JP4466029B2 - 転がり軸受装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自動車や鉄道等の車両の車輪を支持するのに適した転がり軸受装置に関する。
この転がり軸受装置には、内軸の小径部の外周に装着した内輪の外端面に、内軸の軸端の円筒部を径方向外向きにかしめつけて、転動体を内外輪間に押圧して所要の予圧を付与し、かつ内輪の抜け止めをする構造を備えたものがある（特許文献１参照）。
米国特許第５４９０７３２号公報
上記かしめにより、内輪は軸方向へ作用する力により内軸に対して抜け止めされるが、このかしめによると、内輪には軸方向への力だけでなく、径方向外向きの力も同時に作用する。内輪がその径方向外向きの力の作用により、径方向外側へ膨張変形し、内輪の装着姿勢の精度低下や、内輪の軌道部の傾斜などを起こすうえ、強いかしめの力が作用した場合には、内輪に割れが発生するなど、構造的に解決すべき課題がある。
本発明による転がり軸受装置は、小径部とこの小径部から一端側に延びる円筒部とを備えた内軸と、小径部に装着された内輪とを備え、円筒部を内輪の外端面に沿わせるように塑性変形させて内輪の外端面を抑え付けてなるかしめ部とした転がり軸受装置であって、内輪の外端面の外径側に傾斜面部が、同内径側に面取部がそれぞれ形成されており、かつ傾斜面は、転動体である玉と内輪との接触位置よりも外径側にのみ形成されており、かしめ部は、内輪の外端面に対して面取部から傾斜面部に至るまで沿わせられて塑性変形されてなり、かしめ部の傾斜面部に沿う部分からの径方向内側へのかしめ力と、面取部に沿うかしめ部の部分からの径方向外側へのかしめ力とが相殺し合っていることを特徴とするものである。
傾斜面部の形状は、直線状、湾曲状、円すい面状、凸湾曲面状など各種の傾斜形態でよく、傾斜面部に沿うかしめ部の部分から内輪に対し径方向内側へのかしめ力が作用する形状であればよい。
本発明によると、内輪外端面の傾斜面部を抑え込んでいるかしめ部からは、内輪を径方向内側に押す力（径方向内向きの力）が作用する。したがって、かしめ部から内輪に作用する径方向外側へ押す力（径方向外向きの力）は、径方向内向きの力により相殺される結果となり、内輪がかしめ部からの径方向外向きの力の作用により、径方向外側へと膨張変形することが防止ないしは抑制され、内輪の装着姿勢の精度が向上し、内輪の割れ発生などが無くなる。
本発明によると、かしめ部から内輪外端面に作用する径方向外側へのかしめ力を低減できるから、内輪を内軸の小径部に適正かつ安定した姿勢で高精度に固定できる。
図面を参照して本発明の最良の実施形態に係る転がり軸受装置を説明する。図１を参照して、本発明による転がり軸受装置は、複列アンギュラ玉軸受タイプとして、外輪１と、外輪１の内周に同軸に配置された内軸２と、内軸２の小径部２２に装着された内輪３と、外輪１の両軌道部１ａ，１ｂと内軸２および内輪３の各軌道部２ａ，３ｂとの間に複列に配置された転動体４，５と、各列の転動体４，５を保持する保持器６，７と、外輪１の軸方向両端部と内軸２および内輪３との間のに装着されたシール８，９とを備える。
外輪１は、車体側部材に取り付けられるフランジ部１１を有する。内軸２は、車両アウタ側に車輪を取り付けるためのフランジ部２１を有するとともに、小径部２２を有し、この小径部２２の外端側に円筒部２３を有する。円筒部２３は、かしめ治具Ｔによる軸方向周りの角度θ（いずれも図２に図示）のローリングかしめにより、内輪３の外端面に沿わせられるように塑性変形されて内輪３の外端面を抑え込んでなるかしめ部２４とされる。かしめ部２４によって、内輪３は予圧を付与され、かつ小径部２２から抜け止めされる。
図２を参照して、内輪３の外端面に対するかしめ部２４のかしめ構造を説明すると、内輪３の外端面は、内径側から外径側にかけて連続的にかつ傾斜角度を変えて形成された、面取部１０、平行面部１２、傾斜面部１４、および突出面部１６を有する。面取部１０は、内輪３の外端面の内径側に所要の面取角度に形成されている。平行面部１２は、径方向に平行な面である。傾斜面部１４は、本発明の特徴とする面の構成であり、外径側ほど軸方向内方（図１および図２で左方）に位置するよう径方向に対して所要の傾斜角度αで傾斜した面になっている。突出面部１６は、傾斜面部１４の傾斜外径端よりも軸方向外方に突出した面になっている。
そして、かしめ部２４は、内輪３の外端面の面取部１２に沿う第１かしめ部分２４ａと、同平行面部１２に沿う第２かしめ部分２４ｂと、同傾斜面部１４に沿う第３かしめ部分２４ｃとを有する。
内輪３の外端面において、面取部１０には第１かしめ部分２４aから斜め外向きの押圧力Ｐ１（軸方向分力Ｐ１ｓと径方向分力Ｐ１ｏとの合力）が作用し、平行面部１２には第２かしめ部分２４ｂから軸方向の押圧力Ｐ２が作用し、傾斜面部１４には第３かしめ部分２４ｃから斜め内向きの押圧力Ｐ３（軸方向分力Ｐ３ｓと径方向分力Ｐ３ｉとの合力）が作用する。
これら押圧力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３において、押圧力Ｐ１とＰ２それぞれの軸方向分力Ｐ１ｓ，Ｐ３ｓと押圧力Ｐ２とはいずれも同方向であり、予圧力と抜け止め力として作用する。また、押圧力Ｐ１，Ｐ２それぞれの径方向分力Ｐ１ｏ、Ｐ１ｉは力の作用方向が互いに１８０度逆向きで打ち消しあう結果、内輪３を径方向外側に押す力が低減される。
以上の結果、内輪３には、かしめ部２４からの径方向外側へ押す力は低減し、これによって、内輪３は径方向外側へと膨張変形することが防止ないしは抑制され、内輪３の装着姿勢の精度が向上し、内輪３の割れ発生などが無くなるようになる。
この場合、かしめ部２４から内輪３には軸方向の力の合力（Ｐ１ｓ＋Ｐ２＋Ｐ３ｓ）の作用により、軸方向に所要の予圧を付与され、内軸２からの抜け出しを防止される。
傾斜面部１４の傾斜角度αは任意に設定してよいが、傾斜角度αが大きいほど、かしめ部２４の先端部分から径方向内向きにかかる力が大きくなり、内輪３の装着姿勢を所定の姿勢に保つ上で好ましい。ただし、傾斜面部１４に対してかしめが容易にできるか否かを考慮して、傾斜角度αを適正に決定することが好ましい。
傾斜面部１４は、転動体５である玉と内輪３との接触位置Ｑよりも外径側に位置するよう形成することが好ましい。傾斜面部１４は径方向複数個所に形成してもよく、その形成個数は任意でよい。また、傾斜面部１４の径方向に沿った面幅は、内輪３の外端面の径方向幅に応じて適宜に設定してよい。平行面部１２や突出面部１６は削除してもよく、図３に示すように、面取部１０を除いた内輪３の外端面全体を傾斜面部１４としてもよい。
上記のような傾斜面部１４が適用できる転がり軸受装置は、従動輪用、駆動輪用を問わず、また、ころや、円すいころ等、転動体の種類を問わない。
本発明は、自動車以外の車輪支持用として用いる転がり軸受装置に実施しうる。
本発明の最良の形態に係る転がり軸受装置の半断面図。 転がり軸受装置の要部の拡大断面図。 本発明の他の形態に係る転がり軸受装置の要部の拡大断面図。
符号の説明
２ 内軸
３ 内輪
５ 転動体
１０ 面取部
１２ 平行面部
１４ 傾斜面部
２２ 小径部
２３ 円筒部
２４ かしめ部
２４ａ 第１かしめ部分
２４ｂ 第２かしめ部分
２４ｃ 第３かしめ部分

Claims (1)

  1. 小径部とこの小径部から一端側に延びる円筒部とを備えた内軸と、小径部に装着された内輪とを備え、円筒部を内輪の外端面に沿わせるように塑性変形させて内輪の外端面を抑え付けてなるかしめ部とした転がり軸受装置であって、
    内輪の外端面の外径側に傾斜面部が、同内径側に面取部がそれぞれ形成されており、かつ傾斜面は、転動体である玉と内輪との接触位置よりも外径側にのみ形成されており、かしめ部は、内輪の外端面に対して面取部から傾斜面部に至るまで沿わせられて塑性変形されてなり、かしめ部の傾斜面部に沿う部分からの径方向内側へのかしめ力と、面取部に沿うかしめ部の部分からの径方向外側へのかしめ力とが相殺し合っている、ことを特徴とする転がり軸受装置。
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