JP2011240831A - Wheel axle bearing for vehicle - Google Patents
Wheel axle bearing for vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011240831A JP2011240831A JP2010115096A JP2010115096A JP2011240831A JP 2011240831 A JP2011240831 A JP 2011240831A JP 2010115096 A JP2010115096 A JP 2010115096A JP 2010115096 A JP2010115096 A JP 2010115096A JP 2011240831 A JP2011240831 A JP 2011240831A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon fiber
- annular member
- axle bearing
- resin
- mounting flange
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/583—Details of specific parts of races
- F16C33/586—Details of specific parts of races outside the space between the races, e.g. end faces or bore of inner ring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- 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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
- F16C19/18—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
- F16C19/181—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact
- F16C19/183—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles
- F16C19/184—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement
- F16C19/186—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement with three raceways provided integrally on parts other than race rings, e.g. third generation hubs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F16C2326/00—Articles relating to transporting
- F16C2326/01—Parts of vehicles in general
- F16C2326/02—Wheel hubs or castors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
本発明は、自動車のハブユニット軸受に代表される車両用車軸軸受に関し、特に熱伝導による影響を排除する技術に関する。 The present invention relates to a vehicle axle bearing represented by a hub unit bearing of an automobile, and more particularly to a technique for eliminating the influence of heat conduction.
自動車のハブユニット軸受では、内輪及び外輪を軸受鋼等の金属製で形成していたが、重量が大きく、燃費上不利であるとともに、高価になることから、内輪や外輪の転送面及びフランジ部を金属薄板からなるベース部で形成し、更にベース部を合成樹脂に補強繊維を配合した複合材料で補強したものが提案されている(特許文献1参照)。 In automobile hub unit bearings, the inner and outer rings are made of metal such as bearing steel. However, they are heavy, disadvantageous in terms of fuel consumption, and expensive, so the transfer surfaces and flanges of the inner and outer rings are expensive. Is formed with a base portion made of a thin metal plate, and the base portion is further reinforced with a composite material in which a reinforcing fiber is blended with a synthetic resin (see Patent Document 1).
しかしながら、これら従来のハブユニット軸受は、熱伝導について考慮されていない。また、ハブユニット軸受には、フランジ部を介してブレーキロータが締結されるため、ブレーキング時に発生する摩擦熱がフランジ部を通じて伝熱し、回転に伴うハブユット全体の温度上昇を促進する。そして、このような温度上昇に伴い、封入グリースが劣化し、それにより回転トルクが増大したり、異音や振動が発生するなどして軸受性能が低下し、最終的には焼付きが発生して軸受機能が失われることが、過酷な耐久試験で見受けられる。特許文献1では、ブレーキロータと軸受部との間に金属の経路があり、伝熱しやすく、軸受温度が上昇しやすいことから、軸受性能が低下することが、短い間隔で連続してブレーキを繰り返すような過酷な耐久試験で見受けられる。
However, these conventional hub unit bearings do not consider heat conduction. Further, since the brake rotor is fastened to the hub unit bearing via the flange portion, frictional heat generated during braking is transferred through the flange portion, and the temperature increase of the entire hub unit accompanying rotation is promoted. As the temperature rises, the sealed grease deteriorates, resulting in increased rotational torque, abnormal noise, vibration, etc., resulting in decreased bearing performance and eventually seizure. Loss of bearing function can be seen in severe endurance tests. In
また、ハブユニット軸受の中には、車軸の回転数を検知するための回転センサを備えるものがある。回転センサは、内輪に取り付けられた金属製のスリンガの外周面に磁気エンコーダを取り付け、磁気エンコーダと対向するように磁気センサを配置して構成されたものが一般的である(図1参照)。そのため、磁気エンコーダの取り付け位置の精度が要求されるが、上記のようにブレーキング時の摩擦熱が伝熱して内輪や外輪の温度が上昇すると、内輪に取り付けられているスリンガが熱膨張を起こして磁気エンコーダの取り付け位置が微妙に変化して検出精度に影響を与えるおそれもある。 Some hub unit bearings include a rotation sensor for detecting the rotational speed of the axle. A rotation sensor is generally configured by attaching a magnetic encoder to the outer peripheral surface of a metal slinger attached to an inner ring and arranging the magnetic sensor so as to face the magnetic encoder (see FIG. 1). Therefore, the accuracy of the magnetic encoder mounting position is required, but as described above, when frictional heat is applied during braking and the temperature of the inner ring and outer ring rises, the slinger attached to the inner ring undergoes thermal expansion. Thus, the mounting position of the magnetic encoder may change slightly and affect the detection accuracy.
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、ブレーキング時の発熱の伝熱を抑え、耐久性に優れ、回転センサを備える場合には検出精度の低下の無い車両用車軸軸受を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a vehicle axle bearing for a vehicle that suppresses heat transfer during braking, has excellent durability, and has no deterioration in detection accuracy when a rotation sensor is provided. The purpose is to do.
上記課題を解決するために、本発明は以下の車両用車軸軸受を提供する。
(1)内方環状部材、外方環状部材及び転動体を備え、前記内方環状部材に車輪取付用フランジ及び前記外方環状部材に車体のナックル取付用フランジがそれぞれ接合され、前記内方環状部材に車軸が嵌合される車両用車軸軸受において、
前記内方環状部材及び前記外方環状部材が金属製であり、
前記車輪取付用フランジ及び前記ナックル取付用フランジの少なくとも車輪取付用フランジが、炭素繊維強化樹脂からなり、車輪またはナックル取付用のボルトを挿通するためのボルト挿通孔を有する環状部材であり、前記内方環状部材の外周面に突出する環状立片または前記外方環状部材の外周面に突出する環状立片に、複数箇所にて締結手段により接合されていることを特徴とする車両用車軸軸受。
(2)車輪取付用フランジ及びナックル取付用フランジの少なくとも車輪取付用フランジと、環状立片がそれぞれ、自身を貫通する複数の接合用貫通孔を有しており、前記接合用貫通孔を通じてねじまたはリベットにより接合されていることを特徴とする上記(1)記載の車両用車軸軸受。
(3)ボルト挿通孔と接合用貫通孔とが、位相をずらして配置されていることを特徴とする上記(1)または(2)記載の車両用車軸軸受。
(4)炭素繊維強化樹脂が、炭素繊維を平面状に、一方向に配向させて樹脂を含浸させた炭素繊維プリプレグを、隣接する炭素繊維プリプレグ間で交差するように積層し、前記樹脂を硬化させたものであり、かつ、炭素繊維が、ボルト挿通孔に対して垂直になるように配向されていることを特徴とする上記(1)〜(3)の何れか1項に記載の車両用車軸軸受。
(5)炭素繊維強化樹脂が、炭素繊維を平面状に編組して樹脂を含浸させた炭素繊維プリプレグを積層し、前記樹脂を加熱硬化させたものであり、かつ、炭素繊維が、ボルト挿通孔に対して垂直になるように配向されていることを特徴とする上記(1)〜(3)の何れか1項に記載の車両用車軸軸受。
(6)炭素繊維プリプレグにおける炭素繊維含有量が10〜80質量%であることを特徴とする上記(1)〜(5)の何れか1項に記載の車両用車軸軸受。
(7)炭素繊維の引張強度が3〜8.5GPa、引張弾性率が220〜700GPa、伸度が0.5〜2.2%であることを特徴とする上記(1)〜(6)の何れか1項に記載の車両用車軸軸受。
(8)炭素繊維プリプレグに使用される樹脂が、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂またはポリプロピレン樹脂であることを特徴とする上記(1)〜(7)の何れか1項に記載の車両用車軸軸受。
(9)車軸の回転数を検出ためのセンサを備えることを特徴とする上記(1)〜(8)の何れか1項に記載の車両用車軸軸受。
In order to solve the above problems, the present invention provides the following vehicle axle bearings.
(1) An inner annular member, an outer annular member, and a rolling element are provided, and a wheel mounting flange and a knuckle mounting flange of a vehicle body are joined to the inner annular member and the outer annular member, respectively. In a vehicle axle bearing in which an axle is fitted to a member,
The inner annular member and the outer annular member are made of metal,
At least the wheel mounting flange of the wheel mounting flange and the knuckle mounting flange is made of carbon fiber reinforced resin, and is an annular member having a bolt insertion hole for inserting a wheel or knuckle mounting bolt. An axle bearing for a vehicle, characterized in that it is joined to an annular standing piece projecting on the outer circumferential surface of the annular member or an annular standing piece projecting on the outer circumferential surface of the outer annular member by fastening means at a plurality of locations.
(2) At least the wheel mounting flange of the wheel mounting flange and the knuckle mounting flange and the annular upright piece each have a plurality of through holes for joining, and screws or The vehicle axle bearing according to (1), wherein the vehicle axle bearing is joined by a rivet.
(3) The vehicle axle bearing according to (1) or (2) above, wherein the bolt insertion hole and the joining through hole are arranged with a phase shifted.
(4) Carbon fiber reinforced resin laminates carbon fiber prepregs that are impregnated with resin by aligning the carbon fibers in a plane and in one direction so as to intersect between adjacent carbon fiber prepregs, and curing the resin The vehicle according to any one of (1) to (3) above, wherein the carbon fiber is oriented so as to be perpendicular to the bolt insertion hole. Axle bearing.
(5) The carbon fiber reinforced resin is obtained by laminating a carbon fiber prepreg obtained by braiding carbon fibers into a flat shape and impregnating the resin, and heat-curing the resin, and the carbon fibers are bolt insertion holes. The vehicle axle bearing according to any one of (1) to (3) above, wherein the vehicle axle bearing is oriented so as to be perpendicular to the vertical axis.
(6) The vehicle axle bearing according to any one of (1) to (5) above, wherein the carbon fiber content in the carbon fiber prepreg is 10 to 80% by mass.
(7) The tensile strength of the carbon fiber is 3 to 8.5 GPa, the tensile modulus is 220 to 700 GPa, and the elongation is 0.5 to 2.2%. (1) to (6) above The vehicle axle bearing according to any one of the preceding claims.
(8) The vehicle axle according to any one of (1) to (7) above, wherein the resin used for the carbon fiber prepreg is an epoxy resin, a phenol resin, a polyamide resin, or a polypropylene resin. bearing.
(9) The vehicle axle bearing according to any one of (1) to (8) above, further comprising a sensor for detecting the rotational speed of the axle.
本発明の車両用車軸軸受は、車輪取付用フランジを炭素繊維強化樹脂で形成して、内方環状部材に一体に接合したため、車輪取付用フランジを通じての伝熱が抑えられて長寿命となる。また、内方環状部材及び外方環状部材は金属製で、転送面も金属製であるため、回転特性に影響することもない。更に、回転センサを備える構成とした場合には、検出精度の低下も無い。更には、軽量化も図れる。 In the vehicle axle bearing of the present invention, the wheel mounting flange is formed of carbon fiber reinforced resin and is integrally joined to the inner annular member, so that heat transfer through the wheel mounting flange is suppressed and the service life is extended. Further, since the inner annular member and the outer annular member are made of metal and the transfer surface is also made of metal, the rotation characteristics are not affected. Further, when the rotation sensor is provided, the detection accuracy is not lowered. Furthermore, the weight can be reduced.
以下、本発明に関して回転センサ付きハブユニット軸受を例示して詳細に説明する。 Hereinafter, a hub unit bearing with a rotation sensor will be described in detail with reference to the present invention.
本実施形態のハブユニット軸受Oは、駆動輪用とされており、外方環状部材である外輪1及び内方環状部材であるハブ3と、外輪1とハブ3間の環状空間13に転動自在に配置される複数の転動体10と、環状空間13を密封する密封装置12a,12bと、ハブ3と共に回転する磁気エンコーダ20とを備えている。車軸(図示せず)は、ハブ輪4の中心の車軸挿通孔200に嵌合する。また、磁気エンコーダ20と対向して、図示しない磁気センサが配設されており、車輪の回転と共に磁気エンコーダ20を回転させ、車輪の回転に同期した磁場変化を検出する。
The hub unit bearing O of the present embodiment is for a drive wheel, and rolls into an
ハブ3は、中空状のハブ輪4を備えており、ハブ輪4は、その外周面のアウトボード側端部(自動車への組み付け状態で車幅方向外側の端部:図1の左端部)に径方向外方に延びる車輪取付用フランジ7を有している。車輪取付用フランジ7には、そのアウトボード側の側面に車輪を構成する図示しないホイール及びブレーキロータ等を取り付けるためのボルト30を挿通するためのボルト挿通孔7aが、周方向に略等間隔で複数植設されている。
The
ハブ輪4のインボード側端部(自動車への組み付け状態で車幅方向内側の端部:図1の右端部)には小径段部4Aが形成されており、該小径段部4Aには内輪5が嵌め込まれている。内輪5の外周面には内輪軌道面9が形成され、また、ハブ輪4の軸方向の中間部外周面にも内輪軌道面9が形成されている。
A small-
外輪1の内周面にはハブ輪4の内輪軌道面9に対応する外輪軌道面8及び内輪5の内輪軌道面9に対応する外輪軌道面8が形成されており、また、車輪取付用フランジ7から離間する側の外輪1の端部には径方向外方に延びるナックル取付用フランジ2が設けられている。図示は省略するが、このナックル取付用フランジ2には、ナックル取付用のボルト(図示せず)を挿通するためのボルト挿通孔2aが形成されている。
An outer ring raceway surface 8 corresponding to the inner
そして、複列の内輪軌道面9と複列の外輪軌道面8との間には、それぞれ複数の転動体10が保持器11を介して周方向に転動可能に配設されている。尚、図示の例では、転動体10として玉を使用しているが、重量の嵩む車輪支持用ハブユニット軸受の場合には、転動体10としてテーパころを使用する場合もある。
A plurality of
また、外輪1のアウトボード側の端部とハブ輪4との間、及び外輪1のインボード側の端部と内輪5との間には、密封装置12a,12bがそれぞれ設けられている。密封装置12aは、外輪1のアウトボード側の端部内周面に嵌合されたスリンガ14と、スリンガ14に接着固定されてハブ輪4に摺接するシール部15とを備えている。
一方、密封装置12bは、内輪5の外周面に嵌合される第1のスリンガ16と、外輪1のインボード側の端部内周面に嵌合される第2のスリンガ17と、第1のスリンガ16に接着固定されて第2のスリンガ17と摺接するシール部18とを有する。シール部18は、ゴム材料によって形成されており、封入グリースの漏洩を防止するとともに、外部からの塵埃、水、泥水等の環状空間13への侵入を防止する。
On the other hand, the
本発明では、外輪1及びハブ輪4をSUJ2等の通常軸受に使用される鋼材製してそれぞれの軌道面8,9を金属製にするとともに、車輪取付用フランジ7及びナックル取付用フランジ2(図中、クロスハッチで示す部分)の少なくとも車輪取付用フランジ7を、後述するように炭素繊維強化樹脂で形成し、ナックル取付用フランジ2を外輪1に、車輪取付用フランジ7をハブ輪4に接合する。ナックル取付用フランジ2も炭素繊維強化繊維で形成することにより、更なる軽量化を図ることができるが、本実施形態では、車輪取付用フランジ7及びナックル取付用フランジ2の両方を、炭素繊維強化樹脂で形成した例を示す。
In the present invention, the
ハブ輪4と車輪取付用フランジ7との接合に際し、ハブ輪4を加工してその外周面に円環状の立片4aを設けるとともに、この立片4aを貫通する接合用貫通孔4bを形成する。一方、車輪取付用フランジ7に、立片4aと係合する段部7bを設けるとともに、段部7bを貫通する接合用貫通孔7cを形成する。そして、立片4aの接合用貫通孔4bと、段部7bの接合用貫通孔7cとを貫通してねじやリベット(図示せず)を挿通し、締結すればよい。尚、立片4aと段部7bとを接着剤で接着してねじやリベットで締結することにおり、接合強度をより高めることができる。接着には、炭素繊維プリプレグに用いた樹脂に合わせて金属と接着が可能な接着剤を用いる。
When the
その際、図2(図1のAA矢視図)に示すように、ハブ輪4の立片4aの接合用貫通孔4c及び車輪取付用フランジ7の接合用貫通孔7cと、車輪取付用フランジ7のボルト挿通孔7aとが位相を一致させて、即ち同一の半径r上に並ぶように配置してもよいし、あるいは図3に示すように、接合用貫通孔4b,7cと、ボルト挿通孔7aとを位相をずらして、即ち同一の半径r上に並ばないように配置してもよい。車輪取付用フランジ7の接合用貫通孔7c及びボルト挿通孔7aは、炭素繊維強化樹脂にそれらの孔を開けて形成されるが、孔開けの際に炭素繊維が切れる。そのため、位相をずらして配置することにより、炭素繊維が切れる部分も離れるため強度的に有利となる。
At that time, as shown in FIG. 2 (viewed along arrow AA in FIG. 1), the through
一方、外輪1とナックル取付用フランジ2との接合は、外輪1を加工してその外周面に円環状の立片1aを設けるとともに、この立片1aを貫通する接合用貫通孔1bを形成する。ナックル取付用フランジ2には、立片1aと係合する段部2bを設けるとともに、段部2bを貫通する接合用貫通孔2cを形成する。そして、立片1aの接合用貫通孔1bと、段部2bの接合用貫通孔2cとを貫通してねじやリベット(図示せず)を挿通し、締結する。尚、外輪1とナックル取付用フランジ2との接合においても、接合用貫通孔1b,2cと、ボルト挿通孔2aとを位相をずらして配置することが好ましい。
On the other hand, the
炭素繊維強化樹脂は、炭素繊維を平面状に、一方向に配向させて樹脂を含浸させたシート状の炭素繊維プリプレグ(一方向プリプレグ)を積層し、樹脂を硬化させたものである。その際、図4に模式的に示すように、隣接する(図の例では上下の)炭素繊維プリプレグ間で、炭素繊維100が、(a)→(b)→(c)→(d)のように所定の角度(例えば45°)で交差するように積層される。尚、硬化は、熱プレスあるいはオートクレーブにより行うことができる。
The carbon fiber reinforced resin is obtained by laminating a sheet-like carbon fiber prepreg (unidirectional prepreg) in which carbon fibers are planarly oriented in one direction and impregnated with the resin, and the resin is cured. At that time, as schematically shown in FIG. 4, the
また、炭素繊維プリプレグは、炭素繊維を平面状に編組して樹脂を含浸させたシート状物(編組プリプレグ)を用いてもよい。 The carbon fiber prepreg may be a sheet (braided prepreg) in which carbon fibers are braided into a flat shape and impregnated with a resin.
炭素繊維には制限はないが、炭素繊維強化樹脂の実用的な強度を考慮すると、引張強度が3〜8.5GPaで、引張弾性率が220〜700GPaで、伸度が0.5〜2.2%であるものが好ましい。また、炭素繊維は、平均繊維径が5〜21μmのものが好ましく、7〜15μmのものがより好ましい。平均繊維径が5μm未満の炭素繊維では、繊維が細すぎて一本当たりの強度が低いため、安定した製造が困難になり、大幅なコストアップになるので実現性が低い。一方、平均繊維径が21μmを超える炭素繊維では、一本当たりの強度は増すものの、繊維が太くなることで成形時の変形に対応し難くなり、好ましくない。更に、炭素繊維プリプレグにおける炭素繊維の含有量は、10〜80質量%が好ましい。炭素繊維の含有量が10質量%未満では、炭素繊維強化樹脂が必要な強度を発揮できない。一方、炭素繊維の含有量が80質量%を超えると、相対的に樹脂量が少なくなりすぎて樹脂未含浸部(空隙)が生じ、内部から破壊が生じる恐れがある。好ましい炭素繊維の含有量は、60〜75質量%である。 The carbon fiber is not limited, but considering the practical strength of the carbon fiber reinforced resin, the tensile strength is 3 to 8.5 GPa, the tensile modulus is 220 to 700 GPa, and the elongation is 0.5 to 2. What is 2% is preferable. The carbon fiber preferably has an average fiber diameter of 5 to 21 μm, and more preferably 7 to 15 μm. With carbon fibers having an average fiber diameter of less than 5 μm, the fibers are too thin and the strength per one is low, so that stable production becomes difficult and the cost is greatly increased, so the feasibility is low. On the other hand, carbon fibers having an average fiber diameter of more than 21 μm are not preferable because the strength per one fiber is increased, but the fibers become thick and difficult to cope with deformation during molding. Furthermore, the carbon fiber content in the carbon fiber prepreg is preferably 10 to 80% by mass. If the carbon fiber content is less than 10% by mass, the carbon fiber reinforced resin cannot exhibit the required strength. On the other hand, when the content of the carbon fiber exceeds 80% by mass, the amount of the resin is relatively decreased, and a resin non-impregnated portion (void) is generated, and there is a possibility that the destruction occurs from the inside. A preferable carbon fiber content is 60 to 75% by mass.
尚、炭素繊維プリプレグに使用される樹脂には制限はなく、エポキシ樹脂やフェノール樹脂のような熱硬化性樹脂、ポリアミド樹脂やポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂を用いることができる。 In addition, there is no restriction | limiting in resin used for a carbon fiber prepreg, Thermosetting resins, such as an epoxy resin and a phenol resin, Thermoplastic resins, such as a polyamide resin and a polypropylene resin, can be used.
また、炭素繊維プリプレグは、図5に模式的に示すように、炭素繊維100がボルト挿通孔7aに対して垂直になるように積層される。
Further, as schematically shown in FIG. 5, the carbon fiber prepreg is laminated so that the
更に、図6に示すように、車輪取付用フランジ7のボルト挿通孔7aの内周面には、ボルト30のネジ部と螺合するネジ溝40が形成されている。ネジ溝40を形成するには、金属製で内周面にネジ溝40が形成されたスリーブ45を、炭素繊維強化樹脂に設けた貫通孔に挿入し、炭素繊維強化樹脂との隙間に金属製のくさび46を差し入れてスリーブ45を炭素繊維強化樹脂内に固定する。尚、金属としてはアルミニウムやステンレス鋼等が適当である。
Furthermore, as shown in FIG. 6, a
また、図7に示すように、スリーブ45の端部に、フランジ7の周方向を長径とする楕円状の拡径段部47を設けることにより、スリーブ自体及びフランジ全体としての強度を高めることができる。
Further, as shown in FIG. 7, the end of the
また、図8に示すように、立片4aの一部を外方に突出させ、この突出部4cにボルト挿通孔7aを形成することもできる。そして、突出部4c及び炭素繊維強化樹脂を連通する挿通孔にスリーブ45を挿通し、他端を円環状の外ネジ48で固定する。外ネジ48の代わりに上記のようなくさび46を用いてもよい。このような突出部4cによっても、スリーブ自体及びフランジ全体としての強度を高めることができる。
Further, as shown in FIG. 8, it is also possible to project a part of the
上記ハブユニット軸受Oは、転送面が金属製であるため軸受回転特性は従来と同等に維持される。また、ナックル取付用フランジ2や車輪取付用フランジ7が炭素繊維強化樹脂で形成されるため、高強度で軽量化を図ることができるとともに、炭素繊維強化樹脂は熱伝導率が金属に比べて大幅に低いため、ブレーキング時の発熱が車輪取付用フランジ7を通じてハブ輪4に伝熱することがなく、軸受温度の上昇を抑えることができる。そのため、封入グリースの熱劣化もなく、更には第1のスリンガ16の熱膨張もなく、磁気エンコーダ20の位置ズレもなくなり、回転精度の低下を防ぐこともできる。
Since the hub unit bearing O has a transfer surface made of metal, the bearing rotation characteristics are maintained at the same level as the conventional one. In addition, since the
以下、実施例及び比較例を挙げて更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。 Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and demonstrated further, this invention is not restrict | limited at all by this.
(実施例1)
炭素繊維(引張強度5GPa、引張弾性率235GPa、伸度1.9%)を平面状に並べ、エポキシ樹脂で結束して一方向プリプレグを作製した。この一方向プリプレグにおける炭素繊維の含有量は75質量%であり、エポキシ樹脂の含有量は25質量%である。そして、この炭素繊維プリプレグを、図4に示すように、炭素繊維が45°で交差するように積層して熱プレスを行い、炭素繊維強化樹脂を作製した。そして、図3に示すように、炭素繊維強化樹脂に、段部を形成し、更に接合用貫通孔及びボルト挿通孔を位相がずれるように形成して車輪取付用フラン及びナックル取付用フランジを用意した。
Example 1
Carbon fibers (
また、日本精工(株)製車輪支持用転がり軸受「呼び番号28BWK19」を改良して、ハブ輪に車輪取付用フランジと係合する立片、外輪にナックル取付用フランジと係合する立片を形成した。尚、内輪及び玉はSUJ2製であり、外輪はS53CG(炭素鋼)製である。 In addition, the wheel bearing rolling bearing "Nominal number 28BWK19" manufactured by NSK Ltd. has been improved. Formed. The inner ring and ball are made of SUJ2, and the outer ring is made of S53CG (carbon steel).
そして、ハブ輪の立片に車輪取付用フランジを、外輪の立片にナックル取付用フランジを係合し、接合用貫通孔にねじを挿通して締結した。また、車輪取付用フランジに、ブレーキシステムのブレーキロータをボルト締めして試験軸受Aとした。尚、ボルト締めに際し、エポキシ系接着剤にて接着して固定力を高めた。 Then, the wheel mounting flange was engaged with the vertical piece of the hub wheel, the knuckle mounting flange was engaged with the vertical piece of the outer ring, and a screw was inserted into the through hole for joining and fastened. Further, the brake rotor of the brake system was bolted to the wheel mounting flange to obtain a test bearing A. In addition, when tightening the bolt, the fixing force was increased by bonding with an epoxy adhesive.
(比較例1)
日本精工(株)製車輪支持用転がり軸受「呼び番号28BWK19」をそのまま用い、車輪取付用フランジにブレーキロータを締結して試験軸受Bとした。
(Comparative Example 1)
A rolling bearing for wheel support “No. 28BWK19” manufactured by NSK Ltd. was used as it was, and a brake rotor was fastened to a wheel mounting flange to obtain a test bearing B.
(寿命試験)
試験軸受A及び試験軸受Bに車軸を嵌入し、更にブレーキディスクを130℃に調温し、アキシアル荷重8820Nを付与した状態で車軸を1000rpmにて回転させ、回転時の振動を振動計で常時計測し、測定値が一定値を超えるまでの回転時間を回転寿命とみなし、ワイブル分布関数に基づくL10寿命を求めた。結果を表1に示す。
(Life test)
Insert the axle into test bearing A and test bearing B, adjust the brake disc to 130 ° C, apply axial load 8820N, rotate the axle at 1000 rpm, and constantly measure vibration during rotation with a vibrometer. and regards the rotation time until the measured value exceeds a predetermined value and the rotation life was determined L 10 life based on Weibull distribution function. The results are shown in Table 1.
また、回転中、内輪表面温度を測定した。結果を表1に併記する。 In addition, the inner ring surface temperature was measured during rotation. The results are also shown in Table 1.
表1に示すように、車輪取付用フランジを炭素繊維強化樹脂で形成することにより、ブレーキロータを通じての伝熱が抑えられ、長寿命になる。 As shown in Table 1, by forming the wheel mounting flange with a carbon fiber reinforced resin, heat transfer through the brake rotor is suppressed, and the service life is extended.
1 外輪
1a 立片
1b 接合用貫通孔
2 ナックル取付用フランジ
2a ボルト挿通孔
2b 段部
2c 接合用貫通孔
3 ハブ
4 ハブ輪
4a 立片
4b 接合用貫通孔
5 内輪
7 車輪取付用フランジ
7a ボルト挿通孔
7b 段部
7c 接合用貫通孔
10 転動体
12a,12b 密封装置
16 第1のスリンガ
17 第2のスリンガ
18 シール部
20 磁気エンコーダ
30 ボルト
100 炭素繊維
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記内方環状部材及び前記外方環状部材が金属製であり、
前記車輪取付用フランジ及び前記ナックル取付用フランジの少なくとも車輪取付用フランジが、炭素繊維強化樹脂からなり、車輪またはナックル取付用のボルトを挿通するためのボルト挿通孔を有する環状部材であり、前記内方環状部材の外周面に突出する環状立片または前記外方環状部材の外周面に突出する環状立片に、複数箇所にて締結手段により接合されていることを特徴とする車両用車軸軸受。 An inner annular member, an outer annular member, and a rolling element are provided, a wheel mounting flange and a knuckle mounting flange of a vehicle body are joined to the inner annular member, and an axle is connected to the inner annular member. In a vehicle axle bearing to which is fitted,
The inner annular member and the outer annular member are made of metal,
At least the wheel mounting flange of the wheel mounting flange and the knuckle mounting flange is made of carbon fiber reinforced resin, and is an annular member having a bolt insertion hole for inserting a wheel or knuckle mounting bolt. An axle bearing for a vehicle, characterized in that it is joined to an annular standing piece projecting on the outer circumferential surface of the annular member or an annular standing piece projecting on the outer circumferential surface of the outer annular member by fastening means at a plurality of locations.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010115096A JP2011240831A (en) | 2010-05-19 | 2010-05-19 | Wheel axle bearing for vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010115096A JP2011240831A (en) | 2010-05-19 | 2010-05-19 | Wheel axle bearing for vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011240831A true JP2011240831A (en) | 2011-12-01 |
Family
ID=45407924
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010115096A Pending JP2011240831A (en) | 2010-05-19 | 2010-05-19 | Wheel axle bearing for vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011240831A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160121650A1 (en) * | 2013-06-07 | 2016-05-05 | Aktiebolaget Skf | Bearing component with composite flange |
FR3037527A1 (en) * | 2015-06-18 | 2016-12-23 | Ntn-Snr Roulements | ROLLING BEARING HUB INTEGRATING AN ARMATURE |
-
2010
- 2010-05-19 JP JP2010115096A patent/JP2011240831A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160121650A1 (en) * | 2013-06-07 | 2016-05-05 | Aktiebolaget Skf | Bearing component with composite flange |
US9834250B2 (en) * | 2013-06-07 | 2017-12-05 | Aktiebolaget Skf | Bearing component with composite flange |
FR3037527A1 (en) * | 2015-06-18 | 2016-12-23 | Ntn-Snr Roulements | ROLLING BEARING HUB INTEGRATING AN ARMATURE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8944196B2 (en) | Wheel bearing apparatus incorporated with an in-wheel motor | |
US7052183B2 (en) | Composite resilient mount | |
US8534924B2 (en) | Wheel bearing unit | |
US9457619B2 (en) | Hub for a motor vehicle wheel | |
JP6389935B2 (en) | Electric motor or generator system | |
US9729026B2 (en) | In-wheel motor and in-wheel motor driving device | |
CN106089991B (en) | Method for preloading a hub bearing unit | |
JP6091859B2 (en) | Wheel bearing device | |
US20150207381A1 (en) | Device having at least one pancake motor rotor, and assembly method | |
JP5490121B2 (en) | Flywheel assembly | |
JP2011178314A (en) | Axle bearing for vehicle | |
US11193535B2 (en) | Ring with composite and metal two material squirrel type cage, and bearing assembly with rolling elements that is equipped with such a ring | |
JP2015055307A (en) | Bearing device for wheel | |
US20140161382A1 (en) | Flanged bearing ring for the hub of a motor vehicle wheel | |
JP2011240831A (en) | Wheel axle bearing for vehicle | |
CN107444010B (en) | Flanged wheel hub for wheel hub bearing | |
CN110319152B (en) | Energy storage flywheel rotor with hub nested with mandrel | |
JPWO2014162777A1 (en) | Disc wheel | |
JP2012030652A (en) | Axle bearing for vehicle | |
JP2012051383A (en) | Bearing for vehicle | |
JP6507687B2 (en) | Bearing ring | |
JP6488836B2 (en) | Race ring | |
JP6507686B2 (en) | Bearing ring | |
JP2015113037A (en) | Assembly of hub unit and dust cover | |
JP2019044873A (en) | Bearing device for wheel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20120123 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20120123 |