JP2023078824A - hub unit bearing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハブユニット軸受に関し、特に、複列の転動体として、列毎に円錐ころと玉がそれぞれ用いられるハブユニット軸受に関する。 The present invention relates to a hub unit bearing, and more particularly to a hub unit bearing in which tapered rollers and balls are used for each row as rolling elements in double rows.
自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するハブユニット軸受100として、図6に示すように、車両の静止時及び旋回時におけるハブユニット軸受の剛性を向上するためアウトボード側のピッチ円直径を大きくし、且つ、ピッチ円直径が小さなインボード側の列の寿命を補うために、アウトボード側の転動体を玉101、インボード側の転動体を円錐ころ102としたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
As a hub unit bearing 100 for rotatably supporting the wheels of an automobile with respect to a suspension system, as shown in FIG. In order to increase the diameter and compensate for the life of the inboard side row having a small pitch circle diameter, it is known that the rolling elements on the outboard side are
一方、特許文献2に記載のハブユニット軸受では、コンパクト化を図りつつモーメント剛性を高めるため、アウトボード側の転動体を円錐ころ、インボード側の転動体を玉としたものも知られている。 On the other hand, in the hub unit bearing described in Patent Document 2, in order to increase moment rigidity while achieving compactness, it is also known that the rolling elements on the outboard side are tapered rollers and the rolling elements on the inboard side are balls. .
このような玉と円錐ころを各列の転動体とした玉軸受部ところ軸受部とを備えるハブユニット軸受(以下、「ハイブリッドタイプのハブユニット軸受」と称す)では、ころ軸受部と玉軸受部とで適切な予圧範囲が異なるため、両軸受部ともパフォーマンスを発揮できる予圧のレンジが狭くなる。 In a hub unit bearing (hereinafter referred to as a "hybrid-type hub unit bearing") having a ball bearing portion and a roller bearing portion with such balls and tapered rollers as rolling elements in each row, the roller bearing portion and the ball bearing portion Since the appropriate preload range is different for both bearings, the preload range in which both bearings can demonstrate their performance is narrow.
また、ころ軸受部と玉軸受部で剛性差が大きい為、予圧に影響する寸法誤差による軌道面や転動体の変形量の変化は相対的に剛性の低い玉軸受部側で大きくなり、予圧が過少の場合の剛性不足や予圧が過大の場合の寿命低下などの弊害が発生する可能性がある。 In addition, since there is a large difference in rigidity between the roller and ball bearings, changes in the amount of deformation of the raceway surface and rolling elements due to dimensional errors that affect preload are greater on the ball bearing side, which has relatively lower rigidity, and preload is reduced. If the preload is too small, there is a possibility that adverse effects such as lack of rigidity and excessive preload will shorten the service life.
一方、路面反力による入力に関して、両列の転動体を円錐ころとしたハブユニット軸受(以下、「両列円錐タイプのハブユニット軸受」と称す)に比べ、ハイブリッドタイプのハブユニット軸受は、剛性の高いころ軸受部側での荷重分担が大きくなり、ころ軸受部の寿命が低下する。 On the other hand, compared to hub unit bearings with tapered rollers on both rows of rolling elements (hereafter referred to as "double-row conical type hub unit bearings"), hybrid-type hub unit bearings have a higher rigidity. The load sharing on the side of the roller bearing portion with a high temperature is increased, and the service life of the roller bearing portion is shortened.
また、ハイブリッドタイプのハブユニット軸受は、両列円錐タイプのハブユニット軸受に比べ、ころ軸受部の軌道面と転走面の相対傾きが大きくなり、エッジロードが発生しやすくなる。エッジロードの発生を防止する為、軌道面や円錐ころのクラウニング量を通常(例えば、許容傾き角3分)より大きくすると、荷重負荷面が減少するので、ころ軸受部の寿命低下につながる。 Also, in the hybrid type hub unit bearing, the relative inclination between the raceway surface and the rolling surface of the roller bearing portion is greater than in the double row conical type hub unit bearing, and edge load is likely to occur. If the crowning amount of the raceway surface and tapered rollers is made larger than normal (for example, the allowable inclination angle of 3 minutes) to prevent the generation of edge loads, the load bearing surface is reduced, leading to a reduction in the life of the roller bearing.
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、各列の転動体を玉と円錐ころとする構成において、剛性の高いころ軸受部の寿命低下を防止しつつ、玉軸受部ところ軸受部の相対傾きが大きくなってもエッジロードを緩和することができるハブユニット軸受を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its object is to prevent a reduction in the service life of a highly rigid roller bearing portion and to To provide a hub unit bearing capable of alleviating an edge load even if the relative inclination of a bearing part and a roller bearing part becomes large.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 内周面に複列の外輪軌道を有する外輪と、
アウトボード側に車輪取付フランジを有し、インボード側に小径段部が形成されたハブ軸、及び前記ハブ軸の前記小径段部に圧入固定された少なくとも一つの内輪を備え、外周面に前記複列の外輪軌道に対向する複列の内輪軌道が形成されたハブと、
前記複列の外輪軌道の一方及び前記複列の内輪軌道の一方の間に転動自在に配置された複数の玉と、
前記複列の外輪軌道の他方及び前記複列の内輪軌道の他方の間に転動自在に配置された複数の円錐ころと、
を備えるハブユニット軸受であって、
前記複数の円錐ころの少なくとも一部は、ころ中心軸に沿った中空部を有する円錐ころである、ハブユニット軸受。
(2) 前記中空部は、前記ころ中心軸に沿って貫通している、(1)に記載のハブユニット軸受。
(3) 前記円錐ころは、大径側の頭部と小径側の尾部を有し、
前記中空部は、前記円錐ころの前記尾部側にのみ開口している、(1)に記載のハブユニット軸受。
(4) 前記複数の円錐ころは、前記中空部を有する円錐ころと、中実の円錐ころと、を備える、(1)~(3)のいずれか1つに記載のハブユニット軸受。
The above objects of the present invention are achieved by the following configurations.
(1) an outer ring having a double-row outer ring raceway on its inner peripheral surface;
A hub axle having a wheel mounting flange on the outboard side and a small diameter step portion formed on the inboard side; a hub having a double-row inner ring raceway facing the double-row outer ring raceway;
a plurality of balls rollably disposed between one of the double-row outer ring raceways and one of the double-row inner ring raceways;
a plurality of tapered rollers rollably arranged between the other of the double-row outer ring raceways and the other of the double-row inner ring raceways;
A hub unit bearing comprising:
A hub unit bearing, wherein at least some of the plurality of tapered rollers are tapered rollers having a hollow portion along the central axis of the roller.
(2) The hub unit bearing according to (1), wherein the hollow portion penetrates along the central axis of the roller.
(3) the tapered roller has a head portion on the large diameter side and a tail portion on the small diameter side,
The hub unit bearing according to (1), wherein the hollow portion is open only on the tail portion side of the tapered roller.
(4) The hub unit bearing according to any one of (1) to (3), wherein the plurality of tapered rollers include tapered rollers having the hollow portion and solid tapered rollers.
本発明のハブユニット軸受によれば、各列の転動体を玉と円錐ころとする構成において、複数の円錐ころの少なくとも一部が、ころ中心軸に沿った中空部を有することで、剛性の高いころ軸受部の寿命低下を防止しつつ、玉軸受部ところ軸受部の相対傾きが大きくなってもエッジロードを緩和することができる。 According to the hub unit bearing of the present invention, in the configuration in which the rolling elements in each row are balls and tapered rollers, at least a portion of the plurality of tapered rollers has a hollow portion along the central axis of the roller, thereby increasing rigidity. It is possible to alleviate the edge load even if the relative inclination between the ball bearing and the roller bearing becomes large while preventing the life of the high roller bearing from being shortened.
以下、本発明の各実施形態に係るハブユニット軸受を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, hub unit bearings according to respective embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1に示すように、本実施形態の従動輪用のハブユニット軸受10は、従動輪である車輪をナックル等の懸架装置に対して回転自在に支持するもので、静止輪である外輪20の内径側には、列毎に配置された複数の玉14及び複数の円錐ころ15を介して回転輪であるハブ30が回転自在に支持されている。即ち、本実施形態のハブユニット軸受は、玉軸受部ところ軸受部を備えるハイブリッドタイプのハブユニット軸受を構成している。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, a driven wheel hub unit bearing 10 of the present embodiment supports a wheel, which is a driven wheel, rotatably with respect to a suspension device such as a knuckle. A
外輪20は、外周面に懸架装置を構成する図示しないナックルに結合固定される取付フランジ22を有し、内周面に複列の外輪軌道21a、21bを有している。取付フランジ22には、外輪20をナックルに結合するための雌ねじ穴23が設けられている。
The
ハブ30は、ハブ輪31の小径段部34に内輪32を外嵌し、かしめ部33により結合固定して成るもので、外周面に該外輪軌道21a、21bと対向する複列の内輪軌道35a、35bを有している。ハブ輪31のアウトボード側で、外輪20のアウトボード側の端部開口よりもアウトボード側に突出した部分には、車輪を構成するホイール及びブレーキロータを取り付けるための車輪取付フランジ36が設けられている。ホイール及びブレーキロータは、ハブボルト37と図示しないハブナットにより共締めされて車輪取付フランジ36に結合固定される。
The
そして、アウトボード側である、一方の外輪軌道21aと、一方の内輪軌道35aとの間には、複数個ずつの玉14が保持器16によって円周方向等間隔に転動自在に設けられている。また、インボード側である、他方の外輪軌道21bと、他方の内輪軌道35bとの間には、複数個ずつの円錐ころ15が保持器17によって円周方向等間隔に転動自在に設けられている。即ち、外輪20の外輪軌道21a及びハブ輪31の内輪軌道35aは、玉14が転動する球面状の軌道溝を構成し、外輪20の外輪軌道21b及び内輪32の内輪軌道35bは、円錐ころ15が転動するテーパ状の軌道面を構成する。
したがって、本実施形態のハブユニット軸受10は、アウトボード側を玉軸受部、インボード側をころ軸受部として、インボード側のころ軸受部の寿命を補う構成としている。
Between the
Therefore, the hub unit bearing 10 of this embodiment has a ball bearing portion on the outboard side and a roller bearing portion on the inboard side to compensate for the life of the roller bearing portion on the inboard side.
なお、ここで言うアウトボード側とは、ハブユニット軸受の軸方向に関し、ハブユニット軸受10を車両に組み付け状態で車体の幅方向外側となる側であり、インボード側とは、車体の幅方向内側となる側である。
また、本実施形態では、アウトボード側の内輪軌道35aを構成するハブ軸をハブ輪31と称している。
The term "outboard side" as used herein refers to the axial direction of the hub unit bearing, and the term "inboard side" refers to the lateral direction of the vehicle body when the hub unit bearing 10 is assembled to the vehicle. This is the inner side.
Further, in the present embodiment, the hub axle forming the
また、外輪20の内周面とハブ30の外周面との間で複数の玉14及び複数の円錐ころ15を設置した軸受空間12のアウトボード側の端部開口、及びインボード側の端部開口は、それぞれシールリング13により塞がれている。
Further, the outboard side end opening and the inboard side end opening of the bearing space 12 where the plurality of
ここで、本実施形態では、インボード側の複数の円錐ころ15は、ころ中心軸Lに沿って貫通する中空部15aを有している。これにより、円錐ころ15の剛性を落とすことができ、ころ軸受部側の荷重分担が減少することで、ころ軸受部の寿命が低下することを防止することができる。
Here, in the present embodiment, the plurality of
また、ころ軸受部の外輪軌道21b及び内輪軌道35bと、円錐ころ15の転送面との相対傾きが大きくなっても、円錐ころ15が変形(軸方向において面圧が高い側が径方向につぶれる)することで、重クラウニング(軌道面や転送面のクラウニング量を通常より大きくする)を掛けることなく、エッジロードの緩和が可能になる。
なお、中空部15aは、保持器17の小径側円環部を跨がないことが好ましい。
Further, even if the relative inclination between the
In addition, it is preferable that the
図2は、第1実施形態の第1変形例に係るハブユニット軸受の断面図である。この変形例のハブユニット軸受10Aでは、玉14が転動する内輪軌道35aが、ハブ軸31と別体の内輪40によって構成される点において、上記実施形態のものと異なる。即ち、本変形例のハブ30は、ハブ軸31と、ハブ軸31の小径段部34に圧入固定された一対の内輪32,40と、を備える。
この場合にも、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a hub unit bearing according to a first modified example of the first embodiment. The hub unit bearing 10A of this modification differs from that of the above embodiment in that the
Also in this case, the same effect as the above embodiment can be obtained.
図3は、第1実施形態の第2変形例に係るハブユニット軸受の断面図である。この変形例のハブユニット軸受10Bでは、複数の円錐ころ15は、ころ中心軸Lに沿った中空部15bが円錐ころ15の小径側の尾部側にのみ開口している点において、上記実施形態のものと異なる。即ち、本変形例の円錐ころ15は、大径側の頭部側を中実とし、軌道面ところ転走面の相対傾きが大きくなり、エッジロードが発生しやすい側である尾部側を中空として、エッジロードが発生しやすい側の剛性を落として変形しやすくすることで、エッジロードの発生を抑制している。円錐ころ15では、中空部15bが尾部側から円錐ころ15の長手方向中間部を越えて形成されている。
この場合にも、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a hub unit bearing according to a second modification of the first embodiment. In the hub unit bearing 10B of this modified example, the plurality of
Also in this case, the same effect as the above embodiment can be obtained.
図4は、第1実施形態の第3変形例に係るハブユニット軸受の断面図である。この変形例のハブユニット軸受10Cでは、複数の円錐ころ15は、第2変形例と同様に、ころ中心軸Lに沿った中空部15bが円錐ころ15の尾部側にのみ開口しており、玉14が転動する内輪軌道35aが、第1変形例と同様に、ハブ軸31と別体の内輪40によって構成されている。
この場合にも、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a hub unit bearing according to a third modified example of the first embodiment; In the hub unit bearing 10C of this modified example, in the plurality of tapered
Also in this case, the same effect as the above embodiment can be obtained.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係るハブユニット軸受について、図5を参照して説明する。
(Second embodiment)
Next, a hub unit bearing according to a second embodiment of the invention will be described with reference to FIG.
第2実施形態の従動輪用のハブユニット軸受10Dでは、アウトボード側をころ軸受部、インボード側を玉軸受部として、モーメント剛性を補うハイブリッドタイプのハブユニット軸受を構成している。
即ち、アウトボード側である、外輪20の外輪軌道21a及びハブ輪31の内輪軌道35aは、円錐ころ15が転動するテーパ状の軌道面を構成し、インボード側である、外輪20の外輪軌道21b及び内輪32の内輪軌道35bは、玉14が転動する球面状の軌道溝を構成する。
In the driven wheel hub unit bearing 10D of the second embodiment, a hybrid type hub unit bearing that compensates for moment rigidity is configured by using a roller bearing portion on the outboard side and a ball bearing portion on the inboard side.
That is, the
このハブユニット軸受10Dにおいても、アウトボード側のころ軸受部に使用される円錐ころ15を中空構造とし、アウトボード側の剛性を落とすことで、軸受部側の荷重分担が減少することで、ころ軸受部の寿命が低下することを防止している。
In this hub unit bearing 10D as well, the tapered
また、ころ軸受部の軌道面と転走面の相対傾きが大きくなっても、円錐ころ15が変形(軸方向面圧が高い側がつぶれる)することで、重クラウニングを掛けることなく、エッジロードの緩和を可能にしている。
その他の構成及び作用については、第1実施形態のものと同様である。
In addition, even if the relative inclination between the raceway surface and the rolling surface of the roller bearing increases, the tapered
Other configurations and actions are the same as those of the first embodiment.
尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、上記各実施形態のハブユニット軸受は従動輪用であるが、本発明は、駆動用にも適用可能である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified, improved, etc. as appropriate.
For example, the hub unit bearings of the above-described embodiments are for driven wheels, but the present invention can also be applied to drive wheels.
また、上記各実施形態では、ころ軸受部は、中空部15aを有する円錐ころ15をすべて用いるものとして説明しているが、少なくとも一部が中空部15aを有する円錐ころ15であればよい。即ち、ころ軸受部は、中空部15aを有する円錐ころと、通常の中実の円錐ころとを、適切な比率と分布で混合して使用するようにしてもよい。この場合、中空部15aを有する円錐ころは、円周方向に等間隔に配置されることが好ましい。
Further, in each of the above-described embodiments, all the tapered
10 ハブユニット軸受
14 玉
15 円錐ころ
15a,15b 中空部
20 外輪
21a,21b 外輪軌道
30 ハブ
31 ハブ輪(ハブ軸)
32,40 内輪
34 小径段部
35a,35b 内輪軌道
36 車輪取付フランジ
10 hub unit bearing 14
32, 40
Claims (4)
アウトボード側に車輪取付フランジを有し、インボード側に小径段部が形成されたハブ軸、及び前記ハブ軸の前記小径段部に圧入固定された少なくとも一つの内輪を備え、外周面に前記複列の外輪軌道に対向する複列の内輪軌道が形成されたハブと、
前記複列の外輪軌道の一方及び前記複列の内輪軌道の一方の間に転動自在に配置された複数の玉と、
前記複列の外輪軌道の他方及び前記複列の内輪軌道の他方の間に転動自在に配置された複数の円錐ころと、
を備えるハブユニット軸受であって、
前記複数の円錐ころの少なくとも一部は、ころ中心軸に沿った中空部を有する円錐ころである、
ハブユニット軸受。 an outer ring having a double-row outer ring raceway on its inner peripheral surface;
A hub axle having a wheel mounting flange on the outboard side and a small diameter step portion formed on the inboard side; a hub having a double-row inner ring raceway facing the double-row outer ring raceway;
a plurality of balls rollably disposed between one of the double-row outer ring raceways and one of the double-row inner ring raceways;
a plurality of tapered rollers rollably arranged between the other of the double-row outer ring raceways and the other of the double-row inner ring raceways;
A hub unit bearing comprising:
At least some of the plurality of tapered rollers are tapered rollers having a hollow portion along the central axis of the roller,
hub unit bearings.
前記中空部は、前記円錐ころの前記尾部側にのみ開口している、請求項1に記載のハブユニット軸受。 The tapered roller has a head portion on the large diameter side and a tail portion on the small diameter side,
2. The hub unit bearing according to claim 1, wherein said hollow portion opens only on said tail portion side of said tapered roller.
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JP2021192119A JP2023078824A (en) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | hub unit bearing |
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