JP4517617B2 - Outer ring member of rolling bearing device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、転がり軸受装置の外輪部材およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an outer ring member of a rolling bearing device and a manufacturing method thereof .
例えば自動車の車輪を支持するための転がり軸受装置では、外輪部材に径方向外向きに延びるフランジを設け、このフランジを固定部材(車体の一部)に対してボルトで取り付けるようにしている。 For example, in a rolling bearing device for supporting a wheel of an automobile, a flange extending radially outward is provided on an outer ring member, and the flange is attached to a fixing member (a part of a vehicle body) with a bolt.
つまり、前記フランジの円周方向の複数箇所に軸方向に沿うねじ孔を設ける一方で、固定部材に前記ねじ孔と同心となる貫通孔を設け、固定部材の貫通孔側からボルトを挿通し、このボルトを前記フランジのねじ孔に対して螺合装着することにより、フランジを固定部材に対して固定するようにしている(特許文献1,2参照)。
ところで、上記転がり軸受装置の負荷容量を高めるには、玉の直径を大きくしたり、あるいは玉の使用数を増やしたりする必要がある。それに伴い、外輪部材の内径軌道面の径を大きくする必要があるとともに、外輪部材の肉厚を一定に保つために外輪部材の外径を大きくする必要がある。この一方で、フランジのねじ孔のピッチ円径は、自動車製造会社毎の規格により変更できない。したがって、上述したように外輪部材の外径を大きくした場合には、必然的に、各ねじ孔の内接円と外輪部材の外周面とが接近する傾向となる。 By the way, to increase the load capacity of the rolling bearing device, it is necessary to increase the diameter of the balls or increase the number of balls used. Accordingly, it is necessary to increase the diameter of the inner raceway surface of the outer ring member and to increase the outer diameter of the outer ring member in order to keep the thickness of the outer ring member constant. On the other hand, the pitch circle diameter of the screw hole of the flange cannot be changed according to the standard for each automobile manufacturer. Therefore, when the outer diameter of the outer ring member is increased as described above, the inscribed circle of each screw hole tends to approach the outer peripheral surface of the outer ring member.
また、フランジを介して車体に固定される転がり軸受の場合、フランジの基端部に応力が集中して、この部分の強度を確保することが難しくなるおそれがある。このため、外輪部材のフランジの強度を向上させるには、フランジ81において固定部材82に当接される面(以下、当接面83と言う)の反対側の反当接面85と外輪部材の外周面との間に凹状に湾曲した斜面86を形成して、応力が集中することを防止している。この斜面86は、フランジの反当接面85のX点から始まって外輪部材の外周面へとなだらかにつながっている。
Further, in the case of a rolling bearing that is fixed to the vehicle body via a flange, stress concentrates on the base end portion of the flange, and it may be difficult to ensure the strength of this portion. Therefore, in order to improve the strength of the flange of the outer ring member, the
このようなことから、仮に、上記反当接面85上での斜面86の基点Xと各ねじ孔87の中心88を結ぶピッチ円上に設定した場合、下記するような理由により、ねじ孔87を形成するための加工が困難になる。
For this reason, if it is set on a pitch circle connecting the base point X of the
つまり、ねじ孔87は、ドリル90を用いた孔開けや、タップを用いたねじ切りを行うことにより作るが、この孔開けを当接面83側から行った場合、孔開け後に反当接面85側に突出するバリの突出量が大きくなってしまう。そこで、孔開けを反当接面85側から行うと、孔開け後に当接面83側に突出するバリの突出量が小さくなる。したがって、バリ除去の手間を省くには、図10に示すように、ドリル90による孔開けをフランジ81の反当接面85側から当接面83側へ向けて行うようにするほうが好ましいといえる。しかし、その場合、ドリル90の刃先の中心91がフランジ81の反当接面85に当接する前に、ドリル90の刃先の外周コーナー92が斜面86に接触してしまうので、ドリル90の送り速度を速くすると、ドリル90の回転中心が目標ラインに対して傾くおそれがあるなど、加工精度の低下につながる。加工精度の低下を防ぐには、ドリル90の送り速度をできるだけ遅くする必要があるので、加工時間が長くかかるとともに、加工コストが高くつく結果となる。
That is, the
本発明に係る転がり軸受装置の外輪部材は、外周に径方向外向きに延びるフランジを有し、前記フランジの円周方向の複数箇所にナックルとの固定に用いるねじ孔が軸方向に設けられているとともに鍛造で一体に成形された転がり軸受装置の外輪部材であって、前記フランジの一側面が径方向に沿ってほぼ平坦に形成されており、前記フランジの他側面の付け根側に、前記ねじ孔の中心を結ぶ円の近傍から前記外輪部材の外周面へ向けて斜面が設けられ、この斜面の前記ねじ孔に対応する部分に、前記ねじ孔を作るドリルの刃先の干渉を回避するための凹部を設け、この凹部において前記ねじ孔が開口している軸方向他方側に面することになる底部の前記ねじ孔の周縁部から外輪部材の外周面にかけて曲面でつながる微小肉盛り部が形成されたことを特徴としている。
本発明にかかる転がり軸受装置の外輪部材の製造方法は、外周に径方向外向きに延びるフランジが設けられ、前記フランジの円周方向の複数箇所にナックルとの固定に用いるねじ孔が軸方向に設けられた転がり軸受装置の外輪部材の製造方法であって、前記フランジの一側面が径方向に沿ってほぼ平坦に形成されるとともに、前記フランジの他側面の付け根側に、前記ねじ孔の中心を結ぶ円の近傍から前記外輪部材の外周面へ向けて形成された斜面と、この斜面の前記ねじ孔に対応する部分に形成され前記ねじ孔を作るドリルの刃先の干渉を避けるため前記フランジの他側面に形成された平坦面とこの平坦面から外輪部材の外周面にかけて曲面でつながる微小肉盛り部とを備えた凹部とを鍛造により形成した後、前記凹部の前記平坦面に前記ねじ孔を開口するためのドリルの先端を接触させ、前記フランジの他側面側から前記ねじ孔を形成することを特徴としている。
An outer ring member of a rolling bearing device according to the present invention has a flange extending radially outward on an outer periphery, and screw holes used for fixing to a knuckle are provided in an axial direction at a plurality of circumferential positions of the flange. And an outer ring member of a rolling bearing device integrally formed by forging, wherein one side surface of the flange is formed substantially flat along a radial direction, and the screw is provided on a base side of the other side surface of the flange. A slope is provided from the vicinity of a circle connecting the centers of the holes toward the outer peripheral surface of the outer ring member, and a portion corresponding to the screw hole of the slope is provided to avoid interference of a cutting edge of a drill that forms the screw hole. a recess is provided, the micro padding section connected by a curved surface to the outer surface of the outer ring member from the peripheral edge of the screw hole of the bottom screw holes is to face on the other side in the axial direction which is open in the concave portion is formed It is characterized in that.
In the manufacturing method of the outer ring member of the rolling bearing device according to the present invention, flanges extending radially outward are provided on the outer periphery, and screw holes used for fixing to the knuckle are axially provided at a plurality of circumferential positions of the flange. A method of manufacturing an outer ring member of a provided rolling bearing device, wherein one side surface of the flange is formed substantially flat along a radial direction, and a center of the screw hole is formed on a base side of the other side surface of the flange. In order to avoid interference between the inclined surface formed from the vicinity of the circle connecting the outer ring member toward the outer peripheral surface of the outer ring member and the cutting edge of the drill that forms the screw hole formed in the portion corresponding to the screw hole of the inclined surface . after forming by forging a recess and a micro-padding section connected by a curved surface to the outer surface of the outer ring member from the flat surface and the flat surface formed on the other side, the said flat surface of said recess Flip hole tip is brought into contact with the drill for opening, it is characterized by forming the screw hole from the other side of the flange.
前記凹部は、鍛造により成形されたものとしてもよい。 The recess may be formed by forging.
この場合、外輪部材のフランジの他側面の付け根側全周に斜面を設け、孔に対応する部分に凹部を設けているので、孔を作るときに、ドリルの刃先が斜面に干渉せずに済む。そのため、孔開け時にドリルが傾くことを防止できるようになり、ドリルの送り速度を速くすることが可能になる。 In this case, since the inclined surface is provided on the entire circumference of the base side of the other side surface of the flange of the outer ring member and the concave portion is provided in the portion corresponding to the hole, the drill tip does not interfere with the inclined surface when making the hole. . Therefore, it becomes possible to prevent the drill from tilting when drilling, and it is possible to increase the feed rate of the drill.
本発明では、外輪部材のフランジに孔を短時間で高精度に形成することができるので、安価で信頼性の高い転がり軸受装置を提供できるようになる。 In the present invention, since the hole can be formed in the flange of the outer ring member with high accuracy in a short time, a low-cost and highly reliable rolling bearing device can be provided.
図1から図7に本発明の一実施形態を示している。この実施形態では、自動車の従動輪側に用いる転がり軸受装置1を例に挙げる。図1において転がり軸受装置1の左側が車両アウター側で、右側が車両インナー側である。
1 to 7 show an embodiment of the present invention. In this embodiment, a rolling bearing
非回転に固定される外輪部材2に、それぞれ冠形保持器6で円周等間隔に配置された二列の玉(転動体の一例)4,5を介して、内輪部材3が軸心回りに回転自在に支持されている。外輪部材2と内輪部材3との間の軸方向両側には、シール7,8が取り付けられている。これらのシール7,8は、軸受空間11内の潤滑剤が外部に漏れるのを防止するとともに、軸受空間11内に外部の泥水等が侵入するのを防止する。
The
外輪部材2の外周面には、径方向外向きに突出するフランジ2aが形成されており、このフランジ2aの円周方向の複数箇所には軸方向に沿うねじ孔2bが設けられている。このフランジ2aが車体の一部となるナックル9にボルト10で固定されることで、外輪部材2が非回転に固定される。なお、ボルト10は、ナックル9の側からその貫通孔9aに挿通されて、フランジ2aのねじ孔2bに螺合装着される。なお、車両によっては、ねじ孔2bのかわりに単なる貫通孔として、ここにボルト10を挿入し、ボルト10にナットを螺合することで外輪部材2をナックル9に固定する場合もある。
内輪部材3は、内軸3Aと、内軸3Aの胴部の車両インナー側に嵌着される筒状部材3Bとから構成されている。内軸3Aの車両インナー側端部を径方向外向きにローリングかしめすることにより、内軸3Aに筒状部材3Bが一体化されている。この筒状部材3Bは、一般的な単列アンギュラ玉軸受の内輪である。
The
二列の玉4,5は、外輪部材2の内周面に軸方向隣り合わせに設けられる二つの軌道面と、内軸3Aの外周面に設けられる軌道面および筒状部材3Bの外周面に設けられる軌道面との各間に介装されている。
The two rows of balls 4 and 5 are provided on the inner race surface of the
内軸3Aの外周面において車両アウター側には、径方向外向きに突出したフランジ3aが一体的に形成されている。このフランジ3aの円周方向の複数箇所には、軸方向に貫通する貫通孔3bが設けられている。この貫通孔3bに対してボルト15が嵌合固定されている。このボルト15に対してディスクロータ16や車輪18に設けてある孔が通され、この孔から突出するボルト15に対してナット(図示省略)が装着されることにより、フランジ3aに対してディスクロータ16や車輪18が固定される。
A
ここで、外輪部材2のフランジ2aの円周方向複数箇所にねじ孔2bを短時間で精度よく形成できるように工夫しているので、説明する。
Here, since it devised so that the
まず、この実施形態での転がり軸受装置は、軸受負荷容量を高めるために、玉4,5それぞれの中心を結ぶ円径と、外輪部材2の内径軌道面の径と、外輪部材2の外径とを大径化している。但し、フランジ2aのねじ孔2bのピッチ円径は、自動車製造会社毎の規格により変更できない。このことから、外輪部材2の外周面と各ねじ孔2bの内接円とが接近して配置されるようになっている。図示例では、外輪部材2の外周面の外径寸法に対して、各ねじ孔2bの内接円径を僅かに大きく設定している。
First, in order to increase the bearing load capacity, the rolling bearing device in this embodiment includes a circle diameter connecting the centers of the balls 4 and 5, a diameter of the inner raceway surface of the
また、フランジ2aの当接面2cは、そのほぼ全体が削り加工によりほぼ平坦に形成されている。
Further, almost the
さらに、フランジ2aの反当接面2dと外輪部材2の外周面とは、斜面2eでつながれている。この斜面2eは、周方向に環状に形成されているが、ねじ孔2bが形成されている部分には斜面を抉るように凹部2gが形成されている。この凹部2gとその周辺の形状について詳細に説明する。まず、外輪部材2の外周面には、外径が最も小さい最小外径部2hよりも少し径が大きくなった段部2iが形成されている。そして、斜面2eはフランジ2aの反当接面2dにおけるねじ孔2bのピッチ円径部Pよりも内径側のX1点から、段部外周面2i上のX2点にかけて形成されている。凹部2gの断面即ち斜面2eが抉られた部分の内周面の形状は、図4の矢印A方向からみた場合、図1に示すように、夫々曲率の異なる複数の曲面からなる略U字状を呈しているが、その最も径方向内側寄りの部分は、段部外周面2iに接している。また、同じ部分を図4の断面図でみると、凹部2gは、ねじ孔2bの周縁部から段部の外周面にかけて曲面でつながっている。この曲面は、ねじ孔2bの周縁部のY1点から段部外周面上のY2点にかけて形成されている。このように、凹部2gのねじ孔2b寄りの部分は、夫々曲率の異なる複数の曲面からなる非球面状の複合曲面を呈している。そして、ねじ孔を形成する以前の段階では、凹部2gのY1点よりも径方向外側においては、平坦面となり、反当接面2dと連続している。
Furthermore, the
凹部2gをこのような形状とすることで、この部分の強度を確保しつつ、ドリルの刃の干渉を最小限にすることができる。また、ドリルの先端を凹部2gの底の平坦面に接触させることができる。
By forming the
ここで、外輪部材2の製造手順を説明する。
Here, the manufacturing procedure of the
まず、外輪部材2は、図6の二点鎖線で示すようなJIS規格S55Cなどの金属製の円柱形基材に対して熱間鍛造を施すことにより荒仕上げしてから、フランジ2aの当接面2cと二つの内径軌道面を削り加工することにより、完成品に近い外形とする。このようにして得た外輪部材2のフランジ2aにおいてねじ孔2bの形成予定領域に、ドリル20を用いて孔開けを行ってからタップを用いてねじ切りを行うことにより、ねじ孔2bを形成する。
First, the
ところで、上記鍛造工程において上述した斜面2e、凹部2g、曲面2fを形成しているので、この鍛造工程が終了した段階で、フランジ2aの反当接面2dにおいてねじ孔2bの形成予定領域の大半部分がほぼ平坦になる。従って、ドリル20で孔開けをする際、ドリルの先端をこの平坦部に当接させることができるので、ドリルが振れることなく、精度のよい孔が形成できる。また、この平坦部分は、上記削り加工を行うときの基準面として利用することができるので、当接面2cを高精度に形成することが可能になる。
By the way, since the
しかも、上記孔開け工程の前段階で上記凹み空間2gを確保しているから、上記孔開け工程においては、図7に示すように、ドリル20の刃先中心21をフランジ2aの反当接面2dにおいて平坦部分に対して当接させることができて、ドリル20の刃先の外周コーナー22が微小肉盛り部2fに対してわずかに干渉する程度に抑えることができる。これにより、ドリル20による孔開けを行うと、最初に、微小肉盛り部2fの斜面を僅かに削るものの、それとほぼ同時期にフランジ2aの反当接面2dを掘削するようになる。そのため、従来例のようにドリル20の回転中心が目標ラインに対して傾くことを防止できるので、ドリル20の送り速度を速くすることができるなど、ねじ孔2bを形成するための孔開け作業を短時間で高精度に行うことが可能になる。したがって、外輪部材2の製造コストを削減することが可能になる。
In addition, since the recessed
さらに、上記孔開けは、反当接面2d側から当接面2cへ向ける形態にしているから、従来例の説明でも明記したように、孔開け後に孔開け方向下流側へ突出するバリの突出量を小さくできてバリ除去の手間を省くことが可能になる。
Further, since the hole is formed from the side opposite to the
以下、本発明の他の実施形態や応用例を説明する。 Hereinafter, other embodiments and application examples of the present invention will be described.
図示しないが、駆動輪側に用いるタイプの転がり軸受装置にも本発明を適用できる。このタイプは、例えば上記実施形態での内軸3Aの中心部分に対して駆動軸をスプライン嵌合したような構成である。
Although not shown, the present invention can also be applied to a rolling bearing device of the type used on the drive wheel side. In this type, for example, the drive shaft is spline-fitted to the central portion of the
また、上記実施形態において、内軸3Aの外周面を、車両アウター側の列の玉5の内径軌道面とした例を挙げているが、図示しないが、内軸3Aの外径に、車両アウター側の列の玉5専用の内輪を装着したものにも本発明を適用できる。
In the above embodiment, the outer peripheral surface of the
さらに、図8に示すように、一般的な複列アンギュラ玉軸受に備える二つの内輪31a,32aを用いたタイプの転がり軸受装置1にも本発明を適用できる。また、転動体として複列の円すいころを用いた円すいころ軸受装置にも適用できる。
Furthermore, as shown in FIG. 8, the present invention can be applied to a rolling
1 転がり軸受装置 2 外輪部材
3 内輪部材 2a 外輪部材のフランジ
2b フランジのねじ孔 2c フランジの当接面
2d フランジの反当接面 2e 斜面
2f 曲面 2g 凹部
9 ナックル(固定部材) 10 ボルト
20 ドリル 21 ドリルの刃先中心
22 ドリルの刃先の外周コーナー
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記フランジの一側面が径方向に沿ってほぼ平坦に形成されており、
前記フランジの他側面の付け根側に、前記ねじ孔の中心を結ぶ円の近傍から前記外輪部材の外周面へ向けて斜面が設けられ、この斜面の前記ねじ孔に対応する部分に、前記ねじ孔を作るドリルの刃先の干渉を回避するための凹部を設け、
この凹部において前記ねじ孔が開口している軸方向他方側に面することになる底部の前記ねじ孔の周縁部から外輪部材の外周面にかけて曲面でつながる微小肉盛り部が形成されたことを特徴とする転がり軸受装置の外輪部材。 A rolling bearing device having flanges extending radially outward on the outer periphery, screw holes used for fixing to the knuckle being axially provided at a plurality of locations in the circumferential direction of the flange, and integrally formed by forging The outer ring member of
One side of the flange is formed substantially flat along the radial direction,
A slope is provided from the vicinity of a circle connecting the center of the screw hole to the outer peripheral surface of the outer ring member on the base side of the other side surface of the flange, and the screw hole is formed in a portion corresponding to the screw hole of the slope. Provide a recess to avoid the interference of the drill's cutting edge,
In this recess , a minute build-up portion connected by a curved surface is formed from the peripheral edge portion of the screw hole at the bottom portion that faces the other axial side where the screw hole is open to the outer peripheral surface of the outer ring member. An outer ring member of the rolling bearing device.
前記フランジの一側面が径方向に沿ってほぼ平坦に形成されるとともに、
前記フランジの他側面の付け根側に、前記ねじ孔の中心を結ぶ円の近傍から前記外輪部材の外周面へ向けて形成された斜面と、この斜面の前記ねじ孔に対応する部分に形成され前記ねじ孔を作るドリルの刃先の干渉を避けるため前記フランジの他側面に形成された平坦面とこの平坦面から外輪部材の外周面にかけて曲面でつながる微小肉盛り部とを備えた凹部とを鍛造により形成した後、
前記凹部の前記平坦面に前記ねじ孔を開口するためのドリルの先端を接触させ、前記フランジの他側面側から前記ねじ孔を形成することを特徴とする転がり軸受装置の外輪部材の製造方法。 A method of manufacturing an outer ring member of a rolling bearing device in which a flange extending radially outward is provided on an outer periphery, and screw holes used for fixing to a knuckle are provided in a plurality of locations in the circumferential direction of the flange in an axial direction. ,
One side surface of the flange is formed substantially flat along the radial direction,
On the base side of the other side surface of the flange, a slope formed from the vicinity of a circle connecting the center of the screw hole toward the outer peripheral surface of the outer ring member, and a portion corresponding to the screw hole of the slope are formed. Forging a flat surface formed on the other side surface of the flange and a concave portion having a small build-up portion connected by a curved surface from the flat surface to the outer peripheral surface of the outer ring member in order to avoid interference with the cutting edge of the drill that forms the screw hole. After forming
The screw holes into contact with the tip of the drill to open to the flat surface of the recess, the production method of the outer race member of the rolling bearing device characterized by forming the screw hole from the other side of the flange.
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