JP4899921B2 - 軸受組立方法 - Google Patents

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Description

本発明は、車輪用の軸受を組み立てるための軸受組立方法に関する。
従来、例えば車輪側(アウトボード側)と車体側(インボード側)とに転動体の軌道面が複列で形成された車輪用の軸受が知られている。その一例として特許文献１,２には、車輪(ホイール)が固定されて共に回転する車体側の部品であるハブが内輪に一体化された軸受が示されている。このような軸受を組み立てる場合、ハブ(内輪)に対して軸受構成品(例えば、外輪、保持器、転動体)を組み込んだ後、車体側(インボード側)のシールを組み込む前に、当該車体側から潤滑剤(例えば、グリース)を複列の軌道部(外側軌道面、内側軌道面、保持器、転動体)に封入している。
また、近年では、車輪側軌道列のピッチ円直径ＰＣＤと、車体側軌道列のピッチ円直径ＰＣＤとが異なる軸受が提案されている(例えば、特許文献３)。ここで、ピッチ円直径ＰＣＤは、軸受に複数の転動体を組み込んだ状態で、各転動体の中心を含む円の直径として規定することができる。
ところで、このように車輪側軌道列のピッチ円直径ＰＣＤが車体側軌道列のピッチ円直径ＰＣＤよりも大きく設定された軸受構造では、複列の軌道部に所定量の潤滑剤(グリース)を安定して且つ確実に封入することが困難になってしまう。
実用新案登録第２６０００５４号公報 特開２００１−３２３９４０号公報 特開２００４−１０８４４９号公報
本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、複列の軌道部に所定量の潤滑剤(グリース)を安定して且つ確実に封入することが可能な軸受組立方法を提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明は、車輪に接続するためのハブフランジが突設され、車輪と共に回転する内輪と、内輪に対向配置され且つ車体側に固定されて常時非回転状態に維持された外輪と、内外輪の対向面にそれぞれ複列で形成された軌道面間に保持器で保持された状態で組み込まれた複数の転動体と、内外輪間に設けられ、軸受内部を軸受外部から密封するためのシール部材とを備えており、車輪側軌道列のピッチ円直径ＰＣＤ１が、車体側軌道列のピッチ円直径ＰＣＤ２よりも大きく(ＰＣＤ１＞ＰＣＤ２)なるように構成された軸受の組立方法であって、予め内輪の車輪側の軌道面に潤滑剤を塗布する工程と、外輪の軌道面に対して複数の転動体を保持器で保持した状態で組み込むと共に、外輪の車輪側から当該外輪にシール部材を組み込む工程と、複数の転動体、保持器、シール部材が組み込まれた外輪を内輪に組み付ける工程と、内輪の車体側に内輪構成体を嵌合した後、当該内輪の車体側軸端部の加締め領域を塑性変形させ、その加締め領域を内輪構成体の周端面に沿って加締めて、当該内輪構成体を内輪に固定することで、複列の各転動体を、所定の予圧が付与された状態で内外輪の軌道面間に組み込む工程と、車体側軌道列に潤滑剤を塗布する工程とを有する。
本発明によれば、複列の軌道部に所定量の潤滑剤(グリース)を安定して且つ確実に封入することが可能な軸受組立方法を実現することができる。
以下、本発明の一実施の形態に係る軸受組立方法について、添付図面を参照して説明する。なお、ここでは一例として従動輪用の軸受を組み立てる方法を想定するが、駆動輪用の軸受にも適用することができる。
図１(ａ)には、従動輪用の軸受(軸受ユニットとも言う)が示されており、当該軸受は、車輪と共に回転する内輪２と、内輪２に対向配置され且つ車体側に固定されて常時非回転状態に維持される外輪４と、内外輪2,4の対向面2m,4mにそれぞれ複列で形成された軌道面G1,G2,S1,S2間に保持器６で保持された状態で組み込まれた複数の転動体８とを備えている。なお、保持器６としては、例えば冠形保持器、波形保持器、かご形保持器、合せ保持器など各種の保持器を適用することができるが、転動体として玉を採用した場合は冠形保持器、円すいころ軸受とした場合はかご形保持器を適用することが好ましい。
かかる軸受は、車輪側軌道列のピッチ円直径ＰＣＤ１が車体側軌道列のピッチ円直径ＰＣＤ２よりも大きく(ＰＣＤ１＞ＰＣＤ２)なるように構成されている。ここで、ピッチ円直径ＰＣＤは、軌道部(軌道面、保持器、転動体)の外径と内径との平均値で近似された径寸法として規定することができる。例えば内輪２の対向面(外周面)２ｍに複列で形成された軌道面G1,G2のうち、車輪側軌道列の車輪側軌道面Ｇ１の外径(直径)は、車体側軌道列の車体側軌道面Ｇ２の外径(直径)よりも大きく設定されている。一方、外輪４の対向面(内周面)４ｍに複列で形成された軌道面S1,S2のうち、車輪側軌道列の車輪側軌道面Ｓ１の内径(直径)は、車体側軌道列の車体側軌道面Ｓ２の内径(直径)よりも大きく設定されている。これにより、車輪側軌道面G1,S1間と車体側軌道面G2,S2間とにそれぞれ複数の転動体８を組み込んだ状態において、車輪側軌道列の各転動体８の中心相互を結んで形成したピッチ円直径ＰＣＤ１は、車体側軌道列の各転動体８の中心相互を結んで形成したピッチ円直径ＰＣＤ２よりも大きく(ＰＣＤ１＞ＰＣＤ２)なるように構成されることになる。なお、転動体としてボールを採用した場合、各列のボール径を同じとしても良い。但し、車輪側のボール径を小として、ボール数を多くすると、より剛性を大きくすることができる。
また、外輪４は中空円筒状を成しており、内輪２の外周を覆うように配置されており、内輪２と外輪４との間には、軸受内部を軸受外部から密封するためのシール部材(車輪側のシール１０ａ、車体側のカバー１０ｂ)が設けられている。なお、シール１０ａは、外輪４に固定された状態で内輪２に対して摺動自在に位置決めされており、一方、カバー１０ｂは、車体側の軸受内部を軸受外部から覆った状態で外輪４に固定されている。また、転動体８として図面では玉を例示しているが、軸受の構成や種類に応じて、コロが適用される場合もある。
また、外輪４には、固定フランジ４ａが突設されており、固定フランジ４ａの固定孔４ｂに固定用ボルト(図示しない)を挿入し、これを車体側に締結することで、外輪４を車体側の懸架装置(ナックル)に固定することができる。また、内輪２には、例えば自動車のディスクホイール(図示しない)を支持しつつ共に回転する略円筒形状のハブ(スピンドル)１２が設けられており、ハブ１２には、ディスクホイールが固定されるハブフランジ１２ａが突設されている。
ハブフランジ１２ａは、外輪４を越えて外方(ハブ１２の半径方向外側)に向って延出しており、その延出縁付近には、周方向に沿って所定間隔で配置された複数のハブボルト１４が設けられている。この場合、複数のハブボルト１４をディスクホイールに形成されたボルト孔(図示しない)に差し込んでハブナット(図示しない)で締付けることで、当該ディスクホイールをハブフランジ１２ａに対して位置決めして締結することができる。これにより、ハブ１２を車輪側に接続させることができる。このとき、ハブ１２の車輪側に突設されたパイロット部１２ｄによって車輪の径方向の位置決めが成される。
また、ハブ１２には、その車体側の嵌合面２ｎに環状の内輪構成体１６(ハブ１２と共に内輪２を構成する部品)が嵌合(外嵌)されるようになっている。この場合、例えば複数の転動体８を保持器６で保持した状態で内外輪2,4間に組み込んだ後、内輪構成体１６を嵌合面２ｎに形成された段部１２ｂまで嵌合(外嵌)する。続いて、ハブ１２の車体側軸端部の加締め領域１２ｃを塑性変形させて、当該加締め領域(軸端部)１２ｃを内輪構成体１６の周端部１６ｓに沿って加締める(密着させる)ことで、当該内輪構成体１６を内輪２(ハブ１２)に固定することができる。
このとき、軸受は所定の予圧が付与された状態となり、この状態において、複列の各転動体８は、所定の接触角を成して内外輪2,4の軌道面G1,G2,S1,S2にそれぞれ接触して回転可能に組み込まれる。この場合、２つの接触点を結んだ作用線(図示しない)は、各軌道面G1,G2,S1,S2に直交し且つ各転動体８の中心を通り、軸受の中心線上の１点(作用点)で交わる。これにより背面組合せ形(ＤＢ)軸受が構成される。
なお、このような構成において、自動車走行中に車輪に作用した力は、全てディスクホイールから当該軸受を通じて懸架装置に伝達されることになり、その際、軸受には、各種の荷重(ラジアル荷重、アキシアル荷重、モーメント荷重など)が作用する。しかし、軸受は、上述したような背面組合せ形(ＤＢ)軸受となっていると共に、車輪側軌道列のピッチ円直径ＰＣＤ１が車体側軌道列のピッチ円直径ＰＣＤ２よりも大きく(ＰＣＤ１＞ＰＣＤ２)なっているため、各種の荷重に対して高い剛性が維持される。
次に、上述した軸受の組立方法について、図２〜図４を参照して説明する。
なお、ここでは、保持器６として例えば図１(ｂ)に示された合成樹脂製の冠形保持器を適用する。冠形保持器６は、内外輪2,4間に介挿可能な円環状を成しており、その周方向に沿って所定間隔で複数のポケット６ｐが形成されている。また、各ポケット６ｐの一方側には、開口６ｈが形成されていると共に、当該開口６ｈを一部覆うように突出した爪部６ｎが設けられている。これに対して、各ポケット６ｐの他方側は、周方向に円環状に連続したリム部６ｍで閉塞されている。この場合、開口６ｈから転動体(玉)８を１つずつポケット６ｐ内に挿入すると、各転動体(玉)８は、一対の爪部６ｎによってポケット６ｐから脱落すること無く抱き抱えられた状態で保持される。
図２(ａ)の工程において、冠形保持器６で保持された複数の転動体(玉)８を外輪４の軌道面S1,S2にそれぞれ組み込む。即ち、外輪４の車輪側(アウトボード側)４outから複数の転動体(玉)８を挿入して、各転動体(玉)８を車輪側軌道面Ｓ１に組み付けると共に、外輪４の車体側(インボード側)４inから複数の転動体(玉)８を挿入して、各転動体(玉)８を車体側軌道面Ｓ２に組み込む。
本実施の軸受組立方法では、上記図２(ａ)の工程に続いて、少なくとも車輪側軌道部に潤滑剤を塗布する。この場合、車輪側軌道部のうち、少なくとも外輪側軌道部に潤滑剤を塗布しても良いし、或いは、予め内輪２(即ち、ハブ１２)の車輪側軌道面Ｇ１に潤滑剤を塗布しても良い。なお、外輪側軌道部は、外輪４の各軌道面S1,S2に対して複数の転動体(玉)８を冠形保持器６で保持した状態において、各軌道面S1,S2、各転動体(玉)８、冠形保持器６を含めた領域を指す。
ここで、外輪側軌道部に潤滑剤を塗布する場合、冠形保持器６で保持された複数の転動体(玉)８を外輪４の軌道面S1,S2に組み込んだ状態で、その車輪側軌道列における外輪側軌道部(車輪側軌道面Ｓ１、冠形保持器６、各転動体(玉)８を含めた領域)に潤滑剤を塗布する。また、予め内輪２(即ち、ハブ１２)の車輪側軌道面Ｇ１に潤滑剤を塗布する場合、上記外輪側軌道部に潤滑剤を塗布しなくても良いし、或いは、当該外輪側軌道部に潤滑剤を塗布しても良い。
ここで、冠形保持器６で保持された複数の転動体(玉)８が軌道面S1,S2に組み込まれた外輪４の外輪側軌道部に潤滑剤を塗布する方法の一例を示す。
図４に示すように、複数の転動体(玉)８が組み込まれた外輪４を、その車輪側４outが上向きとなるようにセットする。そして、塗布装置のノズル１８を外輪４の車輪側４outに対向させた状態で、圧縮空気によりノズル１８から車輪側４outに潤滑剤(グリース)Ｊを吐出する。この場合、ノズル１８は、周方向に沿って等間隔に複数配列されているため、ノズル１８から吐出された潤滑剤(グリース)Ｊは、外輪４の外輪側軌道部(車輪側軌道面Ｓ１、冠形保持器６、各転動体(玉)８を含めた領域)に沿って周方向に均一に塗布される。なお、ノズル１８の数としては、転動体数と同じ、或いは、その約数、或いは、倍数とすることが望ましい。
この場合、冠形保持器６の組込方向は、そのリム部６ｍが軸受内部に向くように設定することが好ましい。別の言い方をすると、その開口６ｈ(図１(ａ))が軸受外部に向くように設定することが好ましい。これにより、ノズル１８から吐出された潤滑剤(グリース)Ｊは、各開口６ｈからポケット６ｐ内に行き渡ることになり、その結果、外輪４の外輪側軌道部に対する潤滑剤(グリース)Ｊの保持性を向上させることができる。
続いて、図２(ｂ)の工程において、外輪４の車輪側４outから当該外輪４にシール部材を組み込む。ここではシール部材の一例として、使用時に内輪２と摺接するシールリップを有するシール部材１０ａを図示するが、これ以外の密封部材でも良い。
このように、外輪４の外輪側軌道部に潤滑剤(グリース)Ｊを塗布した後、当該外輪側軌道部を覆うようにシール部材１０ａを組み込むことで、グリースＪを軸受外部から密封することができる。これにより、当該グリースＪに異物(例えば、大気中に漂う塵埃、他の機械から発生する摩耗粉など)が混入することを防止できるため、これ以降の軸受組立工程に際し、グリースＪの品質を長期に亘って一定に維持することができる。
これに対して、上述したように予めハブ１２の車輪側軌道面Ｇ１にグリースＪを塗布した後、シール部材１０ａを組み込んだ外輪４をハブ１２に組み付ける場合、シール部材１０ａの内径寸法は、車輪側軌道面Ｇ１の外径寸法よりも大きいため、当該車輪側軌道面Ｇ１に塗布されたグリースＪとシール部材１０ａとが互いに干渉することは無い。これにより、シールリップにグリースＪを付着させること無く、外輪４をハブ１２に組み付けることができる。
そして、図２(ｃ)の工程において、冠形保持器６で保持された複数の転動体(玉)８及びシール部材１０ａが組み込まれた外輪４をハブ１２(内輪２(図１(ａ))を構成する部品)に組み付ける。
この後、図２(ｄ)の工程において、内輪構成体１６をハブ１２の嵌合面２ｎに形成された段部１２ｂまで嵌合(外嵌)し、当該内輪構成体１６をハブ１２に固定する。この場合、ハブ１２に対する内輪構成体１６の固定方法としては、例えばハブ１２の車体側軸端部の加締め領域１２ｃを加締め固定する方法や、図示しないナットで固定する方法があるが、図面には一例として、加締め固定する方法が示されている。
続いて、図３(ａ)の工程において、ハブ１２に組み付けられた外輪４と内輪構成体１６との間に向けて、その車体側(インボード側)４inに潤滑剤(グリース)を塗布する。この場合、潤滑剤(グリース)の塗布方法としては、例えば図３(ａ)に示すように圧縮空気によりノズル１８から潤滑剤(グリース)を吐出しても良いし、或いは、上述した潤滑剤塗布工程で、外輪４の車体側軌道部に潤滑剤(グリース)を塗布しておいても良い。
この後、図３(ｂ)の工程において、外輪４の車体側にカバー１０ｂを取り付けることにより、図１(ａ)に示された軸受を完成させることができる。また、特に図示しないが、内輪構成体１６と外輪４との間にシールを設け、潤滑剤(グリース)の漏れを確実に防止するようにしても良い。
以上、本実施の形態によれば、車輪側軌道列のピッチ円直径ＰＣＤ１が車体側軌道列のピッチ円直径ＰＣＤ２よりも大きく(ＰＣＤ１＞ＰＣＤ２)設定された軸受の組立に際し、少なくとも車輪側軌道部に潤滑剤を塗布し、外輪４を内輪２(ハブ１２)に組み付けるようにしたことで、当該車輪側軌道部に所定量の潤滑剤(グリース)を安定して且つ確実に封入することができる。
なお、上述した潤滑剤の塗布工程において、外輪４の車輪側軌道部と車体側軌道部との間、例えば軌道面S1,S2間の対向面(内周面)４ｍにも同時に、潤滑剤を塗布するようにしても良い。具体的には、外輪４の各軌道面S1,S2に対して複数の転動体(玉)８を組み込んだ状態で、外輪４の車輪側軌道部に潤滑剤を塗布すると共に、軌道面S1,S2間の対向面(内周面)４ｍにも潤滑剤を塗布した後、該外輪４をハブ１２に組み付ける。
(ａ)は、本発明の一実施の形態に係る軸受組立方法に用いた従動輪用の軸受の構成を示す断面図、(ｂ)は、同図(ａ)の軸受に適用した保持器の一例を示す斜視図。 (ａ)は、保持器で保持された転動体を外輪に組み付ける工程を示す図、(ｂ)は、外輪に車輪側のシール部材を組み込む工程を示す図、(ｃ)は、(ａ)及び(ｂ)の工程を経た外輪をハブに嵌合する工程を示す図、(ｄ)は、内輪構成体をハブに嵌合する工程を示す図。 (ａ)は、内外輪の車体側軌道部に潤滑剤を塗布する工程を示す図、(ｂ)は、外輪に車体側のシール部材を組み込む工程を示す図。 図２(ｂ)の工程において、外輪に車輪側のシール部材を組み込む前に、外輪の車輪側軌道部に潤滑剤を塗布している状態を示す斜視図。
符号の説明
２ 内輪
４ 外輪
６ 保持器
８ 転動体
Ｇ１ 内輪の車輪側軌道面
Ｇ２ 内輪の車体側軌道面
Ｓ１ 外輪の車輪側軌道面
Ｓ２ 外輪の車体側軌道面

Claims (1)

  1. 車輪に接続するためのハブフランジが突設され、車輪と共に回転する内輪と、内輪に対向配置され且つ車体側に固定されて常時非回転状態に維持された外輪と、内外輪の対向面にそれぞれ複列で形成された軌道面間に保持器で保持された状態で組み込まれた複数の転動体と、内外輪間に設けられ、軸受内部を軸受外部から密封するためのシール部材とを備えており、車輪側軌道列のピッチ円直径ＰＣＤ１が、車体側軌道列のピッチ円直径ＰＣＤ２よりも大きく(ＰＣＤ１＞ＰＣＤ２)なるように構成された軸受の組立方法であって、
    予め内輪の車輪側軌道面に潤滑剤を塗布する工程と、
    外輪の軌道面に対して複数の転動体を保持器で保持した状態で組み込むと共に、外輪の車輪側から当該外輪にシール部材を組み込む工程と、
    複数の転動体、保持器、シール部材が組み込まれた外輪を内輪に組み付ける工程と、
    内輪の車体側に内輪構成体を嵌合した後、当該内輪の車体側軸端部の加締め領域を塑性変形させ、その加締め領域を内輪構成体の周端面に沿って加締めて、当該内輪構成体を内輪に固定することで、複列の各転動体を、所定の予圧が付与された状態で内外輪の軌道面間に組み込む工程と、
    車体側軌道列に潤滑剤を塗布する工程とを有することを特徴とする軸受組立方法。
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