JP2007263162A - 車輪用複列円すいころ軸受ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】組立作業の容易化と、円すいころ軸受部の耐焼付性及び負荷容量の向上と、小型・軽量化と、低トルク化とを図れる構造を実現する。
【解決手段】ハブ１ｃの外周面のうち第一の内輪軌道１０の大径側に隣接する部分に、円すいころ４、４の大径側端面を案内する為の大鍔部を設けない。その代わりに、外輪３ｃの内周面のうち第一の外輪軌道１７の大径側に隣接する部分に、上記各円すいころ４、４の大径側端面を案内する為の大鍔部１２ａを設ける。この様な構成を採用する事により、上記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

この発明に係る車輪用複列円すいころ軸受ユニットは、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。

比較的重量が嵩む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従来から、車輪用複列円すいころ軸受ユニットが使用されている。図１４は、この様な車輪用複列円すいころ軸受ユニットの従来構造の第１例として、特許文献１に記載されたものを示している。この車輪用複列円すいころ軸受ユニットは、ハブ１と、内輪２と、外輪３と、複数個の円すいころ４、４と、第一、第二の保持器５、６と、第一、第二のシールリング７、８とを備える。

このうちのハブ１は、外周面の外端（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、図４〜６を除く各図の左側及び図４〜６の下側。反対に、車両の幅方向中央側となる図４〜６を除く各図の右側及び図４〜６の上側を、軸方向に関して内と言う。本明細書及び特許請求の範囲の全体で同じ。）寄り部分に車輪を支持する為の取付フランジ９を、同じく中間部に、軸方向外側に向かう程外径寸法が大きくなる方向に傾斜した円すい凸面状の第一の内輪軌道１０を、同じく内端部にこの第一の内輪軌道１０を形成した部分よりも外径寸法が小さくなった小径段部１１を設けている。又、上記ハブ１の外周面のうち、上記第一の内輪軌道１０の大径側に隣接する部分には、径方向外方に突出した大鍔部１２を、全周に亙り設けている。又、図示の構造は、駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、４ＷＤ車の全車輪）用である為、上記ハブ１の中心部には、図示しない駆動軸を係合させる為の係合孔（例えばスプライン孔等）１３を設けている。

又、上記内輪２は、外周面の中間部に、軸方向内側に向かう程外径寸法が大きくなる方向に傾斜した円すい凸面状の第二の内輪軌道１４を設けている。又、この内輪２の外周面のうち、上記第二の内輪軌道１４の大径側に隣接する部分に、径方向外方に突出した大鍔部１５を、全周に亙り形成している。この様な内輪２は、上記ハブ１の小径段部１１に締り嵌めで外嵌すると共に、このハブ１の内端部を径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部１６により、上記小径段部１１の基端部に存在する段差面に向け抑え付けている。又、上記外輪３は、内周面の外端寄り部分に、軸方向外側に向かう程内径寸法が大きくなる方向に傾斜した円すい凹面状の第一の外輪軌道１７を、同じく内端寄り部分に、軸方向内側に向かう程内径寸法が大きくなる方向に傾斜した円すい凹面状の第二の外輪軌道１８を、外周面に図示しない懸架装置に結合固定する為の結合フランジ１９を、それぞれ設けている。

又、前記複数個の円すいころ４、４のうち、一部の円すいころ４、４は、前記第一の保持器５により保持した状態で、上記第一の内輪軌道１０と上記第一の外輪軌道１７との間に転動自在に設けている。同じく残部の円すいころ４、４は、前記第二の保持器６により保持した状態で、上記第二の内輪軌道１４と上記第二の外輪軌道１８との間に転動自在に設けている。そして、上記ハブ１及び内輪２と上記外輪３との間に存在する、上記各円すいころ４、４を設置した空間である転動体設置空間の外端側の開口部を、前記第一のシールリング７により、内端側の開口部を、前記第二のシールリング８により、それぞれ密封している。図示の例では、上記第一のシールリング７として単体のシールリングを、上記第二のシールリング８として組み合わせシールリングを、それぞれ使用している。特に、上記第一のシールリング７は、基端部を上記外輪３の外端部に外嵌固定すると共に、弾性材製のシールリップの各先端縁を上記取付フランジ９の内側面の基端寄り部分に、全周に亙り摺接させている。又、図示の例では、上記ハブ１の軸方向中間部で、１対の円すいころ列同士の間部分に、回転検出装置を構成するエンコーダ２０を外嵌固定すると共に、上記外輪３の軸方向中間部の円周方向一部に、回転検出装置を構成するセンサを挿通支持する為の支持孔２１を形成している。

上述の様に構成する車輪用複列円すいころ軸受ユニットを自動車に組み付ける場合には、懸架装置を構成するナックルに結合フランジ１９を結合固定すると共に、ハブ１の係合孔１３に駆動軸を係合させる。これと共に、取付フランジ９に車輪及び制動用回転部材を支持固定する。この状態で、上記ハブ１が外輪３に対して回転すると、第一、第二の各内輪軌道１０、１４と第一、第二の各外輪軌道１７、１８との間に配置された複数個の円すいころ４、４がそれぞれ、大径側の端面を各大鍔部１２、１５の内側面により案内されながら、自転しつつ公転する。

次に、図１５は、車輪用複列円すいころ軸受ユニットの従来構造の第２例として、特許文献２に記載されたものを示している。本例の車輪用複列円すいころ軸受ユニットは、従動輪（ＦＦ車の後輪、ＦＲ及びＲＲ車の前輪）用である為、ハブ１ａの中心部に係合孔を設けていない。又、本例の場合には、回転検出装置を構成するエンコーダと、センサを挿入支持する為の支持孔とを、それぞれ設けていない。その他の部分の構成及び作用は、上述した第１例の場合とほぼ同様である。

上述した様な従来構造の第１〜２例の場合には、第一のシールリング７、７ａの内径寸法Ｄを、軸方向外側の円すいころ列の外径寸法（一部の円すいころ４、４の外接円の直径）ｄよりも大きく（Ｄ＞ｄ）している。この理由は、上記一部の円すいころ４、４を第一の内輪軌道１０と第一の外輪軌道１７との間に配置する為に、次の様な組立方法を採用する場合が多い為である。即ち、この組立方法を実施する場合には、先ず、外輪３、３ａの径方向内側にハブ１、１ａを挿入する以前の状態で、第一の保持器５により転動自在に保持した上記一部の円すいころ４、４を、上記第一の内輪軌道１０の周囲に配置する。これと共に、上記外輪３、３ａの外端部に上記第一のシールリング７、７ａを嵌合固定する。そして、この状態で、上記外輪３、３ａの径方向内側に上記ハブ１、１ａを、この外輪３、３ａの外端側から挿入する。これにより、上記第一のシールリング７、７ａのシールリップの先端縁を上記ハブ１、１ａの表面に弾性的に接触させると共に、上記一部の円すいころ４、４を上記第一の内輪軌道１０と上記第一の外輪軌道１７との間に配置する。

この様にして一部の円すいころ４、４を第一の内輪軌道１０と第一の外輪軌道１７との間に配置する作業を行なう場合、例えば図１６〜１７に示す様に、第一のシールリング７ｂの内径寸法Ｄが、軸方向外側の円すいころ列の外径寸法（一部の円すいころ４、４の外接円の直径）ｄよりも小さく（Ｄ＜ｄ）なっていると、外輪３ｂの径方向内側にハブ１ｂを挿入する際に、上記一部の円すいころ４、４と上記第一のシールリング７ｂとが干渉する為、この挿入作業を行なえなくなる。そこで、この様な不都合が生じない様にすべく、上述した従来構造の第１〜２例の場合には、上記第一のシールリング７、７ａの内径寸法Ｄを、軸方向外側の円すいころ列の外径寸法ｄよりも大きく（Ｄ＞ｄ）している。

ところが、上述の様に第一のシールリング７、７ａの内径寸法を大きくすると、その分だけ、上記ハブ１、１ａの一部に設けるシール摺接面（上記第一のシールリング７、７ａの先端縁を摺接させる平滑面）の直径を大きくする必要がある。この結果、軸受ユニットのサイズが径方向に大きくなる為、この軸受ユニットの小型・軽量化を図る事が難しくなる。又、上記第一のシールリング７、７ａのシールリップの先端縁と上記ハブ１、１ａの表面との摩擦抵抗に基づく損失（動トルク）が大きくなる。更に、上述した従来構造の第１〜２例の場合には、上記第一のシールリング７、７ａが大径で且つ特殊な形状となる。この為、この第一のシールリング７、７ａとして、一般的な（例えば、車輪用複列玉軸受ユニットで使用する様な）ものを使用する事ができず、部品の共通化によるコスト低減が図れなくなる。

これに対し、特許文献３には、上述の様な不都合を解消できる車輪用複列円すいころ軸受ユニットの組立方法が記載されている。この特許文献３に記載された組立方法を実施する場合には、先ず、図１８に示す様に、第一の保持器５ａにより転動自在に保持した一部の円すいころ４、４を、第一の外輪軌道１７の径方向内側に配置する。これと共に、上記外輪３ｂの外端部に第一のシールリング７ｂを内嵌固定する。尚、上記第一の保持器５ａは、上記一部の円すいころ４、４がこの第一の保持器５ａから径方向内方に脱落するのを防止できる構造を有する為、図１８に示した状態で、上記一部の円すいころ４、４が上記第一の保持器５ａから径方向内方に脱落する事はない。次いで、この状態で、図１８→図１９に示す様に、上記外輪３ｂの径方向内側に上記ハブ１ｂを、この外輪３ｂの外端側から挿入する。これにより、上記第一のシールリング７ｂの先端縁を上記ハブ１ｂの表面に弾性的に接触させると共に、上記一部の円すいころ４、４を上記第一の内輪軌道１０と上記第一の外輪軌道１７との間に配置する。この様に、特許文献３に記載された組立方法によれば、図１８〜１９に示す様に、上記第一のシールリング７ｂの内径寸法Ｄが、軸方向外側の円すいころ列の外径寸法（上記一部の円すいころ４、４の外接円の直径）ｄよりも小さく（Ｄ＜ｄ）なっている場合であっても、これら一部の円すいころ４、４を上記第一の内輪軌道１０と上記第一の外輪軌道１７との間に配置する作業を容易に行なえる。

ところが、上述の図１８〜１９に示した車輪用複列円すいころ軸受ユニットの場合には、上記第一のシールリング７ｂと上記第一の保持器５ａ及び一部の円すいころ４、４とが、軸方向に関して互いに隣接して設けられている。この為、図１８に示す様に、上記外輪３ｂの径方向内側に上記ハブ１ｂを挿入し切る以前の状態で、上記第一の保持器５ａ及び一部の円すいころ４、４が軸方向に変位し、上記第一のシールリング７ｂにぶつかる可能性がある。そして、ぶつかった結果、上記第一のシールリング７ｂの嵌合位置がずれたり、或はこの第一のシールリング７ｂの姿勢が傾く等した場合には、組立作業を前段階からやり直す必要が生じる。従って、この様な不都合を解消できる構造を実現する事が望まれる。

又、車輪用複列円すいころ軸受ユニットの使用時、構成部材の１つであるハブには、モーメント荷重等が繰り返し加わる為、このハブの耐久性を向上させる事は重要である。これに対し、上述した従来の車輪用複列円すいころ軸受の場合には、ハブ１、１ａ、１ｂの外周面のうち、第一の内輪軌道１０の大径側に隣接する部分に、一部の円すいころ４、４の大径側端面を案内する為の大鍔部１２を形成している。又、この大鍔部１２の内側面と上記第一の内輪軌道１０との連続部は角隅部である為、運転中、この連続部で応力集中が発生しにくくなる様にすべく、この連続部に逃げ凹溝２２を、全周に亙り形成している。この様な従来構造の場合、上記ハブ１、１ａ、１ｂの耐久性を向上させるべく、上記連続部で応力集中をより発生しにくくする方法として、上記逃げ凹溝２２の幅を大きくする方法がある。ところが、この様に逃げ凹溝２２の幅を大きくすると、その分だけ、上記大鍔部１２の内側面及び上記第一の内輪軌道１０の幅が狭くなり、結果として、軸方向外側の円すいころ軸受部の耐焼付性及び負荷容量を確保するのが難しくなる。この為、上記逃げ凹溝２２の幅は、無闇に大きくできない。又、上記連続部で応力集中をより発生しにくくする別の方法として、上記第一の内輪軌道１０の径寸法を大きくする方法がある。ところが、この方法を採用すると、軸受ユニットのサイズが径方向に大きくなる為、この軸受ユニットの小型・軽量化を図る事が難しくなると言った不都合を生じる。この様に、円すいころ軸受部の耐焼付性及び負荷容量の十分な確保並びに軸受ユニット全体の小型・軽量化を図りつつ、その耐久性を向上させる事が難しいと言った不都合は、第二の内輪軌道１０の大径側に隣接する部分に大鍔部１５を形成した内輪２に就いても、上記ハブ１、１ａ、１ｂの場合と同様にして生じる。又、上述した従来の車輪用複列円すいころ軸受ユニットの様に、熱容量が大きいハブ１、１ａ、１ｂに大鍔部１２を形成すると、この大鍔部１２の内側面に高周波焼入れ処理を施す際に、この大鍔部１２でオーバーヒートが起こり易くなると言った不都合があり、この様な不都合を改善する事も望まれている。

特表２００４−５１８９１２号公報 特開２０００−３４３９０５号公報 特開２０００−６５０４９号公報

本発明の車輪用複列円すいころ軸受ユニットは、上述の様な事情に鑑み、組立作業を容易に行なえると共に、円すいころ軸受部の耐焼付性及び負荷容量の十分な確保、並びに、軸受ユニット全体の小型・軽量化を図りつつ、ハブ（更には内輪）の耐久性を向上させる事ができる構造を実現すべく発明したものである。

本発明の車輪用複列円すいころ軸受ユニットは、ハブと、内輪と、外輪と、複数個の円すいころと、シールリングとを備える。
このうちのハブは、外周面の外端寄り部分に車輪を支持する為の取付フランジを、同じく中間部に軸方向外側に向かう程外径寸法が大きくなる方向に傾斜した円すい凸面状の第一の内輪軌道を、同じく内端部にこの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小径段部を、それぞれ設け、使用時に上記車輪と共に回転するものである。
又、上記内輪は、軸方向内側に向かう程外径寸法が大きくなる方向に傾斜した円すい凸面状の第二の内輪軌道を外周面に形成すると共に、上記ハブ本体の小径段部に外嵌固定したものである。
又、上記外輪は、内周面の外端寄り部分に、軸方向外側に向かう程内径寸法が大きくなる方向に傾斜した円すい凹面状の第一の外輪軌道を、同じく内端寄り部分に、軸方向内側に向かう程内径寸法が大きくなる方向に傾斜した円すい凹面状の第二の外輪軌道を、それぞれ形成し、使用時にも回転しないものである。
又、上記複数個の円すいころのうちの一部は、第一の保持器により転動自在に保持された状態で上記第一の内輪軌道と上記第一の外輪軌道との間に配置され、同じく残部は、第二の保持器により転動自在に保持された状態で上記第二の内輪軌道と上記第二の外輪軌道との間に配置されている。
又、上記シールリングは、基端部を上記外輪の外端部に嵌合支持すると共に、先端縁を上記ハブの表面のうち上記第一の内輪軌道よりも軸方向外側の部分に全周に亙り摺接させている。
特に、本発明の車輪用複列円すいころ軸受ユニットに於いては、上記ハブの外周面のうち上記第一の内輪軌道の大径側に隣接する部分に、上記一部の円すいころの端面を案内する為の鍔部を設けず、上記外輪の内周面のうち上記第一の外輪軌道の大径側に隣接する部分に、上記一部の円すいころの端面を案内する為の鍔部を設けている。

上述の様に、本発明の車輪用複列円すいころ軸受ユニットの場合には、外輪の内周面のうち第一の外輪軌道の大径側に隣接する部分に、一部の円すいころの端面を案内する為の鍔部を設けている。この為、本発明の場合には、第一の保持器により転動自在に保持した一部の円すいころを、第一の外輪軌道の径方向内側に配置すると共に、外輪の外端部にシールリングを嵌合支持した後、この外輪の径方向内側にハブを挿入する組立方法を実施する際には、上記一部の円すいころの端面が上記鍔部の側面に抑えられる為、上記外輪の径方向内側で上記第一の保持器及び一部の円すいころが、軸方向外側に向け大きく変位する事はない。従って、上記シールリングの内径寸法Ｄが軸方向外側の円すいころ列の外径寸法（上記一部の円すいころの外接円の直径）ｄよりも小さい（Ｄ＜ｄ）場合であっても、組立作業の途中で、上記第一の保持器及び一部の円すいころが上記シールリングにぶつかる事を防止できる。この結果、本発明の場合には、この様にぶつかる事によって上記シールリングの姿勢が傾く等の心配をする事なく、組立作業を容易に行なえる。又、上記シールリングの内径寸法Ｄを軸方向外側の円すいころ列の外径寸法（上記一部の円すいころの外接円の直径）ｄよりも小さく（Ｄ＜ｄ）できる為、上記ハブの一部に設けるシール摺接面（上記シールリングの先端縁を摺接させる平滑面）の直径を小さくできる。従って、軸受ユニットの小型・軽量化を図り易くできる（設計の自由度が向上する）。又、軸受ユニットの動トルクの低減も図り易い。

又、本発明の場合には、ハブの外周面のうち第一の内輪軌道の大径側に隣接する部分に、一部の円すいころの端面を案内する為の鍔部を形成していない為、この第一の内輪軌道の大径側端縁部分に応力集中が発生する事はない。従って、この大径側端縁部分に逃げ凹溝を形成する必要がなくなる分、上記第一の内輪軌道の幅を十分に確保できる。この結果、軸方向外側の円すいころ軸受部の負荷容量を十分に確保できる。更に、本発明の場合には、この様に軸方向外側の円すいころ軸受部の負荷容量を十分に確保する為に、上記第一の内輪軌道の径寸法を大きくする必要がない為、やはり軸受ユニットの小型・軽量化を図り易くできる。又、本発明の場合には、ハブの側に鍔部を設けていない為、高周波焼入れ処理時に、オーバーヒートを起こす事がない。尚、一部の円すいころの端面を案内する為の鍔部を外輪側に形成しているが、この外輪は、ハブに比べて熱容量が小さい為、この鍔部の側面に高周波焼入れ処理を施す際にも、この鍔部ではオーバーヒートが起こりにくい。

又、上述した様に本発明の場合には、外輪の内周面のうち第一の外輪軌道の大径側に隣接する部分に、一部の円すいころの端面を案内する為の鍔部を設けている。ここで、この様に外輪の内周面に鍔部を設けた場合と、前述した従来構造の様にハブの外周面に鍔部を設けた場合とで、それぞれこれら各鍔部の側面に対する上記一部の円すいころの端面の接触高さが同一である場合には、本発明の様に外輪の内周面に鍔部を設けた場合の方が、従来構造の様にハブの外周面に鍔部を設けた場合よりも、この鍔部の側面と上記一部の円すいころの端面との接触部の相対滑り速度Ｖを小さくできる。これに対し、この接触部の面圧Ｐは、上記両場合を比較しても殆ど差は生じない。この為、本発明の場合には、従来構造の場合に比べて、上記鍔部の側面と上記一部の円すいころの端面との接触部のＰＶ値（上記面圧Ｐと上記相対滑り速度Ｖとの積で、その値が小さい程耐焼付性が大きい事を示すパラメータ）を小さくできる。更に、本発明の場合には、外輪の内周面に鍔部を設けている為、従来構造の様にハブの外周面に鍔部を設けている場合に比べて、運転時の遠心力により径方向外方に集まり易い潤滑用のグリースを、上記鍔部の側面と上記一部の円すいころの端面との接触部に供給し易くできる。従って、これらの理由により、本発明の場合には、従来構造の場合に比べて、上記接触部の耐焼付性を向上させる事ができる。

本発明を実施する場合に、好ましくは、請求項２に記載した様に、内輪の外周面のうち第二の内輪軌道の大径側に隣接する部分に、残部の円すいころの端面を案内する為の鍔部を設けず、外輪の内周面のうち第二の外輪軌道の大径側に隣接する部分に、上記残部の円すいころの端面を案内する為の鍔部を設ける。
この様な構成を採用すれば、軸方向内側の円すいころ軸受部の負荷容量、及び、上記鍔部の側面と上記残部の円すいころの端面との接触部の耐焼付性を、それぞれ十分に確保できると共に、上記内輪の耐久性を向上させる事ができ、しかも軸受ユニット全体の小型・軽量化、低トルク化を更に図り易くできる。

図１〜６は、請求項１に対応する、本発明の実施例１を示している。尚、本実施例の特徴は、複数個の円すいころ４、４のうち、第一の内輪軌道１０と第一の外輪軌道１７との間に設けた一部の円すいころ４、４の大径側端面を案内する為の大鍔部１２ａの形成位置を工夫した点にある。その他の部分の構造及び作用は、回転検出装置を構成するエンコーダ、及び、センサを挿通支持する為の支持孔を設けていない（設ける事は自由である）点を除き、前述の図１４に示した従来構造の第１例の場合とほぼ同様である。この為、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本実施例の特徴部分を中心に説明する。

本実施例の場合には、ハブ１ｃの外周面のうち上記第一の内輪軌道１０の大径側に隣接する部分に、上記一部の円すいころ４、４の大径側端面を案内する為の大鍔部を設けていない。その代わりに、外輪３ｃの内周面のうち上記第一の外輪軌道１０の大径側に隣接する部分に、上記一部の円すいころ４、４の大径側端面を案内する為の大鍔部１２ａを設けている。又、第一のシールリング７ｂは、この大鍔部１２ａの内周面に締り嵌めで内嵌支持している。従って、本実施例の場合、上記第一のシールリング７ｂの内径寸法Ｄは、軸方向外側の円すいころ列の外径寸法（上記一部の円すいころ４、４の外接円の直径）ｄよりも小さく（Ｄ＜ｄ）なっている。又、本実施例の場合、第一の保持器５ａは、上記一部の円すいころ４、４を転動自在に保持した状態で、これら一部の円すいころ４、４がこの第一の保持器５ａから径方向内方に脱落するのを防止できる構造を有する。これに対し、第二の保持器６は、残部の円すいころ４、４を転動自在に保持した状態で、これら残部の円すいころ４、４がこの第二の保持器６から径方向外方に脱落するのを防止できる構造を有する。尚、この様な機能を備えた第一、第二の各保持器５ａ、６の具体的構造は、例えば前述の特許文献３等に記載されて従来から広く知られており、更には本実施例の特徴部分でもない為、詳しい図示並びに説明は省略する。

上述の様に構成する本実施例の車輪用複列円すいころ軸受ユニットを組み立てる場合には、先ず、図２に示す様に、上記第一の保持器５ａにより転動自在に（且つ径方向内方への脱落を防止した状態で）保持した一部の円すいころ４、４を、上記第一の外輪軌道１７の径方向内側に配置する。この様な配置作業を行なう為に、具体的には、上記第一の外輪軌道１７の径方向内側に配置した上記第一の保持器５ａの径方向内側から、上記一部の円すいころ４、４をそれぞれ、この第一の保持器５ａを構成する各ポケット２３、２３の内側に、これら各ポケット２３、２３の周囲部分を弾性変形させながら押し込む。これと共に、上記大鍔部１２ａの内周面に上記第一のシールリング７ｂを、締り嵌めで内嵌する。次いで、この状態で、同図に示す様に、上記外輪３ｃの径方向内側に上記ハブ１ｃを、この外輪３ｃの外端側から挿入する。そして、同図に示した状態から更に、このハブ１ｃの挿入量を増やす事により、上記第一のシールリング７ｂの先端縁をこのハブ１ｃの表面に弾性的に接触させると共に、上記一部の円すいころ４、４を上記第一の内輪軌道１０と上記第一の外輪軌道１７との間に配置する。次いで、上記第二の保持器６により転動自在に（且つ径方向外方への脱落を防止した状態で）保持した残部の円すいころ４、４を、内輪２の外周面に設けた第二の内輪軌道１４の周囲に配置する。そして、この状態で、上記内輪２を上記ハブ１ｃの小径段部１１に圧入外嵌する事により、上記残部の円すいころ４、４を、上記第二の内輪軌道１４と第二の外輪軌道１８との間に配置する。その後、上記ハブ１ｃの内端部にかしめ部１６を形成すると共に、上記内輪２の内端部外周面と上記外輪３ｃの内端部内周面との間に第二のシールリング８を組み付ける事により、組立作業を完了する。

上述の様に、本実施例の車輪用複列円すいころ軸受ユニットの場合には、外輪３ｃの内周面のうち第一の外輪軌道１７の大径側に隣接する部分に、一部の円すいころ４、４の大径側端面を案内する為の大鍔部１２ａを設けている。この様な本実施例の場合には、組立作業の途中で、図２〜３に示す様に、上記外輪３ｃの径方向内側にハブ１ｃを挿入する際、上記一部の円すいころ４、４の大径側端面を、上記大鍔部１２ａの内側面により抑える事ができる。この為、上記外輪３ｃの径方向内側で、上記第一の保持器５ａ及び一部の円すいころ４、４が、軸方向外側に向け大きく変位する事を防止できる。従って、本実施例の様に、第一のシールリング７ｂの内径寸法Ｄが軸方向外側の円すいころ列の外径寸法（上記一部の円すいころ４、４の外接円の直径）ｄよりも小さくなっている（Ｄ＜ｄ）場合であっても、組立作業の途中で、上記第一の保持器５ａ及び一部の円すいころ４、４が上記第一のシールリング７ｂにぶつかる事を防止できる。この結果、本実施例の場合には、この様にぶつかる事によって上記第一のシールリング７ｂの姿勢が傾く等の心配をする事なく、組立作業を容易に行なえる。又、上記第一のシールリング７ｂの内径寸法Ｄを軸方向外側の円すいころ列の外径寸法ｄよりも小さく（Ｄ＜ｄ）できる為、上記ハブ１ｃの一部に設けるシール摺接面（上記第一のシールリング７ｂの先端縁を摺接させる平滑面）の直径を小さくできる。従って、軸受ユニットの小型・軽量化、低トルク化を図り易くできる。又、本実施例の場合には、上記第一のシールリング７ｂとして、一般的なもの（前述の図１４〜１５に示した従来構造の第１〜２例で使用する様な、大径で特殊な形状を有するものではなく、例えば一般的な車輪用複列玉軸受ユニットで使用する様なもの）を使用する事ができる。この為、上記第一のシールリング７ｂに関して、部品の共通化によるコスト低減を図れる。

又、本実施例の場合には、上記ハブ１ｃの外周面のうち上記第一の内輪軌道１０の大径側に隣接する部分に大鍔部を形成していない為、上記第一の内輪軌道１０の大径側端縁部分に応力集中が発生する事はない。従って、この大径側端縁部分に逃げ凹溝を形成する必要がなくなる分、上記第一の内輪軌道１０の幅を十分に確保できる。この結果、軸方向外側の円すいころ軸受部の負荷容量を十分に確保できる。更に、本実施例の場合には、この様に軸方向外側の円すいころ軸受部の負荷容量を十分に確保する為に、上記第一の内輪軌道１０の径寸法を大きくする必要がない為、やはり軸受ユニットの小型・軽量化を図り易くできる。

又、上述した様に本実施例の場合には、上記外輪３ｃの内周面に上記大鍔部１２ａを設けている。ここで、この様に外輪３ｃの内周面に大鍔部１２ａを設けた場合と、前述した従来構造の様にハブの外周面に大鍔部を設けた場合とで、それぞれこれら各大鍔部１２ａの内側面に対する上記一部の円すいころ４、４の大径側端面の接触高さが同一である場合には、本実施例の様に外輪３ｃの内周面に大鍔部１２ａを設けた場合の方が、従来構造の様にハブの外周面に大鍔部を設けた場合よりも、この大鍔部１２ａの内側面と上記一部の円すいころ４、４の大径側端面との接触部の相対滑り速度Ｖを小さくできる。これに対し、この接触部の面圧Ｐは、上記両場合を比較しても殆ど差は生じない。この為、本実施例の場合には、従来構造の場合に比べて、上記大鍔部１２ａの内側面と上記一部の円すいころ４、４の大径側端面との接触部のＰＶ値を小さくできる。更に、本実施例の場合には、上記外輪３ｃの内周面に上記大鍔部１２ａを設けている為、従来構造の様にハブの外周面に大鍔部を設けている場合に比べて、運転時の遠心力により径方向外方に集まり易い潤滑用のグリースを、上記大鍔部１２ａの内側面と上記一部の円すいころ４、４の大径側端面との接触部に供給し易くできる。従って、これらの理由により、本実施例の場合には、従来構造の場合に比べて、上記接触部の耐焼付性を向上させる事ができる。

又、本実施例の車輪用複列円すいころ軸受ユニットは、図４〜６に示す様にして組み立てる事もできる。即ち、先ず、図４に示す様に、ハブ１ｃの外端部を下向き（内端部を上向き）にした状態で、図４→図５に示す様に、このハブ１ｃの上部からこのハブ１ｃの周囲に、外輪３ｃ及び一部の円すいころ４、４及び第一の保持器５ａ及び第一のシールリング７ｂを挿通して組み付ける。これと共に、やはり上記ハブ１ｃの上部からこのハブ１ｃの内端部外周面と上記外輪３ｃの内端部内周面との間に、内輪２及び残部の円すいころ４、４及び第二の保持器６を挿入して組み付ける。次いで、図５→図６に示す様に、揺動プレス機を構成する押型２９により、上記ハブ１ｃの内端部に設けた円筒部３０を径方向外方に塑性変形させて、かしめ部１６を形成する。これと共に、上記内輪２の内端部外周面と上記外輪３ｃの内端部内周面との間に第二のシールリング８を組み付ける事により、組立作業を完了する。本実施例の場合には、この様な縦型の組立作業を実施する場合でも、上記図４に示した工程時に、上記外輪３ｃの外端部内周面に形成した大鍔部１２ａにより、上記一部の円すいころ４、４及び第一の保持器５ａが上記外輪３ｃの内側から下方に落下する事を防止できる。又、この際に、上記一部の円すいころ４、４及び第一の保持器５ａが上記第一のシールリング７ｂにぶつかる事がない為、この第一のシールリング７ｂが変形等する事を防止できる。特に、本実施例の場合には、大型の（上記一部の円すいころ４、４の重量が嵩む）軸受ユニットで上記図４に示した工程を行なう場合でも、上述した様な第一のシールリング７ｂの変形等の防止を確実に図れる。

次に、図７は、請求項１〜２に対応する、本発明の実施例２を示している。本実施例の場合には、第一の内輪軌道１０と第一の外輪軌道１７との間に設けた一部の円すいころ４、４の大径側端面を案内する為の大鍔部１２ａだけでなく、第二の内輪軌道１４と第二の外輪軌道１８との間に設けた残部の円すいころ４、４の大径側端面を案内する為の大鍔部１５ａも、外輪３ｄの内周面に形成している。即ち、本実施例の場合には、内輪２ａの外周面のうち、上記第二の内輪軌道１４の大径側に隣接する部分に大鍔部を設けず、上記外輪３ｄの内周面のうち、上記第二の外輪軌道１８の大径側に隣接する部分に大鍔部１５ａを設けている。又、本実施例の場合には、第二の保持器６ａとして、第一の保持器５ａと同様、上記残部の円すいころ４、４を転動自在に保持した状態で、これら各円すいころ４、４が径方向内方に脱落するのを防止できる構造のものを使用している。

この様な本実施例の車輪用複列円すいころ軸受を組み立てる場合には、先ず、上記第一の保持器５ａにより転動自在に（且つ径方向内方への脱落を防止した状態で）保持した一部の円すいころ４、４を、上記第一の外輪軌道１７の径方向内側に配置すると共に、上記第二の保持器６ａにより転動自在に（且つ径方向内方への脱落を防止した状態で）保持した残部の円すいころ４、４を、第二の外輪軌道１８の径方向内側に配置する。この様な配置作業を行なう為に、具体的には、上記第一、第二の各外輪軌道１７、１８の径方向内側に配置した上記第一、第二の各保持器５ａ、６ａの径方向内側から、上記各円すいころ４、４をそれぞれ、これら第一、第二の各保持器５ａ、６ａを構成する各ポケット２３、２３の内側に、これら各ポケット２３、２３の周囲部分を弾性変形させながら押し込む。これと共に、上記大鍔部１２ａの内周面に第一のシールリング７ｂを、締り嵌めで内嵌する。次いで、この状態で、上記外輪３ｄの径方向内側にハブ１ｃを、この外輪３ｄの外端側から挿入する事により、上記第一のシールリング７ｂの先端縁を上記ハブ１ｃの表面に弾性的に接触させると共に、上記一部の円すいころ４、４を上記第一の内輪軌道１０と上記第一の外輪軌道１７との間に配置する。次いで、上記内輪２ａを上記ハブ１ｃの小径段部１１に圧入外嵌する事により、上記残部の円すいころ４、４を、上記第二の内輪軌道１４と第二の外輪軌道１８との間に配置する。その後、上記ハブ１ｃの内端部にかしめ部１６を形成すると共に、上記内輪２ａの内端部外周面と上記外輪３ｄの内端部内周面との間に第二のシールリング８を組み付ける事により、組立作業を完了する。

上述の様に、本実施例の車輪用複列円すいころ軸受の場合には、内輪２ａの外周面のうち、第二の内輪軌道１４の大径側に隣接する部分に大鍔部を設けず、外輪３ｄの内周面のうち、第二の外輪軌道１８の大径側に隣接する部分に大鍔部１５ａを設けている。この為、本実施例の場合には、軸方向内側の円すいころ軸受部に関しても、軸方向外側の円すいころ軸受部に関する効果と同様の効果を得られる。即ち、軸方向内側の円すいころ軸受部の負荷容量、及び、上記大鍔部１５ａの内側面と上記残部の円すいころ４、４の大径側端面との接触部の耐焼付性を、それぞれ十分に確保できると共に、内輪２ａの耐久性を向上させる事ができ、しかも軸受ユニット全体の小型・軽量化を図り易くできる。その他の構成及び作用は、上述した実施例１の場合と同様である。

次に、図８は、請求項１に対応する、本発明の実施例３を示している。前述の図１〜６に示した実施例１の場合が、駆動輪用の軸受ユニットに本発明を適用していたのに対し、本実施例の場合には、従動輪用の軸受ユニットに本発明を適用している。この為、本実施例の場合には、ハブ１ｄの中心部に、駆動軸を係合させる為の係合孔を設けていない。その他の構成及び作用は、上記実施例１の場合と同様である。

次に、図９は、請求項１〜２に対応する、本発明の実施例４を示している。前述の図７に示した実施例２の場合が、駆動輪用の軸受ユニットに本発明を適用していたのに対し、本実施例の場合には、従動輪用の軸受ユニットに本発明を適用している。この為、本実施例の場合には、ハブ１ｄの中心部に、駆動軸を係合させる為の係合孔を設けていない。その他の構成及び作用は、上記実施例２の場合と同様である。

次に、図１０は、請求項１に対応する、本発明の実施例５を示している。前述の図８に示した実施例３の場合が、ハブ１ｄの内端部に形成したかしめ部１６により内輪２の内端面を抑え付けているのに対し、本実施例の場合には、ハブ１ｅの内端部に形成した雄ねじ部２４に螺合し、更に緊締したナット２５により、内輪２の内端面を抑え付けている。その他の構成及び作用は、上記実施例３の場合と同様である。

次に、図１１は、請求項１〜２に対応する、本発明の実施例６を示している。前述の図９に示した実施例４の場合が、ハブ１ｄの内端部に形成したかしめ部１６により内輪２の内端面を抑え付けているのに対し、本実施例の場合には、ハブ１ｅの内端部に形成した雄ねじ部２４に螺合し、更に緊締したナット２５により、内輪２ａの内端面を抑え付けている。その他の構成及び作用は、上記実施例４の場合と同様である。

次に、図１２は、請求項１に対応する、本発明の実施例７を示している。本実施例の場合には、ハブ１ｃの小径段部１１の基端部に存在する段差面２６と、内輪２の外端面との間に、円環状の間座２７を挟持している。この様な構成を有する本実施例の車輪用複列円すいころ軸受ユニットによれば、組立作業の途中段階で複列円すいころ軸受部の内部隙間を測定し、この測定値に基づいて上記間座２７の軸方向寸法を調節する事に基づき、各構成部品の製造誤差や組み付け誤差を相殺する事により、完成後の複列円すいころ軸受部の内部隙間を適正範囲に収める事ができる。従って、この複列円すいころ軸受部の性能を更に向上させる事ができる。その他の構成及び作用は、前述の図１〜６に示した実施例１の場合と同様である。

次に、図１３は、やはり請求項１に対応する、本発明の実施例８を示している。本実施例の場合には、ハブ１ｃの軸方向中間部で、１対の円すいころ列同士の間部分に、回転検出装置を構成するエンコーダ２０を外嵌固定している。これと共に、外輪３ｅの軸方向中間部の円周方向一部に支持孔２１を設け、この支持孔２１の内側に、回転検出装置を構成するセンサ２８を挿通支持している。その他の構成及び作用は、前述の図１〜６に示した実施例１の場合と同様である。

尚、本発明は、上述した様な構造の車輪用複列円すいころ軸受ユニットに限らず、特許請求の範囲に記載した要件を満たす総ての車輪用複列円すいころ軸受ユニットに対して適用可能である。

本発明の実施例１を示す断面図。 組立作業の途中段階を示す断面図。 図２のＡ部拡大図。 別の組立作業の第一工程を示す断面図。 同じく第二工程を示す断面図。 同じく完了時の状態を示す断面図。 本発明の実施例２を示す断面図。 同実施例３を示す断面図。 同実施例４を示す断面図。 同実施例５を示す断面図。 同実施例６を示す断面図。 同実施例７を示す断面図。 同実施例８を示す断面図。 従来構造の第１例を示す断面図。 同第２例を示す断面図。 第一のシールリングの内径寸法を外側の円すいころ列の外径寸法よりも大きくした構造に関する組立作業の第１例の途中段階を示す断面図。 図１６のＢ部拡大図。 第一のシールリングの内径寸法を外側の円すいころ列の外径寸法よりも大きくした構造に関する組立作業の第２例の途中段階を示す断面図。 同じく、続く途中段階を示す断面図。

符号の説明

１、１ａ〜１ｅ ハブ
２、２ａ 内輪
３、３ａ〜３ｅ 外輪
４ 円すいころ
５、５ａ 第一の保持器
６、６ａ 第二の保持器
７、７ａ、７ｂ 第一のシールリング
８ 第二のシールリング
９ 取付フランジ
１０ 第一の内輪軌道
１１ 小径段部
１２、１２ａ 大鍔部
１３ 係合孔
１４ 第二の内輪軌道
１５、１５ａ 大鍔部
１６ かしめ部
１７ 第一の外輪軌道
１８ 第二の外輪軌道
１９ 結合フランジ
２０ エンコーダ
２１ 支持孔
２２ 逃げ凹溝
２３ ポケット
２４ 雄ねじ部
２５ ナット
２６ 段差面
２７ 間座
２８ センサ
２９ 押型
３０ 円筒部

Claims (2)

1. ハブと、内輪と、外輪と、複数個の円すいころと、シールリングとを備え、
   このうちのハブは、外周面の外端寄り部分に車輪を支持する為の取付フランジを、同じく中間部に軸方向外側に向かう程外径寸法が大きくなる方向に傾斜した円すい凸面状の第一の内輪軌道を、同じく内端部にこの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小径段部を、それぞれ設け、使用時に上記車輪と共に回転するものであり、
   上記内輪は、軸方向内側に向かう程外径寸法が大きくなる方向に傾斜した円すい凸面状の第二の内輪軌道を外周面に形成すると共に、上記ハブ本体の小径段部に外嵌固定したものであり、
   上記外輪は、内周面の外端寄り部分に、軸方向外側に向かう程内径寸法が大きくなる方向に傾斜した円すい凹面状の第一の外輪軌道を、同じく内端寄り部分に、軸方向内側に向かう程内径寸法が大きくなる方向に傾斜した円すい凹面状の第二の外輪軌道を、それぞれ形成し、使用時にも回転しないものであり、
   上記複数個の円すいころのうちの一部は、第一の保持器により転動自在に保持された状態で上記第一の内輪軌道と上記第一の外輪軌道との間に配置され、同じく残部は、第二の保持器により転動自在に保持された状態で上記第二の内輪軌道と上記第二の外輪軌道との間に配置されており、
   上記シールリングは、基端部を上記外輪の外端部に嵌合支持すると共に、先端縁を上記ハブの表面のうち上記第一の内輪軌道よりも軸方向外側の部分に全周に亙り摺接させている、車輪用複列円すいころ軸受ユニットに於いて、
   上記ハブの外周面のうち上記第一の内輪軌道の大径側に隣接する部分に、上記一部の円すいころの端面を案内する為の鍔部を設けず、上記外輪の内周面のうち上記第一の外輪軌道の大径側に隣接する部分に、上記一部の円すいころの端面を案内する為の鍔部を設けている事を特徴とする車輪用複列円すいころ軸受ユニット。
2. 内輪の外周面のうち第二の内輪軌道の大径側に隣接する部分に、残部の円すいころの端面を案内する為の鍔部を設けず、外輪の内周面のうち第二の外輪軌道の大径側に隣接する部分に、上記残部の円すいころの端面を案内する為の鍔部を設けている、請求項１に記載した車輪用複列円すいころ軸受ユニット。

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