JP7404759B2

JP7404759B2 - ハブユニット軸受

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Publication number: JP7404759B2
Application number: JP2019190375A
Authority: JP
Inventors: 秋津岸田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2019-10-17
Filing date: 2019-10-17
Publication date: 2023-12-26
Anticipated expiration: 2039-10-17
Also published as: JP2021067274A

Description

本発明は、ハブユニット軸受に関し、より詳細には、保持器を備えるハブユニット軸受に関する。

従来、ハブユニット軸受の保持器として、柱部が軸方向に対して傾斜する傾斜型保持器が知られている（例えば、特許文献１参照）。図５に示すように、特許文献１に記載の保持器１００は、合成樹脂で成形され、各ポケット１０１間に設けられる傾斜した複数の柱部１０２と、柱部１０２の軸方向一端部と繋がる小径側円環部１０３と、柱部１０２の軸方向他端部と繋がる大径側円環部１０４と、を有し、柱部１０２、小径側円環部１０３及び大径側円環部１０４によって球面状のポケット１０１が形成されている。

ハブユニット軸受は、路面反力によるモーメント荷重を負荷するため、２列の転動体の列間距離をできるだけ長くすることが耐久性やモーメント剛性を向上するうえで好ましい。このため、特許文献１の保持器１００では、列間距離ができるだけ長くなるように、大径側円環部１０４のポケット部内径側に円形の切欠き１０５を設け、大径側円環部１０４の端面近傍まで玉１１０が接近できるようにしている。

特開２０１２－３１９２４号公報

ところで、保持器は、軸受の生産ラインにおいて、不図示の保持器定配装置にその軸方向に沿って複数積み重ねた状態でセットされる。このため、保持器定配装置にセットされる前においては、図６に示すように、複数の保持器１００ａは積み重ねられた状態で包装（棒巻包装）されている。

ここで、上記傾斜型保持器１００ａは、一般的にアキシアルドロー方式の射出成形によって製造されるため、小径側円環部１０３ａの外径が大径側円環部１０４ａの内径より小さくなっており、棒状包装などで保持器１００ａを積み重ねた場合、小径側円環部１０３ａの外周面がテーパ状の柱部１０２ａの内周面の薄肉部に接触する。そして、この接触した状態で、保持器１００ａの軸方向に力が作用すると、柱部１０２ａの内周面の薄肉部が変形する、あるいは、柱部１０２ａの内周面の薄肉部に小径側円環部１０３ａの外周面が嵌まり込み、保持器定配装置において保持器１００ａの分離が困難になる可能性があった。

さらに、上記特許文献１に記載の保持器１００が積み重ねられた場合では、大径側円環部１０４の切欠き１０５と柱部１０２の外周面が嵌まり込むと、薄肉の円形の切欠き１０５に変形や破損という問題が発生すると共に、嵌まり込みが発生した部分では重ね高さが変わるので、定配装置での切り出しがより不安定になる。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の保持器を積み重ねた状態における切欠きや柱部の変形及び保持器同士の嵌まり込みを防止することができるハブユニット軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）外輪部材と、複数の転動体を介して外輪部材に対して回転可能に設けられる内輪部材と、複数の転動体を周方向に略等間隔に保持する保持器と、を備えるハブユニット軸受であって、
保持器は、大径側円環部と、大径側円環部と同心に配置される小径側円環部と、大径側円環部と小径側円環部を軸方向に連結し、周方向に略等間隔に設けられる複数の柱部と、を有し、
周方向に互いに隣り合う柱部間には、転動体を転動可能にそれぞれ保持するポケットが形成され、
柱部は、小径側円環部から大径側円環部に向かって傾斜して形成され、且つ、柱部の外周面は、小径側円環部から大径側円環部に向かって延びるテーパ面と、大径側円環部と同じ外径を有する円筒面とによって形成され、
大径側円環部の内径側には、大径側円環部の軸方向端面とポケットの内面とが形成する稜線が外径側に入り込んだ円弧状の切欠きが形成され、
柱部の径方向寸法は、テーパ面と軸方向に重畳する範囲では、小径側円環部から大径側円環部に向かうにしたがって大きくなり、
切欠きの周方向最大幅をａ、切欠きの周方向最大幅と同じ径方向位置における柱部の外周面の周方向幅をｂとしたとき、ａ＜ｂである、ハブユニット軸受。

本発明によれば、柱部の径方向寸法は、テーパ面と軸方向に重畳する範囲では、小径側円環部から大径側円環部に向かうにしたがって大きくなっているので、保持器を積み重ねた状態において、隣り合う保持器の外周面と内周面とが面接触して互いに嵌まり込むことがない。また、保持器を積み重ねた状態において、大径側円環部の切欠きが、柱部の外周面の軸方向中央付近に当接したとしても、大径側円環部の切欠きに柱部の外周面が嵌まり込むことがない。これにより、切欠きや柱部の変形や破損が防止され、また、定配装置での切り出しを容易に行うことができる。

本発明に係るハブユニット軸受の一実施形態を説明する断面図である。図１に示す保持器を説明する断面図である。図２のＩＩＩ方向から見た保持器の側面図である。図１に示す保持器を複数積み重ねた状態を説明する断面図である。（ａ）は、従来のハブユニット軸受の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＶ方向から見た保持器の側面図である。従来の保持器を複数積み重ねた状態を説明する断面図である。

以下、本発明に係るハブユニット軸受の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

本実施形態のハブユニット軸受１０は、駆動輪用であり、図１に示すように、外輪部材１１と、内輪部材であるハブ輪１２と、ハブ輪１２とは別体の内輪部材であり、ハブ輪１２に一体的に固定される内輪１３と、ハブ輪１２及び内輪１３の外周面と外輪部材１１の内周面との間に転動可能に２列で配置される複数の玉（転動体）１４と、この２列の複数の玉１４を周方向に略等間隔にそれぞれ保持する一対の保持器２０と、軸受内部空間１０ａの両端部開口を塞ぐ一対のシール装置１５と、を備える。

ハブ輪１２は、略円筒形状の部材であり、そのアウトボード側端部（図中左側）には、外周面から径方向外方に延出するフランジ部１２ｂが形成される。フランジ部１２ｂには、不図示のタイヤホイール及びブレーキロータなどを締結するためのハブボルト３１が周方向に略等間隔で複数設けられる。

ハブ輪１２のインボード側端部（図中右側）には、小径段部１２ｃが形成されており、この小径段部１２ｃに内輪１３を外嵌した後、小径段部１２ｃの端部を径方向外側にかしめ加工することにより、内輪１３がハブ輪１２に固定される。また、かしめ加工によって内輪１３を押圧することで、適正な予圧が付与される。

外輪部材１１の内周面には、互いに平行な２列の外輪軌道面１１ａ，１１ａが離間して形成されている。また、ハブ輪１２及び内輪１３の外周面には、それぞれ内輪軌道面１２ａ，１３ａが外輪部材１１の外輪軌道面１１ａ，１１ａに対応して形成されている。内輪軌道面１２ａ，１３ａ及び外輪軌道面１１ａ，１１ａで構成される２列の軌道には、保持器２０によって転動可能に保持される複数の玉１４が周方向に等間隔にそれぞれ配置されている。

複数の玉１４は、互いに所定の接触角をなして外輪軌道面１１ａ，１１ａ及び内輪軌道面１２ａ，１３ａに接触して、背面組み合わせで配置される。これにより、ハブ輪１２及び内輪１３は、外輪部材１１に対して回転可能となる。

保持器２０は、図２及び図３に示すように、合成樹脂製で、アキシアルドロー方式の射出成形で略円すい台状に形成されており、大径側円環部２１と、大径側円環部２１と同心に配置される小径側円環部２２と、大径側円環部２１と小径側円環部２２とを軸方向で連結し、周方向に略等間隔に設けられる複数の柱部２３と、を有する。そして、周方向に互いに隣り合う柱部２３間には、玉１４を転動可能に保持するポケット２４が形成される。なお、本実施形態では、一対の保持器２０は、小径側円環部２２が軸方向に対向するように対称に配置される。

柱部２３は、小径側円環部２２から大径側円環部２１に向かうに従って拡径するように傾斜して形成されている。また、ポケット２４は、隣り合う柱部２３、小径側円環部２２及び大径側円環部２１によって囲われた空間に形成され、ポケット２４の大径側円環部２１側は、小径側円環部２２側から挿入され、大径側円環部２１側が玉１４の外形に倣った球面状で根元側が円筒状の成形型、ポケット２４の小径側円環部２２側は大径側円環部２１側から挿入され、小径側円環部２２側が玉１４の外径に倣った球面状で根元側が円筒状の成形型を組み合わせて成形され、２つの成形型の合わせ面にはパーティングラインＰＬが残存している。このため、柱部２３の外径面側は、小径側円環部２２側へ向かうにしたがい薄肉となり、柱部２３の内径面側は、大径側円環部２１側へ向かうにしたがい薄肉となっている。

大径側円環部２１は、図２に示すように、外周面２１ａが、軸方向に沿って外径が一定である単一の円筒面に形成され、軸方向端面２１ｂが中心軸線Ｘに垂直な平面によって形成されている。また、大径側円環部２１の軸方向端面２１ｂは、柱部２３の傾斜した内周面２３ｂと直接繋がり、大径側円環部２１側から挿入される成形型の外径面で形成される斜面、即ち、ポケット２４の内面と共に稜線を形成する。

小径側円環部２２は、外周面２２ａが大径側円環部２１に向かうに従って拡径するテーパ面（部分円錐面）に形成され、軸方向端面２２ｂが中心軸線Ｘに垂直な平面によって形成されている。また、小径側円環部２２の内周面２２ｃは、軸方向に沿って内径が一定である単一の円筒面に形成されている。

柱部２３は、外周面２３ａが大径側円環部２１に向かうに従って拡径するテーパ面２３ａ１と、大径側円環部２１の外周面２１ａから連続して、同じ外径を有する円筒面２３ａ２とによって構成される。また、柱部２３の内周面２３ｂも、大径側円環部２１に向かうに従って拡径するテーパ状に形成される。

また、柱部２３の径方向寸法ｒは、テーパ面２３ａ１と軸方向に重畳する範囲では、小径側円環部２２から大径側円環部２１に向かうにしたがって大きくなる。したがって、柱部２３は、中心軸線Ｘに対する、テーパ状の外周面（テーパ面２３ａ１）の傾斜は、テーパ状の内周面２３ｂのものよりも大きい。
なお、本実施形態では、大径側円環部２１の軸方向端面２１ｂ及びポケット２４の内面が形成する稜線は、玉１４の中心Ｏよりも外径側であり、小径側円環部２２の外周面２２ａは、玉１４の中心Ｏよりも小径である。

大径側円環部２１の内径側には、大径側円環部２１の軸方向端面２１ｂとポケット２４の内面とが形成する稜線が、その円周方向両側に形成される大径側円環部２１の内周面２１ｃから外径側に入り込んだ円弧状の切欠き２５が形成される。これにより、玉１４は、大径側円環部２１の軸方向端面２１ｂから軸方向に突出して配置され、ハブユニット軸受１０の列間距離を長くできる。
なお、本実施形態では、図２に示すように、大径側円環部２１の内周面２１ｃは、上記稜線の位置で円周方向に分断され、また、延びる柱部２３の内周面２３ｂによって段差状に形成されている。

また、図３に示すように、切欠き２５の周方向最大幅をａ、切欠き２５の周方向最大幅と同じ径方向位置における柱部２３の外周面２３ａ（テーパ面２３ａ１の小径側円環部２２側）の周方向幅をｂとしたとき、ａ＜ｂに設定される。これにより、保持器２０を複数積み重ねた状態で、隣り合う一方の保持器２０の切欠き２５と、他方の保持器２０の柱部２３の位相が一致した場合、柱部２３が切欠き２５と当接するが、その場合に、柱部２３が切欠き２５に嵌まり込むのを防止できる。

次に、図４を参照して、本実施形態の保持器２０を複数積み重ねた状態について説明する。

保持器２０は、ハブユニット軸受１０の生産ラインにおいて、図４に示すように、不図示の保持器定配装置にセットされる前に、互いに同心となるように軸方向に沿って複数積み重ねられ、その状態で棒巻包装される。

ここで、柱部２３の径方向寸法ｒは、テーパ面２３ａ１と軸方向に重畳する範囲では、小径側円環部２２から大径側円環部２１に向かうにしたがって大きくなっているので、保持器２０が積み重ねられた状態では、下方に位置する保持器２０の柱部２３の内周面２３ｂと大径側円環部２１の軸方向端面２１ｂの稜線が、上方に位置する保持器２０の柱部２３の外周面２３ａの軸方向中央付近のみで当接するので、隣り合う保持器２０同士が面接触して互いに嵌まり込むことがない。また、保持器２０が積み重ねられた状態では、隣り合う保持器２０の位相によって、下方に位置する保持器２０の大径側円環部２１に形成された切欠き２５が、上方に位置する保持器２０の柱部２３の外周面２３ａと接触する場合がある。しかしながら、切欠き２５の周方向最大幅ａ＜柱部２３の周方向幅ｂとしているので、柱部２３が切欠き２５に嵌まり込むのを防止でき、また、切欠き２５周辺の大径側円環部２１が変形するのを防止することができる。

また、本実施形態では、小径側円環部２２の外周面２２ａは、図２及び図４に示すように、大径側円環部２１に向かうに従って拡径するテーパ面に形成されており、保持器２０が積み重ねられた状態では、柱部２３の内周面２３ｂと接触しないように構成される。

さらに、本実施形態では、大径側円環部２１の外周面２１ａ、柱部２３の外周面２３ａの一部（円筒面２３ａ２）及び小径側円環部２２の内周面２２ｃが、軸方向に沿う円筒面にそれぞれ形成される。このため、例えば、大径側円環部２１の外周面２１ａ及び柱部２３の円筒面２３ａ２、又は小径側円環部２２の内周面２２ｃを保持器定配装置に保持器２０をセットする場合のガイド面として利用することで、棒巻包装を容易に行うことができ、また、保持器２０の芯出しにより、保持器定配装置の掛け外し爪による保持器２０の切り出しを確実に行うことができる。

また、本実施形態では、大径側円環部２１の外周面２１ａ、柱部２３の外周面２３ａの一部（円筒面２３ａ２）及び小径側円環部２２の内周面２２ｃが、軸方向に沿う円筒面にそれぞれ形成されるため、保持器２０の断面積が小さい。このため、玉の接触角が大きく、軌道溝に隣接する肩部の高い軸受の保持器としても使用可能である。

以上説明したように、本実施形態のハブユニット軸受１０によれば、柱部２３は、小径側円環部２２から大径側円環部２１に向かって傾斜して形成され、且つ、柱部２３の外周面は、小径側円環部２２から大径側円環部２１に向かって延びるテーパ面２３ａ１と、大径側円環部２２と同じ外径を有する円筒面２３ａ２とによって形成され、大径側円環部２１の内径側には、大径側円環部２１の軸方向端面２１ｂとポケット２４の内面とが形成する稜線が外径側に入り込んだ円弧状の切欠き２５が形成され、柱部２３の径方向寸法ｒは、テーパ面２３ａ１と軸方向に重畳する範囲では、小径側円環部２２から大径側円環部２１に向かうにしたがって大きくなる。また、切欠き２５の周方向最大幅をａ、切欠き２５の周方向最大幅と同じ径方向位置における柱部２３の周方向幅をｂとしたとき、ａ＜ｂである。これにより、保持器２０を積み重ねた時は、大径側円環部２１の軸方向端面２１ｂと柱部２３の内周面２３ｂとの稜線が、柱部２３の外周面２３ａの軸方向中央付近と当接したとしても、大径側円環部２１の切欠き２５に柱部２３の外周面２３ａが嵌まり込むことがないので、切欠き２５や柱部２３の変形や破損が防止され、また、定配装置での切り出しを容易に行うことができる。

また、本実施形態のハブユニット軸受１０によれば、柱部２３の径方向寸法ｒは、テーパ面２３ａ１と軸方向に重畳する範囲では、小径側円環部２２から大径側円環部２１に向かうにしたがって大きくなっているので、保持器２０を積み重ねたとき、保持器２０の柱部２３が隣接する保持器２０の柱部２３と径方向で重なり合う長さが長くなり、棒巻包装状態における保持器２０の入り数を増やすことができる。これにより、軸受組立工程において、保持器定配装置への保持器補給頻度を減少して、作業工数を少なくすることができる。

なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１０ハブユニット軸受
１１外輪部材
１２ハブ輪（内輪部材）
１３内輪（内輪部材）
１４玉（転動体）
１５シール装置
２０保持器
２１大径側円環部
２１ａ外周面
２２小径側円環部
２２ａ外周面
２２ｂ軸方向端面
２２ｃ内周面
２３柱部
２３ａ外周面
２３ｂ内周面
２４ポケット
２５切欠き

Claims

外輪部材と、複数の転動体を介して前記外輪部材に対して回転可能に設けられる内輪部材と、前記複数の転動体を周方向に略等間隔に保持する保持器と、を備えるハブユニット軸受であって、
前記保持器は、大径側円環部と、前記大径側円環部と同心に配置される小径側円環部と、前記大径側円環部と前記小径側円環部を軸方向に連結し、周方向に略等間隔に設けられる複数の柱部と、を有し、
周方向に互いに隣り合う前記柱部間には、前記転動体を転動可能にそれぞれ保持するポケットが形成され、
前記柱部は、前記小径側円環部から前記大径側円環部に向かって傾斜して形成され、且つ、前記柱部の外周面は、前記小径側円環部から前記大径側円環部に向かって延びるテーパ面と、前記大径側円環部と同じ外径を有する円筒面とによって形成され、
前記大径側円環部の内径側には、前記大径側円環部の軸方向端面と前記ポケットの内面とが形成する稜線が外径側に入り込んだ円弧状の切欠きが形成され、
柱部の径方向厚さは、前記テーパ面と軸方向に重畳する範囲では、前記小径側円環部から前記大径側円環部に向かうにしたがって大きくなり、
前記切欠きの周方向最大幅をａ、前記切欠きの周方向最大幅と同じ径方向位置における前記柱部の外周面の周方向幅をｂとしたとき、ａ＜ｂであり、
前記保持器を積み重ねた時に、前記大径側円環部の軸方向端面と前記柱部の内周面との稜線が、前記柱部の外周面と当接する、ハブユニット軸受。