(57)【要約】【課題】表面損傷の発生を抑制しつつ組み付けを容易なものとする車両用テーパードローラベアリングの組付方法を提供する。【解決手段】回転軸１０に対して締着具３４を締め付ける際に、締着具３４から内輪２８に付与される回転軸１０の軸方向の軸力をｆ１、回転軸１０の軸心Ｏ１に対する転動体３０の軸心Ｏ２の傾斜角度をθ、内輪２８の径方向のばね定数をＫ、内輪２８が回転軸１０に組み付けられていない状態における内輪２８の内周面２８ａの径寸法をＤ１、回転軸１０の外周面１０ａの径寸法をｄ１として、（Ｄ１−ｄ１）／２＝ｆ１／（Ｋ・ｔａｎθ）を満たす、予め設定された締め付けトルクにより締着具３４を回転軸１０に対して締め付ける。これにより、組み付け時の嵌め込みを容易にしつつ、組み付け後は内輪２８と回転軸１０との間の隙間を十分に小さなものとすることができる。【選択図】図２
2016191401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングに取り付けられる外輪と、回転軸に取り付けられる内輪と、前記外輪と前記内輪との間に設けられる複数の転動体と、前記回転軸に対して締め付けられることで前記内輪を前記回転軸の軸方向に付勢する締着具とを、備え、前記転動体の軸心は、前記回転軸の軸心に対して規定の傾斜角度で傾斜させられた車両用テーパードローラベアリングの組付方法であって、
前記回転軸に対して前記締着具を締め付ける際に、前記締着具から前記内輪に付与される前記回転軸の軸方向の軸力をｆ１、前記傾斜角度をθ、前記内輪の径方向のばね定数をＫ、前記内輪が前記回転軸に組み付けられていない状態における前記内輪の内周面径寸法をＤ１、前記回転軸の外周面径寸法をｄ１として、
（Ｄ１−ｄ１）／２＝ｆ１／（Ｋ・ｔａｎθ）
を満たす、予め設定された締め付けトルクにより前記締着具を前記回転軸に対して締め付ける
ことを特徴とする車両用テーパードローラベアリングの組付方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用テーパードローラベアリングの組付方法に関し、特に、表面損傷の発生を抑制しつつ組み付けを容易なものとするための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハウジングに取り付けられる外輪と、回転軸に取り付けられる内輪と、前記外輪と前記内輪との間に設けられた複数の転動体とを、備え、前記転動体の軸心が前記回転軸の軸心に対して規定の傾斜角度で傾斜させられた車両用テーパードローラベアリングが知られている。斯かる車両用テーパードローラベアリングの組付方法が提案されている。例えば、特許文献１に記載された自動車用ハブユニットの組立方法がその一例であり、押圧治具が内輪を押圧する軸方向距離及び力を測定し、その測定値から内部隙間の大きさを求め、この内部隙間の大きさから負の内部隙間となる与圧荷重を求めることが開示されている。斯かる技術では、車両用テーパードローラベアリングを回転軸の軸方向へ押し込んだ量で内部隙間を調節している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８８６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の技術では、前記転動体の軸心が前記回転軸の軸心に対して傾斜しているため、前記内輪を押圧治具によって締め付けてゆくと、前記内輪を内径側へ付勢する方向に分力がはたらき、前記内輪が小径化されてゆく。軸方向距離に基づいて与圧を調整する場合、前記内輪の径方向変化量が不明であるため、前記回転軸の外周側に前記内輪を圧入する場合には、前記内輪の内周側に圧痕が付くおそれがある。前記内輪と前記回転軸との隙間が広すぎる場合には、前記内輪が前記回転軸に対して非拘束状態となるため振動し易くなり、前記内輪と前記回転軸との当接面にフレッチングが生じるおそれがある。
【０００５】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、表面損傷の発生を抑制しつつ組み付けを容易なものとする車両用テーパードローラベアリングの組付方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、ハウジングに取り付けられる外輪と、回転軸に取り付けられる内輪と、前記外輪と前記内輪との間に設けられる複数の転動体と、前記回転軸に対して締め付けられることで前記内輪を前記回転軸の軸方向に付勢する締着具とを、備え、前記転動体の軸心は、前記回転軸の軸心に対して規定の傾斜角度で傾斜させられた車両用テーパードローラベアリングの組付方法であって、前記回転軸に対して前記締着具を締め付ける際に、前記締着具から前記内輪に付与される前記回転軸の軸方向の軸力をｆ１、前記傾斜角度をθ、前記内輪の径方向のばね定数をＫ、前記内輪が前記回転軸に組み付けられていない状態における前記内輪の内周面径寸法をＤ１、前記回転軸の外周面径寸法をｄ１として、次の（１）式を満たす、予め設定された締め付けトルクにより前記締着具を前記回転軸に対して締め付けることを特徴とする車両用テーパードローラベアリングの組付方法である。
（Ｄ１−ｄ１）／２＝ｆ１／（Ｋ・ｔａｎθ）  ・・・（１）
【発明の効果】
【０００７】
このようにすれば、前記回転軸に対して前記締着具を締め付ける際に、前記締着具から前記内輪に付与される前記回転軸の軸方向の軸力をｆ１、前記傾斜角度をθ、前記内輪の径方向のばね定数をＫ、前記内輪が前記回転軸に組み付けられていない状態における前記内輪の内周面径寸法をＤ１、前記回転軸の外周面径寸法をｄ１として、前記（１）式を満たす、予め設定された締め付けトルクにより前記締着具を前記回転軸に対して締め付けることから、前記回転軸との間に隙間をもって前記内輪を嵌合させた後、前記締着具により必要十分な軸力で付勢することにより、組み付け時の嵌め込みを容易にしつつ、組み付け後は前記内輪と前記回転軸との間の隙間を十分に小さなものとすることができる。すなわち、表面損傷の発生を抑制しつつ組み付けを容易なものとする車両用テーパードローラベアリングの組付方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が好適に適用される車両用テーパードローラベアリングの組付構造について説明する図である。
【図２】図１における車両用テーパードローラベアリングの構成を詳しく説明する図である。
【図３】本実施例における、回転軸の外周面と内輪の内周面との接触面について説明する図である。
【図４】本実施例との比較のため、従来の車両用テーパードローラベアリングの組付方法について説明する図である。
【図５】本実施例との比較のため、従来の車両用テーパードローラベアリングの組付方法における、回転軸の外周面と内輪の内周面との接触面について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明に用いられる図面に関して、各部の寸法比等は必ずしも正確に描かれていない。
【実施例】
【００１０】
図１は、本発明が好適に適用される車両用テーパードローラベアリング（円錐ころ軸受）の組付構造について説明する図であり、回転軸１０の軸心を含む平面で切断して示す断面図である。図１においては、前記回転軸１０と非回転部材であるハウジング１２との間に、一対の車両用テーパードローラベアリング１４、１６（以下、単にベアリング１４、１６という）が組み付けられる構造を図示している。すなわち、前記回転軸１０が、前記一対のベアリング１４、１６を介して前記ハウジング１２に対して軸心Ｏ１回りの回転可能に支持される構造を示している。
【００１１】
前記ベアリング１４は、前記ハウジング１２に取り付けられる外輪（アウタレース）１８と、前記回転軸１０に取り付けられる内輪（インナレース）２０と、前記外輪１８と前記内輪２０との間に設けられる複数の転動体（ローラ）２２と、前記外輪１８と前記内輪２０との間に前記複数の転動体２２を保持する保持器（ケージ）２４とを、備えている。前記ベアリング１６は、前記ハウジング１２に取り付けられる外輪２６と、前記回転軸１０に取り付けられる内輪２８と、前記外輪２６と前記内輪２８との間に設けられる複数の転動体３０と、前記外輪２６と前記内輪２８との間に前記複数の転動体３０を保持する保持器３２とを、備えている。図１においては、前記ベアリング１６における前記内輪２８、前記転動体３０、及び前記保持器３２が前記回転軸１０及び前記ハウジング１２に組み付けられる前の状態（組み付けられていない状態）を図示している。
【００１２】
図２は、前記ベアリング１６の構成を詳しく説明する図である。前記ベアリング１４、１６それぞれに備えられた前記転動体２２、３０は、略円柱状に形成されたものであり、それら転動体２２、３０の軸心は、前記回転軸１０の軸心Ｏ１に対して規定の傾斜角度で傾斜させられている。図２に示すように、前記ベアリング１６に備えられた前記転動体３０の軸心Ｏ２は、前記回転軸１０の軸心Ｏ１に対して規定の傾斜角度θで傾斜させられている。前記ベアリング１４に備えられた前記転動体２２の軸心の、前記回転軸１０の軸心Ｏ１に対する傾斜角度と、前記ベアリング１６に備えられた前記転動体３０の軸心Ｏ２の、前記回転軸１０の軸心Ｏ１に対する傾斜角度θとは、略同じ角度であってもよいが、それぞれ異なる角度であってもよい。図１に示すように、前記ベアリング１４、１６は、支持対象である前記回転軸１０の軸心Ｏ１方向に関してそれぞれ異なる位置に、相互に向かい合うように配設されている。すなわち、前記回転軸１０の軸心Ｏ１に対する前記転動体２２、３０の軸心の傾斜角が、前記軸心Ｏ１方向に関して頂点が相互に向かい合うように配設されている。
【００１３】
図１に示すように、前記ベアリング１６は、前記回転軸１０に対して締め付けられることで前記内輪２８を前記回転軸１０の軸方向（軸心Ｏ１方向）に付勢する締着具３４を備えている。この締着具３４は、好適には、内周側にねじ穴（めねじ）が形成されたナットである。前記回転軸１０における前記ベアリング１６が取り付けられる側の端部には、前記締着具３４におけるねじ穴と捩じ合わされるねじ部（おねじ）が形成されている。前記回転軸１０に形成されたねじ部が、前記締着具３４に形成されたねじ穴に捩じ込まれることで、前記締着具３４が前記回転軸１０に対して締め付けられる。前記ベアリング１４（内輪２０）における、前記ベアリング１６とは逆方向の端部は、前記回転軸１０に形成された拡径部３６に当接させられている。前記ベアリング１４及び前記ハウジング１２等との間に前記ベアリング１６の外輪２６、内輪２８、複数の転動体３０、及び前記保持器３２が挿入された状態で、前記締着具３４が前記回転軸１０に対して締め付けられることにより、前記締着具３４から前記内輪２８に対して前記回転軸１０の軸方向の軸力ｆ１が付与される。この軸力ｆ１により、前記ベアリング１６の内輪２８が、前記回転軸１０の軸方向であって前記ベアリング１４へ向かう方向に付勢され、前記回転軸１０と前記ハウジング１２との間に前記ベアリング１４、１６が圧入される。すなわち、装置の寿命やフレッチングの防止等を考慮し、前記回転軸１０と前記ハウジング１２との間に前記ベアリング１４、１６が圧入される圧入構造とされている。
【００１４】
図４は、本実施例との比較のため、従来の車両用テーパードローラベアリングの組付方法について説明する図であり、前述した図１に相当する断面図である。この図４において、前述した図１と共通する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。図４に示す構成では、前記ベアリング１６の代替として、車両用テーパードローラベアリング１１６（以下、単にベアリング１１６という）を備えている。このベアリング１１６は、前記回転軸１０に取り付けられる内輪１２８を備えている。ここで、前記内輪１２８が前記回転軸１０に組み付けられていない状態において、前記内輪１２８の内周面１２８ａの径寸法Ｄ２は、前記回転軸１０における前記内輪１２８の取り付けに係る軸部の外周面１０ａの径寸法ｄ１よりも小さい（Ｄ２＜ｄ１）。
【００１５】
図４に示す構成における前記ベアリング１１６の組み付けでは、前記ベアリング１４及び前記ハウジング１２等との間に前記ベアリング１１６の内輪１２８及び転動体３０等が挿入された状態で、前記締着具３４が前記回転軸１０に対して締め付けられる。この締着具３４の締め付けに際して、前記軸部の外周面１０ａに対する前記ベアリング１１６（内輪１２８）の引き摺りトルクを測定しつつ、前記ベアリング１１６の組み付け並びにその組み付けの管理が行われる。しかしながら、前記内輪１２８の内周面１２８ａが前記軸部の外周面１０ａよりも小径とされているため、前記ベアリング１１６を圧入組付するために後述する本実施例よりも大きな軸力ｆ２（＞＞ｆ１）が必要となる。これに加え、前記軸部の外周面１０ａに対する前記ベアリング１１６の引き摺りトルクが所望の値に達するまで、その引き摺りトルクを繰り返し測定する必要があるため、それに応じた設備が必要となる。
【００１６】
従来の技術では、前記ベアリング１１６の組み付けにおける、前記内輪１２８の内周面１２８ａと前記軸部の外周面１０ａとの接触面におけるこじりが特に考慮されていない。すなわち、図５に示すように、前記回転軸１０における前記内輪１２８の取り付けに係る軸部の外周面１０ａの軸方向両端部は、面取りされていない角部とされている。斯かる構成では、前記ベアリング１１６を前記回転軸１０に組み付ける際に、前記内輪１２８の内周面１２８ａと前記軸部の外周面１０ａとの接触面にこじりによる損失が発生し、前記内輪１２８の内周面１２８ａ等に圧痕が付くおそれがある。
【００１７】
以下、前記従来の技術における不具合を解消するための本発明の一実施例として、前記回転軸１０及び前記ハウジング１２に対する前記ベアリング１６の組付方法について説明する。本実施例においては、前記内輪２８が前記回転軸１０に組み付けられていない状態において、前記内輪２８の内周面２８ａの径寸法Ｄ１は、前記回転軸１０における前記内輪２８の取り付けに係る軸部の外周面１０ａの径寸法ｄ１よりも大きい（Ｄ１＞ｄ１）。すなわち、前記回転軸１０が前記内輪２８の内周側に挿入され、前記締着具３４が締め付けられていない状態において、前記回転軸１０における前記内輪２８の取り付けに係る軸部の外周面１０ａと前記内輪２８の内周面２８ａとの間には、次の（２）式で表される間隙（クリアランス）ΔＣが存在する。
ΔＣ＝（Ｄ１−ｄ１）／２  ・・・（２）
【００１８】
図３は、本実施例における、前記回転軸１０における前記内輪２８の取り付けに係る軸部の外周面１０ａと前記内輪２８の内周面２８ａとの接触面について説明する図である。この図３に示すように、前記回転軸１０における前記内輪２８の取り付けに係る軸部の外周面１０ａは、軸心Ｏ１方向にｌ１の長さ寸法とされている。前記回転軸１０に対する前記内輪２８の取り付けに係るその内輪２８の内周面２８ａは、軸心Ｏ１方向にＬ１の長さ寸法とされている。前記内周面２８ａの長さ寸法Ｌ１は、前記外周面１０ａの長さ寸法ｌ１よりも大きい（Ｌ１＞ｌ１）。前記軸部における外周面１０ａの、軸心Ｏ１方向における両端部には、面取りが施されてＲ形状とされた面取り部１０ｂが形成されている。
【００１９】
以上のような構成において、前記ベアリング１４及び前記ハウジング１２等との間に前記ベアリング１６の内輪２８及び転動体３０等が挿入された状態で、前記締着具３４が前記回転軸１０に対して締め付けられると、前記締着具３４から前記内輪２８に対して前記回転軸１０の軸方向の軸力ｆ１が付与される。この軸力ｆ１は、例えば、前記回転軸１０に対して前記締着具３４を締め付けるトルクレンチの締め付けトルクによりコントロールされる。すなわち、予め設定された締め付けトルクにより前記締着具３４を前記回転軸１０に対して締め付けることで、前記締着具３４から前記内輪２８に対して前記回転軸１０の軸方向に規定の軸力ｆ１を付与することができる。
【００２０】
前述した本実施例の構成において、前記締着具３４から前記内輪２８に対して前記回転軸１０の軸方向に規定の軸力ｆ１が付与された場合、前記転動体３０から前記内輪２８に対し、前記回転軸１０の軸心Ｏ１に対する前記転動体３０の軸心Ｏ２の傾斜角度θに応じて、図２に示すように、前記内輪２８を前記回転軸１０に対して垂直に押し付ける方向の力（すなわち、内輪２８の径方向の力）Ｆが生じる。この力Ｆは、前記締着具３４から前記内輪２８に付与される前記回転軸１０の軸方向の軸力ｆ１、及び前記回転軸１０の軸心Ｏ１に対する前記転動体３０の軸心Ｏ２の傾斜角度θを用いて、次の（３）式で表される。すなわち、所謂楔効果により、比較的小さな軸力ｆ１により、前記内輪２８を前記回転軸１０に対して垂直に押し付ける方向に比較的大きな荷重Ｆを発生させることができる。
Ｆ＝ｆ１／ｔａｎθ  ・・・（３）
【００２１】
本実施例のベアリング１６の組付方法においては、前記転動体３０から前記内輪２８に付与される力Ｆと、前記内輪２８の径方向のばね定数Ｋとに基づいて、前記回転軸１０における前記内輪２８の取り付けに係る軸部の外周面１０ａと前記内輪２８の内周面２８ａとの間隙ΔＣが設定される。前記内輪２８の径方向のばね定数Ｋは、前記内輪２８における径方向の弾性に係るばね定数であり、予め実験的に求められるものである。本実施例のベアリング１６の組付方法においては、次の（４）式を満たすように前記間隙ΔＣが設定される。
ΔＣ＝Ｆ／Ｋ  ・・・（４）
【００２２】
すなわち、本実施例のベアリング１６の組付方法においては、前記回転軸１０に対して前記締着具３４を締め付ける際に、前記締着具３４から前記内輪２８に付与される前記回転軸１０の軸方向の軸力をｆ１、前記傾斜角度をθ、前記内輪２８の径方向のばね定数をＫ、前記内輪２８が前記回転軸１０に組み付けられていない状態における前記内輪２８の内周面２８ａの径寸法をＤ１、前記回転軸１０の外周面１０ａの径寸法をｄ１として、前述したものと同じ次の（１）式を満たす、予め設定された締め付けトルクにより前記締着具３４を前記回転軸１０に対して締め付ける。換言すれば、次の（１）式を示すように、前記締着具３４を前記回転軸１０に対して締め付けるトルクレンチ等の締め付けトルクがコントロールされる。
（Ｄ１−ｄ１）／２＝ｆ１／（Ｋ・ｔａｎθ）  ・・・（１）
【００２３】
前記回転軸１０に対して前記締着具３４を締め付ける際に、前記締着具３４の締め付けトルクが上昇し、規定の締め付けトルクに達するまでの間に、前記内輪２８は前記軸力ｆ１に応じた力Ｆにより内径方向にΔＣ分変形し、前記回転軸１０の外周面１０ａと前記内輪２８の内周面２８ａとが接触する。この間、前記回転軸１０と前記内輪２８とが、前記軸心Ｏ１方向に相対移動（軸方向変形も含む）する際、前記軸部における外周面１０ａの、軸心Ｏ１方向における両端部に面取り部１０ｂが形成されていることで、前記内輪２８の内周面２８ａと前記軸部の外周面１０ａとの接触面におけるこじりによる損失を低減できる。これにより、前記締着具３４から前記内輪２８に付与される軸力ｆ１のばらつきを低減することができ、必要以上に前記間隙ΔＣを広げる必要がない。
【００２４】
以上、説明した本実施例のベアリング１６の組付方法によれば、前記回転軸１０の軸心Ｏ１に対する前記転動体３０の軸心Ｏ２の傾斜角度θを考慮して、前記締着具３４から前記内輪２８に付与される前記回転軸１０の軸方向の軸力ｆ１をコントロールすることで、前記回転軸１０の外周面１０ａと前記内輪２８の内周面２８ａとの間隙ΔＣをコントロールできる。このため、前記回転軸１０の外周面１０ａに対する前記ベアリング１６の引き摺りトルクを測定する設備は特に必要とされない。前記内輪２８が前記回転軸１０に組み付けられていない状態における前記内輪２８の内周面２８ａを、前記回転軸１０の外周面１０ａよりも大径として前記間隙ΔＣを確保しつつ、組み付け後はその間隙ΔＣが十分に小さくなるように前記軸力ｆ１を設定することで、組み付け時における組付性と組み付け後の安定性とを両立させることができる。すなわち、前記締着具３４を規定の締め付けトルクで締め付けるという簡素な工程により、前記ベアリング１６の性能及び寿命を十分発揮することができる。
【００２５】
本実施例によれば、前記回転軸１０に対して前記締着具３４を締め付ける際に、前記締着具３４から前記内輪２８に付与される前記回転軸１０の軸方向の軸力をｆ１、前記傾斜角度をθ、前記内輪２８の径方向のばね定数をＫ、前記内輪２８が前記回転軸１０に組み付けられていない状態における前記内輪２８の内周面２８ａの径寸法をＤ１、前記回転軸１０の外周面１０ａの径寸法をｄ１として、前記（１）式を満たす、予め設定された締め付けトルクにより前記締着具３４を前記回転軸１０に対して締め付けることから、前記回転軸１０との間に隙間ΔＣをもって前記内輪２８を嵌合させた後、前記締着具３４により必要十分な軸力ｆ１で付勢することにより、組み付け時の嵌め込みを容易にしつつ、組み付け後は前記内輪２８と前記回転軸１０との間の隙間を十分に小さなものとすることができる。前記回転軸１０に対する前記内輪２８の組み付け後は、前記回転軸１０と前記ハウジング１２との間に前記ベアリング１６が圧入された状態となるため、組み付け後のガタを抑制する効果もある。すなわち、表面損傷の発生を抑制しつつ組み付けを容易なものとするベアリング１６の組付方法を提供することができる。
【００２６】
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
【符号の説明】
【００２７】
１０：回転軸、１０ａ：外周面、１２：ハウジング、１６：車両用テーパードローラベアリング、２６：外輪、２８：内輪、２８ａ：内周面、３０：転動体、３４：締着具、Ｏ１：回転軸の軸心、Ｏ２：転動体の軸心
【図１】
2016191401.tif 000003
【図２】
2016191401.tif 000004
【図３】
2016191401.tif 000005
【図４】
2016191401.tif 000006
【図５】
2016191401.tif 000007