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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023090469
(43)【公開日】2023-06-29
(54)【発明の名称】ハブユニット軸受の組立方法及びハブユニット軸受
(51)【国際特許分類】
F16C 43/08 20060101AFI20230622BHJP
F16C 33/46 20060101ALI20230622BHJP
F16C 19/38 20060101ALI20230622BHJP
B60B 35/02 20060101ALI20230622BHJP
【ＦＩ】
F16C43/08
F16C33/46
F16C19/38
B60B35/02 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021205435
(22)【出願日】2021-12-17
(71)【出願人】
【識別番号】000004204
【氏名又は名称】日本精工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所
(72)【発明者】
【氏名】小宮山 洋一郎
【テーマコード（参考）】
3J117
3J701
【Ｆターム（参考）】
3J117BA10
3J117HA02
3J701AA12
3J701AA16
3J701AA25
3J701AA32
3J701AA43
3J701AA54
3J701AA62
3J701BA21
3J701BA34
3J701BA49
3J701EA02
3J701EA03
3J701EA31
3J701EA36
3J701FA46
3J701GA03
3J701XB03
3J701XB12
3J701XB26
(57)【要約】
【課題】転動体として円すいころを使用したハブユニット軸受に関して、円すいころが脱落しない保持器の構成においても、円すいころの保持器への組み込み作業を容易に行うことができる、ハブユニット軸受の組立方法及びハブユニット軸受を提供する。
【解決手段】脱落防止保持器２０ａでは、ポケット２４の径方向内側の開口部は、円すいころ４ａの長手方向の少なくとも中間位置において、円すいころ４ａの自転軸よりも内径側に位置しており、その円周方向幅は、円すいころ４ａの直径よりも小さくなっており、ポケット２４の径方向外側の開口部は、円すいころ４ａの長手方向の全域において、円すいころ４ａの自転軸よりも外径側に位置しており、その円周方向幅は、円すいころ４ａの直径よりも小さく、ポケット２４の径方向外側の開口部の円周方向幅は、ポケット２４の径方向内側の開口部の円周方向幅よりも小さい。円すいころ４ａは、柱部２３を変形させて、ポケット２４の径方向外側の開口部から挿入される。
【選択図】図５
【解決手段】脱落防止保持器２０ａでは、ポケット２４の径方向内側の開口部は、円すいころ４ａの長手方向の少なくとも中間位置において、円すいころ４ａの自転軸よりも内径側に位置しており、その円周方向幅は、円すいころ４ａの直径よりも小さくなっており、ポケット２４の径方向外側の開口部は、円すいころ４ａの長手方向の全域において、円すいころ４ａの自転軸よりも外径側に位置しており、その円周方向幅は、円すいころ４ａの直径よりも小さく、ポケット２４の径方向外側の開口部の円周方向幅は、ポケット２４の径方向内側の開口部の円周方向幅よりも小さい。円すいころ４ａは、柱部２３を変形させて、ポケット２４の径方向外側の開口部から挿入される。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、
外周面に内輪軌道を有するハブと、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置された複数の円すいころと、
前記円すいころを転動自在に保持する保持器と、を備え、
前記保持器は、前記円すいころを径方向に脱落不能に保持できるころ脱落防止保持器である、
ハブユニット軸受の組立方法であって、
前記保持器は、小径円環部と、前記小径円環部よりも大きな外径を有する大径円環部と、円周方向に関して等間隔に配置され、前記小径円環部と前記大径円環部とを軸方向に連結する複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う前記柱部同士の間部分を、前記円すいころを転動自在に保持するためのポケットとしたものであり、
前記ポケットの径方向内側の開口部は、前記円すいころの長手方向の少なくとも中間位置において、前記円すいころの自転軸よりも内径側に位置しており、その円周方向幅は、前記円すいころの直径よりも小さくなっており、
前記ポケットの径方向外側の開口部は、前記円すいころの長手方向の全域において、前記円すいころの自転軸よりも外径側に位置しており、その円周方向幅は、前記円すいころの直径よりも小さく、
前記ポケットの径方向外側の開口部の円周方向幅は、前記ポケットの径方向内側の開口部の円周方向幅よりも小さく、
前記円すいころは、前記柱部を変形させて、前記ポケットの径方向外側の開口部から挿入される、
ハブユニット軸受の組立方法。
外周面に内輪軌道を有するハブと、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置された複数の円すいころと、
前記円すいころを転動自在に保持する保持器と、を備え、
前記保持器は、前記円すいころを径方向に脱落不能に保持できるころ脱落防止保持器である、
ハブユニット軸受の組立方法であって、
前記保持器は、小径円環部と、前記小径円環部よりも大きな外径を有する大径円環部と、円周方向に関して等間隔に配置され、前記小径円環部と前記大径円環部とを軸方向に連結する複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う前記柱部同士の間部分を、前記円すいころを転動自在に保持するためのポケットとしたものであり、
前記ポケットの径方向内側の開口部は、前記円すいころの長手方向の少なくとも中間位置において、前記円すいころの自転軸よりも内径側に位置しており、その円周方向幅は、前記円すいころの直径よりも小さくなっており、
前記ポケットの径方向外側の開口部は、前記円すいころの長手方向の全域において、前記円すいころの自転軸よりも外径側に位置しており、その円周方向幅は、前記円すいころの直径よりも小さく、
前記ポケットの径方向外側の開口部の円周方向幅は、前記ポケットの径方向内側の開口部の円周方向幅よりも小さく、
前記円すいころは、前記柱部を変形させて、前記ポケットの径方向外側の開口部から挿入される、
ハブユニット軸受の組立方法。
【請求項2】
前記円すいころの長手方向の中間位置において、前記ポケットの径方向内側の開口部の円周方向幅をＡ、前記ポケットの径方向外側の開口部の円周方向幅をＢ、前記円すいころの直径をＣ、とすると、
Ａ／Ｃ＝９７～９９％、Ｂ／Ｃ＝９３～９７％とする、
請求項１に記載のハブユニット軸受の組立方法。
Ａ／Ｃ＝９７～９９％、Ｂ／Ｃ＝９３～９７％とする、
請求項１に記載のハブユニット軸受の組立方法。
【請求項3】
前記柱部は、互いに略平行な平坦な円周方向両側面を有する柱部本体と、前記柱部本体の円周方向両側面の径方向外側から円周方向に向かって徐々に先細に突出して前記円すいころの長手方向に沿って延びる一対の爪部を有し、
前記ポケットの径方向内側の開口部の円周方向幅は、前記円周方向に隣り合う柱部の円周方向側面の内径側端部によって規定され、
前記ポケットの径方向外側の開口部の円周方向幅は、前記円周方向に隣り合う柱部の爪部の先端部によって規定される、
請求項１又は２に記載のハブユニット軸受の組立方法。
前記ポケットの径方向内側の開口部の円周方向幅は、前記円周方向に隣り合う柱部の円周方向側面の内径側端部によって規定され、
前記ポケットの径方向外側の開口部の円周方向幅は、前記円周方向に隣り合う柱部の爪部の先端部によって規定される、
請求項１又は２に記載のハブユニット軸受の組立方法。
【請求項4】
前記保持器は、前記小径円環部の外周面から前記柱部の小径円環部側の外周面にかけて面取りが設けられている、
請求項１～３のいずれか１項に記載のハブユニット軸受の組立方法。
請求項１～３のいずれか１項に記載のハブユニット軸受の組立方法。
【請求項5】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、
外周面に内輪軌道を有するハブと、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置された複数の円すいころと、
前記円すいころを転動自在に保持する保持器と、を備え、
前記保持器は、前記円すいころを径方向に脱落不能に保持できるころ脱落防止保持器である、ハブユニット軸受であって、
前記保持器は、小径円環部と、前記小径円環部よりも大きな外径を有する大径円環部と、円周方向に関して等間隔に配置され、前記小径円環部と前記大径円環部とを軸方向に連結する複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う前記柱部同士の間部分を、前記円すいころを転動自在に保持するためのポケットとしたものであり、
前記ポケットは、径方向外側の開口部と、外径側に向かうに従い互いの間隔が狭くなる方向に傾いた一対の外径側テーパ面と、前記外径側テーパ面の内径側端部と屈曲点を介して接続され、内径側に向かうに従い互いに間隔が狭くなる方向に傾いた一対の内径側テーパ面と、径方向内側の開口部と、を有して略六角形状に形成され、
前記外径側テーパ面の径方向長さは、前記内径側テーパ面の径方向長さより短く、
前記径方向外側の開口部の円周方向幅は、前記径方向内側の開口部の円周方向幅よりも小さく、
前記径方向外側の開口部の円周方向幅、及び前記径方向内側の開口部の円周方向幅は、前記円すいころの直径よりも小さい、
ハブユニット軸受。
外周面に内輪軌道を有するハブと、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置された複数の円すいころと、
前記円すいころを転動自在に保持する保持器と、を備え、
前記保持器は、前記円すいころを径方向に脱落不能に保持できるころ脱落防止保持器である、ハブユニット軸受であって、
前記保持器は、小径円環部と、前記小径円環部よりも大きな外径を有する大径円環部と、円周方向に関して等間隔に配置され、前記小径円環部と前記大径円環部とを軸方向に連結する複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う前記柱部同士の間部分を、前記円すいころを転動自在に保持するためのポケットとしたものであり、
前記ポケットは、径方向外側の開口部と、外径側に向かうに従い互いの間隔が狭くなる方向に傾いた一対の外径側テーパ面と、前記外径側テーパ面の内径側端部と屈曲点を介して接続され、内径側に向かうに従い互いに間隔が狭くなる方向に傾いた一対の内径側テーパ面と、径方向内側の開口部と、を有して略六角形状に形成され、
前記外径側テーパ面の径方向長さは、前記内径側テーパ面の径方向長さより短く、
前記径方向外側の開口部の円周方向幅は、前記径方向内側の開口部の円周方向幅よりも小さく、
前記径方向外側の開口部の円周方向幅、及び前記径方向内側の開口部の円周方向幅は、前記円すいころの直径よりも小さい、
ハブユニット軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するためのハブユニット軸受の組立方法及びハブユニット軸受に関する。
【背景技術】
【0002】
自動車の車輪は、懸架装置に対して、ハブユニット軸受により回転自在に支持されている。また、重量の嵩む自動車の車輪を回転自在に支持するためのハブユニット軸受には、転動体として円すいころを使用することが行われている。
また、ハブユニット軸受としては、内輪軌道をそれぞれ有する一対の内輪がハブに組み込まれる、いわゆる第一世代や第二世代のハブユニット軸受のほか、近年、部品点数を減らし、コストの低減を図ることなどを目的として、片側の内輪軌道をハブ輪の外周面に直接形成した、いわゆる第三世代と呼ばれるハブユニット軸受が使用されている。
また、ハブユニット軸受としては、内輪軌道をそれぞれ有する一対の内輪がハブに組み込まれる、いわゆる第一世代や第二世代のハブユニット軸受のほか、近年、部品点数を減らし、コストの低減を図ることなどを目的として、片側の内輪軌道をハブ輪の外周面に直接形成した、いわゆる第三世代と呼ばれるハブユニット軸受が使用されている。
【0003】
単列の円すいころ軸受や、第一世代や第二世代のハブユニット軸受においては、図７に示すように、内輪１０１に円すいころ１０２を組み込む際には、保持器１０３の小径円環部１０４を鉛直方向下方に向けて設置し、各ポケットに、径方向内側から、円すいころ１０２を組み付ける。その後、上方から、内輪１０１が同軸に組み付けられ、複数の円すいころ１０２が内輪軌道面１０１ａに沿って配置される（例えば、特許文献１参照）。
【0004】
一方、特許文献２に記載の第三世代のハブユニット軸受２００では、図８に示すように、まず、軸方向外側の円すいころ２０１ａと保持器２０２ａとを組み合わせ、これらを外輪２０３の軸方向外側の外輪軌道２０３ａの内側に配置する。その後、外輪２０３の軸方向外端部に、外側密封部材２０４を装着する。次いで、ハブ輪２０５を、外輪２０３の内径側に挿入する。
また、軸方向内側の円すいころ２０１ｂと保持器２０２ｂとを組み合わせ、これらを外輪２０３の軸方向内側の外輪軌道２０３ｂの内側に配置し、さらに、小鍔部を有しない内輪２０６をハブ輪２０５に組み込む。
また、軸方向内側の円すいころ２０１ｂと保持器２０２ｂとを組み合わせ、これらを外輪２０３の軸方向内側の外輪軌道２０３ｂの内側に配置し、さらに、小鍔部を有しない内輪２０６をハブ輪２０５に組み込む。
【0005】
このようなハブユニット軸受２００を組み立てる際には、軸方向外側の保持器２０２ａ、及び、小鍔部を有しない内輪２０６を使用する軸方向内側の保持器２０２ｂは、いずれも単独で円すいころ２０１ａ，２０１ｂを保持する機能が求められている。このため、図９に示すように、保持器２０２ａ，２０２ｂは、ポケットの径方向内側の開口部の円周方向幅Ｗｉｎ及びポケットの径方向外側の開口部の円周方向幅Ｗｏｕｔを円すいころ２０１ａ，２０１ｂの直径Ｄよりも小さくし、円すいころ２０１ａ，２０１ｂをポケット内に組み込む作業は、円すいころ２０１ａ，２０１ｂをポケットの径方向内側から、柱部２０７を円周方向に押し拡げるようにして行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０２０－２９８９９号公報
【特許文献2】特開２０２０－６７１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ところで、このような保持器２０２ａ，２０２ｂは、柱部２０７によって円すいころ２０１ａ、２０１ｂを内径側で保持するため、保持器２０２ａ，２０２ｂの内径が小さくなり、ポケットに円すいころ２０１ａ，２０１ｂを挿入する際のストロークが長くなる。このため、自動ころ挿入機も大きくなり、保持器２０２ａ，２０２ｂと円すいころ２０１ａ，２０１ｂのサイズによっては、自動ころ挿入機を用いた円すいころの組み込み作業が困難になる。
【0008】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、転動体として円すいころを使用したハブユニット軸受に関して、円すいころが脱落しない保持器の構成においても、円すいころの保持器への組み込み作業を容易に行うことができる、ハブユニット軸受の組立方法及びハブユニット軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の上記の目的は、以下の構成によって達成される。
（１） 内周面に外輪軌道を有する外輪と、
外周面に内輪軌道を有するハブと、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置された複数の円すいころと、
前記円すいころを転動自在に保持する保持器と、を備え、
前記保持器は、前記円すいころを径方向に脱落不能に保持できるころ脱落防止保持器である、
ハブユニット軸受の組立方法であって、
前記保持器は、小径円環部と、前記小径円環部よりも大きな外径を有する大径円環部と、円周方向に関して等間隔に配置され、前記小径円環部と前記大径円環部とを軸方向に連結する複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う前記柱部同士の間部分を、前記円すいころを転動自在に保持するためのポケットとしたものであり、
前記ポケットの径方向内側の開口部は、前記円すいころの長手方向の少なくとも中間位置において、前記円すいころの自転軸よりも内径側に位置しており、その円周方向幅は、前記円すいころの直径よりも小さくなっており、
前記ポケットの径方向外側の開口部は、前記円すいころの長手方向の全域において、前記円すいころの自転軸よりも外径側に位置しており、その円周方向幅は、前記円すいころの直径よりも小さく、
前記ポケットの径方向外側の開口部の円周方向幅は、前記ポケットの径方向内側の開口部の円周方向幅よりも小さく、
前記円すいころは、前記柱部を変形させて、前記ポケットの径方向外側の開口部から挿入される、
ハブユニット軸受の組立方法。
（２） 前記円すいころの長手方向の中間位置において、前記ポケットの径方向内側の開口部の円周方向幅をＡ、前記ポケットの径方向外側の開口部の円周方向幅をＢ、前記円すいころの直径をＣ、とすると、
Ａ／Ｃ＝９７～９９％、Ｂ／Ｃ＝９３～９７％とする、
（１）に記載のハブユニット軸受の組立方法。
（３） 前記柱部は、互いに略平行な平坦な円周方向両側面を有する柱部本体と、前記柱部本体の円周方向両側面の径方向外側から円周方向に向かって徐々に先細に突出して前記円すいころの長手方向に沿って延びる一対の爪部を有し、
前記ポケットの径方向内側の開口部の円周方向幅は、前記円周方向に隣り合う柱部の円周方向側面の内径側端部によって規定され、
前記ポケットの径方向外側の開口部の円周方向幅は、前記円周方向に隣り合う柱部の爪部の先端部によって規定される、
（１）又は（２）に記載のハブユニット軸受の組立方法。
（４） 前記保持器は、前記小径円環部の外周面から前記柱部の小径円環部側の外周面にかけて面取りが設けられている、
（１）～（３）のいずれかに記載のハブユニット軸受の組立方法。
（５） 内周面に外輪軌道を有する外輪と、
外周面に内輪軌道を有するハブと、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置された複数の円すいころと、
前記円すいころを転動自在に保持する保持器と、を備え、
前記保持器は、前記円すいころを径方向に脱落不能に保持できるころ脱落防止保持器である、ハブユニット軸受であって、
前記保持器は、小径円環部と、前記小径円環部よりも大きな外径を有する大径円環部と、円周方向に関して等間隔に配置され、前記小径円環部と前記大径円環部とを軸方向に連結する複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う前記柱部同士の間部分を、前記円すいころを転動自在に保持するためのポケットとしたものであり、
前記ポケットは、径方向外側の開口部と、外径側に向かうに従い互いの間隔が狭くなる方向に傾いた一対の外径側テーパ面と、前記外径側テーパ面の内径側端部と屈曲点を介して接続され、内径側に向かうに従い互いに間隔が狭くなる方向に傾いた一対の内径側テーパ面と、径方向内側の開口部と、を有して略六角形状に形成され、
前記外径側テーパ面の径方向長さは、前記内径側テーパ面の径方向長さより短く、
前記径方向外側の開口部の円周方向幅は、前記径方向内側の開口部の円周方向幅よりも小さく、
前記径方向外側の開口部の円周方向幅、及び前記径方向内側の開口部の円周方向幅は、前記円すいころの直径よりも小さい、
ハブユニット軸受。
（１） 内周面に外輪軌道を有する外輪と、
外周面に内輪軌道を有するハブと、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置された複数の円すいころと、
前記円すいころを転動自在に保持する保持器と、を備え、
前記保持器は、前記円すいころを径方向に脱落不能に保持できるころ脱落防止保持器である、
ハブユニット軸受の組立方法であって、
前記保持器は、小径円環部と、前記小径円環部よりも大きな外径を有する大径円環部と、円周方向に関して等間隔に配置され、前記小径円環部と前記大径円環部とを軸方向に連結する複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う前記柱部同士の間部分を、前記円すいころを転動自在に保持するためのポケットとしたものであり、
前記ポケットの径方向内側の開口部は、前記円すいころの長手方向の少なくとも中間位置において、前記円すいころの自転軸よりも内径側に位置しており、その円周方向幅は、前記円すいころの直径よりも小さくなっており、
前記ポケットの径方向外側の開口部は、前記円すいころの長手方向の全域において、前記円すいころの自転軸よりも外径側に位置しており、その円周方向幅は、前記円すいころの直径よりも小さく、
前記ポケットの径方向外側の開口部の円周方向幅は、前記ポケットの径方向内側の開口部の円周方向幅よりも小さく、
前記円すいころは、前記柱部を変形させて、前記ポケットの径方向外側の開口部から挿入される、
ハブユニット軸受の組立方法。
（２） 前記円すいころの長手方向の中間位置において、前記ポケットの径方向内側の開口部の円周方向幅をＡ、前記ポケットの径方向外側の開口部の円周方向幅をＢ、前記円すいころの直径をＣ、とすると、
Ａ／Ｃ＝９７～９９％、Ｂ／Ｃ＝９３～９７％とする、
（１）に記載のハブユニット軸受の組立方法。
（３） 前記柱部は、互いに略平行な平坦な円周方向両側面を有する柱部本体と、前記柱部本体の円周方向両側面の径方向外側から円周方向に向かって徐々に先細に突出して前記円すいころの長手方向に沿って延びる一対の爪部を有し、
前記ポケットの径方向内側の開口部の円周方向幅は、前記円周方向に隣り合う柱部の円周方向側面の内径側端部によって規定され、
前記ポケットの径方向外側の開口部の円周方向幅は、前記円周方向に隣り合う柱部の爪部の先端部によって規定される、
（１）又は（２）に記載のハブユニット軸受の組立方法。
（４） 前記保持器は、前記小径円環部の外周面から前記柱部の小径円環部側の外周面にかけて面取りが設けられている、
（１）～（３）のいずれかに記載のハブユニット軸受の組立方法。
（５） 内周面に外輪軌道を有する外輪と、
外周面に内輪軌道を有するハブと、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置された複数の円すいころと、
前記円すいころを転動自在に保持する保持器と、を備え、
前記保持器は、前記円すいころを径方向に脱落不能に保持できるころ脱落防止保持器である、ハブユニット軸受であって、
前記保持器は、小径円環部と、前記小径円環部よりも大きな外径を有する大径円環部と、円周方向に関して等間隔に配置され、前記小径円環部と前記大径円環部とを軸方向に連結する複数の柱部とを備え、円周方向に隣り合う前記柱部同士の間部分を、前記円すいころを転動自在に保持するためのポケットとしたものであり、
前記ポケットは、径方向外側の開口部と、外径側に向かうに従い互いの間隔が狭くなる方向に傾いた一対の外径側テーパ面と、前記外径側テーパ面の内径側端部と屈曲点を介して接続され、内径側に向かうに従い互いに間隔が狭くなる方向に傾いた一対の内径側テーパ面と、径方向内側の開口部と、を有して略六角形状に形成され、
前記外径側テーパ面の径方向長さは、前記内径側テーパ面の径方向長さより短く、
前記径方向外側の開口部の円周方向幅は、前記径方向内側の開口部の円周方向幅よりも小さく、
前記径方向外側の開口部の円周方向幅、及び前記径方向内側の開口部の円周方向幅は、前記円すいころの直径よりも小さい、
ハブユニット軸受。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、転動体として円すいころを使用したハブユニット軸受に関して、円すいころが脱落しない保持器の構成において、円すいころは、柱部を変形させて、ポケットの径方向外側の開口部から挿入されるので、自動ころ挿入機を用いた円すいころの保持器への組み込み作業を容易に行うことができ、また、ポケットの径方向外側の開口部の円周方向幅は、ポケットの径方向内側の開口部の円周方向幅よりも小さくすることにより、内径側の柱部の径方向幅を小さくすることができ、材料の節約、質量やコストの削減を図ることができる。
【0011】
また、本発明によれば、外径側テーパ面の径方向長さは、内径側テーパ面の径方向長さより短く、径方向外側の開口部の円周方向幅は、径方向内側の開口部の円周方向幅よりも小さく、径方向外側の開口部の円周方向幅、及び径方向内側の開口部の円周方向幅は、円すいころの直径よりも小さいので、円すいころの直径部分が径方向外側の開口部を乗り越えると直ぐに内径側テーパ面によって所定位置に保持されるので、外径側からの円すいころの組み立て作業が容易になる。
また、ポケットは、外径側テーパ面と内径側テーパ面との間に屈曲点を有することで、円すいころと保持器との接触面積が特許文献２の形状と比べて減少し、摩擦損失を減少することができるので、低トルク化を図ることができる。
また、ポケットは、外径側テーパ面と内径側テーパ面との間に屈曲点を有することで、円すいころと保持器との接触面積が特許文献２の形状と比べて減少し、摩擦損失を減少することができるので、低トルク化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の一実施形態に係るハブユニット軸受の組立方法について、図１～図５を用いて説明する。
本実施形態の組立対象となるハブユニット軸受１は、転動体として円すいころを使用した、いわゆる第三世代と呼ばれるハブユニット軸受であり、大型ＳＵＶ車や商用車などの自動車の車輪を回転自在に支持するために使用するものである。
本実施形態の組立対象となるハブユニット軸受１は、転動体として円すいころを使用した、いわゆる第三世代と呼ばれるハブユニット軸受であり、大型ＳＵＶ車や商用車などの自動車の車輪を回転自在に支持するために使用するものである。
【0014】
ハブユニット軸受１は、使用状態で回転しない外輪２と、使用状態で車輪及びディスク、ドラムなどの制動用回転体とともに回転するハブ３と、複列の円すいころ４ａ，４ｂと、２個の保持器２０ａ，２０ｂと、外側密封部材１８と、内側密封部材１９とを備えている。
なお、ハブユニット軸受に関して、軸方向外側とは、自動車への組み付け状態で車体の幅方向外側となる、図１の左側を言い、軸方向内側とは、自動車への組み付け状態で車体の幅方向中央側となる、図１の右側を言う。
なお、ハブユニット軸受に関して、軸方向外側とは、自動車への組み付け状態で車体の幅方向外側となる、図１の左側を言い、軸方向内側とは、自動車への組み付け状態で車体の幅方向中央側となる、図１の右側を言う。
【0015】
外輪２は、Ｓ５３Ｃなどの中炭素鋼製で、略円筒形状を有している。外輪２の外周面の軸方向中間部には、懸架装置のナックルに結合される静止フランジ５を有している。外輪２の内周面には、複列の外輪軌道６ａ，６ｂを有している。複列の外輪軌道６ａ，６ｂは、それぞれ円すい面形状を有しており、傾斜方向が互いに逆向きである。軸方向外側に位置する外側列の外輪軌道６ａは、軸方向外側に向かうほど内径が大きくなり、軸方向内側に位置する内側列の外輪軌道６ｂは、軸方向内側に向かうほど内径が大きくなる。
【0016】
ハブ３は、外輪２の内径側に外輪２と同軸に配置されており、Ｓ５３Ｃなどの中炭素鋼製のハブ輪７と、ＳＵＪ２などの高炭素クロム鋼製の内輪８とを組み合わせて構成されている。ハブ３の外周面には、複列の内輪軌道１０ａ，１０ｂを有している。複列の内輪軌道１０ａ，１０ｂは、それぞれ円すい面形状を有しており、傾斜方向が互いに逆向きである。軸方向外側に位置する外側列の内輪軌道１０ａは、軸方向外側に向かうほど外径が大きくなり、軸方向内側に位置する内側列の内輪軌道１０ｂは、軸方向内側に向かうほど外径が大きくなる。
【0017】
ハブ輪７は、内輪８を外嵌保持する軸部材であり、軸方向外側から順に、パイロット部１２と、回転フランジ９と、大鍔部１４ａと、外側列の内輪軌道１０ａと、嵌合軸部１１とを有している。
【0018】
パイロット部１２は、車輪及び制動用回転体を外嵌するためのもので、ハブ輪７の軸方向外側部の径方向中間部から軸方向外側に突出するように設けられており、略円筒形状を有している。回転フランジ９は、車輪及び制動用回転体を取り付けるためのもので、ハブ輪７の軸方向外側部に、径方向外方に突出するように設けられており、略円輪形状を有している。大鍔部１４ａは、外側列の円すいころ４ａの軸方向位置を規制するとともに、外側列の円すいころ４ａに作用するアキシャル荷重を支承するためのもので、外側列の内輪軌道１０ａの軸方向外側に隣接して設けられている。大鍔部１４ａの軸方向内側面は、径方向外側に向かうほど軸方向内側に向かう方向に傾斜しており、外側列の円すいころ４ａの大径側端部と接触対向している。外側列の内輪軌道１０ａは、ハブ輪７の外周面の軸方向中間部に形成されている。嵌合軸部１１は、ハブ輪７の軸方向内側部に設けられており、内輪８が締り嵌めで外嵌されている。嵌合軸部１１の外周面とハブ輪７の外周面のうち外側列の内輪軌道１０ａの軸方向内側に隣接する部分とは、段差面１５を介してつながっている。また、嵌合軸部１１の軸方向内端部には、径方向外方に折れ曲がったかしめ部１６が形成されている。
【0019】
なお、ハブ輪７の軸方向内端部にかしめ部１６を形成する構造に代えて、ハブ輪７の軸方向内端部にナットを螺着する構造を採用することもできる。また、本実施形態のハブユニット軸受１は従動輪用であるため、ハブ輪７は中実状に構成されているが、本発明は、駆動輪用のハブユニット軸受にも適用可能である。駆動輪用のハブユニット軸受に適用する場合には、ハブ輪７の径方向中央部に、駆動軸部材であるスプライン軸を係合させるためのスプライン孔を軸方向に貫通するように形成する。
【0020】
内輪８は、円環形状を有しており、ハブ輪７の軸方向内側部に設けられた嵌合軸部１１に締り嵌めで外嵌されている。また、内輪８の軸方向外端面は、段差面１５に突
き当てられており、内輪８の軸方向内端面は、かしめ部１６により抑え付けられている。内輪８は、外周面の軸方向中間部に、内側列の内輪軌道１０ｂを有している。また、内輪８は、内輪軌道１０ｂの軸方向内側に隣接する軸方向内側部に、径方向外方に突出した大鍔部１４bを有している。大鍔部１４bは、内側列の円すいころ４ｂが軸方向に脱落するのを防止するとともに、内側列の円すいころ４ｂに作用するアキシャル荷重を支承する。
き当てられており、内輪８の軸方向内端面は、かしめ部１６により抑え付けられている。内輪８は、外周面の軸方向中間部に、内側列の内輪軌道１０ｂを有している。また、内輪８は、内輪軌道１０ｂの軸方向内側に隣接する軸方向内側部に、径方向外方に突出した大鍔部１４bを有している。大鍔部１４bは、内側列の円すいころ４ｂが軸方向に脱落するのを防止するとともに、内側列の円すいころ４ｂに作用するアキシャル荷重を支承する。
【0021】
円すいころ４ａ，４ｂは、ＳＵＪ２などの高炭素クロム鋼製で、それぞれ円すい形状を有している。円すいころ４ａ，４ｂは、複列に配置されており、軸方向外側に位置する外側列の円すいころ４ａは、外側列の外輪軌道６ａと外側列の内輪軌道１０ａとの間に後述する保持器２０ａを介して転動自在に配置され、軸方向内側に位置する内側列の円すいころ４ｂは、内側列の外輪軌道６ｂと内側列の内輪軌道１０ｂとの間に後述する保持器２０ｂを介して転動自在に配置されている。外側列の円すいころ４ａと内側列の円すいころ４ｂとには、背面組み合わせ型の接触角とともに予圧が付与されている。
【0022】
外側密封部材１８は、外輪２の軸方向外側部の内周面に内嵌固定されており、外輪２の内周面とハブ３の外周面との間に存在する空間１７に封入したグリースが、空間１７の軸方向外側開口から漏れ出すことを防止するとともに、外部からの泥水や塵埃が空間１７に侵入することを防止している。
【0023】
内側密封部材１９は、いわゆるカバー部材であり、外輪２の軸方向内側部に内嵌固定されている。内側密封部材１９は、金属板製で、全体が有底円筒形状を有しており、外輪２の軸方向内側部の内周面に圧入することで、外輪２の軸方向内側開口を塞いでいる。これにより、空間１７に封入したグリースが、外輪２の軸方向内側開口を通じて外部に漏れ出すことを防止するとともに、外部からの泥水や塵埃が空間１７１３ａに侵入することを防止している。なお、内側密封部材１９としては、本実施形態のようなカバー部材に代えて、外輪２と内輪８との間に装着する組み合わせシールリングを使用することもできる。
【0024】
ここで、保持器２０ａ，２０ｂは、かご形保持器と呼ばれるもので、合成樹脂製で、全体が部分円すい筒状に構成されている。保持器２０ａ，２０ｂを構成する合成樹脂としては、例えば、ポリアミド４６、ポリアミド６６などのポリアミド系樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）などを使用することができる。また、これらの樹脂に、１０～５０ｗｔ％の繊維状充填材（例えば、ガラス繊維や炭素繊維など）を適宜添加することにより、剛性及び寸法精度を向上させることもできる。
【0025】
本実施形態では、外側列の保持器２０ａと内側列の保持器２０ｂとの両方を、円すいころ４ａ，４ｂが、保持器２０ａ，２０ｂのポケット２４から抜け落ちるのを防止する構造を有する、ころ脱落防止保持器としている。外側列の保持器２０ａと内側列の保持器２０ｂとは、互いに同一部品であり、ハブユニット軸受１に対する組み付け方向のみが異なる。このため、以下、外側列の保持器２０ａのみを対象に詳しく説明する。
【0026】
保持器２０ａは、円環状の小径円環部２１と、小径円環部２１よりも大径で円環状の大径円環部２２と、円周方向に関して等間隔に配され、小径円環部２１と大径円環部２２とを軸方向に連結した複数本の柱部２３とを備えている。そして、円周方向に隣り合う柱部２３同士の間部分を、ポケット２４としている。外側列の保持器２０ａでは、小径円環部２１を軸方向内側に配置し、小径円環部２１よりも大きな外径を有する大径円環部２２を軸方向外側に配置している。なお、内側列の保持器２０ｂでは、小径円環部２１を軸方向外側に配置し、大径円環部２２を軸方向内側に配置している。
【0027】
柱部２３は、小径円環部２１から離れるほど径方向外側に向かう方向に傾斜しており、径方向寸法が軸方向全長にわたり大きくなっている。柱部２３の小径側端部は、径方向全幅にわたり小径円環部２１に連結されているが、柱部２３の大径側端部は、径方向外側部のみが大径円環部２２に連結されている。このため、柱部２３の大径側部は、大径円環部２２よりも径方向内方に突出している。柱部２３の径方向外側面は、外側列の外輪軌道６ａに対して略平行に配置される。また、柱部２３の径方向内側面は、外側列の内輪軌道１０ａに対して略平行に配置される。このため、ポケット２４の径方向内側の開口部２４ａは、円すいころ４ａの長手方向の少なくとも中間位置において、円すいころ４ａの自転軸Ｘ（図５参照）よりも内径側に位置している。一方、ポケット２４の径方向外側の開口部２４ｂは、円すいころ４ａの長手方向の全域において、円すいころ４ａの自転軸Ｘよりも外径側に位置している。
【0028】
また、柱部２３は、互いに略平行な平坦な円周方向両側面（後述する内径側テーパ面に相当）２６ａを有する平板状の柱部本体２６と、柱部本体２６の円周方向両側面２６ａの径方向外側から円周方向に向かって徐々に先細に突出し、円すいころ４ａの長手方向に沿って延びる一対の爪部２５を有する。
【0029】
そして、円周方向に隣り合う柱部２３の円周方向側面２６ａの内径側端部の弦によって規定される、ポケット２４の径方向内側の開口部２４ａの円周方向幅Ａ（図５参照）を、円すいころ４ａの直径よりも小さくしている。このような構成により、円すいころ４ａがポケット２４から径方向内側に脱落することを防止している。また、本実施形態では、円周方向に隣り合う柱部２３の爪部２５の先端部によって規定される、ポケット２４の径方向外側の開口部２４ｂの円周方向幅Ｂ（図５参照）についても、円すいころ４ａの直径よりも小さくしている。このため、円すいころ４ａは、ポケット２４から径方向外側に脱落することも防止される。
【0030】
例えば、図５に示すように、少なくとも円すいころ４ａの長手方向の中間位置において、ポケット２４の径方向内側の開口部２４ａの円周方向幅をＡ、ポケット２４の径方向外側の開口部２４ｂの円周方向幅をＢ、円すいころ４ａの直径をＣ、とすると、Ａ／Ｃ＝９７～９９％、Ｂ／Ｃ＝９３～９７％としている。
【0031】
このように形成された保持器２０ａは、円すいころ４ａを１個ずつ、爪部２５を含む柱部２３の変形を伴って、ポケット２４の外側から挿入するタイプとしている。また、全てのポケット２４に円すいころ４ａが挿入され、柱部２３の変形がしにくくなった状態では、円すいころ４ａの外径側において高い保持力を有する。一方、ポケット２４の内径側の保持力は、全てのポケット２４に円すいころ４ａが挿入され、柱部２３の変形がしにくくなった状態だけを考慮して設定されればよく、また、柱部２３の円周方向側面２６ａは剛性が高いため、内径側からの円すいころ４ａの脱落防止のための大きな重なり代を必要としない。したがって、柱部２３の径方向幅を減らすことができ、材料の節約、質量やコストの削減につなげることができる。
この結果、本実施形態の保持器２０ａでは、ポケット２４の径方向外側の開口部２４ｂの円周方向幅は、ポケット２４の径方向内側の開口部２４ａの円周方向幅よりも小さい。
この結果、本実施形態の保持器２０ａでは、ポケット２４の径方向外側の開口部２４ｂの円周方向幅は、ポケット２４の径方向内側の開口部２４ａの円周方向幅よりも小さい。
【0032】
また、少なくとも円すいころ４ａの長手方向の中間位置において、Ａ／Ｃ＝９７～９９％、Ｂ／Ｃ＝９３～９７％に設定することで、円すいころ４ａの挿入性、保持性能を確保しつつ、柱部２３の径方向幅を減らし、材料の節約、質量やコストの削減につなげることができる。
【0033】
したがって、ハブユニット軸受の組立方法に関して、保持器２０ａ，２０ｂの柱部２３を変形させながら、円すいころ４ａ，４ｂがポケット２４の径方向外側の開口部２４ｂから挿入されて、保持器２０ａ，２０ｂから円すいころ４ａ，４ｂが脱落しないようにして、保持器２０ａ，２０ｂと円すいころ４ａ，４ｂとをユニット化することができる。その際、自動ころ挿入機は、保持器２０ａ，２０ｂと円すいころ４ａ，４ｂのサイズによらずに、ポケット２４の径方向外側の開口部２４ｂから爪部２５を越えて円すいころ４ａ，４ｂを短いストロークでポケット２４に挿入することができる。
また、このユニット化された保持器２０ａ，２０ｂ及び円すいころ４ａ，４ｂを、図８と同様の工程で、軸方向外側の外輪軌道６ａ及び内輪軌道１０ａの間、及び軸方向内側の外輪軌道６ｂ及び内輪軌道１０ｂの間に、それぞれ組み込むことができる。
また、このユニット化された保持器２０ａ，２０ｂ及び円すいころ４ａ，４ｂを、図８と同様の工程で、軸方向外側の外輪軌道６ａ及び内輪軌道１０ａの間、及び軸方向内側の外輪軌道６ｂ及び内輪軌道１０ｂの間に、それぞれ組み込むことができる。
【0034】
また、図５に示すように、上述した柱部２３の構成によって、ポケット２４は、径方向外側の開口部２４ａと、外径側に向かうに従い互いの間隔が狭くなる方向に傾いた一対の外径側テーパ面２５ａと、外径側テーパ面２５ａの内径側端部と屈曲点２８を介して接続され、内径側に向かうに従い互いに間隔が狭くなる方向に傾いた一対の内径側テーパ面２６ａと、径方向内側の開口部２４ｂと、を有して略六角形状に形成される。また、外径側テーパ面２５ａの径方向長さＤは、内径側テーパ面の径方向長さＥより短く形成される。
【0035】
以上説明したように、本実施形態のハブユニット軸受１の製造方法によれば、円すいころが脱落しない保持器の構成において、円すいころ４ａ，４ｂは、柱部２３を変形させて、ポケット２４の径方向外側の開口部２４ｂから挿入されるので、自動ころ挿入機を用いた円すいころ４ａ，４ｂの保持器２０ａ，２０ｂへの組み込み作業を容易に行うことができ、また、ポケット２４の径方向外側の開口部２４ｂの円周方向幅は、ポケットの径方向内側の開口部２４ａの円周方向幅よりも小さくしたので、内径側の柱部２３の径方向幅を減らして、材料の節約、質量やコストの削減を図ることができる。
【0036】
また、本実施形態のハブニット軸受１によれば、外径側テーパ面２５ａの径方向長さＤは、内径側テーパ面２６ａの径方向長さＥより短く、径方向外側の開口部２４ｂの円周方向幅Ｂは、径方向内側の開口部２４ａの円周方向幅Ａよりも小さく、径方向外側の開口部２４ｂの円周方向幅Ｂ、及び径方向内側の開口部２４ａの円周方向幅Ａは、円すいころ４ａの直径Ｃよりも小さいので、円すいころ４ａの直径部分が径方向外側の開口部２４ｂを乗り越えると直ぐに内径側テーパ面２６ａによって所定位置に保持されるので、外径側からの円すいころ４ａの組み立て作業が容易になる。
また、ポケット２４は、外径側テーパ面２５ａと内径側テーパ面２６ａとの間に屈曲点２８を有することで、円すいころ４ａと保持器２０ａとの接触面積が特許文献２の形状と比べて減少し、摩擦損失を減少することができるので、低トルク化を図ることができる。
また、ポケット２４は、外径側テーパ面２５ａと内径側テーパ面２６ａとの間に屈曲点２８を有することで、円すいころ４ａと保持器２０ａとの接触面積が特許文献２の形状と比べて減少し、摩擦損失を減少することができるので、低トルク化を図ることができる。
【0037】
図６は、本発明の変形例に係る保持器の一部を破断して示す部分側面図である。この変形例の保持器２０ｃでは、小径円環部２１の外周面から柱部２３の小径円環部側の外周面にかけて面取り２７が設けられている。この面取り２７の軸方向寸法は、小径円環部２１の厚さ（軸方向寸法）の２～３倍とし、ポケット２４の径方向外側の開口部２４ｂの途中まで設けられることが好ましい。
【0038】
このような面取り２７を設けることで、円すいころ４ａを外径側から挿入するために柱部２３を変形させた際の保持器２０ｃのポケット２４の隅Ｒ部（柱部２３と小径円環部との繋ぎ目）の応力を緩和することができ、円すいころ４ａを組み込む際の保持器２０ｃの破損を防止できる。
なお、この面取り２７は、柱部２３の周方向変形を容易にするだけであり、全てのポケット２４に円すいころ４ａが挿入され、柱部２３の変形がしにくい状態では、円すいころ４ａの保持力の低下につながることはない。
なお、この面取り２７は、柱部２３の周方向変形を容易にするだけであり、全てのポケット２４に円すいころ４ａが挿入され、柱部２３の変形がしにくい状態では、円すいころ４ａの保持力の低下につながることはない。
【0039】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良などが可能である。
例えば、円すいころの脱落を防止するための脱落防止保持器の構造は、上記実施形態のものに限定されず、その機能を発揮できる限りにおいて、その他の構造を採用することができる。
また、外側密封部材及び内側密封部材の構造についても、上記実施形態のものに限定されず、従来から知られた各種構造の密封部材を採用することができる。
例えば、円すいころの脱落を防止するための脱落防止保持器の構造は、上記実施形態のものに限定されず、その機能を発揮できる限りにおいて、その他の構造を採用することができる。
また、外側密封部材及び内側密封部材の構造についても、上記実施形態のものに限定されず、従来から知られた各種構造の密封部材を採用することができる。
【符号の説明】
【0040】
１ ハブユニット軸受
２ 外輪
３ ハブ
４ａ，４ｂ 円すいころ
５ 静止フランジ
６ａ，６ｂ 外輪軌道
７ ハブ輪
８ 内輪
９ 回転フランジ
１０ａ，１０ｂ 内輪軌道
１１ 嵌合軸部
１２ パイロット部
１４ａ，１４ｂ 大鍔部
１５ 段差面
１６ かしめ部
１７ 空間
１８ 外側密封部材
１９ 内側密封部材
２０ａ，２０ｂ 保持器
２１ 小径円環部
２２ 大径円環部
２３ 柱部
２４ ポケット
２４ａ 径方向内側の開口部
２４ｂ 径方向外側の開口部
２５ 爪部
２５ａ 外径側テーパ面
２６ 柱部本体
２６ａ 内径側テーパ面
２ 外輪
３ ハブ
４ａ，４ｂ 円すいころ
５ 静止フランジ
６ａ，６ｂ 外輪軌道
７ ハブ輪
８ 内輪
９ 回転フランジ
１０ａ，１０ｂ 内輪軌道
１１ 嵌合軸部
１２ パイロット部
１４ａ，１４ｂ 大鍔部
１５ 段差面
１６ かしめ部
１７ 空間
１８ 外側密封部材
１９ 内側密封部材
２０ａ，２０ｂ 保持器
２１ 小径円環部
２２ 大径円環部
２３ 柱部
２４ ポケット
２４ａ 径方向内側の開口部
２４ｂ 径方向外側の開口部
２５ 爪部
２５ａ 外径側テーパ面
２６ 柱部本体
２６ａ 内径側テーパ面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】