JP2005291231A - 複列円すいころ軸受装置の組立方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】外輪の一端側への環状シールの取付けを容易にする。
【解決手段】内軸２のフランジ部２１側に配置する環状シール８の内径が、当該フランジ部２１側に配置する円すいころ４の外接円径より小さい複列円すいころ軸受装置の組立方法であって、内軸２のフランジ部２１側の外周面に環状シール８と円すいころ４と保持器６とを配置して内軸組立体Ｋｎを形成し、周方向に分割可能な環状スペーサ１０を、内軸２のフランジ部２１と環状シール８との間に配置し、環状スペーサ１０で環状シール８を支持した状態で、外輪１を内軸組立体Ｋｎに押し込んで外輪１に環状シール８を組み付け、その後、環状スペーサ１０を分割して取り外す。
【選択図】図３

Description

本発明は、複列円すいころ軸受装置の組立方法に関する。
例えば特許文献１には、車輪を車体に対して回転自在に支持する複列円すいころ軸受装置が開示されている。複列円すいころ軸受装置は、図７に示すように、外輪１と、これと同軸に配置され一端側の外周には車輪取付け用のフランジ部２１を有する内軸２と、内軸２の一端側で内軸２と外輪１との両軌道部２ａ，１ａ間に第１保持器６を介して配置される第１円すいころ４と、内軸２の他端側の小径部２２に外嵌される内輪３と、外輪１と内輪３との両軌道部１ｂ，３ｂ間に第２保持器７を介して配置される第２円すいころ５とを備える。
外輪１の一端側と内軸２との間、および外輪１の他端側と内輪３との間には、それぞれ環状シール８，９が設けられる。内軸２の他端側の小径部２２には、内輪３が圧入された上で、小径部２２の端部２２ａを外径側にかしめたり、あるいは小径部２２の端部にナットを螺合することで、内輪３は内軸２に固定されている。
上記の複列円すいころ軸受装置の組立に当たっては、まず、内軸２のフランジ部２１側に位置する第１円すいころ４と第１保持器６との組み込みを行う。この際、従来は、図９に示すように、外輪１の軌道部１ａに、第１円すいころ４を、第１保持器６を介して配置し、外輪１の端部に環状シール８を取付ける。そののち、外輪１の軌道部１ａに第１円すいころ４と第１保持器６とを保持させた状態で、外輪１の内周側に、内軸２を挿入することで、第１円すいころ４と第１保持器６とを、内軸２の軌道部２ａと外輪１の軌道部１ａとの間に組み込むようにしている。
しかし、この方法では、円すいころ４が保持器６の内径側に抜け出しやすく、作業が行いにくいという問題がある。これは、従来の保持器では、円すいころを外径側に抜け出さないよう保持するタイプが一般的で、円すいころ４を外輪１の軌道部１ａの側に固定する治具を用いても、保持器６の内径側に円すいころ４が抜け出すことを確実に防止できないからである。
これに対して、図１０に示すように、第１円すいころ４と第１保持器６とを、まず、内軸２の軌道部２ａに配置することが試みられている。第１円すいころ４を第１保持器６を介して内軸２の軌道部２ａに配置した状態で、内軸２に外輪１を外嵌することで、第１円すいころ４と第１保持器６とを、内軸２の軌道部２ａと外輪１の一方の軌道部１ａとの間に組み込む。この方法では、円すいころ４をその内径側に位置する内軸２の軌道部２ａで受止めることになるので、円すいころ４が作業途中に抜け落ちることがない。
特開２００３−５６５７０号公報
しかしながら、上記のように第１円すいころ４と第１保持器６とを、まず、内軸２の軌道部２ａに配置する方法では、外輪１の端部に環状シール８を取付けることが困難になる。すなわち、外輪１の端部に取付けるべき環状シール８の内径が、第１円すいころ４の外接円の径より小さいのが普通で、この環状シール８を、予め外輪１の端部（図１０では下端部）に取付けておくと、外輪１を内軸２の外周に外嵌する際、内軸２の軌道部２ａに配置している第１円すいころ４が環状シール８と干渉する。
また、第１円すいころ４と第１保持器６とを配置した内軸２に、外輪１を外嵌した後、その外輪１の端部に環状シール８を取付けることは不可能である。
本発明による複列円すいころ軸受装置の組立方法は、内軸のフランジ部側の外周面には環状シールを、また、内軸の軌道部には円すいころと保持器とをそれぞれ配置して内軸組立体を形成するとともに、内軸のフランジ部と環状シールとの間に、周方向に分割可能な環状スペーサを配置し、上記配置した環状スペーサで環状シールのほぼ全周を支持した状態で、外輪を内軸組立体に押し込んで外輪に環状シールを組み付け、この組み付けの後、環状スペーサを分割して内軸組立体から外すことを特徴とするものである。
本発明によれば、内軸のフランジ部側の円すいころを脱落させることなく、フランジ部側の円すいころと保持器との組込みができるばかりでなく、環状スペーサを環状シールの受け部材として、環状シールに対して外輪を押し付けることで、外輪の端部に環状シールを容易に取付けることができる。環状シールの取付け後は、環状スペーサを分割して当該複列円すいころ軸受装置から取り外すことができる。
この場合、環状スペーサは、複列円すいころ軸受装置の組立毎に繰り返し使用できるもので、ほとんどコストの上昇を招来しない。また、環状シールは、外輪取付け型の一般的な環状シールでよく、特殊な構造の環状シールや保持器を採用する必要がないから、この点からもコストの上昇を抑制できる。
なお、外輪の端部に環状シールを取付ける方法として、起立した内軸を支える基盤の側から支持部材を突出させて、この支持部材により環状シールの円周方向数個所を支持する方法（特開２０００−９４９０２号公報）が考えられているが、この方法では、環状シールの支持が局部的で、環状シールが傾いたり歪んだ形で外輪に取付けられるおそれがある。また、内軸のフランジ部には、前記の支持部材を通すための孔、もしくは開放部が形成されている必要があり、内軸のフランジ部が円板状で、孔のない形状である場合には実施できない、等の問題がある。
これに対して、本発明によれば、環状シールのほぼ全周を環状スペーサで支持するから、環状シールを全周均等な力で外輪に嵌め込むことになり、環状シールを傾いたり歪んだ形で取付けてしまうおそれがない。また、環状スペーサは、環状シールの取付け後は、分割して径方向外方に取り外せるから、内軸のフランジ部が円板状等、孔や開放部がない形状であっても、使用できる。
環状スペーサの表面に外輪の端部が当接するまで当該外輪を内軸組立体に押し込むとともに、この押し込みの途中で環状シールを外輪の端部内周に嵌合させていくことが好ましい。
環状スペーサの外径側の表面を、内軸のフランジ部の内側面に沿う径方向にほぼ平坦な面とし、径方向内側に環状シールの側に突出した環状の凸部を形成し、この凸部で環状シールを支持させることが好ましい。
この凸部の突出量を、外輪の内軸組立体への組み付けに際して、外輪の端部内周に対する環状シールの退入寸法に相当する量とすることが好ましい。
本発明によると、特殊な構造の環状シールや保持器を用いることなく、内軸のフランジ部側の円すいころと保持器との組込み、外輪への環状シールの取付けができ、従来とほぼ同等のコストで複列円すいころ軸受装置の組立を可能にすることができる。
以下、図１ないし図６を参照して、本発明の最良の形態に係る複列円すいころ軸受装置の組立方法を説明する。図１、図２、図３および図６は、それぞれ異なる組立状態での複列円すいころ軸受装置の軸方向に沿った断面図であり、図４は、図３のＡ部の拡大断面図、図５は、図３の過程で使用される環状スペーサの斜視図である。
本実施形態の組立方法で組み立てる複列円すいころ軸受装置は、外輪１と、内軸２と、内輪３と、第１および第２円すいころ４，５と、第１および第２保持器６，７と、第１および第２環状シール８、９とを備える。内軸２は、一端側に車輪取付け用のフランジ部２１を有し、他端側には小径部２２を有している。第１環状シール８は、図４に明示するように、弾性部分８１を環状芯金８２に固着し、弾性部分８１にアキシアルリップ８１ａと、主と副のラジアルリップ８１ｂ，８１ｃとを備えた形状になっている。そして、第１環状シール８は、外輪１の端部内周面に嵌合されて取付けられる一方、内軸２のフランジ部２１の内側面にアキシアルリップ８１ａが、内軸２のフランジ部２１側の外周面にラジアルリップ８１ｂ，８１ｃが摺接するようになっている。その他の構成は、図７の複列円すいころ軸受装置と同じなので、共通する部分は同一の符号で示している。
以下に、本実施形態の組立方法を説明すると、まず、図１で示すように、内軸２のフランジ部２１側の外周面に第１環状シール８を配置する。この配置の状態で、第１環状シール８のアキシアルリップ８１ａが内軸２のフランジ部２１の内側面に、ラジアルリップ８１ｂ，８１ｃが内軸２の外周面に接触した状態となる。
次いで、図２で示すように、予め組み立ててある第１円すいころ４と第１保持器６とを内軸２の軌道部２ａの外周に配置する。
以上の第１環状シール８と第１円すいころ４と第１保持器６それぞれの配置により、内軸２と第１環状シール８と第１円すいころ４と第１保持器６とからなる内軸組立体Ｋｎを形成する。
第１円すいころ４と第１保持器６とを組み立てるには、第１保持器６を、その大径部が上側になる姿勢に保っておいて、第１保持器６が備える円周方向複数のポケットそれぞれに内径側から第１円すいころ４を１つずつ嵌め込んで組み立てる。
また、第１円すいころ４と第１保持器６との組立体を、内軸２の軌道部２ａの外周に配置するには、第１円すいころ４が組み込まれた第１保持器６を、その大径部が上側になる姿勢に保っておいて、この第１保持器６の内周側に、小径部２２を下にした内軸２を上から挿入する。これで、第１円すいころ４と第１保持器６とを、内軸２の軌道部２ａの外周に配置する。
この配置状態では、第１円すいころ４を、その内周側に位置する内軸２の軌道部２ａで受止めるので、第１保持器６から抜け出さなくなり、以後、内軸組立体Ｋｎは、第１円すいころ４が脱落しない状態で、向きを変える等の扱いができるようになる。そして、内軸組立体Ｋｎを、内軸２の小径部２２が上側になる姿勢に起立させる。
次いで、図３で示すように、内軸組立体Ｋｎの上方に、外輪１を上下向きで位置させて、この外輪１を、内軸組立体Ｋｎの外周に外嵌していく。この場合、内軸組立体Ｋｎにおいて、第１環状シール８と内軸２のフランジ部２１の内側面との間に、環状スペーサ１０を挟み込んでおく。
環状スペーサ１０は、内軸２のフランジ部２１の基部周りに第１環状シール８を配置する段階で、第１環状シール８とフランジ部２１との間に設けておいてもよいが、本実施形態では、環状スペーサ１０が必要となる段階で、第１環状シール８とフランジ部２１との間に配置する。
環状スペーサ１０は、図４および図５で示すように、全体が環状をなし、円周方向に沿って複数に分割可能な部材で、内軸２のフランジ部２１の内側面の上で、第１環状シール８の芯金部分８２と、外輪１の端部１ｃとをほぼ全周で受止めるものである。
環状スペーサ１０の外径部分１０ｏは、内軸２のフランジ部２１の内側面と外輪１の端部１ｃの端面との間の最小設定間隔に相当する厚さＴｏを有し、内径部分１０ｉは、前記の厚さＴｏに、外輪１の端部１ｃに対する第１環状シール８の退入寸法に相当する厚さＴａを加えた厚さＴｉを有する（Ｔｉ＝Ｔｏ＋Ｔａ）。環状スペーサ１０は、上記のような外径部分１０ｏと内径部分１０ｉとの肉厚の相違により、内径部分１０ｉが、環状シール８の側に突出した環状の凸部１０ｉを構成し、この凸部１０ｉの全周で環状シール８の外側面全周を支持させることができる。
このように環状スペーサ１０は、軸方向外側の表面全体がフランジ部２１の内側面に沿う平坦な形状をなし、内側面を、凸部１０ｉを備えた段差形状としたことにより、第１環状シール８を、外輪１の端部から凸部１０ｉの突出寸法だけ退入した位置に取付けることが可能となる。
この場合、外輪１の内周面に嵌合した第１環状シール８の各リップ８１ａ，８１ｂ，８１ｃは、適度の接触圧でフランジ部２１の内側面に摺接するようになっている。環状スペーサ１０は、図示例では円周方向に沿って２個に分割可能な構成を備えているが、それ以上の個数に分割可能な構成としてもよい。
次いで、図３、図４で示すように、第１環状シール８とフランジ部２１との間に環状スペーサ１０を挟み込んでいる状態で、外輪１を内軸組立体Ｋｎに押し込んで組み付けていく。外輪１の端部１ｃの側では、第１環状シール８を、環状スペーサ１０の内径部分１０ｉでもってフランジ部２１の内側面から離れた位置で支持しているから、当該第１環状シール８は、外輪１の押し込みに伴い、外輪１の端部１ｃの内周に圧入状に嵌まり込み、外輪端部１ｃから所定寸法だけ退入した位置に取付けられる。
この場合、第１環状シール８の芯金部分８２のほぼ全周を環状スペーサ１０の内径部分（凸部）１０ｉで支持しているから、全周に均等に外輪１の押し込みに対する反力が作用し、そのため、傾いたり歪んだりすることなく、第１環状シール８を外輪１に取付けることができる。
次いで、第１環状シール８を外輪１の端部１ｃに取付けた後は、内軸２に対して外輪１を若干持ち上げて、内軸２のフランジ部２１の内側面と外輪１の端部１ｃとの間の間隙を、環状スペーサ１０の内径部分１０ｉの厚さＴｉより広い間隙とする。こうすれば、環状スペーサ１０は、外輪１の端部１ｃと引っ掛からなくなり、図６で示すように、環状スペーサ１０を二つに分割して、径方向外方に引き出して取り外すことができる。環状スペーサ１０は複列円すいころ軸受装置の組立体に残らず、次の複列円すいころ軸受装置の組立に使用できる。
これで、第１円すいころ４と第１保持器６との組立体を、外輪１の一方の軌道部１ａと内軸２の軌道部２ａとの間に組み込み、また、外輪１の端部１ｃには第１環状シール８を取付ける。
次いで、外輪１の端部１ｃに第１環状シール８を取付けた後は、第２円すいころ５を第２保持器７を介して内輪３の軌道部３ｂの外周に組み込んで、内輪３と第２円すいころ５と第２保持器７とからなる内輪３の組立体を造り、この組立体を内軸２の小径部２２の上方に配置して、内輪３を小径部２２の外周に圧入する。そして、小径部２２の端部２２ａをかしめるか、もしくは小径部２２の端部にナットを螺合することで、内輪３を小径部２２に固定する。また、内輪３と外輪１の他方の端部との間に第２環状シール９を取付ける。これで、図７に示したような複列円すいころ軸受装置を得ることができる。なお、この作業は、従来の組立方法での作業と同じでよいので、図示は省略する。
本発明の組立方法は、図８に示すように、外輪の端部の外周側に嵌着されるタイプの環状シールの取付けにも採用することができる。図８は、本発明の他の実施形態に係る組立方法における複列円すいころ軸受装置の要部の拡大断面図である。
図８において、この実施形態の環状シール１２は、外輪１の端部１ｃにその外周側から内周側にかけて嵌着する環状芯金１２２に弾性部分１２１を固着し、弾性部分１２１に正副２つのアキシアルリップ１２１ａ，１２１ｂと、主副２つのラジアルリップ１２１ｃ，１２１ｄとを形成した形状になっている。この環状シール１２は、内軸２のフランジ部２１側の外周面に配置しておき、この内軸２の外周に外輪１を外嵌していく。この場合、内軸２の側において、環状シール１２の２つのアキシアルリップ１２１ａ，１２１ｂの間に環状スペーサ１１を挟み込んで、この環状スペーサ１２の下面は、内軸２のフランジ部２１の内側面に受止められるようにしておく。この状態で、外輪１を内軸２に対して押し込んでいくと、環状シール１２の環状芯金１２２が外輪１の端部１ｃの外周に圧入状に嵌まり込み、これにより、環状シール１２は外輪１の端部１ｃに取付けられる。こののち、内軸２に対して外輪１を若干浮かせて、環状スペーサ１１を取り除けばよい。
図示の複列円すいころ軸受装置は駆動輪用で、内軸２の中心部の軸孔にはドライブシャフトを挿通固定するが、本発明は、従動輪用の複列円すいころ軸受装置にも適用することができる。
環状スペーサ１０の形状は上記に限定されず、例えば、第１環状シール８を外輪１の端部にその端面と面一に取付ける場合、その際に使用される環状スペーサを内外径一定の厚さの形状としてもよい。
本発明の複列円すいころ軸受装置の組立工程を説明するための当該複列円すいころ軸受装置の軸方向断面図。 図１の次の組立工程での複列円すいころ軸受装置の軸方向断面図。 図２の次の組立工程での複列円すいころ軸受装置の軸方向断面図。 図３の一部の拡大断面図。 図３の過程で使用される環状スペーサの斜視図。 図３の次の組立工程での複列円すいころ軸受装置の軸方向断面図。 組立完了後の複列円すいころ軸受装置の軸方向断面図。 本発明の他の実施形態に係る組立方法を説明するための複列円すいころ軸受装置の要部の拡大断面図。 従来の組立方法による複列円すいころ軸受装置の軸方向断面図。 従来の他の組立方法による複列円すいころ軸受装置の軸方向断面図。
符号の説明
１ 外輪
２ 内軸
２ａ 軌道部
２１ フランジ部
４ 第１円すいころ
６ 第１保持器
８ 第１環状シール
１０ 環状スペーサ
Ｋｎ 内軸組立体

Claims (1)

  1. 内軸のフランジ部側の外周面には環状シールを、また、内軸の軌道部には円すいころと保持器とをそれぞれ配置して内軸組立体を形成するとともに、内軸のフランジ部と環状シールとの間に、周方向に分割可能な環状スペーサを配置し、上記配置した環状スペーサで環状シールのほぼ全周を支持した状態で、外輪を内軸組立体に押し込んで外輪に環状シールを組み付け、この組み付けの後、環状スペーサを分割して内軸組立体から外す、ことを特徴とする複列円すいころ軸受装置の組立方法。
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