(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部外周面に第一のフランジを、中間部外周面に第一の内輪軌道を、それぞれ形成したハブと、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、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、外周面に第二のフランジを、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られた転動体とを備え、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、上記内輪は上記段部に対し締り嵌めで外嵌されており、上記各転動体には、上記円筒部を直径方向外方にかしめ広げる以前に、上記内輪の端面を上記段差面に突き当てた状態で、予圧が付与されており、上記締り嵌めに基づいて上記内輪に加わる静止摩擦力が、上記各転動体に付与された予圧に基づいてこの内輪に加わる軸方向荷重よりも大きくなる様に、且つ、上記締り嵌めに基づいてこの内輪に生じる円周方向に関する応力が、この内輪の円周方向に関する許容応力から、上記かしめ部を形成する事に伴ってこの内輪に加わる円周方向の応力を引いた値よりも小さくなる様に、上記段部に対する上記内輪の締め代を規制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２】
円筒部を直径方向外方にかしめ広げる以前の状態で、ハブの他端部のうちで内輪を外嵌した部分よりも突出した部分の外径が、この内輪を外嵌した部分の外径よりも小さく、これら外径の異なる部分同士が段差部により連続している、請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
【請求項３】
段差部の段差の大きさが、０．０２〜０．１２mmである、請求項２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】
【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、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。
【０００２】
【従来の技術】
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。
図４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第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の外周面の外端部（軸方向に関して外とは、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、図８を除く各図の左側となる。反対に幅方向中央寄りとなる側を内と言い、図８を除く各図の右側となる。）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。
【０００３】
上記段部８には、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。又、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（図４の右端部）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。尚、上記雄ねじ部１０の先端部外周面には、係止凹部１３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１３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。
【０００４】
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１４、及び、上記第二の内輪軌道９に対向する第二の外輪軌道１５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１４、１５との間に上記各転動体５、５を、それぞれ複数個ずつ設けている。尚、図示の例では、これら各転動体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。
【０００５】
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の外周面に形成した第二のフランジ１６により、この外輪４を懸架装置に固定し、上記第一のフランジ６に車輪を固定する。この結果、この車輪を懸架装置に対し回転自在に支持する事ができる。
【０００６】
又、特開平１１−１２９７０３号公報には、図５〜７の様な車輪支持用転がり軸受ユニット１ａが記載されている。この従来構造の第２例の車輪支持用転がり軸受ユニット１ａは、ハブ２ａ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２ａの外周面の外端寄り部分には、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２ａの中間部外周面には第一の内輪軌道７を、同じく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。
【０００７】
又、上記ハブ２ａの内端部には、上記内輪３を固定する為のかしめ部１７を構成する為の円筒部１８を形成している。この円筒部１８の肉厚は、図７に示した、この円筒部１８を直径方向外方にかしめ広げる以前の状態で、先端縁（図７の右端縁）に向かう程小さくなっている。この為上記ハブ２ａの内端面に、奥部に向かう程次第に内径が小さくなるテーパ孔１９を形成している。
【０００８】
上記ハブ２ａの内端部に上記内輪３を固定すべく、上述の様な円筒部１８の先端部をかしめ広げるには、上記ハブ２ａが軸方向にずれ動かない様に固定した状態で、図６に示す様に、押型２０を上記円筒部１８の先端部に強く押し付ける。
この押型２０の先端面（図６の左端面）中央部には、上記円筒部１８の内側に押し込み自在な円錐台状の凸部２１を形成し、この凸部２１の周囲に断面円弧状の凹部２２を、この凸部２１の全周を囲む状態で形成している。尚、この凹部２２の断面形状は、この凹部２２により上記円筒部１８の先端部を塑性変形させる事により得られるかしめ部１７の断面形状が、基端部から先端部に向かう程厚さ寸法が漸次小さくなる様に、特にこの厚さ寸法が先端部で急激に小さくなる様に、外径側に向かう程曲率半径が小さくなる複合曲面としている。
【０００９】
上述の様な形状並びに寸法の凸部２１と凹部２２とを有する押型２０を上記円筒部１８の先端部に押し付ければ、この円筒部１８の先端部を直径方向外方にかしめ広げて、上記かしめ部１７を形成する事ができる。そして、このかしめ部１７とハブ２ａの内端部に形成した段部８の段差面１２との間で上記内輪３を挟持して、この内輪３を上記ハブ２ａに固定できる。
【００１０】
尚、上記円筒部１８を塑性変形させて（かしめ広げて）上記かしめ部１７を形成する作業を行なうのに好ましくは、図８に示す様な揺動プレス装置２３を使用する。この揺動プレス装置２３は、押型２０と、抑え治具２４と、ホルダ２５とを備える。上記円筒部１８をかしめ広げて上記かしめ部１７を形成する際には、上記ホルダ２５を介して上記ハブ２ａを上方に押圧しつつ、上記押型２０を揺動回転させる。即ち、この押型２０の中心軸と上記ハブ２ａの中心軸とを角度θだけ傾斜させた状態で、この押型２０を、このハブ２ａの中心軸を中心として回転させる。この様な揺動プレスにより上記かしめ部１７を形成する際には、上記押型２０の円周方向の一部が上記円筒部１８を押圧する事になり、上記かしめ部１７の加工作業は部分的に且つ円周方向に連続して進行する事になる。この為、一般的な鍛造加工により上記かしめ部１７を形成する場合に比べて、加工時に上記円筒部１８に加える荷重を小さくできる。尚、上記抑え治具２４は、上記押型２０によるかしめ部１７の加工時に上記ハブ２ａ及び内輪３が径方向に振れる事を防止する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図５〜７に示した従来構造の第２例を造る場合には、内輪３をハブ２ａの段部８に対して締り嵌めにより外嵌する事が好ましい。この理由は、この段部８に上記内輪３を外嵌した後、上記ハブ２ａの内端部にかしめ部１７を形成する以前に、このハブ２ａに対する上記内輪３の位置がずれない様にする為である。例えば、各転動体５、５に予圧を付与する場合、上記かしめ部１７を形成する以前に上記内輪３の位置がずれ動かない様にする為には、上記内輪３を上記段部８に対して締り嵌めにより外嵌する必要がある。又、予圧を付与しない場合でも、何らかの原因で上記かしめ部１７を形成する以前に上記内輪３の位置がずれ動かない様にする為には、この内輪３を上記段部８に対して締り嵌めにより外嵌する事が好ましい。
【００１２】
上記かしめ部１７を形成する以前に上記内輪３がずれ動くのを確実に防止する為には、上記段部８に対する上記内輪３の締め代は大きい程好ましいが、この締め代を徒に大きくすると、この内輪３に亀裂が発生し、車輪支持用転がり軸受ユニットとして機能しなくなる。しかも、車輪支持用転がり軸受ユニットとして完成した状態で上記内輪３に加わる応力は、上記締り嵌めに基づく応力だけでなく、上記かしめ部１７を形成する事に伴う応力も加わる。即ち、このかしめ部１７の形成作業に伴って上記内輪３には、直径方向外方に向いた力が加わる為、この内輪３には、上記締り嵌めに基づく力と、上記かしめ部１７の形成作業に伴う力との合計が、円周方向に亙る引っ張り応力として加わる。上記車輪支持用転がり軸受ユニットの信頼性及び耐久性を確保する為には、上述の様な２種類の力の合計に拘らず、内輪３に亀裂が発生しない様にする必要がある。
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発明したものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
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、中間部外周面に第一の内輪軌道を、それぞれ形成したハブと、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、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、外周面に第二のフランジを、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られ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。
【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、上記内輪は上記段部に対し締り嵌めで外嵌されている。又、上記各転動体には、上記円筒部を直径方向外方にかしめ広げる以前に、上記内輪の端面を上記段差面に突き当てた状態で、予圧が付与されている。そして、上記締り嵌めに基づいて上記内輪に加わる静止摩擦力が、上記各転動体に付与された予圧に基づいてこの内輪に加わる軸方向荷重よりも大きくなる様に、且つ、上記締り嵌めに基づいてこの内輪に生じる円周方向に関する応力が、この内輪の円周方向に関する許容応力から、上記かしめ部を形成する事に伴ってこの内輪に加わる円周方向の応力を引いた値よりも小さくなる様に、上記段部に対する上記内輪の締め代を規制している。
又、本発明を実施する場合に好ましくは、例えば請求項２に記載した発明の様に、上記円筒部を直径方向外方にかしめ広げる以前の状態で、上記ハブの他端部のうちで上記内輪を外嵌した部分よりも突出した部分の外径を、この内輪を外嵌した部分の外径よりも小さくし、これら外径の異なる部分同士を段差部により連続させる。
更に、上述した請求項２に記載した発明を実施する場合に好ましくは、例えば請求項３に記載した発明の様に、上記段差部の段差の大きさを、０．０２〜０．１２mmとする。
【００１５】
【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によれば、ハブの端部にかしめ部を形成する以前に、段部に外嵌した内輪の位置が不用意にずれ動く事を防止し、しかもこの内輪に亀裂が発生する事を防止できる。又、各転動体に予圧を付与した状態のまま、この予圧に基づく軸方向荷重に拘らず、上記内輪の端面を上記ハブの段差面に当接した状態のままにできる。この為、かしめ部の形成作業に伴って上記内輪に、この内輪及び上記ハブの中心軸に対し傾斜方向の力が加わっても、この内輪の外端開口周縁部が上記段部の外周面と強く擦れ合ったり、この内輪の中心軸が上記ハブの中心軸に対し傾斜する事を防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、ハブ２ｂの内端部外周面に形成した段部８に内輪３を外嵌固定する部分の構造に関する。車輪支持用転がり軸受ユニット１ａ全体の構造及び作用は、前述の図５に示した従来構造の第２例と同様であるから、同等部分に関する説明は、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。
【００１７】
上記ハブ２ｂの内端部外周面に形成した段部８に上記内輪３を、締り嵌めにより外嵌している。特に、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、上記段部８に対する上記内輪３の締め代ｄの最大値ｄmax を規制して、この内輪３に亀裂が発生するのを防止している。即ち、この段部８に内輪３を、締め代ｄを持って外嵌する（締り嵌めする）事に伴い、この内輪３には円周方向に関する応力δ3 が発生する。又、上記ハブ２ｂの内端部に形成した円筒部１８を直径方向外方にかしめ広げてかしめ部１７（図５〜６参照）を形成する事に伴って、上記内輪３に円周方向の応力δr が加わる。本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、上記締り嵌めに基づいて内輪３に加わる応力δ3 と上記かしめ部１７の形成作業に伴ってこの内輪３に加わる応力δr との和よりも、この内輪３の円周方向に関する許容応力δa が大きくなる（δa ＞δ3 ＋δr ）様に、上記締め代ｄの最大値ｄmax を規制している。
【００１８】
更に、本例の場合には、この内輪３の外端面を上記段部８の段差面１２に突き当てた状態で、各転動体５、５に所望の予圧を付与している。そして、上記締り嵌めに基づいて上記内輪３に加わる静止摩擦力を、上記各転動体５、５に付与された予圧に基づいてこの内輪３に加わる軸方向荷重よりも大きくしている。従って、上述の様にこの内輪３の外端面を上記段差面１２に突き当てて上記各転動体５、５に所望の予圧を付与した状態では、上記ハブ２ｂの内端部に形成した円筒部１８をかしめ広げる以前でも、上記内輪３はそのまま（内輪３の外端面を段差面１２に突き当てたまま）の位置に保持される。
【００１９】
上述の様に上記内輪３を上記ハブ２ｂの段部８に締り嵌めで外嵌すると共に、上記各転動体５、５に予圧を付与したならば、前述した従来技術の場合と同様、揺動かしめにより上記円筒部１８を直径方向外方にかしめ広げる事で、図２に示す様なかしめ部１７を形成する。特に、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットによれば、上記かしめ部１７を形成した状態でも、上記内輪３に加わる応力は、上記許容応力δa 未満に抑えられる。
【００２０】
又、図示の例によれば、上述の様にして上記かしめ部１７を形成する際に、上記ハブ２ｂに対して上記内輪３を変位させる事がない。即ち、この内輪３は、上記かしめ部１７を形成する以前に上記ハブ２ｂの段部８に外嵌し、上記各転動体５、５に予圧を付与した状態のまま、この予圧に基づく軸方向荷重に拘らず、上記内輪３の外端面と上記ハブ２ｂの外周面に形成した段差面１２とが当接した状態のままとなる。従って、上記かしめ部１７の形成作業に伴って上記内輪３に、この内輪３及び上記ハブ２ｂの中心軸に対し傾斜方向の力が加わっても、この内輪３の外端開口周縁部が上記段部８の外周面と強く擦れ合ったり、この内輪３の中心軸が上記ハブ２ｂの中心軸に対し傾斜する事がない。
【００２１】
更に、図示の例では、上記ハブ２ｂの内端部で、上記内輪３と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２ｂの内端部に形成した円筒部１８の基端部外周面で、上記内輪３の内端開口部に形成した、断面形状が四分の一円弧状の曲面部２６よりも少しだけ第二の内輪軌道９に寄った部分に、０．０２〜０．１２mm程度の僅かな段差Ｈを有する、断面円弧状の段差部２７を形成している。そして、上記円筒部１８のうちの外径の小さくなった部分を、揺動かしめにより直径方向外方にかしめ広げ、上記曲面部２６を抑え付ける様にしている。この様に円筒部１８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１８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。
【００２２】
次に、図３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、ハブ２ｃの中間部外周面に第一の内輪軌道７を設けるのに、このハブ２ｃの中間部に、外周面に第一の内輪軌道７を形成した別体の内輪３ａを外嵌している。この図３に示す車輪支持用転がり軸受ユニット１ｂの場合には、この別体の内輪３ａの内端面が段差面１２ａとなり、上記ハブ２ｃの内端部でこの段差面１２ａよりも内方に突出した部分が、外周面に第二の内輪軌道９を形成した内輪３を外嵌する為の段部８ａとなる。この様な本例の場合も、上述した第１例の場合と同様に、上記ハブ２ｃの内端部に対する上記内輪３の締め代を規制する事により、かしめ部１７を形成する以前に上記内輪３の位置が不用意にずれ動く事を防止し、しかもこの内輪３に亀裂が発生する事を防止できる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、以上に述べた通り構成され作用するので、小型且つ軽量な車輪支持用転がり軸受ユニットを安定して得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を、かしめ部を形成する以前の状態で示す部分断面図。
【図２】同じくかしめ部を形成した後の状態で示す半部断面図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例を、かしめ部を形成した後の状態で示す半部断面図。
【図４】従来構造の第１例を示す半部断面図。
【図５】同第２例を示す半部断面図。
【図６】第２例の構造の製造時にハブに内輪を固定する為、このハブの内端部をかしめ広げる状態を示す部分拡大断面図。
【図７】同じくハブの内端部をかしめ広げる以前の状態で示す部分拡大断面図。
【図８】揺動プレス装置の要部縦断面図。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ  車輪支持用転がり軸受ユニット
２、２ａ、２ｂ、２ｃ  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、８ａ  段部
９  第二の内輪軌道
１０  雄ねじ部
１１  ナット
１２、１２ａ  段差面
１３  係止凹部
１４  第一の外輪軌道
１５  第二の外輪軌道
１６  第二のフランジ
１７  かしめ部
１８  円筒部
１９  テーパ孔
２０  押型
２１  凸部
２２  凹部
２３  揺動プレス装置
２４  抑え治具
２５  ホルダ
２６  曲面部
２７  段差部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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