JP4019548B2 - 車輪支持用転がり軸受ユニットとその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る車輪支持用転がり軸受ユニットは、小型トラック、大型乗用車等、比較的重量が嵩む自動車用の車輪を懸架装置に対し回転自在に支持する為に使用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車輪は懸架装置に対して、転がり軸受ユニットにより回転自在に支持する。又、重量の嵩む自動車の車輪を支持する為には、複列円すいころ軸受ユニットを使用する。図１０は、従来から車輪を支持する為に広く使用されている複列円すいころ軸受ユニット１を示している。この複列円すいころ軸受ユニット１は、１個の外輪２の内径側に１対の内輪３、３を、それぞれ複数個ずつの円すいころ４、４により回転自在に支持して成る。上記外輪２の内周面には、それぞれが円すい凹面状である複列の外輪軌道５、５を、上記各内輪３、３の外周面には、それぞれが円すい凸面状である内輪軌道６、６を、それぞれ形成している。上記各円すいころ４、４は、それぞれ保持器７、７により転動自在に保持した状態で、上記各外輪軌道５、５と上記各内輪軌道６、６との間に挟持している。又、上記外輪２の両端部内周面と上記各内輪３、３の端部外周面との間には、それぞれ組み合わせシールリング８、８を装着して、上記各円すいころ４、４を設置した空間９の軸方向両端開口部を塞いでいる。
【０００３】
上述の様な複列円すいころ軸受ユニット１により、懸架装置に対し車輪を支持するには、上記外輪２を懸架装置側に設けた支持孔に内嵌支持すると共に、上記各内輪３、３に、車輪を支持する車軸を挿通する。
ところで、図１０に示す様な複列円すいころ軸受ユニット１により、懸架装置に対し車輪を支持する場合には、自動車の組立工場での作業工数が多く、コスト低減を図りにくい。この為、小型トラックや大型乗用車等、比較的重量は嵩むが、量産性（組立性）を考慮する必要のある自動車の車輪を支持する為に、軸受工場でより多くの部品を組み合わせた車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する事も行なわれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
車輪支持用転がり軸受ユニットを、複列円すいころ軸受を組み込んだ構造とし、しかも構成部品をより少なく抑える為には、軸部材と内輪とを、この軸部材の端部に形成した円筒部を直径方向外方に塑性変形させる事により構成したかしめ部により、互いに結合固定する必要がある。
この様にして軸部材と内輪部材とを結合固定すると、上記円筒部を塑性変形させるのに伴って、この軸部材に外嵌した上記内輪が弾性変形する。この為、この弾性変形に就いて考慮をしないと、この内輪と円すいころとの当接状態が不正規になり、車輪支持用転がり軸受ユニットの耐久性確保が難しくなる。
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットとその製造方法は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る車輪支持用転がり軸受ユニットは、内周面にそれぞれが円すい凹面状の曲面である第一、第二の外輪軌道を形成した外径側軌道輪部材と、外周面にそれぞれが円すい凸面状の曲面である第一、第二の内輪軌道を形成した内径側軌道輪部材と、これら第一、第二の内輪軌道と上記第一、第二の外輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ、転動自在に設けた円すいころとを備える。
又、本発明に係る車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、上記内径側軌道輪部材は、その外周面に上記第一の内輪軌道を形成した内輪と、その外周面に直接又は別の内輪を介して上記第二の内輪軌道を形成した軸部材とから成る。そして、上記内輪は、この軸部材の端部に外嵌し、更にこの軸部材の端部に形成した円筒部を直径方向外方に塑性変形させる事で形成したかしめ部によりその軸方向端面を抑え付けられる事で、上記軸部材に対し支持固定されている。
【０００６】
特に、請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、次の(1) 〜(2) のうちの少なくとも１個の要件を満たす。
(1) 上記軸部材の中心軸に対する上記第一の内輪軌道の傾斜角度を、上記かしめ部の形成以前に適正値よりも小さくし、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定した状態で、上記第一の内輪軌道の傾斜角度を適正値にしている。
(2) 上記第一の内輪軌道にクラウニングを施しており、この第一の内輪軌道のクラウニング量を、上記かしめ部の形成以前に適正値よりも多くし、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定した状態で、上記クラウニング量を適正値にしている。
【０００７】
更に、請求項２に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法は、次の(1) 〜(2) の少なくとも１個の要件を満たす。
(1) 軸部材の中心軸に対する第一の内輪軌道の傾斜角度を、かしめ部の形成以前に適正値よりも小さくしておき、このかしめ部を形成して内輪を上記軸部材に対し支持固定するのに伴うこの内輪の弾性変形に基づき、上記第一の内輪軌道の傾斜角度を適正値にする。
(2) 上記第一の内輪軌道にクラウニングを、上記かしめ部の形成以前の状態で適正値よりも多いクラウニング量として施しておき、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定するのに伴うこの内輪の弾性変形に基づき、上記クラウニング量を適正値にする。
請求項１、２に記載した何れの発明の場合も、上記(1) 〜(2) の適正値を得る為に、請求項３、４に示す様に、第一の外輪軌道の傾斜角度或は形状と、上記各円すいころの転動面の傾斜角度或は形状とを勘案する事は当然である。
【０００８】
【作用】
上述の様に構成する本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットとその製造方法によれば、円筒部を塑性変形させるのに伴う内輪の弾性変形に拘らず、この内輪と円すいころとの当接状態を正規状態にできる。この為、車輪支持用転がり軸受ユニットの耐久性確保が容易になる。尚、(1) 〜(2) の要件は、総て満たす事が好ましいが、少なくとも１個の要件を満たせば、その分、耐久性向上を図れる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の車輪支持用転がり軸受ユニット１０は、外径側軌道輪部材である外輪１１と、互いに組み合わされて内径側軌道輪部材を構成する、軸部材であるハブ１２及び第一、第二の内輪１３、１４と、複数個の円すいころ４、４とを備える。このうちの外輪１１は、内周面にそれぞれが円すい凹面状の曲面である第一、第二の外輪軌道１５、１６を、外周面に上記外輪１１を懸架装置に対し支持固定する為の、外向フランジ状の取付部１７を、それぞれ形成している。上記第一、第二の外輪軌道１５、１６の傾斜方向は、互いに逆である。
【００１０】
又、上記第一、第二の内輪１３、１４の外周面には、それぞれが円すい凸面状の曲面である第一、第二の内輪軌道１８、１９を形成している。上記第一、第二の内輪１３、１４は、上記ハブ１２の内半部（車両への組み付け状態で幅方向中央寄りとなる半部を言い、図１の右半部）に形成した段部２０に外嵌している。この状態で、上記第一、第二の内輪軌道１８、１９の傾斜方向は、互いに逆である。又、上記ハブ１２の外端部（車両への組み付け状態で幅方向外側となる端部を言い、図１の左端部）外周面で、上記外輪１１の外端開口部から突出した部分には、上記ハブ１２に車輪を支持固定する為のフランジ２１を形成している。
【００１１】
更に、上記第一、第二の外輪軌道１５、１６と上記第一、第二の内輪軌道１８、１９との間には上記各円すいころ４、４を、それぞれ複数個ずつ、保持器７、７により保持した状態で転動自在に設けている。又、上記外輪１１の両端部内周面と上記第一、第二の内輪１３、１４の互いに反対側端部に形成した第一、第二の大鍔２２、２３の外周面との間には、組み合わせシールリング８、８等の密封手段を設けて、上記各円すいころ４、４を設置した空間９の軸方向両端開口部を塞いでいる。
【００１２】
上記第一、第二の内輪１３、１４のうち、第二の内輪１４は、上記ハブ１２に形成した段部２０の奥部（図１の左部）に外嵌し、同じく第一の内輪１３は内端部に外嵌している。そして、上記ハブ１２の内端部に形成した円筒部２４を直径方向外方に塑性変形させる事で形成したかしめ部２５により、上記第一の内輪１３の内端面を抑え付けている。この状態で、上記第一、第二の内輪１３、１４は、上記段部２０の奥端部に形成した段差面２６と上記かしめ部２５とにより、軸方向両側から挟持されて、上記ハブ１２に対し固定される。
【００１３】
尚、上記かしめ部２５の内端面の断面形状は、内径側の曲率半径が大きく、外径側の曲率半径が小さい、複合曲面である。この様なかしめ部２５を形成する為、塑性変形前に於ける上記円筒部２４の内周面は、内端開口部に向かう程直径が大きくなる、円すい凹面としている。又、上記かしめ部２５を塑性加工する際、特に加工の終期には、このかしめ部２５の直径方向内方に向く力（圧縮応力）が加わる様にして、このかしめ部２５に、割れ等の損傷が発生しない様にする。この為に、上記かしめ部２５の塑性加工は、揺動鍛造により行なう事が好ましい。
【００１４】
又、上記ハブ１２は、Ｃ（炭素）の含有率が０．２〜１．１重量％程度の炭素鋼製の素材に鍛造加工を施す事により、一体成形している。そして、上記段部２０の中間部乃至奥部、前記フランジ２１の基部等、強度を必要とする部分は、高周波焼き入れ等により焼き入れ硬化する。但し、上記かしめ部２５を形成すべき、上記円筒部２４には、焼き入れ処理を施さず、生のままとしている。これに対して、上記第一、第二の内輪１３、１４は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼により造り、芯部まで焼き入れ硬化している。或は、上記第一、第二の内輪１３、１４を、クロム鋼、クロムモリブデン鋼等により造り、表面を浸炭焼き入れ処理により硬化させても良い。
【００１５】
上記かしめ部２５の形成に伴って、上記第一、第二の内輪１３、１４には力が加わり、特にこのうちの第一の内輪１３には大きな力が加わる。但し、これら第一、第二の内輪１３、１４は硬化されている為、第一の内輪１３も含め、上記かしめ部２５の形成に伴う変形は限られたものとなり、割れ等の損傷も発生しない。特に、図示の例では、上記第一の内輪１３の内端部に形成した第一の大鍔２２の内半部に小径部２７を形成し、上記かしめ部２５を、この小径部２７の内径側に位置させている。従って、前記組み合わせシールリング８を外嵌支持する部分の外径が、上記かしめ部２５の形成に伴って変化する量は僅少であり、且つ、その変化量も安定している（ばらつきが小さい）。従って、上記外径の変化量を見込んで上記組み合わせシールリング８を製造しておけば、必要な締め代を確保して、この組み合わせシールリング８によるシール性は十分に確保できる。
【００１６】
更に、本例の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、上記かしめ部２５の形成に伴い、上記第一の内輪１３に加わる力に拘らず、この第一の内輪１３の各部と、前記各円すいころ４、４との当接状態を正規状態にしている。尚、これら第一の内輪１３の各部と上記各円すいころ４、４との当接状態としては、
(1) 上記第一の内輪軌道１８とこれら各円すいころ４、４の転動面との当接状態のうちの接触角に関するもの、
(2) 上記第一の大鍔２２の内側面とこれら各円すいころ４、４の大径側端面との当接状態に関するもの、
(3) 上記第一の内輪軌道１８とこれら各円すいころ４、４の転動面との当接状態のうちのクラウニングに関するもの、
の３種類が考えられる。本例の場合、これら３種類の当接状態を、何れも正規状態としている。
次に、これら３種類の当接状態を正規状態とする為の手段に就いて、それぞれ説明する。
【００１７】
先ず、上記第一の内輪軌道１８とこれら各円すいころ４、４の転動面との当接状態のうちの接触角に関するものを正規状態にする為、前記ハブ１２の中心軸に対する上記第一の内輪軌道１８の傾斜角度を、上記かしめ部２５の形成以前に、適正値よりも小さくしている。即ち、このかしめ部２５の形成作業に伴って上記第一の内輪１３には、その内端部側に、直径方向外方に向く力が加わる、従って、上記かしめ部２５の形成作業に伴って、上記第一の内輪軌道１８の傾斜角度は、僅かとは言え大きくなる。そこで、本例の場合には、図２に示す様に、上記かしめ部２５の形成以前に於ける上記第一の内輪軌道１８の傾斜角度α2 を、適正な傾斜角度α1 よりも小さく（α2 ＜α1 ）している。そして、上記かしめ部２５を形成して上記第一の内輪１３を上記ハブ１２に対し支持固定した状態で、上記第一の内輪軌道１８の傾斜角度が適正値α1 になる様にしている。上記かしめ部２５の形成作業に伴う、上記第一の内輪１３の弾性変形量は、転がり軸受ユニットの諸元が同じである限り常に一定である為、上記かしめ部２５を形成する以前に上記第一の内輪軌道１８に付与すべき傾斜角度α2 は、実験により容易に求められる。この場合に、前記第一の外輪軌道１５の傾斜角度、及び、上記各円すいころ４、４の転動面の傾斜角度を勘案する事は勿論である（勘案しなければ上記傾斜角度α 1 、α 2 を求められない）。
【００１８】
上述の様に、上記かしめ部２５を形成した状態で上記第一の内輪軌道１８の傾斜角度を、適正値α1 にしているので、この第一の内輪軌道１８と上記各円すいころ４、４の転動面との当接状態を正規にできる。この為、これら第一の内輪軌道１８と各円すいころ４、４の転動面とがほぼその全長に亙り均等に当接して、当接部の面圧が部分的に過大になる事を防止し、各面の転がり疲れ寿命を確保できる。
【００１９】
次に、前記第一の大鍔２２の内側面と上記各円すいころ４、４の大径側端面との当接状態を正規状態にする為、前記ハブ１２の中心軸に対し直交する仮想平面に対する、上記第一の内輪１３の大径側端部外周面に形成した第一の大鍔２２の内側面の傾斜角度を、上記かしめ部２５の形成以前に、適正値よりも小さくしている。即ち、このかしめ部２５の形成作業に伴って、上記第一の大鍔２２の傾斜角度は、僅かとは言え大きくなる。そこで、本例の場合には、図２に示す様に、上記かしめ部２５の形成以前に於ける上記第一の大鍔２２の傾斜角度β2 を、適正な傾斜角度β1 よりも小さく（β2 ＜β1 ）している。そして、上記かしめ部２５を形成して上記第一の内輪１３を上記ハブ１２に対し支持固定した状態で、上記第一の大鍔２２の傾斜角度が適正値β1 になる様にしている。上記かしめ部２５を形成する以前に上記第一の大鍔２２に付与すべき傾斜角度β2 も、実験により容易に求められる。この場合にも、前記第一の外輪軌道１５の傾斜角度、及び、上記各円すいころ４、４の大径側端面の形状を勘案する事は勿論である（勘案しなければ上記傾斜角度β 1 、β 2 を求められない）。
【００２０】
上述の様に、上記かしめ部２５を形成した状態で上記第一の大鍔２２の傾斜角度を、適正値β1 にしているので、この第一の大鍔２２と上記各円すいころ４、４の大径側端面との当接状態を正規にできる。この為、これら第一の大鍔２２と各円すいころ４、４の大径側端面との当接位置を、これら各円すいころ４、４の転動面に近い部分（前記第一の内輪軌道１８に近い、上記大径側端面の外径寄り部分）にできる。この為、上記第一の大鍔２２の内側面と各円すいころ４、４の大径側端面との当接部での滑り摩擦を低減して、車輪支持用転がり軸受ユニットの回転トルク並びに発熱の低減を図れる。
【００２１】
更に、上記第一の内輪軌道１８と上記各円すいころ４、４の転動面との当接状態のうちのクラウニングに関するものを正規状態にする為、上記第一の内輪軌道１８のクラウニング量を上記かしめ部２５の形成以前に、適正値よりも大きくしている。即ち、このかしめ部２５の形成作業に伴って、上記第一の内輪軌道１８の断面形状は、僅かとは言え幅方向中央部を凹面とする方向に弾性変形する。そこで、本例の場合には、図３に示す様に、上記かしめ部２５の形成以前に於ける上記第一の内輪軌道１８のクラウニング量δ2 を、適正なクラウニング量δ1 よりも大きく（δ2 ＞δ1 ）している。そして、上記かしめ部２５を形成して上記第一の内輪１３を上記ハブ１２に対し支持固定した状態で、上記第一の内輪軌道１８のクラウニング量が適正値δ1 になる様にしている。上記かしめ部２５を形成する以前に上記第一の内輪軌道１８に付与すべきクラウニング量δ2 は、実験により容易に求められる。この場合には、前記第一の外輪軌道１５の形状、及び、上記各円すいころ４、４の転動面の形状を勘案する事は勿論である（勘案しなければ上記クラウニング量δ 1 、δ 2 を求められない）。
【００２２】
上述の様に、上記かしめ部２５を形成した状態で上記第一の内輪軌道１８のクラウニング量を、適正値δ1 にしているので、この第一の内輪軌道１８と上記各円すいころ４、４の転動面との当接状態を正規にできる。より具体的には、これら各円すいころ４、４の転動面の軸方向両端部と上記第一の内輪軌道１８との当接部にエッジロードが加わる事を防止できる。この為、これら第一の内輪軌道１８と各円すいころ４、４の転動面とがほぼその全長に亙り均等に当接して、当接部の面圧が部分的に過大になる事を防止し、各面の転がり疲れ寿命を確保できる。
【００２３】
尚、一般的な車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、複列に設けた円すいころ軸受の諸元は、接触角の方向を変える以外、互いに同じにする。但し、外側に設ける第二の内輪１４は、上記かしめ部２５の形成作業に伴って殆ど変形せず、第二の内輪軌道１９や第二の大鍔２３の傾斜角度、更にはこの第二の内輪軌道１９のクラウニング量も殆ど変化しない。従って、これら第二の内輪軌道１９や第二の大鍔２３の傾斜角度並びにクラウニング量は、上記かしめ部２５を形成した後の状態での、上記第一の内輪軌道１８及び第一の大鍔２２の傾斜角度α1 、β1 及びクラウニング量δ1 に一致させる。要するに、上記かしめ部２５を形成する以前の状態では、各内輪軌道１８、１９及び大鍔２２、２３の傾斜角度は、第一の内輪１３に関するものが、第二の内輪１４に関するものよりも小さい。又、上記かしめ部２５を形成する以前の状態で、第一の内輪１３に関するクラウニング量は、第二の内輪１４に関するクラウニング量よりも大きい。これに対して、上記かしめ部２５を形成した後の状態では、上記第一、第二の内輪１３、１４に関し、上記各傾斜角度及びクラウニング量は、互いにほぼ等しくなる。
【００２４】
又、図示の例では、前述の様に、上記第一の大鍔２２の内半部に小径部２７を形成している為、上記かしめ部２５を形成する事に伴う、上記第一の内輪軌道１８及び第一の大鍔２２の傾斜角度及びクラウニング量の変化は小さい。従って、これら傾斜角度及びクラウニング量を適正値にする為の調整は容易である。
更に、図示の例では、図１に示す様に、上記かしめ部２５を形成した状態で、上記第一の大鍔２２の内側面の延長線ａが、このかしめ部２５に掛からない様に、言い換えれば、この延長線ａが、前記段部２０の外周面のうちの円筒部分と前記第一の内輪１３の内周面のうちの円筒部分との嵌合部に掛かる様にしている。従って、前記各円すいころ４、４から上記第一の内輪１３に加わるラジアル荷重が、上記かしめ部２５を緩める方向に作用する事がなく、このかしめ部２５の耐久性確保を図れる。
【００２５】
次に、図４は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、外輪１１ａの外周面には取付部１７（図１）を設けず、この外周面を単なる円筒面としている。そして、車両への組み付け時には、懸架装置を構成するナックル２８の支持孔２９に、上記外輪１１ａを支持固定している。その他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２６】
次に、図５は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、ハブ１２に固定した車輪の回転速度を検出自在としている。この為に本例の場合には、第一の内輪１３の内端部に設けた第一の大鍔２２に、エンコーダ３０の基端部を外嵌固定している。又、外輪１１の内端開口部にカバー３１を、この内端開口部を塞ぐ状態で内嵌固定し、このカバー３１に支持固定したセンサ３２の検出部を、上記エンコーダ３０の被検出部に近接対向させている。これらセンサ３２とエンコーダ３０とにより構成する回転速度検出装置の構造及び作用は、従来から周知であり、本発明の要旨でもない為、詳しい説明は省略する。又、その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２７】
次に、図６は、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、第二の内輪１４（図１、４、５）を省略し、代わりに、ハブ１２ａの中間部外周面に第二の内輪軌道１９を、直接形成している。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２８】
次に、図７は、本発明の実施の形態の第５例を示している。前述した第１例から上述した第４例までが、何れも従動輪（ＦＲ車及びＲＲ車の前輪、ＦＦ車の後輪）を支持する為の転がり軸受ユニットに本発明を適用しているのに対して、本例の場合には、駆動輪（ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、４ＷＤ車の全輪）を支持する為の転がり軸受ユニットに本発明を適用している。この為に本例の場合には、ハブ１２ｂの中心部にスプライン孔３３を形成し、このスプライン孔３３に、等速ジョイント３４に付属のスプライン軸３５を挿通している。そして、このスプライン軸３５の先端部（図７の左端部）に螺合したナット３６と、上記等速ジョイント３４を構成するハウジング部３７の端面との間で、上記ハブ１２ｂを挟持している。このハウジング部３７の端面に突き合うかしめ部２５の端面には、かしめ加工に基づく塑性変形により、或はかしめ加工後の機械加工により、平坦面を形成して、突き合わせ面同士の接触面積を確保している。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２９】
次に、図８は、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の場合も、駆動輪を支持する為の転がり軸受ユニットに本発明を適用している。特に、本例の場合には、第一の内輪１３ａの内端部内周面に段部３８を、全周に亙って形成し、ハブ１２ｂの内端部に形成したかしめ部２５により、この段部３８を抑え付けている。これに伴って、等速ジョイント３４を構成するハウジング部３７の端面を、上記第一の内輪１３ａの内端面に、直接当接させている。その他の構成及び作用は、上述した第５例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００３０】
次に、図９は、本発明の実施の形態の第７例を示している。前述した第１例から上述した第６例までが、何れも内径側軌道輪部材が、車輪と共に回転するハブを含むものであるのに対して、本例の場合には、外径側軌道輪部材が、車輪と共に回転するハブ３９である。この為に、このハブ３９の内周面に第一、第二の外輪軌道１５、１６を、同じく外周面に車輪を支持固定する為のフランジ２１ａを、それぞれ形成している。
【００３１】
又、内径側軌道輪部材は、その外周面に設けた取付部１７ａにより懸架装置に対し結合固定する静止軸部材４０の外周面に、第一、第二の内輪１３、１４を外嵌し、この静止軸部材４０の外端部に形成したかしめ部２５により固定している。又、上記ハブ３９の外端開口部は、カバー４１により塞いでいる。この様な本例の場合には、外側（図９の左側）に設けた第一の内輪１３に就いて、上記かしめ部２５の形成後に、第一の内輪軌道１８及び第一の大鍔２２の内側面の傾斜角度、及びこの第一の内輪軌道１８のクラウニング量が適正値になる様に考慮する。直径方向に関して、回転する軌道輪の内外が逆になり、それに伴って軸方向に関する内外が一部で逆になった点以外の構成及び作用は、前述した第１例の場合とほぼ同様である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットとその製造方法は、以上に述べた通り構成され作用するので、自動車の組立工場での組立作業を簡略化して自動車の製造コストの削減を図れ、しかも十分な耐久性を確保可能な構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の第１例を示す半部断面図。
【図２】 かしめ部の加工に伴って第一の内輪軌道及び大鍔の内側面の傾斜角度が変化する状態を説明する為の、図１のＡ部拡大図。
【図３】 かしめ部の加工に伴って第一の内輪軌道のクラウニング量が変化する状態を説明する為の、図１のＡ部拡大図。
【図４】 本発明の実施の形態の第２例を示す半部断面図。
【図５】 同第３例を示す半部断面図。
【図６】 同第４例を示す半部断面図。
【図７】 同第５例を示す半部断面図。
【図８】 同第６例を示す半部断面図。
【図９】 同第７例を示す半部断面図。
【図１０】 従来構造の１例を示す断面図。
【符号の説明】
１ 複列円すいころ軸受ユニット
２ 外輪
３ 内輪
４ 円すいころ
５ 外輪軌道
６ 内輪軌道
７ 保持器
８ 組み合わせシールリング
９ 空間
１０ 車輪支持用転がり軸受ユニット
１１、１１ａ 外輪
１２、１２ａ、１２ｂ ハブ
１３、１３ａ 第一の内輪
１４ 第二の内輪
１５ 第一の外輪軌道
１６ 第二の外輪軌道
１７、１７ａ 取付部
１８ 第一の内輪軌道
１９ 第二の内輪軌道
２０ 段部
２１、２１ａ フランジ
２２ 第一の大鍔
２３ 第二の大鍔
２４ 円筒部
２５ かしめ部
２６ 段差面
２７ 小径部
２８ ナックル
２９ 支持孔
３０ エンコーダ
３１ カバー
３２ センサ
３３ スプライン孔
３４ 等速ジョイント
３５ スプライン軸
３６ ナット
３７ ハウジング部
３８ 段部
３９ ハブ
４０ 静止軸部材
４１ カバー
【発明の属する技術分野】
この発明に係る車輪支持用転がり軸受ユニットは、小型トラック、大型乗用車等、比較的重量が嵩む自動車用の車輪を懸架装置に対し回転自在に支持する為に使用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車輪は懸架装置に対して、転がり軸受ユニットにより回転自在に支持する。又、重量の嵩む自動車の車輪を支持する為には、複列円すいころ軸受ユニットを使用する。図１０は、従来から車輪を支持する為に広く使用されている複列円すいころ軸受ユニット１を示している。この複列円すいころ軸受ユニット１は、１個の外輪２の内径側に１対の内輪３、３を、それぞれ複数個ずつの円すいころ４、４により回転自在に支持して成る。上記外輪２の内周面には、それぞれが円すい凹面状である複列の外輪軌道５、５を、上記各内輪３、３の外周面には、それぞれが円すい凸面状である内輪軌道６、６を、それぞれ形成している。上記各円すいころ４、４は、それぞれ保持器７、７により転動自在に保持した状態で、上記各外輪軌道５、５と上記各内輪軌道６、６との間に挟持している。又、上記外輪２の両端部内周面と上記各内輪３、３の端部外周面との間には、それぞれ組み合わせシールリング８、８を装着して、上記各円すいころ４、４を設置した空間９の軸方向両端開口部を塞いでいる。
【０００３】
上述の様な複列円すいころ軸受ユニット１により、懸架装置に対し車輪を支持するには、上記外輪２を懸架装置側に設けた支持孔に内嵌支持すると共に、上記各内輪３、３に、車輪を支持する車軸を挿通する。
ところで、図１０に示す様な複列円すいころ軸受ユニット１により、懸架装置に対し車輪を支持する場合には、自動車の組立工場での作業工数が多く、コスト低減を図りにくい。この為、小型トラックや大型乗用車等、比較的重量は嵩むが、量産性（組立性）を考慮する必要のある自動車の車輪を支持する為に、軸受工場でより多くの部品を組み合わせた車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する事も行なわれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
車輪支持用転がり軸受ユニットを、複列円すいころ軸受を組み込んだ構造とし、しかも構成部品をより少なく抑える為には、軸部材と内輪とを、この軸部材の端部に形成した円筒部を直径方向外方に塑性変形させる事により構成したかしめ部により、互いに結合固定する必要がある。
この様にして軸部材と内輪部材とを結合固定すると、上記円筒部を塑性変形させるのに伴って、この軸部材に外嵌した上記内輪が弾性変形する。この為、この弾性変形に就いて考慮をしないと、この内輪と円すいころとの当接状態が不正規になり、車輪支持用転がり軸受ユニットの耐久性確保が難しくなる。
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットとその製造方法は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る車輪支持用転がり軸受ユニットは、内周面にそれぞれが円すい凹面状の曲面である第一、第二の外輪軌道を形成した外径側軌道輪部材と、外周面にそれぞれが円すい凸面状の曲面である第一、第二の内輪軌道を形成した内径側軌道輪部材と、これら第一、第二の内輪軌道と上記第一、第二の外輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ、転動自在に設けた円すいころとを備える。
又、本発明に係る車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、上記内径側軌道輪部材は、その外周面に上記第一の内輪軌道を形成した内輪と、その外周面に直接又は別の内輪を介して上記第二の内輪軌道を形成した軸部材とから成る。そして、上記内輪は、この軸部材の端部に外嵌し、更にこの軸部材の端部に形成した円筒部を直径方向外方に塑性変形させる事で形成したかしめ部によりその軸方向端面を抑え付けられる事で、上記軸部材に対し支持固定されている。
【０００６】
特に、請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、次の(1) 〜(2) のうちの少なくとも１個の要件を満たす。
(1) 上記軸部材の中心軸に対する上記第一の内輪軌道の傾斜角度を、上記かしめ部の形成以前に適正値よりも小さくし、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定した状態で、上記第一の内輪軌道の傾斜角度を適正値にしている。
(2) 上記第一の内輪軌道にクラウニングを施しており、この第一の内輪軌道のクラウニング量を、上記かしめ部の形成以前に適正値よりも多くし、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定した状態で、上記クラウニング量を適正値にしている。
【０００７】
更に、請求項２に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法は、次の(1) 〜(2) の少なくとも１個の要件を満たす。
(1) 軸部材の中心軸に対する第一の内輪軌道の傾斜角度を、かしめ部の形成以前に適正値よりも小さくしておき、このかしめ部を形成して内輪を上記軸部材に対し支持固定するのに伴うこの内輪の弾性変形に基づき、上記第一の内輪軌道の傾斜角度を適正値にする。
(2) 上記第一の内輪軌道にクラウニングを、上記かしめ部の形成以前の状態で適正値よりも多いクラウニング量として施しておき、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定するのに伴うこの内輪の弾性変形に基づき、上記クラウニング量を適正値にする。
請求項１、２に記載した何れの発明の場合も、上記(1) 〜(2) の適正値を得る為に、請求項３、４に示す様に、第一の外輪軌道の傾斜角度或は形状と、上記各円すいころの転動面の傾斜角度或は形状とを勘案する事は当然である。
【０００８】
【作用】
上述の様に構成する本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットとその製造方法によれば、円筒部を塑性変形させるのに伴う内輪の弾性変形に拘らず、この内輪と円すいころとの当接状態を正規状態にできる。この為、車輪支持用転がり軸受ユニットの耐久性確保が容易になる。尚、(1) 〜(2) の要件は、総て満たす事が好ましいが、少なくとも１個の要件を満たせば、その分、耐久性向上を図れる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の車輪支持用転がり軸受ユニット１０は、外径側軌道輪部材である外輪１１と、互いに組み合わされて内径側軌道輪部材を構成する、軸部材であるハブ１２及び第一、第二の内輪１３、１４と、複数個の円すいころ４、４とを備える。このうちの外輪１１は、内周面にそれぞれが円すい凹面状の曲面である第一、第二の外輪軌道１５、１６を、外周面に上記外輪１１を懸架装置に対し支持固定する為の、外向フランジ状の取付部１７を、それぞれ形成している。上記第一、第二の外輪軌道１５、１６の傾斜方向は、互いに逆である。
【００１０】
又、上記第一、第二の内輪１３、１４の外周面には、それぞれが円すい凸面状の曲面である第一、第二の内輪軌道１８、１９を形成している。上記第一、第二の内輪１３、１４は、上記ハブ１２の内半部（車両への組み付け状態で幅方向中央寄りとなる半部を言い、図１の右半部）に形成した段部２０に外嵌している。この状態で、上記第一、第二の内輪軌道１８、１９の傾斜方向は、互いに逆である。又、上記ハブ１２の外端部（車両への組み付け状態で幅方向外側となる端部を言い、図１の左端部）外周面で、上記外輪１１の外端開口部から突出した部分には、上記ハブ１２に車輪を支持固定する為のフランジ２１を形成している。
【００１１】
更に、上記第一、第二の外輪軌道１５、１６と上記第一、第二の内輪軌道１８、１９との間には上記各円すいころ４、４を、それぞれ複数個ずつ、保持器７、７により保持した状態で転動自在に設けている。又、上記外輪１１の両端部内周面と上記第一、第二の内輪１３、１４の互いに反対側端部に形成した第一、第二の大鍔２２、２３の外周面との間には、組み合わせシールリング８、８等の密封手段を設けて、上記各円すいころ４、４を設置した空間９の軸方向両端開口部を塞いでいる。
【００１２】
上記第一、第二の内輪１３、１４のうち、第二の内輪１４は、上記ハブ１２に形成した段部２０の奥部（図１の左部）に外嵌し、同じく第一の内輪１３は内端部に外嵌している。そして、上記ハブ１２の内端部に形成した円筒部２４を直径方向外方に塑性変形させる事で形成したかしめ部２５により、上記第一の内輪１３の内端面を抑え付けている。この状態で、上記第一、第二の内輪１３、１４は、上記段部２０の奥端部に形成した段差面２６と上記かしめ部２５とにより、軸方向両側から挟持されて、上記ハブ１２に対し固定される。
【００１３】
尚、上記かしめ部２５の内端面の断面形状は、内径側の曲率半径が大きく、外径側の曲率半径が小さい、複合曲面である。この様なかしめ部２５を形成する為、塑性変形前に於ける上記円筒部２４の内周面は、内端開口部に向かう程直径が大きくなる、円すい凹面としている。又、上記かしめ部２５を塑性加工する際、特に加工の終期には、このかしめ部２５の直径方向内方に向く力（圧縮応力）が加わる様にして、このかしめ部２５に、割れ等の損傷が発生しない様にする。この為に、上記かしめ部２５の塑性加工は、揺動鍛造により行なう事が好ましい。
【００１４】
又、上記ハブ１２は、Ｃ（炭素）の含有率が０．２〜１．１重量％程度の炭素鋼製の素材に鍛造加工を施す事により、一体成形している。そして、上記段部２０の中間部乃至奥部、前記フランジ２１の基部等、強度を必要とする部分は、高周波焼き入れ等により焼き入れ硬化する。但し、上記かしめ部２５を形成すべき、上記円筒部２４には、焼き入れ処理を施さず、生のままとしている。これに対して、上記第一、第二の内輪１３、１４は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼により造り、芯部まで焼き入れ硬化している。或は、上記第一、第二の内輪１３、１４を、クロム鋼、クロムモリブデン鋼等により造り、表面を浸炭焼き入れ処理により硬化させても良い。
【００１５】
上記かしめ部２５の形成に伴って、上記第一、第二の内輪１３、１４には力が加わり、特にこのうちの第一の内輪１３には大きな力が加わる。但し、これら第一、第二の内輪１３、１４は硬化されている為、第一の内輪１３も含め、上記かしめ部２５の形成に伴う変形は限られたものとなり、割れ等の損傷も発生しない。特に、図示の例では、上記第一の内輪１３の内端部に形成した第一の大鍔２２の内半部に小径部２７を形成し、上記かしめ部２５を、この小径部２７の内径側に位置させている。従って、前記組み合わせシールリング８を外嵌支持する部分の外径が、上記かしめ部２５の形成に伴って変化する量は僅少であり、且つ、その変化量も安定している（ばらつきが小さい）。従って、上記外径の変化量を見込んで上記組み合わせシールリング８を製造しておけば、必要な締め代を確保して、この組み合わせシールリング８によるシール性は十分に確保できる。
【００１６】
更に、本例の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、上記かしめ部２５の形成に伴い、上記第一の内輪１３に加わる力に拘らず、この第一の内輪１３の各部と、前記各円すいころ４、４との当接状態を正規状態にしている。尚、これら第一の内輪１３の各部と上記各円すいころ４、４との当接状態としては、
(1) 上記第一の内輪軌道１８とこれら各円すいころ４、４の転動面との当接状態のうちの接触角に関するもの、
(2) 上記第一の大鍔２２の内側面とこれら各円すいころ４、４の大径側端面との当接状態に関するもの、
(3) 上記第一の内輪軌道１８とこれら各円すいころ４、４の転動面との当接状態のうちのクラウニングに関するもの、
の３種類が考えられる。本例の場合、これら３種類の当接状態を、何れも正規状態としている。
次に、これら３種類の当接状態を正規状態とする為の手段に就いて、それぞれ説明する。
【００１７】
先ず、上記第一の内輪軌道１８とこれら各円すいころ４、４の転動面との当接状態のうちの接触角に関するものを正規状態にする為、前記ハブ１２の中心軸に対する上記第一の内輪軌道１８の傾斜角度を、上記かしめ部２５の形成以前に、適正値よりも小さくしている。即ち、このかしめ部２５の形成作業に伴って上記第一の内輪１３には、その内端部側に、直径方向外方に向く力が加わる、従って、上記かしめ部２５の形成作業に伴って、上記第一の内輪軌道１８の傾斜角度は、僅かとは言え大きくなる。そこで、本例の場合には、図２に示す様に、上記かしめ部２５の形成以前に於ける上記第一の内輪軌道１８の傾斜角度α2 を、適正な傾斜角度α1 よりも小さく（α2 ＜α1 ）している。そして、上記かしめ部２５を形成して上記第一の内輪１３を上記ハブ１２に対し支持固定した状態で、上記第一の内輪軌道１８の傾斜角度が適正値α1 になる様にしている。上記かしめ部２５の形成作業に伴う、上記第一の内輪１３の弾性変形量は、転がり軸受ユニットの諸元が同じである限り常に一定である為、上記かしめ部２５を形成する以前に上記第一の内輪軌道１８に付与すべき傾斜角度α2 は、実験により容易に求められる。この場合に、前記第一の外輪軌道１５の傾斜角度、及び、上記各円すいころ４、４の転動面の傾斜角度を勘案する事は勿論である（勘案しなければ上記傾斜角度α 1 、α 2 を求められない）。
【００１８】
上述の様に、上記かしめ部２５を形成した状態で上記第一の内輪軌道１８の傾斜角度を、適正値α1 にしているので、この第一の内輪軌道１８と上記各円すいころ４、４の転動面との当接状態を正規にできる。この為、これら第一の内輪軌道１８と各円すいころ４、４の転動面とがほぼその全長に亙り均等に当接して、当接部の面圧が部分的に過大になる事を防止し、各面の転がり疲れ寿命を確保できる。
【００１９】
次に、前記第一の大鍔２２の内側面と上記各円すいころ４、４の大径側端面との当接状態を正規状態にする為、前記ハブ１２の中心軸に対し直交する仮想平面に対する、上記第一の内輪１３の大径側端部外周面に形成した第一の大鍔２２の内側面の傾斜角度を、上記かしめ部２５の形成以前に、適正値よりも小さくしている。即ち、このかしめ部２５の形成作業に伴って、上記第一の大鍔２２の傾斜角度は、僅かとは言え大きくなる。そこで、本例の場合には、図２に示す様に、上記かしめ部２５の形成以前に於ける上記第一の大鍔２２の傾斜角度β2 を、適正な傾斜角度β1 よりも小さく（β2 ＜β1 ）している。そして、上記かしめ部２５を形成して上記第一の内輪１３を上記ハブ１２に対し支持固定した状態で、上記第一の大鍔２２の傾斜角度が適正値β1 になる様にしている。上記かしめ部２５を形成する以前に上記第一の大鍔２２に付与すべき傾斜角度β2 も、実験により容易に求められる。この場合にも、前記第一の外輪軌道１５の傾斜角度、及び、上記各円すいころ４、４の大径側端面の形状を勘案する事は勿論である（勘案しなければ上記傾斜角度β 1 、β 2 を求められない）。
【００２０】
上述の様に、上記かしめ部２５を形成した状態で上記第一の大鍔２２の傾斜角度を、適正値β1 にしているので、この第一の大鍔２２と上記各円すいころ４、４の大径側端面との当接状態を正規にできる。この為、これら第一の大鍔２２と各円すいころ４、４の大径側端面との当接位置を、これら各円すいころ４、４の転動面に近い部分（前記第一の内輪軌道１８に近い、上記大径側端面の外径寄り部分）にできる。この為、上記第一の大鍔２２の内側面と各円すいころ４、４の大径側端面との当接部での滑り摩擦を低減して、車輪支持用転がり軸受ユニットの回転トルク並びに発熱の低減を図れる。
【００２１】
更に、上記第一の内輪軌道１８と上記各円すいころ４、４の転動面との当接状態のうちのクラウニングに関するものを正規状態にする為、上記第一の内輪軌道１８のクラウニング量を上記かしめ部２５の形成以前に、適正値よりも大きくしている。即ち、このかしめ部２５の形成作業に伴って、上記第一の内輪軌道１８の断面形状は、僅かとは言え幅方向中央部を凹面とする方向に弾性変形する。そこで、本例の場合には、図３に示す様に、上記かしめ部２５の形成以前に於ける上記第一の内輪軌道１８のクラウニング量δ2 を、適正なクラウニング量δ1 よりも大きく（δ2 ＞δ1 ）している。そして、上記かしめ部２５を形成して上記第一の内輪１３を上記ハブ１２に対し支持固定した状態で、上記第一の内輪軌道１８のクラウニング量が適正値δ1 になる様にしている。上記かしめ部２５を形成する以前に上記第一の内輪軌道１８に付与すべきクラウニング量δ2 は、実験により容易に求められる。この場合には、前記第一の外輪軌道１５の形状、及び、上記各円すいころ４、４の転動面の形状を勘案する事は勿論である（勘案しなければ上記クラウニング量δ 1 、δ 2 を求められない）。
【００２２】
上述の様に、上記かしめ部２５を形成した状態で上記第一の内輪軌道１８のクラウニング量を、適正値δ1 にしているので、この第一の内輪軌道１８と上記各円すいころ４、４の転動面との当接状態を正規にできる。より具体的には、これら各円すいころ４、４の転動面の軸方向両端部と上記第一の内輪軌道１８との当接部にエッジロードが加わる事を防止できる。この為、これら第一の内輪軌道１８と各円すいころ４、４の転動面とがほぼその全長に亙り均等に当接して、当接部の面圧が部分的に過大になる事を防止し、各面の転がり疲れ寿命を確保できる。
【００２３】
尚、一般的な車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、複列に設けた円すいころ軸受の諸元は、接触角の方向を変える以外、互いに同じにする。但し、外側に設ける第二の内輪１４は、上記かしめ部２５の形成作業に伴って殆ど変形せず、第二の内輪軌道１９や第二の大鍔２３の傾斜角度、更にはこの第二の内輪軌道１９のクラウニング量も殆ど変化しない。従って、これら第二の内輪軌道１９や第二の大鍔２３の傾斜角度並びにクラウニング量は、上記かしめ部２５を形成した後の状態での、上記第一の内輪軌道１８及び第一の大鍔２２の傾斜角度α1 、β1 及びクラウニング量δ1 に一致させる。要するに、上記かしめ部２５を形成する以前の状態では、各内輪軌道１８、１９及び大鍔２２、２３の傾斜角度は、第一の内輪１３に関するものが、第二の内輪１４に関するものよりも小さい。又、上記かしめ部２５を形成する以前の状態で、第一の内輪１３に関するクラウニング量は、第二の内輪１４に関するクラウニング量よりも大きい。これに対して、上記かしめ部２５を形成した後の状態では、上記第一、第二の内輪１３、１４に関し、上記各傾斜角度及びクラウニング量は、互いにほぼ等しくなる。
【００２４】
又、図示の例では、前述の様に、上記第一の大鍔２２の内半部に小径部２７を形成している為、上記かしめ部２５を形成する事に伴う、上記第一の内輪軌道１８及び第一の大鍔２２の傾斜角度及びクラウニング量の変化は小さい。従って、これら傾斜角度及びクラウニング量を適正値にする為の調整は容易である。
更に、図示の例では、図１に示す様に、上記かしめ部２５を形成した状態で、上記第一の大鍔２２の内側面の延長線ａが、このかしめ部２５に掛からない様に、言い換えれば、この延長線ａが、前記段部２０の外周面のうちの円筒部分と前記第一の内輪１３の内周面のうちの円筒部分との嵌合部に掛かる様にしている。従って、前記各円すいころ４、４から上記第一の内輪１３に加わるラジアル荷重が、上記かしめ部２５を緩める方向に作用する事がなく、このかしめ部２５の耐久性確保を図れる。
【００２５】
次に、図４は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、外輪１１ａの外周面には取付部１７（図１）を設けず、この外周面を単なる円筒面としている。そして、車両への組み付け時には、懸架装置を構成するナックル２８の支持孔２９に、上記外輪１１ａを支持固定している。その他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２６】
次に、図５は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、ハブ１２に固定した車輪の回転速度を検出自在としている。この為に本例の場合には、第一の内輪１３の内端部に設けた第一の大鍔２２に、エンコーダ３０の基端部を外嵌固定している。又、外輪１１の内端開口部にカバー３１を、この内端開口部を塞ぐ状態で内嵌固定し、このカバー３１に支持固定したセンサ３２の検出部を、上記エンコーダ３０の被検出部に近接対向させている。これらセンサ３２とエンコーダ３０とにより構成する回転速度検出装置の構造及び作用は、従来から周知であり、本発明の要旨でもない為、詳しい説明は省略する。又、その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２７】
次に、図６は、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、第二の内輪１４（図１、４、５）を省略し、代わりに、ハブ１２ａの中間部外周面に第二の内輪軌道１９を、直接形成している。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２８】
次に、図７は、本発明の実施の形態の第５例を示している。前述した第１例から上述した第４例までが、何れも従動輪（ＦＲ車及びＲＲ車の前輪、ＦＦ車の後輪）を支持する為の転がり軸受ユニットに本発明を適用しているのに対して、本例の場合には、駆動輪（ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、４ＷＤ車の全輪）を支持する為の転がり軸受ユニットに本発明を適用している。この為に本例の場合には、ハブ１２ｂの中心部にスプライン孔３３を形成し、このスプライン孔３３に、等速ジョイント３４に付属のスプライン軸３５を挿通している。そして、このスプライン軸３５の先端部（図７の左端部）に螺合したナット３６と、上記等速ジョイント３４を構成するハウジング部３７の端面との間で、上記ハブ１２ｂを挟持している。このハウジング部３７の端面に突き合うかしめ部２５の端面には、かしめ加工に基づく塑性変形により、或はかしめ加工後の機械加工により、平坦面を形成して、突き合わせ面同士の接触面積を確保している。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２９】
次に、図８は、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の場合も、駆動輪を支持する為の転がり軸受ユニットに本発明を適用している。特に、本例の場合には、第一の内輪１３ａの内端部内周面に段部３８を、全周に亙って形成し、ハブ１２ｂの内端部に形成したかしめ部２５により、この段部３８を抑え付けている。これに伴って、等速ジョイント３４を構成するハウジング部３７の端面を、上記第一の内輪１３ａの内端面に、直接当接させている。その他の構成及び作用は、上述した第５例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００３０】
次に、図９は、本発明の実施の形態の第７例を示している。前述した第１例から上述した第６例までが、何れも内径側軌道輪部材が、車輪と共に回転するハブを含むものであるのに対して、本例の場合には、外径側軌道輪部材が、車輪と共に回転するハブ３９である。この為に、このハブ３９の内周面に第一、第二の外輪軌道１５、１６を、同じく外周面に車輪を支持固定する為のフランジ２１ａを、それぞれ形成している。
【００３１】
又、内径側軌道輪部材は、その外周面に設けた取付部１７ａにより懸架装置に対し結合固定する静止軸部材４０の外周面に、第一、第二の内輪１３、１４を外嵌し、この静止軸部材４０の外端部に形成したかしめ部２５により固定している。又、上記ハブ３９の外端開口部は、カバー４１により塞いでいる。この様な本例の場合には、外側（図９の左側）に設けた第一の内輪１３に就いて、上記かしめ部２５の形成後に、第一の内輪軌道１８及び第一の大鍔２２の内側面の傾斜角度、及びこの第一の内輪軌道１８のクラウニング量が適正値になる様に考慮する。直径方向に関して、回転する軌道輪の内外が逆になり、それに伴って軸方向に関する内外が一部で逆になった点以外の構成及び作用は、前述した第１例の場合とほぼ同様である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットとその製造方法は、以上に述べた通り構成され作用するので、自動車の組立工場での組立作業を簡略化して自動車の製造コストの削減を図れ、しかも十分な耐久性を確保可能な構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態の第１例を示す半部断面図。
【図２】 かしめ部の加工に伴って第一の内輪軌道及び大鍔の内側面の傾斜角度が変化する状態を説明する為の、図１のＡ部拡大図。
【図３】 かしめ部の加工に伴って第一の内輪軌道のクラウニング量が変化する状態を説明する為の、図１のＡ部拡大図。
【図４】 本発明の実施の形態の第２例を示す半部断面図。
【図５】 同第３例を示す半部断面図。
【図６】 同第４例を示す半部断面図。
【図７】 同第５例を示す半部断面図。
【図８】 同第６例を示す半部断面図。
【図９】 同第７例を示す半部断面図。
【図１０】 従来構造の１例を示す断面図。
【符号の説明】
１ 複列円すいころ軸受ユニット
２ 外輪
３ 内輪
４ 円すいころ
５ 外輪軌道
６ 内輪軌道
７ 保持器
８ 組み合わせシールリング
９ 空間
１０ 車輪支持用転がり軸受ユニット
１１、１１ａ 外輪
１２、１２ａ、１２ｂ ハブ
１３、１３ａ 第一の内輪
１４ 第二の内輪
１５ 第一の外輪軌道
１６ 第二の外輪軌道
１７、１７ａ 取付部
１８ 第一の内輪軌道
１９ 第二の内輪軌道
２０ 段部
２１、２１ａ フランジ
２２ 第一の大鍔
２３ 第二の大鍔
２４ 円筒部
２５ かしめ部
２６ 段差面
２７ 小径部
２８ ナックル
２９ 支持孔
３０ エンコーダ
３１ カバー
３２ センサ
３３ スプライン孔
３４ 等速ジョイント
３５ スプライン軸
３６ ナット
３７ ハウジング部
３８ 段部
３９ ハブ
４０ 静止軸部材
４１ カバー
Claims (4)
- 内周面にそれぞれが円すい凹面状の曲面である第一、第二の外輪軌道を形成した外径側軌道輪部材と、外周面にそれぞれが円すい凸面状の曲面である第一、第二の内輪軌道を形成した内径側軌道輪部材と、これら第一、第二の内輪軌道と上記第一、第二の外輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ、転動自在に設けた円すいころとを備えた車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、上記内径側軌道輪部材は、その外周面に上記第一の内輪軌道を形成した内輪と、その外周面に直接又は別の内輪を介して上記第二の内輪軌道を形成した軸部材とから成り、上記内輪は、この軸部材の端部に外嵌し、更にこの軸部材の端部に形成した円筒部を直径方向外方に塑性変形させる事で形成したかしめ部によりその軸方向端面を抑え付けられる事で、上記軸部材に対し支持固定されており、更に、次の(1) 〜(2) のうちの少なくとも１個の要件を満たす事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニット。
(1) 上記軸部材の中心軸に対する上記第一の内輪軌道の傾斜角度を、上記かしめ部の形成以前に適正値よりも小さくし、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定した状態で、上記第一の内輪軌道の傾斜角度を適正値にしている。
(2) 上記第一の内輪軌道にクラウニングを施しており、この第一の内輪軌道のクラウニング量を、上記かしめ部の形成以前に適正値よりも多くし、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定した状態で、上記クラウニング量を適正値にしている。 - 請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットを製造する為の製造方法であって、次の(1) 〜(2) の少なくとも１個の要件を満たす事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法。
(1) 軸部材の中心軸に対する第一の内輪軌道の傾斜角度を、かしめ部の形成以前に適正値よりも小さくしておき、このかしめ部を形成して内輪を上記軸部材に対し支持固定するのに伴うこの内輪の弾性変形に基づき、上記第一の内輪軌道の傾斜角度を適正値にする。
(2) 上記第一の内輪軌道にクラウニングを、上記かしめ部の形成以前の状態で適正値よりも多いクラウニング量として施しておき、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定するのに伴うこの内輪の弾性変形に基づき、上記クラウニング量を適正値にする。 - 内周面にそれぞれが円すい凹面状の曲面である第一、第二の外輪軌道を形成した外径側軌道輪部材と、外周面にそれぞれが円すい凸面状の曲面である第一、第二の内輪軌道を形成した内径側軌道輪部材と、これら第一、第二の内輪軌道と上記第一、第二の外輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ、転動自在に設けた円すいころとを備えた車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、上記内径側軌道輪部材は、その外周面に上記第一の内輪軌道を形成した内輪と、その外周面に直接又は別の内輪を介して上記第二の内輪軌道を形成した軸部材とから成り、上記内輪は、この軸部材の端部に外嵌し、更にこの軸部材の端部に形成した円筒部を直径方向外方に塑性変形させる事で形成したかしめ部によりその軸方向端面を抑え付けられる事で、上記軸部材に対し支持固定されており、この軸部材の中心軸に対する上記第一の内輪軌道の傾斜角度が、上記かしめ部の加工に伴って弾性変形した状態で、上記第一の外輪軌道の傾斜角度と上記各円すいころの転動面の傾斜角度とから定まる適正値になる様に、上記かしめ部の形成以前にこの適正値よりも小さくし、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定した状態で、上記第一の内輪軌道の傾斜角度を適正値にしている事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニット。
- 内周面にそれぞれが円すい凹面状の曲面である第一、第二の外輪軌道を形成した外径側軌道輪部材と、外周面にそれぞれが円すい凸面状の曲面である第一、第二の内輪軌道を形成した内径側軌道輪部材と、これら第一、第二の内輪軌道と上記第一、第二の外輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ、転動自在に設けた円すいころとを備えた車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、上記内径側軌道輪部材は、その外周面に上記第一の内輪軌道を形成した内輪と、その外周面に直接又は別の内輪を介して上記第二の内輪軌道を形成した軸部材とから成り、上記内輪は、この軸部材の端部に外嵌し、更にこの軸部材の端部に形成した円筒部を直径方向外方に塑性変形させる事で形成したかしめ部により その軸方向端面を抑え付けられる事で、上記軸部材に対し支持固定されており、上記第一の内輪軌道にクラウニングを施しており、上記かしめ部の加工に伴ってこの第一の内輪軌道が弾性変形した状態でこの第一の内輪軌道のクラウニング量が、上記第一の外輪軌道の形状と上記各円すいころの転動面の形状とから定まる適正値になる様に、上記かしめ部の形成以前に上記第一の内輪軌道のクラウニング量を適正値よりも多くし、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定した状態で、上記クラウニング量を適正値にしている事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニット。
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