JP2006096269A - 転がり軸受装置とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 かしめ部の割れの発生を抑制し、信頼性の高い転がり軸受装置を得る。
【解決手段】 径方向外向きに屈曲変形させたかしめ部７を軸端に有するハブホイール２と、このハブホイール２の外周に装着された転がり軸受３と、ハブホイール２にスプライン係合すると共にかしめ部７にかしめ付けられている環状部材５とを備えた転がり軸受装置である。かしめ付けによるかしめ部７の塑性変形が、ハブホイール２に形成された第２雄スプライン１９に生じない程度に、当該第２雄スプライン１９のインナ側の軸方向端部２３ａをハブホイール２のインナ側端部よりもアウタ側寄りに位置させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車に搭載されるハブユニット等に用いられる転がり軸受装置とその製造方法に関する。

例えば車両用ハブユニットには、車輪やディスクブレーキ装置のディスクロータなどが取り付けられる軸体としてのハブホイールとこのハブホイールの外周に装着され、これを支持する転がり軸受とを備えた転がり軸受装置が含まれている。
このような転がり軸受装置のなかでも、ハブホイールの内周側に駆動軸を導入して当該ハブホイールを回転駆動できるようにし、さらに駆動軸の先端部に押さえナットを螺合して、この押えナットによりハブホイールに装着した転がり軸受を軸方向に押さえつけたものがある。この押えナットにより、転がり軸受がハブホイールから脱落するのを防止されるとともに、軸方向予圧が当該転がり軸受に付与されている。ところが、上記駆動軸や押さえナットがあると、製造作業が面倒でしかも重量が大きくなる。

この対策として、転がり軸受が装着されると共にかしめ用円筒部を軸端に有するハブホイールの外周に、車軸とハブホイールとを結合するための環状部材をスプライン係合させ、前記かしめ用円筒部を径方向外向きに屈曲変形させて環状部材にかしめ付けることにより、ハブホイールの内周に導入される上記駆動軸や上記押さえナットを無くした転がり軸受装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−１６３００３号公報

しかしながら、上記特許文献１の転がり軸受装置５０では、ハブホイール５１の軸端に設けられたかしめ用円筒部５２を環状部材５３にかしめ付けたときに、かしめ部５５に局所的な変形が起こる。そのため、環状部材５３を押さえ付けているかしめ部５５に割れ５６が発生して、当該かしめ部５５の強度が低下し、軸受がハブホイール５１から脱落するという問題が生じていた（図６参照）。

本発明は、このような従来の問題点に鑑み、かしめ部の割れの発生を抑制して、信頼性の高い転がり軸受装置を得ることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明は、径方向外向きにかしめ付けられたかしめ部をインナ側の軸端に有するハブホイールと、このハブホイールの外周に装着された転がり軸受と、前記ハブホイールの外周にスプライン係合すると共に前記かしめ部によりかしめ付けられている環状部材とを備えた転がり軸受装置であって、かしめ付けによる前記かしめ部の塑性変形が、前記ハブホイールに形成された外周スプラインに生じない程度に、当該外周スプラインのインナ側の軸方向端部が、ハブホイールのインナ側端部よりもアウタ側寄りに位置していることを特徴とする。

この場合、ハブホイールの外周スプラインのインナ側の軸方向端部が、ハブホイールのインナ側端部よりもアウタ側寄りに位置し、かしめ部の塑性変形が外周スプラインに生じない（及ばない）ようになっているので、当該外周スプラインが塑性変形することなくかしめ部が形成されている。
したがって、外周スプラインのない部分のみが変形してかしめ部が形成されていることから、かしめ部に急な変形（局所的な変形）が起こらず、割れの発生を抑制することができる。仮に、かしめ付けるときに、外周スプラインが塑性変形すれば、環状部材とかしめ部との間に浮きが生じるおそれがある。

また、上記の本発明において、前記かしめ部は、その外周面に前記環状部材の内周角部に沿う窪み部が形成されたかしめ用円筒部を変形してなることが好ましい。
この場合、かしめ用円筒部に形成された窪み部が、環状部材の内周角部に沿うので、当該かしめ用円筒部が変形し易くなり、かしめ部の割れの抑制効果を高めることができる。

さらに、上記の本発明において、前記環状部材に形成された内周スプラインを、アウタ側の端部から軸方向中途部にわたる範囲にのみ形成すれば、かしめ付けられる環状部材の内周角部に周方向の凹凸が存在せず、当該内周角部が連続面となる。したがって、環状部材の内周角部に対向するかしめ部の対向面が均等に当てられた状態で変形しているため、かしめ部の割れの抑制効果をさらに高めることができる。

また、かしめ用円筒部をインナ側の軸端に有するハブホイールの外周に転がり軸受を装着し、ハブホイールに形成された外周スプラインに環状部材をインナ側からアウタ側に向かってスプライン係合させ、前記かしめ用円筒部を径方向外向きに屈曲変形させたかしめ部で前記環状部材をかしめ付ける転がり軸受装置の製造方法であって、前記かしめ部の塑性変形が前記外周スプラインに生じない程度に、当該外周スプラインの軸方向端部をアウタ側に位置させて、前記環状部材をスプライン係合させることを特徴とする。

このような製造方法とした場合、ハブホイールの外周スプラインの軸方向端部がアウタ側寄りに位置し、かしめ部の塑性変形が当該外周スプラインに生じないので、当該外周スプラインを塑性変形させることなく、かしめ部をかしめ付けることができる。したがって、外周スプラインのない部分のみを変形させてかしめ部を形成することができることから、かしめ部に局所的な変形（急な変形）が起こらず、割れの発生が抑制される。

上記の通り、本発明によれば、かしめ部の局所的な変形をなくしたので、かしめ部の割れの発生が抑制され、信頼性の高い転がり軸受装置を得ることができる。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。以下の説明では、本発明を自動車等の車両に組み込まれる車両用ハブユニットに適用した場合を例示して説明する。なお、以下の説明中、車輪側（図１左側）をアウタ側といい、車軸側（図１右側）をインナ側という。図１は、本発明の転がり軸受装置１の一実施形態である。この転がり軸受装置１は、ハブホイール２（軸体）と、このハブホイール２に装着された転がり軸受３と、ハブホイール２の内端部に連結された等速ジョイント４と、当該ハブホイール２と等速ジョイント４を連結するための環状部材５とを備えている。

この転がり軸受装置１は、ハブホイール２の外周に転がり軸受３を装着し、環状部材５をインナ側からアウタ側に向かってスプライン係合させて当該環状部材５を転がり軸受３に押し当てた後、かしめ部７で環状部材５をかしめ付けることにより製造されるものである。図１に示すように、ハブホイール２の軸端には、当該軸端に設けられたかしめ用円筒部６をプレス加工等で径方向外向きに屈曲変形させたかしめ部７が形成されており、このかしめ部７によって環状部材５のインナ側端面５ａが抑えつけられ、環状部材５が確実に固定されている。これにより、環状部材５のアウタ側端面５ｂが転がり軸受３側に押圧され、当該転がり軸受３が所望の予圧を軸方向で付与されると共に、ハブホイール２から抜け出るのを防ぐようになっている。

また、前記等速ジョイント４は、環状部材５に連結されたハウジング部８と、このハウジング部８の内側に設けられた駆動シャフト、等速ジョイント用内輪、保持器、複数個のボール等（図示せず）とからなり、駆動シャフトからの動力をハブホイール２へ伝達している。また、ハブホイール２には、その中途部から内端部にわたる小径部２ｓが形成されており、この小径部２ｓに転がり軸受３の内輪９（後述）及び環状部材５が装着されている。また、ハブホイール２の外端部には、車輪などがボルトにより取り付けられるフランジ１０が設けられている。

上記転がり軸受３は、アンギュラ型の複列玉軸受として構成されたものであり、一対の外輪軌道面が設けられかつ懸架等に取り付けるための取付フランジ１１を外周部に有する単一の外輪１２と、前記外輪軌道に対向する内輪軌道が設けられかつ内周面が小径部２ｓに外嵌された内輪９とを備えている。この内輪９は、環状部材５の外端面５ｂと小径部２ｓに存在する段差面１３との間で挟持して固定されている。また、この複列玉軸受３には、互いに対向する内外輪軌道面に転動自在に配列された転動体としてのボール１４及びこれらのボールをそれぞれ周方向に所定間隔で保持する保持部材１５が設けられている。

上記転がり軸受装置１を自動車に組み付ける際には、取付フランジ１１により外輪１２を懸架装置に支持し、ハブホイール２のフランジ１０により駆動輪を当該ハブホイール２に固定する。そして、図示しない駆動シャフトの外端部を、ハウジング部８の内側に設けた等速ジョイント用内輪の内側に係合させる。自動車の走行時には、この等速ジョイント用内輪の回転を複数のボール及びハウジング部８を介してハブホイール２に固定した駆動輪に伝達する。

また、環状部材５は、上述のようにハブホイール２の内端部にかしめ付けられ、かつ等速ジョイント４のハウジング部８に結合することで、当該ハブホイール２と等速ジョイント４とを連結している。環状部材５は、内周面に形成された第１雌スプライン１６（内周スプライン）と、外周面に形成された第１雄スプライン１７とを有し、さらにインナ側端面のかしめ付けられる内周角部１８が湾曲している。この内周角部１８は、軸方向断面がなだらかな曲線で構成されており、これに沿ってかしめ用円筒部６の外周面を変形させても、かしめ部７に割れが生じないようになっている。また、ハブホイール２の内端部近傍の外周面には、第２雄スプライン１９（外周スプライン）が形成されている。そして、環状部材５の第１雌スプライン１６が、その第２雄スプライン１９にスプライン係合し、環状部材５がハブホイール２の内端部にガタつきなく固定されている。

一方、環状部材５の第１雄スプライン１７が、ハウジング部８の外端部内周面に形成された第３雌スプライン２０にスプライン係合している。さらに、互いにスプライン係合させた第１雄スプライン１７と第３雌スプライン２０との間には、止め輪２１を掛け渡してハウジング部８と環状部材５とが分離しないようにしている。すなわち、当該止め輪２１は、一部を欠損させた環状を呈しており、この止め輪２１を環状部材５の外周面の全周にわたって形成した第１係止溝５ｍと、ハウジング部８の外端部内周面の全周にわたって形成した第２係止溝８ｍとの間に掛け渡して、当該ハウジング部８と環状部材５とが軸方向にずれないようにしている。

図２に示すように、ハブホイール２に設けられたかしめ用円筒部６は、段差部２２より内側へ延びた所要長さと他の部分よりも薄い厚みを有する円筒形状を呈しており、同図に示す状態からプレス加工等により径方向外向きに屈曲変形させて環状部材５にかしめ付けられる。環状部材５にスプライン係合しているハブホイール２の第２雄スプライン１９は、かしめ用円筒部６の基端部あたりから軸方向外側に向けて形成されており、その軸方向内端に切り上がり部２３を有している。

また、かしめ付けによるかしめ部７の塑性変形が、第２雄スプライン１９に生じない程度に、当該第２雄スプライン１９（切り上がり部２３）のインナ側の軸方向端部２３ａが、ハブホイール２のインナ側端部よりもアウタ側寄りに位置している。図２において、第２雄スプライン１９（切り上がり部２３）の軸方向端部２３ａが、内周角部１８とかしめ用円筒部６の外周面が接する接点Ａ（環状部材５の第１雌スプライン１７の凸部上面の内端）よりもアウタ側にあり、上記接点Ａと軸方向端部２３ａとの間には、軸方向の直線部２５が存在する。この直線部分があることにより、かしめ付けたときのかしめ部７の塑性変形が、第２雄スプライン１９に生じない。したがって、上記の「第２雄スプライン１９に生じない程度に」とは、前記直線部分があることを意味する。なお、直線部分の長さＬは、好ましくは０〜２．０ｍｍ、より好ましくは０．０５〜２．０ｍｍがよい。

なお、環状部材５を上述のように装着するには、例えば、環状部材５の幅（内外端部５ａ，５ｂ間の長さ）を変えること、環状部材５の第２雄スプライン１９に対する軸方向位置を変えること、切り上がり部２３の軸方向最端部２３ａの位置を変えること、などが挙げられるがこれらに限定するものでない。
このように、第２雄スプライン１９の軸方向端部２３ａが、上記接点Ａよりもアウタ側にあるので、当該第２雄スプライン１９（切り上がり部２３）が塑性変形することなくかしめ部７が形成されている。したがって、第２雄スプライン１９のない部分２６のみが変形してかしめ部７が形成されていることから、かしめ部７に急な変形（局所的な変形）が起こらず、割れの発生を抑制することができる。

図４は、第２実施形態の転がり軸受装置における、かしめ付ける前の説明図である。本実施形態が上記第１実施形態と異なる点は、かしめ用円筒部６の外周面に、環状部材５のかしめ付けられる内周角部１８に沿う窪み部２７が形成されている点である。なお、それ以外の構成は、上記第１実施形態と同様であり同符号を付してその説明を省略する。図４に示すように、窪み部２７は、かしめ用円筒部６の外周面から第２雄スプライン１９にわたって形成されている。

当該窪み部２７は、かしめ用円筒部６の外周に沿って環状に形成されており、かしめ付ける前では、外側の始点からなだらかに径内方向斜め内側に向かい、頂部を越えたところから終点までが急となる断面円弧状を呈し、かしめ付けた後では環状部材５の内周角部１８の周面と同じ形状を呈するようになっている。このように、かしめ用円筒部６に形成された窪み部２７が内周角部１８に沿うので、当該かしめ用円筒部６が変形し易くなり、かしめ部７の割れの抑制効果を高めることができる。なお、窪み部２７は、上記の実施形態に限られるものではなく他の形状としてもよい。

図５は、第３実施形態の転がり軸受装置における、かしめ付ける前の説明図である。本実施形態が上記第１実施形態と異なる点は、環状部材５の第１雌スプライン１６（内周スプライン）が、アウタ側端部から軸方向中途部にわたる範囲にのみ形成されている点である。なお、これ以外の構成は、上記第１実施形態と同様であり同符号を付してその説明を省略する。図５に示すように、環状部材５の第１雌スプライン１６は、アウタ側端部から中央部を越えたところ（中途部）まで形成されており、環状部材５の内外端部間を貫通していない。

このことから、内周角部１８は、第１雌スプライン１６による周方向の凹凸が存在しない周方向に連続したリング部２８となっている。なお、リング部２８の存在に伴って、第２雄スプライン１９の軸方向端部２３ａが、リング部２８よりもアウタ側にきている。
これにより、環状部材５の上記リング部２８に対向するかしめ部７の対向面が均等に当てられた状態で変形するため、かしめ部７の割れの抑制効果をさらに高めることができる。なお、本発明は上記各実施形態に限定するものではなく、環状部材、転がり軸受、ハブホイール等の構成を変更してもよい。

第１実施形態に係る転がり軸受装置の断面図である。 同転がり軸受装置のかしめ部をかしめ付ける前の断面図である。 同かしめ部をかしめ付けた後の断面図である。 第２実施形態に係る転がり軸受装置のかしめ部をかしめ付ける前の断面図である。 第３実施形態に係る転がり軸受装置のかしめ部をかしめ付ける前の断面図である。 従来技術における転がり軸受装置のかしめ部をかしめ付けた後の断面図である。

符号の説明

１ 転がり軸受装置
２ ハブホイール
３ 転がり軸受
５ 環状部材
６ かしめ用円筒部
７ かしめ部
１６ 第１雌スプライン
１８ 内周角部
１９ 第２雄スプライン
２３ａ 軸方向最端部
２５ 直線部
２７ 窪み部
２８ リング部

Claims (4)

1. 径方向外向きにかしめ付けられたかしめ部をインナ側の軸端に有するハブホイールと、このハブホイールの外周に装着された転がり軸受と、前記ハブホイールの外周にスプライン係合すると共に前記かしめ部によりかしめ付けられている環状部材とを備えた転がり軸受装置であって、
   かしめ付けによる前記かしめ部の塑性変形が、前記ハブホイールに形成された外周スプラインに生じない程度に、当該外周スプラインのインナ側の軸方向端部が、ハブホイールのインナ側端部よりもアウタ側寄りに位置していることを特徴とする転がり軸受装置。
2. 前記かしめ部は、その外周面に前記環状部材の内周角部に沿う窪み部が形成されたかしめ用円筒部を屈曲変形してなる請求項１に記載の転がり軸受装置。
3. 前記環状部材に形成された内周スプラインが、アウタ側の端部から軸方向の中途部にわたる範囲にのみ形成されている請求項１又は２に記載の転がり軸受装置。
4. かしめ用円筒部をインナ側の軸端に有するハブホイールの外周に転がり軸受を装着し、当該ハブホイールに形成された外周スプラインに環状部材をインナ側からアウタ側に向かってスプライン係合させ、前記かしめ用円筒部を径方向外向きに屈曲変形させたかしめ部で前記環状部材をかしめ付ける転がり軸受装置の製造方法であって、
   前記かしめ部の塑性変形が前記外周スプラインに生じない程度に、当該外周スプラインの軸方向端部をアウタ側寄りに位置させて、前記環状部材をスプライン係合させることを特徴とする転がり軸受装置の製造方法。

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