(57)【要約】【課題】外側列の玉４ａのピッチ円直径が内側列の玉４ｂのピッチ円直径よりも大きく、ハブ本体５と内輪６とをかしめ部１２により結合固定してハブ２とした車輪支持用転がり軸受ユニットで、このかしめ部１２の加工に伴って各部に損傷を発生しにくい構造を実現する。【解決手段】上記ハブ本体５の軸方向外端面のうちで上記かしめ部１２を形成する際に受型１８ａを突き当てる被支承面１７ａの最も径方向外寄り部分と、このかしめ部１２の外周縁とを結ぶ直線αを母線とする仮想円すい筒面を想定する。そして、上記ハブ２のうちで、上記内輪６の軸方向内端面から上記被支承面１７ａ迄の間部分の外周面全体を、上記仮想円すい筒面よりも径方向外方に存在させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に複列の外輪軌道を有する外輪と、外周面の軸方向外端部に車輪を支持固定する為の取付フランジを、同じく軸方向に関する中間部及び内端部に複列の内輪軌道を、それぞれ有するハブと、これら両内輪軌道と上記両外輪軌道との間に各列毎に複数個ずつ、背面組み合わせ型の接触角を付与された状態で設けられた玉とを備え、上記ハブは、軸方向外端部に上記取付フランジを、軸方向中間部に外側列の内輪軌道を、軸方向内端部にこの外側列の内輪軌道を設けた部分よりも小さな外径を有する小径段部を、それぞれ設けたハブ本体と、外周面に内側列の内輪軌道を設け、この小径段部に外嵌した内輪とから成るものであり、この内輪は、上記ハブ本体の軸方向内端部でこの内輪の軸方向内端面よりも軸方向内方に突出した部分を径方向外方に塑性変形させて成るかしめ部によりこの軸方向内端面を抑え付けられて、上記ハブ本体に対し結合固定されており、軸方向外側の列のピッチ円直径が軸方向内側の列のピッチ円直径よりも大きい車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、上記ハブ本体の軸方向外端面のうちで上記かしめ部を形成する際に受型を突き当てる部分の最も径方向外寄り部分と、このかしめ部の外周縁とを結ぶ直線を母線とする仮想円すい筒面よりも、上記全部の玉の中心が、径方向外方に存在す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２】
ハブのうちで、内輪の軸方向内端面から受型を突き当てる部分迄の間部分の外周面全体が、仮想円すい筒面よりも径方向外方に存在する、請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車の車輪及びブレーキディスク等の制動用回転部材を懸架装置に対して回転自在に支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットの改良に関する。特に本発明は、ハブ本体と内輪とをかしめ部により結合して成るハブを備えた構造で、このかしめ部の加工に伴って軌道面に圧痕等の損傷を発生しにくい構造を実現する事を意図したものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪及び制動用回転部材は、車輪支持用転がり軸受ユニットにより、懸架装置に対して回転自在に支持する。この様な車輪支持用転がり軸受ユニットには、自動車が旋回走行する際に大きなモーメントが加わる為、旋回走行時の安定性を確保する為には、大きなモーメント剛性を確保する必要がある。この為従来から、車輪支持用転がり軸受ユニットとして、玉を複列に配置すると共に、これら両列の玉に、予圧並びに背面組み合わせ型（ＤＢ型）の接触角を付与した構造が、一般的に使用されている。更に近年、大型化を防止しつつ、より大きなモーメント剛性を確保する為に、例えば特許文献１〜５に記載されている様な、両列の玉のピッチ円直径や玉直径を異ならせた構造が提案されている。
【０００３】
図２は、このうちの特許文献４に記載された構造を示している。この車輪支持用転がり軸受ユニット１は、ハブ２と、外輪３と、複数個の玉４、４とを備える。このうちのハブ２は、ハブ本体５と内輪６とを組み合わせて成る。更に、このハブ２は、外周面の軸方向外端（軸方向に関して外とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側を言い、各図の左側。反対に、車両の幅方向中央側となる各図の右側を、軸方向に関して内と言う。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。）寄り部分に、車輪及び制動用回転部材を支持する為の取付フランジ７を、同じく中間部及び内端部に複列の内輪軌道８ａ、８ｂを、それぞれ形成している。これら両内輪軌道８ａ、８ｂのうち、軸方向外側列の内輪軌道８ａの直径は、同内側列の内輪軌道８ｂの直径よりも大きくしている。尚、上記取付フランジ７には、複数本のスタッド９の基端部を固定し、この取付フランジ７に、ディスク等の制動用回転体や、車輪を構成するホイールを支持固定できる様にしている。
【０００４】
上記両内輪軌道８ａ、８ｂの直径を異ならせる為に、図２に示した構造では、上記ハブ本体５の軸方向中間部外周面で上記外側列の内輪軌道８ａよりも少し軸方向内側に寄った部分に、軸方向内側に向かう程外径が小さくなる方向に傾斜した、外周面側傾斜段部１０を形成している。又、この外周面側傾斜段部１０よりも軸方向内側に寄った、上記ハブ本体５の軸方向内端部に、小径段部１１を形成している。そして、この小径段部１１に、外周面に上記軸方向内側列の内輪軌道８ｂを形成した、上記内輪６を外嵌し、上記ハブ本体５の軸方向内端部に形成したかしめ部１２により、この内輪６を上記小径段部１１の軸方向外端部に存在する段差面１３に向け抑え付けている。上記かしめ部１２を形成するには、例えば特許文献６に記載されている様に、上記ハブ本体５の軸方向外端面の一部を受型を突き当てた（支承した）状態で、このハブ本体５の軸方向内端部に設けた円筒状部の先端寄り部分で上記内輪６の軸方向内端面よりも突出した部分に押型を突き当てる。そして、上記円筒状部の先端寄り部分を径方向外方に塑性変形させて上記かしめ部１２とし、このかしめ部１２により、上記内輪６の軸方向内端面を抑え付ける。この状態で上記内輪６を、上記ハブ本体５に対し結合固定している。尚、上記両内輪軌道８ａ、８ｂは、断面形状（母線形状）が円弧形で、互いに近付く程（ハブ２の軸方向中央に向う程）外径が小さくなる。
【０００５】
一方、上記外輪３は、内周面に複列の外輪軌道１４ａ、１４ｂを、外周面にこの外輪３を懸架装置に結合固定する為の結合フランジ１５を、それぞれ設けている。又、上記両外輪軌道１４ａ、１４ｂのうち、軸方向外側の外輪軌道１４ａの直径は、同内側の外輪軌道１４ｂの直径よりも大きくしている。この為に図２に示した構造では、上記外輪３の軸方向中間部内周面で上記外側の外輪軌道１４ａよりも少し軸方向内側に寄った部分に、軸方向内側に向かう程内径が小さくなる方向に傾斜した、内周面側傾斜段部１６を形成している。上記両外輪軌道１４ａ、１４ｂは、断面形状（母線形状）が円弧形で、互いに近付く程（ハブ２の軸方向中央に向う程）内径が小さくなる。
【０００６】
前記各玉４、４は、前記両内輪軌道８ａ、８ｂと、上記両外輪軌道１４ａ、１４ｂとの間にそれぞれ複数個ずつ、転動自在に設けている。この状態で、複列に配置された上記各玉４、４には、予圧と共に背面組み合わせ型の接触角を付与している。又、これら両列の玉４、４のピッチ円直径は、上記内輪軌道８ａ、８ｂ及び上記両外輪軌道１４ａ、１４ｂの直径の差に応じて互いに異なっている。即ち、軸方向外側の列の各玉４、４（外側列）のピッチ円直径ＰＣＤOUT が、軸方向内側の列の各玉４、４（内側列）のピッチ円直径ＰＣＤINよりも大きく（ＰＣＤOUT ＞ＰＣＤIN）なっている。
【０００７】
特許文献１〜５に記載された、両列の玉のピッチ円直径を異ならせた車輪支持用転がり軸受ユニットの構造は上述の通りである。この様な構造の場合には、外側列のピッチ円直径ＰＣＤOUT を大きくできる分、モーメント剛性を大きくして、旋回走行時の走行安定性向上と、車輪支持用転がり軸受ユニットの耐久性向上とを図る為の設計が容易になる。一方、内側列のピッチ円直径ＰＣＤINを大きくする必要がないので、懸架装置の一部（ナックルの取付孔）を特に大径化する必要はない。従って、この懸架装置部分等を特に大型化しなくても、上記走行安定性、並びに、耐久性向上を図れる。
【０００８】
尚、上述の図２に示した構造では、複列に配置された玉４、４の直径を等しくしているが、図３に示した車輪支持用転がり軸受ユニット１ａの様に、外側列の玉４ａ、４ａの直径を、内側列の玉４ｂ、４ｂの直径よりも小さくする構造も、従来から知られている。この様な図３に示した従来構造の第２例の場合には、外側列の玉４ａ、４ａの数を内側列の玉４ｂ、４ｂの数よりも十分に多くして、この外側列の剛性を内側列の剛性よりも高くする程度をより顕著にしている。
【０００９】
上述の様な、外側列のピッチ円直径ＰＣＤOUT を内側列のピッチ円直径ＰＣＤINよりも大きくした車輪支持用転がり軸受ユニット１、１ａを実施する場合に、次の様な点を考慮する事が好ましい。この様な車輪支持用転がり軸受ユニット１、１ａの場合には、前記ハブ本体５の軸方向外端部の直径を、両列の玉のピッチ円直径が等しい、一般的な車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブ本体の軸方向外端部の直径よりも大きくできる。ハブ本体５の軸方向外端部の直径が大きくなる事は、このハブ本体５の軸方向内端部にかしめ部１２を加工する際に、このハブ本体５の姿勢を安定させる面からは好ましい。即ち、このかしめ部１２の加工時には、このハブ本体５の軸方向外端面を受型により支持する事で、このかしめ部１２の加工に伴う荷重を支承するが、この受型による支持部分の直径が大きい程、上記ハブ本体５の姿勢を安定させて、良質のかしめ部１２を形成できる。
【００１０】
但し、このかしめ部１２の加工時に、上記支持部分の直径を徒に大きくすると、各玉４、４ａ、４ｂと各軌道８ａ、８ｂ、１４ａ、１４ｂとの接触部に過大な面圧が作用し、圧痕の形成やフォールスブリネリングの発生と言った問題を生じる。即ち、上記支持部分の直径が過大になると、上記ハブ本体５の姿勢安定化の面からは有利になるが、上記かしめ部１２の加工荷重の作用線の径方向位置が外側にずれて、上記圧痕の形成やフォールスブリネリングの発生と言った問題を生じ易くなる。上記ハブ本体５の径方向に関する、上記作用線の位置は、上記かしめ部１２の加工の進行に伴って外側に移動するが、最も径方向外側に位置する状態（かしめ部１２の加工完了直線の状態）で、上記支持部分（上記受型を突き当てる部分）の最も径方向外寄り部分と、上記かしめ部１２の外周縁とを結ぶ直線上に位置する。そして、この直線が、上記ハブ本体５の径方向に関して、上記各玉４、４ａ、４ｂの中心乃至外寄り部分を通過した場合、上記圧痕の形成やフォールスブリネリングが発生する可能性が高くなる。又、前記取付フランジ７が撓んだり、上記かしめ部１２による前記内輪６のかしめ固定位置が安定しないと言った問題が生じる可能性もある。これらの不具合が著しい場合には、完成後の車輪支持用転がり軸受ユニット１、１ａを、不良品として廃棄しなければならず、歩留り悪化によるコスト上昇の原因となる。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−２３２３４３号公報
【特許文献２】特開２００４−１０８４４９号公報
【特許文献３】特開２００４−３４５４３９号公報
【特許文献４】特開２００６−１３７３６５号公報
【特許文献５】国際公開ＷＯ２００５／０６５０７７
【特許文献６】国際公開ＷＯ２００４／００１２４７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、外側列の玉のピッチ円直径が内側列の玉のピッチ円直径よりも大きく、ハブ本体と内輪とをかしめ部により結合固定した車輪支持用転がり軸受ユニットで、このかしめ部の加工に伴って各部に損傷を発生しにくい構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットは、前述した従来から知られている車輪支持用転がり軸受ユニットと同様に、外輪と、ハブと、複数個の玉とを備える。
このうちの外輪は、内周面に複列の外輪軌道を有する。
又、上記ハブは、外周面の軸方向外端部に車輪を支持固定する為の取付フランジを、同じく軸方向に関する中間部及び内端部に複列の内輪軌道を、それぞれ有する。又、上記ハブは、ハブ本体と内輪とから成る。このうちのハブ本体は、軸方向外端部に上記取付フランジを、軸方向中間部に外側列の内輪軌道を、軸方向内端部にこの外側列の内輪軌道を設けた部分よりも小さな外径を有する小径段部を、それぞれ設けている。一方、上記内輪は、外周面に内側列の内輪軌道を設け、この小径段部に外嵌している。そして、この状態で、上記ハブ本体の軸方向内端部で上記内輪の軸方向内端面よりも軸方向内方に突出した部分を径方向外方に塑性変形させて成るかしめ部によりこの軸方向内端面を抑え付けられて、上記ハブ本体に対し結合固定されている。
又、上記各玉は、これら両内輪軌道と上記両外輪軌道との間に各列毎に複数個ずつ、背面組み合わせ型の接触角を付与された状態で設けられている。
そして、軸方向外側の列のピッチ円直径を、軸方向内側の列のピッチ円直径よりも大きくしている。
【００１４】
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、上記ハブ本体の軸方向外端面のうちで上記かしめ部を形成する際に受型を突き当てる部分の最も径方向外寄り部分と、このかしめ部の外周縁とを結ぶ直線を母線とする仮想円すい筒面よりも、上記全部の玉の中心が、径方向外方に存在する。
又、好ましくは、請求項２に記載した様に、上記ハブのうちで、上記内輪の軸方向内端面から受型を突き当てる部分迄の間部分の外周面全体が、上記仮想円すい筒面よりも径方向外方に存在する。
【発明の効果】
【００１５】
上述の様な構成を有する本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、かしめ部の加工荷重の作用線が、ハブ本体の径方向に関して、各玉の中心乃至外寄り部分を通過する事がない。この為、上記かしめ部の加工時に、これら各玉の転動面と各軌道との接触部の面圧が過大になったり、或いは、ハブの中間部で複列の内輪軌道の間部分に、この間部分を曲げる方向の大きな力が作用する事がない。この結果、上記各接触部に圧痕が形成されたり、フォールスブリネリングが発生する事を防止できる。
特に、請求項２に記載した構造を採用すれば、上記加工荷重の作用線が上記ハブから外れる事がなく、この加工荷重が上記各接触部の面圧を上昇させたり、或いは上記間部分を曲げる方向に作用する事がない。この為、上記圧痕や上記フォールスブリネリングの発生を、より確実に防止できる。
この結果、本発明の構造によれば、ハブの回転時に振動等が発生しにくい、良質の車輪支持用転がり軸受ユニットを造れる。又、不良品の発生を抑えて歩留りを向上させる事により、コスト低減を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１により、本発明に就いて説明する。尚、この図１に示した構造は、次述する被支承面１７ａ、１７ｂの径方向位置を工夫した点を除き、前述の図３に示した従来構造の第２例と同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
本例の構造を組み立てるべく、ハブ本体５の軸方向内端部にかしめ部１２を形成する際には、このハブ本体５の軸方向外端面の一部を受型１８ａ、１８ｂ（何れか一方の受型）に突き当て、図示しない押型により上記ハブ本体５の軸方向内端部に加えられる加工荷重を支承する。この際には、前述した特許文献６に記載した様に、上記ハブ本体５の中心軸を鉛直方向に配置し、このハブ本体５の軸方向外端面に設けた上記被支承面１７ａ、１７ｂを下端面として、このハブ本体５を上記受型の上端面（支承面）に載置する。
【００１７】
本発明を実施する場合に好ましくは、上記ハブ本体５の軸方向外端部に設けた、パイロット部と呼ばれる円筒部１９の内径側を、上記受型１８ａの支承面を突き当てる為の、上記被支承面１７ａとする。この円筒部１９は、ホイール、及び、ディスク等の制動用回転体を外嵌する為のものである。好ましい実施の形態の場合には、上記円筒部１９に囲まれた、上記ハブ本体５の軸方向外端面中央部を、このハブ本体５の中心軸に対し直交する平坦面とし、上記被支承面１７ａとする。この様な被支承面１７ａを設けた場合には、上記かしめ部１２を形成する為の加工荷重の作用線が、上記ハブ本体５の径方向に関して最も外寄りに位置する状態でも、この作用線は、上記ハブ本体５の内部に留まる。
【００１８】
即ち、上記円筒部１９に囲まれた部分に上記被支承面１７ａを設けた場合には、上記受型１８ａを突き当てる部分の最も径方向外寄り部分であるこの被支承面１７ａの外周縁と上記かしめ部１２の外周縁とを結ぶ直線αが、上記ハブ２の内部に留まる。言い換えれば、このかしめ部１２と上記受型１８ａとの間部分で、上記直線αが、上記ハブ２の外周面よりも外側にはみ出す事がない。この為、上記かしめ部１２を形成する為に、図示しない押型から上記ハブ本体５の軸方向内端部に加えられる加工荷重が、各玉４ａ、４ｂの転動面と各軌道８ａ、８ｂ、１４ａ、１４ｂとの接触部の面圧を上昇させたり、或いは上記ハブ２の軸方向中間部で複列の内輪軌道８ａ、８ｂの間部分を曲げる方向に作用する事がない。この為、上記各玉４ａ、４ｂの転動面や上記各軌道８ａ、８ｂ、１４ａ、１４ｂに圧痕が形成されたり、上記ハブ２の一部に有害な塑性変形を生じさせる、フォールスブリネリングの発生を防止できる。この結果、上記ハブ２の回転時に振動等が発生しにくい、良質の車輪支持用転がり軸受ユニット１ｂを造れる。又、不良品の発生を抑えて歩留りを向上させる事により、コスト低減を図れる。
【００１９】
尚、上記ハブ本体５の軸方向外端面中央部で前記円筒部１９により囲まれた部分に、平坦な被支承面１７ａを形成できない場合には、この円筒部１９の周囲部分でできるだけ内径寄り部分に、被支承面１７ｂを設ける。この場合には、前記受型１８ｂを突き当てる部分の最も径方向外寄り部分である、上記被支承面１７ｂの外周縁と、上記かしめ部１２の外周縁とを結ぶ直線βが、上記ハブ２の外周面よりも径方向外側に出る。但し、この場合でも、このハブ２の径方向に関する上記直線βの位置を、上記各玉４ａ、４ｂの中心Ｏa 、Ｏb よりも、この径方向の内側に位置させるべく、上記被支承面１７ｂの位置を規制する。
【００２０】
この様な被支承面１７ｂを利用して上記かしめ部１２を形成する場合、上記円筒部１９に囲まれた部分の被支承面１７ａを利用する場合に比べれば、加工荷重が、各玉４ａ、４ｂの転動面と各軌道８ａ、８ｂ、１４ａ、１４ｂとの接触部の面圧を上昇させたり、或いは上記ハブ２の軸方向中間部で複列の内輪軌道８ａ、８ｂの間部分を曲げる方向に作用する。但し、上記加工荷重が作用するのは、上記各玉４ａ、４ｂの中心Ｏa 、Ｏb よりも径方向内側である為、上記接触部に作用する方向が、これら各玉４ａ、４ｂの直径方向からは外れる。
【００２１】
この為、上記各接触部の面圧上昇は限られて、上記加工荷重に基づいてこれら各接触部に圧痕が形成される可能性は、低く抑えられる。又、この加工荷重の作用方向が上記ハブ２の外周面から径方向に外れる量は少なく抑えられるので、このハブ２を曲げる方向に加わる力（モーメント）も低く抑えられ、フォールスブリネリングの発生も抑えられる。尚、上記円筒部１９の周囲部分に上記被支承面１７ｂを設置する場合でも、内側列の玉４ｂの中心Ｏb が、上記直線βで表される加工荷重の作用方向よりも径方向内側に存在する可能性は殆どない。これに対して、外側列の玉４ａの中心Ｏa に関しては、上記加工荷重の作用方向よりも径方向内側に入り易い。そこで、上記円筒部１９の周囲部分に上記被支承面１７ｂを設置する場合には、外側列の玉４ａのピッチ円直径を確保（大きく）して、この外側列の玉４ａの中心Ｏa を、上記作用方向よりも径方向外側に位置させる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態を説明する為の半部断面図。
【図２】従来構造の第１例を示す断面図。
【図３】同第２例を示す断面図。
【００２３】
１、１ａ、１ｂ  車輪支持用転がり軸受ユニット
２    ハブ
３    外輪
４、４ａ、４ｂ  玉
５    ハブ本体
６    内輪
７    取付フランジ
８ａ、８ｂ  内輪軌道
９    スタッド
１０    外周面側傾斜段部
１１    小径段部
１２    かしめ部
１３    段差面
１４ａ、１４ｂ  外輪軌道
１５    結合フランジ
１６    内周面側傾斜段部
１７ａ、１７ｂ  被支承面
１８ａ、１８ｂ  受型
１９    円筒部
【図１】
2008075784.tif 000003
【図２】
2008075784.tif 000004
【図３】
2008075784.tif 000005