KR20050105999A - 롤러 베어링 장치의 조립방법 - Google Patents

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노부유키 세오
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고요 세이코 가부시키가이샤
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Abstract

범용성이 높은 제 1 케이지(cage;25)를 사용하며, 이 제 1 케이지(25)를 수평으로 지지하고 또한 그 대직경측을 상측에 배치한 상태에서, 서브어셈블 부재(sub-assemble member;20)의 모든 제1열의 테이퍼 롤러(18a)의 중심의 위치가, 제 1 케이지(25)에 의한 제1열의 테이퍼 롤러(18a)의 직경방향 가장 안쪽 지지점 P보다도 직경방향 외측에 위치하도록 각 테이퍼 롤러(18a)를 제 1 케이지(25)에 의해 지지하면서, 롤러 베어링 장치를 조립한다.

Description

롤러 베어링 장치의 조립방법{Method for assembling rolling bearing device}
본 발명은 복렬(複列) 테이퍼 롤러 베어링 장치의 조립방법에 관한 것이다.
자동차의 휠(wheel)용 등에 사용되는 베어링에 있어서는, 복렬 테이퍼 롤러 베어링이 사용되고 있다. 도 6은, 종래부터 널리 사용되고 있는 복렬 테이퍼 롤러 베어링(종래예 1)의 단면도이다. 이 종래예 1은, 2개의 외륜 궤도(2, 2)를 갖는 1개의 외륜(1)과, 내륜 궤도(3, 3)를 갖는 한 쌍의 내륜(4, 4) 사이에, 복수의 테이퍼 롤러(5, 5)가 자유롭게 구를 수 있도록 개재되어 있는 것이다. 외륜(1)의 내주면에는, 원뿔 오목면 형상의 외륜 궤도(2, 2)가 형성되어 있으며, 이들 외륜 궤도(2, 2)는, 단부로부터 중앙을 향하여 직경이 줄어들도록 서로 대향하고 있다. 또한, 내륜(4, 4)의 각각에는, 상기 외륜 궤도(2, 2)에 대응한 원뿔 볼록면 형상의 내륜 궤도(3, 3)가 형성되어 있다. 각 테이퍼 롤러(5, 5)는, 내륜 궤도(3, 3)와 외륜 궤도(2, 2) 사이에 있어서 내륜(4, 4)과 외륜(1) 사이에 끼워져서 지지되어 있으며, 또한 케이지(cage;6)에 의해 등간격으로 배열되어 있다. 또한, 외륜(1)의 내주면 양단부와, 내륜(4, 4)의 외주면 단부에는 실링(seal ring;7, 7)을 형성하고 있다. 이 실링(7, 7)은, 외륜(1)과 내륜(4, 4) 사이의 공간을 밀봉하여, 외부로부터의 이물질(쓰레기, 수분, 금속 분말 등)의 침입을 방지함과 아울러, 윤활제의 누설을 방지하기 위해서 형성된다.
이상과 같은 종래예 1의 복렬 테이퍼 롤러 베어링은, 다음과 같은 순서로 조립된다. 우선, 도 7에 나타내는 바와 같이, 케이지(6)와 테이퍼 롤러(5)를 조합한 서브어셈블 부재(sub-assemble member;11)를 내륜(4)에 부착한다. 이것을 도 8에 나타내는 바와 같이 외륜(1)의 내주(內周)에 삽입해서, 테이퍼 롤러(5)를 외륜 궤도(2, 2) 및 내륜 궤도(3, 3)에 합치시킨다. 그리고 마지막으로, 외륜(1)의 내주면 양단부와 내륜(4, 4)의 외주면 단부 사이에 실링(7, 7)을 각각 장착한다.
여기에서, 케이지(6)는 도 9에 나타내는 바와 같이, 이간하는 한 쌍의 환상부(環狀部) 중 대직경측인 대환상부(大環狀部;6a) 및 소직경측인 소환상부(小環狀部;6b)와, 이들 양 환상부 사이에 가설된 복수의 기둥부(6c), 또한, 소환상부(6b)의 직경방향 내측의 단부로부터 직경방향 안쪽을 향해서 연장되는 환상(環狀) 리브부(rib;6d)로 이루어지는, 거의 원뿔면 모양의 형상을 이루고 있다. 이러한 구성에 의해, 서로 이웃하는 기둥부(6c) 사이에 테이퍼 롤러(5)를 수용하기 위한 사다리꼴 창문 형상의 포켓(pocket;10)이 등간격으로 복수개 형성되어 있다. 이 포켓(10)에 테이퍼 롤러(5)를 배치한 서브어셈블 부재(11)의 단면도가 도 10이다. 테이퍼 롤러(5)는, 케이지(6)의 직경방향 안쪽으로부터 포켓(10) 안으로 빠지도록 해서 배치되어 있다. 도 11은, 케이지(6)의 기둥부(6c)의, 그 길이방향에 대하여 수직인 면에 있어서의 단면도이다. 상기 배치된 테이퍼 롤러(5)를 가상선으로 나타내고 있다. 서로 이웃하는 기둥부(6c)의 간격 즉 포켓의 원주방향의 폭 W10은, 테이퍼 롤러(5)의 모선상의 각 위치에 있어서, 당해 각 위치에 있어서의 테이퍼 롤러(5)의 직경보다도 작게 되어 있기 때문에, 테이퍼 롤러(5)는 케이지(6)의 포켓 안으로 빠진 상태로 머무른다. 이와 같이, 서브어셈블 부재(11)에 있어서, 케이지(6)는 테이퍼 롤러(5)를 직경방향 외측에서 지지하고 있을 뿐이다. 따라서, 이 서브어셈블 부재(11)에 있어서는, 테이퍼 롤러(5)가 직경방향 바깥쪽으로 탈락하는 일은 없으나, 서브어셈블 부재(11)의 자세에 따라서는, 테이퍼 롤러(5)가 직경방향 안쪽으로 쓰러져서 탈락하게 된다. 이 케이지(6)와 같이, 배치된 테이퍼 롤러가 직경방향 안쪽으로 탈락하는 구조를 갖는 것은, 범용성이 높은 케이지인 반면, 테이퍼 롤러가 탈락하기 쉽다고 하는 결점을 갖는다.
종래예 1에 있어서는, 상술과 같이 도 7, 도 8과 같은 조립방법을 채택하기 때문에, 조립공정에 있어서의 테이퍼 롤러(5)의 탈락은 문제가 되지 않는다. 왜냐하면, 도 7에 나타내는 바와 같이, 서브어셈블 부재(11)에 내륜(4)을 장착한 상태로 취급할 수 있기 때문이다. 즉, 도 7에 있어서, 테이퍼 롤러(5)는 내륜(4)과 케이지(6) 사이에 끼워져서 지지되어 있으므로 탈락하지 않고 유지된다.
그런데 최근, 부품수를 줄여서 비용을 저감하는 것 등을 목적으로 해서, 소위 제3세대의 허브 유닛(hub unit)이라고 불리는 구조의 허브 유닛이 고려되고 있다. 이 허브 유닛의 구조로서 종래 알려져 있었던 것의 예(종래예 2)를 도 12에 나타낸다. 이 구조는 종래예 1과 달리, 허브 본체(16)의 한 단부에 차륜을 지지하는 등을 위한 플랜지(flange;26)를 형성하고, 또한, 이 허브 본체(16)의 중간부 외주면에는 제1열의 테이퍼 롤러 베어링을 구성하기 위한 제 1 내륜 궤도(28)를 형성하는 한편, 당해 허브 본체의 다른 단부 외주면에는, 제 2 내륜 궤도(36)를 갖는 내륜(35)을 외부에서 끼워서 고정하도록 되어 있다. 이와 같은 구조의 경우, 종래예 1과 같이, 서브어셈블 부재(19)에 내륜이 되는 허브 본체(16)를 조합한 상태에서 외륜(13)에 삽입한다고 하는 조립공정을 채택할 수 없다. 즉 도 12에 나타내는 종래예 2의 경우, 허브 본체(16)의 한 단부에 형성된 플랜지(26)가 방해가 되므로, 허브 본체(16)를 외륜(13)에 삽입한 후에 플랜지측의 제 1 실링(15)을 장착할 수 없다. 따라서 이 경우에는, 제 1 케이지(17)에 제1열의 테이퍼 롤러(18a)를 배치한 서브어셈블 부재(19)를, 우선 외륜(13)의 제 1 외륜 궤도(22)에 설치하고, 다음으로 제 1 실링(15)을 장착하며, 그 후에 허브 본체(16)를 외륜(13)에 삽입하게 된다. 이와 같이, 종래예 2와 같은 구조의 경우, 서브어셈블 부재(19)에 내륜이 되는 허브 본체(16)를 장착한 상태로 취급할 수 없다.
그러나, 종래예 2에 있어서 허브 본체(16)를 외륜(13)에 삽입할 때에는, (1)서브어셈블 부재(19)와 제 1 실링(15)이 장착된 외륜(13)을, 베어링의 회전 중심축이 옆으로 향하게 되는 자세로 해서 외륜(13)과 허브 본체를 조합하거나, 또는 (2)서브어셈블 부재(19)와 제 1 실링(15)이 장착된 외륜(13)을, 베어링의 회전 중심축이 연직 세로방향을 향하며 또한 제 2 외륜 궤도(23)가 제 1 외륜 궤도(22)에 대하여 위가 되는 자세로 해서 외륜(13)과 허브 본체(16)를 조합하고 있다. (1)이나 (2)와 같이 하는 것은, 가벼운 측의 부재를 이동시켜서 맞붙이는 편이 작업성이 향상하기 때문이다. 또한, 특히 (2)와 같이 하는 것은, 다음 공정에서 허브 본체(16)에 내륜(35)을 압입(壓入)할 때, 압입에 따른 축력(軸力;axial force)을 받아내기 위하여, 허브 본체(16)의 플랜지(26)가 형성된 측의 단부를 아래로 해서 지그(jig)상에 탑재하지만, (2)와 같이 하면, 그대로의 자세로 다음 공정으로 옮길 수 있어, 작업성이 향상하기 때문이다. 이 (1)이나 (2)의 방법에서는, 제1열의 테이퍼 롤러(18a)의 탈락이 불가피하였다.
이 문제에 대하여, 종래예 2에 있어서는, 제 1 케이지(17)의 구조를 고안한 탈락 방지 케이지로 하고, 제1열의 테이퍼 롤러(18a)를 이 제 1 케이지(17)와 조합한 서브어셈블 부재(19)의 상태에 있어서, 이 테이퍼 롤러(18a)가 직경방향 안쪽으로 탈락하지 않도록, 제 1 케이지(17)에 의해 유지되어 있다. 도 13은, 이 종래예 2의 제 1 케이지(17)의 기둥부(17c)의 단면도이며, 유지되어 있는 테이퍼 롤러(18a)를 가상선으로 나타내고 있다. 도 13에 있어서, 제 1 케이지(17)의 직경방향 안쪽의 단면 포켓 폭 W17은, 테이퍼 롤러(18a)의 단면 직경 D18a보다도 작아지고 있다. 이 때문에, 테이퍼 롤러(18a)가 직경방향 안쪽으로 탈락하지 않도록 유지되게 된다(예를 들면, 일본국 특허공개 2000-65049호 공보 참조.).
도 1은 본 발명에 따라 제조되는 롤러 베어링 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태의 일례에 있어서의 제 1 공정 부재의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태의 일례에 있어서의 제 2 공정 부재의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태의 일례에 있어서의 제 3 공정을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태의 일례에 있어서의 서브어셈블 부재(sub-assemble member)의 확대 단면도이다.
도 6은 종래예 1의 복렬 테이퍼 롤러 베어링의 단면도이다.
도 7은 종래예 1의 복렬 테이퍼 롤러 베어링의 조립방법을 나타내는 단면도이다.
도 8은 종래예 1의 복렬 테이퍼 롤러 베어링의 조립방법을 나타내는 단면도이다.
도 9는 종래예 1 및 본 발명의 실시형태의 일례에 있어서의 케이지(cage)의 사시도이다.
도 10은 종래예 1 및 본 발명의 실시형태의 일례에 있어서의 서브어셈블 부재의 단면도이다.
도 11은 종래예 1 및 본 발명의 실시형태의 일례에 있어서의 케이지의 기둥부의 단면도이다.
도 12는 종래예 2의 복렬 테이퍼 롤러 베어링 장치의 단면도이다.
도 13은 종래예 2의 복렬 테이퍼 롤러 베어링 장치의 제 1 케이지의 기둥부의 단면도이다.
그러나, 상술한 종래예 2에 있어서의 제 1 케이지(17)와 같은 탈락 방지 케이지는 범용성이 없기 때문에, 케이지의 제작에 큰 비용을 필요로 한다. 한편, 종래예 1의 케이지(6)와 같이, 직경방향 안쪽으로 탈락할 수 있는 구조의 것은, 범용성이 있기 때문에 대량생산이 가능하며, 제조 비용이 적다고 하는 이점이 있으나, 상술과 같이, 외륜에 허브 본체를 삽입할 때까지의 공정에 있어서, 테이퍼 롤러가 탈락한다고 하는 문제가 불가피하였다.
본 발명은, 범용성이 부족하고 비용이 높은 케이지를 사용하지 않고, 범용성이 높은 케이지만을 사용해서, 플랜지가 부착된 허브 본체를 구비한 복렬 테이퍼 롤러 베어링 장치를 조립할 수 있는 조립방법의 제공을 목적으로 하고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위한 본 발명은 이하와 같다. 즉, 내주면에 제 1 외륜 궤도 및 제 2 외륜 궤도를 갖는 외륜과, 상기 제 1 외륜 궤도에 대향하는 제 1 내륜 궤도를 가짐과 아울러, 그 한 단부에 직경방향 외측을 향해서 돌출하는 플랜지를 갖는 허브 본체와, 상기 제 2 외륜 궤도에 대향하는 제 2 내륜 궤도를 가짐과 아울러, 상기 허브 본체의 다른 단부 외주면에 외부에서 끼워져서 고정되는 내륜과, 상기 제 1 내륜 궤도와 상기 제 1 외륜 궤도 사이에 형성되는 복수개의 제1열의 테이퍼 롤러와, 상기 제1열의 테이퍼 롤러를 등간격으로 배열하는 제 1 케이지(cage)와, 상기 외륜에 있어서의 상기 제 1 외륜 궤도측의 단부 내주면에 형성되는 제 1 실링(seal ring)을 구비하는 복렬 테이퍼 롤러 베어링 장치를 조립하는 방법으로서, 이 조립방법은, 상기 제 1 케이지와 상기 제1열의 테이퍼 롤러를 조합한 서브어셈블 부재(sub-assemble member)와, 상기 외륜의 제 1 외륜 궤도를 조합해서 제 1 공정 부재로 하는 제 1 공정과, 상기 제 1 공정 부재에 상기 제 1 실링을 형성해서 제 2 공정 부재로 하는 제 2 공정과, 상기 제 2 공정 부재와 상기 허브 본체를 조합하는 제 3 공정을 포함하고, 상기 제 1 내지 제 3 공정에 있어서, 상기 제 1 케이지를 수평으로 지지하며 또한 그 대직경측을 상측에 배치한 상태에서, 상기 서브어셈블 부재의 모든 상기 제1열의 테이퍼 롤러의 중심의 위치가, 상기 제 1 케이지에 의한 상기 제1열의 테이퍼 롤러의 직경방향 가장 안쪽 지지점보다도 직경방향 외측에 위치하도록, 상기 각 테이퍼 롤러를 케이지에 의해 지지하는 것을 특징으로 하는 롤러 베어링 장치의 조립방법이다.
이와 같은 조립방법으로 하면, 허브 본체의 플랜지가 존재하는 복렬 테이퍼 롤러 베어링 장치에 있어서, 범용성이 없으며 비용이 높은 케이지를 사용하지 않고 베어링 장치를 제작할 수 있다. 즉, 범용성이 있는 케이지는, 직경방향 안쪽으로 테이퍼 롤러가 탈락할 수 있는 구조이지만, 상기와 같이 테이퍼 롤러를 수평으로 한 케이지에 의해 지지함으로써, 테이퍼 롤러가 직경방향 안쪽으로 쓰러지는 일이 없다. 따라서, 테이퍼 롤러가 탈락하지 않으며, 범용성이 있는 케이지를 사용해서 베어링 장치를 제작할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 범용성이 부족하고 비용이 높은 케이지를 사용하지 않고, 범용성이 높은 케이지만을 사용해서, 플랜지가 부착된 허브 본체를 구비한 복렬 테이퍼 롤러 베어링 장치를 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초해서 설명한다. 이 실시형태에 따른 베어링 장치의 구성 자체는, 제 1 케이지(cage;17)의 구조 이외는 모두 종래예 2와 동일하다. 따라서, 종래예 2에 있어서 설명한 구성 부분과 본 실시형태에서 공통하는 부분의 설명은 생략한다. 또한, 종래예 2와 동일한 부호를 붙인 것에 대해서, 그 구성은 종래예 2와 동일하다고 한다.
도 1은, 본 발명을 적용해서 얻어지는 롤러 베어링 장치의 일례의 단면도이며, 이 롤러 베어링 장치는, 구동륜을 지지하기 위한 자동차용 허브 유닛(50)을 예시하고 있다. 도 1과 종래예 2인 도 12와의 차이는, 도 1의 제 1 케이지(25)뿐이다. 이 제 1 케이지(25)는 종래예 1에 있어서의 도 9의 케이지와 동일한 것으로, 범용성이 높은 케이지이다. 제 1 케이지(25)는 도 9에 나타내는 바와 같이, 이간하는 한 쌍의 환상부(環狀部) 중 대직경측인 대환상부(大環狀部;6a) 및 소직경측인 소환상부(小環狀部;6b)와, 이들 양 환상부 사이에 가설된 복수의 기둥부(6c), 또한, 소환상부(6b)의 직경방향 내측의 단부로부터 직경방향 안쪽을 향해서 연장되는 환상(環狀) 리브부(rid;6d)로 이루어지는, 거의 원뿔면 모양의 형상을 이루고 있다. 이러한 구성에 의해, 서로 이웃하는 기둥부(6c) 사이에 테이퍼 롤러(5)를 수용하기 위한 사다리꼴 창형상의 포켓(10)이 등간격으로 복수개 형성되어 있다. 이 포켓(10)에, 제1열의 테이퍼 롤러(18a)를 배치한 서브어셈블 부재(sub-assemble member;20)의 단면도가 도 10이다. 제1열의 테이퍼 롤러(18a)는, 제 1 케이지(25)의 직경방향 안쪽으로부터 포켓(10) 안으로 빠지도록 해서 배치되어 있다. 도 11은 제 1 케이지(25)의 기둥부(6c)의, 그 길이방향에 대하여 수직인 면에 있어서의 단면도이며, 배치된 제1열의 테이퍼 롤러(18a)를 가상선으로 나타내고 있다. 서로 이웃하는 기둥부(6c)의 간격 즉 포켓의 원주방향의 폭은, 제1열의 테이퍼 롤러(18a)의 모선상의 각 위치에 있어서, 당해 각 위치에 있어서의 당해 테이퍼 롤러(18a)의 직경보다도 작게 되어 있기 때문에, 당해 테이퍼 롤러(18a)는 제 1 케이지(25)의 포켓 안으로 빠진 상태로 머무른다. 이와 같이, 서브어셈블 부재(20)에 있어서, 케이지(6)는 테이퍼 롤러(5)를 직경방향 외측에서 지지하고 있을 뿐이다. 따라서, 이 서브어셈블 부재(20)에 있어서는, 제1열의 테이퍼 롤러(18a)가 직경방향 바깥쪽으로 탈락하는 일은 없으나, 서브어셈블 부재(20)의 자세에 따라서는, 제1열의 테이퍼 롤러(18a)가 직경방향 안쪽으로 쓰러져서 탈락하게 된다. 이 점이, 테이퍼 롤러가 직경방향 안쪽으로 탈락하는 것을 방지하고 있는, 종래예 2의 서브어셈블 부재(19)와 다르다.
본 롤러 베어링 장치의 각부의 상세한 설명은 이하와 같다. 도 1에 나타내는 바와 같이 외륜(13)은 그 내주면에 각각 원뿔 오목면 형상의 제 1 외륜 궤도(22)와 제 2 외륜 궤도(23)를 갖는다. 이들 제 1 외륜 궤도(22)와 제 2 외륜 궤도(23)는 각각 반대방향으로 또한 원뿔 오목면 형상의 소직경측을 맞대도록 형성되어 있고, 그 결과 제 1 외륜 궤도(22)와 제 2 외륜 궤도(23)는 서로 반대방향의 경사로 되며, 또한, 외륜(13)의 내부직경은 그 중앙부로부터 단부를 향해서 직경이 넓어지도록 경사져 있다. 또한 외륜(13)의 외주면 중앙부에는, 현가장치(suspension device) 등(도시하지 않음)에 대해서 외륜(13)을 고정하기 위하여, 외측을 향해서 돌출한 부착부(27)를 형성하고 있다. 허브 본체(16)는 그 한 단부에 직경방향 외측을 향해서 돌출하는 플랜지(26)를 갖는다. 이 플랜지(26)는 차륜을 지지하기 위한 것이다. 허브 본체(16)의 중간부에는, 원뿔 볼록면 형상의 제 1 내륜 궤도(28)가 있으며, 이 제 1 내륜 궤도(28)는 허브 본체(16)의 한 단부측(플랜지(26)를 갖는 측)으로부터 다른 단부측을 향해서 직경이 줄어들도록 경사져 있다. 또한, 제 1 내륜 궤도(28)의 상기 한 단부측 가장자리부에는, 당해 내륜 궤도(28) 부분의 허브 본체(16)의 직경을 줄이는 단차형상의 큰 턱(greater jaw;29)이 있으나, 제 1 내륜 궤도(28)의 상기 다른 단부측 가장자리부에는, 당해 내륜 궤도(28) 부분의 허브 본체(16)의 직경을 줄이는 단차형상의 작은 턱(smaller jaw)은 갖고 있지 않다. 한편, 허브 본체(16)의 다른 단부(플랜지(26)가 있는 단부와 반대측의 단부)에는, 제 1 내륜 궤도(28)보다도 직경이 작으며, 허브 본체(16)와 동심의 원통면을 형성하는 소직경 원통면부(smaller-diameter cylindrical surface portion;30)를 갖는다. 또한, 허브 본체(16)의 중심부에는, 자동차의 구동축 단부(도시하지 않음)를 스플라인 걸어맞춤(spline engagement)시키기 위한 스플라인 구멍(37)을 형성하고 있다.
허브 본체(16)의 다른 단부에 형성한 소직경 원통면부(30)의 외주면에는, 내륜(35)이 허브 본체(16)에 대하여 외부에서 끼워져서 고정되어 있다. 이 내륜(35)의 외주면에는, 제 2 외륜 궤도(23)에 대향하는 방향으로 경사하는 제 2 내륜 궤도(36)가 형성되어 있다. 내륜(35)은, 당해 내륜(35)의 한 단부(허브 본체(16)의 플랜지(26)측의 단부)가 허브 본체(16)의 소직경 원통면부의 단차면(38)에 맞부딪치는 위치에서 소직경 원통면부(30)에 외부에서 끼워져서 고정되어 있다.
제 1 내륜 궤도(28)와, 제 1 외륜 궤도(22)는 서로 대향하고 있으며, 이들 사이에는 복수개의 제1열의 테이퍼 롤러(18a)가 형성되어 있다. 이들 제1열의 테이퍼 롤러(18a)는, 제 1 케이지(25)에 의해 등간격으로 배열되어 있다. 이 제 1 케이지(25)는, 상술과 같이 종래예 1의 케이지(6)와 동일 구조이다. 또한, 제 2 내륜 궤도(36)와, 제 2 외륜 궤도(23)도 서로 대향하고 있으며, 이들 사이에는 복수개의 제2열의 테이퍼 롤러(18b)가 형성되어 있다. 이들 제2열의 테이퍼 롤러(18b)는 제 2 케이지(31)에 의해 등간격으로 배열되어 있다. 이 제 2 케이지(31)는 제 1 케이지(25)와 동일하며, 종래예 1의 케이지(6)와도 동일 구조이다.
또한, 외륜(13)의 내주면 양단부에는, 각각 제 1 실링(seal ring;15)과, 제 2 실링(14)이 형성되어 있다. 제 1 실링(15)은 외륜(13)에 있어서의 제 1 외륜 궤도(22)측의 단부 내주면에 형성되어 있으며, 외륜(13)의 제 1 외륜 궤도(22)측의 단부 내주면과, 당해 단부에 대향하는 위치에 있어서의 허브 본체(16) 외주면 사이를 밀봉하고 있다. 한편, 제 2 실링(14)은 외륜(13)에 있어서의 제 2 외륜 궤도(23)측의 단부 내주면에 형성되어 있으며, 외륜(13)의 제 2 외륜 궤도(23)측의 단부 내주면과, 당해 단부에 대향하는 위치에 있어서의 내륜(35) 외주면 사이를 밀봉하고 있다.
이 도 1의 구성을 갖는 롤러 베어링 장치를 조립하는 방법은 이하와 같다. 우선, 제 1 케이지(25)와 제1열의 테이퍼 롤러(18a)를 조합한 서브어셈블 부재(20)를 제작한다. 서브어셈블 부재(20)는 도 10에 도시되는 종래예 1의 서브어셈블 부재(11)와 동일한 구조이다.
본 실시형태의 조립방법에 있어서의 제 1 공정은, 이 서브어셈블 부재(20)와 외륜(13)을 조합하는 공정이다. 이 제 1 공정의 결과, 도 2와 같은 서브어셈블 부재(20)와 외륜(13)이 조합된 제 1 공정 부재(60)가 얻어진다. 즉 도 2에서는, 서브어셈블 부재(20)가 외륜(13)의 제 1 외륜 궤도(22)에 세트된다. 이 제 1 공정에 있어서는, 서브어셈블 부재(20)는, 그 모든 테이퍼 롤러, 즉 모든 제1열의 테이퍼 롤러(18a)가 탈락하지 않는 거의 수평 자세로 유지되어 있다. 구체적으로는, 서브어셈블 부재(20)를 구성하는 거의 원뿔면 형상의 제 1 케이지(25)에 있어서, 당해 거의 원뿔면 형상의 광구(廣口;wider opening)측이 위가 되는 방향이며 거의 수평인 상태가 되도록, 서브어셈블 부재(20)의 자세가 유지되어 있다. 환언하면, 이 제 1 공정 중에 있어서 서브어셈블 부재(20)는, 그것을 구성하는 제 1 케이지(25)의 대직경측인 대환상부(6a)가, 마찬가지로 제 1 케이지(25)의 소직경측인 소환상부(6b)에 대하여 위쪽의 위치가 되고, 또한 당해 대환상부(6a)에 접하는 평면이 거의 수평인 상태가 되는 자세를 유지해 둔다.
모든 제1열의 테이퍼 롤러(18a)가 탈락하지 않는 서브어셈블 부재(20)의 거의 수평 자세란, 구체적으로는, 제 1 케이지(25)를 수평으로 지지하며 또한 그 대직경측인 대환상부(6a)가 마찬가지로 제 1 케이지(25)의 소직경측인 소환상부(6b)에 대하여 상측에 위치한 상태로 하고, 또한, 서브어셈블 부재(20)의 축선(롤러 베어링으로서 회전할 때의 축선)이 연직방향으로 되어 있으며, 모든 제1열의 테이퍼 롤러(18a)에 있어서, 각 테이퍼 롤러(18a)의 중심점 G가, 후술하는 직경방향 가장 안쪽 지지점 P보다도 직경방향 외측에 위치하는 자세이다. 환언하면, 서브어셈블 부재의 축선이 연직방향으로 되어 있으며, 또한, 모든 제1열의 테이퍼 롤러(18a)에 있어서, 후술하는 거리 β가 거리 γ보다도 작은 상태로 되어 있는 것을 말한다. 이 직경방향 가장 안쪽 지지점 P, 거리 β 및 거리 γ를 이하에 설명한다.
도 5는 서브어셈블 부재(20)의 확대 단면도이다. 도 5에 있어서 선 A는 연직방향이며, 위쪽 화살표가 연직 위쪽으로 향하는 방향(vertically upward direction)을 나타내고 있다. 서브어셈블 부재(20)의 축선은 연직선과 거의 일치하고 있다. 제 1 케이지(25)의 소환상부(6b)와 제1열의 테이퍼 롤러(18a)는 면, 선 또는 점에서 접촉하는 접촉 부분이 있으나, 당해 접촉 부분 중 가장 직경방향 안쪽에 위치하며, 또한 제1열의 테이퍼 롤러(18a)의 중심점 G보다도 연직방향 하측에 위치하는 점이 직경방향 가장 안쪽 지지점 P이다. 여기에서, 서브어셈블 부재(20)의 제 1 케이지(25)에 있어서는, 제1열의 테이퍼 롤러(18a)가 직경방향 안쪽으로 쓰러지는 것을 구속하는 구조로는 되어 있지 않아, 제1열의 테이퍼 롤러(18a)가 직경방향 안쪽으로 쓰러지는 것이 허용되어 있다. 따라서, 중심점 G가 직경방향 가장 안쪽 지지점 P보다도 직경방향 외측에 위치하는 경우, 즉, 소환상부(6b)의 중심점을 지나는 연직선 Z에 대해서, 점 P와 연직선 Z와의 거리 β가 점 G와 연직선 Z와의 거리 γ보다도 작은 경우(β＜γ)에는, 제1열의 테이퍼 롤러(18a)는 직경방향 안쪽으로 쓰러져서 탈락하는 일은 없다. 한편, 중심점 G가 직경방향 가장 안쪽 지지점 P보다도 직경방향 내측에 위치하는 경우, 즉, 점 P와 연직선 Z와의 거리 β가, 점 G와 연직선 Z와의 거리 γ보다도 큰 경우(β＞γ)에는, 제1열의 테이퍼 롤러(18a)는 직경방향 안쪽으로 쓰러져서 탈락하게 된다. 따라서, 모든 제1열의 테이퍼 롤러(18a)에 있어서, 중심점 G가 직경방향 가장 안쪽 지지점 P보다도 직경방향 외측에 위치하도록 하면, 제1열의 테이퍼 롤러(18a)는 직경방향 안쪽으로 쓰러져서 탈락하는 일이 없다. 또한, 더욱 범용성이 높은 케이지에서는, 포켓(10)의 저면(底面)의 두께(소환상부(6b)의 두께) W2를 제1열의 테이퍼 롤러(18a)의 소직경측 저면의 반경 R로 나눈 값이 0.4이상 0.7이하가 되고 있다. 따라서, 이 범위의 케이지에서는 특히 범용성이 높으며, 더욱 저비용화를 달성할 수 있다.
본 실시형태의 조립방법에 있어서의 제 2 공정은, 상기 제 1 공정 부재(60)에, 제 1 실링(15)을 형성하는 공정이다. 실링(15)은 외륜(13)에 있어서의 제 1 외륜 궤도(22)측의 단부 내주면에 내부에서 끼워져서 고정되어 있다. 이 공정에 의해 도 3에 나타내는 바와 같은 제 2 공정 부재(70)가 된다. 이러한 제 2 공정에 있어서도, 서브어셈블 부재(20)는, 상술한 제 1 공정과 동일한 자세로 유지된다. 따라서, 서브어셈블 부재(20)의 제1열의 테이퍼 롤러(18a)가 직경방향 안쪽으로 쓰러지거나 해서 낙하하는 일이 없다.
본 실시형태의 조립방법에 있어서의 제 3 공정은, 상기 제 2 공정 부재(70)와 허브 본체(16)를 조합하는 공정이다. 이 공정에서는, 제 2 공정 부재(70)에 허브 본체(16)를 삽입하도록 해서 양자를 조합한다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 이러한 제 3 공정에서는, 허브(16)는, 플랜지(26)를 갖는 한 단부측을, 소직경 원통면부(30)를 갖는 다른 단부측에 대해서 위로 한 자세로 한다. 한편, 제 2 공정 부재(70)는, 서브어셈블 부재(20)가 상기 제 1 공정 및 제 2 공정과 동일한 자세가 되도록 유지한다. 그리고 도 4에 나타내는 바와 같이, 외륜(13)의, 제 1 실링(15)을 형성한 단부측으로부터, 허브(16)의 상기 다른 단부측을 삽입하도록 한다. 이와 같은 자세에서 허브(16)와 제 2 공정 부재(70)를 조합하므로, 상술한 제 1 공정 및 제 2 공정과 마찬가지로, 서브어셈블 부재(20)의 제1열의 테이퍼 롤러(18a)가 직경방향 안쪽으로 쓰러지거나 해서 낙하하는 일이 없다.
이러한 제 3 공정 후, 상기 제2열의 테이퍼 롤러(18b)가 상기 제 2 케이지(31)의 각 포켓에 설치되며 또한 상기 내륜(35)과 제 2 케이지(31) 사이에 끼워져서 지지된 테이퍼 롤러(18b)를 갖는 내륜 부재(80)를, 외륜(13)의 소직경 원통면부(30)와 대향한 측(상측)에서 삽입하여, 허브 본체(16)의 소직경 원통면부(30)에 내륜(35)을 외부에서 끼워서 고정하는 제 4 공정을 행한다(도 1참조). 여기에서는, 제1열의 테이퍼 롤러(18a)는 제 1 외륜 궤도(22) 및 제 1 내륜 궤도(28) 사이에 끼워져서 지지되므로, 탈락의 우려는 없다. 또한, 제2열의 테이퍼 롤러(18b)는 종래예 1과 마찬가지로 내륜(35) 및 제 2 케이지(31)와 일체로 취급할 수 있으며, 제 2 케이지(31) 및 제 2 내륜 궤도(36) 사이에 끼워져서 지지되어 있으므로, 탈락의 우려는 없다. 따라서 여기에서는, 테이퍼 롤러의 탈락을 방지하기 위해서 각 부재의 자세를 고려할 필요는 없다. 이 제 4 공정시에는, 예를 들면 상기 내륜 부재(80)를 삽입하기 쉽게 하기 위해서, 상기 제 3 공정에 의해 제작된 제 3 공정 부재(도 4참조)를, 그 허브 본체(16)의 한 단부(플랜지(26)를 갖는 측)를 허브 본체(16)의 다른 단부(외륜(13)의 소직경 원통면부(30))에 대해서 아래로 한 자세로 하여, 위(외륜(13)에 있어서의 제 2 외륜 궤도(23)의 측)로부터 내륜 부재(80)를 삽입할 수 있다. 즉, 제 3 공정으로부터 제 4 공정으로 이행하는 과정에 있어서, 제 3 공정 부재의 자세를 상하 반전하는 방법을 채택할 수 있다. 이와 같이 하면, 특히 허브 본체(16)의 소직경 원통면부(30)에 위쪽으로부터 내륜(35)을 압입할 때, 허브 본체(16)와 허브 본체(16)의 한 단부를 지지하는 지그(받침 지그(receiving jig))와의 접촉 면적을 충분히 확보할 수 있어, 허브 본체(16)를 안정되게 지지할 수 있으며, 압입 작업을 확실하게 행할 수 있는 점에서 바람직하다. 이 후 마지막으로, 내륜(35)의 단부 외주면과 외륜의 단부 내주면 사이에 제 2 실링(14)을 장착한다(도 1참조). 이상의 방법에 따르면, 범용성이 부족하고 비용이 높은 케이지를 사용하지 않고, 범용성이 높은 케이지만을 사용해서 롤러 베어링 장치를 제작할 수 있다.
또한, 더욱 범용성이 높은 케이지에서는, 수지제 케이지에 있어서는 포켓(10)의 저면 두께 W2(도 5참조)가 환상 리브부 두께 W1보다도 크게 되어 있으며, 금속제 케이지에 있어서는 기둥부 두께 W2와 환상 리브부 두께 W1이 동일한 두께로 되어 있다. 따라서, 이러한 조건을 만족시키는 케이지에서는 보다 바람직하게 저비용화를 할 수 있다. 여기에서, 범용성이 높은 케이지의 재질로서, 수지에서는 글래스 파이버 강화 나일론(glass fiber-reinforced nylon) 등을 들 수 있으며, 금속에서는, 연강판(軟鋼板) 등을 들 수 있다.

Claims (1)

  1. 내주면(內周面)에 제 1 외륜 궤도 및 제 2 외륜 궤도를 갖는 외륜과,
    상기 제 1 외륜 궤도에 대향하는 제 1 내륜 궤도를 가짐과 아울러, 그 한 단부에 직경방향 외측을 향해서 돌출하는 플랜지(flange)를 갖는 허브 본체(hub body)와,
    상기 제 2 외륜 궤도에 대향하는 제 2 내륜 궤도를 가짐과 아울러, 상기 허브 본체의 다른 단부 외주면에 외부에서 끼워져서 고정되는 내륜과,
    상기 제 1 내륜 궤도와 상기 제 1 외륜 궤도 사이에 형성되는 복수개의 제1열의 테이퍼 롤러(tapered roller)와,
    상기 제1열의 테이퍼 롤러를 등간격으로 배열하는 제 1 케이지(cage)와,
    상기 외륜에 있어서의 상기 제 1 외륜 궤도측의 단부 내주면에 형성되는 제 1 실링(seal ring)을 구비하는 복렬 테이퍼 롤러 베어링 장치를 조립하는 방법으로서,
    이 조립방법은,
    상기 제 1 케이지와 상기 제1열의 테이퍼 롤러를 조합한 서브어셈블 부재(sub-assemble member)와, 상기 외륜의 제 1 외륜 궤도를 조합해서 제 1 공정 부재로 하는 제 1 공정과,
    상기 제 1 공정 부재에 상기 제 1 실링을 형성해서 제 2 공정 부재로 하는 제 2 공정과,
    상기 제 2 공정 부재와 상기 허브 본체를 조합하는 제 3 공정을 포함하고,
    상기 제 1 내지 제 3 공정에 있어서, 상기 제 1 케이지를 수평으로 지지하며 또한 그 대직경측을 상측에 배치한 상태에서, 상기 서브어셈블 부재의 모든 상기 제1열의 테이퍼 롤러의 중심의 위치가, 상기 제 1 케이지에 의한 상기 제1열의 테이퍼 롤러의 직경방향 가장 안쪽 지지점보다도 직경방향 외측에 위치하도록, 상기 각 테이퍼 롤러를 케이지에 의해 지지하는 것을 특징으로 하는 롤러 베어링 장치의 조립방법.
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