JP2015072057A - 複列円すいころ軸受ユニット及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ハブ本体12aの嵌合面部13aに第一、第二両内輪10、11を圧入により外嵌する前の状態での第一、第二両内輪軌道7、8の傾斜角度θ1、θ2と、前記嵌合面部13aに前記第一、第二両内輪10、11を圧入により外嵌する事に伴って生じる前記第一、第二両内輪軌道7、8の傾斜角度減少量δθa、δθbと、かしめ部15を形成する事に伴って生じる前記第一内輪軌道7の傾斜角度増大量δθkとを調整する。これにより、前記かしめ部15を形成した後の状態での前記第一、第二両内輪軌道7、8の傾斜角度φ1、Θ2を、それぞれの適正範囲内に収める。
【選択図】図3
Description
尚、本明細書に於いて、軸方向に関して「内」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側となる、図1、9の右側及び図3、8の上側を言う。反対に、車両の幅方向外側となる、図1、9の左側及び図3、8の下側を、軸方向に関して「外」と言う。
尚、本明細書及び特許請求の範囲に於いて、第一内輪軌道(7)の傾斜角度とは、この第一内輪軌道(7)の、第一内輪(10)の中心軸に対する傾斜角度を言う。又、第二内輪軌道(8)の傾斜角度とは、この第二内輪軌道(8)の、第二内輪(11)の中心軸に対する傾斜角度を言う。
このうちの外径側軌道輪部材は、内周面に複列(1対)の外輪軌道を有するもので、これら両外輪軌道のうち、軸方向片側に位置する第一外輪軌道と、軸方向他側に位置する第二外輪軌道とは、それぞれ軸方向に関して互いに離れる方向に向かう程直径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい凹面状である。
又、前記内径側軌道輪部材は、外周面に複列(1対)の内輪軌道を有するもので、これら両内輪軌道のうち、軸方向片側に位置する第一内輪軌道と、軸方向他側に位置する第二内輪軌道とは、それぞれ軸方向に関して互いに離れる方向に向かう程直径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい凸面状である。
更に、前記内径側軌道輪部材は、外周面に前記第一内輪軌道を形成した円環状の第一内輪と、外周面に前記第二内輪軌道を形成した円環状の第二内輪と、軸部材とから成る。そして、これら第一、第二両内輪は、この軸部材に圧入により(締り嵌めで)外嵌され、更にこの軸部材の軸方向片端部に設けられた円筒部を径方向外方に塑性変形させて成るかしめ部により前記第一内輪の大径側端面を抑え付ける事で、前記軸部材に対し結合固定されている。
又、前記各円すいころは、前記第一外輪軌道と前記第一内輪軌道との間と、前記第二外輪軌道と前記第二内輪軌道との間とに、それぞれ複数個ずつ転動自在に設けられている。
前記軸部材に前記第一内輪を圧入により外嵌する前の状態(自由状態)での前記第一内輪軌道の傾斜角度θ1と、
前記軸部材に前記第二内輪を圧入により外嵌する前の状態(自由状態)での前記第二内輪軌道の傾斜角度θ2と、
前記軸部材に前記第一内輪を圧入により外嵌する事に伴って生じる前記第一内輪軌道の傾斜角度減少量(絶対値)δθaと、
前記軸部材に前記第二内輪を圧入により外嵌する事に伴って生じる前記第二内輪軌道の傾斜角度減少量(絶対値)δθbと、
前記かしめ部を形成する事に伴って生じる前記第一内輪軌道の傾斜角度増大量(絶対値)δθkとを調整する事により、
前記かしめ部を形成した後の状態での前記第一内輪軌道の傾斜角度φ1と前記第二内輪軌道の傾斜角度Θ2とを、それぞれの適正範囲内に収める。
又、本発明の複列円すいころ軸受ユニットの製造方法を実施する場合には、例えば請求項3に記載した発明の様に、前記傾斜角度θ1と前記傾斜角度θ2とを実質的に(製造上不可避な誤差を除いて)等しくする事ができる。
これらの発明を実施する為に、例えば、前記傾斜角度減少量δθaを前記傾斜角度減少量δθbよりも大きくすると共に、これら両傾斜角度減少量δθa、δθb同士の差δθa−δθbと、前記傾斜角度増大量δθkとを、実質的に等しくする。
或いは、前記第一内輪(又は前記第二内輪)の材質や肉厚等を調整する事に基づいて、前記傾斜角度減少量δθa(又はδθb)を調整する事もできる。
この場合に、好ましくは、請求項6に記載した発明の様に、前記第一、第二両内輪の小径側端面同士の間に間座を挟持すると共に、この間座の内径側に重畳する位置に前記段部を設ける。
この場合には、例えば請求項9に記載した発明の様に、前記第一内輪として、内周面と大径側端面との連続部にR面取り部が設けられているものを使用する。又、前記第二内輪として、内周面と大径側端面との連続部にR面取り部又はC面取り部が設けられており、且つ、当該R面取り部の曲率半径又はC面取り部の軸方向幅寸法及び径方向幅寸法が、前記第一内輪のR面取り部の曲率半径よりも大きくなっているものを使用する。又、前記軸部材として、外周面のうち前記第二内輪を外嵌する部分に対して軸方向他側に隣接する部分に、車輪を支持固定する為の回転側フランジが設けられており、且つ、前記第二内輪のR面取り部又はC面取り部と対向する位置に存在する、前記軸部材の外周面と前記回転側フランジの軸方向片側面との連続部に、これら両面同士を滑らかに連続させる断面円弧形の隅R部が設けられているものを使用する。
この様な請求項11に記載した複列円すいころ軸受ユニットを実施する場合に、好ましくは、請求項12に記載した発明の様に、前記第一、第二両内輪の小径側端面同士の間に間座を挟持すると共に、この間座の内径側に重畳する位置に前記段部を設ける。
又、これら請求項11〜12に記載した複列円すいころ軸受ユニットを実施する場合に、好ましくは、請求項13に記載した発明の様に、前記第一、第二両内輪の諸元を実質的に等しくする。
同様に、請求項7に記載した複列円すいころ軸受ユニットの製造方法を実施する場合、及び、請求項13に記載した複列円すいころ軸受ユニットを対象として本発明の製造方法を実施する場合には、第一、第二両内輪の諸元を実質的に等しくする分、これら第一、第二両内輪の品質及び生産性の確保と低コスト化とを、更に図り易くできる。
請求項1〜7、10〜13に対応する、本発明の実施の形態の第1例に就いて、図1〜7を参照しつつ説明する。尚、本例の特徴は、主として、ハブ2aを組み立てた状態での第一、第二両内輪軌道7、8の傾斜角度を適正範囲に収める為に、各部分の寸法等を調整する点にある。対象となる車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットの基本構造に就いては、一部を除き、前述の図9に示した従来構造の場合と同様である為、重複する図示並びに説明は極力省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分、並びに、前述した従来構造と異なる部分を中心に説明する。
<前提事項1>
前記嵌合面部13aに前記第一、第二両内輪10、11を圧入により外嵌すると、これに伴って、これら第一、第二両内輪10、11が拡径方向に弾性変形する(小径側の肉が大径側の肉よりも薄い為、小径側が大径側よりも比較的大きく拡径する態様で弾性変形する)事に伴い、前記第一、第二両内輪軌道7、8の傾斜角度が減少する。
即ち、前記嵌合面部13aに前記第一内輪10を圧入により外嵌する前の状態(自由状態)での前記第一内輪軌道7の傾斜角度θ1{図3の(D)}と、同じく外嵌した後の傾斜角度Θ1{図3の(E)}との関係は、θ1>Θ1となる。図4の(B)に、この関係を示す。
又、前記嵌合面部13aに前記第二内輪11を圧入により外嵌する前の状態(自由状態)での前記第二内輪軌道8の傾斜角度θ2{図3の(A)}と、同じく外嵌した後の傾斜角度Θ2{図3の(B)}との関係は、θ2>Θ2となる。図4の(A)に、この関係を示す。
尚、前記嵌合面部13aに前記第一内輪10(又は前記第二内輪11)を圧入により外嵌する事に伴って生じる前記第一内輪軌道7(又は前記第二内輪軌道8)の傾斜角度減少量(絶対値)δθa=θ1−Θ1(又はδθb=θ2−Θ2)と、前記嵌合面部13aに対する前記第一内輪10(又は前記第二内輪11)の圧入代△X1(又は△X2)との関係は、図5に示す様に、ほぼ直線(比例関係)になる。この関係は、実験や弾性FEM解析によって具体的に求める事ができる。
前記かしめ部15を形成すると、これに伴って、前記第一内輪10のうちの大径側端部が拡径方向に弾性変形する事に伴い、前記第一内輪軌道7の傾斜角度が増大する。
即ち、前記かしめ部15を形成する前の状態での前記第一内輪軌道7の傾斜角度Θ1{図3の(E)}と、同じく形成した後の傾斜角度φ1{図3の(F)}との関係は、Θ1<φ1となる。図4の(B)に、この関係を示す。
尚、この前提事項2に関して、前記かしめ部15を形成する事に伴って生じる前記第一内輪軌道7の傾斜角度増大量(絶対値)δθk(=φ1−Θ1)は、やはり実験や弾塑性FEM解析によって具体的に求める事ができる。
Θ1 = θ1−δθa(△X1) −−−−−(1)
Θ2 = θ2−δθb(△X2) −−−−−(2)
次に、上述した前提条件2より、次の(3)式が成立する。
φ1 = Θ1+δθk = θ1−δθa(△X1)+δθk −−−−−(3)
尚、前記かしめ部15の形成に伴って、前記第二内輪軌道8の傾斜角度Θ2は変化しない。
−θ1+δθa(△X1)+θ2−δθb(△X2) = δθk −−−−−(4)
特に、θ1=θ2とする場合には、次の(5)式の関係を満たす様にすれば良い。
δθa(△X1)−δθb(△X2) = δθk −−−−−(5)
即ち、これら両圧入代△X1、△X2を大きくし過ぎると、前記圧入に伴って前記第一、第二両内輪10、11に作用するフープ応力(円周方向応力)が過大になる。この結果、これら第一、第二両内輪10、11に割れが生じ易くなったり、前記第一、第二両内輪軌道7、8の寿命低下を招き易くなる。従って、この様な不都合が発生しない様にする為に、前記両圧入代△X1、△X2には、それぞれ上限値△Mを設定する必要がある。
一方、前記両圧入代△X1、△X2を小さくし過ぎると、前記嵌合面部13aと前記第一、第二両内輪10、11との嵌合部にクリープが生じ易くなる。従って、この様な不都合が発生しない様にする為に、前記両圧入代△X1、△X2には、それぞれ下限値△mを設定する必要がある。
つまり、前記両圧入代△X1、△X2は、次の(6)式の範囲内に収める必要がある。
△m≦(△X1、△X2)≦△M −−−−−(6)
請求項1〜4、8〜10、14、15に対応する、本発明の実施の形態の第2例に就いて、図8を参照しつつ説明する。本例の場合には、ハブ本体12bを構成する回転側フランジ9の付け根部分の強度を向上させる為に、この回転側フランジ9の内側面の径方向内端部(段差面16)と嵌合面部13との連続部に存在する隅R部24aの曲率半径を、上述した第1例の場合(ハブ本体12aの隅R部24の曲率半径)よりも大きくしている。これに伴い、前記隅R部24aと対向する位置に配置される、第二内輪11aの内周面と大径側端面との連続部に存在するR面取り部26aの曲率半径も、上述した第1例の場合(第二内輪11のR面取り部26の曲率半径)よりも大きくしている。これにより、前記R面取り部26aが前記隅R部24aと干渉して、前記第二内輪11aの大径側端面が前記段差面16に当接しなくなる事を防止している。従って、本例の場合、前記第二内輪11aのR面取り部26aの曲率半径は、第一内輪10の内周面と大径側端面との連続部に存在するR面取り部25の曲率半径よりも大きくなっている。つまり、少なくともこの点で、前記第一、第二両内輪10、11aの諸元は異なっている。
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、重複する図示並びに説明は省略する。
尚、図示は省略するが、上述した実施の形態の第2例の場合、前記第二内輪11aのR面取り部26aを、C面取り部に変更する事もできる。この場合に、このC面取り部の軸方向幅寸法及び径方向幅寸法を、前記第一内輪10のR面取り部25の曲率半径(実施の形態の第1例の第二内輪11のR面取り部26の曲率半径)よりも大きくすれば、上述した実施の形態の第2例の場合と同様、その分、前記回転側フランジ9の付け根部分に存在する隅R部24aの曲率半径を大きくでき、この付け根部分の強度を向上させる事ができる。
又、本発明は、車輪支持用以外の複列円すいころ軸受ユニットに適用する事もできる。
又、本発明は、使用状態で外径側軌道輪部材が回転し、内径側軌道輪部材が回転しない複列円すいころ軸受ユニットに適用する事もできる。
又、本発明を実施する場合には、第一、第二両内輪の小径側端面同士の間に、必ずしも間座を挟持する必要はない。
又、本発明を実施する場合には、軸部材に第一、第二両内輪を圧入により外嵌する前の状態(自由状態)での第一、第二両内輪軌道の傾斜角度θ1、θ2を互いに異ならせる事もできるし、かしめ部を形成した後の状態での、前記第一内輪軌道の傾斜角度φ1の適正範囲と前記第二内輪軌道の傾斜角度Θ2の適正範囲とを互いに異ならせる事もできる。
2、2a ハブ
3 円すいころ
4 第一外輪軌道
5 第二外輪軌道
6 静止側フランジ
7 第一内輪軌道
8 第二内輪軌道
9 回転側フランジ
10 第一内輪
11、11a 第二内輪
12、12a、12b ハブ本体
13、13a 嵌合面部
14 円筒部
15 かしめ部
16 段差面
17 保持器
18 組み合せシールリング
19 スプライン孔
20 間座
21 段部
22 大径部
23 小径部
24、24a 隅R部
25 R面取り部
26、26a R面取り部
Claims (15)
- 外径側軌道輪部材と、内径側軌道輪部材と、複数個の円すいころとを備え、
このうちの外径側軌道輪部材は、内周面に複列の外輪軌道を有するもので、これら両外輪軌道のうち、軸方向片側に位置する第一外輪軌道と、軸方向他側に位置する第二外輪軌道とは、それぞれ軸方向に関して互いに離れる方向に向かう程直径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい凹面状であり、
前記内径側軌道輪部材は、外周面に複列の内輪軌道を有するもので、これら両内輪軌道のうち、軸方向片側に位置する第一内輪軌道と、軸方向他側に位置する第二内輪軌道とは、それぞれ軸方向に関して互いに離れる方向に向かう程直径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい凸面状であり、
更に、前記内径側軌道輪部材は、外周面に前記第一内輪軌道を形成した円環状の第一内輪と、外周面に前記第二内輪軌道を形成した円環状の第二内輪と、軸部材とから成り、これら第一、第二両内輪は、この軸部材に圧入により外嵌され、更にこの軸部材の軸方向片端部に設けられた円筒部を径方向外方に塑性変形させて成るかしめ部により前記第一内輪の大径側端面を抑え付ける事で、前記軸部材に対し結合固定されており、
前記各円すいころは、前記第一外輪軌道と前記第一内輪軌道との間と、前記第二外輪軌道と前記第二内輪軌道との間とに、それぞれ複数個ずつ転動自在に設けられている、
複列円すいころ軸受ユニットの製造方法であって、
前記軸部材に前記第一内輪を圧入により外嵌する前の状態での前記第一内輪軌道の傾斜角度θ1と、
前記軸部材に前記第二内輪を圧入により外嵌する前の状態での前記第二内輪軌道の傾斜角度θ2と、
前記軸部材に前記第一内輪を圧入により外嵌する事に伴って生じる前記第一内輪軌道の傾斜角度減少量δθaと、
前記軸部材に前記第二内輪を圧入により外嵌する事に伴って生じる前記第二内輪軌道の傾斜角度減少量δθbと、
前記かしめ部を形成する事に伴って生じる前記第一内輪軌道の傾斜角度増大量δθkとを調整する事により、
前記かしめ部を形成した後の状態での前記第一内輪軌道の傾斜角度φ1と前記第二内輪軌道の傾斜角度Θ2とを、それぞれの適正範囲内に収める事を特徴とする複列円すいころ軸受ユニットの製造方法。 - 前記傾斜角度φ1と前記傾斜角度Θ2との適正範囲を同一にする、請求項1に記載した複列円すいころ軸受ユニットの製造方法。
- 前記傾斜角度θ1と前記傾斜角度θ2とを実質的に等しくする、請求項1〜2のうちの何れか1項に記載した複列円すいころ軸受ユニットの製造方法。
- 前記軸部材に対する前記第一内輪の圧入代△X1を調整する事に基づいて、前記傾斜角度減少量δθaを調整し、
前記軸部材に対する前記第二内輪の圧入代△X2を調整する事に基づいて、前記傾斜角度減少量δθbを調整する、
請求項1〜3のうちの何れか1項に記載した複列円すいころ軸受ユニットの製造方法。 - 前記第一、第二両内輪の自由状態での内径寸法を実質的に等しくし、且つ、前記軸部材の外周面のうち、この第一内輪を外嵌する部分と前記第二内輪を外嵌する部分との間に段部を設けて、これら両部分の自由状態での外径寸法を互いに異ならせると共に、これら両部分の自由状態での外径寸法を調整する事に基づいて、前記両圧入代△X1、△X2を調整する、請求項4に記載した複列円すいころ軸受ユニットの製造方法。
- 前記第一、第二両内輪の小径側端面同士の間に間座を挟持すると共に、この間座の内径側に重畳する位置に前記段部を設ける、請求項5に記載した複列円すいころ軸受ユニットの製造方法。
- 前記第一、第二両内輪の諸元を実質的に等しくする、請求項1〜6のうちの何れか1項に記載した複列円すいころ軸受ユニットの製造方法。
- 前記軸部材の外周面のうち前記第一内輪を外嵌する部分と前記第二内輪を外嵌する部分とを互いに連続した単一円筒面とし、且つ、これら第一、第二両内輪の自由状態での内径寸法を互いに異ならせると共に、これら第一、第二両内輪の自由状態での内径寸法を調整する事に基づいて、前記両圧入代△X1、△X2を調整する、請求項4に記載した複列円すいころ軸受ユニットの製造方法。
- 前記第一内輪として、内周面と大径側端面との連続部にR面取り部が設けられているものを使用し、
前記第二内輪として、内周面と大径側端面との連続部にR面取り部又はC面取り部が設けられており、且つ、当該R面取り部の曲率半径又はC面取り部の軸方向幅寸法及び径方向幅寸法が、前記第一内輪のR面取り部の曲率半径よりも大きくなっているものを使用し、
前記軸部材として、外周面のうち前記第二内輪を外嵌する部分に対して軸方向他側に隣接する部分に、車輪を支持固定する為の回転側フランジが設けられており、且つ、前記第二内輪のR面取り部又はC面取り部と対向する位置に存在する、前記軸部材の外周面と前記回転側フランジの軸方向片側面との連続部に、これら両面同士を滑らかに連続させる断面円弧形の隅R部が設けられているものを使用する、
請求項8に記載した複列円すいころ軸受ユニットの製造方法。 - 請求項1〜9のうちの何れか1項に記載した複列円すいころ軸受ユニットの製造方法により製造された、複列円すいころ軸受ユニット。
- 外径側軌道輪部材と、内径側軌道輪部材と、複数個の円すいころとを備え、
このうちの外径側軌道輪部材は、内周面に複列の外輪軌道を有するもので、これら両外輪軌道のうち、軸方向片側に位置する第一外輪軌道と、軸方向他側に位置する第二外輪軌道とは、それぞれ軸方向に関して互いに離れる方向に向かう程直径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい凹面状であり、
前記内径側軌道輪部材は、外周面に複列の内輪軌道を有するもので、これら両内輪軌道のうち、軸方向片側に位置する第一内輪軌道と、軸方向他側に位置する第二内輪軌道とは、それぞれ軸方向に関して互いに離れる方向に向かう程直径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい凸面状であり、
更に、前記内径側軌道輪部材は、外周面に前記第一内輪軌道を形成した円環状の第一内輪と、外周面に前記第二内輪軌道を形成した円環状の第二内輪と、軸部材とから成り、これら第一、第二両内輪は、この軸部材に圧入により外嵌され、更にこの軸部材の軸方向片端部に設けられた円筒部を径方向外方に塑性変形させて成るかしめ部により前記第一内輪の大径側端面を抑え付ける事で、前記軸部材に対し結合固定されており、
前記各円すいころは、前記第一外輪軌道と前記第一内輪軌道との間と、前記第二外輪軌道と前記第二内輪軌道との間とに、それぞれ複数個ずつ転動自在に設けられている、
複列円すいころ軸受ユニットであって、
前記第一、第二両内輪の自由状態での内径寸法を実質的に等しくし、且つ、前記軸部材の外周面のうち、この第一内輪を外嵌する部分と前記第二内輪を外嵌する部分との間に段部を設けて、これら両部分の自由状態での外径寸法を互いに異ならせている事を特徴とする複列円すいころ軸受ユニット。 - 前記第一、第二両内輪の小径側端面同士の間に間座を挟持すると共に、この間座の内径側に重畳する位置に前記段部を設けている、請求項11に記載した複列円すいころ軸受ユニット。
- 前記第一、第二両内輪の諸元を実質的に等しくしている、請求項11〜12のうちの何れか1項に記載した複列円すいころ軸受ユニット。
- 外径側軌道輪部材と、内径側軌道輪部材と、複数個の円すいころとを備え、
このうちの外径側軌道輪部材は、内周面に複列の外輪軌道を有するもので、これら両外輪軌道のうち、軸方向片側に位置する第一外輪軌道と、軸方向他側に位置する第二外輪軌道とは、それぞれ軸方向に関して互いに離れる方向に向かう程直径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい凹面状であり、
前記内径側軌道輪部材は、外周面に複列の内輪軌道を有するもので、これら両内輪軌道のうち、軸方向片側に位置する第一内輪軌道と、軸方向他側に位置する第二内輪軌道とは、それぞれ軸方向に関して互いに離れる方向に向かう程直径が大きくなる方向に傾斜した部分円すい凸面状であり、
更に、前記内径側軌道輪部材は、外周面に前記第一内輪軌道を形成した円環状の第一内輪と、外周面に前記第二内輪軌道を形成した円環状の第二内輪と、軸部材とから成り、これら第一、第二両内輪は、この軸部材に圧入により外嵌され、更にこの軸部材の軸方向片端部に設けられた円筒部を径方向外方に塑性変形させて成るかしめ部により前記第一内輪の大径側端面を抑え付ける事で、前記軸部材に対し結合固定されており、
前記各円すいころは、前記第一外輪軌道と前記第一内輪軌道との間と、前記第二外輪軌道と前記第二内輪軌道との間とに、それぞれ複数個ずつ転動自在に設けられている、
複列円すいころ軸受ユニットであって、
前記軸部材の外周面のうち前記第一内輪を外嵌する部分と前記第二内輪を外嵌する部分とを互いに連続した単一円筒面とし、且つ、これら第一、第二両内輪の自由状態での内径寸法を互いに異ならせている事を特徴とする複列円すいころ軸受ユニット。 - 前記第一内輪が、内周面と大径側端面との連続部にR面取り部を有するものであり、
前記第二内輪が、内周面と大径側端面との連続部にR面取り部又はC面取り部を有するものであり、
前記第二内輪のR面取り部の曲率半径又はC面取り部の軸方向幅寸法及び径方向幅寸法が、前記第一内輪のR面取り部の曲率半径よりも大きくなっており、
前記軸部材が、外周面のうち前記第二内輪を外嵌する部分に対して軸方向他側に隣接する部分に車輪を支持固定する為の回転側フランジを有すると共に、前記第二内輪のR面取り部又はC面取り部と対向する位置に存在する、前記軸部材の外周面と前記回転側フランジの軸方向片側面との連続部に、これら両面同士を滑らかに連続させる断面円弧形の隅R部を有するものである、
請求項14に記載した複列円すいころ軸受ユニット。
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