ハブベアリングに関する情報

ハブベアリングに関する情報

ハブベアリングは、タイヤ(回転部分)・ブレーキディスク(回転部分)とステアリングナックル(固定部分)を繋ぐ部品です。その主な機能は、回転によって生じる摩擦を軽減し、力を伝達することです。ホイールベアリングは、非常に高いラジアル荷重(車両重量)とアキシアル荷重(タイヤの横方向の力またはステアリング時の横方向の衝撃力)に耐えることができます。ハブベアリングは大きく分けて ボールベアリング > 円すいころ軸受。 2 つの主な違いは、回転媒体 (ローラー) がボールであるか円錐であるかです。特に積載量の大きな車両(建設車両、大型車両等)でない限り、 SUV、ピックアップトラックなど)、一般乗用車の車輪軸受にはボールベアリングが使用されています。

ホイールハブベアリングの開発経緯

初代ホイールハブベアリング

第一世代の軸受は、主に内輪、外輪、鋼球から構成される最も単純な構造であり、コストも最も低くなります。構造がシンプルでコストが安いというメリットがありますが、デメリットも多くあります。

1つ目は組み立ての不便さです。ベアリングはステアリングナックルやホイールハブとは独立しているため、組み立て時にベアリングの内輪をハブに、ベアリングの外輪をステアリングナックルに圧入する必要があります。組み立てプロセスが複雑なため、装置とプロセス制御に対する技術的要件は高くなります。 2つ目はパフォーマンスの低下です。圧入リアハブベアリングは取り付け工程を正確に制御できないため、性能のばらつきが大きく、全体の性能が低下します。初代ベアリングは上記のような欠点があったため、コストを考慮して一部の自動車メーカーを除き、生産量は年々減少しています。最後に、自動車産業の発展に伴い、徐々に消滅するはずです。

初代ホイールハブベアリング

第二世代ホイールハブベアリング

The structure of the second-generation bearing is slightly complicated, and the wheel hub is integrated on the basis of the first-generation bearing. Compared with the first generation wheel hub bearing, the press fit process of the wheel hub during assembly is omitted, but an interference fit with the steering knuckle is still required, so the assembly accuracy will be slightly higher than that of the first generation bearing. At the same time, it also has the disadvantage of reducing performance. Currently, some car manufacturers still insist on using second-generation bearings on rear wheel hubs, but they will eventually become less and less like the first-generation bearings and eventually no longer used.

第二世代ホイールハブベアリング

第三世代ホイールハブベアリング

第一世代、第二世代のホイールハブベアリングの使用が減り、第三世代のホイールハブベアリングが主流のホイールハブベアリングと言えます。第3世代ベアリングはハブが内輪、ステアリングナックルを接続するフランジが外輪と一体となっており、ステアリングナックルをボルトで固定できるようになりました。組立精度が大幅に向上しました。さらに、すべての寸法はサプライヤーによって正確に管理されており、優れたパフォーマンスが得られます。これら 2 つの利点によりコストは増加しますが、第 3 世代ベアリングはほぼすべての大手自動車メーカーで採用されています。

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第四世代ホイールベアリング?

Many in the industry are currently working on integrated solutions. Someone proposed the concept of fourth-generation bearings. This is to integrate the third generation bearings with the constant velocity joints on the drive wheels. The concept of fifth-generation bearings is also proposed, which is the integration of bearings and brake discs. There should be no technical problems with these solutions, and whether they can be promoted depends on market acceptance.

ホイールハブベアリング設計のポイント

・しめしろ・すきま設計
・軸受強度・剛性
・ベアリングドラッグトルク
・ベアリング寿命
●密閉性が高い

ホイールハブベアリング強度:

ベアリングは大きなラジアル荷重とアキシアル荷重を受けるため、すべてのベアリングの強度は非常に重要です。通常、CAE を通じて応力およびひずみ解析を実行し、一定の安全マージンを加えます。

ハブベアリングの剛性:

ベアリングの剛性が低いと、ベアリングに横力が加わった際にベアリングとブレーキディスクを繋ぐフランジ面が変形し、摩擦板が偏摩耗するなどの不具合が発生します。

ホイールハブベアリングの抗力モーメント:

軸受の引きずりトルクとは軸受が回転するときの抵抗のことで、その大きさが車の燃費や新エネルギー車の航続距離に影響します。

ハブベアリングの寿命:

ベアリングは車両の寿命を通じてメンテナンスフリーであるため、その寿命は車両全体の寿命よりも長い必要があります。寿命計算式は非常に複雑であり、各部品メーカーの独自技術です。

ハブシーリング:

外部からの水や塵がベアリングに侵入するのを防ぐシールリングは、鋼球の潤滑に影響を与え、最終的には鋼球の寿命に影響を与えます。シールリングの設計は非常に重要です。優れたシール設計と不適切な設計により、ベアリングの寿命が数倍に延び、さらには故障率の低下につながります。

ホイールハブベアリングが損傷しているかどうかを判断する方法

1. 車両をリフトに乗せ、車輪を激しく回転させ、車輪の固着の有無を確認し、車輪の引きずりトルクが正常かどうかを評価します。ボールの潤滑が悪い場合やボールが丸い場合には、滞留や引きずりトルクが増加します。

2. 通常の車両走行時は、車輪方向への異音の有無に注意してください。鋼球の潤滑性が悪いと、まず異音が発生します。異音がなければ通常は問題ありません。

さらに、ほとんどの車輪速度センサーの信号源 (磁極またはリング) がベアリングに統合されているため、車輪速度信号に問題がある場合、インストルメント パネルに障害コードが報告され、ABS 障害ライトが点灯します。以下に示すように。 ABS エラーランプが常に点灯する場合は、ベアリングの磁極が損傷している可能性があります。
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