WO2025258201A1 - ベアリングの結合構造 - Google Patents
ベアリングの結合構造Info
- Publication number
- WO2025258201A1 WO2025258201A1 PCT/JP2025/014103 JP2025014103W WO2025258201A1 WO 2025258201 A1 WO2025258201 A1 WO 2025258201A1 JP 2025014103 W JP2025014103 W JP 2025014103W WO 2025258201 A1 WO2025258201 A1 WO 2025258201A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- ring
- inner ring
- protrusion
- outer ring
- axial direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
- F16C19/18—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/64—Special methods of manufacture
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
- F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
- F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
Definitions
- the present invention relates to a bearing connection structure.
- Hub bearings that support the wheels for free rotation.
- Hub bearings have an outer ring, an inner ring, and multiple rolling elements positioned between the outer and inner rings.
- the multiple rolling elements support the outer and inner rings so that they can rotate relative to one another.
- the rolling elements are arranged in an annular array around the axis, and the hub bearing has multiple, e.g., two, annular arrays of rolling elements.
- An annular retaining ring is attached to the inner ring and is fixed to the inner ring, applying an axial preload to the multiple rolling elements.
- the present invention was made in consideration of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a bearing connection structure that can firmly secure the retaining ring or retaining member.
- One aspect of the present invention provides a bearing connection structure for a hub bearing comprising: an outer ring annular about an axis; an inner ring annular about the axis facing the outer ring from the inner peripheral side; a plurality of rolling elements between the outer ring and the inner ring that support the outer ring and the inner ring so that they can rotate relative to one another; and a retaining ring attached to the inner ring and that supports the plurality of rolling elements in the axial direction.
- the connection structure also comprises a resistance member configured to provide resistance to relative rotation about the axis between the inner ring and the retaining ring, or relative rotation about the axis between the outer ring and a retaining member that holds the outer ring.
- the bearing connection structure of the present invention allows for strong fixation of the retaining ring or retaining member.
- FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a cross section taken along a plane including an axis of a hub bearing having a coupling structure for a hub bearing according to an embodiment of the present invention.
- 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing a portion A of FIG. 1 in an enlarged manner, and is a cross-sectional view showing a cross section taken along a plane including an axis of the connection structure according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 10 is a cross-sectional view schematically illustrating a cross section taken along a plane including an axis of a hub bearing coupling structure according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an intermediate product, which is an inner ring on which a protrusion and a concave surface are not formed.
- 1 is a cross-sectional view showing the schematic configuration of a spin crimping device that performs spin crimping in a hub bearing joining method according to an embodiment of the present invention.
- 3 is a diagram illustrating a method for forming a concave surface and a protrusion of the coupling structure shown in FIG. 2 in a hub bearing coupling method according to an embodiment of the present invention.
- 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing the joining portion between the inner ring 20 and the retaining ring 30.
- FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing the joining portion between the inner ring 20 and the retaining ring 30.
- FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing the joining portion between the inner ring 20 and the retaining ring 30.
- FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view showing the joining portion between the inner ring 20 and the retaining ring 30.
- connection structure in a bearing according to the present invention will be described as a connection structure in a hub bearing applied to a hub bearing as an example, but the bearings to which the present invention is applied are not limited to hub bearings, and the present invention can be applied to various bearings. Note that in the drawings, not all of the multiple components are assigned reference numerals, and the reference numerals of some of the multiple components may be omitted.
- FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating a cross section of a hub bearing 1 having a hub bearing connection structure 2 according to an embodiment of the present invention, taken along a plane including the axis x.
- hub bearing 1 is installed in a vehicle such as an automobile, and supports a wheel for free rotation in an axle or suspension system. Hub bearing 1 is attached to the vehicle body, for example, via a suspension arm.
- the hub bearing 1 comprises an annular outer ring 10 extending about axis x, an annular inner ring 20 extending about axis x and facing the outer ring 10 from the inner periphery, a plurality of rolling elements 3 between the outer ring 10 and the inner ring 20 that support the outer ring 10 and the inner ring 20 so that they can rotate relative to one another, and a retaining ring 30 attached to a base that is one of the outer ring 10 and the inner ring 20 and supports the plurality of rolling elements 3 in the direction of axis x.
- the outer ring 10 and the inner ring 20 are made of metal.
- the axis x is the axis of rotation of the hub bearing 1.
- the retaining ring 30 is attached to the inner ring 20, which serves as the base.
- one side in the direction of axis x (the side in the direction of arrow a in Figure 1) will be referred to as the outer side, and the other side in the direction of axis x (the side in the direction of arrow b in Figure 1) will be referred to as the inner side.
- the side approaching axis x (hereinafter also referred to as the radial direction) will be referred to as the inner side, and the side away from axis x in the radial direction will be referred to as the outer side.
- the hub bearing 1 has an inner member 40 and an outer member 50 formed to cover the inner member 40 in the circumferential direction around the axis x.
- the inner member 40 has an inner ring 20 and a disk portion 41.
- the inner ring 20 is, for example, a portion extending cylindrically along the axis x.
- a portion of the outer member 50 is inserted into the interior of the inner ring 20.
- the inner ring 20 is formed with a tip portion 20a and an outer peripheral surface 20b.
- the tip portion 20a is the portion to which the retaining ring 30 is attached, as described below. As shown in FIG.
- the outer peripheral surface 20b is an annular surface recessed toward the inner circumference, forming a space in which multiple rolling elements 3 are accommodated.
- the tip portion 20a is located outside the outer peripheral surface 20b.
- An inner raceway surface 42a that guides the rolling elements 3 is formed on the outer peripheral surface 20b of the inner ring 20.
- the inner raceway surface 42a contacts multiple rolling elements 3a out of the multiple rolling elements 3.
- An inner disk portion 41 extends from the inner ring 20 toward the outer peripheral side.
- the disk portion 41 extends toward the outer peripheral side so that at least a portion of it faces the outer ring 10 or outer member 50 in the direction of the axis x.
- the outer member 50 has an inner cylindrical portion 51, a disk portion 52, and an outer cylindrical portion 53.
- the inner cylindrical portion 51 is a portion that extends cylindrically along the axis x.
- a drive shaft which is a rotation axis, is inserted inside the inner cylindrical portion 51.
- the inner ring 20 is disposed radially outside the inner cylindrical portion 51.
- An annular gap is formed radially between the outer peripheral surface of the inner cylindrical portion 51 and the inner peripheral surface of the inner ring 20.
- the disk portion 52 is a portion extending radially outward from the inner cylindrical portion 51. When viewed in the axial x direction, the disk portion 52 has a circular or approximately circular shape.
- the disk portion 52 is located outward from the inner member 40. In other words, the inner member 40 is disposed inward from the disk portion 52.
- one end face (end faces 23, 32) of the inner member 40 in the axial x direction faces the other end face 52a of the disk portion 52 in the axial x direction (on the inner side, indicated by arrow b in Figure 2).
- the outer cylindrical portion 53 is provided at the outer peripheral end of the disk portion 52 and extends inward in the direction of the axis x.
- the disk portion 52 is provided with, for example, a plurality of bolt holes (not shown), and a plurality of bolts passing through through holes in the wheel of the vehicle are fastened to the bolt holes, thereby fixing the wheel to the disk portion 52.
- the outer cylindrical portion 53 has, for example, a circular or approximately circular shape when viewed in the direction of the axis x.
- the outer cylindrical portion 53 extends inward along the direction of the axis x. In the radial direction, an annular space is formed between the inner cylindrical portion 51 and the outer cylindrical portion 53.
- a portion of the inner ring 20 and the rolling elements 3a and 3b are arranged in the space between the inner cylindrical portion 51 and the outer cylindrical portion 53.
- the outer tube portion 53 includes an outer tube main body 54 and an outer ring 10.
- the inner tube portion 51, disk portion 52, and outer tube main body 54 are formed as a single member.
- the outer ring 10 is formed as a separate member from the inner tube portion 51, disk portion 52, and outer tube main body 54.
- the outer tube main body 54 and outer ring 10 have a cylindrical shape extending along the axis x.
- the outer ring 10 is attached to the inner circumferential surface 54a of the outer tube main body 54, and the outer circumferential surface 11 of the outer ring 10 and the inner circumferential surface 54a of the outer tube main body 54 are in contact.
- the inner circumferential surface 54a of the outer tube main body 54 forms a stepped portion to which the outer ring 10 is attached.
- the inner tube portion 51, disk portion 52, outer tube main body 54, and outer ring 10 rotate together.
- two outer raceway surfaces 55a, 55b are formed on the inner peripheral surface of the outer ring 10.
- the outer raceway surface 55a faces radially the inner raceway surface 42a formed on the inner ring 20.
- the outer raceway surface 55b faces radially the inner raceway surface 42b formed on the retaining ring 30 (described below).
- the retaining ring 30 is attached to the outer periphery of the tip end portion 20a of the inner ring 20.
- An inner raceway surface 42b is formed on the outer periphery of the inner end of the retaining ring 30.
- the inner raceway surface 42b contacts multiple rolling elements 3b out of the multiple rolling elements 3. As shown in Figure 1, the inner raceway surface 42b is connected to the outer periphery surface 20b of the inner ring 20.
- the hub bearing 1 has a plurality of rolling elements 3, including a plurality of rolling elements 3a and a plurality of rolling elements 3b.
- the plurality of rolling elements 3a and the plurality of rolling elements 3b are arranged between the inner rolling surfaces 42a, 42b and the outer rolling surfaces 55a, 55b, respectively, and are in contact with the inner rolling surfaces 42a, 42b and the outer rolling surfaces 55a, 55b.
- the plurality of rolling elements 3a, 3b are, for example, steel balls or ceramic balls.
- the plurality of rolling elements 3a are arranged circumferentially to form an annular row of rolling elements.
- the plurality of rolling elements 3b are arranged circumferentially to form an annular row of rolling elements.
- the plurality of rolling elements 3a and the plurality of rolling elements 3b are arranged apart in the direction of the axis x.
- the rolling element 3a is arranged more inward than the rolling element 3b.
- the plurality of rolling elements 3a, 3b are rotatably supported by a cage (not shown).
- the multiple rolling elements 3b are held between the outer ring 10 and the retaining ring 30, and the multiple rolling elements 3a are held between the outer ring 10 and the inner ring 20.
- the retaining ring 30 is fixed to the inner ring 20 with the tip 20a of the inner ring 20 inserted into it.
- the retaining ring 30 supports the multiple rolling elements 3b in the direction of the axis x and applies a predetermined amount of preload to the multiple rolling elements 3a, 3b.
- the hub bearing 1 has the above-described configuration, and in the hub bearing 1, the multiple rolling elements 3 support the outer ring 10, inner ring 20, and retaining ring 30 between them, allowing the outer ring 10, inner ring 20, and retaining ring 30 to rotate relative to one another around the axis x. This allows the outer member 50 to rotate around the axis x relative to the inner member 40. In this way, the hub bearing 1 is an outer ring rotating hub bearing.
- the hub bearing connection structure of the present invention is a structure in which an inner member, which is an annular member on the inner periphery, and an outer member, which is an annular member on the outer periphery, are fixed to each other by crimping.
- connection structure 2 is a partially enlarged cross-sectional view showing an enlarged view of portion A in Figure 1, and is a cross-sectional view showing a cross section taken along a plane including the axis x of the connection structure 2.
- the connection structure 2 is a structure in which the inner ring 20, which is an inner member, and the retaining ring 30, which is an outer member, are fixed to each other by crimping.
- the connection structure 2 comprises a contact surface 31, which is an annular surface formed on the retaining ring 30, and a protrusion 21 formed on the inner ring 20.
- the protrusion 21 is an annular portion that protrudes radially toward the rolling elements 3, i.e., protrudes toward the outer periphery.
- the contact surface 31 is recessed from an end face 32 on one side (outside) of the axis x of the retaining ring 30 (the side indicated by arrow a in Figure 2) toward the other side of the axis x or the side (inside) of the rolling elements 3 (the side indicated by arrow b in Figure 2).
- the protrusion 21 is located closer to the rolling element 3 in the axial x direction than the end face 23 of the inner ring 20 in the axial x direction.
- the protrusion 21 covers the inner end 31a of the contact surface 31 in the axial x direction and is in contact with the contact surface 31.
- the configuration of the coupling structure 2 will be described in detail below.
- the coupling structure 2 further includes a concave surface 22, which is an annular surface that connects from the inner peripheral side to the protrusion 21 formed on the inner ring 20.
- the concave surface 22 is recessed inward from the outer end surface 23 of the inner ring 20.
- the tip end 20a of the inner ring 20 is formed with a mating outer peripheral surface 24, which is an annular surface that faces the outer peripheral side.
- the mating outer peripheral surface 24 is a cylindrical surface extending along the axis x, for example, a cylindrical surface or an approximately cylindrical surface with the axis x as its central axis or approximately central axis. As shown in FIG.
- the mating outer peripheral surface 24 is connected to the protrusion 21 from the inside. 1 and 2, the retaining ring 30 is formed with a mating inner peripheral surface 33, which is an annular surface facing the inner peripheral side.
- the mating inner peripheral surface 33 is a tubular surface extending along the axis x, for example, a cylindrical surface or a nearly cylindrical surface with the axis x as its central axis or nearly central axis.
- the mating inner peripheral surface 33 is connected to the contact surface 31 from the inside.
- the mating inner peripheral surface 33 of the retaining ring 30 faces the mating outer peripheral surface 24 of the inner ring 20 in the radial direction.
- the mating inner peripheral surface 33 of the retaining ring 30 faces the mating outer peripheral surface 24 of the inner ring 20 from the outer peripheral side.
- the tip portion 20a of the inner ring 20 is inserted into the space defined by the mating inner peripheral surface 33 of the retaining ring 30.
- the inner mating surface 33 of the retaining ring 30 contacts the outer mating surface 24 of the inner ring 20.
- the tip end 20a of the inner ring 20 is press-fitted into the space defined by the inner mating surface 33 of the retaining ring 30, and the inner mating surface 33 of the retaining ring 30 and the outer mating surface 24 of the inner ring 20 press against each other in the radial direction.
- tip end 20a of the inner ring 20 does not have to be press-fitted into the space defined by the inner mating surface 33 of the retaining ring 30. Furthermore, a gap may be formed between the inner mating surface 33 of the retaining ring 30 and the outer mating surface 24 of the inner ring 20.
- the inner ring 20 is formed with an annular wall surface 27 extending from the inner end of the mating outer peripheral surface 24.
- the wall surface 27 is an outward-facing annular surface that extends between the mating outer peripheral surface 24 and the outer peripheral surface 20b, and forms a step between the mating outer peripheral surface 24 and the outer peripheral surface 20b at the tip portion 20a.
- the wall surface 27 is, for example, as shown in FIG. 1, a curved surface that is concave inward and inward. Note that the shape of the wall surface 27 is not limited to the curved surface shown in FIG. 1.
- the retaining ring 30 is formed with an annular end surface 34 extending from the inner end of the mating inner peripheral surface 33. As shown in FIG.
- the end surface 34 is an inward-facing annular surface that extends between the mating inner peripheral surface 33 and the inner raceway surface 42b.
- the end face 34 faces the wall surface 27 of the inner ring 20 in the direction of the axis x.
- At least a portion of the end face 34 has a shape that corresponds to the wall surface 27, for example, and is shaped to contact at least a portion of the wall surface 27.
- the end face 34 is, for example, a curved surface that is convex inward and toward the inner periphery.
- the shape of the end face 34 is not limited to the curved surface shown in FIG. 1. The contact of the end face 34 with the wall surface 27 positions the retaining ring 30 attached to the tip portion 20a of the inner ring 20 outward in the direction of the axis x.
- the tip 20a of the inner ring 20 is inserted into the space defined by the mating inner peripheral surface 33 of the retaining ring 30, and the retaining ring 30 is attached to the tip 20a of the inner ring 20.
- the hub bearing 1 is an outer ring rotating hub bearing, and the retaining ring 30 attached to the inner ring 20 is not fixed to the inner ring 20 in the direction of the axis x by a structure other than the structure of the inner ring 20 or the retaining ring 30 themselves.
- the hub bearing 1 is provided with a coupling structure 2 formed between the inner ring 20 and the retaining ring 30, which enables the retaining ring 30 to maintain its fixed state to the inner ring 20 even against a force greater than the frictional force between the mating inner peripheral surface 33 of the retaining ring 30 and the mating outer peripheral surface 24 of the inner ring 20.
- the protruding portion 21 of the inner ring 20 protrudes outward from the mating outer peripheral surface 24.
- the concave surface 22 is an annular surface formed on the outer peripheral side of the end face 23 of the inner ring 20, and extends between the end face 23 and the outer end of the protruding portion 21.
- the concave surface 22 is inclined inward in the direction of the axis x, toward the retaining ring 30. Specifically, as shown in FIG. 2, the concave surface 22 increases in diameter as it moves inward in the direction of the axis x. Specifically, as shown in FIG. 2, the concave surface 22 is a conical surface or an approximately conical surface with the axis x as its central axis or approximately central axis, and increases in diameter as it moves inward in the direction of the axis x. Note that the concave surface 22 may be a surface that is curved so as to be concave inward and toward the inner periphery, or a surface that is curved so as to be convex outward and toward the outer periphery.
- the concave surface 22 may also be a surface of another shape.
- it may be a surface formed by combining a cylindrical surface and a curved surface, a surface formed by combining a conical surface and a curved surface, a surface formed by combining a conical surface, a curved surface, and a cylindrical surface, or a surface that forms a step.
- the protrusion 21 contacts the contact surface 31 of the retaining ring 30 from the outside in the direction of the axis x.
- the protrusion 21 covers the inner end 31a of the contact surface 31 in the direction of the axis x and contacts the contact surface 31.
- the end 31a of the contact surface 31 overlaps the protrusion 21.
- the protrusion 21 contacts the end 31a of the contact surface 31.
- the protrusion 21 faces the end 31a of the contact surface 31 with a gap in the direction of the axis x.
- the end 31a of the contact surface 31 is the connection portion connecting the contact surface 31 and the mating inner surface 33.
- the angle of the contact surface 31 and the mating inner surface 33 relative to the axis x may change discontinuously or may change continuously.
- the connection between the contact surface 31 and the inner mating surface 33 forms a corner, and the shape of the corner formed by this connection can be selectively changed to various shapes, making it possible to adjust the degree of plastic deformation when the opposing member (inner ring 20) is crimped.
- the protrusion 21 contacts the contact surface 31 at a portion on the end 31a side of the contact surface 31. As shown in FIG.
- the width w1 of the protrusion 21 in the axial x direction is greater than or equal to the width w2 of the protrusion 21 in the radial direction.
- the relationship between the widths w1 and w2 of the protrusion 21 is not limited to the above-mentioned relationship.
- the contact surface 31 is an annular surface formed on the inner peripheral side of the end face 32 of the retaining ring 30, and extends between the end face 32 and the mating inner peripheral surface 33.
- the contact surface 31 is inclined inward in the direction of the axis x toward the inner ring 20.
- the contact surface 31 tapers in diameter as it approaches the inside in the direction of the axis x.
- the contact surface 31 is a conical surface or an approximately conical surface with the axis x as its central axis or approximately central axis, which tapers in diameter as it approaches the inside in the direction of the axis x.
- FIG. 1 the contact surface 31 is a conical surface or an approximately conical surface with the axis x as its central axis or approximately central axis, which tapers in diameter as it approaches the inside in the direction of the axis x.
- the inclination angle (inclination angle ⁇ ) of the outline of the contact surface 31 in cross section with respect to the axis x is a predetermined size.
- the inclination angle ⁇ is 45° or approximately 45°.
- the inclination angle ⁇ may also be other values, for example, 45° or less.
- the inclination angle ⁇ may be, for example, 10° to 90°, 20° to 80°, or 30° to 60°.
- the inclination angle ⁇ is set based on, for example, the bonding force formed between the protrusion 21 and the contact surface 31.
- the contact surface 31 may be a surface that is curved so as to be concave inward and outward, or a surface that is curved so as to be convex outward and inward.
- the contact surface 31 may also be a surface of another shape, and as an example, it may be a surface formed by combining a cylindrical surface and a curved surface, a surface formed by combining a conical surface and a curved surface, a surface formed by combining a conical surface, a curved surface and a cylindrical surface, or a surface that forms a step.
- the coupling structure 2 secures the inner ring 20 and the retaining ring 30 to each other by crimping. Therefore, the protrusion 21 is formed, for example, by deforming the outer peripheral end of the end face 23 of the intermediate product of the inner ring 20 inward by spin crimping to form a concave surface 22, as described below, thereby deforming the mating outer peripheral surface 24 of the intermediate product of the inner ring 20 outward and bringing it into contact with the contact surface 31 of the retaining ring 30.
- the inner ring 20 has a plastically flowed metal structure in the first region R1 (see Figure 2), which is the region at and near the connection portion 26, and also has a plastically flowed metal structure in the second region R2 (see Figure 2), which is the region along the concave surface 22. Therefore, the hardness of the first region R1 and second region R2 of the inner ring 20 is higher than the hardness of other portions that have not undergone plastic flow. For example, the hardness in the first region R1 and the second region R2 is at least 1.2 times that of the other portions of the inner ring 20 that have not undergone plastic flow.
- the hardness in the first region R1 and the second region R2 is at least 1.4 times that of the other portions of the inner ring 20 that have not undergone plastic flow.
- the connecting portion 26 is the portion where the protruding portion 21 and the mating outer peripheral surface 24 connect. Furthermore, the portion of the inner ring 20 that faces the protruding portion 21 on the inner peripheral side contains a metal structure that has not undergone plastic flow.
- the coupling structure 2 has the above-described configuration, and the protrusion 21 formed on the inner ring 20 contacts the contact surface 31 of the retaining ring 30 from the outside in the axial x direction. Therefore, the retaining ring 30 attached to the inner ring 20 can maintain its fixed state to the inner ring 20 even against forces greater than the friction force between the mating inner peripheral surface 33 of the retaining ring 30 and the mating outer peripheral surface 24 of the inner ring 20. In this way, in the hub bearing 1, the retaining ring 30 is firmly fixed to the inner ring 20. This allows the retaining ring 30 to maintain its fixed state to the inner ring 20 against greater external forces. In addition, the preload applied to the multiple rolling elements 3 can be set over a wider range.
- the coupling structure 2 according to an embodiment of the present invention can firmly secure the retaining ring 30 and the inner ring 20.
- the base body to which the retaining ring 30 is attached is the inner ring 20, and coupling structure 2 secures the inner ring 20 and retaining ring 30 together by crimping.
- the base body to which the retaining ring is attached may be the outer ring.
- the retaining ring is the inner member and the outer ring is the outer member.
- the outer ring is formed with features corresponding to the tip portion 20a, protrusion 21, concave surface 22, end face 23, mating outer peripheral surface 24, connecting portions 25, 26, and wall surface 27 of the inner ring 20, and the retaining ring is formed with features corresponding to the contact surface 31, end 31a, end face 32, mating inner peripheral surface 33, and end face 34 of the retaining ring 30.
- the retaining ring is located on the inner circumferential side of the outer ring, the radial positional relationship between the configuration of the outer ring corresponding to the configuration of the inner ring 20 and the configuration of the retaining ring is opposite to the radial positional relationship between the configuration of the inner ring 20 and the configuration of the retaining ring 30.
- the above-described coupling structure 2 may be provided between the outer ring 10 and the outer tube body 54 to crimp the outer ring 10 and the outer tube body 54 together.
- the outer ring 10 is the inner member
- the outer tube body 54 is the outer member.
- a coupling structure 4 according to another embodiment of the present invention similar to the above-described coupling structure 2 may be provided in section B shown in FIG. 1.
- the coupling structure 4 has a protrusion 54c, a concave surface 54d, and a contact surface 13 that correspond to the protrusion 21, the concave surface 22, and the contact surface 31 of the coupling structure 2, respectively.
- the protrusion 54c and the concave surface 54d are formed between the inner circumferential surface 54a of the outer tube body 54 and the inner end surface 54b of the outer tube body 54, and the contact surface 13 is formed between the outer circumferential surface 11 of the outer ring 10 and the inner end surface 12 of the outer ring 10.
- the protruding portion 54c of the outer tube body 54 protrudes inward from the inner circumferential surface 54a.
- the concave surface 54d is an annular surface formed on the inner circumferential side of the end surface 54b of the outer tube body 54, and extends between the end surface 54b and the inner end of the protruding portion 54c.
- the connecting portion 54e which is the portion where the protruding portion 54c and the concave surface 54d connect, overlaps with the inner circumferential surface 54a or is slightly offset from the inner circumferential surface 54a when viewed in the axial x direction. Note that the connecting portion 54e may be located either inward or outward of the inner circumferential surface 54a when viewed in the axial x direction.
- the concave surface 54d is inclined outward in the direction of the axis x, toward the outer ring 10. Specifically, as shown in FIG. 3, the diameter of the concave surface 54d decreases as it moves outward in the direction of the axis x. Specifically, as shown in FIG. 3, the concave surface 54d is a conical surface or an approximately conical surface with the axis x as its central axis or approximately central axis, and its diameter decreases as it moves outward in the direction of the axis x.
- the concave surface 54d may be a surface that is curved so as to be concave toward the outside and outer periphery, or a surface that is curved so as to be convex toward the inside and inner periphery.
- the concave surface 54d may also be a surface of another shape. For example, it may be a surface formed by combining a cylindrical surface and a curved surface, a surface formed by combining a conical surface and a curved surface, a surface formed by combining a conical surface, a curved surface, and a cylindrical surface, or a surface that forms a step.
- the protrusion 54c contacts the contact surface 13 of the outer ring 10 from the inside in the direction of the axis x.
- the protrusion 54c covers the outer end 13a of the contact surface 13 in the direction of the axis x and contacts the contact surface 13.
- the end 13a of the contact surface 13 overlaps the protrusion 54c.
- the protrusion 54c contacts the end 13a of the contact surface 13.
- the protrusion 54c faces the end 13a of the contact surface 13 with a gap in the direction of the axis x.
- the end 13a of the contact surface 13 is the connection portion connecting the contact surface 13 and the outer peripheral surface 11.
- the angle of the contact surface 13 and the outer peripheral surface 11 relative to the axis x may change discontinuously or may change continuously.
- the protrusion 54c contacts the contact surface 13 at the end 13a side of the contact surface 13.
- the contact surface 13 is an annular surface formed on the outer peripheral side of the end face 12 of the outer ring 10, and extends between the end face 12 and the outer peripheral surface 11.
- the contact surface 13 is inclined outward in the direction of the axis x, toward the outer cylinder body 54.
- the contact surface 13 increases in diameter as it extends outward in the direction of the axis x.
- the contact surface 13 is a conical surface or approximately conical surface with the axis x as its central axis or approximately central axis, and increases in diameter as it extends outward in the direction of the axis x, as shown in FIG. 3.
- the contact surface 13 may be a surface that is curved so as to be concave toward the outside and the inner periphery, or a surface that is curved so as to be convex toward the inside and the outer periphery.
- the contact surface 13 may also be a surface of another shape, and as an example, it may be a surface formed by combining a cylindrical surface and a curved surface, a surface formed by combining a conical surface and a curved surface, a surface formed by combining a conical surface, a curved surface and a cylindrical surface, or a surface that forms a step.
- the protrusion 54c has widths w1 and w2, similar to the protrusion 21 of the coupling structure 2, and the contact surface 13 has an inclination angle ⁇ , similar to the contact surface 31 of the coupling structure 2.
- the outer tube body 54 has a first region R1 at and near the connection portion 54f, and a second region R2 in the region along the concave surface 54d.
- the connection portion 54f is the portion where the inner circumferential surface 54a and the protrusion 54c are connected.
- the portion of the outer tube body 54 facing away from the protrusion 54c on the outer periphery contains a metal structure that has not undergone plastic flow.
- coupling structure 4 is a structure that secures the outer tube body 54 and the outer ring 10 to each other by crimping, and like coupling structure 2, it can firmly secure the outer tube body 54 and the outer ring 10 together.
- the method for joining a hub bearing according to the present invention (hereinafter simply referred to as the joining method) is a method for fixing a base body, which is either the inner or outer ring, and a retaining ring to each other by crimping.
- the joining method according to an embodiment of the present invention is a method for forming the above-mentioned joining structure 2 on a hub bearing 1 and joining the inner ring 20 and retaining ring 30.
- an intermediate product 60 of the inner ring 20 is prepared, which is an inner ring 20 that does not have the protrusions 21 or concave surfaces 22 formed therein.
- the intermediate product 60 differs from the inner ring 20 in that the protrusions 21 and concave surfaces 22 are not formed therein, and in the intermediate product 60, the end face 23 and the mating outer peripheral surface 24 are connected.
- the retaining ring 30 is attached to this intermediate product 60, as shown in Figure 4.
- the tip end 20a of the intermediate product 60 is inserted into the space defined by the mating inner peripheral surface 33 of the retaining ring 30, and the positional relationship between the retaining ring 30 and the intermediate product 60 is made the same as the positional relationship in the hub bearing 1 shown in Figure 1.
- the intermediate product 60 and retaining ring 30, which have been assembled as described above, are fixed together by crimping.
- the end face 23 of the intermediate product 60 is recessed inward to form a concave surface 22, which is an annular surface, and a protrusion 21 connected to the concave surface 22 is formed on the intermediate product 60.
- the protrusion 21 is brought into contact with the contact surface 31 of the retaining ring 30.
- the protrusion 21 covers the end 31a of the contact surface 31 in the direction of the axis x and contacts the contact surface 31.
- the protrusion 21 is formed so that it covers the end 31a of the contact surface 31 in the direction of the axis x and contacts the contact surface 31.
- the formed concave surface 22 and protrusion 21 have the same shape as the concave surface 22 and protrusion 21 of the above-described connecting structure 2. Furthermore, by forming the concave surface 22 and protrusion 21, the end face 23 of the intermediate product 60 narrows, becoming the end face 23 of the inner ring 20. In this way, the inner ring 20 is formed from the intermediate product 60, the coupling structure 2 is formed, and the retaining ring 30 is fixed to the inner ring 20, similar to the hub bearing 1 described above.
- FIG. 5 is a diagram showing the schematic configuration of a spin crimping device 100 that performs spin crimping, and Figure 5 shows a cross section of one of a pair of rollers 110 provided in the spin crimping device 100.
- the roller 110 is rotatable around the axis x1 in the spin crimping device 100 and has an annular pressing surface 111.
- the pressing surface 111 has a shape corresponding to the concave surface 22 formed on the inner ring 20 provided in the coupling structure 2.
- the pressing surface 111 is inclined toward the outer periphery toward one side in the direction of the axis x1 (hereinafter also referred to as the pressing direction) (the direction of arrow c shown in Figure 5).
- the pressing direction the direction of arrow c shown in Figure 5.
- the pressing surface 111 increases in diameter as it approaches the pressing direction in the direction of the axis x1.
- the pressing surface 111 expands in diameter in the direction of the axis x1 toward the pressing direction, forming a conical or approximately conical surface with the axis x1 as its central or approximately central axis.
- FIG. 5 the pressing surface 111 is inclined toward the outer periphery toward one side in the direction of the axis x1 (hereinafter also referred to as the pressing direction) (the direction of arrow c shown in Figure 5).
- the pressing surface 111 increases in diameter as it approaches the pressing direction in the direction of the axis x1.
- the pressing surface 111 expands in diameter in the direction
- the inclination angle (inclination angle ⁇ 1) of the contour of the pressing surface 111 relative to the axis x1 in a cross section is a predetermined magnitude.
- the radial position of the end 112 of the pressing surface 111 on the pressing direction side corresponds to the radial position of the connection 25 between the concave surface 22 and the protrusion 21 of the inner ring 20.
- the radial distance from the axis x1 to the end 112 of the pressing surface 111 is the same or approximately the same as the radial distance from the axis x to the connection 25.
- the roller 110 has a relief surface 113, which is an annular surface symmetrical to the pressing surface 111, on the outer periphery of the pressing surface 111.
- Figure 6 is a diagram illustrating a method for forming the concave surface 22 and protrusion 21 of the coupling structure 2.
- the axis x1 of the spin crimping device 100 and the axis x of the intermediate product 60 of the inner ring 20 to which the retaining ring 30 is attached are aligned or approximately aligned, and the pressing surface 111 of the roller 110 is brought into contact with the end face 23 of the intermediate product 60.
- the distance from the axis x1 in the radial direction to the end 112 of the pressing surface 111 is the same or approximately the same as the distance from the axis x in the radial direction to the connection portion 25, and the end 112 of the pressing surface 111 contacts the outer peripheral end (the end of the mating outer peripheral surface 24) of the end face 23 of the intermediate product 60 or its vicinity.
- the pressing surface 111 contacts the outer edge of the end face 23 of the intermediate product 60 (the edge of the mating outer periphery 24) or its vicinity at a position inner than the end 112.
- the roller 110 is moved in the pressing direction, pressing the pressing surface 111 against the intermediate product 60 and deforming it, forming a concave surface intermediate 22a, which is an intermediate for the concave surface 22, and a protrusion intermediate 21a, which is an intermediate for the protrusion 21.
- the pressing surface 111 is pressed against the intermediate product 60, deforming the intermediate product 60, deforming the outer peripheral portion of the end surface 23 and the portion of the mating outer peripheral surface 24 on the end surface 23 side, forming the concave surface intermediate 22a, which is an intermediate for the concave surface 22, and a protrusion intermediate 21a, which is an intermediate for the protrusion 21.
- a protrusion 21 of a desired shape is a protrusion 21 that has a shape that results in a desired bonding force between the protrusion 21 and the contact surface 31, and has the desired widths w1 and w2.
- the hardness of the first region R1 and second region R2 of the inner ring 20 is higher than the hardness of the intermediate product 60.
- the hardness of the first region R1 and second region R2 of the inner ring 20 is 1.2 times or more the hardness of the intermediate product 60.
- the hardness of the first region R1 and second region R2 of the inner ring 20 is 1.4 times or more the hardness of the intermediate product 60.
- the inclination angle ⁇ 1 of the pressing surface 111 of the roller 110 is set to a predetermined value. Furthermore, to achieve such hardness, for example, the amount of movement of the roller 110 in the pressing direction is set to a predetermined value. Note that the pressing of the roller 110 does not cause plastic flow in part of the portion of the intermediate product 60 that faces the protrusion 21 on the inner periphery. As a result, the portion of the inner ring 20 that faces the protrusion 21 on the inner periphery includes a metal structure that has not undergone plastic flow.
- the inclination angle ⁇ of the contact surface 31 of the retaining ring 30 may be set to a predetermined angle.
- the value of the inclination angle ⁇ of the contact surface 31 is set so that a protrusion 21 of the desired shape is formed.
- the contact angle ⁇ of the contact surface 31 is set so that the bonding force between the protrusion 21 and the contact surface 31 is of the desired magnitude.
- this joining method firmly joins the retaining ring 30 to the inner ring 20 in the hub bearing 1.
- this joining method can firmly secure the retaining ring 30 and the inner ring 20.
- the spin crimping device 100 described above is one example of a device that performs the step of forming the concave surface 22 and the protrusion 21 in the joining method according to an embodiment of the present invention, and other devices may be used to perform the step of forming the concave surface 22 and the protrusion 21 in the joining method according to an embodiment of the present invention. Furthermore, the step of forming the concave surface 22 and the protrusion 21 in the joining method according to an embodiment of the present invention may be performed by a method other than spin crimping.
- the above-mentioned joining method can also be used to join the outer ring as the base and the retaining ring, and can also be used to join the outer ring 10 and the outer tubular portion 53 of the outer member 50 using the above-mentioned joining structure 4.
- a configuration for further strengthening the fixation between the retaining ring 30 and the inner ring 20 will be described.
- One example of a configuration for strengthening the fixation is a resistance member configured to provide resistance to relative rotation around the axis x between the inner ring 20 and the retaining ring 30. Note that the example shown below may be applied to the hub bearing 1 in combination with the above-mentioned connection between the retaining ring 30 and the inner ring 20 by crimping.
- Figures 7 to 10 are partially enlarged cross-sectional views of the connection between the inner ring 20 and the retaining ring 30.
- the resistance member is a vapor-deposited film 70.
- the vapor-deposited film 70 is disposed between the mating outer peripheral surface 24 and wall surface 27 of the inner ring 20 and the mating inner peripheral surface 33 and end face 34 of the retaining ring 30.
- the vapor-deposited film 70 extends in an annular shape around the axis x.
- This vapor-deposited film 70 is formed by vapor deposition of a metal material such as aluminum, copper, or nickel.
- a vapor deposition film 70 is formed on the mating outer peripheral surface 24 and wall surface 27 of the inner ring 20.
- the tip end 20a of the inner ring 20 is press-fit into the space defined by the mating inner peripheral surface 33 of the retaining ring 30, causing the mating inner peripheral surface 33 of the retaining ring 30 and the mating outer peripheral surface 24 of the inner ring 20 to press radially against each other.
- the end face 34 of the retaining ring 30 and the wall surface 27 of the inner ring 20 to press radially against each other.
- This pressing causes the vapor deposition film 70 to diffuse its atoms into the mating outer peripheral surface 24 and wall surface 27 of the inner ring 20 and the mating inner peripheral surface 33 and end face 34 of the retaining ring 30.
- a metallurgical bond is formed between the mating outer peripheral surface 24 and wall surface 27 of the inner ring 20 and the mating inner peripheral surface 33 and end face 34 of the retaining ring 30.
- This metal bond can further improve the strength of the bond between the inner ring 20 and the retaining ring 30.
- the resistance member is a protrusion 28.
- an annular protrusion 28 is formed on the outer mating surface 24 of the inner ring 20 around the axis x.
- the protrusion 28 is formed, for example, in a semicircular shape.
- the protrusion 28 is preferably formed in a position along the axis x where the radial thickness of the inner ring 20 is large.
- an annular protrusion 28 around the axis x for example, multiple protrusions each protruding in a hemispherical shape may be arranged circumferentially.
- the protrusions may be formed on the inner mating surface 33 of the retaining ring 30 instead of the outer mating surface 24.
- the resistance member is a tapered surface.
- the outer mating surface 24 of the inner ring 20 and the inner mating surface 33 of the retaining ring 30 are formed as tapered surfaces.
- the outer mating surface 24 is a tapered surface that widens in diameter toward its outer end, which is defined outward in the direction of the axis x.
- the inner mating surface 33 is also a tapered surface that widens in diameter toward its outer end, which is defined outward in the direction of the axis x.
- the angle of the tapered surface is set to be the same for the outer mating surface 24 and the inner mating surface 33.
- Pressing the tapered surfaces against each other in this way generates resistance not only to relative rotation between the inner ring 20 and the retaining ring 30 about the axis x, but also to relative movement between the inner ring 20 and the retaining ring 30 in the direction of the axis x. This further improves the strength of the bond between the inner ring 20 and the retaining ring 30.
- the retaining ring 30 is joined to the inner ring 20 by, for example, a cold fit.
- the resistance member is a key and key groove.
- a first key groove 29a is formed in the mating outer peripheral surface 24 of the inner ring 20
- a second key groove 29b is formed in the mating inner peripheral surface 33 of the retaining ring 30 at a position corresponding to the first key groove 29a in the circumferential direction.
- a key 29c is inserted into the first key groove 29a and the second key groove 29b.
- the key 29c is formed, for example, in a rectangular column shape.
- the first key groove 29a and the second key groove 29b form a rectangular column-shaped space corresponding to the key 29c.
- the first key groove 29a and the second key groove 29b may be formed at multiple positions in the circumferential direction.
- the key 29c may be formed integrally with either the inner ring 20 or the retaining ring 30. In other words, the formation of either the first key groove 29a or the second key groove 29b may be omitted. Additionally, for example, the outer fitting surface 24 and the inner fitting surface 33 may form a spline shape, so that multiple keys and key grooves are arranged in the circumferential direction.
- the above-described configuration for further strengthening the fixation between the retaining ring 30 and the inner ring 20 can also be used to bond the outer ring 10 and the outer tube body 54 (retaining member) of the outer member 50.
- a vapor deposition film similar to the vapor deposition film 70 may be formed on the inner circumferential surface 54a of the outer tube body 54.
- a protrusion similar to the protrusion 28 may be formed on the inner circumferential surface 54a of the outer tube body 54.
- the inner circumferential surface 54a of the outer tube body 54 and the outer circumferential surface 11 of the outer ring 10 may be formed as tapered surfaces.
- the inner circumferential surface 54a and the outer circumferential surface 11 are tapered surfaces that decrease in diameter toward the inner end defined inward in the direction of the axis x.
- a key similar to the key 29c may be inserted into a keyway formed on the inner circumferential surface 54a of the outer tube body 54 and/or the outer circumferential surface 11 of the outer ring 10, similar to the first keyway 29a and the second keyway 29b.
- the coupling structure 2 may not have the concave surface 22. That is, in the coupling method of the present invention, the concave surface 22 may be removed from the coupling structure 2 formed by the above-described coupling method.
- the portion of the inner ring 20 that is outside the connecting portion 25 in the direction of the axis x may be removed by, for example, scraping it off from the outside, and the end surface 23 may be connected to the protruding portion 21.
- the end surface 23 and the protruding portion 21 are flush in a plane perpendicular to the axis x.
- the outer end of the protruding portion 21 (connecting portion 25) is located inside the end surface 23 in the direction of the axis x.
- the coupling structure 4 may not have the concave surface 54d.
- Hub bearing 2. Hub bearing connection structure, 3. Rolling element, 10. Outer ring, 11. Outer peripheral surface, 12. End surface, 13. Contact surface, 20. Inner ring, 20a. Tip portion, 20b. Outer peripheral surface, 21. Protrusion, 22. Concave surface, 23. End surface, 24. Fitting outer peripheral surface, 25, 26. Connection portion, 27. Wall surface, 28. Protrusion, 29a. First keyway, 29b. Second keyway, 29c. Key, 30. Retaining ring, 31. Contact surface, 31a. End, 32. End surface, 33. Fitting inner peripheral surface, 34. End surface, 40.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
ベアリング(1)の結合構造(2)は、軸線(x)周りに環状の外輪(10)と、前記外輪(10)に内周側から対向する前記軸線(x)周りに環状の内輪(20)と、前記外輪(10)と前記内輪(20)との間において、前記外輪(10)及び前記内輪(20)を互いに相対回転可能に支持する複数の転動体(3)と、前記内輪(20)に取り付けられて、前記軸線(x)方向において前記複数の転動体(3)を支持する保持リング(30)と、を備える。前記内輪(20)と前記保持リング(30)との間の前記軸線(x)回りの相対回転、又は、前記外輪(20)と前記外輪(20)を保持する保持部材(54)との間の前記軸線(x)回りの相対回転、に対して抵抗を付与するように構成された抵抗部材(70)を備える。
Description
本発明は、ベアリングの結合構造に関する。
車両、例えば自動車には、車輪を回転自在に支持するハブベアリングが設けられている。ハブベアリングは、外輪と、内輪と、外輪と内輪との間に設けられた複数の転動体を有しており、ハブベアリングにおいて、複数の転動体は、外輪と内輪とを、互いに相対回転可能に支持する。転動体は、軸線周りに環状に並べられて環状の列を形成しており、ハブベアリングには、この転動体の環状の列が複数、例えば2つ形成されている。内輪には、環状の保持リングが設けられており、保持リングは、内輪に固定されて、複数の転動体に軸線方向の予圧を与えている。保持リングの内輪との固定が緩むと、転動体による外輪及び内輪の支持が不安定になり、ハブベアリングの剛性が低下する。ハブベアリングの剛性の低下は、振動の発生、耐久性の低下等につながるため、従来から、内輪に対する保持リングの固定を強固にするための固定構造が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、従来の保持リングと内輪との間の固定構造に対しては、より強固な固定を可能とする構成が求められている。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、保持リング又は保持部材の固定を強固にすることができるベアリングの結合構造を提供することにある。
本発明の一態様に係るベアリングの結合構造は、軸線周りに環状の外輪と、前記外輪に内周側から対向する前記軸線周りに環状の内輪と、前記外輪と前記内輪との間において、前記外輪及び前記内輪を互いに相対回転可能に支持する複数の転動体と、前記内輪に取り付けられて、前記軸線方向において前記複数の転動体を支持する保持リングと、を備えるハブベアリングの結合構造であって、前記内輪と前記保持リングとの間の前記軸線回りの相対回転、又は、前記外輪と前記外輪を保持する保持部材との間の前記軸線回りの相対回転、に対して抵抗を付与するように構成された抵抗部材を備える。
本発明に係るベアリングの結合構造によれば、保持リング又は保持部材の固定を強固にすることができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の本発明の実施の形態において、本発明に係るベアリングにおける結合構造は、一例として、ハブベアリングに適用されるハブベアリングにおける結合構造とするが、本発明が適用されるベアリングはハブベアリングに限られず、本発明は種々のベアリングに適用されることができる。なお、図面においては、複数の構成要素について、その全てに符号が付されておらず、複数の構成要素の一部の符号は省略されている場合がある。
図1は、本発明の実施形態に係るハブベアリングの結合構造2を備えるハブベアリング1の軸線xを含む平面による断面を概略的に示す断面図である。
図1に示されるように、ハブベアリング1は、例えば自動車等の車両等に設けられ、アクスル又は懸架装置において車輪を回転自在に支持する。ハブベアリング1は、例えばサスペンションアームを介して車体に取り付けられている。
ハブベアリング1は、図1に示されるように、軸線x周りに環状の外輪10と、外輪10に内周側から対向する軸線x周りに環状の内輪20と、外輪10と内輪20との間において、外輪10及び内輪20を互いに相対回転可能に支持する複数の転動体3と、外輪10及び内輪20の一方である基体に取り付けられて、複数の転動体3を軸線x方向において支持する保持リング30とを備えている。外輪10及び内輪20は、金属製である。なお、軸線xは、ハブベアリング1の回転軸線である。本実施形態においては、保持リング30は内輪20に取り付けられており、内輪20が基体となる。
以下、説明の便宜上、軸線x方向において一方(図1の矢印a方向の側)を外側とし、また、軸線x方向において他方(図1の矢印b方向の側)を内側とする。また、軸線xに直交する方向(以下、径方向ともいう。)において、軸線xに近づく側を内周側とし、径方向において、軸線xから遠ざかる側を外周側とする。
ハブベアリング1は、具体的には例えば図1に示されるように、内方部材40と、内方部材40を軸線x周りの周方向において覆うように形成された外方部材50とを有している。図1に示されるように、内方部材40は、内輪20と、円盤部41とを有している。内輪20は、例えば、軸線xに沿って筒状に延びる部分である。内輪20の内部には、外方部材50の一部が挿通される。内輪20には、図1に示されるように、先端部20a及び外周面20bが形成されている。先端部20aは、後述するように、保持リング30が取り付けられる部分である。外周面20bは、図1に示されるように、内周側に凹む環状の面であり、複数の転動体3が収容される空間を形成している。先端部20aは、外周面20bの外側に位置している。内輪20の外周面20bには、転動体3を案内する内側転走面42aが形成されている。内側転走面42aは、複数の転動体3のうちの複数の転動体3aに接している。内側の円盤部41は、内輪20から外周側に延在している。円盤部41は、その少なくとも一部が外輪10又は外方部材50と軸線x方向で対向するように外周側に延在している。
外方部材50は、図1に示されるように、内筒部51、円盤部52、及び外筒部53を有している。内筒部51は、軸線xに沿って筒状に延びる部分である。内筒部51の内部には、回転軸であるドライブシャフトが挿通される。径方向において、内筒部51の外側に、内輪20が配置されている。径方向において、内筒部51の外周面と、内輪20の内周面との間に環状の隙間が形成されている。
円盤部52は、内筒部51から外周側に延在している部分である。円盤部52は、軸線x方向に見て、円形又は略円形の形状を有している。円盤部52は、内方部材40よりも外側に位置している。つまり、内方部材40は、円盤部52よりも内側に配置されている。さらに言い換えると、本実施形態では、内方部材40の軸線x方向の一方(外側)(図2の矢印a方向側)の端面(端面23、32)は、円盤部52の軸線x方向の他方(内側)(図2の矢印b方向側)の端面52aと対向している。
外筒部53は、円盤部52の外周側の端部に設けられており、軸線x方向において内側に延在している。円盤部52には例えば、図示しないボルト孔が複数設けられており、車輪のホイールの貫通孔を通った複数のボルトがボルト孔に締め付けられて、車輪が円盤部52に固定される。外筒部53は、例えば、軸線x方向に見て円形又は略円形の形状を有している。外筒部53は、軸線x方向に沿って内側に向かって延びている。径方向において、内筒部51と外筒部53との間には、環状の空間が形成されている。内筒部51と外筒部53との間の空間には、内輪20の一部、及び転動体3a,3bが配置されている。
図1に示されるように、外筒部53は、外筒本体54と、外輪10とを含んでいる。外方部材50のうち、内筒部51、円盤部52、及び外筒本体54は、1つの部材として形成されている。外輪10は、内筒部51、円盤部52、及び外筒本体54とは、別部材として形成されている。外筒本体54及び外輪10は軸線xに沿って延びる筒状の形状を有している。外輪10は、外筒本体54の内周面54aに取り付けられており、外輪10の外周面11と外筒本体54の内周面54aとが接触している。外筒本体54の内周面54aは、外輪10が取り付けられる段差部を形成している。内筒部51、円盤部52、外筒本体54、及び外輪10は、一体に回転する。外輪10の内周面には、図1に示されるように、2つの外側転走面55a,55bが形成されている。外側転走面55aは、内輪20に形成された内側転走面42aに、径方向において対向している。外側転走面55bは、後述する保持リング30に形成された内側転走面42bに、径方向において対向している。
保持リング30は、内輪20の先端部20aの外周側に取り付けられている。保持リング30の内側の端部の外周側には、内側転走面42bが形成されている。内側転走面42bは、複数の転動体3のうちの複数の転動体3bに接している。内側転走面42bは、図1に示されるように、内輪20の外周面20bにつながるようになっている。
図1に示されるように、ハブベアリング1は、複数の転動体3として、複数の転動体3aと、複数の転動体3bとを有しており、複数の転動体3a及び複数の転動体3bは夫々、内側転走面42a,42bと外側転走面55a,55bとの間に配置されて、内側転走面42a,42b及び外側転走面55a,55bに接している。複数の転動体3a,3bは、例えば、鋼球又はセラミックス球である。複数の転動体3aは、周方向に並んで配置されて環状の転動体列を形成している。同様に、複数の転動体3bは、周方向に並んで配置されて環状の転動体列を形成している。複数の転動体3aと、複数の転動体3bは、軸線x方向に離れて配置されている。転動体3aは、転動体3bよりも内側に配置されている。また、複数の転動体3a,3bは、図示しない保持器に回転可能に支持されている。
複数の転動体3bは、外輪10と保持リング30とに挟まれて保持されており、複数の転動体3aは、外輪10と内輪20とに挟まれて保持されている。また、保持リング30は、内輪20の先端部20aが挿入されて、内輪20に固定されており、保持リング30は、複数の転動体3bを軸線x方向において支持して、複数の転動体3a,3bに所定の大きさの予圧を与えている。
ハブベアリング1は上述のような構成を有しており、ハブベアリング1において、複数の転動体3は、外輪10と内輪20及び保持リング30との間において、外輪10と内輪20及び保持リング30とを互いに軸線x周りに相対回転可能に支持している。これにより、内方部材40に対して、外方部材50が軸線x周りに回転可能になっている。このように、ハブベアリング1は、外輪回転型のハブベアリングである。
本発明に係るハブベアリングの結合構造は、ハブベアリングにおいて、内周側の環状の部材である内部材と外周側の環状の部材である外部材とを互いに加締めによって固定する構造である。
次いで、本発明の実施形態に係るハブベアリングの結合構造(以下、単に結合構造という。)2について説明する。図2は、図1のA部を拡大して示す部分拡大断面図であり、結合構造2の軸線xを含む平面による断面を示す断面図である。結合構造2は、内部材である内輪20と外部材である保持リング30とを互いに加締めによって固定している構造である。図2に示されるように、結合構造2は、保持リング30に形成された環状の面である接触面31と、内輪20に形成された突出部21と、を備えている。突出部21は、径方向において転動体3の側に突出する、つまり外周側に突出する、環状の部分である。接触面31は、保持リング30の軸線x方向の一方(外側)(図2の矢印a方向側)の端面32から、軸線x方向の他方又は転動体3の側(内側)(図2の矢印b方向側)に向かって凹んでいる。突出部21は、内輪20の軸線x方向の端面23よりも軸線x方向において転動体3の側に位置している。突出部21は、接触面31の内側の端31aを軸線x方向に覆って、接触面31に接触している。以下、結合構造2の構成について具体的に説明する。
上述したように、突出部21は、内輪20の軸線x方向の外側の端面23よりも軸線x方向において内側に位置している。つまり、突出部21の外側の端(後述する接続部25)は、端面23よりも軸線x方向において外側に位置していない。例えば、図1,2に示されるように、結合構造2は、内輪20に形成された突出部21に内周側からつながる環状の面である凹面22を更に有している。凹面22は、内輪20の外側の端面23から内側に向かって凹んでいる。また、図1,2に示されるように、内輪20の先端部20aには、外周側に面する環状の面である嵌合外周面24が形成されている。嵌合外周面24は、軸線xに沿って延びる筒状の面であり、例えば、軸線xを中心軸又は略中心軸とする円筒面又は略円筒面である。嵌合外周面24は、図2に示されるように、突出部21に内側からつながっている。また、図1,2に示されるように、保持リング30には、内周側に面する環状の面である嵌合内周面33が形成されている。嵌合内周面33は、軸線xに沿って延びる筒状の面であり、例えば、軸線xを中心軸又は略中心軸とする円筒面又は略円筒面である。嵌合内周面33は、図2に示されるように、接触面31に内側からつながっている。図1,2に示されるように、保持リング30の嵌合内周面33は、内輪20の嵌合外周面24に径方向において対向している。具体的には、保持リング30の嵌合内周面33は、内輪20の嵌合外周面24に外周側から対向している。つまり、保持リング30の嵌合内周面33が画成する空間内に、内輪20の先端部20aが挿入されている。例えば、保持リング30の嵌合内周面33は、内輪20の嵌合外周面24に接触している。具体的には例えば、保持リング30の嵌合内周面33が画成する空間内に、内輪20の先端部20aが圧入されて、保持リング30の嵌合内周面33と内輪20の嵌合外周面24とは、互いに径方向に押圧している。なお、保持リング30の嵌合内周面33が画成する空間内に、内輪20の先端部20aは圧入されていなくてもよい。また、保持リング30の嵌合内周面33と内輪20の嵌合外周面24との間には隙間が形成されていてもよい。
また、図1に示されるように、内輪20には、嵌合外周面24の内側の端から延びる環状の壁面27が形成されている。壁面27は、図1に示されるように、嵌合外周面24と外周面20bとの間に延在しており、外側に面する環状の面であり、先端部20aにおいて、嵌合外周面24と外周面20bとの間に段差を形成している。壁面27は、例えば、図1に示されるように、内側及び内周側に凹む曲面である。なお、壁面27の形状は、図1に示されるような曲面に限られない。また、図1に示されるように、保持リング30には、嵌合内周面33の内側の端から延びる環状の端面34が形成されている。端面34は、図1に示されるように、嵌合内周面33と内側転走面42bとの間に延在しており、内側に面する環状の面である。端面34は、保持リング30が内輪20の先端部20aに挿入されて、内輪20の壁面27に軸線x方向において対向するようになっている。端面34の少なくとも一部は、例えば、壁面27に対応した形状となっており、壁面27の少なくとも一部に接触する形状となっている。端面34は、例えば、図1に示されるように、内側及び内周側に凸の曲面である。なお、端面34の形状は、図1に示されるような曲面に限られない。端面34が壁面27に接触することにより、内輪20の先端部20aに取り付けられた保持リング30の軸線x方向外側方向の位置決めがなされる。
上述のように、保持リング30の嵌合内周面33が画成する空間内に、内輪20の先端部20aが挿入されて、保持リング30は、内輪20の先端部20aに取り付けられている。上述のように、ハブベアリング1は、外輪回転型のハブベアリングであり、内輪20及び保持リング30夫々自体の構成ではない他の構成によって、内輪20に取り付けられた保持リング30は、軸線x方向において内輪20に対して固定されていない。一方、ハブベアリング1には、内輪20と保持リング30との間に形成された結合構造2が設けられており、保持リング30の嵌合内周面33と内輪20の嵌合外周面24との間の摩擦力よりも大きな力に対しても、保持リング30の内輪20への固定状態を維持できるようにしている。
図2に示されるように、内輪20の突出部21は、嵌合外周面24から外周側に突出している。凹面22は、図2に示されるように、内輪20の端面23の外周側に形成された環状の面であり、端面23と突出部21の外側の端との間に延びている。図2に示されるように、例えば、突出部21と凹面22とがつながる部分である接続部25は、軸線x方向に見て、嵌合外周面24に重なる、または、嵌合外周面24からわずかにずれている。なお、接続部25は、軸線x方向に見て、嵌合外周面24よりも内周側に位置していてもよく、また、嵌合外周面24よりも外周側に位置していてもよい。
凹面22は、軸線x方向において内側に向かって、保持リング30の側に傾斜している。具体的には、図2に示されるように、凹面22は、軸線x方向において内側に向かうにつれて拡径している。具体的には例えば、凹面22は、図2に示されるように、軸線x方向において内側に向かうにつれて拡径する、軸線xを中心軸又は略中心軸とする円錐面又は略円錐面である。なお、凹面22は、内側及び内周側に凹むように湾曲した面であってもよく、また、外側及び外周側に凸となるように湾曲した面であってもよい。また、凹面22は、他の形状の面であってもよく、一例として、円筒面と曲面とが組み合わされて形成された面であってもよく、円錐面と曲面とが組み合わされて形成された面であってもよく、円錐面と曲面と円筒面とが組み合わされて形成された面であってもよく、段差を形成する面であってもよい。
突出部21は、図2に示されるように、保持リング30の接触面31に軸線x方向において外側から接触している。上述のように、突出部21は、接触面31の内側の端31aを軸線x方向に覆って、接触面31に接触している。つまり、軸線x方向に見て、接触面31の端31aは、突出部21に重なる。具体的には例えば、突出部21は、接触面31の端31aに接触している。また、具体的には例えば、突出部21は、軸線x方向に隙間を空けて接触面31の端31aに対向している。なお、接触面31の端31aは、接触面31と嵌合内周面33とがつながる接続部である。接触面31と嵌合内周面33との間の接続部(端31a)において、接触面31と嵌合内周面33の軸線xに対する角度は不連続に変化していてもよく、また、連続して変化していてもよい。これにより、接触面31と嵌合内周面33との間の接続部は角部を形成し、この接続部が形成する角部の形態を選択的に種々の形態にすることができ、対向する部材(内輪20)の加締めにおける塑性変形の程度を調整することができる。また、突出部21は、接触面31の端31a側の部分において、接触面31に接触している。また、図2に示されるように例えば、突出部21の軸線x方向の幅w1は、突出部21の径方向の幅w2以上の大きさとなっている。なお、突出部21の幅w1と幅w2との関係は、上述の関係に限られない。
図2に示されるように、接触面31は、保持リング30の端面32の内周側に形成された環状の面であり、端面32と嵌合内周面33との間に延びている。接触面31は、軸線x方向において内側に向かって、内輪20の側に傾斜している。具体的には、図2に示されるように、接触面31は、軸線x方向において内側に向かうにつれて縮径している。具体的には例えば、接触面31は、図2に示されるように、軸線x方向において内側に向かうにつれて縮径する、軸線xを中心軸又は略中心軸とする円錐面又は略円錐面である。例えば図2に示されるように、断面において、接触面31が描く輪郭線の軸線xに対する傾斜角度(傾斜角θ)は、所定の大きさとなっている。例えば、傾斜角θは、45°又は略45°である。また、傾斜角θは他の値であってもよく、例えば、45°以下となっている。また、傾斜角θは、例えば、10°以上90°以下の値であってもよく、20°以上80°以下の値であってもよく、また、30°以上60°以下の値であってもよい。傾斜角θは、例えば、突出部21と接触面31とが形成する結合力に基づいて設定される。
なお、接触面31は、内側及び外周側に凹むように湾曲した面であってもよく、また、外側及び内周側に凸となるように湾曲した面であってもよい。また、接触面31は、他の形状の面であってもよく、一例として、円筒面と曲面とが組み合わされて形成された面であってもよく、円錐面と曲面とが組み合わされて形成された面であってもよく、円錐面と曲面と円筒面とが組み合わされて形成された面であってもよく、段差を形成する面であってもよい。
結合構造2は、上述したように、内輪20と保持リング30とを互いに加締めによって固定する構造である。このため、突出部21は、例えば、後述するように、内輪20の中間品の端面23の外周端部をスピンカシメによって内側に変形させて、凹面22を形成することにより、内輪20の中間品の嵌合外周面24を外周側に変形させて、保持リング30の接触面31に接触させて形成された部分である。このため、内輪20は、接続部26及び接続部26近傍の領域である第1領域R1(図2参照)に、塑性流動した金属組織を有しており、また、凹面22に沿った領域である第2領域R2(図2参照)に、塑性流動した金属組織を有している。このため、内輪20において、第1領域R1及び第2領域R2における硬度は、塑性流動していない他の部分の硬度よりも高くなっている。例えば、第1領域R1及び第2領域R2における硬度は、内輪20の塑性流動していない他の部分の硬度の1.2倍以上になっている。また、例えば、第1領域R1及び第2領域R2における硬度は、内輪20の塑性流動していない他の部分の硬度の1.4倍以上になっている。なお、接続部26は、突出部21と嵌合外周面24とが接続する部分である。また、内輪20において、突出部21に内周側で背向する部分は、塑性流動していない金属組織を含んでいる。
結合構造2は、上述の構成を有しており、軸線x方向において、内輪20に形成された突出部21が、外側から保持リング30の接触面31に接触している。このため、内輪20に取り付けられた保持リング30は、保持リング30の嵌合内周面33と内輪20の嵌合外周面24との間の摩擦力よりも大きな力に対しても、内輪20への固定状態を維持できるようになっている。このように、ハブベアリング1においては、内輪20に対して保持リング30が強固に固定されている。これにより、より大きな外力に対して、保持リング30の内輪20への固定状態を維持できる。また、複数の転動体3に与えられる予圧をより広い範囲で設定することができる。
このように、本発明の実施形態に係る結合構造2によれば、保持リング30と内輪20との間の固定を強固にすることができる。
上述の結合構造2においては、保持リング30が取り付けられる基体は内輪20であり、結合構造2は、内輪20と保持リング30とを互いに加締めによって固定するものであったが、本発明に係る結合構造において、保持リングが取り付けられる基体は外輪であってもよい。この場合、保持リングが内部材であり、外輪が外部材であり、上述の結合構造2と同様に、外輪に、内輪20の先端部20a、突出部21、凹面22、端面23、嵌合外周面24、接続部25,26、及び壁面27夫々に対応する構成が形成され、また、保持リングに、保持リング30の接触面31、端31a、端面32、嵌合内周面33、及び端面34夫々に対応する構成が形成される。また、この場合、保持リングは、外輪の内周側に位置するため、内輪20の構成に対応する外輪の構成と保持リングにおける構成との間の径方向の位置関係は、内輪20における構成と保持リング30における構成との間の径方向の位置関係とは反対になる。
また、上述の結合構造2は、外輪10と外筒本体54とを互いに加締めるために、外輪10と外筒本体54との間に設けられていてもよい。この場合、外輪10が内部材であり、外筒本体54が外部材である。具体的には、図1に示されるB部に、上述の結合構造2と同様の本発明の他の実施形態に係る結合構造4が設けられていてもよい。図3に示されるよう、結合構造4は、結合構造2の突出部21、凹面22、及び接触面31に夫々対応する、突出部54c、凹面54d、及び接触面13を有している。突出部54c及び凹面54dは、外筒本体54の内周面54aと外筒本体54の内側の端面54bとの間に形成されており、接触面13は、外輪10の外周面11と外輪10の内側の端面12との間に形成されている。
図3に示されるように、外筒本体54の突出部54cは、内周面54aから内周側に突出している。凹面54dは、図3に示されるように、外筒本体54の端面54bの内周側に形成された環状の面であり、端面54bと突出部54cの内側の端との間に延びている。図3に示されるように、例えば、突出部54cと凹面54dとがつながる部分である接続部54eは、軸線x方向に見て、内周面54aに重なる、または、内周面54aからわずかにずれている。なお、接続部54eは、軸線x方向に見て、内周面54aよりも内周側に位置していてもよく、また、内周面54aよりも外周側に位置していてもよい。
凹面54dは、軸線x方向において外側に向かって、外輪10の側に傾斜している。具体的には、図3に示されるように、凹面54dは、軸線x方向において外側に向かうにつれて縮径している。具体的には例えば、凹面54dは、図3に示されるように、軸線x方向において外側に向かうにつれて縮径する、軸線xを中心軸又は略中心軸とする円錐面又は略円錐面である。なお、凹面54dは、外側及び外周側に凹むように湾曲した面であってもよく、また、内側及び内周側に凸となるように湾曲した面であってもよい。また、凹面54dは、他の形状の面であってもよく、一例として、円筒面と曲面とが組み合わされて形成された面であってもよく、円錐面と曲面とが組み合わされて形成された面であってもよく、円錐面と曲面と円筒面とが組み合わされて形成された面であってもよく、段差を形成する面であってもよい。
突出部54cは、図3に示されるように、外輪10の接触面13に軸線x方向において内側から接触している。突出部54cは、接触面13の外側の端13aを軸線x方向に覆って、接触面13に接触している。つまり、軸線x方向に見て、接触面13の端13aは、突出部54cに重なる。具体的には例えば、突出部54cは、接触面13の端13aに接触している。また、具体的には例えば、突出部54cは、軸線x方向に隙間を空けて接触面13の端13aに対向している。なお、接触面13の端13aは、接触面13と外周面11とがつながる接続部である。接触面13と外周面11との間の接続部(端13a)において、接触面13と外周面11の軸線xに対する角度は不連続に変化していてもよく、また、連続して変化していてもよい。これにより、接触面13と外周面11との間の接続部は角部を形成し、この接続部が形成する角部の形態を選択的に種々の形態にすることができ、対向する部材(外筒本体54)の加締めにおける塑性変形の程度を調整することができる。また、突出部54cは、接触面13の端13a側の部分において、接触面13に接触している。
図3に示されるように、接触面13は、外輪10の端面12の外周側に形成された環状の面であり、端面12と外周面11との間に延びている。接触面13は、軸線x方向において外側に向かって、外筒本体54の側に傾斜している。具体的には、図3に示されるように、接触面13は、軸線x方向において外側に向かうにつれて拡径している。具体的には例えば、接触面13は、図3に示されるように、軸線x方向において外側に向かうにつれて拡径する、軸線xを中心軸又は略中心軸とする円錐面又は略円錐面である。
なお、接触面13は、外側及び内周側に凹むように湾曲した面であってもよく、また、内側及び外周側に凸となるように湾曲した面であってもよい。また、接触面13は、他の形状の面であってもよく、一例として、円筒面と曲面とが組み合わされて形成された面であってもよく、円錐面と曲面とが組み合わされて形成された面であってもよく、円錐面と曲面と円筒面とが組み合わされて形成された面であってもよく、段差を形成する面であってもよい。
図3に示されるように、突出部54cは、例えば、結合構造2の突出部21と同様に、幅w1,w2を有しており、また、接触面13は、例えば、結合構造2の接触面31と同様に、傾斜角θを有している。また、外筒本体54は、結合構造2の内輪20と同様に、接続部54f及び接続部54f近傍に第1領域R1を有しており、また、凹面54dに沿った領域に第2領域R2を有している。なお、接続部54fは、内周面54aと突出部54cとがつながる部分である。また、外筒本体54において、突出部54cに外周側で背向する部分は、塑性流動していない金属組織を含んでいる。
結合構造4は、上述したように、外筒本体54と外輪10とを互いに加締めによって固定する構造であり、結合構造2と同様に、外筒本体54と外輪10との間の固定を強固にすることができる。
次いで、本発明に係るハブベアリングの結合方法について説明する。本発明に係るハブベアリングの結合方法(以下、単に結合方法という。)は、内輪又は外輪の一方である基体と保持リングとを互いに加締めによって固定する方法である。以下、本発明の実施形態に係る結合方法について具体的に説明する。本発明の実施形態に係る結合方法は、一例として、ハブベアリング1に上述の結合構造2を形成して、内輪20と保持リング30とを結合させる方法である。
先ず、図4に示されるように、突出部21及び凹面22が形成されていない内輪20である、内輪20の中間品60を用意する。図4に示されるように、中間品60は、内輪20とは、突出部21及び凹面22が形成されていない点で異なり、中間品60においては、端面23と嵌合外周面24とがつながっている。この中間品60に、図4に示されるように、保持リング30を取り付ける。つまり、中間品60の先端部20aを、保持リング30の嵌合内周面33が画成する空間に挿入し、保持リング30と中間品60との間の位置関係を、図1に示されるハブベアリング1における位置関係と同様にする。
ついで、上述のように互いに組み立てられた中間品60と保持リング30とを互いに加締めによって固定する。具体的には、中間品60の端面23を内側に向かって凹ませて環状の面である凹面22を形成して、中間品60に、凹面22につながる突出部21を形成する。この突出部21の形成において、突出部21を、保持リング30の接触面31に接触させる。この際、突出部21を、接触面31の端31aを軸線x方向に覆って、接触面31に接触させる。つまり、突出部21が、接触面31の端31aを軸線x方向に覆って、接触面31に接触するように、突出部21を形成する。形成される凹面22及び突出部21は、上述の結合構造2の凹面22及び突出部21と同様の形態を有する。また、凹面22及び突出部21の形成によって、中間品60の端面23は狭まり、内輪20の端面23となる。このように、中間品60から内輪20が形成され、また、結合構造2が形成され、上述のハブベアリング1と同様に、内輪20に保持リング30が固定される。
凹面22及び突出部21の形成は、例えば、中間品60の端面23の外周側の端部に、内側に向かってスピンカシメをすることにより行う。図5は、スピンカシメを実施するスピンカシメ装置100の概略構成を示す図であり、図5には、スピンカシメ装置100が備える一対のローラ110の一方の断面が示されている。図5に示されるように、ローラ110は、スピンカシメ装置100において、軸線x1周りに回転可能になっており、環状の押圧面111を有している。押圧面111は、結合構造2の備える内輪20に形成された凹面22に対応する形状を有している。具体的には、押圧面111は、図5に示されるように、軸線x1方向の一方の側(以下、押し付け方向ともいう。)(図5に示される矢印c方向)に向かって、外周側に傾斜している。押圧面111は、例えば、図5に示されるように、軸線x1方向において押し付け方向に向かうにつれて拡径している。押圧面111は、具体的には例えば、図5に示されるように、軸線x1方向において押し付け方向に向かうにつれて拡径しており、軸線x1を中心軸又は略中心軸とする円錐面又は略円錐面となっている。例えば図5に示されるように、断面において、押圧面111が描く輪郭線の軸線x1に対する傾斜角度(傾斜角θ1)は、所定の大きさとなっている。押圧面111の押し付け方向側の端部112の径方向位置は、内輪20における凹面22と突出部21との間の接続部25の径方向位置に対応している。つまり、径方向における軸線x1から押圧面111の端部112までの距離は、径方向における軸線xから接続部25までの距離と同じ又は略同じとなっている。また、ローラ110は、例えば図5に示されるように、押圧面111の外周側に押圧面111に対称な形状と環状の面である逃げ面113を有している。
図6は、結合構造2の凹面22及び突出部21を形成する方法を説明するための図である。図6に示されるように、スピンカシメ装置100の軸線x1と、保持リング30が取り付けられた内輪20の中間品60の軸線xとを一致又は略一致させ、ローラ110の押圧面111を中間品60の端面23に接触させる。上述のように、径方向における軸線x1から押圧面111の端部112までの距離は、径方向における軸線xから接続部25までの距離と同じ又は略同じとなっており、押圧面111の端部112が、中間品60の端面23の外周側の端(嵌合外周面24の端)又はその近傍に接触する。端部112が端面23の外周側に位置する場合は、端部112よりも内周側の位置において押圧面111は、中間品60の端面23の外周側の端(嵌合外周面24の端)又はその近傍に接触する。
次いで、ローラ110を軸線x1周りに回転させながら、ローラ110を押し付け方向に移動させていき、押圧面111を中間品60に押し付けて変形させ、凹面22の中間体である凹面中間体22aを形成し、突出部21の中間体である突出部中間体21aを形成する。ローラ110を押し付け方向に移動させていくと、押圧面111が中間品60に押し付けられて中間品60が変形し、端面23の外周側の部分及び嵌合外周面24の端面23側の部分が変形し、凹面22の中間体である凹面中間体22aを形成し、突出部21の中間体である突出部中間体21aを形成する。そして、ローラ110を更に押し付け方向に移動させていき、中間品60に凹面22及び突出部21を形成し、結合構造2を形成する。ローラ110の押し付け方向への移動量を調整することにより、所望の形状の突出部21を形成することができる。所望の形状の突出部21とは、突出部21と接触面31との間の結合力が所望の大きさとなるような形状であり、所望とする幅w1,w2を有する突出部21である。
ローラ110の押圧面111が押し付けられることにより、中間品60の押圧面111に接触する面及びその近傍、及び中間品60の保持リング30の接続部31aの近傍は、塑性流動する。このため、上述の結合構造2のように、内輪20の第1領域R1及び第2領域の硬度は、中間品60における硬度よりも高くなる。例えば、内輪20の第1領域R1及び第2領域R2における硬度は、中間品60の硬度の1.2倍以上になっている。また、例えば、内輪20の第1領域R1及び第2領域R2における硬度は、中間品60の硬度の1.4倍以上になっている。このような硬度となるように、例えば、ローラ110の押圧面111の傾斜角θ1が所定の値に設定されている。また、このような硬度となるように、例えば、ローラ110の押し込み方向への移動量が所定の値に設定されている。なお、ローラ110の押し付けは、中間品60において、突出部21に内周側で背向する部分の一部を塑性流動させない。これにより、内輪20において、突出部21に内周側で背向する部分は、塑性流動していない金属組織を含む。
なお、本結合方法において、保持リング30の接触面31の傾斜角θが所定の角度となるように、設定されていてもよい。例えば、所望とする形状の突出部21が形成されるように、接触面31の傾斜角θの値が設定される。また、突出部21と接触面31との間の結合力が所望の大きさとなるように、接触面31の接触角θは設定される。
上述のように、本結合方法によって、ハブベアリング1において保持リング30が内輪20に強固に結合される。
このように、本結合方法によれば、保持リング30と内輪20との間の固定を強固にすることができる。
なお、上述のスピンカシメ装置100は、本発明の実施形態に係る結合方法において凹面22及び突出部21の形成工程を実施する装置の一例であり、本発明の実施形態に係る結合方法における凹面22及び突出部21の形成工程の実施には、他の装置を用いてもよい。また、本発明の実施形態に係る結合方法において凹面22及び突出部21の形成工程は、スピンカシメではない方法で実施してもよい。
なお、上述の結合方法は、上述の基体としての外輪と保持リングとの間の結合のためにも同様に用いることができ、また、上述の結合構造4による外輪10と外方部材50の外筒部53との間の結合のためにも同様に用いることができる。
次に、保持リング30と内輪20との間の固定をさらに強固にする構成について説明する。強固にする構成の一例は、内輪20と保持リング30との間の軸線x回りの相対回転に抵抗を付与するように構成された抵抗部材である。なお、以下に示す例は、上述した加締めによる保持リング30と内輪20との結合と組み合わせてハブベアリング1に適用されてもよい。図7~図10は、内輪20と保持リング30との結合部分を拡大した部分拡大断面図である。図7に示す例では、抵抗部材は蒸着膜70である。蒸着膜70は、内輪20の嵌合外周面24及び壁面27と、保持リング30の嵌合内周面33及び端面34との間に配置されている。蒸着膜70は、軸線x周りに環状に延びている。この蒸着膜70は、例えばアルミニウムや銅、ニッケル等の金属材料の蒸着によって形成される。
上述したように、内輪20と保持リング30との結合に先立って、内輪20の嵌合外周面24及び壁面27に蒸着膜70が形成されている。保持リング30の嵌合内周面33が画成する空間内に内輪20の先端部20aが圧入されて、保持リング30の嵌合内周面33と内輪20の嵌合外周面24とが互いに径方向に押圧する。また、保持リング30の端面34と内輪20の壁面27とが互いに径方向に押圧する。この押圧によって、蒸着膜70は、内輪20の嵌合外周面24及び壁面27と、保持リング30の嵌合内周面33及び端面34とにその原子を拡散させる。その結果、内輪20の嵌合外周面24及び壁面27と、保持リング30の嵌合内周面33及び端面34との間に金属結合が実現される。こうした金属結合によれば、内輪20と保持リング30との間の結合の強度をさらに向上させることができる。
図8に示す例では、抵抗部材は突起28である。この例では、軸線x周りに環状の突起28が内輪20の嵌合外周面24に形成されている。軸線xを含む断面において、突起28は例えば半円状に形成される。こうした突起28によれば、保持リング30の嵌合内周面33に沿って内輪20の先端部20aが圧入される場合に、嵌合外周面24の突起28が保持リング30の嵌合内周面33を押圧する。こうした突起28によれば、内輪20及び保持リング30の軸線x回りの相対回転だけでなく、内輪20及び保持リング30の軸線x方向の相対移動に対する抵抗が生成される。内輪20と保持リング30との間の結合の強度をさらに向上させることができる。なお、突起28は、内輪20の径方向厚さが大きい軸線xの方向に位置に形成されることが好ましい。軸線x周りに環状の突起28に代えて、例えば各々が半球状に突出する複数の突起が周方向に配列されてもよい。また、突起は、嵌合外周面24ではなく保持リング30の嵌合内周面33に形成されてもよい。
図9に示す例では、抵抗部材はテーパ面である。この例では、内輪20の嵌合外周面24及び保持リング30の嵌合内周面33がテーパ面で形成されている。具体的には、嵌合外周面24は、この例では軸線x方向の外側に規定される外端に向かうにつれて拡径するテーパ面である。一方で、嵌合内周面33も、軸線x方向の外側に規定される外端に向かうにつれて拡径するテーパ面である。テーパ面の角度は、嵌合外周面24及び嵌合内周面33において同じに設定される。こうしたテーパ面同士の押圧によれば、内輪20及び保持リング30の軸線x回りの相対回転だけでなく、内輪20及び保持リング30の軸線x方向の相対移動に対する抵抗が生成される。内輪20と保持リング30との間の結合の強度をさらに向上させることができる。なお、内輪20に対して例えば冷やし嵌め等によって保持リング30が結合される。
図10に示す例では、抵抗部材はキー及びキー溝である。この例では、内輪20の嵌合外周面24に第1キー溝29aが形成され、周方向において第1キー溝29aに対応する位置で、保持リング30の嵌合内周面33に第2キー溝29bが形成される。この第1キー溝29a及び第2キー溝29bにキー29cが挿入される。キー29cは、例えば角柱形状に形成される。第1キー溝29a及び第2キー溝29bは、キー29cに対応して角柱状の空間を形成する。この第1キー溝29a及び第2キー溝29bは、周方向において複数の位置に形成されてもよい。こうした構成によれば、特に内輪20及び保持リング30の軸線x回りの相対回転に対する抵抗を生成することができる。なお、キー29cは、内輪20及び保持リング30のいずれか一方に一体的に形成されてもよい。すなわち、1キー溝29a及び第2キー溝29bのいずれか一方の形成が省略されてもよい。また、例えば、嵌合外周面24及び嵌合内周面33がスプライン形状を形成することによって、複数のキー及びキー溝が周方向に配列されてもよい。
なお、上述した保持リング30と内輪20との間の固定をさらに強固にする構成は、外輪10と外方部材50の外筒本体54(保持部材)との間の結合のためにも同様に用いることができる。例えば、外筒本体54の内周面54aに、蒸着膜70と同様の蒸着膜が形成されてもよい。外筒本体54の内周面54aに、突起28と同様の突起が形成されてもよい。また、外筒本体54の内周面54a及び外輪10の外周面11がテーパ面で形成されてもよい。例えば、内周面54a及び外周面11は、軸線x方向の内側に規定される内端に向かうにつれて縮径するテーパ面である。また、第1キー溝29a及び第2キー溝29bと同様に外筒本体54の内周面54a及び/又は外輪10の外周面11に形成されたキー溝に、キー29cと同様のキーが挿入されてもよい。
例えば、結合構造2は、凹面22を有していなくてもよい。つまり、本発明に係る結合方法においては、上述の結合方法によって形成された結合構造2において、凹面22が取り除かれてもよい。例えば、内輪20において、軸線x方向において接続部25よりも外側の部分を、外側から削り取る等により取り除いて、端面23を突出部21につなげてもよい。この場合、例えば、端面23と突出部21とは、軸線xに直交する平面において面一になっている。また、この場合、例えば、突出部21の外側の端(接続部25)は、軸線x方向において、端面23よりも内側に位置している。同様に、結合構造4は、凹面54dを有していなくてもよい。
以上、上記実施形態を通じて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に様々な変更又は改良を加えることができることが当業者には明らかである。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、上述の実施形態は、本発明が利用される利用対象を限定するものではなく、本発明はあらゆるものをその利用対象として含み得る。上記実施形態が備える各構成要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。例えば、本発明は、製造上の公差等の実施において発生する差を含むものである。また、技術的に矛盾しない範囲において、異なる実施形態で示した構成要素同士を部分的に置換し又は組み合わせることができる。また、上述した課題及び効果の少なくとも一部を奏するように、各構成を適宜選択的に組み合わせることができる。
1 ハブベアリング、2 ハブベアリングの結合構造、3 転動体、10 外輪、11 外周面、12 端面、13 接触面、20 内輪、20a 先端部、20b 外周面、21 突出部、22 凹面、23 端面、24 嵌合外周面、25,26 接続部、27 壁面、28 突起、29a 第1キー溝、29b 第2キー溝、29c キー、30 保持リング、31 接触面、31a 端、32 端面、33 嵌合内周面、34 端面、40 内方部材、41 円盤部、42,42a,42b 内側転走面、50 外方部材、51 円筒部、52 円盤部、53 外筒部、54 外筒本体(保持部材)、54a 内周面、54b、54c 突出部、54d 凹面、54e,54f 接続部、55a,55b 外側転走面、60 中間品、70 蒸着膜、100 スピンカシメ装置、110 ローラ、111 押圧面、112 端部、113 逃げ面、x,x1 軸線、w1,w2 幅、θ,θ1 傾斜角
Claims (18)
- 軸線周りに環状の外輪と、前記外輪に内周側から対向する前記軸線周りに環状の内輪と、前記外輪と前記内輪との間において、前記外輪及び前記内輪を互いに相対回転可能に支持する複数の転動体と、前記内輪に取り付けられて、前記軸線方向において前記複数の転動体を支持する保持リングと、を備えるベアリングの結合構造であって、
前記内輪と前記保持リングとの間の前記軸線回りの相対回転、又は、前記外輪と前記外輪を保持する保持部材との間の前記軸線回りの相対回転、に対して抵抗を付与するように構成された抵抗部材を備える、ベアリングの結合構造。 - 前記抵抗部材は、前記内輪と前記保持リングとの間に配置されて前記内輪と前記保持リングとを互いに接合する蒸着膜である、又は、前記外輪と前記保持部材との間に配置されて前記外輪と前記保持部材とを互いに接合する蒸着膜である、請求項1に記載のベアリングの結合構造。
- 前記抵抗部材は、前記内輪及び前記保持リングのいずれか一方から他方に向かって突出する凸部である、又は、前記外輪及び前記保持部材のいずれか一方からいずれか他方に向かって突出する凸部である、請求項1に記載のベアリングの結合構造。
- 前記抵抗部材は、前記内輪の外端に向かうにつれて拡径する第1テーパ面及び前記保持リングの外端に向かうにつれて拡径する第2テーパ面である、又は、前記外輪の外端に向かうにつれて縮径するテーパ面及び前記保持部材の外端に向かうにつれて縮径するテーパ面である、請求項1に記載のベアリングの結合構造。
- 前記抵抗部材は、前記内輪及び前記保持リングのいずれか一方に形成されたキー、並びに、前記内輪及び前記保持リングのいずれか他方に形成されたキー溝である、又は、前記外輪及び前記保持部材のいずれか一方に形成されたキー、並びに、前記外輪及び前記保持部材のいずれか他方に形成されたキー溝である、請求項1に記載のベアリングの結合構造。
- 前記内輪と前記保持リングとを互いに加締めによって固定し、
前記保持リングに形成された環状の面である接触面と、
前記内輪に形成された、径方向において前記転動体の側に突出する環状の部分である突出部と、を備え、
前記接触面は、前記保持リングの前記軸線方向の一方の端面から前記軸線方向の他方に向かって凹んでおり、
前記突出部は、前記内輪の前記軸線方向の一方の端面よりも前記軸線方向の他方の側に位置しており、
前記突出部は、前記接触面の前記軸線方向の他方の端を前記軸線方向に覆って、前記接触面に接触している、請求項1に記載のベアリングの結合構造。 - 前記外輪と前記保持部材とを互いに加締めによって固定し、
前記保持部材に形成された環状の面である接触面と、
前記外輪に形成された、径方向において前記転動体の側に突出する環状の部分である突出部と、を備え、
前記接触面は、前記保持部材の前記軸線方向の一方の端面から前記軸線方向の他方に向かって凹んでおり、
前記突出部は、前記外輪の前記軸線方向の一方の端面よりも前記軸線方向の他方の側に位置しており、
前記突出部は、前記接触面の前記軸線方向の他方の端を前記軸線方向に覆って、前記接触面に接触している、請求項1に記載のベアリングの結合構造。 - 前記内輪又は前記外輪に形成された前記突出部につながる環状の面である凹面をさらに備え、
前記凹面は、前記内輪又は前記外輪の前記軸線方向の一方の端面から前記軸線方向の他方に向かって凹んでいる、請求項6又は7に記載のベアリングの結合構造。 - 前記突出部は、前記接触面の前記軸線方向の他方の端に接触している、請求項6又は7に記載のベアリングの結合構造。
- 前記保持リング又は前記保持部材に形成された、前記接触面の前記端から前記軸線方向の他方に延びる筒面である第1筒面と、
前記内輪又は前記外輪に形成された、前記突出部に前記軸線方向の他方の側からつながる前記軸線方向の他方に延びる筒面である第2筒面と、を備え、
前記第1筒面は、前記径方向において、前記第2筒面に対向する、請求項6又は7に記載のベアリングの結合構造。 - 前記第2筒面と前記突出部とがつながる部分は、前記接触面の前記軸線方向の他方の端に接触している、請求項10に記載のベアリングの結合構造。
- 前記接触面は、前記軸線方向において前記他方に向かって、前記内輪又は前記外輪の側に傾斜している、請求項6又は7に記載のベアリングの結合構造。
- 前記凹面は、前記軸線方向において前記他方に向かって、前記保持リング又は前記保持部材の側に傾斜している、請求項8に記載のベアリングの結合構造。
- 前記内輪又は前記外輪は、前記突出部の前記軸線方向の他方の端において、塑性流動した金属組織を含む、請求項6又は7に記載のベアリングの結合構造。
- 前記内輪又は前記外輪において、前記突出部に径方向で背向する部分は、塑性流動していない金属組織を含む、請求項14に記載のベアリングの結合構造。
- 前記内輪又は前記外輪は、前記凹面及び前記突出部の前記軸線方向の他方の端において、塑性流動した金属組織を含む、請求項8に記載のベアリングの結合構造。
- 前記内輪又は前記外輪において、前記突出部に径方向で背向する部分は、塑性流動していない金属組織を含む、請求項16に記載のベアリングの結合構造。
- 前記突出部の前記軸線方向の幅は、前記突出部の前記径方向の幅以上である、請求項6又は7に記載のベアリングの結合構造。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024095859 | 2024-06-13 | ||
| JP2024-095859 | 2024-06-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025258201A1 true WO2025258201A1 (ja) | 2025-12-18 |
Family
ID=98050416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2025/014103 Pending WO2025258201A1 (ja) | 2024-06-13 | 2025-04-08 | ベアリングの結合構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2025258201A1 (ja) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1163853A (ja) * | 1997-08-20 | 1999-03-05 | Jgc Corp | 加熱炉管および加熱炉管の製造方法 |
| JP2001018605A (ja) * | 1999-07-06 | 2001-01-23 | Ntn Corp | 駆動車輪用軸受装置 |
| JP2001088510A (ja) * | 1999-09-22 | 2001-04-03 | Ntn Corp | 車輪軸受装置 |
| JP2001105806A (ja) * | 1999-10-12 | 2001-04-17 | Ntn Corp | 車輪用軸受装置 |
| JP2007290681A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-11-08 | Nsk Ltd | 駆動輪支持用ハブユニットとその製造方法 |
| JP2008155674A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-10 | Nissin Kogyo Co Ltd | 車両用ブレーキ液圧制御装置の製造方法および車両用ブレーキ液圧制御装置 |
| JP2012218490A (ja) * | 2011-04-05 | 2012-11-12 | Ntn Corp | 車輪用軸受装置 |
-
2025
- 2025-04-08 WO PCT/JP2025/014103 patent/WO2025258201A1/ja active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1163853A (ja) * | 1997-08-20 | 1999-03-05 | Jgc Corp | 加熱炉管および加熱炉管の製造方法 |
| JP2001018605A (ja) * | 1999-07-06 | 2001-01-23 | Ntn Corp | 駆動車輪用軸受装置 |
| JP2001088510A (ja) * | 1999-09-22 | 2001-04-03 | Ntn Corp | 車輪軸受装置 |
| JP2001105806A (ja) * | 1999-10-12 | 2001-04-17 | Ntn Corp | 車輪用軸受装置 |
| JP2007290681A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-11-08 | Nsk Ltd | 駆動輪支持用ハブユニットとその製造方法 |
| JP2008155674A (ja) * | 2006-12-20 | 2008-07-10 | Nissin Kogyo Co Ltd | 車両用ブレーキ液圧制御装置の製造方法および車両用ブレーキ液圧制御装置 |
| JP2012218490A (ja) * | 2011-04-05 | 2012-11-12 | Ntn Corp | 車輪用軸受装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3855315B2 (ja) | 車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法 | |
| US6523909B1 (en) | Bearing unit for wheel and manufacturing method thereof | |
| JP3775660B2 (ja) | トロイダル型無段変速機のローディングカム装置の保持器 | |
| US20020085781A1 (en) | Rolling-bearing unit for wheel support | |
| JP3735926B2 (ja) | 車輪支持用ハブユニット | |
| WO2007119595A1 (ja) | 駆動輪支持用ハブユニットとその製造方法 | |
| CN101031438B (zh) | 轮毂单元和滚动轴承装置及其制造方法、以及滚动轴承装置的组装装置及其组装方法 | |
| EP3546777B1 (en) | Hub unit bearing, method for manufacturing same, motor vehicle, and method for manufacturing same | |
| JP2004322834A (ja) | 車輪用回転支持装置 | |
| EP4265435B1 (en) | Wheel | |
| US7980766B2 (en) | Rolling bearing unit | |
| JP3815376B2 (ja) | 車輪支持用転がり軸受ユニット | |
| WO2025258201A1 (ja) | ベアリングの結合構造 | |
| JP4064433B2 (ja) | 車輪用軸受装置 | |
| WO2025258200A1 (ja) | ベアリングにおける結合構造及ベアリングにおける結合方法 | |
| CN210290504U (zh) | 车轮支承用滚动轴承单元 | |
| JP2001088510A (ja) | 車輪軸受装置 | |
| CN113167332A (zh) | 用于机动车辆的转向轴的万向接头 | |
| JP5015751B2 (ja) | シャフトの結合構造 | |
| JP4042528B2 (ja) | 転がり軸受装置 | |
| JPS63115914A (ja) | 第2部材内を回転する第1部材の回転及び密封式ベアリング装置 | |
| JP7463848B2 (ja) | 等速ジョイントの組立方法 | |
| JP4325051B2 (ja) | 車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法 | |
| JP7771648B2 (ja) | 車輪支持用転がり軸受 | |
| JP2003056580A (ja) | 車軸用軸受装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 25821552 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |