JP2007303685A

JP2007303685A - 軸受装置

Info

Publication number: JP2007303685A
Application number: JP2007219603A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Toda; 一寿戸田; Tomohiro Ishii; 知博石井; Shinichiro Kashiwagi; 信一郎柏木; Tadashi Mitarai; 匡御手洗; Koji Yuasa; 浩司湯浅; Daisaku Tomita; 大策冨田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2007-08-27
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2007-11-22

Abstract

【課題】軸受装置において、十分な軸力を確保したうえで、内輪の軌道面に対して悪影響を及ぼさないようにすること。
【解決手段】車輪が取り付けられた軸体１に転がり軸受２を外嵌装着し、この軸体１の一端側をローリングかしめにより、転がり軸受２の内輪２１の一端面に沿うように径方向外向きに屈曲することによって、軸体１に転がり軸受２が抜け止め固定され、かしめ部３が、内輪２１の内周面における一端側角部に設けられる丸い面取りに対しては密着され、内輪２１の面取りに連なる一端面に対しては離隔されている、ことを特徴とする車両用ハブユニット。
【選択図】図１

Description

本発明は、軸体に転がり軸受を装着してなる軸受装置に関する。

従来のこの種の軸受装置の一例として、図５に示すような車両用ハブユニットがある。

図例の車両用ハブユニットは、ハブホイール８０の軸部８１に複列外向きアンギュラ玉軸受８２を外嵌装着し、この軸部８１の自由端をローリングかしめにより径方向外向きに屈曲させて、この屈曲させたかしめ部８５を軸受８２の内輪８４の一端面に対して押し付けることによってハブホイール８０に軸受８２を抜け止め固定するようになっている。

なお、上記ハブホイール８０の軸部８１のかしめ前形状は、図中の仮想線で示すように、外径寸法が軸方向各位置で均一になっており、この軸部８１の自由端に、図６に示すように、かしめ治具９０をあてがい、このかしめ治具９０を一点鎖線Ｏ回りにローリングさせることにより、軸部８１の自由端が径方向外向きに屈曲されることになる（特許文献１参照）。
特開平８−２０２２４号公報

上記従来例では、十分な軸力（抜け荷重に対する抗力）を確保することと、仕上がり状態を良好とする目的から、かしめ過程において、かしめ部８５の外周縁側ほど強く内輪８４側へ押圧させることにより、かしめ部８５についてその全体を内輪８４の一端面に対して密着させるようにしていた。

しかしながら、上述したようにかしめ過程でかしめ部８５の外周縁側をあまり強く押圧させると、内輪８４において複数の玉８６それぞれの当接位置に圧痕がついて、転がり特性を低下させるおそれがあることが判った。

そこで、本願発明者は、種々な実験を繰り返したところ、前記かしめ部８５が内輪８４の内周面における一端側角部に対して密着した状態であれば、前記かしめ部８５の外周縁側が内輪８４の外端面に対して密着していなくても、十分な軸力を確保できることを知見した。

このような事情に鑑み、本発明は、軸受装置において、十分な軸力を確保したうえで、内輪の軌道面に対して悪影響を及ぼさないようにすることを目的としている。

本発明にかかる軸受装置は、車輪が取り付けられた軸体に転がり軸受を外嵌装着し、この軸体の一端側をローリングかしめにより、転がり軸受の内輪の一端面に沿うように径方向外向きに屈曲することによって、軸体に転がり軸受が抜け止め固定され、前記かしめ部が、前記内輪の内周面における一端側角部に設けられる丸い面取りに対しては密着され、前記内輪の面取りに連なる一端面に対しては離隔されている。

以上、本発明では、要するに、かしめ部の内輪に対する密着範囲を規定することにより、かしめ部による軸力を管理する形態にしている。

請求項１の発明では、かしめ部の内輪に対する密着範囲を規定することにより、かしめ部を得る過程において、従来例のように、内輪に対して荷重を過剰に付与させないようにしているから、要求される軸力を得たうえで、内輪の軌道面に圧痕が発生することを防止できるようになって転がり軸受の動作安定性を確保できるようになる。

本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。

図１ないし図４に本発明の一実施形態を示している。ここでは、軸受装置として車両用ハブユニットを例に挙げている。図１は、車両用ハブユニットの縦断側面図、図２は、図１のかしめ部の拡大図、図３は、かしめ加工中の内輪負荷荷重の変化を示す図表、図４は、かしめ部の密着範囲と軸力との関係を示す図表である。

図例の車両用ハブユニットにおいて、１は軸体としてのハブホイール１、２は転がり軸受としての複列外向きアンギュラ玉軸受、３はかしめ部である。

ハブホイール１は、図示しない車輪が取り付けられる環状板部１１と、複列外向きアンギュラ玉軸受２が外装されるとともに、軸端に複列外向きアンギュラ玉軸受２を固定するためのかしめ部３が形成される軸部１２とを備えている。

複列外向きアンギュラ玉軸受２は、軸部１２の小径部１２ａに外嵌される単一軌道を有する内輪２１と、二列の軌道溝を有する単一の外輪２２と、二列で配設される複数の玉２３と、二つの冠形保持器２４，２５とを備え、前述のハブホイール１の軸部１２の大径部１２ｂを一方内輪とする構成になっている。なお、外輪２２の外周には、図示しない車軸ケースなどに固定される径方向外向きのフランジ２６が設けられている。また、内輪２１の内周面の軸方向両端の角部ならびに外輪２２の外周面の軸方向両端の角部には、一般的に周知のように、丸い面取りが設けられている。

かしめ部３は、ハブホイール１の軸部１２の軸端を、上記軸受２の内輪２１の外端面に沿うように、径方向外向きに屈曲することにより形成されている。

この実施形態では、ハブホイール１の軸部１２のかしめ部３の形状に特徴がある。

ここでは、かしめ部３が、内輪２１の内周面における外側角部に設けられる丸い面取りに対して密着されていて、この面取りに連なる内輪２１の外端面２１ａに対して離隔されている。

この面取りに対するかしめ部３の密着範囲は、面取りの曲率中心Ｐ１と面取りに対するかしめ部３の密着起点Ｐ２および密着終点Ｐ３とをそれぞれ結ぶ２つの直線のなす角度θで表され、当該角度θが４５度以上、９０度以下に設定されている。なお、この上限および下限の臨界値を決定した理由については、下記するかしめ加工の形態と関連するので、後で説明する。

次に、上述したかしめ部３を形成するときのかしめ形態について説明する。

この実施形態でのかしめ加工の基本的な形態は、従来例と同様である。すなわち、ハブホイール１の軸部１２の小径部１２ａに対して内輪２１を外嵌装着してから、軸部１２の自由端を、図６に示すようなかしめ治具９０を用いてローリングかしめする。このかしめ加工では、加圧力を一定にした状態で所要時間にわたって行う。

そして、ローリングを開始してから所要時間ｔ１が経過する初期段階において、ハブホイール１の軸部１２の自由端が径方向外向きに屈曲されて半完成状態のかしめ部３が得られるのであるが、この後、ローリングを所要時間ｔ２について繰り返す。この加工後期時間ｔ２を長短調整することにより、かしめ部３の内輪２１に対する密着範囲つまり角度θを管理することができる。

このかしめ過程において内輪２１に対して作用する荷重の変化パターンは、図３に示すようになる。つまり、加工を開始するＡ点からＥ点までの加工初期時間ｔ１については、内輪２１に対して作用する荷重が急峻に立ち上がり、その後のＥ点からＦ点までの加工後期時間ｔ２については、内輪２１に対して作用する荷重が緩慢に立ち上がり、その後、かしめを終了すると、内輪２１に対して作用する荷重が２段階で急峻に立ち下がり、内輪２１に対して所要の荷重を付加した状態でかしめ部３により保持される。この荷重が、軸力として表される。

ちなみに、ハブホイール１の軸部１２の自由端の直径を３６〜４０ｍｍとし、肉厚を２〜５ｍｍとする場合、加圧力を１０トンとし、加工初期時間ｔ１を約１秒とし、加工後期時間ｔ２を約３秒として全加工時間を約４秒間とした。この場合、かしめ部３の内輪２１に対する密着範囲つまり角度θは６０〜９０度となり、得られた軸力は３５００〜４７００ｋｇｆとなる。

ここで、かしめ部３の内輪２１に対する密着範囲つまり角度θについて、上述したように４５〜９０度に特定した理由を説明する。つまり、下限値である４５度未満に設定するには、加工後期時間ｔ２を短くするのであるが、その場合、図４に示すように、車両用ハブユニットにおいて要求される軸力に到達しなくなり、一方、上限値である９０度を越えるように設定するには、加工後期時間ｔ２を長くするのであるが、その場合、図４に示すように、内輪２１において複数の玉２３それぞれの当接位置に圧痕が付きやすくなる他、得られる軸力が増加しなくなって飽和する。このような理由により、かしめ部３を内輪２１に対して密着させる形態の適正範囲が見いだせたのである。

以上説明したように、ハブホイール１の自由端をかしめ加工してかしめ部３を得る過程において、従来例のようにかしめ部３の外周縁側を必要以上に長く加圧しないように管理している。これにより、内輪２１に対して荷重が過剰に付与されなくなるので、内輪２１の軌道面に圧痕が付かずに済む結果になる。

なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。例えば、上記実施形態では、軸受装置として車両用ハブユニットを例に挙げたが、例えば自動車などのスライドドアのガイドローラやその他の軸受装置全般とすることができる。

本発明の一実施形態の車両用ハブユニットの縦断側面図図１のかしめ部の拡大図かしめ加工中の内輪負荷荷重の変化を示す図表かしめ部の密着範囲と軸力との関係を示す図表従来例の車両用ハブユニットの縦断側面図ローリングかしめ形態を示す説明図

符号の説明

Ａ車両用ハブユニット
１ハブホイール
１２ハブホイールの軸部
２複列外向きアンギュラ玉軸受
２１軸受の内輪
２１ａ内輪の外端面
３かしめ部
Ｐ０内輪の面取りの曲率中心
Ｐ１かしめ部の密着起点
Ｐ２かしめ部の密着終点

Claims

車輪が取り付けられた軸体に転がり軸受を外嵌装着し、この軸体の一端側をローリングかしめにより、転がり軸受の内輪の一端面に沿うように径方向外向きに屈曲することによって、軸体に転がり軸受が抜け止め固定され、
前記かしめ部が、前記内輪の内周面における一端側角部に設けられる丸い面取りに対しては密着され、前記内輪の面取りに連なる一端面に対しては離隔されている、ことを特徴とする車両用ハブユニット。