JP5891720B2 - Hub unit bearing - Google Patents
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Description
本発明は、車両等が備えるハブユニット軸受に関する。 The present invention relates to a hub unit bearing provided in a vehicle or the like.
従来、車両等が備えるハブユニット軸受、すなわち、車輪側部材へ取り付ける車輪側フランジと車体側部材へ取り付ける車体側フランジとを一体化させた軸受としては、例えば、特許文献1及び2に記載されているものがある。
ここで、車輪側部材及び車体側部材は、フランジの取り付け対象とする被取り付け部材となる。なお、車輪側部材は、例えば、ブレーキディスクである。また、車体側部材は、例えば、サブフレームに連結するナックルである。
特許文献1に記載されているハブユニット軸受は、車体側フランジを設けた外輪と転動体との間に、鋼製の軌道部材を圧入したものである。また、外輪をアルミ製とすることにより、ハブユニット軸受を軽量化している。
Conventionally, a hub unit bearing provided in a vehicle or the like, that is, a bearing in which a wheel side flange attached to a wheel side member and a vehicle body side flange attached to a vehicle body side member are integrated is described in, for example,
Here, the wheel side member and the vehicle body side member are attached members to be attached to the flange. The wheel side member is, for example, a brake disc. The vehicle body side member is, for example, a knuckle connected to the subframe.
The hub unit bearing described in
しかしながら、特許文献1に記載されているハブユニット軸受では、軌道部材を鋼製とし、外輪をアルミ製としているため、軌道部材の線膨張係数と外輪の線膨張係数が異なっている。また、軌道部材と外輪との位置関係や形状は、両者の線膨張係数の違いを考慮して設定されてはいない。
However, in the hub unit bearing described in
このため、特許文献1に記載されているハブユニット軸受では、ブレーキディスクからの輻射・伝導熱による加熱と、回転に伴う軸受自体の発熱等に起因して、ハブユニット軸受の温度が上昇し、軌道部材及び外輪の温度が上昇すると、両者の線膨張係数の違いにより、両者の変形量が異なるため、温度上昇時におけるハブユニット軸受の予圧変化が大きい。これにより、ハブユニット軸受の剛性、寿命、トルクが悪化するという問題が生じる。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、温度上昇時の予圧変化を抑制することが可能なハブユニット軸受を提供することを課題とする。
For this reason, in the hub unit bearing described in
The present invention has been made paying attention to the above problems, and an object of the present invention is to provide a hub unit bearing capable of suppressing a change in preload when the temperature rises.
上記課題を解決するために、本発明のうち、請求項1に記載した発明は、外径面に複数列の内方転動体軌道面を有する内方環状部材と、
内径面が前記内方環状部材の外径面と対向する外方環状部材と、
前記外方環状部材の内径面との間に締め代を有する状態で前記内方環状部材と外方環状部材との間に配置され、且つ前記複数列の内方転動体軌道面と対向する外方転動体軌道面をそれぞれ有する二つの環状の軌道部材と、
前記外方転動体軌道面と前記内方転動体軌道面との間に形成された複数列の転動体軌道路内へ転動自在に装填され、且つ前記外方転動体軌道面及び前記内方転動体軌道面とアンギュラコンタクトで接触する複数の転動体と、を備え、
前記二つの軌道部材同士は、前記転動体と前記転動体軌道路の幅方向に沿った方向で接触する部分が転動体軌道路の幅方向に沿った方向で近接し、
前記外方環状部材は、隣り合う前記各軌道部材間において前記内方環状部材の外径面へ向けて突出する外方部材側凸部を有し、
前記各軌道部材と前記外方部材側凸部との間に、前記外方環状部材よりも線膨張係数が大きい材料で形成されている膨張調整間座部材がそれぞれ配置されており、
前記外方環状部材の材料は、前記軌道部材の材料よりも線膨張係数が大きく、さらに、予め設定した第一温度の環境下で前記外方環状部材と前記軌道部材との間に締め代が発生して外方環状部材の内径面が軌道部材の外径面を押圧し、且つ前記第一温度よりも高い温度である予め設定した第二温度の環境下で前記外方環状部材と前記軌道部材との間に隙間が発生する材料であり、
前記軌道部材の材料は、前記第一温度の環境下で前記外方環状部材と前記軌道部材との間に締め代が発生して外方環状部材の内径面が軌道部材の外径面を押圧し、且つ前記第二温度の環境下で前記外方環状部材と前記軌道部材との間に隙間が発生する材料であり、
前記第二温度以下の環境下では温度上昇に伴って前記転動体軌道路の接触角方向への予圧量が減少し、前記第二温度を超える環境下では温度上昇に伴って前記転動体軌道路の接触角方向への予圧量が増加することを特徴とするものである。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in
An outer annular member having an inner diameter surface facing the outer diameter surface of the inner annular member;
An outer surface that is disposed between the inner annular member and the outer annular member in a state having a tightening margin between the inner annular surface of the outer annular member and that faces the raceways of the plurality of inner rolling elements. Two annular race members each having a rolling element raceway surface;
A plurality of rolling element raceways formed between the outer rolling element raceway surface and the inner rolling element raceway surface are movably loaded, and the outer rolling element raceway surface and the inward direction A plurality of rolling elements in contact with the rolling element raceway surface at an angular contact;
The two track portions Zaido officer, close in the direction in which the rolling element and the portion in contact with the rolling element raceways direction along the width direction of the width direction of the rolling element raceways,
It said outer annular member has a Rusotokata member side protrusion issuing collision toward the radially outer surface of the inner annular member between each track member fit Ri next,
Between each track member and the outer member side convex portion, an expansion adjustment spacer member formed of a material having a larger linear expansion coefficient than the outer annular member is disposed,
Material of the outer annular member, the linear expansion coefficient than the material of the raceway member is rather large, further, interference between the raceway member and the outer annular member in an environment of a first preset temperature Is generated and the inner ring surface of the outer annular member presses the outer surface of the raceway member, and the outer annular member and the above-mentioned in an environment of a preset second temperature that is higher than the first temperature. It is a material that creates a gap with the raceway member,
The material of the raceway member has a tightening margin between the outer annular member and the raceway member in the environment of the first temperature, and the inner diameter surface of the outer annular member presses the outer diameter surface of the raceway member. And a material in which a gap is generated between the outer annular member and the raceway member under the environment of the second temperature,
In an environment below the second temperature, the amount of preload in the contact angle direction of the rolling element raceway decreases as the temperature increases, and in an environment exceeding the second temperature, the rolling element raceway increases as the temperature increases. in which preload of the contact angle direction is characterized that you increase.
本発明によると、複列アンギュラ構造の転動体軌道路を備えるハブユニット軸受において、外方環状部材が、隣り合う軌道部材間において内方環状部材の外径面へ向けて突出し、且つ転動体軌道路の幅方向に沿った方向で隣り合う軌道部材と接触する外方部材側凸部を有している。これに加え、外方環状部材の材料として、軌道部材の材料よりも線膨張係数が大きい材料を用いている。
また、本発明によると、予め設定した第一温度の環境下では、外方環状部材と軌道部材との間に締め代が発生して、外方環状部材の内径面が軌道部材の外径面を押圧する。また、第一温度よりも高い温度である予め設定した第二温度の環境下では、外方環状部材と軌道部材との間に隙間が発生する。
また、本発明によると、軌道部材と外方部材側凸部との間に、外方環状部材よりも線膨張係数が大きい材料で形成されている膨張調整間座部材を配置している。すなわち、軌道部材と外方部材側凸部との間には、軌道部材及び外方部材側凸部と接触する状態で、膨張調整間座部材が挿入されている。
According to the present invention, in a hub unit bearing having a rolling element raceway having a double-row angular structure, the outer annular member protrudes toward the outer diameter surface of the inner annular member between adjacent race members, and the rolling element raceway It has an outward member side convex part which contacts the track member adjacent in the direction along the width direction of a road. In addition to this, a material having a larger linear expansion coefficient than the material of the raceway member is used as the material of the outer annular member.
Further, according to the present invention, under an environment of a first temperature set in advance, a tightening margin is generated between the outer annular member and the race member, and the inner diameter surface of the outer annular member is the outer diameter surface of the race member. Press. In addition, a gap is generated between the outer annular member and the raceway member under an environment of a preset second temperature that is higher than the first temperature.
Further, according to the present invention, an expansion adjusting spacer member made of a material having a linear expansion coefficient larger than that of the outer annular member is disposed between the race member and the outer member side convex portion. That is, the expansion adjusting spacer member is inserted between the race member and the outer member side convex portion so as to be in contact with the race member and the outer member side convex portion.
このため、ハブユニット軸受の温度上昇時には、外方部材側凸部を含む外方環状部材の膨張量が、軌道部材の膨張量よりも大きくなる。これにより、軌道部材と外方環状部材の内径面との締め代が減少して、ハブユニット軸受に発生する、転動体軌道路の径方向への予圧が減少する。これに加え、外方部材側凸部による軌道部材の押圧度合いが増加して、ハブユニット軸受に発生する、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への予圧が増加する。 For this reason, when the temperature of the hub unit bearing rises, the expansion amount of the outer annular member including the outer member side convex portion becomes larger than the expansion amount of the race member. As a result, the interference between the race member and the inner diameter surface of the outer annular member is reduced, and the preload in the radial direction of the rolling element raceway generated in the hub unit bearing is reduced. In addition to this, the degree of pressing of the track member by the outer member-side convex portion increases, and the preload in the direction along the width direction of the rolling element track is increased in the hub unit bearing.
また、外方環状部材を軌道部材よりも線膨張係数が大きい材料で形成、例えば、軌道部材の材料を鋼とし、さらに、アルミのように、線膨張係数が鋼よりも大きく、比重も小さい材料を外方環状部材の材料とすることにより、ハブユニット軸受の温度上昇時における、転動体軌道路の径方向への予圧の減少と、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への予圧の増加を、効果的に発生させることが可能となる。
また、第一温度の環境下からハブユニット軸受の温度が上昇して第二温度の環境下となると、外方環状部材と軌道部材との間に隙間が発生して、外方環状部材の内径面が軌道部材の外径面を押圧していない状態となり、ハブユニット軸受の温度が上昇しても、ハブユニット軸受に発生する、転動体軌道路の径方向への予圧が減少しなくなる。
また、ハブユニット軸受の温度上昇時に、膨張調整間座部材の膨張量が、外方部材側凸部を含む外方環状部材の膨張量よりも大きくなる。これにより、膨張調整間座部材による外方部材側凸部及び軌道部材の押圧度合いが増加して、ハブユニット軸受に発生する、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への予圧が増加する。
Further, the outer annular member is formed of a material having a larger linear expansion coefficient than the race member. For example, the material of the race member is steel, and further, a material having a greater linear expansion coefficient than steel and a lower specific gravity, such as aluminum. Is used as the material of the outer ring member, so that the preload in the radial direction of the rolling element raceway is reduced and the preload in the width direction of the rolling element raceway is reduced when the temperature of the hub unit bearing rises. An increase can be effectively generated.
Further, when the temperature of the hub unit bearing rises from the first temperature environment to the second temperature environment, a gap is generated between the outer annular member and the race member, and the inner diameter of the outer annular member is increased. Even if the surface does not press the outer diameter surface of the race member and the temperature of the hub unit bearing rises, the preload in the radial direction of the rolling element raceway generated in the hub unit bearing does not decrease.
Further, when the temperature of the hub unit bearing rises, the expansion amount of the expansion adjustment spacer member becomes larger than the expansion amount of the outer annular member including the outer member-side convex portion. As a result, the degree of pressing of the outer member-side convex portion and the raceway member by the expansion adjustment spacer member increases, and the preload in the direction along the width direction of the rolling element raceway increases in the hub unit bearing. .
本発明によれば、複列アンギュラ構造の転動体軌道路を備えるハブユニット軸受において、温度上昇時に、ハブユニット軸受に発生する、転動体軌道路の径方向への予圧を減少させるとともに、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への予圧を増加させることが可能となる。これに加え、外方環状部材の材料を、軌道部材の材料よりも線膨張係数が大きい材料とする。
このため、温度上昇時において、転動体軌道路の径方向への予圧変化と転動体軌道路の幅方向に沿った方向への予圧変化とを相殺して、接触角方向の予圧変化を抑制することが可能なハブユニット軸受を提供することが可能となる。
According to the present invention, in a hub unit bearing provided with a rolling element raceway of a double row angular structure, the preload in the radial direction of the rolling element raceway that occurs in the hub unit bearing when the temperature rises is reduced, and the rolling element It is possible to increase the preload in the direction along the width direction of the track. In addition to this, the material of the outer annular member is a material having a larger linear expansion coefficient than the material of the raceway member.
For this reason, when the temperature rises, the change in the preload in the radial direction of the rolling element raceway and the change in the preload in the direction along the width direction of the rolling element raceway are offset to suppress the change in the preload in the contact angle direction. It is possible to provide a hub unit bearing that can be used.
(第一実施形態)
以下、本発明の第一実施形態(以下、「本実施形態」と記載する)について、図面を参照しつつ説明する。
(構成)
まず、図1を用いて、ハブユニット軸受の構成を説明する。
図1は、本実施形態のハブユニット軸受1の構成を示す断面図である。
図1中に示すように、ハブユニット軸受1は、内方環状部材2と、外方環状部材4と、二つの軌道部材6a,6bと、複数の転動体8を備えている。なお、本実施形態のハブユニット軸受1は、車両が備え、車輪側部材を取り付ける車輪側フランジと、車体側部材へ取り付ける車体側フランジとを一体化させた軸受である。本実施形態では、一例として、車輪側部材を、ブレーキディスク及びホイール(図示せず)とし、車体側部材を、サブフレーム(図示せず)に連結するナックル(図示せず)とする。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described with reference to the drawings.
(Constitution)
First, the configuration of the hub unit bearing will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of the hub unit bearing 1 of the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the hub unit bearing 1 includes an inner
内方環状部材2は、ハブ10と、内方フランジ12と、内方軌道面形成部材14を備えている。
ハブ10は、円環状に形成されており、その外径面に、内方転動体軌道面16aを有している。
なお、本実施形態では、ハブ10を、鋼(軸受鋼等)を用いて形成した場合を説明する。
内方転動体軌道面16aは、内方環状部材2の外径面において、内方環状部材2の周方向全体に亘って形成されている。
内方フランジ12は、ハブ10の外径面において、ハブ10と一体に形成してあり、内方環状部材2の車輪(図示せず)側の端部に配置されている。
ここで、内方フランジ12は、ブレーキディスク及びホイールを取り付けるフランジである。また、ブレーキディスクは、内方環状部材2の取り付け対象とする被取り付け部材とする。
The inner
The
In the present embodiment, a case where the
The inner rolling
The
Here, the
また、内方フランジ12には、締結部材18を挿通させる内方締結部材挿通孔20が形成されている。内方締結部材挿通孔20は、内方フランジ12を貫通させて形成する。
内方軌道面形成部材14は、円環状に形成されており、内方環状部材2の車体(図示せず)側に取り付けられている。
また、内方軌道面形成部材14は、その外径面に、内方転動体軌道面16bを有している。
Further, an inner fastening
The inner raceway
The inner raceway
内方転動体軌道面16bは、内方軌道面形成部材14の外径面において、内方軌道面形成部材14の周方向全体に亘って形成されている。
したがって、内方環状部材2は、内方軌道面形成部材14を取り付けた状態で、二列(複数列)の内方転動体軌道面16a,16bを有することとなる。
外方環状部材4は、鋳造または鍛造により、円環状に形成されており、その内径面が、内方環状部材2の外径面と対向している。
The inner rolling
Therefore, the inner
The outer annular member 4 is formed in an annular shape by casting or forging, and the inner diameter surface thereof faces the outer diameter surface of the inner
また、外方環状部材4の外径面には、ナックルへ取り付ける、外方フランジ22が形成されている。
ここで、ナックルは、外方環状部材4の取り付け対象とする被取り付け部材である。なお、外方環状部材4の外径面には、四箇所の外方フランジ22を形成する。なお、本実施形態では、ナックルと外方環状部材4を別体とするが、これに限定するものではなく、ナックルと外方環状部材4を一体に形成してもよい。
Further, an
Here, the knuckle is a member to be attached to which the outer annular member 4 is attached. Four
外方フランジ22には、内方フランジ12と同様、締結部材を挿通させる外方締結部材挿通孔24を形成する。外方締結部材挿通孔24は、外方フランジ22を貫通させて形成する。
また、外方フランジ22は、外方環状部材4のうち、外方フランジ22を形成する部分の外径が、その他の部分よりも大径となるように形成する。すなわち、外方フランジ22は、外方環状部材4のその他の部分よりも突出する。
Similar to the
Further, the
また、外方環状部材4の内径面には、内方環状部材2の外径面へ向けて径方向内方に突出する外方部材側凸部26を有している。なお、外方部材側凸部26の突出量は、外方部材側凸部26と内方環状部材2の外径面との間に、内方環状部材2の周方向全体に亘って隙間が形成される値に設定されている。
外方部材側凸部26は、外方環状部材4の内径面において、外方環状部材4の周方向全体に亘って形成されている。
The outer annular member 4 has an outer member-side
The outer member-side
二つの軌道部材6a,6bは、環状に形成されており、外方環状部材4の内径面との間に締め代を有する状態で、内方環状部材2と外方環状部材4との間に配置されている。すなわち、二つの軌道部材6a,6bは、外方環状部材4の内径面側へ圧入されている。
ここで、外方環状部材4を鋳造により形成する場合は、軌道部材6a,6bを外方環状部材4の内径面側へ圧入せずに、外方環状部材4の内径面側へ軌道部材6a,6bを鋳込むことにより、軌道部材6a,6bを、外方環状部材4の内径面との間に締め代を有する状態で、内方環状部材2と外方環状部材4との間に配置してもよい。
The two
Here, when the outer annular member 4 is formed by casting, the
一方、外方環状部材4を鍛造により形成する場合は、外方環状部材4に嵌め合い部(図示せず)を機械加工で形成した後、この嵌め合い部に軌道部材6a,6bを圧入することにより、軌道部材6a,6bを、外方環状部材4の内径面との間に締め代を有する状態で、内方環状部材2と外方環状部材4との間に配置してもよい。
軌道部材6aは、その内径面に、内方転動体軌道面16aと対向する外方転動体軌道面28aを有している。
On the other hand, when the outer annular member 4 is formed by forging, a fitting portion (not shown) is formed in the outer annular member 4 by machining, and then the
The
外方転動体軌道面28aは、軌道部材6aの内径面において、軌道部材6aの周方向全体に亘って形成されている。
軌道部材6bは、軌道部材6aよりも車体側に配置されており、その内径面に、内方転動体軌道面16bと対向する外方転動体軌道面28bを有している。
外方転動体軌道面28bは、軌道部材6bの内径面において、軌道部材6bの周方向全体に亘って形成されている。
したがって、二つの軌道部材6a,6bは、外方環状部材4の内径面との間に締め代を有する状態で、内方環状部材2と外方環状部材4との間に配置されているとともに、二列の内方転動体軌道面16a,16bと対向する外方転動体軌道面28a,28bを、それぞれ有している。
The outer rolling
The
The outer rolling
Accordingly, the two
また、軌道部材6aと軌道部材6bは、それぞれ、二列の外方転動体軌道面28a,28bと二列の内方転動体軌道面16a,16bとの間に形成された転動体軌道路の幅方向に沿った方向で、外方部材側凸部26と接触している。すなわち、外方部材側凸部26は、軌道部材6aと軌道部材6bにより、転動体軌道路の幅方向に沿った方向から挟み込まれた状態となっている。なお、図1中では、内方環状部材2及び転動体軌道路の径方向を、双方向矢印で「径方向」と示し、転動体軌道路の幅方向に沿った方向を、双方向矢印で「軸方向」と示している。
Further, the
なお、軌道部材6a,6bは、外方環状部材4の内径面側へ圧入する前に、外方転動体軌道面28の研磨・超仕上げを行ってもよい。しかしながら、好適には、軌道部材6a,6bに熱処理を施した後、軌道部材6a,6bを外方環状部材4の内径面側へ圧入して一体化させた状態で、研磨・超仕上げ等の精度加工を行う。これは、外方環状部材4の内径面側へ圧入する前に外方転動体軌道面28a,28bの研磨・超仕上げを行う場合と比較して、組み立て時の精度を向上させることが可能となるためである。
The
各転動体8は、例えば、鋼球(ボール)によって形成されており、それぞれ、外方転動体軌道面28a及び内方転動体軌道面16aと、外方転動体軌道面28b及び内方転動体軌道面16bと、アンギュラコンタクトで接触する状態で、転動体軌道路内へ転動自在に装填されている。
また、軌道部材6a,6b、すなわち、二つの隣り合う軌道部材6a,6b同士は、転動体8と転動体軌道路の幅方向に沿った方向で接触する部分(内方環状部材2の外径面へ向けて突出する部分)が、転動体軌道路の幅方向に沿った方向で近接している。
Each rolling
Further, the
したがって、本実施形態のハブユニット軸受1は、外方部材側凸部26を間に挟んで二列の転動体軌道路が背面同士で組み合わせられた複列アンギュラ玉軸受(背面組合せ[DB]アンギュラ玉軸受)を形成している。
また、外方部材側凸部26は、隣り合う軌道部材6a,6b間において、内方環状部材2の外径面へ向けて突出するとともに、転動体軌道路の幅方向に沿った方向で、軌道部材6a,6bと接触している。
また、外方環状部材4及び内方環状部材2の周方向に沿って隣り合う転動体8の間には、それぞれ、転動体保持器30を配置する。
また、特に図示しないが、外方環状部材4と内方環状部材2との間には、転動体8及び転動体保持器30とともに、グリース等の潤滑剤を配置する。
Therefore, the hub unit bearing 1 of the present embodiment is a double row angular contact ball bearing (backside combination [DB] angular) in which two rows of rolling element raceways are combined on the backside with the outer member side
Further, the outer member side
Moreover, the rolling element holder |
Although not particularly illustrated, a lubricant such as grease is disposed between the outer annular member 4 and the inner
(外方環状部材4の材料と、軌道部材6a,6bの材料)
以下、図1を参照しつつ、図2を用いて、外方環状部材4を形成する材料と、軌道部材6a,6bを形成する材料について説明する。
外方環状部材4の材料は、軌道部材6a,6bの材料よりも、線膨張係数が大きい材料である。
ここで、線膨張係数(線膨張率とも言う)とは、温度をセ氏1[℃]上げたときの、物質の長さの増加量と元の長さとの比である。
(Material of outer annular member 4 and material of
Hereinafter, the material for forming the outer annular member 4 and the material for forming the
The material of the outer annular member 4 is a material having a larger linear expansion coefficient than the material of the
Here, the linear expansion coefficient (also referred to as a linear expansion coefficient) is a ratio between the increase in the length of the substance and the original length when the temperature is raised by 1 degree Celsius.
本実施形態では、一例として、外方環状部材4を、アルミ合金を材料として形成した場合について説明する。
これに伴い、本実施形態では、軌道部材6a,6bを、アルミ合金よりも線膨張係数が小さい材料である、鋼(軸受鋼等)を用いて形成した場合を説明する。
また、外方環状部材4の材料及び軌道部材6a,6bの材料は、予め設定した第一温度の環境下で、外方環状部材4と軌道部材6との間に締め代が発生して、外方環状部材4の内径面が軌道部材6a,6bの外径面を押圧する材料とする。
これに加え、外方環状部材4の材料及び軌道部材6a,6bの材料は、第一温度よりも高い温度である予め設定した第二温度の環境下で、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に隙間が発生する材料とする。
In the present embodiment, as an example, a case where the outer annular member 4 is formed of an aluminum alloy will be described.
In connection with this, this embodiment demonstrates the case where
Further, the material of the outer annular member 4 and the material of the
In addition to this, the material of the outer annular member 4 and the material of the
本実施形態では、一例として、第一温度を20[℃](常温)とする。
また、本実施形態では、一例として、第二温度を、図2中に示すように、軌道部材6a,6bを外方環状部材4の内径面側へ圧入した状態で発生した、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に締め代(以降の説明では、「初期の圧入締め代」と記載する場合がある)に応じた値(約50[℃]、約85[℃]、約125[℃])に設定する。なお、図2は、ハブユニット軸受1の使用環境温度と、使用環境温度の変化に伴う、転動体軌道路の径方向への予圧の変化量との関係を示す図である。また、図2中では、横軸に、ハブユニット軸受1の使用環境温度(図中では、「温度[℃]」と記載する)を示し、縦軸に、使用環境温度の変化に伴う、転動体軌道路の径方向への予圧の変化量(図中では、「予圧変化量」と記載する)を示す。
In the present embodiment, as an example, the first temperature is 20 [° C.] (normal temperature).
Further, in the present embodiment, as an example, the second temperature is generated in a state where the
なお、予圧の算出方法としては、FEM(有限要素法:Finite Element Method)や、一般的な嵌め合い計算を用いることが可能である。また、予圧の算出に用いるパラメータとしては、温度、外方環状部材4の外径・内径・弾性率・線膨張係数や、軌道部材6a,6bの外径・内径・弾性率・線膨張係数、初期の圧入締め代、外方部材側凸部26の長さ・線膨張係数等を用いることが可能である。
In addition, as a calculation method of a preload, it is possible to use FEM (Finite Element Method) and general fitting calculation. Parameters used for calculating the preload include temperature, outer diameter / inner diameter / elastic modulus / linear expansion coefficient of the outer annular member 4, outer diameter / inner diameter / elastic modulus / linear expansion coefficient of the
図2中に示すように、ハブユニット軸受1は、温度上昇に伴って転動体軌道路の径方向への予圧が減少する。そして、第一温度以下の環境下では、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に発生する締め代が「0」よりも大きくなり、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間にマイナス隙間が発生した状態となる。すなわち、第一温度以下の環境下では、ハブユニット軸受1において、内方環状部材2の径方向への予圧(図2中では、破線で示す)が「±0」以上となる。
As shown in FIG. 2, in the hub unit bearing 1, the preload in the radial direction of the rolling element raceway decreases as the temperature rises. Under the environment of the first temperature or lower, the interference generated between the outer annular member 4 and the
また、初期の圧入締め代が小さい場合(図中では、「締め代 小」と示す)、ハブユニット軸受1の温度が上昇して、使用環境温度が約50[℃]の環境下となると、締め代が「0」(図中では、「締め代がゼロになるポイント」と記載する)となる。これにより、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に発生する締め代が「0」よりも大きくなり、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に隙間が発生した状態となる。
In addition, when the initial press-fitting allowance is small (in the figure, indicated as “tightening allowance”), when the temperature of the hub unit bearing 1 rises and the use environment temperature becomes about 50 [° C.], The tightening margin is “0” (in the figure, described as “the point at which the tightening margin is zero”). As a result, the interference generated between the outer annular member 4 and the
そして、初期の圧入締め代が小さい場合、使用環境温度が約50[℃]以下では、軌道部材6a,6bの膨張量が内方環状部材2の膨張量よりも大きいため、温度上昇に伴って転動体軌道路の径方向への予圧が減少するが、使用環境温度が約50[℃]を超えると、軌道部材6a,6bの膨張量が内方環状部材2の膨張量と等しくなり、転動体軌道路の径方向への予圧の減少が停止して、転動体軌道路の径方向への予圧が変化しない状態となる。
If the initial press-fitting allowance is small, the expansion amount of the
また、初期の圧入締め代が、上述した「締め代 小」の場合よりも大きい場合(図中では、「締め代 中」と示す)、ハブユニット軸受1の温度が上昇して、使用環境温度が約85[℃]の環境下となると、締め代が「0」となる。これにより、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に発生する締め代が「0」よりも大きくなり、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に隙間が発生した状態となる。
In addition, when the initial press-fit tightening margin is larger than the above-described case of “tightening margin” (indicated in the figure as “tightening margin”), the temperature of the hub unit bearing 1 rises and the operating environment temperature Is in an environment of about 85 [° C.], the tightening margin becomes “0”. As a result, the interference generated between the outer annular member 4 and the
すなわち、初期の圧入締め代が、上述した「締め代 小」の場合よりも大きい場合、使用環境温度が約85[℃]以下では、軌道部材6a,6bの膨張量が内方環状部材2の膨張量よりも大きいため、温度上昇に伴って転動体軌道路の径方向への予圧が減少するが、使用環境温度が約85[℃]を超えると、軌道部材6a,6bの膨張量が内方環状部材2の膨張量と等しくなり、転動体軌道路の径方向への予圧の減少が停止して、転動体軌道路の径方向への予圧が変化しない状態となる。
That is, when the initial press-fit tightening allowance is larger than the above-described case of “tightening allowance small”, the expansion amount of the
また、初期の圧入締め代が、上述した「締め代 中」の場合よりも大きい場合(図中では、「締め代 大」と示す)、ハブユニット軸受1の温度が上昇して、使用環境温度が約125[℃]の環境下となると、締め代が「0」となる。これにより、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に発生する締め代が「0」よりも大きくなり、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に隙間が発生した状態となる。
In addition, when the initial press-fit tightening allowance is larger than the above-described case of “tightening allowance” (indicated in the figure as “tightening allowance”), the temperature of the hub unit bearing 1 increases, and the operating environment temperature Is in an environment of about 125 [° C.], the tightening margin becomes “0”. As a result, the interference generated between the outer annular member 4 and the
すなわち、初期の圧入締め代が、上述した「締め代 中」の場合よりも大きい場合、使用環境温度が約125[℃]以下では、軌道部材6a,6bの膨張量が内方環状部材2の膨張量よりも大きいため、温度上昇に伴って転動体軌道路の径方向への予圧が減少するが、使用環境温度が約125[℃]を超えると、軌道部材6a,6bの膨張量が内方環状部材2の膨張量と等しくなり、転動体軌道路の径方向への予圧の減少が停止して、転動体軌道路の径方向への予圧が変化しない状態となる。
That is, when the initial press-fit tightening allowance is larger than the above-mentioned “tightening allowance”, the expansion amount of the
以上により、第二温度は、軌道部材6a,6bを外方環状部材4の内径面側へ圧入した状態で発生した、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間の締め代が大きいほど高い温度となる。
したがって、初期の圧入締め代が、上述した「締め代 小」の場合、すなわち、初期の圧入締め代が小さい場合は、比較的低温(約50[℃])の環境下において、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に発生する締め代が「0」よりも大きくなり、ハブユニット軸受1が高温となっても、転動体軌道路の径方向への予圧が変化しない状態となる。
As described above, the second temperature is generated in a state where the
Therefore, when the initial press-fitting allowance is the above-described “small tightening allowance”, that is, when the initial press-fit tightening allowance is small, the outer annular member is placed in a relatively low temperature environment (about 50 ° C.). 4 and the
一方、初期の圧入締め代が、上述した「締め代 中」や「締め代 大」の場合、すなわち、初期の圧入締め代が大きい場合は、ハブユニット軸受1が高温となっても、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に発生する締め代が「0」よりも大きくならず、比較的高温(約85[℃]、約125[℃])まで、転動体軌道路の径方向への予圧が減少する状態となる。
On the other hand, when the initial press-fitting allowance is “medium tightening allowance” or “large tightening allowance” as described above, that is, when the initial press-fit tightening allowance is large, The interference generated between the annular member 4 and the
(作用)
次に、図1及び図2を参照しつつ、図3及び図4を用いて、ハブユニット軸受1の作用について説明する。
ハブユニット軸受1の使用時等には、ブレーキディスクからの輻射・伝導熱による加熱と、ハブユニット軸受1の構成部材、すなわち、内方環状部材2、外方環状部材4、軌道部材6a,6b、転動体8の発熱により、ハブユニット軸受1の温度が上昇する。
なお、ハブユニット軸受1を使用する温度は、一般的に、−40[℃]から120[℃]の範囲内である。
(Function)
Next, the operation of the hub unit bearing 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2 and FIGS. 3 and 4.
When the hub unit bearing 1 is used, for example, heating by radiation / conduction heat from the brake disc and components of the hub unit bearing 1, that is, the inner
The temperature at which the hub unit bearing 1 is used is generally in the range of −40 [° C.] to 120 [° C.].
ここで、本実施形態のハブユニット軸受1では、外方環状部材4の材料を、軌道部材6a,6bの材料よりも線膨張係数が大きい材料としている。これに加え、外方環状部材4が、隣り合う軌道部材6a,6b間において内方環状部材2の外径面へ向けて突出し、且つ転動体軌道路の幅方向に沿った方向で隣り合う軌道部材6a,6bと接触する外方部材側凸部26を有している。
Here, in the hub unit bearing 1 of the present embodiment, the material of the outer annular member 4 is a material having a larger linear expansion coefficient than the material of the
このため、ハブユニット軸受1の温度上昇時には、外方部材側凸部26を含む外方環状部材4の膨張量が、軌道部材6a,6bの膨張量よりも大きくなる。
また、本実施形態のハブユニット軸受1では、第一温度(20[℃])の環境下では、外方環状部材4と軌道部材6との間に締め代が発生して、外方環状部材4の内径面が軌道部材6a,6bの外径面を押圧する。
For this reason, when the temperature of the hub unit bearing 1 rises, the expansion amount of the outer annular member 4 including the outer member-side
Further, in the hub unit bearing 1 of the present embodiment, under the environment of the first temperature (20 [° C.]), a tightening margin is generated between the outer annular member 4 and the raceway member 6, and the outer annular member. The inner diameter surface of 4 presses the outer diameter surfaces of the
一方、ハブユニット軸受1の温度が上昇して、第二温度(約50、85、125[℃])の環境下となると、外方環状部材4への圧入時に縮径した軌道部材6a,6bが拡径して、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に隙間が発生する。
これにより、ハブユニット軸受1の温度上昇時には、外方環状部材4の内径面による軌道部材6a,6bの外径面の押圧度合いが減少して、ハブユニット軸受1に発生する、転動体軌道路の径方向への予圧が減少する(図2参照)。
On the other hand, when the temperature of the hub unit bearing 1 rises to be in the environment of the second temperature (about 50, 85, 125 [° C.]), the
Thereby, when the temperature of the hub unit bearing 1 rises, the degree of pressing of the outer diameter surfaces of the
また、外方部材側凸部26は、軌道部材6aと軌道部材6bにより、転動体軌道路の幅方向に沿った方向から挟み込まれており、外方部材側凸部26を含む外方環状部材4の材料を、ハブ10の材料(鋼)よりも線膨張係数が大きい材料(アルミ合金)としている。このため、ハブユニット軸受1の温度が上昇すると、外方部材側凸部26の膨張量が、内方環状部材2(ハブ10)のうち外方部材側凸部26と内方環状部材2の径方向で対向する部分の膨張量よりも大きくなり、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への、軌道部材6a,6bの押圧度合いが増加する。
Further, the outer member-side
これにより、図3中に示すように、ハブユニット軸受1の温度が上昇するにつれて、ハブユニット軸受1に発生する、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への予圧が増加する。
なお、図3は、ハブユニット軸受1の使用環境温度と、使用環境温度の変化に伴う、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への予圧の変化量との関係を示す図である。また、図3中では、横軸に、ハブユニット軸受1の使用環境温度(図中では、「温度[℃]」と記載する)を示し、縦軸に、使用環境温度の変化に伴う、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への予圧の変化量(図中では、「予圧変化量」と記載する)を示す。また、図3中では、ハブユニット軸受1に発生する、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への予圧を、破線で示している。
As a result, as shown in FIG. 3, as the temperature of the hub unit bearing 1 rises, the preload generated in the hub unit bearing 1 in the direction along the width direction of the rolling element raceway increases.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the use environment temperature of the hub unit bearing 1 and the amount of change in the preload in the direction along the width direction of the rolling element raceway due to the change in the use environment temperature. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the operating environment temperature of the hub unit bearing 1 (indicated as “temperature [° C.]” in the figure), and the vertical axis indicates the rotation accompanying the change in the operating environment temperature. The amount of change in preload in the direction along the width direction of the moving body track (denoted as “preload change amount” in the figure) is shown. In FIG. 3, the preload in the direction along the width direction of the rolling element raceway generated in the hub unit bearing 1 is indicated by a broken line.
したがって、ハブユニット軸受1の温度上昇時には、ハブユニット軸受1に発生する、転動体軌道路の径方向への予圧が減少するとともに、ハブユニット軸受1に発生する、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への予圧が増加する。
また、本実施形態では、図2及び図3中に示すように、ハブユニット軸受1の温度上昇に伴ってハブユニット軸受1に発生する、転動体軌道路の径方向への予圧の減少度合い(図2中における破線の傾斜度合い)よりも、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への予圧の増加度合い(図3中における破線の傾斜度合い)が小さい。これは、例えば、外方部材側凸部26の形状等を調節することにより設定する。
Therefore, when the temperature of the hub unit bearing 1 rises, the preload in the radial direction of the rolling element raceway generated in the hub unit bearing 1 is reduced, and in the width direction of the rolling element raceway generated in the
In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the degree of reduction in the preload in the radial direction of the rolling element raceway that occurs in the hub unit bearing 1 as the temperature of the hub unit bearing 1 increases ( The degree of increase in the preload in the direction along the width direction of the rolling element raceway (the degree of inclination of the broken line in FIG. 3) is smaller than the degree of inclination of the broken line in FIG. This is set, for example, by adjusting the shape or the like of the outward member side
このため、図4中に示すように、初期の圧入締め代が小さい場合(図中では、「締め代 小」と示す)、ハブユニット軸受1の温度上昇時には、使用環境温度が約50[℃]以下では、ハブユニット軸受1の温度上昇時にハブユニット軸受1に発生する予圧の変化度合いが、ハブユニット軸受1の温度上昇に伴って予圧が減少する変化度合いとなる。
そして、初期の圧入締め代が小さい場合、使用環境温度が約50[℃]を超えると、ハブユニット軸受1の温度上昇時にハブユニット軸受1に発生する予圧の変化度合いが、ハブユニット軸受1の温度上昇に伴って予圧が増加する変化度合いとなる。
Therefore, as shown in FIG. 4, when the initial press-fitting allowance is small (in the figure, indicated as “tightening allowance”), when the temperature of the hub unit bearing 1 rises, the operating environment temperature is about 50 [° C. In the following, the degree of change in the preload generated in the hub unit bearing 1 when the temperature of the hub unit bearing 1 rises becomes the degree of change in which the preload decreases as the temperature of the hub unit bearing 1 rises.
When the initial press-fitting allowance is small and the operating environment temperature exceeds about 50 ° C., the degree of change in the preload generated in the hub unit bearing 1 when the temperature of the hub unit bearing 1 rises is The degree of change is such that the preload increases as the temperature rises.
また、図4中に示すように、初期の圧入締め代が、上述した「締め代 小」の場合よりも大きい場合(図中では、「締め代 中」と示す)、ハブユニット軸受1の温度上昇時には、使用環境温度が約85[℃]以下では、ハブユニット軸受1の温度上昇時にハブユニット軸受1に発生する予圧の変化度合いが、ハブユニット軸受1の温度上昇に伴って予圧が減少する変化度合いとなる。 As shown in FIG. 4, when the initial press-fitting allowance is larger than the above-described case of “tightening allowance” (shown as “tightening allowance” in the figure), the temperature of the hub unit bearing 1 When the operating environment temperature is about 85 [° C.] or less when the temperature rises, the degree of change in the preload generated in the hub unit bearing 1 when the temperature of the hub unit bearing 1 rises decreases as the temperature of the hub unit bearing 1 increases. The degree of change.
そして、初期の圧入締め代が、上述した「締め代 小」の場合よりも大きい場合、使用環境温度が約85[℃]を超えると、ハブユニット軸受1の温度上昇時にハブユニット軸受1に発生する予圧の変化度合いが、ハブユニット軸受1の温度上昇に伴って予圧が増加する変化度合いとなる。
また、図4中に示すように、初期の圧入締め代が、上述した「締め代 中」の場合よりも大きい場合(図中では、「締め代 大」と示す)、ハブユニット軸受1の温度上昇時には、使用環境温度が約125[℃]以下では、ハブユニット軸受1の温度上昇時にハブユニット軸受1に発生する予圧の変化度合いが、ハブユニット軸受1の温度上昇に伴って予圧が減少する変化度合いとなる。
If the initial press-fit tightening allowance is larger than the above-described “small tightening allowance”, when the operating environment temperature exceeds about 85 ° C., the hub unit bearing 1 is generated when the temperature of the hub unit bearing 1 rises. The degree of change in the preload is a degree of change in which the preload increases as the temperature of the hub unit bearing 1 increases.
In addition, as shown in FIG. 4, when the initial press-fitting allowance is larger than the above-described case of “tightening allowance” (shown as “tightening allowance” in the figure), the temperature of the hub unit bearing 1 When the operating environment temperature is about 125 [° C.] or less when the temperature rises, the degree of change in the preload generated in the hub unit bearing 1 when the temperature of the hub unit bearing 1 rises decreases as the temperature of the hub unit bearing 1 increases. The degree of change.
そして、初期の圧入締め代が、上述した「締め代 中」の場合よりも大きい場合、使用環境温度が約125[℃]を超えると、ハブユニット軸受1の温度上昇時にハブユニット軸受1に発生する予圧の変化度合いが、ハブユニット軸受1の温度上昇に伴って予圧が増加する変化度合いとなる。
なお、図4は、ハブユニット軸受1の使用環境温度と、使用環境温度の変化に伴う接触角方向の予圧の変化量との関係を示す図である。また、図4中では、横軸に、ハブユニット軸受1の使用環境温度(図中では、「温度[℃]」と記載する)を示し、縦軸に、使用環境温度の変化に伴う接触角方向の予圧の変化量(図中では、「予圧変化量」と記載する)を示す。
If the initial press-fit tightening allowance is larger than that of the above-described “tightening allowance”, the operating temperature of the hub unit bearing 1 is increased when the temperature of the hub unit bearing 1 rises when the operating environment temperature exceeds about 125 [° C.]. The degree of change in the preload is a degree of change in which the preload increases as the temperature of the hub unit bearing 1 increases.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the use environment temperature of the hub unit bearing 1 and the amount of change in the preload in the contact angle direction accompanying the change in the use environment temperature. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the operating environment temperature of the hub unit bearing 1 (in the drawing, “temperature [° C.]”), and the vertical axis indicates the contact angle accompanying the change in the operating environment temperature. The amount of change in the preload in the direction (denoted as “preload change amount” in the figure) is shown.
ここで、図4中に示す、ハブユニット軸受1の温度上昇時にハブユニット軸受1に発生する、接触角方向の予圧の変化度合いとは、転動体軌道路の径方向への予圧の予圧の変化度合いと、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への変化度合いとを合成した値である。
また、接触角方向とは、例えば、外方転動体軌道面28aが軌道部材6aの中心軸に対して傾斜している角度と、外方転動体軌道面28bが軌道部材6bの中心軸に対して傾斜している角度である。
Here, the degree of change in the preload in the contact angle direction that occurs in the hub unit bearing 1 when the temperature of the hub unit bearing 1 rises as shown in FIG. 4 is the change in the preload in the radial direction of the rolling element raceway. It is a value obtained by combining the degree and the degree of change in the direction along the width direction of the rolling element raceway.
The contact angle direction refers to, for example, the angle at which the outer rolling
また、接触角方向の予圧は、内方転動体軌道面16a,16bと、外方転動体軌道面28a,28bが、転動体8に加える圧力であり、内方転動体軌道面16aと外方転動体軌道面28aとの間の相対的な距離の変化と、内方転動体軌道面16bと外方転動体軌道面28bとの間の相対的な距離の変化に応じた値である。
また、図4中には、図2中と同様、締め代が「0」となる温度を、「締め代がゼロになるポイント」と記載している。
したがって、図4中に示すように、初期の圧入締め代を小さく設定すると、比較的低温(約50[℃])の環境下において、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に発生する締め代を「0」よりも大きくすることにより、ハブユニット軸受1の予圧変化を抑制することが可能となる。
The preload in the contact angle direction is a pressure applied to the rolling
In FIG. 4, as in FIG. 2, the temperature at which the tightening margin is “0” is described as “the point at which the tightening margin is zero”.
Therefore, as shown in FIG. 4, when the initial press-fitting allowance is set small, the outer annular member 4 and the
(第一実施形態の効果)
以下、本実施形態の効果を列挙する。
(1)本実施形態のハブユニット軸受1では、複列アンギュラ構造の転動体軌道路を備えるハブユニット軸受1において、外方環状部材4が、隣り合う軌道部材6a,6b間において内方環状部材2の外径面へ向けて突出し、且つ転動体軌道路の幅方向に沿った方向で隣り合う軌道部材6a,6bと接触する外方部材側凸部26を有している。これに加え、外方環状部材4の材料として、軌道部材6a,6bの材料よりも線膨張係数が大きい材料を用いている。
(Effects of the first embodiment)
The effects of this embodiment are listed below.
(1) In the hub unit bearing 1 of the present embodiment, in the hub unit bearing 1 having a rolling element raceway of a double row angular structure, the outer annular member 4 is an inner annular member between
このため、ハブユニット軸受1の温度上昇時には、外方部材側凸部26を含む外方環状部材4の膨張量が、軌道部材6a,6bの膨張量よりも大きくなる。
これにより、ハブユニット軸受1の温度上昇時には、軌道部材6a,6bと外方環状部材4の内径面との締め代が減少して、ハブユニット軸受1に発生する、転動体軌道路の径方向への予圧が減少する。これに加え、外方部材側凸部26による軌道部材6a,6bの押圧度合いが増加して、ハブユニット軸受1に発生する、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への予圧が増加する。
For this reason, when the temperature of the hub unit bearing 1 rises, the expansion amount of the outer annular member 4 including the outer member-side
Thereby, when the temperature of the hub unit bearing 1 rises, the interference between the
このため、ハブユニット軸受1の温度上昇時において、転動体軌道路の径方向への予圧変化と転動体軌道路の幅方向に沿った方向への予圧変化とを相殺することが可能となり、接触角方向の予圧変化を抑制することが可能となる。
また、外方環状部材4を軌道部材6a,6bよりも線膨張係数が大きい材料で形成することにより、ハブユニット軸受1の温度上昇時における、転動体軌道路の径方向への予圧の減少と、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への予圧の増加を、効果的に発生させることが可能となる。
その結果、温度上昇時の予圧変化を抑制することが可能な、ハブユニット軸受1を提供することが可能となる。
For this reason, when the temperature of the hub unit bearing 1 rises, it is possible to cancel out the change in the preload in the radial direction of the rolling element raceway and the change in the preload in the direction along the width direction of the rolling element raceway. It becomes possible to suppress a change in the preload in the angular direction.
Further, the outer annular member 4 is formed of a material having a larger linear expansion coefficient than the
As a result, it is possible to provide the hub unit bearing 1 capable of suppressing a change in preload when the temperature rises.
(2)本実施形態のハブユニット軸受1では、予め設定した第一温度の環境下では、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に締め代が発生して、外方環状部材4の内径面が軌道部材6a,6bの外径面を押圧する。また、第一温度よりも高い温度である予め設定した第二温度の環境下では、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に隙間が発生する。
(2) In the hub unit bearing 1 of the present embodiment, under the environment of the first temperature set in advance, a tightening margin is generated between the outer annular member 4 and the
このため、第一温度の環境下からハブユニット軸受1の温度が上昇して第二温度の環境下となると、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に隙間が発生して、外方環状部材4の内径面が軌道部材6a,6bの外径面を押圧していない状態となり、ハブユニット軸受1の温度が上昇しても、ハブユニット軸受1に発生する、内方環状部材2の径方向への予圧が減少しなくなる。
For this reason, when the temperature of the hub unit bearing 1 rises from the environment of the first temperature and becomes the environment of the second temperature, a gap is generated between the outer annular member 4 and the
その結果、第一温度の環境下において、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に締め代が発生するため、外方環状部材4の内径面側へ軌道部材6a,6bを圧入した後に行う処理である、機械加工の位置決めを行うことが可能となる。これは、第一温度の環境下において、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間の締め代が「0」以下となり、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に隙間が発生すると、ハブユニット軸受1の製造時に、機械加工の位置決めを行うことが不可能となるためである。
As a result, a tightening margin is generated between the outer annular member 4 and the
(3)本実施形態のハブユニット軸受1では、外方環状部材4の材料を、軌道部材6a,6bの材料よりも線膨張係数が大きい材料として、軌道部材6a,6bよりも体積が大きい部材である外方環状部材4を、軌道部材6a,6bよりも比重が小さい材料で形成している。
その結果、例えば、軌道部材6a,6bよりも体積が大きい部材である外方環状部材4を、軌道部材6a,6bよりも比重が大きい材料で形成した場合と比較して、ハブユニット軸受1を軽量化することが可能となる。
(3) In the hub unit bearing 1 of the present embodiment, the material of the outer annular member 4 is a material having a larger linear expansion coefficient than the material of the
As a result, for example, the hub unit bearing 1 is compared with the case where the outer annular member 4 having a larger volume than the
(変形例)
以下、本実施形態の変形例を列挙する。
(1)本実施形態のハブユニット軸受1では、外方環状部材4の材料をアルミ合金とし、軌道部材6a,6bの材料を、アルミ合金よりも線膨張係数が小さい材料である、鋼(軸受鋼等)としたが、外方環状部材4の材料と軌道部材6a,6bの材料は、これに限定するものではない。要は、外方環状部材4の材料を、軌道部材6a,6bの材料よりも線膨張係数が大きい材料とすればよい。特に、軌道部材6a,6bの線膨張係数と外方環状部材4の線膨張係数との比が0.8以下(軌道部材6a,6bの材料/外方環状部材4の材料)であれば、温度上昇時の予圧変化を抑制するために好適である。
(Modification)
Hereinafter, modifications of the present embodiment will be listed.
(1) In the hub unit bearing 1 of the present embodiment, the outer annular member 4 is made of an aluminum alloy, and the
(2)本実施形態では、転動体8をボールとして、ハブユニット軸受1をアンギュラ玉軸受としたが、これに限定するものではなく、転動体8を円錐ころとしてもよい。この場合、ハブユニット軸受1を、円錐ころ軸受とする。
(3)本実施形態では、ハブユニット軸受1の構成を、転動体保持器30を備える構成としたが、これに限定するものではなく、ハブユニット軸受1の構成を、転動体保持器30を備えていない構成としてもよい。
(2) In this embodiment, the rolling
(3) In the present embodiment, the configuration of the hub unit bearing 1 is configured to include the rolling
(4)本実施形態では、内方環状部材2の取り付け対象を、回転する部材であるブレーキディスク(車輪側部材)とし、外方環状部材4の取り付け対象を、ナックル(車体側部材)としたが、これに限定するものではなく、内方環状部材2の取り付け対象をナックルとし、外方環状部材4の取り付け対象をブレーキディスクとしてもよい。
(4) In this embodiment, the attachment object of the inner
(第二実施形態)
以下、本発明の第二実施形態(以下、「本実施形態」と記載する)について、図面を参照しつつ説明する。
(構成)
まず、図1を参照しつつ、図5を用いて、本実施形態のハブユニット軸受の構成を説明する。なお、上述した第一実施形態と同様の構成については、同一の符号を付している。
図5は、本実施形態のハブユニット軸受1の構成を示す断面図である。
図5中に示すように、ハブユニット軸受1は、内方環状部材2と、外方環状部材4と、二つの軌道部材6a,6bと、複数の転動体8と、膨張調整間座部材32を備えている。なお、本実施形態のハブユニット軸受1は、膨張調整間座部材32を備えている点を除き、上述した第一実施形態と同様の構成であるため、以降の説明では、膨張調整間座部材32以外の構成に関する説明を省略する場合がある。
(Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described with reference to the drawings.
(Constitution)
First, the configuration of the hub unit bearing of the present embodiment will be described using FIG. 5 with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure similar to 1st embodiment mentioned above.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the hub unit bearing 1 of the present embodiment.
As shown in FIG. 5, the hub unit bearing 1 includes an inner
膨張調整間座部材32は、例えば、樹脂等、外方環状部材4(アルミ合金を材料とする)よりも線膨張係数が大きい材料を用いて円環状に形成されており、軌道部材6bと外方部材側凸部34との間に配置されている。
また、膨張調整間座部材32は、軌道部材6bと外方部材側凸部34との間に配置された状態で、内方環状部材2と接触しない形状に形成されている。
The expansion adjusting
The expansion adjusting
また、本実施形態のハブユニット軸受1では、上述した第一実施形態と異なり、外方環状部材4の材料及び軌道部材6a,6bの材料を、第二温度の環境下であっても、外方環状部材4と軌道部材6との間に締め代が発生する材料とする。
また、本実施形態のハブユニット軸受1では、外方部材側凸部34の形状が、上述した第一実施形態のハブユニット軸受1における外方部材側凸部26(図1参照)と異なっている。
Further, in the hub unit bearing 1 of the present embodiment, unlike the first embodiment described above, the material of the outer annular member 4 and the material of the
Moreover, in the hub unit bearing 1 of this embodiment, the shape of the outward member side
具体的には、外方部材側凸部34の、転動体軌道路の幅方向に沿った方向(図5中では、双方向矢印で「軸方向」と示す)の長さが、膨張調整間座部材32の、転動体軌道路の幅方向に沿った方向の長さ分、第一実施形態の外方部材側凸部26よりも短くなっている。
その他の構成は、上述した第一実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
Specifically, the length of the outer member-side
Other configurations are the same as those in the first embodiment described above, and thus the description thereof is omitted.
(作用)
次に、図1から図5を参照しつつ、図6を用いて、ハブユニット軸受1の作用について説明する。なお、上述した第一実施形態と同様の作用については、その説明を省略する場合がある。
ハブユニット軸受1の使用時等には、ブレーキディスクからの輻射・伝導熱による加熱と、ハブユニット軸受1の構成部材、すなわち、内方環状部材2、外方環状部材4、軌道部材6a,6b、転動体8の発熱により、ハブユニット軸受1の温度が上昇する。
ここで、本実施形態のハブユニット軸受1では、膨張調整間座部材32を、外方環状部材4よりも線膨張係数が大きい材料で形成している。
(Function)
Next, the operation of the hub unit bearing 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 5 and FIG. In addition, about the effect | action similar to 1st embodiment mentioned above, the description may be abbreviate | omitted.
When the hub unit bearing 1 is used, for example, heating by radiation / conduction heat from the brake disc and components of the hub unit bearing 1, that is, the inner
Here, in the hub unit bearing 1 of the present embodiment, the expansion adjusting
このため、ハブユニット軸受1の温度上昇時には、膨張調整間座部材32の膨張量が、外方部材側凸部34の膨張量よりも大きくなる。
また、本実施形態のハブユニット軸受1では、膨張調整間座部材32を、軌道部材6bと外方部材側凸部34との間に配置している。すなわち、軌道部材6bと外方部材側凸部34との間には、軌道部材6b及び外方部材側凸部34と接触する状態で、膨張調整間座部材32が挿入されている。
For this reason, when the temperature of the hub unit bearing 1 rises, the expansion amount of the expansion
In the hub unit bearing 1 of the present embodiment, the expansion
これにより、ハブユニット軸受1の温度が上昇して、膨張調整間座部材32及び外方部材側凸部34が膨張すると、膨張調整間座部材32及び外方部材側凸部34による、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への、軌道部材6a,6bの押圧度合いが増加する。
また、本実施形態のハブユニット軸受1では、外方環状部材4の材料及び軌道部材6a,6bの材料を、第二温度の環境下であっても、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に締め代が発生する材料としている。
As a result, when the temperature of the hub unit bearing 1 rises and the expansion
Further, in the hub unit bearing 1 of the present embodiment, the material of the outer annular member 4 and the material of the
したがって、本実施形態のハブユニット軸受1では、上述した第一実施形態と比較して、ハブユニット軸受1の温度が増加するにつれてハブユニット軸受1に発生する、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への予圧の増加度合い(図3参照)が大きくなる。
これにより、本実施形態のハブユニット軸受1では、上述した第一実施形態と異なり、ハブユニット軸受1の温度上昇時に、転動体軌道路の径方向への予圧が減少するとともに、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への予圧が増加すると、ハブユニット軸受1の温度上昇に伴ってハブユニット軸受1に発生する、転動体軌道路の径方向への予圧の減少度合い(図2参照)と、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への予圧の増加度合い(図3参照)が近似した値となる。
Therefore, in the hub unit bearing 1 of the present embodiment, as compared with the first embodiment described above, as the temperature of the hub unit bearing 1 increases, along the width direction of the rolling element raceway generated in the
Thereby, in the hub unit bearing 1 of the present embodiment, unlike the first embodiment described above, the preload in the radial direction of the rolling element raceway decreases when the temperature of the hub unit bearing 1 increases, and the rolling element raceway When the preload in the direction along the width direction of the roller increases, the degree of decrease in the preload in the radial direction of the rolling element raceway generated in the hub unit bearing 1 as the temperature of the hub unit bearing 1 increases (see FIG. 2) And the increase degree (refer FIG. 3) of the preload to the direction along the width direction of a rolling element track becomes an approximate value.
以上により、本実施形態のハブユニット軸受1では、ハブユニット軸受1の温度上昇時において、図6中に示すように、ハブユニット軸受1の温度が上昇しても、第二温度までは、接触角方向の予圧が「±0」で変化しない。そして、ハブユニット軸受1の温度が第二温度を超えると、転動体軌道路の径方向への予圧の減少が停止するとともに、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への予圧の増加が継続するため、第二温度からの温度上昇に伴い、接触角方向の予圧が増加する。 As described above, in the hub unit bearing 1 of the present embodiment, when the temperature of the hub unit bearing 1 increases, even if the temperature of the hub unit bearing 1 increases as shown in FIG. The angular preload does not change at “± 0”. When the temperature of the hub unit bearing 1 exceeds the second temperature, the decrease in the preload in the radial direction of the rolling element raceway stops and the increase in the preload in the direction along the width direction of the rolling element raceway. In order to continue, the preload in the contact angle direction increases as the temperature rises from the second temperature.
具体的には、図6中に示すように、初期の圧入締め代が小さい場合(図中では、「締め代 小」と示す)、ハブユニット軸受1の温度上昇時には、使用環境温度が約50[℃]以下では、ハブユニット軸受1の温度が上昇しても、接触角方向の予圧が「±0」で変化しない。
そして、初期の圧入締め代が小さい場合、使用環境温度が約50[℃]を超えると、ハブユニット軸受1の温度上昇に伴い、接触角方向の予圧が増加する。
Specifically, as shown in FIG. 6, when the initial press-fit tightening allowance is small (in the figure, indicated as “tightening allowance”), the operating environment temperature is about 50 when the temperature of the hub unit bearing 1 rises. Below [° C.], even if the temperature of the hub unit bearing 1 rises, the preload in the contact angle direction does not change at “± 0”.
If the initial press-fitting allowance is small and the operating environment temperature exceeds about 50 [° C.], the preload in the contact angle direction increases as the temperature of the hub unit bearing 1 increases.
また、図6中に示すように、初期の圧入締め代が、上述した「締め代 小」の場合よりも大きい場合(図中では、「締め代 中」と示す)、ハブユニット軸受1の温度上昇時には、使用環境温度が約85[℃]以下では、ハブユニット軸受1の温度が上昇しても、接触角方向の予圧が「±0」で変化しない。
そして、初期の圧入締め代が、上述した「締め代 小」の場合よりも大きい場合、使用環境温度が約85[℃]を超えると、ハブユニット軸受1の温度上昇に伴い、接触角方向の予圧が増加する。
In addition, as shown in FIG. 6, when the initial press-fitting allowance is larger than the above-described “tightening allowance” (in the figure, indicated as “tightening allowance”), the temperature of the hub unit bearing 1 When the operating environment temperature is about 85 [° C.] or less, the preload in the contact angle direction does not change at “± 0” even when the temperature of the hub unit bearing 1 increases.
If the initial press-fit tightening allowance is larger than the above-described “small tightening allowance” and the operating environment temperature exceeds about 85 [° C.], the temperature of the hub unit bearing 1 increases with the increase in the temperature of the
また、図6中に示すように、初期の圧入締め代が、上述した「締め代 中」の場合よりも大きい場合(図中では、「締め代 大」と示す)、ハブユニット軸受1の温度上昇時には、使用環境温度が約125[℃]以下では、ハブユニット軸受1の温度が上昇しても、接触角方向の予圧が「±0」で変化しない。
そして、初期の圧入締め代が、上述した「締め代 中」の場合よりも大きい場合、使用環境温度が約125[℃]を超えると、ハブユニット軸受1の温度上昇に伴い、接触角方向の予圧が増加する。
In addition, as shown in FIG. 6, when the initial press-fitting allowance is larger than the case of the “tightening allowance” described above (shown as “tightening allowance” in the figure), the temperature of the hub unit bearing 1 When the operating environment temperature is about 125 [° C.] or less, the preload in the contact angle direction does not change to “± 0” even when the temperature of the hub unit bearing 1 increases.
When the initial press-fit tightening allowance is larger than the above-described case of “tightening allowance”, when the operating environment temperature exceeds about 125 [° C.], the temperature of the hub unit bearing 1 increases, Preload increases.
したがって、図6中に示すように、初期の圧入締め代を、上述した「締め代 中」の場合よりも大きく設定すると、ハブユニット軸受1を使用する一般的な温度範囲の上限値である120[℃]よりも高い温度(約125[℃])に、ハブユニット軸受1の温度が上昇するまでは、接触角方向の予圧が「±0」で変化しないため、ハブユニット軸受1の予圧変化を抑制することが可能となる。 Therefore, as shown in FIG. 6, if the initial press-fitting allowance is set to be larger than that in the above-described “intermittent allowance”, the upper limit value of the general temperature range in which the hub unit bearing 1 is used is 120. Since the preload in the contact angle direction does not change at “± 0” until the temperature of the hub unit bearing 1 rises to a temperature higher than [° C.] (about 125 [° C.]), the change in the preload of the hub unit bearing 1 Can be suppressed.
すなわち、初期の圧入締め代を、上述した「締め代 中」の場合よりも大きく設定すると、ハブユニット軸受1を使用する一般的な温度範囲内において、接触角方向の予圧が「±0」で変化しないため、ハブユニット軸受1の温度上昇時における、接触角方向の予圧変化の抑制効果が大きい。 That is, if the initial press-fit tightening allowance is set to be larger than that of the above-described “tightening allowance”, the preload in the contact angle direction is “± 0” within the general temperature range in which the hub unit bearing 1 is used. Since it does not change, the effect of suppressing the change in the preload in the contact angle direction when the temperature of the hub unit bearing 1 rises is great.
なお、図6は、ハブユニット軸受1の使用環境温度と、使用環境温度の変化に伴う接触角方向の予圧の変化量との関係を示す図である。また、図6中では、横軸に、ハブユニット軸受1の使用環境温度(図中では、「温度[℃]」と記載する)を示し、縦軸に、使用環境温度の変化に伴う接触角方向の予圧の変化量(図中では、「予圧変化量」と記載する)を示す。
また、図6中には、図2中と同様、締め代が「0」となる温度を、「締め代がゼロになるポイント」と記載している。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the use environment temperature of the hub unit bearing 1 and the amount of change in the preload in the contact angle direction accompanying the change in the use environment temperature. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the operating environment temperature of the hub unit bearing 1 (in the drawing, “temperature [° C.]”), and the vertical axis indicates the contact angle accompanying the change in the operating environment temperature. The amount of change in the preload in the direction (denoted as “preload change amount” in the figure) is shown.
In FIG. 6, as in FIG. 2, the temperature at which the tightening margin is “0” is described as “the point at which the tightening margin is zero”.
(第二実施形態の効果)
以下、本実施形態の効果を記載する。
(1)本実施形態のハブユニット軸受1では、軌道部材6bと外方部材側凸部34との間に、外方環状部材4よりも線膨張係数が大きい材料で形成されている膨張調整間座部材32を配置している。すなわち、軌道部材6bと外方部材側凸部34との間には、軌道部材6b及び外方部材側凸部34と接触する状態で、膨張調整間座部材32が挿入されている。
(Effect of the second embodiment)
Hereinafter, effects of the present embodiment will be described.
(1) In the hub unit bearing 1 of the present embodiment, the expansion adjustment interval is formed between the
このため、ハブユニット軸受1の温度上昇時に、膨張調整間座部材32の膨張量が、外方部材側凸部34を含む外方環状部材4の膨張量よりも大きくなる。これにより、膨張調整間座部材32による外方部材側凸部34及び軌道部材6bの押圧度合いが増加して、ハブユニット軸受1に発生する、転動体軌道路の幅方向に沿った方向への予圧が増加する。
その結果、上述した第一実施形態と比較して、温度上昇時の予圧変化を更に抑制することが可能となる。
For this reason, when the temperature of the hub unit bearing 1 rises, the expansion amount of the expansion
As a result, it is possible to further suppress a change in preload when the temperature rises, as compared with the first embodiment described above.
(変形例)
以下、本実施形態の変形例を列挙する。
(1)本実施形態のハブユニット軸受1では、外方環状部材4の材料及び軌道部材6a,6bの材料を、第二温度の環境下であっても、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に締め代が発生する材料としたが、これに限定するものではない。すなわち、外方環状部材4の材料及び軌道部材6a,6bの材料を、上述した第一実施形態と同様に、第一温度よりも高い温度である予め設定した第二温度の環境下で、外方環状部材4と軌道部材6a,6bとの間に隙間が発生する材料としてもよい。
(Modification)
Hereinafter, modifications of the present embodiment will be listed.
(1) In the hub unit bearing 1 of the present embodiment, the material of the outer annular member 4 and the material of the
(2)本実施形態のハブユニット軸受1では、膨張調整間座部材32を、軌道部材6bと外方部材側凸部34との間に配置したが、これに限定するものではなく、膨張調整間座部材32を、軌道部材6aと外方部材側凸部34との間に配置してもよい。また、ハブユニット軸受1の構成を、二つの膨張調整間座部材32を備える構成とし、これら二つの膨張調整間座部材32を、それぞれ、軌道部材6bと外方部材側凸部34との間と、軌道部材6aと外方部材側凸部34との間に配置してもよい。
(2) In the hub unit bearing 1 of the present embodiment, the expansion
1 ハブユニット軸受
2 内方環状部材
4 外方環状部材
6a,6b 軌道部材
8 転動体
10 ハブ
12 内方フランジ
14 内方軌道面形成部材
16a,16b 内方転動体軌道面
18 締結部材
20 内方締結部材挿通孔
22 外方フランジ
24 外方締結部材挿通孔
26 外方部材側凸部
28a,28b 外方転動体軌道面
30 転動体保持器
32 膨張調整間座部材
34 外方部材側凸部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
内径面が前記内方環状部材の外径面と対向する外方環状部材と、
前記外方環状部材の内径面との間に締め代を有する状態で前記内方環状部材と外方環状部材との間に配置され、且つ前記複数列の内方転動体軌道面と対向する外方転動体軌道面をそれぞれ有する二つの環状の軌道部材と、
前記外方転動体軌道面と前記内方転動体軌道面との間に形成された複数列の転動体軌道路内へ転動自在に装填され、且つ前記外方転動体軌道面及び前記内方転動体軌道面とアンギュラコンタクトで接触する複数の転動体と、を備え、
前記二つの軌道部材同士は、前記転動体と前記転動体軌道路の幅方向に沿った方向で接触する部分が転動体軌道路の幅方向に沿った方向で近接し、
前記外方環状部材は、隣り合う前記各軌道部材間において前記内方環状部材の外径面へ向けて突出する外方部材側凸部を有し、
前記各軌道部材と前記外方部材側凸部との間に、前記外方環状部材よりも線膨張係数が大きい材料で形成されている膨張調整間座部材がそれぞれ配置されており、
前記外方環状部材の材料は、前記軌道部材の材料よりも線膨張係数が大きく、さらに、予め設定した第一温度の環境下で前記外方環状部材と前記軌道部材との間に締め代が発生して外方環状部材の内径面が軌道部材の外径面を押圧し、且つ前記第一温度よりも高い温度である予め設定した第二温度の環境下で前記外方環状部材と前記軌道部材との間に隙間が発生する材料であり、
前記軌道部材の材料は、前記第一温度の環境下で前記外方環状部材と前記軌道部材との間に締め代が発生して外方環状部材の内径面が軌道部材の外径面を押圧し、且つ前記第二温度の環境下で前記外方環状部材と前記軌道部材との間に隙間が発生する材料であり、
前記第二温度以下の環境下では温度上昇に伴って前記転動体軌道路の接触角方向への予圧量が減少し、前記第二温度を超える環境下では温度上昇に伴って前記転動体軌道路の接触角方向への予圧量が増加することを特徴とするハブユニット軸受。 An inner annular member having a plurality of rows of inner rolling element raceway surfaces on the outer diameter surface;
An outer annular member having an inner diameter surface facing the outer diameter surface of the inner annular member;
An outer surface that is disposed between the inner annular member and the outer annular member in a state having a tightening margin between the inner annular surface of the outer annular member and that faces the raceways of the plurality of inner rolling elements. Two annular race members each having a rolling element raceway surface;
A plurality of rolling element raceways formed between the outer rolling element raceway surface and the inner rolling element raceway surface are movably loaded, and the outer rolling element raceway surface and the inward direction A plurality of rolling elements in contact with the rolling element raceway surface at an angular contact;
The two track portions Zaido officer, close in the direction in which the rolling element and the portion in contact with the rolling element raceways direction along the width direction of the width direction of the rolling element raceways,
It said outer annular member has a Rusotokata member side protrusion issuing collision toward the radially outer surface of the inner annular member between each track member fit Ri next,
Between each track member and the outer member side convex portion, an expansion adjustment spacer member formed of a material having a larger linear expansion coefficient than the outer annular member is disposed,
Material of the outer annular member, the linear expansion coefficient than the material of the raceway member is rather large, further, interference between the raceway member and the outer annular member in an environment of a first preset temperature Is generated and the inner ring surface of the outer annular member presses the outer surface of the raceway member, and the outer annular member and the above-mentioned in an environment of a preset second temperature that is higher than the first temperature. It is a material that creates a gap with the raceway member,
The material of the raceway member has a tightening margin between the outer annular member and the raceway member in the environment of the first temperature, and the inner diameter surface of the outer annular member presses the outer diameter surface of the raceway member. And a material in which a gap is generated between the outer annular member and the raceway member under the environment of the second temperature,
In an environment below the second temperature, the amount of preload in the contact angle direction of the rolling element raceway decreases as the temperature increases, and in an environment exceeding the second temperature, the rolling element raceway increases as the temperature increases. hub unit bearings preload of the contact angle direction is characterized that you increase.
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