JP2008275022A - ハブユニット軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受の耐久性を向上することができると共に、修理及び組み付けの容易化を図ることができるハブユニット軸受を提供する。
【解決手段】ハブユニット軸受１０は、外側部材１２とアクスル軸１１との間に配置される２列の軸受部を備え、２列の軸受部の一方は、外側部材１２の内周面の車幅方向内側に形成される外輪軌道面２１と、外輪軌道面１２の径方向内側に配置され、外周面に内輪軌道面２２を有する両鍔付の内輪２３と、外輪軌道面２１と内輪軌道面２２との間に円周方向に転動可能に配設される円筒ころ２４と、外輪軌道面２１の車幅方向内側に着脱自在に設けられ、円筒ころ２４の軸方向の移動を規制する規制部材２６と、を有する単列円筒ころ軸受２０であり、２列の軸受部の他方は、外側部材１２の内周側の車幅方向外側に組み付けられる単列深溝玉軸受３０である。
【選択図】図１

Description

本発明は、ハブユニット軸受に関し、例えば、小型貨物車等の後輪に用いられる半浮動式のハブユニット軸受に関する。

従来の半浮動式のハブユニット軸受としては、例えば、図４に示すものが知られている。このハブユニット軸受１００は、図４に示すように、ハウジング１０１の車幅方向内側端にアクスル管１０２が固定され、ハウジング１０１内にはホイール軸受１０３が圧入等により組み付けられる。ホイール軸受１０３の内輪１０４はアクスル管１０２内を挿通するアクスル軸１０５に外嵌され、アクスル軸１０５のホイール軸受１０３から車幅方向外側に突出する部分には、ハブナット１０６によりハブフランジ１０７が締結される。

ところで、ハブユニット軸受１００では、ラジアル荷重とアキシアル荷重とをホイール軸受１０３が支持し、モーメント荷重をアクスル軸１０５が支持しているが、ホイール軸受１０３には、単列深溝玉軸受、単列円すいころ軸受、及び内外輪両鍔付きの単列円筒ころ軸受などが使用されるため、小型貨物車等で積載量が大きくなると、軸受の耐久性が低下するという問題がある。

即ち、路面反力が大きくなるとモーメント荷重が増し、アクスル軸１０５のたわみが増えると、玉軸受にあっては、玉の溝肩への乗り上げが発生し、ころ軸受にあっては、ころと軌道面との間にエッジロードが発生してしまい、軸受寿命が低下してしまう。

また、ハブユニット軸受１００では、ホイール軸受１０３として内外輪両鍔付きの単列円筒ころ軸受を例示しているが、この円筒ころ軸受では、内輪１０４、円筒ころ１０８、及び鍔輪１０９の３部品を容易に分解することができるので、組み付けが煩瑣である。さらに、ホイール軸受として円錐ころ軸受を用いた場合では、左右輪がアクスル軸とセンタブロックを介してＤＦ組み合わせになるため、隙間調整を行わなければならないと共に、同様に、組み付けが煩瑣である。

このような事情から、ホイール軸受として、単列軸受に代えて複列軸受を用いるソリッドリアアクスル方式のハブユニット軸受も普及してきたが、複列軸受ではモーメント荷重も支持することになるので軸受の負荷が増して大型化し、コスト高になってしまう傾向がある。また、複列軸受では、予圧の調整などの専門知識が必要になってくる。

特に、修理工場が未整備で専門知識を持たないユーザが自ら修理することが多い地域では、補修部品が低コストで、組み付けが容易なハブユニット軸受が求められる。

そこで、ホイール軸受として単列玉軸受を用い、この玉軸受の外輪にアクスル管とフランジ結合されるフランジ部を設けたハブユニット軸受が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

そして、上記特許文献１に記載のハブユニット軸受では、玉軸受の内輪へのアクスル軸の圧入と外輪に設けたフランジ部とアクスル管側のフランジ部とをねじにより結合するので組付け性が改善され、しかも、通常の単列深溝玉軸受と比較して負荷容量も上げやすい。

特許第２６２１３３５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のハブユニット軸受では、ホイール軸受として単列玉軸受を用いているため、負荷容量を向上することはできるものの、積載量が過大になりやすい小型貨物車などに用いた場合には十分な耐久性が確保されない可能性があった。

本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、軸受の耐久性を向上することができると共に、修理及び組み付けの容易化を図ることができるハブユニット軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） アクスル軸の端部に外挿される外側部材と、外側部材とアクスル軸との間に配置される２列の軸受部と、を備えるハブユニット軸受であって、外側部材の車幅方向内側の外周部に、アクスル軸が挿通するアクスル管とフランジ結合されるフランジ部が設けられ、２列の軸受部の一方の軸受部は、外側部材の内周面の車幅方向内側に形成される外輪軌道面と、外輪軌道面の径方向内側に配置され、外周面に内輪軌道面を有する両鍔付の内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に円周方向に転動可能に配設される円筒ころと、外輪軌道面の車幅方向内側に着脱自在に設けられ、円筒ころの軸方向の移動を規制する規制部材と、を有する単列円筒ころ軸受であり、２列の軸受部の他方の軸受部は、外側部材の内周側の車幅方向外側に組み付けられる単列深溝玉軸受であることを特徴とするハブユニット軸受。
（２） 単列深溝玉軸受は、外側部材の内周面の車幅方向外側に形成される外輪軌道溝と、外輪軌道溝の径方向内側に配置され、外周面に内輪軌道溝を有する内輪と、外輪軌道溝と内輪軌道溝との間に円周方向に転動可能に配設される玉と、を有することを特徴とする（１）に記載のハブユニット軸受。
（３） 単列深溝玉軸受は、外側部材の内周面の車幅方向外側に嵌め込まれ、内周面に外輪軌道溝を有する外輪と、外輪の径方向内側に配置され、外周面に内輪軌道溝を有する内輪と、外輪軌道溝と内輪軌道溝との間に円周方向に転動可能に配設される玉と、を有し、外側部材の内周面の車幅方向外側に、外輪が嵌め込まれる段付凹部が設けられることを特徴とする（１）に記載のハブユニット軸受。
（４） 単列深溝玉軸受の車幅方向外側にシール部材が装着されることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のハブユニット軸受。

本発明のハブユニット軸受によれば、外側部材の車幅方向内側の外周部に、アクスル軸が挿通するアクスル管とフランジ結合されるフランジ部が設けられ、２列の軸受部の一方の軸受部は、外側部材の内周面の車幅方向内側に形成される外輪軌道面と、外輪軌道面の径方向内側に配置され、外周面に内輪軌道面を有する両鍔付の内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に円周方向に転動可能に配設される円筒ころと、外輪軌道面の車幅方向内側に着脱自在に設けられ、円筒ころの軸方向の移動を規制する規制部材と、を有する単列円筒ころ軸受であり、２列の軸受部の他方の軸受部は、外側部材の内周側の車幅方向外側に組み付けられる単列深溝玉軸受であるため、軸受の耐久性を向上することができると共に、修理及び組み付けの容易化を図ることができる。

以下、本発明に係るハブユニット軸受の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本発明に係るハブユニット軸受の第１実施形態について説明する。
図１は本発明に係るハブユニット軸受の第１実施形態を説明するための断面図である。

本実施形態のハブユニット軸受１０は、小型貨物車などの後輪に用いられる半浮動式のものであり、図１に示すように、アクスル軸１１の端部に外挿される円筒状の外側部材１２と、外側部材１２とアクスル軸１１との間に配置される２列の軸受部である単列円筒ころ軸受２０及び単列深溝玉軸受３０と、を備える。

また、アクスル軸１１が挿通するアクスル管１３の車幅方向外端部には、外側部材１２を取り付けるためのフランジ部１４が固定されており、外側部材１２の車幅方向内側（図１の右側）の外周部には、不図示のボルトによりフランジ部１４と締結されるフランジ部１２ａが設けられる。また、フランジ部１４の内周面の車幅方向外側寄りには、フランジ部１４とアクスル軸１１との間をシールするシール部材１５が装着される。

単列円筒ころ軸受２０は、外側部材１２の内周面の車幅方向内側に形成される鍔無しの外輪軌道面２１と、外輪軌道面２１の径方向内側に配置され、外周面に内輪軌道面２２を有する両鍔付の内輪２３と、外輪軌道面２１と内輪軌道面２２との間に円周方向に転動可能に配設される円筒ころ２４と、を備える。また、外輪軌道面２１の円筒ころ２４の端面から車幅方向内側に隙間を隔てた位置には、凹溝状の装着溝２５が形成されており、この装着溝２５には、円筒ころ２４の軸方向の移動を規制する止め輪（規制部材）２６が着脱自在に装着される。なお、単列円筒ころ軸受２０が保持器を備える場合、装着溝２５及び止め輪２６は、保持器の端面から隙間を隔てた位置に設けられる。

単列深溝玉軸受３０は、外側部材１２の内周側の車幅方向外側に組み付けられており、外側部材１２の内周面の車幅方向外側（図１の左側）に形成される外輪軌道溝３１と、外輪軌道溝３１の径方向内側に配置され、外周面に内輪軌道溝３２を有する内輪３３と、外輪軌道溝３１と内輪軌道溝３２との間に円周方向に転動可能に配設される玉３４と、を備える。また、外側部材１２の内周面の車幅方向外端部には、外側部材１２と内輪３３との間をシールするシール部材３５が装着される。なお、本実施形態では、単列深溝玉軸受３０の外輪軌道溝３１の肩径と単列円筒ころ軸受２０の外輪軌道面２１の内径とを同一にしているが、異なっていてもよい。

本実施形態のハブユニット軸受１０を組み立てる際には、まず、単列深溝玉軸受３０を外側部材１２に組み付ける。即ち、通常の単列深溝玉軸受と同様に、内輪３３を片側に寄せた状態で軌道溝３１，３２間に玉３４を入れて玉分けを行う。なお、単列円筒ころ軸受２０が保持器を備える場合は、この段階で保持器を組み込む。

次に、単列深溝玉軸受３０の組み付けが完了した後、単列円筒ころ軸受２０を外側部材１２に組み付ける。即ち、円筒ころ２４を組み込んだ内輪２３を車幅方向内側から外側部材１２の内周部に挿入する。この際、外側部材１２の内周面の車幅方向内側に案内用のテーパ面を形成しておく方が好ましい。内輪２３の挿入後、装着溝２５に止め輪２６を装着することにより、単列円筒ころ軸受２０が非分離となる。

そして、単列円筒ころ軸受２０の内輪２３及び単列深溝玉軸受３０の内輪３３をアクスル軸１１に嵌合することにより、ハブユニット軸受１０をアクスル軸１１に組み付けた後、アクスル軸１１の車幅方向外端部に形成されるスプライン軸１１ａにハブフランジ１６をスプライン結合させ、ハブナット１７によりハブフランジ１６をスプライン軸１１ａに締結する。

以上説明したように、本実施形態のハブユニット軸受１０によれば、半浮動式の構造を保ちながら軸受部を２列にするため、軸受の定格荷重を向上することができる。また、２列の軸受部の一方の軸受部を単列円筒ころ軸受２０とし、他方の軸受部を単列深溝玉軸受３０とするため、ラジアル荷重を定格荷重の高い単列円筒ころ軸受２０で支持し、アキシアル荷重を単列深溝玉軸受３０で支持することができる。これにより、荷重の分散を図ることができ、アクスルとしての負荷容量を向上することができるので、ハブユニット軸受１０の耐久性を向上することができる。

また、本実施形態のハブユニット軸受１０によれば、定格荷重が高く、径方向高さが小さい単列円筒ころ軸受２０をラジアル負荷軸受に用いるため、玉軸受を用いる場合と比較して、同じ外径で内径を大きくすることができる。これにより、モーメント荷重を支持するアクスル軸１１を大径にすることができるので、ハブユニット軸受１０の耐久性を向上することができる。

また、本実施形態のハブユニット軸受１０によれば、単列円筒ころ軸受２０の内輪２３及び単列深溝玉軸受３０の内輪３３をアクスル軸１１に圧入等により嵌合するだけで、組み付けることができるため、軸受１０の組付け性を向上することができる。

さらに、本実施形態のハブユニット軸受１０によれば、外側部材１２の装着溝２５から止め輪２６を外すだけで、単列円筒ころ軸受２０及び単列深溝玉軸受３０を外側部材１２から取り外すことができるので、いずれかの軸受が損傷したとしても、損傷した軸受のみを交換することができる。これにより、修理の容易化を図ることができ、修理コストも低減することができる。

（第２実施形態）
次に、図２を参照して、本発明に係るハブユニット軸受の第２実施形態について説明する。
図２は本発明に係るハブユニット軸受の第２実施形態を説明するための断面図である。

本実施形態のハブユニット軸受５０は、小型貨物車などの後輪に用いられる半浮動式のものであり、図２に示すように、アクスル軸５１の端部に外挿される円筒状の外側部材５２と、外側部材５２とアクスル軸５１との間に配置される２列の軸受部である単列円筒ころ軸受６０および単列深溝玉軸受７０と、を備える。

また、アクスル軸５１が挿通するアクスル管５３の車幅方向外端部には、外側部材５２を取り付けるためのフランジ部５４が固定されており、外側部材５２の車幅方向内側（図２の右側）の外周部には、不図示のボルトによりフランジ部５４と締結されるフランジ部５２ａが設けられる。また、フランジ部５４の内周面の車幅方向外側寄りには、フランジ部５４とアクスル軸５１との間をシールするシール部材５５が装着される。

単列円筒ころ軸受６０は、外側部材５２の内周面の車幅方向内側に形成される鍔無しの外輪軌道面６１と、外輪軌道面６１の径方向内側に配置され、外周面に内輪軌道面６２を有する両鍔付の内輪６３と、外輪軌道面６１と内輪軌道面６２との間に円周方向に転動可能に配設される円筒ころ６４と、を備える。また、外輪軌道面６１の円筒ころ６４の両端面から車幅方向両側に隙間を隔てた位置には、凹溝状の装着溝６５，６５が形成されており、この装着溝６５，６５には、円筒ころ６４の軸方向の移動を規制する止め輪（規制部材）６６，６６が着脱自在に装着される。なお、単列円筒ころ軸受６０が保持器を備える場合、装着溝６５及び止め輪６６は、保持器の端面から隙間を隔てた位置に設けられる。

単列深溝玉軸受７０は、内周面に外輪軌道溝７１ａを有する外輪７１と、外輪７１の径方向内側に配置され、外周面に内輪軌道溝７２を有する内輪７３と、外輪軌道溝７１ａと内輪軌道溝７２との間に円周方向に転動可能に配設される玉７４と、を備える。また、外輪７１の内周面の車幅方向外側には、外輪７１と内輪７３との間をシールするシール部材７５が装着される。そして、単列深溝玉軸受７０は、その外輪７１が外側部材５２の内周面の車幅方向外側に形成される段付凹部７６に嵌め込まれることにより、外側部材５２に組み付けられる。また、段付凹部７６の内周面の車幅方向外側には、凹溝状の装着溝７７が形成されており、この装着溝７７には、外輪７１の軸方向の移動を規制する止め輪７８が着脱自在に装着される。

本実施形態のハブユニット軸受５０を組み立てる際には、まず、単列円筒ころ軸受６０を外側部材５２に組み付ける。即ち、円筒ころ６４を組み込んだ内輪６３を車幅方向内側から外側部材５２の内周部に挿入する。この際、外側部材５２の内周面の車幅方向内側に案内用のテーパ面を形成しておく方が好ましい。内輪６３の挿入後、装着溝６５，６５に止め輪６６，６６をそれぞれ装着することにより、単列円筒ころ軸受６０が非分離となる。なお、車幅方向内側の止め輪６６を装着するだけでも軸受の非分離は可能であるが、車幅方向外側の止め輪６６も装着することで両方向において軸受が非分離となり、組立作業が容易になる。

単列円筒ころ軸受６０の組み付けが完了した後、単列深溝玉軸受７０を外側部材５２に組み付ける。即ち、組立状態の単列深溝玉軸受７０の外輪７１を外側部材５２の段付凹部７６に嵌め込み、装着溝７７に止め輪７８を装着する。なお、シール部材７５は、軸受７０の嵌め込み後に装着してもよい。

そして、単列円筒ころ軸受６０の内輪６３及び単列深溝玉軸受７０の内輪７３をアクスル軸５１に嵌合することにより、ハブユニット軸受５０をアクスル軸５１に組み付けた後、アクスル軸５１の車幅方向外端部に形成されるスプライン軸５１ａにハブフランジ５６をスプライン結合させ、ハブナット５７によりハブフランジ５６をスプライン軸５１ａに締結する。なお、ハブフランジ５６には、止め輪７８を挟むための止め輪挟み用穴５６ａが形成される。

以上説明したように、本実施形態のハブユニット軸受５０によれば、半浮動式の構造を保ちながら軸受部を２列にするため、軸受の定格荷重を向上することができる。また、２列の軸受部の一方の軸受部を単列円筒ころ軸受６０とし、他方の軸受部を単列深溝玉軸受７０とするため、ラジアル荷重を定格荷重の高い単列円筒ころ軸受６０で支持し、アキシアル荷重を単列深溝玉軸受７０で支持することができる。これにより、荷重の分散を図ることができ、アクスルとしての負荷容量を向上することができるので、ハブユニット軸受５０の耐久性を向上することができる。

また、本実施形態のハブユニット軸受５０によれば、定格荷重が高く、径方向高さが小さい単列円筒ころ軸受６０をラジアル負荷軸受に用いるため、玉軸受を用いる場合と比較して、同じ外径で内径を大きくすることができる。これにより、モーメント荷重を支持するアクスル軸５１を大径にすることができるので、ハブユニット軸受５０の耐久性を向上することができる。

また、本実施形態のハブユニット軸受５０によれば、単列円筒ころ軸受６０の内輪６３及び単列深溝玉軸受７０の内輪７３をアクスル軸５１に圧入等により嵌合するだけで、組み付けることができるため、軸受５０の組付け性を向上することができる。

さらに、本実施形態のハブユニット軸受５０によれば、外側部材５２の車幅方向内側の装着溝６５から止め輪６６を外すだけで、単列円筒ころ軸受６０及び単列深溝玉軸受７０を外側部材５２から取り外すことができるので、いずれかの軸受が損傷したとしても、損傷した軸受のみを交換することができる。これにより、修理の容易化を図ることができ、修理コストも低減することができる。

なお、図３に示すように、本実施形態のハブユニット軸受５０に、単列円筒ころ軸受６０の代わりに、外輪８１、内輪８２、及び円筒ころ８３を備える単列円筒ころ軸受８０を配設する変形例も考えられるが、この場合、ハブユニット軸受の着脱時に単列円筒ころ軸受８０の内輪８２が抜けやすいため、軸受の組み付けが困難になってしまう。また、この変形例では、単列深溝玉軸受７０及び単列円筒ころ軸受８０は、外側部材５２の内周面に形成される段付凹部８４に組み付けられ、シール部材５５は、外側部材５２とアクスル軸５１との間に配置される。

なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、半浮動式のハブユニット軸受に本発明を適用した場合を例示したが、これに限定されず、高度な操縦安定性を要求されず、大きな荷重を支承するホイール軸受に本発明を適用してもよい。

本発明に係るハブユニット軸受の第１実施形態を説明するための断面図である。 本発明に係るハブユニット軸受の第２実施形態を説明するための断面図である。 比較例として単列軸受を２列配置したハブユニット軸受を説明するための断面図である。 従来のハブユニット軸受を説明するための断面図である。

符号の説明

１０，５０ ハブユニット軸受
１１，５１ アクスル軸
１２，５２ 外側部材
１３，５３ アクスル管
１４，５４ フランジ部
１５，５５ シール部材
１６，５６ ハブフランジ
１７，５７ ハブナット
２０，６０ 単列円筒ころ軸受（軸受部）
２１，６１ 外輪軌道面
２２，６２ 内輪軌道面
２３，６３ 内輪
２４，６４ 円筒ころ
２５，６５ 装着溝
２６，６６ 止め輪（規制部材）
３０，７０ 単列深溝玉軸受（軸受部）
３１，７１ａ 外輪軌道溝
３２，７２ 内輪軌道溝
３３，７３ 内輪
３４，７４ 玉
３５，７５ シール部材
７１ 外輪
７６ 段付凹部
７７ 装着溝
７８ 止め輪

Claims (4)

1. アクスル軸の端部に外挿される外側部材と、前記外側部材と前記アクスル軸との間に配置される２列の軸受部と、を備えるハブユニット軸受であって、
   前記外側部材の車幅方向内側の外周部に、前記アクスル軸が挿通するアクスル管とフランジ結合されるフランジ部が設けられ、
   前記２列の軸受部の一方の軸受部は、前記外側部材の内周面の車幅方向内側に形成される外輪軌道面と、前記外輪軌道面の径方向内側に配置され、外周面に内輪軌道面を有する両鍔付の内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に円周方向に転動可能に配設される円筒ころと、前記外輪軌道面の車幅方向内側に着脱自在に設けられ、前記円筒ころの軸方向の移動を規制する規制部材と、を有する単列円筒ころ軸受であり、
   前記２列の軸受部の他方の軸受部は、前記外側部材の内周側の車幅方向外側に組み付けられる単列深溝玉軸受であることを特徴とするハブユニット軸受。
2. 前記単列深溝玉軸受は、前記外側部材の内周面の車幅方向外側に形成される外輪軌道溝と、前記外輪軌道溝の径方向内側に配置され、外周面に内輪軌道溝を有する内輪と、前記外輪軌道溝と前記内輪軌道溝との間に円周方向に転動可能に配設される玉と、を有することを特徴とする請求項１に記載のハブユニット軸受。
3. 前記単列深溝玉軸受は、前記外側部材の内周面の車幅方向外側に嵌め込まれ、内周面に外輪軌道溝を有する外輪と、前記外輪の径方向内側に配置され、外周面に内輪軌道溝を有する内輪と、前記外輪軌道溝と前記内輪軌道溝との間に円周方向に転動可能に配設される玉と、を有し、前記外側部材の内周面の車幅方向外側に、前記外輪が嵌め込まれる段付凹部が設けられることを特徴とする請求項１に記載のハブユニット軸受。
4. 前記単列深溝玉軸受の車幅方向外側にシール部材が装着されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のハブユニット軸受。

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