(57)【要約】【課題】  車軸と軸受の内輪との間に介在させるフレッティング摩耗防止剤が両者の組付け時にはみ出してそのまま固化し、締付けの障害となることが回避できて、軸受に適正な軸力を負荷することができる車輪用軸受装置、および車輪用軸受装置の組立方法を提供する。【解決手段】  車輪用軸受装置は、車軸１に設置され車輪取付用のハブ２を支持する。車輪用軸受装置の軸受３は、内周に複列の外側軌道面３１ａが一体に形成され外周にハブ２が嵌合するか、または一体化された外輪３１と、外周に複列の外側軌道面３１ａに対向する内側軌道面３０ａが形成された複数の内輪３０Ａ，３０Ｂと、外側軌道面３１ａと内側軌道面３０ａ間に転動自在に収容された複列の転動体３２とを有する。内輪３０Ａ，３０Ｂの内周面にフレッティング摩耗防止剤４０が塗布され、車軸１に内輪３０Ａ，３０Ｂが嵌合される。【選択図】        図２
2017019431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に設置され車輪取付用のハブを支持する車輪用軸受装置であって、
内周に複列の外側軌道面が一体に形成され外周に前記ハブが嵌合するか、または一体化された外輪と、外周に前記複列の外側軌道面に対向する内側軌道面が形成された複数の内輪と、前記外側軌道面と前記内側軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体とを有し、
前記内輪の内周面にフレッティング摩耗防止剤が塗布され、前記車軸に前記内輪が嵌合されることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車輪用軸受装置において、前記複数の内輪が互いに軸方向に離れないように結合する結合手段を有する車輪用軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車輪用軸受装置において、前記内輪と前記車軸との嵌め合いが隙間嵌めである車輪用軸受装置。
【請求項４】
内周に複列の外側軌道面が一体に形成された外輪、外周に前記複列の外側軌道面に対向する内側軌道面が形成された複数の内輪、および前記外側軌道面と前記内側軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体を有する軸受と、この軸受の前記内輪に嵌合する車軸とを備えた車輪用軸受装置を組み立てる方法であって、
前記内輪の内周面にフレッティング摩耗防止剤を塗布し、この内周面にフレッティング摩耗防止剤が塗布された前記内輪を前記車軸に嵌合することを特徴とする車輪用軸受装置の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、乗用車、トラック等の車両の車軸に車輪を回転自在に支持するために用いられる車輪用軸受装置、および車輪用軸受装置の組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
乗用車、トラック等の車両における車輪の支持に用いられる軸受は、車両に取り付けられた車軸の外周に内輪を嵌め、この内輪から突出した車軸の先端に軸ナットを締結することで、車両に組み付けられる。車両点検時、軸受および周辺部品を車軸から取り外して個別に点検や調査を行うことがあり、その際の軸受の脱着性を考慮して、車軸と軸受の内輪との嵌合には隙間嵌めが適用されることが多い。
【０００３】
しかし、隙間嵌めとすると、車軸と軸受の内輪間に僅かな隙間があるため、車両走行時に軸荷重負荷や振動を繰り返し受けることで、車軸と内輪間にフレッティングと称する微動摩耗が生じることがある。フレッティングが生じると、摩耗粉や錆等により軸受が車軸に固着・凝着して、車軸から軸受が脱着できなくなる恐れがある。
【０００４】
上記フレッティング摩耗を抑制する対策として、ユニットベアリングの場合、内輪に高周波焼入れや調質を施して表面硬さを確保する方法がある。また、車軸と内輪の嵌合面に、ペースト状等のフレッティング摩耗防止剤を塗布することもある。フレッティング摩耗防止剤としては、例えば潤滑油、グリース、ワックス等を単体または混合して用いる。
【０００５】
フレッティング摩耗の抑制に関する先行技術文献に、特許文献１，２がある。
特許文献１の段落０００９〜００１０に、車軸と軸受の内輪とを隙間嵌めで嵌合する場合、これら車軸と内輪の嵌合面に予めオイルを塗布することが記載されている。しかし、オイルの塗布方法や、適切な予圧の与え方についての記載はない。
また、特許文献２には、軸受の端面と相手部品との合わせ面に潤滑剤を使用することが示されている。しかし、前記嵌合面に潤滑剤を塗布するとの記載はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−４２８８３号公報
【特許文献２】特開平１０−４７３６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
車軸と軸受の内輪との嵌合面にフレッティング摩耗防止剤を塗布する場合、従来は図７（Ａ）のように、車軸１の外周面にフレッティング摩耗防止剤４０を塗布しておき、そのフレッティング摩耗防止剤４０が塗布された車軸１に対して軸受３の内輪３０Ａ，３０Ｂを嵌合させて、図７（Ｂ）のように車軸１に軸受３を組み付けていた。図の軸受３は、複列円すいころ軸受であって、軸方向に並ぶ２つの内輪３０Ａ，３０Ｂと１つの外輪３１との間に、円すいころからなる転動体３２が２列組み込まれている。
【０００８】
上記のように車軸１に軸受３を組み付けると、車軸１に多量のフレッティング摩耗防止剤４０を塗布した場合、以下の問題がある。すなわち、車軸１に内輪３０Ａ，３０Ｂを嵌合させる際に、車軸１と内輪３０Ａ，３０Ｂの嵌合代を超える厚み分のフレッティング摩耗防止剤４０が、車幅方向内側の内輪３０Ａの端面３０ｂによって車軸１の外周面から掻き取られる。図７（Ｂ）の部分拡大図に示すように、掻き取られたフレッティング摩耗防止剤４０の大半は軸受３の車幅方向内側（図の左側）に押し出されるが、一部分は内輪３０Ａの端面３０ｂと車軸１の段差面１１との間に挟まったまま残留する。フレッティング摩耗防止剤４０は、固化することで弾力性を有する状態となる。
【０００９】
その後、内輪３０Ａ，３０Ｂよりも突出した車軸１の先端部に軸ナット１５を締結して、車輪用軸受装置の組立が完了する。この組立状態では、車幅方向内側の内輪３０Ａの端面３０ｂと車軸１の段差面１１との間に上記固化したフレッティング摩耗防止剤４０からなる弾性体が介在する。このため、車軸１の軸力を内輪３０Ａに十分に負荷することができず、適正な軸受予圧を得られないことがある。
【００１０】
また、フレッティング摩耗防止剤４０は固化することで粘着力を有するようになり、車軸１と内輪３０Ａ，３０Ｂとを固着させる。このため、車両点検時等に車軸１から軸受３を取り外すときに、軌道面３０ａが車幅方向外側へ行くほど小径となっている車幅方向内側の内輪３０Ａが、車幅方向外側の内輪３０Ｂから離れて車軸１に付いたまま残ることがある。
【００１１】
この発明の目的は、車軸と軸受の内輪との間に介在させるフレッティング摩耗防止剤が両者の組付け時にはみ出してそのまま固化し、締付けの障害となることが回避できて、軸受に適正な軸力を負荷することができる車輪用軸受装置、および車輪用軸受装置の組立方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明の車輪用軸受装置は、車軸に設置され車輪取付用のハブを支持する車輪用軸受装置であって、内周に複列の外側軌道面が一体に形成され外周に前記ハブが嵌合するか、または一体化された外輪と、外周に前記複列の外側軌道面に対向する内側軌道面が形成された複数の内輪と、前記外側軌道面と前記内側軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体とを有し、前記内輪の内周面にフレッティング摩耗防止剤が塗布され、前記車軸に前記内輪が嵌合されることを特徴とする。
【００１３】
この構成によると、内周面にフレッティング摩耗防止剤が塗布された内輪を車軸に嵌合して、車軸に軸受を組み付ける。例えば、車軸の車幅方向外側から内輪を嵌合する。このようにして車軸に組み付けられた軸受は、車軸と内輪間の隙間がフレッティング摩耗防止剤によって埋められるため、車両走行時のフレッティングを低減させることができる。
【００１４】
フレッティング摩耗防止剤を内輪の内周面に塗布しておくことにより、車軸に内輪を嵌合する際に、車軸と内輪の嵌合代を超える厚み分のフレッティング摩耗防止剤が、車軸によって掻き取られて車幅方向外側に押し出される。車幅方向外側に押し出された余分なフレッティング摩耗防止剤は、目視で確認することができるため、拭き取ることが可能である。このように、余分なフレッティング摩耗防止剤を車幅方向外側に掻き出すので、内輪の車幅方向内側にはフレッティング摩耗防止剤が残留しない。このため、車軸の軸力を内輪に十分に負荷することができ、適正な軸受予圧を得られる。
【００１５】
この発明において、前記複数の内輪が互いに軸方向に離れないように結合する結合手段を有すると良い。
複数の内輪が互いに独立していると、車両点検時等に車軸から軸受を取り外すときに、固化したフレッティング摩耗防止剤の粘着力によって、一部の内輪が車軸に取り残されてしまうことがある。結合手段を有すると、複数の内輪が互いに離れることがないため、上記事態を回避することができる。
【００１６】
この発明において、前記内輪と前記車軸との嵌め合いが隙間嵌めであるのが良い。
隙間嵌めであると、車両点検時等における車軸と内輪の分離が容易である。
【００１７】
この発明の車輪用軸受装置の組立方法は、内周に複列の外側軌道面が一体に形成された外輪、外周に前記複列の外側軌道面に対向する内側軌道面が形成された複数の内輪、および前記外側軌道面と前記内側軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体を有する軸受と、この軸受の前記内輪に嵌合する車軸とを備えた車輪用軸受装置に適用され、前記内輪の内周面にフレッティング摩耗防止剤を塗布し、この内周面にフレッティング摩耗防止剤が塗布された前記内輪を前記車軸に嵌合することを特徴とする。
【００１８】
この組立方法によると、内周面にフレッティング摩耗防止剤が塗布された内輪を車軸に嵌合して、軸受に車軸を組み付ける。例えば、車軸の車幅方向外側から内輪を嵌合する。このようにして組み立てられた車輪用軸受装置は、車軸と軸受の内輪間の隙間がフレッティング摩耗防止剤によって埋められるため、車両走行時のフレッティングを低減させることができる。
【００１９】
フレッティング摩耗防止剤を内輪の内周面に塗布しておくことにより、車軸に内輪を嵌合する際に、車軸と内輪の嵌合代を超える厚み分のフレッティング摩耗防止剤が、車軸によって掻き取られて車幅方向外側に押し出される。車幅方向外側に押し出された余分なフレッティング摩耗防止剤は、目視で確認することができるため、拭き取ることが可能である。このように、余分なフレッティング摩耗防止剤を車幅方向外側に掻き出すので、内輪の車幅方向内側にはフレッティング摩耗防止剤が残留しない。このため、車軸の軸力を内輪に十分に負荷することができ、適正な軸受予圧を得られる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明の車輪用軸受装置は、車軸に設置され車輪取付用のハブを支持する車輪用軸受装置の軸受であって、内周に複列の外側軌道面が一体に形成され外周に前記ハブが嵌合するか、または一体化された外輪と、外周に前記複列の外側軌道面に対向する内側軌道面が形成された複数の内輪と、前記外側軌道面と前記内側軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体とを有し、前記内輪の内周面にフレッティング摩耗防止剤が塗布され、前記車軸に前記内輪が嵌合されるため、車軸と内輪との間に介在させるフレッティング摩耗防止剤が両者の組付け時にはみ出してそのまま固化し、締付けの障害となることが回避できて、軸受に適正な軸力を負荷することができる。
【００２１】
この発明の車輪用軸受装置の組立方法は、内周に複列の外側軌道面が一体に形成された外輪、外周に前記複列の外側軌道面に対向する内側軌道面が形成された複数の内輪、および前記外側軌道面と前記内側軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体を有する軸受と、この軸受の前記内輪に嵌合する車軸とを備えた車輪用軸受装置に適用され、前記内輪の内周面にフレッティング摩耗防止剤を塗布し、この内周面にフレッティング摩耗防止剤が塗布された前記内輪を前記車軸に嵌合するため、車軸と軸受の内輪との間に介在させるフレッティング摩耗防止剤が両者の組付け時にはみ出してそのまま固化し、締付けの障害となることが回避できて、軸受に適正な軸力を負荷することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の一実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】（Ａ）は同車輪用軸受装置の組立過程の一状態を示す断面図、（Ｂ）は組立過程の異なる状態を示す断面図である。
【図４】この発明の異なる実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。
【図５】この発明のさらに異なる実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。
【図６】この発明のさらに異なる実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。
【図７】（Ａ）は従来の車輪用軸受装置の組立過程の一状態を示す断面図、（Ｂ）は組立過程の異なる状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
この発明の実施形態を図面と共に説明する。
図１はこの発明の一実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図である。この車輪用軸受装置は、車両の従動輪用のハブベアリングに適用されるものであり、固定軸である車軸１と、車輪のホイールおよびブレーキロータ（図示せず）が取り付けられるハブ２と、車軸１に対してハブ２を回転自在に支持する軸受３とを備える。
【００２４】
この実施形態では、車軸１は筒軸であり、軸方向に延びる貫通孔１０を有している。車軸１の軸方向中央部に段差面１１が設けられ、この段差面１１よりも車幅方向外側（図の右側）が小径部１２となっている。段差面１１と小径部１２の外周面とは、断面円弧状の面で滑らかに繋がっている。小径部１２の外周に、軸受３の内輪３０Ａ，３０Ｂが嵌合する。車軸１と内輪３０Ａ，３０Ｂとの嵌め合いは、隙間嵌めである。小径部１２の車幅方向外側には縮径部１３が続き、さらにその先が、外周にねじが切られたねじ部１４になっている。
【００２５】
ハブ２は、車輪のホイールおよびブレーキロータ取付用のフランジ２０を外周部に有する。フランジ２０の周方向複数箇所には、ボルト挿通孔２１が設けられている。ハブ２の内周に、軸受３の外輪３１が嵌合する。ハブ２の内周面における外輪３１が嵌合する部分の車幅方向内側には内径側に突出するつば部２２が設けられ、車幅方向外側にはスナップリング２３を嵌め込むための円周溝２４が設けられている。
【００２６】
軸受３は、それぞれ外周に内側軌道面３０ａを有する複数（２つ）の内輪３０Ａ，３０Ｂと、これら複数の内輪３０Ａ，３０Ｂの各内側軌道面３０ａにそれぞれ対向する複列の外側軌道面３１ａを内周に有する外輪３１と、前記内側軌道面３０ａと前記外側軌道面３１ａ間に転動自在に収容された複列（２列）の転動体３２とを備えている。各列の転動体３２は保持器３３で保持されている。この実施形態の場合、転動体３２は円すいころであって、この軸受３は複列円すいころ軸受として構成されている。円すいころからなる複列の転動体３２は、背面合わせで配列されている。内外輪３０Ａ，３０Ｂ，３１間の空間は、車幅方向内側および車幅方向外側のシール部材３４，３５によって密封されている。
【００２７】
車幅方向内側の内輪３０Ａは、端面３０ｂで車軸１の段差面１１に当接している。内輪３０Ａの内周面から端面３０ｂにかけての部分は断面矩形状に切り欠かれており、この切欠き部分と車軸１との間にシール部材３６が介在する。車幅方向外側の内輪３０Ｂの内周面は、全域に渡って同径である。
【００２８】
図１の部分拡大図である図２に示すように、前記複数の内輪３０Ａ，３０Ｂは、対向する端面同士で接触しており、結合手段３７により互いに軸方向に離れないように結合されている。結合手段３７は断面コ字状で、両端の係合部３７ａ，３７ａが、各内輪３０Ａ，３０Ｂの内周面にそれぞれ形成された凹部３８，３８に係合することで、複数の内輪３０Ａ，３０Ｂを互いに結合する。
【００２９】
図３（Ａ）はこの車輪用軸受装置の組立過程の一状態を示す断面図、（Ｂ）は組立過程の異なる状態を示す断面図である。車軸１に軸受３を組み付ける際には、図３（Ａ）のように、軸受３の内輪３０Ａ，３０Ｂの内周面にフレッティング摩耗防止剤４０を塗布しておく。フレッティング摩耗防止剤４０としては、例えば潤滑油、グリース、ワックス等を単体または混合して用いる。そして、図３（Ｂ）のように、内周面にフレッティング摩耗防止剤４０を塗布した内輪３０Ａ，３０Ｂを車軸１に嵌合して、車軸１に軸受３を組み付ける。
【００３０】
車軸１に内輪３０Ａ，３０Ｂを嵌合する際、車軸１と内輪３０Ａ，３０Ｂの嵌合代を超える厚み分のフレッティング摩耗防止剤４０が、図３（Ｂ）の右の部分拡大図に示すように、車軸１によって掻き取られて車幅方向外側に押し出される。車幅方向外側に押し出された余分なフレッティング摩耗防止剤４０は、車軸１の縮径部１３と車幅方向外側の内輪３０Ｂの内周面との間の隙間に溜まる。隙間から溢れ出たフレッティング摩耗防止剤４０は、車幅方向外側から目視で確認することができるため、拭き取ることが可能である。
【００３１】
このように、フレッティング摩耗防止剤４０を内輪３０Ａ，３０Ｂの内周面に塗布しておくことにより、余分なフレッティング摩耗防止剤４０が車幅方向外側に掻き出される。そのため、図３（Ｂ）の左の部分拡大図に示すように、内輪３０Ａの車幅方向内側にはフレッティング摩耗防止剤４０が残留しない。また、車幅方向内側の内輪３０Ａの端面３０ｂと車軸１の段差面１１との間にも、フレッティング摩耗防止剤４０が残留しない。
【００３２】
その後、ハブ２の円周溝２４にスナップリング２３を嵌め込み、さらに車軸１のねじ部１４に軸ナット１５を、ワッシャ２５を介して締結することで、車輪用軸受装置の組立が完了する。ねじ部１４に軸ナット１５を締結することにより、ワッシャ２５を介して内輪３０Ａ，３０Ｂが車軸１の段差面１１に押し付けられる。また、外輪３１は、ハブ２のつば部２２とスナップリング２３とにより軸方向の位置決めがなされる。前述のように、車幅方向内側の内輪３０Ａの端面３０ｂと車軸１の段差面１１との間にフレッティング摩耗防止剤４０が残留していないため、車軸１の軸力を内輪３０Ａに十分に負荷することができ、適正な軸受予圧が得られる。
【００３３】
このようにして組み立てられた車輪用軸受装置は、車軸１と内輪３０Ａ，３０Ｂ間の隙間がフレッティング摩耗防止剤４０によって埋められるため、車両走行時のフレッティングを低減させることができる。それにより、摩耗粉や錆等により軸受３が車軸１に強く固着することを防止できる。
【００３４】
また、車軸１と内輪３０Ａ，３０Ｂとの嵌め合いが隙間嵌めであるため、車両点検時等における車軸１と内輪３０Ａ，３０Ｂとの分離が容易である。複数の内輪３０Ａ，３０Ｂが結合手段３７により互いに軸方向に離れないように結合されているため、両内輪３０Ａ，３０Ｂが互いに分離することがない。そのため、車軸１から軸受３を車幅方向外側に取り外すときに、軌道面３０ａが車幅方向外側へ行くほど小径となっている車幅方向内側の内輪３０Ａが、固化したフレッティング摩耗防止剤４０の粘着力によって車軸１に取り残されることが回避される。
【００３５】
軸受３の組立を使用現場で行う場合、内輪３０Ａ，３０Ｂの内周面へのフレッティング摩耗防止剤４０の塗布を組立時にユーザーが行っても良いが、予め内周面にフレッティング摩耗防止剤４０が塗布された内輪３０Ａ，３０Ｂを提供しても良い。予めフレッティング摩耗防止剤４０が塗布されていると、適切な塗布範囲とすることができると共に、過不足のない適切な塗布量とすることができる。
【００３６】
図１〜図３の実施形態は、ハブ２と軸受３の外輪３１とが別体で構成された、いわゆる第一世代の車輪用軸受装置であるが、この発明は、図４に示すように、軸受３の外輪３１とハブ２とが一体化された、いわゆる第二世代の車輪用軸受装置にも適用できる。この場合も、図１〜図３の実施形態と同様の作用・効果が得られる。なお、図４の実施形態において、図１〜図３の実施形態と同様の構成である箇所については、同一符号を付してある。便宜上、外輪３１およびハブ２を符号で示しているが、両者は明確に区分されるものではない。
【００３７】
また、図１〜図３の実施形態は、軸受形式が複列円すいころ軸受であるが、この発明は、図５、図６に示す複列アンギュラ玉軸受にも適用できる。図５は第一世代の複列アンギュラ玉軸受を示し、図６は第二世代の複列アンギュラ玉軸受を示している。転動体３２はボールからなる。これらの場合も、図１〜図３の実施形態と同様の作用・効果が得られる。なお、図５、図６の各実施形態において、図１〜図３の実施形態と同様の構成である箇所については、同一符号を付してある。
【００３８】
以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３９】
１…車軸
２…ハブ
３…軸受
３０Ａ，３０Ｂ…内輪
３０ａ…内側軌道面
３１…外輪
３１ａ…外側軌道面
３２…転動体
３７…結合手段
４０…フレッティング摩耗防止剤
【図１】
2017019431.tif 000003
【図２】
2017019431.tif 000004
【図３】
2017019431.tif 000005
【図４】
2017019431.tif 000006
【図５】
2017019431.tif 000007
【図６】
2017019431.tif 000008
【図７】
2017019431.tif 000009