JP4178312B2 - 転がり軸受装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すように、従動輪側の車軸に用いられる転がり軸受装置は、車体側に非回転に支持される外輪部材５０と、この外輪部材５０の径方向内方に複列の玉５１ａ，５１ｂを介して軸心回りに回転自在に支持される内輪部材５２とを有する。この内輪部材５２は、ブレーキディスクおよびタイヤホイールを取付けるためのハブホイール５３と、車軸５５とを有する。ハブホイール５３はその外周面に、一方列の玉５１ａの内輪軌道面を有する。車軸５５はその外周面に、他方列の玉５１ｂの内輪軌道面を有する。
【０００３】
外輪部材５０は、その内周面に、両列の玉５１ａ，５１ｂの外輪軌道面を有する。車軸５５は、熱間鍛造によって中実断面に形成され、ハブホイール５３の中心穴に挿通される軸部５４を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の転がり軸受装置では、車軸５５は中実断面であり、また熱間鍛造によって形成されている。従ってその製造に際しては、大圧力を加えるためのプレス機を必要とするなど、高価で大掛かりな設備を必要とする。また、熱間鍛造で製作した車軸５５は、製品精度が確保しにくいので、旋削、研磨などの後加工が多く必要であり、工程数が増加してしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の転がり軸受装置は、軸心回りに回転自在な第１、第２内輪部材と、前記第１、第２内輪部材に対して径方向外側で同心に配置されて車体側に非回転に支持される外輪部材と、前記外輪部材と各内輪部材との間に介装される複数列の転動体とを含み、前記外輪部材、前記第１内輪部材は管状の素材を冷間鍛造により中空円筒状に形成されており、前記第２内輪部材は、前記第１内輪部材の挿入が可能な中心穴を有し、前記第２内輪部材の中心穴に挿入される第１内輪部材の端部が、前記第２内輪部材の端面にかしめられ、前記第１内輪部材の軸方向一端部に、第１内輪部材の開口部を覆って第１内輪部材と回転一体なカバーが設けられ、前記カバーの内側面に、環状の回転信号発信部材が設けられ、前記カバーは、前記開口部に内嵌嵌着される筒状の嵌着部と、前記嵌着部よりも大径かつブレーキディスクおよびタイヤホイールを前記外輪部材に取り付ける際のガイドとなるガイド部を備え、前記外輪部材側に、前記第１内輪部材の回転数を、回転信号発信部材からの信号に基づいて検出する検出器が設けられている。
【０００７】
上記各構成のように、外輪部材、前記第１、第２内輪部材のうち第１内輪部材を管状の素材から中空円筒状に形成することによれば、転がり軸受装置の製造に際して、大掛かりな設備を必要としない。また転動体の軌道面を必要な精度とするための研磨加工時間を短縮することができる。このため、製品の製造が容易になるとともに、製造コストが低減される。
また内輪部材、外輪部材が軸心回りに回転する場合、その回転トルクが軽減されることになる。さらに、回転信号発信部材および検出器は、軸受内部に配置され、外部からの影響を受けにくくなり、従って、回転速度検出のための信頼度が向上する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る転がり軸受装置を、図面を参照して説明する。図では、転がり軸受装置を、従動輪側の車軸用転がり軸受装置に適用させている。図1は本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受装置の全体構成を示す断面図である。図示のように、この転がり軸受装置１は、筒状の外輪部材２と、転動体として２列の玉３，４と、筒状の内輪部材５とを有する。
【０００９】
外輪部材２は、その内周面に複列の外輪軌道面を有する。この外輪部材２は、取付けフランジ６を有する。この取付けフランジ６は、外輪部材２の軸心方向一端側、すなわち車両アウタ側に、径方向外向きに突出して形成される。この取付けフランジ６に、ブレーキディスク７およびタイヤホイール８が重ねて取付けられる。
【００１０】
このような外輪部材２は、平板状の素材から冷間鍛造によって一体的に形成される。取付けフランジ６には、円周方向等配位置に挿通孔９が形成され、これら挿通孔９にハブボルト１０が圧入されている。ブレーキディスク７およびタイヤホイール８は、これらハブボルト１０を挿通して取付けフランジ６に取付けられる。
【００１１】
内輪部材５は、それぞれ外輪部材２と同心に配置される第１内輪部材１１と第２内輪部材１２とから構成される。第１内輪部材１１は、外輪部材２の径方向内方に配置される軸部１３と、他端側すなわち車両インナ側に設けられて車体側に非回転に取付けられる固定フランジ１４とを有する。この第１内輪部材１１の軸部１３は、その車両アウタ側に小径部１３ａを有し、その外周には環状の凹部１５が形成されている。この第１内輪部材１１は、平板状の素材から冷間鍛造によって一体的に形成される。この凹部１５に、前記第２内輪部材１２が嵌着されている。なお、この第２内輪部材１２は、熱間鍛造によって形成されて、軌道面が研磨加工によって仕上げられる。
【００１２】
第１内輪部材１１の軸部１３の外周面に、他方の外輪軌道面に対応する内輪軌道面が形成され、第２内輪部材１２の外周面に一方の外輪軌道面に対応する内輪軌道面が形成されている。第１内輪部材１１はまた、その車両アウタ側端部に、第２内輪部材１２の端面に対してかしめられたかしめ部１６を有する。
【００１３】
外輪部材２の車両アウタ側開口１８を覆うカバー１７が、外輪部材２の開口１８に内嵌嵌着され、このカバー１７の内面に、環状の回転信号発信部材としてのパルサーリング１９が固着されている。カバー１７は、外輪部材２の開口１８に内嵌嵌着される筒状の嵌着部１７ａと、ブレーキディスク７およびタイヤホイール８を取付けフランジ６に取付ける際のガイドとなる、嵌着部１７ａよりも大径のガイド部１７ｂとを有する。パルサーリング１９は、図２に示すように、環状の平板に、円周方向等配位置に多数の開口２０を形成してなる。
【００１４】
第１内輪部材１１の小径部１３ａ内周面に、車両アウタ側に突出して拡径する取付け部材２１が固定され、この取付け部材２１のパルサーリング１９対向部に、外輪部材２の回転数を、パルサーリング１９からの信号に基づいて検出する検出器２２が埋設するように取付けられている。取付け部材２１には、検出器２２に接続される配線２３が導出され、この配線２３の先端には、ハーネス２４が接続されている。図の２５は、外輪部材２と第１内輪部材１１の間の環状空間を車両インナ側で密封するシール装置を示す。
【００１５】
上記構成の転がり軸受装置１の製造手順を説明する。まず、外輪部材２に各列の玉３，４を、冠形保持器３ａ，４ａに保持させた状態で組付ける。続いて第１内輪部材１１を車両インナ側から外輪部材２に挿入するように組付けるとともに、第２内輪部材１２を車両アウタ側から組付ける。このとき、第１内輪部材１１の小径部１３ａが、第２内輪部材１２の中心穴１２ａに対して円滑に挿通されるように、両内輪部材１１，１２を径方向位置で位置合わせする。
【００１６】
第１内輪部材１１の小径部１３ａが、第２内輪部材１２の中心穴１２ａに挿通された状態で、第１内輪部材１１の端面を拡径するようにして第２内輪部材１２の端面に対してかしめ、第１内輪部材１１にかしめ部１６を形成する。このように、第１内輪部材１１の端面を第２内輪部材１２の端面に対してかしめることで、第２内輪部材１２は、第１内輪部材１１から抜止めされ、両内輪部材１１，１２が軸心回りに回転一体とされるとともに、両列の玉３，４に対して所定の予圧が付与される。
【００１７】
その後、取付け部材２１の基部を第１内輪部材１１の小径部１３ａに嵌込み、予めパルサーリング１９を固定してあるカバー１７を外輪部材２の車両アウタ側開口１８に嵌着するようにして転がり軸受装置１を製造する。
【００１８】
なお、ブレーキディスク７およびタイヤホイール８は、それぞれの中心穴７ａ，８ａに、カバー１７のガイド部１７ｂを挿通するようにし、かつハブボルト１０を挿通して取付けフランジ６に重ねるようにして取付け、ハブボルト１０に不図示のナットを螺着して固定する。このようにして製造した転がり軸受装置１１では、車両が走行すると、不図示の車輪の回転とともに、外輪部材２が軸心回りに回転する。
【００１９】
ところで、外輪部材２、および内輪部材５（第１内輪部材１１）は、管状の素材を用いてこれを所定の断面形状を有する中空円筒状に形成しているので、内輪部材５を従来のように中実断面に形成する場合に比べて重量が軽くでき、従動輪として、回転トルクの低減が可能となる。
【００２０】
また、外輪部材２および内輪部材５は、管状の素材を用いてこれを所定の断面形状を有する中空円筒状に形成しているので、従来のように内輪部材５を熱間鍛造によって形成する場合に比べて、小規模で安価な設備であっても対応でき、しかも高精度に外輪部材２および第１内輪部材１１を形成することができる。
【００２１】
すなわち熱間鍛造の場合は製品の表面精度も低く、特に玉３，４の内輪軌道面を必要な精度とするための研磨加工時間を長く必要とし、場合によっては内輪軌道面以外の部分も研磨加工を必要としていた。これに対して、管状の素材を用いて冷間鍛造によって外輪部材２および第１内輪部材１１を形成する場合は、製品の精度がよいので、外輪軌道面および内輪軌道面を必要な精度とするための研磨加工時間が短縮でき、外輪軌道面および内輪軌道面以外の部分の研磨加工をほとんど必要としない。これによって、製造コストを大幅に低減し得ることになる。
【００２２】
また従来、ハブホイール５３の軌道部、ハブフランジおよびガイド部材は、熱間鍛造によって一体に形成されていたため、上記と同様製造に際して大掛かりな装置が必要であった。しかしこの実施形態のように、ガイド部１７ｂを有するカバー１７を、外輪部材２および内輪部材５と別部材として冷間鍛造によって形成することで、熱間鍛造部分の容量が小さくなり、従来に比べて安価で小規模な装置で製造することができる。また、このカバー１７は、第１内輪部材１１のかしめ部１６を被覆する機能を有しているため、第２内輪部材１２の端面とかしめ部１６の間から泥水等が侵入するのを防止する機能を有する。
【００２３】
さらに、パルサーリング１９および検出器２２を転がり軸受装置１内部に配置した構成により、外部に露出することがないので、車速の検出精度を向上させることができるとともに、検出器２２に付設するハーネス２４を第１内輪部材１１の中心穴から引出せ、かつその取回しが容易になる。
【００２４】
次に、図３に基づいて、本発明の第２の実施形態を説明する．この転がり軸受装置１は、筒状の外輪部材２と、転動体として２列の玉３，４と、筒状の内輪部材５とを有する。
【００２５】
外輪部材２は、その内周面に複列の外輪軌道面を有する。この外輪部材２は、固定フランジ１４を有する。この固定フランジ１４は、外輪部材２の軸心方向他端側、すなわち車両インナ側に、径方向外向きに突出して形成される。この固定フランジ１４は、車体側に非回転に取付けられる。このような外輪部材２は、平板状の素材から冷間鍛造によって一体的に形成される。
【００２６】
内輪部材５は、それぞれ外輪部材２と同心に配置される第１内輪部材１１と第２内輪部材１２とから構成される。第１内輪部材１１は、外輪部材２の径方向内方に配置される軸部１３と、その車両アウタ側に設けられてブレーキディスク７およびタイヤホイール８が重ねて取付けられる取付けフランジ６を有する。
【００２７】
この第１内輪部材１１の軸部１３は、その車両インナ側に小径部１３ａを有し、その外周には環状の凹部１５が形成されている。この第１内輪部材１１は、平板状の素材から冷間鍛造によって一体的に形成される。この凹部１５に、第２内輪部材１２が嵌着されている。なお、この第２内輪部材１２は、熱間鍛造によって形成され、軌道面が研磨加工によって仕上げられる。
取付けフランジ６には、円周方向等配位置に挿通孔９が形成され、これら挿通孔９にハブボルト１０が圧入されている。ブレーキディスク７およびタイヤホイール８は、これらハブボルト１０を挿通して取付けフランジ６に取付けられる。
【００２８】
第１内輪部材１１の軸部１３の外周面に、一方の外輪軌道面に対応する内輪軌道面が形成され、第２内輪部材１２の外周面に他方の外輪軌道面に対応する内輪軌道面が形成されている。第１内輪部材１１はまた、その車両インナ側端部に、第２内輪部材１２の端面に対してかしめられるかしめ部１６を有する。
【００２９】
第１内輪部材１１の車両アウタ側開口３０を覆うカバー３１が、第１内輪部材１１の開口３０に内嵌嵌着され、このカバー３１の内面に、回転信号発信部材としてのパルサーリング１９が固着されている。カバー３１は、第１内輪部材１１の開口３０に内嵌嵌着される筒状の嵌着部３１ａと、ブレーキディスク７およびタイヤホイール８を取付けフランジ６に取付ける際のガイドとなる、嵌着部３１ａよりも大径のガイド部３１ｂとを有する。パルサーリング１９の構成は、上記第１の実施形態と同様である。
【００３０】
第１内輪部材１１の内空部に、車両アウタ側に突出して拡径する取付け部材２１が挿通され、この取付け部材２１のパルサーリング１９対向部に、外輪部材２の回転数を、パルサーリング１９からの信号に基づいて検出する検出器２２が埋設するように取付けられている。取付け部材２１の車両インナ側端部は第１内輪部材１１から車両インナ側に突出し、この突出部分が、外輪部材２の車両インナ側開口３３を覆う別のカバー３４に挿通してこれに保持されている。取付け部材２１の車両インナ側から、検出器２２に接続される配線２３が導出され、この配線２３の先端には、ハーネス２４が接続されている。図の２５は、外輪部材２と第１内輪部材１１の間の環状空間を車両アウタ側で密封するシール装置を示す。
【００３１】
上記構成の転がり軸受装置１の製造手順を説明する。まず、外輪部材２に各列の玉３，４を、冠形保持器３ａ，４ａに保持させた状態で組付ける。続いて第１内輪部材１１を車両アウタ側から外輪部材２に挿入するように組付けるとともに、第２内輪部材１２を車両インナ側から組付ける。このとき、第１内輪部材１１の小径部１３ａが、第２内輪部材１２の中心穴１２ａに対して円滑に挿通されるように、両内輪部材１１，１２を径方向位置で位置合わせする。
【００３２】
第１内輪部材１１の小径部１３ａが、第２内輪部材１２の中心穴１２ａに挿通された状態で、第１内輪部材１１の端面を拡径するようにして第２内輪部材１２の端面に対してかしめ、第１内輪部材１１にかしめ部１６を形成する。このように、第１内輪部材１１の端面を第２内輪部材１２の端面に対してかしめることで、第２内輪部材１２は、第１内輪部材１１から抜止めされ、両内輪部材１１，１２が軸心回りに回転一体とされるとともに、両列の玉３，４に対して所定の予圧が付与される。
【００３３】
その後、取付け部材２１を第１内輪部材１１の車両アウタ側からその内空部に挿入するとともに、カバー３１を、第１内輪部材１１の開口３０に嵌着させ、取付け部材２１の端部を、外輪部材２の車両インナ側開口３３を覆うカバー３４に挿通してこれに位置保持させる。このとき、パルサーリング１９と検出器２２との軸心方向間距離が所定の値となるように確保し、転がり軸受装置１を製造する。
【００３４】
なお、ブレーキディスク７およびタイヤホイール８は、それぞれの中心穴７ａ，８ａに、カバー３１のガイド部３１ｂを挿通するようにし、かつハブボルト１０を挿通して取付けフランジ６に重ねるようにして取付け、ハブボルト１０に不図示のナットを螺着して固定する。このようにして製造した転がり軸受装置１１では、車両が走行すると、不図示の車輪の回転とともに、内輪部材５が軸心回りに回転する。
【００３５】
ところで、外輪部材２、および内輪部材５（第１内輪部材１１）は、管状の素材を用いてこれを所定の断面形状を有する中空円筒状に形成しているので、内輪部材５を従来のように中実断面に形成する場合に比べて重量が軽くでき、従動輪として、回転トルクの低減が可能となる。
【００３６】
また、外輪部材２および特に第１内輪部材１１は、管状の素材を用いてこれを所定の断面形状を有する中空円筒状に形成しているので、従来のように内輪部材５を熱間鍛造によって形成する場合に比べて、小規模で安価な設備であっても対応でき、しかも高精度に外輪部材２および第１内輪部材１１を形成することができる。
【００３７】
すなわち熱間鍛造の場合は製品の表面精度も低く、特に玉３，４の内輪軌道面を必要な精度とするための研磨加工時間を長く必要とし、場合によっては内輪軌道面以外の部分も研磨加工を必要としていた。これに対して、管状の素材を用いて冷間鍛造によって外輪部材２および第１内輪部材１１を形成する場合は、製品の精度がよいので、外輪軌道面および内輪軌道面を必要な精度とするための研磨加工時間が短縮でき、外輪軌道面および内輪軌道面以外の部分の研磨加工をほとんど必要としない。これによって、製造コストを大幅に低減し得ることになる。
【００３８】
また従来、ハブホイール５３の軌道部、ハブフランジおよびガイド部材は、熱間鍛造によって一体に形成されていたため、上記と同様製造に際して大掛かりな装置が必要であった。しかしこの実施形態のように、ガイド部３１ｂを有するカバー３１を、外輪部材２および内輪部材５と別部材として冷間鍛造によって形成することで、熱間鍛造部分の容量が小さくなり、従来に比べて安価で小規模な装置で製造することができる。また、このカバー３１は、内輪部材５内に泥水等が侵入するのを防止する機能を有する。
【００３９】
さらに、パルサーリング１９および検出器２２を転がり軸受装置１内部に配置した構成により、車速の検出制度を向上させることができるとともに、検出器２２に付設するハーネス２４を第１内輪部材１１の中心穴から引出せ、かつその取回しが容易になる。
【００４０】
なお、上記各実施形態においてパルサーリング１９は、カバー１７，３１の内側面にカバー１７，３１とは別部材として固定するようにしたが、図４に示すように、カバー１７，３１と一体としてもよい。この場合、カバー１７，３１の内側面外周部に多数の凸部３５を形成するようにすれば、カバー１７，３１が軸心回りに回転することにより、回転信号が検出器２２に出力される。
【００４１】
また、上記各実施形態において、第２内輪部材１２は熱間鍛造によって形成したが、これに限定されるものではなく、外輪部材２、内輪部材５と同様に平板状または円筒状の素材を冷間鍛造によって形成してもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、高価で大掛かりな設備が不要となるばかりでなく、内輪部材あるいは外輪部材に対して転動体の軌道面を必要な精度とするための研磨加工あるいは旋削加工などの後加工時間を短縮もしくは省略でき、もって製造コストの低減を図り得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態に係る転がり軸受装置の全体断面図である。
【図２】 同じくパルサーリングの単体斜視図である。
【図３】 本発明の第２の実施形態に係る転がり軸受装置の全体断面図である。
【図４】 別のパルサーリングの実施形態を示す斜視図である。
【図５】 従来の転がり軸受装置の全体断面図である。
【符号の説明】
１ 転がり軸受装置
２ 外輪部材
１０ ハブフランジ
１１ 第１内輪部材
１２ 第２内輪部材
１６ かしめ部

Claims (1)

1. 軸心回りに回転自在な第１、第２内輪部材と、前記第１、第２内輪部材に対して径方向外側で同心に配置されて車体側に非回転に支持される外輪部材と、前記外輪部材と各内輪部材との間に介装される複数列の転動体とを含み、
   前記外輪部材、前記第１内輪部材は管状の素材を冷間鍛造により中空円筒状に形成されており、
   前記第２内輪部材は、前記第１内輪部材の挿入が可能な中心穴を有し、
   前記第２内輪部材の中心穴に挿入される第１内輪部材の端部が、前記第２内輪部材の端面にかしめられ、
   前記第１内輪部材の軸方向一端部に、第１内輪部材の開口部を覆って第１内輪部材と回転一体なカバーが設けられ、
   前記カバーの内側面に、環状の回転信号発信部材が設けられ、
   前記カバーは、前記開口部に内嵌嵌着される筒状の嵌着部と、前記嵌着部よりも大径かつブレーキディスクおよびタイヤホイールを前記外輪部材に取り付ける際のガイドとなるガイド部を備え、
   前記外輪部材側に、前記第１内輪部材の回転数を、回転信号発信部材からの信号に基づいて検出する検出器が設けられている、
   ことを特徴とする転がり軸受装置。

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