JP2005306290A - ブレーキロータ付き車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
装置の軽量・コンパクト化を図ると共に、ブレーキロータの固定に係るコストの低減を図ったブレーキロータ付き車輪用軸受装置を提供する。
【解決手段】
ハブ輪１の端部に車輪を取り付けるための車輪取付フランジ７を一体に有し、この車輪取付フランジ７にブレーキロータ１２が取り付けられたブレーキロータ付き車輪用軸受装置２において、車輪取付フランジ７のアウトボード側にブレーキロータ１２を支持する円筒状のブレーキパイロット部１３が一体に形成されると共に、このブレーキパイロット部１３に、ブレーキロータ１２が所定のシメシロをもって圧入され、ハブ輪１に一体に固定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承するブレーキロータ付き車輪用軸受装置に関するものである。

自動車の車輪用軸受装置には、駆動輪用のものと従動輪用のものとがあり、それぞれ種々の形式のものがある。この種の車輪用軸受装置は、車輪軸受メーカーから自動車メーカーの自動車組立工場に納入され、その車輪取付フランジの側面には、自動車組立工場において別部品として納入されたブレーキロータがボルトによって固定される。ところが、組立後に、このブレーキロータの側面に面振れがあると、高速走行における制動時の振動の原因となったり、ブレーキの偏摩耗の原因になったりする。また、面振れの程度によっては、低速走行でも振動が発生する場合がある。

こうした問題を解決したものとして、本出願人は図９に示すようなブレーキロータ付き車輪用軸受装置を提案している。このブレーキロータ付き車輪用軸受装置は、外周に懸架装置（図示せず）に取り付けられる車体取付フランジ５１ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面５１ａ、５１ａが形成された外方部材５１と、一端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５２を一体に有し、外周に前記複列の外側転走面５１ａ、５１ａに対向する一方の内側転走面５３ａと、この内側転走面５３ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５３ｂが形成されたハブ輪５３、およびこのハブ輪５３の小径段部５３ｂに圧入され、外周に前記複列の外側転走面５１ａ、５１ａに対向する他方の内側転走面５４ａが形成された内輪５４とからなる内方部材５５と、この内方部材５５と外方部材５１との間に転動自在に介装された複列の転動体（ボール）５６、５６と、外方部材５１の両端部に装着されたシール５７、５７とからなる。

車輪取付フランジ５２には、円周等配に車輪を固定するためのハブボルト５８が植設され、車輪取付フランジ５２のアウトボード側にブレーキロータ５９を支持する円筒状のブレーキパイロット部６０と、このブレーキパイロット部６０からさらにアウトボード側にホイールパイロット部６１が一体に形成されている。そして、フランジ側面５２ａにブレーキロータ５９がボルト６２によって固定されている。

ここで、固定部材となる外方部材５１を基準に回転駆動させた状態で、ブレーキロータ５９の側面５９ａ、５９ａの面振れが規格値内、例えば５０μｍ以下に規制されている。このように、従来のブレーキロータ付き車輪用軸受装置は、車輪軸受メーカーから出荷される際に、予めブレーキロータ５９の側面５９ａの振れ幅が規格値内に規制されているので信頼性が高く、自動車組立工場において面倒なブレーキロータ５９の振れ調整を行なう必要がなくなる。
特開２０００−２２７１３２号公報

しかしながら、こうした従来のブレーキロータ付き車輪用軸受装置において、ブレーキロータ５９を車輪取付フランジ５２のフランジ側面５２ａに固定する手段としてボルト６２が用いられているため、孔加工やタップ加工が必要となりコスト高騰を招来している。また、固定用のボルト６２はハブボルト５８間に締結されるため、例えば、軽量化を狙って車輪取付フランジのハブボルト間の余肉が除去されたフランジ構造のものには適用ができなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、装置の軽量・コンパクト化を図ると共に、ブレーキロータの固定に係るコストの低減を図ったブレーキロータ付き車輪用軸受装置を提供することを目的としている。
また、本発明の他の目的は、自動車組立工場において面倒なブレーキロータの振れ調整を行なう必要のない、信頼性の高いブレーキロータ付き車輪用軸受装置を提供することである。

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材および前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、当該内方部材または外方部材のいずれか一方に車輪取付フランジが一体に設けられ、この車輪取付フランジにブレーキロータが取り付けられたブレーキロータ付き車輪用軸受装置において、前記車輪取付フランジのアウトボード側に前記ブレーキロータを支持する円筒状のブレーキパイロット部が一体に形成されると共に、このブレーキパイロット部に前記ブレーキロータが所定の締代をもって圧入され、前記車輪取付フランジに固定されている構成を採用した。

このように、車輪取付フランジのアウトボード側にブレーキロータを支持する円筒状のブレーキパイロット部が一体に形成されると共に、このブレーキパイロット部にブレーキロータが所定の締代をもって圧入され、車輪取付フランジに固定されているので、装置の軽量・コンパクト化を図りつつ、ブレーキロータの固定に係る孔加工やタップ加工が不要となってコスト低減ができると共に、車輪取付フランジ７に曲げモーメントが負荷されても剛性の高いブレーキロータ付き車輪用軸受装置を提供することができる。

また、ブレーキロータを車輪取付フランジに固定した状態でブレーキロータの側面を切削加工して面振れを向上させることができるので、ブレーキロータの側面の振れ幅が、固定側部材を基準に回転駆動させた状態で規格値内に規制することができる。したがって、信頼性が高く、また、自動車組立工場において面倒なブレーキロータの振れ調整を行なう必要がなくなる。

また、請求項２に記載の発明は、前記車輪取付フランジの円周等配にハブボルトが固定されるボルト挿通孔が形成され、このボルト挿通孔の周辺を避けて各ボルト挿通孔間において、当該車輪取付フランジの外周に切欠き部が形成されているので、装置の軽量化を図ることができる。

また、請求項３に記載の発明は、前記ブレーキロータの円周等配にハブボルトが挿通される円孔が形成され、この円孔の周辺を避けて各円孔間において、環状の基部を残して切欠き部が形成されているので、ブレーキロータの軽量化を図ることができる。また、車輪用軸受装置を組み立て、ブレーキロータを、例えば、内方部材を構成するハブ輪に固定した状態で、ブレーキロータや車輪取付フランジに邪魔されることなく、工具にて容易にナックルボルトを締結することもでき、外方部材をナックルに簡便に固定することができる。

また、請求項４に記載の発明は、前記ブレーキロータの基部に雌ねじが形成されているので、この雌ねじに取外し用ボルトを螺合させるだけで、プーリ抜き等の大掛かりな専用治具を使用せずに、車輪取付フランジから容易にブレーキロータを取外すことができる。

本発明に係るブレーキロータ付き車輪用軸受装置は、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材および前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、当該内方部材または外方部材のいずれか一方に車輪取付フランジが一体に設けられ、この車輪取付フランジにブレーキロータが取り付けられたブレーキロータ付き車輪用軸受装置において、前記車輪取付フランジのアウトボード側に前記ブレーキロータを支持する円筒状のブレーキパイロット部が一体に形成されると共に、このブレーキパイロット部に前記ブレーキロータが所定の締代をもって圧入され、前記車輪取付フランジに固定されているので、装置の軽量・コンパクト化を図りつつ、ブレーキロータの固定に係る孔加工やタップ加工が不要となり、コスト低減ができると共に、車輪取付フランジ７に曲げモーメントが負荷されても剛性の高いブレーキロータ付き車輪用軸受装置を提供することができる。

また、ブレーキロータをハブ輪に固定した状態でブレーキロータの側面を切削加工して面振れを規制することができるので、ブレーキロータの側面の振れ幅が、固定側部材を基準に回転駆動させた状態で規格値内に規制することができる。したがって、信頼性が高く、また、自動車組立工場において面倒なブレーキロータの振れ調整を行なう必要がなくなる。

外周に車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に圧入され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪とからなる内方部材と、この内方部材および前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記車輪取付フランジにブレーキロータが取り付けられたブレーキロータ付き車輪用軸受装置において、前記車輪取付フランジのアウトボード側に前記ブレーキロータを支持する円筒状のブレーキパイロット部が一体に形成されると共に、このブレーキパイロット部に、前記ブレーキロータが所定の締代をもって圧入され、前記ハブ輪に一体に固定されている。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係るブレーキロータ付き車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す正面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウトボード側（図面左側）、中央寄り側をインボード側（図面右側）という。

このブレーキロータ付き車輪用軸受装置は駆動輪用であって、ハブ輪１と複列の転がり軸受とをユニット化した、所謂第３世代と称される構成を備えている。
ブレーキロータ付き車輪用軸受装置２は、外方部材４と内方部材３と複列の転動体（ボール）５、５とを有し、外方部材４は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、外周に車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ４ｂを一体に有している。内周には複列の外側転走面４ａ、４ａが形成され、高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。

一方、内方部材３は、前記した外方部材４の外側転走面４ａ、４ａに対向する複列の内側転走面１ａ、６ａが形成されている。これら複列の内側転走面１ａ、６ａのうち一方の内側転走面１ａはハブ輪１の外周に、他方の内側転走面６ａは、ハブ輪１に圧入された内輪６の外周にそれぞれ一体に形成されている。この場合、内方部材３はハブ輪１と内輪６を指す。

ハブ輪１は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、アウトボード側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ７を一体に有し、外周に内側転走面１ａと、この内側転走面１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成されている。そして、この小径段部１ｂに内輪６が圧入されると共に、小径段部１ｂの端部を径方向に塑性変形させて加締部８が形成されている。この加締部８により、内輪６はハブ輪１に対して軸方向に固定され、所謂セルフリテイン構造をなしている。これにより、従来のようにナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がないため、軽量・コンパクト化を図ることができると共に、ハブ輪１の強度・耐久性を向上させ、かつ長期間その予圧量を維持することができる。

なお、ここでは、ハブ輪１の外周に内側転走面１ａと、この内側転走面１ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部１ｂが形成され、この小径段部１ｂに内輪６が圧入された、所謂第３世代構造の車輪用軸受装置を例示したが、これに限らず、図示はしないが、ハブ輪の小径段部に一対の内輪が圧入された、所謂第１世代あるいは第２世代構造の車輪用軸受装置であっても良い。

外方部材４および内方部材３の両転走面間には複列の転動体５、５がそれぞれ収容され、保持器９、９によって転動自在に保持されている。また、外方部材４の端部にはシール１０、１１が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から軸受内部に雨水やダスト等が侵入するのを防止している。

また、ハブ輪１における車輪取付フランジ７のアウトボード側には、ブレーキロータ１２を支持する円筒状のブレーキパイロット部１３と、このブレーキパイロット部１３からさらにアウトボード側に、ブレーキパイロット部１３よりも小径に円筒状のホイールパイロット部１４が一体に形成されている。そして、アウトボード側のシール１０が摺接するシールランド部から内側転走面１ａおよび小径段部１ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。これにより、車輪取付フランジ７の基部は、車輪取付フランジ７に負荷される回転曲げ荷重に対して充分な機械的強度を有し、ハブ輪１の耐久性が一層向上する。なお、加締部８は、鍛造後の素材表面硬さ２５ＨＲＣ以下の未焼入れ部としている。これにより、加締部８を塑性変形させる時の加工性が向上すると共に、加工時におけるクラック等の発生を防止してその品質の信頼性が向上する。

本実施形態では、車輪取付フランジ７は、図３に示すように、円周４箇所等配にハブボルト７ａが固定されるボルト挿通孔１５が形成され、このボルト挿通孔１５の周辺を避けて、各ボルト挿通孔１５間において、車輪取付フランジ７の外周に扇形状をなす切欠き部１６が形成されている。すなわち、車輪取付フランジ７は、各ハブボルト挿通孔１５の形成部分と略同じ幅でもって、環状の基部１７から放射状に突出するように形成され、ハブ輪１の基部から放射状に延びる４つの分割フランジとして形成されている。これにより、ハブ輪１の軽量化を達成することができる。

一方、ブレーキロータ１２は、図４に示すように、円周４箇所等配にハブボルト７ａが挿通される円孔１８が形成され、この円孔１８の周辺を避けて、各円孔１８間において、環状の基部１２ａを残して、ブレーキロータ１２の内周に扇形状をなす切欠き部１９が形成されている。これによりブレーキロータ１２の軽量化を図ることができる。

このように、ハブ輪１の車輪取付フランジ７が、ハブボルト挿通孔１５の近傍を除く部分を切欠いて、各ハブボルト挿通孔１５間において、車輪取付フランジ７に切欠き部１６が形成され、また、ブレーキロータ１２が、円孔１８の周辺を避けて各円孔１８間において、ブレーキロータ１２に切欠き部１９が形成されているので、ブレーキロータ付き車輪用軸受装置を組み立てた状態（図１および図２参照）で、外方部材４をナックル（図示せず）に締結する際に、これら車輪取付フランジ７およびブレーキロータ１２に邪魔されることなく、工具にてナックルボルト（図示せず）を容易に外方部材４に締結することができ、組立作業を簡便化することができる。

本実施形態では、ブレーキロータ１２の基部１２ａがハブ輪１のブレーキパイロット部１３に所定の締代をもって圧入され、ブレーキロータ１２がハブ輪１に一体に固定されている。これにより、装置の軽量・コンパクト化を図りつつ、ブレーキロータ１２の固定に係る孔加工やタップ加工が不要となってコスト低減ができると共に、車輪取付フランジ７に曲げモーメントが負荷されても剛性の高いブレーキロータ付き車輪用軸受装置を提供することができる。

また、ブレーキロータ１２をハブ輪１に固定した状態でブレーキロータ１２の側面を切削加工して面振れを向上させることができ、ブレーキロータ１２の側面の振れ幅が、固定側部材（外方部材４）を基準に回転駆動させた状態で規格値内に規制することができる。したがって、信頼性が高く、また、自動車組立工場において面倒なブレーキロータ１２の振れ調整を行なう必要がなくなる。

次に、図５および図６を用いてブレーキロータ１２の取外し手順について説明する。
１．先ず、ブレーキロータ１２の基部１２ａに形成された雌ねじ２０に取外し用ボルト２１を螺合させ、その先端を車輪取付フランジ７の側面７ｂに当接させる。
２．さらに、取外し用ボルト２１を螺合させて行くことにより、側面７ｂに対してブレーキロータ１２がアウトボード側に離反して行き、プーリ抜き等の大掛かりな専用治具を使用せずに、ハブ輪１から容易にブレーキロータ１２を取外すことができる。
ブレーキロータ１２の取外し作業を簡便化する面から、この雌ねじ２０は、少なくとも対向する位置に２個形成されるのが好ましい。

図７は本発明に係るブレーキロータ付き車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す正面面図、図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。なお、この実施形態は前述した実施形態と車輪取付フランジとブレーキロータの形状のみが異なるだけで、その他同一部位、同一部品、あるいは同一の機能を有する部位には同じ符号を付けてその詳細な説明を省略する。

ハブ輪１’の車輪取付フランジ７’は、円周４箇所等配にハブボルト７ａが固定されるボルト挿通孔１５が形成され、このボルト挿通孔１５の周辺を避けて、各ボルト挿通孔１５間において、車輪取付フランジ７’の外周にＲ形状の切欠き部２２が形成されている。

切欠き部２２は、ボルト挿通孔１５のピッチ円直径Ａより内径側で、かつ隣接するボルト挿通孔１５の中心を結ぶ弦Ｂにその最深部２４が近接するように形成されている。これによりハブ輪１’の軽量化を図ることができる。

一方、ブレーキロータ２３は、前述したブレーキロータと異なり除肉がされていない。すなわち、車輪取付フランジ７’の側面７ｂに当接する円板状の環状の基部２３ａには切欠き等はなく、円周４箇所等配にハブボルト７ａが挿通される円孔１８と、ブレーキロータ２３を取外すための雌ねじ２０が形成されている。

ブレーキロータ２３の基部２３ａは、ブレーキパイロット部１３に所定の締代をもって圧入され、ハブ輪１’に一体固定されている。これにより、装置の軽量・コンパクト化を図りつつ、ブレーキロータ２３の固定に係る孔加工やタップ加工が不要となってコスト低減ができると共に、車輪取付フランジ７’に曲げモーメントが負荷されても一層高い剛性を発揮することができる。

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、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明に係るブレーキロータ付き車輪用軸受装置は、駆動輪用、従動輪用、転動体がボール、円錐ころ、あるいは内輪回転タイプ、外輪回転タイプに係らず、車輪取付フランジを一体に有する車輪用軸受装置に適用することができる。

本発明に係るブレーキロータ付き車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す正面図である。 同上、ＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。 同上、ハブ輪を示す正面図である。 同上、ブレーキロータを示す正面図である。 取外し手順を説明するための正面図である。 同上、ＶＩ−ＶＩ線に沿った縦断面図である。 本発明に係るブレーキロータ付き車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す正面図である。 同上、ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った縦断面図である。 従来の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。

符号の説明

１、１’・・・・・・・・・・ハブ輪
１ａ、６ａ・・・・・・・・・・・・内側転走面
１ｂ・・・・・・・・・・・・・・・小径段部
２・・・・・・・・・・・・・・・・ブレーキロータ付き車輪用軸受装置
３・・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
４・・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
４ａ・・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
４ｂ・・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５・・・・・・・・・・・・・・・・転動体
６・・・・・・・・・・・・・・・・内輪
７、７’・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
７ａ・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
７ｂ・・・・・・・・・・・・・・・側面
８・・・・・・・・・・・・・・・・加締部
９・・・・・・・・・・・・・・・・保持器
１０、１１・・・・・・・・・・・・シール
１２、２３・・・・・・・・・・・・ブレーキロータ
１２ａ、１７、２３ａ・・・・・・・基部
１３・・・・・・・・・・・・・・・ブレーキパイロット部
１４・・・・・・・・・・・・・・・ホイールパイロット部
１５・・・・・・・・・・・・・・・ボルト挿通孔
１６、１９、２２・・・・・・・・・切欠き部
１８・・・・・・・・・・・・・・・円孔
２０・・・・・・・・・・・・・・・雌ねじ
２１・・・・・・・・・・・・・・・取外し用ボルト
２４・・・・・・・・・・・・・・・最深部
５１・・・・・・・・・・・・・・・外方部材
５１ａ・・・・・・・・・・・・・・外側転走面
５１ｂ・・・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５２・・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５２ａ・・・・・・・・・・・・・・フランジ側面
５３・・・・・・・・・・・・・・・ハブ輪
５３ａ、５４ａ・・・・・・・・・・内側転走面
５３ｂ・・・・・・・・・・・・・・小径段部
５４・・・・・・・・・・・・・・・内輪
５５・・・・・・・・・・・・・・・内方部材
５６・・・・・・・・・・・・・・・転動体
５７・・・・・・・・・・・・・・・シール
５８・・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
５９・・・・・・・・・・・・・・・ブレーキロータ
５９ａ・・・・・・・・・・・・・・側面
６０・・・・・・・・・・・・・・・ブレーキパイロット部
６１・・・・・・・・・・・・・・・ホイールパイロット部
Ａ・・・・・・・・・・・・・・・・ボルト挿通孔のピッチ円直径
Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・ボルト挿通孔の中心を結ぶ弦

Claims (4)

1. 内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する内側転走面が形成された内方部材と、この内方部材および前記外方部材のそれぞれの転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、当該内方部材または外方部材のいずれか一方に車輪取付フランジが一体に設けられ、この車輪取付フランジにブレーキロータが取り付けられたブレーキロータ付き車輪用軸受装置において、
   前記車輪取付フランジのアウトボード側に前記ブレーキロータを支持する円筒状のブレーキパイロット部が一体に形成されると共に、このブレーキパイロット部に前記ブレーキロータが所定の締代をもって圧入され、前記車輪取付フランジに固定されていることを特徴とするブレーキロータ付き車輪用軸受装置。
2. 前記車輪取付フランジの円周等配にハブボルトが固定されるボルト挿通孔が形成され、このボルト挿通孔の周辺を避けて各ボルト挿通孔間において、当該車輪取付フランジの外周に切欠き部が形成されている請求項１に記載のブレーキロータ付き車輪用軸受装置。
3. 前記ブレーキロータの円周等配にハブボルトが挿通される円孔が形成され、この円孔の周辺を避けて各円孔間において、環状の基部を残して切欠き部が形成されている請求項１または２に記載のブレーキロータ付き車輪用軸受装置。
4. 前記ブレーキロータの基部に雌ねじが形成されている請求項１乃至３いずれかに記載のブレーキロータ付き車輪用軸受装置。

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