JP2005331076A - 車輪軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキジャダの発生を防止することができると共に、軽量化を図ることができる車輪軸受装置を提供することである。
【解決手段】外方部材１と内方部材１１とを複列の転動体３１によって相対的に回転自在に支持し、内方部材１１の外周には車輪取付フランジ１５を設け、この車輪取付フランジ１５の外周部にブレーキロータ２０を一体化して軽量化を図る。車輪軸受装置の組立て状態でブレーキロータ２０の制動面２９を旋削加工により仕上げて制動面２９のアキシャル方向の面振れをなくし、ブレーキジャダの発生を抑制する。
【選択図】図１

Description

この発明は自動車の車輪を支持する車輪軸受装置に関するものである。

自動車の車輪軸受装置には、駆動輪を支持する駆動輪用と、非駆動輪を支持する非駆動輪用とが存在し、いずれの車輪軸受装置にも種々の型式がある。

図６は、従来から知られている車輪軸受装置の一例を示す。この車輪軸受装置は、ナックル６０に固定される外方部材６１とその内側に設けられた内方部材６２間に複列の転動体６３を組込んで内方部材６２を回転自在に支持し、その内方部材６２の外周に車輪取付フランジ６４を設けている。

ここで、車輪取付フランジ６４には車輪のホイール６５がハブボルト６６と、そのハブボルト６６にねじ係合されるホイールナット６７の締付けによって固定され、そのホイール６５の取付け時にブレーキロータ６８が同時に取付けられる。

ここで、ブレーキロータ６８の組付け状態において、そのブレーキロータ６８の制動面６９にアキシャル方向の面振れがあると、摩擦力が一定とならず、制動時に振動や異音、所謂ブレーキジャダが発生する。

ブレーキジャダの発生を抑制するため、従来では部品の加工精度を高めるようにしているが、加工に手間がかかり、また、部品の加工誤差は車輪軸受装置の組立てにより集積されるため、ブレーキロータ６８における制動面６９のアキシャル方向の面振れを増大させることになる。

上記のような問題点を解決するため、特許文献１に記載された車輪軸受装置においては、図６に示す内方部材６２に設けられた車輪取付フランジ６４をアウトボード側に傾斜させ、ホイールナット６７の締付けによるブレーキロータ６８の取付け時にブレーキロータ６８の内周部に設けられたハット部７０を車輪取付フランジ６４の側面外周縁部に強く圧接させてブレーキロータ６８の支持の安定化を図り、ブレーキロータ６８のアキシャル方向の振れの悪化を抑制するようにしている。
特開２００１−２３３０１１号公報

ところで、特許文献１に記載された車輪軸受装置においては、ホイールナット６７の締付けに起因するブレーキロータ６８のアキシャル方向の面振れの悪化を抑制するものであって、制動面６９のアキシャル方向の振れ精度を向上させるものではなく、ブレーキジャダの発生を完全に防止することはできない。

また、内方部材６２の車輪取付フランジ６４に別体のブレーキロータ６８を取付ける構成であって、そのブレーキロータ６８には車輪取付フランジ６４に取付けられるハット部７０を内周部に設ける必要があるため、車輪軸受装置の重量が重く、その軽量化を図るには限界がある。

この発明の課題は、ブレーキジャダの発生を抑制することができると共に軽量化を図ることができるようにした車輪軸受装置を提供することである。

上記の課題を解決するために、この発明においては、外方部材と内方部材とを複列の転動体を介して相対的に回転自在に支持し、前記内方部材の外周に車輪取付フランジを設けた車輪用軸受装置において、前記車輪取付フランジにブレーキロータを一体化した構成を採用したのである。

ここで、ブレーキロータとして、車輪取付フランジに一体化されたディスク支持部材と、そのディスク支持部材の軸方向両側面に衝合されて連結手段により軸方向に結合され、かつ回り止め手段により回り止めされた２枚のディスクとから成るものを採用している。

上記の構成から成るブレーキロータにおいて、連結手段として、リベット止めする方法およびボルトの締付けによる方法を採用することができる。この場合、リベットの頭部や先端の加締め突部およびボルトの頭部はディスク外側の制動面より没入させて、ブレーキパッドの圧接が阻害されることのないようにしておく。

また、回り止め手段として、ディスク支持部材とディスクの衝合面の一方に形成された凹部と、他方に設けられた前記凹部に嵌合される凸部とから成るものを採用することができる。

ここで、前記連結手段におけるリベットの頭部およびボルトの頭部表面に着色しておくと、ディスク制動面の摩耗の進行によってリベット頭部およびボルト頭部の着色が除去されることになり、その着色の有無からディスクの交換時期を判別することができる。

この発明に係る車輪軸受装置において、その車輪軸受装置の組立て状態でブレーキロータの制動面を旋削加工によって仕上げることにより、アキシャル方向の面振れがきわめて小さな振れ精度の高い制動面を得ることができる。

上記のように、車輪取付フランジにブレーキロータを一体化することによって、車輪軸受装置の組立て状態でブレーキロータの制動面の仕上げ加工を行なうことができるため、アキシャル方向の面振れがきわめて小さい振れ精度の高い制動面を得ることができ、ブレーキジャダの発生をほぼ完全に防止することができる。

また、別体のブレーキロータの取付けに必要であったハット部を不要とすることができるため、車輪軸受装置の軽量化を図ることができる。

以下、この発明の実施の形態を図１乃至図５に基づいて説明する。図１および図２は、この発明に係る車輪軸受装置の第１の実施形態を示す。図示のように、車輪軸受装置は、外方部材１と、内方部材１１と、複列の転動体３１とから成る。外方部材１は内周に複列の転走面２を有している。この外方部材１はナックル３に形成された嵌合孔４内に圧入され、その嵌合孔４の内周に形成されたフランジ５と上記嵌合孔４の内周に取付けた止め輪６によって軸方向に非可動とされている。

内方部材１１は、ハブ１２と２個の内輪１３と、等速自在継手の外側継手部材１４とから成る。

ハブ１２は一端部に小径部１２ａを有し、他端部外周には車輪取付フランジ１５が設けられている。また、ハブ１２にはスプライン孔１６が形成されている。

２個の内輪１３は、外周に転走面１７を有している。この２個の内輪１３はハブ１２に形成された前記小径部１２ａの外周に嵌合され、その外周の転走面１７と外方部材１の転走面２間に前記転動体３１が組込まれている。

等速自在継手の外側継手部材１４は、カップ部１４ａの閉塞端に内輪１３の端面を押圧する押圧部１４ｂを設け、この押圧部１４ｂの端面に形成されたスプライン軸１４ｃの先端に小径のねじ軸１４ｄを設けた構成とされている。

スプライン軸１４ｃはハブ１２のスプライン孔１６内に嵌合され、ねじ軸１４ｄにねじ係合したナット１８の締付けによってハブ１２、２個の内輪１３および外側継手部材１４が軸方向に締結され、その締結によって転動体３１と転走面２、１７間に予圧が付与されている。

ハブ１２に設けられた車輪取付フランジ１５にはハブボルト１９が取付けられている。ハブボルト１９には図６に示す場合と同様にホイールナットがねじ係合され、そのホイールナットの締付けによって図示省略した車輪のホイールが車輪取付フランジ１５に取付けられる。

車輪取付フランジ１５の外周部にはブレーキロータ２０が一体化されている。ブレーキロータ２０は、ディスク支持部材２１と、そのディスク支持部材２１の両側に設けられた２枚のディスク２２とから成り、上記ディスク支持部材２１は円筒部２１ａを有し、その円筒部２１ａの先端が車輪取付フランジ１５に一体化されている。

一体化に際し、ここでは、溶接する方法を採用している。その溶接として、電子ビーム溶接、摩擦撹拌接合等を挙げることができるが、接合の信頼性を得るために、レーザビーム溶接を採用するのが好ましい。

一般に、ハブ１２はＳ５３Ｃ等の軸受用中炭素鋼や鋳鉄などが採用されているため、ディスク支持部材２１もハブ１２と同一の材料で形成しているが、ハブ１２と同一材料で形成する必要なく、例えば、ＳＳ４００等の低廉鋼を採用するようにしてもよい。また、十分な溶接強度を確保することができる場合には、Ａ７０７５等のアルミ合金を採用して車輪軸受装置の軽量化を図るようにしてもよい。

２枚のディスク２２は連結手段２３によりディスク支持部材２１に軸方向に結合され、回り止め手段２４によりディスク支持部材２１に回り止めされている。

連結手段２３は、２枚のディスク２２とディスク支持部材２１の重なり部における外周部と内周部に軸方向に貫通する複数の挿入孔２５を周方向に間隔をおいて設け、各挿入孔２５にリベット２６を挿入して先端部を加締めるようにしている。

ここで、リベット２６の頭部２６ａおよび先端の加締め突部２６ｂが各ディスク２２の外側面より露出していると、ブレーキパッドで２枚のディスク２２を両側から挾持する制動時に挾持を阻害することになるため、挿入孔２５の両端開口部に座ぐり２５ａを形成して頭部２６ａおよび加締め突部２６ｂが座ぐり２５ａ内に収納されるようにしておく。

回り止め手段２４は、ディスク支持部材２１のディスク２２に対する対向面に複数の凸部２７を周方向に間隔をおいて設け、一方、ディスク２２には上記凸部２７に対向して凹部２８を形成し、その凹部２８に凸部２７を嵌合してディスク２２を回り止めしている。

なお、ディスク２２に凸部を形成し、ディスク支持部材２１に凹部を設けるようにしてもよい。

ディスク２２の形成用材料として、ここでは、一般的に採用されている鋳鉄を使用しているが、セラミックやカーボンコンポジット、アルミ複合材料等を用いるようにしてもよい。

各ディスク２２の外側面は制動面２９とされ、その制動面２９は車輪軸受装置の組立て状態で旋削加工により仕上げられている。

第１の実施形態で示すように、ハブ１２に設けられた車輪取付フランジ１５にブレーキロータ２０を一体化することによって、車輪軸受装置の組立て状態で制動面２９を旋削加工によって仕上げることが可能となり、アキシャル方向の面振れ精度の優れた制動面２９を得ることができ、ブレーキジャダの発生をほぼ完全に防止することができる。

また、車輪取付フランジ１５にディスク支持部材２１を一体化することにより、そのディスク支持部材２１に図６に示すようなハット部７０を形成する必要がなくなるため、ハット部７０を不要とし得る分、車輪軸受装置の軽量化を図ることができる。

さらに、ディスク支持部材２１と２枚のディスク２２を連結手段２３によって軸方向に結合すると共に、そのディスク支持部材２１とディスク２２の相互間に回り止め手段２４を設けることによって制動時の負荷を回り止め手段２４で受けることができるので、連結手段２３の破損を防止し、剛性の高いブレーキロータ２０を得ることができる。

ここで、連結手段２３のリベット２６の頭部表面に予め着色を施すと、ディスク２２の制動面２９の摩耗の進行により、着色が除去され、その着色の有無からディスク２２の交換時期を容易に判別することができる。

ディスク２２の交換に際しては、リベット２６の頭部２６ａ又は加締め突部２６ｂを破断して２枚のディスク２２を軸方向に分離する。

第１の実施形態では、リベット２６によってディスク支持部材２１と２枚のディスク２２を軸方向に結合したが、リベット２６に代えてボルトの締付けによりディスク支持部材２１と２枚のディスク２２とを軸方向に結合してもよい。この場合、一方のディスクに形成された挿入孔をねじ孔として、そのねじ孔にボルトの先端部をねじ込むようにしてもよく、あるいはボルトの先端部にナットをねじ係合して締付けるようにしてもよい。いずれの場合も、ボルトの頭部およびナットを制動面２９より没入させておく。

図３は、この発明に係る車輪軸受装置の第２の実施形態を示す。この実施形態で示す車輪軸受装置と図１に示す車輪軸受装置とは外方部材１の構成のみが相違する。このため、図１に示す車輪軸受装置と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。外方部材１は内周に複列の転走面７を有し、外周には取付フランジ８が設けられ、その取付フランジ８にねじ孔９が設けられている。

上記外方部材１は、ねじ孔９にねじ係合されるボルト１０の締付けによってナックル３の外側面に取付フランジ８が衝合する取付けとされている。

図４は、この発明に係る車輪軸受装置の第３の実施形態を示す。この実施形態で示す車輪軸受装置と図３に示す車輪軸受装置とは内方部材１１の構成が相違する。このため、図３に示す車輪軸受装置と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。

内方部材１１は、ハブ輪４１と、内輪４２と、等速自在継手の外側継手部材１４とから成っている。ハブ輪４１は小径部４１ａを一端部に有し、外周には上記小径部４１ａより他端側に片寄った位置に転走面４３が形成され、その転走面４３より他端側に片寄った位置に車輪取付フランジ４４が設けられている。また、ハブ輪４１にはスプライン孔４５が形成されている。

内輪４２は転走面４６を外周に有する。この内輪４２はハブ輪４１の小径部４１ａに嵌合され、その外周の転走面４６およびハブ輪４１の外周の転走面４３と外方部材１の内周に設けられた複列の転走面７間に転動体３１が組込まれている。

外側継手部材１４は図１に示す外側継手部材１４と同一の構成とされ、カップ部１４ａの閉塞端に設けられたスプライン軸１４ｃがハブ輪４１のスプライン孔に嵌合され、ねじ軸１４ｄにねじ係合したナット１６の締付けにより転動体３１と転走面７、４３、４６間に予圧が付与されている。

上記の構成から成る車輪軸受装置においても、ハブ輪４１に形成された車輪取付フランジ４４の外周部にブレーキロータ２０のディスク支持部材２１が一体化されている。

図５は、この発明に係る車輪軸受装置の第４の実施形態を示す。この実施形態で示す車輪軸受装置と図４に示す車輪軸受装置とは内方部材１１の構成が相違する。このため、図４に示す車輪軸受装置と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。

内方部材１１は、ハブ輪５１と、等速自在継手の外側継手部材５２とから成る。ハブ輪５１は転走面５３を一端部外周に有し、その転走面５３より他端側に片寄った位置に車輪取付フランジ５４が設けられている。また、ハブ輪５１にはステム挿入孔５５が形成され、そのステム挿入孔５５のアウタ側端部はその内周に尖頭形状の山部が形成された小径孔部５６とされている。

外側継手部材５２は、カップ部５２ａのアウトボード側に筒状の大径軸部５２ｂを形成し、その大径軸部５２ｂの先端に設けた筒状ステム５２ｃの先端に小径筒部５２ｄを形成した構成とされ、上記大径軸部５２ｂの外周に転走面５７が設けられている。

外側継手部材５２の小径筒部５２ｄはハブ輪５１のステム挿入孔５５に形成された小径孔部５６に挿入され、外方部材１の転走面７とハブ輪５１および外側継手部材５２の外周の転走面５３、５７間に組込まれた転動体３１に予圧が付与される状態で上記小径筒部５２ｄを内径側から拡径し、前記小径孔部５６に形成された山部に食い込ませることによりさせる加締めによりハブ輪５１と外側継手部材５２とを結合するようにしている。

第４の実施形態においても、ハブ輪５１に形成された車輪取付フランジ５４の外周部にブレーキロータ２０のディスク支持部材２１が一体化されている。

第２の実施形態乃至第４の実施形態のいずれも、内方部材１１にブレーキロータ２０を一体化した構成であるため、ブレーキロータ２０の制動面２９を車輪軸受装置の組立て状態で旋削加工してその制動面２９を仕上げることができる。このため、アキシャル方向の面振れがきわめて小さい高精度の制動面２９を得ることができ、ブレーキジャダの発生をほぼ完全に防止することができると共に、車輪軸受装置の軽量化を達成することができる。

この発明に係る車輪軸受装置の第１の実施形態を示す縦断正面図 図１の左側面図 この発明に係る車輪軸受装置の第２の実施形態を示す縦断正面図 この発明に係る車輪軸受装置の第３の実施形態を示す縦断正面図 この発明に係る車輪軸受装置の第４の実施形態を示す縦断正面図 従来の車輪軸受装置を示す縦断正面図

符号の説明

１ 外方部材
１１ 内方部材
１５ 車輪取付フランジ
２０ ブレーキロータ
２１ ディスク支持部材
２２ ディスク
２３ 連結手段
２４ 回り止め手段
２６ リベット
２６ａ 頭部
２６ｂ 加締め突部
２７ 凸部
２８ 凹部
２９ 制動面
３１ 転動体

Claims (7)

1. 外方部材と内方部材とを複列の転動体を介して相対的に回転自在に支持し、前記内方部材の外周に車輪取付フランジを設けた車輪用軸受装置において、前記車輪取付フランジにブレーキロータを一体化したことを特徴とする車輪軸受装置。
2. 前記ブレーキロータが、車輪取付フランジに一体化されたディスク支持部材と、そのディスク支持部材の軸方向両側面に衝合されて連結手段により軸方向に結合され、かつ回り止め手段により回り止めされた２枚のディスクとから成る請求項１に記載の車輪軸受装置。
3. 前記連結手段が、ディスク支持部材および２枚のディスクを軸方向に貫通するリベットの先端部の加締めから成り、そのリベットの頭部および先端の加締め突部をディスクの制動面より没入させた請求項２に記載の車輪軸受装置。
4. 前記連結手段が、一方のディスクおよびディスク支持部材を軸方向に貫通して先端部が他方のディスクにねじ係合されるボルトの締付から成り、前記ボルトの頭部およびボルト先端部を各ディスクの制動面より没入させた請求項２に記載の車輪軸受装置。
5. 前記リベットおよびボルトの頭部表面を着色した請求項３又は４に記載の車輪軸受装置。
6. 前記回り止め手段が、ディスク支持部材とディスクの衝合面の一方に形成された凹部と、他方に設けられた前記凹部に嵌合される凸部とから成る請求項２乃至５のいずれかに記載の車輪軸受装置。
7. 前記ブレーキロータの制動面が、車輪軸受装置の組立て状態で旋削加工により仕上げられた仕上げ面から成る請求項１乃至６のいずれかに記載の車輪軸受装置。

Images