JP7056080B2

JP7056080B2 - ハブユニット軸受

Info

Publication number: JP7056080B2
Application number: JP2017212131A
Authority: JP
Inventors: 将充渡部; 達男若林
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2017-11-01
Filing date: 2017-11-01
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2037-11-01
Also published as: CN209262052U; US10634190B2; DE202018106217U1; US20190128326A1; JP2019086026A

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。

従来のハブユニット軸受の保持器として、テーパ筒状に形成され、転動体を保持する複数のポケットが、保持器の軸方向幅の中間で周方向に等間隔で設けられる傾斜型保持器が知られている（例えば、特許文献１参照）。この保持器は、合成樹脂で成形され、各ポケット間に設けられる傾斜した柱部と、ポケットよりも小径側の部分である小径側円環部と、ポケットよりも大径側の部分である大径側円環部と、を有し、小径側円環部及び大径側円環部のそれぞれの内径面及び外径面が円筒面状に形成されている。

また、従来の他の傾斜型保持器として、傾斜型冠保持器が知られている（例えば、特許文献２参照）。この保持器は、大径側から小径側に向かって先細りに連続し且つ縮径する中空の環状を成し、その全体が略円錐台形状に形成される。そして、この保持器には、複数の転動体を１つずつ回転可能に保持する複数のポケットが周方向に沿って等間隔で形成されるとともに、その大径側には、この大径側から各ポケットに転動体を１つずつ挿入するための開口が形成される。

特開平０８－０１４２５８号公報特開２００８－１１５９８１号公報

ところで、上記特許文献１、２に記載の保持器は、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、複数の保持器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、前述したような傾斜型保持器や傾斜型冠保持器は、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、小径側円環部の外径が大径側円環部の内径より小さくなっており、棒状包装などで保持器を積み重ねた場合、小径側円環部の外径がテーパ状の柱部の内径の薄肉部に接触する。そして、この接触した状態で、保持器の軸方向に力が作用すると、柱部の内径の薄肉部が変形する、あるいは、柱部の内径の薄肉部に小径側円環部の外径が嵌まり込み、保持器定配装置において保持器の分離が困難になる可能性があった。この嵌まり込みの問題は、特に傾斜型冠保持器で発生しやすい。

そして、この問題を解決するため、上記特許文献２に記載の保持器では、大径側の端面に窪み部を設けるとともに、小径側の端部を軸方向外側に延ばして、保持器を積み重ねる際に、この窪み部に相手側の保持器の小径側の端部を載置するようにしている。

しかしながら、上記特許文献２では、保持器の断面積が増加するため、転動体の接触角が大きく、軌道溝に隣接する肩部の高い軸受の保持器としては使用しにくかった。また、保持器の軸方向寸法が長いため、棒巻包装状態における保持器の入り数が減少し、保持器定配装置への保持器供給頻度が増加して、作業工数が増える可能性があった。

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、また、棒巻包装状態における保持器の入り数を増やす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、周方向に互いに隣り合う柱部間に形成され、転動体を転動可能にそれぞれ保持するポケットと、を有し、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、小径側円環部の外径面は、大径側円環部に向かうに従って拡径するテーパ面に形成され、保持器の外径面及び保持器の内径面の少なくとも一方が円筒面に形成されることを特徴とするハブユニット軸受。
（２）保持器の外径面及び保持器の内径面の両方が円筒面に形成されることを特徴とする（１）に記載のハブユニット軸受。

本発明によれば、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、周方向に互いに隣り合う柱部間に形成され、転動体を転動可能にそれぞれ保持するポケットと、を有し、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、小径側円環部の外径面は、大径側円環部に向かうに従って拡径するテーパ面に形成され、保持器の外径面及び保持器の内径面の少なくとも一方が円筒面に形成される。このため、複数の保持器を積み重ねた状態における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、また、棒巻包装状態における保持器の入り数を増やすことができる。

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に示す保持器の要部拡大断面図である。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。図４に示す積み重ねた状態の保持器の要部拡大断面図である。

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、駆動輪用のハブユニット軸受であり、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の外径面と外輪部材１１の内径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、外径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の内径面には、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の外径面には、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、背面組み合わせ型（ＤＢ）軸受が構成される。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、合成樹脂の射出成形で略円すい筒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、周方向に互いに隣り合う柱部２３間に形成され、複数の玉１４を転動可能にそれぞれ保持するポケット２４と、を有する。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。

そして、本実施形態では、保持器２０の複数の柱部２３は、その小径側端部が小径側円環部２２により周方向に繋げられていると共に、その大径側端部が大径側円環部２１により周方向に繋げられているため、保持器２０の周方向の剛性が向上されている。このため、柱部の軸方向片端部のみが円環部により周方向に繋げられている傾斜型冠保持器と比べて剛性が高くなっている。

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の内周面は、玉１４の外形に倣った球面状にそれぞれ形成される。このため、柱部２３の軸方向中間部分は、他の部分より周方向の肉厚が薄い薄肉部となっている。なお、本実施形態では、柱部２３の外径面と内径面とは、保持器２０の中心軸に対して同心、且つ平行に形成されている。

そして、小径側円環部２２の外径面２２ａは、図３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（部分円錐面）に形成されている。このため、小径側円環部２２の外径面２２ａと軸方向外端面２２ｂとの間の稜が鈍角（９０°以上）となっている。また、外径面２２ａのテーパ面の保持器軸方向に対する角度αは、本実施形態では、例えば、１０°に設定されている。

また、図３に示すように、保持器２０の外径面２１ａは、円周方向に連続して形成された大径側円環部２１の外径面と、円周方向に不連続に形成された各柱部２３の外径面とにより構成され、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ている。同様に、保持器２０の内径面２２ｃは、円周方向に連続して形成された小径側円環部２２の内径面と、円周方向に不連続に形成された各柱部２３の内径面とにより構成され、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。また、大径側円環部２１の外周面の軸方向外周縁には、面取り部２１ｂが形成され、これにより、後述する保持器定配装置の掛け外し爪の挿入性を向上している。なお、本実施形態では、大径側円環部２１の内径面は、玉１４のピッチ円直径Ｐよりも大径であり、小径側円環部２２の外径面２２ａは、玉１４のピッチ円直径Ｐよりも小径である。

次に、図４及び図５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ている。

そして、保持器２０が積み重ねられた状態では、図５に示すように、上方に位置する保持器２０の小径側円環部２２の稜（外径面２２ａと軸方向外端面２２ｂとの間の稜）が、下方に位置する保持器２０の柱部２３の内径面に接触する。そこで、本実施形態では、複数の柱部２３の大径側端部を大径側円環部２１で周方向に繋ぐことにより、保持器２０の周方向の剛性を向上すると共に、小径側円環部２２の外径面２２ａを大径側円環部２１に向かうに従って拡径するテーパ面に形成することにより、小径側円環部２２の稜を鈍角にしている。これにより、保持器２０が積み重ねられた状態で軸方向に力が掛かったとしても、小径側円環部２２の稜と相手方の柱部２３との接触部分の応力集中が緩和されるため、柱部２３の変形（拡径と食い込み）、及び柱部２３への小径側円環部２２の稜の嵌まり込み（保持器２０同士の嵌まり込み）を防止することができる。なお、本実施形態では、保持器２０が積み重ねられた状態で、大径側円環部２１が相手方の柱部２３に接触しないように、大径側円環部２１の軸方向寸法が小径側円環部２２の軸方向寸法よりも短くなっている。

また、本実施形態では、保持器２０を積み重ねたとき、一方の保持器２０の柱部２３が隣接する他方の保持器２０の柱部２３と径方向で重なり合う状態まで、一方の保持器２０を他方の保持器２０に対して軸方向に入り込ませている。従って、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。

また、本実施形態では、保持器２０の外径面２１ａ及び保持器２０の内径面２２ｃが、軸方向に沿う円筒面にそれぞれ形成されるため、例えば、保持器２０の内径面２２ｃに心棒３２（図４参照）を通すなどの方法により、保持器２０の内径面２２ｃをガイド面として利用して、棒巻包装を容易にしている。また、保持器２０の外径面２１ａをガイドするガイド穴３３（図４参照）に保持器２０を嵌め入れるなどの方法により、保持器２０の外径面２１ａをガイド面として利用してもよい。

また、本実施形態では、保持器定配装置に保持器２０をセットする場合、保持器２０の外径面２１ａ又は保持器２０の内径面２２ｃをガイド面として利用することによって、保持器２０の芯出しを行うことができ、また、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、保持器２０の外径面２１ａ及び保持器２０の内径面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、複数の柱部２３の大径側端部を大径側円環部２１で周方向に繋ぐことにより、保持器２０の周方向の剛性を向上すると共に、小径側円環部２２の外径面２２ａを大径側円環部２１に向かうに従って拡径するテーパ面に形成することにより、小径側円環部２２の稜を鈍角にしている。これにより、保持器２０が積み重ねられた状態で軸方向に力が掛かったとしても、小径側円環部２２の稜と相手方の柱部２３との接触部分の応力集中が緩和されるため、柱部２３の変形（拡径と食い込み）、及び柱部２３への小径側円環部２２の稜の嵌まり込み（保持器２０同士の嵌まり込み）を防止することができる。

また、本実施形態のハブユニット軸受１０によれば、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ので、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。

また、本実施形態のハブユニット軸受１０によれば、保持器２０の外径面２１ａ及び保持器２０の内径面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の外径面２１ａ及び保持器２０の内径面２２ｃをガイド面として利用して、棒巻包装を容易にすることができる。さらに、保持器定配装置に保持器２０をセットする場合、保持器２０の外径面２１ａ又は保持器２０の内径面２２ｃをガイド面として利用することによって、保持器２０の芯出しを行うことができ、また、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。

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。
例えば、本実施形態では、保持器２０の外径面２１ａ及び保持器２０の内径面２２ｃの両方が円筒面に形成されているが、これに限定されず、保持器２０の外径面２１ａ及び保持器２０の内径面２２ｃの一方が円筒面に形成されていてもよい。

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外径面
２２小径側円環部
２２ａ外径面
２２ｂ軸方向外端面
２２ｃ内径面
２３柱部
２４ポケット

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、周方向に互いに隣り合う前記柱部間に形成され、前記転動体を転動可能にそれぞれ保持するポケットと、を有し、
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、
前記小径側円環部の外径面は、前記大径側円環部に向かうに従って拡径するテーパ面に形成され、
前記保持器の外径面及び前記保持器の内径面の少なくとも一方が円筒面に形成され、
前記小径側円環部の外径は、前記大径側円環部の内径よりも小さく、
前記小径側円環部の前記外径面の前記テーパ面の軸方向に対する角度は、前記柱部の軸方向に対する角度よりも小さく、
前記保持器が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た場合、前記保持器の前記小径側円環部の前記外径面と軸方向外端面との間の稜が、隣り合う他の前記保持器の前記柱部の内径面に接触することを特徴とするハブユニット軸受。
前記保持器の前記外径面及び前記保持器の前記内径面の両方が円筒面に形成されることを特徴とする請求項１に記載のハブユニット軸受。