JP2000130433A - 車輪支持用複列円すいころ軸受ユニット - Google Patents
車輪支持用複列円すいころ軸受ユニット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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- F16C2326/02—Wheel hubs or castors
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- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/34—Rollers; Needles
- F16C33/36—Rollers; Needles with bearing-surfaces other than cylindrical, e.g. tapered; with grooves in the bearing surfaces
- F16C33/366—Tapered rollers, i.e. rollers generally shaped as truncated cones
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 転がり疲れ寿命、軸受剛性等の基本性能を確
保しつつ、小型・軽量化及び低トルク化を図る。 【解決手段】 接触角αを、１８度を越えて３０度以下
とする。各円すいころ１２、１２の軸方向長さＬK と内
輪素子１７、１７の軸方向長さｂとの比ＬK ／ｂを、
０．４〜０．５５とする。内輪組立体１５の軸方向長さ
２ｂと断面高さＨとの比２ｂ／Ｈを、３．１を越えて
５．０以下とする。作用点間距離ＬS と断面高さＨとの
比ＬS ／Ｈを、２．６を越えて４．５以下とする。
保しつつ、小型・軽量化及び低トルク化を図る。 【解決手段】 接触角αを、１８度を越えて３０度以下
とする。各円すいころ１２、１２の軸方向長さＬK と内
輪素子１７、１７の軸方向長さｂとの比ＬK ／ｂを、
０．４〜０．５５とする。内輪組立体１５の軸方向長さ
２ｂと断面高さＨとの比２ｂ／Ｈを、３．１を越えて
５．０以下とする。作用点間距離ＬS と断面高さＨとの
比ＬS ／Ｈを、２．６を越えて４．５以下とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明に係る複列円すいこ
ろ軸受ユニットは、トラック、バス等の大型自動車の車
輪を、懸架装置に対して回転自在に支持する場合に利用
する。
ろ軸受ユニットは、トラック、バス等の大型自動車の車
輪を、懸架装置に対して回転自在に支持する場合に利用
する。
【０００２】
【従来の技術】大型自動車の車輪を懸架装置に対して回
転自在に支持する為、大きな負荷容量を有する複列円す
いころ軸受ユニットを使用している。図５は、大型自動
車の車輪を支持する為に、従来から一般的に使用されて
いた円すいころ軸受を示している。この図５に示した構
造は、懸架装置を構成する車軸管１の端部周囲に、車輪
２を構成するホイール３を、１対の円すいころ軸受４
ａ、４ｂにより、回転自在に支持すると共に、車軸５に
より上記ホイール３を回転駆動自在としたものである。
転自在に支持する為、大きな負荷容量を有する複列円す
いころ軸受ユニットを使用している。図５は、大型自動
車の車輪を支持する為に、従来から一般的に使用されて
いた円すいころ軸受を示している。この図５に示した構
造は、懸架装置を構成する車軸管１の端部周囲に、車輪
２を構成するホイール３を、１対の円すいころ軸受４
ａ、４ｂにより、回転自在に支持すると共に、車軸５に
より上記ホイール３を回転駆動自在としたものである。
【０００３】上記各円すいころ軸受４ａ、４ｂの内輪６
ａ、６ｂは上記車軸管１に外嵌固定しており、同じく外
輪７ａ、７ｂは、この車軸管１の周囲に設けたハブ８に
内嵌固定している。上記ホイール３は、このハブ８の外
周面に設けたフランジ部９に、ドラムブレーキを構成す
るドラム１０と共にねじ止め固定している。又、上記車
軸５の端部で上記車軸管１から突出した部分に固設した
フランジ部１１を、上記ハブ８の外端面にねじ止め固定
している。
ａ、６ｂは上記車軸管１に外嵌固定しており、同じく外
輪７ａ、７ｂは、この車軸管１の周囲に設けたハブ８に
内嵌固定している。上記ホイール３は、このハブ８の外
周面に設けたフランジ部９に、ドラムブレーキを構成す
るドラム１０と共にねじ止め固定している。又、上記車
軸５の端部で上記車軸管１から突出した部分に固設した
フランジ部１１を、上記ハブ８の外端面にねじ止め固定
している。
【０００４】走行時には、上記車軸５をエンジンによ
り、トランスミッション及びデファレンシャルギヤを介
して回転駆動し、上記フランジ部１１により上記車軸５
と結合した、上記ハブ８及びこのハブ８の周囲に固定し
た上記車輪２を回転駆動する。この際、上記各円すいこ
ろ軸受４ａ、４ｂを構成する各内輪６ａ、６ｂと外輪７
ａ、７ｂとの間に設けた円すいころ１２、１２が転動
し、上記ハブ８が上記車軸管１の周囲で回転する事を許
容する。
り、トランスミッション及びデファレンシャルギヤを介
して回転駆動し、上記フランジ部１１により上記車軸５
と結合した、上記ハブ８及びこのハブ８の周囲に固定し
た上記車輪２を回転駆動する。この際、上記各円すいこ
ろ軸受４ａ、４ｂを構成する各内輪６ａ、６ｂと外輪７
ａ、７ｂとの間に設けた円すいころ１２、１２が転動
し、上記ハブ８が上記車軸管１の周囲で回転する事を許
容する。
【０００５】図５に示した構造は、単列の円すいころ軸
受４ａ、４ｂを１対、軸方向に亙り互いに離隔させた状
態で設けている為、これら両円すいころ軸受４ａ、４ｂ
を設置する部分の軸方向寸法が嵩み、小型・軽量化を図
る事が難しい。これに対して、例えば実開平１−１５８
２０１号公報等には、複列円すいころ軸受ユニットによ
り、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持す
る構造が記載されている。この様な車輪の回転支持部分
に使用される、本発明の対象となる複列円すいころ軸受
ユニットの基本構造に就いて、本発明の実施の形態の１
例を示す図１により説明する。尚、車軸管１、車軸５、
ハブ８の構成及び組み合わせに関しては、上述の図５に
示した従来構造と同様であるから、詳しい説明は省略す
る。
受４ａ、４ｂを１対、軸方向に亙り互いに離隔させた状
態で設けている為、これら両円すいころ軸受４ａ、４ｂ
を設置する部分の軸方向寸法が嵩み、小型・軽量化を図
る事が難しい。これに対して、例えば実開平１−１５８
２０１号公報等には、複列円すいころ軸受ユニットによ
り、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持す
る構造が記載されている。この様な車輪の回転支持部分
に使用される、本発明の対象となる複列円すいころ軸受
ユニットの基本構造に就いて、本発明の実施の形態の１
例を示す図１により説明する。尚、車軸管１、車軸５、
ハブ８の構成及び組み合わせに関しては、上述の図５に
示した従来構造と同様であるから、詳しい説明は省略す
る。
【０００６】複列円すいころ軸受ユニット１３は、互い
に同心に配置された外輪１４及び内輪組立体１５と、複
数個の円すいころ１２、１２とから成る。このうちの外
輪１４の内周面には、複列の外輪軌道１６、１６を設け
ている。これら各外輪軌道１６、１６は、それぞれが円
すい凹面状で、上記外輪１４の軸方向端部に向かう程内
径が大きくなる方向に傾斜している。又、上記内輪組立
体１５は、１対の内輪素子１７、１７の軸方向端面同士
を突き合わせる事により、全体を円筒状に構成してい
る。これら各内輪素子１７、１７の外周面には、それぞ
れが円すい凸面状の内輪軌道１８を形成している。上記
内輪組立体１５は、この様な１対の内輪素子１７、１７
を、これら各内輪素子１７、１７の内輪軌道１８、１８
の小径側端面同士を突き合わせた状態で組み合わせてい
る。従って、上記内輪組立体１５の外周面には、それぞ
れが軸方向端部に向かう程外径が大きくなる方向に傾斜
した、複列の内輪軌道１８、１８が存在する。更に、上
記各円すいころ１２、１２は、上記各外輪軌道１６、１
６と上記各内輪軌道１８、１８との間に、それぞれ複数
個ずつ、保持器１９、１９により保持した状態で転動自
在に設けている。
に同心に配置された外輪１４及び内輪組立体１５と、複
数個の円すいころ１２、１２とから成る。このうちの外
輪１４の内周面には、複列の外輪軌道１６、１６を設け
ている。これら各外輪軌道１６、１６は、それぞれが円
すい凹面状で、上記外輪１４の軸方向端部に向かう程内
径が大きくなる方向に傾斜している。又、上記内輪組立
体１５は、１対の内輪素子１７、１７の軸方向端面同士
を突き合わせる事により、全体を円筒状に構成してい
る。これら各内輪素子１７、１７の外周面には、それぞ
れが円すい凸面状の内輪軌道１８を形成している。上記
内輪組立体１５は、この様な１対の内輪素子１７、１７
を、これら各内輪素子１７、１７の内輪軌道１８、１８
の小径側端面同士を突き合わせた状態で組み合わせてい
る。従って、上記内輪組立体１５の外周面には、それぞ
れが軸方向端部に向かう程外径が大きくなる方向に傾斜
した、複列の内輪軌道１８、１８が存在する。更に、上
記各円すいころ１２、１２は、上記各外輪軌道１６、１
６と上記各内輪軌道１８、１８との間に、それぞれ複数
個ずつ、保持器１９、１９により保持した状態で転動自
在に設けている。
【０００７】図１に示す様な複列円すいころ軸受ユニッ
ト１３を車輪の支持に使用する場合に従来は、各部の形
状及び寸法を、次の様にしていた。先ず、複列円すいこ
ろ軸受ユニット１３の中心軸に対する上記各外輪軌道１
６、１６の傾斜角度で表す接触角αを、１０〜１８度と
していた。又、上記各円すいころ１２、１２の長さＬK
と上記各内輪素子１７、１７の軸方向長さｂとの比ＬK
／ｂを、０．４〜０．６５としていた。又、上記内輪組
立体１５の軸方向長さ２ｂと、前記外輪１４の外周面か
ら上記各内輪素子１７、１７の内周面までの距離で表
す、上記複列円すいころ軸受ユニット１３の断面高さＨ
との比２ｂ／Ｈを、２．４〜３．１としていた。更に、
上記外輪１４と上記内輪組立体１５との間に作用するラ
ジアル荷重に基づいて上記各円すいころ１２、１２から
上記各内輪軌道１８、１８に加わる力の中心と上記複列
円すいころ軸受ユニット１３の中心軸との交点Ｏ1 、Ｏ
2 同士の間の距離である作用点間距離ＬS と上記断面高
さＨとの比ＬS ／Ｈを、２．０〜２．６としていた。
ト１３を車輪の支持に使用する場合に従来は、各部の形
状及び寸法を、次の様にしていた。先ず、複列円すいこ
ろ軸受ユニット１３の中心軸に対する上記各外輪軌道１
６、１６の傾斜角度で表す接触角αを、１０〜１８度と
していた。又、上記各円すいころ１２、１２の長さＬK
と上記各内輪素子１７、１７の軸方向長さｂとの比ＬK
／ｂを、０．４〜０．６５としていた。又、上記内輪組
立体１５の軸方向長さ２ｂと、前記外輪１４の外周面か
ら上記各内輪素子１７、１７の内周面までの距離で表
す、上記複列円すいころ軸受ユニット１３の断面高さＨ
との比２ｂ／Ｈを、２．４〜３．１としていた。更に、
上記外輪１４と上記内輪組立体１５との間に作用するラ
ジアル荷重に基づいて上記各円すいころ１２、１２から
上記各内輪軌道１８、１８に加わる力の中心と上記複列
円すいころ軸受ユニット１３の中心軸との交点Ｏ1 、Ｏ
2 同士の間の距離である作用点間距離ＬS と上記断面高
さＨとの比ＬS ／Ｈを、２．０〜２．６としていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述の様な形状及び寸
法を有する複列ころ軸受ユニット１３の場合、従来は、
小型・軽量化と転がり抵抗の低減（低トルク化）とを十
分に図る事ができなかった。即ち、上述の様な従来の複
列転がり軸受ユニット１３の場合、転がり疲れ寿命、軸
受剛性等、車輪を支持する為の転がり軸受に要求される
必要最小限の性能は満たしているが、上記小型・軽量化
と転がり抵抗の低減とは不十分である。特に近年、自動
車の省燃費化に対する要求が厳しくなっている為、上記
小型・軽量化と転がり抵抗の低減とをより厳しく追求す
る必要が生じており、改良が望まれている。但し、上記
小型・軽量化と転がり抵抗の低減とを追求する事で、転
がり疲れ寿命、軸受剛性等の基本性能が低下する事は好
ましくない。本発明の車輪支持用複列円すいころ軸受ユ
ニットは、この様な事情に鑑みて発明したものである。
法を有する複列ころ軸受ユニット１３の場合、従来は、
小型・軽量化と転がり抵抗の低減（低トルク化）とを十
分に図る事ができなかった。即ち、上述の様な従来の複
列転がり軸受ユニット１３の場合、転がり疲れ寿命、軸
受剛性等、車輪を支持する為の転がり軸受に要求される
必要最小限の性能は満たしているが、上記小型・軽量化
と転がり抵抗の低減とは不十分である。特に近年、自動
車の省燃費化に対する要求が厳しくなっている為、上記
小型・軽量化と転がり抵抗の低減とをより厳しく追求す
る必要が生じており、改良が望まれている。但し、上記
小型・軽量化と転がり抵抗の低減とを追求する事で、転
がり疲れ寿命、軸受剛性等の基本性能が低下する事は好
ましくない。本発明の車輪支持用複列円すいころ軸受ユ
ニットは、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の車輪支持用複列
円すいころ軸受ユニットは、前述した様に、従来から知
られている車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットと同
様、例えば図１に示す様に、外輪１４と、内輪組立体１
５と、複数個の円すいころ１２、１２とを備える。この
うちの外輪１４は、全体を略円筒状に造られ、内周面に
それぞれが円すい凹面状で軸方向端部に向かう程内径が
大きくなる方向に傾斜した複列の外輪軌道１６、１６を
有する。又、上記内輪組立体１５は、外周面にそれぞれ
が円すい凸面状の内輪軌道１８を有する、それぞれが略
円筒状である１対の内輪素子１７、１７を、これら両内
輪素子１７、１７の小径側端面同士を突き合わせた状態
で組み合わせて成る。更に、上記複数の円すいころ１
２、１２は、上記各外輪軌道１６、１６と上記各内輪軌
道１８、１８との間に、それぞれ複数個ずつ転動自在に
設けている。
円すいころ軸受ユニットは、前述した様に、従来から知
られている車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットと同
様、例えば図１に示す様に、外輪１４と、内輪組立体１
５と、複数個の円すいころ１２、１２とを備える。この
うちの外輪１４は、全体を略円筒状に造られ、内周面に
それぞれが円すい凹面状で軸方向端部に向かう程内径が
大きくなる方向に傾斜した複列の外輪軌道１６、１６を
有する。又、上記内輪組立体１５は、外周面にそれぞれ
が円すい凸面状の内輪軌道１８を有する、それぞれが略
円筒状である１対の内輪素子１７、１７を、これら両内
輪素子１７、１７の小径側端面同士を突き合わせた状態
で組み合わせて成る。更に、上記複数の円すいころ１
２、１２は、上記各外輪軌道１６、１６と上記各内輪軌
道１８、１８との間に、それぞれ複数個ずつ転動自在に
設けている。
【００１０】特に、本発明の車輪支持用複列円すいころ
軸受ユニット１３に於いては、各部の形状及び寸法を、
次の様に規制している。先ず、この複列円すいころ軸受
ユニット１３の中心軸に対する上記各外輪軌道１６、１
６の傾斜角度で表す接触角αを、１８度を越えて３０度
以下（１８度＜α≦３０度）とし、更に好ましくは１８
度を越えて（例えば１８．０１度以上）２５度以下（１
８度＜α≦２５度）としている。又、上記各円すいころ
１２、１２の長さＬK と上記各内輪素子１７、１７の軸
方向長さｂとの比ＬK ／ｂを、０．４〜０．５５（０．
４≦ＬK ／ｂ≦０．５５）としている。又、上記内輪組
立体１５の軸方向長さ２ｂと、上記外輪１４の外周面か
ら上記各内輪素子１７、１７の内周面までの距離で表
す、上記複列円すいころ軸受ユニット１３の断面高さＨ
との比２ｂ／Ｈを、３．１を越えて５．０以下（３．１
＜２ｂ／Ｈ≦５．０）とし、更に好ましくは３．１を越
えて（例えば３．１１度以上）４．０以下（３．１＜２
ｂ／Ｈ≦４．０）としている。更に、上記外輪１４と上
記内輪組立体１５との間に作用するラジアル荷重に基づ
いて上記各円すいころ１２、１２から上記各内輪軌道１
８、１８に加わる力の中心と上記複列円すいころ軸受ユ
ニット１３の中心軸との交点Ｏ1 、Ｏ2 同士の間の距離
である作用点間距離ＬS と上記断面高さＨとの比ＬS ／
Ｈを、２．６を越えて４．５以下（２．６＜ＬS ／Ｈ≦
４．５）とし、更に好ましくは２．６を越えて（例えば
２．６１以上）４．０以下（２．６＜ＬS ／Ｈ≦４．
０）としている。
軸受ユニット１３に於いては、各部の形状及び寸法を、
次の様に規制している。先ず、この複列円すいころ軸受
ユニット１３の中心軸に対する上記各外輪軌道１６、１
６の傾斜角度で表す接触角αを、１８度を越えて３０度
以下（１８度＜α≦３０度）とし、更に好ましくは１８
度を越えて（例えば１８．０１度以上）２５度以下（１
８度＜α≦２５度）としている。又、上記各円すいころ
１２、１２の長さＬK と上記各内輪素子１７、１７の軸
方向長さｂとの比ＬK ／ｂを、０．４〜０．５５（０．
４≦ＬK ／ｂ≦０．５５）としている。又、上記内輪組
立体１５の軸方向長さ２ｂと、上記外輪１４の外周面か
ら上記各内輪素子１７、１７の内周面までの距離で表
す、上記複列円すいころ軸受ユニット１３の断面高さＨ
との比２ｂ／Ｈを、３．１を越えて５．０以下（３．１
＜２ｂ／Ｈ≦５．０）とし、更に好ましくは３．１を越
えて（例えば３．１１度以上）４．０以下（３．１＜２
ｂ／Ｈ≦４．０）としている。更に、上記外輪１４と上
記内輪組立体１５との間に作用するラジアル荷重に基づ
いて上記各円すいころ１２、１２から上記各内輪軌道１
８、１８に加わる力の中心と上記複列円すいころ軸受ユ
ニット１３の中心軸との交点Ｏ1 、Ｏ2 同士の間の距離
である作用点間距離ＬS と上記断面高さＨとの比ＬS ／
Ｈを、２．６を越えて４．５以下（２．６＜ＬS ／Ｈ≦
４．５）とし、更に好ましくは２．６を越えて（例えば
２．６１以上）４．０以下（２．６＜ＬS ／Ｈ≦４．
０）としている。
【００１１】
【作用】上述の様に構成する本発明の車輪支持用複列円
すいころ軸受ユニット１３によれば、転がり疲れ寿命、
軸受剛性等の、車輪を回転自在に支持する為の転がり軸
受ユニットとしての基本性能を確保しつつ、小型・軽量
化と転がり抵抗の低減とを図れる。
すいころ軸受ユニット１３によれば、転がり疲れ寿命、
軸受剛性等の、車輪を回転自在に支持する為の転がり軸
受ユニットとしての基本性能を確保しつつ、小型・軽量
化と転がり抵抗の低減とを図れる。
【００１２】次に、各部の形状及び寸法を上述の範囲に
規制する事により、基本性能を確保しつつ小型・軽量化
と転がり抵抗の低減とを図れる事を見出した事情に就い
て説明する。複列円すいころ軸受の転がり疲れ寿命、軸
受剛性、回転トルク（低トルク性）に影響を及ぼす要素
としては、次の〜が考えられる。 接触角α 各円すいころ１２、１２の長さＬK と各内輪素子１
７、１７の軸方向長さｂとの比ＬK ／ｂ 内輪組立体１５の軸方向長さ２ｂと上記複列円すい
ころ軸受ユニット１３の断面高さＨとの比２ｂ／Ｈ 作用点間距離ＬS と上記断面高さＨとの比ＬS ／Ｈ そこで、これら〜の要素が、複列円すいころ軸受の
転がり疲れ寿命、軸受剛性、低トルク性に与える影響に
就いて考察した。その結果を、次の表１に示す。
規制する事により、基本性能を確保しつつ小型・軽量化
と転がり抵抗の低減とを図れる事を見出した事情に就い
て説明する。複列円すいころ軸受の転がり疲れ寿命、軸
受剛性、回転トルク（低トルク性）に影響を及ぼす要素
としては、次の〜が考えられる。 接触角α 各円すいころ１２、１２の長さＬK と各内輪素子１
７、１７の軸方向長さｂとの比ＬK ／ｂ 内輪組立体１５の軸方向長さ２ｂと上記複列円すい
ころ軸受ユニット１３の断面高さＨとの比２ｂ／Ｈ 作用点間距離ＬS と上記断面高さＨとの比ＬS ／Ｈ そこで、これら〜の要素が、複列円すいころ軸受の
転がり疲れ寿命、軸受剛性、低トルク性に与える影響に
就いて考察した。その結果を、次の表１に示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】上記表１中、上向きの矢印は、左欄の数値
を大きくする事により、当該性能が向上する事を、同じ
く下向きの矢印は低下する事を、それぞれ表している。
又、右欄は、複列円すいころ軸受ユニット１３を車輪を
支持する為に利用する場合で、当該数値に関して採用可
能な範囲を示している。この様な表１から明らかな通
り、上記〜の要素を単純に変化させるだけでは、基
本性能を確保しつつ小型・軽量化と転がり抵抗の低減と
を図る事はできない。そこで、本発明者は、次の表２に
その一部を示す様に、上記各要素〜の数値を少しず
つ変化させ、多くの組み合わせに就いて転がり疲れ寿
命、軸受剛性、低トルク性に関する解析を行なった。
尚、この表２中のｄは内輪素子１７、１７の内径、Ｄは
外輪１４の外径で、上記断面高さＨは、これら内径と外
径との差の１／２｛Ｈ＝（Ｄ−ｄ）／２｝である。又、
Ｂは、外輪１４の軸方向長さである。
を大きくする事により、当該性能が向上する事を、同じ
く下向きの矢印は低下する事を、それぞれ表している。
又、右欄は、複列円すいころ軸受ユニット１３を車輪を
支持する為に利用する場合で、当該数値に関して採用可
能な範囲を示している。この様な表１から明らかな通
り、上記〜の要素を単純に変化させるだけでは、基
本性能を確保しつつ小型・軽量化と転がり抵抗の低減と
を図る事はできない。そこで、本発明者は、次の表２に
その一部を示す様に、上記各要素〜の数値を少しず
つ変化させ、多くの組み合わせに就いて転がり疲れ寿
命、軸受剛性、低トルク性に関する解析を行なった。
尚、この表２中のｄは内輪素子１７、１７の内径、Ｄは
外輪１４の外径で、上記断面高さＨは、これら内径と外
径との差の１／２｛Ｈ＝（Ｄ−ｄ）／２｝である。又、
Ｂは、外輪１４の軸方向長さである。
【００１５】
【表２】
【００１６】この表２にその一部を示した多数の条件の
下で解析を行なった結果、上記各要素〜を前述の様
な範囲に規制すれば、転がり疲れ寿命、軸受剛性等の基
本性能を確保しつつ、小型・軽量化と転がり抵抗の低減
とを図れる車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットを実
現できる事が分った。
下で解析を行なった結果、上記各要素〜を前述の様
な範囲に規制すれば、転がり疲れ寿命、軸受剛性等の基
本性能を確保しつつ、小型・軽量化と転がり抵抗の低減
とを図れる車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットを実
現できる事が分った。
【００１７】
【実施例】本発明の効果を確認する為に、本発明者が行
なった解析の結果の１例に就いて説明する。この解析で
は、従来例（現行品）として前述の図５に示した様に、
１対の単列型の円すいころ軸受４ａ、４ｂにより車輪を
回転自在に支持する構造を採用した。この図５に示した
従来構造の場合、接触角αは１０〜１８度であり、各円
すいころ１２、１２の長さＬK と内輪６ａ、６ｂの軸方
向長さｂとの比ＬK／ｂは０．５〜０．８５である。こ
の様な図５に示した従来構造は、転がり疲れ寿命、軸受
剛性等の基本性能は十分であるが、小型・軽量化並びに
低トルク化を図りにくいものである。その結果を、図２
〜４に示す。尚、これら図２〜４には、従来品と本発明
品とを、それぞれの平均的な構造（各数値の中央値によ
り構成したもの）での解析の結果に基づくものを表して
いる。但し、現行品、本発明品とも、それぞれの数値の
範囲内にある限り、同様の傾向を示す。
なった解析の結果の１例に就いて説明する。この解析で
は、従来例（現行品）として前述の図５に示した様に、
１対の単列型の円すいころ軸受４ａ、４ｂにより車輪を
回転自在に支持する構造を採用した。この図５に示した
従来構造の場合、接触角αは１０〜１８度であり、各円
すいころ１２、１２の長さＬK と内輪６ａ、６ｂの軸方
向長さｂとの比ＬK／ｂは０．５〜０．８５である。こ
の様な図５に示した従来構造は、転がり疲れ寿命、軸受
剛性等の基本性能は十分であるが、小型・軽量化並びに
低トルク化を図りにくいものである。その結果を、図２
〜４に示す。尚、これら図２〜４には、従来品と本発明
品とを、それぞれの平均的な構造（各数値の中央値によ
り構成したもの）での解析の結果に基づくものを表して
いる。但し、現行品、本発明品とも、それぞれの数値の
範囲内にある限り、同様の傾向を示す。
【００１８】先ず、図２は、アウター列（車両の幅方向
外側で、図１、５の右側の列）及びインナー列（車両の
幅方向中央側で、図１、５の左側の列）の転がり就かれ
寿命と、円すいころ軸受４ａ、４ｂ又は複列円すいころ
軸受ユニット１３の内部隙間との関係を示している。こ
の内部隙間の単位は、正の場合にはmmとし、負の場合は
予圧を表すkgf としている。又、走行条件としては、直
進走行を９０％、正旋回走行と負旋回走行とをそれぞれ
５％とした。この様な図２から明らかな通り、本発明の
車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットによれば、現行
品と同等以上の転がり疲れ寿命を確保できる。即ち、転
がり軸受を複列に配置した回転支持部の構造の場合、何
れかの列の寿命がその転がり軸受の寿命となる。この前
提で図２を見れば、本発明の車輪支持用複列円すいころ
軸受１３によれば、予圧が０の場合で、現行品に対して
約１．３倍の転がり疲れ寿命を得られる事が分る。
外側で、図１、５の右側の列）及びインナー列（車両の
幅方向中央側で、図１、５の左側の列）の転がり就かれ
寿命と、円すいころ軸受４ａ、４ｂ又は複列円すいころ
軸受ユニット１３の内部隙間との関係を示している。こ
の内部隙間の単位は、正の場合にはmmとし、負の場合は
予圧を表すkgf としている。又、走行条件としては、直
進走行を９０％、正旋回走行と負旋回走行とをそれぞれ
５％とした。この様な図２から明らかな通り、本発明の
車輪支持用複列円すいころ軸受ユニットによれば、現行
品と同等以上の転がり疲れ寿命を確保できる。即ち、転
がり軸受を複列に配置した回転支持部の構造の場合、何
れかの列の寿命がその転がり軸受の寿命となる。この前
提で図２を見れば、本発明の車輪支持用複列円すいころ
軸受１３によれば、予圧が０の場合で、現行品に対して
約１．３倍の転がり疲れ寿命を得られる事が分る。
【００１９】次に、図３は、旋回加速度と軸受剛性との
関係を示している。横軸は旋回加速度（Ｇ）を、縦軸は
外輪の傾斜角度を、それぞれ表している。この図３から
明らかな通り、本発明の車輪支持用複列円すいころ軸受
１３の場合には、現行品に比べて軸方向寸法を短縮する
事により小型・軽量化を図っているにも拘らず、十分な
剛性を確保できる。この理由は、接触角αとして、１８
度を越える、比較的大きな値を採用した為と、複列ユニ
ット化により、軸方向長さを短縮し、軸受管の剛性が向
上した為とである。
関係を示している。横軸は旋回加速度（Ｇ）を、縦軸は
外輪の傾斜角度を、それぞれ表している。この図３から
明らかな通り、本発明の車輪支持用複列円すいころ軸受
１３の場合には、現行品に比べて軸方向寸法を短縮する
事により小型・軽量化を図っているにも拘らず、十分な
剛性を確保できる。この理由は、接触角αとして、１８
度を越える、比較的大きな値を採用した為と、複列ユニ
ット化により、軸方向長さを短縮し、軸受管の剛性が向
上した為とである。
【００２０】更に、図４は、９０km/hで直進走行する際
のトルクを示している。この図４から明らかな通り、本
発明の車輪支持用複列円すいころ軸受１３の場合には、
現行品に比べて、２５％以上の低トルク化を図れる。
のトルクを示している。この図４から明らかな通り、本
発明の車輪支持用複列円すいころ軸受１３の場合には、
現行品に比べて、２５％以上の低トルク化を図れる。
【００２１】
【発明の効果】本発明の車輪支持用複列円すいころ軸受
は、以上に述べた通り構成され作用するが、基本性能を
確保しつつ、小型・軽量化と転がり抵抗の低減とを図れ
る為、自動車の走行性能及び燃費性能の向上に寄与でき
る。
は、以上に述べた通り構成され作用するが、基本性能を
確保しつつ、小型・軽量化と転がり抵抗の低減とを図れ
る為、自動車の走行性能及び燃費性能の向上に寄与でき
る。
【図１】本発明の対象となる車輪支持用複列円すいころ
軸受ユニットの１例を、車輪の回転支持部に組み込んだ
状態で示す半部断面図。
軸受ユニットの１例を、車輪の回転支持部に組み込んだ
状態で示す半部断面図。
【図２】本発明の車輪支持用複列円すいころ軸受ユニッ
トと現行品との転がり疲れ寿命を比較する線図。
トと現行品との転がり疲れ寿命を比較する線図。
【図３】同じく軸受剛性を比較する線図。
【図４】同じく回転トルクを比較する棒グラフ。
【図５】現在一般的な大型自動車用の車輪回転支持部の
断面図。
断面図。
１ 車軸管 ２ 車輪 ３ ホイール ４ａ、４ｂ 円すいころ ５ 車軸 ６ａ、６ｂ 内輪 ７ａ、７ｂ 外輪 ８ ハブ ９ フランジ部 １０ ドラム １１ フランジ部 １２ 円すいころ １３ 複列円すいころ軸受ユニット １４ 外輪 １５ 内輪組立体 １６ 外輪軌道 １７ 内輪素子 １８ 内輪軌道 １９ 保持器
Claims (1)
- 【請求項１】 全体を略円筒状に造られ、内周面にそれ
ぞれが円すい凹面状で軸方向端部に向かう程内径が大き
くなる方向に傾斜した複列の外輪軌道を有する外輪と、
外周面にそれぞれが円すい凸面状の内輪軌道を有する、
それぞれが略円筒状である１対の内輪素子を、これら両
内輪素子の小径側端面同士を突き合わせた状態で組み合
わせて成る内輪組立体と、上記各外輪軌道と上記各内輪
軌道との間に、それぞれ複数個ずつ転動自在に設けた円
すいころとを備えた車輪支持用複列円すいころ軸受ユニ
ットに於いて、この複列円すいころ軸受ユニットの中心
軸に対する上記各外輪軌道の傾斜角度で表す接触角αが
１８度を越えて３０度以下であり、上記各円すいころの
長さＬK と上記各内輪素子の軸方向長さｂとの比ＬK ／
ｂが０．４〜０．５５であり、上記内輪組立体の軸方向
長さ２ｂと、上記外輪の外周面から上記各内輪素子の内
周面までの距離で表す、上記複列円すいころ軸受ユニッ
トの断面高さＨとの比２ｂ／Ｈが３．１を越えて５．０
以下であり、上記外輪と上記内輪組立体との間に作用す
るラジアル荷重に基づいて上記各円すいころから上記各
内輪軌道に加わる力の中心と上記複列円すいころ軸受ユ
ニットの中心軸との交点同士の間の距離である作用点間
距離ＬS と上記断面高さＨとの比ＬS ／Ｈが２．６を越
えて４．５以下である事を特徴とする複列円すいころ軸
受ユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10306737A JP2000130433A (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | 車輪支持用複列円すいころ軸受ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10306737A JP2000130433A (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | 車輪支持用複列円すいころ軸受ユニット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000130433A true JP2000130433A (ja) | 2000-05-12 |
Family
ID=17960705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10306737A Pending JP2000130433A (ja) | 1998-10-28 | 1998-10-28 | 車輪支持用複列円すいころ軸受ユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000130433A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008044613A (ja) * | 2007-10-22 | 2008-02-28 | Jtekt Corp | 車両用軸受システムおよび軸受装置 |
| WO2015050143A1 (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-09 | 日本精工株式会社 | 複列円すいころ軸受ユニットおよびその製造方法 |
-
1998
- 1998-10-28 JP JP10306737A patent/JP2000130433A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008044613A (ja) * | 2007-10-22 | 2008-02-28 | Jtekt Corp | 車両用軸受システムおよび軸受装置 |
| WO2015050143A1 (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-09 | 日本精工株式会社 | 複列円すいころ軸受ユニットおよびその製造方法 |
| JP2015072057A (ja) * | 2013-10-04 | 2015-04-16 | 日本精工株式会社 | 複列円すいころ軸受ユニット及びその製造方法 |
| US9581192B2 (en) | 2013-10-04 | 2017-02-28 | Nsk Ltd. | Double-row tapered roller bearing unit and method for manufacturing same |
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