(57)【要約】【課題】ころ本数を増加させて軸受剛性を高めると共に、円錐ころと保持器間に適正な潤滑膜を形成し、潤滑性能を高めて耐久性の向上を図った車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】保持器３が、環状部３ａ、３ｂと、これら環状部に挟まれ、円周方向に離間して形成された柱部１０と、これら柱部１０間に形成され、円錐ころ４を保持する矩形状のポケット１１を有し、柱部１０の外周面が、円錐ころ４のピッチ円直径ＰＣＤよりも径方向外方に位置する車輪用軸受装置において、大径側の環状部３ａの外径Ｄ１が、円錐ころ４の外接円の直径Ｄ０より僅かに小径に形成され、外方部材２と内方部材１間に形成される環状空間内で最大ころ本数が収容されると共に、柱部１０に保持器３の外径側から内径側に貫通する潤滑溝１２が水平方向に並行して複数形成され、ポケット１１の内外が連通されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面が形成された外方部材と、
外周に前記複列の外側転走面に対向するテーパ状の内側転走面が形成された内方部材と、
前記両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複数の円錐ころと、
前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、
前記保持器が、大径側の環状部と小径側の環状部およびこれら環状部に挟まれ、円周方向に離間して形成された柱部と、これら柱部間に形成され、前記円錐ころを保持する矩形状のポケットとを有し、前記柱部の外周面が、前記円錐ころのピッチ円直径よりも径方向外方に位置する車輪用軸受装置において、
前記保持器の柱部に当該保持器の外径側から内径側に貫通する潤滑溝が形成され、前記ポケットの内外が連通されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記潤滑溝が水平方向に並行して複数設けられている請求項１に記載の車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記保持器における大径側の環状部の外径が、前記円錐ころの外接円の直径より僅かに小径に形成され、前記外方部材と内方部材間に形成される環状空間内で最大ころ本数が収容されている請求項１または２に記載の車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する複列の円錐ころ軸受で構成された車輪用軸受装置、特に、軸受剛性を高めると共に、潤滑性能を高めて耐久性の向上を図った車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から自動車等の車輪を支持する車輪用軸受装置は、車輪を取り付けるためのハブ輪を転がり軸受を介して回転自在に支承するもので、この転がり軸受には、一般的に、所望の軸受剛性を有し、ミスアライメントに対しても耐久性を発揮すると共に、燃費向上の観点から回転トルクが小さい複列アンギュラ玉軸受が多用されている。一方、オフロードカーやトラック等、車体重量が嵩む車両には複列円錐ころ軸受が使用されている。
【０００３】
このような車輪用軸受装置の代表的な一例を図３に示す。この車輪用軸受装置５０は、外周に車体に取り付けられるための車体取付フランジ５１ｂを一体に有し、内周にテーパ状の複列の外側転走面５１ａ、５１ａが形成された外方部材５１と、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ５２を一体に有し、外周に前記複列の外側転走面５１ａ、５１ａに対向する一方のテーパ状の内側転走面５３ａと、この内側転走面５３ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５３ｂが形成されたハブ輪５３、およびこのハブ輪５３の小径段部５３ｂに圧入され、外周に前記複列の外側転走面５１ａ、５１ａに対向する他方のテーパ状の内側転走面５４ａが形成された内輪５４からなる内方部材５５と、両転走面間に収容された複列の円錐ころ５６、５６と、これらの円錐ころ５６を転動自在に保持する保持器５７と、外方部材５１の両端部に装着されたシールリング５８、５９とを備えている。
【０００４】
なお、内輪５４は、ハブ輪５３の小径段部５３ｂに圧入されると共に、小径段部５３ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５３ｃにより、ハブ輪５３に対して軸方向に位置決め固定された、所謂セルフリテイン型の第３世代構造を備えている。
【０００５】
ここで、保持器５７は、合成樹脂を射出成形することにより、全体を部分円錐筒状に形成され、円周方向にポケット６０と柱部６１とが交互に設けられている。また、円錐ころ５６がこのポケット６０内に転動自在に配置されると共に、柱部６１の外周面は、円錐ころ５６のＰＣＤ（ピッチ円直径）よりも径方向外方に位置している。そして、円錐ころ５６をポケット６０内に収納する作業は保持器５７の内径側から行われるが、図４に示すように、これら円錐ころ５６と保持器５７が仮組みされた状態で、円錐ころ５６が小鍔部６２、６３を乗り越えて、その内径側にハブ輪５３および内輪５４がそれぞれ挿入される。そして、小鍔部６２、６３によって、円錐ころ５６と保持器５７が脱落不能に保持される。
【０００６】
さらに、ハブ輪５３および内輪５４における内側転走面５３ａ、５４ａの小径側端部に径方向外方に突出する小鍔部６２、６３が形成されている。したがって、保持器５７を弾性変形させつつ、円錐ころ５６を内側転走面５３ａ、５４ａの周囲に配置した状態では、これら円錐ころ５６は、軸方向に不用意に変位することがなくなる。
【０００７】
また、シールリング５８は、外方部材５１の端部に外嵌され、その内径Ｄは、円錐ころ５６における底面側の最小外接円の直径ｄよりも大きく設定されている（図３参照）。これにより、組立時、シールリング５８を外嵌固定した外方部材５１をハブ輪５３に外挿させても円錐ころ５６あるいは保持器５７がシールリング５８と干渉することはない。
【特許文献１】特開２００１−１０３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、複列の円錐ころ軸受で構成されている車輪用軸受装置では、円錐ころ５６の直径を減少させないで軸受の剛性アップを図るために、ころ本数を増大させる対策が講じられてきた。しかしながら、ころ本数を増やすためには保持器５７のポケット６０間隔を狭くしなければならない。そのためには保持器５７のＰＣＤを大きくして外方部材５１側にできるだけ寄せる必要がある。
【０００９】
このように円錐ころ５６をより外側で保持することで、保持器５７の柱幅の強度を確保し、ころ本数を増大させることができて軸受剛性をアップすることができるが、保持器５７のＰＣＤを大きくして外方部材５１側に寄せると円錐ころ５６間のグリース保有量が極めて少なくなる。これでは潤滑不足により耐久性が低下する恐れがある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ころ本数を増加させて軸受剛性を高めると共に、円錐ころと保持器間に適正な潤滑膜を形成し、潤滑性能を高めて耐久性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、内周に外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向するテーパ状の内側転走面が形成された内方部材と、前記両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複数の円錐ころと、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記保持器が、大径側の環状部と小径側の環状部およびこれら環状部に挟まれ、円周方向に離間して形成された柱部と、これら柱部間に形成され、前記円錐ころを保持する矩形状のポケットとを有し、前記柱部の外周面が、前記円錐ころのピッチ円直径よりも径方向外方に位置する車輪用軸受装置において、前記保持器の柱部に当該保持器の外径側から内径側に貫通する潤滑溝が形成され、前記ポケットの内外が連通されている。
【００１２】
このように、複列の円錐ころ軸受で構成され、保持器が、大径側の環状部と小径側の環状部およびこれら環状部に挟まれ、円周方向に離間して形成された柱部と、これら柱部間に形成され、円錐ころを保持する矩形状のポケットとを有し、柱部の外周面が、円錐ころのピッチ円直径よりも径方向外方に位置する車輪用軸受装置において、保持器の柱部に当該保持器の外径側から内径側に貫通する潤滑溝が形成され、ポケットの内外が連通されているので、軸受内部に充填された潤滑グリースが柱部の潤滑溝に沿ってポケットの外部から内部に移動すると共に、潤滑溝からも溢れた分が柱部の両壁から円錐ころに付着し、適正な潤滑膜を形成して潤滑性能を高め、耐久性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
【００１３】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記潤滑溝が水平方向に並行して複数設けられていれば、潤滑グリースが軸受回転の遠心力によって潤滑溝に沿ってポケットの外部から内部に容易に移動することができる。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明のように、前記保持器における大径側の環状部の外径が、前記円錐ころの外接円の直径より僅かに小径に形成され、前記外方部材と内方部材間に形成される環状空間内で最大ころ本数が収容されていれば、ころ本数を増加させて軸受剛性を高めると共に、ころ本数の増大に伴う潤滑不足を解消することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る車輪用軸受装置は、内周に外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向するテーパ状の内側転走面が形成された内方部材と、前記両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複数の円錐ころと、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記保持器が、大径側の環状部と小径側の環状部およびこれら環状部に挟まれ、円周方向に離間して形成された柱部と、これら柱部間に形成され、前記円錐ころを保持する矩形状のポケットとを有し、前記柱部の外周面が、前記円錐ころのピッチ円直径よりも径方向外方に位置する車輪用軸受装置において、前記保持器の柱部に当該保持器の外径側から内径側に貫通する潤滑溝が形成され、前記ポケットの内外が連通されているので、軸受内部に充填された潤滑グリースが柱部の潤滑溝に沿ってポケットの外部から内部に移動すると共に、潤滑溝からも溢れた分が柱部の両壁から円錐ころに付着し、適正な潤滑膜を形成して潤滑性能を高め、耐久性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
内周に外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向するテーパ状の内側転走面が形成された内方部材と、前記両転走面間に保持器を介して転動自在に収容された複数の円錐ころと、前記外方部材と内方部材との間に形成される環状空間の開口部に装着されたシールとを備え、前記保持器が、大径側の環状部と小径側の環状部およびこれら環状部に挟まれ、円周方向に離間して形成された柱部と、これら柱部間に形成され、前記円錐ころを保持する矩形状のポケットとを有し、前記柱部の外周面が、前記円錐ころのピッチ円直径よりも径方向外方に位置する車輪用軸受装置において、前記保持器における大径側の環状部の外径が、前記円錐ころの外接円の直径より僅かに小径に形成され、前記外方部材と内方部材間に形成される環状空間内で最大ころ本数が収容されると共に、前記保持器の柱部に当該保持器の外径側から内径側に貫通する潤滑溝が複数形成され、これらの潤滑溝が水平方向に並行して設けられ、前記ポケットの内外が連通されている。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図、図２（ａ）は、本発明に係る保持器を示す断面図、（ｂ）は、（ａ）の変形例を示す。
【００１８】
この車輪用軸受装置は第３世代と呼称される駆動輪用であって、内方部材１と外方部材２、および両部材１、２間に保持器３を介して転動自在に収容された複列の円錐ころ４、４を備えている。内方部材１は、ハブ輪５と、このハブ輪５に所定のシメシロを介して圧入された内輪６とからなる。
【００１９】
ハブ輪５は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ７を一体に有し、外周に一方（アウター側）のテーパ状の内側転走面５ａと、この内側転走面５ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５ｂが形成されている。車輪取付フランジ７の円周方向等配には車輪を固定するハブボルト７ａが植設されている。また、内周にはトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）５ｃが形成されている。そして、ハブ輪５における内側転走面５ａの大径側に円錐ころ４を案内する大鍔５ｄが形成されている。一方、内側転走面５ａの小径側には円錐ころ４を保持するための小鍔は形成されておらず、内側転走面５ａの小径側から肩部５ｅまでストレートに延びて小径段部５ｂに繋がっている。
【００２０】
ハブ輪５はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、内側転走面５ａをはじめ、後述するアウター側のシール８のシールランドとなる車輪取付フランジ７の基部から小径段部５ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。
【００２１】
内輪６は、外周に他方（インナー側）のテーパ状の内側転走面６ａが形成され、この内側転走面６ａの大径側に円錐ころ４を案内する大鍔６ｂと、小径側に円錐ころ４の脱落を防止する小鍔６ｃが形成されている。そして、ハブ輪５の小径段部５ｂに所定のシメシロを介して圧入固定されている。
【００２２】
外方部材２は、外周に懸架装置（図示せず）に取り付けられる車体取付フランジ２ｂを一体に有し、内周に前記内側転走面５ａ、６ａに対向する外向きに開いたテーパ状の複列の外側転走面２ａ、２ａが形成されている。この外方部材２はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、少なくとも複列の外側転走面２ａ、２ａが高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理が施されている。なお、内輪６および円錐ころ４は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。そして、外方部材２と内方部材１との間に形成される環状空間の開口部にシール８、９が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの外部への漏洩と、外部から雨水やダスト等の異物が軸受内部に侵入するのを防止している。
【００２３】
本実施形態では、保持器３は、ＰＡ（ポリアミド）６６等の熱可塑性合成樹脂をベースに、ＧＦ（グラスファイバー）等の強化材を適量含有させたものを射出成形することにより形成されている。この保持器３は、図２（ａ）に示すように、大径側の環状部３ａと小径側の環状部３ｂおよびこれら環状部３ａ、３ｂに挟まれ、円周方向に離間する柱部１０が形成されている。そして、これら柱部１０、１０間に矩形状のポケット１１が形成されている。円錐ころ４はこれらのポケット１１内に転動自在に保持されている。
【００２４】
柱部１０の外周面は、円錐ころ４のピッチ円直径ＰＣＤよりも径方向外方に位置し、大径側の環状部３ａの外径Ｄ１は、円錐ころ４における大端面側の外接円の直径Ｄ０より僅かに小径に形成されている。これにより、従来、保持器無しで収容可能な最大のころ本数より１〜２本少ない円錐ころしか配列できなかったのが、総ころ相当の最大ころ本数を収容することができ、軸受剛性アップを図ることができる。
【００２５】
ここで、保持器３の柱部１０には、保持器３の外径側から内径側に貫通する潤滑溝１２が複数形成されている。この潤滑溝１２は水平方向に並行して設けられ、ポケット１１の内外を連通させている。これにより、軸受内部に充填された潤滑グリースが、矢印Ａで示したように、軸受回転の遠心力によって柱部１０の潤滑溝１２に沿ってポケット１１の外部から内部（図中左側から右側）に移動すると共に、潤滑溝１２からも溢れた分が柱部１０の両壁から円錐ころ４に付着するので、柱部１０と円錐ころ４および各転走面と円錐ころ４等の金属接触部位に適正な潤滑膜が形成される。このような保持器３を採用することにより、ころ本数を増加させて軸受剛性を高めると共に、少なくとも円錐ころ４と保持器３間に適正な潤滑膜を形成し、ころ本数の増大に伴う潤滑不足を解消することができる。したがって、潤滑性能を高めて耐久性の向上を図った車輪用軸受装置を提供することができる。
【００２６】
図２（ｂ）は、（ａ）の保持器３の変形例を示している。この保持器１３は、前述したものと同様、大径側の環状部３ａと小径側の環状部３ｂおよびこれら環状部３ａ、３ｂに挟まれ、円周方向に離間する柱部１４が形成されている。そして、これら柱部１４、１４間に矩形状のポケット１１が形成されている。円錐ころ４はこれらのポケット１１内に転動自在に保持されている。
【００２７】
ここで、保持器１３の柱部１４には、保持器１３の外径側から内径側に貫通する潤滑溝１５が複数形成されている。この潤滑溝１５は円錐ころ４の軸心に略直交して設けられ、ポケット１１の内外を連通させている。これにより、軸受内部に充填された潤滑グリースが、円錐ころ４の転動に伴い、矢印Ｂで示したように、潤滑溝１５に沿ってポケット１１の外部から内部（図中上側から下側）に移動すると共に、潤滑溝１５からも溢れた分が柱部１４の両壁から円錐ころ４に付着するので、柱部１４と円錐ころ４および各転走面と円錐ころ４等の金属接触部位に適正な潤滑膜が形成される。なお、ここでは、保持器３、１３の材質として合成樹脂を例示したが、これに限らず、例えば、冷間圧延鋼鈑（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）等からなる鋼板をプレス加工にて形成した鋼板製であっても良い。
【００２８】
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明に係る車輪用軸受装置は、例えば、複列の円錐ころ軸受で構成され、保持器のＰＣＤを大きくして外方部材側に寄せ、ころ本数を増大させて軸受剛性を高めた車輪用軸受装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明に係る保持器単体の断面図である。  （ｂ）は、（ａ）の変形例を示す。
【図３】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図４】同上、組立方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・・・・・・・・・内方部材
２・・・・・・・・・・・外方部材
２ａ・・・・・・・・・・外側転走面
２ｂ・・・・・・・・・・車体取付フランジ
３、１３・・・・・・・・保持器
３ａ・・・・・・・・・・大径側の環状部
３ｂ・・・・・・・・・・小径側の環状部
４・・・・・・・・・・・円錐ころ
５・・・・・・・・・・・ハブ輪
５ａ、６ａ・・・・・・・内側転走面
５ｂ・・・・・・・・・・小径段部
５ｃ・・・・・・・・・・セレーション
５ｄ、６ｂ・・・・・・・大鍔
５ｅ・・・・・・・・・・肩部
６・・・・・・・・・・・内輪
６ｃ・・・・・・・・・・小鍔
７・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
７ａ・・・・・・・・・・ハブボルト
８、９・・・・・・・・・シール
１０、１４・・・・・・・柱部
１１・・・・・・・・・・ポケット
１２、１５・・・・・・・潤滑溝
５０・・・・・・・・・・車輪用軸受装置
５１・・・・・・・・・・外方部材
５１ａ・・・・・・・・・外側転走面
５１ｂ・・・・・・・・・車体取付フランジ
５２・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５３・・・・・・・・・・ハブ輪
５３ａ、５４ａ・・・・・内側転走面
５３ｂ・・・・・・・・・小径段部
５３ｃ・・・・・・・・・加締部
５４・・・・・・・・・・内輪
５５・・・・・・・・・・内方部材
５６・・・・・・・・・・円錐ころ
５７・・・・・・・・・・保持器
５８、５９・・・・・・・シールリング
６０・・・・・・・・・・ポケット
６１・・・・・・・・・・柱部
６２、６３・・・・・・・小鍔部
ｄ・・・・・・・・・・・円錐ころの最小外接円の直径
Ｄ・・・・・・・・・・・シールリングの内径
Ｄ０・・・・・・・・・・円錐ころにおける大端面側の外接円の直径
Ｄ１・・・・・・・・・・保持器における大径側の環状部の外径
ＰＣＤ・・・・・・・・・円錐ころのピッチ円直径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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