(57)【要約】【課題】分解、組付けがし易く、メンテナス性に優れた車輪支持用ハブユニット軸受を提供する。【解決手段】バギー車１０の後輪を支持する車輪支持用ハブユニット軸受４４を、一体型外輪４９と一対の内輪５０、５１とを用いてユニット化する。外輪４９を締り嵌めによって後車軸ケース４３に嵌合すると共に、内輪５０，５１を中間嵌めによってハブ４２に嵌合し、一対の内輪５０，５１を軸方向に押圧することで予圧を付与する。【選択図】図３
2008064231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに内嵌され、内周面に複列の外輪軌道面が形成される一体型外輪と、軸部材に外嵌され、外周面に単列の内輪軌道面がそれぞれ形成される一対の内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に複列に配置される複数の転動体と、を備える車輪支持用ハブユニット軸受であって、
前記外輪は締り嵌めによって前記ハウジングに嵌合され、前記内輪は中間嵌めによって前記軸部材に嵌合され、且つ、
前記一対の内輪を軸方向に押圧することで予圧が付与されることを特徴とする車輪支持用ハブユニット軸受。
【請求項２】
前記軸部材は、車軸とスプライン嵌合されるハブであり、
前記一対の内輪は、前記ハブを前記車軸にナットによって固定することで軸方向に押圧されることを特徴とする請求項１に記載の車輪支持用ハブユニット軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪支持用ハブユニット軸受に関し、より詳細には、トラクター、バギー車、ゴルフカート等の車両の車輪を回動自在に支持する車輪支持用ハブユニット軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２は、従来の四輪駆動のバギー車の後車軸部分を示す。後車軸２０１は、車軸ケース２０２に対して一対の単列玉軸受２０３ａ、２０３ｂによって回転自在に支持されている。また、後車軸２０１には、図示しないホイール部材が固定されたハブ２０５がスプライン嵌合され、ナット２０６によって締結されている。
【０００３】
単列玉軸受２０３ａ、２０３ｂでは、内輪２０７ａ、２０７ｂが後車軸２０１に外嵌され、外輪２０８ａ、２０８ｂが車軸ケース２０２に内嵌されており、車軸ケース２０２の内向き突部２０２ａと間座２０９によって軸方向に所定の間隔を持って配置されている。また、一対の単列玉軸受２０３ａ、２０３ｂの軸方向外方には、シール２１０、２１１が配設されており、外部から単列玉軸受２０３ａ、２０３ｂへの水、泥等の異物の進入を防止している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、バギー車等では、過酷な条件で使用されること多く、車軸部分を分解してメンテナンスすることが要求される。しかしながら、図１２に示す構造では、一対の単列玉軸受２０３ａ、２０３ｂや間座２０９が独立して組み込まれているので、分解や再組付けに多くの工数を要するという問題がある。
【０００５】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、分解、組付けがし易く、メンテナス性に優れた車輪支持用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】
【０００６】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  ハウジングに内嵌され、内周面に複列の外輪軌道面が形成される一体型外輪と、軸部材に外嵌され、外周面に単列の内輪軌道面がそれぞれ形成される一対の内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に複列に配置される複数の転動体と、を備える車輪支持用ハブユニット軸受であって、
前記外輪は締り嵌めによって前記ハウジングに嵌合され、前記内輪は中間嵌めによって前記軸部材に嵌合され、且つ、
前記一対の内輪を軸方向に押圧することで予圧が付与されることを特徴とする車輪支持用ハブユニット軸受。
（２）  前記軸部材は、車軸とスプライン嵌合されるハブであり、
前記一対の内輪は、前記ハブを前記車軸にナットによって固定することで軸方向に押圧されることを特徴とする上記（１）に記載の車輪支持用ハブユニット軸受。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の車輪支持用ハブユニット軸受によれば、一体型外輪と一対の内輪とを用いてユニット化したので、分解、組付け時に従来のように複数の転がり軸受を個々に取り扱う煩雑さがなく、また間座が不要となり、メンテナンスを容易に行なうことができる。更に、外輪を締り嵌めによってハウジングに嵌合すると共に、内輪を中間嵌めによって軸部材に嵌合し、一対の内輪を軸方向に押圧することで予圧を付与しているので、外輪及び内輪を締り嵌めとした従来の構成に比べて、内輪及び外輪を組み込みやすくなり、また、転がり軸受の剛性も高められて軸受寿命を長期化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（第１実施形態）
まず、本発明に係る車輪支持用ハブユニット軸受の第１実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【０００９】
図１は本発明の車輪支持用ハブユニット軸受が後輪に適用された四輪駆動のバギー車の斜視図である。
バギー車１０は、操向される一対の前輪１１と向き固定された一対の後輪１２とを備え、車体の前後方向中間部には運転席１３、前部にはエンジンルーム１４、後部には荷台１５を備えている。
【００１０】
図２に示すように、前輪１１を支持する前車軸部分では、前車軸２１とスプライン嵌合されたハブ２２が図示しないサスペンション機構を介して独立懸架された前車軸ケース２４に一対の玉軸受２５によって回転自在に支持されている。ハブ２２には、前輪１１の図示しないホイール部材が取り付けられる。前車軸２１は、軸継手２８を介して動力伝達軸２９に連結されている。
【００１１】
前車軸ケース２４の内部には、湿式多板型の前輪ブレーキ３０が組み込まれている。前輪ブレーキ３０は、軸方向における一対の玉軸受２５間で、前車軸２１と前車軸ケース２４内面との間に介装された複数の摩擦板３１と、前車軸ケース２４に対して摺動するリング状ピストン３２とを備えている。リング状ピストン３２は、配管３３を介して供給される圧油によって摩擦板３１を接近する方向に変位し、前車軸２１に制動力を付与するとともに、復帰ばね３４及び押圧板３５によって制動を解除する方向に復帰変位される。
【００１２】
一方、図３に示すように、後輪２２を支持する後車軸部分では、後車軸４１と固定された軸部材であるハブ４２がハウジングである後車軸ケース４３にハブユニット軸受４４によって回転自在に支持されている。後車軸４１は、軸継手４５を介して動力伝達軸４６に連結されており、また、ハブ４２は、後車軸４１にスプライン嵌合されてナット４７によって後車軸４１と締結されており、そのフランジ部４２ａに後輪１２のホイール部材４８を固定する。
【００１３】
ハブユニット軸受４４は、複列の外輪軌道面４９ａ、４９ａが内周面に形成された一体型外輪４９と、内輪軌道面５０ａ、５１ａが外周面にそれぞれ形成された一対の独立した内輪５０、５１と、保持器５２、５２によって回動自在に保持されて外輪軌道面４９ａ、４９ａと内輪軌道面５０ａ、５１ａとの間に転動自在に配設された転動体である複数の玉５３とを有する。一体型外輪４９と内輪５０、５１の両端部には、玉５３の軸方向外側にシール部材５４が配置されて軸受内部に異物が進入するのを防止している。
【００１４】
一体型外輪４９の外周部４９ｂは、締り嵌め（例えば、外径φ６２ｍｍにおいて締め代を−０．０８５ｍｍ〜−０．０５５ｍｍとする）によって後車軸ケース４３に内嵌され、内輪５０、５１の内周部５０ｂ、５１ｂは、中間嵌め（例えば、内径φ３０ｍｍにおいて締め代を−０．００４ｍｍ〜＋０．００９ｍｍとする）によってハブ４２に外嵌されている。
【００１５】
また、ハブユニット軸受４４は、一体型外輪４９を後車軸ケース４３に内嵌させて止め輪５５によって軸方向に固定し、次いで、内輪５０、５１をハブ４２に外嵌させて、更にスプライン嵌合したハブ４２と後車軸４１とをナット４７で締結固定することで、組み付けられる。これにより、ハブユニット軸受４４には、一対の内輪５０，５１が軸方向に押圧されることで予圧が付与される。
【００１６】
従って、本実施形態によれば、バギー車１０の後輪を支持する車輪支持用ハブユニット軸受４４を、一体型外輪４９と一対の内輪５０、５１とを用いてユニット化したので、分解、組付け時に従来のように複数の転がり軸受を個々に取り扱う煩雑さがなく、また間座が不要となり、メンテナンスを容易に行なうことができる。
【００１７】
更に、一体型外輪４９を締り嵌めによって後車軸ケース４３に嵌合すると共に、内輪５０，５１を中間嵌めによってハブ４２に嵌合し、一対の内輪５０，５１を軸方向に押圧することで予圧が付与されているので、内輪５０，５１及び一体型外輪４９を組み込みやすくなり、また、転がり軸受の剛性も高められて軸受寿命を長期化することができる。
【００１８】
なお、ハブユニット軸受４４は、複列玉軸受の代わりに、図４に示すような複列円すいころ軸受６０に置き換えてもよい。この複列円すいころ軸受６０は、複列の外輪軌道面６１ａ、６１ａが内周面に形成された一体型外輪６１と、内輪軌道面６２ａ、６３ａが外周面にそれぞれ形成された一対の内輪６２、６３と、保持器６４、６４によって回動自在に保持され、外輪軌道面６１ａ、６１ａと内輪軌道面６２ａ、６３ａとの間に転動自在に配設された転動体である複数の円すいころ６５とを有する。
【００１９】
このような複列円すいころ軸受６０においても、一体型外輪６１の外周部６１ｂを締り嵌めによって後車軸ケース４３に内嵌し、内輪６２、６３の内周部６２ｂ、６３ｂを中間嵌めによって軸部材であるハブ４２に外嵌し、ハブ４２を後車軸４１に締結固定することで一対の内輪６２，６３を軸方向に押圧することで予圧が付与される。
【００２０】
（第２実施形態）
次に、本発明の車輪支持用ハブユニット軸受の第２実施形態について図５を参照して説明する。なお、第１実施形態と同等部分については同一符号を付して説明を省略或は簡略化する。
【００２１】
図５に示すように、第２実施形態の車輪支持用ハブユニット軸受７０では、第１実施形態のハブユニット軸受４４と同様に、一対の内輪５０，５１と、保持器５２、５２と、玉５３と、シール部材５４を備えると共に、第１実施形態の一体型外輪４９と後車軸ケース４３とを一体化したフランジ付き外輪７１を備える。このため、外輪７１の内周面には、２列の外輪軌道面７１ａ、７１ａが形成され、半径方向外方に突出するフランジ７１ｂにはハウジングであるギヤケース７２がボルト７３によって固定されている。
【００２２】
従って、本実施形態の車輪支持用ハブユニット軸受７０によれば、第１実施形態で述べた効果に加えて、外輪をハウジングに圧入する必要がなく、分解、組付けを更に容易にすることができる。
【００２３】
（第３実施形態）
次に、本発明の車輪支持用ハブユニット軸受の第３実施形態について図６を参照して説明する。なお、第２実施形態と同等部分については同一符号を付して説明を省略或は簡略化する。
【００２４】
図６に示すように、第３実施形態の車輪支持用ハブユニット軸受８０では、第２実施形態のハブユニット軸受７０と同様に、フランジ付き一体型外輪７１と、内輪５０と、保持器５２、５２と、玉５３と、シール部材５４を備えると共に、第２実施形態のハブ４２と内輪５１とを一体としたハブ輪８１を備える。このため、ハブ輪８１は、後車軸４１とスプライン嵌合し、ナット４７で後車軸４１と締結固定され、また、ハブ輪８１の外周面には、ホイール部材４８が取付けられるフランジ部８１ａ、内輪軌道面８１ｂ、及び小径端部８１ｃが形成され、さらに小径端部８１ｃには内輪５０が嵌合する。
【００２５】
従って、本実施形態の車輪支持用ハブユニット軸受８０によれば、第２実施形態で述べた効果に加えて、一方の内輪とハブとを中間嵌めで嵌合する必要がなく、分解、組付けが更に容易であり、メンテナンス性が向上する。
【００２６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態として、乗用芝刈り機のブレードを回転自在に支持する支持部について図９〜図１１を参照して説明する。
【００２７】
図９に示すように、乗用型芝刈り機１００は、車体１０４に配設された左右一対の前輪１０１と左右一対の後輪１０２間の下部に、モーア１０３が四連リンク機構（図示せず）によって吊り下げられている。モーア１０３は、リンク機構を油圧シリンダによって昇降操作することにより略平行に昇降する。モーア１０３には、障害物乗り越え用の遊転輪１０８が配備されており、モーア１０３が地上の斜面や隆起部などに接近すると、遊転輪１０８が隆起部などに乗り上がってモーア１０３と隆起部などとの接触が回避されるようになっている。
【００２８】
車体１０４の後部にはエンジン（図示せず）が搭載されると共に、その前部には運転席１０５が配置されている。エンジンの出力は走行系と作業系とに分岐され、走行系の動力は無段変速装置などを介して後輪１０２に伝達されて乗用型芝刈り機１００を走行させる。また、作業系の動力は、ベルトなどの動力伝達部材（図示せず）を介して後述するモーア１０３の回転ブレード１０６に伝達される。図１０に示すように、モーア１０３は、下向きに開放されたモーアデッキ１０７の内部に、軸心周りに回転駆動される３枚の回転ブレード１０６（１０６Ｌ，１０６Ｃ，１０６Ｒ）が配設されている。
【００２９】
図１１に示すように、回転ブレード１０６は、このブレード１０６が締結固定されたブレード軸１１１を一対の単列軸受１１２、１１２を介して、モーアデッキ１０７に固定されたハウジング１１３に取り付けることで、モーアデッキ１０７に回転自在に支持される。
【００３０】
ハウジング１１３は、中心を上下方向に貫通する貫通孔１１３ａを形成することで略円筒形状に形成されており、その一部がモーアデッキ１０７の天板部１０７ａを貫通してねじ１１４（図１０参照）によりモーアデッキ１０７に固定されている。
【００３１】
一対の単列軸受１１２、１１２では、外輪１１５が貫通穴１１３ａに内嵌され、内輪１１６がブレード軸１１１に外嵌されており、外輪１１５及び内輪１１６の両軌道面間に玉１１７が配置される。一対の外輪１１５及び一対の内輪１１６は、それぞれの間に配置されたハウジング１１３の内向き突部１１３ｂと間座１１８によって所定の距離離間して配置されている。
【００３２】
ブレード軸１１１の下端には、ハウジング１１３の下部外周を覆うカバー部材１１９及び回転ブレード１０６がボルト１２０によって固定され、また、ブレード軸１１１の上端には、ベルト等の動力伝達部材が巻き掛けられるプーリ１２１がナット１２２によって固定されている。
【００３３】
また、一対の単列軸受１１２、１１２の軸方向両側には、ブレード軸１１１の段差部１１ａの外周面とハウジング１１３の内周面との間、及び、ブレード軸１１１に外嵌されたスリーブ１２３の外周面とハウジング１１３の内周面との間に、シール１２４、１２４が装着されている。
【００３４】
このように構成されたモーア１０３では、エンジンの出力がベルト等の動力伝達部材を介してプーリ１２１に伝達され、ブレード軸１１１を回転させると、回転ブレード１０６が回転して芝をカットする。
【００３５】
また、一対の単列軸受１１２、１１２が配置されるブレード軸１１１とハウジング１１３との間の環状空間にグリース等の潤滑油が封入されるが、この環状空間は単列軸受１１２，１１２の軸方向両側に配置されたシール１２４、１２４によって密封されているため、内部からグリース等の潤滑油が漏れ出すことが阻止され、また、外部からの異物の進入が防止される。
【００３６】
なお、単列軸受１１２，１１２の軸方向両側にシール１２４，１２４を配置する代わりに、一対の単列軸受１１２，１１２は、軸受自体の軸方向両端部にシール部材を配置したシール付軸受とし、各軸受の軸受空間内にグリース等の潤滑油を封入するようにしてもよい。
【００３７】
尚、本発明は、前述した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
【実施例】
【００３８】
本発明の効果を確認するため、第１実施形態に係るハブユニット軸受を用いた実施例と、図１２に示した従来の一対の単列玉軸受を用いた比較例について試験を行なった。実施例及び比較例の主要寸法、内部仕様、定格荷重を表１に示す。また、実施例では、内輪と軸部材との嵌めあいは−０．００４ｍｍ〜＋０．００９ｍｍの中間嵌めとし、外輪とハウジングとの嵌めあいは、−０．０８５ｍｍ〜−０．０５５ｍｍの締り嵌めとしている。転がり疲れ寿命の計算結果を表２に示す。
【００３９】
【表１】
2008064231.tif 000003
【００４０】
【表２】
2008064231.tif 000004
【００４１】
表１及び表２から分かるように、第１実施形態にように軸受をユニット化とすることで、基本動定格荷重を増加させて疲れ寿命を長寿命とすることができる。
【００４２】
次に、上記実施例及び比較例を用いて、軸受すきま、及び予圧力の大きさを変更したときの旋回加速度と乗り上げ率の関係について試験を行なった。図７は実施例の旋回加速度と乗り上げ率の関係を示し、図８は従来例の旋回加速度と乗り上げ率の関係を示す。尚、乗り上げ率とは、接触楕円が持つ長半径と接触楕円から軌道輪肩部までの比率を言い、マイナスは乗り上げを意味する。
【００４３】
図８に示すように、従来例では、旋回加速度が小さい段階から乗り上げ率がマイナスを示しており、玉が肩部に乗り上げ易いことがわかる。一方、図７に示すように、実施例では、旋回加速度が略０．４５Ｇまでは乗り上げ率がプラスであり、それ以後も急激な低下は見られず、従来例と比較して玉の乗り上げ率が大幅に向上していることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の車輪支持用ハブユニット軸受が適用される四輪駆動のバギー車の斜視図である。
【図２】バギー車の前車軸部分を示す要部縦断面図である。
【図３】第１実施形態の車輪支持用ハブユニット軸受が適用されるバギー車の後車軸部分を示す要部縦断面図である。
【図４】第１実施形態の変形例として適用される複列円すいころ軸受の縦断面図である。
【図５】第２実施形態の車輪支持用ハブユニット軸受が適用されるバギー車の後車軸部分を示す要部縦断面図である。
【図６】第３実施形態の車輪支持用ハブユニット軸受が適用されるバギー車の後車軸部分を示す要部縦断面図である。
【図７】第１実施形態のハブユニット軸受の旋回加速度と乗り上げ率との関係を示すグラフである。
【図８】２つの単列玉軸受を用いた従来例の旋回加速度と乗り上げ率との関係を示すグラフである。
【図９】乗用芝刈り機の外観斜視図である。
【図１０】斜め下方から見たモーアの斜視図である。
【図１１】ブレードを回転自在に支持する支持部の縦断面である。
【図１２】一対の単列玉軸受により車軸を支持する従来の後車軸部分の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  バギー車
４１  後車軸
４２  ハブ（軸部材）
４３  後車軸ケース（ハウジング）
４４  ハブユニット軸受（車輪支持用ハブユニット軸受）
４９  一体型外輪
４９ａ  外輪軌道面
５０，５１  内輪
５０ａ，５１ａ  内輪軌道面
５３  玉（転動体）
【図１】
2008064231.tif 000005
【図２】
2008064231.tif 000006
【図３】
2008064231.tif 000007
【図４】
2008064231.tif 000008
【図５】
2008064231.tif 000009
【図６】
2008064231.tif 000010
【図７】
2008064231.tif 000011
【図８】
2008064231.tif 000012
【図９】
2008064231.tif 000013
【図１０】
2008064231.tif 000014
【図１１】
2008064231.tif 000015
【図１２】
2008064231.tif 000016