【書類名】 明細書
【発明の名称】 車輪支持用転がり軸受ユニットとその製造方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】 内周面にそれぞれが円すい凹面状の曲面である第一、第二の外輪軌道を形成した外径側軌道輪部材と、外周面にそれぞれが円すい凸面状の曲面である第一、第二の内輪軌道を形成した内径側軌道輪部材と、これら第一、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、転動自在に設けた円すいころとを備えた車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、上記内径側軌道輪部材は、その外周面に上記第一の内輪軌道を形成した内輪と、その外周面に直接又は別の内輪を介して上記第二の内輪軌道を形成した軸部材とから成り、上記内輪は、この軸部材の端部に外嵌し、更にこの軸部材の端部に形成した円筒部を直径方向外方に塑性変形させる事で形成したかしめ部によりその軸方向端面を抑え付けられる事で、上記軸部材に対し支持固定されており、更に、次の(1) 〜(3) のうちの少なくとも１個の要件を満たす事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニット。
(1) 上記軸部材の中心軸に対する上記第一の内輪軌道の傾斜角度を、上記かしめ部の形成以前に適正値よりも小さくし、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定した状態で、上記第一の内輪軌道の傾斜角度を適正値にしている。
(2) 上記軸部材の中心軸に対し直交する仮想平面に対する、上記内輪の大径側端部外周面に形成した大鍔の内側面の傾斜角度を、上記かしめ部の形成以前に適正値よりも小さくし、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定した状態で、上記大鍔の内側面の傾斜角度を適正値にしている。
(3) 上記第一の内輪軌道にクラウニングを施しており、この第一の内輪軌道のクラウニング量を、上記かしめ部の形成以前に適正値よりも多くし、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定した状態で、上記クラウニング量を適正値にしている。
【請求項２】 請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットを製造する為の製造方法であって、次の(1) 〜(3) の少なくとも１個の要件を満たす事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法。
(1) 軸部材の中心軸に対する第一の内輪軌道の傾斜角度を、かしめ部の形成以前に適正値よりも小さくしておき、このかしめ部を形成して内輪を上記軸部材に対し支持固定するのに伴うこの内輪の弾性変形に基づき、上記第一の内輪軌道の傾斜角度を適正値にする。
(2) 上記軸部材の中心軸に対し直交する仮想平面に対する、上記内輪の大径側端部外周面に形成した大鍔の内側面の傾斜角度を、上記かしめ部の形成以前に適正値よりも小さくしておき、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定するのに伴うこの内輪の弾性変形に基づき、上記大鍔の内側面の傾斜角度を適正値にする。
(3) 上記第一の内輪軌道にクラウニングを、上記かしめ部の形成以前の状態で適正値よりも多いクラウニング量として施しておき、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定するのに伴うこの内輪の弾性変形に基づき、上記クラウニング量を適正値にする。
【請求項３】 内周面にそれぞれが円すい凹面状の曲面である第一、第二の外輪軌道を形成した外径側軌道輪部材と、外周面にそれぞれが円すい凸面状の曲面である第一、第二の内輪軌道を形成した内径側軌道輪部材と、これら第一、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、転動自在に設けた円すいころとを備えた車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、上記内径側軌道輪部材は、その外周面に上記第一の内輪軌道を形成した内輪と、その外周面に直接又は別の内輪を介して上記第二の内輪軌道を形成した軸部材とから成り、上記内輪は、この軸部材の端部に外嵌し、更にこの軸部材の端部に形成した円筒部を直径方向外方に塑性変形させる事で形成したかしめ部によりその軸方向端面を抑え付けられる事で、上記軸部材に対し支持固定されており、この軸部材の中心軸に対する上記第一の内輪軌道の傾斜角度が、上記かしめ部の加工に伴って弾性変形した状態で、上記第一の外輪軌道の傾斜角度と上記各円すいころの転動面の傾斜角度とから定まる適正値になる様に、上記かしめ部の形成以前にこの適正値よりも小さくし、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定した状態で、上記第一の内輪軌道の傾斜角度を適正値にしている事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニット。
【請求項４】 内周面にそれぞれが円すい凹面状の曲面である第一、第二の外輪軌道を形成した外径側軌道輪部材と、外周面にそれぞれが円すい凸面状の曲面である第一、第二の内輪軌道を形成した内径側軌道輪部材と、これら第一、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、転動自在に設けた円すいころとを備えた車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、上記内径側軌道輪部材は、その外周面に上記第一の内輪軌道を形成した内輪と、その外周面に直接又は別の内輪を介して上記第二の内輪軌道を形成した軸部材とから成り、上記内輪は、この軸部材の端部に外嵌し、更にこの軸部材の端部に形成した円筒部を直径方向外方に塑性変形させる事で形成したかしめ部によりその軸方向端面を抑え付けられる事で、上記軸部材に対し支持固定されており、この軸部材の中心軸に対し直交する仮想平面に対する、上記内輪の大径側端部外周面に形成した大鍔の内側面の傾斜角度が、上記かしめ部の加工に伴って弾性変形した状態で、上記第一の外輪軌道の傾斜角度と上記各円すいころの大径側端面の形状とから定まる適正値になる様に、上記かしめ部の形成以前に適正値よりも小さくし、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定した状態で、上記大鍔の内側面の傾斜角度を適正値にしている事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニット。
【請求項５】 内周面にそれぞれが円すい凹面状の曲面である第一、第二の外輪軌道を形成した外径側軌道輪部材と、外周面にそれぞれが円すい凸面状の曲面である第一、第二の内輪軌道を形成した内径側軌道輪部材と、これら第一、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、転動自在に設けた円すいころとを備えた車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、上記内径側軌道輪部材は、その外周面に上記第一の内輪軌道を形成した内輪と、その外周面に直接又は別の内輪を介して上記第二の内輪軌道を形成した軸部材とから成り、上記内輪は、この軸部材の端部に外嵌し、更にこの軸部材の端部に形成した円筒部を直径方向外方に塑性変形させる事で形成したかしめ部によりその軸方向端面を抑え付けられる事で、上記軸部材に対し支持固定されており、上記第一の内輪軌道にクラウニングを施しており、上記かしめ部の加工に伴ってこの第一の内輪軌道が弾性変形した状態でこの第一の内輪軌道のクラウニング量が、上記第一の外輪軌道の形状と上記各円すいころの転動面の形状とから定まる適正値になる様に、上記かしめ部の形成以前に上記第一の内輪軌道のクラウニング量を適正値よりも多くし、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定した状態で、上記クラウニング量を適正値にしている事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る車輪支持用転がり軸受ユニットは、小型トラック、大型乗用車等、比較的重量が嵩む自動車用の車輪を懸架装置に対し回転自在に支持する為に使用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車輪は懸架装置に対して、転がり軸受ユニットにより回転自在に支持する。又、重量の嵩む自動車の車輪を支持する為には、複列円すいころ軸受ユニットを使用する。図１０は、従来から車輪を支持する為に広く使用されている複列円すいころ軸受ユニット１を示している。この複列円すいころ軸受ユニット１は、１個の外輪２の内径側に１対の内輪３、３を、それぞれ複数個ずつの円すいころ４、４により回転自在に支持して成る。上記外輪２の内周面には、それぞれが円すい凹面状である複列の外輪軌道５、５を、上記各内輪３、３の外周面には、それぞれが円すい凸面状である内輪軌道６、６を、それぞれ形成している。上記各円すいころ４、４は、それぞれ保持器７、７により転動自在に保持した状態で、上記各外輪軌道５、５と上記各内輪軌道６、６との間に挟持している。又、上記外輪２の両端部内周面と上記各内輪３、３の端部外周面との間には、それぞれ組み合わせシールリング８、８を装着して、上記各円すいころ４、４を設置した空間９の軸方向両端開口部を塞いでいる。
【０００３】
上述の様な複列円すいころ軸受ユニット１により、懸架装置に対し車輪を支持するには、上記外輪２を懸架装置側に設けた支持孔に内嵌支持すると共に、上記各内輪３、３に、車輪を支持する車軸を挿通する。
ところで、図１０に示す様な複列円すいころ軸受ユニット１により、懸架装置に対し車輪を支持する場合には、自動車の組立工場での作業工数が多く、コスト低減を図りにくい。この為、小型トラックや大型乗用車等、比較的重量は嵩むが、量産性（組立性）を考慮する必要のある自動車の車輪を支持する為に、軸受工場でより多くの部品を組み合わせた車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する事も行なわれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
車輪支持用転がり軸受ユニットを、複列円すいころ軸受を組み込んだ構造とし、しかも構成部品をより少なく抑える為には、軸部材と内輪とを、この軸部材の端部に形成した円筒部を直径方向外方に塑性変形させる事により構成したかしめ部により、互いに結合固定する必要がある。
この様にして軸部材と内輪部材とを結合固定すると、上記円筒部を塑性変形させるのに伴って、この軸部材に外嵌した上記内輪が弾性変形する。この為、この弾性変形に就いて考慮をしないと、この内輪と円すいころとの当接状態が不正規になり、車輪支持用転がり軸受ユニットの耐久性確保が難しくなる。
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットとその製造方法は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る車輪支持用転がり軸受ユニットは、内周面にそれぞれが円すい凹面状の曲面である第一、第二の外輪軌道を形成した外径側軌道輪部材と、外周面にそれぞれが円すい凸面状の曲面である第一、第二の内輪軌道を形成した内径側軌道輪部材と、これら第一、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、転動自在に設けた円すいころとを備える。
又、本発明に係る車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、上記内径側軌道輪部材は、その外周面に上記第一の内輪軌道を形成した内輪と、その外周面に直接又は別の内輪を介して上記第二の内輪軌道を形成した軸部材とから成る。そして、上記内輪は、この軸部材の端部に外嵌し、更にこの軸部材の端部に形成した円筒部を直径方向外方に塑性変形させる事で形成したかしめ部によりその軸方向端面を抑え付けられる事で、上記軸部材に対し支持固定されている。
【０００６】
特に、請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、次の(1) 〜(3) のうちの少なくとも１個の要件を満たす。
(1) 上記軸部材の中心軸に対する上記第一の内輪軌道の傾斜角度を、上記かしめ部の形成以前に適正値よりも小さくし、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定した状態で、上記第一の内輪軌道の傾斜角度を適正値にしている。
(2) 上記軸部材の中心軸に対し直交する仮想平面に対する、上記内輪の大径側端部外周面に形成した大鍔の内側面の傾斜角度を、上記かしめ部の形成以前に適正値よりも小さくし、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定した状態で、上記大鍔の内側面の傾斜角度を適正値にしている。
(3) 上記第一の内輪軌道にクラウニングを施しており、この第一の内輪軌道のクラウニング量を、上記かしめ部の形成以前に適正値よりも多くし、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定した状態で、上記クラウニング量を適正値にしている。
【０００７】
更に、請求項２に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法は、次の(1) 〜(3) の少なくとも１個の要件を満たす。
(1) 軸部材の中心軸に対する第一の内輪軌道の傾斜角度を、かしめ部の形成以前に適正値よりも小さくしておき、このかしめ部を形成して内輪を上記軸部材に対し支持固定するのに伴うこの内輪の弾性変形に基づき、上記第一の内輪軌道の傾斜角度を適正値にする。
(2) 上記軸部材の中心軸に対し直交する仮想平面に対する、上記内輪の大径側端部外周面に形成した大鍔の内側面の傾斜角度を、上記かしめ部の形成以前に適正値よりも小さくしておき、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定するのに伴うこの内輪の弾性変形に基づき、上記大鍔の内側面の傾斜角度を適正値にする。
(3) 上記第一の内輪軌道にクラウニングを、上記かしめ部の形成以前の状態で適正値よりも多いクラウニング量として施しておき、このかしめ部を形成して上記内輪を上記軸部材に対し支持固定するのに伴うこの内輪の弾性変形に基づき、上記クラウニング量を適正値にする。
請求項１、２に記載した何れの発明の場合も、上記(1) 〜(3) の適正値を得る為に、請求項３〜５に示す様に、第一の外輪軌道の傾斜角度或は形状と、上記各円すいころの転動面の傾斜角度或いは形状、又は、これら各円すいころの大径側端面の形状とを勘案する事は当然である。
【０００８】
【作用】
上述の様に構成する本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットとその製造方法によれば、円筒部を塑性変形させるのに伴う内輪の弾性変形に拘らず、この内輪と円すいころとの当接状態を正規状態にできる。この為、車輪支持用転がり軸受ユニットの耐久性確保が容易になる。尚、(1) 〜(3) の要件は、総て満たす事が好ましいが、少なくとも１個の要件を満たせば、その分、耐久性向上を図れる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の車輪支持用転がり軸受ユニット１０は、外径側軌道輪部材である外輪１１と、互いに組み合わされて内径側軌道輪部材を構成する、軸部材であるハブ１２及び第一、第二の内輪１３、１４と、複数個の円すいころ４、４とを備える。このうちの外輪１１は、内周面にそれぞれが円すい凹面状の曲面である第一、第二の外輪軌道１５、１６を、外周面に上記外輪１１を懸架装置に対し支持固定する為の、外向フランジ状の取付部１７を、それぞれ形成している。上記第一、第二の外輪軌道１５、１６の傾斜方向は、互いに逆である。
【００１０】
又、上記第一、第二の内輪１３、１４の外周面には、それぞれが円すい凸面状の曲面である第一、第二の内輪軌道１８、１９を形成している。上記第一、第二の内輪１３、１４は、上記ハブ１２の内半部（車両への組み付け状態で幅方向中央寄りとなる半部を言い、図１の右半部）に形成した段部２０に外嵌している。この状態で、上記第一、第二の内輪軌道１８、１９の傾斜方向は、互いに逆である。又、上記ハブ１２の外端部（車両への組み付け状態で幅方向外側となる端部を言い、図１の左端部）外周面で、上記外輪１１の外端開口部から突出した部分には、上記ハブ１２に車輪を支持固定する為のフランジ２１を形成している。
【００１１】
更に、上記第一、第二の外輪軌道１５、１６と上記第一、第二の内輪軌道１８、１９との間には上記各円すいころ４、４を、それぞれ複数個ずつ、保持器７、７により保持した状態で転動自在に設けている。又、上記外輪１１の両端部内周面と上記第一、第二の内輪１３、１４の互いに反対側端部に形成した第一、第二の大鍔２２、２３の外周面との間には、組み合わせシールリング８、８等の密封手段を設けて、上記各円すいころ４、４を設置した空間９の軸方向両端開口部を塞いでいる。
【００１２】
上記第一、第二の内輪１３、１４のうち、第二の内輪１４は、上記ハブ１２に形成した段部２０の奥部（図１の左部）に外嵌し、同じく第一の内輪１３は内端部に外嵌している。そして、上記ハブ１２の内端部に形成した円筒部２４を直径方向外方に塑性変形させる事で形成したかしめ部２５により、上記第一の内輪１３の内端面を抑え付けている。この状態で、上記第一、第二の内輪１３、１４は、上記段部２０の奥端部に形成した段差面２６と上記かしめ部２５とにより、軸方向両側から挟持されて、上記ハブ１２に対し固定される。
【００１３】
尚、上記かしめ部２５の内端面の断面形状は、内径側の曲率半径が大きく、外径側の曲率半径が小さい、複合曲面である。この様なかしめ部２５を形成する為、塑性変形前に於ける上記円筒部２４の内周面は、内端開口部に向かう程直径が大きくなる、円すい凹面としている。又、上記かしめ部２５を塑性加工する際、特に加工の終期には、このかしめ部２５の直径方向内方に向く力（圧縮応力）が加わる様にして、このかしめ部２５に、割れ等の損傷が発生しない様にする。この為に、上記かしめ部２５の塑性加工は、揺動鍛造により行なう事が好ましい。
【００１４】
又、上記ハブ１２は、Ｃ（炭素）の含有率が０．２〜１．１重量％程度の炭素鋼製の素材に鍛造加工を施す事により、一体成形している。そして、上記段部２０の中間部乃至奥部、前記フランジ２１の基部等、強度を必要とする部分は、高周波焼き入れ等により焼き入れ硬化する。但し、上記かしめ部２５を形成すべき、上記円筒部２４には、焼き入れ処理を施さず、生のままとしている。これに対して、上記第一、第二の内輪１３、１４は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼により造り、芯部まで焼き入れ硬化している。或は、上記第一、第二の内輪１３、１４を、クロム鋼、クロムモリブデン鋼等により造り、表面を浸炭焼き入れ処理により硬化させても良い。
【００１５】
上記かしめ部２５の形成に伴って、上記第一、第二の内輪１３、１４には力が加わり、特にこのうちの第一の内輪１３には大きな力が加わる。但し、これら第一、第二の内輪１３、１４は硬化されている為、第一の内輪１３も含め、上記かしめ部２５の形成に伴う変形は限られたものとなり、割れ等の損傷も発生しない。特に、図示の例では、上記第一の内輪１３の内端部に形成した第一の大鍔２２の内半部に小径部２７を形成し、上記かしめ部２５を、この小径部２７の内径側に位置させている。従って、前記組み合わせシールリング８を外嵌支持する部分の外径が、上記かしめ部２５の形成に伴って変化する量は僅少であり、且つ、その変化量も安定している（ばらつきが小さい）。従って、上記外径の変化量を見込んで上記組み合わせシールリング８を製造しておけば、必要な締め代を確保して、この組み合わせシールリング８によるシール性は十分に確保できる。
【００１６】
更に、本例の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、上記かしめ部２５の形成に伴い、上記第一の内輪１３に加わる力に拘らず、この第一の内輪１３の各部と、前記各円すいころ４、４との当接状態を正規状態にしている。尚、これら第一の内輪１３の各部と上記各円すいころ４、４との当接状態としては、
(1) 上記第一の内輪軌道１８とこれら各円すいころ４、４の転動面との当接状態のうちの接触角に関するもの、
(2) 上記第一の大鍔２２の内側面とこれら各円すいころ４、４の大径側端面との当接状態に関するもの、
(3) 上記第一の内輪軌道１８とこれら各円すいころ４、４の転動面との当接状態のうちのクラウニングに関するもの、
の３種類が考えられる。本例の場合、これら３種類の当接状態を、何れも正規状態としている。
次に、これら３種類の当接状態を正規状態とする為の手段に就いて、それぞれ説明する。
【００１７】
先ず、上記第一の内輪軌道１８とこれら各円すいころ４、４の転動面との当接状態のうちの接触角に関するものを正規状態にする為、前記ハブ１２の中心軸に対する上記第一の内輪軌道１８の傾斜角度を、上記かしめ部２５の形成以前に、適正値よりも小さくしている。即ち、このかしめ部２５の形成作業に伴って上記第一の内輪１３には、その内端部側に、直径方向外方に向く力が加わる、従って、上記かしめ部２５の形成作業に伴って、上記第一の内輪軌道１８の傾斜角度は、僅かとは言え大きくなる。そこで、本例の場合には、図２に示す様に、上記かしめ部２５の形成以前に於ける上記第一の内輪軌道１８の傾斜角度α2 を、適正な傾斜角度α1 よりも小さく（α2 ＜α1 ）している。そして、上記かしめ部２５を形成して上記第一の内輪１３を上記ハブ１２に対し支持固定した状態で、上記第一の内輪軌道１８の傾斜角度が適正値α1 になる様にしている。上記かしめ部２５の形成作業に伴う、上記第一の内輪１３の弾性変形量は、転がり軸受ユニットの諸元が同じである限り常に一定である為、上記かしめ部２５を形成する以前に上記第一の内輪軌道１８に付与すべき傾斜角度α2 は、実験により容易に求められる。この場合に、前記第一の外輪軌道１５の傾斜角度、及び、上記各円すいころ４、４の転動面の傾斜角度を勘案する事は勿論である（勘案しなければ上記傾斜角度α 1 、α 2 を求められない）。
【００１８】
上述の様に、上記かしめ部２５を形成した状態で上記第一の内輪軌道１８の傾斜角度を、適正値α1 にしているので、この第一の内輪軌道１８と上記各円すいころ４、４の転動面との当接状態を正規にできる。この為、これら第一の内輪軌道１８と各円すいころ４、４の転動面とがほぼその全長に亙り均等に当接して、当接部の面圧が部分的に過大になる事を防止し、各面の転がり疲れ寿命を確保できる。
【００１９】
次に、前記第一の大鍔２２の内側面と上記各円すいころ４、４の大径側端面との当接状態を正規状態にする為、前記ハブ１２の中心軸に対し直交する仮想平面に対する、上記第一の内輪１３の大径側端部外周面に形成した第一の大鍔２２の内側面の傾斜角度を、上記かしめ部２５の形成以前に、適正値よりも小さくしている。即ち、このかしめ部２５の形成作業に伴って、上記第一の大鍔２２の傾斜角度は、僅かとは言え大きくなる。そこで、本例の場合には、図２に示す様に、上記かしめ部２５の形成以前に於ける上記第一の大鍔２２の傾斜角度β2 を、適正な傾斜角度β1 よりも小さく（β2 ＜β1 ）している。そして、上記かしめ部２５を形成して上記第一の内輪１３を上記ハブ１２に対し支持固定した状態で、上記第一の大鍔２２の傾斜角度が適正値β1 になる様にしている。上記かしめ部２５を形成する以前に上記第一の大鍔２２に付与すべき傾斜角度β2 も、実験により容易に求められる。この場合にも、前記第一の外輪軌道１５の傾斜角度、及び、上記各円すいころ４、４の大径側端面の形状を勘案する事は勿論である（勘案しなければ上記傾斜角度β 1 、β 2 を求められない）。
【００２０】
上述の様に、上記かしめ部２５を形成した状態で上記第一の大鍔２２の傾斜角度を、適正値β1 にしているので、この第一の大鍔２２と上記各円すいころ４、４の大径側端面との当接状態を正規にできる。この為、これら第一の大鍔２２と各円すいころ４、４の大径側端面との当接位置を、これら各円すいころ４、４の転動面に近い部分（前記第一の内輪軌道１８に近い、上記大径側端面の外径寄り部分）にできる。この為、上記第一の大鍔２２の内側面と各円すいころ４、４の大径側端面との当接部での滑り摩擦を低減して、車輪支持用転がり軸受ユニットの回転トルク並びに発熱の低減を図れる。
【００２１】
更に、上記第一の内輪軌道１８と上記各円すいころ４、４の転動面との当接状態のうちのクラウニングに関するものを正規状態にする為、上記第一の内輪軌道１８のクラウニング量を上記かしめ部２５の形成以前に、適正値よりも大きくしている。即ち、このかしめ部２５の形成作業に伴って、上記第一の内輪軌道１８の断面形状は、僅かとは言え幅方向中央部を凹面とする方向に弾性変形する。そこで、本例の場合には、図３に示す様に、上記かしめ部２５の形成以前に於ける上記第一の内輪軌道１８のクラウニング量δ2 を、適正なクラウニング量δ1 よりも大きく（δ2 ＞δ1 ）している。そして、上記かしめ部２５を形成して上記第一の内輪１３を上記ハブ１２に対し支持固定した状態で、上記第一の内輪軌道１８のクラウニング量が適正値δ1 になる様にしている。上記かしめ部２５を形成する以前に上記第一の内輪軌道１８に付与すべきクラウニング量δ2 は、実験により容易に求められる。この場合には、前記第一の外輪軌道１５の形状、及び、上記各円すいころ４、４の転動面の形状を勘案する事は勿論である（勘案しなければ上記クラウニング量δ 1 、δ 2 を求められない）。
【００２２】
上述の様に、上記かしめ部２５を形成した状態で上記第一の内輪軌道１８のクラウニング量を、適正値δ1 にしているので、この第一の内輪軌道１８と上記各円すいころ４、４の転動面との当接状態を正規にできる。より具体的には、これら各円すいころ４、４の転動面の軸方向両端部と上記第一の内輪軌道１８との当接部にエッジロードが加わる事を防止できる。この為、これら第一の内輪軌道１８と各円すいころ４、４の転動面とがほぼその全長に亙り均等に当接して、当接部の面圧が部分的に過大になる事を防止し、各面の転がり疲れ寿命を確保できる。
【００２３】
尚、一般的な車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、複列に設けた円すいころ軸受の諸元は、接触角の方向を変える以外、互いに同じにする。但し、外側に設ける第二の内輪１４は、上記かしめ部２５の形成作業に伴って殆ど変形せず、第二の内輪軌道１９や第二の大鍔２３の傾斜角度、更にはこの第二の内輪軌道１９のクラウニング量も殆ど変化しない。従って、これら第二の内輪軌道１９や第二の大鍔２３の傾斜角度並びにクラウニング量は、上記かしめ部２５を形成した後の状態での、上記第一の内輪軌道１８及び第一の大鍔２２の傾斜角度α1 、β1 及びクラウニング量δ1 に一致させる。要するに、上記かしめ部２５を形成する以前の状態では、各内輪軌道１８、１９及び大鍔２２、２３の傾斜角度は、第一の内輪１３に関するものが、第二の内輪１４に関するものよりも小さい。又、上記かしめ部２５を形成する以前の状態で、第一の内輪１３に関するクラウニング量は、第二の内輪１４に関するクラウニング量よりも大きい。これに対して、上記かしめ部２５を形成した後の状態では、上記第一、第二の内輪１３、１４に関し、上記各傾斜角度及びクラウニング量は、互いにほぼ等しくなる。
【００２４】
又、図示の例では、前述の様に、上記第一の大鍔部２２の内半部に小径部２７を形成している為、上記かしめ部２５を形成する事に伴う、上記第一の内輪軌道１８及び第一の大鍔２２の傾斜角度及びクラウニング量の変化は小さい。従って、これら傾斜角度及びクラウニング量を適正値にする為の調整は容易である。
更に、図示の例では、図１に示す様に、上記かしめ部２５を形成した状態で、上記第一の大鍔２２の内側面の延長線ａが、このかしめ部２５に掛からない様に、言い換えれば、この延長線ａが、前記段部２０の外周面のうちの円筒部分と前記第一の内輪１３の内周面のうちの円筒部分との嵌合部に掛かる様にしている。従って、前記各円すいころ４、４から上記第一の内輪１３に加わるラジアル荷重が、上記かしめ部２５を緩める方向に作用する事がなく、このかしめ部２５の耐久性確保を図れる。
【００２５】
次に、図４は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、外輪１１ａの外周面には取付部１７（図１）を設けず、この外周面を単なる円筒面としている。そして、車両への組み付け時には、懸架装置を構成するナックル２８の支持孔２９に、上記外輪１１ａを支持固定している。その他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２６】
次に、図５は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、ハブ１２に固定した車輪の回転速度を検出自在としている。この為に本例の場合には、第一の内輪１３の内端部に設けた第一の大鍔２２に、エンコーダ３０の基端部を外嵌固定している。又、外輪１１の内端開口部にカバー３１を、この内端開口部を塞ぐ状態で内嵌固定し、このカバー３１に支持固定したセンサ３２の検出部を、上記エンコーダ３０の被検出部に近接対向させている。これらセンサ３２とエンコーダ３０とにより構成する回転速度検出装置の構造及び作用は、従来から周知であり、本発明の要旨でもない為、詳しい説明は省略する。又、その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２７】
次に、図６は、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、第二の内輪１４（図１、４、５）を省略し、代わりに、ハブ１２ａの中間部外周面に第二の内輪軌道１９を、直接形成している。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２８】
次に、図７は、本発明の実施の形態の第５例を示している。前述した第１例から上述した第４例までが、何れも従動輪（ＦＲ車及びＲＲ車の前輪、ＦＦ車の後輪）を支持する為の転がり軸受ユニットに本発明を適用しているのに対して、本例の場合には、駆動輪（ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、４ＷＤ車の全輪）を支持する為の転がり軸受ユニットに本発明を適用している。この為に本例の場合には、ハブ１２ｂの中心部にスプライン孔３３を形成し、このスプライン孔３３に、等速ジョイント３４に付属のスプライン軸３５を挿通している。そして、このスプライン軸３５の先端部（図７の左端部）に螺合したナット３６と、上記等速ジョイント３４を構成するハウジング部３７の端面との間で、上記ハブ１２ｂを挟持している。このハウジング部３７の端面に突き合うかしめ部２５の端面には、かしめ加工に基づく塑性変形により、或はかしめ加工後の機械加工により、平坦面を形成して、突き合わせ面同士の接触面積を確保している。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００２９】
次に、図８は、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の場合も、駆動輪を支持する為の転がり軸受ユニットに本発明を適用している。特に、本例の場合には、第一の内輪１３ａの内端部内周面に段部３８を、全周に亙って形成し、ハブ１２ｂの内端部に形成したかしめ部２５により、この段部３８を抑え付けている。これに伴って、等速ジョイント３４を構成するハウジング部３７の端面を、上記第一の内輪１３ａの内端面に、直接当接させている。その他の構成及び作用は、上述した第５例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００３０】
次に、図９は、本発明の実施の形態の第７例を示している。前述した第１例から上述した第６例までが、何れも内径側軌道輪部材が、車輪と共に回転するハブを含むものであるのに対して、本例の場合には、外径側軌道輪部材が、車輪と共に回転するハブ３９である。この為に、このハブ３９の内周面に第一、第二の外輪軌道１５、１６を、同じく外周面に車輪を支持固定する為のフランジ２１ａを、それぞれ形成している。
【００３１】
又、内径側軌道輪部材は、その外周面に設けた取付部１７ａにより懸架装置に対し結合固定する静止軸部材４０の外周面に、第一、第二の内輪１３、１４を外嵌し、この静止軸部材４０の外端部に形成したかしめ部２５により固定している。又、上記ハブ３９の外端開口部は、カバー４１により塞いでいる。この様な本例の場合には、外側（図９の左側）に設けた第一の内輪１３に就いて、上記かしめ部２５の形成後に、第一の内輪軌道１８及び第一の大鍔２２の内側面の傾斜角度、及びこの第一の内輪軌道１８のクラウニング量が適正値になる様に考慮する。直径方向に関して、回転する軌道輪の内外が逆になり、それに伴って軸方向に関する内外が一部で逆になった点以外の構成及び作用は、前述した第１例の場合とほぼ同様である。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットとその製造方法は、以上に述べた通り構成され作用するので、自動車の組立工場での組立作業を簡略化して自動車の製造コストの削減を図れ、しかも十分な耐久性を確保可能な構造を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の実施の形態の第１例を示す半部断面図。
【図２】
かしめ部の加工に伴って第一の内輪軌道及び大鍔の内側面の傾斜角度が変化する状態を説明する為の、図１のＡ部拡大図。
【図３】
かしめ部の加工に伴って第一の内輪軌道のクラウニング量が変化する状態を説明する為の、図１のＡ部拡大図。
【図４】
本発明の実施の形態の第２例を示す半部断面図。
【図５】
同第３例を示す半部断面図。
【図６】
同第４例を示す半部断面図。
【図７】
同第５例を示す半部断面図。
【図８】
同第６例を示す半部断面図。
【図９】
同第７例を示す半部断面図。
【図１０】
従来構造の１例を示す断面図。
【符号の説明】
１ 複列円すいころ軸受ユニット
２ 外輪
３ 内輪
４ 円すいころ
５ 外輪軌道
６ 内輪軌道
７ 保持器
８ 組み合わせシールリング
９ 空間
１０ 車輪支持用転がり軸受ユニット
１１、１１ａ 外輪
１２、１２ａ、１２ｂ ハブ
１３、１３ａ 第一の内輪
１４ 第二の内輪
１５ 第一の外輪軌道
１６ 第二の外輪軌道
１７、１７ａ 取付部
１８ 第一の内輪軌道
１９ 第二の内輪軌道
２０ 段部
２１、２１ａ フランジ
２２ 第一の大鍔
２３ 第二の大鍔
２４ 円筒部
２５ かしめ部
２６ 段差面
２７ 小径部
２８ ナックル
２９ 支持孔
３０ エンコーダ
３１ カバー
３２ センサ
３３ スプライン孔
３４ 等速ジョイント
３５ スプライン軸
３６ ナット
３７ ハウジング部
３８ 段部
３９ ハブ
４０ 静止軸部材
４１ カバー
[Document name] Statement
[Title of the Invention] A rolling bearing unit for supporting wheels and a method for manufacturing the same.
[Claims]
1. A first and second outer diameter side raceway ring members each having a conical concave curved surface on an inner peripheral surface, and a conical convex curved surface on an outer peripheral surface. A plurality of inner ring members forming the first and second inner ring races, and a plurality of each of the first and second inner ring races and the first and second outer ring races are rotatably provided. In a rolling bearing unit for wheel support provided with a conical roller, the inner diameter side raceway member includes an inner ring having the first inner ring raceway formed on the outer peripheral surface thereof, and an inner ring directly or another inner ring on the outer peripheral surface thereof. The inner ring is composed of a shaft member forming the second inner ring orbit through the shaft member, and the inner ring is fitted onto the end portion of the shaft member, and a cylindrical portion formed on the end portion of the shaft member is laterally outward in the radial direction. The crimped portion formed by plastically deforming the wheel suppresses the end face in the axial direction, so that the end face is supported and fixed to the shaft member.(1)~(3)A rolling bearing unit for wheel support, which is characterized by satisfying at least one of the requirements.
(1) The inclination angle of the first inner ring track with respect to the central axis of the shaft member was made smaller than an appropriate value before the formation of the crimped portion, and the crimped portion was formed to support and fix the inner ring to the shaft member. In this state, the inclination angle of the first inner ring track is set to an appropriate value.
(2) The inclination angle of the inner surface of the large collar formed on the outer peripheral surface of the large diameter side end of the inner ring with respect to the virtual plane orthogonal to the central axis of the shaft member is made smaller than the appropriate value before the formation of the caulking portion. With the crimped portion formed and the inner ring supported and fixed to the shaft member, the inclination angle of the inner surface of the large collar is set to an appropriate value.
(3) The first inner ring raceway is crowned, and the crowning amount of the first inner ring raceway is made larger than an appropriate value before the formation of the crimped portion, and the crimped portion is formed to form the inner ring with the shaft. The crowning amount is set to an appropriate value while being supported and fixed to the member.
2. A manufacturing method for manufacturing the rolling bearing unit for wheel support according to claim 1, wherein the following.(1)~(3)A method for manufacturing a rolling bearing unit for wheel support, which comprises satisfying at least one requirement of.
(1) To make the inclination angle of the first inner ring track with respect to the central axis of the shaft member smaller than an appropriate value before forming the crimped portion, and to form this crimped portion to support and fix the inner ring to the shaft member. Based on the elastic deformation of the inner ring that accompanies it, the inclination angle of the first inner ring track is set to an appropriate value.
(2) The inclination angle of the inner surface of the large collar formed on the outer peripheral surface of the large diameter side end of the inner ring with respect to the virtual plane orthogonal to the central axis of the shaft member is made smaller than the appropriate value before the formation of the crimped portion. The inclination angle of the inner surface of the large collar is set to an appropriate value based on the elastic deformation of the inner ring that accompanies the formation of the crimped portion and the support and fixing of the inner ring to the shaft member.
(3) Crowning is applied to the first inner ring track as a crowning amount larger than an appropriate value in the state before the formation of the caulking portion, and the caulking portion is formed to support and fix the inner ring to the shaft member. Based on the elastic deformation of the inner ring that accompanies this, the crowning amount is set to an appropriate value.
3. The outer diameter side track ring members each having a conical concave curved surface on the inner peripheral surface, and the first and second outer ring members having a conical convex curved surface on the outer peripheral surface, respectively. An inner ring member having an inner ring track formed therein, and a plurality of conical rollers provided between the first and second inner ring tracks and the first and second outer ring tracks so as to be rollable. In the rolling bearing unit for wheel support provided, the inner diameter side raceway ring member includes an inner ring having the first inner ring raceway formed on the outer peripheral surface thereof, and the first inner ring directly or via another inner ring on the outer peripheral surface thereof. It consists of a shaft member that forms two inner ring trajectories, and the inner ring is fitted onto the end of the shaft member, and the cylindrical portion formed at the end of the shaft member is plastically deformed outward in the radial direction. By holding down the axial end surface of the crimped portion formed by, the shaft member is supported and fixed, and the inclination angle of the first inner ring track with respect to the central axis of the shaft member is the inclination angle of the crimped portion. This appropriate value is determined before the formation of the caulked portion so that it becomes an appropriate value determined from the inclination angle of the first outer ring track and the inclination angle of the rolling surface of each cone in a state of being elastically deformed by processing. For wheel support, the inclination angle of the first inner ring track is set to an appropriate value in a state where the value is made smaller than the value and the caulked portion is formed to support and fix the inner ring to the shaft member. Rolling bearing unit.
4. The outer diameter side orbital ring members each having a conical concave curved surface on the inner peripheral surface and the first and second outer diameter side orbital ring members having a conical convex curved surface on the outer peripheral surface, respectively. A plurality of inner ring members forming an inner ring track and a plurality of conical rollers provided between the first and second inner ring tracks and the first and second outer ring tracks so as to be rollable. In the rolling bearing unit for wheel support provided, the inner diameter side raceway ring member includes an inner ring having the first inner ring raceway formed on the outer peripheral surface thereof, and the first inner ring directly or via another inner ring on the outer peripheral surface thereof. It consists of a shaft member that forms two inner ring trajectories, and the inner ring is fitted onto the end of the shaft member, and the cylindrical portion formed at the end of the shaft member is plastically deformed outward in the radial direction. By holding down the axial end surface by the caulking portion formed in, the end surface is supported and fixed to the shaft member, and the large-diameter side end portion of the inner ring with respect to the virtual plane orthogonal to the central axis of the shaft member. In a state where the inclination angle of the inner surface of the large collar formed on the outer peripheral surface is elastically deformed due to the processing of the caulking portion, the inclination angle of the first outer ring track and the shape of the large diameter side end surface of each cone. Before the caulking portion is formed, the value is made smaller than the appropriate value so as to be an appropriate value determined from the above, and in a state where the caulking portion is formed and the inner ring is supported and fixed to the shaft member, the inside of the large collar A rolling bearing unit for supporting wheels, which is characterized in that the inclination angle of the side surface is set to an appropriate value.
5. The outer diameter side track ring members each having a tapered concave curved surface on the inner peripheral surface, and the first and second outer ring members having a tapered convex curved surface on the outer peripheral surface, respectively. An inner ring member forming an inner ring track, and a plurality of tapered rollers provided between the first and second inner ring tracks and the first and second outer ring tracks so as to be rollable. In the rolling bearing unit for supporting wheels, the inner diameter side racer ring member includes an inner ring having the first inner ring raceway formed on the outer peripheral surface thereof, and the first inner ring directly or via another inner ring on the outer peripheral surface thereof. It consists of a shaft member that forms two inner ring trajectories, and the inner ring is fitted onto the end of the shaft member, and the cylindrical portion formed at the end of the shaft member is plastically deformed outward in the radial direction. By holding down the axial end face of the crimped portion formed by, the shaft member is supported and fixed, and the first inner ring track is crowned. With the first inner ring orbit elastically deformed, the crowning amount of the first inner ring orbit becomes an appropriate value determined from the shape of the first outer ring orbit and the shape of the rolling surface of each tapered roller. Prior to the formation of the crimped portion, the crowning amount of the first inner ring track is made larger than the appropriate value, and the crowning amount is adjusted in a state where the crimped portion is formed and the inner ring is supported and fixed to the shaft member. A rolling bearing unit for supporting wheels, which is characterized by having an appropriate value.
Description: TECHNICAL FIELD [Detailed description of the invention]
[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The rolling bearing unit for wheel support according to the present invention is used to rotatably support wheels for a relatively heavy vehicle such as a light truck or a large passenger car with respect to a suspension device.
0002.
[Conventional technology]
The wheels of an automobile are rotatably supported by a rolling bearing unit against a suspension device. Further, in order to support the wheels of a heavy automobile, a double-row tapered roller bearing unit is used. FIG. 10 shows a double-row tapered roller bearing unit 1 that has been widely used to support wheels. The double-row tapered roller bearing unit 1 is formed by rotatably supporting a pair of inner rings 3 and 3 on the inner diameter side of one outer ring 2 by a plurality of tapered rollers 4 and 4, respectively. On the inner peripheral surface of the outer ring 2, each of the double-row outer ring orbits 5 and 5 has a conical concave shape, and on the outer peripheral surfaces of the inner rings 3 and 3, each of the inner ring orbits 6 has a conical convex surface. 6 are formed respectively. The tapered rollers 4 and 4 are sandwiched between the outer ring orbits 5 and 5 and the inner ring orbits 6 and 6 while being rotatably held by the cages 7 and 7, respectively. Further, combination seal rings 8 and 8 are mounted between the inner peripheral surfaces of both ends of the outer ring 2 and the outer peripheral surfaces of the ends of the inner rings 3 and 3, respectively, and the tapered rollers 4 and 4 are installed. The openings at both ends in the axial direction of the space 9 are closed.
0003
In order to support the wheel with respect to the suspension device by the double-row tapered roller bearing unit 1 as described above, the outer ring 2 is internally fitted and supported in the support hole provided on the suspension device side, and the inner rings 3 and 3 are supported. , Insert the axle that supports the wheels.
By the way, as shown in FIG.Double row tapered roller bearing unitAccording to 1, when the wheels are supported with respect to the suspension device, the number of work man-hours in the automobile assembly factory is large, and it is difficult to reduce the cost. For this reason, although the weight is relatively heavy, such as light trucks and large passenger cars, wheel support that combines more parts at the bearing factory to support the wheels of automobiles that need to be considered for mass productivity (assembleability). A rolling bearing unit for use is also constructed.
0004
[Problems to be Solved by the Invention]
The rolling bearing unit for wheel support has a structure incorporating double-row tapered roller bearings, and in order to reduce the number of component parts, the shaft member and the inner ring are formed with a cylindrical portion formed at the end of the shaft member. It is necessary to bond and fix each other by a caulking portion formed by plastically deforming outward in the direction.
When the shaft member and the inner ring member are coupled and fixed in this way, the inner ring fitted to the shaft member is elastically deformed as the cylindrical portion is plastically deformed. Therefore, if this elastic deformation is not taken into consideration, the contact state between the inner ring and the tapered rollers becomes irregular, and it becomes difficult to ensure the durability of the rolling bearing unit for wheel support.
The rolling bearing unit for wheel support and the manufacturing method thereof of the present invention have been invented in view of such circumstances.
0005
[Means for solving problems]
In the rolling bearing unit for wheel support according to the present invention, the outer diameter side raceway ring members each having a conical concave curved surface on the inner peripheral surface and the outer diameter side raceway ring members having formed the first and second outer ring raceways and the outer peripheral surface are tapered respectively. A plurality of inner diameter side race ring members forming the first and second inner ring race tracks having a convex curved surface, and a plurality of inner ring members between the first and second inner ring race tracks and the first and second outer ring race tracks, respectively. Each is equipped with a tapered roller that can be rolled freely.
Further, in the rolling bearing unit for wheel support according to the present invention, the inner diameter side raceway ring member includes an inner ring having the first inner ring raceway formed on the outer peripheral surface thereof and an inner ring directly or another inner ring on the outer peripheral surface thereof. It is composed of a shaft member that forms the second inner ring track through the above. Then, the inner ring is fitted onto the end portion of the shaft member, and the axial end surface is formed by a caulking portion formed by plastically deforming the cylindrical portion formed at the end portion of the shaft member in the radial direction. By being suppressed, it is supported and fixed to the shaft member.
0006
In particular, in the case of the rolling bearing unit for wheel support according to claim 1, the following(13)Meet at least one of the requirements.
(1) The inclination angle of the first inner ring track with respect to the central axis of the shaft member was made smaller than an appropriate value before the formation of the crimped portion, and the crimped portion was formed to support and fix the inner ring to the shaft member. In this state, the inclination angle of the first inner ring track is set to an appropriate value.
(2) The inclination angle of the inner surface of the large collar formed on the outer peripheral surface of the large diameter side end of the inner ring with respect to the virtual plane orthogonal to the central axis of the shaft member is made smaller than the appropriate value before the formation of the caulking portion. With the crimped portion formed and the inner ring supported and fixed to the shaft member, the inclination angle of the inner surface of the large collar is set to an appropriate value.
(3) The first inner ring raceway is crowned, and the crowning amount of the first inner ring raceway is made larger than an appropriate value before the formation of the crimped portion, and the crimped portion is formed to form the inner ring with the shaft. The crowning amount is set to an appropriate value while being supported and fixed to the member.
0007
Further, the method for manufacturing the rolling bearing unit for wheel support according to claim 2 is as follows.(1)~(3)Meet at least one requirement of.
(1) To make the inclination angle of the first inner ring track with respect to the central axis of the shaft member smaller than an appropriate value before forming the crimped portion, and to form this crimped portion to support and fix the inner ring to the shaft member. Based on the elastic deformation of the inner ring that accompanies it, the inclination angle of the first inner ring track is set to an appropriate value.
(2) The inclination angle of the inner surface of the large collar formed on the outer peripheral surface of the large diameter side end of the inner ring with respect to the virtual plane orthogonal to the central axis of the shaft member is made smaller than the appropriate value before the formation of the crimped portion. The inclination angle of the inner surface of the large collar is set to an appropriate value based on the elastic deformation of the inner ring that accompanies the formation of the crimped portion and the support and fixing of the inner ring to the shaft member.
(3) Crowning is applied to the first inner ring track as a crowning amount larger than an appropriate value in the state before the formation of the caulking portion, and the caulking portion is formed to support and fix the inner ring to the shaft member. Based on the elastic deformation of the inner ring that accompanies this, the crowning amount is set to an appropriate value.
In any of the inventions described in claims 1 and 2, in order to obtain the appropriate values of (1) to (3) above, as shown in claims 3 to 5, the inclination angle of the first outer ring track or It is natural to consider the shape and the inclination angle or shape of the rolling surface of each tapered roller, or the shape of the large-diameter side end face of each tapered roller.
0008
[Action]
According to the rolling bearing unit for wheel support and the manufacturing method thereof of the present invention configured as described above, the contact state between the inner ring and the tapered rollers is not limited to the elastic deformation of the inner ring due to the plastic deformation of the cylindrical portion. Can be in the normal state. Therefore, it becomes easy to ensure the durability of the rolling bearing unit for wheel support. still,(1)~(3)It is preferable that all of the requirements are satisfied, but if at least one requirement is satisfied, the durability can be improved accordingly.
0009
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIGS. 1 to 3 show a first example of the embodiment of the present invention. The rolling bearing unit 10 for wheel support of this example includes an outer ring 11 which is an outer diameter side race ring member, a hub 12 which is a shaft member, and first and second wheels 12 which are combined with each other to form an inner diameter side race wheel member. The inner rings 13 and 14 and a plurality of tapered rollers 4 and 4 are provided. Of these, the outer ring 11 supports and fixes the first and second outer ring tracks 15 and 16 having conical concave curved surfaces on the inner peripheral surface, and the outer ring 11 on the outer peripheral surface with respect to the suspension device. The outward flange-shaped mounting portions 17 are formed respectively. The inclination directions of the first and second outer ring tracks 15 and 16 are opposite to each other.
0010
Further, on the outer peripheral surfaces of the first and second inner rings 13 and 14, the first and second inner ring orbits 18 and 19 which are conical convex curved surfaces are formed, respectively. The first and second inner rings 13 and 14 are stepped portions formed in the inner half portion of the hub 12 (the half portion that is closer to the center in the width direction when assembled to the vehicle, and is the right half portion in FIG. 1). It fits on the outside of 20. In this state, the inclination directions of the first and second inner ring tracks 18 and 19 are opposite to each other. Further, on the outer peripheral surface of the outer end portion of the hub 12 (the end portion that is outward in the width direction when assembled to the vehicle, the left end portion in FIG. 1), the portion protruding from the outer end opening of the outer ring 11 , A flange 21 for supporting and fixing the wheel is formed on the hub 12.
0011
Further, a plurality of tapered rollers 4 and 4 are provided between the first and second outer ring orbits 15 and 16 and the first and second inner ring orbits 18 and 19, respectively, in the cage 7. It is provided so as to be rollable while being held by 7. Further, between the inner peripheral surfaces of both ends of the outer ring 11 and the outer peripheral surfaces of the first and second large collars 22 and 23 formed at the opposite end portions of the first and second inner rings 13 and 14. , Combination seal rings 8, 8 and the like are provided to close the openings at both ends in the axial direction of the space 9 in which the tapered rollers 4 and 4 are installed.
0012
Of the first and second inner rings 13 and 14, the second inner ring 14 is fitted onto the inner portion (left portion in FIG. 1) of the step portion 20 formed on the hub 12, and is also the first inner ring. 13 is fitted on the inner end portion. The inner end surface of the first inner ring 13 is suppressed by the caulking portion 25 formed by plastically deforming the cylindrical portion 24 formed at the inner end portion of the hub 12 outward in the radial direction. In this state, the first and second inner rings 13 and 14 are sandwiched from both sides in the axial direction by the stepped surface 26 formed at the inner end of the stepped portion 20 and the crimped portion 25, and the hub 12 Is fixed to.
0013
The above caulking part25The cross-sectional shape of the inner end surface of is a composite curved surface having a large radius of curvature on the inner diameter side and a small radius of curvature on the outer diameter side. In order to form such a crimped portion 25, the inner peripheral surface of the cylindrical portion 24 before plastic deformation is a conical concave surface whose diameter increases toward the inner end opening. Further, when the caulking portion 25 is plastically worked, especially at the end of the machining, a force (compressive stress) inward in the radial direction of the caulking portion 25 is applied to the caulking portion 25 to prevent cracks and the like. Prevent damage. Therefore, the plastic working of the caulked portion 25 is preferably performed by rocking forging.
0014.
Further, the hub 12 is integrally molded by forging a material made of carbon steel having a C (carbon) content of about 0.2 to 1.1% by weight. Then, the intermediate portion to the inner portion of the step portion 20, the base portion of the flange 21, and other portions requiring strength are quenched and cured by high frequency quenching or the like. However, the cylindrical portion 24 on which the caulking portion 25 should be formed is not subjected to quenching treatment and is left as it is. On the other hand, the first and second inner rings 13 and 14 are made of high carbon chrome bearing steel such as SUJ2, and are hardened by quenching to the core. Alternatively, the first and second inner rings 13 and 14 may be made of chrome steel, chrome molybdenum steel or the like, and the surface may be hardened by a charcoal-burning treatment.
0015.
With the formation of the caulking portion 25, a force is applied to the first and second inner rings 13 and 14, and in particular, a large force is applied to the first inner ring 13. However, since these first and second inner rings 13 and 14 are hardened, the deformation due to the formation of the caulked portion 25 including the first inner ring 13 is limited, and damage such as cracking occurs. do not. In particular, in the illustrated example, a small diameter portion 27 is formed in the inner half portion of the first large collar 22 formed at the inner end portion of the first inner ring 13, and the caulking portion 25 is the inner diameter of the small diameter portion 27. It is located on the side. Therefore, the amount of change in the outer diameter of the portion that externally supports the combined seal ring 8 with the formation of the caulking portion 25 is small, and the amount of change is stable (variation is small). .. Therefore, if the combination seal ring 8 is manufactured in anticipation of the amount of change in the outer diameter, the necessary tightening allowance can be secured and the sealing property of the combination seal ring 8 can be sufficiently ensured.
0016.
Further, in the case of the rolling bearing unit for wheel support of this example, each part of the first inner ring 13 and each of the above parts regardless of the force applied to the first inner ring 13 due to the formation of the caulking portion 25. The contact state with the tapered rollers 4 and 4 is set to the normal state. The contact state between each part of the first inner ring 13 and the tapered rollers 4 and 4 described above is as follows.
(1) The first inner ring orbit 18 and each of theseTapered rollerRegarding the contact angle among the contact states of 4 and 4 with the rolling surface,
(2) The inner surface of the first large brim 22 and each of theseTapered roller4 and 4 related to the contact state with the large diameter side end face,
(3) The first inner ring track 18 and each of theseTapered rollerOf the contact states with the rolling surfaces of 4 and 4, those related to crowning,
There are three possible types. In the case of this example, all of these three types of contact states are normal states.
Next, the means for normalizing these three types of contact states will be described.
[0017]
First, the first inner ring track 18 and each of theseTapered rollerIn order to normalize the contact angle of the contact states of 4 and 4 with the rolling surfaces, the inclination angle of the first inner ring track 18 with respect to the central axis of the hub 12 is set by the caulking portion 25. Before formation, it is made smaller than the appropriate value. That is, a force outward in the radial direction is applied to the inner end portion of the first inner ring 13 with the forming work of the caulking portion 25. Therefore, with the forming work of the caulking portion 25, the force is applied. The inclination angle of the first inner ring track 18 is slightly large. Therefore, in the case of this example, as shown in FIG. 2, the inclination angle α of the first inner ring track 18 before the formation of the caulking portion 25 is α.2 , Appropriate tilt angle α1 Less than (α2 <Α1 )doing. Then, in a state where the caulking portion 25 is formed and the first inner ring 13 is supported and fixed to the hub 12, the inclination angle of the first inner ring track 18 is an appropriate value α.1 I am trying to become. Since the amount of elastic deformation of the first inner ring 13 accompanying the forming work of the caulking portion 25 is always constant as long as the specifications of the rolling bearing unit are the same, the caulking portion 25 is formed before the caulking portion 25 is formed. Tilt angle α to be given to one inner ring track 182 Can be easily determined by experiment.In this case, it goes without saying that the inclination angle of the first outer ring track 15 and the inclination angle of the rolling surfaces of the tapered rollers 4 and 4 are taken into consideration (otherwise, the inclination angle α is not taken into consideration. 1 , Α 2 Can't be asked).
0018
As described above, the inclination angle of the first inner ring track 18 is set to an appropriate value α in the state where the caulking portion 25 is formed.1 Therefore, this first inner ring orbit 18 and each of the aboveTapered rollerThe contact state with the rolling surfaces of 4 and 4 can be made normal. Therefore, these first inner ring orbits 18 and eachTapered rollerThe rolling surfaces of 4 and 4 come into contact with each other evenly over the entire length, preventing the surface pressure of the contacting portion from becoming excessively excessive, and the rolling fatigue life of each surface can be ensured.
0019
Next, the inner surface of the first large brim 22 and each of the aboveTapered rollerFormed on the outer peripheral surface of the large-diameter side end of the first inner ring 13 with respect to the virtual plane orthogonal to the central axis of the hub 12 in order to normalize the contact state with the large-diameter side end faces of 4 and 4. The inclination angle of the inner surface of the first large collar 22 is made smaller than the appropriate value before the caulking portion 25 is formed. That is, as the caulking portion 25 is formed, the inclination angle of the first large collar 22 becomes large, albeit slightly. Therefore, in the case of this example, as shown in FIG. 2, the inclination angle β of the first large collar 22 before the formation of the caulking portion 25 is2 , Appropriate tilt angle β1 Less than (β2 <Β1 )doing. Then, in a state where the caulking portion 25 is formed and the first inner ring 13 is supported and fixed to the hub 12, the inclination angle of the first large collar 22 is an appropriate value β.1 I am trying to become. The inclination angle β that should be given to the first large collar 22 before forming the crimped portion 25.2 Can be easily obtained by experiment.In this case as well, it goes without saying that the inclination angle of the first outer ring track 15 and the shape of the large-diameter side end faces of the tapered rollers 4 and 4 are taken into consideration (otherwise, the inclination angle β is not taken into consideration. 1 , Β 2 Can't be asked).
0020
As described above, in the state where the crimped portion 25 is formed, the inclination angle of the first large collar 22 is set to an appropriate value β.1 Because it is, this first large brim 22 and each of the aboveTapered rollerThe contact state with the large diameter side end faces of 4 and 4 can be made normal. For this reason, these first large brims 22 and eachTapered rollerThe contact positions of 4 and 4 with the large diameter side end faces are set for each of these.Tapered rollerIt can be formed in a portion close to the rolling surfaces of 4 and 4 (a portion closer to the outer diameter of the large-diameter side end surface, which is close to the first inner ring track 18). For this reason, the inner surface of the first large brim 22 and eachTapered rollerBy reducing the sliding friction at the contact part with the large diameter side end faces of 4 and 4,Rolling bearing unit for wheel supportRotational torque and heat generation can be reduced.
0021.
Further, the first inner ring track 18 and each of the aboveTapered rollerIn order to normalize the state of contact with the rolling surfaces of 4 and 4, the amount of crowning of the first inner ring track 18 is made larger than the appropriate value before the formation of the caulking portion 25. doing. That is, with the forming work of the caulking portion 25, the cross-sectional shape of the first inner ring track 18 is elastically deformed in the direction in which the central portion in the width direction is concave, albeit slightly. Therefore, in the case of this example, as shown in FIG. 3, the crowning amount δ of the first inner ring track 18 before the formation of the caulking portion 25 is performed.2 , Appropriate crowning amount δ1 Greater than (δ)2 > Δ1 )doing. Then, in a state where the caulking portion 25 is formed and the first inner ring 13 is supported and fixed to the hub 12, the crowning amount of the first inner ring track 18 is an appropriate value δ.1 I am trying to become. Caulking part 25ToCrowning amount δ to be applied to the first inner ring orbit 18 before forming2 Can be easily determined by experiment.In this case, it goes without saying that the shape of the first outer ring track 15 and the shape of the rolling surfaces of the tapered rollers 4 and 4 are taken into consideration (otherwise, the crowning amount δ is taken into consideration). 1 , Δ 2 Can't be asked).
0022.
As described above, the crowning amount of the first inner ring track 18 is set to an appropriate value δ in the state where the caulking portion 25 is formed.1 Therefore, this first inner ring orbit 18 and each of the aboveTapered rollerThe contact state with the rolling surfaces of 4 and 4 can be made normal. More specifically, each of theseRolling surfaces of tapered rollers 4 and 4It is possible to prevent the edge load from being applied to the abutting portions between both ends in the axial direction of the above and the first inner ring track 18. Therefore, these first inner ring orbits 18 and eachTapered rollerThe rolling surfaces of 4 and 4 come into contact with each other evenly over the entire length, preventing the surface pressure of the contacting portion from becoming excessively excessive, and the rolling fatigue life of each surface can be ensured.
[0023]
In the case of a general rolling bearing unit for wheel support, the specifications of the tapered roller bearings provided in multiple rows are the same except that the direction of the contact angle is changed. However, the second inner ring 14 provided on the outer side hardly deforms due to the forming work of the caulking portion 25, and the inclination angle of the second inner ring track 19 and the second large collar 23, and further, the second inner ring The crowning amount of the inner ring track 19 does not change much. Therefore, the inclination angle and crowning amount of the second inner ring track 19 and the second large collar 23 are the states after the caulking portion 25 is formed, and the first inner ring track 18 and the first large collar are the same. 22 tilt angle α1 , Β1 And crowning amount δ1 To match. In short, in the state before the caulking portion 25 is formed, the inclination angles of the inner ring tracks 18, 19 and the large collars 22, 23 are smaller for the first inner ring 13 than for the second inner ring 14. .. Further, in the state before the caulking portion 25 is formed, the crowning amount of the first inner ring 13 is larger than the crowning amount of the second inner ring 14. On the other hand, in the state after the caulking portion 25 is formed, the inclination angles and crowning amounts of the first and second inner rings 13 and 14 are substantially equal to each other.
0024
Further, in the illustrated example, as described above, since the small diameter portion 27 is formed in the inner half portion of the first large collar portion 22, the first crimp portion 25 is formed. The changes in the inclination angle and crowning amount of the inner ring track 18 and the first large collar 22 are small. Therefore, it is easy to adjust the inclination angle and the crowning amount to be appropriate values.
Further, in the illustrated example, as shown in FIG. 1, in the state where the crimped portion 25 is formed, the extension line a of the inner surface of the first large collar 22 is not hooked on the crimped portion 25. In other words, the extension line a hangs on the fitting portion between the cylindrical portion of the outer peripheral surface of the step portion 20 and the cylindrical portion of the inner peripheral surface of the first inner ring 13. Therefore, the radial load applied to the first inner ring 13 from the tapered rollers 4 and 4 does not act in the direction of loosening the crimped portion 25, and the durability of the crimped portion 25 can be ensured.
0025
Next, FIG. 4 shows a second example of the embodiment of the present invention. In the case of this example, the mounting portion 17 (FIG. 1) is not provided on the outer peripheral surface of the outer ring 11a, and this outer peripheral surface is simply a cylindrical surface. Then, at the time of assembling to the vehicle, the outer ring 11a is supported and fixed in the support hole 29 of the knuckle 28 constituting the suspension device. Since other configurations and operations are the same as in the case of the first example described above, the same reference numerals are given to the equivalent parts, and duplicate description will be omitted.
0026
Next, FIG. 5 shows a third example of the embodiment of the present invention. In the case of this example, the rotation speed of the wheel fixed to the hub 12 can be detected freely. Therefore, in the case of this example, the base end portion of the encoder 30 is externally fitted and fixed to the first large collar 22 provided at the inner end portion of the first inner ring 13. Further, the cover 31 is fitted and fixed to the inner end opening of the outer ring 11 in a state of closing the inner end opening, and the detection portion of the sensor 32 supported and fixed to the cover 31 is attached to the detected portion of the encoder 30. They are close to each other. Since the structure and operation of the rotation speed detection device composed of the sensor 32 and the encoder 30 are well known and are not the gist of the present invention, detailed description thereof will be omitted. Further, since the other configurations and operations are the same as in the case of the first example described above, the same reference numerals are given to the equivalent portions, and duplicate description will be omitted.
[0027]
Next, FIG. 6 shows a fourth example of the embodiment of the present invention. In the case of this example, the second inner ring 14 (FIGS. 1, 4, 5) is omitted, and instead, the second inner ring track 19 is directly formed on the outer peripheral surface of the intermediate portion of the hub 12a. Since other configurations and operations are the same as in the case of the first example described above, the same reference numerals are given to the equivalent parts, and duplicate description will be omitted.
[0028]
Next, FIG. 7 shows a fifth example of the embodiment of the present invention. In each of the above-mentioned first example to the above-mentioned fourth example, the present invention is applied to a rolling bearing unit for supporting a driven wheel (front wheel of FR vehicle and RR vehicle, rear wheel of FF vehicle). On the other hand, in the case of this example, the present invention is applied to a rolling bearing unit for supporting drive wheels (rear wheels of FR and RR vehicles, front wheels of FF vehicles, and all wheels of 4WD vehicles). .. Therefore, in the case of this example, a spline hole 33 is formed in the central portion of the hub 12b, and a spline shaft 35 attached to the constant velocity joint 34 is inserted through the spline hole 33. Then, the hub 12b is sandwiched between the nut 36 screwed into the tip end portion (left end portion in FIG. 7) of the spline shaft 35 and the end surface of the housing portion 37 constituting the constant velocity joint 34. .. A flat surface is formed on the end surface of the caulking portion 25 that abuts against the end surface of the housing portion 37 by plastic deformation based on the caulking process or by machining after the caulking process to secure the contact area between the abutting surfaces. doing. Since other configurations and operations are the same as in the case of the first example described above, the same reference numerals are given to the equivalent parts, and duplicate description will be omitted.
[0029]
Next, FIG. 8 shows a sixth example of the embodiment of the present invention. In the case of this example as well, the present invention is applied to the rolling bearing unit for supporting the drive wheels. In particular, in the case of this example, a step portion 38 is formed on the inner peripheral surface of the inner end portion of the first inner ring 13a over the entire circumference, and the caulking portion 25 formed on the inner end portion of the hub 12b is used for this step portion 38. The step portion 38 is suppressed. Along with this, the end surface of the housing portion 37 constituting the constant velocity joint 34 is directly brought into contact with the inner end surface of the first inner ring 13a. Since other configurations and operations are the same as in the case of the fifth example described above, the same reference numerals are given to the equivalent parts, and duplicate description will be omitted.
[0030]
Next, FIG. 9 shows a seventh example of the embodiment of the present invention. In each of the above-mentioned first example to the above-mentioned sixth example, the inner diameter side raceway ring member includes a hub that rotates together with the wheel, whereas in the case of this example, the outer diameter side raceway ring member is , A hub 39 that rotates with the wheels. For this reason, first and second outer ring raceways 15 and 16 are formed on the inner peripheral surface of the hub 39, and flanges 21a for supporting and fixing the wheels are also formed on the outer peripheral surface.
0031
Further, the inner ring side raceway member is formed by externally fitting the first and second inner rings 13 and 14 onto the outer peripheral surface of the stationary shaft member 40 which is coupled and fixed to the suspension device by the mounting portion 17a provided on the outer peripheral surface thereof. It is fixed by a caulking portion 25 formed at the outer end portion of the stationary shaft member 40. Further, the outer end opening of the hub 39 is closed by the cover 41. In the case of this example, regarding the first inner ring 13 provided on the outer side (left side in FIG. 9), after the caulking portion 25 is formed, the first inner ring track 18 and the first large collar 22 are formed. Consider so that the inclination angle of the inner surface of the first inner ring orbit 18 and the crowning amount of the first inner ring track 18 become appropriate values. The configuration and operation are almost the same as in the case of the first example described above, except that the inside and outside of the rotating raceway ring are reversed in the radial direction, and the inside and outside in the axial direction are partially reversed accordingly. ..
[0032]
【Effect of the invention】
Since the rolling bearing unit for wheel support and the manufacturing method thereof of the present invention are configured and operate as described above, the assembly work in the automobile assembly plant can be simplified, the manufacturing cost of the automobile can be reduced, and the manufacturing cost of the automobile can be sufficiently reduced. A structure that can ensure durability can be realized.
[Simple explanation of drawings]
FIG. 1
A half sectional view showing a first example of the embodiment of the present invention.
FIG. 2
FIG. 1 is an enlarged view of part A in FIG. 1 for explaining a state in which the inclination angle of the first inner ring track and the inner surface of the large collar changes with the processing of the crimped portion.
FIG. 3
FIG. 1 is an enlarged view of part A in FIG. 1 for explaining a state in which the crowning amount of the first inner ring track changes with the processing of the crimped portion.
FIG. 4
A half sectional view showing a second example of the embodiment of the present invention.
FIG. 5
The half sectional view which shows the 3rd example.
FIG. 6
The half sectional view which shows the 4th example.
FIG. 7
The half sectional view which shows the 5th example.
FIG. 8
The half sectional view which shows the 6th example.
FIG. 9
The half sectional view which shows the 7th example.
FIG. 10
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a conventional structure.
[Explanation of symbols]
1 Double row tapered roller bearing unit
2 outer ring
3 inner ring
4 Tapered roller
5 Outer ring track
6 Inner ring orbit
7 cage
8 Combination seal ring
9 space
10 Rolling bearing unit for wheel support
11, 11a outer ring
12, 12a, 12b hub
13, 13a First inner ring
14 Second inner ring
15 First outer ring trajectory
16 Second outer ring orbit
17, 17a Mounting part
18 First inner ring orbit
19 Second inner ring orbit
20 steps
21, 21a Flange
22 First large brim
23 Second large brim
24 Cylindrical part
25 caulking part
26 Step surface
27 small diameter part
28 knuckles
29 Support hole
30 encoder
31 cover
32 sensor
33 spline holes
34 constant velocity joint
35 spline axis
36 nuts
37 Housing
38 steps
39 hub
40 Static shaft member
41 cover