WO2020255924A1

WO2020255924A1 - アンギュラ玉軸受及び車輪用軸受装置

Info

Publication number: WO2020255924A1
Application number: PCT/JP2020/023436
Authority: WO
Inventors: 鎌本　繁夫
Original assignee: 株式会社ジェイテクト
Priority date: 2019-06-17
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2020-12-24
Also published as: WO2020255613A1; US11965551B2; US20220356907A1; CN113966441A; DE112020002911T5; KR20220020275A; WO2020255990A1; CN113966441B

Abstract

アンギュラ玉軸受の保持器は、外方部材と前記内方部材との間に配置される複数の玉に対して、前記アンギュラ玉軸受の軸方向における一方側に位置する環状部と、前記軸方向において当該環状部から他方側に延びて設けられている複数の柱部と、を有する。前記柱部は、前記アンギュラ玉軸受の周方向における一方側に前記玉と接触可能である第一平面部と、前記周方向における他方側に前記玉と接触可能であり前記第一平面と平行である第二平面部と、を有する。

Description

アンギュラ玉軸受及び車輪用軸受装置

　本開示は、アンギュラ玉軸受及び車輪用軸受装置に関する。

　自動車には、車輪を支持するために車輪用軸受装置（ハブユニット）が用いられる。車輪用軸受装置は、車体側に固定される外輪と、車輪を取り付けるフランジ部を有する内軸部材と、これら外輪と内軸部材との間に配置される複数の玉と、玉を収容するポケットを複数有する保持器とを備える。玉は外輪及び内軸部材に対して接触角を有して接触している。つまり、車輪用軸受装置はアンギュラ玉軸受を有している。日本国特開２０１４－３１１３６号公報に、車輪用軸受装置が開示されている。

　前記のような車輪用軸受装置（アンギュラ玉軸受）では、保持器の各ポケットに玉が収容される。これにより、保持器は複数の玉を周方向に間隔をあけて保持することができる。保持器は、玉の軸方向一方に設けられている環状部と、環状部から軸方向他方に延びて設けられている複数の柱部とを有する。環状部の軸方向他方であって、周方向に隣り合う一対の柱部の間が、玉を収容するためのポケットとなる。

　図７は、関連技術の保持器の柱部、及びその周囲を軸方向に沿って見た場合の断面図である。保持器１００が有するポケット９０は、径方向からドリルによって穿孔されたような円筒面に沿った形状を有する。このため、周方向で隣り合う２つの玉９９，９９間の柱部９１の断面形状は、内輪９５に向かって徐々に薄くなる三角形状となる。柱部９１の内輪９５側の端部では、その厚さ（周方向の寸法）がゼロとなる。

　内輪９５が回転している状態で、玉９９は柱部９１の側面９２に接触する。図７では、複数の玉９９のピッチ円の中心ｉが、保持器１００の中心線上に位置している。この状態で、側面９２における玉９９の接触点を「ｐ１」としている。
　保持器１００は、内輪９５と外輪９６との間において、径方向に僅かではあるが変位可能である。保持器９５が径方向（図７において右上に向かう方向）に変位すると、接触点ｐ１は、内輪９５側に移動する。この場合、玉９９は柱部９１の極めて薄い部分で接触する可能性がある。

　特に車輪用軸受装置では、車体側及び路面側等から大きな荷重が作用するため、玉９９の数は汎用の玉軸受と比較して多くなっている場合がある。このため、周方向で隣り合う玉９９，９９の間隔は狭く、これに応じて柱部９１は薄くなる。このような車輪用軸受装置の保持器１００において、前記のとおり、柱部９１の断面形状が内輪９５に向かって徐々に薄くなる三角形状であり、そして、保持器９５が径方向に変位すると、玉９９が柱部９１の極めて薄い部分で接触する可能性がある。つまり、関連技術の構成では、柱部９１の強度不足が問題となる場合がある。

　本開示は、保持器が有する柱部において、玉との接触部分をできるだけ厚くすることが可能となるアンギュラ玉軸受、及び車輪用軸受装置を提供する。

　本開示の一態様によれば、アンギュラ玉軸受は、外方部材と、内方部材と、前記外方部材と前記内方部材との間に配置される複数の玉と、前記複数の玉を保持する保持器と、を備える。前記玉と前記外方部材との第１の接触点と前記玉と前記内方部材との第２の接触点とを通過する仮想直線が、前記内方部材及び前記外方部材のうち少なくとも一方の軸受中心線に直交し且つ前記玉の中心を通る仮想平面に対して、傾斜する。前記保持器は、前記玉に対して、前記アンギュラ玉軸受の軸方向における一方側に位置する環状部と、前記軸方向において当該環状部から他方側に延びて設けられている複数の柱部と、を有する。前記柱部は、前記アンギュラ玉軸受の周方向における一方側に前記玉と接触可能である第一平面部と、前記周方向における他方側に前記玉と接触可能であり前記第一平面と平行である第二平面部と、を有する。

　本開示の前記態様によれば、前記アンギュラ玉軸受では、柱部の周方向一方側の第一平面部と、その柱部の周方向他方側の第二平面部とは平行である。保持器が径方向に変位しても、柱部のうち、第一平面部と第二平面部との間の部分が、玉と接触可能となる。つまり、柱部において、極端に薄くなる部分で玉が接触しない。柱部において、玉との接触部分をできるだけ厚くすることが可能となる。

　本開示の他の態様によれば、好ましくは、前記柱部の前記第一平面部及び前記第二平面部それぞれは、前記周方向における当該柱部の両側に位置する前記玉の中心を結ぶ仮想線と直交する。
　この構成により、柱部は、平行となる第一平面部と第二平面部とを有する。

　本開示の他の態様によれば、好ましくは、前記柱部は、前記第一平面部と前記第二平面部との間の中間部と、当該中間部から径方向外側に設けられ当該中間部よりも前記周方向における寸法が拡大している外側部と、当該中間部から径方向内側に設けられ当該中間部よりも前記周方向における寸法が拡大している内側部と、を有する。
　この構成により、柱部の中間部において玉が接触する。更に、中間部から径方向外側及び径方向内側の部分で、更に柱部は厚くなり、柱部の強度が高くなる。

　本開示の他の態様によれば、好ましくは、前記外側部と前記玉との間に形成される前記周方向における隙間、及び、前記内側部と前記玉との間に形成される前記周方向における隙間は、前記中間部と前記玉との間に形成される前記周方向における隙間よりも大きい。
　この構成により、玉が中間部の第一平面部（第二平面部）に確実に点接触する。玉が、第一平面部（第二平面部）に点接触することで、柱部と玉との接触面積はゼロに近づく。つまり、柱部と玉との間においてグリース等の潤滑剤がせん断される面の面積（せん断面積）が可及的に小さくなる。したがって、潤滑剤のせん断抵抗を低減することが可能となる。

　本開示の他の態様によれば、車輪用軸受装置は、外方部材と、内方部材と、前記外方部材と前記内方部材との間に配置される複数の玉と、前記複数の玉を保持する保持器と、を備える。前記玉と前記外方部材との第１の接触点と前記玉と前記内方部材との第２の接触点とを通過する仮想直線が、前記内方部材及び前記外方部材のうち少なくとも一方の軸受中心線に直交し且つ前記玉の中心を通る仮想平面に対して、傾斜する。前記保持器は、前記玉に対して、前記車輪用軸受装置の軸方向における一方側に位置する環状部と、前記軸方向において当該環状部から他方側に延びて設けられている複数の柱部と、を有する。前記柱部は、前記車輪用軸受装置の周方向における一方側に前記玉と接触可能である第一平面部と、前記周方向における他方側に前記玉と接触可能であり前記第一平面と平行である第二平面部と、を有する。

　前記車輪用軸受装置によれば、柱部の周方向一方側の第一平面部と、その柱部の周方向他方側の第二平面部とは平行である。保持器が径方向に変位しても、第一平面部と第二平面部との間の部分が玉と接触可能となる。つまり、柱部において、極端に薄くなる部分で玉が接触しない。柱部において、玉との接触部分をできるだけ厚くすることが可能となる。

図１は、車輪用軸受装置の一例を示す断面図である。図２は、玉及び保持器の斜視図である。図３は、保持器の中心線を含み、玉の中心を通過する面における断面図である。図４は、保持器の一部を軸方向一方側から見た斜視図である。図５は、柱部及びその周囲を軸方向に沿って見た場合の断面図である。図６は、保持器の中心線を含み、柱部を通過する面における断面図である。図７は、関連技術の保持器が有する柱部、及びその周囲を軸方向に沿って見た場合の断面図である。

〔車輪用軸受装置の全体構成について〕
　図１は、車輪用軸受装置の一例を示す断面図である。図１に示す車輪用軸受装置１０（以下、「軸受装置１０」とも称する。）は、車両（自動車）の車体に設けられている懸架装置（ナックル）に取り付けられ、車輪７を回転可能に支持する。軸受装置１０はハブユニットとも称される。軸受装置１０が車体側（懸架装置）に取り付けられた状態で、図１の左側が、車輪７側であり、車両アウタ側と称される。図１の右側が、車体中央側であり、車両インナ側と称される。

　本開示の軸受装置１０では、軸受装置１０の中心線Ｃ０に沿った方向が「軸方向」と定義される。軸受装置１０の中心線Ｃ０を「軸受中心線Ｃ０」と称する。前記軸方向には、軸受中心線Ｃ０に平行な方向も含まれる。本開示の軸受装置１０では、車両アウタ側が軸方向一方側となり、車両インナ側が軸方向他方側となる。軸受中心線Ｃ０に直交する方向が「径方向」と定義される。軸受中心線Ｃ０を中心とする軸受装置１０の回転方向が「周方向」と定義される。

　軸受装置１０は、外輪１２（外輪部材、又は外方部材ともいう。）と、内軸部材（内方部材ともいう。）１４と、外輪１２と内軸部材１４との間に設けられている複数の玉１６と、複数の玉１６を保持する環状の保持器１８とを備える。

　外輪１２は、円筒形状である外輪本体部２２と、外輪本体部２２から径方向外方に向かって延びて設けられている固定用のフランジ部２４とを有する。外輪本体部２２の内周の軸方向一方側及び他方側それぞれに、外側軌道面２６が形成されている。外側軌道面２６は、軸受中心線Ｃ０を含む断面において、玉１６よりも僅かに大きな半径を有する凹円弧面形状を有する。玉１６と外側軌道面２６とは点接触する。フランジ部２４が車体側部材である懸架装置（図示せず）に取り付けられる。これにより、外輪１２を含む軸受装置１０が車体に固定される。

　内軸部材１４は、軸状のハブ軸３２（内軸）と、ハブ軸３２の軸方向他方側に固定されている内輪３４とを有する。ハブ軸３２は、外輪１２の径方向内方に設けられている軸本体部３６と、フランジ部３８とを有する。軸本体部３６は、軸方向に長い部分である。フランジ部３８は、軸本体部３６の軸方向一方側から径方向外方に向かって延びて設けられている。フランジ部３８に、ボルト穴３９が形成されている。このボルト穴３９に取り付けられるボルト８によって車輪７がフランジ部３８に固定される。内輪３４は、環状の部材であり、軸本体部３６の軸方向他方側の一部４０に外嵌して固定されている。

　軸本体部３６の外周側に軸軌道面４２が形成されていて、内輪３４の外周面に内輪軌道面４４が形成されている。軸方向一方側の外側軌道面２６と軸軌道面４２との間に複数の玉１６が設けられている。軸方向他方側の外側軌道面２６と内輪軌道面４４との間に複数の玉１６が設けられている。軸軌道面４２及び内輪軌道面４４それぞれは、軸受中心線Ｃ０を含む断面において、玉１６よりも僅かに大きな半径を有する凹円弧面形状を有する。玉１６と軸軌道面４２とは点接触し、玉１６と内輪軌道面４４とは点接触する。

　軸方向一方側に配置されている複数の玉１６の列に関して、各玉１６と外側軌道面２６との接触点を「Ｐ１」とし、その玉１６と軸軌道面４２との接触点を「Ｐ２」とし、これら接触点Ｐ１と接触点Ｐ２とを通過する仮想直線を「Ｌ１」とする。軸受中心線Ｃ０に直交し玉１６の中心ｃを通る仮想平面Ｋ１に対して、仮想直線Ｌ１は傾斜している。つまり、軸方向一方側において、玉１６は、外側軌道面２６及び軸軌道面４２に対して接触角を有して接触している。前記接触角は、仮想直線Ｌ１と仮想平面Ｋ１とが成す角度である。軸方向一方側の複数の玉１６の列において、アンギュラ玉軸受は、上述された、複数の玉１６と、外側軌道面２６を有する外輪１２と、軸軌道面４２を有する内軸部材１４とを含む。

　軸方向他方側に配置されている複数の玉１６の列に関して、各玉１６と外側軌道面２６との接触点を「Ｐ３」とし、その玉１６と内輪軌道面４４との接触点を「Ｐ４」とし、これら接触点Ｐ３と接触点Ｐ４とを通過する仮想直線を「Ｌ２」とする。軸受中心線Ｃ０に直交し玉１６の中心ｃを通る仮想平面Ｋ２に対して、仮想直線Ｌ２は傾斜している。つまり、軸方向他方側において、玉１６は、外側軌道面２６及び内輪軌道面４４に対して接触角を有して接触している。前記接触角は、仮想直線Ｌ２と仮想平面Ｋ２とが成す角度である。軸方向他方側の複数の玉１６の列において、アンギュラ玉軸受は、上述された、複数の玉１６と、外側軌道面２６を有する外輪１２と、内輪軌道面４４を有する内輪３４を含む内軸部材１４とを含む。

　軸方向一方側及び軸方向他方側の玉１６の列それぞれにおいて、複数の玉１６は保持器１８によって保持されている。以上より、外輪１２に対して内軸部材１４が軸受中心線Ｃ０を中心として回転する。軸方向一方側の保持器１８と軸方向他方側の保持器１８とは、軸方向について互いに反対向きで取り付けられているが、これら保持器１８の構成は同じである。以下において、車両インナ側となる軸方向他方側の保持器１８及びその周囲の構成について説明する。

〔保持器１８について〕
　図２は、玉１６及び保持器１８の斜視図である。図２は、説明のために、左側の玉１６が一つ、保持器１８から外された状態を示している。図３は、保持器１８の中心線Ｃ１を含み、玉１６の中心ｃを通過する面における断面図である。図３では、玉１６は断面として示されていない。本開示では、特に説明する場合を除き、玉１６を保持する保持器１８が外輪１２と内軸部材１４との間に設けられた状態で、保持器１８の中心線Ｃ１は、軸受中心線Ｃ０と一致する。

　保持器１８は、円環状である環状部５１と、複数の柱部５２とを有する。環状部５１は、複数の玉１６の軸方向一方に位置する。各柱部５２は、環状部５１から軸方向他方に延びて設けられている。複数の柱部５２は周方向について等間隔で配置されている。環状部５１の軸方向他方であって周方向に隣り合う一対の柱部５２，５２の間が、玉１６を収容するためのポケット５３である。

　前記のとおり、玉１６は、外輪１２及び内輪３４それぞれに点接触していて（図３参照）、外輪１２及び内輪３４に対して軸方向及び径方向に移動不能である。玉１６とポケット５３との間には全体として隙間が形成されていることから、保持器１８は玉１６に対して軸方向及び径方向に変位可能である。

　軸受装置１０（内軸部材１４）が回転すると、玉１６は外輪１２及び内軸部材１４に沿って回転（公転）すると共に、玉１６はポケット５３内で回転中心線Ｌ３周りに回転（自転）する。回転中心線Ｌ３は、玉１６と外側軌道面２６との接触点Ｐ３と、玉１６と内輪軌道面４４との接触点Ｐ４とを通過する仮想直線Ｌ２に直交する。

　図４は、保持器１８の一部を軸方向一方側から見た斜視図である。柱部５２は、環状部５１から軸方向他方に延びて設けられていると共に、径方向外方へも延びて設けられている。柱部５２は、径方向内側から順に、内側部７１、中間部７２、及び外側部７３を有する。内側部７１は、環状部５１から軸方向他方に突出している部分である。中間部７２は、内側部７１から径方向外方に延びて設けられている部分である。外側部７３は、中間部７２から更に径方向外方に延びて設けられている部分である。柱部５２のうち、中間部７２及び外側部７３は、環状部５１よりも径方向外方に突出している部分である。

　内側部７１は、その周方向の両側それぞれに、玉１６と非接触となる非接触面部５５の一部を有する（図２及び図４参照）。非接触面部５５を「内側の非接触面部５５」とも称する。非接触面部５５に関して、内側部７１が有する周方向一方側の非接触面部５５の一部を「第一非接触面部５５ａ」と定義し、内側部７１が有する周方向他方側の非接触面部５５の一部を「第二非接触面部５５ｂ」と定義する。非接触面部５５については後にも説明する。

　外側部７３は、その周方向の両側それぞれに、玉１６と非接触となる非接触面部５８を有する（図４参照）。外側部７３の非接触面部５８を「外側の非接触面部５８」とも称する。外側部７３が有する周方向両側の非接触面部５８のうち、一方側を「第一非接触面部５８ａ」と定義し、他方側を「第二非接触面部５８ｂ」と定義する。非接触面部５８については後にも説明する。

　中間部７２は、その周方向の両側それぞれに平面部７５を有する。平面部７５は、玉１６と接触可能となる面である。中間部７２の平面部７５を「外側の接触面部」とも称する。中間部７２が有する周方向両側の平面部７５のうち、一方側を「第一平面部７５ａ」と定義し、他方側を「第二平面部７５ｂ」と定義する。

　図５は、内側部７１、中間部７２、及び外側部７３を説明するための図であり、柱部５２及びその周囲を軸方向に沿って見た場合の断面図である。各柱部５２において、第一平面部７５ａと第二平面部７５ｂとは平行である。このため、中間部７２の周方向寸法（つまり、中間部７２の厚さｔ２）は、中間部７２における径方向内側から径方向外側にわたって一定である。また、中間部７２の周方向寸法（厚さｔ２）は、中間部７２における軸方向一方側から軸方向他方側にわたって一部を除いて一定である。前記の一部は、軸方向抜け止め部６１（図４参照）である。軸方向抜け止め部６１は、中間部７２から外側部７３にわたって、これらの軸方向他方側に設けられている。軸方向抜け止め部６１については後に説明する。

　内側部７１は、前記のとおり、玉１６よりも径が大きな球面に沿った形状を有する非接触面部５５の一部を有する。このため、内側部７１の周方向の寸法（つまり、内側部７１の厚さｔ１）は、中間部７２の周方向の寸法（厚さｔ２）よりも大きい。外側部７３は、前記のとおり、その周方向の両側に一対の非接触面部５８ａ，５８ｂを有する。これら非接触面部５８ａ，５８ｂの周方向についての間隔は、径方向外側に向かって広くなっている。このため、外側部７３の周方向の寸法（つまり、外側部７３の厚さｔ３）は、中間部７２の周方向の寸法（厚さｔ２）よりも大きい。

　外側部７３と玉１６との間に形成される周方向についての隙間ｅ３は、中間部７２と玉１６との間に形成される周方向についての隙間ｅ２よりも大きい。また、内側部７１と玉１６との間に形成される周方向についての隙間ｅ１は、中間部７２と玉１６との間に形成される周方向についての隙間ｅ２よりも大きい。これにより、玉１６は中間部７２の第一平面部７５ａ（第二平面部７５ｂ）に確実に接触することができる。

　柱部５２の第一平面部７５ａ及び第二平面部７５ｂそれぞれは、その柱部５２の周方向両側に位置する玉１６，１６の中心ｃを結ぶ仮想線Ｓ１と直交する。これにより、第一平面部７５ａと第二平面部７５ｂとは平行となる。軸受中心線Ｃ０に保持器１８の中心線が一致している状態で、一つの柱部５２における、その柱部５２が有する第一平面部７５ａと第二平面部７５ｂとの間の中心線Ｓ２は、軸受中心線Ｃ０と交差する。

　内側部７１、中間部７２、及び外側部７３を有する柱部５２において、中間部７２が最も周方向の寸法（厚さ）が小さい部分である。その中間部７２の第一平面部７５ａと第二平面部７５ｂとは平行である。
　ここで、関連技術では（図７参照）柱部９１は断面三角形状を有する。このため、柱部９１の極めて薄い部分に玉９９が接触する場合があり、この部分が強度的に弱点となる。
　しかし、図５により説明した前記構成によれば、このような弱点が生じ難い。つまり、強度的に必要な周方向寸法（厚さｔ２）で中間部７２が設定されれば、中間部７２が弱点になり難い。

〔保持器１８が有するポケット５３について〕
　図２に示すように、ポケット５３は、接触面部５４と、非接触面部５５とを有する。接触面部５４は、環状部５１の軸方向他方側の面の一部５５ｉであり、「内側の接触面部５４」とも称される。非接触面部５５は、前記のとおり、内側の非接触面部５５とも称される。非接触面部５５は、接触面部５４の隣りに配置されかつその周りに設けられている。非接触面部５５に、環状部５１の軸方向他方側の面の他部５５ｊ、一つの柱部５２の内側部７１が有する第一非接触面部５５ａ、及び、他の柱部５２の内側部７１が有する第二非接触面部５５ｂが含まれる。

　図３において、保持器１８が軸方向他方に変位すると、内側の接触面部５４は、玉１６の回転中心線Ｌ３上の点Ｑで、玉１６と点接触する。内側の接触面部５４は、回転中心線Ｌ３に直交する平面により構成されている。内側の非接触面部５５は、玉１６よりも径が大きな球面に沿った形状を有する。

　内側の非接触面部５５を形成する前記球面の中心が「ポケット５３の中心」と定義される。玉１６の中心ｃとポケット５３の中心とが一致した状態で、ポケット５３と玉１６との間に全体として隙間が形成される。このため、保持器１８は玉１６に対して軸方向及び径方向に変位可能となる。ただし、後に説明するが、その変位は、内側の接触面部５４及びガイド部５６によって制限される。玉１６の中心ｃとポケット５３の中心とが一致した状態で、内側の接触面部５４と玉１６との間に生じる隙間（点Ｑにおける隙間）は、内側の非接触面部５５と玉１６との間に生じる隙間よりも小さい。その隙間について更に説明する。

　本開示において、ポケット５３の中心と、玉１６の中心ｃとが一致した状態を、中心一致状態と称する。図３に示すように、中心一致状態で、内側の接触面部５４と玉１６との間の接触位置（点Ｑ）における軸方向のクリアランスＥ１は、玉１６と内側の非接触面部５５との間に形成される軸方向のクリアランスＥ２の最小値よりも小さい（Ｅ１＜Ｅ２ｍｉｎ）。このため、保持器１８が軸方向他方に変位した場合に、内側の非接触面部５５が玉１６に接触する前に内側の接触面部５４が玉１６に点接触し、玉１６と内側の非接触面部５５とは接触しない。つまり、内側の非接触面部５５は、保持器１８が軸方向他方に変位しても、玉１６と接触不能である。

　ポケット５３の形状について更に説明する。図４において、各柱部５２は、ポケット５３に含まれる周方向に向く側面として、前記の平面部７５（第一平面部７５ａ、第二平面部７５ｂ）と、その隣りに設けられている内側及び外側の非接触面部５５，５８とを有する。

　本開示では、平面部７５の径方向外側の隣りに外側の非接触面部５８が設けられていて、平面部７５の径方向内側の隣りに内側の非接触面部５５が設けられている。平面部７５は、平面により構成されている。平面部７５は、前記のとおり玉１６と点接触可能な面である。外側の非接触面部５８は、玉１６と接触不能な面である。内側の非接触面部５５も、玉１６と接触不能となる面である。

　軸受装置１０（内軸部材１４）が回転すると、玉１６は、周方向に進んで柱部５２に接触する。この際、その玉１６は平面部７５に点接触し、非接触面部５５，５８には非接触となる。玉１６が平面部７５に接触する態様は、点接触である。このため、その接触位置における、グリースのせん断面積を可及的に小さくすることができる。

〔保持器１８が有するガイド部５６について〕
　図６は、保持器１８の中心線Ｃ１（図２参照）を含み、柱部５２を通過する面における断面図である。本開示の柱部５２は、環状部５１から軸方向に延びて設けられていると共に、外輪１２側（径方向外方）に向かって延びて設けられている。柱部５２の径方向外側の部分である外側部７３が、外輪１２に接触可能となるガイド部５６を有する。ガイド部５６は、保持器１８の位置決めを行う機能を有する。

　ガイド部５６は、外輪１２の一部である外側軌道面２６に径方向から接触可能である。ガイド部５６と外側軌道面２６とは点接触するように、ガイド部５６の形状は設定されている。保持器１８が外輪１２側に変位すると、ガイド部５６は、外側軌道面２６に対して径方向から接触する。これにより、保持器１８は外輪１２によって径方向について位置決めされる。このような本開示の保持器１８は「軌道輪案内の保持器」と称される。

　このように、ガイド部５６は、保持器１８の径方向についての位置決めを行う機能を有する。本開示のガイド部５６は、更に、保持器１８の軸方向についての位置決めを行う機能も有する。すなわち、図６において、保持器１８が軸方向一方に変位すると、ガイド部５６は外側軌道面２６に軸方向から接触することで、保持器１８の軸方向一方の変位が規制される。ガイド部５６と外側軌道面２６とは点接触するように、ガイド部５６の形状は設定されている。反対に、保持器１８が軸方向他方に変位すると、図３において、ポケット５３の内側の接触面部５４が玉１６と点接触することで、保持器１８の軸方向他方の変位が規制される。

〔保持器１８が有する玉１６の脱落防止の機能について〕
　図１に示す軸受装置１０は、次のようにして組み立てられる。まず、単体の保持器１８の各ポケット５３に玉１６を収容し、保持器１８のユニット１９（図２参照）を得る。保持器１８のユニット１９は、二つ組み立てられる。外輪１２に対して、その軸方向一方側から、一つのユニット１９を軸本体部３６と共に取り付ける。これら外輪１２及び軸本体部３６に対して、外輪１２の軸方向他方側から、別のユニット１９を内輪３４と共に取り付ける。軸本体部３６の端部３６ａを塑性変形させることで、内輪３４が軸本体部３６に固定される。以上のようにして軸受装置１０は組み立てられる。

　図２に示すユニット１９の状態で、ポケット５３から玉１６が脱落しないように、保持器１８は、玉１６の脱落を防止する部分を有する。つまり、保持器１８は、ポケット５３に収容した玉１６が軸方向他方に脱落するのを防止する軸方向抜け止め部６１を有する。軸方向抜け止め部６１は、柱部５２の軸方向他方側の端部に設けられている。ポケット５３に収容されている玉１６の直径よりも、そのポケット５３の周方向両側にある軸方向抜け止め部６１，６１の間隔Ｇ１は小さい。このため、ポケット５３から玉１６は、軸方向に脱落しない。

　更に、保持器１８は、図２に示すように、ポケット５３に収容した玉１６が径方向外方に脱落するのを防止する外側の径方向抜け止め部６２、及び、当該玉１６が径方向内方に脱落するのを防止する内側の径方向抜け止め部６３を有する。外側の径方向抜け止め部６２は、柱部５２の径方向外側の端部に設けられている。つまり、外側の径方向抜け止め部６２は、柱部５２の外側部７３に含まれる。内側の径方向抜け止め部６３は、柱部５２の径方向内側の端部に設けられている。つまり、内側の径方向抜け止め部６３は、柱部５２の内側部７１に含まれる。

　一つのポケット５３に収容されている玉１６の直径よりも、そのポケット５３の周方向両側にある外側の径方向抜け止め部６２，６２の間隔は小さい。このため、ポケット５３から玉１６は、径方向外方に脱落しない。また、一つのポケット５３に収容されている玉１６の直径よりも、そのポケット５３の周方向両側にある内側の径方向抜け止め部６３，６３の間隔は小さい。このため、ポケット５３から玉１６は、径方向内方に脱落しない。玉１６をポケット５３に収容するためには、本開示の場合、玉１６を保持器１８の外周側からポケット５３へ押し入れ、その際、外側の径方向抜け止め部６３，６３を弾性変形させる。

　玉１６をポケット５３に収容した状態で、かつ、保持器１８が外輪１２と内輪３４（軸本体部３６）との間に取り付けられる前の状態（図２に示す状態）を、「取り付け前ユニット状態」と称する。これに対して、玉１６をポケット５３に収容した状態で、かつ、保持器１８が外輪１２と内輪３４（軸本体部３６）との間に取り付けられた状態（図１に示す状態）を、「取り付け後組み立て状態」と称する。

　図２に示す取り付け前ユニット状態では、保持器１８からの玉１６の脱落の防止のために、軸方向抜け止め部６１，６１に玉１６が接触可能である。これに対して、取り付け後組み立て状態では、軸方向抜け止め部６１，６１と玉１６とは非接触となるように構成されている。つまり、取り付け後組み立て状態では（図３参照）、保持器１８が軸方向一方に変位した場合に、軸方向抜け止め部６１，６１が玉１６に接触する前に、ガイド部５６が外側軌道面２６に接触し、軸方向抜け止め部６１，６１と玉１６とは接触しない。よって、取り付け後組み立て状態では、「玉案内の保持器」ではなく、前記のとおり「軌道輪案内の保持器１８」とされる。

　更に、図２において、外側の径方向抜け止め部６２は、取り付け前ユニット状態で、ポケット５３に収容している玉１６と接触することで玉１６がポケット５３から径方向の外方へ脱落するのを防止する。内側の径方向抜け止め部６３は、取り付け前ユニット状態で、ポケット５３に収容している玉１６と接触することで玉１６がポケット５３から径方向の内方へ脱落するのを防止する。

　取り付け前ユニット状態では、玉１６の脱落の防止のために、外側の径方向抜け止め部６２，６２に玉１６が接触可能であり、また、内側の径方向抜け止め部６３，６３に玉１６が接触可能である。これに対して、取り付け後組み立て状態では、外側の径方向抜け止め部６２，６２と玉１６とは非接触となり、また、内側の径方向抜け止め部６３，６３と玉１６とは非接触となるように構成されている。

　つまり、取り付け後組み立て状態では、保持器１８が径方向外方（内方）に変位した場合に、径方向抜け止め部６２，６２（６３，６３）が玉１６に接触する前に、ガイド部５６が外側軌道面２６に接触し、径方向抜け止め部６２，６２（６３，６３）と玉１６とは接触しない。よって、取り付け後組み立て状態では、「玉案内の保持器」ではなく、前記のとおり、「軌道輪案内の保持器１８」とされる。

〔本開示の軸受装置１０について〕
　以上のように、本開示の軸受装置１０は、図１に示すように、玉１６が接触角を有して外輪１２及び内軸部材１４に接触するアンギュラ玉軸受を、軸方向一方側及び軸方向他方側それぞれに有して構成されている。軸方向一方側及び軸方向他方側それぞれの保持器１８において（図４及び図５参照）、各柱部５２は、周方向一方側の第一平面部７５ａと、周方向他方側の第二平面部７５ｂとを有する。第一平面部７５ａは、周方向一方側の玉１６と周方向について接触可能であり、第二平面部７５ｂは、周方向他方側の玉１６と周方向について接触可能である。そして、第一平面７５ａと第二平面部７５ｂとは平行である。

　保持器１８が径方向（図５において右上に向かう方向）に変位しても、柱部５２のうち、第一平面部７５ａと第二平面部７５ｂとの間の部分（中間部７２）が、玉１６と接触可能となる。つまり、柱部５２において、極端に薄くなる部分で玉１６が接触しない。柱部５２は、第一平面部７５ａと第二平面部７５ｂとの間の部分（中間部７２）よりも薄くならず、柱部５２の最薄部の厚さが確保される。柱部５２において、玉１６との接触部分となる中間部７２が、周方向の寸法の最も小さい部分であるが、この部分（中間部７２）を、可能な限り厚肉にすることが可能となる。

　本開示の軸受装置１０が備える保持器１８によれば、前記のとおり、柱部５２において、玉１６と接触する第一平面部７５ａ及び第二平面部７５ｂは平面であり、これらは平行である。これにより、玉１６と柱部５２との接触状態を点接触としつつ、その柱部５２において最薄部の肉厚を高めることができる。
　特に車輪用の軸受装置１０は、車体側及び路面側等から大きな荷重が作用するため、玉１６の数は汎用の玉軸受と比較して多くなる。このため、周方向で隣り合う玉１６，１６の間隔は狭く、これに応じて柱部５２は薄くなる。しかし、本開示によれば、玉１６が接触する部分は、平行である第一平面部７５ａと第二平面部７５ｂとの間の部分（中間部７２）であるために、柱部５２において、玉１６が接触する部分が極端に薄くならない。

　また、本開示では（図４及び図５参照）保持器１８が備える柱部５２は、中間部７２と、外側部７３と、内側部７１とを有する。中間部７２は、第一平面部７５ａと第二平面部７５ｂとの間の部分である。内側部７１は、中間部７２から径方向内側に設けられている部分であり、中間部７２よりも周方向寸法が拡大している。外側部７３は、中間部７２から径方向外側に設けられている部分であり、中間部７２よりも周方向寸法が拡大している。この構成により中間部７２から径方向外側及び径方向内側の部分（外側部７３及び内側部７１）で、更に柱部５２は厚くなり、柱部５２の強度が高くなる。

　本開示では（図５参照）、柱部５２が、中間部７２の他に、内側部７１及び外側部７３を有していて、柱部５２の径方向内側及び径方向外側が、中間部７２よりも周方向寸法（厚さ）が大きくなっている。しかし、図示しないが、柱部５２の内側部７１と外側部７３とのうちの一方については、柱部５２と周方向寸法（厚さ）が同じであってもよい。

　また、前記のとおり（図５参照）本開示では、各柱部５２において、外側部７３と玉１６との間に形成される周方向についての隙間ｅ３、及び、内側部７１と玉１６との間に形成される周方向についての隙間ｅ１は、中間部７２と玉１６との間に形成される周方向についての隙間ｅ２よりも大きい。この構成により、玉１６は中間部７２の第一平面部７５ａ（第二平面部７５ｂ）に確実に点接触することができる。玉１６が、第一平面部７５ａ（第二平面部７５ｂ）に点接触することで、柱部５２と玉１６との接触面積はゼロに近づく。つまり、柱部５２と玉１６との間においてグリースがせん断される面の面積（以下、「せん断面積」と称する。）が可及的に小さくなる。したがって、グリースのせん断抵抗を低減することが可能となる。

　更に、本開示の軸受装置１０は、次のとおり構成されている。
　各ポケット５３は（図２及び図３参照）、内側の接触面部５４と、内側の非接触面部５５とを有する。図３において、保持器１８が軸方向他方に変位すると、内側の接触面部５４は、玉１６の回転中心線Ｌ３上の点Ｑで、玉１６と点接触する。内側の非接触面部５５は、内側の接触面部５４の隣りに設けられている面であり、保持器１８が軸方向他方に変位しても、玉１６と接触不能である。

　この軸受装置１０によれば、保持器１８が軸方向他方に変位する場合、内側の接触面部５４と玉１６とが点接触する。このため、ポケット５３と玉１６との接触面積はゼロに近づく。つまり、ポケット５３と玉１６との間においてグリースがせん断される面の面積（グリースのせん断面積）が可及的に小さくなる。したがって、グリースのせん断抵抗を低減することが可能となる。

　しかも、玉１６は、回転中心線Ｌ３上の点Ｑで内側の接触面部５４に点接触する。その点接触する位置では、ポケット５３と玉１６との相対速度（摺動速度）はゼロに近づく。このため、玉１６とポケット５３とが接触する点Ｑでのグリースのせん断抵抗を更に低減することが可能となる。

　そして、ポケット５３において、内側の接触面部５４の隣りに設けられている内側の非接触面部５５では、玉１６と接触不能であり、これにより、内側の非接触面部５５と玉１６との間に広いクリアランス（Ｅ２）が生じる。この広いクリアランス（Ｅ２）により、内側の非接触面部５５と玉１６との間においてグリースはせん断され難く、回転抵抗が低減される。

　また、本開示の軸受装置１０では、保持器１８がガイド部５６を有する（図６参照）。ガイド部５６は、外輪１２の一部である外側軌道面２６に径方向から接触可能であって、その接触によって保持器１８を径方向について位置決めすることができる。つまり、本開示の軸受装置１０では、保持器１８は「軌道輪案内の保持器」である。
　ここで、図示しないが、玉に接触して径方向について位置決めされる保持器は「玉案内の保持器」と称される。玉案内の保持器の場合、保持器のポケットに対する玉の回転速度は高くなり、両者間の相対速度（摺動速度）は高く、グリースがせん断されやすい。

　しかし、本開示のように、軌道輪案内の保持器１８の場合、その保持器１８は外輪１２に接触して位置決めされる。外輪１２と保持器１８との相対速度差は、ポケット５３と玉１６の相対速度差（ポケット５３に対する玉１６の回転速度）よりも小さい。このため、軌道輪案内の保持器１８では、前記玉案内の保持器と比較して、グリースがせん断され難い。つまり、本開示のガイド部５６によれば、グリースのせん断による回転抵抗を低減することが可能となる。

　ガイド部５６は、前記のとおり、保持器１８の径方向の位置決めのために機能する他に、軸方向の位置決めのためにも機能する。すなわち、保持器１８が軸方向一方に変位すると、ガイド部５６が外側軌道面２６に軸方向から接触することで、その変位が規制される。本開示では、保持器１８が軸方向他方に変位すると、内側の接触面部５４が玉１６と点接触することで、その変位が規制される。

　以上のように、軸方向一方に変位する保持器１８の位置決めは、外側軌道面２６に接触するガイド部５６によって行われる。ガイド部５６（保持器１８）と外輪１２との相対速度差は、前記のとおり小さいので、グリースはせん断され難い。そして、軸方向他方に変位する保持器１８の位置決めは、内側の接触面部５４（図３参照）によって行われる。内側の接触面部５４は玉１６と接触するが、その接触態様は点接触である。このため、グリースのせん断面積は小さくなる。また、玉１６の回転中心線Ｌ３上の点Ｑで、内側の接触面部５４と玉１６とは点接触する。点Ｑでは、内側の接触面部５４と玉１６との相対速度（摺動速度）はゼロに近づくことから、グリースのせん断抵抗は低減される。

〔その他〕
　以上の保持器１８に関する説明は、図１に示す軸受装置１０の軸方向他方側の保持器１８についての説明である。前記のとおり、軸方向一方側の保持器１８と軸方向他方側の保持器１８とは、取り付けの向きが軸方向について反対であるが、構成は同じである。このため、軸方向他方側の保持器１８に関する前記の各説明を、軸方向一方側の保持器１８に当てはめる場合、軸方向についての一方と他方とを反対にして読み替えればよい。

　上記の実施形態のとおり、本開示は、自動車に用いられる車輪用軸受装置１０に関連する。しかし、前記車輪用軸受装置１０における複数の玉１６と、外側軌道面２６と、軸軌道面４２（又は内輪軌道面４４）とにより構成されるアンギュラ玉軸受の部分は、他の回転機器に適用されてもよい。または、前記のように構成されるアンギュラ玉軸受の部分は、一般的な（汎用の）アンギュラ玉軸受に適用されてもよい。これらのアンギュラ玉軸受は、同様に、グリースがせん断され難くなり、回転抵抗が低減される。

　上記の実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本開示の範囲は前述の実施形態に限定されるものではなく、この範囲には特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。

　本出願は、２０１９年１０月１６日出願の日本特許出願特願２０１９-１８９５３２、２０１９年６月１７日出願の日本特許出願特願２０１９-１１２０９３、及び２０１９年７月１１日出願の日本特許出願特願２０１９-１２９１１５に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

Claims

　アンギュラ玉軸受は、
　外方部材と、
　内方部材と、
　前記外方部材と前記内方部材との間に配置される複数の玉と、
　前記複数の玉を保持する保持器と、を備え、
　前記玉と前記外方部材との第１の接触点と前記玉と前記内方部材との第２の接触点とを通過する仮想直線が、前記内方部材及び前記外方部材のうち少なくとも一方の軸受中心線に直交し且つ前記玉の中心を通る仮想平面に対して、傾斜し、
　前記保持器は、
　前記玉に対して、前記アンギュラ玉軸受の軸方向における一方側に位置する環状部と、
　前記軸方向において当該環状部から他方側に延びて設けられている複数の柱部と、を有し、
　前記柱部は、
　前記アンギュラ玉軸受の周方向における一方側に前記玉と接触可能である第一平面部と、
　前記周方向における他方側に前記玉と接触可能であり前記第一平面と平行である第二平面部と、を有する、
　アンギュラ玉軸受。
　前記柱部の前記第一平面部及び前記第二平面部それぞれは、前記周方向における当該柱部の両側に位置する前記玉の中心を結ぶ仮想線と直交する、
　請求項１に記載のアンギュラ玉軸受。
　前記柱部は、
　前記第一平面部と前記第二平面部との間の中間部と、
　当該中間部から径方向外側に設けられ当該中間部よりも前記周方向における寸法が拡大している外側部と、
　当該中間部から径方向内側に設けられ当該中間部よりも前記周方向における寸法が拡大している内側部と、を有する、
　請求項１又は２に記載のアンギュラ玉軸受。
　前記外側部と前記玉との間に形成される前記周方向における隙間、及び、前記内側部と前記玉との間に形成される前記周方向における隙間は、前記中間部と前記玉との間に形成される前記周方向における隙間よりも大きい、請求項３に記載のアンギュラ玉軸受。
　車輪用軸受装置は、
　外方部材と、
　内方部材と、
　前記外方部材と前記内方部材との間に配置される複数の玉と、
　前記複数の玉を保持する保持器と、を備え、
　前記玉と前記外方部材との第１の接触点と前記玉と前記内方部材との第２の接触点とを通過する仮想直線が、前記内方部材及び前記外方部材のうち少なくとも一方の軸受中心線に直交し且つ前記玉の中心を通る仮想平面に対して、傾斜し、
　前記保持器は、
　前記玉に対して、前記車輪用軸受装置の軸方向における一方側に位置する環状部と、
　前記軸方向において当該環状部から他方側に延びて設けられている複数の柱部と、を有し、
　前記柱部は、
　前記車輪用軸受装置の周方向における一方側に前記玉と接触可能である第一平面部と、
　前記周方向における他方側に前記玉と接触可能であり前記第一平面と平行である第二平面部と、を有する、
　車輪用軸受装置。