JP4244955B2

JP4244955B2 - 自動車用ハブユニットの組立方法

Info

Publication number: JP4244955B2
Application number: JP2005135725A
Authority: JP
Inventors: 英志渋谷
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2005-05-09
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2018-08-24
Also published as: JP2005291499A

Description

この発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為の自動車用ハブユニットの組立方法の改良に関し、組立作業の能率化を可能にする事により、コストの低減を図るものである。

自動車の車輪は懸架装置に対して、転がり軸受により回転自在に支持する。又、重量の嵩む自動車の車輪は、複列円すいころ軸受により、懸架装置に対して回転自在に支持する。図１１は、従来から車輪を支持する為に広く使用されている複列円すいころ軸受１を示している。この複列円すいころ軸受１は、１個の外輪２の内径側に１対の内輪３、３を、それぞれ複数個ずつの円すいころ４、４により回転自在に支持して成る。上記外輪２の内周面には、それぞれが円すい凹面状である複列の外輪軌道５、５を、上記各内輪３、３の外周面には、それぞれが円すい凸面状である内輪軌道６、６を、それぞれ形成している。上記各円すいころ４、４は、それぞれ保持器７、７により転動自在に保持した状態で、上記各外輪軌道５、５と上記各内輪軌道６、６との間に挟持している。又、上記外輪２の両端部内周面と上記各内輪３、３の端部外周面との間には、それぞれ組み合わせシールリング８、８を装着して、上記各円すいころ４、４を設置した空間９の軸方向両端開口部を塞いでいる。

上述の様な、従来から広く使用されている複列円すいころ軸受１は、図１２〜１３に示す様な手順で組み立てる。即ち、先ず、図１２に示す様に、上記各内輪３、３の周囲に上記各円すいころ４、４を、それぞれ上記各保持器７、７により転動自在に保持した状態で配列する。そして、この状態のまま、上記各内輪３、３を上記外輪２の内側に挿入し、図１３に示す様に、上記各円すいころ４、４を、上記各外輪軌道５、５及び内輪軌道６、６に当接させる。そして、最後に、上記各内輪３、３の端部外周面と上記外輪２の両端部内周面との間に、上記各組み合わせシールリング８、８を装着する。

図１１に示した複列円すいころ軸受１自体は、特に問題はないが、近年、部品点数の低減による組立工数の低減を目的として、車輪を支持する為の複列円すいころ軸受を、車輪を支持固定する為のハブと一体に設ける、所謂第三世代のハブユニット構造にする事が考えられている。この様な第三世代のハブユニット構造を採用すると、ハブ本体の一端部外周面に車輪を支持する為のフランジを設けると共に、中間部外周面に第一列の円すいころ軸受を構成する為の、円すい凸面状の第一の内輪軌道を直接形成する。そして、上記ハブ本体の他端部外周面に形成した小径段部に、第二列の円すいころ軸受を構成する為の、円すい凸面状の第二の内輪軌道を有する内輪を外嵌固定する。

この様な構造の場合には、ハブ本体の外周面に設けるフランジが邪魔になり、このフランジ側のシールリングを後から装着する事ができない。従って、このシールリングは、上記ハブ本体と外輪とを組み合わせる以前に、この外輪の端部に内嵌固定しておく必要がある。そして、上記第一列の円すいころ軸受を構成する各円すいころを上記外輪の内周面に配置した状態のまま、この外輪の内径側に上記ハブ本体を挿入する必要がある。この挿入作業を円滑に行なわせる為には、この挿入作業の際、上記各円すいころが内径側に変位しない様にする必要があるが、前述の図１１に示した従来構造の場合には、この様な問題がない為、この様な事に関する考慮もなされていない。

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、複列円すいころ軸受を組み込んだ、新規な第三世代のハブユニットの組立作業の能率化を可能にする事により、この様なハブユニットのコストの低減を図るべく発明したものである。

本発明の組立方法の対象となる自動車用ハブユニットは、ハブ本体と、このハブ本体に外嵌固定した内輪と、これらハブ本体及び内輪の周囲に配置した外輪と、これらハブ本体及び内輪の外周面と外輪の内周面との間に設けた複数個の円すいころと、上記外輪の一端部内周面と上記ハブ本体の中間部外周面との間を密封する第一のシールリングと、上記外輪の他端部内周面と上記内輪の端部外周面との間を密封する第二のシールリングとから成る。
このうちのハブ本体は、一端部外周面に車輪を支持する為のフランジを設けると共に、中間部外周面に第一列の円すいころ軸受を構成する為の、円すい凸面状の第一の内輪軌道を直接形成し、他端部外周面に小径段部を設けている。
又、上記内輪は、第二列の円すいころ軸受を構成する為の、円すい凸面状の第二の内輪軌道を外周面に形成し、上記ハブ本体の小径段部に外嵌固定されている。
又、上記外輪は、内周面に上記第一、第二列の円すいころ軸受を構成する為の、それぞれが円すい凹面状の第一、第二の外輪軌道を形成したものである。
又、上記複数の円すいころのうちの一部は、第一の保持器により転動自在に保持された状態で上記第一の内輪軌道と上記第一の外輪軌道との間に配置され、残部は、第二の保持器により転動自在に保持された状態で上記第二の内輪軌道と上記第二の外輪軌道との間に配置されている。
そして、上記第一の保持器は、弾性を有する合成樹脂を射出成形する事により、全体を部分円すい筒状に形成し、円周方向に亙りポケットと柱部とを交互に設けたもので、これら各柱部の外周面は上記各円すいころのピッチ円よりも直径方向外方に、同じく内周面はこのピッチ円よりも直径方向内方に、それぞれ位置している。又、上記各ポケットの外径側、内径側両開口部の円周方向に亙る幅を、外径側で上記各円すいころの直径よりも十分に小さく、内径側でこの直径よりも少しだけ小さくして、これら各円すいころを上記各ポケット内に内径側から、上記各柱部を円周方向に亙り弾性変形させつつ収納可能としている。そして、これら各ポケット内に上記複数の円すいころのうちの一部を保持した状態で、これら各円すいころが直径方向外方及び直径方向内方に脱落するのを防止するものであり、上記第二の保持器は、上記複数の円すいころのうちの残部を保持した状態で、これら各円すいころが直径方向外方に脱落するのを防止するものである。

本発明の自動車用ハブユニットの組立方法は、上記複数の円すいころのうちの一部を上記第一の保持器により保持し、且つ上記外輪の内周面のうちの上記第一の外輪軌道の内側に配置すると共に、この外輪の一端部内周面に上記第一のシールリングを内嵌固定した状態で、この外輪の内側に上記ハブ本体を、上記複数の円すいころのうちの一部の内側に第一の内輪軌道が位置する状態にまで挿入する。
次いで、上記内輪を、上記複数の円すいころのうちの残部を、上記第二の保持器により第二の内輪軌道の周囲に保持した状態で、上記外輪の内側に挿入しつつ上記ハブ本体の小径段部に外嵌し、最後に、上記内輪の端部外周面と上記外輪の他端部内周面との間に上記第二のシールリングを装着する。

上述の様に構成する本発明の自動車用ハブユニットの組立方法の場合には、複列円すいころ軸受を組み込んだ、新規な第三世代のハブユニットの組立作業を能率良く行なって、この様なハブユニットのコストの低減を図れる。

図１〜６は、本発明の自動車用ハブユニットの組立方法の実施例を示している。この組立方法の対象となる自動車用ハブユニット１０は、ハブ本体１１と、このハブ本体１１に外嵌固定した内輪１２と、これらハブ本体１１及び内輪１２の周囲に配置した外輪１３と、これらハブ本体１１及び内輪１２の外周面と外輪１３の内周面との間に設けた複数個の円すいころ１４ａ、１４ｂと、上記外輪１３の一端部内周面と上記ハブ本体１１の中間部外周面との間を密封する第一のシールリング１５と、上記外輪１３の他端部内周面と上記内輪１２の端部外周面との間を密封する第二のシールリング１６とから成る。図示の例では、上記第一のシールリング１５として単体のシールリングを、第二のシールリング１６として組み合わせシールリングを、それぞれ使用している。

このうちのハブ本体１１は、一端部（自動車への組み付け状態で幅方向外側となる端部で、図１の左端部）外周面に車輪を支持する為のフランジ１７を形成している。又、上記ハブ本体１１の中間部外周面には、第一列の円すいころ軸受１８を構成する為の、円すい凸面状の第一の内輪軌道１９を、直接形成している。更に、上記ハブ本体１１の他端部（自動車への組み付け状態で幅方向内側となる端部で、図１の右端部）外周面には、小径段部２０を設けている。この小径段部２０の外周面は、上記ハブ本体１１と同心の円筒面としている。又、図示の例は、駆動輪を支持する為の自動車用ハブユニット１０を示しており、この為に上記ハブ本体１１の中心部に、駆動軸の端部をスプライン係合させる為のスプライン孔２１を設けている。

又、上記内輪１２は、第二列の円すいころ軸受２２を構成する為の、円すい凸面状の第二の内輪軌道２３を外周面に形成しており、上記ハブ本体１１の小径段部２０に外嵌固定している。この第二の内輪軌道２３の傾斜方向と上記第一の内輪軌道１９の傾斜方向とは、互いに逆にしている。又、上記内輪１２の基端部（図１の右端部）は、この内輪１２の先端面（図１の左端面）を上記小径段部２０の段差面２４に突き当てた状態で、上記ハブ本体１１の他端面（図１の右端面）よりも少しだけ突出する。自動車への組み付け状態で、この様にハブ本体１１から突出した、上記内輪１２の基端部の端面には、等速ジョイントの端面、或は駆動軸の端部に形成した段部等が突き当たり、上記内輪１２が上記小径段部２０から抜け出る事を防止する。

又、上記外輪１３の内周面には、上記第一、第二列の円すいころ軸受１８、２２を構成する為の、それぞれが円すい凹面状の第一、第二の外輪軌道２５、２６を形成している。これら第一、第二の外輪軌道２５、２６の傾斜方向は、上記第一、第二の内輪軌道１９、２３に合わせて、互いに逆としている。又、上記外輪１３の外周面の軸方向中間部には、この外輪１３を図示しない懸架装置に対し固定する為の、外向フランジ状の取付部２７を設けている。

又、上記複数の円すいころ１４ａ、１４ｂのうちの一部（図１の左側半分）の円すいころ１４ａ、１４ａは、第一の保持器２８により転動自在に保持した状態で、上記第一の内輪軌道１９と上記第一の外輪軌道２５との間に配置している。これに対して、上記複数の円すいころ１４ａ、１４ｂのうちの残部（図１の右側半分）の円すいころ１４ｂ、１４ｂは、第二の保持器２９により転動自在に保持した状態で、上記第二の内輪軌道２３と上記第二の外輪軌道２６との間に配置している。

そして、上記第一の保持器２８は、上記複数の円すいころ１４ａ、１４ｂのうちの一部の円すいころ１４ａ、１４ａを保持した状態で、これら各円すいころ１４ａ、１４ａが直径方向外方及び直径方向内方に脱落するのを防止する。この為に図示の例では、上記第一の保持器２８として、図３〜４に示す様な形状のものを使用している。この第一の保持器２８は、弾性を有する合成樹脂を射出成形する事により、全体を部分円すい筒状に形成したもので、円周方向に亙りポケット３０、３０と柱部３１、３１とを交互に設けている。上記各円すいころ１４ａ、１４ａは、上記各ポケット３０、３０内に転動自在に配置している。

又、上記各柱部３１、３１の外周面は、上記各円すいころ１４ａ、１４ａのピッチ円αよりも直径方向外方に、同じく内周面はこのピッチ円αよりも直径方向内方に、それぞれ位置させている。そして、上記ポケット３０、３０の外径側、内径側両開口部の円周方向に亙る幅を、外径側で上記各円すいころ１４ａ、１４ａの直径よりも十分に小さく、内径側でこの直径よりも少しだけ小さくしている。従って、上記各円すいころ１４ａ、１４ａを上記各ポケット３０、３０内に収納する作業は、上記第一の保持器２８の内径側から、上記各柱部３１、３１を円周方向に亙り弾性変形させつつ行なう。円周方向に隣り合う柱部３１、３１は、収納作業の際には、円周方向に亙り互いに離れる方向に弾性変形して、上記各円すいころ１４ａ、１４ａが通過する事を許容する。

これに対して、これら各円すいころ１４ａ、１４ａが上記各ポケット３０、３０内に完全に収納された状態では、上記円周方向に隣り合う柱部３１、３１同士の間隔（上記ポケット３０、３０の内径側両開口部の円周方向に亙る幅Ｗ₃₀）が、上記各円すいころ１４ａ、１４ａの外径Ｄ₁₄よりも小さくなる。この結果、上記第一の保持器２８が、上記各円すいころ１４ａ、１４ａが直径方向内方に不用意に脱落するのを防止する。尚、上記幅Ｗ₃₀及び外径Ｄ₁₄は、上記各円すいころ１４ａ、１４ａの軸方向に亙り漸次変化するが、上述した大小関係は、互いに整合する位置で満たす。

一方、前記第二の保持器２９は、図５〜６に示す様な形状を有し、上記複数の円すいころ１４ａ、１４ｂのうちの残部の円すいころ１４ｂ、１４ｂを転動自在に保持した状態で、これら各円すいころ１４ｂ、１４ｂが直径方向外方に脱落するのを防止する。上記第二の保持器２９自体、前述の図１１〜１３に示した従来構造に組み込んでいた保持器７と同様のもので、合成樹脂を射出成形する事により、全体を部分円すい筒状に形成し、円周方向に亙りポケット３０ａ、３０ａと柱部３１ａ、３１ａとを交互に設けている。これら各柱部３１ａ、３１ａの外周面及び内周面は、何れも上記各円すいころ１４ｂ、１４ｂのピッチ円βよりも直径方向外方に位置させている。そして、上記各ポケット３０ａ、３０ａの外径側開口部の円周方向に亙る幅を上記各円すいころ１４ｂ、１４ｂの直径よりも十分に小さく、内径側でこの直径よりも大きくしている。従って、上記各円すいころ１４ｂ、１４ｂを上記各ポケット３０ａ、３０ａ内に収納する作業は、上記第二の保持器２９の内径側から行なう。上記各円すいころ１４ｂ、１４ｂを上記各ポケット３０ａ、３０ａ内に収納し、これら各円すいころ１４ｂ、１４ｂの内径側に前記内輪１２を挿入した状態では、これら各円すいころ１４ｂ、１４ｂが上記各ポケット３０ａ、３０ａ内に、脱落不能に保持される。

次に、上述の様な構成を有する自動車用ハブユニット１０の組立方法に就いて、上述した図１〜６に、図７〜１０を加えて説明する。先ず、図７に示す様に、上記複数の円すいころ１４ａ、１４ｂのうちの一部の円すいころ１４ａ、１４ａを、上記第一の保持器２８により保持する。この状態で、これら各円すいころ１４ａ、１４ａは、第一の保持器２８に、分離する事なく保持される。従って、工場内での搬送作業も容易に行なえる。そして、この状態でこれら一部の円すいころ１４ａ、１４ａを、図８に示す様に、上記外輪１３の内周面のうちの上記第一の外輪軌道２５の内側に配置する。又、この外輪１３の一端部内周面には、この第一の外輪軌道２５の内側に上記一部の円すいころ１４ａ、１４ａを配置した後、前記第一のシールリング１５を内嵌固定する。この状態では、外輪１３に対して上記各円すいころ１４ａ、１４ａ及び第一の保持器２８が、非分離に組み合わされる。従って、やはり工場内での搬送作業を容易に行なえる。

この様に、外輪１３の内径側に上記一部の円すいころ１４ａ、１４ａを配置すると共に上記第一のシールリング１５を内嵌固定した状態で、図８→図９に示す様に、上記外輪１３の内側に前記ハブ本体１１を挿入する。この挿入作業は、図９に示す様に、上記複数の円すいころ１４ａ、１４ｂのうちの一部の円すいころ１４ａ、１４ａの内側に前記第一の内輪軌道１９が位置し、且つ、上記第一のシールリング１５が、上記ハブ本体１１の表面のうち、前記フランジ１７と第一の内輪軌道１９との間部分に全周に亙って当接する状態にまで行なう。上記挿入作業の間、上記第一の保持器２８に保持された一部の円すいころ１４ａ、１４ａは、この第一の保持器２８の直径方向内方に脱落する事なく、上記第一の外輪軌道２５に添設された状態のままとなる。従って、上記挿入作業を、特に上記各円すいころ１４ａ、１４ａを抑える様な面倒な作業を要する事なく、円滑に行なえる。

次いで、図９→図１０に示す様に、前記内輪１２を、上記複数の円すいころ１４ａ、１４ｂのうちの残部の円すいころ１４ｂ、１４ｂを、前記第二の保持器２９により前記第二の内輪軌道２３の周囲に保持した状態で、上記外輪１３の内側に挿入する。そして、この挿入作業に伴って上記内輪１２を、上記ハブ本体１１の小径段部２０に外嵌する。そして、最後に、図１０→図１に示す様に、上記内輪１２の端部外周面と上記外輪１３の他端部内周面との間に、前記第二のシールリング１６を装着する。尚、第一、第二列の円すいころ軸受１８、２２に付与する予圧は、上記内輪１２の一部の研削量を変える事により、任意且つ容易に調節できる。

本発明の実施例を示す断面図。図１の右方から見た図。第一の保持器を取り出して示す部分断面図。図３のＡ−Ａ断面図。第二の保持器を取り出して示す部分断面図。図５のＢ−Ｂ断面図。組立作業の最初の工程で、一部の円すいころを第一の保持器に保持した状態を示す断面図。同じく次の工程を示す断面図。同じく更に次の工程を示す断面図。同じく最終工程を示す断面図。従来の複列円すいころ軸受の断面図。組立工程を示す断面図。同じく次の工程を示す断面図。

符号の説明

１複列円すいころ軸受
２外輪
３内輪
４円すいころ
５外輪軌道
６内輪軌道
７保持器
８組み合わせシールリング
９空間
１０自動車用ハブユニット
１１ハブ本体
１２内輪
１３外輪
１４ａ、１４ｂ円すいころ
１５第一のシールリング
１６第二のシールリング
１７フランジ
１８第一列の円すいころ軸受
１９第一の内輪軌道
２０小径段部
２１スプライン孔
２２第二列の円すいころ軸受
２３第二の内輪軌道
２４段差面
２５第一の外輪軌道
２６第二の外輪軌道
２７取付部
２８第一の保持器
２９第二の保持器
３０、３０ａポケット
３１、３１ａ柱部

Claims

ハブ本体と、このハブ本体に外嵌固定した内輪と、これらハブ本体及び内輪の周囲に配置した外輪と、これらハブ本体及び内輪の外周面と外輪の内周面との間に設けた複数個の円すいころと、上記外輪の一端部内周面と上記ハブ本体の中間部外周面との間を密封する第一のシールリングと、上記外輪の他端部内周面と上記内輪の端部外周面との間を密封する第二のシールリングとから成り、
このうちのハブ本体は、一端部外周面に車輪を支持する為のフランジを設けると共に、中間部外周面に第一列の円すいころ軸受を構成する為の、円すい凸面状の第一の内輪軌道を直接形成し、他端部外周面に小径段部を設けており、
上記内輪は、第二列の円すいころ軸受を構成する為の、円すい凸面状の第二の内輪軌道を外周面に形成し、上記ハブ本体の小径段部に外嵌固定されており、
上記外輪は、内周面に上記第一、第二列の円すいころ軸受を構成する為の、それぞれが円すい凹面状の第一、第二の外輪軌道を形成したものであり、
上記複数の円すいころのうちの一部は、第一の保持器により転動自在に保持された状態で上記第一の内輪軌道と上記第一の外輪軌道との間に配置され、残部は、第二の保持器により転動自在に保持された状態で上記第二の内輪軌道と上記第二の外輪軌道との間に配置されており、
上記第一の保持器は、弾性を有する合成樹脂を射出成形する事により、全体を部分円すい筒状に形成し、円周方向に亙りポケットと柱部とを交互に設けたもので、これら各柱部の外周面は上記各円すいころのピッチ円よりも直径方向外方に、同じく内周面はこのピッチ円よりも直径方向内方に、それぞれ位置しており、上記各ポケットの外径側、内径側両開口部の円周方向に亙る幅を、外径側で上記各円すいころの直径よりも十分に小さく、内径側でこの直径よりも少しだけ小さくして、これら各円すいころを上記各ポケット内に内径側から、上記各柱部を円周方向に亙り弾性変形させつつ収納可能としたもので、これら各ポケット内に上記複数の円すいころのうちの一部を保持した状態で、これら各円すいころが直径方向外方及び直径方向内方に脱落するのを防止するものであり、
上記第二の保持器は、上記複数の円すいころのうちの残部を保持した状態で、これら各円すいころが直径方向外方に脱落するのを防止するものである、
自動車用ハブユニットの組立方法であって、上記複数の円すいころのうちの一部を上記第一の保持器により保持し、且つ上記外輪の内周面のうちの上記第一の外輪軌道の内側に配置すると共に、この外輪の一端部内周面に上記第一のシールリングを内嵌固定した状態で、この外輪の内側に上記ハブ本体を、上記複数の円すいころのうちの一部の内側に上記第一の内輪軌道が位置する状態にまで挿入し、次いで上記内輪を、複数の円すいころのうちの残部を、上記第二の保持器により上記第二の内輪軌道の周囲に保持した状態で、上記外輪の内側に挿入しつつ上記ハブ本体の小径段部に外嵌し、最後に、上記内輪の端部外周面と外輪の他端部内周面との間に上記第二のシールリングを装着する、
自動車用ハブユニットの組立方法。