JP2013249883A - Grease application method for bearing - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は自動車の車輪支持用軸受の組立工程において、軸受内部に潤滑用のグリースを封入する技術に関する。 The present invention relates to a technique for enclosing lubricating grease inside a bearing in an assembly process of a vehicle wheel support bearing.
自動車の車輪を回転自在に支持する軸受(以下、「ハブ軸受」と呼ぶ)は、接触角を持つアンギュラ型の玉軸受、または高負荷容量のテーパーローラ軸受を複列で備えている。 2. Description of the Related Art A bearing (hereinafter referred to as a “hub bearing”) that rotatably supports automobile wheels includes an angular ball bearing having a contact angle or a tapered roller bearing having a high load capacity in a double row.
これらの軸受にはスムーズな回転と稼動中に焼き付き等の損傷が発生するのを防止するため、潤滑剤としてグリースが封入されている。グリースの封入はハブ軸受の組立工程において行われる。ハブ軸受の組立は、以下のような流れで行われる。 These bearings are filled with grease as a lubricant in order to prevent smooth rotation and damage such as seizure during operation. The grease is filled in the hub bearing assembly process. The hub bearing is assembled in the following flow.
ハブ軸受の構成部品の内、内外輪はそれぞれ鍛造、切削、熱処理、研削の各工程を経て、所定の形状に製造される。玉は鍛造、熱処理、研削を行った後、ラッピング処理によって表面を鏡面研磨する。保持器はポリアミド等の熱可塑性樹脂を用い、射出成形によって製造される。 Among the components of the hub bearing, the inner and outer rings are manufactured in a predetermined shape through respective processes of forging, cutting, heat treatment, and grinding. The ball is subjected to forging, heat treatment and grinding, and then the surface is mirror-polished by lapping. The cage is manufactured by injection molding using a thermoplastic resin such as polyamide.
上記の構成部品が組立工程に持ち込まれると、まず内外輪の複列の軌道輪について、玉と同じ径の測定子を持つ溝径測定器によって径を測定する。内外輪の溝径と規格に定められた予圧量から、最適な径の玉を選択する。玉は設計寸法に対して2〜3μm毎に径の異なる物が用意されており、玉径を選択することで、内外輪の溝径の誤差を吸収することができる。 When the above-described components are brought into the assembly process, first, the diameter of the double-row raceway of the inner and outer rings is measured by a groove diameter measuring instrument having a probe having the same diameter as the ball. The ball with the optimum diameter is selected from the groove diameter of the inner and outer rings and the preload amount specified in the standard. Balls with different diameters are prepared every 2-3 μm with respect to the design dimensions, and by selecting the ball diameter, errors in the groove diameters of the inner and outer rings can be absorbed.
玉径が決まると規定数だけ貯留装置から玉を切り出し、保持器のポケットに収める。さらに玉と保持器を組み合わせたものを外輪の軌道溝に嵌め込む。玉は軌道溝の溝肩と保持器の張力によって内輪が無くても軌道溝の中に保持される。 When the ball diameter is determined, a specified number of balls are cut out from the storage device and stored in the cage pocket. In addition, a combination of balls and cages is fitted into the raceway grooves of the outer ring. Even if there is no inner ring, the ball is held in the raceway groove by the tension of the raceway shoulder and the cage.
玉と保持器が軌道溝に収められた状態で外輪内部の空間にグリース塗布用のノズルを挿入する。ノズルの形状は円周方向にスリットを持つタイプや、ニードル状のノズルが放射状に配置されているタイプが用いられる。これらのノズルを用いて玉の表面にグリースを付着させる。 Insert the grease application nozzle into the space inside the outer ring with the ball and cage in the raceway groove. As the shape of the nozzle, a type having slits in the circumferential direction or a type in which needle-like nozzles are arranged radially is used. Grease is applied to the surface of the balls using these nozzles.
グリース塗布後、外輪に内輪を挿入し、別体の内輪側軌道輪部材を加締め、またはボルト締めによって内輪と固定し、軸受として完成する。その後、各種の検査を行って合格品が出荷される。 After applying the grease, the inner ring is inserted into the outer ring, and a separate inner ring side race ring member is crimped or fixed to the inner ring by bolting to complete the bearing. After that, various inspections are performed and the accepted products are shipped.
従来は、グリース塗布ノズルとして円周方向にスリットを持つタイプや、ニードル状のノズルが放射状に配置されているタイプが用いられてきた。スリット型のノズルであれば玉の位相を考慮する必要が無いが、玉と玉の間にもグリースを塗布してしまうためグリースの使用量が多かった。また、特許文献1に記載されているようなニードル型のノズルはグリースを無駄にしないが、玉の位相を検出し、玉とノズルの位相を合わせる必要がある。これに対して、グリースを塗布する工程では、玉は保持器のポケットに収められた状態で外輪軌道溝に嵌め込まれているため、外部から玉の位相を検出するのは困難が伴う。また、上記の従来型ノズルは、玉または保持器の軸受中心に向く表面にグリースを塗布するため、内輪を外輪に挿入する際に内輪の軸部によってグリースが掻き取られてしまうという問題があった。グリースが掻き取られた場合、玉の表面にグリースの適切な層が形成されず、軸受の稼働中に焼き付き等の損傷を引き起こす可能性がある。
Conventionally, as a grease application nozzle, a type having slits in the circumferential direction or a type in which needle-like nozzles are radially arranged has been used. If it is a slit type nozzle, there is no need to consider the phase of the ball, but the amount of grease used is large because grease is also applied between the balls. Further, the needle-type nozzle described in
本発明は上記の課題を鑑みたものであり、内外輪を組み合わせる際にも内輪の軸部でグリースが掻き取られることがなく、したがってハブ軸受の稼動時に焼き付きその他の損傷が発生するのを防止するグリース塗布方法を提供する。 The present invention has been made in view of the above problems, and even when the inner and outer rings are combined, grease is not scraped off at the shaft portion of the inner ring, and therefore, seizure and other damages are prevented from occurring during operation of the hub bearing. A method of applying grease is provided.
内周面にアンギュラ型の外輪軌道を複列に設けた外輪相当部材と、外周面にアンギュラ型の内輪軌道を複列に設けた内輪相当部材と、これら各内輪軌道と上記各外輪軌道との間に、それぞれ複数個ずつ転動自在に設けられた玉とを備え、上記外輪相当部材と上記内輪相当部材のうちの一方を懸架装置に支持し、他方の部材に車輪を支持する状態で使用する車輪用複列アンギュラ型玉軸受の組立において、玉と保持器が軌道溝に嵌め込まれた外輪に、放射状に複数の吐出口を有するノズルを挿入し、外輪内周面において複列の玉列に挟まれた領域であって、玉列に内接する円筒面よりも径方向外側の空間にグリースを吐出し、玉または保持器端面と外輪内周面にグリースを球状に付着させる。 An outer ring equivalent member having an angular outer ring raceway provided in a double row on the inner peripheral surface, an inner ring equivalent member having an angular inner ring raceway provided in a double row on the outer peripheral surface, and the inner ring raceway and the outer ring raceways. A plurality of balls, each of which is provided so as to be freely rotatable, and used in a state in which one of the outer ring equivalent member and the inner ring equivalent member is supported by the suspension device and the wheel is supported by the other member. In the assembly of double-row angular ball bearings for wheels, a nozzle having a plurality of discharge ports is inserted radially into the outer ring in which the balls and the cage are fitted in the raceway grooves, and the double-row ball array is formed on the inner peripheral surface of the outer ring. The grease is discharged into a space between the cylindrical surface inscribed in the ball row and radially outside the cylindrical surface, and the grease is spherically attached to the end surface of the ball or the cage and the inner peripheral surface of the outer ring.
本発明を用いれば、ノズルと玉の位相を合わせる必要がなく、また玉列に内接する円筒面よりも径方向外側の空間にグリースを塗布するので、内輪を挿入する際に内輪の軸部によって掻き取られることがない。そのため塗布したグリースが効率良く玉の表面に付着し、高い潤滑効果を発揮するので、軸受の稼働中に焼き付き等の損傷が発生するのを防止することができる。 If the present invention is used, it is not necessary to match the phase of the nozzle and the ball, and since grease is applied to the space radially outside the cylindrical surface inscribed in the ball row, the inner ring shaft portion is inserted when inserting the inner ring. It will not be scraped off. For this reason, the applied grease adheres efficiently to the surface of the ball and exhibits a high lubricating effect, so that it is possible to prevent damage such as seizure during operation of the bearing.
(第一の実施形態)
以下、図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。図1は本発明の第一の実施形態である、多孔型一体ノズル1を示している。多孔型一体ノズル1は円筒部2とフランジ部4からなり、円筒部2は中心部に空洞3が形成され、該空洞3からフランジ部4にかけて小径孔5が放射状に設けられている。グリースは図示しないグリースポンプによって多孔型一体ノズル1の空洞3に圧送され、フランジ部4の小径孔5から吐出される。
(First embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a porous integrated
フランジ部4はハブ外輪10の内部に挿入する際に玉と接触せず、且つグリースを安定して対象面に付着させることができるよう、玉列12、14の内接円径の80%以上であって100%より小さい径とする。さらに吐出したグリースとフランジ部4の外周面とが過度に接触すると、多孔型一体ノズル1を上方に退避させる際、またはハブ外輪10を下方に退避させる際にグリースが糸引きを起こすため、外周面において小径孔5が開口しない部分については円弧状の逃げ7を設けてグリースとの接触を抑制している。この多孔型一体ノズル1は金属や樹脂の円柱から切削加工によって製作することができるため、後述のニードル型ノズル16と比較して製作が容易という利点がある。
80% or more of the inscribed circle diameter of the
グリースの塗布は以下の手順にしたがって行う。ハブ軸受の組立工程において玉を保持器ポケットに収めた物を外輪10の軌道溝に挿入した後、外輪10の内部空間に多孔型一体ノズル1を挿入する。フランジ部4の小径孔開口部6をインナー側(図2における下段。車体に取り付けた際に車体中心に近い側になるためインナー側と呼ぶ)の玉列の上部に位置させ、グリースを吐出することによりグリースは保持器13の端面13aと外輪内周面21の近傍に球状に堆積してグリース球11を形成する。このグリース球11の直径がフランジ部4の外周面と外輪内周面21の間隔に対して100〜140%になるよう、放射状の小径孔5の数または一回の吐出量を制御する。
Apply grease according to the following procedure. In the assembly process of the hub bearing, after inserting a ball in the cage pocket into the raceway groove of the
また、フランジ部4の停止高さを保持器13の端面13aからグリース球11の半径の60〜100%の位置としてグリースを吐出することにより、グリース球11はそれぞれ保持器13の端面13aと外輪内周面21の2箇所に接触させられ、安定したグリース付着状態を実現する。そのため、グリースが下方に垂れることがなく、また多孔型一体ノズル1を上方に退避させる際、またはハブ外輪10を下方に退避させる際に、フランジ部4とグリース球11の接触によってグリース球11が保持器13の端面13aから持ち上がってしまう等の不具合を防止できる。
Further, the
上記の方法で吐出されたグリースは玉列12に内接する円筒面よりも径方向外側の空間に堆積するため、内輪22挿入時に内輪の軸部26でグリースが掻き取られることがなく、塗布したグリースを有効に潤滑に利用することができる。
Since the grease discharged by the above method accumulates in a space radially outside the cylindrical surface inscribed in the
本発明においては、玉とノズルの位相を合わせないため、必ずしもグリース球11が玉の上部に形成されるわけではない。その場合でもハブ軸受が回転すればグリースは玉や保持器の回転によって短時間で内輪軌道面23、外輪軌道面24に進入するが、グリースが軌道面に進入するまでの時間をできるだけ短くするためには、玉の上部にグリース球11を形成するのが望ましい。そのためにはグリースを吐出しつつ、ノズルを回転させる塗布方法や、または1回の吐出量を減らして小径のグリース球11を形成した後、ノズルを回転させて異なる位置で再度グリースを吐出し、多数のグリース球11を形成する塗布方法などを取ることも可能である。
In the present invention, since the phases of the ball and the nozzle are not matched, the
本発明に係るグリースの塗布方法は、従来の塗布方法と併用しても良い。併用する場合は本発明に係るグリース塗布は片側の玉列に対してのみ塗布することも可能である。 The grease application method according to the present invention may be used in combination with a conventional application method. When used in combination, the grease application according to the present invention can be applied only to the ball array on one side.
(第二の実施形態)
図3は本発明の第二の実施形態であるニードル型ノズル16を示している。ニードル型ノズル16は中央に円筒部17があり、円筒部17の先端から複数のニードル19が放射状に配置されている。円筒部17の内部は空洞18になっており、ニードル19の内部に設けられた小径孔20と連結されている。グリースは図示しないグリースポンプによってニードル型ノズル16の空洞18に圧送され、ニードル19の小径孔20から吐出される。
(Second embodiment)
FIG. 3 shows a
グリース吐出方法は第一の実施形態と同様の手順で行う(図4参照)。ニードル型ノズル16の製作においては、円筒部17にニードル19を圧入した後、接着、ロウ付けまたは溶接が必要になる。そのため、多孔型一体ノズル1よりも製作は難しいが、吐出後に堆積したグリースとノズルの接触面積が小さいので、ニードル型ノズル16を上方に退避させる際、またはハブ外輪10を下方に退避させる際にグリースの糸引きが起き難いという利点がある。
The grease discharging method is performed in the same procedure as in the first embodiment (see FIG. 4). In manufacturing the
グリースに使用する基油は、制限されるものでないが、鉱油系潤滑油及び合成潤滑油を好適に使用することができる。鉱油系潤滑油としては、制限されるものではないが、例えば、パラフィン系鉱物油、ナフテン系鉱油及びこれらの混合油を使用することができる。合成潤滑油としては、制限されるものではないが、例えば、合成炭化水素油、エーテル油、エステル油及びフッ素油を使用することができる。具体的には、合成炭化水素油としてはポリα−オレフィン等を、エーテル油としてはジアルキルジフェニルエーテル油、アルキルトリフェニルエーテル油、アルキルテトラフェニルエーテル等を、エステル油としてはジエステル油、ネオペンチル型ポリオールエステル油またはこれらのコンプレックスエステル油、芳香族エステル油等を、フッ素油としてはパーフルオロエーテル油、フルオロシリコーン油、クロロトリフルオロエチレン油、フルオロフォスファゼン油等を、それぞれ挙げることができる。また、これらの潤滑油は、それぞれ単独でも、複数種を適宜組み合わせて使用してもよい。中でも、高温、高速での潤滑性能及び寿命を考慮すると、合成潤滑油を含むことが好ましく、特にエステル油、エーテル油を含有することが好ましい。また、コスト面からは、鉱油系潤滑油を含有することが好ましい。 The base oil used for the grease is not limited, but mineral oils and synthetic lubricants can be used preferably. Although it does not restrict | limit as mineral oil type | system | group lubricating oil, For example, paraffinic mineral oil, naphthenic mineral oil, and these mixed oils can be used. Although it does not restrict | limit as a synthetic lubricating oil, For example, a synthetic hydrocarbon oil, ether oil, ester oil, and a fluorine oil can be used. Specifically, poly α-olefin and the like are used as the synthetic hydrocarbon oil, dialkyl diphenyl ether oil, alkyl triphenyl ether oil, and alkyl tetraphenyl ether are used as the ether oil, and diester oil and neopentyl polyol ester as the ester oil. Examples thereof include oils or complex ester oils and aromatic ester oils, and examples of the fluorine oil include perfluoroether oil, fluorosilicone oil, chlorotrifluoroethylene oil, and fluorophosphazene oil. Moreover, these lubricating oils may be used alone or in combination of a plurality of types as appropriate. Among these, considering lubricating performance and life at high temperatures and high speeds, it is preferable to include a synthetic lubricating oil, and it is particularly preferable to include an ester oil and an ether oil. In terms of cost, it is preferable to contain a mineral oil.
また、基油は、40℃における動粘度が20〜100mm2/sであることが好ましく、低トルク性及び耐久性を考慮すると40〜80mm2/sがより好ましい。 Further, the base oil is preferably, considering the low torque and durability 40 to 80 mm 2 / s and more preferably a kinematic viscosity at 40 ° C. is 20 to 100 mm 2 / s.
増ちょう剤は、ゲル構造を形成し、上記基油をゲル構造中に保持する能力があれば制限はないが、潤滑性能及び耐熱性を考慮すると、リチウムコンプレックス石鹸が好ましい。リチウムコンプレックス石鹸として、例えば、炭素数12〜24の脂肪酸と炭素数2〜12の脂肪酸ジカルボン酸のリチウム塩とからなるリチウムコンプレックス石鹸を例示でき、これらは2種以上混合して使用してもよい。 The thickener is not limited as long as it has the ability to form a gel structure and retain the base oil in the gel structure, but lithium complex soap is preferred in view of lubrication performance and heat resistance. As a lithium complex soap, the lithium complex soap which consists of a C12-24 fatty acid and a C2-C12 fatty acid dicarboxylic acid lithium salt can be illustrated, for example, These may be used in mixture of 2 or more types. .
さらに、増ちょう剤の含有量は、グリース全量の5〜35質量%が好ましい。増ちょう剤含有量が5質量%未満ではグリースが液状化しやすく、35質量%を超えるとグリースが固形化しやすくなり、何れも好ましくない。また、グリースの混和ちょう度は、220〜340が好ましく、250〜295がより好ましい。 Furthermore, the content of the thickener is preferably 5 to 35% by mass of the total amount of grease. If the thickener content is less than 5% by mass, the grease is liable to be liquefied, and if it exceeds 35% by mass, the grease is liable to solidify. Also, the grease penetration is preferably 220 to 340, more preferably 250 to 295.
尚、上述したように、増ちょう剤としてはリチウムコンプレックス石鹸が好ましいが、本発明の目的を損なわない限り、他の増ちょう剤を混合してもよい。 As described above, lithium complex soap is preferable as the thickener, but other thickeners may be mixed as long as the object of the present invention is not impaired.
また、グリースには、必要に応じて、その他の各種添加剤を添加してもよい。例えば、フェニル−1−ナフチルアミン等のアミン系、2、6−ジ−tert−ジブチルフェノール等のフェノール系、硫黄系、ジチオリン酸亜鉛等の酸化防止剤;アルカリ金属及びアルカリ土類金属等の有機スルフォン酸塩、アルキルコハク酸エステルやアルケニルコハク酸エステル等のコハク酸誘導体、ソルビタンモノオレエート等の多価アルコールの部分エステル等の防錆剤;脂肪酸、動植物油等の油性向上剤;ベンゾトリアゾール等の金属不活性化剤、等を添加することができる。これら添加剤は、2種以上を混合して添加してもよい。また、これら添加剤の添加量は、本発明の効果を損なわない限り、制限はない。 Moreover, you may add various other additives to grease as needed. For example, amines such as phenyl-1-naphthylamine, phenols such as 2,6-di-tert-dibutylphenol, antioxidants such as sulfur and zinc dithiophosphate; organic sulfones such as alkali metals and alkaline earth metals Rust preventives such as acid salts, succinic acid derivatives such as alkyl succinic acid esters and alkenyl succinic acid esters, partial esters of polyhydric alcohols such as sorbitan monooleate; oiliness improvers such as fatty acids and animal and vegetable oils; benzotriazole and the like A metal deactivator, etc. can be added. Two or more of these additives may be mixed and added. Moreover, there is no restriction | limiting in the addition amount of these additives, unless the effect of this invention is impaired.
グリースは上記の各成分を含有するが、その製造方法には制限がなく、従来のグリースと同様にして調製することができる。一般的には基油中で増ちょう剤を反応させて得られるベースグリースに、各種の添加剤を添加した後、ロールミル等により十分に混練して均一に混合する。また、混練時に加熱してもよい。 The grease contains each of the components described above, but there are no restrictions on the manufacturing method thereof, and it can be prepared in the same manner as a conventional grease. In general, various additives are added to a base grease obtained by reacting a thickener in a base oil, and then sufficiently kneaded by a roll mill or the like and mixed uniformly. Moreover, you may heat at the time of kneading | mixing.
以上、説明したように本発明に係るグリース塗布方法を用いれば、ノズルと玉の位相を合わせる必要がなく、また玉列の内接円よりも外輪内周面寄りの空間にグリースを塗布するので、内輪挿入時に内輪の軸部によってグリースが掻き取られることがない。そのため塗布したグリースが効率良く玉の表面に付着し、高い潤滑効果を発揮するのでハブ軸受の稼働中に焼き付き等の損傷が発生するのを防止することができる。 As described above, if the grease applying method according to the present invention is used, it is not necessary to match the phase of the nozzle and the ball, and the grease is applied to the space closer to the inner peripheral surface of the outer ring than the inscribed circle of the ball row. The grease is not scraped off by the shaft portion of the inner ring when the inner ring is inserted. For this reason, the applied grease adheres efficiently to the surface of the ball and exhibits a high lubricating effect, so that damage such as seizure during operation of the hub bearing can be prevented.
1 多孔型一体ノズル
2 円筒部
3 空洞
4 フランジ部
5 小径孔
6 小径孔の開口部
7 逃げ
8 取り付け用のボルト穴
9 多孔型一体ノズル
10 ハブ外輪
11 グリース球
12 玉列(インナー側)
13 保持器(インナー側)
13a インナー側保持器のアウター側端面
14 玉列(アウター側)
15 保持器(アウター側)
16 ニードル型ノズル
17 円筒部
18 空洞
19 ニードル
20 小径孔
21 外輪内周面
22 内輪
23 内輪軌道面
24 外輪軌道面
25 内輪側軌道輪部材
26 内輪の軸部
DESCRIPTION OF
13 Cage (inner side)
13a Outer side end face of
15 Cage (outer side)
16
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