(57)【要約】【課題】  ハウジングの内周に嵌合する転がり軸受を止め輪により抜け止めした車輪用軸受装置において、前記止め輪の形状を工夫することで、比較的小さな押し込み圧力で、ハウジングおよび止め輪を傷付けることなく、ハウジングの止め輪溝に止め輪を嵌め込むことができるようにする。【解決手段】  車輪用軸受装置１は、転がり軸受２と、この転がり軸受の外輪４が内周に嵌合した環状のハウジング７とを備える。外輪４は、一端面がハウジング７の段差部１１ｂに当接し、他端面が止め輪１４に当接することで抜け止めされる。止め輪１４は、径方向に弾性的に拡縮自在であり、ハウジング７の内周に収縮状態で挿入され、止め輪溝１４の位置まで押し込まれて弾性復元力で拡張する。止め輪１４の一端側の端面１４ｂの断面形状は、少なくとも外径部が、外径側へいくほど前記他端側に位置する凸曲面とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受と、この転がり軸受の外輪が内周に嵌合した環状の車輪取付用ハウジングとを備え、前記ハウジングは、内周の一端側に内径側へ突出した段差部を有し、かつ他端側に環状の止め輪溝を有し、この止め輪溝には、径方向に弾性的に拡縮自在な止め輪が拡張状態で嵌め込まれ、前記外輪は、一端面が前記段差部に当接し、他端面が前記止め輪に当接することで抜け止めされた車輪用軸受装置であって、
前記止め輪は、前記他端側から前記ハウジングの内周に収縮状態で挿入し、前記止め輪溝の位置まで押し込んで弾性復元力で拡張させたものであり、この止め輪の前記一端側の端面の断面形状は、少なくとも外径部が、外径側へいくほど前記他端側に位置する凸曲面であることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
請求項１において、前記止め輪の前記一端側の端面の断面形状は、径方向幅の中間部から外径側および内径側へいくほど前記他端側に位置する凸曲面である車輪用軸受装置。
【請求項３】
請求項１において、前記止め輪の前記一端側の端面の断面形状は、径方向幅の中間部から外径端までの範囲が外径側へいくほど前記他端側に位置する凸曲面であり、径方向幅の中間部から内径端までの範囲が軸方向を向く平面である車輪用軸受装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記ハウジングは球状黒鉛鋳鉄からなる車輪用軸受装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記ハウジングは低、中炭素鋼からなる車輪用軸受装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記ハウジングの外周に車輪取付用のフランジを有する車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トラック、バス等の大型車両用のアクスルユニットとして使用される車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型車両用のアクスルユニットとして、例えば特許文献１に開示された構造のものが知られている。図７に示すように、このアクスルユニットは、ユニット化された複列の転がり軸受２と、この転がり軸受２の外輪４が内周に嵌合する環状のハウジング７とを備え、ハウジング７の一端に、ボルト３１により車輪のホイール取付け用のハブ３２およびブレーキロータ３３を取付けたものである。ホイールはハブ３２に取付けられる。
【０００３】
この種のアクスルユニットでは、通常、転がり軸受２の外輪４がハウジング７の内周に圧入により嵌合させてある。その場合、アクスルユニットに高荷重が負荷されたときに、外輪４がクリープして軸方向に抜けるのを防止するために、外輪４の軸方向の移動を規制する止め輪１４がハウジング７に取付けられる。図７の例では、外輪４の一端面をハウジング７の段差面１１ｂに当接させ、かつ他端面を止め輪１４に当接させることで、外輪４が抜け止めされている。止め輪１４は、ハウジング７の内周に形成された環状の止め輪溝１３に嵌め込まれている。
【特許文献１】特開２００３−３１２２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記止め輪１４は、例えば円周方向の一箇所が分断された円環状で、径方向に拡縮可能な弾性を有する。この弾性を利用して、収縮させた状態の止め輪１４をハウジング７の内周に挿入し、止め輪１４をそのままハウジング７の内周に沿って止め輪溝１３の側へ押し込んで、止め輪溝１３に嵌め込む。止め輪１４が止め輪溝１３に嵌め込まれた状態では、止め輪１４は弾性により拡張した状態に保たれるため、止め輪溝１３から外れない。
【０００５】
上記の方法で止め輪１４を止め輪溝１３に嵌め込む場合、止め輪１４の押し込み時に、ハウジング７の内周に止め輪１４の外周が引っ掛かりやすく、止め輪１４の押し込みに大きな力を要する。また、無理に止め輪１４を押し込むと、ハウジング７および止め輪１４が傷付くおそれがある。
【０００６】
この発明の目的は、ハウジングの内周に嵌合する転がり軸受を止め輪により抜け止めした車輪用軸受装置において、前記止め輪の形状を工夫することで、比較的小さな押し込み力で、ハウジングおよび止め輪を傷付けることなく、ハウジングの止め輪溝に止め輪を嵌め込むことができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる車輪用軸受装置は、転がり軸受と、この転がり軸受の外輪が内周に嵌合した環状の車輪取付用ハウジングとを備え、前記ハウジングは、内周の一端側に内径側へ突出した段差部を有し、かつ他端側に環状の止め輪溝を有し、この止め輪溝には、径方向に弾性的に拡縮自在な止め輪が拡張状態で嵌め込まれ、前記外輪は、一端面が前記段差部に当接し、他端面が前記止め輪に当接することで抜け止めされた車輪用軸受装置であって、前記止め輪は、前記他端側から前記ハウジングの内周に収縮状態で挿入し、前記止め輪溝の位置まで押し込んで弾性復元力で拡張させたものであり、この止め輪の前記一端側の端面の断面形状は、少なくとも外径部が、外径側へいくほど前記他端側に位置する凸曲面であることを特徴とする。
この構成によれば、止め輪の一端側の端面の断面形状は、少なくとも外径部が、外径側へいくほど前記他端側に位置する凸曲面であるため、止め輪を止め輪溝に嵌め込む際に、ハウジングの内周に止め輪の外周が引っ掛からない。そのため、比較的小さな押し込み力で止め輪を押し込むことができ、かつハウジングおよび止め輪を傷付けない。
【０００８】
この発明において、前記止め輪の前記一端側の端面の断面形状は、径方向幅の中間部から外径側および内径側へいくほど前記他端側に位置する凸曲面であってもよい。また、径方向幅の中間部から外径端までの範囲が外径側へいくほど前記他端側に位置する凸曲面であり、径方向幅の中間部から内径端までの範囲が軸方向を向く平面であってもよい。
前記端面における径方向幅の中間部から内径端まで断面形状については、内径側へいくほど前記他端側に位置する凸曲面であっても、あるいは軸方向を向く平面であってもよいが、後者である場合には、前記平面で転がり軸受を受けることになるため、転がり軸受の軸方向移動を最小限に抑えられる。
【０００９】
この発明において、前記ハウジングは球状黒鉛鋳鉄製とすることができる。
球状黒鉛鋳鉄は、引張り強さ、伸び、粘り強さ（靭性）に優れ、自動車部品に多く使用されており、この発明の構成である場合にも球状黒鉛鋳鉄を好適に使用することができる。
前記ハウジングは低、中炭素鋼製としてもよい。
【００１０】
前記ハウジングの外周に車輪取付用のフランジを有する構成とすることができる。
ハウジングの外周に車輪取付用のフランジを有する構成、有しない構成のいずれにも、この発明を適用できる。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の車輪用軸受装置は、転がり軸受と、この転がり軸受の外輪が内周に嵌合した環状の車輪取付用ハウジングとを備え、前記ハウジングは、内周の一端側に内径側へ突出した段差部を有し、かつ他端側に環状の止め輪溝を有し、この止め輪溝には、径方向に弾性的に拡縮自在な止め輪が拡張状態で嵌め込まれ、前記外輪は、一端面が前記段差部に当接し、他端面が前記止め輪に当接することで抜け止めされた車輪用軸受装置であって、前記止め輪は、前記他端側から前記ハウジングの内周に収縮状態で挿入し、前記止め輪溝の位置まで押し込んで弾性復元力で拡張させたものであり、この止め輪の前記一端側の端面の断面形状は、少なくとも外径部が、外径側へいくほど前記他端側に位置する凸曲面であるため、比較的小さな押し込み力で、ハウジングおよび止め輪を傷付けることなく、ハウジングの止め輪溝に止め輪を嵌め込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
この発明の実施形態を図１と共に説明する。この実施形態の車輪用軸受装置１は、外輪回転タイプで、例えばトラック、バス等の従動輪用アクスルユニットに適用されるものである。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
【００１３】
この車輪用軸受装置１は、転がり軸受２と、この転がり軸受２の外周に嵌合するハウジング７とからなる。転がり軸受２は、外周面に軌道面３ａを有する一対の内輪３と、この一対の内輪３の軌道面３ａに対向する複列の軌道面４ａを内周面に有する外輪４と、これら内外輪３，４間に組み込まれた複列の転動体５とを備えている。この実施形態の場合、転動体５は円すいころであって、円すいころ軸受として構成されている。転動体５である複列の円すいころは、背面組合せで配列され、各列毎に保持器６で保持されている。内輪３と外輪４間の軸受空間の両端は、シール８，９によりそれぞれ密封されている。
【００１４】
ハウジング７は環状の部材であり、その内周面１１は、前記外輪４が圧入される圧入面部１１ａと、この圧入面部１１ａに段差面１１ｂを介してアウトボード側へ続き前記圧入面部１１ａよりも小径な内側突出部１１ｃとからなる段付き円筒面状に形成されている。ハウジング７のアウトボード側の端面における周方向複数箇所に、車輪取付用のボルト孔１２が設けられている。
【００１５】
ハウジング７は鋳造により製作することができる。ハウジング７の材料としては、球状黒鉛鋳鉄、または低、中炭素鋼、またはその他の鋳鉄を用いることができる。低、中炭素鋼は、低炭素鋼または中炭素鋼のことである。球状黒鉛鋳鉄は、引張り強さ、伸び、粘り強さ（靭性）に優れる。球状黒鉛鋳鉄を用いる場合、硬さがＨＢ１３０〜３３０であるのが好ましい。低、中炭素鋼を用いる場合、硬さがＨＲＣ１３〜３０であるのが好ましい。また、いずれの材料を用いる場合も、材料疲労強度が２００ＭＰａ以上であるのが好ましい。
【００１６】
転がり軸受２は、その外輪４をハウジング７の内周面圧入面部１１ａにインボード側から圧入することにより、ハウジング７に組み込まれる。組み込んだ後、ハウジング７の内周に形成された環状の止め輪溝１３に止め輪１４が嵌め込まれる。転がり軸受２をハウジング７に組込んだ状態では、外輪４は、そのアウトボード側の端面がハウジング７の内周面段差部１１ｂに当接して、アウトボード側への移動が規制され、かつインボード側の端面が止め輪１４に当接して抜け止めされる。
【００１７】
止め輪１４は、例えば円周方向の一箇所が分断された円環状で、径方向に拡縮可能な弾性を有する。止め輪１４の断面形状は、インボード側の端面１４ａは平面で、アウトボード側の端面１４ｂは、径方向幅の中間部では軸方向を向き、外径側および内径側へいくほどインボード側に位置し、外径端および内径端では軸方向に沿う変曲点の無い曲線、例えば円弧とされている。換言すると、アウトボード側の端面１４ｂは、少なくとも外径部が、外径側へいくほど前記他端側に位置する凸曲面である。外周面および内周面に相当する面は無く、アウトボード側の端面１４ｂとインボード側の端面１４ａとがそれぞれの外径端および内径端で直接繋がっている。アウトボード側の端面１４ｂとインボード側の端面１４ａの接続部には、面取りを施しておくのが好ましい。
【００１８】
止め輪１４の嵌め込み方法を、図２と共に説明する。止め輪１４の嵌め込みには、案内治具１５および押圧治具１６を用いる。案内治具１５は環状の治具であり、一端面１５ａは、ハウジング７のインボード側端部の外周に嵌合可能な段差部１５ａａを有し、内周面１５ｂは、前記端面１５ａの内周縁に続きハウジング７の内径と同径の円筒面部１５ｂａと、この円筒面部１５ｂａに続き端面１５ａから遠ざかるほど大径となるテーパ面部１５ｂｂを有する。押圧治具１６は円柱状の治具であり、外径が、ハウジング７の内径よりも小さく、かつ拡張状態の止め輪１４の内径よりも大きく形成されている。
【００１９】
案内治具１５を、その段差部１５ａａをハウジング７のインボード側の端部に嵌合させて設け、この案内治具１５の内周に拡張状態の止め輪１４を配置する（図２（Ａ））。そして、押圧治具１６により上記止め輪１４をアウトボード側に押すと、止め輪１４は、案内治具１５内周のテーパ面部１５ｂｂから円筒面部１５ｂａへと移動し、それに伴い拡張状態から収縮状態へと縮径する（図２（Ｂ））。止め輪１４のアウトボード側の端面が前記断面形状であるため、移動時に、ハウジング７の内周に止め輪１４の外周が引っ掛からない。そのため、比較的小さな押し込み力で止め輪１４を押し込むことができ、かつハウジング７および止め輪１４を傷付けない。
【００２０】
止め輪１４を押し続けると、止め輪１４は収縮状態のままハウジング７の内周に押し込まれる（図２（Ｃ））。さらに、止め輪１４を押して、止め輪１４が止め輪溝１３の位置に達すると、止め輪１４が自らの弾性で拡張して止め輪溝１３に嵌り込む（図２（Ｄ））。弾性により止め輪１４が拡張した状態に保たれるため、止め輪１４は止め輪溝１３から外れない。
【００２１】
止め輪１４は、図３に示す断面形状としてもよい。すなわち、この止め輪１４は、アウトボード側の端面１４ｂの断面形状が、径方向幅の中間部から外径端までの曲線部１４ｂａと、径方向幅の中間部から内径端までの平面部１４ｂｂとでなる。曲線部１４ｂａは、径方向幅の中間部では軸方向を向き、径方向幅の中間部から外径側へいくほどインボード側に位置し、外径端では軸方向に沿う変曲点の無い曲線、例えば円弧とされる。また、平面部１４ｂｂは、軸方向を向く平面とされる。アウトボード側の端面１４ｂの外径端とインボード側の端面１４ａの外径端とが直接繋がり、アウトボード側の端面１４ｂの内径端とインボード側の端面１４ａの内径端との間には、円筒状の内周面１４ｃが形成されている。
【００２２】
この止め輪１４の断面形状であると、止め輪１４を止め輪溝１３に嵌め込む際に、ハウジング７の内周に止め輪１４の外周が引っ掛からず、比較的小さな押し込み力で止め輪１４を押し込むことができ、かつハウジング７および止め輪１４を傷付けないという効果に加えて、アウトボード側の端面１４ｂの平面部１４ｂａにより転がり軸受１の外輪４を受けることになるため、外輪４の軸方向移動を最小限に抑えられるという効果が得られる。
【００２３】
図１および図３の止め輪１４は、外周面に相当する面は無く、アウトボード側の端面１４ｂとインボード側の端面１４ａとがそれぞれの外径端で直接繋がっているが、図４および図５に示す止め輪１４のように、アウトボード側の端面１４ｂとインボード側の端面１４ａの外径端間に円筒状の外周面１４ｄを設けてもよい。この場合も、止め輪１４を止め輪溝１３に嵌め込む際に、ハウジング７の内周に止め輪１４の外周が引っ掛かることが防げる。
【００２４】
図６は異なる実施形態を示す。この実施形態の車輪用軸受装置１は、外輪回転タイプで、例えばトラック、バス等の駆動輪用アクスルユニットに適用される。この実施形態が前記実施形態と異なる点は、ハウジング７の外周に車輪のホイール取付用のフランジ２１を有することである。フランジ２１には、周方向の複数箇所にボルト挿通孔２２が設けられている。ハウジング７のアウトボード側の端面に設けたボルト孔２３は、車軸結合用である。
【００２５】
この実施形態の車輪用軸受装置１も、前記同様、転がり軸受２の外輪４をハウジング７の内周面圧入面部１１ａにインボード側から圧入して、転がり軸受２をハウジング７に組み込んだ後、止め輪溝１３に止め輪１４を嵌め込んで、外輪４の抜け止めをする。止め輪１４としては、前記実施形態と同様のものが用いられ、同様の作用効果が得られる。なお、図６には図１の止め輪１４が図示されているが、図３ないし図５のいずれかの止め輪１４を用いてもよい。
【００２６】
上記各実施形態では、転がり軸受２を円すいころ軸受型としているが、アンギュラ玉軸受等の玉軸受型としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（Ａ）はこの発明の実施形態にかかる車輪用軸受装置の断面図、（Ｂ）はその一部を省略したＩＢ部拡大図である。
【図２】止め輪の嵌め込み手順の説明図である。
【図３】異なる止め輪を用いた車輪用軸受装置の部分断面図である。
【図４】さらに異なる止め輪の部分断面図である。
【図５】さらに異なる止め輪の部分断面図である。
【図６】（Ａ）は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、（Ｂ）はその一部を省略したVIＢ部拡大図である。
【図７】従来のアクスルユニットの断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…車輪用軸受装置
２…転がり軸受
３…内輪
４…外輪
７…ハウジング
１３…止め輪溝
１４…止め輪
１４ｂ…アウトボード側の端面
１４ｂａ…曲面部
１４ｂｂ…平面部
２１…フランジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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