JPH08198132A - キングピン軸受構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ホイールアライメントの調整が可能なキング
ピン軸受構造を得る。 【構成】 ジョイントケース１２の上下部に設けられキ
ングピンを軸支するテーパドローラベアリング６４のア
ウタレース６４Ａの中心とインナレース６４Ｂの中心と
を所定量偏心させることにより、キングピン軸をＣ線か
らＣ’線に変更可能とした。これにより、キングピン軸
が回転角θ度だけ修正されるので、キャスタ角及びキャ
スタトレール並びにキャンバ角といったホイールアライ
メントの調整が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、駆動回転するアクスル
シャフトを収容するアクスルハウジングに設けられ、車
輪を支持する車輪支持体の回転軸となるキングピンをベ
アリングによって軸支するキングピン軸受構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図５には、従来のキングピン軸受構造の
一例が示されている。なお、このキングピン軸受構造
は、実開昭５６−１６０１７５号公報に開示されている
ものである。

【０００３】周辺構成を含めて簡単に説明すると、アク
スルハウジング１００内にはフロントアクスルシャフト
１０２が収容されている。このフロントアクスルシャフ
ト１０２の外側端部は、バーフィールド形ジョイント１
０４を介して前輪駆動シャフト１０６の内側端部と連結
されている。さらに、前輪駆動シャフト１０６の外側端
部は、アウタプレート１０８を介してアクスルハブ１１
０に固定されている。アクスルハブ１１０には、前輪１
１２のディスクホイール１１４が固定されている。従っ
て、フロントアクスルシャフト１０２が駆動回転する
と、その回転力がバーフィールド形ジョイント１０４を
介して前輪駆動シャフト１０６に伝達され、前輪１１２
が等速回転される。

【０００４】また、上記のアクスルハブ１１０は、ホイ
ールベアリング１１６を介してステアリングナックル１
１８に支持されている。ステアリングナックル１１８は
ナックルスピンドル１１８Ａの他にナックルハウジング
１１８Ｂを上下に備えており、これらのナックルハウジ
ング１１８Ｂにローラベアリング１２０を介してキング
ピン１２２の各一方の端部が軸支されている。キングピ
ン１２２の各他方の端部は、アクスルハウジング１００
の外側端部に取り付けられてバーフィールド形ジョイン
ト１０４を収容する球面状のハウジング部１００Ａの上
下部にそれぞれ圧入されている。これにより、操舵時に
は一対のキングピン１２２を中心としてステアリングナ
ックル１１８が旋回して前輪１１２の舵角が変更され
る。

【０００５】なお、上記構成においては上下のローラベ
アリング１２０のローラ１２０Ａの軸線がキングピン軸
線に対していずれも所定角度傾斜していることから、下
側のローラベアリング１２０に上側のローラベアリング
１２０からのスラスト方向の反力が作用し、下側のロー
ラベアリング１２０の大型化を招くことに着目し、上側
のローラベアリング１２０についてはローラ１２０Ａの
軸線がキングピン軸線に対して平行なローラベアリング
を用いることを提案している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構成による場合、ローラベアリング１２０の支持荷重
に対する考察はなされているが、キングピン傾斜角度ひ
いてはホイールアライメントの調整に対する考察はなさ
れていない。すなわち、この構成による場合には、ロー
ラベアリング１２０のアウタレース１２０Ｂとインナレ
ース１２０Ｃとが同心円状に配置されているため、ロー
ラベアリング１２０をナックルハウジング１１８Ｂにど
のように組付けたとしても、キングピン軸は不変であり
キングピン傾斜角度を調整することはできない。従っ
て、対地キャンバ角やキャスタ角及びキャスタトレール
といったホイールアライメントを調整することもできな
いという不具合が生じる。

【０００７】本発明は上記事実を考慮し、ホイールアラ
イメントの調整が可能なキングピン軸受構造を得ること
が目的である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、駆動回転する
アクスルシャフトを収容するアクスルハウジングに設け
られ、車輪を支持する車輪支持体の回転軸となるキング
ピンをベアリングによって軸支するキングピン軸受構造
であって、アクスルハウジングに圧入されるアウタレー
スの中心軸に対してキングピンの回転支持軸を径方向に
所定量オフセットさせた、ことを特徴としている。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、アクスルハウジングに圧入
されるアウタレースの中心軸に対してキングピンの回転
支持軸を径方向に所定量オフセットさせたので、キング
ピン傾斜角度がオフセット量に対応する角度だけ変更さ
れる。この結果、キャスタ角及びキャスタトレール並び
にキャンバ角といったホイールアライメントの調整が可
能となる。

【００１０】

【実施例】以下、図１〜図４を用いて、本発明に係るキ
ングピン軸受構造の一実施例について説明する。なお、
これらの図において、適宜示される矢印ＦＲは車両前方
側を示し、矢印ＵＰは車両上方側を示し、矢印ＩＮは車
両室内側を示している。

【００１１】図４には車両前方側から見た場合における
キングピン軸受構造を含む駆動輪駆動機構の全体構成が
示されており、又図３にはキングピン軸受構造を中心と
した拡大図が示されている。これらの図に示されるよう
に、円筒状のアクスルハウジング１０の外側端部には、
ジョイントケース１２が取り付けられている。ジョイン
トケース１２は、アクスルハウジング１０の外側端部に
嵌合されて溶接により固着された円筒状の基部１２Ａ
と、この基部１２Ａの外側端部に一体形成された半球面
状の収容部１２Ｂとによって構成されている。なお、上
記のアクスルハウジング１０及びジョイントケース１２
が、本発明における「アクスルハウジング」に相当す
る。

【００１２】これらのアクスルハウジング１０及びジョ
イントケース１２の軸芯部には、駆動力が伝達されて回
転するアクスルシャフト１４が配置されている。アクス
ルシャフト１４の外側端部は、等速ジョイントであるバ
ーフィールド形ジョイント１６を介して被駆動シャフト
１８と連結されている。すなわち、被駆動シャフト１８
の内側端部にはバーフィールド形ジョイント１６のアウ
タレース１６Ａが一体的に設けられており、このアウタ
レース１６Ａがジョイントケース１２の収容部１２Ｂ内
に収容されている。アウタレース１６Ａ内に配置された
インナレース１６Ｂの軸芯部には、アクスルシャフト１
４の外側端部が圧入されている。そして、これらのアウ
タレース１６Ａとインナレース１６Ｂとの間に、ケージ
１６Ｃによって保持された複数のボール１６Ｄが介在さ
れている。これにより、アクスルシャフト１４が駆動回
転されると、バーフィールド形ジョイント１６を介して
被駆動シャフト１８が等速回転される。

【００１３】また、被駆動シャフト１８の外側端部は、
アウタプレート２０を介して車輪２２の軸芯部に配置さ
れたアクスルハブ２４と連結されている。すなわち、被
駆動シャフト１８の外側端部の外周部には、円筒状のボ
ス２４Ａ及びこのボス２４Ａから半径方向へ延出された
フランジ部２４Ｂから成るアクスルハブ２４が配置され
ている。アクスルハブ２４のボス２４Ａには、被駆動シ
ャフト１８の外側端部にセレーション嵌合されたアウタ
プレート２０がボルト２６によって固定されている。さ
らに、アクスルハブ２４のフランジ部２４Ｂには、制動
用のディスクロータ２８がボルト３０によって固定され
ていると共に、タイヤ３２の軸芯部に配置されたディス
クホイール３４がハブボルト３６及びハブナット３８に
よって固定されている。これにより、被駆動シャフト１
８が回転すると、ディスクロータ２８と共にディスクホ
イール３４が回転される。

【００１４】上述した車輪２２は車輪支持体であるステ
アリングナックル４０によって支持されており、このス
テアリングナックル４０が一対のアッパキングピン４２
及びロアキングピン４４によってアクスルハウジング１
０のジョイントケース１２に軸支されている。

【００１５】具体的に説明すると、ステアリングナック
ル４０は、アクスルハウジング１０のジョイントケース
１２の上方側に配置されるアッパナックルハウジング４
６及びジョイントケース１２の下方側に配置されるロア
ナックルハウジング４８を備えている。これらのアッパ
ナックルハウジング４６及びロアナックルハウジング４
８はボルト５０によってナックルスピンドル５２と連結
されており、このナックルスピンドル５２のボス部５２
Ａ内に被駆動シャフト１８が挿入配置されている。ナッ
クルスピンドル５２のボス部５２Ａの外周面とアクスル
ハブ２４のボス２４Ａの内周面との間にはアンギュラロ
ーラベアリングである一対のホイールベアリング５４が
介在されており、これにより車輪２２がステアリングナ
ックル４０のナックルスピンドル５２に回転自在に支持
されている。

【００１６】また、図３に拡大して示されるように、上
下に配置されたアッパナックルハウジング４６及びロア
ナックルハウジング４８の各内側端部には貫通孔５６が
形成されており、これらの貫通孔５６内へは段付ピン状
のアッパキングピン４２の大径部４２Ａ及びロアキング
ピン４４の大径部４４Ａがそれぞれ圧入されている。ア
ッパキングピン４２の上端面にはアッパナックルアーム
５８が当接配置されており、両者はボルト６０によって
連結されている。同様に、ロアキングピン４４の下端面
にもロアナックルアーム６２が当接配置されており、両
者はナット６３によって連結されている。

【００１７】さらに、上述したアッパキングピン４２及
びロアキングピン４４は、テーパドローラベアリング６
４によってジョイントケース１２における収容部１２Ｂ
の上部及び下部にそれぞれ軸支されている。より具体的
には、テーパドローラベアリング６４は、アウタレース
６４Ａ及びインナレース６４Ｂと、並びに両者の間に転
動可能に保持され周面がテーパ面とされた複数のローラ
６４Ｃと、を含んで構成されている。このうち、テーパ
ドローラベアリング６４のアウタレース６４Ａは、ジョ
イントケース１２の収容部１２Ｂの上部及び下部にそれ
ぞれ形成された貫通孔６６内にそれぞれ圧入されてい
る。また、テーパドローラベアリング６４のインナレー
ス６４Ｂ内には、アッパキングピン４２及びロアキング
ピン４４の小径部４２Ｂ、４４Ｂがそれぞれ圧入されて
いる。これにより、車輪２２はステアリングナックル４
０を介してアッパキングピン４２及びロアキングピン４
４を中心として旋回可能とされている。

【００１８】ここで、図２に示されるように、本実施例
では、上記のテーパドローラベアリング６４のインナレ
ース６４Ｂの回転中心Ｐが、アウタレース６４Ａの回転
中心Ｑに対して偏心量αだけベアリング径方向へ偏心さ
れている。なお、アッパ側に配置されるテーパドローラ
ベアリング６４にあっては、アウタレース６４Ａの回転
中心Ｑに対して、アウタレース６４Ａの回転中心Ｑを通
るアクスル軸線（Ａ線）方向の内方側にインナレース６
４Ｂの回転中心Ｐが偏心量αだけ偏心されている。これ
に対し、図１に示されるように、ロア側に配置されるテ
ーパドローラベアリング６４にあっては、アウタレース
６４Ａの回転中心Ｑに対して、前記アクスル軸線（Ａ
線）方向の外方側にインナレース６４Ｂの回転中心Ｐが
偏心量αだけ偏心されている。これにより、本実施例に
おけるキングピン軸Ｃ’は、本来のキングピン軸Ｃ（回
転中心Ｐと回転中心Ｑとが同心であるテーパドローラベ
アリングによって上下のキングピンを軸支した場合のキ
ングピン軸）に対して回転角θだけ回転した位置に設定
されている。

【００１９】さらに、図２に示されるように、テーパド
ローラベアリング６４のアウタレース６４Ａの最厚肉部
には、三角形状の刻印「Ｅ」が付されている。また、ジ
ョイントケース１２の収容部１２Ｂの上端周面及び下端
周面には、９０度間隔で４つの刻印「Ｘ１」、「Ｘ
２」、「Ｙ１」、「Ｙ２」が付されている。具体的に
は、前記アクスル軸線（Ａ線）方向の外方側及び内方側
に刻印「Ｘ１」、「Ｘ２」がそれぞれ付されており、又
アウタレース６４Ａの回転中心Ｑを通るアクスル軸直角
線（Ｂ線）方向の後方側及び前方側に刻印「Ｙ１」、
「Ｙ２」がそれぞれ付されている。

【００２０】また上記構成に加え、図１に示される如
く、上下のテーパドローラベアリング６４のアウタレー
ス６４Ａの対向端面間の距離ａの中点（ａ／２）は、修
正後のキングピン軸Ｃ’とアクスル中心軸Ｄとの交点Ｏ
に一致するように設定されている。さらに、アッパ側の
テーパドローラベアリング６４のアウタレース６４Ａの
転動面６４Ａ’を構成するための基準となる円錐（イン
ナレース６４Ｂの転動面６４Ｂ’を構成するための基準
となる円錐でもある）の頂点Ｂから交点Ｏまでの距離ｂ
は、ロア側のテーパドローラベアリング６４のアウタレ
ース６４Ａの転動面６４Ａ’を構成する基準となる円錐
の頂点Ｂ’から交点Ｏまでの距離ｂ’と一致している。

【００２１】次に、ホイールアライメントの調整（修
正）の仕方の説明を通して、本実施例の作用を説明す
る。

【００２２】まず、対地キャンバ角を本来の角度からθ
度だけ修正したい場合には、以下の組付要領で組付作業
を行う。すなわち、ジョイントケース１２の収容部１２
Ｂの上部に設定されるテーパドローラベアリング６４に
あっては、刻印「Ｅ」を刻印「Ｘ１」に合致させなが
ら、アウタレース６４Ａを収容部１２Ｂの上部の貫通孔
６６内へ圧入させる。一方、ジョイントケース１２の収
容部１２Ｂの下部に設定されるテーパドローラベアリン
グ６４にあっては、刻印「Ｅ」を刻印「Ｘ２」に合致さ
せながら、アウタレース６４Ａを収容部１２Ｂの下部の
貫通孔６６内へ圧入させる。すなわち、上下逆位相とな
るように一対のテーパドローラベアリング６４をジョイ
ントケース１２の収容部１２Ｂの上部及び下部にそれぞ
れ組付ける。これにより、車両前方から見て、本来のキ
ングピン軸Ｃから回転角θだけ回転した位置にキングピ
ン軸Ｃ’が設定される。この結果、対地キャンバ角が本
来の角度からθ度だけ修正される。

【００２３】一方、キャスタ角を本来の角度からθ度だ
け修正したい場合には、以下の組付要領で組付作業を行
う。すなわち、ジョイントケース１２の収容部１２Ｂの
上部に設定されるテーパドローラベアリング６４にあっ
ては、刻印「Ｅ」を刻印「Ｙ１」に合致させながら、ア
ウタレース６４Ａを収容部１２Ｂの上部の貫通孔６６内
へ圧入させる。一方、ジョイントケース１２の収容部１
２Ｂの下部に設定されるテーパドローラベアリング６４
にあっては、刻印「Ｅ」を刻印「Ｙ２」に合致させなが
ら、アウタレース６４Ａを収容部１２Ｂの下部の貫通孔
６６内へ圧入させる。従って、この場合も、上下逆位相
となるように一対のテーパドローラベアリング６４をジ
ョイントケース１２の収容部１２Ｂの上部及び下部にそ
れぞれ組付ける。これにより、車両側方から見て、本来
のキングピン軸Ｃから回転角θだけ回転した位置にキン
グピン軸Ｃ’が設定される。この結果、キャスタ角が本
来の角度からθ度だけ修正されると共に回転角θに対応
する距離だけキャスタトレールが修正される。

【００２４】このように本実施例では、インナレース６
４Ｂの回転中心Ｐがアウタレース６４Ａの回転中心Ｑに
対して偏心量αだけ偏心されたテーパドローラベアリン
グ６４を用いて、アッパキングピン４２及びロアキング
ピン４４を軸支する構成を採ったので、テーパドローラ
ベアリング６４を上記の要領でジョイントケース１２の
収容部１２Ｂに組付けることによりキングピン傾斜角度
を調整することができる。従って、ホイールアライメン
トのキャスタ角及びキャスタトレール並びに対地キャン
バ角といった要素を調整することが可能となる。この
際、本実施例によれば、キングピン軸、ナックルスピン
ドル５２の中心軸、更にはホイール中心線がセットで回
転されるため、基本的にはキングピンオフセット量も殆
ど変わらない。

【００２５】また、上述した如く、本実施例では、上下
のテーパドローラベアリング６４のアウタレース６４Ａ
の対向端面間の距離ａの中点（ａ／２）を修正後のキン
グピン軸Ｃ’とアクスル中心軸Ｄとの交点Ｏに一致させ
ると共に、アッパ側のテーパドローラベアリング６４の
アウタレース６４Ａの転動面６４Ａ’を構成するための
基準となる円錐の頂点Ｂから交点Ｏまでの距離ｂと、ロ
ア側のテーパドローラベアリング６４のアウタレース６
４Ａの転動面６４Ａ’を構成する基準となる円錐の頂点
Ｂ’から交点Ｏまでの距離ｂ’とを一致させているの
で、キングピン軸Ｃ’は常に等速ジョイントであるバー
フィールドジョイント１６の中心Ｏを通ることになる。
このため、ナックルスピンドル５２と被駆動シャフト１
８との相対的な挿入量を変化させることなく、安定した
状態で操舵することができる。つまり、相対的な挿入量
を変化させてしまうと、結果的には振動が発生するとい
う不具合が生じるが、本実施例によれば操舵に起因した
振動は発生せず、その意味で安定した状態で操舵するこ
とができる。さらに、上記制約下で各部材の寸法を設定
することにより、アッパ側とロア側とで共通のテーパド
ローラベアリング６４を用いることができるというメリ
ットもある。このため、製造コストの削減を図ることが
できる。

【００２６】なお、本実施例では、偏心量αが一種類の
テーパドローラベアリング６４を用いた場合のホイール
アライメントの調整の仕方について説明したが、偏心量
αが多種類のテーパドローラベアリングを予め用意して
おくことにより、ホイールアライメントの微細な調整が
可能になることはもとよりである。

【００２７】また、本実施例では、インナレース６４Ｂ
の回転中心Ｐがアウタレース６４Ａの回転中心Ｑに対し
て偏心量αだけ偏心されたテーパドローラベアリング６
４を用いることで、キングピン傾斜角度を調整する構成
を採ったが、これに限らず、アッパキングピン４２及び
ロアキングピン４４自体を偏心させる構成にしてもよ
い。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るキング
ピン軸受構造は、アクスルハウジングに圧入されるアウ
タレースの中心軸に対してキングピンの回転支持軸を径
方向に所定量オフセットさせたので、ホイールアライメ
ントの調整が可能になるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係るキングピン軸受構造の構成を車
両前方側から見て概念的に示す概略断面図である。

【図２】車両上方側から見た場合のアッパ側のテーパド
ローラベアリングを示す平面図である。

【図３】車両前方側から見た場合のキングピン軸受構造
並びにその周辺構造を示す拡大図である。

【図４】本実施例に係るキングピン軸受構造を含む駆動
輪駆動機構の全体構成を車両前方側から見て示す縦断面
図である。

【図５】従来のキングピン軸受構造を示す図４に対応す
る縦断面図である。

【符号の説明】

１０ アクスルハウジング １２ ジョイントケース（アクスルハウジング） １４ アクスルシャフト ２２ 車輪 ４０ ステアリングナックル（車輪支持体） ４２ アッパキングピン ４４ ロアキングピン ６４ テーパドローラベアリング ６４Ａ アウタレース ６４Ｂ インナレース

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動回転するアクスルシャフトを収容す
   るアクスルハウジングに設けられ、車輪を支持する車輪
   支持体の回転軸となるキングピンをベアリングによって
   軸支するキングピン軸受構造であって、 アクスルハウジングに圧入されるアウタレースの中心軸
   に対してキングピンの回転支持軸を径方向に所定量オフ
   セットさせた、 ことを特徴とするキングピン軸受構造。