JP2009516147A - 統合軸受アセンブリおよびその組立方法 - Google Patents

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Abstract

軸の周りの回転を促進するためのホイールエンド（Ａ〜Ｆ）またはその他のアセンブリは、管状ハウジング（２）と、上記ハウジング内へと伸張する支軸（２０）と、上記ハウジングおよび支軸の間に複列転がり軸受（６、１２０）とを含有する。上記軸受は、上記支軸上に適合する、少なくとも一つの別個のインナーレース（５０、１２６）を含有し、そのレースの軸方向の位置が、上記軸受のセッティングを決定する。好ましくは、スペーサー（６６、１５０、１６０）が、上記インナーレースと、バッキングエレメント（３０、４８、６０、１１０、１３２）との間に、支軸の回りに適合する。上記アセンブリは、支軸の端部を、変形がインナーレースをバッキングエレメントに向って駆動し、存在するならばスペーサーをつぶすのに十分であるように、別個のインナーレースの端部に接触するように外側に変形することによって結合される。支軸の端部の変形は、軸受における所望の予荷重が反映されるトルクを軸受が生じさせるまで継続する。

Description

関連出願との相互参照
この出願は２００５年１１月１８日に出願された米国特許出願番号１１／２８３、１６０に由来し、当該出願からの優先権を主張する。
技術分野
本発明は、概して軸受けに関し、より具体的には統合軸受アセンブリおよびその組立方法に関する。
現在の自動車および軽トラックの製造には、外注業者からパッケージ化された状態で入手される数々の部品が含まれる。上記パッケージ化された部品は自走車両の組立に要する時間を削減し、さらに、組立ラインから重要な調整(critical adjustment)を排除することにより、車両の品質を向上させる。いわゆる「ホイールエンド(wheel ends)」は、自走車両の組立を促進した、パッケージ化された部品の一種を代表する。
代表的なホイールエンドは、ステアリング・ナックルまたはその他のサスペンション垂直板(upright)に対してボルト留めされたハウジングと、主車輪(road wheel)が取り付けられたフランジおよび上記フランジから上記ハウジング内へと突出する支軸(spindle)を備えるハブと、上記ハウジングおよび上記ハブ支軸の間に位置し、上記ハブが上記ハウジング内で最小の摩擦において回転することを可能にする転がり軸受とを有する。進歩的な型のホイールエンドにおいては、ホイールエンドを恒久的に結合するように、上記支軸の内側端部が、上記軸受の端部の上に形成されている。
実際、軸受は先細ローラーなどの転がり要素を有し、上記転がり要素がそれに沿って転がる２つの列および軌道に組織されている。外側列の上記軌道および列の転がり要素は、軸受が軸方向ならびに半径方向の両方にスラスト荷重を移送できるように、内側の軌道および転がり要素の反対側に方向づけられている。また、内側列用のインナーレースウェイ、すなわち、支軸の内側端部における、支軸の周りのレースウェイは、ハブ支軸からとは別に形成されたレース上にあるため、このレースの軸方向の位置が軸受全体のセッティングを決定し、そのセッティングは軸受に軽い予荷重を提供すべきことが好ましい。内側インナーレースがいったん支軸上に据え付けられると、上記支軸の端部が、上記レースの端部に対して外側に変形され、少なくとも結合された形のホイールエンドにおいては、恒久的に軸受を捕捉する。内側インナーレースが、ハブ支軸上の正しい位置とみなし、そのことにより軸受に正しいセッティングを提供するためには、そのインナーレースは、かなりの精度において加工されなければならない。これには時間がかかり、ホイールエンドのコストを増加させる。
特許文献１は、ホイールエンドを利用するための、ハブ支軸の端部をすえ込むための回転成形プロセスを開示するが、精密に加工されたインナーレースを必要とする。特許文献２は、これもまた精密な加工を必要とする、より洗練されたプロセスを開示する。特許文献３は、一つのまとまりにされた軸受における予荷重を検証するためのプロセスを開示するが、複雑な装置および長いサイクル時間を必要とする。
米国特許第６、４４３、６２２号 米国特許第６、５３２、６６６号 米国特許第６、４６０、４２３号
図を参照すると、要するに軸受アセンブリであるホイールエンド(wheel end)Ａ（図１）は、主車輪(road wheel)Ｒを、自動車のサスペンションシステム部品Ｓへ連結し、主車輪Ｂが軸Ｘの周りを回転し、上記車輪Ｂおよびサスペンションシステム部品Ｓの間の半径方向荷重およびスラスト荷重の両方を両軸方向へ移送することを可能とする。主車輪Ｒが車両を操縦する場合、上記サスペンションシステム部品Ｓはステアリング・ナックルの形を取る。それが操縦しない場合は、上記サスペンションシステム部品Ｓは単純なサスペンション垂直板(upright)である。上記ホイールエンドＡは、上記サスペンションシステム部品Ｓへボルト留めされており、アウター部材を提供するハウジング２と、主車輪Ｂが取り付けられ、インナー部材を提供するハブ４と、上記ハウジングおよびハブ４の間に位置し、後者が前者に対して最小の摩擦において軸Ｘの周りを回転することを可能とする軸受６とを含有する。上記ホイールエンドＡは、わずかな予荷重下において、その軸受６と恒久的に結合される。
好ましくは鍛造物であり、高炭素鋼から形成されるハウジング２は、管状の略円筒形ボディー１０と、上記ボディー１０の両端の略中間に、上記ボディー１０から半径方向に突出する、三角形または長方形のフランジ１２とを含有する（図１）。上記ボディー１０の内側セグメントは、上記フランジ１２がボルト１４で固定されている上記部品Ｓと、上記フランジ１２とが接触するように、上記サスペンションシステム部品Ｃに受け入れられている。このように、ホイールエンドＡは、そのハウジング２のフランジ１２においてサスペンションシステム部品Ｃに取り付けられている。
好ましくは鍛造物であり、高炭素鋼から形成される上記ハブ４は、ハウジング２の管状ボディー１０を通って伸張する支軸２０と、上記支軸２０の外側端部において上記支軸２０と一体形成されているフランジ２２とを含有する（図１）。上記フランジ２２は、ブレーキディスク２８および主車輪Ｂを上記ハブ４へ固定するための耳付きナット２６のねじ山越しに耳付きボルト２４と適合する。
円筒形軸受座３４へ通じ、順に成形された端部３６へ通じる拡大領域３０において、上記支軸２０は上記フランジ２２と融合する。上記成形された端部３６は、軸Ｘから外側に離れて方向付けられ、軸Ｘに対して四角に区切られており、上記拡大領域３０に向って備えられた内面３８を提供する。
上記軸受６は、ハブ４の支軸２０と、ハウジング２との間に位置し、ハブ４が軸Ｘの周りをハウジング２に対して回転することを可能とする。それは、ハウジング２のための管状ボディー１０の内部表面上に形成された２つのアウターレースウェイ４０および４２を含有し（図１）、前者は外側で、後者は内側である。２つのレースウェイ４０および４２は、ハウジング２の両端の略中央である、それらが最も近いところにおいてその直径が最小であるように、互いに向って、下側へ先細になる。レースウェイ４０および４２に沿って、ハウジング２は、誘導加熱および焼き入れによって硬化される。２つのアウターレースウェイから離れて、軸受６は、インナーレースウェイ４４と、支軸２０の拡大領域３０上のスラストリブ４６とを含有する。上記レースウェイ４４は、外側の場所に位置し、外側のアウターレースウェイ４０に向いており、ハウジング２の中心へ向って下側へ、同じ方向に先細になる。上記スラストリブ４６は、上記レースウェイ４４の大きい端部に沿って伸張する。レースウェイ４４およびスラストリブ４６の両方に沿ってハブ４は、誘導加熱および焼き入れによって表面硬化(case hardened)される。レースウェイ４４の反対側の小さい端部の向こうに、軸受６は、フランジ２２から離れた方に向いたショルダー４８を有する。それは成形された端部３６の内面３８に向って備えられ、拡大領域３０の端部がバッキングエレメントとして作用することを可能とする。
また、上記軸受６は、支軸２０の軸受座３４上に締まりばめで適合する、コーン５０の形の当初分離(initially separate)インナーレースを有する（図１）。それは表面硬化された軸受鋼から形成されていることが好ましく、ハウジング２上の内側アウターレースウェイ４２に向って外側に備えられ、ハウジング２の中央に向って下側に、同じ方向に先細になるインナーレースウェイ５２を含有することが好ましい。そのレースウェイ５２の大きい端部において、上記コーン５０は、軸Ｘに対して四角に区切られた背面(back face)５６に通じるスラストリブ５４を有する。そのレースウェイ５２の小さい端部において、コーン５０は、これもまた軸Ｘに対して四角に区切られたコーンの表面(front face)へ通じるリテーニングリブ５８を有する。
軸受６を完結するのは、一方は外側レースウェイ４０および４４の間に位置および接触しており、他方は内側レースウェイ４２および５２の間に位置および接触している、２列に組織された、先細ローラー６２の形の転がり要素である。各列の上記ローラー６２は、頂点上にある。このように、上記外側レースウェイ４２および４６および外側ローラー６２がその中に位置する円錐状のエンベロープは、上記軸に沿った共通の点にその頂点を有し、同様に、内側レースウェイ４２および５０および内側ローラー６２がその中に位置する円錐状のエンベロープも、軸Ｘに沿った他の共通の点にその頂点を有する。各列のローラー６２は、ローラー６２間の適切な間隔を維持し、さらに、ハウジング２がない場合にそれらの各インナーレースウェイ４４および５２の回りの場所にそれらを保持するケージ６４によって分離されている。
上記コーン５０は、支軸２０の軸受座３４上に締まりばめで適合し、支軸２０の拡大領域３０および支軸２０の成形された端部３６の間に補足されて位置する。実際は、その背面５６は、成形された端部３６の内面３８に接触して位置し(bear against)、一方その表面６０は、支軸２０の拡大領域３０の端部において、ショルダー４８に向かい、けれども離れて備えられている。
好ましくは、上記ショルダー４８およびコーン５０の背面５６の間の空間は、両者に接触して位置し、円周方向に軸受座３４のほぼ全体の回りに伸張する、つぶれた(collapsed)スペーサー６６によって占有される。上記スペーサー６６は、軟金属から形成されていることが好ましい。いかなる場合においても、その構成(configuration)と共に、スペーサー６６を形成する物質は、支軸２０のショルダー３２およびコーン５０の表面６０の間で圧縮された際に、ハブ支軸２０の拡大領域３０またはコーン５０のいずれかが塑性的に変形するのに要する力よりも小さい力の下で、スペーサー６６が塑性的に変形するようなものである。
ハウジング２およびその端部は、軸受６の端部を閉じ、軸受６に汚染物質が入ることを阻止すると共に潤滑剤を軸受６内に保持する、シール７０を含有する。
最初に、ハブ４は、その支軸２の内側端部において、成形された端部３６を有さない。その代わりに、それは、軸受座３４の延長部を形成する変形可能な端部７４（図３）と共に製造され、それは、軸受座３４の外径と同じ外径を有する。このように、外側に備えられた変形可能な端部７４の表面と、軸受座３４とは区別ができない。また、製造時にスペーサー６６は、完成されたホイールエンドＡにおいて想定される厚さよりも幾分厚く、すなわち、その軸方向の寸法は、当初はより大きい。
ホイールエンドＡを組立てるために、ローラー６２の内側列が、ハブ支軸２０の拡大領域３０上である内側インナーレースウェイ４４の周りに、内側列のためのケージ６４によってこれらのローラー６２が保持されるように据え付けられる（図３Ａ）。同様に、外側シール７０は拡大領域３０上のスラストリブ４６に適合される。その結果、ハウジング２は支軸２０を横切り、その外側レースウェイ４０が外側列のローラー６２に接触して設置するように進められ、ローラー６２はインナーレースウェイ４４にも接触して設置される（図３Ｂ）。次に、その原型(original)の構成のスペーサー６６を、支軸２０上に据え付け、拡大領域３０上のショルダー４８に接触させる。スペーサー６６を所定の位置に配置後、そのレースウェイ５２の回りに外側ローラー６２の補足物を有するコーン５０は、その表面６０がスペーサー６６と接触するまで軸受座３４上に押し付けられる（図３）。この状況において変形可能な端部７４は、コーン５０の背面５６の向こう側へ突出し、軸受６は正しい尺度の軸方向の遊びを有する。そういうものとして、軸受６内に間隙が存在する。
いったんコーン５０が支軸２０の回りの所定の位置に配置されると、部分的に組立てられたホイールエンドＡは、領域支持から離れて突出するその支軸２０でハブ４を支持するように構成されたテーブル８０と、上記テーブル８０に向って備えられた成形面(contoured face)を有する成形器具８２とを含有する回転成形装置Ｄ（図２）に提供される。ハブ４は、しっかりと保持され、テーブル８０と相対的に回転できないように、テーブル８０と接触して設置される。けれども、テーブル８０は支軸２０の軸Ｘの周りの力の下で回転し、ハブ４全体を回転する。テーブル８０はさらに、軸Ｘに沿って前後に平行移動する能力を有する。成形器具８２は、軸Ｘに対して傾いた軸Ｙの周りの力の下で回転する。ハウジング２は、軸受６を介して保持されたハウジング２へ伝達されたトルクを測定する装置８６によって、回転に対して保持される。特許文献１は、成形装置Ｄおよびその作動をより詳細に開示し、この開示に参照することにより援用される。
テーブル８０およびハブ４が軸Ｘの周りを回転している状態で、ハブ４は、これもまた回転する成形器具８２に向って前進される。前進することにより、変形可能な端部７４は回転する成形器具８２の成形面８４に接触する（図３Ｂ）。テーブル８０は、変形可能な端部７４を上記面８４に対して押し付け、上記面８４は上記端部７４を軸Ｘから離れて外側に変形する（図３Ｃ）。上記端部７４の変形は継続し、上記端部７４をコーン５０の背面５６上に持ってくる。テーブル８０の継続的な前進で、上記端部７４はコーン５０の背面５６に接触して位置し、コーン５０全体をハブ４の拡大領域３０およびフランジ２２に向って駆動する（図３Ｄ）。スペーサー６６は、上記前進に耐えるが、それでも、付与された力の下でつぶれる。しかしながら、支軸２０の拡大領域３０上のショルダー４８またはコーン５０のいずれも変形されない。スペーサー６６によって提供される耐性は、大きく、平らな接触範囲が成形された端部３６の反対となる状態で、変形可能な端部７４が成形された端部３６へと変形することを可能とし、すなわち、それは、コーン背面５６と接触して位置する場所において、変形された端部３６に内面３８を提供する。テーブル８０の前進は、ハウジング２に連結された拘束具が、軸受６の所望の予荷重と相互に関連する規定のトルクを測定するまで、この接合点においてゆっくりと継続される。その際、テーブル８０の前進は停止するが、テーブル８０は、成形器具８２のように、回転し続ける。要するに、プロセスはドエルフェーズに入る。ドエルフェーズの間にトルクが規定の大きさのままであった場合、テーブル８０は引っ込められ、ホイールエンドＡは、それから取り除かれ、外側シール７０がハウジング２上に据え付けられる。
実際は、ホイールエンドＡは、スペーサー６６なしで組立てられてもよい。その場合、そうでなければスペーサー６６によって占領される間隙は、空間となる。互いに接触する
先細ローラー６２および先細レースウェイ４０、４２および４４、５２の配置が、コーン５０の表面６０がハブ支軸２０の拡大領域３０上のショルダー４８と接触して位置することを防止する。回転するハブ４から、先細ローラー６２を介して、ハウジング２へ伝達され、拘束具８６において測定されるトルクは、支軸２０の成形された端部３６が正しい位置とみなした時を判断する。言い換えると、経験的に判断された規定のトルクが、軸受６のために望まれた予荷重を反映する。しかしながら、スペーサー６６の存在が内側コーン５０の背面５６と、成形された端部３６との間の良好な接触を構築することを助ける。また、スペーサー６６は、ハブ４の支軸２０に追加の程度の剛性を付与するため、ホイールエンドＡを介して大きな半径方向の荷重が伝達された場合に、支軸２０はより少ないたわみを経験する。
ショルダー４８と、コーン表面６０との間の、変形前のスペーサー６６には、様々な構成が想定される。それは、開口端を有する単純なサークリップ９０の形をとってもよく（図４）、または、その端部を互いに溶接することによって成形された閉じたサークリップ９２でもよい。サークリップ９０および９２は、円形断面、正方形断面、長方形断面、または多角形断面のワイヤーから形成されていてもよい（図４）。他の断面構成もスペーサー６６のために十分であろう−実際は、機能する異なる形状は無限に存在する。ワイヤーは、延性鋼、アルミニウム、銅、黄銅、または、変形することができるいかなる物質でもよい。スペーサー６６は、その両端にフランジ９６と、上記ショルダー４８およびコーン背面５６を介して付与される圧縮力の下で上記フランジ９６と押し付けられた際に外側に変形する円筒形介在部９８とを有するスリーブ９４（図５）の形をとってもよい。同様に、スペーサー６６は、軸方向に向けられた端部１０２と、外側にたわむ介在部１０４とを有するスリーブ１００（図５）の形をとってもよい。上記端部１０２が互いに押し付けられた際、介在部１０４はまださらに外側へたわむ。実際は、圧縮荷重下で変形するいかなるスリーブでも足りる。いずれのスペーサー６６を形成する物質に関わらず、ショルダー４８およびコーン表面６０の間の圧縮力を受けた際、ショルダー４８を含む拡大領域３０およびコーン５０のいずれかが塑性変形する前に、スペーサー６６には塑性変形が生じるべきである。
支軸２０のインテグラルセグメント上に外側インナーレースウェイ４４を形成する代わりに−基本的にはコーンは支軸２０へ組み込まれている−改良されたホイールエンドＢ（図６）は、分離した外側コーン１１０上に外側インナーレースウェイ４４を有する。コーン１１０を適合させるために軸受座３４は、ハブフランジ２２に向ってさらに伸張し、フランジ２２に隣接して位置するショルダー１１２において終結する。外側コーン１１０は、上記伸張された軸受座３４に締まりばめで適合し、その背面５６においてショルダー１１２と接触して位置する。外側コーン１１０の表面６０は、スペーサー６６がそれに対してつぶされる、バッキングエレメントまたはショルダーとして作用し、そのため、ホイールエンドＡの拡大領域３０上のショルダーに相当する。
ハウジング２と、支軸４との間の先細ローラー軸受６の代わりに、他の改良されたホイールエンドＣ（図７）はアンギュラコンタクト玉（ボール）軸受１２０を利用する。上記ホイールエンドＣは、ハウジング２内に弓形外側レースウェイ１１２と、支軸４の拡大領域３０上の弓形内側レースウェイ１２４と、他の弓形インナーレースウェイ１２８を有する内側インナーレース１２６と、インナーレースウェイ１２４および１２８およびもちろん外側レースウェイ１２２内に２列に配置されたボール１３０とを有する。スペーサー６６は、内側レース１２６と、拡大領域３０上のショルダー４８との間に適合する。
ホイールエンドＤ（図８）は、別のインナーレース１３２上の内側インナーレースウェイ１２４を有し、その場合は軸受座３４がショルダー１１２まで伸張される必要がある。スペーサー６６は、２つのインナーレース１２６および１３２の表面の間に適合する。実際は、外側レース１３２の端部は、それに対してスペーサー６６が変形される、バッキングエレメントまたはショルダーを形成する。
先細アウターレースウェイ４０および４２は、ハウジング２内へ押し付けられる、カップと呼ばれる別のアウターレース上にあっても、または、ダブルカップと呼ばれる一つのアウターレース上にあってもよい。同様に、弓形アウターレースウェイ１２２は、ハウジング２に適合された別のレース上にあっても、または一つのアウターレース上にあってもよい。
さらに他の改良されたホイールエンドＥ（図９）は、ハブ４の角速度を感知する能力を有し、アンチロック・ブレーキ・システムおよびトラクション・コントロール・システムの動作を促進する。この観点から、ハウジング２には、その内部に、先細アウターレースウェイ４０の小さい端部間に開口する穴１４０が備えられている。上記穴１４０は、軸Ｘに傾いて位置し、サスペンションシステム部品Ｓに接触するフランジ１２の面からわずかにオフセットした位置において、ハウジング２から外に広がる(open out)。上記傾いた穴１４０は、先細ローラー６２の小さい端部または他の転がり要素の間でハブ４と共に回転するターゲットホイール１４４の周囲面に向って、上記周囲面に近接して備えられるプローブ１４４をその内側端部に有する、センサー１４２を含有する。上記プローブ１４４は、ターゲットホイール１４６およびハブ４の角速度を反映する電気信号を生成する。
わずかな締まりばめで軸受座３４と適合し、拡大領域３０上のショルダー４８および内側コーン５０の表面６０の間にぴったりと合って位置する、伸張されたスペーサー１５０によってターゲットホイール１４６は運ばれる。それは、ターゲットホイール１４４も締まりばめでその上に適合する円錐形外部表面１５４が備えられた管状ボディー１５２を有する。ボディー１５２の一端は、軸Ｘに垂直に位置する表面を提供し、その端部でボディー１５２はショルダー４８と接触して位置する。他端において上記ボディー１５２は、変形可能な部分１５６へと融合する、すなわち、少なくとも当初はボディー１５２よりも薄い。変形可能な部分１５６は、コーン５０の表面６０と接触して位置し、ハブ支軸２０の変形可能な端部７４が成形された端部３６へ変化するにつれて、コーン５０に付与された圧縮力の結果として変形される。スペーサー１５０が支軸３０の拡大領域３０およびコーン５０の間で圧縮されると、そのショルダー４８を含む拡大領域３０またはその表面６０を含むコーン５０にいかなる塑性変形が生じる前に、スペーサー１５０の変形可能な部分１５６は塑性変形するべきである。同様に、スペーサー１５０の管状ボディー１５２が塑性変形する前に塑性変形するべきである。
変形可能な部分１５６は、その断面が当初、管状ボディー１５２から離れて備えられるその最小端部で台形でもよく、または長方形でもよい（図１０）。また、それは、Ｔの横材が管状ボディー１５２から離れるように向けられており、つぶす力が付与された際にＴの足が変形するような、断面がＴ型でもよい。また、そうでなければ長方形の変形可能な端部１５６の端部は、丸みを帯びていてもよい。変形可能な端部１５６は断面が、丸みを帯びた頂点に力が付与されるように備えられた、丸みを帯びた頂点を有する三角形であってもよい。変形可能な部分１５６には、他の断面構成も利用できる。構成に関わらず、変形可能な部分１５６は、コーン５０または支軸４の拡大領域３０のいずれかが塑性変形する前に、および、同様にメインボディー１５２が塑性変形する前に塑性変形するべきである。
もちろん、外側コーン１１０は、そのコーン１１０の表面６０がショルダー４８として機能し、スペーサー１４０が２つのコーン５０および１１０の表面６０の間で圧縮されるように、支軸４の拡大領域３０に代替されてもよい。
かなりの点においてホイールエンドＡと同じである、さらに他の改良されたホイールエンドＦ（図１１）においては、スペーサー１６０が支軸２０の拡大領域３０の一体部分として形成されている。スペーサー１６は、拡大領域３０のショルダー４８から突出する。ショルダー４８の向こうで、スペーサーは内側コーン５０の表面６０と接触して位置する。拡大領域３０の一体部分として、スペーサー１６０はハブ４と同じ物質である、高炭素鋼から形成されている。熱処理において高炭素鋼は表面硬化されてもよいが、ハブ４は、レースウェイ４４および拡大領域３０のスラストリブ４６に沿ってのみ表面硬化される。この点において拡大領域３０は、レースウェイ４４およびスラストリブ４６に沿って誘導加熱され、その後、焼き入れ(quench)され、これにより、レースウェイ３０およびスラストリブ４６が他のハブ４よりも堅いままとなる。結果として、コーン５０を介して圧縮力が付与されると、スペーサー１６０が変形する。結局のところ、スペーサー１６０は、それのすぐ後に位置する、ショルダー４８および拡大領域３０のバッキングエレメントよりも小さな断面積を有する。硬化処理された高炭素鋼、または、好ましくは浸炭された後にその表面６０を含む外部表面が硬化された低炭素鋼のいずれかから形成されているため、内側コーン５０はスペーサー１６０が衝突しても変形しない。
スペーサー１６０は当初、すなわち変形前は、軸方向に軸Ｘに実質的に平行に向けられてもよい。変形されると、それは半径方向内側および外側に広がる傾向にある。一方、スペーサー１６０は当初、ショルダー４８からわずかに外側に、軸Ｘに対して幾分傾けて向けられてもよい。変形されると、それは内側および外側の両方に広がる傾向にあるが、内側よりも外側へより広がるかもしれない。一体スペーサー１６０には他の構成も利用できる。
上記レースは、スラスト荷重を伝達するために軸Ｘに対して傾いたレースウェイをいずれも有する、これらの深溝玉（ボール）軸受または球面ころ（ローラー）軸受であってもよい。さらに軸受６は、内側列に転がり要素の一構成、および、外側列に転がり要素の他の構成を含有する、ハイブリット型を前提としてもよい。例えば、内側列は先細ローラーを含有して単列先細ころ軸受として機能し、外側列は単列アンギュラコンタクト玉軸受として機能する玉軸受を含有しても、または、その逆でもよい。
ハウジング２、支軸２０、および軸受６はホイールエンドの一部である必要はないが、軸Ｘの周りの回転を促進が必要とされる他の目的を果たしてもよい。言い換えると、ホイールエンドＡに具現化された軸受アセンブリは、ハウジング２または支軸４またはその両方の改良を必要とし得る他の用途に利用されてもよい。
図１は、本発明に従って組立てられたホイールエンドの形における、軸受アセンブリの断面図である。 図２は、ホイールエンドを組立てるために使用される回転成形装置の立面図である。 図３Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、ホイールエンドを組立てるステップを順に示す部分断面図である。 図４は、ホイールエンドにおけるスペーサーのために使用することができるサークリップを図解する。 図５は、ホイールエンドにおけるスペーサーのために使用することができるつぶすことができるスリーブを図解する。 図６は、改良されたホイールエンドの断面図である。 図７は、アンギュラコンタクト玉軸受を利用する、他の改良されたホイールエンドの部分断面図である。 図８は、アンギュラコンタクト玉軸受を利用する、さらに他の改良されたホイールエンドの部分断面図である。 図９は、角速度を観測する能力をさらに有する、他の改良されたホイールエンドの断面図である。 図１０は、図９の改良されたホイールエンドに適した、拡大されたスペーサーの、対向する押しつぶされる表面の間で変形する前後の両方を示す部分断面図である。 図１１は、バッキングエレメントと統合され、次にハブ支軸と統合されて形成されたスペーサーを示す部分断面図である。

Claims (27)

  1. 軸の周りの回転を促進する軸受アセンブリを組立てるためのプロセスであって、
    前記軸受アセンブリは、前記軸に対して反対方向に傾いた第一および第二レースウェイを支える(carry)アウター部材と、
    前記軸に対して前記第一アウターレースウェイと同じ方向に傾いた第一インナーレースウェイおよび前記第一インナーレースウェイの軸方向の向こう側に位置するバッキングエレメントを支える支軸を含有するインナー部材と、
    前記第一アウターおよびインナーレースウェイ間に列を配置するために構成された第一転がり要素と、
    前記支軸上に適合するように構成され、前記軸に対して前記第二アウターレースウェイと同じ方向に傾いた第二インナーレースウェイを有する別個のインナーレースと、
    前記第二レースウェイ間に列を配置するために構成された第二転がり要素と、を含有し、
    前記プロセスは：
    前記インナー部材上に、前記第一アウターおよびインナーレースウェイの間に前記第一転がり要素を挿入するように前記アウター部材を据え付けることと；
    前記支軸上に、かつ、前記支軸によって支えられる前記バッキングエレメントと反対に、つぶれるスペーサーを配置することと；
    前記支軸上に、前記第二アウターおよびインナーレースウェイの間に前記第二転がり要素が挿入された状態で、前記インナーレースの一端が前記スペーサーの反対にあり、変形可能な端部が提供された状態では、前記支軸の一部が前記インナーレースの反対端の向こうに突出するように前記インナーレースを据え付けることと；
    前記支軸の変形可能な端部を、前記支軸上の前記インナーレースを補足する成形された端部を造るために前記支軸がその向こうに突出する前記インナーレースの端部に接触して、前記バッキングエレメントおよび前記インナーレースの間の前記スペーサーをつぶすのに十分な力を変形が前記インナーレースに及ぼすように変形することとを含有するプロセス。
  2. 前記変形可能な端部の前記変形が：
    前記インナー部材およびその支軸を回転し、前記支軸および回転成形器を、前記変形可能な端部が前記軸から離れて外側に変形し、それを前記成形された端部へ変えるために十分な力でくっつけることを含有することを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
  3. 前記インナー部材が回転する際に、前記アウター部材を制止することと；
    前記インナー部材が回転する際に、前記転がり要素を介して、前記アウター部材へ付与されたトルクを測定することと；
    所望の予荷重を反映する規定の大きさにトルクが達したら、前記変形を終結することとをさらに含有する請求項２に記載のプロセス。
  4. 前記別個のインナーレースは、一端に、スラスト荷重がそれを介して伝達される背面と、その反対側に表面とを有し；
    前記表面が前記スペーサーに向って備えられていることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
  5. 前記スペーサーが、前記バッキングエレメントまたは前記別個のインナーレースを塑性変形するのに必要とされる力よりも小さい力の下で変形されることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
  6. 前記バッキングエレメントがショルダーを含有し、前記スペーサーは当初は前記ショルダーから分離していることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
  7. 前記第一インナーレースウェイおよび前記バッキングエレメントは、前記支軸と一体形成されており、前記スペーサーは前記バッキングエレメントと一体形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプロセス。
  8. 主車輪(road wheel)を、自走車両のサスペンションシステム部品へ連結し、前記車輪が軸の周りを回転することを可能とするホイールエンド(wheel end)を組立てるためのプロセスであって、
    前記ホイールエンドは：
    前記サスペンションシステム部品への固定のために構成され、外側端部および内側端部を有するハウジングと；
    前記ハウジングの前記外側端部の反対に位置するフランジ、および、前記フランジから突出し、前記フランジから離れた変形可能な端部を有する支軸を有するハブと；
    軸受とから組立てられ、
    前記軸受は：
    前記軸へ向って内側へ備えられ、互いに前記軸に対して下側に向って傾いている、前記ハウジング内の外側および内側アウターレースウェイと；
    前記支軸によって支えられ、外側に向って備えられ、前記軸に対して前記外側アウターレースウェイと同じ方向に傾いている外側インナーレースウェイと：
    前記外側インナーレースウェイの前記小さい端部の軸方向の向こうに位置するバッキングエレメントと：
    前記支軸に適合するように構成された別のインナーレースであって、外側に向って備えられ、前記内側アウターレースと同じ方向に傾いている内側インナーレースウェイを有し、一端に、スラスト荷重がこれを介して伝達される背面、および、反対側の端部に表面をさらに有するインナーレースと；
    前記外側インナーレースウェイの回りに位置する外側転がり要素と；
    その内側インナーレースウェイにおいて、前記インナーレースの回りに位置する内側転がり要素とを含有し、
    前記プロセスは：
    前記外側アウターレースウェイが前記外側転がり要素の周りにあり、前記外側転がり要素が前記外側レースウェイの間に位置するように、前記ハブの前記支軸上に前記ハウジングを据え付けることと；
    前記内側転がり要素が前記内側インナーレースウェイおよび前記外側インナーレースウェイの間にあり、さらに、前記インナーレースの表面が合口面に向って、前記表面および前記バッキングエレメントの間にスペーサーが差し込まれた状態で備えられるように、前記支軸上に前記インナーレースを据え付けることと；
    前記軸から離れて外側に、前記インナーレースの前記背面上に、前記変形可能な端部を変形させることと；
    前記変形された端部が前記インナーレースの前記背面に接触して位置し、前記インナーレースをショルダーに向って駆動し、前記スペーサーをつぶすように、前記変形を継続することと；
    前記軸受が、所望の予荷重に達したら、前記変形を終結させることとを含む、プロセス。
  9. 前記変形可能な端部が変形されると、前記支軸は前記ハウジングに対して回転し；
    前記軸受を介して伝達されるトルクは観測され；
    前記支軸の端部の変形は、所望の予荷重を反映する規定の大きさにトルクが達したら終結されることを特徴とする請求項８に記載のプロセス。
  10. 前記スペーサーが、前記バッキングエレメントまたは前記インナーレースのいずれかを変形するのに必要とされる力よりも小さい力の付与の下で変形されることを特徴とする請求項８に記載のプロセス。
  11. 前記外側インナーレースと、前記バッキングエレメントとが、前記支軸上に形成されていることを特徴とする請求項８に記載のプロセス。
  12. 前記外側インナーレースと、前記バッキングエレメントとが、前記支軸上に適合する別個の外側レース上にあることを特徴とする請求項８に記載のプロセス。
  13. 前記ハウジングが速度センサーを含有し、前記速度センサーによって観測されるターゲットホイールを前記スペーサーが支え；
    前記スペーサーが、前記ターゲットホイールから離れた領域においてつぶされることを特徴とする請求項８に記載のプロセス。
  14. 前記スペーサーが管状ボディーを有し、一端に変形可能な部分を有し；
    前記ターゲットホイールは、前記管状ボディーによって支えられることを特徴とする請求項１３に記載のプロセス。
  15. 軸の周りの回転を促進するための軸受アセンブリであって、前記軸受アセンブリは：
    前記軸の周りに位置する管状ハウジングと；
    前記ハウジング内へ突出する支軸であって、軸受座、および、前記軸および前記支軸の一体部分としての軸受座から離れて外側に向けられた成形された端部を有する支軸と；
    前記支軸および前記ハウジングの間に位置し、一方を他方に対して回転することを可能とする軸受とを含有し、前記軸受は：
    前記ハウジングによって支えられ、前記軸に向って内側に備えられる第一および第二アウターレースウェイであって、前記軸に対して反対方向に傾けられたアウターレースウェイと；
    前記支軸によって支えられ、前記第一アウターレースウェイに向って外側に備えられ、前記第一アウターレースウェイと同じ方向に傾けられた第一インナーレースウェイと；
    前記成形された端部に向って備えられたバッキングエレメントと；
    前記軸受座の周りに位置する別のインナーレースであって、第二アウターレースウェイに向って外側に備えられ、前記第二アウターレースウェイと同じ方向に傾けられた第二インナーレースウェイを有し、前記成形された端部に接触する背面および合口面に向って備えられた表面をさらに有するインナーレースと；
    前記第一レースウェイ間に列を成して位置する第一転がり要素と；
    前記第二レースウェイ間に列を成して位置する第二転がり要素と；
    前記インナーレースの表面および前記バッキングエレメントの間に位置するスペーサーであって、前記成形された端部の構築中に、前記インナーレースが前記バッキングエレメントに向って駆動された結果としてつぶされるスペーサーと、含む軸受アセンブリ。
  16. 前記軸受が予荷重下にあることを特徴とする請求項１５記載のアセンブリ。
  17. 前記第一インナーレースウェイと、前記バッキングエレメントとが、前記支軸上に、前記支軸と一体形成されていることを特徴とする請求項１６記載のアセンブリ。
  18. 前記スペーサーが、前記バッキングエレメントと一体形成されていることを特徴とする請求項１７記載のアセンブリ。
  19. 前記第一インナーレースウェイと、前記バッキングエレメントとが、前記支軸の前記軸受座上に適合する他のインナーレース上にあることを特徴とする請求項１６記載のアセンブリ。
  20. 前記バッキングエレメントまたは前記インナーレースが塑性変形するよりも容易に、力の下で塑性変形する物質から、前記スペーサーが形成されていることを特徴とする請求項１６記載のアセンブリ。
  21. 請求項１６に記載のアセンブリを含有するホイールエンドであって；
    前記形成された端部から離れた前記支軸の端部にフランジを含有するハブの一部を、前記支軸が形成することを特徴とするホイールエンド。
  22. 前記レースウェイは先細であり、前記転がり要素は先細ローラーであることを特徴とする請求項１６記載のアセンブリ。
  23. 前記レースウェイは弓形であり、前記転がり要素はボールであることを特徴とする請求項１６記載のアセンブリ。
  24. 前記管状ハウジングは速度センサーを含有し；
    前記速度センサーによって観測されるターゲットホイールを前記スペーサーが支えることを特徴とする請求項１６記載のアセンブリ。
  25. 軸の周りの回転を促進する軸受アセンブリを組立てるためのプロセスであって、
    前記軸受アセンブリは、前記軸に対して反対方向に傾いた第一および第二レースウェイを支える(carry)アウター部材と、
    前記軸に対して前記第一アウターレースウェイと同じ方向に傾いた第一インナーレースウェイを支える支軸を含有するインナー部材と、
    前記第一アウターおよびインナーレースウェイ間に列を配置するために構成された第一転がり要素と、
    前記支軸上に適合するように構成され、前記軸に対して前記第二アウターレースウェイと同じ方向に傾いた第二インナーレースウェイを有する別個のインナーレースと、
    前記第二レースウェイ間に列を配置するために構成された第二転がり要素と、を含有し、
    前記プロセスは：
    前記インナー部材上に、前記第一アウターおよびインナーレースウェイの間に前記第一転がり要素を挿入するように前記アウター部材を据え付けることと；
    前記支軸上に、前記第二アウターおよびインナーレースウェイの間に前記第二転がり要素が挿入するように前記インナーレースを据え付けることと；
    前記アウターおよびインナー部材間に、相対的な回転をもたらすことと；
    前記相対的な回転中に前記支軸の変形可能な端部を、前記支軸上の前記インナーレースを補足する成形された端部を造るために前記支軸がその向こうに突出する前記インナーレースの端部の後に、前記転がり要素に予荷重を置くのに十分な力を変形が前記インナーレースに及ぼすように、変形することと；
    前記相対的な回転中に、一つの部材から他の部材へと、前記転がり要素を介して伝達されるトルクを観測することと；
    所望の予荷重を反映する規定の大きさにトルクが達したら、前記変形を終結することとを含有するプロセス。
  26. 前記相対的な回転をもたらすことが、前記インナー部材を前記アウター部材と相対的に回転することを含み；
    前記変形可能な端部の前記変形が、前記支軸および回転成形器を、前記変形可能な端部が前記軸から離れて外側に変形し、それを前記成形された端部へ変えるために十分な力でくっつけることを含有することを特徴とする請求項２５に記載のプロセス。
  27. 前記トルクの観測が、前記インナー部材が回転する際に、前記アウター部材を制止することと；
    前記インナー部材が回転する際に、前記転がり要素を介して、前記アウター部材へ付与されたトルクを測定することとを含有することを特徴とする請求項２６に記載のプロセス。
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