JP2004150485A - 転がり軸受装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】転がり軸受装置のハブ軸は、ハブフランジ、案内部、軸部という三方向に張出す構成で製造コストが高いため、案内部を内輪部材とは別体に製造することが考えられるが、かしめ相当部の工夫が必要になる。
【解決手段】第一内輪部材１１を平板状の素材等から冷間鍛造によって形成することにより、高精度に第一内輪部材１１を形成することができるとともに軽量化することができ、第二内輪部材１２をハブフランジ２８と筒状部１４とから形成することで、小規模で安価な設備であっても製造が可能となり、予圧を付与する手段として、案内部材３２の螺着部３４を第一内輪部材１１の雌ねじ部３３ａに螺合することで、第二内輪部材１２を車両アウタ側に向けて引くとともに、第二内輪部材１２を車両インナ側に押圧して所定量の予圧を付与するので、第二内輪部材１２が座屈により変形するといった状態を回避することができる。
【選択図】 図２
【解決手段】第一内輪部材１１を平板状の素材等から冷間鍛造によって形成することにより、高精度に第一内輪部材１１を形成することができるとともに軽量化することができ、第二内輪部材１２をハブフランジ２８と筒状部１４とから形成することで、小規模で安価な設備であっても製造が可能となり、予圧を付与する手段として、案内部材３２の螺着部３４を第一内輪部材１１の雌ねじ部３３ａに螺合することで、第二内輪部材１２を車両アウタ側に向けて引くとともに、第二内輪部材１２を車両インナ側に押圧して所定量の予圧を付与するので、第二内輪部材１２が座屈により変形するといった状態を回避することができる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車軸用の転がり軸受装置には、車体側に非回転に支持される外輪部材と、この外輪部材に２列の玉を介して軸心回りに回転自在に支持された内輪部材とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図６に基づいて、従来の転がり軸受装置５０を説明する。この転がり軸受装置５０の内輪部材５１はハブ軸５２を有し、このハブ軸５２は、熱間鍛造によって形成される。ハブ軸５２は、径方向外向きに突出するハブフランジ５３と、このハブフランジ５３に対して軸方向一方に突出してブレーキディスクおよびタイヤホイールをハブフランジ５３に重ねて取付ける際に案内する案内部５４と、外輪部材５５の径方向内方に対向するとともに外周面に一方列の玉５６の内輪軌道面を有する軸部５７とを一体的に有する。
【０００４】
また内輪部材５１は、軸部５７の他方側端部外周面に形成された環状凹部５８に嵌合する筒状部材５９を有する。この筒状部材５９の外周面に、他方列の玉６０の内輪軌道面が形成されている。ハブ軸５２（軸部５７）の端部が拡径されて、筒状部材５９の端面に対してかしめられ、これにより、ハブ軸５２と筒状部材５９とが軸心回りに回転一体となるとともに、所定量の予圧が付与される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３８００４号（第３頁，第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の転がり軸受装置５０において、ハブ軸５２は、ハブフランジ５３、案内部５４、軸部５７という三方向に張出す構成であり、このような構成を有するハブ軸５２を熱間鍛造によって製造するには、大型で高価な装置を必要とし、従って製造コストが高くなる。
【０００７】
このため、案内部５４を内輪部材５１とは別体に製造することで、ハブ軸５２をハブフランジ５３と径方向他方に突出して一方列の玉５６の内輪軌道面を有する軸部５７とから構成して製造コストの低減を図ることが考えられる。しかしこの場合、かしめ相当部の工夫が必要になることがある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明における転がり軸受装置は、車体側に非回転に取付けられる外輪部材と、この外輪部材と同心に配置されるとともに外輪部材に複数列の転動体を介して軸心回りに回転自在に設けられる内輪部材とを含み、この内輪部材は、外周部に一方列の転動体の内輪軌道面が形成されるとともに内周面にねじ部が形成された凹部とを有する第一内輪部材と、他方列の内輪軌道面を有するとともに第一内輪部材に軸方向で接合される第二内輪部材とから構成され、前記第二内輪部材は、その径方向中心部に中心孔が形成されるとともに外周部にブレーキディスクおよびタイヤホイールを取付けるために径方向に突出したフランジを有し、このフランジにブレーキディスクおよびタイヤホイールを取付ける際に案内するための案内部材が設けられ、この案内部材は前記第二内輪部材とは別体に形成されるとともに、前記第二内輪部材の径方向中心部に形成された前記中心孔に軸方向から挿入されて前記第一内輪部材のねじ部に螺着する螺着部と、この螺着部の軸方向一方側端部に拡径するよう形成されて、前記螺着部が前記ねじ部に螺着した際に前記フランジの軸方向一方側側面に当接する当接部とを有している。
【０００９】
上記構成において、外輪部材に各列の転動体を装着し、第一内輪部材を外輪部材の径方向内方に軸方向他方側から挿入するとともに、第二内輪部材を軸方向一方側から装着し、第一内輪部材のねじ部に、案内部材の螺着部を螺着するようにして、取付けフランジの取付け側面に案内部材の当接部を当接するようにして転がり軸受装置を組立てる。
【００１０】
このようにすることにより、かしめ作業を要せずに、外輪部材、両内輪部材および案内部材が容易な作業でもって一体化され、製造コストが低減される。
【００１１】
また、前記第一内輪部材は、前記第二内輪部材との接合部から第二内輪部材の内周面に沿うように延長された延長部を有し、この延長部に前記ねじ部を備えた凹部を形成した構成としても、かしめ作業を要せずに、外輪部材、両内輪部材および案内部材が容易な作業でもって一体化され、製造コストが低減されるとともに、かしめを行わないことによって、予圧付与時に、特に、第一内輪部材の座屈による変形が防止される。
【００１２】
さらに、前記第一内輪部材および第二内輪部材のうち少なくとも第一内輪部材を、管状の素材を冷間鍛造することにより形成した構成とすれば、両転がり軸受装置をさらに低コストで製造でき、両内輪部材を筒状に形成することで、転がり軸受装置全体が軽量化される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る転がり軸受装置を、図面に基づいて説明する。この実施形態では、転がり軸受装置を、車両における従動輪側の転がり軸受装置に適用させている。図１は本発明の実施形態に係る転がり軸受装置の全体構成を示す断面図、図２は一部拡大断面図、図３は案内部材の単体斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、この転がり軸受装置１は、車体側に非回転に取付けられる外輪部材２と、転動体としての２列の玉３，４と、内輪部材（車軸を兼用している）５とを備えている。
【００１５】
外輪部材２は、熱間鍛造によって形成され、その内周面に２列の外輪軌道面６，７が形成されている。外輪部材２は、その外周面軸方向途中位置に、径方向外向きに突出した支持フランジ８が形成されている。この支持フランジ８が、不図示の車体側に組込まれるナックルに取付けられることで、外輪部材２は車体に軸心回りに非回転に支持される。各列の玉３，４は、所定距離だけ軸方向に離隔して配置されるとともに、それぞれ冠形保持器９，１０によって円周方向等配位置に保持されている。
【００１６】
内輪部材５は、外輪部材２と同心に配置される第一内輪部材１１および第二内輪部材１２から構成されている。第一内輪部材１１は、管状またはリング状、あるいは平板状の素材（例えば、ＪＩＳ規格Ｓ５５Ｃ）から冷間鍛造によって一体に形成されるもので、第一内輪部材１１における車両インナ側が環状の大径部１３とされ、車両アウタ側が筒状の小径部１４とされ、その中間部が大径部１３の直径と小径部の直径の間の大きさの直径を有する中径部１５とされている。
【００１７】
大径部１３と中径部１５の外周連続面部分が、前記一方の外輪軌道面６に径方向で対応した、一方列の玉３の内輪軌道面１６とされている。第一内輪部材１１における中径部１５と小径部１４との連続面は径方向内方に縮径して第二内輪部材１２の接合面１８に軸方向で接合する接合面１９とされる。
【００１８】
第一内輪部材１１の径方向中心部に、軸方向に貫通する中心穴２０が形成され、この中心穴２０の車両インナ側の大径中心穴２０ａを形成する円筒状周壁面２２と車両アウタ側の小径中心穴２０ｂを形成する円筒状周壁面２３とが、前記接合面１８，１９の径方向内方で対応する円錐状周壁面２５によって連続されている。この円錐状周壁面２５の大径側端２６は、前記接合面１８，１９よりも車両インナ側に位置付けられている。
【００１９】
第二内輪部材１２は、炭素鋼（例えば、ＪＩＳ規格Ｓ５５Ｃ）を熱間鍛して形成され、前記他方の外輪軌道面７に径方向で対応する位置に他方列の玉４の内輪軌道面１７を有して軸方向に沿う筒状部２７と、この筒状部２７の車両アウタ側端部から径方向外方に突出した環状のハブフランジ（取付けフランジ）２８とを有している。このハブフランジ２８は、ブレーキディスク２９およびタイヤホイール３０が重ねて取付けられるものである。このように、第二内輪部材１２は、車両インナ側（軸方向一方側）に沿う筒状部２７と、径方向に沿うハブフランジ２８のみから一体的に形成されている。
【００２０】
前記第一内輪部材１１の小径部１４は、第二内輪部材１２の筒状部２７の内周壁面３１に沿うように嵌合されて、第一内輪部材１１の小径部１４の軸方向長さは、転がり軸受装置１の軽量化を図るために、第二内輪部材１２の筒状部２７の軸方向長さに比べて短く形成されている。
【００２１】
また、転がり軸受装置１は、前記ハブフランジ２８にブレーキディスク２９およびタイヤホイール３０を取付ける際に案内するための、案内部材３２が設けられている。この案内部材３２は、第一内輪部材１１の径方向中心に形成された凹部としての小径中心穴２０ｂにおける円筒状周壁面２３に、軸方向（車両アウタ側）から挿入して、円筒状周壁面２３に形成された雌ねじ部３３ａに螺着する螺着部３４と、この螺着部３４に拡径するように一体的に形成されて、螺着部３４が雌ねじ部３３ａに螺着した際にハブフランジ２８の取付け用側面３５に当接する当接部３６とから形成されている。この案内部材３２は、平板状の素材（例えば、ＪＩ規格ＳＳ５５Ｃ）から冷間鍛造によって一体的に形成される。
【００２２】
図２に示すように、螺着部３４は、車両インナ側が閉じられた筒状に形成され、その外周面に、雌ねじ部３３ａに螺合する雄ねじ部３３ｂが形成されている。当接部３６は、螺着部３４の車両アウタ側端部から径方向外向きに拡径された環状部３７と、この環状部３７の径方向外方端部から車両アウタ側に軸心に沿って折曲された筒状案内部３８とを有する。この筒状案内部３８の外周面が、ハブフランジ２８にブレーキディスク２９およびタイヤホイール３０を取付ける際に案内する案内面３９となる。なお、案内部材３２（案内部３８）の車両アウタ側は、開放されている。
【００２３】
図１の４０は、外輪部材２の車両アウタ側端部内周面と、第二内輪部材１２の筒状部２７の外周面との間に配置されて、外輪部材２と内輪部材５との間の環状空間を車両アウタ側で密封する密封装置を示す。
【００２４】
また、図１の４１は、ハブフランジ２８の取付け用側面３５にブレーキディスク２９およびタイヤホイール３０を重ねて取付けた際に、ブレーキディスク２９およびタイヤホイール３０に形成されている取付け孔４２，４３に挿通するハブボルトを示す。このハブボルト４１は、ハブフランジ２８の円周方向所定位置で挿通孔４４に圧入されている。
【００２５】
上記転がり軸受装置１の製造方法は、次に示すとおりである。すなわち、玉３を冠形保持器９の各ポケットに装着して玉３および冠形保持器９の第一組品とし、玉４を冠形保持器１０の各ポケットに装着して玉４および冠形保持器１０の第二組品としておく。
【００２６】
次に第一組品を、玉３を一方の外輪軌道面６に嵌合するよう外輪部材２の車両インナ側開口から外輪部材２内に装着し、第二組品を、玉４を他方の外輪軌道面７に嵌合するよう外輪部材２の車両アウタ側開口から外輪部材２内に装着する。この場合、外輪部材２における両側の開口径を同等に形成することにより、両冠形保持器９，１０を同一のものとすることができる。
【００２７】
一方で、第一内輪部材１１を、管状またはリング状、あるいは平板状の素材から冷間鍛造によって形成しておき、第一内輪部材１１を、その内輪軌道面１６が玉３に嵌合するよう外輪部材２の車両インナ側（図１における左側）開口から外輪部材２内に装着するとともに、第二内輪部材１１を、その内輪軌道面１７が玉４に嵌合するよう外輪部材２の車両アウタ側（図１における右側）開口から外輪部材２内に装着する。
【００２８】
次に、予め形成しておいた案内部材３２の螺着部３４を、第一内輪部材１１の中心穴２０に径方向で位置合わせし、案内部材３２を軸心回りに回転させながら、螺着部３４（雄ねじ部３３ｂ）を第一内輪部材１１における小径部１４に形成した雌ねじ部３３ａに螺合する。案内部材３２を軸心回りに回転させて、螺着部３４を軸方向所定位置まで第一内輪部材１１の中心穴２０に押込むと、当接部３６の環状部３７における車両インナ側面がハブフランジ２８の取付け用側面３５に当接し、圧接する。
【００２９】
このとき、転がり軸受装置１の軽量化を図るために、第二内輪部材１２の筒状部２７の軸方向長さに比べて短く形成しているので、第一内輪部材１１における小径部１４の車両アウタ側端面と当接部３６の環状部３７との間には隙間４５が生じている。
【００３０】
第一内輪部材１１は、雌ねじ部３３ａ雄ねじ部３３ｂとの螺合により、車両アウタ側に向けて引かれるとともに、当接部３６の環状部３７における車両インナ側面がハブフランジ２８の取付け用側面３５に当接することにより、第二内輪部材１２は、車両インナ側に押圧され、これによって所定量の予圧が付与される。なお、雌ねじ部３３ａ雄ねじ部３３ｂを形成する範囲（軸方向の長さ範囲）は、予圧量の調整を行い得る範囲に形成するのが望ましい。
【００３１】
以上の工程により転がり軸受装置１を組立て、予めハブフランジ２８の挿通孔４４に圧入されているハブボルト４１が、取付け孔４２，４３に挿通するように、ブレーキディスク２９およびタイヤホイール３０をハブフランジ２８の取付け用側面３５に重ねるようにする。この際、ブレーキディスク２９およびタイヤホイール３０の中心穴２９ａ，３０ａを、筒状案内部３８の外周面を案内面３９として案内させるように取付ける。
【００３２】
このように、本発明の実施形態によれば、第一内輪部材１１を管状またはリング状、あるいは平板状の素材から冷間鍛造によって形成することにより、高精度に第一内輪部材１１を形成することができるとともに、転がり軸受装置１全体を軽量化することができる。
【００３３】
熱間鍛造によって製造する場合は、製品の表面精度も低く、特に玉３の内輪軌道面１６を必要な精度とするための研磨加工時間を長く必要とし、場合によっては内輪軌道面１６以外の部分も研磨加工を必要としていた。これに対して、管状の素材等を用いて冷間鍛造によって第一内輪部材１１を形成する場合は製品の精度がよいので、内輪軌道面１６を必要な精度とするための研磨加工時間が短縮できる。あるいは、内輪軌道面１６以外の部分の研磨加工をほとんど必要としない。これによって、製造コストを大幅に低減し得ることになる。
【００３４】
さらに、従来の転がり軸受装置では、第二内輪部材１２に相当するハブ軸は径方向に突出するハブフランジと、ハブフランジに対して軸方向一方に突出する案内部と、玉の内輪軌道面を有する軸部とを一体的に有して、熱間鍛造によって形成されていた。このため、大掛かりな製造装置を必要とし、製造コストも高かった。
【００３５】
しかし、本発明の実施形態における第二内輪部材１２は、案内部材３２を別部材とすることにより、径方向に沿うハブフランジ２８と、軸方向一方に沿う筒状部２７とからなるので、大掛かりな製造装置を要せずに容易に製造可能となり、従って、製造コストをさらに低減することができる。
【００３６】
ところで、第一内輪部材１１を円筒形状に形成し、その車両アウタ側端部を拡径するようにして第二内輪部材２８のハブフランジ２８における取付け用側面３５にかしめるようにして所定量の予圧を付与する場合を想定すると、第一内輪部材１１が円筒形状であり、小径部１４を有しているため、第一内輪部材１１が座屈により変形するおそれがある。しかし、本発明の実施形態の場合、予圧を付与する手段としてかしめを用いることなく、案内部材３２の螺着部３４を第一内輪部材１１の雌ねじ部３３ａに螺合することで、第二内輪部材１１を車両アウタ側に向けて引くとともに、第二内輪部材１１を車両インナ側に押圧して所定量の予圧を付与するので、第二内輪部材１１が座屈により変形するといった状態を回避することができ、従って製品の供給を安定化させることができる。
【００３７】
なお、案内部材３２の当接部３６における環状部３７の車両インナ側面をハブフランジ２８の取付け用側面３５に当接して圧接することによれば、これら接触面からの泥水等の侵入を防止することができる。
【００３８】
図４に別の実施形態を示す。この実施形態では、案内部材３２の当接部３６における環状部３７の車両インナ側面と、ハブフランジ２８の取付け用側面３５との間に、環状の弾性シール部材４７を介在させている。他の構成は、上記実施形態と同様であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
図５は、案内部材３２のさらに別の実施形態を示す。これは、案内部材３２の当接部３６における環状部３７と螺着部３４との連続面に、三角形状の補強リブ４６を円周方向等配位置に一体形成したものである。他の構成は上記実施形態と同様である。
【００４０】
この構成において、案内部材３２を軸心回りに回転させて、螺着部３４を軸方向所定位置まで第一内輪部材１１の中心穴２０に押込み、当接部３６の環状部３７における車両インナ側面をハブフランジ２８の取付け用側面３５に当接させた際、補強リブ４６は、隙間４５に入り込むので、案内部材３２の装着に支障はない。
【００４１】
そして、案内部材３２の当接部３６における環状部３７と螺着部３４との連続面に、補強リブ４６を形成することによれば、冷間鍛造による案内部材３２全体の剛性低下を抑えることができ、案内部材３２を第一内輪部材１１に強固に固定して、確実に予圧を付与することができる。
【００４２】
さらに、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、転がり軸受装置１として内輪回転タイプの例を示し、案内部材３２を第一内輪部材１１に組付けるようにした。しかし本発明は、外輪部材２にハブフランジ２８を有する外輪回転タイプの転がり軸受装置１にも適用できる。この場合、案内部材３２は、外輪部材２の端部内周面に組付けるようにする。
【００４３】
さらに、上記実施形態における転がり軸受装置１は、車両の従動輪側に用いた場合を示したが、これに限定されるものではなく、車両における駆動輪側に適用させることもできる。
【００４４】
また、第二内輪部材１２を管状等の素材から冷間鍛造によって形成することにより、転がり軸受装置１をさらに軽量化させることができ、車両重量の低減（特に、ばね下重量の低減）が可能になる。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、かしめ作業を要せずに、案内部材を内輪部材に螺合するといった簡単な作業でもって、外輪部材、両内輪部材および案内部材が一体化され、内輪部材を円筒状に形成した場合であっても、予圧付与時に座屈による変形を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る転がり軸受装置の全体断面図である。
【図２】同じく要部拡大断面図である。
【図３】同じく案内部材の単体斜視図である。
【図４】他の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図５】他の実施形態を示す案内部材の単体斜視図である。
【図６】従来の転がり軸受装置の全体断面図である。
【符号の説明】
１ 転がり軸受装置
２ 外輪部材
３、４ 玉
５ 内輪部材
６，７ 外輪軌道面
１１ 第一内輪部材
１２ 第二内輪部材
１３ 大径部
１４ 小径部
１５ 中径部
１８，１９ 接合面
２７ 筒状部
２８ ハブフランジ
３２ 案内部材
３３ａ 雌ねじ部
３３ｂ 雄ねじ部
３４ 螺着部
３５ 取付け用側面
３６ 当接部
３７ 環状部
３８ 筒状案内部
３９ 案内面
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車軸用の転がり軸受装置には、車体側に非回転に支持される外輪部材と、この外輪部材に２列の玉を介して軸心回りに回転自在に支持された内輪部材とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、図６に基づいて、従来の転がり軸受装置５０を説明する。この転がり軸受装置５０の内輪部材５１はハブ軸５２を有し、このハブ軸５２は、熱間鍛造によって形成される。ハブ軸５２は、径方向外向きに突出するハブフランジ５３と、このハブフランジ５３に対して軸方向一方に突出してブレーキディスクおよびタイヤホイールをハブフランジ５３に重ねて取付ける際に案内する案内部５４と、外輪部材５５の径方向内方に対向するとともに外周面に一方列の玉５６の内輪軌道面を有する軸部５７とを一体的に有する。
【０００４】
また内輪部材５１は、軸部５７の他方側端部外周面に形成された環状凹部５８に嵌合する筒状部材５９を有する。この筒状部材５９の外周面に、他方列の玉６０の内輪軌道面が形成されている。ハブ軸５２（軸部５７）の端部が拡径されて、筒状部材５９の端面に対してかしめられ、これにより、ハブ軸５２と筒状部材５９とが軸心回りに回転一体となるとともに、所定量の予圧が付与される。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−３８００４号（第３頁，第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の転がり軸受装置５０において、ハブ軸５２は、ハブフランジ５３、案内部５４、軸部５７という三方向に張出す構成であり、このような構成を有するハブ軸５２を熱間鍛造によって製造するには、大型で高価な装置を必要とし、従って製造コストが高くなる。
【０００７】
このため、案内部５４を内輪部材５１とは別体に製造することで、ハブ軸５２をハブフランジ５３と径方向他方に突出して一方列の玉５６の内輪軌道面を有する軸部５７とから構成して製造コストの低減を図ることが考えられる。しかしこの場合、かしめ相当部の工夫が必要になることがある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明における転がり軸受装置は、車体側に非回転に取付けられる外輪部材と、この外輪部材と同心に配置されるとともに外輪部材に複数列の転動体を介して軸心回りに回転自在に設けられる内輪部材とを含み、この内輪部材は、外周部に一方列の転動体の内輪軌道面が形成されるとともに内周面にねじ部が形成された凹部とを有する第一内輪部材と、他方列の内輪軌道面を有するとともに第一内輪部材に軸方向で接合される第二内輪部材とから構成され、前記第二内輪部材は、その径方向中心部に中心孔が形成されるとともに外周部にブレーキディスクおよびタイヤホイールを取付けるために径方向に突出したフランジを有し、このフランジにブレーキディスクおよびタイヤホイールを取付ける際に案内するための案内部材が設けられ、この案内部材は前記第二内輪部材とは別体に形成されるとともに、前記第二内輪部材の径方向中心部に形成された前記中心孔に軸方向から挿入されて前記第一内輪部材のねじ部に螺着する螺着部と、この螺着部の軸方向一方側端部に拡径するよう形成されて、前記螺着部が前記ねじ部に螺着した際に前記フランジの軸方向一方側側面に当接する当接部とを有している。
【０００９】
上記構成において、外輪部材に各列の転動体を装着し、第一内輪部材を外輪部材の径方向内方に軸方向他方側から挿入するとともに、第二内輪部材を軸方向一方側から装着し、第一内輪部材のねじ部に、案内部材の螺着部を螺着するようにして、取付けフランジの取付け側面に案内部材の当接部を当接するようにして転がり軸受装置を組立てる。
【００１０】
このようにすることにより、かしめ作業を要せずに、外輪部材、両内輪部材および案内部材が容易な作業でもって一体化され、製造コストが低減される。
【００１１】
また、前記第一内輪部材は、前記第二内輪部材との接合部から第二内輪部材の内周面に沿うように延長された延長部を有し、この延長部に前記ねじ部を備えた凹部を形成した構成としても、かしめ作業を要せずに、外輪部材、両内輪部材および案内部材が容易な作業でもって一体化され、製造コストが低減されるとともに、かしめを行わないことによって、予圧付与時に、特に、第一内輪部材の座屈による変形が防止される。
【００１２】
さらに、前記第一内輪部材および第二内輪部材のうち少なくとも第一内輪部材を、管状の素材を冷間鍛造することにより形成した構成とすれば、両転がり軸受装置をさらに低コストで製造でき、両内輪部材を筒状に形成することで、転がり軸受装置全体が軽量化される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る転がり軸受装置を、図面に基づいて説明する。この実施形態では、転がり軸受装置を、車両における従動輪側の転がり軸受装置に適用させている。図１は本発明の実施形態に係る転がり軸受装置の全体構成を示す断面図、図２は一部拡大断面図、図３は案内部材の単体斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、この転がり軸受装置１は、車体側に非回転に取付けられる外輪部材２と、転動体としての２列の玉３，４と、内輪部材（車軸を兼用している）５とを備えている。
【００１５】
外輪部材２は、熱間鍛造によって形成され、その内周面に２列の外輪軌道面６，７が形成されている。外輪部材２は、その外周面軸方向途中位置に、径方向外向きに突出した支持フランジ８が形成されている。この支持フランジ８が、不図示の車体側に組込まれるナックルに取付けられることで、外輪部材２は車体に軸心回りに非回転に支持される。各列の玉３，４は、所定距離だけ軸方向に離隔して配置されるとともに、それぞれ冠形保持器９，１０によって円周方向等配位置に保持されている。
【００１６】
内輪部材５は、外輪部材２と同心に配置される第一内輪部材１１および第二内輪部材１２から構成されている。第一内輪部材１１は、管状またはリング状、あるいは平板状の素材（例えば、ＪＩＳ規格Ｓ５５Ｃ）から冷間鍛造によって一体に形成されるもので、第一内輪部材１１における車両インナ側が環状の大径部１３とされ、車両アウタ側が筒状の小径部１４とされ、その中間部が大径部１３の直径と小径部の直径の間の大きさの直径を有する中径部１５とされている。
【００１７】
大径部１３と中径部１５の外周連続面部分が、前記一方の外輪軌道面６に径方向で対応した、一方列の玉３の内輪軌道面１６とされている。第一内輪部材１１における中径部１５と小径部１４との連続面は径方向内方に縮径して第二内輪部材１２の接合面１８に軸方向で接合する接合面１９とされる。
【００１８】
第一内輪部材１１の径方向中心部に、軸方向に貫通する中心穴２０が形成され、この中心穴２０の車両インナ側の大径中心穴２０ａを形成する円筒状周壁面２２と車両アウタ側の小径中心穴２０ｂを形成する円筒状周壁面２３とが、前記接合面１８，１９の径方向内方で対応する円錐状周壁面２５によって連続されている。この円錐状周壁面２５の大径側端２６は、前記接合面１８，１９よりも車両インナ側に位置付けられている。
【００１９】
第二内輪部材１２は、炭素鋼（例えば、ＪＩＳ規格Ｓ５５Ｃ）を熱間鍛して形成され、前記他方の外輪軌道面７に径方向で対応する位置に他方列の玉４の内輪軌道面１７を有して軸方向に沿う筒状部２７と、この筒状部２７の車両アウタ側端部から径方向外方に突出した環状のハブフランジ（取付けフランジ）２８とを有している。このハブフランジ２８は、ブレーキディスク２９およびタイヤホイール３０が重ねて取付けられるものである。このように、第二内輪部材１２は、車両インナ側（軸方向一方側）に沿う筒状部２７と、径方向に沿うハブフランジ２８のみから一体的に形成されている。
【００２０】
前記第一内輪部材１１の小径部１４は、第二内輪部材１２の筒状部２７の内周壁面３１に沿うように嵌合されて、第一内輪部材１１の小径部１４の軸方向長さは、転がり軸受装置１の軽量化を図るために、第二内輪部材１２の筒状部２７の軸方向長さに比べて短く形成されている。
【００２１】
また、転がり軸受装置１は、前記ハブフランジ２８にブレーキディスク２９およびタイヤホイール３０を取付ける際に案内するための、案内部材３２が設けられている。この案内部材３２は、第一内輪部材１１の径方向中心に形成された凹部としての小径中心穴２０ｂにおける円筒状周壁面２３に、軸方向（車両アウタ側）から挿入して、円筒状周壁面２３に形成された雌ねじ部３３ａに螺着する螺着部３４と、この螺着部３４に拡径するように一体的に形成されて、螺着部３４が雌ねじ部３３ａに螺着した際にハブフランジ２８の取付け用側面３５に当接する当接部３６とから形成されている。この案内部材３２は、平板状の素材（例えば、ＪＩ規格ＳＳ５５Ｃ）から冷間鍛造によって一体的に形成される。
【００２２】
図２に示すように、螺着部３４は、車両インナ側が閉じられた筒状に形成され、その外周面に、雌ねじ部３３ａに螺合する雄ねじ部３３ｂが形成されている。当接部３６は、螺着部３４の車両アウタ側端部から径方向外向きに拡径された環状部３７と、この環状部３７の径方向外方端部から車両アウタ側に軸心に沿って折曲された筒状案内部３８とを有する。この筒状案内部３８の外周面が、ハブフランジ２８にブレーキディスク２９およびタイヤホイール３０を取付ける際に案内する案内面３９となる。なお、案内部材３２（案内部３８）の車両アウタ側は、開放されている。
【００２３】
図１の４０は、外輪部材２の車両アウタ側端部内周面と、第二内輪部材１２の筒状部２７の外周面との間に配置されて、外輪部材２と内輪部材５との間の環状空間を車両アウタ側で密封する密封装置を示す。
【００２４】
また、図１の４１は、ハブフランジ２８の取付け用側面３５にブレーキディスク２９およびタイヤホイール３０を重ねて取付けた際に、ブレーキディスク２９およびタイヤホイール３０に形成されている取付け孔４２，４３に挿通するハブボルトを示す。このハブボルト４１は、ハブフランジ２８の円周方向所定位置で挿通孔４４に圧入されている。
【００２５】
上記転がり軸受装置１の製造方法は、次に示すとおりである。すなわち、玉３を冠形保持器９の各ポケットに装着して玉３および冠形保持器９の第一組品とし、玉４を冠形保持器１０の各ポケットに装着して玉４および冠形保持器１０の第二組品としておく。
【００２６】
次に第一組品を、玉３を一方の外輪軌道面６に嵌合するよう外輪部材２の車両インナ側開口から外輪部材２内に装着し、第二組品を、玉４を他方の外輪軌道面７に嵌合するよう外輪部材２の車両アウタ側開口から外輪部材２内に装着する。この場合、外輪部材２における両側の開口径を同等に形成することにより、両冠形保持器９，１０を同一のものとすることができる。
【００２７】
一方で、第一内輪部材１１を、管状またはリング状、あるいは平板状の素材から冷間鍛造によって形成しておき、第一内輪部材１１を、その内輪軌道面１６が玉３に嵌合するよう外輪部材２の車両インナ側（図１における左側）開口から外輪部材２内に装着するとともに、第二内輪部材１１を、その内輪軌道面１７が玉４に嵌合するよう外輪部材２の車両アウタ側（図１における右側）開口から外輪部材２内に装着する。
【００２８】
次に、予め形成しておいた案内部材３２の螺着部３４を、第一内輪部材１１の中心穴２０に径方向で位置合わせし、案内部材３２を軸心回りに回転させながら、螺着部３４（雄ねじ部３３ｂ）を第一内輪部材１１における小径部１４に形成した雌ねじ部３３ａに螺合する。案内部材３２を軸心回りに回転させて、螺着部３４を軸方向所定位置まで第一内輪部材１１の中心穴２０に押込むと、当接部３６の環状部３７における車両インナ側面がハブフランジ２８の取付け用側面３５に当接し、圧接する。
【００２９】
このとき、転がり軸受装置１の軽量化を図るために、第二内輪部材１２の筒状部２７の軸方向長さに比べて短く形成しているので、第一内輪部材１１における小径部１４の車両アウタ側端面と当接部３６の環状部３７との間には隙間４５が生じている。
【００３０】
第一内輪部材１１は、雌ねじ部３３ａ雄ねじ部３３ｂとの螺合により、車両アウタ側に向けて引かれるとともに、当接部３６の環状部３７における車両インナ側面がハブフランジ２８の取付け用側面３５に当接することにより、第二内輪部材１２は、車両インナ側に押圧され、これによって所定量の予圧が付与される。なお、雌ねじ部３３ａ雄ねじ部３３ｂを形成する範囲（軸方向の長さ範囲）は、予圧量の調整を行い得る範囲に形成するのが望ましい。
【００３１】
以上の工程により転がり軸受装置１を組立て、予めハブフランジ２８の挿通孔４４に圧入されているハブボルト４１が、取付け孔４２，４３に挿通するように、ブレーキディスク２９およびタイヤホイール３０をハブフランジ２８の取付け用側面３５に重ねるようにする。この際、ブレーキディスク２９およびタイヤホイール３０の中心穴２９ａ，３０ａを、筒状案内部３８の外周面を案内面３９として案内させるように取付ける。
【００３２】
このように、本発明の実施形態によれば、第一内輪部材１１を管状またはリング状、あるいは平板状の素材から冷間鍛造によって形成することにより、高精度に第一内輪部材１１を形成することができるとともに、転がり軸受装置１全体を軽量化することができる。
【００３３】
熱間鍛造によって製造する場合は、製品の表面精度も低く、特に玉３の内輪軌道面１６を必要な精度とするための研磨加工時間を長く必要とし、場合によっては内輪軌道面１６以外の部分も研磨加工を必要としていた。これに対して、管状の素材等を用いて冷間鍛造によって第一内輪部材１１を形成する場合は製品の精度がよいので、内輪軌道面１６を必要な精度とするための研磨加工時間が短縮できる。あるいは、内輪軌道面１６以外の部分の研磨加工をほとんど必要としない。これによって、製造コストを大幅に低減し得ることになる。
【００３４】
さらに、従来の転がり軸受装置では、第二内輪部材１２に相当するハブ軸は径方向に突出するハブフランジと、ハブフランジに対して軸方向一方に突出する案内部と、玉の内輪軌道面を有する軸部とを一体的に有して、熱間鍛造によって形成されていた。このため、大掛かりな製造装置を必要とし、製造コストも高かった。
【００３５】
しかし、本発明の実施形態における第二内輪部材１２は、案内部材３２を別部材とすることにより、径方向に沿うハブフランジ２８と、軸方向一方に沿う筒状部２７とからなるので、大掛かりな製造装置を要せずに容易に製造可能となり、従って、製造コストをさらに低減することができる。
【００３６】
ところで、第一内輪部材１１を円筒形状に形成し、その車両アウタ側端部を拡径するようにして第二内輪部材２８のハブフランジ２８における取付け用側面３５にかしめるようにして所定量の予圧を付与する場合を想定すると、第一内輪部材１１が円筒形状であり、小径部１４を有しているため、第一内輪部材１１が座屈により変形するおそれがある。しかし、本発明の実施形態の場合、予圧を付与する手段としてかしめを用いることなく、案内部材３２の螺着部３４を第一内輪部材１１の雌ねじ部３３ａに螺合することで、第二内輪部材１１を車両アウタ側に向けて引くとともに、第二内輪部材１１を車両インナ側に押圧して所定量の予圧を付与するので、第二内輪部材１１が座屈により変形するといった状態を回避することができ、従って製品の供給を安定化させることができる。
【００３７】
なお、案内部材３２の当接部３６における環状部３７の車両インナ側面をハブフランジ２８の取付け用側面３５に当接して圧接することによれば、これら接触面からの泥水等の侵入を防止することができる。
【００３８】
図４に別の実施形態を示す。この実施形態では、案内部材３２の当接部３６における環状部３７の車両インナ側面と、ハブフランジ２８の取付け用側面３５との間に、環状の弾性シール部材４７を介在させている。他の構成は、上記実施形態と同様であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３９】
図５は、案内部材３２のさらに別の実施形態を示す。これは、案内部材３２の当接部３６における環状部３７と螺着部３４との連続面に、三角形状の補強リブ４６を円周方向等配位置に一体形成したものである。他の構成は上記実施形態と同様である。
【００４０】
この構成において、案内部材３２を軸心回りに回転させて、螺着部３４を軸方向所定位置まで第一内輪部材１１の中心穴２０に押込み、当接部３６の環状部３７における車両インナ側面をハブフランジ２８の取付け用側面３５に当接させた際、補強リブ４６は、隙間４５に入り込むので、案内部材３２の装着に支障はない。
【００４１】
そして、案内部材３２の当接部３６における環状部３７と螺着部３４との連続面に、補強リブ４６を形成することによれば、冷間鍛造による案内部材３２全体の剛性低下を抑えることができ、案内部材３２を第一内輪部材１１に強固に固定して、確実に予圧を付与することができる。
【００４２】
さらに、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態では、転がり軸受装置１として内輪回転タイプの例を示し、案内部材３２を第一内輪部材１１に組付けるようにした。しかし本発明は、外輪部材２にハブフランジ２８を有する外輪回転タイプの転がり軸受装置１にも適用できる。この場合、案内部材３２は、外輪部材２の端部内周面に組付けるようにする。
【００４３】
さらに、上記実施形態における転がり軸受装置１は、車両の従動輪側に用いた場合を示したが、これに限定されるものではなく、車両における駆動輪側に適用させることもできる。
【００４４】
また、第二内輪部材１２を管状等の素材から冷間鍛造によって形成することにより、転がり軸受装置１をさらに軽量化させることができ、車両重量の低減（特に、ばね下重量の低減）が可能になる。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、かしめ作業を要せずに、案内部材を内輪部材に螺合するといった簡単な作業でもって、外輪部材、両内輪部材および案内部材が一体化され、内輪部材を円筒状に形成した場合であっても、予圧付与時に座屈による変形を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る転がり軸受装置の全体断面図である。
【図２】同じく要部拡大断面図である。
【図３】同じく案内部材の単体斜視図である。
【図４】他の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図５】他の実施形態を示す案内部材の単体斜視図である。
【図６】従来の転がり軸受装置の全体断面図である。
【符号の説明】
１ 転がり軸受装置
２ 外輪部材
３、４ 玉
５ 内輪部材
６，７ 外輪軌道面
１１ 第一内輪部材
１２ 第二内輪部材
１３ 大径部
１４ 小径部
１５ 中径部
１８，１９ 接合面
２７ 筒状部
２８ ハブフランジ
３２ 案内部材
３３ａ 雌ねじ部
３３ｂ 雄ねじ部
３４ 螺着部
３５ 取付け用側面
３６ 当接部
３７ 環状部
３８ 筒状案内部
３９ 案内面
Claims (3)
- 車体側に非回転に取付けられる外輪部材と、この外輪部材と同心に配置されるとともに外輪部材に複数列の転動体を介して軸心回りに回転自在に設けられる内輪部材とを含み、
この内輪部材は、外周部に一方列の転動体の内輪軌道面が形成されるとともに内周面にねじ部が形成された凹部とを有する第一内輪部材と、他方列の内輪軌道面を有するとともに第一内輪部材に軸方向で接合される第二内輪部材とから構成された転がり軸受装置であって、
前記第二内輪部材は、その径方向中心部に中心孔が形成されるとともに外周部にブレーキディスクおよびタイヤホイールを取付けるために径方向に突出したフランジを有し、このフランジにブレーキディスクおよびタイヤホイールを取付ける際に案内するための案内部材が設けられ、
この案内部材は前記第二内輪部材とは別体に形成されるとともに、前記第二内輪部材の径方向中心部に形成された前記中心孔に軸方向から挿入されて前記第一内輪部材のねじ部に螺着する螺着部と、この螺着部の軸方向一方側端部に拡径するよう形成されて、前記螺着部が前記ねじ部に螺着した際に前記フランジの軸方向一方側側面に当接する当接部とを有した、ことを特徴とする転がり軸受装置。 - 請求項１に記載の転がり軸受装置において、
前記第一内輪部材は、前記第二内輪部材との接合部から第二内輪部材の内周面に沿うように延長された延長部を有し、この延長部に前記ねじ部を備えた凹部が形成された、ことを特徴とする転がり軸受装置。 - 請求項１または請求項２に記載の転がり軸受装置において、
前記第一内輪部材および第二内輪部材のうち少なくとも第一の内輪部材は、管状の素材を冷間鍛造することにより形成された、ことを特徴とする転がり軸受装置。
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