JP2009168236A - 車輪支持用軸受ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ハブ１ｂの軸方向内端部に設けた円筒部８ａの先端部をかしめ広げる事でかしめ部９を形成し、このかしめ部９により内輪２ａを上記ハブ１ｂに対して結合固定する構造に於いて、このかしめ部９の形成に伴う上記内輪２ａの拡径量を十分に抑えられる構造を実現する。
【解決手段】上記内輪２ａの内周面の軸方向内端部に、この内周面の軸方向外端部乃至中間部よりも内径寸法が大きくなった大径段部１５を形成する。そして、上記かしめ部９の形成に伴って拡径する上記円筒部８ａの外周面を、上記大径段部１５に当接させない様にする事で、上記課題を解決する。
【選択図】図２

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為に使用する車輪支持用軸受ユニットの改良に関する。

自動車の車輪は、車輪支持用軸受ユニットにより懸架装置に支持する。図４〜５は、この様な車輪支持用軸受ユニットの従来構造の第１例を示している。この従来構造の第１例は、従動輪（ＦＦ車の後輪、ＦＲ車及びＲＲ車の前輪）用のもので、軸部材であるハブ１と、内輪２と、外輪３と、複数個の転動体４、４とを備える。

このうちのハブ１の外周面の軸方向外端（軸方向に関して「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、各図の左側。反対に軸方向に関して「内」とは、車両の幅方向中央側を言い、各図の右側。本明細書全体で同じ。）寄り部分には、車輪を支持する為の取付フランジ５を、同じく軸方向中間部には第一の内輪軌道６ａを、同じく軸方向内端部には、この第一の内輪軌道６ａを形成した部分よりも外径寸法が小さくなった小径段部７を、それぞれ形成している。尚、上記第一の内輪軌道６ａは、ハブの軸方向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。この場合には、上記ハブの外周面の軸方向内端部で上記別体の内輪の軸方向内端面から突出した部分が小径段部となり、この別体の内輪の軸方向内端面が、後述する段差面１０となる。又、駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、４ＷＤ車の全車輪）用の車輪支持用軸受ユニットの場合には、上記ハブ１の中心部に、駆動軸を係合させる為の係合孔を形成する。

又、上記内輪２は、上記小径段部７に圧入（締り嵌めで外嵌）した状態で、上記ハブ１に結合固定している。この為に、具体的には、上記内輪２の軸方向外端面を、上記小径段部７の軸方向外端部に存在する段差面１０に当接させている。これと共に、上記ハブ１の軸方向内端部に設けた円筒部８のうち、上記内輪２の軸方向内端面から突出した部分を径方向外方に向け塑性変形させる事でかしめ部９を形成し、このかしめ部９により、上記内輪２の軸方向内端面を抑え付けている。この様な内輪２の外周面には、第二の内輪軌道６ｂを形成している。又、上記外輪３は、外周面に懸架装置に結合固定する為の結合フランジ１１を、内周面に第一、第二の外輪軌道１２ａ、１２ｂを、それぞれ形成している。そして、これら第一、第二の各外輪軌道１２ａ、１２ｂと、上記第一、第二の各内輪軌道６ａ、６ｂとの間に、それぞれ複数個ずつの転動体４、４を設けている。尚、図示の例では、これら各転動体４、４として玉を使用しているが、重量の嵩む自動車用の車輪支持用軸受ユニットの場合には、円すいころを使用する場合もある。

次に、図６は、車輪支持用軸受ユニットの従来構造の第２例を示している。この従来構造の第２例も、従動輪用のものである。この従来構造の第２例は、外輪３ａの外周面の軸方向外端寄り部分に、車輪を支持固定する為の取付フランジ５を設けている。これと共に、この外輪３ａの径方向内側に設けた軸部材１３の軸方向内端部に、懸架装置に結合固定する為の結合フランジ１１を設けている。又、上記軸部材１３の外周面の軸方向中間部に、第二の内輪軌道６ｂを直接形成すると共に、この軸部材１３の軸方向外端部に設けた小径段部７に外嵌した内輪２の外周面に、第一の内輪軌道６ａを形成している。又、上記軸部材１３の軸方向外端部に設けた円筒部８のうち、上記内輪２の軸方向外端面から突出した部分を径方向外方に向け塑性変形させる事で、かしめ部９を形成している。そして、このかしめ部９により、上記内輪２を、上記小径段部７の軸方向内端部に存在する段差面１０に向け抑え付ける事で、この内輪２を上記軸部材１３に結合固定している。

ところで、上述した様な各車輪支持用軸受ユニットの場合、かしめ部９を形成すべく、円筒部８の先端側部分を径方向外方に向け塑性変形させる事に伴い、この円筒部８の基端側部分に外嵌した内輪２の軸方向端部が、この円筒部８の基端側部分と共に、僅かとは言え拡径される。そして、この拡径量が大きくなると、この拡径された部分で発生する円周方向応力が大きくなって、上記内輪２に亀裂等の損傷が発生する可能性が生じる。更には、転動体４、４に付与した予圧を適正値に維持する作業が面倒になり、耐久性を確保する事が難しくなる可能性がある。特に、ハブ１（軸部材１３）に対して上記内輪２が回転する事を防止すべく、上記かしめ部９のかしめ強度を十分に確保しようとした場合には、上記拡径量が大きくなり易く、耐久性の確保が難しくなる。

そこで、この様な不都合が発生するのを防止すべく、特許文献１には、図７に示す様な車輪支持用軸受ユニットが記載されている。この図７に示した従来構造の第３例の場合、ハブ１ａの内端部に設けた円筒部８の基端側部分のうち、軸方向に関して内輪２とかしめ部９との間に挟まれた部分、即ち、このかしめ部９の形成に伴う拡径量が比較的大きくなる部分に、断面矩形で円環状に形成した鋼製の間座１４を外嵌している。これに対し、本例の場合、上記内輪２の軸方向内端部は、上記円筒部８の基端側部分のうち、上記かしめ部９の形成に伴う拡径量が比較的小さくなる部分である、基端縁部分にのみ外嵌している。従って、この様な構成を有する従来構造の第３例の場合には、上記かしめ部９の形成に伴う、上記内輪２の軸方向内端部の拡径量を十分に小さくできる。従って、上述した様な不都合が発生する事を有効に防止できる。

ところが、上述した従来構造の第３例の様に、別体の部品である間座１４を設けると、部品点数の増加に伴ってコストが上昇すると共に、組立作業が面倒になる。又、上記間座１４の分だけ、ハブ１ａの軸方向寸法が嵩み、上記車輪支持用軸受ユニットが大型化し、重量も嵩んでしまう。

特開平９−２２０９０４号公報

本発明の車輪支持用軸受ユニットは、上述の様な事情に鑑み、部品点数の増加や大型化及び重量化を伴う事なく、かしめ部の形成に伴う内輪の拡径量を十分に抑えられる構造を実現すべく発明したものである。

本発明の車輪支持用軸受ユニットは、ハブ等の軸部材と、内輪とを備える。そして、この軸部材の軸方向一端寄り部分に、この内輪を外嵌している。これと共に、この軸部材の軸方向一端部に設けた円筒部のうち上記内輪の軸方向一端面から突出した部分を径方向外方に向け塑性変形させる事で形成したかしめ部により、上記内輪の軸方向一端面を抑え付けている。これにより、この内輪を上記軸部材に結合固定している。

特に、本発明の車輪支持用軸受ユニットに於いては、上記内輪の内周面の軸方向一端部に、この内周面の軸方向中間部よりも内径寸法が大きくなった大径段部が存在し、且つ、上記かしめ部の形成に伴って拡径した上記円筒部の外周面のうちで、上記大径段部の径方向内側に存在する部分のうちの少なくとも軸方向他端側部分（好ましくは全部分）が、この大径段部に接触していない。
この様な特徴を有する本発明を実施する場合に、好ましくは、請求項２に記載した様に、上記軸部材の円筒部の軸方向他端縁と、上記内輪の大径段部の軸方向他端縁とを、軸方向に関して互いにほぼ同じ位置に存在させる。具体的には、互いの軸方向位置のずれを、上記円筒部の軸方向寸法の５％（好ましくは３％）程度の大きさに抑える。

上述の様に構成する本発明の車輪支持用軸受ユニットの場合には、かしめ部の形成に伴って拡径した円筒部の外周面のうちで、大径段部の径方向内側に存在する部分のうちの少なくとも軸方向他端側部分が、この大径段部に接触していない分だけ、上記かしめ部の形成に伴う内輪の軸方向一端部の拡径量を抑えられる。従って、上記接触していない部分の割合を多くする事により、上記内輪の軸方向一端部の拡径量を十分に抑えられる。しかも、本発明の場合には、この様な効果を得る為に、前述した間座１４（図７参照）の如き別体の部材を使用する必要がなく、部品点数の増加や大型化及び重量化を招く事がない。

又、本発明を実施する場合に、請求項２に記載した構成を採用すれば、上記円筒部の外周面の軸方向他端部が、上記かしめ部の形成に伴って拡径する際に、上記内輪の内周面の軸方向中間部（上記大径段部と隣接する部分）を押圧する事を防止できるか、或いは、押圧する範囲を僅少に抑えられる。従って、その分だけ、上記内輪の拡径量を抑えられる。
これに対し、本発明を実施する場合には、上記円筒部の軸方向他端縁と上記大径段部の軸方向他端縁とが、軸方向に関して互いにほぼ同じ位置となる範囲を越えて、上記円筒部の軸方向他端縁を上記大径段部の軸方向他端縁よりも、軸方向に関して他端側に位置させる構成を採用する事もできる。但し、この様な構成を採用する場合には、上記円筒部の外周面の軸方向他端部が、上記かしめ部の形成に伴って拡径する際に、上記内輪の内周面の軸方向中間部を押圧する。従って、その分だけ、この内輪の拡径量を抑えられる効果が低下する。
又、本発明を実施する場合には、上記円筒部の軸方向他端縁と上記大径段部の軸方向他端縁とが、軸方向に関して互いにほぼ同じ位置となる範囲を越えて、上記円筒部の軸方向他端縁を上記大径段部の軸方向他端縁よりも、軸方向に関して一端側に位置させる構成を採用する事もできる。この様な構成を採用すれば、上述した請求項２に記載した構成を採用する場合と同様、上記円筒部の外周面の軸方向他端部が、上記かしめ部の形成に伴って拡径する際に、上記内輪の内周面の軸方向中間部を押圧する事を防止できる。但し、上記大径段部の軸方向寸法が必要以上に大きくなる為、その分だけ、上記内輪の強度を確保するのが比較的難しくなる。

図１〜２は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本例の特徴は、ハブ１ｂと内輪２ａとの結合部の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図４に示した従来構造の第１例と同様である為、重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

本例の場合も、上記ハブ１ｂに上記内輪２ａを結合固定する際には、先ず、図１に示す様に、このハブ１ｂの外周面の軸方向内端部に設けた小径段部７ａに、上記内輪２ａを、軸方向内側から圧入（締り嵌めで外嵌）すると共に、上記小径段部７ａの段差面１０にこの内輪２ａの軸方向外端面を当接させる。本例の場合、この内輪２ａの内周面の軸方向内端部には、この内周面の軸方向中間部乃至外端部よりも内径寸法が大きくなった、大径段部１５を形成している。又、上記小径段部７ａの軸方向内半部（上記ハブ１ｂの軸方向内端部に設けた円筒部８ａの外周面の軸方向内端部乃至中間部に対応する部分）に、上記小径段部７ａの軸方向外半部よりも外径寸法が少しだけ小さくなった、案内面部１６を設けている。そして、上記小径段部７ａに上記内輪２ａを軸方向内側から外嵌する作業の初期段階で、上記案内面部１６に上記内輪２ａの軸方向外端部乃至中間部を隙間嵌めで外嵌する事により、上記小径段部７ａと上記内輪２ａとの心合わせを行える様にしている。又、本例の場合、図１に示した状態で、上記円筒部８ａの軸方向外端縁（図の左端縁）１７と、上記大径段部１５の軸方向外端縁（図の左端縁）１８とが、軸方向に関して同じ位置に存在する様に、各部の寸法を規制している。

上述の図１に示した様に、上記小径段部７ａに上記内輪２ａを圧入すると共に、この小径段部７ａの段差面にこの内輪２ａの軸方向外端面を当接させたならば、次いで、図１→図２の順に示す様に、上記円筒部８ａのうちで上記内輪２ａの軸方向内端面から突出した部分を、径方向外方に向け塑性変形させる事により、かしめ部９を形成する。そして、このかしめ部９により、上記内輪２ａの軸方向内端面を抑え付ける事で、この内輪２ａを上記ハブ１ｂに結合固定する。尚、上述の様なかしめ部９の成形作業に揺動プレスを採用すれば、成形時の荷重を小さくして、このかしめ部９に亀裂等の損傷を生じにくくできる為、好ましい。又、本例の場合には、図２に示す様に、上記かしめ部９を形成した状態で、このかしめ部９の形成に伴って拡径した上記円筒部８ａの外周面のうち、少なくとも上記大径段部１５の径方向内側に存在する部分の軸方向外端部乃至中間部が、この大径段部１５の軸方向外端部乃至中間部に接触しない様に、各部の寸法を規制している。

上述の様に、本例の車輪支持用軸受ユニットの場合には、かしめ部９の形成に伴って拡径した円筒部８ａの外周面のうちで、大径段部１５の径方向内側に存在する部分のうちの少なくとも軸方向外端部乃至中間部が、この大径段部１５の軸方向外端部乃至中間部に接触していない。即ち、本例の場合、上記かしめ部９の形成時に、上記円筒部８ａの外周面のうちで、上記大径段部１５の径方向内側に存在する部分のうちの少なくとも軸方向外端部乃至中間部は、この大径段部１５を径方向外方に向け押圧しない。この為、上記かしめ部９の形成時に、上記円筒部８ａの外周面から上記内輪２ａの内周面の軸方向内端部に作用する径方向外方に向いた力を、十分に小さくできる。従って、上記かしめ部９の形成に伴う上記内輪２ａの軸方向内端部の拡径量を、十分に抑えられる。しかも、本例の場合には、この様な効果を得る為に、前述した間座１４（図７参照）の如き別体の部材を使用する必要がない為、部品点数の増加や大型化及び重量化を招く事がない。

尚、上述した実施の形態の１例では、図１に示した状態で、円筒部８ａの軸方向外端縁１７と大径段部１５の軸方向外端縁１８とを、軸方向に関して同じ位置に存在させる構成を採用している。但し、本発明を実施する場合には、図３の（Ａ）に示す様に、大径段部１５の軸方向外端縁１８を、円筒部８ａの軸方向外端縁１７よりも、軸方向内側に位置させる構成を採用する事もできる。但し、この様な構成を採用する場合には、上記円筒部８ａの外周面の軸方向外端部が、かしめ部９（図２）の形成に伴って拡径する際に、内輪２ａの内周面の軸方向中間部を押圧する。従って、その分だけ、この内輪２ａの拡径量を抑えられる効果が低下する。又、本発明を実施する場合には、図３の（Ｂ）に示す様に、大径段部１５の軸方向外端縁１８を、円筒部８ａの軸方向外端縁１７よりも、軸方向外側に位置させる構成を採用する事もできる。この様な構成を採用すれば、上述した実施の形態の場合と同様、上記円筒部８ａの外周面の軸方向外端部が、かしめ部９（図２）の形成に伴って拡径する際に、内輪２ａの内周面の軸方向中間部を押圧する事を防止できる。但し、上記大径段部１５の軸方向寸法が必要以上に大きくなる為、その分だけ、上記内輪２ａの強度を確保するのが比較的難しくなる。従って、上述した実施の形態の１例の様に、図１に示した状態で、円筒部８ａの軸方向外端縁１７と大径段部１５の軸方向外端縁１８とを、軸方向に関して同じ位置に存在させる構成を採用するのが好ましい。

尚、本発明を実施する場合には、上述した様な大径段部１５の存在に基づく有利な効果を的確に得られる範囲内で、内輪２ａの強度を十分に確保できる様にする為に、この内輪２ａの大径段部１５の深さαは、ハブ１ｂの案内面部１６の深さβ（図１参照）とほぼ等しく（α≒β）する（αを余り大きくしない）のが好ましい。又、本発明を実施する場合、上記図３の（Ａ）に示す様に、内輪軌道６ｂに作用する転動体荷重Ｆの作用線（延長線）が、Ｍ部（好ましくはＮ部）よりも軸方向外側（図の左側）を通過する構成を採用すれば、上記転動体荷重Ｆをハブ１ｂの肉厚部で受けられる為、このハブ１ｂと上記内輪２ａとの結合部の強度を確保し易くできる。これに加えて、同図に示す様に、寸法Ｘを寸法Ｙよりも大きく（Ｘ＞Ｙ）すれば、上記転動体荷重Ｆが上記大径段部１５に作用しなくなる為、上記結合部の強度をより確保し易くできる。

又、上述した実施の形態の１例では、前述の図４に示した従来構造の第１例に本発明を適用した。但し、本発明は、これに限らず、例えば前述の図６に示した従来構造の第２例等、特許請求の範囲に記載した要件を満たす、各種の車輪支持用軸受ユニットに適用可能である。

本発明の実施の形態の１例を、かしめ部を形成する前の状態で示す、図５と同様の図。 同じく、かしめ部を形成した後の状態を示す図。 （Ａ）は、大径段部の軸方向外端縁を円筒部の軸方向外端縁よりも軸方向内側に位置させた構造を、（Ｂ）は、同じく軸方向外側に位置させた構造を、それぞれ示す、図１と同様の図。 車輪支持用軸受ユニットの従来構造の第１例を示す半部断面図。 一部を省略して示す、図４のα部拡大図。 車輪支持用軸受ユニットの従来構造の第２例を示す断面図。 同第３例を示す半部断面図。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ ハブ
２、２ａ 内輪
３、３ａ 外輪
４ 転動体
５ 取付フランジ
６ａ、６ｂ 内輪軌道
７、７ａ 小径段部
８、８ａ 円筒部
９ かしめ部
１０ 段差面
１１ 結合フランジ
１２ａ、１２ｂ 外輪軌道
１３ 軸部材
１４ 間座
１５ 大径段部
１６ 案内面部
１７ 軸方向外端縁
１８ 軸方向外端縁

Claims (2)

1. 軸部材と、内輪とを備え、この軸部材の軸方向一端寄り部分にこの内輪を外嵌すると共に、この軸部材の軸方向一端部に設けた円筒部のうち上記内輪の軸方向一端面から突出した部分を径方向外方に向け塑性変形させる事で形成したかしめ部により、上記内輪の軸方向一端面を抑え付ける事で、この内輪を上記軸部材に結合固定している車輪支持用軸受ユニットに於いて、この内輪の内周面の軸方向一端部に、この内周面の軸方向中間部よりも内径寸法が大きくなった大径段部が存在し、且つ、上記かしめ部の形成に伴って拡径した上記円筒部の外周面のうちで、上記大径段部の径方向内側に存在する部分のうちの少なくとも軸方向他端側部分が、この大径段部に接触していない事を特徴とする車輪支持用軸受ユニット。
2. 軸部材の円筒部の軸方向他端縁と、内輪の大径段部の軸方向他端縁とが、軸方向に関して互いにほぼ同じ位置に存在している、請求項１に記載した車輪支持用軸受ユニット。

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