JP2016102544A - 車輪支持用軸受 - Google Patents
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- F16C2326/00—Articles relating to transporting
- F16C2326/01—Parts of vehicles in general
- F16C2326/02—Wheel hubs or castors
Abstract
【課題】外輪回転の複列の車輪支持用軸受における剛性を向上させる。【解決手段】内周面に複列の外輪軌道面２を有すると共に、外周面に外径方向へと突出するフランジ３と、フランジの根元部で軸方向に突出するパイロット部４を有して回転輪を構成する筒状の外輪１と、外周面に複列の内輪軌道面６を有する内輪５と、前記複列の外輪軌道面２，２と前記複列の内輪軌道面６，６の間に、それぞれ円周方向に転動可能に配設される転動体７とを少なくとも含み、内側列の転動体の数より外側列の転動体の数を少なく構成し、その減少率は１０％以下とする。【選択図】図１
Description
本発明は、複列の軸受部を有する外輪回転の車輪支持用軸受に関する。
複列（外側列・内側列）の軸受部を有する外輪回転の車輪支持用軸受として、図１に示す前輪駆動車の後輪用、あるいは後輪駆動車の前輪用の外輪回転の従動輪ハブ軸受が知られている（特許文献１参照。）。
外輪回転の従動輪ハブ軸受は、内周面に複列の外輪軌道面２，２を有すると共に、外周面に外径方向へと突出するフランジ３と、フランジ３の根元部で軸方向に突出するパイロット部４を有して回転輪を構成する筒状の外輪（外側部材）１と、外周面に複列に配設され、内輪軌道面６，６を有する別体の内輪（内側部材）５，５と、前記複列の外輪軌道面２，２と前記複列の内輪軌道面６，６の間に、それぞれ保持器８，９により円周方向に転動可能に配設される複数の転動体（玉、あるいは円錐ころ）７とを少なくとも含んで構成されている。外側列（図１で右側の列）の各転動体７は、保持器８に形成されたポケット８ａにより転動可能に保持されている。
このような外輪回転の従動輪ハブ軸受においては、通常、パイロット部の内径が外側列（図１で右側の列）の外輪軌道面２の小肩部よりも小径であることが多く、この場合、外側列の外輪軌道面２には、外組立てした玉保持器セットを挿入することができない。このため、外側列の外輪軌道面２の内径側に、外輪１の溝肩部よりも小径である外側列側の保持器８を内側列側から（図１で左側から）挿入支承した状態で、パイロット部４の内径側から（図１で右側から）玉７を各ポケット８ａに挿入している。
一方、内側列では外組立した玉保持器セットを内側列（図１で左側の列）の軌道面２に挿入して、玉７を保持器９の内径側に押し付けた時の外接円径より若干大径である内側列軌道面小肩部に玉保持器セットを係止している。
このような組み立てをしなければならないことから、この種の外輪回転の従動輪ハブ軸受では、外側列と内側列で異なる形状の保持器８，９が使用されることが多い。
また、外輪回転の従動輪ハブ軸受は、内輪５の内径と図示しないナックルスピンドルの間がルーズフィット（すきま嵌め）であり、車両への組み込みに伴う軸受の軸方向隙間の減少（予圧）はハブナット締め付け後の軸力によって発生する減少だけである。
一方、内側列では外組立した玉保持器セットを内側列（図１で左側の列）の軌道面２に挿入して、玉７を保持器９の内径側に押し付けた時の外接円径より若干大径である内側列軌道面小肩部に玉保持器セットを係止している。
このような組み立てをしなければならないことから、この種の外輪回転の従動輪ハブ軸受では、外側列と内側列で異なる形状の保持器８，９が使用されることが多い。
また、外輪回転の従動輪ハブ軸受は、内輪５の内径と図示しないナックルスピンドルの間がルーズフィット（すきま嵌め）であり、車両への組み込みに伴う軸受の軸方向隙間の減少（予圧）はハブナット締め付け後の軸力によって発生する減少だけである。
車両の操安性（操縦安定性）を向上する為に、外輪回転の従動輪ハブ軸受はある程度大きな予圧を与え、剛性を向上することが好ましい。
外輪回転の従動輪ハブ軸受は、上述の通り、車両組み込みによる隙間の減少量が少ないため、初期状態で軸受に大きな負隙間を与えておく必要がある。
負隙間の測定方法としては、例えば、特開平０５−２５６６３５に開示されている様な方法があるが、小さな負隙間を測るには適した方法ではあるものの、大きな負隙間の測定には適していない。一般に大きな負隙間を正確に測定することは難しいため、また後輪用に使用される外輪回転の従動輪ハブ軸受は前輪用に比べれば比較的小さな軸受であり予圧過大による寿命への影響が大きいため、後輪用の外輪回転の従動輪ハブ軸受は比較的小さな予圧で使用せざるを得なかった。
外輪回転の従動輪ハブ軸受は、上述の通り、車両組み込みによる隙間の減少量が少ないため、初期状態で軸受に大きな負隙間を与えておく必要がある。
負隙間の測定方法としては、例えば、特開平０５−２５６６３５に開示されている様な方法があるが、小さな負隙間を測るには適した方法ではあるものの、大きな負隙間の測定には適していない。一般に大きな負隙間を正確に測定することは難しいため、また後輪用に使用される外輪回転の従動輪ハブ軸受は前輪用に比べれば比較的小さな軸受であり予圧過大による寿命への影響が大きいため、後輪用の外輪回転の従動輪ハブ軸受は比較的小さな予圧で使用せざるを得なかった。
軸受の剛性を向上させる手法としては、例えば、外側列の玉のピッチ円直径を内側列の玉のピッチ円直径より大きくする（特許文献２参照。）、外側列の玉径を大きくした軸受にする（特許文献３参照。）などの手法が従来から知られている。
しかし、外輪回転の従動輪ハブ軸受の場合、外輪１の外側列軌道面（図１で右側の列の軌道面２）とハブボルト１０の径方向位置が近接している為、外輪１の外側列軌道面２を拡径する様な構造とすることは困難であったため、剛性の向上が望め難かった。
本発明は、従来技術の有するこのような問題点を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、外輪の外径（特に外側列側）を拡径することなく、外輪回転の複列の車輪支持用軸受における剛性を向上させることである。
このような目的を達成するために、第１の本発明は、内周面に複列の外輪軌道面を有すると共に、外周面に外径方向へと突出するフランジと、フランジの根元部で軸方向に突出するパイロット部を有して回転輪を構成する筒状の外側部材と、
外周面に複列の内輪軌道面を有する内側部材と、
前記複列の外輪軌道面と前記複列の内輪軌道面の間に、それぞれ円周方向に転動可能に配設される転動体と、を少なくとも含み、
内側列の転動体の数より外側列の転動体の数を少なく構成し、その減少率が１０％以下、または１個少ないことを特徴とする車輪支持用軸受としたことである。
外周面に複列の内輪軌道面を有する内側部材と、
前記複列の外輪軌道面と前記複列の内輪軌道面の間に、それぞれ円周方向に転動可能に配設される転動体と、を少なくとも含み、
内側列の転動体の数より外側列の転動体の数を少なく構成し、その減少率が１０％以下、または１個少ないことを特徴とする車輪支持用軸受としたことである。
第２の本発明は、第１の発明において、予圧が２５００Ｎ以下であることを特徴とする車輪支持用軸受としたことである。
本発明によれば、外側列の剛性を向上させた結果、軸受へモーメント負荷される路面反力に対する外輪回転の複列の車輪支持用軸受の剛性を向上させることができた。
本発明の車輪支持用軸受（外輪回転の従動輪ハブ軸受）の一実施形態について説明する。
通常、車輪支持用軸受では、寿命や剛性の向上のため、設計的に、あるいは製造上可能な限り転動体の数を多くしている。通常、転動体数は、玉径と玉のピッチ円直径の制約から決まるので、外側列と内側列で玉径と玉のピッチ円直径が同じであれば、転動体数は外側列と内側列とで同数になる。
本発明の外輪回転の従動輪ハブ軸受は、設計上あるいは製造上の最大転動体数を組付けている内側列の転動体の数に対して、外側列の転動体の数を少なく構成し、その減少率が１０％以下であることを特徴としている。また、内側列の転動体の径寸法は、外側列の転動体の径寸法と同じであり、内側列のピッチ円直径は、外側列のピッチ円直径と同じにしている。以下、このような構成を採用した点について説明する。
なお、その他の構成は図１に示した先行技術の構成と同様であるため援用する。
本発明の外輪回転の従動輪ハブ軸受は、設計上あるいは製造上の最大転動体数を組付けている内側列の転動体の数に対して、外側列の転動体の数を少なく構成し、その減少率が１０％以下であることを特徴としている。また、内側列の転動体の径寸法は、外側列の転動体の径寸法と同じであり、内側列のピッチ円直径は、外側列のピッチ円直径と同じにしている。以下、このような構成を採用した点について説明する。
なお、その他の構成は図１に示した先行技術の構成と同様であるため援用する。
転がり玉軸受の弾性変形は、転動体荷重の２/３乗に比例することが一般に知られている（ヘルツ接触理論）。
すなわち転動体荷重の低い領域で転動体荷重がある量増加した場合、転動体荷重の高い領域で転動体荷重が同じ量増加した場合に比べ、弾性変形量はずっと大きくなる（剛性が低くなる）。
図２は、スラスト荷重と軸方向弾性変位の関係を示した図であり、これによれば、スラスト荷重が高い領域になるほど、スラスト荷重の変化に対する弾性変位の変化が減少する、言い換えれば剛性が高くなることが理解できる。
すなわち転動体荷重の低い領域で転動体荷重がある量増加した場合、転動体荷重の高い領域で転動体荷重が同じ量増加した場合に比べ、弾性変形量はずっと大きくなる（剛性が低くなる）。
図２は、スラスト荷重と軸方向弾性変位の関係を示した図であり、これによれば、スラスト荷重が高い領域になるほど、スラスト荷重の変化に対する弾性変位の変化が減少する、言い換えれば剛性が高くなることが理解できる。
外輪回転タイプの従動輪ハブ軸受の場合、外側列と内側列の内部スラスト荷重は同じである。また、予圧は、転動体荷重×ＣＯＳ（接触角）×玉数であるため、外側列の玉数を１個減らし、転動体荷重を増やす（例えば、外側列に組み込まれる１１個の玉を１個減じて１０個の玉とすれば転動体荷重が１０％増える）ことで外側列の剛性向上を図ることが出来る。
なお、外側列の玉数が減ると軸受の定格荷重も減り寿命が低下する。また、玉数が少なくなることによる剛性低下も発生する。従って、むやみに外側列の玉数を減らすことは出来ず、玉数の減少率は１０％以下に、さらに好ましくは減少率１０％以下でかつ１個に抑えるのが好ましい。
また、本発明によれば転動体荷重増加に伴う剛性の増加を利用しているので、転動体荷重増加に伴う剛性増加率が大きい低予圧領域で実施するのが好ましい。具体的には、外輪回転の従動輪ハブ軸受のサイズでは転動体荷重が３００Ｎあたりから剛性増加率が下がってくるので、転動体荷重が３００Ｎ以下、予圧に換算すると約２５００Ｎ以下の領域で転動体数を１０％（或は１個）減少させれば、寿命への影響は少なく、剛性向上効果が高くなる。
なお、外側列の玉数が減ると軸受の定格荷重も減り寿命が低下する。また、玉数が少なくなることによる剛性低下も発生する。従って、むやみに外側列の玉数を減らすことは出来ず、玉数の減少率は１０％以下に、さらに好ましくは減少率１０％以下でかつ１個に抑えるのが好ましい。
また、本発明によれば転動体荷重増加に伴う剛性の増加を利用しているので、転動体荷重増加に伴う剛性増加率が大きい低予圧領域で実施するのが好ましい。具体的には、外輪回転の従動輪ハブ軸受のサイズでは転動体荷重が３００Ｎあたりから剛性増加率が下がってくるので、転動体荷重が３００Ｎ以下、予圧に換算すると約２５００Ｎ以下の領域で転動体数を１０％（或は１個）減少させれば、寿命への影響は少なく、剛性向上効果が高くなる。
なお、上述したとおり、外輪回転の従動輪ハブ軸受では製法上の理由により、内側列と外側列で異なる保持器を使用することが多く、本発明によって内側列と外側列の玉数が変わり、同一の保持器を使用できなくなっても特に問題はない。
また、外輪回転の従動輪ハブ軸受は、低予圧の軸受が多いため本発明が好適に利用可能である。
また、外輪回転の従動輪ハブ軸受は、低予圧の軸受が多いため本発明が好適に利用可能である。
１ 外輪（外側部材）
２ 外輪軌道面
３ フランジ
４ パイロット部
５ 内輪（内側部材）
６ 内輪軌道面
７ 転動体（玉）
８，９ 保持器
２ 外輪軌道面
３ フランジ
４ パイロット部
５ 内輪（内側部材）
６ 内輪軌道面
７ 転動体（玉）
８，９ 保持器
Claims (2)
- 内周面に複列の外輪軌道面を有すると共に、外周面に外径方向へと突出するフランジと、フランジの根元部で軸方向に突出するパイロット部を有して回転輪を構成する筒状の外側部材と、
外周面に複列の内輪軌道面を有する内側部材と、
前記複列の外輪軌道面と前記複列の内輪軌道面の間に、それぞれ円周方向に転動可能に配設される転動体と、を少なくとも含み、
内側列の転動体の数より外側列の転動体の数を少なく構成し、その減少率が１０％以下、または１個少ないことを特徴とする車輪支持用軸受。 - 予圧が２５００Ｎ以下であることを特徴とする請求項１に記載の車輪支持用軸受。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014240935A JP2016102544A (ja) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | 車輪支持用軸受 |
| CN201520474618.1U CN205001385U (zh) | 2014-11-28 | 2015-06-30 | 车轮支承用轴承 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014240935A JP2016102544A (ja) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | 車輪支持用軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016102544A true JP2016102544A (ja) | 2016-06-02 |
Family
ID=55158274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014240935A Pending JP2016102544A (ja) | 2014-11-28 | 2014-11-28 | 車輪支持用軸受 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2016102544A (ja) |
| CN (1) | CN205001385U (ja) |
-
2014
- 2014-11-28 JP JP2014240935A patent/JP2016102544A/ja active Pending
-
2015
- 2015-06-30 CN CN201520474618.1U patent/CN205001385U/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN205001385U (zh) | 2016-01-27 |
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