JP2023043695A - Wheel bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は車輪用軸受装置及び前記車輪用軸受装置を有する車両に関する。 The present invention relates to a wheel bearing device and a vehicle having the wheel bearing device.
車輪を回転可能に支持する車輪用軸受装置が知られている。前記車輪用軸受装置は、車輪に接続される内方部材であるハブ輪が転動体を介して外方部材である外輪に回転可能に支持されている。前記車輪用軸受装置は、一定以上の剛性を確保するためにハブ輪を回転可能に支持している転動体に予圧が加えられている。前記車両用軸受装置は、予圧が加えられることで、モーメント荷重によって生じる外輪に対する内輪の傾き量を抑制することができる。 A wheel bearing device that rotatably supports a wheel is known. In the wheel bearing device, a hub wheel, which is an inner member connected to a wheel, is rotatably supported by an outer ring, which is an outer member, via rolling elements. In the wheel bearing device, a preload is applied to the rolling elements that rotatably support the hub wheel in order to ensure rigidity above a certain level. By applying a preload to the vehicle bearing device, it is possible to suppress the amount of inclination of the inner ring with respect to the outer ring caused by a moment load.
前記車輪用軸受装置は、ハブ輪に所定のモーメント荷重を加えた際の外輪に対するハブ輪の傾きの割合である剛性値(Nm/deg)が所定値以内に収まる予圧を加えることで剛性を確保している。しかしながら、車輪用軸受装置は、ハブ輪を複数の転動体で支持している。よって、車輪用軸受装置は、一定の予圧下における剛性値が一定ではない。特に低予圧の前記車輪用軸受装置における剛性値は、低速の直進及び旋回時のモーメント荷重でも変動する。つまり、低予圧の前記車輪用軸受装置における剛性値は、比較的小さいモーメント荷重において変化する。このような低予圧の前記車両用軸受装置は、剛性値が変化するモーメント荷重の値である変曲点を有することで低速走行時の車両の操安性に影響を及ぼす可能性がある。そこで、前記車輪用軸受装置が剛性値の変動により車両の操安性に与える影響を抑制する車輪用軸受装置が提案されている。例えば、特許文献1に記載の如くである。 The wheel bearing device secures rigidity by applying preload so that the rigidity value (Nm/deg), which is the ratio of inclination of the hub wheel to the outer ring when a predetermined moment load is applied to the hub wheel, is within a predetermined value. are doing. However, the wheel bearing device supports the hub wheel with a plurality of rolling elements. Therefore, the wheel bearing device does not have a constant stiffness value under a constant preload. In particular, the rigidity value of the low preload wheel bearing device fluctuates even with moment loads during low-speed straight running and cornering. That is, the stiffness value of the low preload wheel bearing assembly changes at relatively small moment loads. Such a vehicle bearing device with a low preload has an inflection point, which is a moment load value at which the rigidity value changes, which may affect the steering stability of the vehicle during low-speed running. Therefore, there has been proposed a wheel bearing device that suppresses the influence of the fluctuation of the rigidity value of the wheel bearing device on the steering stability of the vehicle. For example, it is as described in Patent Document 1.
特許文献1に記載の車輪用軸受装置は、車両の等速ジョイントの軸部とハブ輪との間に押圧部材を有している。押圧部材は、ハブ輪を軸線方向に押圧可能な部材である。押圧部材は、制御部によって押圧力が制御される。前記制御部は、車輪用軸受装置へのモーメント荷重と押圧部材の押圧力との予め定められた対応関係に基づき、車両の走行状態に応じたモーメント荷重から押圧力を特定する。制御部は、特定した押圧力でハブ輪を押圧し、ハブ輪の傾きを補正する。これにより、特許文献1に記載の車輪用軸受装置は、剛性値を一定の値に維持することができる。 A wheel bearing device described in Patent Document 1 has a pressing member between a shaft portion of a constant velocity joint of a vehicle and a hub wheel. The pressing member is a member capable of pressing the hub wheel in the axial direction. The pressing force of the pressing member is controlled by the control unit. The control unit identifies the pressing force from the moment load according to the running state of the vehicle based on a predetermined correspondence relationship between the moment load applied to the wheel bearing device and the pressing force of the pressing member. The control unit presses the hub wheel with the specified pressing force to correct the inclination of the hub wheel. As a result, the wheel bearing device described in Patent Document 1 can maintain the rigidity value at a constant value.
特許文献1に記載の車輪用軸受装置は、モーメント荷重に対するハブ輪の傾きを押圧部材によって補正することで、剛性値を一定の値に維持している。しかし、前記車輪用軸受装置において、ハブ輪を回転可能に支持している複数の転動体におけるモーメント荷重に対する特性は変化していない。つまり、特許文献1に記載の車輪用軸受装置は、押圧部材によって車両に対する剛性値を見かけ上、一定に維持している。従って、低予圧の前記車輪用軸受装置では、外輪に対するハブ輪の剛性値の変動により低速直進走行または低速旋回走行時の車両の操安性に影響を与える可能性がある。 The wheel bearing device described in Patent Literature 1 maintains the rigidity value at a constant value by correcting the inclination of the hub wheel with respect to the moment load with a pressing member. However, in the wheel bearing device, the characteristics of the plurality of rolling elements rotatably supporting the hub wheel against the moment load do not change. In other words, the wheel bearing device described in Patent Document 1 apparently maintains a constant rigidity value with respect to the vehicle by means of the pressing member. Therefore, in the low preload wheel bearing device, fluctuations in the rigidity of the hub wheel relative to the outer wheel may affect the steering stability of the vehicle during low-speed straight running or low-speed cornering.
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、低モーメント荷重での剛性値の変動を抑制し、低速直進走行または低速旋回走行時の車両の操安性を向上させることができる車輪用軸受装置及び前記車輪用軸受装置を有する車両の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a wheel capable of suppressing fluctuations in rigidity under low moment loads and improving the steering stability of a vehicle during low-speed straight running or low-speed turning. It is an object of the present invention to provide a bearing device for a vehicle and a vehicle having the bearing device for a wheel.
即ち、第一の発明は、内周面に軸線が一致している円環状の複列の外側軌道面を有する外方部材と、外周面に前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面が成形された内方部材と、前記外方部材と前記内方部材との両軌道面間に転動可能に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置である。前記外方部材に対して前記内方部材に±0.2kNmのモーメント荷重を加えた際に前記複列の転動体の全てが前記両軌道面に接触している。 That is, the first invention comprises an outer member having an annular double-row outer raceway surface with the axis aligned with the inner peripheral surface, and a double-row outer raceway surface facing the double-row outer raceway surface on the outer peripheral surface. A wheel bearing device comprising: an inner member having an inner raceway surface formed thereon; and a double-row rolling element rollably accommodated between the raceway surfaces of the outer member and the inner member. be. When a moment load of ±0.2 kNm is applied to the inner member with respect to the outer member, all of the double-row rolling elements are in contact with both raceway surfaces.
即ち、第二の発明は、前記外方部材に対して前記内方部材に±0.2kNmのモーメント荷重を加えた際に前記複列の転動体の全てが前記両軌道面に接触しているために必要な最小の予圧を予圧下限値とする。 That is, in the second invention, when a moment load of ±0.2 kNm is applied to the inner member with respect to the outer member, all of the double-row rolling elements are in contact with both raceway surfaces. The minimum preload required for
即ち、第三の発明は、第一発明及び第二の発明に係る車輪用軸受装置を有する車両である。 That is, the third invention is a vehicle having the wheel bearing device according to the first invention and the second invention.
即ち、第四の発明は、前記車輪用軸受装置は、前記車両における操舵輪を支持する。 That is, in a fourth aspect of the invention, the wheel bearing device supports the steered wheels of the vehicle.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects are obtained.
即ち、第一の発明において、前記車輪用軸受装置は、低モーメント荷重である±0.2kNmのモーメント荷重が前記ハブ輪に加わった場合、前記外側軌道面と前記内側軌道面とに接触している全ての前記転動体に予圧が加わっているので、前記複列の転動体の全てが前記外側軌道面と前記内側軌道面とに接触した状態を維持している。当然ながら、前記車輪用軸受装置は、0.2kNm未満のモーメント荷重が前記ハブ輪に加わった場合でも、前記複列の転動体の全てが前記外側軌道面と前記内側軌道面とに接触した状態を維持している。従って、前記車輪用軸受装置は、±0.2kNmのモーメント荷重を中心とする低モーメント荷重の範囲内において剛性値が一定の範囲に維持される。これにより、低モーメント荷重での剛性値の変動を抑制し、低速直進走行または低速旋回走行時の車両の操安性を向上させることができる。 That is, in the first invention, the wheel bearing device contacts the outer raceway surface and the inner raceway surface when a moment load of ±0.2 kNm, which is a low moment load, is applied to the hub wheel. Since a preload is applied to all the rolling elements that are present, all the double-row rolling elements maintain a state of contact with the outer raceway surface and the inner raceway surface. As a matter of course, even when a moment load of less than 0.2 kNm is applied to the hub wheel, the wheel bearing device is in a state in which all of the double-row rolling elements are in contact with the outer raceway surface and the inner raceway surface. is maintained. Therefore, in the wheel bearing device, the stiffness value is maintained within a constant range within a low moment load range centered on the moment load of ±0.2 kNm. As a result, it is possible to suppress fluctuations in the stiffness value under a low moment load, and improve the steering stability of the vehicle during low-speed straight running or low-speed cornering.
第二の発明において、前記車輪用軸受装置は、低モーメント荷重である±0.2kNmのモーメント荷重が前記ハブ輪に加わった場合、前記複列の転動体の全てが前記両軌道面に接触しているために必要な最小の予圧を予圧下限値として、前記転動体に予圧を与える。従って、前記車輪用軸受装置は、±0.2kNmのモーメント荷重を中心とする低モーメント荷重の範囲内において剛性値が一定の範囲に維持される予圧値を適切に設定することができる。これにより、低モーメント荷重での剛性値の変動を抑制し、低速直進走行または低速旋回走行時の車両の操安性を向上させることができる。 In the second invention, in the wheel bearing device, when a moment load of ±0.2 kNm, which is a low moment load, is applied to the hub wheel, all of the double row rolling elements contact both the raceway surfaces. A preload is applied to the rolling elements, with the minimum preload required to hold the rolling element as the preload lower limit. Therefore, the wheel bearing device can appropriately set a preload value that maintains a constant stiffness value within a low moment load range centering on a moment load of ±0.2 kNm. As a result, it is possible to suppress fluctuations in the stiffness value under a low moment load, and improve the steering stability of the vehicle during low-speed straight running or low-speed cornering.
第三の発明及び第四の発明において、前記車輪用軸受装置を有する車両は、低速直進走行または低速旋回走行時の操安性を向上させることができる。 In the third invention and the fourth invention, a vehicle having the wheel bearing device can improve steering stability during low-speed straight running or low-speed cornering.
[剛性値]
本明細書において、剛性値(Nm/deg)とは、車輪用軸受装置において、外輪に対してハブ輪を単位角度だけ傾けるのに必要なモーメント荷重を意味する。または、剛性値は、ハブ輪に加えたモーメント荷重と、前記モーメント荷重を加えた際の外輪に対するハブ輪の傾きとの割合を意味する。
[Rigidity value]
In this specification, the stiffness value (Nm/deg) means a moment load required to incline the hub wheel by a unit angle with respect to the outer ring in the wheel bearing device. Alternatively, the stiffness value means the ratio between the moment load applied to the hub wheel and the inclination of the hub wheel with respect to the outer ring when the moment load is applied.
[低速直進走行または低速旋回走行]
本明細書において、低速直進走行または低速旋回走行とは、車両の直進走行または旋回走行の速度が時速20km程度の走行状態を意味する。
[Low-speed straight running or low-speed turning]
In this specification, low-speed straight travel or low-speed turning travel means a running state in which the vehicle travels straight or turns at a speed of about 20 km/h.
[低モーメント荷重]
本明細書において、低モーメント荷重とは、車両が低速直進走行または低速旋回走行した際に車輪用軸受装置に加わるモーメント荷重を意味する。低モーメント荷重は、例えば±0.2kNmを中心値とするモーメント荷重である。
[Low moment load]
In this specification, the low moment load means the moment load applied to the wheel bearing device when the vehicle runs straight or turns at low speed. A low moment load is, for example, a moment load with a central value of ±0.2 kNm.
以下に、図1と図2とを用いて、本発明に係る車輪用軸受装置の一実施形態である車輪用軸受装置1について説明する。図1は、車輪用軸受装置1の全体構成を示す斜視図である。図2は、車輪用軸受装置1の全体構成を示す断面図である。 A wheel bearing device 1, which is an embodiment of a wheel bearing device according to the present invention, will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a wheel bearing device 1. As shown in FIG. FIG. 2 is a sectional view showing the overall configuration of the wheel bearing device 1. As shown in FIG.
図1に示すように、車輪用軸受装置1は、自動車等の車両の懸架装置において車輪を回転可能に支持するものである。本実施形態において、車輪用軸受装置1は、従動輪用の車輪用軸受装置である。また、車輪用軸受装置1は、図示しない車両の操舵輪を支持する操舵輪用の車輪用軸受装置である。 As shown in FIG. 1, a wheel bearing device 1 rotatably supports a wheel in a suspension system of a vehicle such as an automobile. In this embodiment, the wheel bearing device 1 is a wheel bearing device for a driven wheel. Further, the wheel bearing device 1 is a wheel bearing device for steering wheels that supports steering wheels of a vehicle (not shown).
車輪用軸受装置1は、外方部材である外輪2、内方部材であるハブ輪3と内輪4、転動列である2列のインナー側ボール列5、アウター側ボール列6、インナー側シール部材7及びアウター側シール部材8を具備する。ここで、インナー側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置1の車体側を表し、アウター側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置1の車輪側を表す。また、軸線方向とは、車輪用軸受装置1の回転軸に沿った方向を表す。
A wheel bearing device 1 includes an
図2に示すように、外方部材である外輪2は、内方部材(ハブ輪3と内輪4)を支持する部材である。外輪2は、略円筒状に成形されたS53C等の炭素0.40~0.80wt%を含む中高炭素鋼で構成されている。外輪2は、インナー側端部にインナー側シール部材7が嵌合するインナー側開口部2aを有している。外輪2は、アウター側端部にアウター側シール部材8が嵌合するアウター側開口部2bを有している。
As shown in FIG. 2, the
外輪2は、内周面に円環状の第1外側軌道面2cと第2外側軌道面2dとを有している。複列の外側軌道輪のうち一方の外側軌道輪である第1外側軌道面2cは、外輪2のインナー側に位置している。複列の外側軌道輪のうち他方の外側軌道輪である第2外側軌道面2dは、外輪2のアウター側に位置している。また、第1外側軌道面2cと第2外側軌道面2dとは、軸線が一致し、且つ周方向に互いに平行になるように位置している。第1外側軌道面2cのピッチ円直径と第2外側軌道面2dのピッチ円直径とは、等しい大きさである。なお、第1外側軌道面2cのピッチ円直径と第2外側軌道面2dのピッチ円直径とは、異なる大きさに構成してもよい。第1外側軌道面2cと第2外側軌道面2dとは、高周波焼入れによって表面硬さを58~64HRCの範囲とする硬化層を有している。外輪2は、外周面に図示しない懸架装置のナックルに取り付けられるための車体取り付けフランジ2e2eを有している。車体取り付けフランジ2eのインナー側には、車両のナックルに嵌合される円筒状のパイロット部2gを有している。
The
内方部材を構成するハブ輪3は、図示しない車両の車輪を回転可能に支持する円筒状の部材である。ハブ輪3は、S53C等の炭素0.40~0.80wt%を含む中高炭素鋼で構成されている。ハブ輪3は、インナー側端部にインナー側端から軸線方向に所定の範囲だけ外径が小さい部分である小径段部3aを有している。つまり、小径段部3aのインナー側端は、ハブ輪3のインナー側端から軸線方向に延び、後述するかしめ部3bを有している。ハブ輪3は、アウター側端部に車輪を取り付けるための車輪取り付けフランジ3cを有している。車輪取り付けフランジ3cは、円周等配位置にハブボルト3dを有している。ハブ輪3は、アウター側(車輪取り付けフランジ3c側)の外周面に周方向に環状のシール摺動面3eと複列の内側軌道面のうち一方の環状の第2内側軌道面3fとを有している。ハブ輪3は、第2内側軌道面3fと外輪2の第2外側軌道面2dとが対向するように配置されている。
A
ハブ輪3は、インナー側の小径段部3aからアウター側の第2内側軌道面3fまでを高周波焼入れにより表面硬さを58~64HRCの範囲に硬化処理されている。これにより、ハブ輪3は、車輪取り付けフランジ3cに付加される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、耐久性が向上する。ハブ輪3は、小径段部3aに内輪4が嵌合されるとともに、内輪4を固定するためにインナー側端部が径方向外側に塑性変形されたかしめ部3bを有する。
The
内輪4は、転動列であって車載時に車体側に配置されるインナー側ボール列5と車載時に車輪側に配置されるアウター側ボール列6とに予圧を与える部材である。内輪4は、外周面に第1内側軌道面4aを有している。内輪4は、圧入及び加締加工によりハブ輪3の小径段部3aに固定されている。つまり、ハブ輪3のインナー側には、内輪4によって第1内側軌道面4aが構成されている。内輪4の第1内側軌道面4aは、外輪2のインナー側の第1外側軌道面2cに対向している。内輪4は、ハブ輪3に対する軸線方向の固定位置によってインナー側ボール列5とアウター側ボール列6に予圧を加える。
The
転動列であるインナー側ボール列5とアウター側ボール列6とは、転動体である複数のボール9が保持器によって環状に保持されている。インナー側ボール列5は、内輪4の第1内側軌道面4aと、外輪2のインナー側の第1外側軌道面2cとの間に転動可能に収容されている。アウター側ボール列6は、ハブ輪3の第2内側軌道面3fと、外輪2のアウター側の第2外側軌道面2dとの間に転動可能に収容されている。
In the inner ball row 5 and the
車輪用軸受装置1は、外輪2と、ハブ輪3及び内輪4と、インナー側ボール列5と、アウター側ボール列6とからなる複列アンギュラ玉軸受で構成されている。なお、本実施形態において、車輪用軸受装置1は、複列アンギュラ玉軸受に限らず、複列円錐ころ軸受で構成されていてもよい。
A wheel bearing device 1 is composed of a double row angular contact ball bearing including an
密閉部材であるインナー側シール部材7は、外輪2と内輪4との隙間を塞ぐパックシールである。インナー側シール部材7は、例えば2枚のシールリップを接触させる2サイドリップタイプのパックシールから構成されている。インナー側シール部材7は、略円筒状のシール板と略円筒状のスリンガとを具備する。インナー側シール部材7のシール板は、外輪2のインナー側開口部2aに嵌合される。インナー側シール部材7のスリンガは、円筒部分が内輪4に嵌合される。インナー側シール部材7は、シール板の一側シールリップが油膜を介してスリンガと接触することでスリンガに対して摺動可能に構成されている。これにより、インナー側シール部材7は、外輪2のインナー側開口部2aと内輪4との間からのグリースの漏れ、及び外部からの雨水及び粉塵等の侵入を防止する。
The inner
密閉部材であるアウター側シール部材8は、主に外輪2とハブ輪3との隙間を塞ぐシール部材である。アウター側シール部材8は、外輪2のアウター側開口部2bに円筒部分が嵌合され、ハブ輪3のシール摺動面3eに複数のシールリップが油膜を介して接触または近接することで外輪2とハブ輪3との間から泥水または異物等の入り込みを防止している。
The outer-
このように構成される車輪用軸受装置1は、外輪2とハブ輪3と内輪4とインナー側ボール列5とアウター側ボール列6とから複列アンギュラ玉軸受が構成されている。ハブ輪3は、インナー側ボール列5とアウター側ボール列6とを介して外輪2に回転可能に支持されている。また、車輪用軸受装置1は、外輪2と内輪4との隙間をインナー側シール部材7によって塞ぎ、外輪2とハブ輪3との隙間をアウター側シール部材8によって塞いでいる。これにより、車輪用軸受装置1は、内部からのグリースの漏れ、及び外部からの雨水及び粉塵等の侵入を防止しつつ外輪2に支持されているハブ輪3を回転可能に支持している。
In the wheel bearing device 1 thus constructed, the
次に図3から図6を用いて、予圧を加えた車輪用軸受装置1の剛性値(Nm/deg)について説明する。図3は、本車輪用軸受装置1のハブ輪3にモーメント荷重を加える構成を示す断面図である。図4は、車輪用軸受装置1に0.1kNmのモーメント荷重Mと0.2kNmのモーメント荷重Mとをそれぞれ加えた場合に荷重を受け止めている転動体であるボール9の数を予圧毎に示す表である。図5は、低予圧を加えた車輪用軸受装置1におけるモーメント荷重Mとハブ輪3の傾き角との関係を示すグラフである。図6は、高予圧を加えた車輪用軸受装置1におけるモーメント荷重Mとハブ輪3の傾き角との関係を示すグラフである。本実施形態において、車輪用軸受装置1は、インナー側ボール列5とアウター側ボール列6とにそれぞれ16個、合計32個のボール9を含んでいる。
Next, the rigidity value (Nm/deg) of the preloaded wheel bearing device 1 will be described with reference to FIGS. 3 to 6. FIG. FIG. 3 is a sectional view showing a configuration for applying a moment load to the
図3に示すように、車輪用軸受装置1の剛性値は、外輪2の車体取り付けフランジ2eを基台Bに固定し、車輪取り付けフランジ3cにオフセットアームAを固定した状態で計測する。車輪用軸受装置1は、ハブ輪3の軸線からオフセット量Lの位置に力F1またはF2を加えることで生じる軸線または車輪取り付けフランジ3cの傾き角を計測される。車輪用軸受装置1の剛性値は、モーメント荷重Mに含まれるモーメント荷重M1及びM2と、モーメント荷重M1及びM2を加えた際のハブ輪3の車輪取り付けフランジ3cの傾き角またはハブ輪3の軸線の傾き角とから算出する。
As shown in FIG. 3, the rigidity value of the wheel bearing device 1 is measured with the vehicle
ハブ輪3の軸線の傾きは、インナー側ボール列5とアウター側ボール列6との間隔、インナー側ボール列5とアウター側ボール列6に加える予圧値、及びハブ輪3に加わるモーメント荷重Mを受け止めているボール9の数等によって定まる。ハブ輪3は、予圧値が大きいほど傾きにくい。また、ハブ輪3は、モーメント荷重Mを受け止めているボール9の数が多いほど傾きにくい。したがって、車輪用軸受装置1の剛性値は、予圧値が大きいほど大きくなる。また、車輪用軸受装置1の剛性値は、モーメント荷重Mを受け止めているボール9の数が多いほど大きくなる。一方、車輪用軸受装置1の剛性値は、任意の予圧値においてハブ輪3に加わるモーメント荷重Mを受け止めているボール9の数が一定の場合、モーメント荷重Mの変動に関わらず略一定である。
The inclination of the axis of the
図4に示すように、ハブ輪3に0.1kNmのモーメント荷重Mを加えた車輪用軸受装置1は、予圧値が1.8kNから4.0kNまでの範囲において32個のボール9のうち全てのボール9が荷重を受けている。一方、ハブ輪3に0.2kNmのモーメント荷重Mを加えた車輪用軸受装置1は、予圧値が1.8kNから3.0kNまでの範囲において32個のボール9のうちモーメント荷重Mを受け止めているボール9の数が変化している。つまり、車輪用軸受装置1は、予圧値が1.8kNから3.0kNの範囲においてハブ輪3に0.2kNm以下のモーメント荷重Mが加わった場合、剛性値が変化するモーメント荷重Mの値である変曲点P(図5参照)を有する。
As shown in FIG. 4, in the wheel bearing device 1 in which a moment load M of 0.1 kNm is applied to the
図5に示すように、低予圧として1.8kNの予圧を加えた車輪用軸受装置1では、ハブ輪3に加えるモーメント荷重Mを1.6kNmまで変化させた場合、モーメント荷重Mが0.2kNmを超えるとモーメント荷重Mに対するハブ輪3の軸線における傾き角の変化率が増大している。すなわち、予圧値が1.8kNである車輪用軸受装置1は、ハブ輪3に加える0.2kNmをモーメント荷重の変曲点Pとして、変曲点Pの前後で剛性値が変化する。
As shown in FIG. 5, in the wheel bearing device 1 to which a preload of 1.8 kN is applied as a low preload, when the moment load M applied to the
図6に示すように、高予圧値として5.2kNの予圧を与えたる車輪用軸受装置1では、ハブ輪3に加えるモーメント荷重Mを1.6kNmまで変化させた場合、モーメント荷重Mが1.6kNmに到達するまでモーメント荷重Mに対するハブ輪3の軸線における傾き角の変化率は1.8kNの予圧を加えた車輪用軸受装置1における変化率よりも十分小さい。すなわち、予圧値が5.2kNである車輪用軸受装置1は、モーメント荷重Mが0.2kNm以下の低モーメント荷重の範囲において明確な剛性値の変曲点を有さない。
As shown in FIG. 6, in the wheel bearing device 1 in which a preload of 5.2 kN is applied as a high preload value, when the moment load M applied to the
図4に示すように、3.2kN以上の予圧を与えた車輪用軸受装置1は、±0.2kNmのモーメント荷重Mを中央値とする低モーメント荷重Mがハブ輪3に加わった場合、インナー側ボール列5とアウター側ボール列6に含まれるボール9の全てが第1外側軌道面2cと第1内側軌道面4a及び第2外側軌道面2dと第2内側軌道面3fとに接触した状態を維持している。当然ながら、車輪用軸受装置1は、±0.2kNm未満のモーメント荷重Mがハブ輪3に加わった場合でも、インナー側ボール列5とアウター側ボール列6に含まれるボール9の全てが第1外側軌道面2cと第1内側軌道面4a及び第2外側軌道面2dと第2内側軌道面3fとに接触した状態を維持している。従って、車輪用軸受装置1は、±0.2kNmのモーメント荷重Mを中心とする低モーメント荷重の範囲内において剛性値が一定の範囲に維持される。これにより、低モーメント荷重での剛性値の変動を抑制し、低速直進走行または低速旋回走行時の車両の操安性を向上させることができる。
As shown in FIG. 4, when a low moment load M whose median value is ±0.2 kNm is applied to the
この際、車輪用軸受装置1は、外輪2に対してハブ輪3に±0.2kNmのモーメント荷重Mを加えた際にインナー側ボール列5とアウター側ボール列6に含まれるボール9の全てが第1外側軌道面2cと第1内側軌道面4a及び第2外側軌道面2dと第2内側軌道面3fとに接触しているために必要な最小の予圧を予圧下限値とする。従って、前記車輪用軸受装置1は、±0.2kNmのモーメント荷重Mを中心とする低モーメント荷重の範囲内において剛性値が一定の範囲に維持される予圧値を適切に設定することができる。これにより、低モーメント荷重での剛性値の変動を抑制し、低速直進走行または低速旋回走行時の車両の操安性を向上させることができる。
At this time, when a moment load M of ±0.2 kNm is applied to the
また、3.2kN以上の予圧を与えた車輪用軸受装置1は、少なくとも±1.6kNmの高モーメント荷重Mがハブ輪3に加わった場合でも、一部のボール9が第1外側軌道面2cと第1内側軌道面4aまたは第2外側軌道面2dと第2内側軌道面3fから離れるまで全てのボール9でモーメント荷重Mを受ける。従って、車輪用軸受装置1は、±1.6kNmの高モーメント荷重の範囲まで剛性値が一定の範囲に維持される。これにより、低モーメント荷重から高モーメント荷重までの範囲で剛性値の変動を抑制し、幅広い速度域での直進走行または旋回走行時の車両の操安性を向上させることができる。
Further, in the wheel bearing device 1 to which a preload of 3.2 kN or more is applied, even when a high moment load M of at least ±1.6 kNm is applied to the
車輪用軸受装置を有する車両は、路面状態及び車両の走行状態に応じて、操舵輪から車輪用軸受装置に幅広い範囲のモーメント荷重が入力される。しかしながら、上述の特性を有する車輪用軸受装置1によって操舵輪が支持されている車両は、操舵輪から車輪用軸受装置1に入力されるモーメント荷重が低モーメント荷重から高モーメント荷重までの範囲で変動しても車輪用軸受装置1の剛性値の変動が抑制される。従って、車両は、車輪用軸受装置1によって幅広い速度域での直進走行または旋回走行時の車両の操安性を向上させることができる。 In a vehicle having a wheel bearing device, a wide range of moment loads are input from the steered wheels to the wheel bearing device according to road surface conditions and vehicle running conditions. However, in a vehicle in which the steered wheels are supported by the wheel bearing device 1 having the characteristics described above, the moment load input from the steered wheels to the wheel bearing device 1 fluctuates within a range from a low moment load to a high moment load. Even so, the variation in the rigidity value of the wheel bearing device 1 is suppressed. Therefore, the wheel bearing device 1 of the vehicle can improve the steering stability of the vehicle during straight running or turning in a wide speed range.
本願における車輪用軸受装置1は、内方部材として一つの内輪4が嵌合されたハブ輪3を備え、外方部材である外輪2と内方部材である内輪4とハブ輪3の嵌合体で構成された内輪回転仕様の第3世代構造としている。しかしながら、外方部材である外輪と内方部材である一対の内輪で構成された第1世代構造、外方部材である外輪と内方部材である一対の内輪とで構成され、この一対の内輪がハブ輪の外周に嵌合される内輪回転仕様の第2世代構造であってもよい。
A wheel bearing device 1 according to the present application includes a
また、本願における車輪用軸受装置1は、従動輪用の車輪用軸受装置として説明したが駆動輪用の車輪用軸受装置でもよい。また、本願における車輪用軸受装置1は、操舵輪用の車輪用軸受装置として説明したが固定輪用の車輪用軸受装置でもよい。また、本願における車輪用軸受装置1は、車輪取り付けフランジ3cを有するハブ輪3及び内輪4が回転する内輪回転用の車輪用軸受装置である。しかしながら、車輪用軸受装置は、車輪取り付けフランジを有する外輪が回転する外輪回転用の車輪用軸受装置でもよい。
Further, although the wheel bearing device 1 in the present application has been described as a wheel bearing device for a driven wheel, it may be a wheel bearing device for a driving wheel. Further, although the wheel bearing device 1 in the present application has been described as a wheel bearing device for a steered wheel, it may be a wheel bearing device for a fixed wheel. Further, the wheel bearing device 1 in the present application is a wheel bearing device for inner ring rotation in which the
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、及び範囲内のすべての変更を含む。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to such embodiments in any way, and is merely an example. The scope of the present invention is indicated by the description of the claims, and the meaning of equivalents described in the claims and all changes within the scope include.
1 車輪用軸受装置
2 外輪
2a インナー側開口部
2b アウター側開口部
2c 第1外側軌道面
2d 第2外側軌道面
2e 車体取り付けフランジ
2g パイロット部
3 ハブ輪
3a 小径段部
3b かしめ部
3c 車輪取り付けフランジ
3d ハブボルト
3e シール摺動面
3f 第2内側軌道面
4 内輪
4a 第1内側軌道面
5 インナー側ボール列
6 アウター側ボール列
7 インナー側シール部材
8 アウター側シール部材
9 ボール
M モーメント荷重
F 力
L 距離
P 変曲点
REFERENCE SIGNS LIST 1
Claims (2)
外周面に前記複列の外側軌道面に対向する複列の内側軌道面が成形された内方部材と、
前記外方部材と前記内方部材との両軌道面間に転動可能に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置であって、
前記外方部材に対して前記内方部材に±0.2kNmのモーメント荷重を加えた際に前記複列の転動体の全てが前記両軌道面に接触している、
車輪用軸受装置。 an outer member having an annular double-row outer raceway surface whose axis coincides with the inner peripheral surface;
an inner member having a double-row inner raceway surface facing the double-row outer raceway surface formed on an outer peripheral surface;
A wheel bearing device comprising: a double-row rolling element rollably accommodated between the raceway surfaces of the outer member and the inner member,
All of the double-row rolling elements are in contact with both raceway surfaces when a moment load of ±0.2 kNm is applied to the inner member with respect to the outer member,
Wheel bearing device.
前記外方部材に対して前記内方部材に±0.2kNmのモーメント荷重を加えた際に前記複列の転動体の全てが前記両軌道面に接触しているために必要な最小の予圧を予圧下限値とする、
車輪用軸受装置。 The wheel bearing device according to claim 1,
A minimum preload required for all of the double-row rolling elements to be in contact with both raceway surfaces when a moment load of ±0.2 kNm is applied to the inner member with respect to the outer member. Preload lower limit value,
Wheel bearing device.
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