JP4059268B2 - Rolling bearing unit for wheel support and manufacturing method thereof - Google Patents
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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利用する車輪支持用転がり軸受ユニット及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a wheel-supporting rolling bearing unit used for rotatably supporting a wheel of an automobile with respect to a suspension device and a method for manufacturing the same .
自動車の車輪は、車輪支持用転がり軸受ユニットにより懸架装置に支持する。この様な場合に使用する車輪支持用転がり軸受ユニットとして、従来から例えば、特許文献1〜8等に記載されたものが知られている。又、図4は、従来から広く実施されている車輪支持用転がり軸受ユニットの1例を示している。この車輪支持用転がり軸受ユニット1は、シャフト部材2と、内輪3と、外輪4と、複数個の転動体5、5とを備える。このうちのシャフト部材2の外周面の軸方向外端部(軸方向に関して外とは、自動車への組み付け状態で幅方向外寄りとなる側を言い、各図の左側となる。反対に幅方向中央寄りとなる側を軸方向に関する内と言い、各図の右側となる。)で上記外輪4から突出した部分には、車輪を支持する為の第二のフランジ6を形成している。又、このシャフト部材2の中間部には第一の内輪軌道7を、同じく内端部には外径寸法が小さくなった段部8を、それぞれ形成している。
The wheels of the automobile are supported on the suspension device by a rolling bearing unit for supporting the wheels. As wheel support rolling bearing units used in such a case, those described in, for example,
そして、この段部8に、その外周面に第二の内輪軌道9を形成した上記内輪3を外嵌している。上記シャフト部材2の軸方向内端部には雄ねじ部10を形成し、この雄ねじ部10の先端部を、上記内輪3の軸方向内端面よりも軸方向内方に突出させている。そして、この雄ねじ部10に螺合したナット11と上記段部8の段差面12との間で上記内輪3を挟持する事により、この内輪3を上記シャフト部材2の所定位置に結合固定している。上記雄ねじ部10の先端部外周面には係止凹部17を形成している。そして、上記ナット11を所定のトルクで緊締した後、このナット11の一部で上記係止凹部17に整合する部分を直径方向内方にかしめ付ける事により、このナット11の緩み止めを図っている。尚、上記シャフト部材2に1対の内輪を外嵌し、これら1対の内輪の外周面に、第一、第二の内輪軌道7、9を設ける構造も、従来から知られている。
And the said inner ring |
又、上記外輪4の内周面には、上記第一の内輪軌道7と対向する第一の外輪軌道13及び上記第二の内輪軌道9に対向する第二の外輪軌道14を形成している。そして、これら第一、第二の内輪軌道7、9と第一、第二の外輪軌道13、14との間に上記転動体5、5を、それぞれ複数個ずつ設けている。これら各転動体5、5の設置空間の軸方向外端開口はシールリング22により、軸方向内端開口は蓋体29により、それぞれ塞いでいる。尚、図示の例では、転動体5、5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転がり軸受ユニットの場合には、これら転動体としてテーパころを使用する場合もある。
A first
上述の様な車輪支持用転がり軸受ユニット1を自動車に組み付けるには、上記外輪4を、その外周面の一部に形成した第一のフランジ15により懸架装置に固定し、上記第二のフランジ6に車輪を固定する。この結果、この車輪が懸架装置に対して回転自在に支持される。
In order to assemble the wheel-supporting rolling
又、前記特許文献7には、図5に示す様な構造の車輪支持用転がり軸受ユニット1が記載されている。この従来構造の第2例の場合には、シャフト部材2の軸方向内端部に形成した円筒部の一部で内輪3の軸方向内端面よりも軸方向内方に突出した部分を直径方向外方に折り曲げる事により、かしめ部16を形成している。そして、このかしめ部16と段部8の段差面12との間で、上記内輪3を挟持している。
図4に示した従来構造の第1例の場合には、雄ねじ部10の先端部に係止凹部17を形成する作業、及びナット11の一部を直径方向内方にかしめ付ける作業が必要になる。この為、車輪支持用転がり軸受ユニット1の部品製造作業及び組立作業が面倒になり、コストが嵩む。
In the case of the first example of the conventional structure shown in FIG. 4 , an operation of forming the
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニット及びその製造方法は、この様な事情に鑑みて、かしめ部に亀裂等の損傷を発生しにくくすると共に、シャフト部材に対し内輪を固定するナットの緩み止めを図る為の係止凹部の形成作業やナットのかしめ付け作業を省略する事により、コスト低減を図る事を目的に発明したものである。 In view of such circumstances, the wheel bearing rolling bearing unit and the manufacturing method thereof according to the present invention make it difficult to cause damage such as cracks in the caulking portion, and prevent loosening of the nut that fixes the inner ring to the shaft member. The invention has been invented for the purpose of reducing the cost by omitting the forming operation of the locking recess and the caulking operation of the nut.
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニット及びその製造方法のうち、請求項1、2に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットは何れも、従来の車輪支持用転がり軸受ユニットと同様に、外周面に第一のフランジを、内周面に複列の外輪軌道を、それぞれ設けた外輪と、端部外周面に第二のフランジを設けたシャフト部材と、外周面に内輪軌道を有し上記シャフト部材に外嵌した、少なくとも1個の内輪と、この内輪を含んで上記シャフト部材と共に回転する部分の外周面に設けた第一、第二の内輪軌道と上記複列の外輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ設けた転動体とを備える。そして、上記シャフト部材の軸方向内端部に形成した円筒部の一部で上記内輪よりも突出した部分を直径方向外方にかしめ広げ、このかしめ広げた部分により上記内輪を直接又はスペーサリングを介して抑え付ける事により、上記内輪を上記シャフト部材に固定している。
特に、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、上記シャフト部材の軸方向内端部外周面に外径寸法を小さくする段差部が形成されており、この段差部から軸方向内端側に外径が小さくなった小径円筒部が設けられており、上記内輪の軸方向外端面が上記シャフト部材の外周面に形成した段部に突き当たっている。
尚、本明細書及び特許請求の範囲全体で、軸方向に関して外とは、自動車への組み付け状態で幅方向外寄りとなる側を言い、反対に、軸方向に関して内とは、自動車への組み付け状態で幅方向中央寄りとなる側を言う。
Of the rolling bearing unit for supporting a wheel and the manufacturing method thereof according to the present invention, the rolling bearing unit for supporting a wheel described in
In particular, in the rolling bearing unit for supporting a wheel according to the present invention, a stepped portion that reduces the outer diameter is formed on the outer peripheral surface of the axially inner end portion of the shaft member, and the axially inner end is formed from the stepped portion. A small-diameter cylindrical portion having a small outer diameter is provided on the side, and the axially outer end surface of the inner ring abuts against a step portion formed on the outer peripheral surface of the shaft member.
In the present specification and claims as a whole, the outside in the axial direction refers to the side that is outside in the width direction in the state of being assembled to the automobile, and conversely, the inside in the axial direction is attached to the automobile. The side that is closer to the center in the width direction.
又、請求項2に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットは、上記内輪の内周面に軸方向内端開口に向かう程内径が大きくなる面が形成され、上記シャフト部材の外周面に形成した段差部の起点である外周縁の軸方向位置が、上記内輪の内周面の上記軸方向内端開口に向かう程内径が大きくなる面の起点の軸方向位置よりも、上記第二の内輪軌道に当接する転動体の中心側に位置している。
又、請求項3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、外周面に第一のフランジを、内周面に複列の外輪軌道を、それぞれ設けた外輪と、端部外周面に第二のフランジを設けたシャフト部材と、外周面に内輪軌道を有し上記シャフト部材に外嵌した、少なくとも1個の内輪と、この内輪を含んで上記シャフト部材と共に回転する部分の外周面に設けた第一、第二の内輪軌道と上記複列の外輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ設けた転動体とを備え、上記シャフト部材の軸方向内端部に形成した円筒部の一部で上記内輪よりも突出した部分を直径方向外方にかしめ広げ、このかしめ広げた部分により上記内輪を直接又はスペーサリングを介して抑え付ける事により、上記内輪を上記シャフト部材に固定する車輪支持用転がり軸受ユニットを製造する。特に、請求項3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、上記シャフト部材の軸方向内端部外周面に外径寸法を小さくする段差部が形成されると共に、この段差部から軸方向内端側に外径が小さくなった小径円筒部が設けられた状態で、上記シャフト部材の軸方向内端部に上記内輪を外嵌すると共に、この内輪の軸方向外端面を上記シャフト部材の外周面に形成した段部に突き当てる。そして、その後、上記円筒部の一部で上記内輪よりも突出した部分を直径方向外方にかしめ広げ、このかしめ広げた部分により上記内輪を直接又はスペーサリングを介して抑え付ける事により、上記内輪を上記シャフト部材に固定する。
又、請求項4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、上述の請求項3に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法で、上記内輪の内周面に軸方向内端開口に向かう程内径が大きくなる面を形成すると共に、上記シャフト部材の外周面に形成した段差部の起点である外周縁の軸方向位置が、上記内輪の内周面の上記軸方向内端開口に向かう程内径が大きくなる面の起点の軸方向位置よりも、上記第二の内輪軌道に当接する転動体の中心側に位置する様に、上記シャフト部材の軸方向内端部に上記内輪を外嵌した状態で、このシャフト部材の軸方向内端部に形成した円筒部の一部で内輪よりも突出した部分を直径方向外方にかしめ広げ、このかしめ広げた部分により上記内輪を抑え付ける事により、この内輪を上記シャフト部材に固定する。 Further, in the rolling bearing unit for supporting a wheel according to
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a wheel-supporting rolling bearing unit comprising: an outer ring provided with a first flange on the outer peripheral surface; a double row outer ring raceway on the inner peripheral surface; A shaft member provided with a second flange, at least one inner ring having an inner ring raceway on the outer peripheral surface and fitted on the shaft member, and an outer peripheral surface of a portion including the inner ring and rotating together with the shaft member; A plurality of rolling elements provided between the first and second inner ring raceways and the double row outer ring raceways, each of which is a cylindrical portion formed at the axially inner end of the shaft member; A wheel support that fixes the inner ring to the shaft member by caulking a portion protruding from the inner ring outward in the diameter direction at the portion and holding the inner ring directly or via a spacer ring by the caulked portion. Rolling shaft for To produce a unit. In particular, in the method for manufacturing a wheel-supporting rolling bearing unit according to
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a wheel-supporting rolling bearing unit according to the third aspect of the present invention, wherein the wheel-supporting rolling bearing unit is a method for manufacturing a wheel-supporting rolling bearing unit. A surface whose inner diameter increases as it goes to the outer peripheral surface of the shaft member is formed, and the axial position of the outer peripheral edge, which is the starting point of the stepped portion formed on the outer peripheral surface of the shaft member, is in the axial inner end opening of the inner peripheral surface of the inner ring. The inner ring is attached to the inner end of the shaft member in the axial direction so that it is located on the center side of the rolling element that comes into contact with the second inner ring raceway rather than the axial position of the starting point of the surface where the inner diameter increases. In the fitted state, a portion of the cylindrical portion formed at the inner end in the axial direction of the shaft member is squeezed outward in the diametrical direction, and the inner ring is suppressed by the squeezed and expanded portion. The inner ring is It is fixed to the door member.
上述の様に構成される本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットにより、懸架装置に対して車輪を回転自在に支持する作用は、従来の車輪支持用転がり軸受ユニットと同様である。
特に、本発明の場合には、内輪を固定する為のかしめ広げ部分が、この内輪の固定作業に基づいて損傷する可能性を低くできる。又、部品点数、部品加工、組立工数の減少により、コスト低減を図れる。
The operation of rotatably supporting the wheel with respect to the suspension device by the wheel supporting rolling bearing unit of the present invention configured as described above is the same as that of the conventional wheel supporting rolling bearing unit.
Particularly, in the case of the present invention, the caulking widened portion for fixing the inner ring, the possibility of damage based on the inner ring of the fixing operation can be lowered. Further, the cost can be reduced by reducing the number of parts, parts processing, and assembly man-hours.
図1〜2は、本発明に関する参考例の1例を示している。尚、本参考例の特徴は、シャフト部材2に対して内輪3を固定する部分の構造にある。その他の部分の構造及び作用に就いては、前述の図4に示した従来構造と同様であるから、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本参考例の特徴部分を中心に説明する。
1 and 2 show an example of a reference example related to the present invention . The feature of this reference example is the structure of the portion for fixing the
シャフト部材2の軸方向内端部に形成した段部8の中間部内端寄り部分で、この段部8に外嵌した内輪3の軸方向内端部内周面に、軸方向内端開口に向かう程内径が大きくなる、円錐凹面状の傾斜面19を形成している。この傾斜面19が上記シャフト部材2の中心軸に対し傾斜している傾斜角度θは、20〜60度程度とする。又、上記シャフト部材2の内端面には円形の凹部20を形成する事により、このシャフト部材2の軸方向内端部に円筒部21を形成している。本参考例の場合にこの円筒部21は、上記シャフト部材2の軸方向内端部で、ほぼ上記内輪3の肩部23の内側部分に存在する。
In the intermediate portion end-sided part of the stepped
上述の様な傾斜面19を形成した内輪3を、上記シャフト部材2の軸方向内端部に設けた円筒部21をかしめ広げる事によりこのシャフト部材2に固定し、本参考例の車輪支持用転がり軸受ユニットとする際には、前記図5に示した従来構造の場合に比べて、かしめ部分の変形量が少なくて済む。即ち、上記従来構造の場合にはかしめ部16を形成する為、シャフト部材2の軸方向内端部に形成した円筒部を直径方向外方に向け、90度折り曲げるのに対して、本参考例の車輪支持用転がり軸受ユニットを構成すべく、上記円筒部21をかしめ広げる際には、この円筒部21を上記傾斜角度θ(=20〜60度)だけ変形させれば良い。この為、このかしめ部分に発生する歪みを小さく抑えて、このかしめ部に割れ等の損傷が発生するのを抑える事ができる。又、上記変形量を少なく抑える為、このかしめ部を形成する事に基づき、上記円筒部21の周囲に存在する部材である上記内輪3に、この内輪3の直径方向外方に加わる力を低減できて、この内輪3の損傷防止を図れる。
The
尚、上記円筒部21を直径方向外方にかしめ広げる作業は、鍛造加工、或は揺動プレス加工により行なう。何れの加工法を採用する場合でも、図2に示す様に、上記円筒部21の内径側にプレス型25を押し込み、上記円筒部21を直径方向外方にかしめ広げる。特に、かしめ作業に揺動プレス加工を採用すれば、成形時の荷重を小さくして、軸受内部への影響をなくし、成形後の予圧管理を適正にできると言った利点がある。又、上記円筒部21の奥端縁(この円筒部21の内径が変化しない部分の奥端)と上記内輪3の端面24との距離Lは、車輪支持用転がり軸受ユニットの大きさ等に応じて設計的に定めるが、一般的な乗用車用の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合で、5〜15mm程度とするのが好ましい。
The operation of caulking the
又、上記円筒部21を構成すべく、上記シャフト部材2の端部に形成する円形の凹部20の先端位置は、複列に配置した転動体5、5のうち、内側の列を構成する転動体5の中心よりも内側に位置させている。即ち、図1に点Xで示した、上記凹部20の先端の、上記シャフト部材2の軸方向に関する位置は、第二の内輪軌道である、上記内輪3の外周面に設けた第二の内輪軌道9に当接する転動体5の中心の、上記シャフト部材2の軸方向に関する位置よりも、上記シャフト部材2の軸方向内端部側に位置させている。従って、車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するシャフト部材2と外輪4との間にラジアル荷重が加わり、上記転動体5から上記第二の内輪軌道9にラジアル荷重が加わった場合でも、上記シャフト部材2の一部でこのラジアル荷重を受ける部分が充実体である為、このシャフト部材2の耐久性を十分に確保できる。
Further, in order to form the
更に、上記第二の内輪軌道9に当接する転動体5の中心と、上記内輪3の端面24との、上記シャフト部材2の軸方向に関する距離Mを、上記各転動体5、5の外径Dの0.75倍以上(M≧0.75D)としている。この様に、転動体5の中心と端面24との距離Mを確保している為、上記内輪3の肩部23や第二の内輪軌道9部分の寸法精度や形状精度が悪化する事を防止して、車輪支持用転がり軸受ユニットの機能を確保できる。即ち、これら各部分の寸法精度や形状精度を良好に確保できるので、車輪支持用転がり軸受ユニットの運転時に振動等が発生するのを防止すると共に、転動体5の転動面や第二の内輪軌道9の転がり疲れ寿命等を確保できる。尚、図示の例では、第一の内輪軌道7をシャフト部材2の中間部外周面に直接形成しているが、この第一の内輪軌道7は、シャフト部材2と別体の内輪に形成し、この内輪をこのシャフト部材2に外嵌固定しても良い。
Further, the distance M in the axial direction of the
次に、図3は、本発明の実施の形態の1例を示している。本例の場合、シャフト部材2の軸方向内端部で内輪3の嵌合部よりも突出した部分の外径を、この嵌合部の外径よりも小さくしている。即ち、上記シャフト部材2の軸方向内端部に形成した円筒部21の基端部外周面で、この内輪3の軸方向内端開口部に形成した傾斜面19よりも少しだけ第二の内輪軌道9に寄った部分に、0.02〜1mm程度の僅かな段差Hを有する段差部27を形成している。そして、上記円筒部21のうちの外径の小さくなった部分である小径円筒部30を、直径方向外方にかしめ広げ、上記傾斜面19を抑え付ける様にしている。この様に円筒部21を直径方向外方にかしめ広げる際には、上記段差部27がかしめ広げ作業に伴って折れ曲がる部分の起点となる。この為、かしめ広げ作業に伴って上記円筒部21に無理な力が加わりにくくなって、かしめ広げ部分に亀裂等の損傷が発生しにくくなる。その他の構成及び作用は、前述した参考例の1例の場合と同様である。
Next, FIG. 3 shows an example of an embodiment of the present invention . In the case of this example, the outer diameter of the portion protruding from the fitting portion of the
1 車輪支持用転がり軸受ユニット
2 シャフト部材
3 内輪
4 外輪
5 転動体
6 第二のフランジ
7 第一の内輪軌道
8 段部
9 第二の内輪軌道
10 雄ねじ部
11 ナット
12 段差面
13 第一の外輪軌道
14 第二の外輪軌道
15 第一のフランジ
16 かしめ部
17 係止凹部
19 傾斜面
20 凹部
21 円筒部
22 シールリング
23 肩部
24 端面
25 プレス型
27 段差部
29 蓋体
30 小径円筒部
1 Rolling bearing unit for
3
24
30 Small diameter cylindrical part
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