JP3699249B2 - ハブユニット軸受およびその製造方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トラックやワゴン車におけるホイール用軸受等のように、比較的負荷容量の大きいホイール用軸受に用いられるハブユニット軸受およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アンギュラ玉軸受を用いる乗用車用のホイール用軸受は、第１世代と呼ばれるシール付き複列軸受を単独で使用するものから、外輪がフランジ付きのハブを兼ねるハブユニット軸受となった第２世代のものへと進化し、さらに内外輪共にフランジを有する第３世代のものから、さらに等速ジョイントを一体化した第４世代のものまで開発されている。
しかし、円すいころ軸受を用いるホイール用軸受は、トラック等に用いられるために、比較的コンパクト化の要望が少なくて、開発が遅れており、外輪がフランジ付きのハブを兼ね、ハブユニット軸受となった第２世代のものまでしか開発されるに至っていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
最近、いわゆるワンボックスカー等のワゴン車の需要が増大し、多機能化が求められていることから、円すいころ軸受が必要な負荷容量の大きなホイール用軸受においても、一体化，コンパクト化が望まれるようになってきている。
そこで、円すいころ軸受を用いるホイール用軸受において、前記第３世代のものに相当するハブユニット軸受の開発を試みたが、円すいころ軸受と玉軸受との相違から、組立性等に違いがあり、実現が妨げられている。
例えば、第２世代の円すいころ軸受型のハブユニット軸受は、内輪，保持器，ころをアッセンブリーとして外輪に組付け可能であるが、第３世代のハブユニット軸受は、ハブ輪とこれに外嵌させるインナー側の内輪を後から組み付ける必要がある。そのため、保持器が、円すいころを抱き込んだままで保持できる形状でなければ、自動機による組立に不具合が生じる。
【０００４】
この発明は、上記課題を解消するものであり、コンパクト化，部品一体化を発展させた構成でありながら、自動機による組立が容易なハブユニット軸受およびその製造方法を提供することを目的とする。
この発明の他の目的は、軽量化、材料の削減、加工の容易、軸受設計の自由度の向上を図ることである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明のハブユニット軸受は、複列円すいころ軸受の片列の内輪を嵌合させる内輪嵌合面を一端に有し、かつこの内輪嵌合面に隣接して他の片列の内輪軌道面を有するハブ輪を設け、このハブ輪と取付部付きの外輪との間に、保持器に保持された円すいころを介在させ、前記内輪嵌合面に、前記片列の内輪を嵌合させたものである。この内輪は、ハブ輪への挿入側端となる小径端に鍔を有せず、大径端に鍔を有するものとする。すなわち小鍔を無くす。前記ハブ輪も、前記内輪嵌合面と前記内輪軌道面面との間に鍔を有しないものとする。
この構成の軸受の場合、ハブ輪と、取付部付きの外輪を用いるため、部品の一体化が進んだコンパクトな構成の軸受となる。また、片列の内輪をハブ輪と別体とすることから、軸受部品の組立が容易となり、またシールの組立性が良好となり、軸受設計の自由度が大となり、かつ左右の列に別体の保持器を使用できるなどの効果が得られる。この場合に、内輪に小鍔を設けないため、材料が減少して重量軽減、コスト減少の効果が得られ、また小鍔の加工が不要なことから、研削必要部分が減少する。しかも、小鍔が不要なため、例えば軸受の軸方向の長さを短縮した設計が可能となり、設計の自由度が大となる。
【０００７】
また、前記保持器は、内外輪間への未組み込み状態で、ころをポケット内に脱落阻止状態に保持可能なものとする。
この構成の場合、保持器がころを抱き込んだまま保持していられるため、自動機による組立を容易に行うことができ、ハブ輪と内輪との組み込みが容易になる。この場合に、ころを抱き込んだ保持器を外輪とハブ輪間に組み付けた後に、片列の内輪を組み込む手順が採れるため、内輪は単独状態でころを保持しておく必要がなくて、小鍔が不要となる。このように小鍔を省くことで、上記の軽量化等の各効果が得られる。
【０００８】
この構成において、前記保持器は、隣合うポケット間の柱部が、両端の円環状部よりも内径側に突出するものとする。このように、柱部を径方向に厚くすることにより、軸受組み込み前の状態で、ころがポケットから内径側へ脱落しようとしたときに、脱落を阻止できるような柱部断面形状とすることが簡単となる。
前記柱部の断面形状は、外径側部分が内径側へ狭まる台形状となり、この外径側部分から内側突出部分が略一定幅で内径側へ突出する形状とする。
【０００９】
この発明の製造方法は、この発明のハブユニット軸受の製造方法であって、複列円すいころ軸受を構成する各列のころを各々ポケット内に脱落阻止状態に保持した一対のころ・保持器組み込み部品を準備する過程と、ころ・保持器組み込み部品を、取付部付きの外輪に設けられた各列の軌道面に組み込む過程と、複列円すいころ軸受の片列の内輪を嵌合させる内輪嵌合面を一端に有し、かつこの内輪嵌合面に隣接して他の片列の内輪軌道面を有するハブ輪を、前記外輪ところ・保持器組み込み部品との組立体に組み込む過程と、ハブ輪への挿入側端となる小径端に鍔を有せず、大径端に鍔を有する内輪を、ハブ輪の内輪嵌合面に組み込む過程とを含む方法である。
このように、ころを抱き込んだ保持器を、ハブ輪と外輪の間に組み込んだ後に、別体の内輪をハブ輪に組み込む手順を採ることにより、前記のように内輪は単独状態でころを保持しておく必要がなくて、小鍔が不要となる。小鍔を省くことで、上記の軽量化等の各効果が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施例を図１ないし図６と共に説明する。このハブユニット軸受は、複列円すいころ軸受形式の自動車用ホイール軸受となるものである。このハブユニット軸受１は、ハブ輪２に片列の内輪３を嵌合させ、各列ごとにころ５を保持する保持器６を設け、外輪４の両端に内外輪間を密封するオイルシール等のシール７を設けたものである。両列のころ５は、円すいころであり、互いに小径端が対向するように配置される。
ハブ輪２は、一端（インナー側端）に内輪嵌合面２ａを有し、この内輪嵌合面２ａに隣接して他の片列の内輪軌道面２ｂを有するものであり、他端（アウター側端）の外周にフランジ２ａが設けられている。フランジ２ａには、このフランジ２ａの孔を貫通するボルト８により車輪（図示せず）が取付けられる。
外輪４は、両列の軌道面を形成したものであり、外径面にフランジからなる取付部４ａが設けられ、この取付部４ａを介して車体（図示せず）にボルト等で取付けられる。
別体の内輪３は、図６（Ａ）に示すように、ハブ輪２への挿入側端となる小径端に鍔を有せず、大径端に鍔２ａを有するものである。
【００１１】
各列の保持器６は、図３ないし図５に示すように、円すい台状のリング状に形成され、ころ５を保持するポケット９を円周方向に一列に並べて設けたものであり、樹脂成形品等で構成される。保持器６の隣合うポケット９，９間の柱部１０は、両端の円環状部１１，１２よりも内径側に突出する。この柱部１０の断面形状は、図４（Ａ），（Ｂ）に各々小径側および大径側の断面を拡大して示すように、外径側部分１０ａが内径側へ狭まる台形状となり、この台形状の外径側部分１０ａから、内側突出部分１０ｂが突出する形状となっている。
このポケット９の外径側部分１０ａ，１０ａ間の幅は、図４に実線で示すようにころ５が柱部１０のテーパ状となった側面で接して外径側へ抜け出さずに案内される幅とされている。また、柱部１０の内側突出部分１０ｂ，１０ｂ間は幅は、ころ５の対応部分の外径よりも若干狭い幅であって、保持器６の弾性変形により、内径側からころ５をポケット９に押し込み可能で、かつ押し込み完了状態ではころ５は鎖線で示すように内側突出部分１０ｂに接して自然にはころ５が内径側へ脱落しない幅とされている。軸受組立状態では、ころ５は図４に実線で示すように柱部外径側部分１０ａに接して内側突出部１０ｂには触れないように案内される。このように、柱部１０を径方向に厚くすることにより、軸受組み込み前の状態で、ころ５がポケット９から内径側へ脱落しようとしたときに、脱落を阻止できるような柱部断面形状とすることが簡単となる。
ポケット９の保持器小径側端の両側縁には、切欠状部１３が設けられている。また、柱部１０の保持器大径端付近の部分は、保持器成形時の型抜きなどの都合のため、外径側部分１０ａが、外径側から見て小径端側へ台形状に狭まる部分１０ｃと一定幅部分１０ｄとを重ねた形状とされている。
【００１２】
図２は、このハブユニット軸受１の組立工程を示す。まず、単体の外輪４（図２（Ａ））に、ころ・保持器組み込み部品１５を組み込み（同図（Ｂ））、その両側にシール７を組み込む（同図（Ｃ））。このように組み立てた部品に、ハブ輪２を組み込み（同図（Ｄ））、このハブ輪２に片列の内輪３を組み込み（同図（Ｄ））、図１のようにハブユニット軸受が完成する。
【００１３】
このハブユニット軸受１は、このようにころ５をころ・保持器組み込み部品１５の状態で組み立てられるため、自動機による組立を容易に行うことができ、ハブ輪２と内輪３との組み込みが容易になる。この場合に、ころ・保持器組み込み部品１５を外輪４とハブ輪２の間に組み付けた後に、内輪３を組み込む手順が採れるため、内輪３は単独状態でころ５を保持しておく必要がなくて、小鍔が不要となる。このため、内輪３は小鍔を省略した形状のものとしてあるが、そのため図６（Ｂ）のように小鍔２ｂを設けるものに比べて、材料が減少して重量軽減、コスト減少の効果が得られ、また小鍔の加工が不要なことから、研削必要部分が減少する。しかも、小鍔が不要なため、例えば軸受の軸方向の長さを短縮した設計が可能となり、設計の自由度が大となる。
また、このハブユニット軸受１は、ハブ輪２と、取付部４ａ付きの外輪４を用いるため、部品の一体化が進んだコンパクトな構成の軸受となる。この場合に、片列の内輪３をハブ輪２と別体としているため、部品の一体化を高度化させる構成を円すいころ軸受に適用することが可能となり、またシール７の組立性が良好となり、軸受設計の自由度が大となり、かつ左右の列に別体の保持器６を使用できて、保持器強度を大にできるなどの効果が得られる。
【００１４】
なお、保持器６の柱部１０は、図７に示すように、その内側突出部分１０ｂを内径側へ任意角度（例えば２０°程度）で広がる台形状の断面形状のものとしても良く、また図８に示すように柱部１０の全体がＹ字状となり、両側面が曲面となるものとしても良い。柱部１０の内径側面の切欠溝１６は、型抜きや軽量化のために形成したものであり、省略しても良い。
【００１５】
【発明の効果】
この発明のハブユニット軸受およびその製造方法によると、コンパクト化，部品一体化を発展させた構成でありながら、自動機による組立が容易となる。
また、内輪の小鍔を無くしたため、軽量化、材料の削減、加工の容易、軸受設計の自由度の向上などの各効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかるハブユニット軸受の断面図である。
【図２】その組み立て過程の工程説明図である。
【図３】（Ａ）は保持器の破断側面図、（Ｂ）は同図（Ａ）をＸ方向から見た矢視図である。
【図４】（Ａ）は、図３（Ａ）のＡ−Ａ線拡大断面図、（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ線拡大断面図、（Ｃ）は図３（Ａ）のＣ部の拡大断面図である。
【図５】（Ａ）は保持器を外径側から見た部分斜視図、（Ｂ）は保持器を内径側から見た部分斜視図である。
【図６】（Ａ）は内輪の拡大断面図、（Ｂ）は比較例における内輪の断面図である。
【図７】保持器の変形例の部分断面図である。
【図８】保持器の他の変形例の部分断面図である。
【符号の説明】
１…ハブユニット軸受
２…ハブ輪
２ａ…内輪嵌合面
２ｂ…内輪軌道面
３…内輪
４…外輪
４ａ…取付部
５…ころ
６…保持器
７…シール
９…ポケット
１０…柱部

Claims (3)

  1. 複列円すいころ軸受の片列の内輪を嵌合させる内輪嵌合面を一端に有し、かつこの内輪嵌合面に隣接して他の片列の内輪軌道面を有するハブ輪を設け、このハブ輪と取付部付きの外輪との間に、保持器に保持された円すいころを介在させ、前記内輪嵌合面に、前記片列の内輪を嵌合させ、この内輪は、ハブ輪への挿入側端となる小径端に鍔を有せず、大径端に鍔を有するものとし、前記ハブ輪は前記内輪嵌合面と前記内輪軌道面との間に鍔を有しないものとし、前記保持器は、内外輪間への未組み込み状態で、ころをポケット内に脱落阻止状態に保持可能なものとし、前記保持器は、樹脂製として、隣合うポケット間の柱部が、両端の円環状部よりも内径側に突出するものとし、かつ前記柱部の断面形状は、外径側部分が内径側へ狭まる台形状となり、この外径側部分から内側突出部分が略一定幅で内径側へ突出する形状としたハブユニット軸受。
  2. 請求項１において、前記ポケットの外径側部分間の幅は、ころが柱部のテーパ状となった側面で接して外径側へ抜け出さずに案内される幅とされ、かつ柱部の内側突出部分間は幅は、ころの対応部分の外径よりも若干狭い幅であって、保持器の弾性変形により、内径側からころをポケットに押し込み可能で、かつ押し込み完了状態ではころが内側突出部分に接して自然にはころが内径側へ脱落しない幅としたハブユニット軸受。
  3. 請求項１または請求項２に記載のハブユニット軸受を製造する方法であって、複列円すいころ軸受を構成する各列のころを各々ポケット内に脱落阻止状態に保持した一対のころ・保持器組み込み部品を準備する過程と、ころ・保持器組み込み部品を、取付部付きの外輪に設けられた各列の軌道面に組み込む過程と、複列円すいころ軸受の片列の内輪を嵌合させる内輪嵌合面を一端に有し、かつこの内輪嵌合面に隣接して他の片列の内輪軌道面を有するハブ輪を、前記外輪ところ・保持器組み込み部品との組立体に組み込む過程と、ハブ輪への挿入側端となる小径端に鍔を有せず、大径端に鍔を有する内輪を、ハブ輪の内輪嵌合面に組み込む過程とを含むハブユニット軸受の製造方法。
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