(57)【要約】【課題】保持器の背面側から潤滑剤を供給する場合でも、軌道面や玉の転動面を十分に潤滑することができるアンギュラ玉軸受及びハブユニット軸受を提供する。【解決手段】内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の玉３と、円環状に形成され、かつ、正面側に円周方向に沿って玉を保持するための複数の基部凹面３１ａが設けられた基部３１を有する保持器３０とを備えるアンギュラ玉軸受２０において、基部凹面３１ａの底部には、基部３１の背面３２まで貫通する貫通穴３４が設けられている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の玉と、円環状に形成され、かつ、正面側に円周方向に沿って前記玉を保持するための複数の保持面が設けられた基部を有する保持器とを備えるアンギュラ玉軸受において、
前記保持器の前記保持面の底部に、前記基部の背面側まで貫通する貫通穴が設けられていることを特徴とするアンギュラ玉軸受。
【請求項２】
内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の玉と、円環状に形成され、かつ、正面側に円周方向に沿って前記玉を保持するための複数の保持面が設けられた基部を有する保持器とを備えるアンギュラ玉軸受において、
前記保持器の前記基部は、第１の円環部材と、前記第１の円環部材の内側に隙間をあけて設けられた第２の円環部材とを有し、前記隙間は、前記保持面の底部に、前記基部の背面側まで貫通した状態で位置していることを特徴とするアンギュラ玉軸受。
【請求項３】
車輪を回転自在に支持するハブユニット軸受において、請求項１または請求項２に記載のアンギュラ玉軸受を用いたことを特徴とするハブユニット軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種機械装置の回転部の軸受として使用されるアンギュラ玉軸受およびハブユニット軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種機械装置の回転部の軸受として、アンギュラ玉軸受が広く使用されている。アンギュラ玉軸受では、転動体である玉の表面（転動面）を潤滑するために、様々な技術が知られており、例えば、特許文献１および特許文献２には、玉を保持する保持器の構造を工夫したアンギュラ玉軸受が提案されている。
【０００３】
ところで、自動車の懸架装置などにおいては、アンギュラ玉軸受をユニット化したハブユニット軸受が用いられている。このようなハブユニット軸受として用いられるアンギュラ玉軸受は、例えば図７に示すように構成されている。この複列のアンギュラ玉軸受１０は、外輪１と、内輪２と、転動体である複数の玉３とを備えている。内輪２は、２つの内輪素子２ａが互いに反対向きに突き合わされて構成されている。各玉３は、外輪１の内周面に形成された外輪軌道と内輪素子２ａおよび内輪素子２ａの外周面に形成された内輪軌道からなる２本の環状の軌道内に、保持器５、５に複数個ずつ保持された状態で、転動自在に設けられている。各玉３が配置された内部空間４にはグリースなどの潤滑剤が封入され、各玉３の転動面と外輪軌道および内輪軌道との転がり接触部が潤滑される。また、シールリング６およびシールリング７により、内部空間４の両端開口が塞がれ、潤滑剤が外部に漏れること、および外部から雨水、泥、塵等の各種異物が内部に入り込むことを防止されている。
【０００４】
アンギュラ玉軸受に用いられる保持器５は、例えば図８に示すように、円環状に形成された基部５ｂと、この基部５ｂに、この基部５ｂの正面側にその周方向に沿って複数個設けられた保持片５ａとから構成される。図７に示すように、２つの保持器５、５は、互いの基部５ｂの背面５ｃを対向させた状態で配置されている。各玉３は、隣り合う２つの保持片５ａ、５ａと基部５ｂによって形成されるポケットに保持される。
複列のアンギュラ玉軸受１０の内部空間４は、軸方向の中央に向かって狭くなるテーパー形状に形成され、各玉３は、内部空間４の中央部寄りにおいて外輪１および内輪２に接触する。したがって、潤滑剤は、シールリング６、７側からよりも、中央部側から供給することが好ましい。そこで、従来、内輪素子２ａと内輪素子２ａとの突合せ部から内部空間４に潤滑剤が圧入されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６１９４３号公報
【特許文献２】特開２００６−１７０３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、内輪素子２ａと内輪素子２ｂとの突合せ部から内部空間４に潤滑剤を圧入しても、保持器５、５の基部５ｂの環状の背面５ｃ、５ｃが障壁となって、外輪軌道および内輪軌道の軌道面や玉３の転動面へ潤滑剤が流れこみにくい。特に、グリースを潤滑剤として使用する場合、流動性が小さいため流入しにくく、潤滑不良を起こすおそれがある。
【０００７】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、保持器の背面側から潤滑剤を供給する場合でも、軌道面や玉の転動面を十分に潤滑することができるアンギュラ玉軸受およびハブユニット軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、請求項１に記載のアンギュラ玉軸受は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の玉と、円環状に形成され、かつ、正面側に円周方向に沿って前記玉を保持するための複数の保持面が設けられた基部を有する保持器とを備えるアンギュラ玉軸受において、前記保持器の前記保持面の底部に、前記基部の背面側まで貫通する貫通穴が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
この請求項１に記載された発明においては、保持器の保持面の底部に基部の背面側まで貫通する貫通穴が設けられているので、保持器の背面側からグリースなどの潤滑剤を供給した場合でも、潤滑剤は貫通穴を通って、玉が保持される保持面に達することができ、したがって軌道面や玉の転動面を十分に潤滑することができる。
【００１０】
ここで、保持面に貫通穴を形成する際、貫通穴の位置は、玉の回転軸と重なっていることが好ましい。貫通穴と回転軸が重なることで、玉が回転する際、玉の周速の小さい位置で貫通穴の稜と玉が接触し、玉が稜により擦れてしまうことを抑制することができる。また、稜部分が鋭いエッジであると玉が摩損するおそれがあり、また玉表面の潤滑剤を掻きとってしまうことから、稜部分に面取り加工を施すとさらに好ましい。
【００１１】
また、請求項２に記載されたアンギュラ玉軸受は、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の玉と、円環状に形成され、かつ、正面側に円周方向に沿って前記玉を保持するための複数の保持面が設けられた基部を有する保持器とを備えるアンギュラ玉軸受において、前記保持器の前記基部は、第１の円環部材と、前記第１の円環部材の内側に隙間をあけて設けられた第２の円環部材とを有し、前記隙間は、前記保持面の底部に、前記基部の背面側まで貫通した状態で位置していることを特徴とする。
【００１２】
この請求項２に記載された発明においては、保持器の基部が、外側の第１の円環部材と、内側の第２の円環部材とを有し、保持面の底部に基部の背面側まで貫通した状態で、第１の円環部材と第２の円環部材との間の隙間が位置しているので、基部の背面側からグリースなどの潤滑剤を供給した場合でも、潤滑剤はこの隙間を通って、玉が保持される保持面に達することができ、したがって軌道面や玉の転動面を十分に潤滑することができる。
【００１３】
ここで、第１の円環部材および第２の円環部材との間に設けられる隙間は、玉の回転軸と重なっていることが好ましい。隙間と回転軸が重なることで、玉が回転する際、玉の周速の小さい位置で、隙間を形成する第１、第２の円環部材の周縁部と接触し、玉がその周縁部により擦れてしまうことを抑制することができる。また、この周縁部が鋭いエッジであると玉が摩損したり、玉表面の潤滑剤を掻きとってしまうことから、周縁部に面取り加工を施すとさらに好ましい。
【００１４】
請求項３に記載されたハブユニット軸受は、車輪を回転自在に支持するハブユニット軸受において、請求項１または請求項２に記載のアンギュラ玉軸受を用いたことを特徴とする。
【００１５】
この請求項３に記載された発明においては、請求項１または請求項２に記載のアンギュラ玉軸受を用いているので、保持器の背面側から潤滑剤を供給しても、軌道面や玉の転動面を十分に潤滑することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のアンギュラ玉軸受およびにハブユニット軸受よれば、保持器の背面側から潤滑剤を供給しても、保持面の底部に設けられた貫通穴、あるいは第１円環部材と第２円環部材との間の隙間を通って、潤滑剤が保持面に達するので、軌道面や玉の転動面を十分に潤滑することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の特徴は、保持器にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分について主に言及し、それ以外の部分については、図７と共通する部材について同一の符号を付し簡潔に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の第１の実施形態を示している。同図において、背面組合せの複列のアンギュラ玉軸受２０は、車両の懸架装置に装着されるハブユニット軸受として用いられるもので、外輪１と内輪２と複数個の転動体である玉３とを備えている。このうち内輪２は、２つの内輪素子２ａが互いに反対向きに突き合わされて構成されている。各玉３は、外輪１の内周面に形成された外輪軌道１ａ、１ａと、内輪２の外周面に形成された内輪軌道２ｄ、２ｄとにより形成された２つの環状の軌道内にそれぞれ、保持器３０に複数個ずつ保持された状態で、転動自在に設けられている。
【００１９】
図２〜図４は、保持器３０を示している。この保持器３０は、基部３１と、この基部３１の正面側（表側）に突出する複数の保持部３５とから構成され、ポリアミドなどの合成樹脂を射出成形することで全体が一体に製造される。合成樹脂材料には、必要に応じて、ガラス繊維や炭素繊維などの繊維、ウィスカなどを混合してもよい。
【００２０】
基部３１は、円環状に形成され、その正面側には基部凹面（保持面）３１ａが形成されている。この基部凹面３１ａの底部には、図３および図４に示すように、基部３１の背面（裏面）３２まで貫通する貫通穴３４が設けられている。この貫通穴３４は、グリースを、背面３２側から基部凹面３１ａに導くためのものである。
【００２１】
後述するように、この基部凹面３１ａは、玉３を転動自在に保持するポケット４０の一部を構成し、ポケット４０の底部分となる。ポケット４０（基部凹面３１ａ）の底部に貫通穴３４が設けられると、貫通穴３４開口の稜（エッジ）において、玉３が擦れてしまい、磨耗などの悪影響が出るおそれがある。この玉擦れを抑えるために、貫通穴３４の開口付近と玉３との摩擦速度を小さくしたほうがよい。ところで、玉３は、図４に示すように、接触角位置を赤道Ｅとする回転運動をし、その回転軸Ｒがポケット４０の底部を通る。そこで、貫通穴３４の開口位置を、玉３の回転軸Ｒと重なるように設ける。貫通穴３４と回転軸Ｒが重なることで、玉３が回転する際、周速の最も小さい位置で前記稜と接触し、玉３がこの稜部分において擦れてしまうことを抑制することができる。
加えて、前記稜部分が鋭いエッジであると玉３が摩損したり、玉３表面のグリースを掻きとってしまうことから、前記稜部分に面取り加工を施すとよい。
また、貫通穴３４を設けた際の基部３１の強度や剛性を確保するために、基部３１は十分な強度や剛性を有するような肉厚に形成するのが好ましい。
【００２２】
保持部３５は、図２に示すように、基部３１の正面側に、基部３１の円周方向に沿って、各基部凹面３１ａを挟むようにほぼ一定の間隔をもって複数個形成されている。各保持部３５は、図３に示すように、基部３１と一体に形成され、基部３１から基部３６の正面側（図４において上側）に立ち上がっている柱部３６と、柱部３６と一体に形成されこの柱部３６の外側（基部３１の径方向外側）に突出する突出部３７とから構成されている。
柱部３６は、基部３１から離れるにしたがって次第に基部３１の径方向外側に位置するように傾斜している。
柱部３６の両側面には、柱部凹面３６ａが形成されている。そして、１つの基部凹面３１ａとこれを挟んで設けられた２つの柱部３６の柱部凹面３６ａ、３６ａとにより、滑らかに連続する第一球状凹面３３が構成される。第一球状凹面３３は、後述するように玉３を保持するポケット４０の一部を構成するもので、玉３が保持器３０の内側に抜けることを防止するために、図４に示すように、内周縁の方が外周縁よりも高く形成されている。３６は、径方向内側から見て、基部３１から離れるにしたがって次第に隣り合う柱部３６、３６の柱部凹面３６ａ、３６ａの間隔が広くなるように細長い山形に形成されている。
【００２３】
突出部３７は、基部３１から離れるにしたがって次第に広くなるほぼ三角形の形状に形成され、突出部３７と柱部３６との境には段部３９が形成されている。段部３９は、基部３１から離れるにしたがって次第に径方向外側に位置するように、わずかに傾斜している。この傾斜は、射出成形により保持器３０を形成する際における型の抜き勾配として設けられる。つまり、段部３９はアキシャルドローによる射出成形の際のパーティングライン（ＰＬ）となっている。
突出部３７の両側面には、突出部凹面３７ａが形成されている。そして、２つの突出部３７、３７の向かい合う突出部凹面３７ａ、３７ａにより第二球状凹面３８が構成されている。そして、前述の第一球状凹面３３と、第二球状凹面３８とにより、玉３を転動自在に保持するポケット４０が形成される。つまり、ポケット４０は、段部３９を境にした第一球状凹面３３と第二球状凹面３８とからなる複合曲面に形成されている。
なお、玉３が保持器３０の外側に抜け落ちることを防止するために、対向する突出部凹面３７ａ、３７ａの間隔は基部３１から離れるにしたがって次第に狭くなる形状となっている。
【００２４】
アンギュラ玉軸受２０において、各ポケット４０に玉３を保持した２つの保持器３０はそれぞれ、外輪１と各内輪素子２との間に、基部３１の背面３２同士を対向させた状態で組み込まれる。そして、アンギュラ玉軸受２０の組み立て時に、内輪２の内輪素子２ａと内輪素子２ａとの間から２つの保持器３０、３０の間にグリースが圧入され、圧入されたグリースは各保持器３０の各基部３１の環状の各背面３２から各貫通穴３４を通って、ポケット４０の基部凹面３１ａに流入し、これにより軌道面および玉３の転動面が潤滑される。
【００２５】
以上のように、本実施の形態の複列のアンギュラ玉軸受２０にあっては、ポケット４０の基部凹面３１ａの底部に背面３２まで貫通する貫通穴３４が設けられているので、２つの保持器３０、３０の間にグリースを供給しても、前記貫通穴３４を通って玉３が保持されるポケット４０の基部凹面３１ａにグリースを導入することができる。したがって、外輪軌道１ａ、１ａおよび内輪軌道２ｄ、２ｄの軌道面および玉３の転動面に十分に潤滑剤を供給することができる。
なお、上記実施形態では、全てのポケット４０の底部に貫通穴３４が設けられているが、必ずしも全てのポケット４０に設けられていなくてもよい。
【００２６】
図５および図６は、本発明の第２の実施形態を示している。図５は保持器の要部の断面図であり、図６は図５のＡ方向矢視図（保持器の要部の背面図）である。本実施形態の複列のアンギュラ玉軸受は、保持器以外は第１の実施形態におけるアンギュラ玉軸受２０と同様に構成されている。
本実施形態の保持器５０は、円環状の基部５１と、この基部５１の正面側に突出する複数の保持部５５とから構成され、全体が合成樹脂を射出成形することで一体に形成されている。
基部５１は、外環（第１の円環部材）５２と、外環５２の内側に所定間隔の隙間５４をおいて設けられた内環（第２の円環部材）５３とから構成される。基部５１の正面側（図５において上側）において、隣り合う２つの柱部５５の間には、外環５２と内環５３によって基部凹面（保持面）５１ａが、隙間５４によって分断された状態で形成されている。換言すると、各ポケット６０の底部には、隙間５４の一部であって、基部５１の背面側まで貫通する長穴が形成されている。
【００２７】
保持部５５は、第１の実施の形態と同様に構成されている。すなわち、保持部５５は、柱部５６と突出部５７とから構成され、その境に段部５９が設けられている。ただし、基部５１が外環５２と内環５３とからなる二重環構造であることから、図５に示すように、柱部５６は、その基端部の外側で外環５２に接続され、内側で内環５３に接続されている。保持器５０を背面側から見ると、図６に示すように、隙間５４から柱部５６の底部が見えるようになっている。
第１の実施形態同様に、隣り合う２つの柱部５６の側面とその間の基部凹面からなる第一球状凹面と、突出部５７の両側面からなる第二球状凹面とによりポケット６０が構成され、玉３が転動自在に保持される。
【００２８】
ところで、ポケット６０（基部凹面５１ａ）の底部に隙間５４が設けられると、隙間５４を形成する外環５２および内環５３の周縁部の稜において、玉３が擦れてしまい、磨耗などの悪影響が出るおそれがある。この玉擦れを抑えるために、隙間５４付近と玉３との摩擦速度を小さくしたほうがよい。玉３は、図５に示すように、接触角を赤道Ｅとする回転運動をし、その回転軸Ｒがポケット６０の底部を通る。そこで、隙間５４の開口位置を、玉３の回転軸Ｒと重なるように設ける。隙間５４と回転軸Ｒが重なることで、玉３が回転する際、周速の小さい位置で隙間５４の稜と接触し、玉３が擦れてしまうことを抑制することができる。
加えて、稜部分が鋭いエッジであると玉が摩損したり、玉表面のグリースを掻きとってしまうことから、外環５２および内環５３のポケット６０側の周縁部に面取り加工を施すとよい。
【００２９】
また、基部５１が十分な強度や剛性を有するよう考慮する必要がある。
例えば、アキシャルドローにより射出成形する際に、樹脂を流す型のゲートを、外環５２および内環５３にそれぞれ別々に、かつ円周方向において並ばないように互いに斜めにずれた位置に設ける。このような型で成形すれば、外環５２および内環５３のそれぞれのウエルドポイントが円周方向においてずれて、基部５１の強度が確保される。
さらに、図５に示すように、外環５２について、背面（底面）の幅ｂよりも高さａの方が大きく（ａ＞ｂ）、内環５３について、背面（底面）の幅ｃよりも高さｄの方が大きくなるように形成する（ｄ＞ｃ）。このように、基部５１のアキシアル方向の寸法をラジアル方向の寸法よりも大きくすることで、剛性を確保できる。仮に剛性が足りない場合には、保持器に玉３を組み込んだ後、アンギュラ玉軸受に保持器を装着する際に玉３がばらけるといった不具合が生じ、生産ラインが停止するおそれもあるが、保持器５０は十分な剛性を有することから、こういった不具合を防止できる。
【００３０】
以上のように、本実施の形態にあっては、保持器５０の基部５１が、外環５２と内環５３とからなり、これらの間には隙間５４が設けられ、各ポケット６０の各基部凹面５１ａの底部に隙間５４の一部である長穴が形成されているので、２つの保持器の間にグリースを圧入しても、前記隙間５４を通って玉３が保持されるポケット６０の基部凹面５１ａにグリースを導入することができる。したがって、外輪軌道および内輪軌道の軌道面および玉３の転動面に十分に潤滑剤を供給することができる。
【００３１】
なお、前述の各実施の形態おいては、自動車のハブユニット軸受として使用されるアンギュラ玉軸受について説明したが、本発明のアンギュラ玉軸受は他の機械装置などにも用いることができる。
また、本発明は、複数の保持器の間から潤滑剤を供給する場合に特に有用であるが、複列に限定されるものではなく、単列アンギュラ玉軸受にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るアンギュラ玉軸受を示す断面図である。
【図２】同、保持器の平面図である。
【図３】同、保持器の要部を正面側の内側から見た斜視図である。
【図４】同、保持器の断面図である。
【図５】同、本発明の第２の実施形態に係るアンギュラ玉軸受に設けられる保持器の要部の断面図である。
【図６】図５のＡ方向矢視図である。
【図７】従来のアンギュラ玉軸受をユニット化したハブユニット軸受の一例を示す断面図である。
【図８】同、保持器の断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    外輪
１ａ    外輪軌道
２    内輪
２ｄ    内輪軌道
３    玉
２０    アンギュラ玉軸受
３０、５０    保持器
３１、５１    基部
３１ａ、５１ａ    基部凹面（保持面）
３２    背面
３３    第一球状凹面
３４    貫通穴
３５、５５    保持部
３６、５６    柱部
３７、５７    突出部
３８    第二球状凹面
３９、５９    段部
４０、６０    ポケット
５２    外環
５３    内環
５４    隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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