい。45°を超えると、曲げモーメントに対する軸剛性が低下するため、軸剛性を確保する必要があるからである。
As a result, the material B is twisted with the rotation of the
以上の説明からも明らかなように、この実施形態では、鍛造によりハブホイール3の軸線O回りに螺旋状に組織が配向したファイバーフローFが形成されている。その結果、図6(図3(b)に対応)に示すように、従来技術の鍛造によりファイバーフローF1が形成されたハブホイール300に比して、ハブホイール3の軸線O回りの捩り剛性を高くすることが可能となって、ハブホイール3の全体の強度を向上させることが可能である。
As is clear from the above description, in this embodiment, the fiber flow F in which the structure is oriented spirally around the axis O of the
なお、上記実施形態では、貫通孔3a2を有するハブホイール3に本発明を適用したが、これに限らず、例えば図5に示すように、中実状のハブホイール103に本発明を適用してもよい。なお、その他の構成は上記した実施形態と同じであるため、上記した実施形態と同一の機能を果たす部分には同一の符号を付して説明は省略する。
In the above embodiment, the present invention is applied to the
また、上記実施形態では、内輪としてのハブホイール3に本発明を適用したが、外輪2についてもハブホイール3と同様にして、本発明を適用することができる。
In the above embodiment, the present invention is applied to the
また、上記実施形態では、素材Bに対してパンチ41を軸線O回りに回転させることで、素材Bの前部を基端とする螺旋状のファイバーフローFを形成したが、素材Bを受けるダイ42側にパンチ41に対して軸線O回りに回転可能な台座を組み込み、パンチ41による素材Bの加圧時にその台座を回転させるように構成してもよい。
Further, in the above embodiment, the spiral fiber flow F having the front end of the material B as the base end is formed by rotating the
BD 車体
1 ハブユニット(転がり軸受装置)
2 外輪
3,103 ハブホイール(内輪)
3a 軸部
3a2 貫通孔
3b 車輪取付けフランジ
3c インロウ部
5 転動体
10 ハブナックル
20 ブレーキディスクロータ
31 補強材
41 パンチ
41a ボールねじ部
41b ボールねじナット
42 ダイ
B 素材
F ファイバーフロー
BD Car body 1 Hub unit (rolling bearing device)
2 Outer ring 3,103 Hub wheel (inner ring)
3a Shaft portion 3a2 Through
Claims (3)
前記外輪又は前記内輪には、鍛造により該外輪又は該内輪の軸線回りに螺旋状に組織が配向したファイバーフローが形成されていることを特徴とする転がり軸受装置。 A rolling bearing comprising an outer ring fixed to the vehicle body side, an inner ring fixed to the wheel side and disposed coaxially with the outer ring, and a rolling element disposed circumferentially between the outer ring and the inner ring. In the device
A rolling bearing device in which the outer ring or the inner ring is formed with a fiber flow in which a structure is spirally formed around an axis of the outer ring or the inner ring by forging.
前記外輪又は前記内輪を構成する素材と該素材を加圧するパンチとを、軸線回りに相対回転させる鍛造工程を備えたことを特徴とする転がり軸受装置の製造方法。 A rolling bearing comprising an outer ring fixed to the vehicle body side, an inner ring fixed to the wheel side and disposed coaxially with the outer ring, and a rolling element disposed circumferentially between the outer ring and the inner ring. In the device manufacturing method,
A method for manufacturing a rolling bearing device, comprising: a forging step in which a material constituting the outer ring or the inner ring and a punch for pressurizing the material are relatively rotated about an axis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008137859A JP2009287594A (en) | 2008-05-27 | 2008-05-27 | Rolling bearing device and its manufacturing method |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014204782A (en) * | 2013-04-11 | 2014-10-30 | 株式会社遠藤製作所 | Golf club and manufacturing method thereof |
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2008
- 2008-05-27 JP JP2008137859A patent/JP2009287594A/en active Pending
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