JP2008256102A - 車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両用アクスル構造としてのハブベアリングにおいて、組立工数の低減を図るとともに、ハブベアリングの部品を極力再使用することができる車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】 外方部材４は、車輪に取付けられるハブ輪４Ａと、このハブ輪４Ａの内周に設けられた段部状の外輪嵌合部１３に着脱可能に嵌合した外輪４Ｂとを備え、ハブ輪４Ａおよび外輪４Ｂに各列の軌道面５，６を設ける。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えばトラック等の大型車両用のハブベアリングとして使用される車輪用軸受装置に関する。

大型車両用のアクスル構造として、単列テーパ軸受２個使いのもの、ハブと外輪とが一体になっているハブベアリングがある（特許文献１，２参照）。図３は、従来のハブベアリングの断面図である。このハブベアリングでは、ハブと外輪５０とが一体となっているので、単列テーパ軸受２個をハブへ圧入した構造に比べ、車両への組立性が優れている。つまり前記ハブベアリングは、車両への組み込み後に最適な予圧（軸受プリロード）となるように軸受初期すきまが設定してあり、プリロード調整が不要で組立、保守・点検が非常に容易にできる。

特開２０００−１８６７２１号公報 特開２００３−３１２２０５号公報

前述の単列テーパ軸受２個をハブに圧入した構造では、軸受寿命に達した列の軸受を交換することで、残りの部品は再使用可能である。しかし同構造では、下記組立手順（１）〜（７）に示すように、多大な組立工数を要する。
（１）ハブにインボード（車両に取付けた状態で車幅方向中央寄り）およびアウトボード（同車幅方向外側寄り）外輪を圧入する。
（２）ハブにグリースを封入する。
（３）ハブにインボード内輪を挿入する。
（４）ハブにインボードシールを圧入する（これを「ハブアッセンブリ」と称す）。
（５）ハブアッセンブリに軸を挿入する。
（６）軸にアウトボード内輪を挿入する。
（７）軸先端にナットを入れ締め込む（いわゆるプリロード調整）。
このように軸受プリロードの調整は軸ナットの締付けを微妙に調整し、起動トルクを確認して適性な値を得なければならず、組立においては特に工数を要する。

特許文献１，２のハブベアリングでは、組立工数の低減を図れるが、片方（一列）の外輪軌道面が転動疲労寿命に達したとき、ハブベアリング全体を交換しなければならない。この場合、ハブベアリングの残りの部品（転動疲労寿命に達していない列の部品）を再使用することができない。

本発明の目的は、車両用アクスル構造としてのハブベアリングにおいて、組立工数の低減を図るとともに、ハブベアリングの部品を極力再使用することができる車輪用軸受装置を提供することである。

この発明の車輪用軸受装置は、外周に複列の軌道面を有する内方部材と、前記各軌道面に対向する軌道面を内周に有する外方部材と、これら対向する軌道面の間に介在した複列の転動体とを備える車輪用軸受装置において、前記外方部材は、車輪に取付けられるハブ輪と、このハブ輪の内周に設けられた段部状の外輪嵌合部に着脱可能に嵌合した外輪とを備え、ハブ輪および外輪に各列の軌道面を設けたことを特徴とする。

この構成によると、外方部材は、ハブ輪と外輪とを備え、ハブ輪および外輪に各列の軌道面を設けている。ハブ輪の内周に、段部状の外輪嵌合部が設けられている。特に、外輪は、この外輪嵌合部に着脱可能に嵌合している。したがって、この外輪を嵌合している列の軌道面が転動疲労寿命に達したとき、この列の軌道面をなす部材（外輪、内方部材の前記列に対応する部分）を交換する。これによってハブ輪等を継続して使用することが可能となる。しかも、この構成の車輪用軸受装置は、単列テーパ軸受２個をハブへ圧入した構造に比べ、部品点数が少なく、車両への組立性が優れ、保守・点検が非常に容易にできる。

この発明において、前記外輪を含む列を、複列のうちの転動疲労寿命の短い方とすることが好ましい。この構成によると、ハブ輪に軌道面を設けた列を転動疲労寿命の長い方とすることができる。したがって、ハブ輪を継続して使用する期間を延ばすことができ、その分コスト低減を図ることができる。
この発明において、円すいころ軸受型とし、外輪軌道の小端径を、ハブ輪の内径よりも小径とすることが好ましい。この構成によると、ハブ輪の内径を成す周面より、外輪軌道の小端部が半径方向内方に突出する。したがって、外輪をハブ輪の外輪嵌合部から容易に離脱させることができ、交換を容易に行える。よって、部品の組立工数の低減を図ることが可能となる。

この発明の車輪用軸受装置によると、ハブ輪の外輪嵌合部に、外輪が着脱可能に嵌合しているので、この外輪を嵌合している列の軌道面が転動疲労寿命に達したとき、この列の軌道面をなす部材を交換し得る。これによってハブ輪等を継続して使用することが可能となる。換言すれば、転動疲労寿命に達していない列の部品を再使用することができる。しかも、この構成の車輪用軸受装置は、単列テーパ軸受２個をハブへ圧入した構造に比べ、部品点数が少なく、車両への組立性が優れ、保守・点検が非常に容易にできる。

この発明の第１の実施形態を図１および図２と共に説明する。この実施形態は、外輪回転タイプで、例えばトラック等の大型車両用のアクスル構造として適用されるハブベアリングである。この明細書において、車輪用軸受装置を車両に取付けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車幅方向の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。以下の説明は、車輪用軸受装置の組立方法についても説明をも含む。

この車輪用軸受装置１は、それぞれ外周に複列の軌道面２ａ，３ａを有する２個の内輪２，３（内方部材に相当する）と、各軌道面２ａ，３ａに対向する軌道面５，６を内周に有する外方部材４と、これら対向する軌道面２ａ，５（軌道面３ａ，６）の間に介在した複列の転動体７と、複列の保持器８と、シール９とを備えている。この実施形態の場合、転動体７は円すいころであって、複列の円すいころが背面合わせで配列され、各列毎に保持器８で保持されている。２個の内輪２，３の内輪内径のうち、内輪２，３の合わせ面近傍の内輪内径部２ｂ，３ｂには、ばね鋼製の連結環１０が装着され、この連結環１０により、車輪用軸受装置１の搬送時および取り扱い時に内輪２，３が分離することを防止するとともに、２個の内輪内径のずれを防止し、軸への挿入が容易になる。

内輪２のうち、内輪３との合わせ面近傍の外周面に小鍔２ｃが形成され、アウトボード側の外周面であって外方に臨む外周面に大鍔２ｄが形成されている。内輪３のうち、内輪２との合わせ面近傍の外周面に小鍔３ｃが形成され、インボード側の外周面であって外方に臨む外周面に大鍔３ｄが形成されている。

外方部材４は、車輪に取付けられるハブ輪４Ａと後述する外輪４Ｂとを備え、ハブ輪４Ａは、アウトボード側端の外周に突出する車輪取付用のフランジ１１を有する。このフランジ１１の円周方向の複数箇所にボルト孔１１ａが設けられ、ホイール締結用のボルト（図示せず）が取付けられる。ハブ輪４Ａにおいて、その外径面とフランジ１１とにわたって、複数のリブ１２が形成されている。これらリブ１２は、たとえば円周方向一定間隔おきに形成されている。ただし円周方向一定間隔おきに、限定されるものではなく、たとえば円周方向適当間隔おきであってもよい。

ハブ輪４Ａは、アウトボード側の内周に、アウトボード側に向かう程半径方向外方に拡径する傾斜状の軌道面５を有する。ハブ輪４Ａのインボード側の内周に、段部状の外輪嵌合部１３が設けられ、この外輪嵌合部１３に外輪４Ｂが着脱可能に嵌合している。つまり外輪嵌合部１３に、単列の円すいころ軸受１４の外輪４Ｂが圧入されて保持されている。インボード側であるこの外輪４Ｂの内周に、インボード側に向かう程半径方向外方に拡径する傾斜状の軌道面６が設けられている。

ハブ輪４Ａの内周のうち、アウトボード側とインボード側との軸方向中間付近部に、外輪嵌合部１３の一部を形成するための突出壁部１５が設けられている。この突出壁部１５は、半径方向内方へ突出し、ハブ輪４Ａの内径を成す。外輪４Ｂが外輪嵌合部１３に圧入された状態で、その外輪軌道の小端径ｄＡは、ハブ輪４Ａの内径ｄＢよりも小径となる。逆に言えば、ハブ輪４Ａの内径ｄＢは、外輪軌道の小端径ｄＡよりも半径方向外方に大径となるように設けられている。

ハブ輪４Ａの外周のうちインボード側の端部には、たとえば磁気エンコーダまたは歯車状のパルサリングを設けるための環状の凹形状部４ｃが形成されている。本実施形態に係る車輪用軸受装置１では、前記外輪４Ｂを含むインボード側の列を、複列の転動疲労寿命の短い方と規定することが好ましい。つまりアウトボード側の列の転動疲労寿命が、インボード側の単列の円すいころ軸受１４の転動疲労寿命より長くなるように定められている。この場合、ハブ輪４Ａを継続して使用する期間を延ばすことができ、その分コスト低減を図ることができる。

本実施形態では、例えば、アウトボード側の列の軸受の定格荷重と、インボード側の列の円すいころ軸受１４との定格荷重とを同一にしている。このような場合であっても、インボード側の円すいころ軸受１４にかかるモーメント荷重がより大きくなり得る。これにより、インボード側の列の円すいころ軸受１４が転動疲労寿命に早く達する。この転動疲労寿命に早く達したインボード側の列の円すいころ軸受１４を、交換することで、ハブ輪４Ａを継続して使用することができる。
本実施形態では、両列のころ７の長さおよび径は同一のものを適用している。この構成によると、部品（ころ７、保持器８、および内輪２，３等）の兼用性を図り、製造コストの低減を図ることができる。ただし、両列のころの、長さおよび径の少なくともいずれか一方を異なるものを適用することも可能である。この場合、厳密な寿命により適応した車輪用軸受装置１を得ることができる。

前述のように、本実施形態では、両列の定格荷重を同一にしたうえで、アウトボード側の列の軸受と、インボード側の列の円すいころ軸受１４とで、かかる負荷の違いに起因して、インボード側の列を、複列の転動疲労寿命の短い方と規定している。ただし、この構成に必ずしも限定されるものではない。たとえば、インボード側の列の円すいころ軸受１４を、アウトボード側の列の軸受よりも、定格荷重を小さく設定する（ころ数を少なくする等）ことで、複列の転動疲労寿命の短い方と規定する場合もあり得る。

以上説明した車輪用軸受装置１によると、外方部材４は、ハブ輪４Ａと外輪４Ｂとを備え、ハブ輪４Ａおよび外輪４Ｂにアウトボード側、インボード側各列の軌道面５，６を設けている。ハブ輪４Ａの内周に、段部状の外輪嵌合部１３が設けられ、特に、外輪４Ｂは、この外輪嵌合部１３に着脱可能に嵌合している。したがって、この外輪４Ｂを嵌合しているインボード側の列の軌道面６，３ａが転動疲労寿命に達したとき、この列の軌道面６，３ａをなす部材（外輪４Ｂ、内輪３、同列の転動体７）を交換する。これによって、ハブ輪４Ａ、アウトボード側の列の内輪２、同列の転動体７、および同列の保持器８等を継続して使用することが可能となる。しかも、この構成の車輪用軸受装置１は、単列テーパ軸受２個をハブへ圧入した構造に比べ、車両への組立性が優れ、保守・点検が非常に容易にできる。

つまり、この構成の車輪用軸受装置１を、図示外のハブに取付け、軸を内方部材に挿入する。次に、軸端にナットを入れ、該ナットを規定トルクで締め込むことで、車両への組立を実施し得る。車輪用軸受装置１の組込み後に最適なプリロードとなるように軸受初期隙間が設定してあり、単列テーパ軸受２個使いのようなプリロード調整が不要となる。したがって、車両への組立性が優れ、保守・点検が非常に容易にできる。ハブ輪４Ａの外輪嵌合部１３に、種々な定格荷重な単列の円すいころ軸受を着脱可能に構成することで、このハブ輪の汎用性を高めることができる。それ故、車輪用軸受装置の製造コストの低減を図ることが可能となる。

ハブ輪４Ａの内周の突出壁部１５は、半径方向内方へ突出し、ハブ輪４Ａの内径を成す。外輪４Ｂが外輪嵌合部１３に圧入された状態で、その外輪軌道の小端径ｄＡは、ハブ輪４Ａの内径ｄＢよりも小径となる。逆に言えば、ハブ輪４Ａの内径ｄＢは、外輪軌道の小端径ｄＡよりも半径方向外方に大径となるように設けられている。したがって、外輪軌道の小端部と突出壁部１５との間のコーナー部１６に、たとえば先鋭状の治具を当接させ、この治具を軸方向一方（インボード側）に押圧することで、外輪４Ｂをハブ輪４Ａの外輪嵌合部１３から容易に離脱させることができ、その交換を容易に行える。よって、部品の組立工数の低減を図ることが可能となる。

本実施形態では、ハブ輪の内周のインボード側の列に、段部状の外輪嵌合部が設けられているが、ハブ輪の内周のアウトボード側の列に、段部状の外輪嵌合部を設けてもよい。この外輪嵌合部に、外輪を着脱可能に嵌合し得る。この場合、この外輪を嵌合しているアウトボード側の列の軌道面が転動疲労寿命に達したとき、この列の軌道面をなす部材（外輪、内輪）を交換する。これによって、ハブ輪、インボード側の列の内輪、同列の転動体、および同列の保持器等を継続して使用することが可能となる。

本発明の第一の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。 同車輪用軸受装置のハブ輪と、このハブ輪の外輪嵌合部から取外した軸受とを示す断面図である。 従来の車輪用軸受装置の断面図である。

符号の説明

１…車輪用軸受装置
２，３…内輪
４…外方部材
４Ａ…ハブ輪
４Ｂ…外輪
５，６…軌道面
７…転動体
８…保持器
１３…外輪嵌合部
１４…円すいころ軸受
ｄＡ…小端径
ｄＢ…内径

Claims (3)

1. 外周に複列の軌道面を有する内方部材と、前記各軌道面に対向する軌道面を内周に有する外方部材と、これら対向する軌道面の間に介在した複列の転動体とを備える車輪用軸受装置において、
   前記外方部材は、車輪に取付けられるハブ輪と、このハブ輪の内周に設けられた段部状の外輪嵌合部に着脱可能に嵌合した外輪とを備え、ハブ輪および外輪に各列の軌道面を設けたことを特徴とする車輪用軸受装置。
2. 請求項１において、前記外輪を含む列を、複列のうちの転動疲労寿命の短い方とした車輪用軸受装置。
3. 請求項１または請求項２において、円すいころ軸受型とし、外輪軌道の小端径を、ハブ輪の内径よりも小径とした車輪用軸受装置。

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