JP2024035869A - アンギュラ玉軸受用保持器およびハブユニット軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】円周方向に隣り合うポケット同士の円周方向距離を縮め、保持できる玉数を増やすことができるだけでなく、回転抵抗を抑え、かつ、耐久性を確保することができる構造を実現する。【解決手段】柱部２２は、軸方向一方側の端部から軸方向中間部にわたる範囲に、円周方向に隣り合う２つのポケット２３同士を連通する切り欠き２４を有し、かつ、該切り欠き２４よりも径方向内側部分に内側柱片２５を有する。内側柱片２５の軸方向一方側の端部が、玉４の転動面のうちで自転軸αから最も遠い部分Ｅよりも軸方向一方側に位置する。内側柱片２５が、径方向外側面に、軸方向一方側に向かうほど径方向内側に向かう方向に傾斜した傾斜面部２６を有する。【選択図】図２

Description

本開示は、アンギュラ玉軸受用保持器およびハブユニット軸受に関する。

アンギュラ玉軸受においては、たとえば特開２０１４－７７５０８号公報に記載されているように、冠型のアンギュラ玉軸受用保持器を用いて、複数個の玉を円周方向等間隔に配置し、それぞれの玉を転動自在に保持することが行われている。アンギュラ玉軸受用保持器は、円環状のリム部と、リム部の円周方向複数箇所から軸方向一方側に突出する複数本の柱部と、円周方向に隣り合う２本の柱部とリム部とにより三方が囲まれた、玉を保持するための複数のポケットとを備える。

アンギュラ玉軸受などの転がり軸受は、基本動定格荷重Ｃｒを表す下記の式（１）を利用して、軸受の選定に必要な定格荷重を求めることが行われている。
Ｃｒ＝ｂ_ｍｆ_ｃ（ｉｃоｓθ）^０．７Ｚ^２／３Ｄｗ^１．８・・・（１）
ここで、式（１）中、ｂ_ｍおよびｆ_ｃは、軸受の材料、形状、および製造品質で定まる定数であり、ｉは、１個の軸受内の転動体の列数であり、θは、接触角であり、Ｚは、１列に含まれる転動体の数であり、Ｄｗは、転動体の直径である。

上記式（１）によれば、１列に含まれる玉数（Ｚ）を増やすことで、アンギュラ玉軸受の基本動定格荷重Ｃｒを向上することが可能になり、軸受寿命を延長できることになる。

特開２０１９－１７３９６６号公報には、１列に含まれる玉数を増やすことができる、アンギュラ玉軸受用保持器の構造が開示されている。図５は、特開２０１９－１７３９９６号公報に記載された、従来構造のアンギュラ玉軸受用保持器１００を備えたハブユニット軸受１０１を示している。

ハブユニット軸受１０１は、車体側部材に対して固定される外輪１０２の径方向内側に、車輪とともに回転するハブ１０３を、複数の玉１０４を介して回転自在に支持している。玉１０４は、外輪１０２の内周面に備えられた外輪軌道１０２ａと、ハブ１０３の外周面に配置された内輪軌道１０３ａとの間に、アンギュラ玉軸受用保持器１００により保持された状態で転動自在に配置されている。

アンギュラ玉軸受用保持器１００は、円環状のリム部１０５と、リム部１０５の円周方向複数箇所から軸方向一方側（図５の右側）に向けて突出する複数本の柱部１０６と、円周方向に隣り合う２本の柱部１０６とリム部１０５とにより三方が囲まれた複数のポケット１０７とを備える。それぞれの玉１０４は、ポケット１０７のそれぞれに１個ずつ転動自在に保持される。

それぞれのポケット１０７の内径は、それぞれの玉１０４の外径（玉径）よりもわずかに大きい。具体的には、それぞれのポケット１０７の内径は、それぞれの玉１０４の外径よりも２％～４％程度大きい。また、それぞれのポケット１０７の中心は、該ポケット１０７内に保持される玉１０４の中心と実質的に一致する。

アンギュラ玉軸受用保持器１００は、柱部１０６の軸方向一方側の端部から軸方向中間部にわたる範囲に、円周方向に２つの隣り合うポケット１０７同士を連通する切り欠き１０８を備えている。これにより、柱部に切り欠きを備えない構造に比べて、円周方向に隣り合う玉１０４同士の距離を縮めることが可能になる。このため、アンギュラ玉軸受用保持器１００により保持できる玉１０４の数を増やすことができ、アンギュラ玉軸受の基本動定格荷重Ｃｒの向上を図ることができる。

特開２０１４－７７５０８号公報 特開２０１９－１７３９６６号公報

ただし、特開２０１９－１７３９６６号公報に記載の従来構造のアンギュラ玉軸受用保持器１００は、ハブユニット軸受１０１の回転抵抗（動トルク）を小さく抑えたり、耐久性（転がり疲れ寿命）を向上させたりする面からは改良の余地がある。この点について、以下に説明する。

たとえば、ハブユニット軸受１０１の運転時、ハブ１０３が円周方向に回転すると、それぞれの玉１０４は、自転軸αを中心に自転しながら、ハブユニット軸受１０１の中心軸を中心に円周方向に公転することで、アンギュラ玉軸受用保持器１００を円周方向に押して回転させる。たとえば、ハブ１０３が、図５の右側から見て反時計方向に回転する場合、それぞれの玉１０４は、自転軸αを中心に、図５の右上側から見て時計方向（図５に矢印βで示す方向）に自転しながら、ハブユニット軸受１０１の中心軸を中心に、ハブ１０３の回転方向と同じ方向に公転して、アンギュラ玉軸受用保持器１００を、ハブ１０３の回転方向と同じ方向に押して回転させる。

ポケット１０７の内径は、玉１０４の外径よりもわずかに大きいため、玉１０４の転動面は、該玉１０４の公転方向に関して前側（図５の右側から見て反時計方向前側）に存在する柱部１０６の公転方向後側面を、弾性変形させながら公転方向前側に向けて押す。

特に、従来構造のアンギュラ玉軸受用保持器１００においては、柱部１０６に切り欠き１０８が備えられている。このため、玉１０４の公転方向に関して柱部１０６の後側に存在する玉１０４の転動面は、柱部１０６に備えられた切り欠き１０８の内面のうちで玉１０４のピッチ円Ｃに近い側である径方向外側面の、玉１０４の公転方向に関する後側縁であって、玉１０４の転動面のうちで自転軸αから最も遠い赤道部分Ｅに対向する対向部Ｐ_ｏｕｔを、玉１０４の公転方向に関して前側に押すことになる。この結果、柱部１０６の公転方向前側面と、玉１０４の公転方向に関して柱部１０６の前側に存在する玉１０４の転動面との間の隙間が小さくなって、切り欠き１０８の内面のうちの径方向外側面の、玉１０４の公転方向に関する前側縁であって、玉１０４の転動面の赤道部分Ｅに対向する対向部Ｐ_ｏｕｔが、玉１０４の公転方向に関して柱部１０６の前側に存在する玉１０４の転動面に接触する可能性がある。

ハブユニット軸受１０１においては、玉１０４が配置される空間内にグリースが封入される。図５に示すような、内輪回転型のハブユニット軸受１０１では、玉１０４が配置される空間内に封入されたグリースは、ハブ１０３の回転および／または玉１０４の公転に伴う遠心力の作用により径方向外側に移動しやすい。このため、外輪軌道１０２ａと転がり接触した直後の玉１０４の転動面にはグリースが付着している。

また、切り欠き１０８の径方向外側面の、玉１０４の公転方向に関する前側縁は、微分不能な角部からなる稜部である。

したがって、ハブ３が、図５の右側から見て反時計方向に回転することに伴って、それぞれの玉１０４が図５に矢印βで示す方向に自転しながら、玉１０４の公転方向に関して柱部１０６の前側に存在する玉１０４の転動面と、柱部１０６に備えられた切り欠き１０８の内面のうちの径方向外側面の公転方向前側縁に備えられた対向部Ｐ_ｏｕｔとが接触すると、該対向部Ｐ_ｏｕｔにおいて玉１０４の転動面に付着しているグリースがある程度の幅（図５にＷで示す範囲）を持って掻き取られる。この結果、玉１０４の転動面のうちでグリースが掻き取られた部分が、内輪軌道１０３ａと転がり接触し、ハブユニット軸受１０１の回転抵抗が増大したり、耐久性が低下したりする可能性がある。

玉１０４の転動面は、対向部Ｐ_ｏｕｔにてグリースを掻き取られた後、切り欠き１０８の内面のうちで玉１０４のピッチ円Ｃから遠い側である径方向内側面の、玉１０４の公転方向に関する前側縁であって、赤道部分Ｅに対向する対向部Ｐ_ｉｎの、ポケット１０７の径方向に関する内側を通過する。径方向内側の対向部Ｐ_ｉｎと、玉１０４の転動面との間には隙間が存在するため、径方向外側の対向部Ｐ_ｏｕｔにて掻き取られて押し退けられたグリースを、赤道部分Ｅ付近にある程度押し戻す、すなわち再度塗布する効果を期待できる。ただし、柱部１０６の弾性変形量が大きく、径方向外側の対向部Ｐ_ｏｕｔでグリースが掻き取られる幅が大きかったり、柱部１０６のうちで切り欠き１０８の径方向内側に存在する部分の軸方向一方側への突出量が小さかったりする場合、径方向外側の対向部Ｐ_ｏｕｔにおいて掻き取られて押し退けられたグリースを、径方向内側の対向部Ｐ_ｉｎと接触させることができず、グリースの押し戻し効果を十分に得られない可能性がある。

なお、上述したように、グリースは、ハブ１０３の回転および／または玉１０４の公転に伴う遠心力の作用により径方向外側に移動しやすいため、内輪軌道１０３ａと転がり接触した直後は、玉１０４の転動面へのグリースの付着量は少なくなる。また、玉１０４の転動面は、内輪軌道１０３ａと転がり接触した後、該玉１０４の公転方向に関して該玉１０４の前側の柱部１０６に備えられた切り欠き１０８の径方向内側面の、玉１０４の公転方向に関する後側縁であって、赤道部分Ｅに対向する対向部Ｐ_ｉｎの、ポケット１０７の径方向に関する内側を通過する。玉１０４の転動面と対向部Ｐ_ｉｎとの間には、隙間が存在する。このため、玉１０４の転動面からのグリースの掻き取り量も少なくなる。したがって、内輪回転型のハブユニット軸受１０１では、玉１０４の転動面のうちでグリースが掻き取られた部分が、外輪軌道１０２ａと転がり接触するという問題は生じにくい。

本開示は、円周方向に隣り合うポケット同士の円周方向距離を縮め、保持できる玉数を増やすことができるだけでなく、回転抵抗を抑え、かつ、耐久性を確保することができるアンギュラ玉軸受用保持器の構造を実現することを目的としている。

本開示の一態様のアンギュラ玉軸受用保持器は、
円環状のリム部と、
前記リム部の円周方向複数箇所から軸方向一方側に突出する複数本の柱部と、
円周方向に隣り合う２本の前記柱部と前記リム部とにより三方が囲まれた、玉を保持するための複数のポケットと、
を備える。

前記柱部は、軸方向一方側の端部から軸方向中間部にわたる範囲に、円周方向に隣り合う２つの前記ポケット同士を連通する切り欠きを有し、かつ、該切り欠きよりも径方向内側部分に内側柱片を有する。

特に本開示の一態様のアンギュラ玉軸受用保持器においては、前記内側柱片の軸方向一方側の端部が、前記玉の転動面のうちで前記玉の自転軸から最も遠い部分よりも軸方向一方側に位置しており、かつ、前記内側柱片が、径方向外側面に、軸方向一方側に向かうほど径方向内側に向かう方向に傾斜した傾斜面部を有する。

本開示の一態様のハブユニット軸受は、
内周面にアンギュラ型の複列の外輪軌道を有する外輪と、
外周面にアンギュラ型の複列の内輪軌道を有するハブと、
前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に配置された複数個の玉と、
前記玉を転動自在に保持するための保持器と、
を備える。

特に本開示の一態様のハブユニット軸受では、前記保持器が、本開示の一態様のアンギュラ玉軸受用保持器により構成される。

本開示の一態様のアンギュラ玉軸受用保持器によれば、円周方向に隣り合うポケット同士の円周方向距離を縮め、保持できる玉数を増やすことができるだけでなく、回転抵抗を抑え、かつ、耐久性を確保することができる。

図１は、本開示の実施の形態の１例のハブユニット軸受を示す断面図である。 図２は、図１のＸ部拡大図である。 図３は、玉をポケットに保持した状態のアンギュラ玉軸受用保持器を取り出して示す、部分拡大斜視図である。 図４は、保持器の部分拡大斜視図である。 図５は、従来構造のアンギュラ玉軸受用保持器を備えるハブユニット軸受を示す、図２に相当する図である。

本開示の実施の形態の１例について、図１～図４により説明する。本例は、本開示の一態様のアンギュラ玉軸受用保持器を、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するためのハブユニット軸受に適用した例である。以下、先ず、ハブユニット軸受１の全体構造を説明した後、アンギュラ玉軸受用保持器５の詳細について説明する。

＜ハブユニット軸受の全体構造＞
ハブユニット軸受１は、外輪２と、ハブ３と、複数個の玉４と、２つのアンギュラ玉軸受用保持器５を備える。

以下の説明において、ハブユニット軸受１に関して、軸方向、径方向、および円周方向とは、特に断らない限り、外輪２の軸方向、径方向、および円周方向をいう。外輪２の軸方向、径方向、および円周方向は、ハブ３の軸方向、径方向、および円周方向と一致する。また、軸方向外側は、ハブユニット軸受１を自動車に組み付けた状態での車体の幅方向外側をいい、軸方向内側は、ハブユニット軸受１を自動車に組み付けた状態での車体の幅方向内側をいう。

外輪２は、中炭素鋼などの硬質金属製で、略円筒形状を有し、かつ、内周面に、複列の外輪軌道６を有する。それぞれの外輪軌道６は、円弧形の母線形状を有する。

本例では、外輪２は、軸方向中間部に、径方向外側に向けて突出した静止フランジ７を有する。静止フランジ７は、径方向中間部の円周方向複数箇所に、軸方向に貫通するねじ孔８を有する。外輪２は、懸架装置のナックルに備えられた通孔を挿通した支持ボルトを、静止フランジ７のねじ孔８に軸方向内側から螺合することで、懸架装置に対し支持固定され、車輪が回転する際にも回転しない。

ハブ３は、外輪２の径方向内側に外輪２と同軸に配置される。ハブ３は、内周面のうち、複列の外輪軌道６に対向する部分に、複列の内輪軌道９を有する。それぞれの内輪軌道９は、円弧形の母線形状を有する。

本例では、ハブ３は、回転フランジ１０と、パイロット部１１と、スプライン孔１２とを有する。

回転フランジ１０は、ハブ３のうち、外輪２の軸方向外側の端部よりも軸方向外側に位置する部分に備えられ、かつ、径方向外側に向けて突出する。回転フランジ１０は、径方向中間部の円周方向複数箇所に、軸方向に貫通する取付孔１３を有する。

パイロット部１１は、ハブ３の軸方向外側の端部に備えられ、円筒形状を有する。

スプライン孔１２は、ハブ３の中心部を軸方向に貫通する。

ディスクやドラムなどの制動用回転体、および、車輪を構成するホイールは、それぞれの中心部を軸方向に貫通する中心孔にパイロット部１１を挿通し、かつ、それぞれの径方向中間部の円周方向複数箇所を軸方向に貫通する通孔に、圧入孔である取付孔１３に圧入されたスタッド２８を挿通し、さらにスタッド２８の先端部に、図示しないハブナットを螺合することにより、回転フランジ１０に結合固定される。あるいは、制動用回転体およびホイールは、それぞれの中心部に備えられた中心孔にパイロット部１１を挿通し、かつ、それぞれの径方向中間部の円周方向複数箇所に備えられた通孔を挿通したハブボルトを、ねじ孔である取付孔１３に軸方向外側から螺合することにより、回転フランジ１０に結合固定される。

スプライン孔１２には、エンジンや電動モータを駆動源として回転駆動する駆動軸の先端部がスプライン係合される。自動車の走行時には、駆動軸によりハブ３を回転駆動することで、ハブ３の回転フランジ１０に結合固定された車輪および制動用回転体を回転駆動する。すなわち、本例のハブユニット軸受１は、駆動輪用の構造を備える。

ただし、本開示の一態様のハブユニット軸受は、ハブが、中心部を軸方向に貫通するスプライン孔を備えていない中実構造を有する、従動輪用のハブユニット軸受に適用することもできる。

本例のハブ３は、内輪１４とハブ輪１５とを組み合わせてなる。

内輪１４は、軸受鋼などの硬質金属により構成されている。内輪１４は、外周面に、軸方向内側の内輪軌道９を有する。

ハブ輪１５は、中炭素鋼などの硬質金属により構成されている。ハブ輪１５は、軸方向外側の内輪軌道９と、回転フランジ１０と、パイロット部１１と、スプライン孔１２とを有する。

ハブ輪１５は、軸方向外側の内輪軌道９よりも軸方向内側に位置する部分に、軸方向外側に隣接する部分よりも外径が小さく、内輪１４が外嵌される嵌合筒部１６を有する。さらに、ハブ輪１５は、嵌合筒部１６の軸方向外側の端部に、軸方向内側を向いた段差面１７を有し、かつ、嵌合筒部１６の軸方向内側の端部から径方向外側に向けて折れ曲がったかしめ部１８を有する。

内輪１４は、ハブ輪１５の嵌合筒部１６に外嵌され、かつ、ハブ輪１５の段差面１７とかしめ部１８との間で軸方向両側から挟持されている。これにより、内輪１４とハブ輪１５とが結合されることで、ハブ３が構成され、かつ、玉４に適正な予圧が付与されている。なお、ハブ輪のうちで内輪の軸方向内側の端部から突出した軸方向内側の端部にナットを螺合し、内輪を、ハブ輪の段差面とナットとの間で軸方向両側から挟持するように構成することもできる。

それぞれの玉４は、軸受鋼などの硬質金属、または、セラミックスにより構成される。玉４は、複列の外輪軌道６と複列の内輪軌道９との間に、列ごとに複数個ずつ、アンギュラ玉軸受用保持器５に保持された状態で転動自在に配置されている。複列に配置された玉４には、背面組み合わせ型（ＤＢ型）の接触角が付与されている。このため、玉４の転動面のうちで自転軸αから最も遠い赤道部分Ｅは、ハブ３の中心軸に平行な仮想直線に対して、接触角の大きさ分だけ傾斜している。

なお、本例では、軸方向内側列の玉４のピッチ円直径と、軸方向外側列の玉４ｂのピッチ円直径とを互いに同じとしているが、本開示は、軸方向内側列の玉のピッチ円直径と、軸方向外側列の玉のピッチ円直径とが互いに異なる、異径ＰＣＤ型のハブユニット軸受に適用することもできる。

本例のハブユニット軸受１は、外輪２の内周面とハブ３の外周面との間に存在し、かつ、玉４が配置された、転動体設置空間１９の軸方向両側の開口を塞ぐシール装置２０ａ、２０ｂをさらに備える。すなわち、シール装置２０ａ、２０ｂにより、転動体設置空間１９内に封入されたグリースの漏洩を防止し、かつ、転動体設置空間１９内に、泥水などの異物が侵入することを防止している。なお、転動体設置空間１９の軸方向内側の端部開口を塞ぐシール装置２０ｂに、エンコーダを備えることもできる。この場合には、懸架装置などに支持固定した図示しない回転速度センサを、エンコーダに対向させることで、車輪の回転速度を検出することが可能になり、ＡＢＳなどの車両制御装置の制御に利用することができる。

＜アンギュラ玉軸受用保持器の構造＞
次に、アンギュラ玉軸受用保持器５について、詳しく説明する。

アンギュラ玉軸受用保持器５に関して、軸方向、径方向、および円周方向とは、特に断らない限り、リム部２１の軸方向、径方向、および円周方向をいう。また、軸方向に関して、ポケット２３の開口側（柱部２２の先端側、図２の右側）を一方側といい、ポケット２３の奥側（柱部２２の基端側、図２の左側）を他方側という。

本例のハブユニット軸受１に組み込まれる２つのアンギュラ玉軸受用保持器５は、軸方向に関して互いに逆向きに組み付けられている。換言すれば、図１中で右側に位置する軸方向内側のアンギュラ玉軸受用保持器５は、図１中で左側に位置する軸方向外側のアンギュラ玉軸受用保持器５と同一の形状を有するアンギュラ玉軸受用保持器５を、軸方向に関して反転させて使用している。すなわち、軸方向内側のアンギュラ玉軸受用保持器５に関しては、軸方向内側が軸方向一方側に相当し、かつ、軸方向外側が軸方向他方側に相当する。これに対し、軸方向外側のアンギュラ玉軸受用保持器５に関しては、軸方向外側が軸方向一方側に相当し、かつ、軸方向内側が軸方向他方側に相当する。

アンギュラ玉軸受用保持器５は、合成樹脂を射出成形（アキシアルドロー成形）することにより全体が一体に造られた、いわゆる冠型のアンギュラ玉軸受用保持器であって、全体として円環形状を有している。

アンギュラ玉軸受用保持器５を構成する合成樹脂としては、ポリアミド６６（ＰＡ６６）の他、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド４６（ＰＡ４６）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、フェノール樹脂（ＰＦ）などの各種の合成樹脂を採用することができる。これらの合成樹脂には、必要に応じて、ガラス繊維、カーボン繊維、アラミド繊維などの各種の強化繊維を混入することができる。

アンギュラ玉軸受用保持器５は、リム部２１と、複数本の柱部２２と、複数のポケット２３とを備える。

リム部２１は、円環状に構成されている。

リム部２１の内周面は、ハブ３の外周面のうちの複列の内輪軌道９同士の間部分の外径よりも大きい内径を有する円筒面により構成されている。また、リム部２１の外周面は、外輪２の内周面のうちの複列の外輪軌道６同士の間部分の内径よりも小さい外径を有する円筒面により構成されている。

リム部２１の軸方向一方側の側面の円周方向等間隔複数箇所には、柱部２２の軸方向他方側の端部が接続されており、かつ、リム部２１の軸方向一方側の側面のうち、柱部２２から円周方向に外れた部分のそれぞれは、部分球状の凹曲面に構成されている。リム部２１の軸方向他方側の側面は、リム部２１の中心軸に直交する仮想平面上に存在する平坦面により構成されている。

複数本の柱部２２は、リム部２１の円周方向複数箇所から軸方向一方側に突出する。

それぞれの柱部２２の円周方向両側の側面は、部分球面状の凹面により構成されている。

それぞれの柱部２２の径方向内側面は、リム部２１の内周面と同軸かつ同径の内径を有する部分円筒面により構成された軸方向他方側部分と、軸方向一方側に向かうほど内径が大きくなる方向に傾斜した直線状の断面形状を有する軸方向一方側部分とからなる。また、それぞれの柱部２２の径方向外側面は、軸方向一方側に向かうほど径方向外側に伸長した略円弧形の断面形状を有する軸方向他方側部分と、リム部２１の中心軸を中心とする円筒面状の軸方向一方側部分とからなる。このため、それぞれの柱部２２は、軸方向他方側部分において、軸方向一方側に向かうほど径方向幅が大きくなっている。

それぞれのポケット２３は、玉４を転動自在に保持する部分であって、円周方向に隣り合う２本の柱部２２とリム部２１とにより三方が囲まれている。ポケット２３の内面は、円周方向に対向し、かつ、それぞれが凹曲面状の２本の柱部２２の円周方向側面と、リム部２１の軸方向一方側の側面のうちで柱部２２から円周方向に外れた部分に備えられた部分球面状の凹面とにより、部分球面状に構成されている。また、ポケット２３の内面は、玉４の転動面の曲率半径よりもわずかに大きい曲率半径を有する。

すなわち、それぞれの柱部２２の円周方向側面は、径方向中間部（中央部）から径方向両側に向かうほど、ポケット２３の内側に張り出すように湾曲している。これにより、円周方向に隣り合う２本の柱部２２の円周方向側面同士の間隔（ポケット２３の開口幅）は、柱部２２の径方向外側の端部および径方向内側の端部において、玉４の直径よりも小さくなっている。このため、玉４が、ポケット２３の内側から径方向外側および径方向内側に抜け出ることが防止される。

また、それぞれの柱部２２の円周方向側面は、軸方向中間部から軸方向両側に向かうほど、ポケット２３の内側に張り出すように湾曲している。これにより、円周方向に隣り合う２本の柱部２２の円周方向側面同士の間隔は、柱部２２の軸方向一方側の端部および軸方向他方側の端部において、玉４の直径よりも小さくなっている。このため、玉４が、ポケット２３の内側から軸方向一方側に抜け出ることが防止される。

なお、ポケット２３の中心は、ポケット２３内に保持される玉４の中心と実質的に一致する。

本例のアンギュラ玉軸受用保持器５では、それぞれの柱部２２は、玉４のピッチ円が通過する部分を含む軸方向一方側の端部から軸方向中間部にわたる範囲に、円周方向に隣り合う２つのポケット２３同士を連通する切り欠き２４を有する。換言すれば、切り欠き２４は、柱部２２の軸方向一方側の端面および円周方向両側面に開口している。切り欠き２４は、柱部２２の軸方向一方側の端部から軸方向中間部にわたる範囲を、円周方向から見て略Ｕ字形に切り欠いている。切り欠き２４は、少なくとも軸方向他方側部分において、軸方向一方側に向かうほど径方向に関する開口幅が大きくなっている。

それぞれの柱部２２は、軸方向一方側部分のうちで切り欠き２４よりも径方向内側部分に内側柱片２５を有する。

本例では、内側柱片２５の軸方向一方側の端部は、玉４の転動面のうちで自転軸αから最も遠い赤道部分Ｅよりも軸方向一方側に位置している。換言すれば、アンギュラ玉軸受用保持器５の中心軸を含む仮想平面で切断した断面において、内側柱片２５の径方向外側面の軸方向一方側の端部は、該内側柱片２５の径方向外側面と、赤道部分Ｅとの交点よりも軸方向一方側に位置する。

具体的には、内側柱片２５の軸方向一方側の端部は、内側柱片２５と内輪軌道９との干渉を防ぐ観点から、赤道部分Ｅよりも、玉４の外径の５％以上２０％以下、好ましくは６％以上１５％以下、より好ましくは８％以上１２％以下の長さＬ分だけ、軸方向一方側に位置している。

また、それぞれの内側柱片２５は、径方向外側面に、軸方向一方側に向かうほど径方向内側に向かう方向に傾斜した傾斜面部２６を有する。換言すれば、切り欠き２４の内面のうちの径方向内側面は、軸方向一方側に向かうほど径方向内側に向かう方向に傾斜した傾斜面部２６により構成されている。

なお、それぞれの傾斜面部２６は、軸方向一方側に向かうほど外径が小さくなる部分円すい状の凸曲面、または、軸方向一方側に向かうほど径方向内側に向かう方向に傾斜した平坦面により構成することができる。

アンギュラ玉軸受用保持器５の中心軸を含む仮想平面で切断した断面において、該中心軸に平行な仮想直線に対する傾斜面部２６の傾斜角度φは、特に限定されるものではないが、傾斜面部２６にグリースを適量保持することを考慮すると、たとえば、５度以上１５度以下とすることができ、８度以上１２度以下とすることが好ましく、９度以上１１度以下とすることがより好ましい。

さらに、本例のアンギュラ玉軸受用保持器５では、それぞれの柱部２２は、軸方向一方側部分のうちで切り欠き２４よりも径方向外側部分に外側柱片２７を有する。

なお、それぞれの外側柱片２７の径方向内側面、すなわち切り欠き２４の内面のうちの径方向外側面は、軸方向一方側に向かうほど径方向外側に伸長した略円弧形の断面形状を有する軸方向他方側部分と、リム部２１の中心軸を中心とする円筒面状の軸方向一方側部分とからなる。

本例では、内側柱片２５の軸方向一方側の端部は、外側柱片２７の軸方向一方側の端部よりも軸方向一方側に位置している。

本例のアンギュラ玉軸受用保持器５によれば、特開２０１９－１７３９６６号公報に記載のアンギュラ玉軸受用保持器１００と同様の理由により、保持できる玉４の数を増やすことができる。

すなわち、本例のアンギュラ玉軸受用保持器５では、柱部２２のうち、玉４のピッチ円が通過する部分を含む軸方向一方側の端部から軸方向中間部にわたる範囲に、円周方向に隣り合う２つのポケット２３同士を連通する切り欠き２４を備えている。このため、柱部に切り欠きを備えない構造に比べて、円周方向に隣り合う玉４同士の距離を縮めることができ、アンギュラ玉軸受用保持器５により保持できる玉４の数を増やすことができる。したがって、ハブユニット軸受１の基本動定格荷重を向上することができる。

さらに、本例のアンギュラ玉軸受用保持器５によれば、ハブユニット軸受１の回転抵抗（動トルク）を抑え、かつ、耐久性（転がり疲れ寿命）を確保することができる。この理由について、次に説明する。

ハブユニット軸受１では、転動体設置空間１９内にグリースが封入されるため、玉４の転動面にはグリースが付着する。

ハブユニット軸受１の運転時、それぞれの玉４は、自転軸αを中心に自転しながら、円周方向に公転することで、アンギュラ玉軸受用保持器５を円周方向に押す。ポケット２３の内径は、玉４の外径よりもわずかに大きいため、玉４の転動面は、公転方向前側に存在する柱部２２の円周方向側面を、弾性変形させながら公転方向前側に向けて押す。

特に、本例のアンギュラ玉軸受用保持器５では、柱部２２に切り欠き２４が備えられている。このため、玉４の公転方向に関して柱部２２の後側に存在する玉４の転動面は、柱部２２に備えられた切り欠き２４の内面のうちで玉４のピッチ円Ｃに近い側である径方向外側面、換言すれば外側柱片２７の径方向内側面の、玉４の公転方向に関する後側縁であって、玉４の転動面の赤道部分Ｅに対向する対向部Ｐ_ｏｕｔを、玉４の公転方向に関して前側に押すことになる。この結果、柱部２２の公転方向前側面と、玉４の公転方向に関して柱部２２の前側に存在する玉４の転動面との間の隙間が小さくなって、切り欠き２４の内面のうちの径方向外側面の、玉４の公転方向に関する前側縁であって、玉４の転動面の赤道部分Ｅに対向する対向部Ｐ_ｏｕｔが、公転方向に関して柱部２２の前側に存在する玉４の転動面に接触する可能性がある。

ここで、切り欠き２４の径方向外側面の円周方向側縁は、微分不能な角部からなる稜部であるため、玉４の転動面に付着しているグリースは、径方向外側の対向部Ｐ_ｏｕｔにて、ある程度の幅（図２にＷで示す範囲）を持って掻き取られる。

なお、範囲Ｗは、アンギュラ玉軸受用保持器５を構成する材料や、玉４の外径およびポケット２３の内径、ハブ３の回転トルクなどにもよるが、玉４の中心を中心とする３度～８度程度の範囲となる。

玉４の転動面は、対向部Ｐ_ｏｕｔにてグリースを掻き取られた後、切り欠き２４の内面のうちで玉４のピッチ円Ｃから遠い側である径方向内側面、換言すれば内側柱片２５の径方向外側面の、玉４の公転方向に関する後側縁であって、赤道部分Ｅに対向する対向部Ｐ_ｉｎの、ポケット２３の径方向に関する内側を通過する。

径方向内側の対向部Ｐ_ｉｎと、玉４の転動面との間には隙間が存在する。また、本例では、それぞれの内側柱片２５の軸方向一方側の端部が、玉４の転動面の赤道部分Ｅよりも軸方向一方側に位置している。このため、玉４の転動面が、径方向内側の対向部Ｐ_ｉｎの、ポケット２３の径方向に関する内側を通過する際に、径方向外側の対向部Ｐ_ｏｕｔにて掻き取られて赤道部分Ｅ付近から押し退けられたグリースを、内側柱片２５の径方向外側面の円周方向側縁により押し潰すようにして、赤道部分Ｅ付近に押し戻すことができる。すなわち、径方向外側の対向部Ｐ_ｏｕｔにて掻き取られて赤道部分Ｅ付近から押し退けられたグリースを、赤道部分Ｅ付近に再度塗布することができる。

さらに、本例では、それぞれの内側柱片２５が、径方向外側面に、軸方向一方側に向かうほど径方向内側に向かう方向に傾斜した傾斜面部２６を有している。このため、径方向外側の対向部Ｐ_ｏｕｔにて掻き取られて、玉４の転動面のうちの軸方向他方側部分に押し退けられたグリースを、玉４の転動面が、径方向内側の対向部Ｐ_ｉｎの、ポケット２３の径方向に関する内側を通過する際に、軸方向一方側に向けて案内することができる。したがって、グリースを、再度赤道部分Ｅ付近に確実に塗布することができる。

本開示の一態様のアンギュラ玉軸受用保持器を実施する場合、切り欠きを、すべての柱部に形成することもできるし、一部の柱部にのみ形成することもできる。

本開示の一態様のアンギュラ玉軸受は、駆動輪用のハブユニット軸受に限らず、従動輪用のハブユニット軸受に適用することもできる。また、本開示の一態様のアンギュラ玉軸受は、第３世代のハブユニット軸受に限らず、例えば、第１世代のハブユニット軸受、第２世代のハブユニット軸受などの、他の世代のハブユニット軸受に適用することもできる。さらに、本開示の一態様のアンギュラ玉軸受は、ハブユニット軸受に限らず、各種機械装置に組み込まれる単列または複列のアンギュラ玉軸受に適用することができる。

１ ハブユニット軸受
２ 外輪
３ ハブ
４ 玉
５ アンギュラ玉軸受用保持器
６ 外輪軌道
７ 静止フランジ
８ ねじ孔
９ 内輪軌道
１０ 回転フランジ
１１ パイロット部
１２ スプライン孔
１３ 取付孔
１４ 内輪
１５ ハブ輪
１６ 嵌合筒部
１７ 段差面
１８ かしめ部
１９ 転動体設置空間
２０ａ、２０ｂ シール装置
２１ リム部
２２ 柱部
２３ ポケット
２４ 切り欠き
２５ 内側柱片
２６ 傾斜面部
２７ 外側柱片
２８ スタッド
１００ アンギュラ玉軸受用保持器
１０１ ハブユニット軸受
１０２ 外輪
１０２ａ 外輪軌道
１０３ ハブ
１０３ａ 内輪軌道
１０４ 玉
１０５ リム部
１０６ 柱部
１０７ ポケット
１０８ 切り欠き

Claims (2)

1. 円環状のリム部と、
   前記リム部の円周方向複数箇所から軸方向一方側に突出する複数本の柱部と、
   円周方向に隣り合う２本の前記柱部と前記リム部とにより三方が囲まれた、玉を保持するための複数のポケットと、
   を備え、
   前記柱部は、軸方向一方側の端部から軸方向中間部にわたる範囲に、円周方向に隣り合う２つの前記ポケット同士を連通する切り欠きを有し、かつ、該切り欠きよりも径方向内側部分に内側柱片を有しており、
   前記内側柱片の軸方向一方側の端部が、前記玉の転動面のうちで前記玉の自転軸から最も遠い部分よりも軸方向一方側に位置しており、
   前記内側柱片が、径方向外側面に、軸方向一方側に向かうほど径方向内側に向かう方向に傾斜した傾斜面部を有する、
   アンギュラ玉軸受用保持器。
2. 内周面にアンギュラ型の複列の外輪軌道を有する外輪と、
   外周面にアンギュラ型の複列の内輪軌道を有するハブと、
   前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に配置された複数個の玉と、
   前記玉を転動自在に保持するための保持器と、
   を備え、
   前記保持器が、請求項１に記載のアンギュラ玉軸受用保持器により構成される、
   ハブユニット軸受。

Images