JP7172407B2 - Rolling bearing unit for wheel support - Google Patents
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Description
本発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為に使用される車輪支持用転がり軸受ユニットに関する。
BACKGROUND OF THE
小型トラック、大型乗用車等、比較的重量が嵩む自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットでは、従来、転動体として円錐ころを複列で備えた複列円錐ころ軸受を用いることが知られている(例えば、特許文献1参照)。 It is conventionally known to use double-row tapered roller bearings having double-row tapered rollers as rolling elements in rolling bearing units for supporting wheels of relatively heavy automobiles such as small trucks and large passenger cars (for example, , see Patent Document 1).
図4(a)は、特許文献1の図3に記載された軸受ユニットであり、インボード側の内輪軌道101aを有する内輪101が、ハブ輪102の小径段部103に圧入によって外嵌され、また、小径段部103のインボード側端部103a(図4(b)参照)を径方向外方に塑性変形することで形成された加締め部104によって軸方向に固定されている、複列円錐ころ軸受タイプの車輪支持用転がり軸受ユニットを示している。
FIG. 4(a) shows a bearing unit described in FIG. 3 of
ハブ輪102を構成する小径段部103への、内輪101の圧入や加締め部104の形成は、内輪101の内径面側に膨張を発生させるが、大鍔部105はその膨張を抑える働きをするので、大鍔部105は、大鍔角度αが減少する方向に傾く(倒れ込む)。この結果、円錐ころ106の部分球面である頭部106aと、部分円錐面である大鍔部105との接点位置が大鍔部105の外径側に移動し、接点位置における円錐ころ106の頭部106aと大鍔面105aとのすべり摩耗速度が上昇し、それに伴い、トルクや発熱が上昇することで、焼き付きが発生しやすくなる。なお、大鍔角度αとは、円錐ころ106が接触する大鍔部105の大鍔面105aが軸方向となす角度を表す。
The press-fitting of the
上記課題の解決策として、特許文献1では、内輪101の大鍔部105をインボード側に延長して、大鍔部105の剛性を確保し、大鍔部105の外周面には、インボード側に所定の段差δを介して小径部107が形成されている。これにより、加締加工時に内輪101が径方向外方に押し拡げられても外周面に発生するフープ応力が低減され、大鍔部105に倒れが発生するのを抑制することが記載されている。
As a solution to the above problem, in
ところで、このような構成を有する車輪支持用転がり軸受ユニットでは、内輪101の軸方向寸法を増加して大鍔部の剛性を確保しており、該軸受ユニット全体の軸方向寸法も増大するため、その分、質量が増加するという課題がある。また、内輪101の大鍔部105をインボード側へ延長する構成は、加締め加工後の内輪101の内径面側の膨張を抑制する効果はあるが、ハブ輪102の小径段部103への内輪101の圧入に伴う内径面側の膨張を抑制する効果はない。
By the way, in the wheel-supporting rolling bearing unit having such a configuration, the axial dimension of the
本発明は、上述の様な事情に鑑み、ハブ輪に内輪を圧入した際や、ハブ輪に形成された加締め部によって内輪を位置決めした際に、大鍔部の外周面に発生するフープ応力を低減し、大鍔部の倒れ込みを防止できる車輪支持用転がり軸受ユニットを提供することを目的とする。 In view of the circumstances as described above, the present invention provides hoop stress generated on the outer peripheral surface of the large flange portion when the inner ring is press-fitted into the hub ring or when the inner ring is positioned by the caulking portion formed on the hub ring. It is an object of the present invention to provide a wheel-supporting rolling bearing unit capable of reducing the friction and preventing the large flange from collapsing.
本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
(1) 内周面に複列の外輪軌道を有する外輪と、
外周面に複列の内輪軌道を有すると共に、アウトボード側に車輪を支持固定する為の回転側フランジを有するハブと、
前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の円錐ころと、
を備え、
前記ハブは、前記回転側フランジを有するハブ輪と、該ハブ輪の外周面に圧入によって外嵌され、前記ハブ輪のインボード側端部に形成された加締め部によって、前記ハブ輪に位置決めされる少なくとも一つの内輪と、を備え、
インボード側の前記内輪軌道を有する前記内輪には、その大鍔部側の軸方向内端面から軸方向にそれぞれ延びる複数の切り欠きが、円周方向に間欠的に形成される、
車輪支持用転がり軸受ユニット。
(2) 前記各切り欠きは、前記大鍔部側の軸方向内端面と前記大鍔部の外周面に亘って形成される、(1)に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
(3) 前記ハブは、互いに共通の形状を有する一対の前記内輪を備える、(1)に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
(4) 前記内輪の大鍔部側の軸方向内端面は、軸方向において、前記外輪の軸方向内端面と略等しい位置、又は、該軸方向内端面よりアウトボード側に配置されている、(1)~(3)のいずれかに記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
The above objects of the present invention are achieved by the following configurations.
(1) an outer ring having a double-row outer ring raceway on its inner peripheral surface;
a hub having a double-row inner ring raceway on the outer peripheral surface and a rotation-side flange for supporting and fixing the wheel on the outboard side;
a plurality of tapered rollers rotatably provided between the double-row outer ring raceway and the double-row inner ring raceway;
with
The hub is positioned on the hub ring by means of a hub ring having the rotation-side flange and a crimping portion formed on the inboard side end portion of the hub ring. and at least one inner ring formed by
In the inner ring having the inner ring raceway on the inboard side, a plurality of notches extending in the axial direction from the axial inner end surface on the side of the large flange are intermittently formed in the circumferential direction.
Rolling bearing unit for wheel support.
(2) The wheel-supporting rolling bearing unit according to (1), wherein each of the cutouts is formed over the axial inner end surface of the large flange portion and the outer peripheral surface of the large flange portion.
(3) The wheel-supporting rolling bearing unit according to (1), wherein the hub includes a pair of inner rings having a common shape.
(4) The axial inner end face of the inner ring on the side of the large flange portion is arranged in the axial direction at a position substantially equal to the axial inner end face of the outer ring, or on the outboard side of the axial inner end face. A wheel-supporting rolling bearing unit according to any one of (1) to (3).
上述の様な構成を有する本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットによれば、内輪に円周方向に間欠的に形成される複数の切り欠きによって、圧入や加締めによって大鍔部の外周面に発生するフープ応力を低減できると共に、大鍔部の剛性を確保することができ、大鍔部の倒れ込みを防止できる。 According to the wheel-supporting rolling bearing unit of the present invention having the configuration described above, the plurality of notches formed intermittently in the inner ring in the circumferential direction allow the outer peripheral surface of the large flange portion to be press-fitted or caulked. The generated hoop stress can be reduced, the rigidity of the large collar portion can be secured, and collapse of the large collar portion can be prevented.
本発明の各実施形態に係る車輪支持用転がり軸受ユニットに就いて、図1~3を用いて詳細に説明する。尚、本明細書及び特許請求の範囲の全体で、軸方向に関して「外」とは、自動車への組み付け状態で車体の幅方向外側となる、図1~3の左側を言い、反対に車体の幅方向中央側となる、図1~3の右側を、軸方向に関して「内」と言う。 A wheel-supporting rolling bearing unit according to each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In the entirety of this specification and the scope of claims, "outside" with respect to the axial direction refers to the left side in FIGS. The right side in FIGS. 1 to 3, which is the center side in the width direction, is referred to as "inside" with respect to the axial direction.
(第1実施形態)
第1実施形態の車輪支持用転がり軸受ユニットは、従動輪用であり、外輪1と、ハブ2と、複数の円錐ころ3、3と、複数本のスタッドボルト4と、シールリング5と、エンドキャップ6とを備える。
(First embodiment)
The wheel supporting rolling bearing unit of the first embodiment is for a driven wheel and includes an
外輪1は、外周面に静止側フランジ7を、内周面に複列(2列)の外輪軌道8a、8bを、それぞれ有している。外輪1は、使用時に、静止側フランジ7を、懸架装置のナックルに結合固定する事により、この懸架装置に支持された状態で回転しない。
The
ハブ2は、ハブ輪9と内輪10とを結合する事により構成されており、外輪1の内径側に外輪1と同軸(同芯)に配置されている。
The
ハブ輪9には、外輪1の軸方向外側(アウトボード側)開口から軸方向外方に突出した部分に外径側に延出し、車輪(従動輪)及びディスクロータ等の制動用回転部材を支持固定する為の円輪状の回転側フランジ11が設けられている。具体的に、回転側フランジ11には複数の挿通孔22が設けられ、各挿通孔22には、それぞれスタッドボルト4がセレーション嵌合されている。
The
又、ハブ輪9の外周面には、外輪1の内周面に設けられた軸方向外側列の外輪軌道8aと対向する部分に、軸方向外側列の内輪軌道12aが設けられている。又、ハブ輪9の外周面のうち、外輪1の内周面に設けられた軸方向内側(インボード側)列の外輪軌道8bと対向する軸方向内端部には、小径段部13が設けられている。
An axially outer row of
内輪10の外周面には、軸方向内側列の内輪軌道12bが設けられている。内輪10は、ハブ輪9の小径段部13に締め代を持って圧入により外嵌固定され、また、ハブ輪9の軸方向内側端部に形成された加締め部23により、大鍔部14側の軸方向内端面14aを抑え付けられ、ハブ輪9に位置決め固定されている。
なお、大鍔部14側の軸方向内端面14aは、本実施形態のように、軸方向において、外輪1の軸方向内端面1aと略等しい位置、又は、該軸方向内端面1aよりアウトボード側に配置されることが、車輪支持用転がり軸受ユニットの軽量化の観点から好ましい。
The outer peripheral surface of the
Note that the axial
円錐ころ3、3は、軸方向外側列の外輪軌道8aと内輪軌道12aとの間部分、及び、軸方向内側列の外輪軌道8bと内輪軌道12bとの間部分に、それぞれ複数ずつ、保持器24、24により保持された状態で転動自在に設けられている。
A plurality of
シールリング5は、外輪1の軸方向外端部に支持固定された状態で、外輪1の内周面とハブ2の外周面との間に存在する、複数の円錐ころ3、3が設けられた内部空間28の軸方向外端開口を塞いでいる。
一方、エンドキャップ6は、有底円筒状に構成されており、外輪1の内周面の軸方向内端部に組み付けられた状態で、内部空間28の軸方向内端開口を塞いでいる。
A
On the other hand, the
また、軸方向内側列の内輪軌道12bを有する内輪10には、大鍔部14側の軸方向内端面14aから軸方向にそれぞれ延びる複数の切り欠き15が、円周方向に等間隔で間欠的に形成される。特に、本実施形態では、各切り欠き15は、大鍔部14側の軸方向内端面14aと大鍔部14の外周面14bに亘って、鍛造加工により間欠的に形成されている。このため、切り欠き15の内部(凹んだ部分の底面と両周方向側面)は、鍛造加工による鍛造面である。切り欠き15の底面は、軸方向内側面14aの径方向中間部から外周面14bの軸方向中間部に向かって断面円弧状(曲面)に形成されている。切り欠き15の底面は、断面直線状に形成することもできる。
また、各切り欠き15は、大鍔部14側の軸方向内端面14aのうち、加締め部23が当接する部分よりも外径側に形成されている。この結果、円周方向において隣り合う切り欠き15間には、径方向に延びるリブ16が形成される。
In the
Each
本実施形態の車輪支持用転がり軸受の場合、内輪10が、ハブ輪9の小径段部13の外周面に圧入により外嵌されたり、大鍔部14の軸方向内端面14aが加締められたりして、内輪10の内径側部分が径方向外方に押し拡げられることにより、大鍔部14の拡径を阻止しようとして大鍔部14にフープ応力が発生する。しかしながら、内輪10の大鍔部14側の軸方向内端面14aに設けられた複数の切り欠き15により、大鍔部14の外周面14bにフープ応力が発生するのを抑制し、大鍔部14の倒れ込みを防止できる。また、径方向に延びる複数のリブ16によって、内輪10(或いは大鍔部14)の軸方向寸法を増加せずに、大鍔部14の剛性が大きく低下することを抑制し、大鍔部14の倒れ込みを防止できる。したがって、円錐ころ3の頭部と大鍔部14の大鍔面14cとの接点位置での焼き付きを抑制できる。
In the case of the wheel-supporting rolling bearing of this embodiment, the
また、切り欠き15は、大鍔部14側の軸方向内端面14aと大鍔部14の外周面14bに亘って開口した状態で形成されるので、鍛造加工を容易に行うことができる。
さらに、切り欠き15は、内輪10を鍛造加工する際に形成されるので、新たな加工工程を追加する必要がなく、コストアップなしで形成することができる。
In addition, since the
Furthermore, since the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態の車輪支持用転がり軸受ユニットについて、図2を参照して説明する。なお、第1実施形態と同一、又は同等部分については、同一符号を付して、説明を省略或いは簡略化する。
(Second embodiment)
Next, a wheel supporting rolling bearing unit of a second embodiment will be described with reference to FIG. The same or equivalent parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted or simplified.
本実施形態の車輪支持用転がり軸受ユニットは、駆動輪用であり、外輪1と、ハブ2aと、複数の円錐ころ3、3と、複数本のスタッドボルト4と、シールリング5と、を備える。
The wheel-supporting rolling bearing unit of this embodiment is for a driving wheel, and includes an
ハブ2aは、第1実施形態と同じく、ハブ輪9aと内輪10aとを備える構成であるが、ハブ輪9aの中心部に、軸方向に貫通したスプライン孔17が形成されている。スプライン孔17には、図示しないが、車輪支持用転がり軸受ユニットを車体に組み付ける際に、等速ジョイントに結合したスプライン軸が係合され、ナットを螺合することでハブ2aに固定される。
As in the first embodiment, the
内部空間28の軸方向外端開口は、第1実施形態と同様、シールリング5によって塞がれる一方、内部空間28の軸方向内端開口は、シールリング18aとスリンガ18bとからなる組合せシールリング18によって塞がれている。シールリング18aは、外輪1の内周面に固定され、スリンガ18bは、断面L字形に形成され、内輪10aの大鍔部14の外周面14bに外嵌固定される。スリンガ18bの軸方向内側面には、図示しない回転検出センサと対向し、車輪の回転速度を検出する為のエンコーダ19が取り付けられている。
The axially outer end opening of the
本実施形態の複数の切り欠き15aは、その大鍔部14側の軸方向内端面14aに開口し、該軸方向内端面14aから軸方向にそれぞれ延び、大鍔部14の外周面14bには開口されていない。また、各切り欠き15aは、大鍔部14側の軸方向内端面14aから鍛造加工により間欠的に設けられており、円周方向において隣り合う切り欠き15a間には、径方向に延びるリブ16aが形成される。切り欠き15aは、断面U字状に形成されているが、断面多角形(三角形、矩形)に形成することもできる。
The plurality of
したがって、本実施形態においても、内輪10aの大鍔部14側の軸方向内端面14aに、複数の切り欠き15aが設けられる。これにより、内輪10aが、ハブ輪9の小径段部13の外周面に圧入により外嵌されたり、加締め部23によって加締められ、内輪10aが径方向外方に押し拡げられても、大鍔部14の外周面14bに発生するフープ応力を低減でき、大鍔部14の倒れ込みを防止できる。また、径方向に延びる複数のリブ16aによって、内輪10aの軸方向寸法を増加せずに、大鍔部14の剛性が大きく低下するのが抑制され、さらに、大鍔部14の倒れ込みを防止できる。したがって、円錐ころ3の頭部と大鍔部14の大鍔面14cとの接点位置での焼き付きを抑制できる。
Therefore, also in this embodiment, a plurality of
切り欠き15aは、大鍔部14側の軸方向内端面14aに窪みとして形成されるので、鍛造加工を容易に行うことができる。従って、切り欠き15aは、内輪10aを鍛造加工する際に形成されるので、新たな加工工程を追加する必要がなく、コストアップなしで形成することができる。
また、各切り欠き15aは、大鍔部14の外周面には開口されていないので、大鍔部14の外周面にスリンガ18bを安定して外嵌固定することができる。
Since the
In addition, since each
(第3実施形態)
次に、第3実施形態の車輪支持用転がり軸受ユニットについて、図3を参照して説明する。なお、第1又は第2実施形態と同一、又は同等部分については、同一符号を付して、説明を省略或いは簡略化する。
(Third embodiment)
Next, a rolling bearing unit for wheel support according to a third embodiment will be described with reference to FIG. The same or equivalent parts as those in the first or second embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted or simplified.
本実施形態の車輪支持用転がり軸受ユニットは、従動輪用であるが、軸方向外側列及び軸方向内側列の内輪軌道12a、12bが共に、内輪10a1、10a2によって構成され、これら内輪10a1、10a2が、第2実施形態の切り欠き15aを有する内輪10aによって構成されている点において、第1実施形態のものと異なる。したがって、一対の内輪10a1、10a2は、互いに共通の形状を有する。切り欠き15aは、加締め部23が当接する部分より大径側、かつ、回転側フランジ11根元の内向き段差面の稜部より小径側の位置に設けている。
The wheel-supporting rolling bearing unit of this embodiment is for a driven wheel, and the
このため、ハブ輪9bの小径段部13は、回転側フランジ11の近傍から形成される。一対の内輪10a1、10a2は、互いの小鍔部を当接させた状態(互いの大鍔部14を軸方向に関して反対側に設けた状態)で小径段部13の外周面に圧入によって外嵌され、加締め部23によって加締められて、ハブ輪9bに位置決め固定される。
Therefore, the small-diameter stepped
また、内部空間28の軸方向外端開口は、シールリング21aとスリンガ21bとからなる組合せシールリング21によって塞がれている。シールリング21aは、外輪1の内周面に固定され、スリンガ21bは、断面L字形に形成され、アウトボード側の内輪10a1の大鍔部14の外周面14bに外嵌固定される。
一方、内部空間28の軸方向内端開口は、第1実施形態と同様に、エンドキャップ6によって塞がれている。
また、インボード側の内輪10a2の大鍔部14の外周面14bには、断面L字形のスリンガ20が外嵌固定され、スリンガ20の軸方向内側面に、エンコーダ19が取り付けられている。この場合、エンコーダ19の磁束信号は、エンドキャップ6を介してセンシングされるため、エンドキャップ6は、非磁性材料で形成される。
An axial outer end opening of the
On the other hand, the axially inner end opening of the
A
このように、本実施形態によれば、インボード側の内輪10a2が、第2実施形態と同様に、複数の切り欠き15aを有する内輪10aによって構成されるので、同様の効果を奏することができる。
さらに、本実施形態では、ハブ2bが、互いに共通の形状を有する一対の内輪10a1、10a2を備えるので、一対の内輪10a1、10a2が同一部品によって構成され、部品点数を削減することができる。
なお、複列の内輪軌道12a、12bを一対の内輪10a1、10a2によってそれぞれ形成する構成は、図2に示す駆動輪側の車輪支持用転がり軸受ユニットにも適用可能である。
As described above, according to the present embodiment, the inboard side inner ring 10a2 is configured by the
Furthermore, in this embodiment, the
The configuration in which the double-row
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形及び改良が可能である。
例えば、第1及び第2実施形態の車輪支持用転がり軸受ユニットは、複列の円錐ころの互いのピッチ円直径を異ならせた、所謂、異径PCDタイプの複列円錐ころ軸受としてもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified and improved as appropriate.
For example, the wheel-supporting rolling bearing units of the first and second embodiments may be so-called PCD type double-row tapered roller bearings in which the pitch circle diameters of the double-row tapered rollers are different from each other.
1 外輪
2、2a、2b ハブ
3 円錐ころ
4 スタッドボルト
5 シールリング
6 キャップ
7 静止側フランジ
8a、8b 外輪軌道
9、9a、9b ハブ輪
10、10a、10a1、10a2 内輪
11 回転側フランジ
12a、12b 内輪軌道
13 小径段部
14 大鍔部
15、15a 切り欠き
23 加締め部
24 保持器
28 内部空間
Claims (4)
外周面に複列の内輪軌道を有すると共に、アウトボード側に車輪を支持固定する為の回転側フランジを有するハブと、
前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の円錐ころと、
を備え、
前記ハブは、前記回転側フランジを有するハブ輪と、該ハブ輪の外周面に圧入によって外嵌され、前記ハブ輪のインボード側端部に形成された加締め部によって、前記ハブ輪に位置決めされる少なくとも一つの内輪と、を備え、
インボード側の前記内輪軌道を有する前記内輪には、その大鍔部側の軸方向内端面から軸方向にそれぞれ延びる複数の切り欠きが、円周方向に間欠的に形成され、
前記内輪の大鍔部側の軸方向内端面は、軸方向において、前記外輪の軸方向内端面と略等しい位置、又は、該軸方向内端面よりアウトボード側に配置され、
前記外輪の内周面の軸方向内端部には、エンドキャップが組み付けられ、
前記内輪の前記大鍔部の外周面には、前記エンドキャップと軸方向に重なり合うように、スリンガが外嵌固定される車輪支持用転がり軸受ユニット。 an outer ring having a double-row outer ring raceway on its inner peripheral surface;
a hub having a double-row inner ring raceway on the outer peripheral surface and a rotation-side flange for supporting and fixing the wheel on the outboard side;
a plurality of tapered rollers rotatably provided between the double-row outer ring raceway and the double-row inner ring raceway;
with
The hub is positioned on the hub ring by means of a hub ring having the rotation-side flange and a crimping portion formed on the inboard side end portion of the hub ring. and at least one inner ring formed by
The inner ring having the inner ring raceway on the inboard side is intermittently formed with a plurality of notches extending in the axial direction from the axial inner end surface on the side of the large flange ,
The axial inner end face of the inner ring on the side of the large flange portion is arranged in the axial direction at a position substantially equal to the axial inner end face of the outer ring or on the outboard side of the axial inner end face,
An end cap is attached to the axially inner end of the inner peripheral surface of the outer ring,
A wheel-supporting rolling bearing unit in which a slinger is externally fitted and fixed to the outer peripheral surface of the large flange portion of the inner ring so as to axially overlap the end cap.
請求項1に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。A rolling bearing unit for supporting a wheel according to claim 1.
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