JP4844967B2 - Wheel bearing device - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支承する車輪用軸受装置、特に、装置の軽量化、低コスト化と共に、耐久性の向上を図った車輪用軸受装置に関するものである。 The present invention relates to a wheel bearing device that rotatably supports a wheel of an automobile or the like with respect to a suspension device, and more particularly to a wheel bearing device that is improved in durability while reducing the weight and cost of the device. is there.
近年、省資源あるいは公害等の面から燃費向上に対する要求は厳しいものがある。自動車部品において、中でも車輪軸受装置の軽量化はこうした要求に応える要因として注目され、強く望まれて久しい。特に、自動車等の車両の中でも軽四輪あるいはスモールカーをはじめとした軽車両においては、低コスト化は言うまでもなく、この軽量化に対する要求は益々増大してきている。 In recent years, demands for improving fuel efficiency have been severe from the viewpoint of resource saving or pollution. In automobile parts, the weight reduction of wheel bearing devices has been attracting attention as a factor to meet such demands and has been strongly desired for a long time. In particular, among vehicles such as automobiles, light vehicles such as light four-wheel vehicles or small cars are not only cost-reduced, but demands for this weight reduction are increasing.
従来から軽量化を図った車輪用軸受装置に関する提案は種々のものがあるが、それと共に車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置においては、この軽量化と一面では相反する信頼性と耐久性を向上させることも重要な要因となっている。 There are various proposals related to wheel bearing devices that have been made lighter in the past. However, in the wheel bearing device that supports the wheel in a freely rotatable manner, reliability and durability contradicting this weight reduction in one aspect. Improving the performance is also an important factor.
特許文献1には、このような軽量化を図った車輪用軸受装置の例が示されている。この車輪用軸受装置においては、ハブ輪の端部にホイールの内径面を案内するホイールパイロット部が形成されている。その円周方向の複数箇所には切欠きが設けられ、断続した突片状に形成されている。これにより、ハブ輪の剛性を低下させることなく、軽量化を図ることができる。
しかしながら、このような従来の車輪用軸受装置のハブ輪においては、ホイールパイロット部を切欠いて軽量化を図ったものの、ホイールパイロット部の端部にゴミ等の侵入を防止するエンドキャップを装着することができないので、耐久性が低下してしまう。また、従来の車輪用軸受装置においては、加工時の旋削量が多く、コストアップにつながっていた。さらに、鍛造加工時の鍛造材料投入量も多かったので、コストアップにつながっていた。 However, in the hub wheel of such a conventional wheel bearing device, the wheel pilot part is cut to reduce the weight, but an end cap for preventing entry of dust or the like is attached to the end part of the wheel pilot part. Since it is not possible, durability will be reduced. Further, in the conventional wheel bearing device, the amount of turning at the time of machining is large, leading to an increase in cost. In addition, the amount of forging material input during forging was large, leading to an increase in cost.
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもので、装置の軽量化、低コスト化と共に、耐久性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a wheel bearing device that is improved in durability while reducing the weight and cost of the device.
係る目的を達成すべく、本発明は、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、アウトボード側に車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、前記ハブ輪が、前記車輪取付フランジよりもアウトボード側に延びてホイールの内径面を案内するホイールパイロット部を有し、該ホイールパイロット部の外周面に、鍛造加工の加工面を残した凹部と、機械加工による加工面を有する凸部とが交互に形成されている構成を採用した。 In order to achieve such an object, the present invention provides an outer member in which a double row outer rolling surface is formed on the inner periphery, a wheel mounting flange on the outboard side, and a cylinder extending in the axial direction on the outer periphery. A hub ring formed with a small diameter step portion and at least one inner ring press-fitted into the small diameter step portion of the hub ring, and the outer periphery of the double row facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery. A wheel bearing device comprising: an inner member having a running surface formed therein; and a double row rolling element that is rotatably accommodated between the both rolling surfaces, wherein the hub wheel includes the wheel mounting flange. A wheel pilot portion that extends further toward the outboard side and guides the inner diameter surface of the wheel, and has a recess having a forged machining surface and a machining surface on the outer peripheral surface of the wheel pilot portion. The structure in which the parts are formed alternately was adopted.
このように、ハブ輪が、車輪取付フランジよりもアウトボード側に延びてホイールの内径面を案内するホイールパイロット部を有し、該ホイールパイロット部の外周面に、鍛造加工の加工面を残した凹部と、機械加工による加工面を有する凸部とが交互に形成されているので、ハブ輪の剛性を低下させることなく軽量化を図ることができる。また、ホイールパイロット部の外周面の機械加工量を削減できるので、生産性が向上し、低コスト化を達成することができる。また、凹部を設けることによって、鍛造材料投入量の削減を実現できるので、低コスト化を達成できる。 Thus, the hub wheel has a wheel pilot portion that extends to the outboard side from the wheel mounting flange and guides the inner diameter surface of the wheel, leaving a forged machining surface on the outer peripheral surface of the wheel pilot portion. Since the concave portions and the convex portions having a machined surface are formed alternately, the weight can be reduced without reducing the rigidity of the hub wheel. Moreover, since the amount of machining of the outer peripheral surface of the wheel pilot portion can be reduced, productivity can be improved and cost reduction can be achieved. Moreover, since the amount of forging material input can be reduced by providing the recess, the cost can be reduced.
また、本発明は、前記凹部と前記凸部とが、前記ホイールパイロット部の外周の5箇所に交互に等配されている。あるいは、前記凹部と前記凸部とが、前記ホイールパイロット部の外周の3箇所に交互に等配されている、もしくは前記ホイールパイロット部の外周にハブボルトもしくはボルト用タップ穴の個数と、同一個数の箇所に交互に等配されているので、重量のバラツキがなく、ハブ輪が回転しても、異音等の発生を低減でき、耐久性を向上させることができる。 In the present invention, the concave portions and the convex portions are alternately arranged at five locations on the outer periphery of the wheel pilot portion. Alternatively, the concave portions and the convex portions are alternately arranged at three locations on the outer periphery of the wheel pilot portion, or the same number of hub bolts or bolt tap holes on the outer periphery of the wheel pilot portion. Since the portions are alternately arranged equally, there is no variation in weight, and even if the hub wheel rotates, the occurrence of abnormal noise or the like can be reduced and the durability can be improved.
また、本発明は、前記凹部の軸方向に切欠きが設けられている構成とすることもできるので、更なる軽量化が可能である。 Moreover, since this invention can also be set as the structure by which the notch is provided in the axial direction of the said recessed part, the further weight reduction is possible.
また、本発明は、前記ホイールパイロット部の端部にキャップが嵌合される場合があるので、ゴミ等の侵入を防止することができ、耐久性を向上させることができる。 Further, according to the present invention, since a cap may be fitted to the end portion of the wheel pilot portion, it is possible to prevent intrusion of dust and the like and improve durability.
本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、アウトボード側に車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、前記ハブ輪が、前記車輪取付フランジよりもアウトボード側に延びてホイールの内径面を案内するホイールパイロット部を有し、該ホイールパイロット部の外周面に、鍛造加工の加工面を残した凹部と、機械加工による加工面を有する凸部とが交互に形成されているので、ハブ輪の剛性を低下させることなく軽量化を図ることができる。また、ホイールパイロット部の外周面の機械加工量を削減できるので、生産性が向上し、低コスト化を達成することができる。また、凹部を設けることによって、鍛造材料投入量の削減を実現できるので、低コスト化を実現できる。 The wheel bearing device according to the present invention has an outer member in which a double row outer rolling surface is formed on the inner periphery, a wheel mounting flange on the outboard side, and a cylindrical shape that extends in the axial direction on the outer periphery. The inner ring of the double row facing the outer rolling surface of the double row on the outer periphery, and a hub ring formed with a small diameter step portion and at least one inner ring press-fitted into the small diameter step portion of the hub ring In a wheel bearing device comprising an inner member having a surface formed thereon and a double row rolling element that is slidably accommodated between the two rolling surfaces, the hub wheel is more than the wheel mounting flange. Has a wheel pilot portion that extends to the outboard side and guides the inner diameter surface of the wheel, and a concave portion that leaves a forged machining surface on the outer peripheral surface of the wheel pilot portion, and a convex portion that has a machining surface by machining. Are alternately formed, so the rigidity of the hub wheel is reduced. It is possible to reduce the weight without made. Moreover, since the amount of machining of the outer peripheral surface of the wheel pilot portion can be reduced, productivity can be improved and cost reduction can be achieved. Moreover, since the amount of forging material input can be reduced by providing the recess, the cost can be reduced.
内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、アウトボード側に車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、前記ハブ輪が、前記車輪取付フランジよりもアウトボード側に延びてホイールの内径面を案内するホイールパイロット部を有し、該ホイールパイロット部の外周面に、鍛造加工の加工面を残した凹部と、機械加工による加工面を有する凸部とが交互に形成されている。 An outer member having a double row outer raceway formed on the inner periphery, and a hub wheel integrally formed with a wheel mounting flange on the outboard side and formed with a cylindrical small-diameter stepped portion extending in the axial direction on the outer periphery. , And at least one inner ring press-fitted into the small-diameter step portion of the hub wheel, and an inner member in which a double-row inner rolling surface facing the double-row outer rolling surface is formed on the outer periphery, A double row rolling element housed in a freely rolling manner between the rolling surfaces, wherein the hub wheel extends to the outboard side of the wheel mounting flange and the inner diameter of the wheel. A wheel pilot portion that guides the surface is provided, and a concave portion that leaves a forged machining surface and a convex portion that has a machined machining surface are alternately formed on the outer peripheral surface of the wheel pilot portion.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明に係る車輪用軸受装置の第1の実施形態を示す縦断面図である。図2は、ハブ輪の側面図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウトボード側(図面左側)、中央寄り側をインボード側(図面右側)という。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a wheel bearing device according to the present invention. FIG. 2 is a side view of the hub wheel. In the following description, the side closer to the outer side of the vehicle when assembled to the vehicle is referred to as the outboard side (left side in the drawing), and the side closer to the center is referred to as the inboard side (right side in the drawing).
この車輪用軸受装置は、従動輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置であって、車輪用軸受装置2は、内方部材3と外方部材4、および両部材3、4間に転動自在に収容された複列の転動体(ボール)5、5とを備えている。ここで、内方部材3は、ハブ輪1と、このハブ輪1に圧入された内輪10とを指す。
This wheel bearing device is a wheel bearing device that rotatably supports a driven wheel. The wheel bearing device 2 rolls between an
ハブ輪1は、図2にも示すように、その外周に円板状に広がる車輪取付フランジ6を一体に有している。この車輪取付フランジ6の円周等配位置には、ハブボルト挿通孔6bが穿設されている。ハブボルト挿通孔6bには、車輪を締結するためのハブボルト6aが植設されている。また、車輪取付フランジ6の円周等配位置には、軽量化を図ると共に、工具にて容易にナックルボルトを締結するための貫通孔6cが穿設されている。
As shown in FIG. 2, the
ハブ輪1の車輪取付フランジ6のインボード側の外周には内側転走面1aと、この内側転走面1aから軸方向に延びる円筒状の小径段部7が形成され、この小径段部7に内輪10が所定のシメシロを介して圧入されている。そして、小径段部7の端部を径方向外方に塑性変形させて加締部8が形成されている。内輪10はこの加締部8によってハブ輪1に対して軸方向に固定され、所謂第3世代のセルフリテイン構造をなしている。なお、内輪10インボード側の外周面には、センサー構成部品12が設けられている。
An inner rolling surface 1a and a cylindrical small
したがって、ハブ輪1の剛性を低下させることなく、軽量・コンパクト化を図ることができる。また、従来のように内輪をナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がないため、車両への組込性を簡便にすることができ、長期間その予圧量を維持することができると共に、部品点数を大幅に削減でき、組込性の向上と相俟って低コスト化と軽量・コンパクト化を達成することができる。なお、本発明に係る車輪用軸受においては、前記第3世代構造に限らず、例えば、ハブ輪の小径段部に一対の内輪が圧入される、所謂第2世代構造であっても良い。
Therefore, it is possible to reduce the weight and size without reducing the rigidity of the
外方部材4の内周には複列の外側転走面4a、4aが形成され、これら外側転走面4a、4aに対向する内方部材3の内側転走面のうち、前記一方の内側転走面1aはハブ輪1に、そして、他方の内側転走面10aは内輪10の外周にそれぞれ形成されている。これら両転走面4a、1aおよび4a、10a間に複列の転動体5、5が収容され、これら複列の転動体5、5は転動自在に保持器9に保持されている。
Double rows of outer
外方部材4のアウトボード側の端部にはシール11が装着され、外方部材4と内方部材3との環状空間を密封している。一方、外方部材4のインボード側の端部には、カップ状のシールキャップ(図示せず)が装着され、外方部材4の開口部を閉塞している。これらシール11およびシールキャップにより、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。なお、インボード側はカップ状のシールキャップに限らず内輪外径と外輪内径の間にシール等を設けてもよい。
A seal 11 is attached to the end of the outer member 4 on the outboard side, and the annular space between the outer member 4 and the
また、外方部材4は、外周に懸架装置を構成するナックル(図示せず)に取り付けられる車体取付フランジ4bを一体に有し、この車体取付フランジ4bの外周部に複数のボルト挿通孔13が穿設されている。そして、ボルト挿通孔13に貫通するナックルボルト(図示せず)によりナックルに固定される。
Further, the outer member 4 integrally has a vehicle
ハブ輪1は、S53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中炭素鋼で形成され、車輪取付フランジ6のインボード側の基部および小径段部7に亙り高周波焼入れによって表面硬さを54〜64HRCの範囲に硬化処理されている。なお、加締部8は、鍛造後の素材表面硬さ24HRC以下の未焼入れ部としている。これにより、ハブ輪1の剛性が向上すると共に、内輪10との嵌合面のフレッティング摩耗を防止することができ、ハブ輪1の耐久性が向上する。また、加締部8を塑性変形させる時の加工性が向上すると共に、加工時におけるクラック等の発生を防止してその品質の信頼性が向上する。
The
また、外方部材4は、ハブ輪1と同様、S53C等の炭素0.40〜0.80wt%を含む中炭素鋼で形成され、複列の外側転走面4a、4aに高周波焼入れによって表面硬さを54〜64HRCの範囲に硬化処理されている。一方、内輪10は、SUJ2等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで54〜64HRCの範囲で硬化処理されている。なお、ここでは、転動体5、5をボールとした複列アンギュラ玉軸受を例示したが、これに限らず転動体に円錐ころを使用した複列円錐ころ軸受であっても良い。
Similarly to the
本実施形態では、図1、図2に示すように、ハブ輪1の車輪取付フランジ6の基部にはアウトボード側に延びる円筒状のホイールパイロット部17が形成されている。このホイールパイロット部17は、ブレーキロータ(図示せず)に重ねて装着されるホイール(図示せず)の内径面を案内するものである。ホイールパイロット部17の外周面には、鍛造加工によって、鍛造加工の加工面を残した凹部17aが形成される。一方、ホイールパイロット部17の凹部17a以外の部分には、旋削加工により、略均一な円筒状をした加工面を有する凸部17bが形成される。凹部17aと凸部17bは、ホイールパイロット部17の外周の5箇所に交互に等配されている。これにより、ハブ輪1の剛性を低下させることなく軽量化を図ることができる。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a cylindrical
なお、本実施形態では、ホイールパイロット部17の凹部17aと凸部17bが、隣り合う車輪取付フランジ6間の等配位置に形成されている。このように形成されれば、車輪取付フランジ6における環状の基部が周方向に亙って比較的に均一な肉厚となり、ハブ輪1の鍛造工程において、鍛造素材の塑性流動が容易となって鍛造加工性が向上する。これにより、鍛造精度が向上すると共に、生産性が上がり低コスト化を達成することができる。さらに、車輪取付フランジ6のインボード側の基部に高周波焼入れによる熱処理変形がこのホイールパイロット部17に及び難く、寸法精度が安定して従来の機能を損なうことなく、ホイールの取付精度を確保することができる。
In the present embodiment, the
図3は、本発明に係る車輪用軸受装置の第2の実施形態を示すハブ輪の正面図である。図4は、図3の側面図である。なお、同一の部品や部位には同じ符号を付してその重複した説明を省略する。 FIG. 3 is a front view of a hub wheel showing a second embodiment of the wheel bearing device according to the present invention. FIG. 4 is a side view of FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and site | part, and the duplicate description is abbreviate | omitted.
本実施形態では、図3、図4に示すように、ハブ輪21の車輪取付フランジ6の基部にはアウトボード側に延びる円筒状のホイールパイロット部22が形成されている。このホイールパイロット部22は、ブレーキロータ(図示せず)に重ねて装着されるホイール(図示せず)の内径面を案内するものである。そして、ホイールパイロット部22の外周面には、鍛造加工の加工面を残した凹部22aと、旋削加工による加工面を有する凸部22bとが外周の3箇所に交互に等配されている。これにより、ハブ輪21の剛性を低下させることなく軽量化を図ることができる。
In the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, a cylindrical
図5(a)は、本発明に係る車輪用軸受装置の第3の実施形態を示すハブ輪の正面図であり、図5(b)は、その要部拡大図である。なお、同一の部品や部位には同じ符号を付してその重複した説明を省略する。 FIG. 5 (a) is a front view of a hub wheel showing a third embodiment of the wheel bearing device according to the present invention, and FIG. 5 (b) is an enlarged view of a main part thereof. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and site | part, and the duplicate description is abbreviate | omitted.
本実施形態では、ハブ輪31の車輪取付フランジ6の基部にはアウトボード側に延びる円筒状のホイールパイロット部32が形成されている。このホイールパイロット部32は、ブレーキロータ(図示せず)に重ねて装着されるホイール(図示せず)の内径面を案内するものである。そして、ホイールパイロット部32の外周面には、鍛造加工の加工面を残した凹部32aと、旋削加工による加工面を有する凸部32bとが外周の7箇所に交互に等配されている。また、凹部32aの端面には、軸方向のインボード側に向けて円弧状の切欠き32cが設けられている。これにより、ハブ輪31の剛性を低下させることなく軽量化を図ることができる。
In the present embodiment, a cylindrical
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。特に機械加工については、旋削加工について説明しているが、旋削加工のみに限定されることなく、研削加工にも適用される。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to such an embodiment, and is merely an example, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Of course, the scope of the present invention is indicated by the description of the scope of claims, and further, the equivalent meanings described in the scope of claims and all modifications within the scope of the scope of the present invention are included. Including. In particular, with regard to machining, turning has been described, but the present invention is not limited to turning but is also applicable to grinding.
本発明に係る車輪用軸受装置は、駆動輪用、従動輪用、あるいは転動体がボール、円錐ころ等、あらゆる構造の内輪回転タイプの車輪用軸受装置に適用することができる。 The wheel bearing device according to the present invention can be applied to an inner ring rotating type wheel bearing device of any structure such as a driving wheel, a driven wheel, or a rolling element having a ball, a tapered roller or the like.
1、21、31・・・・・・・・・・・ハブ輪
1a、10a・・・・・・・・・・・・内側転走面
2・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受装置
3・・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
4・・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
4a・・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
4b・・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
5・・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
6・・・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
6a・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
6b・・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト挿通孔
6c・・・・・・・・・・・・・・・・貫通孔
7・・・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
8・・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
9・・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
10・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
11・・・・・・・・・・・・・・・・シール
12・・・・・・・・・・・・・・・・センサー構成部品
13・・・・・・・・・・・・・・・・ボルト挿通孔
14・・・・・・・・・・・・・・・・部分フランジ
17、22、32・・・・・・・・・・ホイールパイロット部
17a、22a、32a・・・・・・・凹部
17b、22b、32b・・・・・・・凸部
32c・・・・・・・・・・・・・・・切欠き
1,21,31 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
Claims (6)
アウトボード側に車輪取付フランジを一体に有し、外周に軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入された少なくとも一つの内輪とからなり、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成された内方部材と、
前記両転走面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置において、
前記ハブ輪が、前記車輪取付フランジよりもアウトボード側に延びてホイールの内径面を案内するホイールパイロット部を有し、該ホイールパイロット部の外周面に、鍛造加工の加工面を残した凹部と、機械加工による加工面を有する凸部とが交互に形成されていることを特徴とする車輪用軸受装置。 An outer member having a double row outer raceway formed on the inner periphery;
A hub wheel integrally having a wheel mounting flange on the outboard side and having a cylindrical small-diameter step portion extending in the axial direction on the outer periphery, and at least one inner ring press-fitted into the small-diameter step portion of the hub ring An inner member in which a double row inner rolling surface facing the outer rolling surface of the double row is formed on the outer periphery,
In a wheel bearing device comprising: a double-row rolling element accommodated between the rolling surfaces so as to be freely rollable;
The hub wheel has a wheel pilot portion that extends to the outboard side from the wheel mounting flange and guides the inner diameter surface of the wheel, and a concave portion that leaves a forged surface on the outer peripheral surface of the wheel pilot portion; The wheel bearing device is characterized in that convex portions having machined surfaces are formed alternately.
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