JPS6034534Y2 - Kingpin bearing device for vehicle front wheel drive mechanism - Google Patents

Kingpin bearing device for vehicle front wheel drive mechanism

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JPS6034534Y2
JPS6034534Y2 JP5816480U JP5816480U JPS6034534Y2 JP S6034534 Y2 JPS6034534 Y2 JP S6034534Y2 JP 5816480 U JP5816480 U JP 5816480U JP 5816480 U JP5816480 U JP 5816480U JP S6034534 Y2 JPS6034534 Y2 JP S6034534Y2
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JP
Japan
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bearing
front wheel
wheel drive
drive mechanism
kingpin
Prior art date
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Expired
Application number
JP5816480U
Other languages
Japanese (ja)
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JPS56160175U (en
Inventor
良二 森泉
雄史 谷口
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日産ディーゼル工業株式会社
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Publication date
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  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は車両の前輪駆動機構におけるキングピン軸受装
置に関する。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a king pin bearing device in a front wheel drive mechanism of a vehicle.

従来全輪駆動車両等における全輪駆動機構は第1図のよ
うになっている。
An all-wheel drive mechanism in a conventional all-wheel drive vehicle is shown in FIG.

即ち、フロントアクスルシャフト1の駆動回転がバーフ
ィールドジヨイントJを介して前輪駆動シャフト2に伝
達されん該シャフト2に連結されたハブ7ランジ3及び
ホイールディスク4を介して前輪5が駆動される。
That is, the drive rotation of the front axle shaft 1 is transmitted to the front wheel drive shaft 2 via the Barfield joint J, and the front wheels 5 are driven via the hub 7 langes 3 and wheel discs 4 connected to the shaft 2. .

又、全輪駆動シャフト2を覆うステアリングナックル6
に連結されたナックルハウジング7と、アクスルハウジ
ング8に連結されたトラニオンソケット9とが上下のキ
ングピン10.11を介して自動自由に連結されている
Additionally, a steering knuckle 6 that covers the all-wheel drive shaft 2
The knuckle housing 7 connected to the axle housing 8 and the trunnion socket 9 connected to the axle housing 8 are automatically and freely connected via upper and lower king pins 10.11.

そして、操舵時にはナックルアーム7aをキングピン1
0,11回りに回動させることによりナックルハウジン
グ7に連結された前輪が転舵されるようになっている。
When steering, the knuckle arm 7a is connected to the kingpin 1.
The front wheels connected to the knuckle housing 7 are steered by rotating around 0 and 11.

ここで、キングピン10,11は軸線を鉛直方向に対し
て5〜13°程度傾斜して取り付けられ〈ステアリング
ホイールの解放時前輪を直進方向に指向させる力が作用
するようになっている。
Here, the king pins 10 and 11 are attached with their axes inclined at an angle of about 5 to 13 degrees with respect to the vertical direction, so that when the steering wheel is released, a force is applied that directs the front wheels in the straight direction.

ところで、従来では前記上下のキングピン10.11を
夫々軸受するベアリング12.13は、共に、転送用の
ローラ12a、13aがキングピン10,11の軸線に
対して傾斜したいわゆるテーパローラベアリングが用い
られている。
By the way, conventionally, the bearings 12.13 that respectively support the upper and lower king pins 10.11 are so-called tapered roller bearings in which the transfer rollers 12a, 13a are inclined with respect to the axes of the king pins 10, 11. There is.

しかしながら、このように上側ベアリング12をもテー
バベアリングを用いた従来構造では上側ベアリング12
はこれに作用するラジアル荷重の一部をスラスト方向の
分力で支持することになるため、このスラスト反力が上
側キングピン10からトラニオンソケット9、下側キン
グピン11を介して下側ベアリング13に加えられてし
まう。
However, in the conventional structure in which the upper bearing 12 also uses a Taber bearing, the upper bearing 12
supports a part of the radial load acting on it with a component force in the thrust direction, so this thrust reaction force is applied from the upper king pin 10 to the lower bearing 13 via the trunnion socket 9 and the lower king pin 11. I end up getting beaten up.

このため下側ベアリング13は前輪を介して地面から受
ける抗力に伴なう大きなスラスト荷重に加えて前記スラ
スト反力をも支持しなければならず、極めて大きな負荷
容量を有したベアリングが要求され、コストアップ及び
大型化を来たしていた。
For this reason, the lower bearing 13 must support the thrust reaction force in addition to the large thrust load due to the resistance force received from the ground via the front wheel, and a bearing with an extremely large load capacity is required. This resulted in increased costs and increased size.

□一方、上側ベアリング12のスラスト方向の負荷容量
は車両の悪路走行時等に前輪のバウンドに伴なって瞬間
的に生じるスラスト荷重を支持へ得る大きさであれば足
りこれは下側ベアリング13の負荷容量に比べれば相当
小さくて済む。
□On the other hand, the load capacity of the upper bearing 12 in the thrust direction is sufficient as long as it can support the thrust load instantaneously generated when the front wheels bounce when the vehicle is running on rough roads. It is quite small compared to the load capacity of .

従ってローラベアリングではスラスト方向の負荷容量が
必要以上に大きな値となっているのが実情である。
Therefore, the reality is that roller bearings have a load capacity in the thrust direction that is larger than necessary.

本考案はかかる従来の不合理な構成に鑑み為されたもの
で、上側キングピンを軸受するベアリングを転送ローラ
の軸線がキングピンの軸線と平行でかつ、レースにロー
ラのスラスト荷重を支持するつば部を有したローラベア
リングを用いることにより、該上側ベアリングからのス
ラスト反力を軽減し、もって、下側キングピンを軸受け
するテーパローラベアリングに加わるスラスト荷重を軽
減して該下側ベアリングの小形化、耐久寿命向上等を図
ったキングピン軸受装置を提供するものである。
The present invention was devised in view of the conventional unreasonable configuration. The bearing that bears the upper kingpin is arranged so that the axis of the transfer roller is parallel to the axis of the kingpin, and the race is provided with a collar portion that supports the thrust load of the roller. By using a roller bearing with a 300mm diameter, the thrust reaction force from the upper bearing is reduced, and the thrust load applied to the tapered roller bearing that supports the lower kingpin is reduced, reducing the size and durability of the lower bearing. The present invention provides an improved king pin bearing device.

以下に本考案を図示した実施例に基づいて詳細に説明す
る。
The present invention will be described in detail below based on illustrated embodiments.

一実施例を示す第2図において下側キングピン11はナ
ックルハウジング7にアウタレースを固定して取り付け
られたテーパローラベアリング21 (以下下側ベアリ
ング21という)を介して軸受しである。
In FIG. 2 showing one embodiment, the lower king pin 11 is supported by a tapered roller bearing 21 (hereinafter referred to as lower bearing 21) which is attached to the knuckle housing 7 with an outer race fixed thereto.

ここで、該ベアリング21・はローラ21aの軸線が下
方向に向かってキングピン11の軸線に近づくように取
り付けられている。
Here, the bearing 21 is mounted so that the axis of the roller 21a approaches the axis of the king pin 11 in a downward direction.

一方、上側キングピン10をローラ22aの軸線がキン
グピン10の軸線と平行なローラベアリング22(以下
上側ベアリング22という)を介して軸受けするのであ
る。
On the other hand, the upper king pin 10 is supported via a roller bearing 22 (hereinafter referred to as upper bearing 22) whose axis line of a roller 22a is parallel to the axis line of the king pin 10.

かかる構成において、下側ベアリング21に作用する等
価ラジアル荷重(但し車体が上下方向に静止している場
合の静荷重とする)Pを求める(第3図参照) いま Rv a前輪に加わる地面からの抗力F□;下側
ベアリングに加わるスラスト 荷重。
In this configuration, calculate the equivalent radial load (static load when the vehicle body is vertically stationary) that acts on the lower bearing 21 (see Figure 3). Now Rv a from the ground applied to the front wheels. Drag force F□: Thrust load applied to the lower bearing.

F2;下側ベアリングに加わるラジアル 荷重 F3;上側ベアリングに加わるラジアル 荷重 h;上下のベアリングの作用点間距離 1;上側ベアリングの作用点と地面から の抗力の作用点との水平距離 α;キングピンの取付傾斜角 丸;下側ベアリングの静うジアル係数 Yo;下側ベアリングの静スラスト係数 とすると、 F1=Rvcos (1 F2=1−Rv/h F3=F2−Rvsina =Rv (1/ h−sin(z) となり、従って、 P=凡・F2+Y。F2: Radial applied to lower bearing load F3; Radial applied to upper bearing load h: Distance between the points of action of the upper and lower bearings 1; From the point of action of the upper bearing and the ground horizontal distance from the point of application of drag force α;King pin installation angle Circle; quiet dial coefficient of lower bearing Yo: Static thrust coefficient of lower bearing Then, F1=Rvcos (1 F2=1-Rv/h F3=F2-Rvsina =Rv (1/h-sin(z) Therefore, P=Mediocre/F2+Y.

−Fl=丸・1・Rv/h十Y0・RvCO3αなる結
果が得られる。
The following result is obtained: -Fl=circle・1・Rv/h×Y0・RvCO3α.

一方、上側ベアリングにもテーパローラベアリングを用
いた従来構造においてはラジアル荷重F3に伴なって上
側ベアリングから下側ベアリングにスラスト反力fが加
えられ、この値は摩擦抵抗減衰による力の伝達係数を0
.6としてf=0.6・F3/Y。
On the other hand, in the conventional structure in which a tapered roller bearing is also used for the upper bearing, a thrust reaction force f is applied from the upper bearing to the lower bearing due to the radial load F3, and this value is determined by the force transmission coefficient due to frictional resistance damping. 0
.. 6, f=0.6・F3/Y.

=0.6Rv (1/ h 5ina) /Y。=0.6Rv (1/h5ina)/Y.

となる。becomes.

このスラスト反力が加わる結果下側ベアリングの等価ラ
ジアル荷重P′と前記Pとの差ΔPが、ΔP=f・Y。
As a result of this thrust reaction force being applied, the difference ΔP between the equivalent radial load P' of the lower bearing and the above P is ΔP=f·Y.

=0.6Rv (1/h 5ina) となって生じる。=0.6Rv (1/h 5ina) This occurs as follows.

ここでキングピンは前輪の回転中心面より車体内側に取
り付けられているから1 / h−8inα> 0 となり、反スラスト力f及びΔPが正の値となることは
明らかである。
Here, since the king pin is attached to the inner side of the vehicle body than the center of rotation of the front wheel, 1/h-8inα>0, and it is clear that the anti-thrust force f and ΔP are positive values.

この結果、本考案では前記値ΔPだけ負荷容量の小さな
下側ベアリングを使用することができるから、該ベアリ
ングの小形軽量化及び低コスト化を図れるのである。
As a result, in the present invention, it is possible to use a lower bearing having a smaller load capacity by the value ΔP, which makes it possible to reduce the size, weight, and cost of the bearing.

又、従来と同一の負荷容量の下側ベアリングを使用した
場合には負荷が軽減された分だけ耐久寿命を増長するこ
とができ、さらに、両者のマツチングを図って双方の利
点を併有することもできる。
Furthermore, if a lower bearing with the same load capacity as before is used, the durability can be extended by the reduced load, and it is also possible to match the two to have the benefits of both. can.

一方、上側ベアリングも従来のテーパローラベアリング
からローラの回転軸が平行なローラベアリングを使用す
ることにより低コスト化を図れる。
On the other hand, the cost of the upper bearing can be reduced by using a roller bearing in which the rotating axes of the rollers are parallel, instead of the conventional tapered roller bearing.

尚、上側ベアリングは組立時のセット荷重としてもスラ
スト荷重を受け(前記解析では説明を簡明にするため省
略しである)、さらに悪路走行時の前輪バウンド時にも
スラスト荷重を受ける。
The upper bearing receives a thrust load as a set load during assembly (this is omitted in the above analysis to simplify the explanation), and also receives a thrust load when the front wheel bounces when driving on a rough road.

かかるスラスト荷重に対応するため、第4図又は第5図
に示すようにインチ及びアウタレースにローラのスラス
ト荷重を支持するつば部22bを有したベアリングを使
用すればよい。
In order to cope with such a thrust load, a bearing having a collar portion 22b for supporting the thrust load of the roller may be used on the inch and outer race as shown in FIG. 4 or FIG. 5.

この場合つば部22bのローラ22aとの接触面積に応
じて適当なスラスト負荷容量を得ることができる。
In this case, an appropriate thrust load capacity can be obtained depending on the contact area of the collar portion 22b with the roller 22a.

以上説明したように、本考案によれば車両用前輪駆動機
構において、上側キングピンをローラの軸線がキングピ
ンの軸線と平行なローラベアリングを介して軸受する構
成としたから、該上側ベアリングから下側キングピンを
軸受するテーパローラベアリングに加わる反スラスト力
を著しく軽減できる結果下側ベアリングとして負荷容量
の小さい小形軽量かつ低コストなベアリングを使用でき
る。
As explained above, according to the present invention, in the front wheel drive mechanism for a vehicle, the upper kingpin is supported via a roller bearing whose roller axis is parallel to the axis of the kingpin. As a result, the anti-thrust force applied to the tapered roller bearing that supports the bearing can be significantly reduced, allowing the use of a small, lightweight, and low-cost bearing with a small load capacity as the lower bearing.

又、負荷容量が従来と同等の下側ベアリングを使用すれ
ば該ベアリングの耐久寿命を大幅に増長でき、或いはこ
れらの中間の負荷容量をもつ下側ベアリングの採用によ
り前記双方の機能の折衷を図ることも自由である。
Furthermore, if a lower bearing with the same load capacity as conventional bearings is used, the durability of the bearing can be greatly extended, or by adopting a lower bearing with an intermediate load capacity, a compromise between the two functions can be achieved. You are also free to do so.

さらに上側ベアリング自体もテーパローラベアリングに
比べて低コストのものを使用できる利点も備えるもので
ある。
Furthermore, the upper bearing itself also has the advantage of being able to be used at a lower cost than a tapered roller bearing.

また、上方のベアリングはスラスト荷重をレースに形成
したつば部によって支持する構成であり、ローラとつば
部は転がり接触し、かつ、耐摩耗性に優れた材料で形成
されているので摩耗が少す<、キングピンの中心軸とジ
ヨイント中心とのずれを抑制でき、ジヨイントの耐久性
を向上できる等の利点もある。
In addition, the upper bearing has a configuration in which the thrust load is supported by a flange formed into a race, and the roller and flange are in rolling contact and are made of a material with excellent wear resistance, so there is little wear. There are also advantages such as being able to suppress misalignment between the central axis of the king pin and the center of the joint, and improving the durability of the joint.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来のキングピン軸受装置を備えた車両前輪駆
動機構の要部断面図、第2図は本考案の一実施例を示す
要部断面図、第3図は同上の実施例における荷重作用を
示す略示図、第4図及び第5図は向上実施例に使用する
上側ベアリングの相異なる実施態様を示す半断面図であ
る。 5・・・・・・前輪、7・・・・・・ナックルハウジン
グ、9・・・・・・トラニオンソケット、10・・・・
・・上側キングピン、11・・・・・・下側キングピン
、21・・・・・・テーパローラベアリング、21a・
・・・・田−ラ、22・・・・・・ローラベアリング、
22a・・・・・田−ラ、22b・・・・・・つば部。
Fig. 1 is a sectional view of the main part of a vehicle front wheel drive mechanism equipped with a conventional king pin bearing device, Fig. 2 is a sectional view of the main part showing an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a load effect in the same embodiment. FIGS. 4 and 5 are half-sectional views of different embodiments of the upper bearing used in the improved embodiment. 5... Front wheel, 7... Knuckle housing, 9... Trunnion socket, 10...
...Upper king pin, 11...Lower king pin, 21...Taper roller bearing, 21a...
...Tara, 22...Roller bearing,
22a...Ta-ra, 22b...Brim part.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] ナックルハウジングを上下のキングピンを介してトラニ
オンソケットに軸支してなる車両前輪駆動機構において
、ローラの軸線が下方向に向けてキングピンの軸線に近
づくように傾斜してなるテーパローラベアリングを介し
て前記下側のキングピンを軸受すると共に、a−ラの軸
線がキングピンの軸線と平行でかつ、ロー′うに加わる
スラスト荷重を支持するつば部をレースに形成したロー
ラベアリングを介して前記上側めキングピンを軸受した
ことを特徴とする車両前輪駆動機構のキングピン軸受装
置。
In a vehicle front wheel drive mechanism in which a knuckle housing is pivotally supported on a trunnion socket via upper and lower king pins, the knuckle housing is supported via a tapered roller bearing in which the axis of the roller is inclined downward toward the axis of the king pin. The upper kingpin is supported through a roller bearing which bears the lower kingpin and has a race whose axes are parallel to the axis of the kingpin and which supports the thrust load applied to the rollers. A king pin bearing device for a vehicle front wheel drive mechanism, which is characterized by:
JP5816480U 1980-04-30 1980-04-30 Kingpin bearing device for vehicle front wheel drive mechanism Expired JPS6034534Y2 (en)

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Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS56160175U JPS56160175U (en) 1981-11-28
JPS6034534Y2 true JPS6034534Y2 (en) 1985-10-15

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