JP6657586B2 - Inner shaft as a component of hub unit, inner ring member as a component of hub unit, and method of manufacturing hub unit - Google Patents
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Description
本発明は、ハブユニット及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a hub unit and a method for manufacturing the same.
自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するためにハブユニットが用いられている。このハブユニットは、転がり軸受と、この転がり軸受の軌道部材となる円筒形状のハブ軸を有するハブホイールとを備えている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1記載のハブ軸は、フランジ部を一体に有する内軸と、この内軸の軸方向の一部を構成する小径部の外周面に嵌合された内輪部材とを備えている。内輪部材は、内軸の軸方向端部を径方向外側に塑性変形させたカシメ部によって軸方向に関する位置が固定されている。
A hub unit is used to rotatably support wheels of a vehicle with respect to a suspension device. The hub unit includes a rolling bearing and a hub wheel having a cylindrical hub shaft that serves as a raceway member of the rolling bearing (for example, see Patent Document 1).
The hub shaft described in Patent Literature 1 includes an inner shaft integrally having a flange portion, and an inner ring member fitted on an outer peripheral surface of a small-diameter portion that forms a part of the inner shaft in the axial direction. The position of the inner ring member in the axial direction is fixed by a caulking portion obtained by plastically deforming the axial end of the inner shaft radially outward.
図6に示すように、内軸121の軸方向端部を径方向外側に塑性変形させてカシメ部124を形成すると、内軸121の小径部123が径方向内方に歪み、小径部123の外周面と内輪部材132の内周面との間に隙間Sが生じ、両者の密着度が低下することがある。このような密着度の低下は内輪部材132の保持力の低下に繋がり、内輪部材132のクリープ発生の原因となるため、好ましくない。
As shown in FIG. 6, when the axial end of the
本発明は、以上のような実情に鑑み、カシメ部を形成することによる内輪部材と内軸の小径部との密着度の低下を抑制することができるハブユニット及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a hub unit capable of suppressing a decrease in the degree of adhesion between an inner ring member and a small-diameter portion of an inner shaft by forming a caulked portion, and a method of manufacturing the same. Aim.
本発明は、ハブユニットの構成部品である内軸であって、前記内軸は、軸方向の一部に小径部を有し、前記内軸がハブユニットの他の構成部品である内輪部材と組み立てられる前の状態で、前記内軸の前記小径部の外周面は、径方向外方へ凸状に湾曲して膨出する膨出面と、前記膨出面の軸方向両側に配置され、前記ハブユニットの軸心を中心として一定の半径を有する円筒状の円筒面と、前記膨出面と前記円筒面との間に配置され、凹状に湾曲して前記膨出面と前記円筒面とを滑らかに接続する接続面とを有し、前記内輪部材と組み立てられたときに、前記小径部の外周面全体が前記内輪部材の内周面全体に密着されるものである。
本発明は、ハブユニットの構成部品である内輪部材であって、前記内輪部材の内周面は、径方向の内方へ凸状に湾曲して膨出する膨出面と、前記膨出面の軸方向両側に配置され、前記ハブユニットの軸心を中心として一定の半径を有する円筒状の円筒面と、前記膨出面と前記円筒面との間に配置され、凹状に湾曲して前記膨出面と前記円筒面とを滑らかに接続する接続面とを有し、前記内輪部材の内周面全体が、前記ハブユニットの他の構成部品である内軸の外周面全体に密着される。
The present invention is an inner shaft that is a component of a hub unit, wherein the inner shaft has a small diameter portion in a part in the axial direction, and the inner shaft is an inner ring member that is another component of the hub unit. Before being assembled, the outer peripheral surface of the small-diameter portion of the inner shaft is disposed on both sides in the axial direction of the bulging surface, which bulges outwardly in a convex shape and bulges, and the hub A cylindrical cylindrical surface having a constant radius around the axis of the unit, and is disposed between the bulging surface and the cylindrical surface, and is concavely curved to smoothly connect the bulging surface and the cylindrical surface. And the entire outer peripheral surface of the small diameter portion is in close contact with the entire inner peripheral surface of the inner ring member when assembled with the inner ring member .
The present invention is an inner ring member that is a component of a hub unit, wherein an inner peripheral surface of the inner ring member is a bulging surface that curves and protrudes radially inward and bulges, and an axis of the bulging surface. A cylindrical surface having a constant radius around the axis of the hub unit, and disposed between the swelling surface and the cylindrical surface, the swelling surface being curved in a concave shape. have a connection surface that smoothly connects the cylindrical surface, the entire inner peripheral surface of the inner ring member is brought into close contact with the entire outer peripheral surface of the shaft within the which is another component of the hub unit.
本発明によれば、カシメ部を形成することによる内輪部材と内軸の小径部との密着度の低下を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in the degree of adhesion between the inner ring member and the small diameter portion of the inner shaft due to the formation of the caulked portion.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るハブユニットの断面図である。なお、本明細書では、図1の左右方向をハブユニット10の軸方向といい、図1の左側を車両アウタ側(又は軸方向外側)、右側を車両インナ側(又は軸方向内側)という。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view of a hub unit according to the first embodiment of the present invention. In this specification, the left-right direction in FIG. 1 is referred to as an axial direction of the
ハブユニット10は、例えば自動車の車輪を車体側の懸架装置に対して回転自在に支持するものである。ハブユニット10は、転がり軸受11と、この転がり軸受11の軌道輪部材を有するハブホイール12とを備えている。
ハブホイール12は、ハブ軸20とフランジ部26とを有している。ハブ軸20は、円筒形状に形成され、転がり軸受11の内輪として機能する。ハブ軸20は、内軸21と内輪部材32とを有している。
The
The
内軸21は、大径部22と小径部23とカシメ部24とを一体的に有している。内軸21の大径部22は車両アウタ側に配置され、小径部23は車両インナ側に配置されている。小径部23は、大径部22の軸方向内側に連続して形成されている。また、小径部23の外径は、大径部22の外径よりも小さい。カシメ部24は、小径部23よりも車両インナ側の内軸21の軸方向端部を径方向外側に屈曲させるように塑性変形させたものである。
The
内輪部材32は、内周面32cが小径部23の外周面23cに密着するように嵌合されている。
フランジ部26は、大径部22の径方向外端部から径方向外方へ突出している。フランジ部26には、その厚さ方向に貫通するボルト孔26aが周方向に複数形成されている。各ボルト孔26aには、図示しない車輪のホイールやブレーキディスクを取り付けるためのハブボルト27がそれぞれ圧入されることによって固定されている。
The
The
転がり軸受11は、複列の玉軸受とされている。転がり軸受11は、外輪31と、内輪を構成する前述のハブ軸20と、複数の玉(転動体)33と、保持器34とを有している。
外輪31は、その内周面に一対の外輪軌道面31a,31bを有している。一対の外輪軌道面31a,31bは、軸方向に並べて配置されている。外輪31の外周面には、ハブユニット10を、懸架装置に支持された車体側部材(図示せず)に取り付けるための固定フランジ35が形成されている。
The rolling bearing 11 is a double-row ball bearing. The rolling
The
ハブ軸20の内輪部材32は、その外周面に内輪軌道面32aを有している。内輪軌道面32aは、車両インナ側の外輪軌道面31aの径方向内側に対向している。
ハブ軸20における内軸21の大径部22は、その外周面に内輪軌道面22bを有している。この内輪軌道面22bは、車両アウタ側の外輪軌道面31bの径方向内側に対向している。
The
The large-
複数の玉33は、外輪軌道面31aと内輪軌道面32aとの間、及び外輪軌道面31bと内輪軌道面22bとの間にそれぞれ転動自在に配置されている。したがって、複数の玉33は、軸方向に関して2列に並べて配置されている。
保持器34は、2列の玉33にそれぞれ対応して一対設けられている。そして、各保持器34は、各列の複数の玉33を周方向に関して所定の間隔で保持している。
The plurality of
A pair of
図2は、図1に示されるハブユニット10の内軸21及び内輪部材32を拡大して示す断面図である。
内輪部材32は、ハブユニット10の軸心Cと略平行に延びる内周面32cを有している。この内周面32cよりも車両インナ側及び車両アウタ側には、それぞれ円弧状に湾曲するアール面32d,32eが形成されている。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the
The
一方、内軸21の小径部23は、ハブユニット10の軸心Cと略平行に延びる外周面23cを有している。小径部23よりも車両インナ側に形成されたカシメ部24の外周面24dは、内輪部材32のアール面32dに沿って円弧状に湾曲し、当該アール面32dに密着している。また、小径部23の外周面23cよりも車両アウタ側には、内輪部材32のアール面32eに沿って円弧状に湾曲し、当該アール面32eに密着するアール面23eが形成されている。
On the other hand, the small-
内輪部材32の内周面32cは、その軸方向の略全体が小径部23の外周面23cに締まり嵌めの状態で嵌合され、当該外周面23cに密着している。つまり、内輪部材32の内径寸法と小径部23の外径寸法との間には、締め代が設けられている。そのため、内輪部材32は、小径部23に対する周方向の相対回転が規制され、クリープの発生が防止されている。
Almost the entire inner
図3は、内軸21の小径部23に内輪部材32を嵌合させる前の状態を示す断面図である。
内軸21の軸方向端部24’は、塑性変形によってカシメ部24(図2参照)を形成する前は、小径部23の車両インナ側に連続して軸方向に沿って延びている。そして、矢印Xに示すように、小径部23に内輪部材32を嵌合させた後、図示しない治具を用いることによって内軸21の軸方向端部24’を径方向外方(矢印a方向)に塑性変形させ、アール面32dに沿った形状のカシメ部24を形成する。これによってハブユニット10のハブホイール12が製造される。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state before the
Before forming the caulked portion 24 (see FIG. 2) by plastic deformation, the
内軸21の軸方向端部24’を塑性変形させてカシメ部24を形成する際、内軸21の小径部23には、カシメ部24が屈曲する方向aとは反対側(径方向内側)に若干の歪みが生じる。従来は、図6に示すように、内軸121の小径部123の歪みによって内輪部材132と小径部123との間に隙間Sが生じ、小径部123の外周面と内輪部材132の内周面との密着度が低下し、内軸121による内輪部材132の保持力が低下するという問題があった。
When the
本実施形態のハブユニット10は、図3及び図4に示すように、内軸21を製造する段階で、小径部23の外周面23cが、膨出面23c1、円筒面23c2、及び接続面23c3を有するように形成される。
膨出面23c1は、径方向外方へ向けて凸状に湾曲して膨出している。具体的に、本実施形態の膨出面23c1は、径方向外方へ向けて断面円弧状に膨出している。
In the
The swelling surface 23c1 bulges in a convex shape outward in the radial direction. Specifically, the bulging surface 23c1 of the present embodiment bulges outward in the radial direction in an arc-shaped cross section.
また、円筒面23c2は、膨出面23c1よりも車両インナ側及び車両アウタ側に配置され、ハブユニット10の軸心Cを中心として一定の半径を有する円筒状に形成されている。
さらに、接続面23c3は、膨出面23c1と円筒面23c2との間に配置され、凹状に湾曲して形成されている。この接続面23c3は、膨出面23c1と円筒面23c2との間で断面形状が急激に変化しないように膨出面23c1と円筒面23c2とを滑らかに接続している。本実施形態の接続面23c3は、断面円弧状のアール面とされている。
Further, the cylindrical surface 23c2 is disposed on the vehicle inner side and the vehicle outer side with respect to the bulging surface 23c1, and is formed in a cylindrical shape having a constant radius around the axis C of the
Further, the connection surface 23c3 is disposed between the bulging surface 23c1 and the cylindrical surface 23c2, and is formed to be concavely curved. The connection surface 23c3 smoothly connects the swelling surface 23c1 and the cylindrical surface 23c2 so that the cross-sectional shape does not suddenly change between the swelling surface 23c1 and the cylindrical surface 23c2. The connection surface 23c3 of the present embodiment is a round surface having a circular arc cross section.
車両インナ側の接続面23c3は、カシメ部24の起点P(小径部23の外周面23cとアール面24dとの境界)よりも車両アウタ側に配置されている。ただし、当該接続面23c3は、起点Pと重複していてもよい。
膨出面23c1の断面円弧の曲率半径は、例えば、250mmに設定することができる。また、膨出面23c1と円筒面23c2との境界の接続面23c3の断面円弧の曲率半径は、例えば、10mmに設定することができる。
The connection surface 23c3 on the vehicle inner side is disposed closer to the vehicle outer side than the starting point P of the caulking portion 24 (the boundary between the outer
The radius of curvature of the cross-section arc of the bulging surface 23c1 can be set to, for example, 250 mm. The radius of curvature of the circular arc of the cross section of the connecting surface 23c3 at the boundary between the bulging surface 23c1 and the cylindrical surface 23c2 can be set to, for example, 10 mm.
以上のような膨出面23c1を小径部23の外周面23cに形成することで、カシメ部24を形成することによって小径部23が径方向内側に歪んだとしても、外周面23c全体を内輪部材32の内周面32cに締まり嵌めの状態で密着させることができる。そのため、小径部23の外周面23cと内輪部材32の内周面32cとの密着度が低下することがなく、内輪部材32の保持力を維持することができる。
By forming the swelling surface 23c1 as described above on the outer
なお、本明細書において、「密着度」とは、小径部23の外周面23cと内輪部材32の内周面32cとが密に接触する程度をいい、例えば両者23c,32cが隙間なく接触する面積の大きさを指標とすることができる。また、「保持力」とは、内軸21と内輪部材32とが相対回転しないように内軸21が内輪部材32を保持する力をいい、例えば小径部23の外周面23cと内輪部材32の内周面32cとの間に発生する摩擦力を指標とすることができる。
In addition, in this specification, the "adhesion degree" refers to the degree of close contact between the outer
図4に示すように、膨出面23c1の膨出量H、すなわち円筒面23c2に対する膨出面23c1の頂点の高さは、小径部23が径方向内側に歪んだとしても、内輪部材32の内周面32cとの間で締まり嵌めが維持される寸法に設定される。具体的には、カシメ部24を形成したときの小径部23の歪み量を実験的に求め、この歪み量に基づいて膨出面23c1の膨出量Hを設定することができる。例えば、膨出量Hは、5.0μm〜70.0μmの範囲内で設定することができる。また、膨出面23c1よりも車両インナ側及び車両アウタ側に配置された円筒面23c2も、内輪部材32の内周面32cとの間で締まり嵌めとなる外径寸法に形成されている。
As shown in FIG. 4, the bulging amount H of the bulging
一般に、内軸21の小径部23の外周面23cは、研磨加工又は切削加工によって形成される。そして、従来、小径部の外周面は、本実施形態のような膨出面や接続面を有していないので、円筒面のみの加工を行っていた。本実施形態では、膨出面23c1及び接続面23c3が、研磨加工又は切削加工により円筒面23c2と同一の工程によって形成される。したがって、膨出面23c1及び接続面23c3を形成することに伴って従来よりも工程数が増加することもない。
Generally, the outer
図5は、本発明の第2の実施形態に係るハブユニットの内軸及び内輪部材を拡大して示す断面図である。
上記第1の実施形態では、内軸21の小径部23の外周面23cが膨出面23c1を有していたが、本実施形態では、内輪部材32の内周面32cが膨出面32c1を有している。また、内輪部材32の内周面32cは、膨出面32c1よりも車両アウタ側及び車両インナ側に、一定の半径を有する円筒面32c2を有している。さらに、内輪部材32の内周面32cは、膨出面32c1と円筒面32c2との間に、両者を滑らかに接続する接続面32c3を有している。
FIG. 5 is an enlarged sectional view showing an inner shaft and an inner ring member of the hub unit according to the second embodiment of the present invention.
In the first embodiment, the outer
この膨出面32c1及び接続面32c3は、第1の実施形態における膨出面23c1及び接続面32c3と膨出する方向又は凹む方向が異なるだけで、その形状(膨出量等)は第1の実施形態の膨出面23c1及び接続面32c3と同一とすることができる。
本実施形態においても、内輪部材32の膨出面32c1、円筒面32c2、及び接続面32c3は、研磨加工又は切削加工により同一の工程で形成される。したがって、膨出面32c1及び接続面32c3を形成することに伴って工程数が増加することもない。
The swelling surface 32c1 and the connection surface 32c3 differ from the swelling surface 23c1 and the connection surface 32c3 in the first embodiment only in the direction in which the swelling surface 32c1 and the connection surface 32c3 swell. Bulging surface 23c1 and connecting surface 32c3.
Also in the present embodiment, the bulging surface 32c1, the cylindrical surface 32c2, and the connecting surface 32c3 of the
本実施形態では、内軸21の軸方向端部24’を塑性変形させることによってカシメ部24を形成し、これによって小径部23が径方向内側に歪んだとしても、その歪んだ部分に膨出面32c1が入り込み、内輪部材32の内周面32cと小径部23の外周面23cとを密着させた締まり嵌めの状態を維持する。したがって、小径部23の外周面23cと内輪部材32の内周面32cとの密着度が損なわれることがなく、内輪部材32の保持力を維持することができる。
In the present embodiment, the crimped
なお、上記実施形態によって説明した、図3〜図5における膨出面23c1,32c1の図示や、図6における隙間Sの図示は、それらの存在を分かりやすくするために誇張して示したものである。故に、それらの寸法は勿論、他の部分との相対的な比率等も実物とは異なったものになっている。 The illustration of the swelling surfaces 23c1 and 32c1 in FIGS. 3 to 5 and the illustration of the gap S in FIG. 6 described in the above embodiment are exaggerated for easy understanding of their existence. . Therefore, not only their dimensions but also their relative proportions to other parts are different from the actual ones.
本発明は、上記実施形態に限定されることなく特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更できるものである。
膨出面は、カシメ部を形成した後は、軸心Cと略平行な面に形成されていてもよいし、径方向に膨出した形状とされていてもよい。また、膨出面は、曲率半径が一定な断面円弧形状のものに限らず、曲率半径が変化する形状であってもよい。接続面についても、曲率半径が一定な断面円弧形状のものに限らず、曲率半径が変化する形状であってもよい。
ハブユニットの転がり軸受は、玉軸受に限らずころ軸受とすることができる。
ハブユニットの内軸は、円筒状に形成されたものに限らず、中実形状のものであってもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be appropriately modified within the scope of the invention described in the claims.
After the swollen portion is formed, the swollen surface may be formed on a surface substantially parallel to the axis C, or may be formed in a shape swollen in the radial direction. Further, the bulging surface is not limited to a circular arc shape having a constant radius of curvature, but may be a shape having a variable radius of curvature. The connection surface is not limited to a circular arc shape having a constant radius of curvature, but may be a shape having a variable radius of curvature.
The rolling bearing of the hub unit is not limited to a ball bearing, but may be a roller bearing.
The inner shaft of the hub unit is not limited to a cylindrical shape, and may be a solid shape.
10:ハブユニット、11:転がり軸受、12:ハブホイール、21:内軸、23:小径部、23c:外周面、23c1:膨出面、23c2:円筒面、23c3:接続面、24:カシメ部、32:内輪部材、32c:内周面、32c1:膨出面、32c2:円筒面、32c3:接続面、H:膨出量 10: hub unit, 11: rolling bearing, 12: hub wheel, 21: inner shaft, 23: small diameter portion, 23c: outer peripheral surface, 23c1: bulging surface, 23c2: cylindrical surface, 23c3: connecting surface, 24: caulking portion, 32: inner ring member, 32c: inner peripheral surface, 32c1: bulging surface, 32c2: cylindrical surface, 32c3: connecting surface, H: bulging amount
Claims (7)
前記内軸は、軸方向の一部に小径部を有し、
前記内軸がハブユニットの他の構成部品である内輪部材と組み立てられる前の状態で、前記内軸の前記小径部の外周面は、径方向外方へ凸状に湾曲して膨出する膨出面と、前記膨出面の軸方向両側に配置され、前記ハブユニットの軸心を中心として一定の半径を有する円筒状の円筒面と、前記膨出面と前記円筒面との間に配置され、凹状に湾曲して前記膨出面と前記円筒面とを滑らかに接続する接続面とを有し、
前記内輪部材と組み立てられたときに、前記小径部の外周面全体が前記内輪部材の内周面全体に密着される、ハブユニットの構成部品である内軸。 An inner shaft that is a component of the hub unit,
The inner shaft has a small diameter portion in a part of the axial direction,
In a state before the inner shaft is assembled with the inner ring member that is another component of the hub unit, the outer peripheral surface of the small-diameter portion of the inner shaft has a bulge that bulges outwardly in a convex shape. Projecting surface, disposed on both sides in the axial direction of the bulging surface, a cylindrical cylindrical surface having a constant radius around the axis of the hub unit, and disposed between the bulging surface and the cylindrical surface, concave A connecting surface that smoothly curves and connects the swelling surface and the cylindrical surface smoothly,
An inner shaft which is a component of the hub unit , wherein when assembled with the inner ring member, the entire outer peripheral surface of the small diameter portion is in close contact with the entire inner peripheral surface of the inner ring member .
前記内輪部材の内周面は、径方向の内方へ凸状に湾曲して膨出する膨出面と、前記膨出面の軸方向両側に配置され、前記ハブユニットの軸心を中心として一定の半径を有する円筒状の円筒面と、前記膨出面と前記円筒面との間に配置され、凹状に湾曲して前記膨出面と前記円筒面とを滑らかに接続する接続面とを有し、
前記内輪部材の内周面全体が、前記ハブユニットの他の構成部品である内軸の外周面全体に密着される、ハブユニットの構成部品である内輪部材。 An inner ring member that is a component of the hub unit,
An inner peripheral surface of the inner ring member is disposed on both sides in the axial direction of the bulging surface, which bulges convexly inward in the radial direction and bulges, and is fixed around the axis of the hub unit. a cylindrical cylindrical surface having a radius, said disposed between the bulged surface and said cylindrical surface, curved in a concave shape to have a connection surface that smoothly connects the cylindrical surface and the bulging surface,
An inner ring member, which is a component of the hub unit, wherein the entire inner peripheral surface of the inner ring member is in close contact with the entire outer peripheral surface of the inner shaft, which is another component of the hub unit.
前記小径部の外周面、及びこの外周面に嵌合される前記内輪部材の内周面のいずれか一方に、他方側へ向けて凸状に湾曲して膨出する膨出面と、前記膨出面の軸方向両側に配置され、一定の半径を有する円筒状の円筒面と、前記膨出面と前記円筒面との間に配置され、凹状に湾曲して前記膨出面と前記円筒面とを滑らかに接続する接続面とを形成する第1の工程と、
前記第1の工程の後に、前記小径部の外周面に前記内輪部材の内周面を嵌合させる第2の工程と、
前記第2の工程の後に、前記内軸の軸方向端部を塑性変形させてカシメ部を形成し、前記内輪部材の内周面全体と前記小径部の外周面全体とを密着させる第3の工程とを有している、ハブユニットの製造方法。 An inner shaft having a small-diameter portion in an axial part thereof, and an inner ring member fitted to the outer peripheral surface of the small-diameter portion, and a caulking portion plastically deforming an axial end of the inner shaft radially outward. A method of manufacturing a hub unit, wherein the inner ring member is fixed to the inner shaft by:
One of an outer peripheral surface of the small-diameter portion and an inner peripheral surface of the inner ring member fitted to the outer peripheral surface, a bulging surface convexly curved and bulging toward the other side, and the bulging surface; A cylindrical cylindrical surface having a certain radius, disposed on both sides in the axial direction, and disposed between the swelling surface and the cylindrical surface, curved in a concave shape to smoothly smooth the swelling surface and the cylindrical surface. A first step of forming a connection surface to be connected,
After the first step, a second step of fitting the inner peripheral surface of the inner ring member on the outer peripheral surface of the small diameter portion,
After the second step, an axial end of the inner shaft is plastically deformed to form a caulked portion, and a third inner surface of the inner ring member is brought into close contact with the entire outer peripheral surface of the small diameter portion. And a method for manufacturing a hub unit.
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