JP2008169937A - 軸受ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】転動体を傷つけることなく容易に組み立てが可能で高品質な軸受ユニットを提供する。
【解決手段】内径側に外輪軌道面２１を備えた外輪２と、外径側に内輪軌道面４１を備えた内輪４と、該外内輪間に転動自在に組み込まれた複数の転動体６と、該転動体を所定間隔で保持する保持器７とを備えた複列の軸受ユニットであって、
保持器は、小径に形成された基部８と、該基部から所定の間隔で軸方向に延出するとともに先端側９ａに向けて徐々に大径となるように形成された柱部９と、その柱部間に形成され、転動体を収容可能なポケットＰを備えるとともに、基部の外周面８ａには所定間隔で外径方向に突出した爪部１１を備え、外輪軌道面の軸受内方側には、保持器の爪部を収容可能であり、周方向に連続した凹溝２３を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は軸受ユニットに関し、詳細には、軸受ユニットを組み立てる際に玉が保持器からこぼれることなく容易に組み立てることが可能な軸受ユニットに関する。

従来から、自動車の車輪（例えば、ディスクホイール）を車体（例えば、懸架装置（サスペンション））に対して回転自在に支持するための各種の軸受ユニットでは、例えば図６に示すように、車体側に固定される静止輪（例えば別体内輪）４，４と、別体内輪４，４の外側に対向して設けられ且つ車輪側に接続（固定）されて車輪と共に回転する回転輪（例えば外輪）２と、別体内輪４，４と外輪２との間に複列（例えば２列）で回転可能に組み込まれ、複列に配された複数の転動体（例えば玉）６と、転動体（玉）６を外内輪２，４間で周方向に所定の間隔で保持する保持器７，７を備えている。

外輪２は、内径側に複列の外輪軌道面２１を備えた略円筒形状に形成され、その外周面の一端から外方に向かって突出して一体成形された円板状のハブフランジ２ａが延出され、ハブフランジ２ａには、車輪側構成品（例えば自動車のディスクホイールやブレーキローター）が固定されて共に回転する。
別体内輪４は、外径側に内輪軌道面４１を備えた略円筒形状に形成され、その内径側には、車体側のスピンドル（図示しない）が係合され、これにより、車体に車輪側構成品が回転可能に支持される。

また、保持器７は、図７に示すように、前記内輪４と外輪２の間に挿入可能な小径（図中Ｄ１参照）の円環状に形成された基部８と、当該基部８から所定の間隔で軸方向に延出するとともに先端側９ａに向けて徐々に大径（図中Ｄ２参照）となるように形成された柱部９と、その柱部９間に形成され、転動体６を収容可能なポケットＰとで構成されている。さらに、保持器７は、そのポケットＰの内周面が転動体６の転動面の曲率半径よりも僅かに大きな曲率半径に形成されるとともに平面視Ｃ字型に軸方向に開口して形成されることにより、いわゆる冠型保持器７を形成している。また、一般的に、冠型保持器７は樹脂材料によって成形されている。

ところで、このような複列の軸受ユニットを組み立てる際には、一般的には、予め転動体（玉）６を保持器７のポケットＰに組み込んで玉保持器組立品とし、その玉保持器組立品を外輪２の外輪軌道面２１に挿入してから、最後に別体内輪４を挿入する。
その玉保持器組立品を外輪軌道面２１に挿入する工程において、軸受ユニットの上部においては外輪軌道面２１が下向きに配されていることから、玉保持器組立品を外輪軌道面２１に挿入した後、別体内輪４を挿入するまでの間、外輪軌道面２１から玉保持器組立品が脱落しないように保持することを要する。

その一般的な方法として、例えば、特許文献１では、外輪２の外輪軌道面２１の軸方向外側の肩部を軸受内部すきまよりも若干小径の内径寸法に設定してカウンターボアを形成し、転動体（玉）６を前記肩部に引っ掛けて保持している。
また、一般的な他の方法として、転動体（玉）６と保持器７のポケットＰとの径の差を利用した方法がある。
この場合には、図８に示すように、外輪２の外輪軌道面２１の軸方向外側には、軸受が組み立てられた場合における転動体（玉）６の外径接線を結んだ仮想円の径（同図中Ｄ３参照）と同径か若干小径（同図中Ｄ４参照）に形成された小径部２２を形成している。また、一般的に、保持器７のポケットＰの径は転動体（玉）６の外径よりも若干大きく形成されており、転動体（玉）６は、ポケットＰ内でラジアル方向（図中両矢印Ｒ参照）の若干の移動が可能となっている。
玉保持器組立品（保持器７と転動体（玉）６の組立品）を外輪軌道面２１に挿入する際には、小径部２２が転動体（玉）６の転動面６ａを軸受軸心方向に押圧することで、転動体（玉）６がポケットＰ内で軸受軸心方向に移動して、前記小径部２２を通過する。これにより、転動体（玉）６が外輪軌道面２１に挿入される。

このように前記玉保持器組立品が外輪軌道面２１に挿入された後にはポケットＰ内の転動体（玉）６が中立位置に戻る。このとき、転動体（玉）６の転動面６ａが小径部２２に引っ掛かり、玉保持器組立品が外輪軌道面２１から脱落し難くなっている。

しかし、この方法では、玉保持器組立品は転動体（玉）６の転動面６ａが小径部２２に引っ掛かる抵抗力だけで保持されているので、玉保持器組立品を組み込んだ外輪を搬送する際に、外輪軌道面２１から脱落してしまう虞があった。さらに、万一生産ライン上で脱落が発生すれば一旦ラインを停止して、保持器７と転動体（玉）６を回収しなくてはならず、生産性を阻害する要因となる虞があった。
また、玉保持器組立品を外輪軌道面２１に挿入する工程において、外輪２の軸心と玉保持器組立品（保持器７と転動体（玉）６の組立品）の軸心が同心度を保って整合していることが好ましい。しかし、この時、双方の軸心にズレが生じた場合には、そのズレの程度によっては転動体（玉）６と外輪２の小径部とが衝突し摩擦が生じる虞があった。さらに、摩擦の程度によっては転動体（玉）６の転動面６ａに傷が発生する虞もあり、転動体（玉）６の転動面６ａに傷が発生した場合には、軸受に異音が生じたり軸受の寿命が低下する虞があった。
特許第２８５０１８２号公報

本発明の目的は、転動体を傷つけることなく容易に組み立てが可能で高品質な軸受ユニットを提供することである。

上記課題を達成するために、本発明が成した技術的手段は、内径側に外輪軌道面を備えた外輪と、外径側に内輪軌道面を備えた内輪と、該外内輪間に転動自在に組み込まれた複数の転動体と、該転動体を所定間隔で保持する保持器とを備えた複列の軸受ユニットであって、保持器は、小径に形成された基部と、該基部から所定の間隔で軸方向に延出するとともに先端側に向けて徐々に大径となるように形成された柱部と、その柱部間に形成され、転動体を収容可能なポケットを備えるとともに、基部の外周面には所定間隔で外径方向に突出した爪部を備え、外輪軌道面の軸受内方側には、保持器の爪部を収容可能であり、周方向に連続した凹溝を備えていることを特徴とする軸受ユニットとしたことである。その凹溝は両列の保持器の爪部を収容可能な幅を有していても良く、または、両列の保持器の爪部をそれぞれ個別に収容可能に備えられていても良い。さらに、爪部は周方向に湾曲して備えられている場合もある。また、保持器の基部の内周面には所定間隔で外径方向に突出した内径突出部を備え、内輪には外内径突出部を収容可能な凹溝が周方向に連続して設けられ、外輪軌道面の底径−外輪内径≧玉径の関係を有する場合もある。

本発明によれば、転動体を傷つけることなく容易に組み立てが可能で高品質な軸受ユニットを提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態に係る軸受ユニットについて、添付図面に基づいて説明する。なお、本実施形態の軸受ユニットの概略構成は上述した従来の複列の軸受ユニットと同様であり、保持器（冠型保持器）７の構成及びその保持器７と軸受内外輪４，２との係合構造に特徴を有するので、ここでは概略構成の説明を省略し、本実施形態に係る軸受ユニットの特徴部分を中心に説明する。

本実施形態に係る軸受ユニットでは、保持器７には、図１に示すように、保持器７の基部８の外周面８ａには、所定間隔で外径方向に突出した爪部１１が周方向に所定間隔で備えられている。また、本実施例では、爪部１１の先端側１１は甲高に形成されている。
なお、本実施形態による保持器７は樹脂材料により成形されており弾性を備えている。樹脂材料としては、例えば、その樹脂材料として、例えば、４６ナイロンや６６ナイロンなどのポリアミド系樹脂や、ポリブチレンテレフタレートやポリフェレンサルサイド（ＰＰＳ）や、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）や、熱可塑性ポリイミドや、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）や、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）などが挙げられる。さらに、上記した樹脂に１０〜５０ｗｔ％の繊維状充填材（例えば、ガラス繊維や炭素繊維など）を適宜添加することにより、保持器の合成及び寸法精度を向上させても良い。

また、外輪２の外輪軌道面２１の軸受内方側（図中右矢印参照）には、保持器７の爪部１１を収容可能であり周方向に連続した凹溝２３を備えている。なお、凹溝２３は、両列の保持器の爪部を収容可能な幅を有している。
これにより、玉保持器組立品（保持器７と転動体（玉）６の組立品）が外輪軌道面２１に挿入される際に、それぞれ相対方向から挿入された玉保持器組立品の爪部１１，１１が外輪２の凹溝２３に収容される。そして、玉保持器組立品を組み込んだ外輪を搬送する際には、爪部１１が凹溝２３の壁面２３ａ，２３ｂに当接することによって玉保持器組立品の脱落を防止することができ、生産ライン上で脱落して生産ラインが停止する虞もなくなり、生産ラインの稼働率を向上させることができる。

また、玉保持器組立品は爪部１１が凹溝２３に収容されることによって脱落が防止されるので、従来から外輪２に形成していた小径部２２を大径に形成することも可能であり、或いは、小径部２２が無い構成とすることもできる。このような構成によれば、玉保持器組立品を外輪軌道面２１に組み込む際に、転動体６の転動面６ａと小径部２２が衝突する虞もなくなる。
さらに、外輪２に小径部２２を設けない場合には、外輪２を成形する際に、誕生により完成品に近い形を形成することができるので、従来、機械加工で小径部２２を形成していた場合と比べて外輪２の材料を節約することが可能である。これにより、本実施形態の凹溝２３を形成する手間と加工費用が相殺され、トータルコストの節約となる。

さらに、軸受が組み立てられて稼動する際には、爪部１１の先端側１１ａは甲高に形成されているので、凹溝２３内に滞留した潤滑剤が爪部１１の先端側１１ａによって効率よく攪拌され、軸受内の潤滑剤を有効に活用することができる。

なお、上記凹溝２３は、図３に示すように、両列の保持器７の爪部１１をそれぞれ個別に収容可能に２つ備えられていても良い。この場合には、両列の爪部１１，１１間が凸部材２３ｂで仕切られているので、爪部１１と凹溝２３との間の遊び空間が少なく、運搬時のがたつきを少なくすることができるので、玉保持器組立品が脱落する虞はさらに低くなる。また、爪部１１，１１間に潤滑剤が死蔵されることがなく、さらに、軸受内の潤滑剤を有効に活用することができる。

また、爪部１１は、図４に示すように、周方向に向けて湾曲して形成されていても良い。この場合には、爪部１１の先端側１１ａが凹溝２３の外周面（底面）に対して角度を有するので、水かきのようにして凹溝２３内の潤滑剤を軸受内を循環している潤滑剤の流れ中に呼び込むことができる。
なお、爪部１１は、その幅を太く形成しても良い（図４参照）。これにより、爪部１１の強度を高くすることができるので、玉保持器組立品が脱落する虞はさらに低くなる。

また、本実施形態による軸受ユニットの構成によれば、保持器７と内輪４（内輪構成体５，５）が係合して保持器７を位置決めする係合構造を備えることができる。
例えば、図５に示すように、保持器７の基部８の内径面８ｂに軸受内径方向に突出した内径突出部１２を設けている。さらに、内輪４には、内輪４組み込み後に保持器７の内径突出部１２と嵌合可能な位置に凹溝３１を周方向に連続して設けている。

この場合には、内輪４を挿入する際に、保持器７の内径突出部１２が内輪４の端面（内輪転動面４１の内方側端面）によって押され、その弾性により撓むことにより、内輪４を所定位置に向けて押し込むことが可能となる。
内輪４が所定位置に押し込まれた場合には、保持器７の内径突出部１２と内輪４の凹溝３１の位置が一致するので、保持器７の復元力によって保持器７が中立状態となって、保持器７の内径突出部１２と内輪４の凹溝３１が嵌合する。
これにより、保持器７が所定位置に位置決めされることとなる。

なお、この構成の場合は、保持器７を成形する際に無理ヌキで射出成形することとなるため、爪部１１及び内径突出部１２はあまり大きく突出させることができない。そのため、凹溝２３が設けられる外輪２の内径を小径にして保持器７の爪部１１を小さくする必要がある。この場合には、外輪軌道面２１の底径Ｄ５−外輪２の内径Ｄ６≧転動体（玉）の直径ＤＢの関係を有するようにすれば良い。

なお、上述の実施形態では、複列のハブユニット軸受に備えられ使用されるものとして説明したが、上述した組み立て手順が採用されている軸受ユニットであれば、他の用途に供される軸受ユニットであっても適用可能である。

本発明による軸受ユニットに使用される保持器の基部の外周面の形状を示す一部拡大図である。 本発明による軸受ユニットの爪部と外輪の凹溝の関係を示す一部拡大断面図である。 本発明による軸受ユニットの爪部と外輪の凹溝の他の関係を示す一部拡大断面図である。 本発明による軸受ユニットに使用される保持器の基部の外周面の他の形状を示す一部拡大図である。 爪部と内輪突出部を有する保持器と外輪及び内輪の関係を示す一部拡大断面図である。 従来の軸受ユニットの概略構成を示す断面図である。 従来の保持器の構造を示す一部断面側面図である。 従来の軸受ユニットであって外輪軌道面に保持器を組み込んだ後の状態を示す一部拡大断面図である。

符号の説明

２ 外輪
４ 内輪
６ 転動体（玉）
７ 保持器
８ 保持器の基部
８ａ 保持器の基部の外周面
９ 保持器の柱部
９ａ 保持器の柱部の先端側
１１ 保持器の爪部
２１ 外輪軌道面
２２ 外輪の小径部
２３ 内輪の凹溝
４１ 内輪軌道面
Ｐ 保持器のポケット

Claims (5)

1. 内径側に複列の外輪軌道面を備えた外輪と、該複列の外輪軌道面に対向してそれぞれ外径側に内輪軌道面を備えた別体の内輪と、該外内輪間に転動自在に組み込まれ、複列に配された複数の転動体と、該複列に配されたそれぞれの転動体を所定間隔で保持する保持器とを備えた複列の軸受ユニットであって、
   前記それぞれの保持器は、小径に形成された基部と、該基部から所定の間隔で軸方向に延出するとともに先端側に向けて徐々に大径となるように形成された柱部と、その柱部間に形成され、転動体を収容可能なポケットと、基部の外周面に所定間隔で外径方向に突出した爪部を備え、
   外輪軌道面の軸受内方側には、前記それぞれの保持器の爪部を収容可能な周方向に連続した凹溝を備えていることを特徴とする軸受ユニット。
2. 凹溝は、両列の保持器の爪部を収容可能な幅を有していることを特徴とする請求項１に記載の軸受ユニット。
3. 凹溝は、両列の保持器の爪部をそれぞれ収容可能に個別に備えられていることを特徴とする請求項１に記載の軸受ユニット。
4. 爪部は、周方向に湾曲して備えられていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の軸受ユニット。
5. 保持器の基部の内周面には、所定間隔で外径方向に突出した内径突出部を備え、
   内輪には前記内径突出部を収容可能な凹溝が周方向に連続して設けられており、
   外輪軌道面の底径−外輪内径≧玉径
   の関係を有することを特徴とする請求項１〜請求項４に記載の軸受ユニット。

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