JP2001241456A - 車輪支持用転がり軸受ユニット - Google Patents
車輪支持用転がり軸受ユニットInfo
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
- B60B27/00—Hubs
- B60B27/0078—Hubs characterised by the fixation of bearings
- B60B27/0084—Hubs characterised by the fixation of bearings caulking to fix inner race
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
事のない、良質の構造を安定して得られる様にする。 【解決手段】 上記ハブ2bの内端部に形成した段部8
に上記内輪3を外嵌し、この内輪3の外端面をこのハブ
2b側に形成した段差面12に突き当てた状態で、この
ハブ2bの内端部に形成した円筒部18をかしめ広げ、
かしめ部を形成する。上記段部8に対する上記内輪3の
締め代を規制して、この締め代に基づいてこの内輪3に
加わる応力と上記かしめ部の形成に伴ってこの内輪3に
加わる応力との和が、この内輪3の許容応力を上回らな
い様にする。
Description
がり軸受ユニットは、自動車の車輪を懸架装置に対して
回転自在に支持する為に利用する。
ユニットにより懸架装置に支持する。図4は、従来から
広く実施されている車輪支持用転がり軸受ユニットの第
1例を示している。この車輪支持用転がり軸受ユニット
1は、ハブ2と、内輪3と、外輪4と、複数個の転動体
5、5とを備える。このうちのハブ2の外周面の外端部
(軸方向に関して外とは、自動車への組み付け状態で幅
方向外寄りとなる側を言い、図8を除く各図の左側とな
る。反対に幅方向中央寄りとなる側を内と言い、図8を
除く各図の右側となる。)には、車輪を支持する為の第
一のフランジ6を形成している。又、このハブ2の中間
部外周面には第一の内輪軌道7を、同じく内端部には外
径寸法が小さくなった段部8を、それぞれ形成してい
る。
9を形成した、上記内輪3を外嵌している。又、上記ハ
ブ2の内端部には雄ねじ部10を形成し、この雄ねじ部
10の先端部(図4の右端部)を、上記内輪3の内端面
よりも内方に突出させている。そして、この雄ねじ部1
0に螺合したナット11と上記段部8の段差面12との
間で上記内輪3を挟持する事により、この内輪3を上記
ハブ2の所定位置に結合固定している。尚、上記雄ねじ
部10の先端部外周面には、係止凹部13を形成してい
る。そして、上記ナット11を所定のトルクで緊締した
後、このナット11の一部で上記係止凹部13に整合す
る部分を直径方向内方にかしめ付ける事により、このナ
ット11の緩み止めを図っている。
内輪軌道7と対向する第一の外輪軌道14、及び、上記
第二の内輪軌道9に対向する第二の外輪軌道15を形成
している。そして、これら第一、第二の内輪軌道7、9
と第一、第二の外輪軌道14、15との間に上記各転動
体5、5を、それぞれ複数個ずつ設けている。尚、図示
の例では、これら各転動体5、5として玉を使用してい
るが、重量の嵩む自動車用の転がり軸受ユニットの場合
には、これら転動体としてテーパころを使用する場合も
ある。
1を自動車に組み付けるには、上記外輪4の外周面に形
成した第二のフランジ16により、この外輪4を懸架装
置に固定し、上記第一のフランジ6に車輪を固定する。
この結果、この車輪を懸架装置に対し回転自在に支持す
る事ができる。
は、図5〜7の様な車輪支持用転がり軸受ユニット1a
が記載されている。この従来構造の第2例の車輪支持用
転がり軸受ユニット1aは、ハブ2aと、内輪3と、外
輪4と、複数個の転動体5、5とを備える。このうちの
ハブ2aの外周面の外端寄り部分には、車輪を支持する
為の第一のフランジ6を形成している。又、このハブ2
aの中間部外周面には第一の内輪軌道7を、同じく内端
部には外径寸法が小さくなった段部8を、それぞれ形成
している。
3を固定する為のかしめ部17を構成する為の円筒部1
8を形成している。この円筒部18の肉厚は、図7に示
した、この円筒部18を直径方向外方にかしめ広げる以
前の状態で、先端縁(図7の右端縁)に向かう程小さく
なっている。この為上記ハブ2aの内端面に、奥部に向
かう程次第に内径が小さくなるテーパ孔19を形成して
いる。
すべく、上述の様な円筒部18の先端部をかしめ広げる
には、上記ハブ2aが軸方向にずれ動かない様に固定し
た状態で、図6に示す様に、押型20を上記円筒部18
の先端部に強く押し付ける。この押型20の先端面(図
6の左端面)中央部には、上記円筒部18の内側に押し
込み自在な円錐台状の凸部21を形成し、この凸部21
の周囲に断面円弧状の凹部22を、この凸部21の全周
を囲む状態で形成している。尚、この凹部22の断面形
状は、この凹部22により上記円筒部18の先端部を塑
性変形させる事により得られるかしめ部17の断面形状
が、基端部から先端部に向かう程厚さ寸法が漸次小さく
なる様に、特にこの厚さ寸法が先端部で急激に小さくな
る様に、外径側に向かう程曲率半径が小さくなる複合曲
面としている。
部22とを有する押型20を上記円筒部18の先端部に
押し付ければ、この円筒部18の先端部を直径方向外方
にかしめ広げて、上記かしめ部17を形成する事ができ
る。そして、このかしめ部17とハブ2aの内端部に形
成した段部8の段差面12との間で上記内輪3を挟持し
て、この内輪3を上記ハブ2aに固定できる。
しめ広げて)上記かしめ部17を形成する作業を行なう
のに好ましくは、図8に示す様な揺動プレス装置23を
使用する。この揺動プレス装置23は、押型20と、抑
え治具24と、ホルダ25とを備える。上記円筒部18
をかしめ広げて上記かしめ部17を形成する際には、上
記ホルダ25を介して上記ハブ2aを上方に押圧しつ
つ、上記押型20を揺動回転させる。即ち、この押型2
0の中心軸と上記ハブ2aの中心軸とを角度θだけ傾斜
させた状態で、この押型20を、このハブ2aの中心軸
を中心として回転させる。この様な揺動プレスにより上
記かしめ部17を形成する際には、上記押型20の円周
方向の一部が上記円筒部18を押圧する事になり、上記
かしめ部17の加工作業は部分的に且つ円周方向に連続
して進行する事になる。この為、一般的な鍛造加工によ
り上記かしめ部17を形成する場合に比べて、加工時に
上記円筒部18に加える荷重を小さくできる。尚、上記
抑え治具24は、上記押型20によるかしめ部17の加
工時に上記ハブ2a及び内輪3が径方向に振れる事を防
止する。
構造の第2例を造る場合には、内輪3をハブ2aの段部
8に対して締り嵌めにより外嵌する事が好ましい。この
理由は、この段部8に上記内輪3を外嵌した後、上記ハ
ブ2aの内端部にかしめ部17を形成する以前に、この
ハブ2aに対する上記内輪3の位置がずれない様にする
為である。例えば、各転動体5、5に予圧を付与する場
合、上記かしめ部17を形成する以前に上記内輪3の位
置がずれ動かない様にする為には、上記内輪3を上記段
部8に対して締り嵌めにより外嵌する必要がある。又、
予圧を付与しない場合でも、何らかの原因で上記かしめ
部17を形成する以前に上記内輪3の位置がずれ動かな
い様にする為には、この内輪3を上記段部8に対して締
り嵌めにより外嵌する事が好ましい。
輪3がずれ動くのを確実に防止する為には、上記段部8
に対する上記内輪3の締め代は大きい程好ましいが、こ
の締め代を徒に大きくすると、この内輪3に亀裂が発生
し、車輪支持用転がり軸受ユニットとして機能しなくな
る。しかも、車輪支持用転がり軸受ユニットとして完成
した状態で上記内輪3に加わる応力は、上記締り嵌めに
基づく応力だけでなく、上記かしめ部17を形成する事
に伴う応力も加わる。即ち、このかしめ部17の形成作
業に伴って上記内輪3には、直径方向外方に向いた力が
加わる為、この内輪3には、上記締り嵌めに基づく力
と、上記かしめ部17の形成作業に伴う力との合計が、
円周方向に亙る引っ張り応力として加わる。上記車輪支
持用転がり軸受ユニットの信頼性及び耐久性を確保する
為には、上述の様な2種類の力の合計に拘らず、内輪3
に亀裂が発生しない様にする必要がある。本発明の車輪
支持用転がり軸受ユニットは、この様な事情に鑑みて発
明したものである。
り軸受ユニットのうち、請求項1に記載した車輪支持用
転がり軸受ユニットは、前述した従来の車輪支持用転が
り軸受ユニットと同様に、一端部外周面に第一のフラン
ジを形成し、中間部外周面に第一の内輪軌道を一体又は
別体の内輪を介して設けたハブと、このハブの他端部に
外嵌された、外周面に第二の内輪軌道を形成した内輪
と、内周面に上記第一の内輪軌道に対向する第一の外輪
軌道及び上記第二の内輪軌道に対向する第二の外輪軌道
を形成した外輪と、上記第一、第二の内輪軌道と上記第
一、第二の外輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ設け
られた転動体とを備え、上記ハブの他端部で少なくとも
このハブに外嵌した内輪よりも突出した部分に形成した
円筒部を直径方向外方にかしめ広げる事で形成したかし
め部により、上記ハブに外嵌した内輪をこのハブに結合
固定している。又、請求項2に記載した車輪支持用転が
り軸受ユニットも、やはり前述した従来の車輪支持用転
がり軸受ユニットと同様に、一端部外周面に第一のフラ
ンジを、中間部外周面に第一の内輪軌道を、それぞれ形
成したハブと、このハブの他端部に形成された、上記第
一の内輪軌道を形成した部分よりも外径寸法が小さくな
った段部と、外周面に第二の内輪軌道を形成して上記段
部に外嵌した内輪と、内周面に上記第一の内輪軌道に対
向する第一の外輪軌道及び上記第二の内輪軌道に対向す
る第二の外輪軌道を、外周面に第二のフランジを、それ
ぞれ形成した外輪と、上記第一、第二の内輪軌道と上記
第一、第二の外輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ設
けられた転動体とを備える。そして、上記ハブの他端部
で少なくとも上記段部に外嵌した内輪よりも突出した部
分に形成した円筒部を直径方向外方にかしめ広げる事で
形成したかしめ部により、上記段部に外嵌した内輪をこ
の段部の段差面に向け抑え付けて、この段部に外嵌した
内輪を上記ハブに結合固定している。
ットに於いては、上記内輪は上記ハブ或は段部に対し締
り嵌めで外嵌されている。そして、この締り嵌めに基づ
いてこの内輪に生じる円周方向に関する応力と、上記か
しめ部を形成する事に伴ってこの内輪に加わる円周方向
の応力との和が、この内輪の円周方向に関する許容応力
以下となる様に、上記ハブに対する上記内輪の締め代を
規制している。言い換えれば、上記締り嵌めに基づいて
この内輪に生じる円周方向に関する応力が、この内輪の
円周方向に関する許容応力から、上記かしめ部を形成す
る事に伴ってこの内輪に加わる円周方向の応力を引いた
値よりも小さくなる様に、上記段部に対する上記内輪の
締め代を規制している。
軸受ユニットによれば、ハブの端部にかしめ部を形成す
る以前に、ハブ又は段部に外嵌した内輪の位置が不用意
にずれ動く事を防止し、しかもこの内輪に亀裂が発生す
る事を防止できる。
の第1例を示している。尚、本発明の特徴は、ハブ2b
の内端部外周面に形成した段部8に内輪3を外嵌固定す
る部分の構造に関する。車輪支持用転がり軸受ユニット
1a全体の構造及び作用は、前述の図5に示した従来構
造の第2例と同様であるから、同等部分に関する説明
は、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を
中心に説明する。
部8に上記内輪3を、締り嵌めにより外嵌している。特
に、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合に
は、上記段部8に対する上記内輪3の締め代dの最大値
dmax を規制して、この内輪3に亀裂が発生するのを防
止している。即ち、この段部8に内輪3を、締め代dを
持って外嵌する(締り嵌めする)事に伴い、この内輪3
には円周方向に関する応力δ3 が発生する。又、上記ハ
ブ2bの内端部に形成した円筒部18を直径方向外方に
かしめ広げてかしめ部17(図5〜6参照)を形成する
事に伴って、上記内輪3に円周方向の応力δr が加わ
る。本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合に
は、上記締り嵌めに基づいて内輪3に加わる応力δ3 と
上記かしめ部17の形成作業に伴ってこの内輪3に加わ
る応力δr との和よりも、この内輪3の円周方向に関す
る許容応力δa が大きくなる(δa >δ3 +δr )様
に、上記締め代dの最大値dmax を規制している。
面を上記段部8の段差面12に突き当てた状態で、各転
動体5、5に所望の予圧を付与している。そして、上記
締り嵌めに基づいて上記内輪3に加わる静止摩擦力を、
上記各転動体5、5に付与された予圧に基づいてこの内
輪3に加わる軸方向荷重よりも大きくしている。従っ
て、上述の様にこの内輪3の外端面を上記段差面12に
突き当てて上記各転動体5、5に所望の予圧を付与した
状態では、上記ハブ2bの内端部に形成した円筒部18
をかしめ広げる以前でも、上記内輪3はそのまま(内輪
3の外端面を段差面12に突き当てたまま)の位置に保
持される。
部8に締り嵌めで外嵌すると共に、上記各転動体5、5
に予圧を付与したならば、前述した従来技術の場合と同
様、揺動かしめにより上記円筒部18を直径方向外方に
かしめ広げる事で、図2に示す様なかしめ部17を形成
する。特に、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットに
よれば、上記かしめ部17を形成した状態でも、上記内
輪3に加わる応力は、上記許容応力δa 未満に抑えられ
る。
記かしめ部17を形成する際に、上記ハブ2bに対して
上記内輪3を変位させる事がない。即ち、この内輪3
は、上記かしめ部17を形成する以前に上記ハブ2bの
段部8に外嵌し、上記各転動体5、5に予圧を付与した
状態のまま、この予圧に基づく軸方向荷重に拘らず、上
記内輪3の外端面と上記ハブ2bの外周面に形成した段
差面12とが当接した状態のままとなる。従って、上記
かしめ部17の形成作業に伴って上記内輪3に、この内
輪3及び上記ハブ2bの中心軸に対し傾斜方向の力が加
わっても、この内輪3の外端開口周縁部が上記段部8の
外周面と強く擦れ合ったり、この内輪3の中心軸が上記
ハブ2bの中心軸に対し傾斜する事がない。
部で、上記内輪3との嵌合部よりも突出した部分の外径
を、この嵌合部の外径よりも小さくしている。即ち、上
記ハブ2bの内端部に形成した円筒部18の基端部外周
面で、上記内輪3の内端開口部に形成した、断面形状が
四分の一円弧状の曲面部26よりも少しだけ第二の内輪
軌道9に寄った部分に、0.02〜0.12mm程度の僅
かな段差Hを有する、断面円弧状の段差部27を形成し
ている。そして、上記円筒部18のうちの外径の小さく
なった部分を、揺動かしめにより直径方向外方にかしめ
広げ、上記曲面部26を抑え付ける様にしている。この
様に円筒部18を直径方向外方にかしめ広げる際には、
上記段差部27がかしめ広げ作業に伴って折れ曲がる部
分の起点となる。この為、かしめ広げ作業に伴って上記
円筒部18に無理な力が加わりにくくなって、かしめ広
げ部分に亀裂等の損傷が発生しにくくなる。
例を示している。本例の場合には、ハブ2cの中間部外
周面に第一の内輪軌道7を設けるのに、このハブ2cの
中間部に、外周面に第一の内輪軌道7を形成した別体の
内輪3aを外嵌している。この図3に示す車輪支持用転
がり軸受ユニット1bの場合には、この別体の内輪3a
の内端面が段差面12aとなり、上記ハブ2cの内端部
でこの段差面12aよりも内方に突出した部分が、外周
面に第二の内輪軌道9を形成した内輪3を外嵌する為の
段部8aとなる。この様な本例の場合も、上述した第1
例の場合と同様に、上記ハブ2cの内端部に対する上記
内輪3の締め代を規制する事により、かしめ部17を形
成する以前に上記内輪3の位置が不用意にずれ動く事を
防止し、しかもこの内輪3に亀裂が発生する事を防止で
きる。
用するので、小型且つ軽量な車輪支持用転がり軸受ユニ
ットを安定して得る事ができる。
成する以前の状態で示す部分断面図。
断面図。
成した後の状態で示す半部断面図。
為、このハブの内端部をかしめ広げる状態を示す部分拡
大断面図。
で示す部分拡大断面図。
Claims (2)
- 【請求項1】 一端部外周面に第一のフランジを形成
し、中間部外周面に第一の内輪軌道を一体又は別体の内
輪を介して設けたハブと、このハブの他端部に外嵌され
た、外周面に第二の内輪軌道を形成した内輪と、内周面
に上記第一の内輪軌道に対向する第一の外輪軌道及び上
記第二の内輪軌道に対向する第二の外輪軌道を形成した
外輪と、上記第一、第二の内輪軌道と上記第一、第二の
外輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ設けられた転動
体とを備え、上記ハブの他端部で少なくともこのハブに
外嵌した内輪よりも突出した部分に形成した円筒部を直
径方向外方にかしめ広げる事で形成したかしめ部によ
り、上記ハブに外嵌した内輪をこのハブに結合固定した
車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、上記内輪は上
記ハブに対し締り嵌めで外嵌されており、この締り嵌め
に基づいてこの内輪に生じる円周方向に関する応力と、
上記かしめ部を形成する事に伴ってこの内輪に加わる円
周方向の応力との和が、この内輪の円周方向に関する許
容応力以下となる様に、上記ハブに対する上記内輪の締
め代を規制している事を特徴とする車輪支持用転がり軸
受ユニット。 - 【請求項2】 一端部外周面に第一のフランジを、中間
部外周面に第一の内輪軌道を、それぞれ形成したハブ
と、このハブの他端部に形成された、上記第一の内輪軌
道を形成した部分よりも外径寸法が小さくなった段部
と、外周面に第二の内輪軌道を形成して上記段部に外嵌
した内輪と、内周面に上記第一の内輪軌道に対向する第
一の外輪軌道及び上記第二の内輪軌道に対向する第二の
外輪軌道を、外周面に第二のフランジを、それぞれ形成
した外輪と、上記第一、第二の内輪軌道と上記第一、第
二の外輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ設けられた
転動体とを備え、上記ハブの他端部で少なくとも上記段
部に外嵌した内輪よりも突出した部分に形成した円筒部
を直径方向外方にかしめ広げる事で形成したかしめ部に
より、上記段部に外嵌した内輪をこの段部の段差面に向
け抑え付けて、この段部に外嵌した内輪を上記ハブに結
合固定した車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、上
記内輪は上記段部に対し締り嵌めで外嵌されており、こ
の締り嵌めに基づいてこの内輪に生じる円周方向に関す
る応力が、この内輪の円周方向に関する許容応力から、
上記かしめ部を形成する事に伴ってこの内輪に加わる円
周方向の応力を引いた値よりも小さくなる様に、上記段
部に対する上記内輪の締め代を規制している事を特徴と
する車輪支持用転がり軸受ユニット。
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