JP7225703B2

JP7225703B2 - 円すいころ軸受

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Publication number: JP7225703B2
Application number: JP2018210161A
Authority: JP
Inventors: 洋一郎小宮山
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2018-11-08
Filing date: 2018-11-08
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2038-11-08
Also published as: JP2020076461A

Description

本発明は、円すいころ軸受に関する。

図８は、円すいころ軸受の従来構造の１例として、特開２００６－２９５２２号公報に記載されたものを示している。図８に示した円すいころ軸受１は、外輪２と、内輪３と、複数個の円すいころ４と、保持器５とを備える。

外輪２は、内周面に円すい凹面状の外輪軌道６を有する。内輪３は、外周面に円すい凸面状の内輪軌道７を有するとともに、内輪軌道７の小径側に隣接する部分から径方向外側に突出した小鍔部８、及び、内輪軌道７の大径側に隣接する部分から径方向外側に突出した大鍔部９を有する。複数個の円すいころ４は、外輪軌道６と内輪軌道７との間に円周方向に離隔して配置されている。保持器５は、複数個の円すいころ４を転動自在に保持している。

保持器５は、鋼板製又は合成樹脂製であり、円すい筒状に構成されている。このような保持器５は、軸方向に離隔して互いに同軸に配置された、小径円環部１０、及び、小径円環部１０よりも大径の大径円環部１１と、円周方向に等間隔に配置され、小径円環部１０と大径円環部１１とを連結する複数本の柱部１２とを有する。そして、円周方向に隣り合う柱部１２同士の間部分を、円すいころ４を保持するためのポケット１３としている。

上述のような円すいころ軸受１は、外輪２を組み付ける前の状態、すなわち、内輪３と複数個の円すいころ４と保持器５との組立体である、内輪組立体１５｛図９（ｃ）参照｝のみの状態で、内輪３に対する複数個の円すいころ４及び保持器５の分離を防止する必要がある。このために、保持器５を構成する柱部１２を、円すいころ４の中心軸よりも径方向外側に配置するとともに、ポケット１３の径方向外側の開口部の円周方向幅を、円すいころ４の直径よりも小さくしている。これにより、ポケット１３から円すいころ４が径方向外側に抜け出ることを防止している。また、保持器５を弾性変形させることなく、円すいころ４を最も径方向外側に寄せた状態、すなわち、ポケット１３内で円すいころ４の外周面である転動面を１対の柱部１２の円周方向側面に接触させた状態で、円すいころ４の内接円径を、小鍔部８の外径よりも小さくしている。これにより、円すいころ４が、小鍔部８を軸方向に乗り越えることを防止している。

特に、保持器５が合成樹脂製である場合は、内輪組立体１５を組み立てる際には、まず、図９（ａ）に示すように、保持器５の小径円環部１０を下に向けるとともに、保持器５の中心軸の方向を鉛直方向（上下方向）に一致させた状態で、換言すれば、保持器５の姿勢を上側に向かうほど大径となるようにした状態で、保持器５のポケット１３内に円すいころ４を径方向内側から挿入する。これにより、複数個の円すいころ４と保持器５との組立体である、円すいころ組立体１４を組み立てる。

次に、図９（ｂ）→図９（ｃ）に示すように、小鍔部８を下に向けた内輪３を、円すいころ組立体１４の径方向内側に、上方から押し込む。この際に、小鍔部８は、保持器５を弾性変形させることに基づいて、円すいころ４の内接円径を弾性的に拡げながら、円すいころ４の径方向内側を軸方向に通過する。そして、通過後は、保持器５及び円すいころ４の内接円径が弾性的に復元することで、円すいころ４が、内輪軌道７の周囲で小鍔部８と大鍔部９との間に挟まれた位置に配置される。これにより、内輪組立体１５が組み立てられる。

特開２００６－２９５２２号公報

上述した従来構造は、円すいころ組立体１４の組立作業を容易にする面から改良の余地がある。この点について、以下に説明する。

上述したように、円すいころ組立体１４を組み立てる際には、保持器５の姿勢を上側に向かうほど大径となるようにした状態で、保持器５のポケット１３内に円すいころ４を径方向内側から挿入する。このようにしてポケット１３内に挿入された円すいころ４は、下端面である小径側端面を、小径円環部１０のポケット１３側の軸方向側面である軸方向内側面により支えられるとともに、転動面を、１対の柱部１２の円周方向側面により支えられた状態となる。

ところが、この状態で、円すいころ４は、重量の大きい大径側部が上側に位置しているため、大径側部が下側に位置している場合に比べて、姿勢が安定しにくい。また、通常、円すいころ４の小径側端面は平坦面であるのに対し、小径円環部１０の軸方向内側面は、保持器５の中心軸を中心とする円すい凸面である。このため、円すいころ４の小径側端面と小径円環部１０の軸方向内側面との接触は、面接触に比べて円すいころ４の姿勢が安定しにくい線接触となる。

さらに、上述した従来構造では、円すいころ４の小径側端面を支える、小径円環部１０の軸方向内側面は、円すいころ４の中心軸よりも径方向外側にしか存在しておらず、又、円すいころ４の転動面を支える、１対の柱部１２の円周方向側面も、円すいころ４の中心軸よりも径方向外側にしか存在していない。すなわち、円すいころ４は、ポケット１３の周囲部分によって、しっかりと支えられているとはいえない。

このため、ポケット１３内に保持された円すいころ４は、保持器５に小さな振動が発生するだけで姿勢を崩しやすく、具体的には、鉛直軸に対する中心軸の傾きが変化する方向（特に、該傾きが大きくなる方向）に姿勢を崩しやすい。したがって、例えば、複数のポケット１３内に円すいころ４を順番に挿入する際に、２個目以降の円すいころ４の挿入時に発生する振動によって、挿入済みの円すいころ４の姿勢が崩れてしまい、円すいころ組立体１４の組立作業が難しくなる可能性がある。

本発明の目的は、複数個の円すいころと保持器との組立体である、円すいころ組立体の組立作業を容易に行うことができる構造を実現することにある。

本発明の円すいころ組立体は、円周方向に離隔して配置された複数個の円すいころと、前記複数個の円すいころを保持した保持器とを備える。
前記保持器は、軸方向に離隔して互いに同軸に配置された、小径円環部及び該小径円環部よりも大径の大径円環部と、円周方向に等間隔に配置され、前記小径円環部と前記大径円環部とを連結する複数本の柱部とを有し、円周方向に隣り合う１対の前記柱部同士の間部分を、前記円すいころを保持するためのポケットとしている。
前記ポケットは、径方向外側の開口部の円周方向幅が前記円すいころの直径よりも小さくなっている。
前記小径円環部の前記ポケット側の側面である小径側側面は、径方向内側に向かうほど前記ポケット側に向かう方向に傾斜している。
前記ポケット内で前記円すいころの外周面を１対の前記柱部の円周方向側面に接触させるとともに、前記円すいころの小径側端面を前記小径側側面に接触させた基準状態で、前記ポケットの径方向外側の開口部は、前記円すいころの中心軸よりも径方向外側に位置するとともに、前記ポケットの径方向内側の開口部は、前記円すいころの中心軸よりも径方向内側に位置する。
前記基準状態で、前記小径側側面は、前記円すいころの中心軸と直交する断面形状を有するとともに、径方向内側の端縁が前記柱部よりも径方向内側に位置している。

本発明の円すいころ組立体の第１の態様では、前記円すいころは、外周面と大径側端面との間に大径側面取り部を有している。また、前記基準状態で、前記円すいころの小径側端面と前記小径側側面との接触部は、前記円すいころの外周面と前記大径側面取り部との境界線のうち、前記保持器の径方向に関する内側端部と軸方向に重畳する。

本発明の円すいころ組立体の第２の態様では、前記基準状態で、前記円すいころの小径側端面と前記小径側側面との接触部は、前記円すいころの中心軸に直交しかつ該円すいころの大径側端縁に接する仮想平面と該円すいころの外周面を含む仮想円すい面との交線のうち、前記保持器の径方向に関する内側端部と軸方向に重畳する。

本発明の円すいころ軸受は、外輪と、内輪と、複数個の円すいころと、保持器とを備える。
前記外輪は、内周面に円すい凹面状の外輪軌道を有する。
前記内輪は、外周面に円すい凸面状の内輪軌道を有するとともに、前記内輪軌道の小径側に隣接する部分から径方向外側に突出した小鍔部を有する。
前記複数個の円すいころは、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に円周方向に離隔して配置されている。
前記保持器は、前記複数個の円すいころを転動自在に保持している。
また、前記複数個の円すいころ及び前記保持器が、本発明の円すいころ組立体である。

本発明によれば、複数個の円すいころと保持器との組立体である、円すいころ組立体の組立作業を容易に行うことができる。

図１は、実施の形態の第１例に関するハブユニット軸受の断面図である。図２は、図１の上側部（複列に配置された円すいころの周辺部）の拡大図である。図３は、実施の形態の第１例に関する保持器の円周方向一部を径方向外側から見た斜視図である。図４は、実施の形態の第１例に関する保持器（及び該保持器を射出成形する際に用いる固定型及び可動型）の半部断面図である。図５（ａ）は、図４のＡ－Ａ断面図であり、図５（ｂ）は、柱部の円周方向側面の形状の別例を示す図５（ａ）と同様の図である。図６は、実施の形態の第１例に関して、内輪組立体の組立工程を工程順に示す断面図である。図７は、図６（ａ）のＢ部拡大図である。図８は、円すいころ軸受の従来構造の１例を示す断面図である。図９（ａ）～図９（ｃ）は、円すいころ軸受の従来構造の１例に関して、内輪組立体の組立工程を工程順に示す断面図である。

［実施の形態の第１例］
実施の形態の第１例について、図１～図７を用いて説明する。
本例は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するために用いられる、複列の円すいころ軸受であるハブユニット軸受１６に本発明を適用した例である。

ハブユニット軸受１６は、駆動輪用であり、図１に示すように、使用時にも回転しない外輪１７と、使用時に車輪とともに回転するハブ１８と、複数個の円すいころ１９と、２つの保持器２０とを備える。

なお、ハブユニット軸受１６に関して、軸方向内側は、車両への組み付け状態で車両の幅方向中央側となる、図１及び図２の右側であり、軸方向外側は、車両への組み付け状態で車両の幅方向外側となる、図１及び図２の左側である。

外輪１７は、複列の外輪軌道２１と、静止フランジ２２とを有する。複列の外輪軌道２１は、外輪１７の内周面に形成されている。複列の外輪軌道２１のそれぞれは、軸方向に関して互いに離れる方向に向かうほど直径が大きくなる方向に傾斜した円すい凹面状である。静止フランジ２２は、外輪１７を懸架装置のナックルに結合固定するために用いられるもので、外輪１７の軸方向中間部から径方向外側に突出している。

ハブ１８は、複列の内輪軌道２３と、回転フランジ２４と、スプライン孔２５とを有する。複列の内輪軌道２３は、ハブ１８の外周面に形成されている。複列の内輪軌道２３のそれぞれは、軸方向に関して互いに離れる方向に向かうほど直径が大きくなる方向に傾斜した円すい凸面状である。回転フランジ２４は、ハブ１８に車輪及び制動用回転部材を結合固定するために用いられるもので、ハブ１８の軸方向外側部から径方向外側に突出している。スプライン孔２５は、駆動軸であるスプライン軸をスプライン係合させるためのもので、ハブ１８の径方向中心部を軸方向に貫通している。

ハブ１８は、ハブ輪２６と、１対の内輪２７とを組み合わせることにより構成されている。

ハブ輪２６は、軸部２８と、側板部２９とを備える。軸部２８は、径方向中心部を軸方向に貫通するスプライン孔２５を有する。側板部２９は、軸部２８の軸方向外側部から径方向外側に突出しており、径方向外側部を回転フランジ２４としている。

１対の内輪２７のそれぞれは、外周面に内輪軌道２３を有するとともに、内輪軌道２３の小径側に隣接する部分から径方向外側に突出した小鍔部３０、及び、内輪軌道２３の大径側に隣接する部分から径方向外側に突出した大鍔部３１を有する。

軸方向外側の内輪２７は、軸部２８の軸方向外方の外周面に圧入により（締り嵌めで）外嵌されるとともに、軸方向外側面（大鍔部３１側の軸方向側面）を、側板部２９の径方向内側部の軸方向内側面に当接させている。軸方向内側の内輪２７は、軸部２８の軸方向内方の外周面に圧入により外嵌されるとともに、軸方向外側面（小鍔部３０側の軸方向側面）を、軸方向外側の内輪２７の軸方向内側面（小鍔部３０側の軸方向側面）に当接させている。

円すいころ１９は、複列の外輪軌道２１と複列の内輪軌道２３との間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ、円周方向に離隔して配置されるとともに、それぞれの列の保持器２０により転動自在に保持されている。円すいころ１９は、外周面を円すい凸面状の転動面３２としたもので、転動面３２と小径側端面３３との接続部に断面形状が円弧形の小径側面取り部３４を有するとともに、転動面３２と大径側端面３５との接続部に断面形状が円弧形の大径側面取り部３６を有する。また、本例では、小径側端面３３を、円すいころ１９の中心軸αに直交する平坦面とし、大径側端面３５を、円すいころ１９の中心軸α上に頂部を有する球状凸面としている。円すいころ１９は、小径側端面３３を小鍔部３０の内側面に小さな隙間を介して対向させ、大径側端面３５を大鍔部３１の内側面に摺接させている。また、ハブユニット軸受１６の接触角θ（外輪軌道２１とハブユニット軸受１６の中心軸の交角）は、１５°～２５°程度である。

保持器２０は、合成樹脂製で、円すい筒状に構成されている。保持器２０は、軸方向に離隔して互いに同軸に配置された、円環状の小径円環部３７、及び、該小径円環部３７よりも大径で円環状の大径円環部３８と、円周方向に等間隔に配置され、小径円環部３７と大径円環部３８とを連結する複数本の柱部３９とを有する。複数本の柱部３９のそれぞれは、小径円環部３７から大径円環部３８に向かうほど径方向外側に向かう方向に伸長している。そして、円周方向に隣り合う柱部３９同士の間部分を、円すいころ１９を保持するためのポケット４０としている。

ポケット４０内に円すいころ１９を保持した状態で、小径円環部３７のポケット４０側の軸方向側面である小径側側面４３は、円すいころ１９の小径側端面３３と対向し、大径円環部３８のポケット４０側の軸方向側面である大径側側面４４は、円すいころ１９の大径側端面３５と対向する。また、柱部３９の伸長方向は、該柱部３９に隣接する円すいころ１９の中心軸αの方向とほぼ平行である。

小径円環部３７の小径側側面４３は、径方向内側に向かうほどポケット４０側に向かう方向に傾斜している。本例では、このような小径側側面４３は、保持器２０の中心軸Ｏ（図４）を中心とする円すい凸面である。したがって、小径側側面４３の断面形状（母線形状）は、直線状である。また、小径側側面４３の法線方向は、円周方向に関する何れの位置においても、近傍に位置する柱部３９の伸長方向とほぼ一致している。柱部３９の小径側端部（図４の右側端部）は、小径側側面４３の径方向外側部にのみ接続されている。すなわち、小径側側面４３の径方向内側の端縁は、柱部３９よりも径方向内側に位置している。

大径円環部３８の大径側側面４４は、小径円環部３７の小径側側面４３と同方向に同角度傾斜した円すい凹面である。したがって、大径側側面４４の法線方向は、円周方向に関する何れの位置においても、近傍に位置する柱部３９の伸長方向とほぼ一致している。柱部３９の大径側端部（図４の左側端部）は、大径円環部３８の大径側側面４４の径方向の全幅にわたり接続されている。

また、円すいころ１９の軸方向に関するポケット４０の長さ寸法、すなわち、小径側側面４３と大径側側面４４との対向間隔は、円すいころ１９の軸方向寸法よりも若干大きくなっている。

外輪１７の内周面と１対の内輪２７の外周面との間に存在する内部空間４９の軸方向両端開口のそれぞれは、組み合わせシールリング５０により塞がれている。これにより、内部空間４９に封入された潤滑用のグリースが、内部空間４９の軸方向両端開口を通じて外部空間に漏洩することを防止するとともに、外部空間に存在する泥水などの異物が、内部空間４９の軸方向両端開口を通じて内部空間４９に侵入することを防止している。

なお、本例では、保持器２０は、図４に仮想線（二点鎖線）で示すような、固定型４１と、該固定型４１に対する軸方向移動が可能な可動型４２とを用いた、アキシアルドローによる射出成形によって造られている。すなわち、保持器２０を造る際には、図４に示すように、固定型４１に対して可動型４２を突き合わせることで、固定型４１と可動型４２との間に成形用空間であるキャビティを画成した後、該キャビティ内に固定型４１に設けられたゲートを通じて、加熱溶融した合成樹脂を送り込む。そして、該合成樹脂が冷却・固化した後、可動型４２を固定型４１から離れる向きに軸方向移動（図４の左側に移動）させることでキャビティを開放し、成形された保持器２０を取り出す。具体的には、キャビティを開放する際に、保持器２０は、可動型４２と一緒に図４の左側に移動するため、その後、エジェクターピンにより、保持器２０を可動型４２から分離する。

このようにして造られる保持器２０は、柱部３９の１対の円周方向側面のそれぞれの大径側部（図４の左側部）に、保持器２０の中心軸Ｏに対して略平行な直線縁部であるパーティングライン４５を有する。パーティングライン４５は、保持器２０の射出成形を行う際に、固定型４１と可動型４２との合わせ面に対応する箇所に形成されている。柱部３９の円周方向側面は、図３に示すように、パーティングライン４５よりも径方向外側に位置する部分が、パーティングライン４５よりも径方向内側に位置する部分に比べて、柱部３９の円周方向中央側に向けて凹んでいる。該円周方向中央側への凹みの深さは、大径側側面４４を固定型４１で成形する必要から、軸方向に関して柱部３９の小径側（図４の右側）に向かうほど深くなっている。

本例では、柱部３９の円周方向側面のうち、パーティングライン４５よりも径方向内側に位置する部分を保持面４６としている。保持面４６は、図５（ａ）に示すような、径方向外側に向かうほど円周方向に関してポケット４０の中央側に向かう方向に傾斜した平面である。なお、保持面は、例えば図５（ｂ）に示すような、断面円弧形の凹曲面である保持面４６ａとすることもできる。

次に、ハブユニット軸受１６の組立方法について説明する。本例のハブユニット軸受１６の組立方法は、以下の第１工程～第４工程を備える。

（第１工程）
第１工程では、内輪組立体４７｛図６（ｃ）｝を組み立てる。内輪組立体４７は、複数個の円すいころ１９と保持器２０と内輪２７とを組み合わせた組立体である。

なお、本例では、内輪組立体４７を組み立てた状態で、内輪２７に対する複数個の円すいころ１９及び保持器２０の分離を防止できるようになっている。このために、図５（ａ）に示すように、円すいころ１９を保持するポケット４０の径方向外側の開口部の円周方向幅Ｗ_outを、円すいころ４の直径Ｄよりも小さくしている（Ｗ_out＜Ｄ）。これにより、ポケット４０から円すいころ１９が径方向外側に抜け出ることを防止している。また、ポケット４０に保持された円すいころ１９の内接円径を、小鍔部３０の外径よりも小さくしている。これにより、円すいころ１９が、小鍔部３０を軸方向に乗り越えることを防止している。一方、ポケット４０の径方向内側の開口部の円周方向幅Ｗ_inを、円すいころ１９の直径Ｄよりも大きくしている（Ｗ_in＞Ｄ）。なお、本例では、ポケット４０の径方向外側の開口部の円周方向幅Ｗ_outは、ポケット４０を挟んで円周方向に対向する１対の保持面４６の径方向外端縁同士の円周方向間隔であり、ポケット４０の径方向内側の開口部の円周方向幅Ｗ_inは、ポケット４０を挟んで円周方向に対向する１対の保持面４６の径方向内端縁同士の円周方向間隔である。これらの点に関しては、図５（ｂ）に示した構造についても同様である。

このような内輪組立体４７を組み立てる際には、まず、図６（ａ）に示すように、保持器２０の小径円環部３７を下に向けるとともに、保持器２０の中心軸の方向を鉛直方向（上下方向）に一致させた状態で、換言すれば、保持器２０の姿勢を上側に向かうほど大径となるようにした状態で、保持器２０のポケット４０内に円すいころ１９を径方向内側から挿入する。これにより、複数個の円すいころ１９と保持器２０との組立体である、円すいころ組立体４８を得る。

次に、図６（ｂ）→図６（ｃ）に示すように、小鍔部３０を下に向けた内輪２７を、円すいころ組立体４８の径方向内側に、上方から押し込む。この際に、小鍔部３０は、保持器２０を弾性変形させることに基づいて、円すいころ１９の内接円径を弾性的に拡げながら、複数個の円すいころ１９の径方向内側を軸方向に通過する。そして、通過後は、保持器２０及び円すいころ１９の内接円径が弾性的に復元することで、複数個の円すいころ１９が、内輪軌道２３の周囲で小鍔部３０と大鍔部３１との間に挟まれた位置に配置される。このようにして、内輪組立体４７を得る。

（第２工程）
第２工程では、第１工程で得られた１対の内輪組立体４７を、外輪１７の径方向内側に軸方向両側から１つずつ挿入する。具体的には、軸方向外側列の内輪組立体４７を、外輪１７の径方向内側に、軸方向外側から挿入する。これにより、軸方向外側列の円すいころ１９を、軸方向外側列の外輪軌道２１と軸方向外側列の内輪軌道２３との間に配置する。また、軸方向内側列の内輪組立体４７を、外輪１７の径方向内側に、軸方向内側から挿入する。これにより、軸方向内側列の円すいころ１９を、軸方向内側列の外輪軌道２１と軸方向内側列の内輪軌道２３との間に配置する。このようにして、外輪１７と軸方向外側列の内輪組立体４７と軸方向内側列の内輪組立体４７との組立体である、第１軸受組立体を得る。

（第３工程）
第３工程では、第２工程で得られた第１軸受組立体に対して、内部空間４９へのグリースの充填、及び、１対の組み合わせシールリング５０の装着を行う。具体的には、第１軸受組立体の軸方向外側と軸方向内側とのうちの何れか一方の側を上に向ける。そして、この状態で、内部空間４９の一方の側の開口部を通じて、内部空間４９の一方の側の半部に、所定量のグリースを充填した後、内部空間４９の一方の側の開口部に、一方の側の組み合わせシールリング５０を装着する。次に、第１軸受組立体を裏返して、第１軸受組立体の軸方向外側と軸方向内側とのうちの他方の側を上に向ける。そして、この状態で、内部空間４９の他方の側の開口部を通じて、内部空間４９の他方の側の半部に、所定量のグリースを充填した後、内部空間４９の他方の側の開口部に、他方の側の組み合わせシールリング５０を装着する。これにより、グリースの充填及び１対の組み合わせシールリング５０の装着が完了した第１軸受組立体である、第２軸受組立体を得る。第２軸受組立体の状態では、１対の組み合わせシールリング５０の存在に基づいて、軸方向外側列の内輪組立体４７及び軸方向内側列の内輪組立体４７が、外輪１７に対して非分離になる。

（第４工程）
第４工程では、第３工程で得られた第２軸受組立体を構成する１対の内輪２７の径方向内側に、軸方向外側からハブ輪２６の軸部２８を圧入する。これにより、図１に示すように、互いに対向する軸方向側面同士を当接させた１対の内輪２７を、軸部２８に締り嵌めで外嵌するとともに、軸方向外側の内輪２７の軸方向外側面を、側板部２９の径方向内側部の軸方向内側面に当接させる。これによって、ハブユニット軸受１６の組み立てを完了する。

また、本例では、円すいころ組立体４８のみを取り出した状態で、円すいころ１９と保持器２０との間に、所定の位置関係が成立する。この点について、以下に説明する。

まず、図５、図６（ａ）及び図７に示すように、ポケット４０内で円すいころ１９の転動面３２を１対の柱部３９の保持面４６に接触させる（すなわち、保持器２０を弾性変形させることなく、円すいころ１９を最も径方向外側に寄せる）とともに、円すいころ１９の小径側端面３３を小径側側面４３に接触させた基準状態を考える。本例では、該基準状態で、ポケット４０の径方向外側の開口部は、円すいころ１９の中心軸αよりも径方向外側に位置する。これとともに、ポケット４０の径方向内側の開口部、すなわち、柱部３９の保持面４６の径方向内側縁Ｅ（図５、図７）は、円すいころ１９の中心軸αよりも径方向内側に位置する。

また、前記基準状態で、円すいころ１９の小径側端面３３（平坦面）は、小径側側面４３（円すい凸面）に対して線接触する。具体的には、円すいころ１９の小径側端面３３と小径側側面４３との接触部の形状は、径方向に伸長する直線形状となる。つまり、本例では、前記基準状態で、円すいころの中心軸と小径側側面４３の断面形状（母線形状）とが直交するように、保持器２０の中心軸Ｏに対する小径側側面４３の傾斜角度が規制されている。

また、本例では、前記基準状態で、円すいころ１９の小径側端面３３と小径側側面４３との接触部は、円すいころ１９の転動面３２と大径側面取り部３６との境界線のうち、保持器２０の径方向に関する内側端部であるＱ₁部（図７）と軸方向に重畳する。換言すれば、Ｑ₁部を通過し、かつ、保持器２０の中心軸Ｏと平行な直線Ｌ₁（図７）が、小径側側面４３を通過する。つまり、本例では、Ｑ₁部と軸方向に重畳する位置まで、小径側側面４３が径方向内側に向けて延びている。

また、本例では、前記基準状態で、円すいころ１９の中心軸αに直交しかつ該円すいころ１９の大径側端縁（大径側端面３５の頂部である中央部）に接する仮想平面Ｓと、該円すいころ１９の転動面３２を含む仮想円すい面Ｃとの交線のうち、保持器２０の径方向に関する内側端部をＱ₂部（図７）とした場合に、小径側側面４３は、Ｑ₂部と軸方向に重畳する。換言すれば、Ｑ₂部を通過し、かつ、保持器２０の中心軸Ｏと平行な直線Ｌ₂（図７）が、小径側側面４３を通過する。つまり、本例では、Ｑ₂部と軸方向に重畳する位置まで、小径円環部３７の小径側側面４３が径方向内側に向けて延びている。

したがって、本例のハブユニット軸受１６によれば、円すいころ組立体４８の組立作業を容易に行うことができる。

すなわち、前述したように、円すいころ組立体４８を組み立てる際には、保持器２０の姿勢を上側に向かうほど大径となるようにした状態で、保持器２０のポケット４０内に円すいころ１９を径方向内側から挿入する｛図６（ａ）及び図７参照｝。このようにしてポケット４０内に挿入された円すいころ１９は、下端面である小径側端面３３を、小径円環部３７の小径側側面４３により支えられるとともに、転動面３２を、１対の柱部３９の保持面４６により支えられた状態となる。

この状態で、円すいころ１９は、重量の大きい大径側部が上側に位置しているため、大径側部が下側に位置している場合に比べて、姿勢が安定しにくい。また、円すいころ１９の小径側端面３３と小径側側面４３との接触は、面接触に比べて円すいころ１９の姿勢が安定しにくい、前述したような線接触となる。また、円すいころ１９の軸方向に関するポケット４０の長さ寸法は、円すいころ１９の軸方向寸法よりも若干大きくなっているため、円すいころ１９の大径側端面３５と大径円環部３８の大径側側面４４との間には隙間が存在していることに加えて、円すいころ１９の大径側端面３５は球状凸面である。したがって、ポケット４０内で円すいころ１９の姿勢が変化する傾向となった場合でも、円すいころ１９の大径側端面３５と大径側側面４４とは係合しにくく、仮に係合したとしても、係合部に円すいころ１９の姿勢の変化を抑制する力が働きにくい。

しかしながら、本例では、図６（ａ）及び図７に示すように、ポケット４０内に円すいころ１９を径方向内側から挿入した状態で、前記基準状態とすることができる。この基準状態で、円すいころ１９の小径側端面３３は、小径側側面４３の径方向の全幅にわたり接触しており、又、小径側側面４３の径方向内側の端縁は、柱部３９よりも径方向内側に位置している。このため、小径側側面４３により、径方向に関する広い範囲で、円すいころ１９の小径側端面３３を支えることができる。また、本例では、前記基準状態で、円すいころ１９の小径側端面３３と小径側側面４３との接触部が、前記Ｑ₁部（及びＱ₂部）と軸方向に重畳する。このため、本例によれば、円すいころ１９の質量の大部分を、小径側側面４３により安定して支承することができる。したがって、ポケット４０内に保持された円すいころ１９が、鉛直軸に対する中心軸αの傾きが変化する方向（特に、該傾きが大きくなる方向）に姿勢を崩しにくくすることができる。

さらに、本例では、前記基準状態で、ポケット４０の径方向内側の開口部、すなわち、円すいころ１９の転動面３２を支える、１対の柱部３９の保持面４６の径方向内側縁Ｅは、円すいころ１９の中心軸αよりも径方向内側に位置する。このため、ポケット４０内に保持された円すいころ１９の姿勢が、円周方向に倒れる傾向となった場合でも、該姿勢を、前記基準状態の姿勢に戻しやすくすることができる。

この結果、本例では、例えば、複数のポケット４０内に円すいころ１９を順番に挿入する際に、２個目以降の円すいころ１９の挿入時に発生する振動にかかわらず、挿入済みの円すいころ１９の姿勢が崩れることを有効に抑えられる。したがって、円すいころ組立体４８の組立作業を容易に行うことができる。

本発明は、駆動輪用に限らず、従動輪用のハブユニット軸受に適用することもできる。また、本発明は、前述した従来構造のような、単列の円すいころ軸受に適用することもできる。

１円すいころ軸受
２外輪
３内輪
４円すいころ
５保持器
６外輪軌道
７内輪軌道
８小鍔部
９大鍔部
１０小径円環部
１１大径円環部
１２柱部
１３ポケット
１４円すいころ組立体
１５内輪組立体
１６ハブユニット軸受
１７外輪
１８ハブ
１９円すいころ
２０保持器
２１外輪軌道
２２静止フランジ
２３内輪軌道
２４回転フランジ
２５スプライン孔
２６ハブ輪
２７内輪
２８軸部
２９側板部
３０小鍔部
３１大鍔部
３２転動面
３３小径側端面
３４小径側面取り部
３５大径側端面
３６大径側面取り部
３７小径円環部
３８大径円環部
３９柱部
４０ポケット
４１固定型
４２可動型
４３小径側側面
４４大径側側面
４５パーティングライン
４６保持面
４７内輪組立体
４８円すいころ組立体
４９内部空間
５０組み合わせシールリング

Claims

内周面に複列の外輪軌道を有し、該複列の外輪軌道のそれぞれが、軸方向に関して互いに離れる方向に向かうほど直径が大きくなる方向に傾斜した円すい凹面状である、外輪と、
軸方向に隣接して配置され、それぞれが外周面に内輪軌道を有し、該内輪軌道のそれぞれが、軸方向に関して互いに離れる方向に向かうほど直径が大きくなる方向に傾斜した円すい凸面状であり、かつ、それぞれが前記内輪軌道の小径側に隣接する部分から径方向外側に突出した小鍔部を有する、１対の内輪と、
前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ、円周方向に離隔して配置された複数個の円すいころと、
それぞれの列ごとに１つずつ配置され、それぞれの列の前記複数個の円すいころを転動自在に保持した保持器と、
を備え、
自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するためのハブユニット軸受として用いられる、
円すいころ軸受であって、
それぞれの前記外輪軌道と前記円すいころ軸受の中心軸の交角である接触角θが、１５°～２５°の範囲に設定されており、
前記外輪の内周面と前記１対の内輪の外周面との間に存在する内部空間に、潤滑用のグリースが封入されており、
それぞれの列に配置される、前記複数個の円すいころ及び前記保持器からなる円すいころ組立体において、
前記円すいころは、外周面と大径側端面との間に大径側面取り部を有しており、
前記保持器は、軸方向に離隔して互いに同軸に配置された、小径円環部及び該小径円環部よりも大径の大径円環部と、円周方向に等間隔に配置され、前記小径円環部と前記大径円環部とを連結する複数本の柱部とを有し、円周方向に隣り合う１対の前記柱部同士の間部分を、前記円すいころを保持するためのポケットとしており、
前記ポケットは、径方向外側の開口部の円周方向幅が前記円すいころの直径よりも小さくなっており、
前記小径円環部の前記ポケット側の側面である小径側側面は、径方向内側に向かうほど前記ポケット側に向かう方向に傾斜しており、
前記ポケット内で前記円すいころの外周面を１対の前記柱部の円周方向側面に接触させるとともに、前記円すいころの小径側端面を前記小径側側面に接触させた基準状態で、前記ポケットの径方向外側の開口部は、前記円すいころの中心軸よりも径方向外側に位置するとともに、前記ポケットの径方向内側の開口部は、前記円すいころの中心軸よりも径方向内側に位置し、
前記基準状態で、前記小径側側面は、前記円すいころの中心軸と直交するとともに、径方向内側の端縁が前記柱部よりも径方向内側に位置しており、
前記基準状態で、前記円すいころの小径側端面と前記小径側側面との接触部は、前記円すいころの外周面と前記大径側面取り部との境界線のうち、前記保持器の径方向に関する内側端部と軸方向に重畳する、
円すいころ軸受。
内周面に複列の外輪軌道を有し、該複列の外輪軌道のそれぞれが、軸方向に関して互いに離れる方向に向かうほど直径が大きくなる方向に傾斜した円すい凹面状である、外輪と、
軸方向に隣接して配置され、それぞれが外周面に内輪軌道を有し、該内輪軌道のそれぞれが、軸方向に関して互いに離れる方向に向かうほど直径が大きくなる方向に傾斜した円すい凸面状であり、かつ、それぞれが前記内輪軌道の小径側に隣接する部分から径方向外側に突出した小鍔部を有する、１対の内輪と、
前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ、円周方向に離隔して配置された複数個の円すいころと、
それぞれの列ごとに１つずつ配置され、それぞれの列の前記複数個の円すいころを転動自在に保持した保持器と、
を備え、
自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するためのハブユニット軸受として用いられる、
円すいころ軸受であって、
それぞれの前記外輪軌道と前記円すいころ軸受の中心軸の交角である接触角θが、１５°～２５°の範囲に設定されており、
前記外輪の内周面と前記１対の内輪の外周面との間に存在する内部空間に、潤滑用のグリースが封入されており、
それぞれの列に配置される、前記複数個の円すいころ及び前記保持器からなる円すいころ組立体において、
前記保持器は、軸方向に離隔して互いに同軸に配置された、小径円環部及び該小径円環部よりも大径の大径円環部と、円周方向に等間隔に配置され、前記小径円環部と前記大径円環部とを連結する複数本の柱部とを有し、円周方向に隣り合う１対の前記柱部同士の間部分を、前記円すいころを保持するためのポケットとしており、
前記ポケットは、径方向外側の開口部の円周方向幅が前記円すいころの直径よりも小さくなっており、
前記小径円環部の前記ポケット側の側面である小径側側面は、径方向内側に向かうほど前記ポケット側に向かう方向に傾斜しており、
前記ポケット内で前記円すいころの外周面を１対の前記柱部の円周方向側面に接触させるとともに、前記円すいころの小径側端面を前記小径側側面に接触させた基準状態で、前記ポケットの径方向外側の開口部は、前記円すいころの中心軸よりも径方向外側に位置するとともに、前記ポケットの径方向内側の開口部は、前記円すいころの中心軸よりも径方向内側に位置し、
前記基準状態で、前記小径側側面は、前記円すいころの中心軸と直交するとともに、径方向内側の端縁が前記柱部よりも径方向内側に位置しており、
前記基準状態で、前記円すいころの小径側端面と前記小径側側面との接触部は、前記円すいころの中心軸に直交しかつ該円すいころの大径側端縁に接する仮想平面と該円すいころの外周面を含む仮想円すい面との交線のうち、前記保持器の径方向に関する内側端部と軸方向に重畳する、
円すいころ軸受。