JP2000006609A - 車両のタイヤ支持構造 - Google Patents
車両のタイヤ支持構造Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
- F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
- F16C19/38—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
- F16C19/383—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
- F16C19/385—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings
- F16C19/386—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings in O-arrangement
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
- F16C19/522—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to load on the bearing, e.g. bearings with load sensors or means to protect the bearing against overload
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- F16C2326/01—Parts of vehicles in general
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- F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
- F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
- F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
Abstract
(57)【要約】
【課題】 この発明は，タイヤを回転自在に支持する軸
受を複列軸受とし且つ複列軸受のタイヤ負荷中心との相
対配置位置を特定することにより，軸受の長寿命化を図
った車両のタイヤ支持構造を提供する。 【解決手段】 アクスルシャフト１とタイヤとの間に取
り付けられるハブ５は，複列軸受３０によってアクスル
ケース２に対して回転自在に支持されている。複列軸受
３０の車両内側及び外側の各軸受部分は同じサイズであ
り，ハブナット１３による締付け力による与圧は均等化
されている。また，外側の転動体列３９を構成する各転
動体３５の中心ＯＭのアクスルシャフト１の軸方向位置
を，タイヤの負荷中心Ｃ−Ｃよりも車両の内側に設定し
ているので，通常走行時の負荷は複列軸受３０の外側軸
受部分が負担し，軸受全体として寿命がバランスする。
受を複列軸受とし且つ複列軸受のタイヤ負荷中心との相
対配置位置を特定することにより，軸受の長寿命化を図
った車両のタイヤ支持構造を提供する。 【解決手段】 アクスルシャフト１とタイヤとの間に取
り付けられるハブ５は，複列軸受３０によってアクスル
ケース２に対して回転自在に支持されている。複列軸受
３０の車両内側及び外側の各軸受部分は同じサイズであ
り，ハブナット１３による締付け力による与圧は均等化
されている。また，外側の転動体列３９を構成する各転
動体３５の中心ＯＭのアクスルシャフト１の軸方向位置
を，タイヤの負荷中心Ｃ−Ｃよりも車両の内側に設定し
ているので，通常走行時の負荷は複列軸受３０の外側軸
受部分が負担し，軸受全体として寿命がバランスする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は，車両のタイヤを
軸受によってアクスルケースに回転自在に支持する車両
のタイヤ支持構造に関する。
軸受によってアクスルケースに回転自在に支持する車両
のタイヤ支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，車両のタイヤ支持構造の一つとし
て，図５に示すような，トラック等のリアアクスルに適
用されている全浮動式アクスルがある。図５に示すタイ
ヤ支持構造では，車両のフレーム（図示せず）に支持さ
れたアクスルケース２の内部に，アクスルシャフト１が
回転自在に配置されている。アクスルシャフト１の端部
には，径方向に延びるフランジ部４が一体的に形成され
ている。フランジ部４の外周部に対して，ハブ５がボル
ト６によって取り付けられている。ハブ５は径方向外側
に延びるフランジ部７を有しており，ダブルタイヤ３の
ディスクホイール８が，フランジ部７に対してブレーキ
ドラム１０と共に取付けボルト９によって取付けられて
いる。ダブルタイヤ３をアクスルケース２に対して回転
自在に支持するため，ハブ５は，アクスルケース２に対
して，互いにアクスルシャフト１の軸方向に隔置して配
置された一対の軸受，即ち，インナ軸受１１及びアウタ
軸受１２によって回転自在に支持されている。
て，図５に示すような，トラック等のリアアクスルに適
用されている全浮動式アクスルがある。図５に示すタイ
ヤ支持構造では，車両のフレーム（図示せず）に支持さ
れたアクスルケース２の内部に，アクスルシャフト１が
回転自在に配置されている。アクスルシャフト１の端部
には，径方向に延びるフランジ部４が一体的に形成され
ている。フランジ部４の外周部に対して，ハブ５がボル
ト６によって取り付けられている。ハブ５は径方向外側
に延びるフランジ部７を有しており，ダブルタイヤ３の
ディスクホイール８が，フランジ部７に対してブレーキ
ドラム１０と共に取付けボルト９によって取付けられて
いる。ダブルタイヤ３をアクスルケース２に対して回転
自在に支持するため，ハブ５は，アクスルケース２に対
して，互いにアクスルシャフト１の軸方向に隔置して配
置された一対の軸受，即ち，インナ軸受１１及びアウタ
軸受１２によって回転自在に支持されている。
【０００３】図６は，図５に示す車輪の回転支持構造の
一部を拡大して示す断面図である。インナ軸受１１及び
アウタ軸受１２は，それぞれタイヤの負荷中心Ｃ−Ｃに
対して，車両の内側と外側に分かれて配置されている。
タイヤ３の負荷中心Ｃ−Ｃは，シングルタイヤの場合に
は，そのタイヤの幅方向中央位置にあり，ダブルタイヤ
３の場合には，図５に示すように二つのタイヤ３，３の
中心位置にある。インナ軸受１１及びアウタ軸受１２は
円すいころ軸受であり，いずれも円すいころの小端径を
負荷中心Ｃ−Ｃ側に置いている。ハブナット１３をアク
スルケース２の端部外面に形成された雄ねじ部１４にね
じ込んで締め付けることにより，インナ軸受１１及びア
ウタ軸受１２に対して予圧を与えて，軸受の剛性を高め
ると共に円すいころと内外輪の軌道面との間に生じる隙
間を吸収させることができる。なお，シール部材１５，
１６は，外部から塵埃等の異物がインナ軸受１１及びア
ウタ軸受１２に進入するのを防止している。
一部を拡大して示す断面図である。インナ軸受１１及び
アウタ軸受１２は，それぞれタイヤの負荷中心Ｃ−Ｃに
対して，車両の内側と外側に分かれて配置されている。
タイヤ３の負荷中心Ｃ−Ｃは，シングルタイヤの場合に
は，そのタイヤの幅方向中央位置にあり，ダブルタイヤ
３の場合には，図５に示すように二つのタイヤ３，３の
中心位置にある。インナ軸受１１及びアウタ軸受１２は
円すいころ軸受であり，いずれも円すいころの小端径を
負荷中心Ｃ−Ｃ側に置いている。ハブナット１３をアク
スルケース２の端部外面に形成された雄ねじ部１４にね
じ込んで締め付けることにより，インナ軸受１１及びア
ウタ軸受１２に対して予圧を与えて，軸受の剛性を高め
ると共に円すいころと内外輪の軌道面との間に生じる隙
間を吸収させることができる。なお，シール部材１５，
１６は，外部から塵埃等の異物がインナ軸受１１及びア
ウタ軸受１２に進入するのを防止している。
【０００４】インナ軸受１１の内輪１８とアウタ軸受１
２の内輪２１とはアクスルケース２の外周面に嵌合して
おり，インナ軸受１１の外輪１９とアウタ軸受１２の外
輪２２とは，ハブ５の内面にそれぞれ嵌合している。ま
た，インナ軸受１１の内輪１８は，背面側においてアク
スルケース２の段部２３によって車両の内側に向かう変
位が規制されており，アウタ軸受１２の内輪２１は，そ
の背面側においてハブナット１３によって車両の外側に
向かう変位が規制されている。更に，インナ軸受１１の
外輪１９とアウタ軸受１２の外輪２２とは，それぞれ背
面がハブ５の段部２４，２５に当接することによって，
車両の外側又は内側に向かう変位が規制されている。し
たがって，ハブナット１３をアクスルケース２の雄ねじ
部１４にねじ込むと，インナ軸受１１とアウタ軸受１２
とは，図５の左方に押し付けられ，インナ軸受１１の円
すいころ１７とアウタ軸受１２の円すいころ２０と，そ
の軌道面である内外の輪１８，１９，２１，２２に対し
て予圧が与えられた状態で取り付けられる。
２の内輪２１とはアクスルケース２の外周面に嵌合して
おり，インナ軸受１１の外輪１９とアウタ軸受１２の外
輪２２とは，ハブ５の内面にそれぞれ嵌合している。ま
た，インナ軸受１１の内輪１８は，背面側においてアク
スルケース２の段部２３によって車両の内側に向かう変
位が規制されており，アウタ軸受１２の内輪２１は，そ
の背面側においてハブナット１３によって車両の外側に
向かう変位が規制されている。更に，インナ軸受１１の
外輪１９とアウタ軸受１２の外輪２２とは，それぞれ背
面がハブ５の段部２４，２５に当接することによって，
車両の外側又は内側に向かう変位が規制されている。し
たがって，ハブナット１３をアクスルケース２の雄ねじ
部１４にねじ込むと，インナ軸受１１とアウタ軸受１２
とは，図５の左方に押し付けられ，インナ軸受１１の円
すいころ１７とアウタ軸受１２の円すいころ２０と，そ
の軌道面である内外の輪１８，１９，２１，２２に対し
て予圧が与えられた状態で取り付けられる。
【０００５】上記のタイヤ支持構造において，インナ軸
受１１は，タイヤ中心Ｃ−Ｃに対してアウタ軸受１２よ
りも近くに配置されているため，アウタ軸受１２よりも
大きな荷重を受ける。そのため，インナ軸受１１には，
アウタ軸受１２よりも定格荷重の大きな軸受が採用され
ている。インナ軸受１１の選定後に，アクスルケース２
の径，ハブ５の強度，重量，コスト等を優先して考慮す
ることにより，アウタ軸受１２が選定される。インナ軸
受１１及びアウタ軸受１２の接触角α，βは，入力され
る荷重の大きさ，軸受のサイズによって選定される。イ
ンナ軸受１１とアウタ軸受１２で異種の軸受を使うた
め，接触角α，βも異なる場合が多い。
受１１は，タイヤ中心Ｃ−Ｃに対してアウタ軸受１２よ
りも近くに配置されているため，アウタ軸受１２よりも
大きな荷重を受ける。そのため，インナ軸受１１には，
アウタ軸受１２よりも定格荷重の大きな軸受が採用され
ている。インナ軸受１１の選定後に，アクスルケース２
の径，ハブ５の強度，重量，コスト等を優先して考慮す
ることにより，アウタ軸受１２が選定される。インナ軸
受１１及びアウタ軸受１２の接触角α，βは，入力され
る荷重の大きさ，軸受のサイズによって選定される。イ
ンナ軸受１１とアウタ軸受１２で異種の軸受を使うた
め，接触角α，βも異なる場合が多い。
【０００６】上記のタイヤ支持構造の軸受寿命について
は，インナ軸受１１の方がアウタ軸受１２よりも短寿命
となるように設定されている。軸受寿命を算出するに際
しては，車両の走行パターン，及びハブナット１３をア
クスルケース２に締め付けることによって得られる軸受
の予圧についての各条件が設定される。走行パターンに
ついては，直進走行が９０％を占め，正旋回走行（例，
０．３Ｇ右旋回）と負荷旋回（例，０．３Ｇ左旋回）と
がそれぞれ５％を占めるパターンが設定される。インナ
軸受１１の寿命をアウタ軸受１２の寿命よりも短くする
のは，アウタ軸受１２がインナ軸受１１よりも早期に破
損すると，アクスルシャフト１がねじ切れる等の重度の
破損モードを招くからである。インナ軸受１１を短寿命
とし，アウタ軸受１２が破損するよりも先に破損させる
と，インナ軸受１１の破損は走行中の異常振動として感
知できるために，重度の破損モードに至らない程度の許
容し得る破損モードに納まっているうちに，軸受の交換
等の対策が可能となる。
は，インナ軸受１１の方がアウタ軸受１２よりも短寿命
となるように設定されている。軸受寿命を算出するに際
しては，車両の走行パターン，及びハブナット１３をア
クスルケース２に締め付けることによって得られる軸受
の予圧についての各条件が設定される。走行パターンに
ついては，直進走行が９０％を占め，正旋回走行（例，
０．３Ｇ右旋回）と負荷旋回（例，０．３Ｇ左旋回）と
がそれぞれ５％を占めるパターンが設定される。インナ
軸受１１の寿命をアウタ軸受１２の寿命よりも短くする
のは，アウタ軸受１２がインナ軸受１１よりも早期に破
損すると，アクスルシャフト１がねじ切れる等の重度の
破損モードを招くからである。インナ軸受１１を短寿命
とし，アウタ軸受１２が破損するよりも先に破損させる
と，インナ軸受１１の破損は走行中の異常振動として感
知できるために，重度の破損モードに至らない程度の許
容し得る破損モードに納まっているうちに，軸受の交換
等の対策が可能となる。
【０００７】全浮動式のアクスルエンドの構造に関し
て，実開平１−１５８２０１号公報に開示されているも
のがある。このアクスルエンドの構造は，アクスルケー
スの端部に，アクスルシャフトのスプライン部の径より
大きい内径を有するアクスルケースエンドを固定し，ア
クスルケースエンドに一対の軸受を介してハブの大径部
を支持し，アクスルシャフトの端部とハブの小径部の端
部とを固定したものである。ハブの中間部には段差が形
成され，軸受の支持部位の内径が大径部に形成され，ア
クスルケースエンドの内径を大きく形成し，アクスルシ
ャフトのスプライン部がアクスルケースから抜き差し可
能とされている。一対の軸受を複列軸受として構成した
例も示されており，軸受の外レースは共通化されてハブ
の内径に嵌合しているが，タイヤの負荷中心との位置的
関係については何ら開示するものではない。
て，実開平１−１５８２０１号公報に開示されているも
のがある。このアクスルエンドの構造は，アクスルケー
スの端部に，アクスルシャフトのスプライン部の径より
大きい内径を有するアクスルケースエンドを固定し，ア
クスルケースエンドに一対の軸受を介してハブの大径部
を支持し，アクスルシャフトの端部とハブの小径部の端
部とを固定したものである。ハブの中間部には段差が形
成され，軸受の支持部位の内径が大径部に形成され，ア
クスルケースエンドの内径を大きく形成し，アクスルシ
ャフトのスプライン部がアクスルケースから抜き差し可
能とされている。一対の軸受を複列軸受として構成した
例も示されており，軸受の外レースは共通化されてハブ
の内径に嵌合しているが，タイヤの負荷中心との位置的
関係については何ら開示するものではない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで，上記の方法
によるタイヤ支持構造の軸受の寿命の設計においては，
以下に掲げる問題点がある。先ず，アウタ軸受１２は予
圧の影響をインナ軸受１１よりも受けやすくなっている
という問題点がある。通常の予圧では，インナ軸受１１
の寿命がアウタ軸受１２よりも短くなるように設定され
ている。ハブナット１３を過大な力で締め付けると軸受
の予圧は上昇するが，このときサイズの小さい（負荷要
領が小さい）アウタ軸受１２の寿命が急激に低下する。
予圧の管理が徹底されないと，ユーザーが予測し得ない
短い走行距離にもかかわらずアウタ軸受１２が破損す
る。
によるタイヤ支持構造の軸受の寿命の設計においては，
以下に掲げる問題点がある。先ず，アウタ軸受１２は予
圧の影響をインナ軸受１１よりも受けやすくなっている
という問題点がある。通常の予圧では，インナ軸受１１
の寿命がアウタ軸受１２よりも短くなるように設定され
ている。ハブナット１３を過大な力で締め付けると軸受
の予圧は上昇するが，このときサイズの小さい（負荷要
領が小さい）アウタ軸受１２の寿命が急激に低下する。
予圧の管理が徹底されないと，ユーザーが予測し得ない
短い走行距離にもかかわらずアウタ軸受１２が破損す
る。
【０００９】次に，通常の予圧状態において，インナ軸
受１１の寿命がアウタ軸受１２の寿命と比較して極端に
短くなるという問題点がある。即ち，上記の軸受寿命の
計算において，タイヤ接地点２６（図５参照）より入力
される旋回時の荷重がタイヤ半径Ｒをモーメントアーム
として軸受に左右力を与えるために，インナ軸受１１の
負担が大きく，軸受寿命，特に正旋回時のインナ軸受１
１の寿命を極端に短くしてしまう。その結果，タイヤ
３，３の負荷中心Ｃ−Ｃの両側に軸受を配置させた従来
の構成では，インナ軸受１１対アウタ軸受１２の寿命比
が１：５．１以上になり，インナ軸受１１の寿命が圧倒
的に短くなる。
受１１の寿命がアウタ軸受１２の寿命と比較して極端に
短くなるという問題点がある。即ち，上記の軸受寿命の
計算において，タイヤ接地点２６（図５参照）より入力
される旋回時の荷重がタイヤ半径Ｒをモーメントアーム
として軸受に左右力を与えるために，インナ軸受１１の
負担が大きく，軸受寿命，特に正旋回時のインナ軸受１
１の寿命を極端に短くしてしまう。その結果，タイヤ
３，３の負荷中心Ｃ−Ｃの両側に軸受を配置させた従来
の構成では，インナ軸受１１対アウタ軸受１２の寿命比
が１：５．１以上になり，インナ軸受１１の寿命が圧倒
的に短くなる。
【００１０】軸受破損の感知，メンテナンス性等を考慮
すると，インナ軸受対アウタ軸受の寿命比については，
１：１．１〜１：５程度にすることが好ましい。このよ
うなインナ軸受対アウタ軸受の寿命比を得るため，予圧
の影響を受けにくいアウタ軸受を採用するとともに，イ
ンナ軸受の寿命をアップさせ，インナ軸受とアウタ軸受
の寿命をバランスさせることにより，軸受全体の高寿命
化を図る点で解決すべき課題がある。
すると，インナ軸受対アウタ軸受の寿命比については，
１：１．１〜１：５程度にすることが好ましい。このよ
うなインナ軸受対アウタ軸受の寿命比を得るため，予圧
の影響を受けにくいアウタ軸受を採用するとともに，イ
ンナ軸受の寿命をアップさせ，インナ軸受とアウタ軸受
の寿命をバランスさせることにより，軸受全体の高寿命
化を図る点で解決すべき課題がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明の目的は，上記
課題を解決することであり，アウタ側の軸受列とインナ
側の軸受列と同サイズに且つ一体化して複列軸受化し，
内側と外側に２列の軸受寿命をバランスさせて高寿命化
し，軸受及び軸受周辺の軽量コンパクト化し，それに伴
うコストダウンを図った車両のタイヤ支持構造を提供す
ることである。
課題を解決することであり，アウタ側の軸受列とインナ
側の軸受列と同サイズに且つ一体化して複列軸受化し，
内側と外側に２列の軸受寿命をバランスさせて高寿命化
し，軸受及び軸受周辺の軽量コンパクト化し，それに伴
うコストダウンを図った車両のタイヤ支持構造を提供す
ることである。
【００１２】上記課題を解決するため，この発明は，次
のように構成されている。即ち，この発明は，車両の車
体フレームに支持されたアクスルケース，該アクスルケ
ース内に回転自在に配置されているアクスルシャフト，
前記アクスルシャフトに取り付けられたタイヤ，前記タ
イヤを前記アクスルケースに回転自在に支持する軸受を
具備し，前記軸受は，前記車両の内側に配置された内側
転動体列と前記車両の外側に配置された外側転動体列と
を有する複列軸受であり，前記外側転動体列を構成する
各転動体の中心の前記アクスルシャフト軸方向位置は，
前記タイヤの負荷中心よりも前記車両の内側に設定され
ていることから成る車両のタイヤ支持構造に関する。
のように構成されている。即ち，この発明は，車両の車
体フレームに支持されたアクスルケース，該アクスルケ
ース内に回転自在に配置されているアクスルシャフト，
前記アクスルシャフトに取り付けられたタイヤ，前記タ
イヤを前記アクスルケースに回転自在に支持する軸受を
具備し，前記軸受は，前記車両の内側に配置された内側
転動体列と前記車両の外側に配置された外側転動体列と
を有する複列軸受であり，前記外側転動体列を構成する
各転動体の中心の前記アクスルシャフト軸方向位置は，
前記タイヤの負荷中心よりも前記車両の内側に設定され
ていることから成る車両のタイヤ支持構造に関する。
【００１３】この発明による車両のタイヤ支持構造にお
いては，従来のアウタ軸受とインナ軸受とを複列軸受化
によってユニット化したので，外側転動体列に対する予
圧の影響は，内側転動体列に対する影響と同程度とな
る。このとき，ハブナットをアクスルケースに規定の締
付け力で締めつけることにより，複列軸受の内側転動体
列と外側転動体列とに対する予圧が均等に与えられ，外
側転動体列において荷重に対する余裕が生じる。一方，
外側転動体列の各転動体の中心のアクスルシャフト軸方
向位置は，タイヤの負荷中心よりも車両内側に設定され
るので，外側転動体列よりも車両の内側に配置されてい
る内側転動体列は，タイヤの負荷中心の近くに配置され
る外側転動体列よりも負担が減少する。したがって，軸
受寿命計算上，走行比率９０％を占める直進走行時に
は，内側転動体列への負担が軽くなり，外側転動体列へ
の負担が大きくなる。これにより，内側転動体列と外側
転動体列の寿命がバランスし，軸受全体としての長寿命
化が図られる。また，複列軸受の採用と，外側転動体列
を構成する各転動体の中心をアクスルシャフトの軸方向
位置をタイヤの負荷中心よりも車両内側に設定したこと
により，アクスルケースの長さ及びアクスルシャフト，
ハブの長さが短縮化され，それに応じて，アクスル重量
が軽減される。
いては，従来のアウタ軸受とインナ軸受とを複列軸受化
によってユニット化したので，外側転動体列に対する予
圧の影響は，内側転動体列に対する影響と同程度とな
る。このとき，ハブナットをアクスルケースに規定の締
付け力で締めつけることにより，複列軸受の内側転動体
列と外側転動体列とに対する予圧が均等に与えられ，外
側転動体列において荷重に対する余裕が生じる。一方，
外側転動体列の各転動体の中心のアクスルシャフト軸方
向位置は，タイヤの負荷中心よりも車両内側に設定され
るので，外側転動体列よりも車両の内側に配置されてい
る内側転動体列は，タイヤの負荷中心の近くに配置され
る外側転動体列よりも負担が減少する。したがって，軸
受寿命計算上，走行比率９０％を占める直進走行時に
は，内側転動体列への負担が軽くなり，外側転動体列へ
の負担が大きくなる。これにより，内側転動体列と外側
転動体列の寿命がバランスし，軸受全体としての長寿命
化が図られる。また，複列軸受の採用と，外側転動体列
を構成する各転動体の中心をアクスルシャフトの軸方向
位置をタイヤの負荷中心よりも車両内側に設定したこと
により，アクスルケースの長さ及びアクスルシャフト，
ハブの長さが短縮化され，それに応じて，アクスル重量
が軽減される。
【００１４】この車両のタイヤ支持構造において，前記
複列軸受は，一個の複列外輪と二個の内輪とを持つ複列
外向き円すいころ軸受である。
複列軸受は，一個の複列外輪と二個の内輪とを持つ複列
外向き円すいころ軸受である。
【００１５】この車両のタイヤ支持構造において，前記
複列軸受の前記内側転動体列と前記外側転動体列との予
圧は，軸受の内外の軌道輪と転動体とのすきまである内
部すきまによって決定されている。
複列軸受の前記内側転動体列と前記外側転動体列との予
圧は，軸受の内外の軌道輪と転動体とのすきまである内
部すきまによって決定されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下，図面を参照してこの発明に
よる車両のタイヤ支持構造の実施例を説明する。図１は
この発明における車両のタイヤ支持構造の一実施例を示
す部分断面図である。図１に示した車両のタイヤ支持構
造においては，図５及び図６に示した従来の車両のタイ
ヤ支持構造に用いられているのと同等の構成要素又は部
位には，同じ符号を付しているので，再度の詳細な説明
を省略する。
よる車両のタイヤ支持構造の実施例を説明する。図１は
この発明における車両のタイヤ支持構造の一実施例を示
す部分断面図である。図１に示した車両のタイヤ支持構
造においては，図５及び図６に示した従来の車両のタイ
ヤ支持構造に用いられているのと同等の構成要素又は部
位には，同じ符号を付しているので，再度の詳細な説明
を省略する。
【００１７】図１に示す車両のタイヤ支持構造において
は，ハブ５をアクスルケース２に回転自在に支持する軸
受は，複列外向き円すいころ軸受（以下，複列軸受と略
す）３０である。複列軸受３０は，１個の複列外輪３
１，２個の内輪，即ち，内側内輪３２及び外側内輪３
３，及び複列外輪３１と内側内輪３２及び外側内輪３３
との間で転動自在な複数の円すいころ３４，３５から成
っている。円すいころ３４，３５は，保持器３７によっ
て互いに間隔を保って保持されている。環状に配置され
た円すいころ３４は内側転動体列３８を構成しており，
同様に，環状に配置された円すいころ３５は外側転動体
列３９を構成している。複列外輪３１は，軸受３０の中
心に対して対称形状を有しており，内側内輪３２及び外
側内輪３３，並びに円すいころ３４，３５も，軸受３０
の中心に対して対称に配置されている。接触角γは，複
列外輪３１の内側部分と外側部分とで同じ角度に設定さ
れている。したがって，図５及び図６に示した従来の一
対の軸受を用いたタイヤ支持構造との対応で考えると，
アウタ軸受のサイズをインナ軸受と同じサイズにアップ
したことに対応している。
は，ハブ５をアクスルケース２に回転自在に支持する軸
受は，複列外向き円すいころ軸受（以下，複列軸受と略
す）３０である。複列軸受３０は，１個の複列外輪３
１，２個の内輪，即ち，内側内輪３２及び外側内輪３
３，及び複列外輪３１と内側内輪３２及び外側内輪３３
との間で転動自在な複数の円すいころ３４，３５から成
っている。円すいころ３４，３５は，保持器３７によっ
て互いに間隔を保って保持されている。環状に配置され
た円すいころ３４は内側転動体列３８を構成しており，
同様に，環状に配置された円すいころ３５は外側転動体
列３９を構成している。複列外輪３１は，軸受３０の中
心に対して対称形状を有しており，内側内輪３２及び外
側内輪３３，並びに円すいころ３４，３５も，軸受３０
の中心に対して対称に配置されている。接触角γは，複
列外輪３１の内側部分と外側部分とで同じ角度に設定さ
れている。したがって，図５及び図６に示した従来の一
対の軸受を用いたタイヤ支持構造との対応で考えると，
アウタ軸受のサイズをインナ軸受と同じサイズにアップ
したことに対応している。
【００１８】したがって，ハブナット１３をアクスルケ
ース２の端部外周に形成された雄ねじ部１４に螺合させ
て規定の締付け力で締め付けると，従来のように，サイ
ズが小さい外側軸受に過大な予圧が作用することがな
く，複列軸受３０の内側転動体列３８を含む内側軸受部
分と，外側転動体列３９を含む外側軸受部分について
は，内外輪との間に予圧が均等に与えられる。また，複
列軸受３０，特に外側転動体列３９の各転動体である円
すいころ３５の中心ＯＭ（各ころ３５の自転中心軸線と
ピッチ径に相当する円筒との交点）は，タイヤの負荷中
心Ｃ−Ｃよりも車両内側に配置されているので，軸受寿
命計算の際に走行比率９０％を占める直進走行時におい
て，内側転動体列３８への負担が軽減され，外側転動体
列３９への負担が増大されている。これにより，寿命が
短い内側軸受部分と外側軸受部分の寿命がバランスする
ことになり，軸受寿命が延びることが期待される。な
お，内側転動体列３８における円すいころ３４の中心
が，ＩＭで示されている。
ース２の端部外周に形成された雄ねじ部１４に螺合させ
て規定の締付け力で締め付けると，従来のように，サイ
ズが小さい外側軸受に過大な予圧が作用することがな
く，複列軸受３０の内側転動体列３８を含む内側軸受部
分と，外側転動体列３９を含む外側軸受部分について
は，内外輪との間に予圧が均等に与えられる。また，複
列軸受３０，特に外側転動体列３９の各転動体である円
すいころ３５の中心ＯＭ（各ころ３５の自転中心軸線と
ピッチ径に相当する円筒との交点）は，タイヤの負荷中
心Ｃ−Ｃよりも車両内側に配置されているので，軸受寿
命計算の際に走行比率９０％を占める直進走行時におい
て，内側転動体列３８への負担が軽減され，外側転動体
列３９への負担が増大されている。これにより，寿命が
短い内側軸受部分と外側軸受部分の寿命がバランスする
ことになり，軸受寿命が延びることが期待される。な
お，内側転動体列３８における円すいころ３４の中心
が，ＩＭで示されている。
【００１９】図２に現行の小型トラック用軸受の計算寿
命と同車両にこの発明による複列軸受を適用した場合の
計算寿命とを示す。図２の縦軸は，軸受の走行寿命を示
し，横軸は，０よりも左側が軸受の内部すきまを示し，
０よりも右側が軸受に与えられる予圧である。実線で示
す曲線Ａｉは，この発明によるタイヤ支持構造に採用さ
れる複列軸受３０の内側軸受部分の走行寿命を示すグラ
フであり，破線で示す曲線Ａｏは，この発明によるタイ
ヤ支持構造に採用される複列軸受３０の外側軸受部分の
走行寿命を示すグラフである。また，一点鎖線で示す曲
線Ｂｉは，従来のタイヤ支持構造に採用される一対の軸
受のうちインナ軸受１１の走行寿命を示すグラフであ
り，二点鎖線で示す曲線Ｂｏは，従来のタイヤ支持構造
に採用される一対の軸受のうちアウタ軸受１２の走行寿
命を示すグラフである。
命と同車両にこの発明による複列軸受を適用した場合の
計算寿命とを示す。図２の縦軸は，軸受の走行寿命を示
し，横軸は，０よりも左側が軸受の内部すきまを示し，
０よりも右側が軸受に与えられる予圧である。実線で示
す曲線Ａｉは，この発明によるタイヤ支持構造に採用さ
れる複列軸受３０の内側軸受部分の走行寿命を示すグラ
フであり，破線で示す曲線Ａｏは，この発明によるタイ
ヤ支持構造に採用される複列軸受３０の外側軸受部分の
走行寿命を示すグラフである。また，一点鎖線で示す曲
線Ｂｉは，従来のタイヤ支持構造に採用される一対の軸
受のうちインナ軸受１１の走行寿命を示すグラフであ
り，二点鎖線で示す曲線Ｂｏは，従来のタイヤ支持構造
に採用される一対の軸受のうちアウタ軸受１２の走行寿
命を示すグラフである。
【００２０】図２のグラフからは，従来軸受の予圧荷重
が０であるときのインナ軸受対アウタ軸受の寿命比が
１：６．６であることに対し，この発明によるタイヤ支
持構造に採用される複列軸受の内側軸受部分対外側軸受
部分の寿命比は，１：１．９であり，適正範囲である
１：１．１〜１：５内に納まっていることが理解され
る。
が０であるときのインナ軸受対アウタ軸受の寿命比が
１：６．６であることに対し，この発明によるタイヤ支
持構造に採用される複列軸受の内側軸受部分対外側軸受
部分の寿命比は，１：１．９であり，適正範囲である
１：１．１〜１：５内に納まっていることが理解され
る。
【００２１】車両のタイヤ支持構造に用いられる軸受の
最適設計のフローが図４に示されている。図４を参照す
ると，剛性・強度，寿命，シール性及びフリクションを
含む軸受の機能，コスト及び重量を含む経済性，及び組
付け作業やメンテナンス性を含む整備性の観点からなる
基本的な要求性能に基づいて，車両の諸元，入力条件，
その他の制約条件を考慮しつつ軸受支持方式と概略寸法
を検討することから開始される。軸受支持方式と概略寸
法が決定されると，軸受に許容される空間（周辺部品の
制約），走行条件，剛性，市場性，経済性，メンテナン
ス性，シミュレーションによる負荷荷重計算，及び軸受
周りの温度分布の推定等に基づいて軸受型式の検討が行
われる。軸受カタログから軸受型式が選定されると，軸
受材料，寿命・剛性・強度の計算，及び保持器・グリー
ス・シールの選定の観点から軸受仕様が検討される。軸
受仕様が決定されると，軸力や温度分布から軸受予圧量
が決定され，軸受試作と嵌合試験，及び軸受の機能評価
試験を行い，軸受試作と嵌合試験の結果は軸受予圧量の
決定に，また軸受の機能評価試験の結果は軸受型式の検
討にフィードバックされ，試験の結果が良好であれば，
そのときの仕様と予圧量とで複列軸受の仕様とその予圧
量とが最終的に決定される。
最適設計のフローが図４に示されている。図４を参照す
ると，剛性・強度，寿命，シール性及びフリクションを
含む軸受の機能，コスト及び重量を含む経済性，及び組
付け作業やメンテナンス性を含む整備性の観点からなる
基本的な要求性能に基づいて，車両の諸元，入力条件，
その他の制約条件を考慮しつつ軸受支持方式と概略寸法
を検討することから開始される。軸受支持方式と概略寸
法が決定されると，軸受に許容される空間（周辺部品の
制約），走行条件，剛性，市場性，経済性，メンテナン
ス性，シミュレーションによる負荷荷重計算，及び軸受
周りの温度分布の推定等に基づいて軸受型式の検討が行
われる。軸受カタログから軸受型式が選定されると，軸
受材料，寿命・剛性・強度の計算，及び保持器・グリー
ス・シールの選定の観点から軸受仕様が検討される。軸
受仕様が決定されると，軸力や温度分布から軸受予圧量
が決定され，軸受試作と嵌合試験，及び軸受の機能評価
試験を行い，軸受試作と嵌合試験の結果は軸受予圧量の
決定に，また軸受の機能評価試験の結果は軸受型式の検
討にフィードバックされ，試験の結果が良好であれば，
そのときの仕様と予圧量とで複列軸受の仕様とその予圧
量とが最終的に決定される。
【００２２】軸受仕様の検討の段階では，直進走行が走
行全体の９０％を占め，正旋回走行（０．３Ｇの右旋回
走行），及び負荷旋回走行（０．３Ｇの左旋回走行）が
それぞれ５％を占める車両の走行パターンの条件で，複
列軸受３０の寿命の計算が行われる。このとき，複列軸
受３０への負荷中心位置であるタイヤ中心Ｃ−Ｃをハブ
５のレイアウト範囲内で内側軸受部分側，又は外側軸受
部分側方向へ割り振って軸受寿命の計算する。内外両軸
受部分の寿命比及び最小寿命値が要求を満足できる位置
にタイヤ中心Ｃ−Ｃが設定される。このときのタイヤ中
心は，予圧荷重が０であるときの内側対外側の両軸受部
分の寿命比が適正範囲の１：１．１〜１：５を確保する
ことができるとの理由で，外側転動体列３９の円すいこ
ろ３５の中心ＯＭよりアクスルシャフト１の軸方向で見
て車両外側とする。
行全体の９０％を占め，正旋回走行（０．３Ｇの右旋回
走行），及び負荷旋回走行（０．３Ｇの左旋回走行）が
それぞれ５％を占める車両の走行パターンの条件で，複
列軸受３０の寿命の計算が行われる。このとき，複列軸
受３０への負荷中心位置であるタイヤ中心Ｃ−Ｃをハブ
５のレイアウト範囲内で内側軸受部分側，又は外側軸受
部分側方向へ割り振って軸受寿命の計算する。内外両軸
受部分の寿命比及び最小寿命値が要求を満足できる位置
にタイヤ中心Ｃ−Ｃが設定される。このときのタイヤ中
心は，予圧荷重が０であるときの内側対外側の両軸受部
分の寿命比が適正範囲の１：１．１〜１：５を確保する
ことができるとの理由で，外側転動体列３９の円すいこ
ろ３５の中心ＯＭよりアクスルシャフト１の軸方向で見
て車両外側とする。
【００２３】軸受の接触角γは，複列軸受３０の剛性，
入力荷重，耐焼付き性を考慮して決定される。具体的に
は，耐焼付き性については，軸受の焼付きパラメータと
してのｐｖ値で判断する。図３は，円すいころ軸受に作
用する荷重の状態を説明する説明図である。ここで，ｐ
ｖ値のｐは，図３の領域Ｄで示すように，軸受内輪３２
（３３）のつば部と，円すいころ３４（３５）の端面と
の接触部における接触面圧であり，ｖは，軸受内輪３２
（３３）つば部と，円すいころ３４（３５）の端面との
接触部における周速のことである。大きな接触角γを採
用すると，複列軸受３０の剛性は高くなるが，耐え得る
ラジアル（半径方向）荷重Ｆｒの限界値としての耐ラジ
アル荷重は低下し，耐え得るアキシャル（軸方向）荷重
Ｆａの限界値としての耐アキシャル荷重は向上し，また
ｐｖ値が増加し，耐焼付き性は低下する。小さな接触角
γを採用すると，複列軸受３０の剛性は低下するが，耐
ラジアル荷重は上昇し，耐アキシャル荷重は低下し，ま
た，ｐｖ値が減少し，耐焼付き性は向上する傾向があ
る。したがって，このタイヤ支持構造では，従来技術の
範囲内の接触角を採用する。また，左右対称型の軸受と
することにより，組付け性，経済性が向上することか
ら，接触角γにおいても内側及び外側の軸受部分で，同
じ角度に設定される。
入力荷重，耐焼付き性を考慮して決定される。具体的に
は，耐焼付き性については，軸受の焼付きパラメータと
してのｐｖ値で判断する。図３は，円すいころ軸受に作
用する荷重の状態を説明する説明図である。ここで，ｐ
ｖ値のｐは，図３の領域Ｄで示すように，軸受内輪３２
（３３）のつば部と，円すいころ３４（３５）の端面と
の接触部における接触面圧であり，ｖは，軸受内輪３２
（３３）つば部と，円すいころ３４（３５）の端面との
接触部における周速のことである。大きな接触角γを採
用すると，複列軸受３０の剛性は高くなるが，耐え得る
ラジアル（半径方向）荷重Ｆｒの限界値としての耐ラジ
アル荷重は低下し，耐え得るアキシャル（軸方向）荷重
Ｆａの限界値としての耐アキシャル荷重は向上し，また
ｐｖ値が増加し，耐焼付き性は低下する。小さな接触角
γを採用すると，複列軸受３０の剛性は低下するが，耐
ラジアル荷重は上昇し，耐アキシャル荷重は低下し，ま
た，ｐｖ値が減少し，耐焼付き性は向上する傾向があ
る。したがって，このタイヤ支持構造では，従来技術の
範囲内の接触角を採用する。また，左右対称型の軸受と
することにより，組付け性，経済性が向上することか
ら，接触角γにおいても内側及び外側の軸受部分で，同
じ角度に設定される。
【００２４】
【発明の効果】この発明は，上記のように構成されてい
るので，次のような効果を奏する。即ち，この発明によ
る車両のタイヤ支持構造によれば，タイヤに取り付けら
れたハブをアクスルケースに対して回転自在に支持する
軸受が，車両の内側に配置された内側転動体列と車両の
外側に配置された外側転動体列とを有する複列軸受とさ
れ，前記外側転動体列を構成する各転動体の中心の前記
アクスルシャフト軸方向位置が，前記タイヤの負荷中心
よりも前記車両の内側に設定されているので，複列軸受
の内側軸受部分への荷重支持の負担を軽くすると共に，
軸受部分のサイズ均等化による外側軸受部分の荷重負荷
能力が向上されるので，内側軸受部分と外側軸受部分と
の寿命のバランスがアップして，軸受全体としての寿命
を長くすることができる。また，上記の軸受を複列軸受
化したことにより，ハブナットによって過大な締付け力
で締め付けても，軸受に与えられる与圧が規定値以上に
高くなることがなく，従来のタイヤ支持構造のアウタ軸
受で生じていたような軸受の焼付きを防止することがで
きる。更に，上記の軸受を複列軸受化した軸受の外側転
動体列を構成する各転動体の中心を，タイヤ負荷中心よ
り車両内側に配置することにより，アクスルケースの長
さ及びアクスルシャフト，ハブの長さを短縮することが
でき，アクスル重量軽減を図ることができる。
るので，次のような効果を奏する。即ち，この発明によ
る車両のタイヤ支持構造によれば，タイヤに取り付けら
れたハブをアクスルケースに対して回転自在に支持する
軸受が，車両の内側に配置された内側転動体列と車両の
外側に配置された外側転動体列とを有する複列軸受とさ
れ，前記外側転動体列を構成する各転動体の中心の前記
アクスルシャフト軸方向位置が，前記タイヤの負荷中心
よりも前記車両の内側に設定されているので，複列軸受
の内側軸受部分への荷重支持の負担を軽くすると共に，
軸受部分のサイズ均等化による外側軸受部分の荷重負荷
能力が向上されるので，内側軸受部分と外側軸受部分と
の寿命のバランスがアップして，軸受全体としての寿命
を長くすることができる。また，上記の軸受を複列軸受
化したことにより，ハブナットによって過大な締付け力
で締め付けても，軸受に与えられる与圧が規定値以上に
高くなることがなく，従来のタイヤ支持構造のアウタ軸
受で生じていたような軸受の焼付きを防止することがで
きる。更に，上記の軸受を複列軸受化した軸受の外側転
動体列を構成する各転動体の中心を，タイヤ負荷中心よ
り車両内側に配置することにより，アクスルケースの長
さ及びアクスルシャフト，ハブの長さを短縮することが
でき，アクスル重量軽減を図ることができる。
【図１】この発明における車両のタイヤ支持構造の一実
施例を示す部分断面図である。
施例を示す部分断面図である。
【図２】この発明による複列軸受の計算寿命と現行の小
型トラック用軸受の計算寿命を示すグラフである。
型トラック用軸受の計算寿命を示すグラフである。
【図３】円すいころ軸受に作用する荷重の状態を説明す
る説明図である。
る説明図である。
【図４】車両のタイヤ支持構造に用いられる軸受の最適
設計のフロー図である。
設計のフロー図である。
【図５】全浮動式アクスルが適用された，従来のタイヤ
支持構造の断面図である。
支持構造の断面図である。
【図６】図５に示すタイヤ支持構造の一部を拡大して示
す断面図である。
す断面図である。
１ アクスルシャフト ２ アクスルケース ３ タイヤ ４ フランジ部 ５ ハブ ３０ 複列軸受 ３１ 複列外輪 ３２ 内側内輪 ３３ 外側内輪 ３４ 円すいころ ３５ 円すいころ ３８ 内側転動体列 ３９ 外側転動体列 ＯＭ 円すいころ３５の中心
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湯川 裕幸 神奈川県藤沢市土棚８番地 いすゞ自動車 株式会社藤沢工場内 (72)発明者 菊地原 卓 神奈川県藤沢市土棚８番地 いすゞ自動車 株式会社藤沢工場内 (72)発明者 満江 直樹 神奈川県藤沢市鵠沼神明 １−５−50 日 本精工株式会社藤沢工場内 (72)発明者 平木 哲 神奈川県藤沢市鵠沼神明 １−５−50 日 本精工株式会社藤沢工場内 Ｆターム(参考） 3J101 AA16 AA43 AA62 BA01 FA31 GA02
Claims (3)
- 【請求項１】 車両の車体フレームに支持されたアクス
ルケース，該アクスルケース内に回転自在に配置されて
いるアクスルシャフト，前記アクスルシャフトに取り付
けられたタイヤ，前記タイヤを前記アクスルケースに回
転自在に支持する軸受を具備し，前記軸受は，前記車両
の内側に配置された内側転動体列と前記車両の外側に配
置された外側転動体列とを有する複列軸受であり，前記
外側転動体列を構成する各転動体の中心の前記アクスル
シャフト軸方向位置は，前記タイヤの負荷中心よりも前
記車両の内側に設定されていることから成る車両のタイ
ヤ支持構造。 - 【請求項２】 前記複列軸受は，一個の複列外輪と二個
の内輪とを持つ複列外向き円すいころ軸受であることか
ら成る請求項１に記載の車両のタイヤ支持構造。 - 【請求項３】 前記複列軸受の前記内側転動体列と前記
外側転動体列との予圧は，内部すきまによって決定され
ていることから成る請求項２に記載の車両のタイヤ支持
構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10193593A JP2000006609A (ja) | 1998-06-25 | 1998-06-25 | 車両のタイヤ支持構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10193593A JP2000006609A (ja) | 1998-06-25 | 1998-06-25 | 車両のタイヤ支持構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000006609A true JP2000006609A (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=16310548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10193593A Pending JP2000006609A (ja) | 1998-06-25 | 1998-06-25 | 車両のタイヤ支持構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000006609A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001072543A1 (fr) * | 2000-03-28 | 2001-10-04 | Yoshio Miura | Roue motrice de vehicule permettant une economie d'energie |
| EP1275525A3 (en) * | 2001-07-10 | 2003-11-26 | Starco GB Limited | Hub arrangement |
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-
1998
- 1998-06-25 JP JP10193593A patent/JP2000006609A/ja active Pending
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