JP2007078137A - 円すいころ軸受及び深溝玉軸受、並びに車両用ハブユニット - Google Patents
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Abstract
【課題】 部品点数を増やすことなく、クリープを防止することができるとともに、耐久性及び組立性の向上を図ることができる円すいころ軸受を提供する。
【解決手段】 内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、前記外輪軌道面１１ａと前記内輪軌道面１２ａとの間に周方向に転動自在に配置される複数の円すいころ１３とを備え、内輪１２が締まりばめ又はすき間ばめにより軸に固定され、外輪１１が締まりばめ又はすき間ばめによりハウジングに固定された状態で使用される。内輪１２の内周面の内輪軌道面位置ａには、軸と非接触な周方向溝１４が形成される。
【選択図】 図１
【解決手段】 内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、前記外輪軌道面１１ａと前記内輪軌道面１２ａとの間に周方向に転動自在に配置される複数の円すいころ１３とを備え、内輪１２が締まりばめ又はすき間ばめにより軸に固定され、外輪１１が締まりばめ又はすき間ばめによりハウジングに固定された状態で使用される。内輪１２の内周面の内輪軌道面位置ａには、軸と非接触な周方向溝１４が形成される。
【選択図】 図１
Description
本発明は、自動車の車軸の回転支持部や各種機械装置の回転支持部等に組み込まれる円すいころ軸受及び深溝玉軸受、並びに円すいころ軸受が組み込まれる車両用ハブユニットに関する。
図１８は、従来の円すいころ軸受の一例を示したものであり、円すいころ軸受２００は、ハウジングに内嵌される外輪２０１と、軸に外嵌される内輪２０２と、外輪２０１と内輪２０２との間に転動自在に配置される複数の円すいころ２０３とを備える。
この円すいころ軸受２００を軸及びハウジングに組み込んで使用する際、負荷される荷重が大きい場合や、内輪２０２と軸との間、及び外輪２０１とハウジングとの間がすき間ばめであったり、締まりばめでしめしろが小さかったりする場合、荷重負荷時に外輪２０１の外周面や内輪２０２の内周面の形状が円周方向に波状に変形して、内輪２０２と軸との間或いは外輪２０１とハウジングとの間で相対すべりが起きる、いわゆるクリープが発生する。このようなクリープが発生すると、摩耗やがたつきが生じ、回転の安定性や静粛性が損なわれ、軸受寿命が低下するといった問題が生じる。
これらの問題を解決するために、キーを使用する方法や、すきまを減らしたり、しめしろを大きくすることで、クリープを防止する技術が種々提案されている（例えば、特許文献１〜４参照。）。特許文献１に記載の方法は、外輪とハウジングとの間に偏心したキー溝を設け、キー溝内に楔状のキーを挿入してクリープを防止している。
また、特許文献２に記載の深溝玉軸受は、内輪と軸との間に介装した間座を固定リングで軸方向に加圧して、間座を径方向に膨張させることで、内輪と軸とのクリープを防止している。
さらに、特許文献３に記載の深溝玉軸受は、外輪の外周面を中凹形状に形成とし、外輪を外周面がハウジングと全面で接触するように変形させて、クリープを防止している。また、特許文献４に記載の深溝玉軸受は、クリープ発生を防止するために使用温度領域でのしめしろを確保しつつ、外輪の外周面に矩形状の周溝を形成することで、温度変化に伴う嵌め合い面におけるしめしろの変動、特に、低温時におけるしめしろの増加を許容している。
実開平１−８５５２７号公報
特開平７−２７９９８２号公報
特開平１０−３７９６７号公報
特開２００４−１１８０１号公報
しかしながら、特許文献１のように、ハウジングに偏心したキー溝を設け、キー溝内に楔状のキーを挿入してクリープを防止する場合、キーの強度低下による破損のおそれがあり、また、部品点数が増えてコストアップにつながるという問題がある。
また、特許文献２の場合、内輪の軌道面に発生する円周方向応力が過大になり、耐久性が損なわれたり、組立性を悪化させるという問題がある。
さらに、クリープは、荷重負荷を受けた外輪及び内輪が軌道面位置で波形に変形し、外輪とハウジング及び内輪と軸との嵌め合い部で、すべりが発生することにより生じる。このため、特許文献３のように、外輪の外周面全面がハウジングと接触している場合、荷重負荷による軌道面位置での変形が嵌め合いに影響を及ぼし、クリープを発生する虞がある。
また、特許文献４に記載の深溝玉軸受では、温度変化に伴うしめしろの変動を許容しつつ、クリープの発生を防止することができるが、荷重の負荷によるクリープの発生について考慮されておらず、また、軸受剛性の向上を図ることがさらに求められる。
本発明は、このような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、部品点数を増やすことなく、クリープを防止することができるとともに、耐久性及び組立性の向上を図ることができる円すいころ軸受及び深溝玉軸受、並びに車両用ハブユニットを提供することにある。
本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１） 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に周方向に転動自在に配置される複数の円すいころとを備え、内輪が締まりばめ又はすき間ばめにより軸に固定され、外輪が締まりばめ又はすき間ばめによりハウジングに固定された状態で使用される円すいころ軸受であって、
内輪の内周面の内輪軌道面位置と外輪の外周面の外輪軌道面位置のいずれか一方の軌道面位置には、軌道面位置と対向する軸又はハウジングと非接触な周方向溝が形成されることを特徴とする円すいころ軸受。
（２） 外輪と内輪は、一対の外輪軌道面と一対の内輪軌道面をそれぞれ備え、
円すいころは一対の外輪軌道面と一対の内輪軌道面間に配置される複列の円すいころであって、
外輪又は内輪は、一対の外輪軌道面又は一対の内輪軌道面を単一の部材によって形成し、
周方向溝は、内輪の内周面の一対の内輪軌道面位置、及び外輪の外周面の一対の外輪軌道面位置の少なくとも一つの軌道面位置に形成されることを特徴とする（１）に記載の円すいころ軸受。
（３） （１）又は（２）に記載の円すいころ軸受を組み込んだことを特徴とする車両用ハブユニット。
（４） 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に周方向に転動自在に配置される複数の玉とを備え、内輪が締まりばめ又はすき間ばめにより軸に固定され、外輪が締まりばめ又はすき間ばめによりハウジングに固定された状態で使用される深溝玉軸受であって、
内輪の内周面の内輪軌道面位置と外輪の外周面の外輪軌道面位置のいずれか一方の軌道面位置には、軌道面位置と対向する軸又はハウジングと非接触である、円弧断面、短辺側両隅部が湾曲形状の台形断面、頂点が湾曲形状の三角形断面のいずれかの周方向溝が形成されることを特徴とする深溝玉軸受。
（５） 周方向溝の最大深さが５〜２０μｍであることを特徴とする（４）に記載の深溝玉軸受。
なお、本発明の軌道面位置である、内輪軌道面位置は内輪軌道面と軸方向において重なる内輪の内周面を表し、外輪軌道面位置は外輪軌道面と軸方向において重なる外輪の外周面を表す。
（１） 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に周方向に転動自在に配置される複数の円すいころとを備え、内輪が締まりばめ又はすき間ばめにより軸に固定され、外輪が締まりばめ又はすき間ばめによりハウジングに固定された状態で使用される円すいころ軸受であって、
内輪の内周面の内輪軌道面位置と外輪の外周面の外輪軌道面位置のいずれか一方の軌道面位置には、軌道面位置と対向する軸又はハウジングと非接触な周方向溝が形成されることを特徴とする円すいころ軸受。
（２） 外輪と内輪は、一対の外輪軌道面と一対の内輪軌道面をそれぞれ備え、
円すいころは一対の外輪軌道面と一対の内輪軌道面間に配置される複列の円すいころであって、
外輪又は内輪は、一対の外輪軌道面又は一対の内輪軌道面を単一の部材によって形成し、
周方向溝は、内輪の内周面の一対の内輪軌道面位置、及び外輪の外周面の一対の外輪軌道面位置の少なくとも一つの軌道面位置に形成されることを特徴とする（１）に記載の円すいころ軸受。
（３） （１）又は（２）に記載の円すいころ軸受を組み込んだことを特徴とする車両用ハブユニット。
（４） 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、外輪軌道面と内輪軌道面との間に周方向に転動自在に配置される複数の玉とを備え、内輪が締まりばめ又はすき間ばめにより軸に固定され、外輪が締まりばめ又はすき間ばめによりハウジングに固定された状態で使用される深溝玉軸受であって、
内輪の内周面の内輪軌道面位置と外輪の外周面の外輪軌道面位置のいずれか一方の軌道面位置には、軌道面位置と対向する軸又はハウジングと非接触である、円弧断面、短辺側両隅部が湾曲形状の台形断面、頂点が湾曲形状の三角形断面のいずれかの周方向溝が形成されることを特徴とする深溝玉軸受。
（５） 周方向溝の最大深さが５〜２０μｍであることを特徴とする（４）に記載の深溝玉軸受。
なお、本発明の軌道面位置である、内輪軌道面位置は内輪軌道面と軸方向において重なる内輪の内周面を表し、外輪軌道面位置は外輪軌道面と軸方向において重なる外輪の外周面を表す。
本発明の円すいころ軸受及び車両用ハブユニットによれば、内輪の内周面の内輪軌道面位置と外輪の外周面の外輪軌道面位置のいずれか一方の軌道面位置に、この軌道面位置と対向する軸又はハウジングと非接触な周方向溝が形成されるので、荷重負荷によって、外輪の外周面や内輪の内周面の形状が円周方向に波状に変形した際に、該変形が嵌めあい面に及ぼす影響を抑制することができ、部品点数を増やすことなく、クリープの発生を防止することができる。また、しめしろを大きくする必要がないので、外輪又は内輪の軌道面に発生する円周方向応力が過大になるのを回避することができ、これにより、耐久性及び組立性の向上を図ることができる。
また、本発明の深溝玉軸受によれば、内輪の内周面の内輪軌道面位置と外輪の外周面の外輪軌道面位置のいずれか一方の軌道面位置に、この軌道面位置と対向する軸又はハウジングと非接触である、円弧断面、短辺側両隅部が湾曲形状の台形断面、頂点が湾曲形状の三角形断面のいずれかの周方向溝が形成されるので、荷重負荷によって、外輪の外周面や内輪の内周面の形状が円周方向に波状に変形した際に、該変形が嵌めあい面に及ぼす影響を抑制することができ、部品点数を増やすことなく、クリープの発生を防止することができる。また、しめしろを大きくする必要がないので、外輪又は内輪の軌道面に発生する円周方向応力が過大になるのを回避することができ、これにより、耐久性及び組立性の向上を図ることができる。更に、周方向溝の形状が、円弧断面、短辺側両隅部が湾曲形状の台形断面、頂点が湾曲形状の三角形断面のいずれかであるので、矩形断面の周方向溝に比べて、軸受の剛性低下を抑制することができる。
以下、本発明の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態である円すいころ軸受１０は、図１に示すように、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に周方向に転動自在に配置される複数の円すいころ１３とを備える。円すいころ軸受１０は、外輪１１が、締まりばめ又はすき間ばめによりハウジング（図示せず）に固定され、内輪１２が、締まりばめ又はすき間ばめにより軸（図示せず）に固定された状態で使用される。
本発明の第１実施形態である円すいころ軸受１０は、図１に示すように、内周面に外輪軌道面１１ａを有する外輪１１と、外周面に内輪軌道面１２ａを有する内輪１２と、外輪軌道面１１ａと内輪軌道面１２ａとの間に周方向に転動自在に配置される複数の円すいころ１３とを備える。円すいころ軸受１０は、外輪１１が、締まりばめ又はすき間ばめによりハウジング（図示せず）に固定され、内輪１２が、締まりばめ又はすき間ばめにより軸（図示せず）に固定された状態で使用される。
軸方向において内輪軌道面１２ａと重なる内輪１２の内周面の内輪軌道面位置ａには、略矩形断面の周方向溝１４が周方向全周に亘って設けられている。この周方向溝１４は、内輪１２が軸に固定された状態において、軸と非接触に維持される。また、周方向溝１４は、内輪軌道面位置ａ内に形成されればよく、内輪軌道面１２ａの軸方向寸法以下であればよい。
このように、本実施形態では、円すいころ軸受１０の内輪１２の内周面の内輪軌道面位置ａに、軸と非接触な周方向溝１４が形成されるので、荷重負荷によって、内輪１２の内周面の形状が円周方向に波状に変形した際に、この変形が嵌めあい面に及ぼす影響を抑制することができ、部品点数を増やすことなく、内輪１２と軸との間のクリープの発生を防止することができる。
また、内輪１２と軸とのしめしろを大きくする必要がないので、内輪１２の内輪軌道面１２ａに発生する円周方向応力が過大になるのを回避することができ、これにより、耐久性及び組立性の向上を図ることができる。
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態である複列円すいころ軸受２０は、図２に示すように、内周面に一対の外輪軌道面２１ａを有する単一の部材である外輪２１と、外周面に内輪軌道面２２ａをそれぞれ有する一対の内輪２２と、一対の内輪２２間に介装された内輪間座２５と、一対の外輪軌道面２１ａと一対の内輪軌道面２２ａとの間に周方向に転動自在に配置される複列の円すいころ２３とを備える。複列円すいころ軸受２０は、外輪２１が、締まりばめ又はすき間ばめによりハウジング（図示せず）に固定され、一対の内輪２２が、締まりばめ又はすき間ばめにより軸（図示せず）に固定された状態で使用される。
本発明の第２実施形態である複列円すいころ軸受２０は、図２に示すように、内周面に一対の外輪軌道面２１ａを有する単一の部材である外輪２１と、外周面に内輪軌道面２２ａをそれぞれ有する一対の内輪２２と、一対の内輪２２間に介装された内輪間座２５と、一対の外輪軌道面２１ａと一対の内輪軌道面２２ａとの間に周方向に転動自在に配置される複列の円すいころ２３とを備える。複列円すいころ軸受２０は、外輪２１が、締まりばめ又はすき間ばめによりハウジング（図示せず）に固定され、一対の内輪２２が、締まりばめ又はすき間ばめにより軸（図示せず）に固定された状態で使用される。
軸方向において内輪軌道面２２ａと重なる一対の内輪２２の各内周面の内輪軌道面位置ａには、略矩形断面の周方向溝２４が周方向全周に沿って設けられている。この周方向溝２４は、各内輪２２が軸に固定された状態において、軸と非接触に維持される。また、各周方向溝２４は、内輪軌道面位置ａ内に形成されればよく、内輪軌道面２２ａの軸方向寸法以下であればよい。なお、周方向溝２４は、一対の内輪２２の内輪軌道面位置ａにそれぞれ形成されているが、一方のみに形成されてもよい。この場合、負荷の大きくかかる側の内輪２２の内輪軌道面位置ａに周方向溝２４を形成するのが好ましい。また、一対の内輪２２間に介装される内輪間座２５は任意に設けられ、内輪間座を必ずしも設ける必要はない。
このように、本実施形態では、複列円すいころ軸受２０の内輪２２の内周面の内輪軌道面位置ａに、軸と非接触な周方向溝２４が形成されるので、荷重負荷によって、内輪２２の内周面の形状が円周方向に波状に変形した際に、この変形が嵌めあい面に及ぼす影響を抑制することができ、部品点数を増やすことなく、内輪２２と軸との間のクリープの発生を防止することができる。
また、内輪２２と軸とのしめしろを大きくする必要がないので、内輪２２の内輪軌道面２２ａに発生する円周方向応力が過大になるのを回避することができ、これにより、耐久性及び組立性の向上を図ることができる。
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態である車両用ハブユニット３０は、図３に示すように、ハウジングとしてのナックル３６と軸としてのハブ３７との間に、第１実施形態の円すいころ軸受１０を２個組み込んだものである。外輪１１は、締まりばめ又はすき間ばめによりナックル３６に嵌め込まれ、内輪１２は、締まりばめ又はすき間ばめによりハブ３７に嵌め込まれる。また、各内輪１２間には内輪間座３５が介装されている。
その他の構成及び作用効果については、第１実施形態と同様である。なお、本実施形態は、内輪回転タイプを例示しているが、外輪回転タイプに適用してもよい。
本発明の第３実施形態である車両用ハブユニット３０は、図３に示すように、ハウジングとしてのナックル３６と軸としてのハブ３７との間に、第１実施形態の円すいころ軸受１０を２個組み込んだものである。外輪１１は、締まりばめ又はすき間ばめによりナックル３６に嵌め込まれ、内輪１２は、締まりばめ又はすき間ばめによりハブ３７に嵌め込まれる。また、各内輪１２間には内輪間座３５が介装されている。
その他の構成及び作用効果については、第１実施形態と同様である。なお、本実施形態は、内輪回転タイプを例示しているが、外輪回転タイプに適用してもよい。
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態である車両用ハブユニット４０は、図４に示すように、ハウジングとしてのナックル４６と軸としてのハブ４７との間に、複列円すいころ軸受４８を組み込んだものであり、所謂、第１世代のハブユニットに適用された例である。複列円すいころ軸受４８は、内周面に一対の外輪軌道面４１ａを有する単一の部材である外輪４１と、外周面に内輪軌道面４２ａを有する一対の内輪４２と、一対の外輪軌道面４１ａと一対の内輪軌道面４２ａとの間に周方向に転動自在に配置される複列の円すいころ４３とを備える。複列円すいころ軸受４８は、外輪４１が、締まりばめ又はすき間ばめによりナックル４６に固定され、一対の内輪４２が締まりばめ又はすき間ばめによりハブ４７に固定された状態で用いられる。
本発明の第４実施形態である車両用ハブユニット４０は、図４に示すように、ハウジングとしてのナックル４６と軸としてのハブ４７との間に、複列円すいころ軸受４８を組み込んだものであり、所謂、第１世代のハブユニットに適用された例である。複列円すいころ軸受４８は、内周面に一対の外輪軌道面４１ａを有する単一の部材である外輪４１と、外周面に内輪軌道面４２ａを有する一対の内輪４２と、一対の外輪軌道面４１ａと一対の内輪軌道面４２ａとの間に周方向に転動自在に配置される複列の円すいころ４３とを備える。複列円すいころ軸受４８は、外輪４１が、締まりばめ又はすき間ばめによりナックル４６に固定され、一対の内輪４２が締まりばめ又はすき間ばめによりハブ４７に固定された状態で用いられる。
そして、軸方向において内輪軌道面４２ａに重なる一対の内輪４２の各内周面の内輪軌道面位置ａには、略矩形断面の周方向溝４４が周方向全周に亘って設けられている。この周方向溝４４は、内輪４２がハブ４７に固定された状態において、ハブ４７と非接触に維持される。また、各周方向溝４４は、内輪軌道面位置ａ内に形成されればよく、内輪軌道面２２ａの軸方向寸法以下であればよい。また、周方向溝４４は、一対の内輪４２の内輪軌道面位置ａにそれぞれ形成されているが、一方のみに形成されてもよい。この場合、負荷の大きくかかる側の内輪４２の内輪軌道面位置ａに周方向溝４４を形成するのが好ましい。更に、本実施形態は、内輪回転タイプを例示しているが、外輪回転タイプに適用してもよい。
その他の構成及び作用については、第２実施形態のものと同様である。
その他の構成及び作用については、第２実施形態のものと同様である。
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態である車両用ハブユニット５０は、図５に示すように、第４実施形態（図４）の複列円すいころ軸受４８の外輪４１にフランジ５１を設けたものであり、第２世代のハブユニットに適用された例である。本実施形態は、フランジ５１が車体に固定されて、内輪回転で用いられる。
本発明の第５実施形態である車両用ハブユニット５０は、図５に示すように、第４実施形態（図４）の複列円すいころ軸受４８の外輪４１にフランジ５１を設けたものであり、第２世代のハブユニットに適用された例である。本実施形態は、フランジ５１が車体に固定されて、内輪回転で用いられる。
その他の構成及び作用については、上記第４実施形態と同様である。本実施形態についても、一対の内輪４２にそれぞれ周方向溝４４を設けているが、図６に示すように、一方の内輪４２のみに設けてもよい。この場合、特に、負荷の大きくかかる側の内輪４２に周方向溝４４を設けるのが好ましい。更に、本実施形態は、内輪回転タイプを例示しているが、フランジ５１を車軸に固定する外輪回転タイプに適用してもよい。
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態である円すいころ軸受６０は、図７に示すように、内周面に外輪軌道面６１ａを有する外輪６１と、外周面に内輪軌道面６２ａを有する内輪６２と、外輪軌道面６１ａと内輪軌道面６２ａとの間に周方向に転動自在に配置される複数の円すいころ６３とを備える。円すいころ軸受６０は、外輪６１が、締まりばめ又はすき間ばめによりハウジング（図示せず）に固定され、内輪６２が、締まりばめ又はすき間ばめにより軸（図示せず）に固定された状態で使用される。
本発明の第６実施形態である円すいころ軸受６０は、図７に示すように、内周面に外輪軌道面６１ａを有する外輪６１と、外周面に内輪軌道面６２ａを有する内輪６２と、外輪軌道面６１ａと内輪軌道面６２ａとの間に周方向に転動自在に配置される複数の円すいころ６３とを備える。円すいころ軸受６０は、外輪６１が、締まりばめ又はすき間ばめによりハウジング（図示せず）に固定され、内輪６２が、締まりばめ又はすき間ばめにより軸（図示せず）に固定された状態で使用される。
軸方向において外輪軌道面６１ａと重なる外輪６１の外周面の外輪軌道面位置ｂには、略矩形断面の周方向溝６４が周方向全周に亘って設けられている。この周方向溝６４は、外輪６１がハウジングに固定された状態において、ハウジングと非接触に維持される。また、周方向溝６４は、外輪軌道面位置ｂ内に形成されればよく、外輪軌道面６１ａの軸方向寸法以下であればよい。
このように、本実施形態では、円すいころ軸受６０の外輪６１の外周面の外輪軌道面位置ｂに、ハウジングと非接触な周方向溝６４が形成されるので、荷重負荷によって、外輪６１の外周面の形状が円周方向に波状に変形した際に、この変形が嵌めあい面に及ぼす影響を抑制することができ、部品点数を増やすことなく、外輪６１とハウジングとの間のクリープの発生を防止することができる。
また、外輪６１とハウジングとのしめしろを大きくする必要がないので、外輪６１の外輪軌道面６１ａに発生する円周方向応力が過大になるのを回避することができ、これにより、耐久性及び組立性の向上を図ることができる。
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態である複列円すいころ軸受７０は、図８に示すように、内周面に一対の外輪軌道面７１ａを有する単一の部材である外輪７１と、外周面に内輪軌道面７２ａを有する一対の内輪７２と、一対の内輪７２間に介装された内輪間座７５と、複列の外輪軌道面７１ａと一対の内輪軌道面７２ａとの間に周方向に転動自在に配置される複列の円すいころ７３とを備える。複列円すいころ軸受７０は、外輪７１が、締まりばめ又はすき間ばめによりハウジング（図示せず）に固定され、一対の内輪７２が締まりばめ又はすき間ばめにより軸（図示せず）に固定された状態で使用される。
本発明の第７実施形態である複列円すいころ軸受７０は、図８に示すように、内周面に一対の外輪軌道面７１ａを有する単一の部材である外輪７１と、外周面に内輪軌道面７２ａを有する一対の内輪７２と、一対の内輪７２間に介装された内輪間座７５と、複列の外輪軌道面７１ａと一対の内輪軌道面７２ａとの間に周方向に転動自在に配置される複列の円すいころ７３とを備える。複列円すいころ軸受７０は、外輪７１が、締まりばめ又はすき間ばめによりハウジング（図示せず）に固定され、一対の内輪７２が締まりばめ又はすき間ばめにより軸（図示せず）に固定された状態で使用される。
軸方向において外輪軌道面７１ａと重なる外輪７１の外周面の一対の外輪軌道面位置ｂには、列ごとに略矩形断面の周方向溝７４が周方向全周に沿って設けられている。この周方向溝７４は、外輪７１がハウジングに固定された状態において、ハウジングと非接触に維持される。また、各周方向溝７４は、外輪軌道面位置ｂ内に形成されればよく、外輪軌道面７１ａの軸方向寸法以下であればよい。なお、周方向溝７４は、一対の外輪軌道面位置ｂにそれぞれ形成されているが、一方のみに形成されてもよい。この場合、負荷の大きくかかる側の外輪軌道面位置ｂに周方向溝７４を形成するのが好ましい。また、一対の内輪７２間に介装される内輪間座７５は任意に設けられ、内輪間座を必ずしも設ける必要はない。
このように、本実施形態では、複列円すいころ軸受７０の外輪７１の外周面の外輪軌道面位置ｂに、ハウジングと非接触な周方向溝７４が形成されるので、荷重負荷によって、外輪７１の外周面の形状が円周方向に波状に変形した際に、この変形が嵌めあい面に及ぼす影響を抑制することができ、部品点数を増やすことなく、外輪７１とハウジングとの間のクリープの発生を防止することができる。
また、外輪７１とハウジングとのしめしろを大きくする必要がないので、外輪７１の外輪軌道面７１ａに発生する円周方向応力が過大になるのを回避することができ、これにより、耐久性及び組立性の向上を図ることができる。
（第８実施形態）
本発明の第８実施形態である車両用ハブユニット８０は、図９に示すように、ハウジングとしてのナックル８６と軸としてのハブ８７との間に、第６実施形態の円すいころ軸受６０を２個組み込んだものである。外輪６１は、締まりばめ又はすき間ばめによりナックル８６に嵌め込まれ、内輪６２は、締まりばめ又はすき間ばめによりハブ８７に嵌め込まれる。また、各内輪６２間には内輪間座８５が介装されている。
その他の構成及び作用効果については、第６実施形態と同様である。なお、本実施形態は、内輪回転タイプを例示しているが、外輪回転タイプに適用してもよい。
本発明の第８実施形態である車両用ハブユニット８０は、図９に示すように、ハウジングとしてのナックル８６と軸としてのハブ８７との間に、第６実施形態の円すいころ軸受６０を２個組み込んだものである。外輪６１は、締まりばめ又はすき間ばめによりナックル８６に嵌め込まれ、内輪６２は、締まりばめ又はすき間ばめによりハブ８７に嵌め込まれる。また、各内輪６２間には内輪間座８５が介装されている。
その他の構成及び作用効果については、第６実施形態と同様である。なお、本実施形態は、内輪回転タイプを例示しているが、外輪回転タイプに適用してもよい。
（第９実施形態）
本発明の第９実施形態である車両用ハブユニット９０は、図１０に示すように、ハウジングとしてのナックル９６と軸としてのハブ９７との間に、複列円すいころ軸受９８を組み込んだものであり、所謂、第１世代のハブユニットに適用された例である。複列円すいころ軸受９８は、内周面に一対の外輪軌道面９１ａを有する単一の部材である外輪９１と、外周面に内輪軌道面９２ａを有する一対の内輪９２と、一対の外輪軌道面９１ａと一対の内輪軌道面９２ａとの間に周方向に転動自在に配置される複列の円すいころ９３とを備える。複列円すいころ軸受９８は、外輪９１が、締まりばめ又はすき間ばめによりナックル９６に固定され、一対の内輪９２が締まりばめ又はすき間ばめによりハブ９７に固定された状態で用いられる。
本発明の第９実施形態である車両用ハブユニット９０は、図１０に示すように、ハウジングとしてのナックル９６と軸としてのハブ９７との間に、複列円すいころ軸受９８を組み込んだものであり、所謂、第１世代のハブユニットに適用された例である。複列円すいころ軸受９８は、内周面に一対の外輪軌道面９１ａを有する単一の部材である外輪９１と、外周面に内輪軌道面９２ａを有する一対の内輪９２と、一対の外輪軌道面９１ａと一対の内輪軌道面９２ａとの間に周方向に転動自在に配置される複列の円すいころ９３とを備える。複列円すいころ軸受９８は、外輪９１が、締まりばめ又はすき間ばめによりナックル９６に固定され、一対の内輪９２が締まりばめ又はすき間ばめによりハブ９７に固定された状態で用いられる。
そして、軸方向において外輪軌道面９１ａに重なる外輪９１の外周面の一対の外輪軌道面位置ｂには、略矩形断面の周方向溝９４が列毎に周方向全周に亘って設けられている。この周方向溝９４は、外輪９１がナックル９６に固定された状態において、ナックル９６と非接触に維持される。また、各周方向溝９４は、外輪軌道面位置ｂ内に形成されればよく、外輪軌道面９１ａの軸方向寸法以下であればよい。また、周方向溝９４は、外輪９１の一対の外輪軌道面位置ｂにそれぞれ形成されているが、一方のみに形成されてもよい。この場合、負荷の大きくかかる側の外輪軌道面位置ｂに周方向溝９４を形成するのが好ましい。更に、本実施形態は、内輪回転タイプを例示しているが、外輪回転タイプに適用してもよい。
その他の構成及び作用については、第７実施形態のものと同様である。
その他の構成及び作用については、第７実施形態のものと同様である。
（第１０実施形態）
本発明の第１０実施形態である円すいころ軸受１００は、第１実施形態の円すいころ軸受１０が、内輪１２の内周面の内輪軌道面１２ａ位置に矩形断面の周方向溝１４を設けているのに対して、図１１に示すように、内輪１２の内周面の内輪軌道面位置ａに、該軌道面１２ａと平行な底面を有する周方向溝１０４を設けて、該周方向溝１０４の底面と軌道面１２ａとの間の肉厚ｔを一定にしている。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
本発明の第１０実施形態である円すいころ軸受１００は、第１実施形態の円すいころ軸受１０が、内輪１２の内周面の内輪軌道面１２ａ位置に矩形断面の周方向溝１４を設けているのに対して、図１１に示すように、内輪１２の内周面の内輪軌道面位置ａに、該軌道面１２ａと平行な底面を有する周方向溝１０４を設けて、該周方向溝１０４の底面と軌道面１２ａとの間の肉厚ｔを一定にしている。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。
（第１１実施形態）
本発明の第１１実施形態である円すいころ軸受１１０は、第６実施形態の円すいころ軸受６０が、外輪６１の外周面の外輪軌道面６１ａ位置に矩形断面の周方向溝６４を設けているのに対して、図１２に示すように、外輪６１の外周面の外輪軌道面位置ｂに、該軌道面６１ａと平行な底面を有する周方向溝１１４を設けて、該周方向溝１１４の底面と軌道面６１ａとの間の肉厚ｔを一定にしている。
その他の構成及び作用については、第６実施形態のものと同様である。
本発明の第１１実施形態である円すいころ軸受１１０は、第６実施形態の円すいころ軸受６０が、外輪６１の外周面の外輪軌道面６１ａ位置に矩形断面の周方向溝６４を設けているのに対して、図１２に示すように、外輪６１の外周面の外輪軌道面位置ｂに、該軌道面６１ａと平行な底面を有する周方向溝１１４を設けて、該周方向溝１１４の底面と軌道面６１ａとの間の肉厚ｔを一定にしている。
その他の構成及び作用については、第６実施形態のものと同様である。
（第１２実施形態）
本発明の第１２実施形態である深溝玉軸受１２０は、図１３に示すように、内周面に外輪軌道面１２１ａを有する外輪１２１と、外周面に内輪軌道面１２２ａを有する内輪１２２と、外輪軌道面１２１ａと内輪軌道面１２２ａとの間に周方向に転動自在に配置される複数の玉１２３とを備える。深溝玉軸受１２０は、外輪１２１が締まりばめ又はすき間ばめによりハウジング１２７に固定され、内輪１２２が締まりばめ又はすき間ばめにより軸１２６に固定された状態で使用される。
本発明の第１２実施形態である深溝玉軸受１２０は、図１３に示すように、内周面に外輪軌道面１２１ａを有する外輪１２１と、外周面に内輪軌道面１２２ａを有する内輪１２２と、外輪軌道面１２１ａと内輪軌道面１２２ａとの間に周方向に転動自在に配置される複数の玉１２３とを備える。深溝玉軸受１２０は、外輪１２１が締まりばめ又はすき間ばめによりハウジング１２７に固定され、内輪１２２が締まりばめ又はすき間ばめにより軸１２６に固定された状態で使用される。
軸方向において外輪軌道面１２１ａと重なる外輪１２１の外周面の外輪軌道面位置ｂには、ハウジング１２７と非接触である周方向溝１２４が周方向全周に亘って設けられている。この周方向溝１２４は、図１４（ａ）に示すように、頂点が湾曲形状の三角形断面を有しており、また、周方向溝１２４の最大深さＤｅは５〜２０μｍと微小に設定されている。
このように、本実施形態では、深溝玉軸受１２０の外輪１２１の外周面の外輪軌道面位置ｂに、ハウジング１２７と非接触で、頂点が湾曲形状の三角形断面の周方向溝１２４が形成されるので、荷重負荷によって、外輪１２１の外周面の形状が円周方向に波状に変形した際に、この変形が嵌めあい面に及ぼす影響を抑制することができ、部品点数を増やすことなく、外輪１２１とハウジング１２７との間のクリープの発生を防止することができる。
また、外輪１２１とハウジング１２７との間のしめしろを大きくする必要がないので、外輪１２１の外輪軌道面１２１ａに発生する円周方向応力が過大になるのを回避することができ、これにより、耐久性及び組立性の向上を図ることができる。
更に、周方向溝１２４の形状を頂点が湾曲形状の三角形断面とし、しかも周方向溝１２４の最大深さＤｅを５〜２０μｍと微小に設定しているので、矩形断面の周方向溝に比べて、軸受の剛性低下を抑制することができる。なお、周方向溝１２４の断面形状は、頂点が湾曲形状の三角形断面に代えて、図１４（ｂ）に示すように、円弧断面としてもよく、或いは図１４（ｃ）に示すように、短辺側両隅部が湾曲形状の台形断面としてもよい。
（第１３実施形態）
本発明の第１３実施形態である深溝玉軸受１３０は、図１５に示すように、内周面に外輪軌道面１３１ａを有する外輪１３１と、外周面に内輪軌道面１３２ａを有する内輪１３２と、外輪軌道面１３１ａと内輪軌道面１３２ａとの間に周方向に転動自在に配置される複数の玉１３３とを備える。深溝玉軸受１３０は、外輪１３１が締まりばめ又はすき間ばめによりハウジング１３７に固定され、内輪１３２が締まりばめ又はすき間ばめにより軸１３６に固定された状態で使用される。
本発明の第１３実施形態である深溝玉軸受１３０は、図１５に示すように、内周面に外輪軌道面１３１ａを有する外輪１３１と、外周面に内輪軌道面１３２ａを有する内輪１３２と、外輪軌道面１３１ａと内輪軌道面１３２ａとの間に周方向に転動自在に配置される複数の玉１３３とを備える。深溝玉軸受１３０は、外輪１３１が締まりばめ又はすき間ばめによりハウジング１３７に固定され、内輪１３２が締まりばめ又はすき間ばめにより軸１３６に固定された状態で使用される。
軸方向において内輪軌道面１３２ａと重なる内輪１３２の内周面の内輪軌道面位置ａには、軸１３６と非接触である周方向溝１３４が周方向全周に亘って設けられている。この周方向溝１３４は、第１２実施形態と同様に、頂点が湾曲形状の三角形断面を有しており、また、周方向溝１３４の最大深さＤｅは５〜２０μｍと微小に設定されている。
このように、本実施形態では、深溝玉軸受１３０の内輪１３２の内周面の内輪軌道面位置ａに、軸１３６と非接触で、頂点が湾曲形状の三角形断面の周方向溝１３４が形成されるので、荷重負荷によって、内輪１３２の内周面の形状が円周方向に波状に変形した際に、この変形が嵌めあい面に及ぼす影響を抑制することができ、部品点数を増やすことなく、内輪１３２と軸１３６との間のクリープの発生を防止することができる。
また、内輪１３２と軸１３６との間のしめしろを大きくする必要がないので、内輪１３２の内輪軌道面１３２ａに発生する円周方向応力が過大になるのを回避することができ、これにより、耐久性及び組立性の向上を図ることができる。
更に、周方向溝１３４の形状を頂点が湾曲形状の三角形断面とし、しかも周方向溝１３４の深さＤｅを５〜２０μｍと微小に設定しているので、矩形断面の周方向溝に比べて、軸受の剛性低下を抑制することができる。なお、周方向溝１３４の断面形状は、第１２実施形態と同様に、頂点が湾曲形状の三角形断面に代えて、円弧断面としてもよく、或いは短辺側両隅部が湾曲形状の台形断面としてもよい。
なお、本発明の円すいころ軸受及び深溝玉軸受は、本実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。また、上記実施形態は、実施可能な範囲において組み合わせて適用されてもよい。例えば、円すいころ軸受の周方向溝の形状も、深溝玉軸受のものと同様、円弧断面、短辺側両隅部が湾曲形状の台形断面、頂点が湾曲形状の三角形断面のいずれかであってもよい。
上記実施形態では、内輪側あるいは外輪側に周方向溝を設けた例を示したが、内輪側及び外輪側の両方に周方向溝を設けるようにしてもよく、周方向溝の数は特に限定されない。また、周方向溝は、本実施形態のように全周に亘って設けられてもよく、或いは、周方向に部分的に設けるようにしてもよい。
また、上記実施形態は、円すいころ軸受或いは深溝玉軸受に周方向溝を形成しているが、例えば、従来の円すいころ軸受１Ａ（図１８参照）を用いて、図１６に示すように、軸方向において内輪軌道面と重なる軸１４６の外周面の内輪軌道面位置に周方向溝１４６ａが形成されてもよく、或いは図１７に示すように、軸方向において外輪軌道面と重なるハウジング１４７の内周面の外輪軌道面位置に周方向溝１４７ａが形成されてもよい。この場合にも、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
１０ 円すいころ軸受
１１ａ 外輪軌道面
１１ 外輪
１２ａ 内輪軌道面
１２ 内輪
１３ 円すいころ
１４ 周方向溝
２０ 複列円すいころ軸受
３０ 車両用ハブユニット
１２０ 深溝玉軸受
１２１ａ 外輪軌道面
１２１ 外輪
１２２ａ 内輪軌道面
１２２ 内輪
１２３ 玉
１２４ 周方向溝
１２６ 軸
１２７ ハウジング
１１ａ 外輪軌道面
１１ 外輪
１２ａ 内輪軌道面
１２ 内輪
１３ 円すいころ
１４ 周方向溝
２０ 複列円すいころ軸受
３０ 車両用ハブユニット
１２０ 深溝玉軸受
１２１ａ 外輪軌道面
１２１ 外輪
１２２ａ 内輪軌道面
１２２ 内輪
１２３ 玉
１２４ 周方向溝
１２６ 軸
１２７ ハウジング
Claims (5)
- 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に周方向に転動自在に配置される複数の円すいころとを備え、前記内輪が締まりばめ又はすき間ばめにより軸に固定され、前記外輪が締まりばめ又はすき間ばめによりハウジングに固定された状態で使用される円すいころ軸受であって、
前記内輪の内周面の内輪軌道面位置と前記外輪の外周面の外輪軌道面位置のいずれか一方の軌道面位置には、該軌道面位置と対向する前記軸又は前記ハウジングと非接触な周方向溝が形成されることを特徴とする円すいころ軸受。 - 前記外輪と前記内輪は、一対の外輪軌道面と一対の内輪軌道面をそれぞれ備え、
前記円すいころは前記一対の外輪軌道面と前記一対の内輪軌道面間に配置される複列の円すいころであって、
前記外輪又は前記内輪は、前記一対の外輪軌道面又は前記一対の内輪軌道面を単一の部材によって形成し、
前記周方向溝は、前記内輪の内周面の一対の内輪軌道面位置、及び前記外輪の外周面の一対の外輪軌道面位置の少なくとも一つの軌道面位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載の円すいころ軸受。 - 請求項１又は２に記載の円すいころ軸受を組み込んだことを特徴とする車両用ハブユニット。
- 内周面に外輪軌道面を有する外輪と、外周面に内輪軌道面を有する内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に周方向に転動自在に配置される複数の玉とを備え、前記内輪が締まりばめ又はすき間ばめにより軸に固定され、前記外輪が締まりばめ又はすき間ばめによりハウジングに固定された状態で使用される深溝玉軸受であって、
前記内輪の内周面の内輪軌道面位置と前記外輪の外周面の外輪軌道面位置のいずれか一方の軌道面位置には、該軌道面位置と対向する前記軸又は前記ハウジングと非接触である、円弧断面、短辺側両隅部が湾曲形状の台形断面、頂点が湾曲形状の三角形断面のいずれかの周方向溝が形成されることを特徴とする深溝玉軸受。 - 前記周方向溝の最大深さが５〜２０μｍであることを特徴とする請求項４に記載の深溝玉軸受。
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| JP2005269920A JP2007078137A (ja) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | 円すいころ軸受及び深溝玉軸受、並びに車両用ハブユニット |
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