JP4186959B2 - 車輪支持用転がり軸受ユニット - Google Patents

Description

この発明に係る車輪支持用転がり軸受ユニットは、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利用する。

自動車の車輪は、車輪支持用転がり軸受ユニットにより懸架装置に支持する。この様な場合に使用する車輪支持用転がり軸受ユニットとして、従来から例えば、特許文献１〜８等に記載されたものが知られている。又、図５は、従来から広く実施されている車輪支持用転がり軸受ユニットの１例を示している。この車輪支持用転がり軸受ユニット１は、ハブ２と、内輪３と、外輪４と、複数個の転動体５、５とを備える。このうちのハブ２の外周面の、請求項に記載した一端部に対応する、外端部（外とは、自動車への組み付け状態で幅方向外寄りとなる側を言い、各図の左側となる。反対に幅方向中央寄りとなる側を内と言い、各図の右側となる。）で上記外輪４から突出した部分には、車輪を支持する為の第一のフランジ６を形成している。又、このハブ２の中間部外周面には第一の内輪軌道７を、同じく、請求項に記載した他端部に対応する、内端部には外径寸法が小さくなった段部８を、それぞれ形成している。

そして、この段部８に、その外周面に第二の内輪軌道９を形成した上記内輪３を外嵌している。上記ハブ２の内端部には雄ねじ部１０を形成し、この雄ねじ部１０の先端部を、上記内輪３の内端面よりも内方に突出させている。そして、この雄ねじ部１０に螺合したナット１１と上記段部８の段差面１２との間で上記内輪３を挟持する事により、この内輪３を上記ハブ２の所定位置に結合固定している。上記雄ねじ部１０の先端部外周面には係止凹部１７を形成している。そして、上記ナット１１を所定のトルクで緊締した後、このナット１１の一部で上記係止凹部１７に整合する部分を直径方向内方にかしめ付ける事により、このナット１１の緩み止めを図っている。尚、上記ハブ２に１対の内輪を外嵌し、これら１対の内輪の外周面に、第一、第二の内輪軌道７、９を設ける構造も、従来から知られている。

又、上記外輪４の内周面には、上記第一の内輪軌道７と対向する第一の外輪軌道１３及び上記第二の内輪軌道９に対向する第二の外輪軌道１４を形成している。そして、これら第一、第二の内輪軌道７、９と第一、第二の外輪軌道１３、１４との間に上記転動体５、５を、それぞれ複数個ずつ設けている。これら各転動体５、５の設置空間の外端開口はシールリング２２により、内端開口は蓋体２９により、それぞれ塞いでいる。尚、図示の例では、転動体５、５として玉を使用しているが、重量の嵩む自動車用の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、これら転動体としてテーパころを使用する場合もある。

上述の様な車輪支持用転がり軸受ユニット１を自動車に組み付けるには、上記外輪４を、その外周面の一部に形成した第二のフランジ１５により懸架装置に固定し、上記第一のフランジ６に車輪を固定する。この結果、この車輪が懸架装置に対して回転自在に支持される。

又、前記特許文献７には、図６に示す様な構造の車輪支持用転がり軸受ユニット１が記載されている。この従来構造の第２例の場合には、ハブ２の、請求項に記載した他端部に対応する、内端部に形成した円筒部の一部で内輪３の内端面よりも内方に突出した部分を直径方向外方に折り曲げる事により、かしめ部１６を形成している。そして、このかしめ部１６と段部８の段差面１２との間で、上記内輪３を挟持している。

図５に示した従来構造の第１例の場合には、雄ねじ部１０の先端部に係止凹部１７を形成する作業、及びナット１１の一部を直径方向内方にかしめ付ける作業が必要になる。この為、車輪支持用転がり軸受ユニット１の部品製造作業及び組立作業が面倒になり、コストが嵩む。

特開昭６３−１０６４２６号公報 特開昭６３−１８４５０１号公報 特開昭６２−２１４８８９号公報 特開平３−３１００１号公報 米国特許第４５３７２７０号明細書 米国特許第４９５８９４４号明細書 米国特許第５２２６７３８号明細書 米国特許第５４９０７３２号明細書

本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットは、この様な事情に鑑みて、ハブに対し内輪を固定するナットの緩み止めを図る為の係止凹部の形成作業やナットのかしめ付け作業を省略する事により、コスト低減を図る事を目的に発明したものである。

本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットは、従来の車輪支持用転がり軸受ユニットと同様に、一端部外周面に第一のフランジを、中間部外周面に直接又は別体の内輪を介して第一の内輪軌道を、それぞれ設けたハブと、このハブの他端部に形成された、上記第一の内輪軌道を形成した部分よりも外径寸法が小さくなった段部と、外周面に第二の内輪軌道を形成して上記段部に外嵌した内輪と、外周面に第二のフランジを、内周面に上記第一の内輪軌道に対向する第一の外輪軌道及び上記第二の内輪軌道に対向する第二の外輪軌道を、それぞれ形成した外輪と、上記第一、第二の内輪軌道と上記第一、第二の外輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ設けた転動体とを備える。そして、上記ハブの他端部で少なくとも上記段部に外嵌した内輪よりも突出した部分に形成した円筒部を直径方向外方にかしめ広げる事で形成したかしめ部により、上記段部に外嵌した内輪をこの段部の段差面に向け抑え付けて、この段部に外嵌した内輪を上記ハブに結合固定している。
特に、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、上記円筒部の外周面は、上記段差面側が大径で、この円筒部の先端縁側がこの先端縁に対応する端縁も含めて小径になっている。

上述の様に構成される本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットにより、懸架装置に対して車輪を回転自在に支持する作用は、従来の車輪支持用転がり軸受ユニットと同様である。
［参考例１］

図１〜２は、本発明に関する参考例の第１例を示している。尚、本例の特徴は、ハブ２に対して内輪３を固定する部分の構造にある。その他の部分の構造及び作用に就いては、前述の図５に示した従来構造と同様であるから、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。

ハブ２の、請求項に記載した他端部に対応する、内端部に形成した段部８の中間部内端寄り部分で、この段部８に外嵌した内輪３の内端部内周面に、内端開口に向かう程内径が大きくなる、円錐凹面状の傾斜面１９を形成している。この傾斜面１９が上記ハブ２の中心軸に対し傾斜している傾斜角度θは、２０〜６０度程度とする。又、上記ハブ２の内端面には円形の凹部２０を形成する事により、このハブ２の内端部に円筒部２１を形成している。本実施例の場合にこの円筒部２１は、上記ハブ２の内端部で、ほぼ上記内輪３の肩部２３の内側部分に存在する。

上述の様な傾斜面１９を形成した内輪３を、上記ハブ２の内端部に設けた円筒部２１をかしめ広げる事によりこのハブ２に固定し、本例の車輪支持用転がり軸受ユニットとする際には、前記図６に示した従来構造の場合に比べて、かしめ部分の変形量が少なくて済む。即ち、上記従来構造の場合にはかしめ部１６を形成する為、ハブ２の内端部に形成した円筒部を直径方向外方に向け、９０度折り曲げるのに対して、本例の車輪支持用転がり軸受ユニットを構成すべく、上記円筒部２１をかしめ広げる際には、この円筒部２１を上記傾斜角度θ（＝２０〜６０度）だけ変形させれば良い。この為、このかしめ部分に発生する歪みを小さく抑えて、このかしめ部に割れ等の損傷が発生するのを抑える事ができる。又、上記変形量を少なく抑える為、このかしめ部を形成する事に基づき、上記円筒部２１の周囲に存在する部材である上記内輪３に、この内輪３の直径方向外方に加わる力を低減できて、この内輪３の損傷防止を図れる。

尚、上記円筒部２１を直径方向外方にかしめ広げる作業は、鍛造加工、或は揺動プレス加工により行なう。何れの加工法を採用する場合でも、図２に示す様に、上記円筒部２１の内径側にプレス型２５を押し込み、上記円筒部２１を直径方向外方にかしめ広げる。特に、かしめ作業に揺動プレス加工を採用すれば、成形時の荷重を小さくして、軸受内部への影響をなくし、成形後の予圧管理を適正にできると言った利点がある。又、上記円筒部２１の奥端縁（この円筒部２１の内径が変化しない部分の奥端）と上記内輪３の端面２４との距離Ｌは、車輪支持用転がり軸受ユニットの大きさ等の応じて設計的に定めるが、一般的な乗用車用の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合で、５〜１５mm程度とするのが好ましい。

又、上記円筒部２１を構成すべく、上記ハブ２の端部に形成する円形の凹部２０の先端位置は、複列に配置した転動体５、５のうち、内側の列を構成する転動体５の中心よりも内側に位置させている。即ち、図１に点Ｘで示した、上記凹部２０の先端の、上記ハブ２の軸方向に関する位置は、第二の内輪軌道である、上記内輪３の外周面に設けた第二の内輪軌道９に当接する転動体５の中心の、上記ハブ２の軸方向に関する位置よりも、上記ハブ２の内端部側に位置させている。従って、車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブ２と外輪４との間にラジアル荷重が加わり、上記転動体５から上記第二の内輪軌道９にラジアル荷重が加わった場合でも、上記ハブ２の一部でこのラジアル荷重を受ける部分が充実体である為、このハブ２の耐久性を十分に確保できる。

更に、上記第二の内輪軌道９に当接する転動体５の中心と、上記内輪３の端面２４との、上記ハブ２の軸方向に関する距離Ｍを、上記各転動体５、５の外径Ｄの０．７５倍以上（Ｍ≧０．７５Ｄ）としている。この様に、転動体５の中心と端面２４との距離Ｍを確保している為、上記内輪３の肩部２３や第二の内輪軌道９部分の寸法精度や形状精度が悪化する事を防止して、車輪支持用転がり軸受ユニットの機能を確保できる。即ち、これら各部分の寸法精度や形状精度を良好に確保できるので、車輪支持用転がり軸受ユニットの運転時に振動等が発生するのを防止すると共に、転動体５の転動面や第二の内輪軌道９の転がり疲れ寿命等を確保できる。尚、図示の例では、第一の内輪軌道７をハブ２の中間部外周面に直接形成しているが、この第一の内輪軌道７は、ハブ２と別体の内輪に形成し、この内輪をこのハブ２に外嵌固定しても良い。
［参考例２］

次に、図３は、本発明に関する参考例の第２例を示している。上述した参考例の第１例の場合には、外輪４を回転しない静止輪とし、ハブ２を回転させる構造であったのに対して、本例の場合には、ハブ２を懸架装置に支持して回転させず、外輪４を車輪と共に回転する回転輪としている。回転側と静止側とが逆になった以外の構成及び作用は、前述した参考例の第１例の場合と同様である。

次に、図４は、本発明の実施例を示している。本実施例の場合、ハブ２の内端部で内輪３の嵌合部よりも突出した部分の外径を、この嵌合部の外径よりも小さくしている。即ち、上記ハブ２の内端部に形成した円筒部２１の基端部外周面で、上記内輪３の内端開口部に形成した傾斜面１９よりも少しだけ第二の内輪軌道９に寄った部分に、０．０２〜１mm程度の僅かな段差Ｈを有する段差部２７を形成している。従って、上記円筒部２１の外周面は、この段差部２７を境として、段差面１２側が大径で、上記円筒部２１の先端縁側がこの先端縁に対応する端縁も含めて小径になっている。そして、上記円筒部２１のうちの外径の小さくなった部分を、直径方向外方にかしめ広げ、上記傾斜面１９を抑え付ける様にしている。この様に円筒部２１を直径方向外方にかしめ広げる際には、上記段差部２７がかしめ広げ作業に伴って折れ曲がる部分の起点となる。この為、かしめ広げ作業に伴って上記円筒部２１に無理な力が加わりにくくなって、かしめ広げ部分に亀裂等の損傷が発生しにくくなる。その他の構成及び作用は、前述の図１〜２に示した参考例の第１例の場合と同様である。尚、本実施例の構造を上述の図３に示した参考例の第２例に適用する場合には、軸方向に関する内外方向が逆になる。

本発明に関する参考例の第１例を示す半部断面図。 ハブの内端部に形成した円筒部をかしめ広げる状態を示す、要部拡大断面図。 本発明に関する参考例の第２例を示す半部断面図。 本発明の実施例を示す要部拡大断面図。 従来構造の第１例を示す半部断面図。 同第２例を示す半部断面図。

符号の説明

１ 車輪支持用転がり軸受ユニット
２ ハブ
３、３ａ 内輪
４ 外輪
５ 転動体
６ 第一のフランジ
７ 第一の内輪軌道
８ 段部
９ 第二の内輪軌道
１０ 雄ねじ部
１１ ナット
１２ 段差面
１３ 第一の外輪軌道
１４ 第二の外輪軌道
１５ 第二のフランジ
１６ かしめ部
１７ 係止凹部
１８ スぺーサリング
１９ 傾斜面
２０ 凹部
２１ 円筒部
２２ シールリング
２３ 肩部
２４、２４ａ 端面
２５ プレス型
２６ 内輪円筒部
２７ 段差部
２８ 凹溝
２９ 蓋体

Claims (1)

1. 一端部外周面に第一のフランジを、中間部外周面に直接又は別体の内輪を介して第一の内輪軌道を、それぞれ設けたハブと、このハブの他端部に形成された、上記第一の内輪軌道を形成した部分よりも外径寸法が小さくなった段部と、外周面に第二の内輪軌道を形成して上記段部に外嵌した内輪と、外周面に第二のフランジを、内周面に上記第一の内輪軌道に対向する第一の外輪軌道及び上記第二の内輪軌道に対向する第二の外輪軌道を、それぞれ形成した外輪と、上記第一、第二の内輪軌道と上記第一、第二の外輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ設けた転動体とを備え、上記ハブの他端部で少なくとも上記段部に外嵌した内輪よりも突出した部分に形成した円筒部を直径方向外方にかしめ広げる事で形成したかしめ部により、上記段部に外嵌した内輪をこの段部の段差面に向け抑え付けて、この段部に外嵌した内輪を上記ハブに結合固定した車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、上記円筒部の外周面は、上記段差面側が大径で、この円筒部の先端縁側がこの先端縁に対応する端縁も含めて小径になっている事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニット。

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