KR20220020275A - 앵귤러 볼베어링 및 차륜용 베어링 장치 - Google Patents

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Abstract

앵귤러 볼베어링의 보유 지지기는, 외측 부재와 상기 내측 부재 사이에 배치되는 복수의 볼에 대하여, 상기 앵귤러 볼베어링의 축방향에 있어서의 일방측에 위치하는 환상부와, 상기 축방향에 있어서 당해 환상부로부터 타방측으로 연장되어 마련되어 있는 복수의 기둥부를 갖는다. 상기 기둥부는, 상기 앵귤러 볼베어링의 둘레 방향에 있어서의 일방측에 상기 볼과 접촉 가능한 제1 평면부와, 상기 둘레 방향에 있어서의 타방측에 상기 볼과 접촉 가능하고 상기 제1 평면과 평행한 제2 평면부를 갖는다.

Description

앵귤러 볼베어링 및 차륜용 베어링 장치
본 개시는, 앵귤러 볼베어링 및 차륜용 베어링 장치에 관한 것이다.
자동차에는, 차륜을 지지하기 위해 차륜용 베어링 장치(허브 유닛)가 사용된다. 차륜용 베어링 장치는, 차체측에 고정되는 외륜과, 차륜을 설치하는 플랜지부를 갖는 내축 부재와, 이들 외륜과 내축 부재 사이에 배치되는 복수의 볼과, 볼을 수용하는 포켓을 복수 갖는 보유 지지기를 구비한다. 볼은 외륜 및 내축 부재에 대하여 접촉각을 갖고 접촉되어 있다. 즉, 차륜용 베어링 장치는 앵귤러 볼베어링을 갖고 있다. 일본 특허 공개 2014-31136호 공보에, 차륜용 베어링 장치가 개시되어 있다.
상기와 같은 차륜용 베어링 장치(앵귤러 볼베어링)에서는, 보유 지지기의 각 포켓에 볼이 수용된다. 이로써, 보유 지지기는 복수의 볼을 둘레 방향으로 간격을 두고 보유 지지할 수 있다. 보유 지지기는, 볼의 축방향 일방에 마련되어 있는 환상부와, 환상부로부터 축방향 타방으로 연장되어 마련되어 있는 복수의 기둥부를 갖는다. 환상부의 축방향 타방이며, 둘레 방향으로 인접하는 한 쌍의 기둥부 사이가, 볼을 수용하기 위한 포켓으로 된다.
도 7은, 관련 기술의 보유 지지기의 기둥부 및 그 주위를 축방향을 따라 본 경우의 단면도이다. 보유 지지기(100)가 갖는 포켓(90)은, 직경 방향으로부터 드릴에 의해 천공된 원통면을 따른 형상을 갖는다. 이 때문에, 둘레 방향에서 인접하는 2개의 볼(99, 99) 사이의 기둥부(91)의 단면 형상은, 내륜(95)을 향해 조금씩 얇아지는 삼각 형상으로 된다. 기둥부(91)의 내륜(95)측의 단부에서는, 그 두께(둘레 방향의 치수)가 제로로 된다.
내륜(95)이 회전하고 있는 상태에서, 볼(99)은 기둥부(91)의 측면(92)에 접촉한다. 도 7에서는, 복수의 볼(99)의 피치원의 중심 i가, 보유 지지기(100)의 중심선 상에 위치하고 있다. 이 상태에서, 측면(92)에 있어서의 볼(99)의 접촉점을 「p1」이라고 하고 있다.
보유 지지기(100)는, 내륜(95)과 외륜(96) 사이에 있어서, 직경 방향으로 약간이지만 변위 가능하다. 보유 지지기(95)가 직경 방향(도 7에 있어서 우측 상단을 향하는 방향)으로 변위되면, 접촉점 p1은 내륜(95)측으로 이동한다. 이 경우, 볼(99)은 기둥부(91)의 매우 얇은 부분에서 접촉할 가능성이 있다.
특히 차륜용 베어링 장치에서는, 차체측 및 노면측 등으로부터 큰 하중이 작용하기 때문에, 볼(99)의 수는 범용의 볼베어링과 비교하여 많게 되어 있는 경우가 있다. 이 때문에, 둘레 방향에서 인접하는 볼(99, 99)의 간격은 좁고, 이것에 따라 기둥부(91)는 얇아진다. 이러한 차륜용 베어링 장치의 보유 지지기(100)에 있어서, 상기한 바와 같이, 기둥부(91)의 단면 형상이 내륜(95)을 향해 조금씩 얇아지는 삼각 형상이고, 그리고, 보유 지지기(95)가 직경 방향으로 변위되면, 볼(99)이 기둥부(91)의 매우 얇은 부분에서 접촉할 가능성이 있다. 즉, 관련 기술의 구성에서는, 기둥부(91)의 강도 부족이 문제가 되는 경우가 있다.
본 개시는, 보유 지지기가 갖는 기둥부에 있어서, 볼과의 접촉 부분을 가능한 한 두껍게 하는 것이 가능해지는 앵귤러 볼베어링 및 차륜용 베어링 장치를 제공한다.
본 개시의 일 양태에 의하면, 앵귤러 볼베어링은, 외측 부재와, 내측 부재와, 상기 외측 부재와 상기 내측 부재 사이에 배치되는 복수의 볼과, 상기 복수의 볼을 보유 지지하는 보유 지지기를 구비한다. 상기 볼과 상기 외측 부재의 제1 접촉점과 상기 볼과 상기 내측 부재의 제2 접촉점을 통과하는 가상 직선이, 상기 내측 부재 및 상기 외측 부재 중 적어도 한쪽의 베어링 중심선에 직교하고 또한 상기 볼의 중심을 지나는 가상 평면에 대하여, 경사진다. 상기 보유 지지기는, 상기 볼에 대하여, 상기 앵귤러 볼베어링의 축방향에 있어서의 일방측에 위치하는 환상부와, 상기 축방향에 있어서 당해 환상부로부터 타방측으로 연장되어 마련되어 있는 복수의 기둥부를 갖는다. 상기 기둥부는, 상기 앵귤러 볼베어링의 둘레 방향에 있어서의 일방측에 상기 볼과 접촉 가능한 제1 평면부와, 상기 둘레 방향에 있어서의 타방측에 상기 볼과 접촉 가능하고 상기 제1 평면과 평행한 제2 평면부를 갖는다.
본 개시의 상기 양태에 의하면, 상기 앵귤러 볼베어링에서는, 기둥부의 둘레 방향 일방측의 제1 평면부와, 그 기둥부의 둘레 방향 타방측의 제2 평면부는 평행하다. 보유 지지기가 직경 방향으로 변위되어도, 기둥부 중, 제1 평면부와 제2 평면부 사이의 부분이, 볼과 접촉 가능하게 된다. 즉, 기둥부에 있어서, 극단으로 얇아지는 부분에서 볼이 접촉하지 않는다. 기둥부에 있어서, 볼과의 접촉 부분을 가능한 한 두껍게 하는 것이 가능하게 된다.
본 개시의 다른 양태에 의하면, 바람직하게는 상기 기둥부의 상기 제1 평면부 및 상기 제2 평면부 각각은, 상기 둘레 방향에 있어서의 당해 기둥부의 양측에 위치하는 상기 볼의 중심을 연결하는 가상선과 직교한다.
이 구성에 의해, 기둥부는, 평행이 되는 제1 평면부와 제2 평면부를 갖는다.
본 개시의 다른 양태에 의하면, 바람직하게는 상기 기둥부는, 상기 제1 평면부와 상기 제2 평면부 사이의 중간부와, 당해 중간부로부터 직경 방향 외측에 마련되어 당해 중간부보다도 상기 둘레 방향에 있어서의 치수가 확대되어 있는 외측부와, 당해 중간부로부터 직경 방향 내측에 마련되어 당해 중간부보다도 상기 둘레 방향에 있어서의 치수가 확대되어 있는 내측부를 갖는다.
이 구성에 의해, 기둥부의 중간부에 있어서 볼이 접촉한다. 또한, 중간부로부터 직경 방향 외측 및 직경 방향 내측의 부분에서, 기둥부는 더 두꺼워져, 기둥부의 강도가 높아진다.
본 개시의 다른 양태에 의하면, 바람직하게는 상기 외측부와 상기 볼 사이에 형성되는 상기 둘레 방향에 있어서의 간극 및 상기 내측부와 상기 볼 사이에 형성되는 상기 둘레 방향에 있어서의 간극은, 상기 중간부와 상기 볼 사이에 형성되는 상기 둘레 방향에 있어서의 간극보다도 크다.
이 구성에 의해, 볼이 중간부의 제1 평면부(제2 평면부)에 확실하게 점접촉한다. 볼이, 제1 평면부(제2 평면부)에 점접촉함으로써, 기둥부와 볼의 접촉 면적은 제로에 가까워진다. 즉, 기둥부와 볼 사이에 있어서 그리스 등의 윤활제가 전단되는 면의 면적(전단 면적)이 가급적 작아진다. 따라서, 윤활제의 전단 저항을 저감시키는 것이 가능하게 된다.
본 개시의 다른 양태에 의하면, 차륜용 베어링 장치는, 외측 부재와, 내측 부재와, 상기 외측 부재와 상기 내측 부재 사이에 배치되는 복수의 볼과, 상기 복수의 볼을 보유 지지하는 보유 지지기를 구비한다. 상기 볼과 상기 외측 부재의 제1 접촉점과 상기 볼과 상기 내측 부재의 제2 접촉점을 통과하는 가상 직선이, 상기 내측 부재 및 상기 외측 부재 중 적어도 한쪽의 베어링 중심선에 직교하고 또한 상기 볼의 중심을 지나는 가상 평면에 대하여 경사진다. 상기 보유 지지기는, 상기 볼에 대하여, 상기 차륜용 베어링 장치의 축방향에 있어서의 일방측에 위치하는 환상부와, 상기 축방향에 있어서 당해 환상부로부터 타방측으로 연장되어 마련되어 있는 복수의 기둥부를 갖는다. 상기 기둥부는, 상기 차륜용 베어링 장치의 둘레 방향에 있어서의 일방측에 상기 볼과 접촉 가능한 제1 평면부와, 상기 둘레 방향에 있어서의 타방측에 상기 볼과 접촉 가능하고 상기 제1 평면과 평행한 제2 평면부를 갖는다.
상기 차륜용 베어링 장치에 의하면, 기둥부의 둘레 방향 일방측의 제1 평면부와, 그 기둥부의 둘레 방향 타방측의 제2 평면부는 평행하다. 보유 지지기가 직경 방향으로 변위되어도, 제1 평면부와 제2 평면부 사이의 부분이 볼과 접촉 가능하게 된다. 즉, 기둥부에 있어서, 극단으로 얇아지는 부분에서 볼이 접촉하지 않는다. 기둥부에 있어서, 볼과의 접촉 부분을 가능한 한 두껍게 하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 차륜용 베어링 장치의 일례를 도시하는 단면도이다.
도 2는 볼 및 보유 지지기의 사시도이다.
도 3은 보유 지지기의 중심선을 포함하고, 볼의 중심을 통과하는 면에 있어서의 단면도이다.
도 4는 보유 지지기의 일부를 축방향 일방측에서 본 사시도이다.
도 5는 기둥부 및 그 주위를 축방향을 따라 본 경우의 단면도이다.
도 6은 보유 지지기의 중심선을 포함하고, 기둥부를 통과하는 면에 있어서의 단면도이다.
도 7은 관련 기술의 보유 지지기가 갖는 기둥부 및 그 주위를 축방향을 따라 본 경우의 단면도이다.
〔차륜용 베어링 장치의 전체 구성에 대하여〕
도 1은, 차륜용 베어링 장치의 일례를 도시하는 단면도이다. 도 1에 도시하는 차륜용 베어링 장치(10)(이하, 「베어링 장치(10)」라고도 칭한다.)는, 차량(자동차)의 차체에 마련되어 있는 현가 장치(너클)에 설치되어, 차륜(7)을 회전 가능하게 지지한다. 베어링 장치(10)는 허브 유닛이라고도 칭해진다. 베어링 장치(10)가 차체측(현가 장치)에 설치된 상태로, 도 1의 좌측이, 차륜(7)측이고, 차량 아우터측이라고 칭해진다. 도 1의 우측이, 차체 중앙측이고, 차량 이너측이라고 칭해진다.
본 개시의 베어링 장치(10)에서는, 베어링 장치(10)의 중심선 C0을 따른 방향이 「축방향」이라고 정의된다. 베어링 장치(10)의 중심선 C0을 「베어링 중심선 C0」이라고 칭한다. 상기 축방향에는, 베어링 중심선 C0에 평행한 방향도 포함된다. 본 개시의 베어링 장치(10)에서는, 차량 아우터측이 축방향 일방측으로 되고, 차량 이너측이 축방향 타방측으로 된다. 베어링 중심선 C0에 직교하는 방향이 「직경 방향」이라고 정의된다. 베어링 중심선 C0을 중심으로 하는 베어링 장치(10)의 회전 방향이 「둘레 방향」이라고 정의된다.
베어링 장치(10)는, 외륜(12)(외륜 부재, 또는 외측 부재라고도 한다.)과, 내축 부재(내측 부재라고도 말한다.)(14)와, 외륜(12)과 내축 부재(14) 사이에 마련되어 있는 복수의 볼(16)과, 복수의 볼(16)을 보유 지지하는 환상의 보유 지지기(18)를 구비한다.
외륜(12)은, 원통 형상인 외륜 본체부(22)와, 외륜 본체부(22)로부터 직경 방향 외측을 향해 연장되어 마련되어 있는 고정용의 플랜지부(24)를 갖는다. 외륜 본체부(22)의 내주의 축방향 일방측 및 타방측 각각에, 외측 궤도면(26)이 형성되어 있다. 외측 궤도면(26)은, 베어링 중심선 C0을 포함하는 단면에 있어서, 볼(16)보다도 약간 큰 반경을 갖는 오목 원호면 형상을 갖는다. 볼(16)과 외측 궤도면(26)은 점접촉한다. 플랜지부(24)가 차체측 부재인 현가 장치(도시하지 않음)에 설치된다. 이로써, 외륜(12)을 포함하는 베어링 장치(10)가 차체에 고정된다.
내축 부재(14)는, 축 형상의 허브축(32)(내축)과, 허브축(32)의 축방향 타방측에 고정되어 있는 내륜(34)을 갖는다. 허브축(32)은, 외륜(12)의 직경 방향 내측에 마련되어 있는 축 본체부(36)와, 플랜지부(38)를 갖는다. 축 본체부(36)는, 축방향으로 긴 부분이다. 플랜지부(38)는, 축 본체부(36)의 축방향 일방측으로부터 직경 방향 외측을 향해 연장되어 마련되어 있다. 플랜지부(38)에, 볼트 구멍(39)이 형성되어 있다. 이 볼트 구멍(39)에 설치되는 볼트(8)에 의해 차륜(7)이 플랜지부(38)에 고정된다. 내륜(34)은, 환상의 부재이고, 축 본체부(36)의 축방향 타방측의 일부(40)에 외부 끼움하여 고정되어 있다.
축 본체부(36)의 외주측에 축 궤도면(42)이 형성되어 있고, 내륜(34)의 외주면에 내륜 궤도면(44)이 형성되어 있다. 축방향 일방측의 외측 궤도면(26)과 축 궤도면(42) 사이에 복수의 볼(16)이 마련되어 있다. 축방향 타방측의 외측 궤도면(26)과 내륜 궤도면(44) 사이에 복수의 볼(16)이 마련되어 있다. 축 궤도면(42) 및 내륜 궤도면(44) 각각은, 베어링 중심선 C0을 포함하는 단면에 있어서, 볼(16)보다도 약간 큰 반경을 갖는 오목 원호면 형상을 갖는다. 볼(16)과 축 궤도면(42)은 점접촉하고, 볼(16)과 내륜 궤도면(44)은 점접촉한다.
축방향 일방측에 배치되어 있는 복수의 볼(16)의 열에 관하여, 각 볼(16)과 외측 궤도면(26)의 접촉점을 「P1」이라고 하고, 그 볼(16)과 축 궤도면(42)의 접촉점을 「P2」라고 하고, 이들 접촉점 P1과 접촉점 P2를 통과하는 가상 직선을 「L1」이라고 한다. 베어링 중심선 C0에 직교하여 볼(16)의 중심 c를 지나는 가상 평면 K1에 대하여, 가상 직선 L1은 경사져 있다. 즉, 축방향 일방측에 있어서, 볼(16)은, 외측 궤도면(26) 및 축 궤도면(42)에 대하여 접촉각을 갖고 접촉하고 있다. 상기 접촉각은, 가상 직선 L1과 가상 평면 K1이 이루는 각도이다. 축방향 일방측의 복수의 볼(16)의 열에 있어서, 앵귤러 볼베어링은, 상술된, 복수의 볼(16)과, 외측 궤도면(26)을 갖는 외륜(12)과, 축 궤도면(42)을 갖는 내축 부재(14)를 포함한다.
축방향 타방측에 배치되어 있는 복수의 볼(16)의 열에 관하여, 각 볼(16)과 외측 궤도면(26)의 접촉점을 「P3」이라고 하고, 그 볼(16)과 내륜 궤도면(44)의 접촉점을 「P4」라고 하고, 이들 접촉점 P3과 접촉점 P4를 통과하는 가상 직선을 「L2」라고 한다. 베어링 중심선 C0에 직교하여 볼(16)의 중심 c를 지나는 가상 평면 K2에 대하여, 가상 직선 L2는 경사져 있다. 즉, 축방향 타방측에 있어서, 볼(16)은, 외측 궤도면(26) 및 내륜 궤도면(44)에 대하여 접촉각을 갖고 접촉하고 있다. 상기 접촉각은, 가상 직선 L2와 가상 평면 K2가 이루는 각도이다. 축방향 타방측의 복수의 볼(16)의 열에 있어서, 앵귤러 볼베어링은, 상술된, 복수의 볼(16)과, 외측 궤도면(26)을 갖는 외륜(12)과, 내륜 궤도면(44)을 갖는 내륜(34)을 포함하는 내축 부재(14)를 포함한다.
축방향 일방측 및 축방향 타방측의 볼(16)의 열 각각에 있어서, 복수의 볼(16)은 보유 지지기(18)에 의해 보유 지지되어 있다. 이상으로부터, 외륜(12)에 대하여 내축 부재(14)가 베어링 중심선 C0을 중심으로 하여 회전한다. 축방향 일방측의 보유 지지기(18)와 축방향 타방측의 보유 지지기(18)는, 축방향에 대하여 서로 반대 방향에서 설치되어 있지만, 이들 보유 지지기(18)의 구성은 동일하다. 이하에 있어서, 차량 이너측이 되는 축방향 타방측의 보유 지지기(18) 및 그 주위의 구성에 대하여 설명한다.
〔보유 지지기(18)에 대하여〕
도 2는, 볼(16) 및 보유 지지기(18)의 사시도이다. 도 2는, 설명을 위해, 좌측의 볼(16)이 하나, 보유 지지기(18)로부터 떼어내어진 상태를 도시하고 있다. 도 3은, 보유 지지기(18)의 중심선 C1을 포함하고, 볼(16)의 중심 c를 통과하는 면에 있어서의 단면도이다. 도 3에서는, 볼(16)은 단면으로서 도시되어 있지 않다. 본 개시에서는, 특별히 설명하는 경우를 제외하고, 볼(16)을 보유 지지하는 보유 지지기(18)가 외륜(12)과 내축 부재(14) 사이에 마련된 상태로, 보유 지지기(18)의 중심선 C1은, 베어링 중심선 C0과 일치한다.
보유 지지기(18)는, 원환 형상인 환상부(51)와, 복수의 기둥부(52)를 갖는다. 환상부(51)는, 복수의 볼(16)의 축방향 일방에 위치한다. 각 기둥부(52)는, 환상부(51)로부터 축방향 타방으로 연장되어 마련되어 있다. 복수의 기둥부(52)는 둘레 방향에 대하여 등간격으로 배치되어 있다. 환상부(51)의 축방향 타방이며 둘레 방향으로 인접하는 한 쌍의 기둥부(52, 52) 사이가, 볼(16)을 수용하기 위한 포켓(53)이다.
상기한 바와 같이, 볼(16)은, 외륜(12) 및 내륜(34) 각각에 점접촉하고 있고(도 3 참조), 외륜(12) 및 내륜(34)에 대하여 축방향 및 직경 방향으로 이동 불능이다. 볼(16)과 포켓(53) 사이에는 전체적으로 간극이 형성되어 있는 점에서, 보유 지지기(18)는 볼(16)에 대하여 축방향 및 직경 방향으로 변위 가능하다.
베어링 장치(10)(내축 부재(14))가 회전하면, 볼(16)은 외륜(12) 및 내축 부재(14)를 따라 회전(공전)함과 함께, 볼(16)은 포켓(53) 내에서 회전 중심선 L3 주위로 회전(자전)한다. 회전 중심선 L3은, 볼(16)과 외측 궤도면(26)의 접촉점 P3과, 볼(16)과 내륜 궤도면(44)의 접촉점 P4를 통과하는 가상 직선 L2에 직교한다.
도 4는, 보유 지지기(18)의 일부를 축방향 일방측에서 본 사시도이다. 기둥부(52)는, 환상부(51)로부터 축방향 타방으로 연장되어 마련되어 있음과 함께, 직경 방향 외측으로도 연장되어 마련되어 있다. 기둥부(52)는, 직경 방향 내측으로부터 순서대로, 내측부(71), 중간부(72) 및 외측부(73)를 갖는다. 내측부(71)는, 환상부(51)로부터 축방향 타방으로 돌출되어 있는 부분이다. 중간부(72)는, 내측부(71)로부터 직경 방향 외측으로 연장되어 마련되어 있는 부분이다. 외측부(73)는, 중간부(72)로부터 직경 방향 외측으로 더 연장되어 마련되어 있는 부분이다. 기둥부(52) 중, 중간부(72) 및 외측부(73)는, 환상부(51)보다도 직경 방향 외측으로 돌출되어 있는 부분이다.
내측부(71)는, 그 둘레 방향의 양측 각각에, 볼(16)과 비접촉으로 되는 비접촉면부(55)의 일부를 갖는다(도 2 및 도 4 참조). 비접촉면부(55)를 「내측의 비접촉면부(55)」라고도 칭한다. 비접촉면부(55)에 관하여, 내측부(71)가 갖는 둘레 방향 일방측의 비접촉면부(55)의 일부를 「제1 비접촉면부(55a)」라고 정의하고, 내측부(71)가 갖는 둘레 방향 타방측의 비접촉면부(55)의 일부를 「제2 비접촉면부(55b)」라고 정의한다. 비접촉면부(55)에 대해서는 이후에도 설명한다.
외측부(73)는, 그 둘레 방향의 양측 각각에, 볼(16)과 비접촉으로 되는 비접촉면부(58)를 갖는다(도 4 참조). 외측부(73)의 비접촉면부(58)를 「외측의 비접촉면부(58)」라고도 칭한다. 외측부(73)가 갖는 둘레 방향 양측의 비접촉면부(58) 중, 일방측을 「제1 비접촉면부(58a)」라고 정의하고, 타방측을 「제2 비접촉면부(58b)」라고 정의한다. 비접촉면부(58)에 대해서는 이후에도 설명한다.
중간부(72)는, 그 둘레 방향의 양측 각각에 평면부(75)를 갖는다. 평면부(75)는, 볼(16)과 접촉 가능하게 되는 면이다. 중간부(72)의 평면부(75)를 「외측의 접촉면부」라고도 칭한다. 중간부(72)가 갖는 둘레 방향 양측의 평면부(75) 중, 일방측을 「제1 평면부(75a)」라고 정의하고, 타방측을 「제2 평면부(75b)」라고 정의한다.
도 5는, 내측부(71), 중간부(72) 및 외측부(73)를 설명하기 위한 도면이고, 기둥부(52) 및 그 주위를 축방향을 따라 본 경우의 단면도이다. 각 기둥부(52)에 있어서, 제1 평면부(75a)와 제2 평면부(75b)는 평행하다. 이 때문에, 중간부(72)의 둘레 방향 치수(즉, 중간부(72)의 두께 t2)는, 중간부(72)에 있어서의 직경 방향 내측으로부터 직경 방향 외측에 걸쳐서 일정하다. 또한, 중간부(72)의 둘레 방향 치수(두께 t2)는, 중간부(72)에 있어서의 축방향 일방측으로부터 축방향 타방측에 걸쳐서 일부를 제외하고 일정하다. 상기한 일부는, 축방향 빠짐 방지부(61)(도 4 참조)이다. 축방향 빠짐 방지부(61)는, 중간부(72)로부터 외측부(73)에 걸쳐서, 이들 축방향 타방측에 마련되어 있다. 축방향 빠짐 방지부(61)에 대해서는 이후에 설명한다.
내측부(71)는, 상기한 바와 같이, 볼(16)보다도 직경이 큰 구면을 따른 형상을 갖는 비접촉면부(55)의 일부를 갖는다. 이 때문에, 내측부(71)의 둘레 방향의 치수(즉, 내측부(71)의 두께 t1)는, 중간부(72)의 둘레 방향의 치수(두께 t2)보다도 크다. 외측부(73)는, 상기한 바와 같이, 그 둘레 방향의 양측에 한 쌍의 비접촉면부(58a, 58b)를 갖는다. 이들 비접촉면부(58a, 58b)의 둘레 방향에 대한 간격은, 직경 방향 외측을 향해 넓게 되어 있다. 이 때문에, 외측부(73)의 둘레 방향의 치수(즉, 외측부(73)의 두께 t3)는, 중간부(72)의 둘레 방향의 치수(두께 t2)보다도 크다.
외측부(73)와 볼(16) 사이에 형성되는 둘레 방향에 대한 간극 e3은, 중간부(72)와 볼(16) 사이에 형성되는 둘레 방향에 대한 간극 e2보다도 크다. 또한, 내측부(71)와 볼(16) 사이에 형성되는 둘레 방향에 대한 간극 e1은, 중간부(72)와 볼(16) 사이에 형성되는 둘레 방향에 대한 간극 e2보다도 크다. 이로써, 볼(16)은 중간부(72)의 제1 평면부(75a)(제2 평면부(75b))에 확실하게 접촉할 수 있다.
기둥부(52)의 제1 평면부(75a) 및 제2 평면부(75b) 각각은, 그 기둥부(52)의 둘레 방향 양측에 위치하는 볼(16, 16)의 중심 c를 연결하는 가상선 S1과 직교한다. 이로써, 제1 평면부(75a)와 제2 평면부(75b)는 평행으로 된다. 베어링 중심선 C0에 보유 지지기(18)의 중심선이 일치하고 있는 상태에서, 하나의 기둥부(52)에 있어서의, 그 기둥부(52)가 갖는 제1 평면부(75a)와 제2 평면부(75b) 사이의 중심선 S2는, 베어링 중심선 C0과 교차한다.
내측부(71), 중간부(72) 및 외측부(73)를 갖는 기둥부(52)에 있어서, 중간부(72)가 가장 둘레 방향의 치수(두께)가 작은 부분이다. 그 중간부(72)의 제1 평면부(75a)와 제2 평면부(75b)는 평행하다.
여기서, 관련 기술에서는(도 7 참조) 기둥부(91)는 단면 삼각 형상을 갖는다. 이 때문에, 기둥부(91)가 매우 얇은 부분에 볼(99)이 접촉하는 경우가 있고, 이 부분이 강도적으로 약점이 된다.
그러나, 도 5에 의해 설명한 상기 구성에 의하면, 이러한 약점이 발생하기 어렵다. 즉, 강도적으로 필요한 둘레 방향 치수(두께 t2)로 중간부(72)가 설정되면, 중간부(72)가 약점이 되기 어렵다.
〔보유 지지기(18)가 갖는 포켓(53)에 대하여〕
도 2에 도시한 바와 같이, 포켓(53)은, 접촉면부(54)와, 비접촉면부(55)를 갖는다. 접촉면부(54)는, 환상부(51)의 축방향 타방측의 면의 일부(55i)이고, 「내측의 접촉면부(54)」라고도 칭해진다. 비접촉면부(55)는, 상기한 바와 같이, 내측의 비접촉면부(55)라고도 칭해진다. 비접촉면부(55)는, 접촉면부(54)의 옆에 배치되고 또한 그 둘레에 마련되어 있다. 비접촉면부(55)에, 환상부(51)의 축방향 타방측의 면의 타부(55j), 하나의 기둥부(52)의 내측부(71)가 갖는 제1 비접촉면부(55a) 및 기타의 기둥부(52)의 내측부(71)가 갖는 제2 비접촉면부(55b)가 포함된다.
도 3에 있어서, 보유 지지기(18)가 축방향 타방으로 변위되면, 내측의 접촉면부(54)는, 볼(16)의 회전 중심선 L3 상의 점 Q에서, 볼(16)과 점접촉한다. 내측의 접촉면부(54)는, 회전 중심선 L3에 직교하는 평면에 의해 구성되어 있다. 내측의 비접촉면부(55)는, 볼(16)보다도 직경이 큰 구면을 따른 형상을 갖는다.
내측의 비접촉면부(55)를 형성하는 상기 구면의 중심이 「포켓(53)의 중심」이라고 정의된다. 볼(16)의 중심 c와 포켓(53)의 중심이 일치한 상태로, 포켓(53)과 볼(16) 사이에 전체적으로 간극이 형성된다. 이 때문에, 보유 지지기(18)는 볼(16)에 대하여 축방향 및 직경 방향으로 변위 가능하게 된다. 단, 이후에 설명하지만, 그 변위는, 내측의 접촉면부(54) 및 가이드부(56)에 의해 제한된다. 볼(16)의 중심 c와 포켓(53)의 중심이 일치한 상태로, 내측의 접촉면부(54)와 볼(16) 사이에 생기는 간극(점 Q에 있어서의 간극)은, 내측의 비접촉면부(55)와 볼(16) 사이에 생기는 간극보다도 작다. 그 간극에 대하여 다시 설명한다.
본 개시에 있어서, 포켓(53)의 중심과, 볼(16)의 중심 c가 일치한 상태를, 중심 일치 상태라고 칭한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 중심 일치 상태에서, 내측의 접촉면부(54)와 볼(16) 사이의 접촉 위치(점 Q)에 있어서의 축방향의 클리어런스 E1은, 볼(16)과 내측의 비접촉면부(55) 사이에 형성되는 축방향의 클리어런스 E2의 최솟값보다도 작다(E1<E2min). 이 때문에, 보유 지지기(18)가 축방향 타방으로 변위된 경우에, 내측의 비접촉면부(55)가 볼(16)에 접촉하기 전에 내측의 접촉면부(54)가 볼(16)에 점접촉하고, 볼(16)과 내측의 비접촉면부(55)는 접촉하지 않는다. 즉, 내측의 비접촉면부(55)는, 보유 지지기(18)가 축방향 타방으로 변위되어도, 볼(16)과 접촉 불능이다.
포켓(53)의 형상에 대하여 다시 설명한다. 도 4에 있어서, 각 기둥부(52)는, 포켓(53)에 포함되는 둘레 방향을 향하는 측면으로서, 상기한 평면부(75)(제1 평면부(75a), 제2 평면부(75b))와, 그 옆에 마련되어 있는 내측 및 외측의 비접촉면부(55, 58)를 갖는다.
본 개시에서는, 평면부(75)의 직경 방향 외측의 옆에 외측의 비접촉면부(58)가 마련되어 있고, 평면부(75)의 직경 방향 내측의 옆에 내측의 비접촉면부(55)가 마련되어 있다. 평면부(75)는, 평면에 의해 구성되어 있다. 평면부(75)는, 상기한 바와 같이 볼(16)과 점접촉 가능한 면이다. 외측의 비접촉면부(58)는, 볼(16)과 접촉 불능인 면이다. 내측의 비접촉면부(55)도, 볼(16)과 접촉 불능이 되는 면이다.
베어링 장치(10)(내축 부재(14))가 회전하면, 볼(16)은, 둘레 방향으로 진행되어 기둥부(52)에 접촉한다. 이때, 그 볼(16)은 평면부(75)에 점접촉하고, 비접촉면부(55, 58)에는 비접촉으로 된다. 볼(16)이 평면부(75)에 접촉하는 양태는 점접촉이다. 이 때문에, 그 접촉 위치에 있어서의, 그리스의 전단 면적을 가급적으로 작게 할 수 있다.
〔보유 지지기(18)가 갖는 가이드부(56)에 대하여〕
도 6은, 보유 지지기(18)의 중심선 C1(도 2 참조)을 포함하고, 기둥부(52)를 통과하는 면에 있어서의 단면도이다. 본 개시의 기둥부(52)는, 환상부(51)로부터 축방향으로 연장되어 마련되어 있음과 함께, 외륜(12)측(직경 방향 외측)을 향해 연장되어 마련되어 있다. 기둥부(52)의 직경 방향 외측의 부분인 외측부(73)가, 외륜(12)에 접촉 가능하게 되는 가이드부(56)를 갖는다. 가이드부(56)는, 보유 지지기(18)의 위치 결정을 행하는 기능을 갖는다.
가이드부(56)는, 외륜(12)의 일부인 외측 궤도면(26)에 직경 방향으로부터 접촉 가능하다. 가이드부(56)와 외측 궤도면(26)은 점접촉하도록, 가이드부(56)의 형상은 설정되어 있다. 보유 지지기(18)가 외륜(12)측으로 변위되면, 가이드부(56)는, 외측 궤도면(26)에 대하여 직경 방향으로부터 접촉한다. 이로써, 보유 지지기(18)는 외륜(12)에 의해 직경 방향에 대하여 위치 결정된다. 이러한 본 개시의 보유 지지기(18)는 「궤도륜 안내의 보유 지지기」라고 칭해진다.
이와 같이, 가이드부(56)는, 보유 지지기(18)의 직경 방향에 대한 위치 결정을 행하는 기능을 갖는다. 본 개시의 가이드부(56)는, 또한, 보유 지지기(18)의 축방향에 대한 위치 결정을 행하는 기능도 갖는다. 즉, 도 6에 있어서, 보유 지지기(18)가 축방향 일방으로 변위되면, 가이드부(56)는 외측 궤도면(26)에 축방향으로부터 접촉함으로써, 보유 지지기(18)의 축방향 일방의 변위가 규제된다. 가이드부(56)와 외측 궤도면(26)은 점접촉하도록, 가이드부(56)의 형상은 설정되어 있다. 반대로, 보유 지지기(18)가 축방향 타방으로 변위되면, 도 3에 있어서, 포켓(53)의 내측의 접촉면부(54)가 볼(16)과 점접촉함으로써, 보유 지지기(18)의 축방향 타방의 변위가 규제된다.
〔보유 지지기(18)가 갖는 볼(16)의 탈락 방지의 기능에 대하여〕
도 1에 도시하는 베어링 장치(10)는, 다음과 같이 하여 조립된다. 먼저, 단체의 보유 지지기(18)의 각 포켓(53)에 볼(16)을 수용하고, 보유 지지기(18)의 유닛(19)(도 2 참조)을 얻는다. 보유 지지기(18)의 유닛(19)은 2개로 조립된다. 외륜(12)에 대하여, 그 축방향 일방측으로부터, 하나의 유닛(19)을 축 본체부(36)와 함께 설치한다. 이들 외륜(12) 및 축 본체부(36)에 대하여, 외륜(12)의 축방향 타방측으로부터, 별도의 유닛(19)을 내륜(34)과 함께 설치한다. 축 본체부(36)의 단부(36a)를 소성 변형시킴으로써, 내륜(34)이 축 본체부(36)에 고정된다. 이상과 같이 하여 베어링 장치(10)는 조립된다.
도 2에 도시하는 유닛(19)의 상태에서, 포켓(53)으로부터 볼(16)이 탈락하지 않도록, 보유 지지기(18)는, 볼(16)의 탈락을 방지하는 부분을 갖는다. 즉, 보유 지지기(18)는, 포켓(53)에 수용한 볼(16)이 축방향 타방으로 탈락하는 것을 방지하는 축방향 빠짐 방지부(61)를 갖는다. 축방향 빠짐 방지부(61)는, 기둥부(52)의 축방향 타방측의 단부에 마련되어 있다. 포켓(53)에 수용되어 있는 볼(16)의 직경보다도, 그 포켓(53)의 둘레 방향 양측에 있는 축방향 빠짐 방지부(61, 61)의 간격 G1은 작다. 이 때문에, 포켓(53)으로부터 볼(16)은, 축방향으로 탈락하지 않는다.
또한, 보유 지지기(18)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 포켓(53)에 수용한 볼(16)이 직경 방향 외측으로 탈락하는 것을 방지하는 외측의 직경 방향 빠짐 방지부(62) 및 당해 볼(16)이 직경 방향 내측으로 탈락하는 것을 방지하는 내측의 직경 방향 빠짐 방지부(63)를 갖는다. 외측의 직경 방향 빠짐 방지부(62)는, 기둥부(52)의 직경 방향 외측의 단부에 마련되어 있다. 즉, 외측의 직경 방향 빠짐 방지부(62)는, 기둥부(52)의 외측부(73)에 포함된다. 내측의 직경 방향 빠짐 방지부(63)는, 기둥부(52)의 직경 방향 내측의 단부에 마련되어 있다. 즉, 내측의 직경 방향 빠짐 방지부(63)는, 기둥부(52)의 내측부(71)에 포함된다.
하나의 포켓(53)에 수용되어 있는 볼(16)의 직경보다도, 그 포켓(53)의 둘레 방향 양측에 있는 외측의 직경 방향 빠짐 방지부(62, 62)의 간격은 작다. 이 때문에, 포켓(53)으로부터 볼(16)은, 직경 방향 외측으로 탈락하지 않는다. 또한, 하나의 포켓(53)에 수용되어 있는 볼(16)의 직경보다도, 그 포켓(53)의 둘레 방향 양측에 있는 내측의 직경 방향 빠짐 방지부(63, 63)의 간격은 작다. 이 때문에, 포켓(53)으로부터 볼(16)은, 직경 방향 내측으로 탈락하지 않는다. 볼(16)을 포켓(53)에 수용하기 위해서는, 본 개시의 경우, 볼(16)을 보유 지지기(18)의 외주측으로부터 포켓(53)으로 압입하고, 그때, 외측의 직경 방향 빠짐 방지부(63, 63)를 탄성 변형시킨다.
볼(16)을 포켓(53)에 수용한 상태이고, 또한 보유 지지기(18)가 외륜(12)과 내륜(34)(축 본체부(36)) 사이에 설치되기 전의 상태(도 2에 도시하는 상태)를, 「설치 전 유닛 상태」라고 칭한다. 이에 비해, 볼(16)을 포켓(53)에 수용한 상태이고, 또한 보유 지지기(18)가 외륜(12)과 내륜(34)(축 본체부(36)) 사이에 설치된 상태(도 1에 도시하는 상태)를, 「설치 후 조립 상태」라고 칭한다.
도 2에 도시하는 설치 전 유닛 상태에서는, 보유 지지기(18)로부터의 볼(16)의 탈락 방지를 위해, 축방향 빠짐 방지부(61, 61)에 볼(16)이 접촉 가능하다. 이에 비해, 설치 후 조립 상태에서는, 축방향 빠짐 방지부(61, 61)와 볼(16)은 비접촉으로 되도록 구성되어 있다. 즉, 설치 후 조립 상태에서는(도 3 참조), 보유 지지기(18)가 축방향 일방으로 변위된 경우에, 축방향 빠짐 방지부(61, 61)가 볼(16)에 접촉하기 전에, 가이드부(56)가 외측 궤도면(26)에 접촉하고, 축방향 빠짐 방지부(61, 61)와 볼(16)은 접촉하지 않는다. 따라서, 설치 후 조립 상태에서는, 「볼 안내의 보유 지지기」가 아니라, 상기한 바와 같이 「궤도륜 안내의 보유 지지기(18)」로 된다.
또한, 도 2에 있어서, 외측의 직경 방향 빠짐 방지부(62)는, 설치 전 유닛 상태로, 포켓(53)에 수용되어 있는 볼(16)과 접촉함으로써 볼(16)이 포켓(53)으로부터 직경 방향의 외측으로 탈락하는 것을 방지한다. 내측의 직경 방향 빠짐 방지부(63)는, 설치 전 유닛 상태로, 포켓(53)에 수용되어 있는 볼(16)과 접촉함으로써 볼(16)이 포켓(53)으로부터 직경 방향의 내측으로 탈락하는 것을 방지한다.
설치 전 유닛 상태에서는, 볼(16)의 탈락 방지를 위해, 외측의 직경 방향 빠짐 방지부(62, 62)에 볼(16)이 접촉 가능하고, 또한 내측의 직경 방향 빠짐 방지부(63, 63)에 볼(16)이 접촉 가능하다. 이에 비해, 설치 후 조립 상태에서는, 외측의 직경 방향 빠짐 방지부(62, 62)와 볼(16)은 비접촉으로 되고, 또한 내측의 직경 방향 빠짐 방지부(63, 63)와 볼(16)은 비접촉으로 되도록 구성되어 있다.
즉, 설치 후 조립 상태에서는, 보유 지지기(18)가 직경 방향 외측(내측)으로 변위된 경우에, 직경 방향 빠짐 방지부(62, 62)(63, 63)가 볼(16)에 접촉하기 전에, 가이드부(56)가 외측 궤도면(26)에 접촉하고, 직경 방향 빠짐 방지부(62, 62)(63, 63)와 볼(16)은 접촉하지 않는다. 따라서, 설치 후 조립 상태에서는, 「볼 안내의 보유 지지기」가 아니라, 상기한 바와 같이, 「궤도륜 안내의 보유 지지기(18)」로 된다.
〔본 개시의 베어링 장치(10)에 대하여〕
이상과 같이, 본 개시의 베어링 장치(10)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 볼(16)이 접촉각을 갖고 외륜(12) 및 내축 부재(14)에 접촉하는 앵귤러 볼베어링을, 축방향 일방측 및 축방향 타방측 각각에 갖고 구성되어 있다. 축방향 일방측 및 축방향 타방측 각각의 보유 지지기(18)에 있어서(도 4 및 도 5 참조), 각 기둥부(52)는, 둘레 방향 일방측의 제1 평면부(75a)와, 둘레 방향 타방측의 제2 평면부(75b)를 갖는다. 제1 평면부(75a)는, 둘레 방향 일방측의 볼(16)과 둘레 방향에 대하여 접촉 가능하고, 제2 평면부(75b)는, 둘레 방향 타방측의 볼(16)과 둘레 방향에 대하여 접촉 가능하다. 그리고, 제1 평면(75a)과 제2 평면부(75b)는 평행하다.
보유 지지기(18)가 직경 방향(도 5에 있어서 우측 상단을 향하는 방향)으로 변위되어도, 기둥부(52) 중, 제1 평면부(75a)와 제2 평면부(75b) 사이의 부분(중간부(72))이, 볼(16)과 접촉 가능하게 된다. 즉, 기둥부(52)에 있어서, 극단으로 얇아지는 부분에서 볼(16)이 접촉하지 않는다. 기둥부(52)는, 제1 평면부(75a)와 제2 평면부(75b) 사이의 부분(중간부(72))보다도 얇아지지 않아, 기둥부(52)의 최박부의 두께가 확보된다. 기둥부(52)에 있어서, 볼(16)과의 접촉 부분이 되는 중간부(72)가, 둘레 방향의 치수가 가장 작은 부분이지만, 이 부분(중간부(72))을, 가능한 한 후육으로 하는 것이 가능하게 된다.
본 개시의 베어링 장치(10)가 구비하는 보유 지지기(18)에 의하면, 상기한 바와 같이, 기둥부(52)에 있어서, 볼(16)과 접촉하는 제1 평면부(75a) 및 제2 평면부(75b)는 평면이고, 이것들은 평행하다. 이로써, 볼(16)과 기둥부(52)의 접촉 상태를 점접촉으로 하면서, 그 기둥부(52)에 있어서 최박부의 두께를 높일 수 있다.
특히 차륜용의 베어링 장치(10)는, 차체측 및 노면측 등으로부터 큰 하중이 작용하기 때문에, 볼(16)의 수는 범용의 볼베어링과 비교하여 많아진다. 이 때문에, 둘레 방향에서 인접하는 볼(16, 16)의 간격은 좁고, 이것에 따라 기둥부(52)는 얇아진다. 그러나, 본 개시에 의하면, 볼(16)이 접촉하는 부분은, 평행한 제1 평면부(75a)와 제2 평면부(75b) 사이의 부분(중간부(72))이기 때문에, 기둥부(52)에 있어서, 볼(16)이 접촉하는 부분이 극단으로 얇아지지 않는다.
또한, 본 개시에서는(도 4 및 도 5 참조) 보유 지지기(18)가 구비하는 기둥부(52)는, 중간부(72)와, 외측부(73)와, 내측부(71)를 갖는다. 중간부(72)는, 제1 평면부(75a)와 제2 평면부(75b) 사이의 부분이다. 내측부(71)는, 중간부(72)로부터 직경 방향 내측에 마련되어 있는 부분이고, 중간부(72)보다도 둘레 방향 치수가 확대되어 있다. 외측부(73)는, 중간부(72)로부터 직경 방향 외측에 마련되어 있는 부분이고, 중간부(72)보다도 둘레 방향 치수가 확대되어 있다. 이 구성에 의해 중간부(72)로부터 직경 방향 외측 및 직경 방향 내측의 부분(외측부(73) 및 내측부(71))에서, 기둥부(52)는 더 두꺼워져, 기둥부(52)의 강도가 높아진다.
본 개시에서는(도 5 참조), 기둥부(52)가, 중간부(72) 외에, 내측부(71) 및 외측부(73)를 갖고 있고, 기둥부(52)의 직경 방향 내측 및 직경 방향 외측이, 중간부(72)보다도 둘레 방향 치수(두께)가 크게 되어 있다. 그러나, 도시하지 않지만, 기둥부(52)의 내측부(71)와 외측부(73) 중 한쪽에 대해서는, 기둥부(52)와 둘레 방향 치수(두께)가 동일해도 된다.
또한, 상기와 같이(도 5 참조) 본 개시에서는, 각 기둥부(52)에 있어서, 외측부(73)와 볼(16) 사이에 형성되는 둘레 방향에 대한 간극 e3 및 내측부(71)와 볼(16) 사이에 형성되는 둘레 방향에 대한 간극 e1은, 중간부(72)와 볼(16) 사이에 형성되는 둘레 방향에 대한 간극 e2보다도 크다. 이 구성에 의해, 볼(16)은 중간부(72)의 제1 평면부(75a)(제2 평면부(75b))에 확실하게 점접촉할 수 있다. 볼(16)이, 제1 평면부(75a)(제2 평면부(75b))에 점접촉함으로써, 기둥부(52)와 볼(16)의 접촉 면적은 제로에 가까워진다. 즉, 기둥부(52)과 볼(16) 사이에 있어서 그리스가 전단되는 면의 면적(이하, 「전단 면적」이라고 칭한다.)이 가급적 작아진다. 따라서, 그리스의 전단 저항을 저감시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 개시의 베어링 장치(10)는, 다음과 같이 구성되어 있다.
각 포켓(53)은(도 2 및 도 3 참조), 내측의 접촉면부(54)와, 내측의 비접촉면부(55)를 갖는다. 도 3에 있어서, 보유 지지기(18)가 축방향 타방으로 변위되면, 내측의 접촉면부(54)는, 볼(16)의 회전 중심선 L3 상의 점 Q에서, 볼(16)과 점접촉한다. 내측의 비접촉면부(55)는, 내측의 접촉면부(54)의 옆에 마련되어 있는 면이고, 보유 지지기(18)가 축방향 타방으로 변위되어도, 볼(16)과 접촉 불능이다.
이 베어링 장치(10)에 의하면, 보유 지지기(18)가 축방향 타방으로 변위되는 경우, 내측의 접촉면부(54)와 볼(16)이 점접촉한다. 이 때문에, 포켓(53)과 볼(16)의 접촉 면적은 제로에 가까워진다. 즉, 포켓(53)과 볼(16) 사이에 있어서 그리스가 전단되는 면의 면적(그리스의 전단 면적)이 가급적 작아진다. 따라서, 그리스의 전단 저항을 저감시키는 것이 가능하게 된다.
또한, 볼(16)은, 회전 중심선 L3 상의 점 Q에서 내측의 접촉면부(54)에 점접촉한다. 그 점접촉하는 위치에서는, 포켓(53)과 볼(16)의 상대 속도(미끄럼 이동 속도)는 제로에 가까워진다. 이 때문에, 볼(16)과 포켓(53)이 접촉하는 점 Q에서의 그리스의 전단 저항을 더 저감시키는 것이 가능하게 된다.
그리고, 포켓(53)에 있어서, 내측의 접촉면부(54)의 옆에 마련되어 있는 내측의 비접촉면부(55)에서는, 볼(16)과 접촉 불능이고, 이로써, 내측의 비접촉면부(55)와 볼(16) 사이에 넓은 클리어런스(E2)가 생긴다. 이 넓은 클리어런스(E2)에 의해, 내측의 비접촉면부(55)와 볼(16) 사이에 있어서 그리스는 전단되기 어려워, 회전 저항이 저감된다.
또한, 본 개시의 베어링 장치(10)에서는, 보유 지지기(18)가 가이드부(56)를 갖는다(도 6 참조). 가이드부(56)는, 외륜(12)의 일부인 외측 궤도면(26)에 직경 방향으로부터 접촉 가능하며, 그 접촉에 의해 보유 지지기(18)를 직경 방향에 대하여 위치 결정할 수 있다. 즉, 본 개시의 베어링 장치(10)에서는, 보유 지지기(18)는 「궤도륜 안내의 보유 지지기」이다.
여기서, 도시하지 않지만, 볼에 접촉하여 직경 방향에 대하여 위치 결정되는 보유 지지기는 「볼 안내의 보유 지지기」라고 칭해진다. 볼 안내의 보유 지지기의 경우, 보유 지지기의 포켓에 대한 볼의 회전 속도는 높아지고, 양자 사이의 상대 속도(미끄럼 이동 속도)는 높고, 그리스가 전단되기 쉽다.
그러나, 본 개시와 같이, 궤도륜 안내의 보유 지지기(18)의 경우, 그 보유 지지기(18)는 외륜(12)에 접촉하여 위치 결정된다. 외륜(12)과 보유 지지기(18)의 상대 속도차는, 포켓(53)과 볼(16)의 상대 속도차(포켓(53)에 대한 볼(16)의 회전 속도)보다도 작다. 이 때문에, 궤도륜 안내의 보유 지지기(18)에서는, 상기 볼 안내의 보유 지지기와 비교하여, 그리스가 전단되기 어렵다. 즉, 본 개시의 가이드부(56)에 의하면, 그리스의 전단에 의한 회전 저항을 저감시키는 것이 가능하게 된다.
가이드부(56)는, 상기한 바와 같이, 보유 지지기(18)의 직경 방향의 위치 결정을 위해 기능하는 것 외에, 축방향의 위치 결정을 위해서도 기능한다. 즉, 보유 지지기(18)가 축방향 일방으로 변위되면, 가이드부(56)가 외측 궤도면(26)에 축방향으로부터 접촉함으로써, 그 변위가 규제된다. 본 개시에서는, 보유 지지기(18)가 축방향 타방으로 변위되면, 내측의 접촉면부(54)가 볼(16)과 점접촉함으로써, 그 변위가 규제된다.
이상과 같이, 축방향 일방으로 변위되는 보유 지지기(18)의 위치 결정은, 외측 궤도면(26)에 접촉하는 가이드부(56)에 의해 행해진다. 가이드부(56)(보유 지지기(18))와 외륜(12)의 상대 속도차는, 상기한 바와 같이 작으므로, 그리스는 전단되기 어렵다. 그리고, 축방향 타방으로 변위되는 보유 지지기(18)의 위치 결정은, 내측의 접촉면부(54)(도 3 참조)에 의해 행해진다. 내측의 접촉면부(54)는 볼(16)과 접촉하지만, 그 접촉 양태는 점접촉이다. 이 때문에, 그리스의 전단 면적은 작아진다. 또한, 볼(16)의 회전 중심선 L3 상의 점 Q에서, 내측의 접촉면부(54)와 볼(16)은 점접촉한다. 점 Q에서는, 내측의 접촉면부(54)와 볼(16)의 상대 속도(미끄럼 이동 속도)는 제로에 가까워지는 점에서, 그리스의 전단 저항은 저감된다.
〔기타〕
이상의 보유 지지기(18)에 관한 설명은, 도 1에 도시하는 베어링 장치(10)의 축방향 타방측의 보유 지지기(18)에 대한 설명이다. 상기한 바와 같이, 축방향 일방측의 보유 지지기(18)와 축방향 타방측의 보유 지지기(18)는, 설치의 방향이 축방향에 대하여 반대이지만, 구성은 동일하다. 이 때문에, 축방향 타방측의 보유 지지기(18)에 관한 상기한 각 설명을, 축방향 일방측의 보유 지지기(18)에 적용하는 경우, 축방향에 대한 일방과 타방을 반대로 하여 바꿔 읽으면 된다.
상기한 실시 형태와 같이, 본 개시는, 자동차에 사용되는 차륜용 베어링 장치(10)에 관련된다. 그러나, 상기 차륜용 베어링 장치(10)에 있어서의 복수의 볼(16)과, 외측 궤도면(26)과, 축 궤도면(42)(또는 내륜 궤도면(44))에 의해 구성되는 앵귤러 볼베어링의 부분은, 다른 회전 기기에 적용되어도 된다. 또는, 상기와 같이 구성되는 앵귤러 볼베어링의 부분은, 일반적인(범용의) 앵귤러 볼베어링에 적용되어도 된다. 이들 앵귤러 볼베어링은, 마찬가지로, 그리스가 전단되기 어려워져, 회전 저항이 저감된다.
상기한 실시 형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니다. 본 개시의 범위는 전술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 이 범위에는 특허 청구범위에 기재된 구성과 균등한 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.
본 출원은, 2019년 10월 16일 출원의 일본 특허 출원 제2019-189532, 2019년 6월 17일 출원의 일본 특허 출원 제2019-112093 및 2019년 7월 11일 출원의 일본 특허 출원 제2019-129115에 기초하는 것이고, 그 내용은 여기에 참조로서 포함된다.

Claims (5)

  1. 앵귤러 볼베어링은,
    외측 부재와,
    내측 부재와,
    상기 외측 부재와 상기 내측 부재 사이에 배치되는 복수의 볼과,
    상기 복수의 볼을 보유 지지하는 보유 지지기를 구비하고,
    상기 볼과 상기 외측 부재의 제1 접촉점과 상기 볼과 상기 내측 부재의 제2 접촉점을 통과하는 가상 직선이, 상기 내측 부재 및 상기 외측 부재 중 적어도 한쪽의 베어링 중심선에 직교하고 또한 상기 볼의 중심을 지나는 가상 평면에 대하여, 경사지고,
    상기 보유 지지기는,
    상기 볼에 대하여, 상기 앵귤러 볼베어링의 축방향에 있어서의 일방측에 위치하는 환상부와,
    상기 축방향에 있어서 당해 환상부로부터 타방측으로 연장되어 마련되어 있는 복수의 기둥부를 갖고,
    상기 기둥부는,
    상기 앵귤러 볼베어링의 둘레 방향에 있어서의 일방측에 상기 볼과 접촉 가능한 제1 평면부와,
    상기 둘레 방향에 있어서의 타방측에 상기 볼과 접촉 가능하고 상기 제1 평면과 평행한 제2 평면부를 갖는,
    앵귤러 볼베어링.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기둥부의 상기 제1 평면부 및 상기 제2 평면부 각각은, 상기 둘레 방향에 있어서의 당해 기둥부의 양측에 위치하는 상기 볼의 중심을 연결하는 가상선과 직교하는,
    앵귤러 볼베어링.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기둥부는,
    상기 제1 평면부와 상기 제2 평면부 사이의 중간부와,
    당해 중간부로부터 직경 방향 외측에 마련되어 당해 중간부보다도 상기 둘레 방향에 있어서의 치수가 확대되어 있는 외측부와,
    당해 중간부로부터 직경 방향 내측에 마련되어 당해 중간부보다도 상기 둘레 방향에 있어서의 치수가 확대되어 있는 내측부를 갖는,
    앵귤러 볼베어링.
  4. 제3항에 있어서, 상기 외측부와 상기 볼 사이에 형성되는 상기 둘레 방향에 있어서의 간극 및 상기 내측부와 상기 볼 사이에 형성되는 상기 둘레 방향에 있어서의 간극은, 상기 중간부와 상기 볼 사이에 형성되는 상기 둘레 방향에 있어서의 간극보다도 큰, 앵귤러 볼베어링.
  5. 차륜용 베어링 장치는,
    외측 부재와,
    내측 부재와,
    상기 외측 부재와 상기 내측 부재 사이에 배치되는 복수의 볼과,
    상기 복수의 볼을 보유 지지하는 보유 지지기를 구비하고,
    상기 볼과 상기 외측 부재의 제1 접촉점과 상기 볼과 상기 내측 부재의 제2 접촉점을 통과하는 가상 직선이, 상기 내측 부재 및 상기 외측 부재 중 적어도 한쪽의 베어링 중심선에 직교하고 또한 상기 볼의 중심을 지나는 가상 평면에 대하여, 경사지고,
    상기 보유 지지기는,
    상기 볼에 대하여, 상기 차륜용 베어링 장치의 축방향에 있어서의 일방측에 위치하는 환상부와,
    상기 축방향에 있어서 당해 환상부로부터 타방측으로 연장되어 마련되어 있는 복수의 기둥부를 갖고,
    상기 기둥부는,
    상기 차륜용 베어링 장치의 둘레 방향에 있어서의 일방측에 상기 볼과 접촉 가능한 제1 평면부와,
    상기 둘레 방향에 있어서의 타방측에 상기 볼과 접촉 가능하고 상기 제1 평면과 평행한 제2 평면부를 갖는,
    차륜용 베어링 장치.
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