(57)【要約】【課題】かしめ部によって内輪を固定する車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットにおいて、かしめ部の形成作業に伴う内輪の弾性変形に拘らず、内輪軌道に施したクラウニングが適正になるようにしてエッジロードが加わらないようにする。【解決手段】アウター列内輪軌道２０ａのクラウニング頂点に対してインナー列内輪軌道２０ｂのクラウニング頂点を小径側にずらし、かつ、インナー列内輪軌道２０ｂの大径側ドロップ量ｈｉＬをアウター列内輪軌道２０ａの大径側ドロップ量ｈｏＬより大きくする（ｈｉＬ＞ｈｏＬ）。【選択図】    図１
2004176746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に複列の外輪軌道を有する外輪と、
外周に複列の内輪軌道とを有するハブと、
外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に介在する複列の円すいころとを備え、
前記ハブが、外周に車輪を固定するためのフランジと支持段部を有するハブ本体と、ハブ本体の支持段部に嵌合した一対の内輪とで構成され、各内輪の外周面に前記内輪軌道が形成され、少なくともインナー列内輪軌道にクラウニングを施してあり、
前記内輪が、前記支持段部の外端部に存在する段差面と、ハブ本体の内端部に設けた円筒部を半径方向外方に塑性変形させることによって形成したかしめ部との間に固定された、車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットにおいて、
アウター列内輪軌道のクラウニング頂点に対してインナー列内輪軌道のクラウニング頂点を小径側にずらし、かつ、インナー列内輪軌道の大径側ドロップ量をアウター列内輪軌道の大径側ドロップ量より大きくしたことを特徴とする車輪支持用複列円すいころ軸受ユニット。
【請求項２】
内周に複列の外輪軌道を有する外輪と、
外周に複列の内輪軌道とを有するハブと、
外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に介在する複列の円すいころとを備え、
前記ハブが、外周に車輪を固定するためのフランジとアウター列内輪軌道と支持段部を有するハブ本体と、ハブ本体の支持段部に嵌合し外周面にインナー列内輪軌道を形成した内輪とで構成され、少なくともインナー列内輪軌道にクラウニングを施してあり、
前記内輪が、支持段部の外端部に存在する段差面と、ハブ本体の内端部に設けた円筒部を半径方向外方に塑性変形させることによって形成したかしめ部との間に固定された、車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットにおいて、
アウター列内輪軌道のクラウニング頂点に対してインナー列内輪軌道のクラウニング頂点を小径側にずらし、かつ、インナー列内輪軌道の大径側ドロップ量をアウター列内輪軌道の大径側ドロップ量より大きくしたことを特徴とする車輪支持用複列円すいころ軸受ユニット。
【請求項３】
インナー列内輪軌道の軌道幅がアウター列内輪軌道の軌道幅と等しいか、アウター列内輪軌道の軌道幅よりもわずかに短いことを特徴とする請求項１または２に記載の車輪支持用複列円すいころ軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、小型トラックや大型乗用車等、比較的重量が嵩む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車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するのに、車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットを使用する。この種の車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットは、１個の複列外輪と２個の内輪とをもつ複列円すいころ軸受の形式が一般的であり、懸架装置を構成するナックル等に外輪を固定し、車輪を固定するためのハブに内輪を嵌合させる構造のものが知られている。ハブと嵌合した内輪を軸方向に固定するための手段として、ハブの軸端部を半径方向外方に塑性変形させてかしめることも知られている。
【０００３】
外輪軌道と内輪軌道との間に複列の円すいころが転動自在に介在する。各軌道は、円すいころの転動面との当接部にエッジロードが加わらないようにクラウニングを施してある。従来標準的に行なわれているクラウニングの断面形状は、図４に幾分誇張して示すように、軸方向に関する中間部２を大きな曲率半径Ｒの凸円弧とし、軸方向に関する両端部４を小さな曲率半径ｒの凸円弧としている。そして、これら両部２，４の曲率半径Ｒ，ｒの曲率中心は、いずれも、内輪軌道の軸方向中心で内輪軌道と直交する直線である、中心線α上にある。
【０００４】
すなわち、曲率中心が存在する中心線αから中間部２の軸方向両端縁までの距離Ｘ０同士、ならびに、中心線αから両端部４の端縁までの距離Ｙ０同士を互いに等しくしている。したがって、中間部２および両端部４のドロップ量（中心線αに直交する、内輪軌道の接線に対して、当該部分が半径方向内方に変位している長さ寸法）δ０，δ１は、内輪軌道の両端部で互いに一致している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１６８２４６号公報（段落番号０００６、０００７、図３）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上に略述したような構成の車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットは、その製造過程において、かしめ部の形成作業に伴って、内輪の内端部に、半径方向外方に向かう大きな力が加わり、この内端部が半径方向外方に弾性変形する。そして、弾性変形した場合には、この内輪の外周面に形成した内輪軌道の断面形状が所望のものからずれて、円すいころの転動面との当接部の一部にエッジロードが発生しやすくなる。
【０００７】
すなわち、軌道にエッジロードが発生するのを防止するために施したクラウニングの形状が崩れることによって、エッジロードの防止という目的が達成しにくくなる。具体的には、内輪軌道に施したクラウニングのうち、軸方向内端寄り部分のドロップ量が減少もしくは消失してしまう。この結果、内輪軌道の内端部と円すいころの転動面の内端縁との当接部に、エッジロードに基づく高面圧が加わりやすくなる。このようなエッジロードに基づく高面圧は、内輪軌道の転がり疲れ寿命を短くする原因となるため、好ましくない。
【０００８】
軌道面上を転動体が通過するたびに、軌道および転動面の表面近くに圧縮、引張およびせん断応力が発生する。この繰り返し応力による材料の疲労現象を転がり疲労という。初期段階では外見には表れないが、残留応力、顕微鏡組織の変化が生じ、微細なクラックが発生する。これが進展してピッチング、フレーキングに至り、軸受は使用できなくなる。
【０００９】
本発明の目的は、上述の問題点を解消した車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内周に複列の外輪軌道１０ａ，１０ｂを有する外輪１０と、外周に複列の内輪軌道２０ａ，２０ｂとを有するハブ２０と、外輪軌道１０ａ，１０ｂと内輪軌道２０ａ，２０ｂとの間に転動自在に介在する複列の円すいころ３０とを備え、前記ハブ２０が、外周に車輪を固定するためのフランジ２４と支持段部２３を有するハブ本体２２と、ハブ本体２２の支持段部に嵌合した一対の内輪２６，２８とで構成され、各内輪２６，２８の外周面に前記内輪軌道２０ａ，２０ｂが形成され、少なくともインナー列内輪軌道２０ｂにクラウニングを施してあり、前記内輪２６，２８が、支持段部２３の外端部に存在する段差面２９と、ハブ本体２２の内端部に設けた円筒部２５を半径方向外方に塑性変形させることによって形成したかしめ部２７との間に固定された、車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットにおいて、アウター列内輪軌道２０ａのクラウニング頂点に対してインナー列内輪軌道２０ｂのクラウニング頂点を小径側にずらし、かつ、インナー列内輪軌道２０ｂの大径側ドロップ量ｈｉＬをアウター列内輪軌道２０ａの大径側ドロップ量ｈｏＬより大きくしたことを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明は、内周に複列の外輪軌道１０ａ，１０ｂを有する外輪１０と、外周に複列の内輪軌道２０ａ，２０ｂとを有するハブ２０´と、外輪軌道１０ａ，１０ｂと内輪軌道２０ａ，２０ｂとの間に転動自在に介在する複列の円すいころ３０とを備え、前記ハブ２０´が、外周に車輪を固定するためのフランジ２４とアウター列内輪軌道２０ａと支持段部２３´を有するハブ本体２２´と、ハブ本体２２´の支持段部に嵌合し外周面にインナー列内輪軌道２０ｂを形成した内輪２８とで構成され、少なくともインナー列内輪軌道２０ｂにクラウニングを施してあり、前記内輪２８が、支持段部２３´の外端部に存在する段差面２９´と、ハブ本体２２´の内端部に設けた円筒部２５を半径方向外方に塑性変形させることによって形成したかしめ部２７との間に固定された、車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットにおいて、アウター列内輪軌道２０ａのクラウニング頂点に対してインナー列内輪軌道２０ｂのクラウニング頂点を小径側にずらし、かつ、インナー列内輪軌道２０ｂの大径側ドロップ量ｈｉＬをアウター列内輪軌道２０ａの大径側ドロップ量ｈｏＬより大きくしたことを特徴とするものである。
【００１２】
インナー列内輪軌道２０ｂの軌道幅Ｌｉは、アウター列内輪軌道２０ａの軌道幅Ｌｏと等しいか、アウター列内輪軌道の軌道幅Ｌｏよりもわずかに短くすることができる。
【００１３】
本発明によれば、ハブ本体２２，２２´の内端部に設けた円筒部２５を半径方向外方に塑性変形させてかしめ部２７を形成するのに伴って、別体の内輪２８の内端部が半径方向外方に弾性変形した場合でも、この内輪２８の外周面に設けたインナー列内輪軌道２０ｂのクラウニングの機能を、このインナー列内輪軌道２０ｂの内端部分でも確保できる。このため、インナー列内輪軌道２０ｂと円すいころ３０の転動面の内端縁との当接部にエッジロードが加わりにくくなって、インナー列内輪軌道２０ｂの、延いては車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットの転がり疲れ寿命が向上する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従って本発明の実施の形態を説明する。まず、図２および図３に従って車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットの基本構成を説明した後、図１に従って本発明の実施の形態を説明することとする。
【００１５】
図２に示すように、車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットは、外輪１０と、ハブ２０と、複数個の円すいころ３０を備える。外輪１０は、内周面にそれぞれが円すい凹面状であるアウター列外輪軌道１０ａおよびインナー列外輪軌道１０ｂを形成し、外周に懸架装置に固定するための取付け部１２を形成している。ここで、複列軌道のうち、自動車に組み付けた状態で外側となる方をアウター列、内側となる方をインナー列と呼ぶこととする。同様に、「内」、「外」というときは、自動車に組み付けた状態の車両の幅方向で見た内側、外側を意味するものとする。
【００１６】
外輪１０の内径側に、外輪１０と同心にハブ２０が位置している。ハブ２０は、ハブ本体２２と一対の内輪２６，２８とで構成されている。ハブ本体２２は、外周の外端部に車輪を固定するためのフランジ２４を形成している。また、ハブ本体２２の外周面の中間部から内端部に至る部分に、支持段部２３を形成している。この支持段部２３に一対の内輪２６，２８をしまりばめにより圧入している。外側の内輪２６は外周面にアウター列内輪軌道２０ａを形成している。内側の内輪２８は外周面にインナー列内輪軌道２０ｂを形成している。そして、外輪軌道１０ａ，１０ｂと内輪軌道２０ａ，２０ｂとの間に、複数個の円すいころ３０を、それぞれ合成樹脂製あるいは金属製の保持器３２により転動自在に保持した状態で設けている。
【００１７】
ハブ本体２２の内端部に設けた円筒部２５を半径方向外方に塑性変形させることにより形成したかしめ部２７により第二の内輪２８の内端面を押さえつけ、一対の内輪２６，２８をかしめ部２７と支持段部２３の外端部に存在する段差面２９との間で挟持することにより、一対の内輪２６，２８をハブ本体２２に固定している。また、内輪２８の内端面をかしめ部２７により押さえつけることにより、円すいころ３０と各軌道１０ａ，１０ｂ，２０ａ，２０ｂとで構成される軸受部に予圧が付与される。
【００１８】
本発明の対象となる車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットには、図３に示すように、ハブ２０´を構成するハブ本体２２´の中間部外周面に直接内輪軌道２０ａを形成した構造のものも含まれる。この場合には、このハブ本体２２´の外周面の内端部にのみ、１個の内輪２８を圧入するための支持段部２３´を設け、支持段部２３´の外端部に存在する段差面２９´に内輪２８の外端面を当接させる。
【００１９】
さらに、外輪１０の両端部内周面にはシールリング（組み合わせシールリング）１４，１６を設けて、円すいころ３０を含む軸受空間３４の両端開口部を塞いでいる。なお、図示例は駆動輪支持用の複列円すいころ軸受ユニットであることから、ハブ本体２２，２２´の中心部にスプライン孔２１を設けている。
【００２０】
上述の構成の車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットを自動車に組み付ける際には、外輪１０の取付け部１２を懸架装置を構成するナックル等に固定するとともに、フランジ２４に車輪を固定する。これにより、車輪が懸架装置に対して回転自在に支持された状態となる。そして、ハブ本体２２のスプライン孔２１に、図示しない等速自在継手に付属のスプライン軸を挿入して固定することにより、ハブ本体２２を介して車輪にトルクを伝達できるようになる。
【００２１】
続いて、図１に示す実施の形態について説明する。これは、かしめ部２７（図２〜３参照）の形成作業に伴って内輪２８の内端部に加わる、半径方向外方に向かう力によってこの内輪２８の外周面に形成したインナー列内輪軌道２０ｂの形状が変化した場合でも、このインナー列内輪軌道２０ｂに施したクラウニングの機能が損なわれないようにしたものである。
【００２２】
図１はインナー列内輪軌道面形状とアウター列内輪軌道面形状を重ねて図示したもので、実線がインナー列内輪軌道面形状（図２、図３におけるＢ部参照）を表しており、二点鎖線がアウター列内輪軌道面形状（図２、図３におけるＡ部参照）を表している。なお、同図の右側が大径側、左側が小径側である。
【００２３】
図１から理解できるとおり、アウター列内輪軌道２０ａのクラウニング頂点に対してインナー列内輪軌道２０ｂのクラウニング頂点をΔ分小径側にずらしてある。そして、アウター列内輪軌道面２０ａは、二点鎖線で表されているとおり、曲率中心Ｏｏから、曲率半径Ｒｏにてクラウニングを施してあり、軌道幅Ｌｏのうち大径側端部については、曲率半径ＲｏＬ（＜Ｒｏ）にてつないである。インナー列内輪軌道面２０ｂは、実線で表されているとおり、曲率中心Ｏｉから、曲率半径Ｒｉにてクラウニングを施してあり、軌道幅Ｌｉのうち大径側端部については、曲率半径ＲｉＬ（＜Ｒｉ）にてつないである。小径側におけるクラウニングのドロップ量はアウター、インナー共同じ（ｈｏＳ＝ｈｉＳ）であるが、大径側におけるクラウニングのドロップ量はアウターよりもインナーが大きい（ｈｏＬ＜ｈｉＬ）。
【００２４】
以上を整理すると次のとおりである。
軌道幅：（Ｌｉ≦Ｌｏ）
大径側ドロップ量：（ｈｉＬ＞ｈｏＬ）
小径側ドロップ量：（ｈｉＳ＝ｈｏＳ）
上述の構成の車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットによれば、ハブ本体２２の内端部に設けた円筒部２５を半径方向外方に塑性変形させてかしめ部２７（図２〜３参照）を形成するのに伴って、インナー列内輪軌道２０ｂの内端部が半径方向外方に弾性変形した場合でも、インナー列内輪軌道２０ｂの内端部分でも適正なクラウニングの機能を確保できる。このため、インナー列内輪軌道２０ｂと円すいころ３０の転動面の内端縁との当接部にエッジロードが加わりにくくなって、インナー列内輪軌道２０ｂの転がり疲れ寿命が改善される。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、インナー列内輪軌道の転がり疲れ寿命が向上し、したがって、すぐれた耐久性を有する車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す、車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットの軌道の断面図である。
【図２】車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットの断面図である。
【図３】別の車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットの断面図である。
【図４】従来の技術を示す図１と類似の断面図である。
【符号の説明】
１０          外輪
１０ａ        アウター列外輪軌道
１０ｂ        インナー列外輪軌道
１２          取付け部
１４          シールリング
１６          シールリング
２０，２０´  ハブ
２０ａ        アウター列内輪軌道
２０ｂ        インナー列内輪軌道
２１          スプライン孔
２２，２２´  ハブ本体
２３，２３´  支持段部
２４          フランジ
２５          円筒部
２６          内輪
２７          かしめ部
２８          内輪
２９，２９´  段差面
３０          円すいころ
３２          保持器
３４          空間
ｈｏＬ          アウター列内輪軌道のクラウニングの大径側ドロップ量
ｈｉＬ          インナー列内輪軌道のクラウニングの大径側ドロップ量
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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