JPH06320903A - 車両における車輪支持構造および車輪組付方法 - Google Patents

車両における車輪支持構造および車輪組付方法

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JPH06320903A
JPH06320903A JP5139003A JP13900393A JPH06320903A JP H06320903 A JPH06320903 A JP H06320903A JP 5139003 A JP5139003 A JP 5139003A JP 13900393 A JP13900393 A JP 13900393A JP H06320903 A JPH06320903 A JP H06320903A
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bearing
wheel
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races
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典也 岩本
Masahito Nakayama
雅仁 中山
Nobuyuki Matsumoto
宜之 松本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両の両輪支持構造に組込まれる軸受の剛性
を大きくして、車両の操縦安定性を向上させる。 【構成】 車輪が装着されるハブ９とサスペンション
アームが装着されるナックル３のうち一方にアウタレー
ス12を一体的に設け、他方に複列のインナレース14ａ、
14ｂを設け、両レース間に複列のボール13ａ、13ｂを介
してダブルアンギュラ軸受11を構成するとともに、締付
ナット15にてインナレース14ａ、14ｂを軸方向に圧縮す
るようにした車輪支持構成において、インナレース14
ａ、14ｂ間に無荷重状態において間隙を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車用の、
ダブルアンギュラ軸受を使用した車輪支持構造および車
輪組付方法に関する。
【０００２】
【従来技術】例えば実開昭62-52002号公報にダブルアン
ギュラ軸受を使用した自動車用車輪支持構造が示されて
いるが、このダブルアンギュラ軸受は、ナックルの内周
面に嵌着されたアウタレースと、アクスルハブの外周面
に嵌着されたインナレースと、両レース間に介装された
２列のボールとから成り、各列のボールはアウタレース
の中央側に設けられた円弧状の肩部と、インナレースの
外端側に設けられた円弧状の肩部との間に挟まれてお
り、かくしてラジアル荷重と両方向のスラスト荷重を受
けられるようになっている。なお、インナレースは軸受
組立ての都合上、軸線方向に２分割された各部片を互い
に当接させて形成されている。
【０００３】同様なダブルアンギュラ軸受が実開昭63-2
4424号公報にも開示されている。
【０００４】上記２分割された各インナレース部片は、
締付ナットで互いに締付けることにより一体化するが、
従来、両インナレース部片は無負荷状態すなわち締付ナ
ットによる締付力が加わらない状態で互いに当接し、該
締付力によりボールに大きな予荷重が生じないようにな
されていた。
【０００５】
【解決しようとする課題】ところで、自動車の操縦安定
性向上のために以前よりサスペンション等の改良が行わ
れているが、これに欠かせない要素としてホイールまわ
りの剛性の問題があり、特に前記ダブルアンギュラ軸受
のモーメント入力に対する剛性を高くすることが望まれ
る。
【０００６】該軸受の剛性を高める一般的な手法として
は軸受ボールの諸元の変更があるが、これでは軸受のサ
イズが大きくなって配置上の制約が生じ、実現は困難で
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段および作用】本発明は、軸
受の組込後における予圧量と軸受剛性の相関に着目し、
組込後予圧量を大きくすることにより同一サイズの軸受
で剛性の向上を実現したものである。
【０００８】すなわち、本発明においては、車輪が装着
されるハブとサスペンションアームが装着されるナック
ルのうち一方にアウタレースを一体的に設け、他方に複
列のインナレースを設け、両レース間に複列のボールを
介してダブルアンギュラ軸受を構成するとともに、締付
ナットにて前記複列のインナレースを軸方向に圧縮する
ようにした車輪支持構造において、前記インナレース間
に無負荷状態において間隙を設ける。
【０００９】本発明によれば、軸受組込みの初期にイン
ナレース間に設けられた間隙分だけ両インナレースを締
付ナットにより充分に締付けることができ、これにより
アウタレースとインナレースとの間でボールに大きな予
圧が与えられるので、軸受の剛性が著しく向上する。か
くして、軸受サイズを変更することなく、軸受剛性を容
易に向上させることができる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明を適用した自動車の後輪支持構
造を示す斜視図である。この後輪支持構造の全体的構成
は従来一般のものと変る所はなく、１はタイヤ２を有す
る車輪、３はナックルである。ナックル３にはサスペン
ションアームすなわちアッパアーム４、ロアアーム５お
よびトレーリングアーム６が装着されており、ナックル
３から前方へ延出したトレーリングアーム６の前端には
コンペンセータアーム７が設けられている。またロアア
ーム５にはクッションユニット８が取付けられている。
【００１１】車輪１は、図２に示すように、ハブ９に装
着され、該ハブ９の円筒状のボス部９ａ内に、ナックル
３の基板部３ａに突設されたスピンドル10が挿入されて
いる。そしてボス部９ａの内周面とスピンドル10の外周
面との間に軸受11が介挿され、このような構成により車
輪１がナックル３を介して車体に回転自在に支持されて
いる。
【００１２】図３は軸受11の近傍をさらに拡大して示し
た断面図である。この軸受11はアウタレース12と、２列
のボール13ａ、13ｂと、２列のインナレース14ａ、14ｂ
とからなるダブルアンギュラ軸受で、アウタレース12は
ハブ９のボス部９ａの内周部にこれと一体に形成されて
いる。インナレース14ａ、14ｂは対向する端面を当接さ
せてスピンドル10に嵌め込まれ、スピンドル10の先端に
螺合するスピンドルナット（締付ナット）15により押圧
板16を介して押圧され、該押圧板16とスピンドル10の基
部に設けられた肩部17との間に締付けられている。
【００１３】ボール13ａ、13ｂはアウタレース12とイン
ナレース14ａ、14ｂとにより半径方向の動きを押さえら
れるとともに、アウタレース12に設けられた円弧状の肩
部18ａ、18ｂとインナレース14ａ、14ｂにそれぞれ設け
られた円弧状の肩部19ａ、19ｂとにより軸線方向の動き
を押さえられ、かくしてラジアル荷重と両方向のスラス
ト荷重を受けることができるダブルアンギュラ軸受が構
成されている。
【００１４】この軸受11の取付けは、例えば、アウタレ
ース12の両側からそれぞれはインナレース14ａ、14ｂ
を、アウタレース12との間に対応するボール13ａまたは
13ｂを挟んで押し込み、次いでスピンドルナット15、押
圧板16を取外したスピンドル10をインナレース14ａ、14
ｂ内に挿入した後、スピンドルナット15、押圧板16を装
着して、スピンドルナット15をねじ込んでインナレース
14ａ、14ｂを押圧板16と肩部17の間で締付けることによ
り行われる。
【００１５】図４（ａ）は、上記組付工程における初期
の状態すなわちインナレース14ａ、14ｂにスピンドル10
を嵌め込んだ後まだスピンドルナット15、押圧板16によ
りインナレース14ａ、14ｂを締付けていない時の状態を
示す。この時ボール13ａ、13ｂはそれぞれ肩部18ａ、19
ａおよび肩部18ｂ、19ｂに接しているが、インナレース
14ａ、14ｂの端面20ａ、21ｂどうしは当接せず、両者間
に間隙21が残されている。この間隙21は僅かなものであ
るが精密に所定値に設定されている。
【００１６】この状態からインナレース14ａ、14ｂをス
ピンドルナット15により押圧板16と肩部17の間で締付け
ると、インナレース14ａ、14ｂは図４（ｂ）に示すよう
に端面20ａ、20ｂどうしが当接するまで相互に接近し、
この時ボール13ａ、13ｂはそれぞれ肩部18ａ、19ａ間お
よび肩部18ｂ、19ｂ間で斜めに押圧され、この結果ボー
ル13ａ、13ｂに軸受半径方向の予圧（予荷重）が与えら
れる。
【００１７】このようにしてボール13ａ、13ｂに軸受組
付後一定の予圧を与えておくことにより、軸受11の剛性
が著しく向上する。前記間隙21はこの予圧量が所定値に
なるように設定されている。
【００１８】図５は、上記軸受11とこれと同サイズの従
来のダブルアンギュラ軸受とについて剛性を比較した結
果を示すグラフで、縦軸に負荷モーメントをとり横軸に
負荷モーメントによる軸受の角度変化量をとってある。
図中、実線Ａは軸受11について行った試験結果を示し、
破線Ｂは従来の軸受について行った試験結果を示す。
【００１９】同図から分かるように、同一負荷モーメン
トによる角度変化量は、軸受11の方が従来の軸受よりも
はるかに小さい。すなわち軸受11は従来の軸受に比べて
極めて高い剛性を有している。さらに、従来の軸受にお
いては負荷モーメントに対して角度変化が特に大きな低
剛性域ｂが存在するが、軸受11においてはこのような低
剛性域は存在せず、全体にわたってリニヤな特性を有し
ている。
【００２０】軸受11の剛性を高めることにより、車両の
操縦安定性が著しく向上する。以下軸受剛性と操縦安定
性の関係について概述する。
【００２１】周知のように、自動車の旋回は、ドライバ
が前輪を操舵してそのタイヤにスリップ角を与え、コー
ナリングフォースを発生させることにより開始する。車
体はこのコーナリングフォースにより生ずるヨーイング
モーメントにより回頭するが、この時後輪タイヤにはま
だスリップ角は発生しておらず、コーナリングフォース
も発生していない。
【００２２】次の段階で後輪は車両の進行方向に対し外
側へふくらみ出し、これによって後輪タイヤにスリップ
角が発生し、コーナリングフォースが生ずる。そして前
後輪のコーナリングフォースが車体重心点に働く遠心力
とつり合ったところで過渡領域を過ぎ、安定旋回状態と
なる。従って後輪のコーナリングフォースを如何にリニ
ヤに、早く、より大きく立上げるかにより車輪の旋回安
定性は決定される。
【００２３】このため図１に示す本実施例においては、
トレーリングアーム６、コンペンセータアーム７間のブ
ッシュとナックル３、ロアアーム５間のブッシュのバネ
レート比を適当に選定することにより、操舵開始から安
定旋回状態になるまでの過渡領域において、後輪に徐々
に発生するコーナリングフォークによりサスペンション
側が受けるサイドフォースにより、後輪が車体に対しト
ーイン（Toe In）状態となるようにしてある。
【００２４】すなわち、図６は図１の車輪支持構造を上
方から見た略図であるが、前記サイドフォースＦｓによ
りトレーリングアーム６と一体のナックル３が点線で示
すように傾くことにより、車輪１の方向は矢印ｉで示す
ように車体中心線に平行な方向ｘから旋回内側へ傾いた
方向ｙに変り、これにより車輪１のコーナリングフォー
スをリニヤに、早く、より大きく立上げることができる
ようにしてある。
【００２５】ところで、サイドフォースは、ニューマチ
ックトレールにより、タイヤ中心点に働かずタイヤ中心
より後方に作用するので、ｙ方向にトーインした車輪１
には軸受11のまわりに矢印Ｏで示すようなトーアウト
（Toe Out ）方向のモーメントが作用する。従って軸受
11の剛性が低いと車輪１は方向ｙで示されるトーイン状
態に比してトーアウト傾向となり、コーナフォースの立
上がりが遅れまた図５における低剛性域ｂにより立上が
りの直線性も失われるので、旋回安定性が低下する。し
かし本実施例においては軸受11の剛性か前述のように高
いので、このようなことはなく、極めて良好な安定性が
得られる。
【００２６】また、旋回時車体がロールするので、これ
に伴なって車輪１は図７に点線で示すように地面22に対
し旋回外側へ傾斜した対地ポジティブキャンバ状態とな
り、コーナリングフォースＦｃが減殺される。そこで本
実施例においてはロアアーム５とアッパアーム４の取付
角、長さを変えることにより、ロール時においても車輪
１が図に実線で示すように概ね対地キャンバ零の状態と
なるようにしてある。
【００２７】ところで、コーナリングフォースＦｃはタ
イヤ２と地面22の接触部に生ずるので、このコーナリン
グフォースにより車輪１にはこれを点線で示すような対
地ポジティブキャンバ状態にしようとする軸受11まわり
のモーメントＭが作用する。しかし軸受11は前述のよう
に高い剛性を有しているので、このモーメントに充分に
対抗でき、車輪１を実線で示す概ね対地キャンバ零の状
態に保持して大きなコーナリングフォースＦｓを確保す
る。
【００２８】以上から分かるように、軸受11の剛性を高
くすることにより、車両の操縦安定性を著しく向上させ
ることができる。
【００２９】上記実施例においてはアウタレース12がハ
ブ９に一体に形成されているが、別体のアウタレースを
ハブに圧入固定するようにしてもよく、またハブ側にイ
ンナレース、ナックル側にアウタレースを設けてもよ
い。また、駆動車輪の支持構造やテーパローラ型軸受を
使用した車輪支持構造等に本発明を適用することも可能
である。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、車両の車輪支持構造に
おける軸受の剛性を、軸受配置上の制約を受けることな
く高めることができ、かつこれによって車両の操縦安定
性が著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した自動車の後輪支持構造を示す
斜視図である。
【図２】同支持構造の要部断面図である。
【図３】図２の一部拡大図である。
【図４】軸受組付工程を説明するための図面である。
【図５】軸受の剛性比較試験の結果を示すグラフであ
る。
【図６】上方から見た後輪支持構造を示す説明用の線図
である。
【図７】後方から見た後輪支持構造を示す説明用の線図
である。
【符号の説明】
１…車輪、２…タイヤ、３…ナックル、４…アッパアー
ム、５…ロアアーム、６…トレーリングアーム、７…コ
ンペンセータアーム、８…クッションユニット ９…ハブ、10…スピンドル、11…軸受、12…アウタレー
ス、13…ボール、14…インナレース、15…スピンドルナ
ット、16…押圧板、17，18，19…肩部、20…端面、21…
間隙、22…地面

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車輪が装着されるハブとサスペンション
    アームが装着されるナックルのうち一方にアウタレース
    を一体的に設け、他方に複列のインナレースを設け、両
    レース間に複列のボールを介してダブルアンギュラ軸受
    を構成するとともに、締付ナットにて前記複列のインナ
    レースを軸方向に圧縮するようにした車輪支持構造にお
    いて、前記インナレース間に無負荷状態において間隙を
    設けたことを特徴とする車両における車輪支持構造。
  2. 【請求項２】 車両に車輪を組付けるに際し、前記車輪
    が装着されるハブとサスペンションアームが装着される
    ナックルのうち一方の部材にダブルアンギュラ軸受のア
    ウタレースを一体的に取付けるとともに、該アウタレー
    スに複列のボールを介して、軸線方向に互いに間隙を有
    する複列のインナレースを装着し、該複列のインナレー
    スを他方の部材に軸線方向に摺動可能に嵌合させるとと
    もに、締付ナットで軸線方向に互いに締付けることによ
    り、前記アウタレース、ボールおよびインナレースに半
    径方向の予荷重を与えることを特徴とする車両における
    車輪組付方法。
JP5139003A 1993-05-18 1993-05-18 車両における車輪支持構造および車輪組付方法 Pending JPH06320903A (ja)

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