JP2012201205A

JP2012201205A - 車輪用転がり軸受装置

Info

Publication number: JP2012201205A
Application number: JP2011067295A
Authority: JP
Inventors: Masao Takimoto; 将生滝本
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-10-22

Abstract

【課題】ハブシャフトの軸端をかしめ加工することで、転がり軸受がハブシャフトにかしめ固定されている車輪用転がり軸受装置にあって、製造を容易にするとともに、所定の密閉性能とすることが可能な車輪用転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】フランジ６を軸方向一端側に有したハブシャフト１と、内輪３と外輪４との間に介装された転動体５と、外輪４の内周面４ａと内輪３の外周面３ｂの間の軸方向他端側に装着された密封装置８とを備えた複列の転がり軸受２と、転がり軸受２がハブシャフト１の軸方向他端側の端部がかしめ固定された車輪用転がり軸受装置１０１において、密封装置８を外嵌させる内輪３の外周面３ｂは、軸方向他端側に向かって縮径されるテーパー形状であり、かしめにより弾性変形させられた状態で、外周面が回転中心と平行となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の懸架装置に車輪を回転自在に支持するために使用される車輪用転がり軸受装置に関する。

従来、車輪用転がり軸受装置として、軸方向一端部に設けられたハブフランジを介して車輪に連結されるハブシャフトと、このハブシャフトに外嵌された内輪と、内輪に対向して設けられ、車両の懸架装置に取付けられる外輪と、この外輪と内輪との間に介装された転動体からなる転がり軸受を備えたものが知られている。

この車輪用転がり軸受装置の転がり軸受は、内輪をハブシャフトに圧入嵌合させ、ハブシャフトの軸端をかしめ加工することにより、径方向外方に塑性変形させて、ハブシャフトに固定する構造となっている。このかしめ加工において、かしめ部をかしめ広げる力が加わると、かしめ部に隣接する内輪の内周面に径方向外方に向いた力が加わり、内輪が弾性変形させられる。そして、内輪の弾性変形により、内輪軌道面が設計上の形状（角度）と変わってしまう場合があった。

例えば、特許文献１に記載された従来技術では、ハブシャフトの軸端のかしめ加工により内輪が弾性変形させられた状態で、内輪軌道面の形状が、所定の形状を確保するよう設計されている車輪用転がり軸受装置が開示されている。これによれば、内輪をハブシャフトに圧入嵌合させ、ハブシャフトの軸端をかしめ加工した後も、所定の内輪軌道面の形状を確保することができる。（特許文献１の図１参照）

特開２００２−２０６５３８号公報

しかしながら、このような車輪用転がり軸受装置にも、課題は残されている。
特許文献１の車輪用転がり軸受装置では、外輪の内周面と内輪の外周面の間の軸方向両端の環状空間部には、それぞれ密封装置が装着されており、転がり軸受の内部に泥水等の異物が浸入するのを防止している。この密封装置は、いわゆるパックシールであり、芯金部材と、芯金部材に弾性部材が固着されたシール部材と、スリンガとから構成されている。密封装置は、この環状空間部に圧入することで、内輪の外周面にスリンガを圧入嵌合させるとともに、外輪の内周面に芯金部材を圧入嵌合させて装着される。装着された密封装置は、芯金部材とスリンガが対向配置され、内外輪間の環状空間部をシール部材により密閉している。

車輪用転がり軸受装置の製造において、内輪をハブシャフトに圧入嵌合し、ハブシャフトの軸端をかしめ加工して固定した後に、密封装置を装着する。このかしめ加工による内輪の弾性変形により、密封装置のスリンガが圧入される内輪の外周面が、設計上の形状と変わってしまう場合がある。そのため、密封装置の装着において、スリンガを圧入させる際の圧入代が適正とならず、密封装置が装着できない場合があり、製造に支障をきたす可能性がある。また、密封装置が装着ができた場合にも、内輪の外周面の形状の変形により、スリンガのフランジ面が軸方向に対し傾きが発生すると、スリンガに対向配置されたシール部材との相対位置がずれて、サイドリップの締め代が周方向にばらつき、密閉性能が低下する可能性がある。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ハブシャフトの軸端をかしめ加工することで、転がり軸受がハブシャフトにかしめ固定されている車輪用転がり軸受装置にあって、製造を容易にするとともに、所定の密閉性能とすることが可能な車輪用転がり軸受装置を提供することにある。

上記問題点を解決するために提供される請求項１に記載の発明は、外周部に車輪を取り付けられるフランジと、前記フランジを軸方向一端側に有し、複列の転がり軸受の片列の内輪を外嵌させる内輪嵌合面を軸方向他端側に有し、前記内輪嵌合面に隣接して他の片列の第１内輪軌道面を有するハブシャフトと、第２内輪軌道面を有し、前記ハブシャフトの軸方向他端側に外嵌装着された内輪と、前記内輪に対向して設けられ、車両の懸架装置に取付けられる外輪と、前記ハブシャフトと前記外輪との間に介装された転動体と、前記外輪の内周面と前記内輪の外周面の間の軸方向他端側に装着された密封装置とを備えた転がり軸受と、前記転がり軸受が、前記ハブシャフトの軸方向他端側の端部が径方向外方に塑性変形されることで前記ハブシャフトにかしめ固定された車輪用転がり軸受装置において、前記密封装置を外嵌させる前記内輪の外周面は、軸方向他端側に向かって縮径されるテーパー形状であり、前記かしめにより弾性変形させられた状態で、外周面が回転中心と平行となることを特徴とする。

本請求項の車輪用転がり軸受装置は、内輪の外周面が、かしめにより弾性変形させられた状態で、外周面が回転中心と平行となるように、かしめ前の状態で、軸方向他端側に向かって縮径されるテーパー形状となっているので、密封装置を圧入する際のスリンガの圧入代が適正となり、製造を容易におこなうことができる。また、スリンガとシール部材との相対位置がずれることないので、所定の密閉性能とすることができる。

本発明によれば、ハブシャフトの軸端をかしめ加工することで、転がり軸受がハブシャフトにかしめ固定されている車輪用転がり軸受装置にあって、製造を容易にするとともに、所定の密閉性能とすることが可能な車輪用転がり軸受装置を提供することができる。

本発明の実施形態の車輪用転がり軸受装置。図１の第１密封装置の拡大断面図。本発明の実施形態のかしめ加工前の車輪用転がり軸受装置の説明図。図３の要部の拡大図。本発明の実施形態のかしめ加工後の車輪用転がり軸受装置の説明図。図５の要部の拡大図。

以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本発明の実施形態の車輪用転がり軸受装置１０１の断面図である。図２は、図１の第１密封装置８の拡大断面図である。図３は本発明の実施形態のかしめ加工前の車輪用転がり軸受装置１０１の説明図であり、図４は図３の要部の拡大図である。図５は本発明の実施形態のかしめ加工後の車輪用転がり軸受装置１０１の説明図であり、図６は図５の要部の拡大図である。なお、図３〜図６には、複列玉軸受の内輪だけで示してある。

図１に示すように、本実施形態の車輪用転がり軸受装置１０１は、軸方向一端部側に設けられたハブフランジ６を介して、車輪に連結されるハブシャフト１と、このハブシャフト１を車体の懸架装置に対して、回転自在に支持するための複列玉軸受２とを備えている。

このハブシャフト１は、ハブフランジ６を軸方向一端側に有し、軸方向他端側に内輪嵌合面１ｂを有している。ハブフランジ６は、径方向外方に延びるように円環状に形成され、車輪のホイール（図示せず）にボルト２１を介してフランジ６と締結されている。

内輪３には、複列玉軸受２の片列の第２内輪軌道面１２及び外周面３ｂが形成されている。ハブシャフト１は、内輪嵌合面１ｂに隣接して、複列玉軸受２の他の片列の第１内輪軌道面１１が外周面に直接形成されている。内輪３は、ハブシャフト１の軸方向他端側の内輪嵌合面１ｂに外嵌されている。外輪４は、外周部に懸架装置の取付部７及びボルト孔２２が形成されており、内周面に第１外輪軌道面１３と第２外輪軌道面１４が形成されている。

複列玉軸受２は、ハブシャフト１の第１内輪軌道面１１と内輪３の第２内輪軌道面１２と、対向して配置された外輪４の第１外輪軌道面１３と第２外輪軌道面１４と、これら２列の軌道面の間に転動可能に介装された転動体である玉５から構成されている。

第１密封装置８は、複列玉軸受２を構成する外輪４の内周面４ａと内輪３の外周面３ｂの間の軸方向他端側に装着され、第２密封装置９は、外輪４の内周面とハブシャフト１の外周面の間の軸方向一端側に装着されている。この第１密封装置８及び第２密封装置９により、複列玉軸受２の内部に泥水等の異物が浸入するのを防止している。

内輪３は円筒状に形成され、内輪３の軸方向一端側の端面をハブシャフト１の段差面１ｃに当接して、内周面３ａをハブシャフト１の内輪嵌合面１ｂに圧入嵌合されている。そして、ハブシャフト１の軸端のかしめ部１ａを、かしめ加工により径方向外方に拡径して、かしめ部１ａを内輪３の軸方向他端側の端面に密着させて、内輪３をハブシャフト１に固定している。なお、図１の実線にて示されるかしめ部１ａは、かしめ後の形状を示しており、かしめ前の形状を破線にて示している。

図２に示すように、第１密封装置８は、いわゆるパックシールであり、芯金部材３１と、芯金部材３１に弾性部材３２が固着されたシール部材３０と、スリンガ４０とから構成されている。この芯金部材３１とスリンガ４０は対向配置されて、シール部材３０のサイドリップ３２aがスリンガ４０のフランジ面４０ｃに摺接されて、内外輪間の環状空間部を密閉している。

第１密封装置８の芯金部材３１は、環状に形成され、断面Ｌ字形状を有している。芯金部材３１は、円筒状の芯金固定部３１ｂと、芯金固定部３１ｂにつながり、芯金固定部３１ｂに対し径方向水平に向いた径方向延在部３１ａとからなる。芯金部材３１は、冷延鋼板であるＳＰＣＣ等からなり、プレス加工されて形成される。

第１密封装置８のスリンガ４０は、環状に形成され、断面Ｌ字形状を有している。スリンガ４０は、スリンガ固定部４０ｂと、スリンガ固定部４０ｂにつながり、スリンガ固定部４０ｂに対し径方向水平に向いたフランジ部４０ａとからなる。スリンガ４０は、ステンレス鋼等の金属板からなり、プレス加工されて形成される。

第１密封装置８の弾性部材３２は、環状に形成され、芯金部材３１を覆うように固着されている。弾性部材３２は、軸方向に延在するサイドリップ３２ａと、径方向に延在するラジアルリップ３２ｂ及びグリースリップ３２ｃとを有する。シール部材３０は、芯金部材３１及び弾性部材３２が、互いに固定されて一体となって構成されている。弾性部材３２は、ゴム材からなり、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）、ＡＣＭ（アクリルゴム）、ＶＭＱ（シリコンゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）等を好適に用いることができる。

ハブシャフト１の軸端をかしめ加工して、内輪３をハブシャフト１に固定した後、第１密封装置８は、内輪３の外周面３ｂと外輪４の内周面４ａの間の環状空間部に圧入される。これにより、スリンガ４０は、スリンガ固定部４０ｂが内輪３の外周面３ｂに所定の圧入代で圧入嵌合され、芯金部材３１は、芯金固定部３１ｂが外輪４の内周面４ａに所定の圧入代で圧入嵌合されて固定される。

本発明においては、図３，図４に示すように、ハブシャフト１の内輪嵌合面１ｂに内輪３を圧入した状態で、内輪３の外周面３ｂは、軸方向他端側に向かって縮径されるテーパー形状（角度Ｂ）に形成されている。

次に、図５，図６に示すように、ハブシャフト１のかしめ部１ａを径方向外方に拡径して、塑性変形させ、複列玉軸受２の内輪３をかしめると、ハブシャフト１の軸方向他端側が拡径され、内輪３も外径方向に弾性変形する。この結果、内輪３の外周面３ｂの形状が、かしめ後の形状（角度Ａ）とほぼ等しくなる。

従って、内輪３の外周面３ｂは、かしめ後の形状（角度Ａ）に対して、かしめ加工により弾性変形する分を見込んで、かしめ前では、軸方向他端側に向かって縮径されるテーパー形状（角度Ｂ）とするように設計される。このような設計形状とするためには、車輪用転がり軸受装置の寸法別にかしめ荷重に応じた変形量を実験により調査して、経験的に把握して設定する。

このように、かしめ前の内輪３の外周面３ｂを、軸方向他端側に向かって縮径されるテーパー形状に形成したので、ハブシャフト１に内輪３を圧入すると、軸方向他端の内輪３の外周面３ｂはかしめ後の形状（角度Ａ）より中心部側に縮径されているが、かしめ部１ａをかしめることにより、軸方向他端側の内輪３の外周面３ｂを回転中心と平行な形状（角度Ａ）とほぼ等しい位置に調整することができる。

本実施形態によれば、かしめ前の内輪３の外周面３ｂの形状が、かしめにより弾性変形させられた状態で、外周面３ｂが回転中心と平行となるので、内輪３の外周面３ｂと外輪４の内周面４ａの間の環状空間部に、第１密閉装置８を圧入すると、スリンガ４０及び芯金部材３１の圧入代も適切となり、製造を容易におこなうことができる。

また、第１密閉装置８のスリンガ４０及び芯金部材３１が、正規の位置に装着ができるので、フランジ面４ｃが軸方向に対し傾くことがなく、スリンガ４０に対向配置されたシール部材３０との相対位置がずれることもない。このため、サイドリップ３２ａの締め代３２ｄが周方向に一定となり、所定の密閉性能とすることができる。

なお、本発明の密封装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであっても良い。また、本発明の車輪用転がり軸受装置は図１に示す以外のものであってもよい。例えば、円筒ころ転がり軸受装置、又は、円錐ころ転がり軸受装置に適用してもよい。

１：ハブシャフト、
１ａ：かしめ部、１ｂ：内輪嵌合面、１ｃ：段差面、
２：複列玉軸受、
３：内輪、
３ａ：内周面、３ｂ：外周面、
４：外輪、
４ａ：内周面、
５：転動体（玉）、
６：ハブフランジ、
７：取付部、
８：第１密閉装置、９：第２密閉装置、
１１：第１内輪軌道面、１２：第２内輪軌道面、
１３：第１外輪軌道面、１４：第２外輪軌道面、
２１：ボルト、
２２：ボルト孔、
３０：シール部材、
３１：芯金部材、
３１ａ：径方向延在部、３１ｂ：芯金固定部、
３２：弾性部材、
３２ａ：サイドリップ、３２ｂ：ラジアルリップ、
３２ｃ：グリースリップ、３２ｄ：締め代、
４０：スリンガ、
４０ａ：フランジ部、４０ｂ：スリンガ固定部、４０ｃ：フランジ面、
１０１：車輪用転がり軸受装置

Claims

外周部に車輪を取り付けられるフランジと、
前記フランジを軸方向一端側に有し、
複列の転がり軸受の片列の内輪を外嵌させる内輪嵌合面を軸方向他端側に有し、
前記内輪嵌合面に隣接して他の片列の第１内輪軌道面を有するハブシャフトと、
第２内輪軌道面を有し、前記ハブシャフトの軸方向他端側に外嵌装着された内輪と、
前記内輪に対向して設けられ、車両の懸架装置に取付けられる外輪と、
前記ハブシャフトと前記外輪との間に介装された転動体と、
前記外輪の内周面と前記内輪の外周面の間の軸方向他端側に装着された密封装置と
を備えた転がり軸受と、
前記転がり軸受が、前記ハブシャフトの軸方向他端側の端部が径方向外方に塑性変形されることで前記ハブシャフトにかしめ固定された車輪用転がり軸受装置において、
前記密封装置を外嵌させる前記内輪の外周面は、軸方向他端側に向かって縮径されるテーパー形状であり、前記かしめにより弾性変形させられた状態で、外周面が回転中心と平行となることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。