JP2015194216A - 円すいころ軸受の抜去構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジングに嵌合固定された円すいころ軸受を、簡易な手段で該ハウジングからスムーズに抜去できる円すいころ軸受の抜去構造を提供する。【解決手段】ハウジングであるハブ７に外輪３の外周が嵌合固定された円すいころ軸受１を、ハブ７から抜去するための抜去構造であり、ハブ７と抜去治具８とから構成され、ハブ７は、外輪３の端面３ｃと当接する部位の一部に、該端面３ｃをハブ７から露出させる切欠き部７ｄを有し、抜去治具８は、ハブ７の外側から切欠き部７ｄに嵌挿する部位であり抜去時に外輪３の露出した端面３ｃに当接して加圧する加圧部位８ｂを有し、かつ、外輪３の端面３ｃ以外には当接しない形状であり、抜去時において抜去治具８の加圧部位８ｂにより外輪３の端面３ｃのみを加圧して円すいころ軸受１をハブ７から抜去する。【選択図】図３

Description

本発明は、円すいころ軸受の抜去構造に関し、特にトラックやバスなどの大型・大重量の車両の車輪支持に用いられる、ハブに圧入固定された複列円すいころ軸受を抜去するための抜去構造に関する。

自動車などの車両の車輪支持に用いられる軸受には、単列の円すいころ軸受（テーパ軸受）を複数個並列で用いた軸受、複列の円すいころ軸受を外輪を一体としてユニット化した軸受（第１世代型ユニットベアリング）、複列の円すいころ軸受を外輪を一体としてユニット化し、さらに、外輪とハブ（車両への取付部材）とを一体化した軸受（第２世代型ユニットベアリング）などが使用されている。単列ころ軸受や、第１世代型ユニットベアリングは、車両に取り付けるためのフランジを有するハブや他部材に固定する必要がある。特に、トラックやバスなどの大型・大重量の車両の車輪支持においては、外輪を一体としてユニット化した複列の円すいころ軸受である上述の第１世代型ユニットベアリングを用い、これを鋳物材や溶製材を削り出してなるハブに固定して用いる場合がある。このハブは円筒形状の軸受嵌合部を有し、該軸受嵌合部に上記軸受を圧入嵌合することで、ハブと軸受とを固定している。

一方、ハウジングなどに固定した軸受を抜去する場合があり、例えば、円すいころ軸受の引き抜き工具として特許文献１が提案されている。この工具は、円すいころ軸受の円すいころ間に内輪大径側からアームの係合子を挿入し、内輪の大径側の段付部（大鍔）に該係合子を係合させて、内輪小径側から内輪大径側に向かう軸方向に内輪を引き抜くものである（特許文献１参照）。この工具により、外輪を嵌合部位に残した状態で、内輪（併せて、保持器、円すいころ）は引き抜かれ、外輪は押し出し用ねじ等を利用して取り外される。

また、転がり軸受をシャフトホールから取り外せる治具として特許文献２が提案されている。この治具は、長く形成されたボールシャフトの先端部にベースのシャフトホールに挿入可能な挿入部を形成し、挿入部の内部には中心孔を形成し、挿入部にはボールを収納する支持孔を形成し、中心孔には小径部および大径部を形成した中子をスライド自在に挿入し、ボールの直径は小径部の小径外周面と挿入部の外周面との距離より短いが大径部の大径外周面と挿入部の外周面との距離よりは長くして、大径部が支持孔と対峙するとボールは大径部との当接によりその一部が挿入部の外周面より外方に突出するように構成したものである（特許文献２参照）。この治具により、上記突出したボールが転がり軸受の内輪と係合し、ボールシャフトを引き出すことで、転がり軸受がシャフトホールから引き出される。

特開平０３−１４９１９１号公報 特開２０００−２９１６７１号公報

ところで、トラックやバスは一般の乗用車とは異なり、数十万ｋｍ以上、場合によっては１００万ｋｍ以上の走行距離まで使用されるケースがある。これらには、上述のとおり、第１世代型ユニットベアリングをハブに圧入嵌合で固定した軸受などが用いられるが、この軸受について上記走行距離までの間に１回〜数回のメンテナンスが行われる場合がある。その場合、潤滑剤の再封入、スピンドルの交換、長期間の使用が想定される軸受交換作業などの事情により、ハブから軸受を抜去する必要がある。

軸受の抜去を行なう治具については、上述の特許文献１や特許文献２のように多くの提案がなされているが、いずれも軸方向および周囲に多くの作業スペースが必要である。また、内輪端面に治具を係合させて加圧する方法の場合、円すいころの接触角の関係から、加圧方向によっては、抜去力が転動体である円すいころを経由して外輪内径を拡径させる方向に作用し、結果としてハブ（ハウジング）と外輪の締め代を増大させ、軸受をスムーズに抜去できない場合や、軸受の軌道面を損傷させるなどのおそれがある。特に、上述の第１世代型ユニットベアリングでは、複列の円すいころが左右の列でテーパを逆として背面組合せで配列されているため、内輪をいずれの方向に加圧する場合であっても、内輪を介して抜去する場合には上記問題が発生し得る。

本発明はこのような問題に対処するためになされたものであり、ハウジングに嵌合固定された円すいころ軸受を、簡易な手段で該ハウジングからスムーズに抜去できる円すいころ軸受の抜去構造を提供することを目的とする。

本発明の円すいころ軸受の抜去構造は、ハウジングに外輪の外周が嵌合固定された円すいころ軸受を、該ハウジングから抜去するための抜去構造であり、該抜去構造は、上記ハウジングと、抜去治具とから構成され、上記ハウジングは、上記外輪の端面と当接する部位の一部に、該端面を該ハウジングから露出させる切欠き部を有し、上記抜去治具は、上記ハウジングの外側から上記切欠き部に嵌挿する部位であり抜去時に上記外輪の露出した端面に当接して加圧する加圧部位を有し、かつ、上記外輪の端面以外には当接しない形状であり、抜去時において、上記抜去治具の上記加圧部位により上記外輪の端面のみを加圧して上記円すいころ軸受を上記ハウジングから抜去することを特徴とする。

上記ハウジングが、上記円すいころ軸受が、外輪を一体としてユニット化した複列の円すいころ軸受であることを特徴とする。

上記切欠き部は、上記ハウジングに、上記外輪の周方向に沿って等間隔で少なくとも２箇所以上設けられていることを特徴とする。

本発明の円すいころ軸受の抜去構造は、ハウジングと抜去治具とから構成され、ハウジングは、外輪の端面と当接する部位の一部に該端面を該ハウジングから露出させる切欠き部を有し、抜去治具は、ハウジングの外側から切欠き部に嵌挿する部位であり抜去時に外輪の露出した端面に当接して加圧する加圧部位を有し、かつ、外輪の端面以外には当接しない形状であり、抜去時において抜去治具の加圧部位により外輪の端面のみを加圧して円すいころ軸受をハウジングから抜去するので、円すいころ軸受において内輪端面を加圧する（引き抜く）場合と比較して該軸受をスムーズに抜去でき、作業性の改善が図れ、抜去時の軸受軌道面の損傷も抑制できる。

軸受の内輪の端面でなく、外輪の端面を加圧する構成であるため、円すいころ軸受が外輪を一体としてユニット化した複列の円すいころ軸受である場合においても、内輪端面を加圧して抜去する場合に特有の問題（外輪締め代の増大、軌道面の損傷）が発生せず、該複列円すいころ軸受のスムーズな抜去が可能となる。

上記切欠き部は、ハウジングに、外輪の周方向に沿って等間隔で少なくとも２箇所以上設けられているので、該切欠き部に嵌挿された抜去治具の加圧部位により、外輪が周方向均等位置で加圧され、よりスムーズな抜去が可能となる。

ハブに複列円すいころ軸受が圧入固定された状態の軸方向断面図である。 本発明の抜去構造を構成するハブ（ハウジング）と抜去治具を示す図である。 本発明の抜去構造を用いた抜去工程を示す図である。

本発明の抜去構造を適用するハブに嵌合固定された円すいころ軸受の一例を図１に基づいて説明する。図１はハブに複列円すいころ軸受が嵌合固定された状態の軸方向断面図である。図１では、ハウジングであるハブ７に複列円すいころ軸受１が固定されている。ハブ７は略環状の部材であり、ハブ７の内周面７ａに複列円すいころ軸受１の外輪３の外周面３ｂが圧入嵌合されて固定され、ハブ７と複列円すいころ軸受１とが一体とされている。複列円すいころ軸受１は、ハブ７の一方の端部７ｂに当接するように圧入される。圧入後に、ハブ７の内周に止め輪９が取り付けられ、端部７ｂの軸方向反対側への移動が規制される。

複列円すいころ軸受１は、外周面に軌道面２ａを有する一対の内輪２と、一対の内輪２の軌道面２ａに対向する複列の軌道面３ａを内周面に有する外輪３と、内輪２と外輪３との間に組み込まれ、軌道面２ａと軌道面３ａとの間を転動する複列の円すいころ４とを備えている。各軌道面は、軸方向に沿って該軌道面を構成する径が増加・減少するテーパ状である。詳細には、左右いずれの列においても軸受軸方向中央に向かって大径側から小径側となるテーパ状であり、左右の列で比較するとテーパが逆となる。このように、複列の円すいころ４は、左右の列でテーパを逆として背面組合せで配列されており、列毎に保持器５で周方向等間隔に保持されている。複列円すいころ軸受１は、同サイズの玉軸受などと比較して大きいラジアル荷重を許容できる。このため、複列円すいころ軸受１は、トラックやバスなどの大型・大重量の車両の車輪支持に適する。

複列円すいころ軸受１を抜去する場合において、内輪２の図中左側の内輪端面を加圧して図中右側に抜去しようとすると、抜去力が図中左側の円すいころ４を経由して外輪３の内径を拡径させる方向に作用する。一方、内輪２の図中右側の内輪端面を加圧して図中左側（この場合はハブ７の向きも逆とする）に抜去しようとすると、抜去力が図中右側の円すいころ４を経由して外輪３の内径を拡径させる方向に作用する。このため、複列円すいころ軸受１において、内輪２を介して該軸受を抜去する場合には、いずれの方向に加圧する場合であっても、外輪内径を拡径させ、外輪の締め代を増大させて、スムーズな抜去が阻害され得る。

本発明の円すいころ軸受の抜去構造を構成するハブ（ハウジング）と抜去治具を図２に基づいて説明する。図２（ａ）はハブ（ハウジング）の平面図（左側）および軸方向断面図（右側）であり、図２（ｂ）は抜去治具の平面図（左側）および軸方向断面図（右側）である。図２（ａ）に示すように、ハブ７は、略環状部材であり、内部に圧入される軸受の一端面と当接する端部７ｂに、該端部中央部をくり抜いた円形状の開口部７ｃを有する。また、ハブ７は、端部７ｂの一部で、開口部７ｃの縁に切欠き部７ｄを有する。軸方向から切欠き部７ｄの部分を見ると、外輪３の端面３ｃ（図１参照）が露出している。この形態では、外輪３の端面３ｃはハブ７の端部７ｂに当接しており、上記露出して見える部分以外は、露出していない（図１参照）。

切欠き部７ｄの形状は、後述する抜去治具との関係で該治具を嵌挿できる形状であれば特に限定さない。外輪の周方向に沿って等間隔で少なくとも２箇所以上設けられていることが好ましく、図２（ａ）に示すように周方向に沿って等間隔に４箇所（９０°毎に設ける）とすることが特に好ましい。切欠き部７ｄを等間隔で２箇所以上に設けることで、切欠き部７ｄに嵌挿される抜去治具の加圧部位により、外輪端面が周方向均等位置で加圧され、抜去時に軸方向以外に力が掛かること等を抑制でき、軸受をよりスムーズに抜去できる。その他、抜去治具側に加圧抜去時に耐え得る機械的強度があれば、切欠き部７ｄを開口部７ｃとは独立した開口部とし、これに嵌挿できる長尺状の抜去治具を用いる形態としてもよい。

図２（ｂ）に示すように、抜去治具８は、加圧部位８ｂを有し、軸受の抜去時にハブ７の端部７ｂ側（図３参照）からハブに押し込む部材である。加圧部位８ｂは、ハブの外側から切欠き部に嵌挿する部位であり、抜去時に外輪の露出した端面に直接に当接して加圧する部位である。図２（ａ）では、切欠き部７ｄを外輪の周方向に沿って等間隔に４箇所設けているため、これに対応して図２（ｂ）の抜去治具８は、加圧部位８ｂを外輪の周方向に沿って等間隔に４箇所設けている。この形態では、加圧部位８ｂは、ハブに押し込む側である抜去治具８の押し込み面８ａに該面から突出して形成されている。

抜去治具８は、外輪の端面以外には当接しない形状である。抜去治具８の加圧部位８ｂと外輪の端面が当接した際、抜去治具８と保持器や内輪の端面との間は間隔が空いている。図２（ｂ）では、抜去治具８の加圧部位８ｂを押し込み面８ａから突出させているが、使用する軸受の型番次第では、外輪端面よりも保持器や内輪の端面が軸方向に引っ込んでいる場合があり、その場合は、抜去治具８の加圧部位８ｂと押し込み面８ａとがフラットでもよい。その他、抜去治具は、外輪の端面のみを加圧し、かつ内輪には加圧できない段付き形状としてもよい。

抜去治具８は、軸受をハブから抜去するために、ハブ７の端部７ｂをこえてハブ７の内部に押し込む必要がある（図３参照）。このため、加圧部位８ｂの外径形状をハブの切欠き部に嵌挿可能な形状としつつ、他の部位がハブの開口部に干渉しない形状とする。図２（ｂ）に示す形態では、抜去治具８の平面図において、最外周の周方向均等の４箇所に加圧部位８ｂが形成され、各加圧部位８ｂを直線で繋ぐ形状としている。これにより、簡易な形状で、図２（ａ）に示す形態のハブ７の開口部７ｃと押し込み面８ａとの干渉を避けつつ、加圧部位に繋がる部位の幅・厚みなどを十分に確保し、加圧抜去時における治具の変形等を防止できる。

本発明の円すいころ軸受の抜去構造を用いた抜去工程を図３に基づき説明する。図３に示すように、まず、複列円すいころ軸受１が嵌合固定されたハブ７に対して、抜去治具８をハブ７の端部７ｂ側から近づける。ハブ７において、止め輪は外した状態にしておく。次に、抜去治具８の加圧部位８ｂを、ハブ７の切欠き部７ｄに嵌挿し、外輪３の露出した端面３ｃに当接させる。ここで、抜去治具８と複列円すいころ軸受１とは、外輪３の端面３ｃ以外の部位で当接しておらず、加圧中においても同様である。この状態で、抜去治具８を図中右方向に加圧することで、加圧部位８ｂにより外輪３の端面３ｃのみが加圧され、これにより複列円すいころ軸受１の全体が、図中右側に押し出されて抜去される。抜去治具８を加圧する手段は、常法の加圧手段でよく、てこの原理を利用した増力機構や油圧プレスなどが採用できる。

なお、抜去治具の外径と、ハブの内径（内周面）とのクリアランスは、軸受の面取り、治具の変形や干渉などの防止の観点から、軸受外径Φ１００ｍｍ、ハブ切欠け部Φ１０３ｍｍに対して抜去治具の外径を９８．５ｍｍ〜９９．５ｍｍ（３．９〜５．７％）とすることが望ましい。また、抜去治具の加圧部位とハブの切欠き部との周方向クリアランスは、ガイド性の観点から３ｍｍ〜５ｍｍ（２〜３％）とすることが望ましい。また、同様にガイド性の観点から、面取り長さ（半径）０．５ｍｍ〜３ｍｍのＣ又はＲ面取りを施しても良い。

以上、図１〜図３を参照して実施形態の一例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。また、複列円すいころ軸受にかえて単列円すいころ軸受を用いる構造にも使用できる。

本発明の抜去構造は、ハウジングに嵌合固定された円すいころ軸受を、簡易な手段で該ハウジングからスムーズに抜去できるので、任意の円すいころ軸受の取り外しに利用でき、特にトラックやバスなどの大型・大重量の車両の車輪支持に用いられる、ハブに圧入固定された複列円すいころ軸受の取り外しに好適に利用できる。

１ 複列円すいころ軸受
２ 内輪
３ 外輪
４ 円すいころ
５ 保持器
７ ハブ（ハウジング）
８ 抜去治具
９ 止め輪

Claims (3)

1. ハウジングに外輪の外周が嵌合固定された円すいころ軸受を、該ハウジングから抜去するための抜去構造であって、
   前記抜去構造は、前記ハウジングと、抜去治具とから構成され、
   前記ハウジングは、前記外輪の端面と当接する部位の一部に、該端面を該ハウジングから露出させる切欠き部を有し、
   前記抜去治具は、前記ハウジングの外側から前記切欠き部に嵌挿する部位であり抜去時に前記外輪の露出した端面に当接して加圧する加圧部位を有し、かつ、前記外輪の端面以外には当接しない形状であり、
   抜去時において、前記抜去治具の前記加圧部位により前記外輪の端面のみを加圧して前記円すいころ軸受を前記ハウジングから抜去することを特徴とする円すいころ軸受の抜去構造。
2. 前記円すいころ軸受が、外輪を一体としてユニット化した複列の円すいころ軸受であることを特徴とする請求項１記載の円すいころ軸受の抜去構造。
3. 前記切欠き部は、前記ハウジングに、前記外輪の周方向に沿って等間隔で少なくとも２箇所以上設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の円すいころ軸受の抜去構造。

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