JP2005319966A - Bearing device for supporting wheel - Google Patents

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Yuji Miyamoto
祐司 宮本
Susumu Tanaka
進 田中
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NSK Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress deformation of a flange face without altering the shape and dimension of a flange and without being accompanied by alteration of the material. <P>SOLUTION: This bearing system for supporting a wheel is used in a state where a rotator for braking and the wheel are joined and fixed to a side face of the flange 6 formed on the outer peripheral face of a hub ring 2 through a hub bolt 10. The hub ring 2 is made of copper and has a hardened/tempered layer 20 on at least one side face of the flange 6. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、例えば自動車等の車輪及びブレーキロータ或いはブレーキドラム等の制動用回転体を支持するフランジを備えた車輪支持用軸受装置の改良に関する。   The present invention relates to an improvement in a bearing device for supporting a wheel provided with a flange for supporting a wheel of an automobile or the like, and a braking rotor such as a brake rotor or a brake drum.

従来のこの種の車輪支持用軸受装置としては、例えば図1に示すものが知られている。 この車輪支持用軸受装置1は、ハブ輪2、内輪3、外輪4及び複数の転動体5を備えている。ハブ輪2の外周面のアウトボード側端部(自動車への組み付け状態で車幅方向外側の端部:図1の左端部)には車輪取付用フランジ6が設けられ、該車輪取付用フランジ6には該フランジ6のアウトボード側の側面に車輪及びブレーキロータを取り付けるためのハブボルト10が周方向に略等間隔で複数植設されている。   As a conventional wheel support bearing device of this type, for example, the one shown in FIG. 1 is known. The wheel support bearing device 1 includes a hub wheel 2, an inner ring 3, an outer ring 4, and a plurality of rolling elements 5. A wheel mounting flange 6 is provided on an end portion on the outboard side of the outer peripheral surface of the hub wheel 2 (an end portion on the outer side in the vehicle width direction in the assembled state in the automobile: the left end portion in FIG. 1). A plurality of hub bolts 10 for mounting a wheel and a brake rotor are planted on the side surface of the flange 6 on the outboard side at substantially equal intervals in the circumferential direction.

また、ハブ輪2のインボード側端部(自動車への組み付け状態で車幅方向内側の端部:図1の右端部)には小径段部8が形成されており、該小径段部8に嵌め込まれた内輪3の外周面には内輪軌道面9が形成され、ハブ輪2の軸方向の中間部外周面には内輪軌道面7が形成されている。ハブ輪2のインボード側の先端は円筒状に形成されており、該円筒部(加締め部)12を径方向外方に加締め広げることにより、内輪3がハブ輪2に加締め固定されている。なお、内輪3は、加締めの他、ナットでの締結によって必要な与圧を与えることもある。   In addition, a small-diameter step 8 is formed at the inboard side end of the hub wheel 2 (the inner end in the vehicle width direction in the assembled state on the automobile: the right end in FIG. 1). An inner ring raceway surface 9 is formed on the outer peripheral surface of the fitted inner ring 3, and an inner ring raceway surface 7 is formed on the outer peripheral surface of the hub ring 2 in the axial direction. The tip of the hub wheel 2 on the inboard side is formed in a cylindrical shape, and the inner ring 3 is caulked and fixed to the hub wheel 2 by caulking and expanding the cylindrical portion (caulking portion) 12 radially outward. ing. In addition, the inner ring | wheel 3 may give required pressurization by fastening with a nut other than caulking.

外輪4の内周面にはハブ輪2の内輪軌道面7に対応する外輪軌道面15及び内輪3の内輪軌道面9に対応する外輪軌道面16が形成されており、また、外輪4の前記車輪取付用フランジ6から離間する側の端部には懸架装置取付用フランジ17が設けられている。そして、複列の内輪軌道面7,9と複列の外輪軌道面15,16との間にそれぞれ複数の転動体5が保持器14を介して周方向に転動可能に配設されている。   An outer ring raceway surface 15 corresponding to the inner ring raceway surface 7 of the hub ring 2 and an outer ring raceway surface 16 corresponding to the inner ring raceway surface 9 of the inner ring 3 are formed on the inner peripheral surface of the outer ring 4. A suspension device mounting flange 17 is provided at an end portion on the side away from the wheel mounting flange 6. A plurality of rolling elements 5 are arranged between the double row inner ring raceway surfaces 7 and 9 and the double row outer ring raceway surfaces 15 and 16, respectively, so as to be able to roll in the circumferential direction via the cage 14. .

尚、図示の例では、転動体5として玉を使用しているが、重量の嵩む車輪支持用軸受装置の場合には、転動体5としてテーパころを使用する場合もある。
また、ハブ輪2の前記車輪取付用フランジ6のインボード側の付け根部から内輪軌道面7を経て小径段部8までの領域は、転がり疲労寿命確保のためと、内輪嵌合部のフレッチング防止のため、高周波焼入れによる硬化層Tが形成されている。
In the illustrated example, a ball is used as the rolling element 5, but a tapered roller may be used as the rolling element 5 in the case of a heavy wheel support bearing device.
Further, the region from the base portion on the inboard side of the wheel mounting flange 6 of the hub wheel 2 to the small-diameter step portion 8 through the inner ring raceway surface 7 is used for securing a rolling fatigue life and preventing fretting of the inner ring fitting portion. Therefore, a hardened layer T is formed by induction hardening.

上述の様な車輪支持用軸受装置1を自動車に組み付けるには、非回転輪側の外輪4の懸架装置取付用フランジ17を懸架装置に固定し、回転輪側のハブ輪2の車輪取付用フランジ6にハブボルト10及びナット(図示せず)を介してブレーキロータ及び車輪を固定する。これにより、車輪を懸架装置に対して回転自在に支持することができる。
ところで、回転輪側のハブ輪2に形成された車輪取付用フランジ6は、ブレーキロータを取り付けるための基準面となるが、軽量化を目的としてフランジ6の薄肉化を進めた場合、ハブボルト10とナットとの締結の際に必要なトルクを与えると、ハブボルト10のボルト用穴11周りで材料の降伏強度以上の応力が発生し、基準面のフランジ面にミクロンオーダーの塑性変形が生じる。
In order to assemble the wheel support bearing device 1 as described above to an automobile, the suspension device mounting flange 17 of the outer ring 4 on the non-rotating wheel side is fixed to the suspension device, and the wheel mounting flange of the hub wheel 2 on the rotating wheel side is fixed. A brake rotor and a wheel are fixed to 6 via a hub bolt 10 and a nut (not shown). Thereby, a wheel can be rotatably supported with respect to a suspension apparatus.
By the way, the wheel mounting flange 6 formed on the hub wheel 2 on the rotating wheel serves as a reference surface for mounting the brake rotor. However, when the flange 6 is made thinner for the purpose of weight reduction, the hub bolt 10 and When a torque necessary for fastening with the nut is applied, a stress greater than the yield strength of the material is generated around the bolt hole 11 of the hub bolt 10, and plastic deformation on the micron order occurs on the flange surface of the reference surface.

このようなフランジ面の塑性変形を防止する手段としては、車輪取付用フランジ6の厚肉化であるが、これは軽量化、薄肉化の流れに逆行する。また、素材の高炭素濃度化や強化元素のSi、Mn、Vの添加によって高降伏強度とすることもできるが、コストアップは避けられない。
更に、フランジ6の付け根部のみに硬化層を付与する手段(例えば特許文献1参照)も開示されているが、フランジの微小変形については言及されていない。
特開2002−87008号公報
As a means for preventing such plastic deformation of the flange surface, the wheel mounting flange 6 is made thicker, which goes against the flow of weight reduction and thinning. In addition, high yield strength can be achieved by increasing the carbon concentration of the material and adding Si, Mn, and V as strengthening elements, but an increase in cost is inevitable.
Furthermore, although means (for example, refer to Patent Document 1) for applying a hardened layer only to the base portion of the flange 6 is disclosed, there is no mention of minute deformation of the flange.
JP 2002-87008 A

本発明は上述のような不都合を解消するためになされたものであり、フランジの形状や寸法を変更することなく、また、素材の変更を伴うことなく、フランジ面の変形を抑制することができる車輪支持用軸受装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to eliminate the above-described disadvantages, and can suppress the deformation of the flange surface without changing the shape and dimensions of the flange and without changing the material. An object of the present invention is to provide a wheel support bearing device.

上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、外周面に内輪軌道面が形成されたハブ輪と、該ハブ輪の端部に外嵌されると共に外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、前記ハブ輪の内輪軌道面及び前記内輪の内輪軌道面に対応する複列の外輪軌道面が形成された外輪と、前記ハブ輪の内輪軌道面及び前記内輪の内輪軌道面と前記複列の外輪軌道面との間に転動自在に配設された複数の転動体と、前記ハブ輪及び前記外輪の内で回転側とされる軌道輪の外周面に形成されたフランジとを備え、該フランジの側面に制動用回転体と車輪とがボルト又はボルトとナットを介して結合固定された状態で使用される車輪支持用軸受装置において、
前記回転側とされる軌道輪が、前記フランジの少なくとも一方の側面に焼入れ焼戻し層を設けた鋼からなることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a hub wheel having an inner ring raceway surface formed on the outer peripheral surface, and an outer ring surface formed on the outer peripheral surface while being fitted on the end of the hub ring. An outer ring formed with an inner ring raceway surface of the hub ring and a double row outer ring raceway surface corresponding to the inner ring raceway surface of the inner ring, an inner ring raceway surface of the hub ring and an inner ring raceway surface of the inner ring, A plurality of rolling elements arranged to be freely rollable between the double row outer ring raceway surfaces; and a flange formed on an outer peripheral surface of the raceway which is a rotation side of the hub ring and the outer ring; A wheel support bearing device used in a state in which a braking rotor and a wheel are coupled and fixed to a side surface of the flange via a bolt or a bolt and a nut,
The bearing ring on the rotating side is made of steel with a quenching and tempering layer provided on at least one side surface of the flange.

請求項2に係る発明は、請求項1において、前記フランジに設けた焼入れ焼戻し層の硬さをHRC20〜64、好ましくはHRC20〜39としたことを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項1又は2において、前記フランジに設けた焼入れ焼戻し層の範囲を、前記ボルトのボルト用穴のPCD(ピッチ円直径)を中心として該ボルト用穴の穴径の1.5倍以上としたことを特徴とする。
The invention according to claim 2 is characterized in that, in claim 1, the hardness of the quenched and tempered layer provided on the flange is HRC20 to 64, preferably HRC20 to 39.
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the range of the quenching and tempering layer provided on the flange is a hole diameter of the bolt hole centered on a PCD (pitch circle diameter) of the bolt hole of the bolt. It is characterized by being 1.5 times or more.

ここで、高周波焼入れにてフランジの制動用回転体の取付面となる側面(アウトボード側の側面)に焼入れ焼戻し層を設ける場合は、パイロット部とフランジ付け根のR部分に焼入れ焼戻し層がかからないことが好ましい。
また、焼入れ焼戻し層が深いと熱処理変形の問題が発生しやすくなるので、焼入れ焼戻し層の深さは好ましくは、0.5〜2.0mmの範囲とすればよい。
更に、回転側とされる軌道輪は、必要な転動疲労強度を得るため、Cが0.40重量%以上、切削性を低下させないために0.80重量%以下の炭素鋼からなることが好ましい。
Here, when a quenching and tempering layer is provided on the side surface (side surface on the outboard side) that becomes the mounting surface of the flange braking rotor by induction hardening, the quenching and tempering layer should not be applied to the pilot portion and the R portion of the flange base. Is preferred.
Moreover, since the problem of heat treatment deformation tends to occur when the quenching and tempering layer is deep, the depth of the quenching and tempering layer is preferably in the range of 0.5 to 2.0 mm.
Further, the bearing ring on the rotating side may be made of carbon steel having C of 0.40% by weight or more and 0.80% by weight or less in order not to lower the machinability in order to obtain necessary rolling fatigue strength. preferable.

本発明によれば、回転側とされる軌道輪が、フランジの少なくとも一方の側面に焼入れ焼戻し層を設けた鋼からなるため、フランジの形状を変更することなく、また、素材の変更を伴うことなく、フランジ面の変形を抑制することができる。   According to the present invention, since the raceway on the rotating side is made of steel with a quenching and tempering layer provided on at least one side surface of the flange, the shape of the flange is not changed and the material is changed. And deformation of the flange surface can be suppressed.

以下、本発明の実施の形態の一例を図を参照して説明する。なお、この実施の形態の車輪支持用軸受装置は、その基本的構造が図1で説明したものと略同一であるため、図1を流用して説明する。
本発明の実施の形態の一例である車輪支持用軸受装置は、回転側とされるハブ輪2の外周面に形成された車輪取付用フランジ6のアウトボード側の側面にブレーキロータ21と車輪22(図2参照)とがハブボルト10及びナット(図示せず)により結合固定された状態で使用される。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, since the basic structure of the wheel support bearing device of this embodiment is substantially the same as that described with reference to FIG. 1, the description will be made with reference to FIG.
The wheel support bearing device as an example of the embodiment of the present invention includes a brake rotor 21 and a wheel 22 on the side surface on the outboard side of the wheel mounting flange 6 formed on the outer peripheral surface of the hub wheel 2 on the rotation side. (See FIG. 2) are used in a state where they are coupled and fixed by a hub bolt 10 and a nut (not shown).

そして、ハブ輪2が、車輪取付用フランジ6の少なくとも一方の側面に焼入れ焼戻し層20(図4〜図7参照)を設けた鋼からなり、且つ該焼入れ焼戻し層20の硬さをHRC20〜64とすると共に、焼入れ焼戻し層20の範囲をハブボルト10のボルト用穴11のPCD(ピッチ円直径)を中心として該ボルト用穴11の穴径の1.5倍以上としている。   The hub wheel 2 is made of steel provided with a quenching and tempering layer 20 (see FIGS. 4 to 7) on at least one side surface of the wheel mounting flange 6, and the hardness of the quenching and tempering layer 20 is set to HRC 20 to 64. In addition, the range of the quenching and tempering layer 20 is set to 1.5 times or more the hole diameter of the bolt hole 11 around the PCD (pitch circle diameter) of the bolt hole 11 of the hub bolt 10.

フランジ6の変形は、車輪との接点がボルト用穴11より広い円周上に存在し(図2参照)、ハブボルト10の軸力がフランジ6に対して曲げ変形力として作用するために発生する。フランジ6の変形を抑制することは、ボルト用穴11周りの降伏強度を向上させ、より多くの領域を弾性限度内に留めることである。
そのために、フランジ6の少なくとも一方の側面のボルト用穴11周りに焼入れ焼戻し層20を高周波焼入れにより形成する。
The deformation of the flange 6 occurs because the contact point with the wheel exists on a circumference wider than the bolt hole 11 (see FIG. 2), and the axial force of the hub bolt 10 acts on the flange 6 as a bending deformation force. . To suppress the deformation of the flange 6 is to improve the yield strength around the bolt hole 11 and to keep more area within the elastic limit.
For this purpose, a quenching and tempering layer 20 is formed by induction hardening around the bolt hole 11 on at least one side surface of the flange 6.

本発明者等は、フランジ6の変形量がミクロンオーダーで一般の塑性変形量と比べて極めて微小であり、わずかに弾性限度を超えた領域であることから、変形を担う部分を高強度化することでフランジ6の変形を抑制することができることを見出した。
また、焼入れ焼戻し層20のミクロ組織は、マルテンサイト生地中に炭化物が均一に分散された組織となり、焼入れ焼戻し層20以外の領域に存在する鍛造放冷ままの組織(軟質な島状のフェライトとパーライトの混合組織)と比較して強度特性が非常に良好になる。
Since the deformation amount of the flange 6 is extremely small compared to the general plastic deformation amount on the order of microns and is a region slightly exceeding the elastic limit, the present inventors increase the strength of the portion responsible for the deformation. It was found that the deformation of the flange 6 can be suppressed.
Further, the microstructure of the quenched and tempered layer 20 is a structure in which carbides are uniformly dispersed in the martensite dough, and a forged and cooled structure (soft island-like ferrite and Compared with the mixed structure of pearlite, the strength characteristics are very good.

これは、鍛造放冷組織の降伏が軟質なフェライトから優先的に低い応力で変形しているのに対し、硬化領域では、ばらつきの少なく高い平均強度を有しているためである。その結果、同一硬さに対する降伏強度は、焼入れ焼戻し層20の硬化領域で高くなる。
このように高周波焼入れによって車輪取付用フランジ6の少なくとも一方の側面に焼入れ焼戻し層20を形成することにより、車輪取付用フランジ6の形状・寸法を変更することなく、また、素材の高C化や合金元素の添加などの改良を行うことなく、更に、現行の加工方法や既存設備を大幅に変更することなく、フランジ6の変形を抑制することが可能になる。なお、ハブ輪2の全体を均一加熱してハブ輪2の全域に焼入れ焼戻し処理を施しても同様の作用効果を得ることができる。
This is because the yield of the forged cool structure is preferentially deformed from a soft ferrite with a low stress, whereas the hardened region has a high average strength with little variation. As a result, the yield strength for the same hardness increases in the hardened region of the quenching and tempering layer 20.
In this way, by forming the quenching and tempering layer 20 on at least one side surface of the wheel mounting flange 6 by induction hardening, it is possible to increase the material C without changing the shape and dimensions of the wheel mounting flange 6. It is possible to suppress the deformation of the flange 6 without improving the addition of alloy elements or the like and without significantly changing the current processing method and existing equipment. Similar effects can be obtained even when the entire hub wheel 2 is uniformly heated and subjected to quenching and tempering treatment on the entire area of the hub wheel 2.

以下、数値限定等の意義を説明する。
(焼入れ焼戻し層の硬さ:HRC20〜HRC64)
焼入れ焼戻しによってフランジ6の側面の硬さをHRC20以上とすると、素地より降伏強度が高くなり、フランジ6の変形を効果的に抑制することが可能になる。但し、HRC64を超えると衝撃強度が著しく低下するのでこれを上限とする。より高い衝撃強度を求めるために、好ましくは、HRC20〜HRC39とする。
Hereinafter, the significance of numerical limitation will be described.
(Hardness of quenching and tempering layer: HRC20 to HRC64)
If the hardness of the side surface of the flange 6 is set to HRC20 or more by quenching and tempering, the yield strength is higher than that of the substrate, and the deformation of the flange 6 can be effectively suppressed. However, if HRC64 is exceeded, the impact strength is significantly reduced, so this is the upper limit. In order to obtain a higher impact strength, HRC20 to HRC39 are preferable.

(焼入れ焼戻し層の深さ)
フランジ6のブレーキロータ21の取付面となる側の側面は、取付基準面であるために旋削加工後に焼入れ硬化処理を行うと少なからず熱処理変形を生じる可能性がある。焼入れ焼戻し層20が深いほど熱処理変形が発生しやすくなるので、かかる変形を防止すべく、焼入れ焼戻し層20の深さは、好ましくは0.5〜2.0mmの範囲とする。
(Depth of quenching and tempering layer)
Since the side surface of the flange 6 that is the mounting surface of the brake rotor 21 is a mounting reference surface, there is a possibility that there will be a considerable amount of heat treatment deformation if quench hardening is performed after turning. The deeper the quenching and tempering layer 20 is, the more easily heat treatment deformation occurs. Therefore, in order to prevent such deformation, the depth of the quenching and tempering layer 20 is preferably in the range of 0.5 to 2.0 mm.

(焼入れ焼戻し層の範囲)
フランジ6のボルト用穴11周りに変形が生じるため、ボルト用穴11径に対して焼入れ焼戻し層20による硬化範囲が狭いと上記効果が十分に得られない。従って、後述のようにボルト用11穴径に対する焼入れ焼戻し層20の範囲を1.5倍以上とするのが好ましい。
また、ハブ輪2全体を均一加熱して焼入れ焼戻し層20を形成する場合(図7参照)、ハブ輪2のフランジ6の付け根部等のように衝撃強度が要求される部位に対して、必要以上に硬さを上げると衝撃強度の低下を招く虞れがあるので、この場合、焼入れ焼戻し層20の硬さをHRC20〜39とする必要がある。
(Range of quenching and tempering layer)
Since deformation occurs around the bolt hole 11 of the flange 6, the above effect cannot be sufficiently obtained if the hardening range by the quenching and tempering layer 20 is narrow with respect to the diameter of the bolt hole 11. Therefore, it is preferable that the range of the quenching and tempering layer 20 with respect to the 11 hole diameter for bolts is 1.5 times or more as described later.
Further, when forming the quenching and tempering layer 20 by uniformly heating the entire hub wheel 2 (see FIG. 7), it is necessary for a portion where impact strength is required such as a root portion of the flange 6 of the hub wheel 2. If the hardness is increased as described above, the impact strength may be lowered. In this case, the hardness of the quenched and tempered layer 20 needs to be HRC 20 to 39.

(ハブ輪の素材)
必要な転動疲労強度を得るためCが0.40重量%以上は必要であるが、過剰に添加すると切削性を低下させてしまうために0.80重量%以下の炭素鋼からなることが好ましい。
(Hub ring material)
In order to obtain the required rolling fatigue strength, C is required to be 0.40% by weight or more, but if it is added excessively, the machinability is lowered, so that it is preferably made of carbon steel of 0.80% by weight or less. .

本発明の効果を検証するために以下の実験を行った。
表lに示すように4種類の炭素鋼(SAE1045、SAE1055、SAE1060、SAE1070)について、熱間鍛造後放冷し、旋削加工により、図2に示すような駆動輪用の車輪支持用軸受装置のハブ輪2を作製した。ハブ輪2の主要寸法は、車輪取付用フランジ6の厚さt=10mm、ボルト用穴11(この例の場合、内周タップ切り)としてのねじ穴径φ14mmである。
In order to verify the effect of the present invention, the following experiment was conducted.
As shown in Table 1, four types of carbon steel (SAE1045, SAE1055, SAE1060, SAE1070) were cooled after hot forging and turned to provide a wheel support bearing device for a drive wheel as shown in FIG. A hub wheel 2 was produced. The main dimensions of the hub wheel 2 are a thickness t = 10 mm of the wheel mounting flange 6 and a screw hole diameter φ14 mm as a bolt hole 11 (in this example, inner tapping).

なお、焼入れ焼戻し層20は、図4〜図7に示す熱処理パターン1〜4とし、それぞれ硬さ及びボルト用穴11径に対する硬化範囲を変化させた。
熱処理パターン1はフランジ6のインボード側の側面に焼入れ焼戻し層20を形成した例、熱処理パターン2はフランジ6のアウトボード側の側面(ブレーキロータ21の取付面)に焼入れ焼戻し層20を形成した例、熱処理パターン3はフランジ6のインボード側及びアウトボード側の両側面に焼入れ焼戻し層20を形成した例、熱処理パターン4はハブ輪2の全域に焼入れ焼戻し層20を形成した例である。図8は熱処理パターン5で焼入れ焼戻し層20を付与しないものである。
In addition, the quenching and tempering layer 20 was made into the heat treatment patterns 1 to 4 shown in FIGS. 4 to 7, and the hardness and the curing range with respect to the diameter of the bolt hole 11 were changed.
The heat treatment pattern 1 is an example in which a quenching and tempering layer 20 is formed on the side surface of the flange 6 on the inboard side. For example, the heat treatment pattern 3 is an example in which a quenching and tempering layer 20 is formed on both side surfaces of the flange 6 on the inboard side and the outboard side. FIG. 8 shows the heat treatment pattern 5 in which the quenching and tempering layer 20 is not applied.

熱処理パターン1〜3は、旋削、タップ加工後、ボルト用穴11のPCD(ピッチ円直径)位置に円周形状のコイルを設置し、ハブ輪2を中心軸周りに回転させ、高周波焼入れ焼戻しを行った。焼入れ焼戻し層20の硬さはフランジ6の表面を測定し、深さはミクロ組織から判定した。
熱処理パターン4は、鍛造後840°Cに均一加熱し、焼割れを防止するため200°Cに加熱したソルトバス中に焼入れ、焼戻しを行い、その後、所定の形状に仕上げた。
For heat treatment patterns 1 to 3, after turning and tapping, a coil having a circumferential shape is installed at the PCD (pitch circle diameter) position of the bolt hole 11, and the hub wheel 2 is rotated around the central axis to perform induction hardening and tempering. went. The hardness of the quenched and tempered layer 20 was measured on the surface of the flange 6 and the depth was determined from the microstructure.
The heat treatment pattern 4 was uniformly heated to 840 ° C. after forging, quenched and tempered in a salt bath heated to 200 ° C. in order to prevent quench cracking, and then finished into a predetermined shape.

試験品の品質について、フランジ6の硬さは、フランジ表面をロックウェル硬度計(Cスケール、150kg)で測定した。焼入れ焼戻し層20の深さは、フランジ断面を研磨腐食し、マトリックス中に炭化物が分散した調質組織となった領域の形状を測定した。 試験は、図2に示すハブ輪2のフランジ6にブレーキロータ21および車輪22をハブボルト10を介してトルク150N・mで締結した。その後、ハブボルト10を取りはずし、フランジ面の変形量をボルト用穴11のPCD位置に対して内側と外側±10mm位置で測定し(図3参照)、2点の平均値をフランジ変形量Zとした。試験結果を表1、図9、図10に示す。   Regarding the quality of the test product, the hardness of the flange 6 was measured with a Rockwell hardness meter (C scale, 150 kg) on the flange surface. The depth of the quenching and tempering layer 20 was determined by measuring the shape of a region where the flange cross-section was polished and corroded and a tempered structure in which carbides were dispersed in the matrix was formed. In the test, the brake rotor 21 and the wheel 22 were fastened to the flange 6 of the hub wheel 2 shown in FIG. 2 through the hub bolt 10 with a torque of 150 N · m. Thereafter, the hub bolt 10 was removed, and the deformation amount of the flange surface was measured at the inside and outside ± 10 mm positions with respect to the PCD position of the bolt hole 11 (see FIG. 3), and the average value of the two points was defined as the flange deformation amount Z. . The test results are shown in Table 1, FIG. 9 and FIG.

Figure 2005319966
Figure 2005319966

実施例A−1〜A−16は、ボルト用穴径φ14mmに対し、28mm以上の焼入れ焼戻し層20を付与し、熱処理パターンを変化させたもので、良好な結果が得られている。また、実施例B−1〜B−4は、ボルト用穴径φ14mmに対し、焼入れ焼戻し層20の硬化範囲を変化させたもので、焼入れ焼戻し層20の範囲(硬化範囲)/ボルト用穴径の値を好ましくは1.5以上、焼入れ焼戻し層20の硬さはHRC20〜64、好ましくはHRC20〜39とすることで、ハブ輪2の強度を低下させることなく、効果的にフランジ変形を低減させることが可能であることが判った。
一方、比較例D−1〜D−4は、焼入れ焼戻し層20を付与しておらず、硬さと共にフランジ変形が小さくなる傾向は得られるが、実施例に比べて変形量が大きかった。
In Examples A-1 to A-16, the quenching and tempering layer 20 of 28 mm or more was applied to the bolt hole diameter φ14 mm, and the heat treatment pattern was changed, and good results were obtained. In Examples B-1 to B-4, the hardening range of the quenching and tempering layer 20 was changed with respect to the bolt hole diameter φ14 mm. The range of the quenching and tempering layer 20 (curing range) / the hole diameter of the bolt. The hardness of the hardened and tempered layer 20 is preferably HRC20 to 64, preferably HRC20 to 39, so that the flange deformation can be effectively reduced without reducing the strength of the hub wheel 2. It was found that it was possible to
On the other hand, Comparative Examples D-1 to D-4 did not provide the quenching and tempering layer 20, and a tendency to reduce the flange deformation along with the hardness was obtained, but the deformation amount was larger than that of the example.

車輪支持用軸受装置の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the bearing apparatus for wheel support. ハブ輪の車輪取付用フランジのアウトボード側の側面にブレーキロータ及び車輪をハブボルトを介して結合固定した状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the state which couple | bonded and fixed the brake rotor and the wheel via the hub bolt to the side surface at the side of the outboard of the wheel mounting flange of a hub ring. フランジ変形量を説明するためのグラフ図である。It is a graph for demonstrating the flange deformation amount. 熱処理パターン1で焼入れ焼戻し層が形成されたハブ輪を示す要部断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing a hub wheel in which a quenching and tempering layer is formed in a heat treatment pattern 1. 熱処理パターン2で焼入れ焼戻し層が形成されたハブ輪を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the hub ring in which the quenching and tempering layer was formed with the heat processing pattern 2. FIG. 熱処理パターン3で焼入れ焼戻し層が形成されたハブ輪を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the hub ring in which the hardening and tempering layer was formed with the heat processing pattern 3. FIG. 熱処理パターン4で焼入れ焼戻し層が形成されたハブ輪を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the hub ring in which the quenching and tempering layer was formed with the heat processing pattern 4. FIG. 熱処理パターン5で焼入れ焼戻し層が形成されていないハブ輪を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the hub ring in which the hardening and tempering layer is not formed with the heat processing pattern 5. FIG. 実施例及び比較例における焼入れ焼戻し層の硬さとフランジ変形量との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the hardness of the quenching and tempering layer in Example and a comparative example, and a flange deformation amount. 実施例及び比較例における焼入れ焼戻し層範囲/ボルト用穴径の値とフランジ変形量との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the value of the quenching tempering layer range / the hole diameter for bolts, and a flange deformation amount in an Example and a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

2 ハブ輪
3 内輪
4 外輪
5 転動体
6 車輪取付用フランジ
7 内輪軌道面(ハブ輪側)
9 内輪軌道面(内輪側)
10 ハブボルト
11 ボルト用穴
15 外輪軌道面
16 外輪軌道面
20 焼入れ焼戻し層
21 ブレーキロータ
22 車輪
2 Hub wheel 3 Inner ring 4 Outer ring 5 Rolling element 6 Wheel mounting flange 7 Inner ring raceway surface (hub ring side)
9 Inner ring raceway surface (inner ring side)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Hub bolt 11 Bolt hole 15 Outer ring raceway surface 16 Outer ring raceway surface 20 Quenching and tempering layer 21 Brake rotor 22 Wheel

Claims (3)

外周面に内輪軌道面が形成されたハブ輪と、該ハブ輪の端部に外嵌されると共に外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、前記ハブ輪の内輪軌道面及び前記内輪の内輪軌道面に対応する複列の外輪軌道面が形成された外輪と、前記ハブ輪の内輪軌道面及び前記内輪の内輪軌道面と前記複列の外輪軌道面との間に転動自在に配設された複数の転動体と、前記ハブ輪及び前記外輪の内で回転側とされる軌道輪の外周面に形成されたフランジとを備え、該フランジの側面に制動用回転体と車輪とがボルト又はボルトとナットを介して結合固定された状態で使用される車輪支持用軸受装置において、
前記回転側とされる軌道輪が、前記フランジの少なくとも一方の側面に焼入れ焼戻し層を設けた鋼からなることを特徴とする車輪支持用軸受装置。
A hub ring having an inner ring raceway surface formed on the outer peripheral surface, an inner ring fitted on the end of the hub ring and having an inner ring raceway surface formed on the outer peripheral surface, the inner ring raceway surface of the hub ring and the inner ring An outer ring in which a double row outer ring raceway surface corresponding to the inner ring raceway surface is formed, and an inner ring raceway surface of the hub wheel and an inner ring raceway surface of the inner ring and a double row outer ring raceway surface are movably arranged. A plurality of rolling elements provided, and a flange formed on an outer peripheral surface of a raceway ring that is a rotation side of the hub wheel and the outer ring, and a braking rotator and a wheel are provided on a side surface of the flange. In the wheel support bearing device used in a state of being coupled and fixed via bolts or bolts and nuts,
The bearing device for supporting a wheel according to claim 1, wherein the raceway on the rotating side is made of steel provided with a quenching and tempering layer on at least one side surface of the flange.
前記フランジに設けた焼入れ焼戻し層の硬さをHRC20〜64としたことを特徴とする請求項1に記載した車輪支持用軸受装置。   The wheel support bearing device according to claim 1, wherein the hardness of the quenching and tempering layer provided on the flange is set to HRC20 to 64. 前記フランジに設けた焼入れ焼戻し層の範囲を、前記ボルトのボルト用穴のPCD(ピッチ円直径)を中心として該ボルト用穴の穴径の1.5倍以上としたことを特徴とする請求項1又は2に記載した車輪支持用軸受装置。   The range of the quenching and tempering layer provided on the flange is 1.5 times or more the hole diameter of the bolt hole centering on the PCD (pitch circle diameter) of the bolt hole of the bolt. The bearing device for wheel support described in 1 or 2.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008013131A (en) * 2006-07-07 2008-01-24 Ntn Corp Bearing device for wheel

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