JP2005088668A - Rolling bearing unit for supporting wheel, and method for manufacturing the same - Google Patents
Rolling bearing unit for supporting wheel, and method for manufacturing the same Download PDFInfo
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Abstract
Description
この発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する車輪支持用転がり軸受ユニット及びその製造方法の改良に関する。 The present invention relates to a wheel bearing rolling bearing unit that rotatably supports a vehicle wheel with respect to a suspension device, and an improvement of a manufacturing method thereof.
自動車の車輪は、車輪支持用転がり軸受ユニットにより懸架装置に支持する。この様な車輪支持用転がり軸受ユニットのうち、部品点数の削減によるコスト低減と小型・軽量化とを目的として、ハブと内輪との結合固定にナットを使用しない構造が、例えば特許文献1に記載されている様に、従来から知られている。図8〜9は、この特許文献1に記載されて従来から知られている車輪支持用転がり軸受ユニット1を示している。 The wheels of the automobile are supported on the suspension device by a rolling bearing unit for supporting the wheels. Among such rolling bearing units for supporting a wheel, for example, Patent Document 1 discloses a structure in which a nut is not used for coupling and fixing a hub and an inner ring for the purpose of reducing cost and reducing size and weight by reducing the number of parts. As it is, it is known from the past. 8 to 9 show a wheel support rolling bearing unit 1 described in Patent Document 1 and conventionally known.
この従来から知られている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。このうちの内径側部材であるハブ2の外周面の外端(外とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側を言い、図1〜7、12の下、図8〜11の左。反対に、車両の幅方向中央側を内と言い、図1〜7、12の上、図8〜11の右。)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。そして、上記内輪3をこの段部8に外嵌し、更にかしめ部9により固定している。尚、上記第一の内輪軌道7は、上記ハブ2の中間部外周面に直接形成する他、このハブ2の中間部に外嵌した別体の内輪の外周面に形成する場合もある。この様な場合には、上記ハブ2の端部でこの別体の内輪よりも軸方向内方に突出した部分が、上記内輪3を外嵌する為の段部となる。
This conventionally known wheel bearing rolling bearing unit 1 includes a
又、上記ハブ2の内端部に、このかしめ部9を構成する為の円筒部10を形成している。この円筒部10の肉厚は、図10に示した、この円筒部10を直径方向外方にかしめ広げる以前の状態で、先端縁に向かう程小さくなっている。この為上記ハブ2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11を形成している。
A
上記ハブ2の内端部に上記内輪3を固定すべく、上述の様な円筒部10の先端部をかしめ広げるには、上記ハブ2が軸方向にずれ動かない様に固定した状態で、図9に示す様に、押型12を上記円筒部10の先端部に強く押し付ける。この押型12の先端面(図9の左端面)中央部には、上記円筒部10の内側に押し込み自在な円錐台状の凸部13を形成し、この凸部13の周囲に断面円弧状の凹部14を、この凸部13の全周を囲む状態で形成している。尚、この凹部14の断面形状は、この凹部14により上記円筒部10の先端部を塑性変形させる事で得られるかしめ部9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り、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。
In order to squeeze the tip of the
上述の様な形状並びに寸法の凸部13と凹部14とを有する押型12を上記円筒部10の先端部に押し付ければ、この円筒部10の先端部を直径方向外方にかしめ広げて、上記かしめ部9を形成する事ができる。そして、このかしめ部9とハブ2の内端部に形成した段部8の段差面23との間で上記内輪3を挟持して、この内輪3を上記ハブ2に固定できる。
If the
一方、外径側部材である前記外輪4の内周面には、上記ハブ2の中間部外周面に形成した第一の内輪軌道7と対向する第一の外輪軌道15、及び、上記内輪3の外周面に形成した第二の内輪軌道16に対向する第二の外輪軌道17を形成している。そして、これら第一、第二の内輪軌道7、16と第一、第二の外輪軌道15、17との間に前記転動体5、5を、それぞれ保持器18、18により転動自在に保持した状態で、複数個ずつ設けている。尚、図示の例では、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。上述の様な車輪支持用転がり軸受ユニット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19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。
On the other hand, on the inner peripheral surface of the outer ring 4 which is an outer diameter side member, a first
尚、図11に示す様に、外輪回転の車輪支持用転がり軸受ユニット1aの構造の場合にも、かしめ部9aにより内輪3aを固定する構造がある。この車輪支持用転がり軸受ユニット1aの場合、外径側部材であるハブ2aの外端寄り部外周面に、車輪を支持固定する為の第一のフランジ6aを設けている。又、このハブ2aの内端部内周面には第一の外輪軌道15aを、中間部内周面には第二の外輪軌道17aを、それぞれ形成している。又、このハブ2aの直径方向内側に設けた、内径側部材である軸部材25の内端部に、懸架装置に固定する為の第二のフランジ19aを設けている。又、この軸部材25の外周面で中間部内端寄り部分に、第一の内輪軌道7aを直接形成すると共に、外端部に形成した段部8aに、外周面に第二の内輪軌道16aを形成した上記内輪3aを外嵌している。そして、上記軸部材25の外端部でこの内輪3aよりも軸方向外方に突出した部分に形成した円筒部10aを直径方向外方にかしめ広げる事で形成したかしめ部9aにより、上記軸部材25に外嵌した内輪3aをこの軸部材25に結合固定している。
In addition, as shown in FIG. 11, even in the case of the structure of the wheel bearing rolling
又、上述の様に構成し作用する車輪支持用転がり軸受ユニット1、1aを造るべく、前記円筒部10を塑性変形させて(かしめ広げて)前記かしめ部9、9aを形成する作業を行なうのに好ましくは、図12に示す様な揺動プレス装置20を使用する。この揺動プレス装置20は、押型12と、抑え治具21と、ホルダ22とを備える。図示の例は、上記車輪支持用転がり軸受ユニット1を、上記揺動プレス装置20に組み込んだ状態を示している。上記円筒部10をかしめ広げて上記かしめ部9を形成する際には、上記ホルダ22を介してハブ2を上方に押圧しつつ、上記押型12を揺動変位させる。即ち、この押型12の中心軸と上記ハブ2の中心軸とを角度θだけ傾斜させた状態で、この押型12を、このハブ2の中心軸を中心として揺動変位させる。この様な揺動プレスにより上記かしめ部9を形成する際には、上記押型12の円周方向の一部が上記円筒部10を押圧する事になり、上記かしめ部9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9を形成する場合に比べて、加工時に上記円筒部10に加える荷重を小さくできる。尚、上記抑え治具21は、上記押型12によるかしめ部9の加工時に内輪3及び上記ハブ2が径方向に振れる事を防止する。又、外輪回転型の上記車輪支持用転がり軸受ユニット1aのかしめ部9aを形成する場合には、この車輪支持用転がり軸受ユニット1aを揺動プレス装置20に、上述した場合と軸方向に関して逆に設置する。そして、抑え治具21により内輪3a及び軸部材25を固定し、この軸部材25の外端部に設けた円筒部10aを押型12によりかしめ広げる事により、上記かしめ部9aを形成する。
Further, in order to manufacture the wheel bearing rolling
上述の様にかしめ部9、9aを形成する際に無理な力が加わった場合等に、亀裂等の損傷が発生する場合がある。このかしめ部9、9aの形成に伴う亀裂等の発生を防ぐ為、例えば、特許文献2〜3に記載されている様な技術がある。このうちの特許文献2の技術では、内輪の端部内周面に傾斜面を形成する事により、かしめ部を形成すべき円筒部の変形量を小さくして、かしめ作業に伴って無理な力が加わりにくくしている。又、特許文献3の技術では、かしめ部を形成すべき円筒部を構成する炭素鋼の結晶粒の平均断面を小さくして、かしめ部の形成に伴って亀裂等の損傷が発生する事を防止している。
As described above, damage such as cracks may occur when an excessive force is applied when the
ところで、上述の様な車輪支持用転がり軸受ユニット1、1aを構成するハブ2或は軸部材25は、通常、鍛造加工により形成される。この様に鍛造加工を施した金属材料の結晶は、変形して繋がった様な状態(ファイバーフロー)となる。このファイバーフローの状態は、製品の機械的強度に影響を与える事が知られている。この為、上述した特許文献2〜3に記載した技術以外にも、このファイバーフローを考慮する事により、かしめ部9、9aの形成に伴う亀裂等の損傷が発生する事を防止できると考えられる。しかし、従来は、上述の様に形成されるかしめ部9、9aのファイバーフローの状態を考慮していなかった為、かしめ加工によりこれらかしめ部9、9aのファイバーフローの状態がどの様になるか不明であった。
By the way, the
上述の様に、従来、かしめ部9、9aのファイバーフローの状態を考慮しなかったのは、このファイバーフローを調べるのに手間が掛かる為である。即ち、このファイバーフローの状態を確認する為には、先ず、製品を切断し、その切断面を研磨する。そして、この研磨した切断面を腐食させて、これを顕微鏡により観察する事により行なう。この様に、ファイバーフローを調べる事は面倒であった為、従来は、このファイバーフローの状態を考慮していなかった。これに対して、本発明者の研究により、上記かしめ部9、9aのファイバーフローの状態と、このかしめ部9、9aの形成に伴う亀裂等の損傷の発生との関係が分かった。
As described above, the reason why the state of the fiber flow of the
即ち、前述の様なかしめ加工中に、上記かしめ部9、9aに過大なひずみが生じると、それまで連続していたファイバーフローが途切れる。このファイバーフローが途切れた場所には、大きな残留ひずみが存在する。従って、このファイバーフローが途切れた場所に大きな応力が繰り返し作用すると、ひずみの限界を越えて亀裂等の損傷が生じる場合がある。特に、上記かしめ部9、9aと上記内輪3、3aとの接触部は、前記ハブ2或は軸部材25の外径側に存在する為、このハブ2或は軸部材25に加わる曲げ荷重により、大きな引張応力や圧縮応力が生じる。この為、上記かしめ部9、9aと上記内輪3、3aとの接触部でこのかしめ部9、9aのファイバーフローが途切れていた場合には、このファイバーフローが途切れている部分に大きな応力が作用する事により、このかしめ部9、9aに早期に亀裂が進展し易い。そして、この様にかしめ部9、9aに亀裂が生じた場合には、上記内輪3、3aの予圧抜けやこれら内輪3、3aのクリープ発生の原因となる。これら内輪3、3aの予圧が抜けた場合には、前記第一の内輪軌道7、7a、第二の内輪軌道16、16aと前記第一の外輪軌道15、15a、第二の外輪軌道17、17aとの間に設けた前記転動体5、5に負荷された予圧が低下し、車輪支持用転がり軸受ユニット1、1aの軸受剛性が低下する。又、上記内輪3、3aにクリープが生じた場合には、この内輪3、3aと上記ハブ2と軸部材25の嵌合部で摩耗が生じ、製品寿命が早期に低下する。
That is, if excessive distortion occurs in the
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、かしめ部に大きな応力が作用した場合でも亀裂等の損傷が発生する事を防いで、内輪の予圧抜け及びクリープが発生する事を防止すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention prevents the occurrence of preload loss and creep of the inner ring by preventing damage such as cracks even when a large stress is applied to the caulking portion. It is a thing.
本発明の対象となる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、内径側部材と、内輪と、外径側部材と、転動体とを備える。
このうちの内径側部材は、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有する。
又、上記内輪は、上記内径側部材の端部に外嵌され、外周面に第二の内輪軌道を有する。
又、上記外径側部材は、内周面にこれら第一、第二の内輪軌道に対向する第一、第二の外輪軌道を有する。
又、上記転動体は、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ている。
そして、上記内径側部材の端部で少なくともこの内径側部材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、上記内径側部材に外嵌した内輪をこの内径側部材に結合固定している。
特に、請求項1に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、この内径側部材の中心軸を含む切断面のうちの少なくとも一面で、上記かしめ部のファイバーフローがこのかしめ部と上記内輪との接触部で途切れていない。
又、請求項5に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法に於いては、上記内径側部材の中心軸を含む切断面のうちの少なくとも一面で、上記かしめ部を形成する前の上記円筒部のファイバーフローが軸方向に平行でその内端面まで連続的に繋がっており、このファイバーフローを途切れさせずに上記かしめ部を形成する。
The wheel support rolling bearing unit that is the subject of the present invention includes an inner diameter side member, an inner ring, an outer diameter side member, and a rolling element, like the conventional wheel support rolling bearing unit described above.
Of these, the inner diameter side member has the first inner ring raceway on the outer peripheral surface via an integral or separate inner ring.
The inner ring is fitted on the end portion of the inner diameter side member, and has a second inner ring raceway on the outer peripheral surface.
The outer diameter side member has first and second outer ring raceways opposed to the first and second inner ring raceways on the inner peripheral surface.
A plurality of rolling elements are provided between the first and second inner ring raceways and the first and second outer ring raceways.
Then, the inner diameter side member is formed by a caulking portion formed by caulking and expanding the cylindrical portion formed at least at the end portion of the inner diameter side member and projecting from the inner ring externally fitted to the inner diameter side member. The inner ring fitted on the inner side is coupled and fixed to the inner diameter side member.
In particular, in the rolling bearing unit for supporting a wheel according to claim 1, the fiber flow of the caulking portion is at least one of the cut surfaces including the central axis of the inner diameter side member. There is no break at the contact area.
Further, in the method of manufacturing the wheel-supporting rolling bearing unit according to
上述の様に構成される本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合、かしめ部のファイバーフローがこのかしめ部と内輪との接触部で途切れていない為、この接触部に大きな応力が作用した場合でも、このかしめ部に亀裂等の損傷が発生する事を防ぐ。即ち、このかしめ部は、内径側部材の中心軸に関してほぼ対称に形成される。この為、この中心軸を含む切断面のうちの少なくとも一面で、上記かしめ部のファイバーフローが途切れていなければ、このかしめ部の円周方向全体で、かしめ加工によりファイバーフローが途切れる程に過大な応力が加わっていないと考えられる。この結果、円周方向全体でかしめ部の強度を確保でき、このかしめ部に亀裂等の損傷が発生する事を防止できる。そして、内輪の予圧抜け及びクリープの発生を防止できる。
又、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法によれば、かしめ部に過大なひずみが生じない様に、このかしめ部を形成できる。
In the case of the rolling bearing unit for supporting a wheel of the present invention configured as described above, since the fiber flow of the caulking portion is not interrupted at the contact portion between the caulking portion and the inner ring, a large stress acts on the contact portion. However, it prevents the caulking part from being damaged such as cracks. That is, the caulking portion is formed almost symmetrically with respect to the central axis of the inner diameter side member. Therefore, if the fiber flow of the caulking portion is not interrupted on at least one of the cut surfaces including the central axis, the fiber flow is excessively large enough to be interrupted by caulking in the entire circumferential direction of the caulking portion. It is thought that no stress is applied. As a result, the strength of the caulking portion can be ensured in the entire circumferential direction, and damage such as cracks can be prevented from occurring in the caulking portion. Further, it is possible to prevent the preload loss of the inner ring and the occurrence of creep.
In addition, according to the method for manufacturing the rolling bearing unit for supporting a wheel of the present invention, the caulking portion can be formed so that excessive distortion does not occur in the caulking portion.
本発明を実施する為に好ましくは、上記切断面を、上記かしめ部のファイバーフローの端部が、内径側部材の直径方向外方に向かっており、内輪の端面とは当接していない様な面とする。
この様に構成すれば、上記内輪の端面にファイバーフローの端面が当たらない為、この内輪の端面とかしめ部との接触部分に大きな応力が作用した場合でも、この部分に亀裂が生じる事を防止する。
又、好ましくは、上記切断面を、上記ファイバーフローの端部が、内径側部材の直径方向外方に向かう程、内輪の端面から離れる方向に向かう様な面とする。
この様に構成すれば、かしめ部の強度をより大きくできる。
更に好ましくは、上記かしめ部と上記内輪の端面との間に隙間が存在しない様にする。 この様に構成すれば、内輪が軸方向にがたつく事を防止できる。
尚、この様な構造を得る為には、かしめ部の形成を、円筒部を直径方向外方に広げる第一段階と、この円筒部を内輪の端面に向けて押圧する第二段階とにより行なう。
In order to carry out the present invention, it is preferable that the end of the fiber flow of the caulking portion is directed outwardly in the diameter direction of the inner diameter side member and is not in contact with the end surface of the inner ring. A surface.
If configured in this way, the end face of the fiber ring does not hit the end face of the inner ring, so even if a large stress is applied to the contact part between the end face of the inner ring and the caulking part, this part is prevented from cracking. To do.
Preferably, the cut surface is a surface that is directed away from the end surface of the inner ring as the end portion of the fiber flow moves outward in the diameter direction of the inner diameter side member.
If comprised in this way, the intensity | strength of a crimping part can be enlarged more.
More preferably, there is no gap between the caulking portion and the end face of the inner ring. If comprised in this way, it can prevent that an inner ring | wheel shakes in an axial direction.
In order to obtain such a structure, the caulking portion is formed by a first step of expanding the cylindrical portion outward in the diameter direction and a second step of pressing the cylindrical portion toward the end surface of the inner ring. .
図1〜2は、本発明の実施例を示している。尚、本実施例の特徴は、かしめ部9bに大きな応力が作用した場合でも、このかしめ部9bに亀裂が生じるのを防止すべく、このかしめ部9bのファイバーフローの性状を考慮した点にある。その他の構造及び作用は、前述の図8〜12に示した従来技術の場合と同様であるから、同等部分に関する図示並びに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。本実施例の場合、内径側部材であるハブ2の中心軸αを含む切断面(以下、単に「切断面」と言う場合にも、ハブ2の中心軸αを含む切断面とする。)のうちの少なくとも一面で、上記かしめ部9bのファイバーフローがこのかしめ部9bと内輪3との接触部で途切れていない。図示の断面は、このかしめ部9bのファイバーフローが途切れていない切断面を示している。尚、本実施例では、上記切断面のうちの少なくとも一面でファイバーフローが途切れていないとしているが、これは、鍛造加工前の材料のファイバーフローが均等に揃っていて、更に、上記ハブ2の鍛造加工が良好に行なわれた場合には、後述する様に、上記かしめ部9bの円周方向全体でファイバーフローが途切れていない構造であると考えれらる。
1 and 2 show an embodiment of the present invention. The feature of the present embodiment is that, even when a large stress is applied to the
上記切断面に於ける上記ハブ2のファイバーフローは、上記かしめ部9bを除いて軸方向にほぼ平行となっている。又、このかしめ部9b部分で、図示の様に、ファイバーフローの端部が直径方向外方に向かっており、上記内輪3の内端面とは当接していない。この為、この内輪3の端面と上記かしめ部9bとの接触部に大きな応力が繰り返し作用した場合でも、この部分に亀裂が生じる事を防止する。即ち、仮に上記ファイバーフローの端部が上記内輪3の内端面と当接した場合、上記かしめ部9bとこの内輪3との接触部でファイバーフローが途切れた場合と同じ状態となる。従って、この内輪3から作用する繰り返し応力により、このファイバーフローに沿って亀裂が発生する可能性がある。この様にして生じる亀裂を防止する為、本実施例の場合、上記ファイバーフローの端部が上記内輪3の内端面と当接しない様にしている。
The fiber flow of the
又、上記かしめ部9bのファイバーフローは、端部近傍で変極点を持ち、このファイバーフローの端部が、上記ハブ2の直径方向外方に向かう程、上記内輪3の内端面から離れる方向に向かっている。この様に、上記かしめ部9bの、この内輪3の内端面に対向する部分のファイバーフローの形状を湾曲させれば、このかしめ部9bのこの内輪3を固定する為の強度を大きくする事ができる。即ち、ファイバーフローの方向が荷重が作用する方向に対して直角方向に近い程、この荷重により変形し易い。これに対して、ファイバーフローの方向が荷重が作用する方向に対して平行に近い程、この荷重により変形しにくくなる。従って、上記かしめ部9bのファイバーフローの形状を、上述の様に内輪3の内端面に対向する部分で湾曲させる事により、上記内輪3から軸方向内方に荷重が作用しても、この荷重により上記かしめ部9bが変形しにくくなる。この為、このかしめ部9bによる内輪3の固定強度を十分確保できる。更に、このかしめ部9bのファイバーフローを、上述の様な形状とする事により、このかしめ部9bと上記内輪3の内端面との間に隙間が存在しない様にする事ができる。即ち、このかしめ部9bとこの内輪3の内端面との間に、スプリングバックによる隙間ができる場合があるが、本実施例の様に、このかしめ部9bが変形しにくければ、この様な隙間が生じる事を防ぐ事ができる。これにより、上記内輪3が軸方向にがたつく事を防止できる。
Further, the fiber flow of the
上述の様な形状を有するファイバーフローを上記かしめ部9bに有するハブ2を得る為には、次の様にこのハブ2を製造する。先ず、軸受鋼等の炭素鋼製の棒材を所定の長さに切断して第一の素材(ビレット)とする。次に、この第一の素材に鍛造加工を施して第二の素材とする。この第二の素材の段階で、ほぼハブ2の所望の形状となる。更に、この第二の素材の所定部分{第一の内輪軌道7(図8参照)、段部8等に相当する部分}に切削加工や研削加工等を施す事により、図3に示す様なハブ2とする。この時、このハブ2の中心軸αを含む切断面のうちの少なくとも一面は、図示の様に、ファイバーフローが、このハブ2の内端部に存在する円筒部10を含めて軸方向に平行となっている。特に、この円筒部10は、その内端面まで連続的に繋がっている。
In order to obtain the
尚、上記円筒部10は、他の部分に比べて鍛造加工に伴う変形量が少ない為、軸方向に平行で、連続的に繋がっている(途切れていない)ファイバーフローを得易い。これに対して、上記他の部分は、鍛造加工による変形量が大きい為、ファイバーフローが軸方向に平行とならなかったり、途切れたりする場合がある。本実施例の場合、上記円筒部10のファイバーフローの状態が重要である為、上記他の部分が軸方向に平行とならなかったり、途切れたりしていても差支えない。又、上述の様な切断面を有するハブ2を得る為には、上記第一の素材に鍛造加工を施す際の材料の加工温度等を調整して、上記円筒部10のファイバーフローが軸方向に連続的に繋がっている切断面を得る為の条件を求める。即ち、数種類の条件(加工温度、鍛造時の加圧力等)でハブ形状を有する試料を複数形成する。そして、これら各試料を切断して円筒部のファイバーフローを確認する。そして、この円筒部のファイバーフローが途切れていない試料の条件により、実際に製品となるハブを形成すれば、上述の様な切断面を有するハブ2が得られる。
In addition, since the said
次に、上記ハブ2の段部8に内輪3を外嵌し、上記円筒部10に、図4〜5に示す様に、かしめ加工を施す。このかしめ加工は、従来と同様に、揺動プレス装置20(ローリングプレス機、図12参照)により行なう。本実施例の場合、上記円筒部10をかしめ広げる際に、この円筒部10のファイバーフローが途切れない様に、上記かしめ部9bを形成する。この為に、上記かしめ加工を2つの段階に分けて行なう。尚、これら2つの工程により負荷する荷重の方向はそれぞれ異なる。即ち、このかしめ加工を、上記円筒部10を径方向外方に広げる第一段階(図4)と、この円筒部10を、上記内輪3の内端面に向けて(軸方向外方に)押圧する第二段階(図5)とにより行なう。これら第一、第二段階で上記かしめ加工を行なう際には、上記かしめ部9bのファイバーフローが途切れない様に、言い換えれば、かしめ加工中に上記かしめ部9bに過大なひずみが生じない様に、加工時の荷重や押型12(図12参照)の揺動角度や荷重等を調整する。この様に2つの段階により上記かしめ加工を行なえば、前述の図1〜2に示した様なファイバーフローを有するかしめ部9bを得易い。
Next, the
具体的に説明すると、先ず、図4に矢印aで示す様に、上記第一段階で上記円筒部10を径方向外方に広げる。この場合、上記押型12の上記ハブ2に対する押し付け量及び揺動角度を少なくする事により、上記円筒部10が直径方向外方に折れ曲がる角度を少なめにする。この様に、上記円筒部10を折れ曲がる角度を小さくして直径方向外方にかしめ広げれば、この円筒部10に過大なひずみが生じる事がない。この為、この円筒部10のファイバーフローが途切れる事なく直径方向外方に折れ曲がる。又、この際、この円筒部10と上記内輪3の接触部付近のファイバーフローは、この内輪3の内周面からこの内周面と内端面との連続部である湾曲部24に沿って直径方向外方に折れ曲がる。この時、上記ファイバーフローの端部は、上記ハブ2の直径方向外方に向かい、上記内輪3の端面とは当接しない。
More specifically, first, as indicated by an arrow a in FIG. 4, the
次に、図5に矢印bで示す様に、上記第二段階で上記円筒部10を軸方向外方に押圧する。この場合、上記押型12を、揺動させる事なく(或は僅かな揺動角度で)、上記ハブ2に押し付ける事により、上記円筒部10がそれ以上直径方向外方に広がるのを抑えつつ、この円筒部10の先半部を前記内輪3の内端面に押し付ける。言い換えれば、この円筒部10の先半部を軸方向に圧縮する様に押圧する。この様に、上記円筒部10を押圧する事により、この円筒部10のファイバフローの端部が、図示のB部に変極点を持ち、このB部で上記内輪3の内端面から離れる方向に折れ曲がる。そして、上記ファイバーフローの端部が、上記ハブ2の直径方向外方に向かう程、上記内輪3の端面から離れる方向に向かう様になる。尚、上述した第一、第二段階は、前記揺動プレス装置20により、1工程で行なう。但し、これら第一、第二段階を別々の工程で行なっても良い。
Next, as shown by an arrow b in FIG. 5, the
上述の様に、車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブ2を製造すれば、かしめ部9bに過大なひずみが生じない様に、このかしめ部9bを形成できる。即ち、ファイバーフローが途切れていない円筒部10をかしめ広げる際に過大なひずみが生じた場合には、このファイバーフローが途切れる。そして、このかしめ部9bのファイバーフローが途切れた場合には、このかしめ部9bに亀裂等の損傷が発生する場合がある。これに対して、本実施例の様に、ファイバーフローが途切れない様にこのかしめ部9bを形成すれば、上記かしめ部9bの形成に伴うひずみを小さく(過大なひずみが生じない様に)できる。尚、実際の製品では、ハブ2を切断する事はできない為、どの様な条件(押し付け荷重等)でかしめ加工を行なえば、本実施例の構造を得られるかを予め実験により求めておく。そして、この求めた条件により上述の様なかしめ加工を行なう。これにより、ハブ2を切断する事なく本実施例の構造が得られる。
As described above, when the
上述の様に構成される本実施例の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合、上記かしめ部9bのファイバーフローがこのかしめ部9bと内輪3との接触部で途切れていない為、この接触部に大きな応力が作用した場合でも、このかしめ部9bに亀裂等の損傷が発生する事を防ぐ。即ち、このかしめ部9bは、上記ハブ2の中心軸αに関してほぼ対称に形成される。この為、この中心軸αを含む切断面のうちの少なくとも一面で、上記かしめ部9bのファイバーフローが途切れていなければ、このかしめ部9bの円周方向全体で、かしめ加工によりファイバーフローが途切れる程に過大な応力が加わっていないと考えられる。
In the case of the wheel support rolling bearing unit of the present embodiment configured as described above, the fiber flow of the
更に詳しく説明すると、鍛造加工は加工によるばらつきが多く、実際には、図6に示す様に、ハブ2の切断面によって、円筒部10のファイバーフローが軸方向に平行とならず連続的に繋がらない場合がある。この様にかしめ加工前のファイバーフローが軸方向に平行とならず連続的に繋がっていなければ、かしめ加工に伴ってファイバーフローが途切れたか否かの判断ができない。これに対して、図7に示す様に、かしめ加工前の円筒部10のファイバーフローが軸方向に平行でその内端面まで連続的に繋がっていれば、かしめ加工に伴ってファイバーフローが途切れたか否かが判断できる。即ち、かしめ加工により過大なひずみが生じた場合には、かしめ加工後のかしめ部9bのファイバーフローが途切れ、かしめ加工により過大なひずみが生じていない場合には、かしめ加工後のかしめ部9bのファイバーフローが途切れずに繋がったままとなる。
More specifically, the forging process has many variations due to the process, and actually, as shown in FIG. 6, the fiber flow of the
従って、本実施例では、無限に存在する上記ハブ2の切断面のうち、上記図7に示す様な切断面でかしめ加工によりファイバーフローが途切れなければ、かしめ加工の荷重等の条件が適切で、かしめ部9bに過大なひずみが生じなかったと判断する。このかしめ部9bは、ハブ2の中心軸αに関してほぼ対称に形成される為、円周方向のどの部分に関しても、かしめ加工の際にほぼ同じ荷重が負荷される。従って、かしめ部9bの何れの切断面でもファイバーフローが途切れていれば、かしめ加工によりこのかしめ部9bに過大なひずみが生じていると考えられる。これに対して、かしめ部9bの少なくとも1つの切断面でファイバーフローが途切れていなければ、かしめ加工によりこのかしめ部9bに過大なひずみが生じる事なく、円周方向全体で適切な荷重でかしめ部9bが形成されていると考えられる。従って、本実施例の様に、上記ハブ2の切断面のうちの少なくとも一面で、上記かしめ部9bのファイバーフローが途切れていなければ、このかしめ部9bの円周方向全体でファイバーフローが途切れる程の過大なひずみが存在しないと考えられる。この為、円周方向全体でこのかしめ部9bの強度を確保できる。この結果、このかしめ部9bに亀裂等の損傷が発生する事を防いで、内輪3の予圧抜け及びクリープの発生を防止できる。
Therefore, in this embodiment, if the fiber flow is not interrupted by caulking at the cutting surface as shown in FIG. 7 among the infinitely existing cutting surfaces of the
尚、本実施例では、内径側部材が使用時に回転するハブである構造に就いて説明したが、本発明は、前述の図11に示した様に、外径側部材が車輪を固定し使用時に回転するハブで、内径側部材が懸架装置に固定され使用時に回転しない軸部材である構造にも適用可能である。即ち、この軸部材の外端部に存在するかしめ部のファイバーフローが、この軸部材の中心軸を含む切断面のうちの少なくとも一面で途切れない様にする。 In the present embodiment, the structure in which the inner diameter side member is a hub that rotates when in use has been described. However, the present invention uses the outer diameter side member fixed to the wheel as shown in FIG. It is also applicable to a structure in which the inner diameter side member is fixed to the suspension device and is a shaft member that does not rotate during use, with a hub that rotates sometimes. That is, the fiber flow of the caulking portion existing at the outer end portion of the shaft member is prevented from being interrupted on at least one of the cut surfaces including the central axis of the shaft member.
1、1a 車輪支持用転がり軸受ユニット
2、2a ハブ
3、3a 内輪
4 外輪
5 転動体
6、6a 第一のフランジ
7、7a 第一の内輪軌道
8、8a 段部
9、9a、9b かしめ部
10、10a 円筒部
11 テーパ孔
12 押型
13 凸部
14 凹部
15、15a 第一の外輪軌道
16、16a 第二の内輪軌道
17、17a 第二の外輪軌道
18 保持器
19、19a 第二のフランジ
20 揺動プレス装置
21 抑え治具
22 ホルダ
23 段差面
24 湾曲部
25 軸部材
DESCRIPTION OF
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