テーパーホイールベアリングの整備

Jan 31, 2024

技術者の方は、最近のモデルの車両の多くにテーパー ホイール ベアリングが搭載されていないことに気づいたかもしれません。 最近製造されているほぼすべての車両には、何らかのホイール ハブ アセンブリが搭載されているようです。 理由はいくつかありますが、最大の理由は組み立ての容易さです。 私たち技術者のための組み立てではなく、組み立てラインのための組み立てです。

はい、組み立てラインの効率は、自動車の新しいトレンドとテクノロジーの大きな推進力です。 新しい車両が組立ラインに早く投入されるほど、OEM にとっては有利になります。 そのため、時間の経過とともに、テーパーベアリングなどの部品は消え、ホイールハブアセンブリなどの新しいスタイルのコンポーネントが優先されます。 しかし、テーパーベアリングはなくなったわけではなく、単に次の論理的な居場所を見つけただけです。

テーパーベアリングの構造、その長所と短所、どの用途に最適であるか、また、テーパーベアリングを整備する際に技術者として知っておくべきことについて見てみましょう。

円すい車軸受は、内輪、円すいころ、保持器、外輪の4つの部品で構成されています。 内輪、円すいころ、保持器は製造時にすべて結合されてベアリングコーンとなります。 外輪はカップまたはベアリングレースとも呼ばれます。 カップとコーンは嵌合部品です。時間の経過とともに摩耗するため、ペアで交換する必要があります。

ころ、内輪、外輪、保持器など、すべての部品がテーパを持って設計されています。 これらは、高いアキシャル荷重、ラジアル荷重、および複合荷重容量が必要な用途向けに設計されています。 ローラーとリングの間の接触面積が大きいため、高荷重に対応できます。 製造コストはそれほど高くありませんが、設置にはより多くの労力がかかります。

ローラーとリングの間の接触面積が大きいことには欠点が 1 つあります。ボールベアリング設計と比較して、より多くの摩擦が発生する可能性があります。 これは転がり抵抗と燃費にわずかな影響を与えます。

テーパーホイールベアリングは、より高い負荷を扱うベアリングを必要とするあらゆる用途に使用されます。 これには、特定のピックアップ トラック、商用車、大型車が含まれます。 このようなタイプの用途では、転がり抵抗と摩擦のわずかな増加を、テーパーベアリング構造によって追加される負荷容量の方がはるかに上回ります。

テーパーホイールベアリングは、自然に摩耗することはほとんどありません。 エンドプレイと異音は通常、潤滑が不十分、取り付け不良、または調整が不適切であることを示します。 修理を成功させるには、まず前のベアリングが故障した理由を特定する必要があります。

グリスが磨耗する可能性があります。 グリースは、オイル、増粘剤、添加剤を正確に組み合わせたものです。 グリースはスポンジのような役割を果たし、オイルを保持したり放出したりします。 時間と温度条件の結果として、オイルリリース特性が低下する可能性があります。

潤滑剤が焼けたり酸化したりすると、軸受表面に黒っぽいコーティングが残ることがあります。 ベアリングが過熱すると、高温の潤滑剤が分解し、ベアリング表面に傷がついたり、さらにはエッチングが発生したりする可能性があります。

円すいころ軸受の場合、過剰な予圧がこれと同じ損傷を引き起こす可能性があることに注意してください。 ベアリングが非常に高温になると、ケージやシールが変形し、ベアリングのロックアップにつながる可能性があります。

あらゆる形式のベアリングと同様、テーパーベアリングも耐用年数を最大限に延ばすために十分に潤滑する必要があります。 ホイールハブユニットとは異なり、テーパーベアリングは製造時に潤滑されません。 代わりに、取り付けるときに手動でグリースを塗布する必要があります。 これはベアリングの「手動梱包」として知られています。

ただし、テーパーホイールベアリングにグリースを過剰に充填する可能性があります。 これにより、動作中や高温時にグリースが過剰に撹拌され、過熱や過剰なグリースのパージ（漏れ）が発生する可能性があります。 過熱は、発生した熱が正しく放散されず、損傷が発生するまで継続的に増大するために発生します。 ベアリングが過熱してグリースが押し出される場合、シールリップが損傷し、逆方向に「吹き出す」可能性があります。

組み立て中は、サービス情報に従ってベアリングに予荷重を与えることが非常に重要です。 これは推測ではありません。 プリロードやトルクが不適切であると、ベアリングの寿命が短くなったり、ステアリングが緩んだり鈍く感じたり、異音やその他の顧客からの苦情の原因となる可能性があります。 つまり、インストールのこの段階で少しだけ手間を加えると、顧客が戻ってくるリスクを軽減できます。

RWD 車の前部のテーパー ローラー ベアリングには、ボール ベアリング形式のユニットのように予圧がかかることはありません。 重さは 15 ～ 20 フィートポンドを超えずにぴったりとフィットします。 ホイールを回転させながらトルクを測定し、ベアリングがしっかりと固定されていることを確認します。 次に、調整ナットを 1/6 ～ 1/4 回転緩め、新しい割ピンで所定の位置にロックします。 一般に、エンドプレイは約 0.001 ～ 0.005 インチである必要があります。 作業しているアプリケーションの正しい手順とトルク値については、必ずサービス情報を確認してください。

ベアリングの内部は高温になる場合があります。 ベアリングが冷却されると、金属、空気、潤滑剤の収縮により真空が発生し、シールによって真空が維持される可能性があります。 シールが摩耗して真空を保持できなくなると、ベアリングまたは密閉されたハブユニットが外気、ゴミ、水を吸い込みます。 道路に塩を使用している国の一部の地域では、ホイールベアリングに付着した海水とほぼ同じくらいひどい状態です。

これらの汚染物質がグリース中を循環し、レースとベアリングの間を循環すると、コンポーネントが摩耗し、金属の性質が変化する可能性があります。

ベアリングが摩耗すると、シールが汚染物質の侵入を防ぐことができなくなるため摩耗速度が加速し、熱が上昇すると故障し、最終的には潤滑剤が排出される可能性があります。 これは滑りやすい坂道であり、すぐに壊滅的な障害につながる可能性があります。