JP4464513B2 - 自動車の車輪ハブのベアリング及びその装着方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は，サスペンションストラット（支え）内に形成されたシリンドリカルの座に装着され，冷間成形により前記座に固定されるアウターレースを備える構造の自動車の車輪ハブのベアリングに関するものである。この発明は，さらに，自動車の懸架ストラットのベアリングを装着する方法にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
前記構造のベアリングは，欧州特許出願ＥＰ−Ａ−０ ７９４ ０７２により知られているもので，図５に示すようなものである。図５を参照すると，ベアリング１は，アウターレース２を備え，これは，それぞれセットになった回転ボール３に対するインナーレースを備えている。前記回転ボールは，前記インナーレース４，５にそって回転し，これらは，フランジ付きハブ６に装着されており，既知の手段で軸７に対し回転可能に取り付けられている。
【０００３】
アウターレース２は，軸方向に対し直交する断面が環状である主体部９を含んでいて，この部分は，軸方向内方（即ち，自動車の内部に面している）へのみ延び，軸方向に筒状の突部１０を形成し，この突部の外側面には，一段落ちる当接肩部１１が構成され，この肩部１１に，ストラット１３の外側側面１２が当接される。
【０００４】
ストラット１３に形成されているシリンドリカルな座１４が筒状の突部１０の前記当接肩部を介して一段落ち込んだシリンドリカルな段部１５に圧接されている。前記筒状の突部１０の段部１５は，圧接される座１４の軸方向の厚さ寸法よりも軸方向に長くなっており，段部１５の軸方向の内端部は，圧接されているストラット１３の内側側面１６を包むように曲げられて（冷間成形手段などの加工手段による），前記ストラットをかしめ止めして，ベアリングを前記ストラットに装着している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の構造は，ベアリングをサスペンションストラットに固定するに当たり，ベアリングのアウターレースの前記回転部材の領域に変形などの細工を施さない点で優れているが，前記肩部１１を精密に機械研削仕上げしなければならなず，加工上高度の技術を必要とし，これにより製造コストの上昇を招き，さらに，前記肩部を形成するために主体部の厚さを十分にとるために，ベアリングのアウレースそれ自体が重くなってしまう欠点があり，自動車の軽量化にそぐわないもので，この発明の解決課題である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は，前記構造のベアリング，特に，アウターレースを軽量化し，さらに仕上げ加工を容易にした経済的なベアリングを提供し，前記の課題を解決するものである。
【０００７】
また，この発明は，ベアリングの成形マテリアルを最適な態様で使用できるベアリングを提供する。
【０００８】
さらに，この発明は，ベアリングを自動車のサスペンションの中央に改善された，よりフレキシブルな態様でベアリングを取り付けることができる。
【０００９】
この発明のベアリングは，上記の目的を達成するために，サスペンションストラット（支え）内に形成されたシリンドリカルの座に装着され，冷間成形により前記座に固定されるアウターレースを備える構造の自動車の車輪ハブのベアリングであって，サスペンションストラットに形成されたシリンドリカルの座に冷間成形により装着されるアウターレースを備え、このアウターレースが回転要素３の転動路を形成する環状の主体部と，前記座の面に嵌合当接するシリンドリカルの外周面とを有する自動車車輪ハブのためのベアリングであって，前記主体部は，軸方向に延長されて，軸方向に対向する両端部が形成され，これら両端部は，前記ストラットの内外側面からそれぞれ外方へ突き出るエッジ部を有し，これらエッジ部は，アウターレースが前記座に着座された後，冷間成形加工により塑性変形されて，前記ストラットの内外側面に圧接され，かしめられて，前記ベアリングを前記ストラットに取り付け固定する取り付け部を構成することを特徴とする自動車車輪ハブのためのベアリングである。
【００１０】
また，この発明は，前記ベアリングの改善された装着方法を提供するものであり，この方法は，
（ａ） 内外側面それぞれに達するシリンドリカルな座を有するサスペンションストラットを調製する工程；
（ｂ） 以下の構成を備えるアウターレースを備えるベアリングを調製する工程；
回転要素の転動路を設けた断面環状の主体部と，前記座の面に嵌合当接する前記主体部の前記ストラットの前記座に挿入されるシリンドリカルの外周面とを有し，前記主体部は，軸方向に延長されて，軸方向に対向する両端部が形成され，これら両端部は，前記ストラットの内外側面からそれぞれ外方へ突き出るエッジ部を有し，これらエッジ部は，アウターレースが前記座に着座された後，冷間成形加工により塑性変形されて，前記ストラットの内外側面に圧接され，かしめられて，前記ベアリングを前記ストラットに取り付け固定する取り付け部となる構成；
（ｃ） 前記ベアリングのアウターレースを前記ストラットの座に挿入し，前記アウターレースの両端部のエッジ部を所定の寸法ｅ’．ｅ”分だけ前記ストラットの前記内外両側面から外方へ突き出させる工程；及び
（ｄ） 前記アウターレース両端部の突き出たエッジ部を冷間成形加工により塑性変形させて，前記ストラットの前記内外両側面に密着させて，前記ベアリングを前記ストラットに取り付け固定させる冷間成形工程からなるものである。
【００１１】
【発明の実施の態様】
つぎに，この発明を図示の実施の態様について詳しく説明する。
図１から図３に示すように，この発明によるベアリングは，詳しくは後述するアウターレース２，一対のインナーレース又はハーフレース４，５及び複数の回転要素，この例では，回転ボーを備え，回転ボールは，アウターレース２とインナーハーフレース４，５との間に回転自由に介在している。
【００１２】
特に図２を参照すると，アウターレース２は，中央に主体部９を有し，該主体部の内面に前記回転ボールのための転動路が形成されている。アウターレース２は，シリンドリカルの外周面１８を有し，この外周面は，サスペンションストラット１３に形成された断面シリンドリカルの座１４内に挿入されるようになっている。座１４に対しシリンドリカルの面１８が強制的に圧入されて完全に密着し合い，これによって前記アウターレースがストラット１３に確実に保持されるようになることが好ましい。
【００１３】
シリンドリカルの外周面１８を備えるアウターレース２の軸方向の長さは，ストラット１３の軸方向の長さ寸法（厚さ寸法）Ｓよりも長く，前記アウターレース２中央の主体部９の延長部分である軸方向に対向する両端部１９，２０のエッジ部１９ａ，２０ａは，冷間成形，好ましくは，ロール加工により塑性変形されて，ストラット１３の内側側面１６及び外側側面１２にそって，図１に示すように，これらを包みこむように加工されるもので，ストラット１３の内側側面１６及び外側側面１２は，図１において実線，図２において破線で示すように，前記変形されたエッジ部１９ａ，２０ａにより内外両側方からかしめ嵌めされる。
【００１４】
インナーレース４，５の軸方向の長さ（厚み）の全体寸法は，図３に示すように，ストラット１３の軸方向の長さ寸法（厚さ寸法）Ｓよりも長くないことが好ましい。
【００１５】
前記ベアリングを前記ストラットに装着するには，アウターレース，インナーレース及び回転要素を備えるベアリングをストラット１３の座１４に嵌合する。好ましい実施例においては，ベアリングのアウターレース２は，ストラット１３の座１４の口径よりも若干大径になっているため，前記嵌合操作においては，前記ベアリングのアウターレース２をストラット１３の座１４に強制的に嵌合し，アウターレース２がストラット１３の座１４に着実に着座できるようになっている。前記の嵌合挿入操作は，例えば，図３に示すツール２１により行われるもので，このツールは，段部構造になっている第１の押圧面２２と第２の押圧面２３とを備えており，これら押圧面は，軸方向の離間距離ｅの寸法をもって設けられている。
【００１６】
前記ツール２１の第１の押圧面２２がアウターレース２の外側端部２０の端面２４を図示の矢印Ａ方向へ押圧し，第２の押圧面２３が前記ストラットに固定の基準面２５に押圧させる。この基準面は，前記座１４に近接したストラットの外側面の領域１２にある。
【００１７】
前記両押圧面の離間距離ｅは，前記アウターレース２の内外両端部１９，２０が前記ストラットの内外側面１６，１２を越えて塑性変形によりかしめられるエッジ部１９ａ，２０ａの寸法分に相当する寸法ｅ’，ｅ”として設定されるものである。これら寸法ｅ’，ｅ”は，設計条件により種々変更されるものであり，これら寸法の設定条件を変えることにより，前記ベアリングの前記ストラットにおける装着相対位置（軸方向における相対位置）を任意に設定することができるようになる。このようにして，前記ベアリングのアウターレース２のストラット１３における装着位置を確定させれば，前記アウターレース２は，ストラット１３の座１４に設定された挿入深度（前記寸法ｅ又はｅ’に相当）をもって装着される。そいて，アウターレース２の内外両端部１９，２０は，ストラット１３の内外側面１６，１２からはみでた形をとって張り出すもので，これら張り出た内外両端部１９，２０は，冷間成形加工により塑性変形され，変形されたエッジ部１９ａ，２０ａがストラット１３の内外側面１６，１２を包むようにしてかしめられる。
【００１８】
前記の冷間成形は，ローリング加工によるもので，この操作は，前記アウターレースの内外両端部を同時に変形しても，又，順次変形してもよく，このような冷間成形においては，前記アウターレースの軸方向の逃げを抑えるために，前記ツール２１を使用し，前記アウターレースと前記ストラットとの所望の相対位置を前記ツールにより確定させ，冷間成形加工を行う。
【００１９】
この発明による装着方法の好ましい実施例においては，冷間成形により変形されたエッジ部１９ａ，２０ａは，それぞれ厚さ寸法ｂを有するもので，この寸法ｂは，図２に示す変形前の状態における内外両端部１９，２０の厚さ寸法ｔと等しいか，又は，薄い寸法である。
【００２０】
前記ベアリングを前記ストラットに固定するに当たり，ストラット１３の内外側面１６，１２と座１４の境界端縁部分に面取り部２６を設けると，固定がさらに確実になる。この面取り部２６の面取り寸法ｈは，３ｍｍ以下が好ましい。
【００２１】
特に図示していないが，前記ストラットの内外側面１６，１２の一方又は両方の面に複数本の細溝などを放射状に形成することができ，塑性変形された前記アウターレースのエッジ部１９ａ，２０ａが前記細溝に食い入り，前記アウターレースをしっかり前記ストラットに固定させ，前記アウターレースのゆるみ，偶発的な相対回転を阻止できる。
【００２２】
【発明の効果】
この発明によるベアリングのアウターレースは，図４に破線Ｃで示すような単純な形態の鍛造ブランクから得られる。前記アウターレースの外側面は，図６に示すコンベンショナルの肩部１１を精密に作る必要がない。
【００２３】
さらに，図６に関して言えば，肩部１１の強化領域１１ａを形成せずにすむもので，その結果，前記アウターレースの外側面は，ターニング加工のみで，単純に，速やかに製造加工できるものである。
【００２４】
さらにまた，前記アウターレースの製造加工において，６に示すコンベンショナルなアウターレースは，図６に示す破線で囲まれた部分の金属部分が研削されて無駄になるのに対し，この発明によるアウターレースにおいては，図４に示す破線部分から明らかなように，金属マテリアルの無駄になる分が少なくてすむ。
【００２５】
さらにまた，この発明によるベアリングは，アウターレースが前記のように軽量であるから，全体重量も軽量化し，さらに前記のように肩部がないため，軸線を対称軸として対称になっており，したがって，製造が容易かつ経済的であるのみならず，前記ストラットに確実に装着できる。
【００２６】
なお，前記の実施例は，この発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施例における自動車の車輪のハブのベアリングの軸方向の断面図であって，前記ベアリングは，自動車のサスペンションストラットに固定されるものである。
【図２】 図１のベアリングのアウターレースの軸方向の断面図。
【図３】 前記ベアリングをサスペンションストラットに装着する段階おける説明図。
【図４】 この発明によるベアリングのアウターレースを作る鍛造ブランクの一部の軸方向の断面図。
【図５】 自動車のサスペンションストラットに装着される従来技術の車輪ハブのベアリングの軸方向の断面図。
【図６】 図１のベアリングの一部の軸方向の断面図。

Claims (15)

1. サスペンションストラット１３に形成されたシリンドリカルの座１４に冷間成形により装着されるアウターレース２を備え、このアウターレースが回転要素３の転動路を形成する環状の主体部９と，前記座１４の面に嵌合当接するシリンドリカルの外周面１８とを有する自動車車輪ハブのためのベアリングであって，前記主体部９は前記主体部から軸方向の両方向に延長された端部を両端部１９，２０として形成され，これら両端部は，前記ストラットの内外側面１６，１２からそれぞれ外方へ突き出るエッジ部１９ａ，２０ａを有し，これらエッジ部は，アウターレース２が前記座１４に着座された後，冷間成形加工により塑性変形されて，前記ストラットの内外側面１６，１２に圧接され，かしめられて，前記ベアリングを前記ストラットに取り付け固定する取り付け部を構成することを特徴とする自動車車輪ハブのためのベアリング。
2. 前記主体部９は，アウターレース２の軸方向に実質的に中央にあることを特徴とする請求項１によるベアリング。
3. 前記アウターレース２は，軸方向に対称であることを特徴とする請求項２によるベアリング。
4. 前記アウターレースにおける軸方向に対向する端部１９，２０は，それらそれぞれのエッジ部が塑性変形される前の状態においては，前記ストラット１３の内外側面１６，１２から寸法ｅ’，ｅ”分だけ，それぞれ外方へ突き出ていて，前記ベアリングの前記ストラットに対する相対位置が可変になっていることを特徴とする請求項１によるベアリング。
5. 前記アウターレースの内側にある一つ又は複数のインナーレース４，５の軸方向の寸法が前記ストラット１３の軸方向の厚さ寸法Ｓよりも大きなものではないことを特徴とする請求項１によるベアリング。
6. 自動車車輪ハブのベアリングをサスペンションストラットに装着する方法であり，以下の工程からなる前記方法：
   （ａ）内外側面１６，１２それぞれに達するシリンドリカルな座１４を有するサスペンションストラット１３を調製する工程；
   （ｂ）以下の構成を備えるアウターレース２を備えるベアリングを調製する工程；回転要素３の転動路を設けた断面環状の主体部と，前記座１４の面に嵌合当接する前記主体部９の前記ストラットの前記座１４に挿入されるシリンドリカルの外周面１８とを有し，前記主体部９は前記主体部から軸方向の両方向に延長された端部を両端部１９，２０として形成され，これら両端部は，前記ストラットの内外側面１６，１２からそれぞれ外方へ突き出るエッジ部１９ａ，２０ａを有し，これらエッジ部は，アウターレース２が前記座１４に着座された後，冷間成形加工により塑性変形されて，前記ストラットの内外側面１６，１２に圧接され，かしめられて，前記ベアリングを前記ストラットに取り付け固定する取り付け部となる構成；
   （ｃ）前記ベアリングのアウターレース２を前記ストラットの座１４に挿入し，前記アウターレースの両端部１９，２０のエッジ部１９ａ，２０ａを所定の距離寸法ｅ’，ｅ”分だけ前記ストラットの前記内外両側面１６，１２から外方へ突き出させる工程；及び（ｄ） 前記アウターレース両端部１９，２０の突き出たエッジ部１９ａ，２０ａを冷間成形加工により塑性変形させて，前記ストラットの前記内外両側面１６，１２に密着させて，前記ベアリングを前記ストラットに取り付け固定させる冷間成形工程。
7. 前記冷間成形工程（ｄ）において，前記塑性変形されたエッジ部１９ａ，２０ａの厚さ寸法（ｂ）が冷間成形工程前における前記アウターレースの両端部１９，２０の厚さ寸法（ｔ）よりも薄いか，又は，等しいものであることを特徴とする請求項６による方法。
8. 前記工程（ａ）において，ストラット１３の内外側面１６，１２と座１４の境界端縁部分に面取り部２６を形成する工程が付加されることを特徴とする請求項６による方法。
9. 前記面取り部２６の面取り寸法ｈは，３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項８による方法。
10. 前記冷間成形工程（ｄ）に以下の工程が付加されていることを特徴とする請求項６による方法。
    （ｄ１）前記アウターレースの両端部１９，２０の一方を塑性変形するに際して，前記アウターレースの軸方向にそっての動きを抑えるために，第１の当接部２２と第２の当接部２３とを備えたツール２１で前記アウターレースの両端部１９，２０の他方を動かないように抑え，該ツールの設定位置により，アウターレース２のストラット１３に対する相対位置を調節できるようにする工程；及び
    （ｄ２）前記アウターレースの両端部１９，２０の一方を塑性変形した後に，前記アウターレースの両端部１９，２０の他方を塑性変形する工程。
11. 前記冷間成形工程（ｄ）において，前記アウターレースの両端部１９，２０の両者を同時に塑性変形することを特徴とする請求項６による方法。
12. 前記挿入工程（ｃ）が以下の構成のツール２１を利用することによって行われることを特徴とする請求項６による方法：前記アウターレースの一方の端部２０の端面２４に当接することができる第１の当接部２２；及び前記ストラットにおける基準面２５に対し当接することができる第２の当接部２３を備え；前記第１と第２の当接部２２，２３は，軸方向の離間距離ｅの寸法をもって離間し，この離間寸法により，前記アウターレースの両端部１９，２０の一方を前記ストラットの内外側面１６，１２から外方へ距離寸法ｅ’，ｅ”だけ突き出すようになっている。
13. 前記挿入工程（ｃ）が以下の構成のツール２１を利用することによって行われることを特徴とする請求項６による方法：前記アウターレースの一方の端部２０の端面２４に当接することができる第１の当接部２２；及び前記ストラットにおける基準面２５に対し当接することができる第２の当接部２３を備え；前記第１と第２の当接部２２，２３は，軸方向の離間距離ｅの寸法をもって離間し，この離間寸法により，前記アウターレースの両端部１９，２０の一方を前記ストラットの内外側面１６，１２から外方へ距離寸法ｅ’，ｅ”だけ突き出すようになっている。
14. 前記距離寸法ｅ’，ｅ”は，等しい寸法であることを特徴とする請求項６，１２又は１３による方法。
15. 前記距離寸法ｅ’，ｅ”は，互いに異なる寸法であることを特徴とする請求項６，１２又は１３による方法。

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