JP6380151B2 - Testing equipment for rolling bearing units for wheel support - Google Patents
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Description
本発明は、自動車の車輪を懸架装置に対し回転自在に支持する車輪支持用転がり軸受ユニットの耐衝撃性を試験する為の、車輪支持用転がり軸受ユニットの試験装置に関する。 The present invention relates to a test apparatus for a wheel-supporting rolling bearing unit for testing the impact resistance of a wheel-supporting rolling bearing unit that rotatably supports a vehicle wheel with respect to a suspension device.
自動車の車輪は懸架装置に対して、この車輪に加わる鉛直方向(路面に対して垂直な方向)及び水平方向の路面反力を支承する車輪支持用転がり軸受ユニットにより回転自在に支持される。図12は、この様な車輪支持用転がり軸受ユニットの従来構造の1例として、所謂内輪回転型のものを示している。車輪支持用転がり軸受ユニット1は、外径側軌道輪部材である外輪2と、内径側軌道輪部材であるハブ3と、それぞれが転動体である複数個の玉4、4とを備える。このうちの外輪2は、内周面に複列の外輪軌道5、5を有すると共に、外周面に懸架装置に支持固定する為の静止側フランジ6を有している。前記ハブ3は、外周面のうち、外端寄り部分(図12の左端寄り部分)に車輪を支持固定する為の回転側フランジ7を有すると共に、中間部乃至内端寄り部分に複列の内輪軌道8、8を有している。前記各玉4、4は、前記両外輪軌道5、5とこれら両内輪軌道8、8との間に、両列毎にそれぞれ複数個ずつ、転動自在に設けられている。尚、図示の例の場合、転動体として前記各玉4、4を使用しているが、重量が嵩む自動車に用いられる車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、転動体として円すいころを使用する場合もある。
A wheel of an automobile is supported by a suspension device in a freely rotating manner by a wheel-supporting rolling bearing unit that supports a vertical direction (a direction perpendicular to the road surface) and a horizontal road surface reaction force applied to the suspension device. FIG. 12 shows a so-called inner ring rotating type as an example of the conventional structure of such a wheel supporting rolling bearing unit. The wheel support rolling
上述の様な車輪支持用転がり軸受ユニット1を組み込んだ自動車の走行中に、タイヤとホイールとを組み合わせて成る車輪が縁石に乗り上げる等すると、このホイールを介して、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1に大きな横方向(軸方向、自動車の進行方向及び鉛直方向に対して直角方向)の衝撃荷重が加わり、前記両外輪軌道5、5や前記両内輪軌道8、8に前記各玉4、4の圧痕が形成されたり、これら各玉4、4の転動面に傷が生じたりする可能性がある。そこで、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1の衝撃荷重に対する強度(耐衝撃性)を知る為の試験を行う必要がある。
If a wheel comprising a combination of a tire and a wheel rides on a curb during driving of the automobile incorporating the wheel supporting rolling
特許文献1には、タイヤが装着されたホイールを、このホイールの回転軸が鉛直方向に対し若干(例えば13±1度)傾斜した状態で固定し、このホイールのリムに重錘を自由落下させる事で、このホイールの、主として横方向の衝撃荷重に対する耐衝撃性を評価する試験装置が記載されている。従来は、ホイールを支持する車輪支持用転がり軸受ユニットの耐衝撃性を評価する試験も、同様の構造を有する試験装置を使用して行っていた。即ち、車輪支持用転がり軸受ユニットを、その中心軸の軸方向を鉛直方向に一致させた状態、或いは、中心軸を鉛直方向に対して若干傾斜した状態で固定し、この車輪支持用転がり軸受ユニットに重錘を自由落下させて衝撃荷重を加える事により、この車輪支持用転がり軸受ユニットの耐衝撃性を評価していた。又、自動車の走行中にこの車輪支持用転がり軸受ユニットに加わる衝撃荷重に対する耐衝撃性をより正確に評価する為には、前記重錘を落下させる事により前記車輪支持用転がり軸受ユニットに加わる衝撃荷重の入力波形を、所望の形状に(自動車の走行中にこの車輪支持用転がり軸受ユニットに加わる衝撃荷重の入力波形に合わせて)規制する必要がある。この為に、従来の試験装置の場合には、前記車輪支持用転がり軸受ユニットの上面に、防振ゴム製のパットを載置した状態で、このパットに前記重錘を落下させ、このパットを介して、前記車輪支持用転がり軸受ユニットに衝撃荷重を加える。即ち、このパットの厚さや材質(弾性係数)等を変更する事により、前記車輪支持用転がり軸受ユニットに加わる衝撃荷重の減衰特性を調整し、この衝撃荷重の入力波形を規制する必要があり、この作業が面倒である。
In
更に、自動車の走行中に車輪支持用転がり軸受ユニットに加わる衝撃荷重に対する強度をより正確に調べる為には、改良の余地がある。この理由について、以下に説明する。
前記特許文献1に記載の試験装置を使用する場合には、ハブが外輪に対し回転していない(ハブと外輪とが相対回転していない)状態で、車輪支持用転がり軸受ユニットの耐衝撃性を評価する。前記ハブと前記外輪とが相対回転していない状態で、この車輪支持用転がり軸受ユニットに衝撃荷重を加えると、軌道面(外輪軌道、内輪軌道)に圧痕が衝撃荷重の方向に形成される(軌道面部分に存在する金属材料が衝撃荷重の方向に塑性変形する)。前記軌道面に圧痕が形成される事に伴い、この軌道面と転動体の転動面との接触面積が大きくなると、これら軌道面と転動面との接触部の面圧が小さくなり、この接触部に荷重が加わる事で金属材料内部に生じる静的せん断応力が小さくなる。そして、この静的せん断応力が、ハブや外輪を構成する金属材料の降伏せん断応力以下になると、圧痕がそれ以上形成されなくなる。
Furthermore, there is room for improvement in order to more accurately examine the strength against the impact load applied to the wheel bearing rolling bearing unit while the automobile is running. The reason for this will be described below.
When the test apparatus described in
これに対し、例えば自動車の走行中に車輪が縁石に乗り上げた場合には、ハブが外輪に対し回転している(ハブと外輪とが相対回転している)状態で、車輪支持用転がり軸受ユニットに衝撃荷重が加わる。即ち、この車輪支持用転がり軸受ユニットに衝撃荷重が加わった状態で、前記ハブの前記外輪に対する回転に伴い、転動体と軌道面との転がり接触部が円周方向に移動する為、この軌道面に、圧痕が円周方向に連続した状態で形成される。又、前記転がり接触部が円周方向に移動しながら衝撃荷重が加わる為、前記軌道面に加わる荷重は、前記ハブと前記外輪とが相対回転していない状態で圧痕が形成される場合の様に、円周方向両側から支承されず、前記衝撃荷重の方向に集中し易い。この為、圧痕が大きく(深く)なり易い。 On the other hand, for example, when a wheel rides on a curb during driving of an automobile, the wheel support rolling bearing unit is in a state where the hub is rotating with respect to the outer ring (the hub and the outer ring are rotating relative to each other). Impact load is applied to the. That is, the rolling contact portion between the rolling element and the raceway surface moves in the circumferential direction in accordance with the rotation of the hub with respect to the outer ring with an impact load applied to the wheel support rolling bearing unit. In addition, the indentation is formed in a continuous state in the circumferential direction. Further, since the impact load is applied while the rolling contact portion moves in the circumferential direction, the load applied to the raceway surface is similar to the case where an indentation is formed in a state where the hub and the outer ring are not relatively rotated. In addition, it is not supported from both sides in the circumferential direction, and tends to concentrate in the direction of the impact load. For this reason, the indentation tends to be large (deep).
上述の様に、前記特許文献1に記載の試験装置を使用して試験を行った場合と、自動車の走行中に車輪を介して車輪支持用転がり軸受ユニットに衝撃荷重が加わった場合とでは、ハブが外輪に対し回転しているか否かの違いに基づいて、軌道面に形成される圧痕の形状に違いが生じてしまう。この為、自動車の走行中に車輪支持用転がり軸受ユニットに加わる衝撃荷重に対する強度をより正確に調べる為には、ハブと外輪とを相対回転させた状態で試験を行える構造を実現する事が望まれる。
As described above, when the test is performed using the test apparatus described in
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、外径側軌道輪部材と内径側軌道輪部材とを相対回転させた状態で、車輪支持用転がり軸受ユニットの耐衝撃性を評価できる構造を実現する事を目的としている。 In view of the circumstances as described above, the present invention realizes a structure capable of evaluating the impact resistance of a wheel bearing rolling bearing unit in a state in which an outer diameter side race ring member and an inner diameter side race ring member are relatively rotated. The purpose is to do.
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの試験装置は、車輪支持用転がり軸受ユニットの、主として横方向{軸方向、この車輪支持用転がり軸受ユニットを組み込んだ自動車の進行方向及び鉛直方向(路面に対して垂直な方向)に対して直角方向}に加わる衝撃荷重に対する耐衝撃性を評価する(耐衝撃性試験を行う)為のものである。
耐衝撃性試験の対象となる車輪支持用転がり軸受ユニットは、外径側軌道輪部材と、内径側軌道輪部材と、複数個の転動体とを備える。
このうちの外径側軌道輪部材は、内周面に複列の外輪軌道を有する。
前記内径側軌道輪部材は、外周面に複列の内輪軌道を有し、この外径側軌道輪部材の内径側にこの外径側軌道輪部材と同心に配置されている。
前記各転動体は、前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間に、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられている。
The wheel bearing rolling bearing unit testing apparatus according to the present invention includes a wheel supporting rolling bearing unit mainly composed of a lateral direction {axial direction, a traveling direction and a vertical direction of an automobile incorporating the wheel supporting rolling bearing unit (with respect to the road surface). In order to evaluate the impact resistance against the impact load applied in the direction perpendicular to the vertical direction) (perform an impact resistance test).
A wheel support rolling bearing unit to be subjected to an impact resistance test includes an outer diameter side race ring member, an inner diameter side race ring member, and a plurality of rolling elements.
Among these, the outer diameter side race ring member has a double row outer ring raceway on the inner peripheral surface.
The inner diameter side race ring member has a double row inner ring raceway on the outer peripheral surface, and is arranged concentrically with the outer diameter side race ring member on the inner diameter side of the outer diameter side race ring member.
Each of the rolling elements is provided between the outer ring raceways and the inner ring raceways so as to be capable of rolling plurally for each row.
そして、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの試験装置は、支持手段と、ラジアル荷重付与手段と、衝撃荷重付与手段と、回転駆動手段とを備える。
このうちの支持手段は、前記外径側軌道輪部材と前記内径側軌道輪部材とのうちの一方の軌道輪部材を、この一方の軌道輪部材の中心軸を中心とする回転を阻止した状態で支持する。
前記ラジアル荷重付与手段は、前記支持手段に、前記一方の軌道輪部材の中心軸に対し直交する方向の荷重を付与する事により、この支持手段を介して、前記車輪支持用転がり軸受ユニット(前記外径側軌道輪部材と前記内径側軌道輪部材との間)にラジアル荷重{使用状態で、鉛直方向(路面に対し垂直な方向)に加わる路面反力に相当する力}を付与する。
前記衝撃荷重付与手段は、前記車輪支持用転がり軸受ユニット(前記外径側軌道輪部材と前記内径側軌道輪部材との間)に軸方向の衝撃荷重を付与する。即ち、前記衝撃荷重付与手段は、この車輪支持用転がり軸受ユニットにより支持された車輪が縁石に乗り上げる等して、この車輪のうち、タイヤの外周縁部や、ホイールのリム部の外周縁部に衝撃荷重が加わった場合に、前記車輪支持用転がり軸受ユニットに加わる横方向の衝撃荷重に相当する衝撃荷重を、この車輪支持用転がり軸受ユニットに付与する。具体的には、例えば、前記支持手段に、アクチュエータ等を使用して打撃を加える事により、この支持手段を介して、前記車輪支持用転がり軸受ユニットに衝撃荷重を付与する。或いは、前記一方の軌道輪部材に、直接打撃を加える様に構成する事もできる。
前記回転駆動手段は、前記外径側軌道輪部材と前記内径側軌道輪部材とのうちの他方の軌道輪部材を、この他方の軌道輪部材の中心軸を中心に回転駆動する為のもので、電動モータ等の駆動源を備える。
And the test apparatus of the rolling bearing unit for wheel support of this invention is provided with a support means, a radial load provision means, an impact load provision means, and a rotation drive means.
Among these, the support means is a state in which one of the outer ring side ring member and the inner diameter side ring member is prevented from rotating around the central axis of the one ring member. Support with.
The radial load applying means applies a load in a direction perpendicular to the central axis of the one raceway ring member to the support means, and through this support means, the wheel support rolling bearing unit (the above-mentioned A radial load {a force corresponding to a road surface reaction force applied in a vertical direction (a direction perpendicular to the road surface in a use state)} is applied to the outer diameter side race ring member and the inner diameter side race ring member).
The impact load applying means applies an axial impact load to the wheel-supporting rolling bearing unit (between the outer diameter side race ring member and the inner diameter side race ring member). That is, the impact load applying means is configured such that the wheel supported by the wheel supporting rolling bearing unit rides on the curb, and the outer peripheral edge of the tire or the outer peripheral edge of the rim of the wheel. When an impact load is applied, an impact load corresponding to a lateral impact load applied to the wheel support rolling bearing unit is applied to the wheel support rolling bearing unit. Specifically, for example, an impact is applied to the wheel-supporting rolling bearing unit via the support means by hitting the support means using an actuator or the like. Or it can also comprise so that a hit | damage may be directly applied to said one track ring member.
The rotation driving means is for rotating and driving the other bearing ring member of the outer diameter side bearing ring member and the inner diameter side bearing ring member around the central axis of the other bearing ring member. A drive source such as an electric motor is provided.
上述の様な本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの試験装置を実施する場合に好ましくは、請求項2に記載した発明の様に、前記衝撃荷重付与手段を、前記外径側軌道輪部材と前記内径側軌道輪部材とのうち、使用状態で車体に対し支持固定される部材(内輪回転型の場合には外輪、外輪回転型の場合には内径側部材)のこの車体への取付状態での鉛直方向上方に位置する部分が、前記ラジアル荷重(前記使用状態で、鉛直方向に加わる路面反力に相当する力)に基づいてこの使用状態で車体に対し支持固定される部材に加わる力の作用方向前方に一致した状態(前記ラジアル荷重に基づいて前記使用状態で車体に対し支持固定される部材に加わる力の作用方向が、この使用状態で車体に対し支持固定される部材の、この車体への取付状態での鉛直方向と一致した状態)で、前記車輪支持用転がり軸受ユニットに衝撃荷重を付与するものとする。
Preferably, when carrying out the test apparatus for a wheel bearing rolling bearing unit according to the present invention as described above, the impact load applying means is connected to the outer diameter side raceway ring member as in the invention described in
上述の様に構成する本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの試験装置を使用すれば、前記外径側軌道輪部材と前記内径側軌道輪部材とを相対回転させた状態で、車輪支持用転がり軸受ユニットの耐衝撃性試験を行う事ができる。従って、例えば車輪が縁石に乗り上げた場合等、自動車の走行中に車輪支持用転がり軸受ユニットに加わる衝撃荷重に対する強度(耐衝撃性)を、より正確に知る事ができる。 If the test apparatus for a wheel support rolling bearing unit of the present invention configured as described above is used, the wheel support rolling is performed with the outer diameter side race ring member and the inner diameter side race ring member relatively rotated. The impact resistance test of the bearing unit can be performed. Therefore, the strength (impact resistance) against the impact load applied to the wheel bearing rolling bearing unit during traveling of the automobile can be known more accurately, for example, when the wheel rides on the curb.
[実施の形態の第1例]
図1〜2は、本発明の実施の形態の第1例を示している。尚、本例を含めて本発明の特徴は、外輪2とハブ3とを相対回転させた状態で、車輪支持用転がり軸受ユニット1の耐衝撃性を評価する(耐衝撃性試験を行う)為の試験装置の構造にある。この試験装置の対象となる車輪支持用転がり軸受ユニット1の構造については、前述の図12に示した構造を含め、従来から知られている車輪支持用転がり軸受ユニットと同様であるから、説明を省略する。
[First example of embodiment]
1 and 2 show a first example of an embodiment of the present invention. The feature of the present invention including this example is to evaluate the impact resistance of the wheel bearing rolling
本例の車輪支持用転がり軸受ユニットの試験装置は、支持手段9と、ラジアル荷重付与手段10と、衝撃荷重付与手段11と、回転駆動手段12とを備えている。このうちの支持手段9は、前記外輪2を、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1の中心軸(外輪2及びハブ3の中心軸と一致)を中心とする回転を阻止した状態で支持する為のもので、支持台13と、支柱14と、固定側保持部15と、アーム部16とから構成されている。このうちの支持台13は、床面17に支持固定されている。又、前記支柱14は、この支持台13により、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1の中心軸を中心とする回転方向、及び、この車輪支持用転がり軸受ユニット1の中心軸に直交する軸を中心とする回転方向のがたつきを抑えた状態で、この車輪支持用転がり軸受ユニット1の軸方向(前記外輪2の中心軸と前記ハブ3の中心軸とが互いに傾斜する方向)の変位を可能に支持されている。又、前記固定側保持部15は、前記支柱14の上端寄り部分に設けられ、前記外輪2をこの支柱14に対して支持固定する為の部分である。又、前記アーム部16は、前記支柱14の上端部から折れ曲がった状態で設けられている。
The wheel support rolling bearing unit testing apparatus of this example includes a support means 9, a radial
前記ラジアル荷重付与手段10は、前記支持手段9を介して、前記外輪2と前記ハブ3との間に、使用状態で、鉛直方向(路面に対し垂直な方向)に加わる路面反力に相当する力を付与する為のものである。本例の場合、具体的には、前記アーム部16のうち、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1の使用状態(この車輪支持用転がり軸受ユニット1を自動車に組み込んだ状態)で、タイヤと路面との接触部(接地面)の直上に位置する部分に支持固定されたアンカ部材18を下方に向け押圧する様にしている。
The radial
前記衝撃荷重付与手段11は、前記支持手段9を介して、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1に軸方向の衝撃荷重を付与する為のもので、両ロッド型の油圧サーボシリンダ19により構成されている。即ち、この油圧サーボシリンダ19のロッド20により、前記支柱14に打撃を加える(この支柱14を叩く)事で、この支柱14を介し前記車輪支持用転がり軸受ユニット1に衝撃荷重を加える。
The impact
前記回転駆動手段12は、前記ハブ3を、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1の中心軸を中心に回転駆動する為のもので、台座21と、モータユニット22と、回転支持ユニット23と、無端ベルト24とを備える。このうちの台座21は、床面17に対し、水平方向の位置調節(前記車輪支持用転がり軸受ユニット1の軸方向に関する位置調節)を可能に設置(載置)されている。即ち、前記台座21は、送りねじ機構等により構成される水平位置調節装置25の水平位置調節ハンドル35を操作する(回動させる)事により、前記支柱14に対する遠近動を可能として、前記静止側フランジ6と前記回転側フランジ7との間の寸法が異なる、複数種類の車輪支持用転がり軸受ユニット1に対応可能としている。又、前記モータユニット22は、駆動源である電動モータ26を支持フレーム27内に支持固定して成り、前記台座21の上方に昇降可能に(鉛直方向の位置調節を可能に)設置されている。即ち、前記モータユニット22は、送りねじ機構等により構成される鉛直位置調節装置28の鉛直位置調節ハンドル36を操作する事により、前記台座21に対する昇降を可能とする事で、前記ハブ3に支持される車輪のタイヤやホイールの外径が異なる、複数種類の車輪支持用転がり軸受ユニット1に対応できる様にしている。又、前記回転支持ユニット23は、ハウジング29に対し回転軸30を、予圧を付与した複列転がり軸受ユニット{背面組み合わせ(DB)型のアンギュラ玉軸受や円すいころ軸受等}であるサポート軸受ユニットにより回転自在に支持して成り、前記モータユニット22の支持フレーム27の上面に着脱可能に設置されている。前記回転軸30の先端部(図1の左端部)には、前記ハブ3を、この回転軸30と同期した回転を可能に支持する為の回転側保持部31が設けられている。又、前記無端ベルト24は、前記電動モータ26の出力軸に支持固定された駆動側プーリ32と、前記回転軸30の基端部(図1の右端部)に支持固定された従動側プーリ33との間に掛け渡されている。即ち、前記電動モータ26により、前記無端ベルト24を介して、前記回転軸30の先端部に支持したハブ3を回転駆動可能としている。
The rotation driving means 12 is for driving the
上述の様な本例の試験装置を使用して、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1の耐衝撃性試験を行う方法について、以下に説明する。
先ず、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1の外輪2を、前記支柱14の上端寄り部分に設けられた固定側保持部15に対し支持固定する。具体的には、前記外輪2の静止側フランジ6に形成されたねじ孔に、前記固定側保持部15に形成された通孔を挿通したボルト(図示省略)を螺合し更に締め付ける事で、前記外輪2に対し前記固定側保持部15を支持固定した後、この固定側保持部15のうち、前記各通孔から円周方向に外れた部分に形成されたねじ孔に、前記支柱14に形成された通孔を挿通したボルトを螺合し更に締め付ける事で、前記外輪2を、前記固定側保持部15を介して前記支柱14に対し支持固定する。或いは、この外輪2の外周面を把持(チャック)する事で、この外輪2を支持固定する様に構成する事もできる。尚、この外輪2は、この外輪2の車体への取付状態での鉛直方向が、前記ラジアル荷重付与手段10により付加されるラジアル荷重の方向と一致する様に、前記固定側保持部15に対し支持固定する。本例の場合、具体的には、前記外輪2のうち、車体への取付状態で上方に位置する部分が、鉛直方向上方となる様に、前記固定側保持部15に対し支持固定する。次に、前記水平位置調節ハンドル35と前記鉛直位置調節ハンドル36とを操作する事で、前記回転側保持部31の位置を、前記静止側フランジ6と前記回転側フランジ7との間の寸法、及び、前記ハブ3に支持される車輪のタイヤやホイールの外径に合わせて調節し、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1のハブ3を、この回転側保持部31に対し支持固定する。具体的には、このハブ3の回転側フランジ7に形成されたセレーション孔に圧入(セレーション嵌合)すると共に、前記回転側保持部31に形成された通孔に挿通したハブボルトに、ナットを螺合し更に締め付ける事で、前記ハブ3と前記回転側保持部31とを支持固定する。その後、この回転側保持部31のうち、前記各通孔から円周方向に外れた部分に形成された別の通孔に挿通したボルトを、前記回転軸30の先端面に形成されたねじ孔に螺合し更に締め付ける事で、前記ハブ3を、前記回転側保持部31を介して前記回転軸30に対し、この回転軸30と同期した回転を可能に支持する。又、前記ラジアル荷重付与手段10により付加されるラジアル荷重の前記外輪2への入力位置が、使用状態で車輪に加わる鉛直方向の路面反力に基づいてこの外輪2に加わる力のこの外輪2への入力位置と一致する様に、前記アンカ部材18の位置を調整し、前記アーム部16に対して支持固定する。
A method of performing an impact resistance test of the wheel bearing rolling
First, the
そして、前記電動モータ26を回転駆動する事で、前記無端ベルト24を介し、前記回転軸30の先端部に前記回転側保持部31により支持した前記ハブ3を、所定の速度で回転駆動する。同時に、前記ラジアル荷重付与手段10により、前記支柱14のアーム部16を所定の力{例えば軸重(車軸に加わる荷重)の半分に相当する力}で下方に向けて押圧し、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1にラジアル荷重を付与する。
Then, by rotating the
この状態で、前記油圧サーボシリンダ19のロッド20により、前記支柱14に打撃を加え、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1に軸方向の衝撃荷重を付与する。即ち、本例の場合、前記支柱14を前記支持台13に対し、この車輪支持用転がり軸受ユニット1の軸方向(前記外輪2の中心軸と前記ハブ3の中心軸とが互いに傾斜する方向)に関する変位を可能に支持している。従って、前記ロッド20により前記支柱14に打撃を加えると、この支柱14に対し支持固定された前記外輪2と、前記回転軸30に対し支持されたハブ3との間に軸方向の衝撃荷重が加わる。本例の場合には、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1を組み込んだ自動車の車輪が縁石に乗り上げる等して、この車輪のうち、タイヤの外周縁部や、ホイールのリム部の外周縁部に衝撃荷重が加わった場合に、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1に加わる横方向{前記自動車の進行方向及び鉛直方向(路面に対して垂直な方向)に対して直角方向}の衝撃荷重に相当する衝撃荷重が、前記外輪2と前記ハブ3との間に加わる。その後、前記電動モータ26の回転を停止させ、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1を試験装置から取り出す。そして、この車輪支持用転がり軸受ユニット1を分解、観察する事により、外輪軌道5、5や内輪軌道8、8(図12参照)に圧痕が形成されたり、玉4、4の転動面に傷等の損傷が生じたりしたか否かを判定し、圧痕や損傷が発生している場合には、その大きさや形状を評価する。
In this state, the
上述の様な本例の車輪支持用転がり軸受ユニットの試験装置によれば、前記外輪2と前記ハブ3とを相対回転させた状態で、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1の耐衝撃性試験を行う事ができる。この為、例えば車輪が縁石に乗り上げた場合等、自動車の走行中に前記車輪支持用転がり軸受ユニット1に加わる衝撃荷重に対する強度(耐衝撃性)を、より正確に知る事ができる。
According to the test apparatus for the wheel support rolling bearing unit of the present example as described above, the impact resistance test of the wheel support rolling
又、本例の場合、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1に衝撃荷重を付与する為の衝撃荷重付与手段11として、両ロッド型の油圧サーボシリンダ19を用いている。従って、前記ロッド20の変位の大きさ(絶対値)が同じである場合には、このロッド20の変位の方向に拘わらず、前記油圧サーボシリンダ19に導入すべき圧油の量を同じにする事ができる。この為、この油圧サーボシリンダ19のロッド20の動きを制御する為のサーボバルブ(制御弁)の制御を、単ロッド型の油圧サーボシリンダを使用した場合と比較して容易化できる。この結果、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1への衝撃荷重の入力波形を、所望通り正確に規制し易くする事ができる。但し、前記衝撃荷重付与手段11を、単ロッド型の油圧サーボシリンダ、又は、空気式や電磁式のアクチュエータにより実現する事もできる。
In the case of this example, a double rod type
本例の車輪支持用転がり軸受ユニットの試験装置は、前記回転支持ユニット23を、前記モータユニット22に対し着脱可能に支持している。そこで、図3に示す様に、この回転支持ユニット23を取り外し、代わりに、前記ハブ3を、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1の中心軸を中心とする回転を阻止した状態で支持する為のハブ固定治具(イケール)37を、前記モータユニット22の支持フレーム27の上面に取り付ける。尚、図示の例では、前記ハブ固定治具37は、前記ハブ3を、その中心軸を水平方向に配置した状態で支持しているが、このハブ3を、その中心軸が水平方向に対し傾斜した状態で支持する様に構成する事もできる。何れにしても、前記回転支持ユニット23の代わりに、前記ハブ固定治具37を使用する事により、前記外輪2と前記ハブ3とが相対回転していない状態での、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1の耐衝撃性試験を行う事ができる。即ち、前記外輪2を、前記支柱14の固定側保持部15に支持固定すると共に、前記ハブ3を、前記ハブ固定治具37に支持固定した状態で、前記ラジアル荷重付与手段10により、前記外輪2と前記ハブ3との間にラジアル荷重を付与する。この状態で、前記油圧サーボシリンダ19のロッド20により前記支柱14に打撃を加え、前記外輪2と前記ハブ3との間に軸方向の衝撃荷重を付与する。この様な方法により、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1の耐衝撃性試験を行えば、前述の特許文献1に記載の試験装置を使用した場合の様に、重錘を自由落下させる事で衝撃荷重を加え、防振ゴム製のパットによりこの衝撃荷重の減衰特性を調整する場合と比較して、衝撃荷重の入力波形を、所望通り正確に規制し易くする事ができる。
The wheel bearing rolling bearing unit testing apparatus of this example supports the
[実施の形態の第2例]
図4〜6は、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の試験装置は、車輪支持用転がり軸受ユニット1のハブ3を、支持手段9aを構成する支柱14aの上端寄り部分に設けられた固定側保持部15aに支持固定する様に構成されている。又、外輪2を、回転駆動手段12aを構成する回転支持ユニット23aの回転軸30aの先端部に設けられた回転側保持部31aに支持する様にしている。又、本例の場合、ラジアル荷重付与手段10aは、前記支柱14aのアーム部16のうち、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1の使用状態で、タイヤと路面との接触部(接地面)の直上に位置する部分に支持固定されたアンカ部材18を、鉛直方向上方に弾性的に引っ張る事で、前記外輪2と前記ハブ3との間にラジアル荷重を付与する様にしている。具体的には、図5に示す様に、前記アンカ部材18を、コイルばね等の大きな弾力を有する弾性部材43を介して、ホイスト式クレーン34により吊り上げている。又、前記回転軸30aの基端寄り部分には、エンコーダ38が、この回転軸30aと同心に固定されている。そして、検出部をこのエンコーダ38の被検出面に対向させたセンサ(図示省略)の出力信号に基づいて、前記外輪2の車体への取付状態で上方に位置する部分が、ラジアル荷重付与手段10により付加される鉛直方向の荷重に基づいて前記外輪2に加わる力の作用方向前方(図4〜5の下方)に一致する瞬間(前記外輪2のうち、車体への取付状態で上方に位置する部分が、鉛直方向下方となる瞬間)に、油圧サーボシリンダ19により前記支柱14aに打撃を加える様にしている。
[Second Example of Embodiment]
4 to 6 show a second example of the embodiment of the present invention. The test apparatus of this example is configured to support and fix the
この様な本例によれば、自動車の走行中に車輪が縁石に乗り上げる等して衝撃荷重が加わる場合と同様に、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1に対し衝撃荷重を、前記ハブ3側から入力する事ができる。
又、本例の場合、前記ハブ3が支持固定された支柱14aを、前記ホイスト式クレーン34により吊り上げる事で、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1に鉛直方向の荷重を付与している。この為、この車輪支持用転がり軸受ユニット1に衝撃荷重を加える事で、この車輪支持用転がり軸受ユニット1が破損した場合でも、前記支柱14aが倒壊するのを防止でき、耐衝撃試験の安全性の向上を図れる。
According to this example, the impact load is applied to the wheel support rolling
In the case of this example, a vertical load is applied to the wheel-supporting
尚、上述の様な本例の場合も、図6に示す様に、前記回転支持ユニット23aを取り外し、代わりに、前記外輪2を、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1の中心軸を中心とする回転を阻止した状態で支持する為の外輪固定治具(イケール)39を、モータユニット22の支持フレーム27の上面に取り付ければ、前記外輪2と前記ハブ3とが相対回転していない状態での、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1の耐衝撃性試験を行う事ができる。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例と同様である。
In the case of this example as described above, as shown in FIG. 6, the
The configuration and operation of the other parts are the same as in the first example of the embodiment described above.
[実施の形態の第3例]
図7は、本発明の実施の形態の第3例を示している。本例の試験装置は、車輪支持用転がり軸受ユニット1の外輪2の静止側フランジ6に、懸架装置を構成するナックル40及び制動装置を構成するバックプレート48を支持固定し、このナックル40を、支持手段9bを構成する支柱14bの上端寄り部分に支持固定する様に構成している。又、ハブ3の回転側フランジ7に、車輪を構成するホイール41及び前記制動装置を構成する制動用回転部材であるロータ42を支持固定し、このホイール41を、回転駆動手段12bを構成する回転支持ユニット23bの回転軸30bの先端部に設けられた回転側保持部31bに支持する様にしている。この様な本例の場合、供試体を、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1と、ナックル40及びバックプレート48と、ホイール41及びロータ42とから構成している為、前記供試体全体としての剛性を、前述の実施の形態の第1例の様に、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1を単体で供試体とした場合と比較して小さくできる。即ち、供試体の弾性係数を小さくできて、衝撃荷重の入力波形をより正確に規制し易くできる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第1例と同様である。
[Third example of embodiment]
FIG. 7 shows a third example of the embodiment of the present invention. The test device of this example supports and fixes a
The configuration and operation of the other parts are the same as in the first example of the embodiment described above.
[実施の形態の第4例]
図8〜10は、本発明の実施の形態の第4例を示している。本例の場合、車輪支持用転がり軸受ユニット1のハブ3の回転側フランジ7に、車輪を構成するホイール41及び制動用回転部材であるロータ42を支持固定し、このホイール41を構成するリム部44の上端部に、ホイスト式クレーン34(図3参照)の先端部に設けたフック部45を引っ掛けている。そして、前記ホイール41を前記ホイスト式クレーン34により吊り上げる事で、前記ハブ3を、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1の中心軸を中心とする回転を阻止した状態で支持すると共に、この車輪支持用転がり軸受ユニット1に鉛直方向の荷重を付与している。即ち、本例の場合、前記ホイスト式クレーン34が、前記ハブ3を支持固定する為の支持手段9cとして機能すると共に、ラジアル荷重付与手段10bとしても機能する。又、衝撃荷重付与手段11aは、油圧サーボシリンダ19のロッド20により、前記ホイール41のリム部44の下端部に直接打撃を加える様に構成されている。即ち、本例の場合には、車輪が縁石に乗り上げた場合の衝撃荷重の入力部となる、前記ホイール41のリム部44の下端部から衝撃荷重を加える事ができる。
[Fourth Example of Embodiment]
8 to 10 show a fourth example of the embodiment of the present invention. In the case of this example, a
本例の場合も、図9に示す様に、外輪2を回転可能に支持する為の回転支持ユニット23を取り外し、代わりに、この外輪2を、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1の中心軸を中心とする回転を阻止した状態で支持する為の外輪固定治具39を、モータユニット22の支持フレーム27の上面に取り付ければ、前記外輪2と前記ハブ3とが相対回転していない状態での、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1の耐衝撃性試験を行う事ができる。或いは、図10に示す様に、前記外輪2を、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1の中心軸を中心とする回転を不能に、且つ、この中心軸が水平面に対し所定角度(例えば13±1度)傾斜した状態で支持する外輪固定治具39aを使用する事もできる。尚、この場合には、前記ハブ3、並びに、前記ホイール41及び前記ロータ42の自重により、前記車輪支持用転がり軸受ユニット1に鉛直方向の荷重が付与された状態となる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第1〜2例と同様である。
Also in this example, as shown in FIG. 9, the
Other configurations and operations are the same as those in the first and second examples of the above-described embodiment.
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの試験装置は、従動輪用、駆動輪用(中実状、中空状)を問わず、更に、内輪回転型、外輪回転型の何れでも対象とする事ができる。例えば、図11は、外輪回転型の車輪支持用転がり軸受ユニットの1例として、特許文献2に記載された構造を示している。車輪支持用転がり軸受ユニット1aは、内径側軌道輪部材46と、外径側軌道輪部材47と、それぞれが転動体である玉4a、4aとを備える。このうちの内径側軌道輪部材46は、外周面に複列の内輪軌道8a、8aを有すると共に、内端面の円周方向複数箇所に、ナックル等の懸架装置の構成部材に形成した通孔を挿通したボルトを螺合し更に締め付ける事で、この懸架装置に前記内径側軌道輪部材46を支持固定する為のねじ孔(図示省略)を有している。前記外径側軌道輪部材47は、内周面に複列の外輪軌道5a、5aを有すると共に、外周面に車輪を支持固定する為の回転側フランジ7aを有している。前記各玉4a、4aは、前記両外輪軌道5a、5aと前記両内輪軌道8a、8aとの間に、両列毎にそれぞれ複数個ずつ、転動自在に設けられている。
The wheel bearing rolling bearing unit testing device of the present invention can be applied to any of an inner ring rotating type and an outer ring rotating type, regardless of whether it is for a driven wheel or a driving wheel (solid or hollow). . For example, FIG. 11 shows a structure described in
1、1a 車輪支持用転がり軸受ユニット
2 外輪
3 ハブ
4、4a 玉
5、5a 外輪軌道
6、6a 静止側フランジ
7、7a 回転側フランジ
8、8a 内輪軌道
9、9a、9b、9c 支持手段
10、10a、10b ラジアル荷重付与手段
11、11a 衝撃荷重付与手段
12、12a、12b 回転駆動手段
13 支持台
14、14a、14b 支柱
15、15a 固定側保持部
16 アーム部
17 床面
18 アンカ部材
19 油圧サーボシリンダ
20 ロッド
21 台座
22 モータユニット
23、23a、23b 回転支持ユニット
24 無端ベルト
25 水平位置調節装置
26 電動モータ
27 支持フレーム
28 鉛直位置調節装置
29 ハウジング
30、30a、30b 回転軸
31、31a、31b 回転側保持部
32 駆動側プーリ
33 従動側プーリ
34 ホイスト式クレーン
35 水平位置調節ハンドル
36 鉛直位置調節ハンドル
37 ハブ固定治具
38 エンコーダ
39、39a 外輪固定治具
40 ナックル
41 ホイール
42 ロータ
43 弾性部材
44 リム部
45 フック部
46 内径側軌道輪部材
47 外径側軌道輪部材
48 バックプレート
DESCRIPTION OF
Claims (2)
外周面に複列の内輪軌道を有し、この外径側軌道輪部材の内径側にこの外径側軌道輪部材と同心に配置された内径側軌道輪部材と、
前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間に、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられた転動体と
を備える車輪支持用転がり軸受ユニットの耐衝撃性を試験する為の車輪支持用転がり軸受ユニットの試験装置であって、
前記外径側軌道輪部材と前記内径側軌道輪部材とのうちの一方の軌道輪部材を、この一方の軌道輪部材の中心軸を中心とする回転を阻止した状態で支持する支持手段と、
この支持手段に、前記一方の軌道輪部材の中心軸に対し直交する方向の荷重を付与する事により、この支持手段を介して、前記車輪支持用転がり軸受ユニットにラジアル荷重を付与するラジアル荷重付与手段と、
前記車輪支持用転がり軸受ユニットに衝撃荷重を付与する為の衝撃荷重付与手段と、
前記外径側軌道輪部材と前記内径側軌道輪部材とのうちの他方の軌道輪部材を、この他方の軌道輪部材の中心軸を中心に回転駆動する為の回転駆動手段と
を備える車輪支持用転がり軸受ユニットの試験装置。 An outer diameter side race ring member having a double row outer ring raceway on the inner peripheral surface;
An inner ring raceway member that has a double row inner ring raceway on the outer peripheral surface and is arranged concentrically with the outer diameter raceway member on the inner diameter side of the outer diameter raceway member;
A wheel support for testing the impact resistance of a rolling bearing unit for supporting a wheel, comprising: a plurality of rolling elements provided in a plurality of rolling elements for each row between the outer ring raceways and the inner ring raceways. A rolling bearing unit testing device for
A support means for supporting one of the outer ring-side bearing ring member and the inner diameter-side bearing ring member in a state in which rotation around the central axis of the one bearing ring member is prevented;
By applying a load in a direction perpendicular to the central axis of the one bearing ring member to the support means, a radial load is applied via the support means to apply a radial load to the wheel support rolling bearing unit. Means,
An impact load applying means for applying an impact load to the wheel supporting rolling bearing unit;
A wheel support comprising: a rotational drive means for rotationally driving the other bearing ring member of the outer diameter side bearing ring member and the inner diameter side bearing ring member around the central axis of the other bearing ring member. Testing equipment for rolling bearing units.
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