JP2005180524A - 車輪支持用転がり軸受ユニットのかしめ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハブホイール軸端部に形成した円筒部を径方向外側にかしめて内輪を固定する際、内輪に過度の径方向の力が作用して内輪の変形や亀裂が発生することを防止する。
【解決手段】 ハブホイール２の軸端部のかしめ用円筒部１７をかしめ治具１８によって揺動かしめを行い、径方向外側に拡径しながら内輪３の端面１０にこれを押しつけてかしめ止めする際、このかしめ作業の最初にかしめ用円筒部１７の外周における内輪３の端面１０に当接する位置に、分割型ダイスのような押さえ治具３０を配置した後に揺動かしめを行う。それによりかしめ用円筒部の端部に径方向外側に折曲するかしめ用折り曲げ部が形成される。その後押さえ治具３０を取り外し、揺動かしめを継続することにより内輪をかしめ止めする。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両に取り付けられる車輪支持用の転がり軸受ユニットに関し、特にハブホイール軸部の軸端部をかしめて内輪に押しつけることにより転がり軸受を固定するようにした車輪支持用転がり軸受ユニットのかしめ方法に関する。

従来より自動車の車輪は、車輪支持用ハブユニットにより懸架装置に支持しており、図４（ｂ）は、従来から広く用いられている車輪支持用ハブユニットの、製造時における中間完成品の状態の１例を示している。この車輪支持用ハブユニット１は、ハブホイール２と、内輪３と、外輪４と、複数個の転動体５とを備える。このうちのハブホイール２の外周面の外端部には、車輪を支持する為のフランジ６を形成している。また、このハブホイール２の軸部１１の中間部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。この種の車輪支持用ハブユニットは、例えば特開平１０−２７２９０３号公報等の多数の公報に開示されている。

なお、この車輪支持用ハブユニット１が車体に取り付けられた状態では、通常は車輪が取り付けられるフランジ６が車体の幅方向外側に位置し、その反対側が車体の幅方向中央寄りで車体の内側に位置するので、以降この車輪支持用ハブユニット１の各部材においてこのフランジ６側を外側、その反対側を内側と呼ぶ。

前記段部８には、その外周面に第二の内輪軌道９を形成した内輪３を外嵌している。上記ハブホイール２の軸部１１の内端部には、最初図４（ａ）に示すようなかしめ用円筒部１７を突出しており、後述するようなかしめ治具によって、内輪３の内端面１０よりも内方に突出した部分を直径方向外方に折り曲げることにより同図（ｂ）に示すようなかしめ部１６を形成し、このかしめ部１６と段部８の段差面１２との間で上記内輪３を挟持している。このようにかしめ用円筒部１７をかしめて内輪３に押しつけることにより、転がり軸受に対して所用の予圧を付与すると共に、転がり軸受の抜け止めを行うようにし、軽量化及び部品点数削減による低コスト化を図っている。

また、上記外輪４の内周面には、上記第一の内輪軌道７と対向する第一の外輪軌道１３、及び上記第二の内輪軌道９に対向する第二の外輪軌道１４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１３、１４との間に上記転動体５、５を、それぞれ複数個ずつ設けている。なお、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ハブ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。

また、図示の例では、上記外輪４の外端部内周面と上記ハブホイール２の外周面との間にシールリング１９を設けることにより、上記転動体５、５を設置した空間に塵芥が進入したり、或はこの空間から潤滑油等が漏出するのを防止している。また、この車輪支持用ハブユニット１には、この製造工程においてその後、ハブホイール２の外端側のフランジ６に形成した孔に、車輪取り付け用のハブボルトを圧入する。

上述の様な車輪支持用ハブユニット１の製造工程において、図４（ａ）に示すように内輪３の内端面１０よりも内方に突出したかしめ用円筒部１７を、同図（ｂ）に示すようにかしめる際には、図５に示すようなかしめ治具１８を用いてかしめ作業を行う。即ち、かしめ治具１８の先端には、前記かしめ用円筒部１７の内周面２０の内端縁２１に対して当接し断面が円弧面をなすかしめ用曲面２２を形成したかしめ治具突部２３を、回転軸部２４に対して突出して設けている。

かしめ作業時には図５に示すように、半完成品の車輪支持用ハブユニット１の外端部に形成した凹部２５を、基盤２６に設けた中央支持部２７に嵌合して中心位置を設定する。その後必要に応じてハブホイール２のフランジ６、或いは外輪４のフランジ１５等を基盤２６側に固定する。その後かしめ治具１８を所定角度θだけ傾けた状態で、かしめ具突部２３のかしめ用曲面２２をかしめ用円筒部１７の内端縁２１に当接し、かしめ力を付与しつつ図示されない揺動かしめ装置によって、回転中心Ａを中心として図中下方に押圧しつつ揺動回転させる。その結果、かしめ用円筒部１７は図中下方に、且つ半径外側方向に拡径しつつ次第に曲げられ塑性変形されて、最終的に図４（ｂ）に示すように、内輪３の内端面１０に対して押しつけられる。
特開平１０−２７２９０３号公報

上記従来の装置においては、かしめ時に内輪３に対して、特に径方向に対して過大なかしめ力がかかると、内輪３の軌道がいびつに変形したり、内輪に亀裂が発生する等の恐れがある。これに対抗するには、内輪全体の肉厚を厚く設定する必要があるが、内輪全体の肉厚を厚くすると重量並びにコストが嵩む結果となり、上記のようにかしめによって固定を行うことによって軽量化及び低コスト化を図った意味が薄れてしまう。

したがって本発明は、ハブホイールの軸端部をかしめる際に、内輪のいびつな変形や内輪に亀裂が発生することを抑制できる車輪支持用転がり軸受ユニットのかしめ方法を提供することを目的とする。

本発明による車輪支持用転がり軸受ユニットのかしめ方法は、端部にかしめ用円筒部を備えた軸体と、この軸体の軸部外周に配置した内輪を含む転がり軸受とを備え、前記かしめ用円筒部を揺動かしめによって径方向外側にかしめて前記内輪を固定する車輪支持用転がり軸受ユニットのかしめ方法において、予め前記かしめ作業の初期に前記かしめ用円筒部外周における前記内輪の端面に当接する位置に押さえ治具を配置した後、前記揺動かしめを行ってかしめ用円筒部の端部に径方向外側に折曲するかしめ用折り曲げ部を形成し、その後押さえ治具を取り外して前記揺動かしめによって内輪をかしめ止めするようにしたものである。

本発明は上記のようなかしめ方法を採用することによって、かしめ用円筒部１７が径方向に塑性変形することによって生じる力を、内輪３が直接受けるのではなく、押さえ治具３０が受けることでかしめを段階的に進めることができ、内輪３にかかる径方向の荷重を低減でき、内輪の変形や亀裂の発生を抑制することができる。それにより、上記かしめによって内輪の変形等を防ぐために内輪の肉厚を厚くする必要が無くなり、内輪の肉厚を厚くする結果生じる重量の増加及びコストの増加を防ぐことができる。

本発明はハブホイール軸端部をかしめるときに、内輪の変形や亀裂の発生を防止するという目的を、ハブホイール軸端部のかしめ用円筒部に対する揺動かしめ初期段階において、ハブホイールの軸端部の外周に押さえ治具を当てがい、初期のかしめを行って予めかしめ用折り曲げ部を形成し、その後に押さえ治具を取り外した状態で前記揺動かしめを継続して内輪をかしめ止めすることによって実現した。

図１は本発明による車輪支持用転がり軸受ユニットのかしめ方法の一実施例を示している。なお、本実施例の特徴は、ハブホイール２に対して内輪３を固定するかしめ時の方法にあり、車輪支持用転がり軸受ユニットの構造は前記図４に示す従来のものと同様のものを示しているので、同一構造部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略若しくは簡略にして、本発明の特徴部分であるかしめ方法を中心に説明する。

図１に示す実施例における車輪支持用転がり軸受ユニットのかしめ方法は、図２にその過程を順に示している。即ち、最初は図２（ａ）に示すように、また前記図５に示した従来例と同様に、半完成品の車輪支持用ハブユニット１の外端部に形成した凹部２５を、基盤２６に設けた中央支持部２７に嵌合して中心位置を設定する。その後必要に応じてハブ２のフランジ６、或いは外輪４のフランジ１５等を基盤２６側に固定する。この状態で例えば分割型のダイスのような形状である押さえ治具３０を、かしめ用円筒部１７の外周面２８に固定する。

かしめ用円筒部１７の外周面２８に押さえ治具３０を固定するに際しては、使用する押さえ治具３０の形態によって異なるが、例えば前記分割型のダイスのような構造とするには、一例として図３（１）〜（４）に示すようにして行うことができる。即ち、図３に示す例においては、同図（１）に示すような４分割型の押さえ片３１を用い、内輪３の内端縁１０から突出しているかしめ用円筒部１７の外周方向から、同図（２）に示すようにかしめ用円筒部１７の外周面２８に対して密着させ、リング状に一体化させて押さえ治具３０を形成するようにしている。

その後図３に示す例においては、同図（３）に示すように半円状の分割拘束具３２を前記のようにして一体化した押さえ治具３０の周囲に嵌め、更に図示の例においては各分割拘束具３２のフランジ３３に止め具３４を嵌めることによって全てを一体化した例を示している。

次いで図２（ｂ）に示すように、また図１に拡大図を示しているように、前記図５の従来例と同様のかしめ治具１８を用いてかしめ作業を行う。即ち、かしめ治具１８の先端には、かしめ用円筒部１７の内周面２０の内端縁２１に対して当接し断面が円弧面をなすかしめ用曲面２２を形成したかしめ具突部２３を、回転軸部２４に対して突出して設けている。

次いで前記図５に示す従来例と同様に、かしめ治具１８を所定角度θだけ傾けた状態で、かしめ具突部２３のかしめ用曲面２２をかしめ用円筒部１７の内端縁２１に当接し、かしめ力を付与しつつ図示されない揺動かしめ装置によって、回転中心Ａを中心に図中下方に押圧しつつ揺動回転させる。

その結果、かしめ用円筒部１７は図中下方に、且つ半径外側方向に拡径しつつ次第に曲げられ塑性変形される。このとき、大きなかしめ力が発生してもその力を押さえ治具３０が受け持ち、内輪３に対して過度のかしめ力を作用させない。このようなかしめ加工を継続すると、最終的に図１、また図２（ｂ）に示すように、外側方向に折曲された塑性変形部は、押さえ治具３０の端面３５に対して押しつけられ、かしめ用折り曲げ部３６が形成される。なお、このときのかしめ加工に際しては、必ずしも押さえ治具１８の端面３５に強く当接するまで折り曲げる必要はなく、適宜の折曲状態でその加工を停止することができる。

このようにして図３（５）に示すようにかしめ用円筒部１７が外側に折り曲げられてかしめ用折り曲げ部３６が形成された後、前記とは逆の工程により止め具３４を外し、更に拘束具３２を取り外す。この状態は同図（６）に示される。更にかしめ用円筒部１７の外周から押さえ治具３０を取り外すが、前記かしめ用折り曲げ部３６が押さえ治具３０に対して強く当接していないときには、拘束具３２を取り外したときに同時に押さえ治具３０も外すことができる。また、押さえ治具３０がかしめ用折り曲げ部３６によって強く押しつけられているときには、押さえ治具の外周突部３７を利用して工具により引いて外すこともできる。このようにしてかしめ用円筒部１７の外周から押さえ治具３０を取り外した状態は図２（ｃ）、及び図３（７）に示されている。

上記のようにかしめ用円筒部１７の先端にかしめ用折り曲げ部３６が形成された状態で、更に図２（ｃ）に示すようにかしめ治具１８の揺動回転によるかしめ加工を再開する。このときかしめ用円筒部１７の先端には、同図に示すように充分外側に折り曲げられたかしめ用折り曲げ部３６が形成されているので、その後のかしめ用治具１８によるかしめ加工時には、かしめ用円筒部には径方向外側への大きな力は作用せず、軸線方向の力が主となる。その結果、以降のかしめ加工に際しては内輪３に対して径方向の大きな力が作用することなく、内輪のいびつな変形や亀裂の発生を防止することができる。このようにして最終的に図３（８）に示すような、また前記図４（ｂ）に示すようなかしめ部１６が形成される。

上述のかしめ方法においては、従来内輪３に作用するはずの過大な径方向のかしめ力を押さえ治具３０が受けることができれば、その形態は問わない。したがって更に他の形態の分割型のダイスのような形であっても良く、また、かしめ具が加工を行っている部分に追従する外接円形のディスク形状や内接円形のリング形状であっても構わない。また、ハブホイール軸端部の形状についても、先端ほど薄くなる形状等、種々の形状に設定することもできる。

本発明は前記のような形式の車輪支持用ハブユニット以外に、内輪を円筒部でかしめ固定するものであるならば、更に各種の形式の車輪支持用ハブユニットに対して有効に適用することができる。

本発明による車輪支持用転がり軸受ユニットのかしめ方法における主要工程の一部断面を示す側面図である。 （ａ）〜（ｃ）は同実施例によるかしめ方法の主要工程を、一部断面を示す側面図により順に示した説明図である。 （１）〜（８）は同実施例によるかしめ方法の主要工程を平面図で順に示す説明図である。 従来より行われている車輪支持用転がり軸受ユニットのかしめ方法において、（ａ）はかしめを行う前の状態を示し、（ｂ）はかしめ作業終了後の状態を示す断面図である。 同従来のかしめ方法における揺動かしめの主要工程の一部断面を示す側面図である。

符号の説明

１ 車輪支持用ハブユニット
２ ハブホイール
３ 内輪
４ 外輪
５ 転動体
６ フランジ
７ 第一の内輪軌道
８ 段部
９ 第二の内輪軌道
１０ 内端面
１１ 軸部
１２ 段差面
１３ 第一の外輪軌道
１４ 第二の外輪軌道
１５ フランジ
１６ かしめ部
１７ かしめ用円筒部
１８ かしめ治具
１９ シールリング
２０ 内周面
２１ 内端縁
２２ かしめ用曲面
２３ かしめ治具突部
２４ 回転軸部
２５ 凹部
２６ 基盤
２７ 中央支持部
２８ 外周面
３０ 押さえ治具
３１ 押さえ片
３７ 外周突部

Claims (1)

1. 端部にかしめ用円筒部を備えた軸体と、この軸体の軸部外周に配置した内輪を含む転がり軸受とを備え、前記かしめ用円筒部を揺動かしめによって径方向外側にかしめて前記内輪を固定する車輪支持用転がり軸受ユニットのかしめ方法において、
   予め前記かしめ用円筒部外周における前記内輪の端面に当接する位置に押さえ治具を配置した後、前記揺動かしめを行ってかしめ用円筒部の端部に径方向外側に折曲するかしめ用折り曲げ部を形成し、その後押さえ治具を取り外して前記揺動かしめによって内輪をかしめ止めすることを特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニットのかしめ方法。
   
   

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