JP4513295B2 - 転がり軸受装置の組立方法 - Google Patents

Description

この発明は、複列円すいころ軸受装置の組立方法に関するものである。

自動車のホイール用などに用いられる軸受においては、複列円すいころ軸受が使用されている。図１０は、従来から広く用いられている複列円すいころ軸受（従来例１）の断面図である。この従来例１は、２つの外輪軌道２，２を有する１個の外輪１と、内輪軌道３、３を有する一対の内輪４，４との間に複数の円すいころ５、５が転走自在に介在しているものである。外輪１の内周面には、円すい凹面状の外輪軌道２，２が設けられており、これら外輪軌道２，２は、外輪１の内径が端部から中央に向かって縮径するように互いに対向している。また、内輪４、４のそれぞれには、上記外輪軌道２，２に対応した円すい凸面状の内輪軌道３，３が設けられている。各円すいころ５、５は、内輪軌道３、３と外輪軌道２、２の間において内輪４、４と外輪１に挟持され、かつ保持器６により等間隔に配列されている。また、外輪１の内周面両端部と、内輪４、４の外周面端部にはシールリング７、７を設けている。このシールリング７、７は、外輪１と内輪４、４との間の空間を密封し、外部からの異物（ごみ、水分、金属粉など）の侵入を防止するとともに、潤滑剤の漏れを防止するために設けられる。

以上のような従来例１の複列円すいころ軸受は、次のような手順で組立される。まず、図１１に示すように、保持器６と円すいころ５を組み合せたサブアセンブル部材１１を内輪４に取り付ける。これを図１２に示すように外輪１の内周に挿入して、円すいころ５を外輪軌道２、２及び内輪軌道３、３に合致させる。そして最後に、外輪１の内周面両端部と内輪４、４の外周面端部の間にシールリング７、７をそれぞれ装着する。

ここで、保持器６は図１３に示すように、離間する一対の環状部である大環状部６ａ及び小環状部６ｂと、これら両環状部間に架設された複数の柱部６ｃ、更には、小環状部６ｂの直径方向内側の端部から直径方向内方に向かって延びる環状リブ部６ｄより成る、略円すい面状の形状を成している。かかる構成により、隣り合う柱部６ｃ間に円すいころ５を収容するための台形窓状のポケット１０が等間隔に複数設けられている。このポケット１０に円すいころ５を配置したサブアセンブル部材１１の断面図が図１４である。円すいころ５は、保持器６の直径方向内方からポケット１０内に落ち込むようにして配置されている。図１５は、保持器６の柱部６ｃの、その長手方向に対し垂直な面における断面図である。前記配置された円すいころ５を仮想線にて示している。隣り合う柱部６ｃの間隔即ちポケットの円周方向の幅Ｗ１０は、円すいころ５の母線上の各位置において、当該各位置における円すいころ５の直径よりも小さくなっているので、円すいころ５は保持器６のポケット内に落ち込んだ状態で留まる。このように、サブアセンブル部材１１において、保持器６は円すいころ５を直径方向外側から支持しているのみである。従って、このサブアセンブル部材１１においては、円すいころ５が直径方向外方に脱落することは無いが、サブアセンブル部材１１の姿勢によっては、円すいころ５が直径方向内方に倒れて脱落することになる。この保持器６のように、配置された円すいころが直径方向内方に脱落する構造をもつものは、汎用性の高い保持器である反面、円すいころが脱落しやすいという欠点を有する。

従来例１においては、前述のように図１１、図１２のような組立方法を採るので、組立工程における円すいころ５の脱落は問題とならない。なぜなら、図１１に示すように、サブアセンブル部材１１に内輪４を装着した状態で取り扱うことができるからである。即ち、図１１において、円すいころ５は内輪４と保持器６により挟持されているので脱落せず保持される。

ところで近年、部品点数を減らしてコストを低減すること等を目的として、所謂第三世代のハブユニットと称される構造のハブユニットが考えられている。このハブユニットの構造として従来知られていたものの例（従来例２）を図１６に示す。この構造は従来例１と異なり、ハブ本体１６の一端部に車輪を支持する等のためのフランジ２６を設け、かつ、このハブ本体１６の中間部外周面には第一列の円すいころ軸受を構成するための第一の内輪軌道２８を形成する一方、当該ハブ本体の他端部外周面には、第二の内輪軌道３６を有する内輪３５を外嵌固定するようになっている。このような構造の場合、従来例１のように、サブアセンブル部材１９に内輪となるハブ本体１６を組み合せた状態で外輪１３に挿入するという組立工程を採ることができない。即ち図１６に示す従来例２の場合、ハブ本体１６の一端部に設けられたフランジ２６が邪魔となるので、ハブ本体１６を外輪１３に挿入した後にフランジ側の第一のシールリング１５を装着することができない。したがってこの場合には、第一保持器１７に第一列の円すいころ１８ａを配置したサブアセンブル部材１９を、先ず外輪１３の第一の外輪軌道２２に設置し、次に第一のシールリング１５を装着し、その後にハブ本体１６を外輪１３に挿入することとなる。このように、従来例２のような構造の場合、サブアセンブル部材１９に内輪となるハブ本体１６を装着した状態で取り扱うことができない。

ところが、従来例２においてハブ本体１６を外輪１３に挿入する際には、（１）サブアセンブル部材１９と第一のシールリング１５が装着された外輪１３を、軸受の回転中心軸が横向きになるような姿勢として外輪１３とハブ本体を組み合せるか、または（２）サブアセンブル部材１９と第一のシールリング１５が装着された外輪１３を、軸受の回転中心軸が鉛直縦方向を向きかつ第二の外輪軌道２３が第一の外輪軌道２２に対して上になるような姿勢として外輪１３とハブ本体１６を組み合せている。（１）や（２）のようにするのは、軽い側の部材を移動させて組み付けた方が作業性が向上するからである。また、特に（２）のようにするのは、次工程でハブ本体１６に内輪３５を圧入する際、圧入に伴う軸力を受け止めるため、ハブ本体１６のフランジ２６が設けられた側の端部を下にして治具上に載置するが、（２）のようにすれば、そのままの姿勢で次工程へ移ることができ、作業性が向上するからである。この（１）や（２）の方法では、第一列の円すいころ１８ａの脱落が不可避であった。

この問題に対し、従来例２においては、第一保持器１７の構造を工夫した脱落防止保持器とし、第一列の円すいころ１８ａをこの第一保持器１７と組合せたサブアセンブル部材１９の状態において、この円すいころ１８ａが直径方向内方に脱落しないように、第一保持器１７により保持されている。図９は、この従来例２の第一保持器１７の柱部１７ｃの断面図であり、保持されている円すいころ１８ａを仮想線で示している。図９において、第一保持器１７の直径方向内方の断面ポケット幅Ｗ１７は、円すいころ１８ａの断面直径Ｄ１８ａよりも小さくなっている。このため、円すいころ１８ａが直径方向内方に脱落しないよう保持されることになる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０００−６５０４９号公報

しかしながら、前述の従来例２における第一保持器１７のような脱落防止保持器は汎用性が無いため、保持器の作製に多大なコストを要する。一方、従来例１の保持器６のように、直径方向内方に脱落しうる構造のものは、汎用性があるため大量生産が可能であり、製造コストが少なくて済むという利点があるが、前述のように、外輪にハブ本体を挿入するまでの工程において、円すいころが脱落するという問題が不可避であった。

本発明は、汎用性に乏しくコストの高い保持器を用いることなく、汎用性の高い保持器のみを用いて、組立時の部材の姿勢の自由度を高めてフランジ付きハブ本体を備えた複列円すいころ転がり軸受装置を組立ることができる組立方法を提供することを目的とする。

本願に係る発明は、内周面に第一の外輪軌道及び第二の外輪軌道を有する外輪と、前記第二の外輪軌道に対向する第二の内輪軌道を有する内輪と、前記第一の外輪軌道に対向する第一の内輪軌道を有するとともに、その一端部に直径方向外向きに突出するフランジを有し、その他端部には前記内輪を外嵌固定するための小径円筒面部を有するハブ本体と、前記第一の内輪軌道と前記第一の外輪軌道との間に設けられる複数個の第一列の円すいころと、前記第一列の円すいころを等間隔に配列する第一保持器と、前記外輪における前記第一の外輪軌道側の端部に設けられる第一のシールリングと、を備える複列円すいころ転がり軸受装置を組立る方法であって、この組立方法は、円筒形状の本体部と、この本体部の軸方向一側端部から径方向内方に延びるハブ本体先端当接部と、この本体部の軸方向他側端部から径方向斜め外側にむかって所定間隔おきに延びる複数の舌片であって前記サブアセンブル部材に内嵌した状態で前記第一列の円すいころに当接するころ当接部と、を有する保持治具を用いるものであり、前記第一保持器と前記第一列の円すいころとを組み合せてサブアセンブル部材を作製する工程と、前記サブアセンブル部材における前記第一列の円すいころの直径方向内方に前記保持治具を内嵌して当該円すいころを支持する工程と、前記サブアセンブル部材を前記外輪の前記第一の外輪軌道に装着する工程と、前記サブアセンブル部材が装着された前記外輪の、前記第一の外輪軌道側の端部内周面に前記第一のシールリングを装着する工程と、サブアセンブル部材に内嵌した前記保持治具の前記ハブ本体先端当接部を、前記ハブ本体の軸方向先端部により押し出しながら、前記ハブ本体と前記第一のシールリング及び前記サブアセンブル部材が装着された前記外輪とを組み合せる工程と、を含むことを特徴とする転がり軸受装置の組立方法である。

このような組立方法とすると、保持治具によって円すいころの脱落が防止される。また、保持治具におけるころ当接部が径方向斜め外側に傾斜して延びているので、傾斜して載置された第一列の円すいころに沿った状態で円すいころをより安定的に支持することが可能となる。さらに、ハブ本体のフランジが存在する複列円すいころ軸受装置において、汎用性のある保持器を用いて軸受装置を作製できる。また、保持治具はハブ本体の軸方向先端部により押し出されるので、保持治具を除去する工程が不要となる。

また、本願の従属請求項に係る好ましい発明は、前記保持治具の前記ころ当接部は、前記第一列の円すいころと同数であり、且つ、各ころ当接部の円すいころとの当接面は凹状とされており、１つの前記ころ当接部が１つの前記第一列の円すいころを支持することを特徴とする。この場合、第一列の個々の円すいころのそれぞれが別々のころ当接部と当接するので、当該当接部が全ての円すいころに確実に当接する。また当接面が凹状であるので、円すいころの支持がより安定する。

また、本願の従属請求項に係る他の好ましい発明は、前記保持治具の前記ころ当接部は、前記第一列の円すいころと同数であり、且つ、各ころ当接部の円すいころとの当接面は凸状とされており、互いに隣接する前記ころ当接部の相互間に前記第一列の円すいころのそれぞれが配置されることにより、隣接する２つの前記ころ当接部が１つの前記第一列の円すいころを支持することを特徴とする。この場合、第一列の個々の円すいころのそれぞれが、隣接するころ当接部の相互間のそれぞれに配置されることで、個々の円すいころが隣接する２つのころ当接部と当接し、個々の円すいころを確実に支持できる。また、ころ当接部の当接面が凸状とされているので、第一列の円すいころ１８ａは、隣接する２つのころ当接部９３相互間の隙間に入り込む状態となり、より安定的に支持される。

以上のように本発明によれば、汎用性に乏しくコストの高い保持器を用いることなく、汎用性の高い保持器のみを用いて、組立時の部材の姿勢の自由度を高めてフランジ付きハブ本体を備えた複列円すいころ転がり軸受装置を組立ることができる。

以下、本発明の第一実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態に係る軸受装置の構成自体は、第一保持器１７の構造以外はすべて従来例２と同様である。従って、従来例２において説明した構成部分と本実施形態で共通する部分の説明は省略する。また、従来例２と同一の符号を付したものについて、その構成は従来例２と同一とする。

図６は、本発明を適用して得られる転がり軸受装置の一例の断面図であり、この転がり軸受装置は、駆動輪を支持するための自動車用ハブユニット５０を例示している。図６と従来例２である図１６との相違は、図６の第一保持器２５のみである。この第一保持器２５は、従来例１における図１３の保持器６と同じもので、汎用性の高い保持器である。第一保持器２５は図１３に示すように、離間する一対の環状部のうち大径側である大環状部６ａ及び小径側である小環状部６ｂと、これら両環状部間に架設された複数の柱部６ｃ、更には、小環状部６ｂの直径方向内側の端部から直径方向内方に向かって延びる環状リブ部６ｄより成る、略円すい面状の形状を成している。かかる構成により、隣り合う柱部６ｃ間に円すいころ５を収容するための台形窓状のポケット１０が等間隔に複数設けられている。このポケット１０に、第一列の円すいころ１８ａを配置したサブアセンブル部材２０の断面図が図１４である。第一列の円すいころ１８ａは、第一保持器２５の直径方向内方からポケット１０内に落ち込むようにして配置されている。図１５は、第一保持器２５の柱部６ｃの、その長手方向に対し垂直な面における断面図で、配置された第一列の円すいころ１８ａを仮想線にて示している。隣り合う柱部６ｃの間隔即ちポケットの円周方向の幅は、第一列の円すいころ１８ａの母線上の各位置において、当該各位置における当該円すいころ１８ａの直径よりも小さくなっているので、当該円すいころ１８ａは第一保持器２５のポケット内に落ち込んだ状態で留まる。このように、サブアセンブル部材２０において、保持器６は円すいころ５を直径方向外側から支持しているのみである。従って、このサブアセンブル部材２０においては、第一列の円すいころ１８ａが直径方向外方に脱落することは無いが、サブアセンブル部材２０の姿勢によっては、第一列の円すいころ１８ａが直径方向内方に倒れて脱落することになる。この点が、円すいころが直径方向内方に脱落することを防止している、従来例２のサブアセンブル部材１９と異なる。

本転がり軸受装置の各部詳細は以下の通りである。図６に示す通り外輪１３は、その内周面にそれぞれ円すい凹面状の第一の外輪軌道２２と第二の外輪軌道２３を有する。これら第一の外輪軌道２２と第二の外輪軌道２３はそれぞれ逆向きにかつ円すい凹面状の小径側を突き合わせるように設けられており、その結果第一の外輪軌道２２と第二の外輪軌道２３は互いに逆向きの傾斜となり、かつ、外輪１３の内径はその中央部から端部に向かって拡径するように傾斜している。また外輪１３の外周面中央部には、懸架装置等（図示しない）に対して外輪１３を固定するため、外向きに突出した取付部２７を設けている。ハブ本体１６は、その一端部に直径方向外向きに突出するフランジ２６を有する。このフランジ２６は、車輪を支持するためのものである。ハブ本体１６の中間部には、円すい凸面状の第一の内輪軌道２８があり、この第一の内輪軌道２８は、ハブ本体１６の一端部側（フランジ２６を有する側）から他端部側に向かって縮径するように傾斜している。また、第一の内輪軌道２８の前記一端部側縁部には、当該内輪軌道２８部分のハブ本体１６を縮径する段差状の大鍔２９があるが、第一の内輪軌道２８の前記他端部側縁部には、当該内輪軌道２８部分のハブ本体１６を縮径する段差状の小鍔は有していない。一方、ハブ本体１６の他端部（フランジ２６のある端部と逆側の端部）には、第一の内輪軌道２８よりも小径であって、ハブ本体１６と同心の円筒面を形成する小径円筒面部３０を有する。この小径円筒面部３０は、その一端側（ハブ本体１６のフランジ２６側）の起点を形成する段差である小径円筒面段部３８から、ハブ本体１６の他端縁部にまで至る円筒面を形成している。また、ハブ本体１６の中心部には、自動車の駆動軸端部（図示しない）をスプライン係合させるためのスプライン孔３７を設けている。

ハブ本体１６の他端部に設けた小径円筒面部３０の外周面には、内輪３５がハブ本体１６に対して外嵌固定されている。この内輪３５の外周面には、第二の外輪軌道２３に対向する方向に傾斜する第二の内輪軌道３６が設けられている。内輪３５は、小径円筒面部３０に外嵌固定されており、その一端部（ハブ本体１６のフランジ２６側の端部）は、ハブ本体１６の小径円筒面部３０の一端側（ハブ本体１６のフランジ２６側）の段差であって、小径円筒面部３０の一端側の起点を形成する小径円筒面段部３８に突き当ててある。

第一の内輪軌道２８と、第一の外輪軌道２２は互いに対向しており、これらの間には複数個の第一列の円すいころ１８ａが設けられている。これら第一列の円すいころ１８ａは、第一保持器２５により等間隔に配列されている。この第一保持器２５は、前述のように従来例１の保持器６と同一構造である。また、第二の内輪軌道３６と、第二の外輪軌道２３も互いに対向しており、これらの間には複数個の第二列の円すいころ１８ｂが設けられている。これら第二列の円すいころ１８ｂは、第二保持器３１により等間隔に配列されている。この第二保持器３１は、第一保持器２５と同一であり、従来例１の保持器６とも同一構造である。

また、外輪１３の内周面両端部には、それぞれ第一のシールリング１５と、第二のシールリング１４が設けられている。第一のシールリング１５は、外輪１３における第一の外輪軌道２２側の端部内周面に設けられており、外輪１３の第一の外輪軌道２２側の端部内周面と、当該端部に対向する位置におけるハブ本体１６外周面との間を密封している。一方、第二のシールリング１４は、外輪１３における第二の外輪軌道２３側の端部内周面に設けられており、外輪１３の第二の外輪軌道２３側の端部内周面と、当該端部に対向する位置における内輪３５外周面との間を密封している。

参考例として、この図６の構成を有する転がり軸受装置を組み立てる工程を説明する。先ず、第一工程として、第一保持器２５と第一列の円すいころ１８ａを組み合せたサブアセンブル部材２０を作製する。サブアセンブル部材２０は図１４に図示される従来例１のサブアセンブル部材１１と同一の構造である。
次に、アセンブル部材２０における第一列の円すいころ１８ａの直径方向内方に保持リング４０を内嵌して、第一列の円すいころ１８ａを押圧支持する工程を行う。この保持リング内嵌工程により、図１に示すようなサブアセンブル部材２０に保持リング４０が内嵌固定された部材となり、全ての第一列の円すいころ１８ａは第一保持器２５とで挟持されるので、サブアセンブル部材２０をどのような姿勢にしても第一列の円すいころ１８ａが脱落することがない。
続いて、このサブアセンブル部材２０を外輪１３の第一の外輪軌道２２に装着する第二工程を行う。この第二工程の結果、図７のような保持リング４０が内嵌したサブアセンブル部材２０と外輪１３が組み合された第二工程部材６０が得られる。即ち図７に示すように、保持リング４０が内嵌された状態のサブアセンブル部材２０が外輪１３の第一の外輪軌道２２に装着される。

続く第三工程は、前記第二工程部材６０に、第一のシールリング１５を装着する工程である。シールリング１５は、外輪１３における第一の外輪軌道２２側の端部内周面に内嵌固定されている。この工程により図８に示すような第三工程部材７０となる。
次に第四工程として、前記第三工程部材７０とハブ本体１６とを組み合せる工程を行うが、詳細にはこの第四工程は、サブアセンブル部材２０に内嵌した保持リング４０を、ハブ本体１６の小径円筒面部３０と第一の内輪軌道２８との間に設けられた段差部である小径円筒面段部３８により押し出しながら当該サブアセンブル部材２０をハブ本体１６の第一の内輪軌道２８に外嵌することにより、サブアセンブル部材２０を第一の内輪軌道２８と第一の外輪軌道２２との間に装着する工程である。従って、前記第三工程部材７０とハブ本体１６が組合わされると同時に、サブアセンブル部材２０に内嵌した保持リング４０はサブアセンブル部材２０から押し出されて外れる。即ち、この第四工程において、保持リング４０を除去する作業は必要とせずサブアセンブル部材２０から外れる。なお、この工程では通常、第三工程部材７０にハブ本体１６を挿入するようにして両者を組み合せる。

次に第五工程として、前記第二列の円すいころ１８ｂが前記第二保持器３１の各ポケットに設置されかつ前記内輪３５と第二保持器３１とで挟持された円すいころ１８ｂを有する内輪部材８０を、外輪１３の小径円筒面部３０側と対向した側から挿入し、ハブ本体１６の小径円筒面部３０に内輪３５を外嵌固定する工程を行う（図６参照）。この後最後に、内輪３５の端部外周面と外輪の端部内周面の間に第二のシールリング１４を装着する工程を行って、図６に示す転がり軸受装置が作製される。

参考例においては以上のような工程としたので、サブアセンブル部材２０における第一列の円すいころ１８ａは、サブアセンブル部材２０の姿勢に関わらず脱落することがない。即ち、サブアセンブル部材２０を組み立てた前記第一工程に引き続いて保持リング４０をサブアセンブル部材２０に内嵌しているので、その後の工程において、各第一列の円すいころ１８ａは第一保持器２５と保持リング４０とで挟持され脱落することがない。第一保持器２５は円すいころ１８ａを直径方向外側から支持しているのみであり、円すいころ１８ａが直径方向内方に倒れて脱落することを拘束する構造とはなっていないが、参考例では、サブアセンブル部材２０に内嵌しつつ第一列の円すいころ１８ａの全てを直径方向内方から押圧支持するように装着された保持リング４０を用いることにより、第一列の円すいころ１８ａが脱落しないようにしたものである。したがって、サブアセンブル部材２０に保持リング４０を内嵌した以後の工程においては、各工程における各部材の姿勢に制約を受けることなく作業をすることができる

ここで、前記第四工程においても第一列の円すいころ１８ａが脱落しない理由を詳細に説明する。図２に示すように、ハブ本体１６の小径円筒面部３０の外径Ｓは、保持リング４０の内径Ｎより小さく、かつ、保持リング４０がサブアセンブル部材に内嵌された状態における保持リング４０の最小内径Ｎｍより小さくなっているので、前記第四工程において、ハブ本体１６の小径円筒面部３０は保持リング４０を押し出すことなく通過することができる。即ち、図４に示すように、ハブ本体１６の小径円筒面段部３８が保持リング４０に当接するまでは、保持リング４０はサブアセンブル部材２０に装着されたままの状態が保持される。そして、図５に示すように、ハブ本体１６の小径円筒面部３０と第一の内輪軌道２８との間に設けられた段差部である小径円筒面段部３８により保持リング４０が押し出されるとともに、円すいころ１８ａがハブ本体１６の第一の内輪軌道２８に装着され、第一の内輪軌道２８と第一の外輪軌道２２との間に第一列の円すいころ１８ａの全てが設けられて第四工程が終了する。
このように、保持リング４０の内径Ｎ及び保持リング４０をサブアセンブル部材２０に内嵌させた状態における保持リング４０の最小内径Ｎｍを小径円筒面段部３８の外径Ｓよりも大きくし、ハブ本体１６の小径円筒面部３０と第一の内輪軌道２８との間に設けられた段差部である小径円筒面段部３８により保持リング４０が押し出されるようにすると、保持リング４０が押し出された時点で小径円筒面段部３８は円すいころ１８ａの前記最内方点αに近接した位置まで達することとなるので、円すいころ１８ａはハブ本体１６の存在により直径方向内方に脱落できなくなる。従って、かかる第四工程においても第一列の円すいころ１８ａはその姿勢に関わらず脱落しないのである。

なお、第五工程以降では円すいころの脱落を考慮する必要はない。即ち、第一列の円すいころ１８ａは第一の外輪軌道２２及び第一の内輪軌道２８により挟持されているので、脱落の恐れはない。また、第二列の円すいころ１８ｂは、従来例１と同様に内輪３５及び第二保持器３１と一体で取り扱うことができ、第二保持器３１及び第二の内輪軌道３６により挟持されているので、脱落の恐れはない。よってここでは、円すいころの脱落を防止するために各部材の姿勢を考慮する必要は無い。この第五工程の際には、例えば前記内輪部材８０を挿入しやすくするため、前記第四工程により作製された第四工程部材（図５参照）を、そのハブ本体１６の一端部（フランジ２６を有する側）をハブ本体１６の他端部（外輪１３の小径円筒面部３０）に対して下とした姿勢とし、上（外輪１３における第二の外輪軌道２３の側）から内輪部材８０を挿入することができる。

保持リング４０の斜視図を図３に示す。これは円筒形状のリングであり、弾性変形しうる樹脂などの材質からなる。図１の、サブアセンブル部材２０に保持リング４０を装着した断面図に示すように、第一列の円すいころ１８ａの直径方向における最内方点を点αとし、円すいころ１８ａにおける点αの全てを通る円の直径をＤαすると、保持リング４０の外径ＤはＤαより若干大きく形成されている。このため、保持リング４０は、弾性変形しつつサブアセンブル部材２０の第一列の円すいころ１８ａの直径方向内方に内嵌されつつ固定される。保持リング４０は、前記最内方点αにおいて、全ての第一列の円すいころ１８ａに接しており、かつ、弾性変形に起因する復元力により、当該点αにおいて全ての第一列の円すいころ１８ａを直径方向内方から押圧しつつ支持している。このように、サブアセンブル部材２０に保持リング４０が内嵌固定されていれば、第一列の円すいころ１８ａは保持リング４０及び第一保持器２５で挟持されるので、サブアセンブル部材２０がどのような姿勢になっても全ての第一列の円すいころ１８ａは脱落することが無い。

前記第四工程において、ハブ本体１６の姿勢がその回転軸が鉛直方向でありかつフランジ２６が小径円筒面部３０に対して上であるような姿勢であれば、前記押し出された保持リング４０は引力により落下するし、この姿勢以外の姿勢である場合はサブアセンブル部材２０から外れた保持リング４０を適宜取り出す等すればよく、保持リング４０をサブアセンブル部材２０から除去する工程は不要である。保持リング４０は回収して再利用が可能である。

以上のように、参考例では前記第一工程の直後に保持リング内嵌工程を行っているが、参考例はそのような場合に限定されず、少なくとも前記第四工程の前において保持リング４０がサブアセンブル部材２０に内嵌されていればよい。即ち、前記第三工程の後に保持リング内嵌工程を行い、その後前記第四工程を行えばよい。この場合には、前記第一工程の後、前記第三工程に至るまでの間の工程において保持リング４０を使用していないため、第一列の円すいころ１８ａの脱落が問題となる。即ち、保持リング４０をサブアセンブル部材２０に装着しない場合には、サブアセンブル部材２０は、それを構成する第一保持器２５の大環状部６ａが、同じく第一保持器２５の小環状部６ｂに対して上の位置になり、サブアセンブル部材２０の回転の軸線が鉛直方向となり、かつ当該大環状部６ａに接する平面が略水平な状態になるような姿勢を保持しておく必要が生ずる。

しかしながら、前記第四工程は、参考例に係る転がり軸受装置においてとくに大きくかつ重量のある部材であるハブ本体１６を取り扱う工程であることから、かかる第四工程のみにおいて部材の姿勢の制約が無くなるだけでも大きな効果がある。即ち、前記第四工程において保持リング４０を用いることにより、第三工程部材７０を、軸受の回転軸が横向きになるような姿勢とし、ハブ本体１６を、同じく回転軸方向が横向きになるようにして挿入することも出来る。また、ハブ本体１６を、その他端側（小径円筒面部３０側）がその一端側（フランジ２６を有する側）に対して上にしかつその回転軸が鉛直方向となる姿勢にして、第三工程部材７０と組み合せることもできる。このように、特に第四工程においてサブアセンブル部材２０に保持リング４０を内嵌すると、特にハブ本体１６の姿勢に制約が無くなることになるので効果が高い。だたし好ましくは、参考例のように、前記第一工程の直後に保持リング内嵌工程を行うのがよい。このようにすると、当該保持リング内嵌工程の後、サブアセンブル部材２０単体を搬送等する段階から、転がり軸受装置が作製されるに至るまで、組立の各工程において各部材の姿勢が制約を受けることがないからである。

参考例において、ハブ本体１６の小径円筒面部３０と第一の内輪軌道２８との間に設けられた段差部は、小径円筒面部３０の一端側（ハブ本体１６のフランジ２６側）の起点を形成する段差である小径円筒面段部３８としたが、これに限定されるものではない。即ち、小径円筒面段部３８とは別に（あるいは小径円筒面段部３８を設けることなく）別の段差部を設けておき、この段差部により保持リング４０を押し出すようにしてもよい。保持リング４０を押し出す段差部が小径円筒面部３０と第一の内輪軌道２８との間に設けられていれば、この段差部が保持リング４０を押し出した時点で、この段差部は円すいころ１８ａの前記最内方点αに近接した位置まで達することとなり、円すいころ１８ａはハブ本体１６の存在により直径方向内方に脱落できなくなるので、第一列の円すいころ１８ａの全ての脱落を防止できる。ただし好ましくは、参考例のように、ハブ本体１６の小径円筒面部３０と第一の内輪軌道２８との間に設けられた段差部としては前記小径円筒面段部３８のみを設け、この小径円筒面段部３８により保持リング４０が押し出される工程とするのがよい。小径円筒面段部３８が保持リング４０を押し出す段差部を兼ねているので、小径円筒面段部３８以外の段差部を設ける必要が無くなるからである。

保持リング４０の材質は、前述のように弾性変形してサブアセンブル部材２０の第一列の円すいころ１８ａの直径方向内側に内嵌可能な材質で、かつ、弾性に基づく復元力により、当該内嵌状態において円すいころ１８ａを直径方向内方から押圧可能な材質が好ましい。このような材質を有する材料としては樹脂やゴム、エラストマー等が挙げられる。なお、保持リング４０の形状は、参考例のような円筒形状に限定されるものではなく、ハブ本体１６の小径円筒面部３０を挿通でき、かつ、ハブ本体１６の小径円筒面部３０と第一の内輪軌道２８の間に設けられた段差部により押し出されるような形状であれば良い。

図１７は、本発明の第一実施形態に係る転がり軸受装置の組立方法に用いる保持治具９０の斜視図であり、図１８〜図２０は、この保持治具９０を用いた第一実施形態に係る組立方法を説明する図である。この保持治具９０を用いた組立方法により組み立てられる転がり軸受装置は、前記保持リング４０を用いた参考例の組立方法により組み立てられる軸受装置（図６に示す）と全く同一である。そして、保持治具９０は、第一列の円すいころ１８ａの脱落を防止すべくサブアセンブル部材２０に内嵌される点、及び、組立工程中ハブ本体１６によって押し出される点において前記保持リング４０と同一であるが、その形状、ハブ本体１６により押し出される際のハブ本体１６との当接位置、及び、第一列の円すいころ１８ａの支持形態において保持リング４０と相違する。この相違点を中心に、保持治具９０を用いた組立方法を説明する。

第一実施形態では、前記参考例に係る方法で保持リング４０を用いる代わりに、図１７に示す保持治具９０を用いる。前記参考例と同様、第一保持器２５と第一列の円すいころ１８ａを組み合せたサブアセンブル部材２０を作製した後、第一列の円すいころ１８ａの直径方向内方に保持治具９０を内嵌して、第一列の円すいころ１８ａを支持するようにする（図１８参照）。

図１７に示すように、保持治具９０は、円筒形状の本体部９１と、この本体部９１の軸方向一側端部から径方向内方に延びる円環状のハブ本体先端当接部９２と、本体部９１の軸方向他側端部から径方向斜め外側にむかって所定間隔おきに延びる複数の舌片であって、サブアセンブル部材２０に内嵌した状態で第一列の円すいころ１８ａのそれぞれに当接するころ当接部９３とを有する。ころ当接部９３は、第一列の円すいころ１８ａと同数で且つ第一列の円すいころ１８ａの配置に対応して周方向で等間隔おきに設けられている。

単純な円筒形状の前記保持リング４０と保持治具９０とは上述のように形状が異なり、円すいころの支持形態も異なる。即ち、保持リング４０では、図１に示すように、第一列の円すいころ１８ａと保持リング４０とは円すいころの最内方点αにおいて当接しているが、保持治具９０は、図１７に示す前記形状をなしており、図１８に示すように、ころ当接部９３が第一列の円すいころ１８ａに略沿った向きで当接するので、円すいころ１８ａを点で支持する保持リング４０よりも安定的に第一列の円すいころ１８ａを支持している。また、ころ当接部９３は、一つの円すいころ１８ａにつき一つずつ、本体部９１の軸方向他端端部の円周上に並んで配置されているので、個々の円すいころ１８ａに確実に当接する。さらに、各ころ当接部９３の第一列の円すいころ１８ａとの当接面９４は、第一列の円すいころ１８ａの形状に対応して凹状となっている。そして、かかる凹状形状で各円すいころ１８ａを受けて支持している。よって、第一列の円すいころ１８ａは極めて安定的に支持されている。

このように、サブアセンブル部材２０の直径方向内方に保持治具９０を内嵌して第一列の円すいころ１８ａが安定的に支持された状態としたのち、サブアセンブル部材２０を外輪１３の第一の外輪軌道２２に装着する工程を行い、続いて第一のシールリング１５を装着し、さらにハブ本体１６を組み合せる工程を行うのも前記参考例と同様である。ただし、このハブ本体１６による保持治具９０の押し出し方法が、前記参考例における保持リング４０の押し出し方法と異なる。前記参考例では、図４に示すように、小径円筒面段部３８が保持リング４０の端面に当接することにより保持リング４０を押し出していたが、本第一実施形態では、図１８に示すように、ハブ本体１６の軸方向先端部１００が保持治具９０のハブ本体先端当接部９２に当接することにより保持治具９０を押し出す。このようにハブ本体先端当接部９２を設けることで、保持治具９０が確実に押し出される。また、保持治具９０は弾性変形する材料からなるため、前記押し出し課程において、ころ当接部９３が保持治具９０の直径方向内方に倒れ込むように変形して軸方向に沿うように配向しながら、サブアセンブル部材２０をすり抜けて押し出される。

かかる保持治具９０の押し出しを確実とするため、保持治具９０の各部寸法は以下のように設定される。まず、図１８に示すように、保持治具９０の本体部９１の内径Ｋは、小径円筒面部３０の外径Ｓよりも大とされている。これにより、ハブ本体１６の軸方向先端部１００がハブ本体先端当接部９２に当接するまでは保持治具９０とハブ本体１６とが互いに干渉しない。そして、円環状のハブ本体先端当接部９２の内径Ｐは前記外径Ｓよりも小さくなっているので、ハブ本体１６の軸方向先端部１００がハブ本体先端当接部９２に当接する。なお、ハブ本体先端当接部９２は円環状でなくてもよく、ハブ本体１６の軸方向先端部１００がハブ本体先端当接部９２に当接するような形状であればよい。また、前記Ｐ＝０、即ち、ハブ本体先端当接部９２が本体部９１の軸方向一端側を塞ぐ底面となっていてもよい。

さらに、保持治具９０の軸方向長さ（ハブ本体先端当接部９２の内面からころ当接部９３の端部までの長さ）ＨＬ（図１８、図１９参照）は、小径円筒面段部３８からハブ本体１６の軸方向先端部１００までの軸方向長さＳＬと略同一の長さとなっている。この長さＨＬが短すぎると、ハブ本体１６の小径円筒面段部３８が第一列の円すいころ１８ａに近接する前の段階で保持治具９０が押し出されてしまい、第一列の円すいころ１８ａの保持が過度に早い段階で解除されてしまう場合がある。一方、この長さＨＬが長すぎると、第一列の円すいころ１８ａが第一の内輪軌道２８にほぼ当接するまで近接した段階でもなお保持治具９０のころ当接部９３が円すいころ１８ａに当接したままの状態が維持され、当該ころ当接部９３が第一の内輪軌道２８と第一列の円すいころ１８ａとの間に挟まってしまう場合がある。よって、この長さＨＬは、前記長さＳＬとほぼ同じ長さとし、且つＳＬ≧ＨＬとするのが好ましい。

図２１は、本発明の第二実施形態に係る転がり軸受装置の組立方法に用いる保持治具９０の斜視図である。この第二実施形態に係る転がり軸受装置の組立方法は、前記第一実施形態に係る組立方法と基本的に同様であるので、その点については説明を省略する。前記第一実施形態と異なる点は、保持治具９０におけるころ当接部９３の形状が異なることと、保持治具９０と第一列の円すいころ１８ａとの位置関係（保持治具９０の周方向における位置関係）が異なることである。

まず、ころ当接部９３の形状であるが、第一実施形態では、ころ当接部９３の円すいころ１８ａとの当接面が凹状（保持治具９０の径方向略内側に向かって凸の形状。図１７参照）であったが、図２１の第二実施形態では、逆に、ころ当接部９３の円すいころ１８ａとの当接面が凸状（保持治具９０の径方向略外側に向かって凸の形状）となっている。
そして、保持治具９０と第一列の円すいころ１８ａとの周方向の位置関係であるが、第一実施形態では、保持治具９０の個々のころ当接部９３と、個々の第一列の円すいころ１８ａとを同一の周方向位置（位相）とすることにより、１つのころ当接部９３が１つの第一列の円すいころ１８ａを支持している。これに対して第二実施形態では、図２２に示すように、ころ当接部９３と第一列の円すいころ１８ａとの周方向位置（位相）を互いに相違させ、互いに隣接するころ当接部９３の相互間に第一列の円すいころ１８ａのそれぞれが配置されるようにしており、互いに隣接する２つのころ当接部９３が１つの円すいころ１８ａを支持している。なお、図２２では、保持治具９０とともに、ころ当接部９３に当接する複数の第一列の円すいころ１８ａのうちの２つのみを記載し、他の第一列の円すいころ１８ａの記載を省略している。

このように第一列の円すいころ１８ａところ当接部９３とが当接した状態を示す断面図が図２３である。ころ当接部９３の第一列の円すいころ１８ａとの当接面は凸状とされているので、第一列の円すいころ１８ａは隣接する２つのころ当接部９３相互間の隙間に入り込む状態となっている。よって、第一列の円すいころ１８ａのそれぞれは安定的に支持されている。

なお、この第二実施形態にかかる保持治具９０は、前記第一実施形態よりも比較的容易に成形可能である。即ち、第二実施形態の保持治具９０では、本体部９１ところ当接部９３とがいずれも径方向外側にむかって凸となっているため、特に保持治具９０をプレスにより成形する場合に当該成形が容易となるという利点がある。

保持治具９０の材質は、前述のように弾性変形するものが良く、具体的には各種樹脂、ゴム、バネ鋼などを採用することができる。このように、保持治具９０に弾性変形しうる材質のものを用いると、保持治具９０をサブアセンブル部材２０に内嵌した際、ころ当接部９３が第一列の円すいころ１８ａに沿って変形し第一列の円すいころ１８ａを安定的に支持しうるので好ましい。またこの場合、保持治具９０がサブアセンブル部材２０をすり抜けた後も元の形状を回復するので、保持治具９０の再利用が可能となり好ましい。

なお、汎用性の高い保持器として、樹脂製保持器にあってはポケット１０の底面厚みＷ２（図１４参照）が環状リブ部厚みＷ１よりも大きくなっており、金属製保持器にあっては柱部厚みＷ２と環状リブ部厚みＷ１とが同じ厚みになっている。よって、かかる条件を満たす保持器ではより好適に低コスト化ができる。また、さらに汎用性の高い保持器では、ポケット１０の底面の厚み（小環状部６ｂの厚み）Ｗ２を第一列の円すいころ１８ａの小径側底面の半径Ｒで割った値が０．４以上０．７以下となっている。したがって、この範囲の保持器では特に汎用性が高く、さらなる低コスト化を達成できる。ここで、汎用性の高い保持器の材質として、樹脂ではグラスファイバー強化ナイロン等が挙げられ、金属では、軟鋼板等を挙げることができる。

参考例において、サブアセンブル部材２０に保持リング４０を装着した状態を示す断面図である。 参考例における第四工程を示す断面図である。 参考例における保持リング４０の斜視図である。 参考例における第四工程を示す断面図である。 参考例における第四工程において、保持リング４０が押し出された状態を示す断面図である。 本発明の実施形態の一例により成る複列円すいころ軸受の断面図である。 参考例における第二工程部材を示す断面図である。 参考例における第三工程部材を示す断面図である。 従来例２の第一保持器の柱部の断面図である。 従来例１の複列円すいころ軸受の断面図である。 従来例１の複列円すいころ軸受の組立工程を示す断面図である。 従来例１の複列円すいころ軸受の組立工程を示す断面図である。 本発明の実施形態の一例における保持器及び従来例１における保持器の斜視図である。 本発明の実施形態の一例におけるアブアセンブル部材及び従来例１におけるサブアセンブル部材の断面図である。 本発明の実施形態の一例及び従来例１の保持器における柱部６ｃの、その長手方向に対し垂直な面における断面図である。 従来例２の転がり軸受装置の断面図である。 本発明の第一実施形態に用いられる保持治具の斜視図である。 本発明の第一実施形態において保持治具が押し出される工程を示す断面図である。 本発明の第一実施形態において保持治具が押し出される工程を示す断面図である。 本発明の第一実施形態において保持治具が押し出される工程を示す断面図である。 本発明の第二実施形態に用いられる保持治具の斜視図である。 図２１の保持治具が円すいころを支持する状態を示す斜視図である。 図２１の保持治具に円すいころを支持する状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 外輪
２ 外輪軌道
３ 内輪軌道
４ 内輪
５ 円すいころ
６ 保持器
６ａ 大環状部
６ｂ 小環状部
６ｃ 柱部
６ｄ 環状リブ部
７ シールリング
１０ ポケット
１１ サブアセンブル部材
１３ 外輪
１４ 第二のシールリング
１５ 第一のシールリング
１６ ハブ本体
１７ 第一保持器
１７ｃ 柱部
Ｗ１７ 第一保持器の断面ポケット幅
１８ａ 第一列の円すいころ
Ｄ１８ａ 円すいころの断面直径
１９ サブアセンブル部材
２０ サブアセンブル部材
２２ 第一の外輪軌道
２３ 第二の外輪軌道
２５ 第一保持器
２６ フランジ
２８ 第一の内輪軌道
３０ 小径円筒面部
３１ 第二保持器
３５ 内輪
３６ 第二の内輪軌道
３８ 小径円筒面段部
４０ 保持リング
５０ 自動車用ハブユニット
６０ 第二工程部材
７０ 第三工程部材
８０ 内輪部材
９０ 保持治具
９１ 本体部
９２ ハブ本体先端当接部
９３ ころ当接部
９４ 円すいころとの当接面
１００ ハブ本体の軸方向先端部
Ｒ 円すいころの小径側底面の半径
Ｄ 保持リングの外径
Ｎ 保持リングの内径
α 円すいころの最内方点
Ｄα 点αの形成する円の直径
Ｓ 小径円筒面部の外径

Claims (3)

1. 内周面に第一の外輪軌道及び第二の外輪軌道を有する外輪と、
   前記第二の外輪軌道に対向する第二の内輪軌道を有する内輪と、
   前記第一の外輪軌道に対向する第一の内輪軌道を有するとともに、その一端部に直径方向外向きに突出するフランジを有し、その他端部には前記内輪を外嵌固定するための小径円筒面部を有するハブ本体と、
   前記第一の内輪軌道と前記第一の外輪軌道との間に設けられる複数個の第一列の円すいころと、
   前記第一列の円すいころを等間隔に配列する第一保持器と、
   前記外輪における前記第一の外輪軌道側の端部に設けられる第一のシールリングと、
   を備える複列円すいころ転がり軸受装置を組立る方法であって、
   この組立方法は、
   円筒形状の本体部と、この本体部の軸方向一側端部から径方向内方に延びるハブ本体先端当接部と、この本体部の軸方向他側端部から径方向斜め外側にむかって所定間隔おきに延びる複数の舌片であって前記サブアセンブル部材に内嵌した状態で前記第一列の円すいころに当接するころ当接部と、を有する保持治具を用いるものであり、
   前記第一保持器と前記第一列の円すいころとを組み合せてサブアセンブル部材を作製する工程と、
   前記サブアセンブル部材における前記第一列の円すいころの直径方向内方に前記保持治具を内嵌して当該円すいころを支持する工程と、
   前記サブアセンブル部材を前記外輪の前記第一の外輪軌道に装着する工程と、
   前記サブアセンブル部材が装着された前記外輪の、前記第一の外輪軌道側の端部内周面に前記第一のシールリングを装着する工程と、
   サブアセンブル部材に内嵌した前記保持治具の前記ハブ本体先端当接部を、前記ハブ本体の軸方向先端部により押し出しながら、前記ハブ本体と前記第一のシールリング及び前記サブアセンブル部材が装着された前記外輪とを組み合せる工程と、
   を含むことを特徴とする転がり軸受装置の組立方法。
2. 前記保持治具の前記ころ当接部は、前記第一列の円すいころと同数であり、且つ、各ころ当接部の円すいころとの当接面は凹状とされており、
   １つの前記ころ当接部が１つの前記第一列の円すいころを支持することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置の組立方法。
3. 前記保持治具の前記ころ当接部は、前記第一列の円すいころと同数であり、且つ、各ころ当接部の円すいころとの当接面は凸状とされており、
   互いに隣接する前記ころ当接部の相互間に前記第一列の円すいころのそれぞれが配置されることにより、隣接する２つの前記ころ当接部が１つの前記第一列の円すいころを支持することを特徴とする請求項１に記載の転がり軸受装置の組立方法。

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