(57)【要約】【課題】組立性およびシールの密封性能の向上を図った車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】一端部に車輪取付フランジ３を一体に有し、この車輪取付フランジ３から軸方向に延びる小径段部１ｂが形成されたハブ輪１と、小径段部１ｂに圧入された車輪用軸受２とを備え、この車輪用軸受２が、背面合せタイプの複列円錐ころ軸受からなる第１または第２世代構造の車輪用軸受装置において、外方部材４における外側転走面４ａの大径側の溝径ｄ１が、シール９の嵌合径ｄ２よりも小径に設定されると共に、シール９が、断面が略Ｌ字状で互いに対向配置された環状のシール板１０とスリンガ１１とからなるので、内輪ころアセンブリ１２で外方部材４の内側に挿入することができ、自動組立装置によって組立の簡易化ができると共に、組立工数の大幅な削減を図って低コスト化を達成でき、また、密封性を向上させることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入された車輪用軸受を備えた車輪用軸受装置であって、
前記車輪用軸受が、内周にそれぞれ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一対の内輪と、
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列の円錐ころと、
前記外方部材と内輪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、
前記内輪の内側転走面の大径側に前記円錐ころを案内する大鍔と、小径側に前記円錐ころの脱落を防止する小鍔がそれぞれ形成され、この小鍔側の端面が突き合わされた状態でセットされた背面合せタイプの複列円錐ころ軸受で構成された車輪用軸受装置において、
前記外方部材における外側転走面の大径側の溝径が、前記シールの嵌合径よりも小径に設定されていることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記シールが、断面が略Ｌ字状に形成されて互いに対向配置された環状のシール板とスリンガとからなるパックシールで構成されている請求項１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円錐ころ軸受からなる車輪用軸受装置、特に、組立性およびシールの密封性能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、駆動輪用と従動輪用とがある。構造上の理由から、駆動輪用では内輪回転方式が、従動輪用では内輪回転と外輪回転の両方式が一般的に採用されている。この車輪用軸受装置には、懸架装置を構成するナックルとハブ輪との間に複列アンギュラ玉軸受等からなる車輪用軸受を嵌合させた第１世代と称される構造から、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された第２世代構造、また、ハブ輪の外周に一方の内側転走面が直接形成された第３世代構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側転走面が直接形成された第４世代構造とに大別されている。
【０００３】
車輪は懸架装置に対して、複列の転がり軸受により回転自在に支承されるが、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。こうした車輪用軸受装置の代表的な一例を図４に示す。
【０００４】
この車輪用軸受装置５０は、外周にナックル（図示せず）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、内周に複列の外側転走面５１ａ、５１ａが形成された外方部材５１と、外周に複列の外側転走面５１ａ、５１ａに対向する複列の内側転走面５２ａ、５４ａが形成された内方部材５５と、両転走面間に収容された複列の円錐ころ５６、５６と、これら複列の円錐ころ５６、５６を転動自在に保持する第１および第２の保持器５７、５８とを備えた複列円錐ころ軸受からなる。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウター側（図面左側）、中央寄り側をインナー側（図面右側）という。
【０００５】
内方部材５５は、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５３を一体に有し、外周に前記外方部材５１の複列の外側転走面５１ａ、５１ａに対向するアウター側の内側転走面５２ａと、この内側転走面５２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５２ｂが形成され、内周にトルク伝達用のセレーション５２ｃが形成されたハブ輪５２と、このハブ輪５２の小径段部５２ｂに圧入され、外周に前記外方部材５１の複列の外側転走面５１ａ、５１ａに対向するインナー側の内側転走面５４ａが形成された内輪５４とからなり、駆動輪側の第３世代構造を構成している。
【０００６】
なお、車輪取付フランジ５３の周方向等配に車輪を締結するハブボルト６１が植設されると共に、外方部材５１と内方部材５５との間に形成される環状空間の開口部にはシール５９、６０が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。シール５９は単体のシールリングで構成され、また、シール６０は組み合わせシールリングで構成されている。
【０００７】
ハブ輪５２および内輪５４の内側転走面５２ａ、５４ａの大径側には円錐ころ５６を案内する大鍔５２ｄ、５４ｂが形成されている。一方、内輪５４の内側転走面５４ａの小径側には円錐ころ５６の脱落を防止するための小鍔５４ｃが形成されているが、ハブ輪５２の内側転走面５２ａの小径側には小鍔が形成されていない。また、第１および第２の保持器５７、５８は、合成樹脂を射出成形によって形成され、特に、車輪取付フランジ５３側の第１の保持器５７は、未組み込み状態で、円錐ころ５６をポケット内に脱落阻止状態に保持してころアセンブリを構成することができる。
【０００８】
ここで、この車輪用軸受装置５０の組立は、図５に示すように、先ず、第１の保持器５７によって円錐ころ５６が脱落不能に保持されたころアセンブリが外方部材５１における外側転走面５１ａの内周に配置される。その直後にシール５９が外方部材５１の端部内周に圧入され、この状態でハブ輪５２が外方部材５１の内側に挿入される。次いで、第２の保持器５８により内輪５４の内側転走面５４ａの外周に円錐ころ５６を保持した状態で、内輪５４が外方部材５１の内側に挿入される。そして、この挿入作業に伴って内輪５４がハブ輪５２の小径段部５２ｂに圧入される。最後に、内輪５４の端部外周面と外方部材５１の端部内周面との間にシール６０が装着される。このように、アウター側の端部に車輪取付フランジ５３を一体に有し、外周に直接内側転走面５２ａが形成されたハブ輪５２を備えた第３世代構造の車輪用軸受装置５０において、組立作業を能率良く行って、車輪用軸受装置５０のコスト低減を図ることができる。
【特許文献１】特開２０００−６５０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
こうした従来の車輪用軸受装置５０では、ころアセンブリを外方部材５１に組み込んだ直後にシール５９が装着され、その後、ハブ輪５２が外方部材５１に挿入されるが、第１世代や第２世代構造の車輪用軸受装置においても同様の組立方法を採用した場合、外方部材５１に第１の保持器５７を配置してから円錐ころ５６を１本ずつ挿入する手間がかかるだけでなく、円錐ころ５６の内径側への脱落を阻止するための特殊な構造の保持器が必要となる。これでは、組立工数が嵩み、量産性が阻害されてコスト高騰を招来し好ましくない。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、組立性およびシールの密封性能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、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入された車輪用軸受を備えた車輪用軸受装置であって、前記車輪用軸受が、内周にそれぞれ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一対の内輪と、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列の円錐ころと、前記外方部材と内輪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、前記内輪の内側転走面の大径側に前記円錐ころを案内する大鍔と、小径側に前記円錐ころの脱落を防止する小鍔がそれぞれ形成され、この小鍔側の端面が突き合わされた状態でセットされた背面合せタイプの複列円錐ころ軸受で構成された車輪用軸受装置において、前記外方部材における外側転走面の大径側の溝径が、前記シールの嵌合径よりも小径に設定されている構成を採用した。
【００１２】
このように、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪と、このハブ輪の小径段部に圧入された車輪用軸受を備え、この車輪用軸受が、背面合せタイプの複列円錐ころ軸受で構成された第１または第２世代構造の車輪用軸受装置において、外方部材における外側転走面の大径側の溝径が、シールの嵌合径よりも小径に設定されているので、保持器により内輪における内側転走面の外周に円錐ころを保持した状態で、内輪が外方部材の内側に挿入することができ、自動組立装置によって組立の簡易化ができると共に、組立工数の大幅な削減を図って低コスト化を達成することができる。
【００１３】
好ましくは、請求項２に記載の発明のように、前記シールが、断面が略Ｌ字状に形成されて互いに対向配置された環状のシール板とスリンガとからなるパックシールで構成されていれば、強固な密封性を確保することができると共に、環状のシール板とスリンガの位置関係を適切にセットした状態で精度良く圧入することができ、シールの密封性能の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る車輪用軸受装置は、一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入された車輪用軸受を備えた車輪用軸受装置であって、前記車輪用軸受が、内周にそれぞれ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一対の内輪と、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列の円錐ころと、前記外方部材と内輪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、前記内輪の内側転走面の大径側に前記円錐ころを案内する大鍔と、小径側に前記円錐ころの脱落を防止する小鍔がそれぞれ形成され、この小鍔側の端面が突き合わされた状態でセットされた背面合せタイプの複列円錐ころ軸受で構成された車輪用軸受装置において、前記外方部材における外側転走面の大径側の溝径が、前記シールの嵌合径よりも小径に設定されているので、保持器により内輪における内側転走面の外周に円錐ころを保持した状態で、内輪が外方部材の内側に挿入することができ、自動組立装置によって組立の簡易化ができ、組立工数の大幅な削減を図って低コスト化を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
一端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジを一体に有し、この車輪取付フランジから軸方向に延びる小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して圧入された車輪用軸受を備えた車輪用軸受装置であって、前記車輪用軸受が、内周にそれぞれ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一対の内輪と、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列の円錐ころと、前記外方部材と内輪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、前記内輪の内側転走面の大径側に前記円錐ころを案内する大鍔と、小径側に前記円錐ころの脱落を防止する小鍔がそれぞれ形成され、この小鍔側の端面が突き合わされた状態でセットされた背面合せタイプの複列円錐ころ軸受で構成された車輪用軸受装置において、前記外方部材における外側転走面の大径側の溝径が、前記シールの嵌合径よりも小径に設定されると共に、前記シールが、断面が略Ｌ字状に形成されて互いに対向配置された環状のシール板とスリンガとからなるパックシールで構成されている。
【実施例】
【００１６】
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は、図１の外方部材を示す要部拡大図、図３は、図１の車輪用軸受装置の組立方法を示す説明図である。
【００１７】
この車輪用軸受装置は駆動輪側の第２世代構造をなし、ハブ輪１と、このハブ輪１に圧入された車輪用軸受２とからなる。ハブ輪１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３を一体に有し、外周に肩部１ａを介して軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成され、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）１ｃが形成されている。また、車輪取付フランジ３の周方向等配位置にハブボルト３ａが植設されている。
【００１８】
ハブ輪１は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、車輪取付フランジ３の基部となる肩部１ａから小径段部１ｂに亙って高周波焼入れによって５０〜６４ＨＲＣの範囲に表面が硬化処理されている。なお、後述する加締部８は鍛造後の表面硬さ２５ＨＲＣ以下の生のままとされている。これによりハブ輪１の強度が向上すると共に、内輪５、５の嵌合面におけるフレッティング摩耗が抑制されて耐久性が向上する。また、加締部８の加工性を向上させ、塑性変形によるクラック等の発生を防止することができる。
【００１９】
車輪用軸受２は、外周にナックル（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ４ｂを一体に有し、内周に複列のテーパ状の外側転走面４ａ、４ａが形成された外方部材４と、外周に複列の外側転走面４ａ、４ａに対向するテーパ状の内側転走面５ａが形成された一対の内輪５、５と、両転走面間に保持器６を介して転動自在に収容された複列の円錐ころ７、７とを備えている。内輪５の内側転走面５ａの大径側には円錐ころ７を案内するための大鍔５ｂが形成されると共に、小径側には円錐ころ７の脱落を防止するための小鍔５ｃが形成され、一対の内輪５、５の小鍔５ｃ側の端面（正面側端面）が突き合された状態でセットされた背面合せタイプの複列の円錐ころ軸受を構成している。
【００２０】
外方部材４および内輪５、５はＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼で形成され、ズブ焼入れによって芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化処理されている。なお、外方部材４は、高炭素クロム鋼に限らず、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼（ＪＩＳ規格のＳＣ系機械構造用炭素鋼）で形成し、少なくとも複列の外側転走面４ａ、４ａを高周波焼入れによって５８〜６４ＨＲＣの範囲に表面を硬化処理しても良い。
【００２１】
車輪用軸受２は、ハブ輪１の肩部１ａにアウター側の内輪５の大端面５ｄが衝合した状態で小径段部１ｂに所定のシメシロを介して圧入されている。そして、小径段部１ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部８によって予圧が付与された状態で固定されている。これにより、従来のように、ナットの締付トルク等を調整して予圧を管理することなく、長期間に亘って安定した予圧を維持できるセルフリテイン構造を提供することができる。
【００２２】
外方部材４と内輪５、５との間に形成される環状空間の開口部にはシール９、９が装着されている。これらシール９、９は、断面が略Ｌ字状に形成されて互いに対向配置された環状のシール板１０とスリンガ１１とからなる、所謂パックシールを構成している。これらシール９、９により、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が軸受内部に侵入するのを防止している。なお、ここでは、駆動輪側の第２世代構造を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置はこれに限らず、例えば、従動輪側であっても、また第１世代構造であっても良い。
【００２３】
ここで、本実施形態では、外方部材４の寸法関係が規定されている。すなわち、図２に拡大して示すように、外側転走面４ａにおける大径側の溝径ｄ１が、シール９の嵌合径ｄ２よりも小径に設定されている（ｄ１＜ｄ２）。これにより、図３に示すように、保持器６により内輪５における内側転走面５ａの外周に円錐ころ７を保持した状態で、内輪５が外方部材４の内側に挿入することができ、組立性の向上を図ることができる。
【００２４】
図３を用いて本実施形態に係る車輪用軸受装置の組立方法について説明する。
まず、保持器６に円錐ころ７が保持されて内輪ころアセンブリ１２が構成されると共に、この内輪ころアセンブリ１２が外方部材４の一方（アウター側）の外側転走面４ａに嵌挿され、その後、外方部材４と内輪５との間に形成される環状空間の開口部にアウター側のシール９が装着される。次に、同じ要領で内輪ころアセンブリ１２が外方部材４の他方（インナー側）の外側転走面４ａに嵌挿され、外方部材４と内輪５との間にインナー側のシール９が装着される。このように、本実施形態では、内輪ころアセンブリ１２として取り扱うことができ、自動組立装置によって組立の簡易化ができると共に、組立工数の大幅な削減を図って低コスト化を達成することができる。さらに、パックシールからなるシール９によって強固な密封性を確保することができると共に、シール９における環状のシール板１０とスリンガ１１の位置関係を適切にセットした状態で精度良く圧入することができ、シール９の密封性能の向上を図ることができる。
【００２５】
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】
【００２６】
本発明に係る車輪用軸受装置は、一対の内輪を備えた背面合せタイプの複列の円錐ころ軸受で構成された車輪用軸受からなる第１または第２世代構造の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】
【００２７】
【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】図１の外方部材を示す要部拡大図である。
【図３】図１の車輪用軸受装置の組立方法を示す説明図である。
【図４】従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。
【図５】図４の車輪用軸受装置の組立方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ・・・・・・・・・・・・肩部
１ｂ・・・・・・・・・・・・小径段部
１ｃ・・・・・・・・・・・・セレーション
２・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受
３・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
３ａ・・・・・・・・・・・・ハブボルト
４・・・・・・・・・・・・・外方部材
４ａ・・・・・・・・・・・・外側転走面
４ｂ・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５・・・・・・・・・・・・・内輪
５ａ・・・・・・・・・・・・内側転走面
５ｂ・・・・・・・・・・・・大鍔
５ｃ・・・・・・・・・・・・小鍔
５ｄ・・・・・・・・・・・・大端面
６・・・・・・・・・・・・・保持器
７・・・・・・・・・・・・・円錐ころ
８・・・・・・・・・・・・・加締部
９・・・・・・・・・・・・・シール
１０・・・・・・・・・・・・シール板
１１・・・・・・・・・・・・スリンガ
１２・・・・・・・・・・・・内輪ころアセンブリ
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・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５２ａ、５４ａ・・・・・・・内側転走面
５２ｂ・・・・・・・・・・・小径段部
５２ｃ・・・・・・・・・・・セレーション
５２ｄ、５４ｂ・・・・・・・大鍔
５３・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５４・・・・・・・・・・・・内輪
５４ｃ・・・・・・・・・・・小鍔
５５・・・・・・・・・・・・内方部材
５６・・・・・・・・・・・・円錐ころ
５７・・・・・・・・・・・・第１の保持器
５８・・・・・・・・・・・・第２の保持器
５９、６０・・・・・・・・・シール
６１・・・・・・・・・・・・ハブボルト
【図１】
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【図２】
2007218290.tif 000004
【図３】
2007218290.tif 000005
【図４】
2007218290.tif 000006
【図５】
2007218290.tif 000007