JP2008223776A - 車輪用転がり軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレーキロータの熱膨張による変形を緩和して、外周側部分の摺動面の傾きを良好に抑制することができる車輪用転がり軸受装置を提供する。
【解決手段】車体側部材に取り付けられる内輪部材１０と、ブレーキロータ４０が一側面３４ａに取り付けられるフランジ３４を一体に有する外輪部材３０と、これら内・外輪の両部材１０、３０の間に配設される転動体２５、２６とを備える。ブレーキロータ４０の取付部４２は弾性部材６１、６２によってフランジ３４の一側面３４ａに押圧された状態でボルト５０によって取り付けられることで、ブレーキロータ４０の取付部４２のボルト５０の軸線方向の変位が許容される。ボルト５０は、軸部５５の根元側にフランジ３４に当接する段差面５７をもって大径の基軸部５６が形成される。弾性部材６１、６２は、基軸部５６の周囲においてブレーキロータ４０の取付部４２とボルト５０の座面５３との間に介在されている。
【選択図】図２

Description

この発明は、車体側部材に取り付けられる内輪部材と、ブレーキロータが一側面に取り付けられるフランジを一体に有する外輪部材と、これら内・外輪の両部材の間に配設される転動体とを備えた車輪用転がり軸受装置に関する。

この種の車輪用転がり軸受装置においては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。
これにおいては、図５に示すように、車両の懸架装置に支持される車体側部材（例えば、ナックル、キャリヤ等）に取り付けるためのボルト１０９が嵌挿されるフランジ１１１を一体に有する内輪部材１１０と、ブレーキロータ１４０や車輪（図示しない）に対するフランジ１３４を一体に有する外輪部材１３０と、これら内・外輪の両部材１１０、１３０の間に配設される転動体（複列をなす各複数個の玉）１２５、１２６とを備えている。
また、外輪部材１３０のフランジ１３４の一側面には、ブレーキロータ１４０の内周側に形成された取付部１４２の複数個のボルト挿通孔にボルト１５０がそれぞれ挿通される。さらに、各ボルト１５０の雄ネジ部１５９がフランジ１３４の一側面から挿通されて他側面に突出している。
そして、車輪の複数個の取付孔が各ボルト１５０の雄ネジ部１５９に挿通された後、これら雄ネジ部１５９にナットがそれぞれ締め付けられることによって、外輪部材１３０のフランジ１３４の一側面にブレーキロータ１４０の取付部１４２が、他側面に車輪が共締めされて取り付けられるようになっている。
特公昭４９−１９３６１号公報（第３頁及び図８参照）

ところで、図５に示す従来の車輪用転がり軸受装置においては、外輪部材１３０のフランジ１３４の一側面にブレーキロータ１４０の取付部１４２が、他側面に車輪が、ボルト１５０とナットによって共締めされた状態において、ブレーキロータ１４０の取付部１４２は、ボルト１５０の軸線方向への移動が拘束される。
このため、車両の制動時において、ブレーキロータ１４０の摺動面１４１ａとブレーキパッド１８０との摩擦によりブレーキロータ１４０が発熱し熱膨張すると、ブレーキロータ１４０は外周側部分においてはブレーキパッド１８０以外の拘束部材がないため略自由状態で熱膨張するが、内周側の取付部１４２においてはボルト１５０によって拘束状態にあり熱膨張が抑えられる。この結果、ブレーキロータ１４０が変形し、外周側部分の摺動面が軸線に直交する平面に対し傾き、これが原因となって制動性能が低下したり、異音や振動等が発生する恐れがある。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、ブレーキロータの熱膨張による変形を緩和して、外周側部分の摺動面の傾きを良好に抑制することができる車輪用転がり軸受装置を提供することである。

前記目的を達成するために、この発明の請求項１に係る車輪用転がり軸受装置は、車体側部材に取り付けられる内輪部材と、ブレーキロータが一側面に取り付けられるフランジを一体に有する外輪部材と、これら内・外輪の両部材の間に配設される転動体とを備えた車輪用転がり軸受装置であって、
前記ブレーキロータは、その内周側の取付部が弾性部材によって前記フランジの一側面に押圧された状態でボルトによって取り付けられることで、前記ブレーキロータの取付部の前記ボルトの軸線方向の変位が前記弾性部材の弾性変形の範囲内において許容され、
前記ボルトは、頭部と軸部とを有すると共に、前記軸部の根元側に前記フランジに当接する段差面をもって大径の基軸部が形成され、
前記弾性部材は、前記大径の基軸部の周囲において前記ブレーキロータの取付部の一側面と前記ボルトの頭部座面との間に介在されていることを特徴とする。

前記構成によると、ブレーキロータの取付部のボルトの軸線方向の変位が弾性部材の弾性変形の範囲内において許容される。このため、ブレーキロータが発熱し熱膨張すると、ブレーキロータの内周側の取付部が、弾性部材の弾性変形の範囲内においてボルトの軸線方向へ変位することができる。これによって、ブレーキロータの熱膨張による変形を緩和することができる。この結果、ブレーキロータの外周側部分の摺動面が軸線に直交する平面に対し傾くことを抑制することができ、前記傾きが原因となる制動性能の低下や、異音、振動等の発生を防止することができる。
しかも、ボルトの大径の基軸部の段差面がフランジに当接し、これによって、ブレーキロータの取付部の一側面とボルトの頭部座面との間の間隔寸法が一定に保たれる。このため、前記弾性部材の押圧力（ばね力）にバラツキが発生することを抑制することができる。言い換えると、前記間隔寸法のバラツキが原因となって弾性部材の押圧力が過剰となったり不足する不具合や弾性部材の弾性変形の範囲（許容される弾性変形量）が変化する不具合を防止することができる。ひいては、安定した押圧力でブレーキロータの取付部をフランジの一側面に押圧して取り付けることができる。

請求項２に係る車輪用転がり軸受装置は、請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置であって、
ボルトの軸部の先端側には、フランジの一側面から挿通されて他側面に突出し、かつ車輪が取り付けられる雄ネジ部が形成されていることを特徴とする。
前記構成によると、フランジの一側面にブレーキロータを、他側面に車輪を共通のボルトによって取り付けることができ、ブレーキロータと車輪とをそれぞれ別個のボルトによって取り付ける場合と比べ部品点数や組付工数を削減することができる。

請求項３係る車輪用転がり軸受装置は、請求項２に記載の車輪用転がり軸受装置であって、
ボルトの軸部のうちの基軸部と雄ネジ部との間に位置する部分には、フランジのボルト孔に圧入固定されるセレーション軸部が形成されていることを特徴とする。
前記構成によると、ボルトのセレーション軸部がフランジのボルト孔に圧入固定されることで、ボルトの緩み止めを行うことができると共に、ブレーキロータの制動力をセレーション軸部によってフランジに良好に伝達することができる。

次に、この発明を実施するための最良の形態を実施例にしたがって説明する。

（実施例１）
この発明の実施例１を図１〜図３にしたがって説明する。
図１はこの発明の実施例１に係る車輪用転がり軸受装置を示す側断面図である。図２は外輪部材のフランジの一側面にボルトによってブレーキロータの取付部が取り付けられた状態を拡大して示す断面図である。図３は外輪部材のフランジ、ブレーキロータの取付部、ボルト及び皿ばねが分離された状態を示す説明図である。
図１に示すように、車輪用転がり軸受装置は、内輪部材１０と、外輪部材３０と、これら内・外輪の両部材１０、３０の間に配設される転動体としての玉２５、２６とを備えている。

内輪部材１０は、内軸１２と、この内軸１２の一端部寄り外周面に形成されたフランジ１１とを一体に備えている。そして、内輪部材１０のフランジ１１が複数本のボルト（図示しない）によって車両の懸架装置に支持される車体側部材（例えば、ナックル、キャリヤ等）に締め付けられることによって内輪部材１０が車体側部材に取り付けられるようになっている。
内輪部材１０の内軸１２は、フランジ１１側に形成された大径軸部１３と、この大径軸部１３の先端から段差面をもって突出された小径軸部１４と、この小径軸部１４の先端から突出された雄ねじ部１５とを同一中心線上に有している。
そして、大径軸部１３のフランジ１１側の端部には軌道面１７が形成され、小径軸部１４には、外周面に軌道面１８が形成された内輪体１６が嵌合（圧入）されている。さらに、雄ねじ部１５に締付ナット１９が締め付けられることで、内軸１２の段差面と締付ナット１９との間に内輪体１６が挟持（固定）されている。

外輪部材３０は、円筒状をなす外筒体３１と、この外筒体３１の一端側（内輪部材１０のフランジ１１と反対側端部）に形成されたフランジ３４とを一体に備えている。
外筒体３１の内周面には、内輪部材１０の両軌道面１７、１８に対応する両軌道面３２、３３が形成されている。そして、内輪部材１０の両軌道面１７、１８と外輪部材３０の両軌道面３２、３３との間に複列をなす各複数個の玉２５、２６がそれぞれ保持器２０、２１によって保持された状態で転動可能に配設されている。

図２と図３に示すように、外輪部材３０のフランジ３４には、その一側面３４ａから他側面３４ｂにわたって複数個のボルト孔３５が所定のピッチ円上にそれぞれ貫設され、これらボルト孔３５の一側開口部には、座ぐり部３６が所定の深さ寸法ｈ１をもって形成されている。

図１に示すように、外輪部材３０の一側面３４ａに接して取り付けられるディスクブレーキ装置のブレーキロータ４０は、内周側に取付部４２が、外周側に摺動部４１がそれぞれ形成され、摺動部４１の両側面には、ディスクブレーキ装置のブレーキパッド８０が接離可能な摺動面４１ａが設けられている。
また、図２と図３に示すように、ブレーキロータ４０の取付部４２には、外輪部材３０のフランジ３４の複数個のボルト孔３５にそれぞれ対応する複数個のボルト挿通孔４３が貫設されている。そして、ブレーキロータ４０は、その取付部４２が弾性部材としての複数の皿ばね６１、６２によってフランジ３４の一側面３４ａに押圧された状態でボルト５０によって取り付けられている。

図２と図３に示すように、ボルト５０は、頭部５１と軸部５５とを備え、頭部５１の下部には座面５３を有する大径の鍔部５２が形成されている。
また、軸部５５は、根元側から先端側（図３に向かって左側から右側）に向けて基軸部５６、セレーション軸部５８及び雄ネジ部５９の順にかつ同軸上に形成されている。
基軸部５６は、ブレーキロータ４０の取付部４２のボルト挿通孔４３の孔径寸法及びフランジ３４のボルト孔３５の座ぐり部３６の内径寸法よりも小さく、セレーション軸部５８よりも大径に形成されている。そして、基軸部５６の先端の段差面５７がフランジ３４のボルト孔３５の座ぐり部３６の底面３７に当接可能となっている。
また、基軸部５６の軸長寸法Ｌ１は、座ぐり部３６の深さ寸法ｈ１と、ブレーキロータ４０の取付部４２の厚さ寸法ｈ３と、弾性部材としての複数の皿ばね６１、６２が相互に接しかつ自由状態にある厚さ寸法ｔ１から所定量だけ圧縮されたときの厚さ寸法（ブレーキロータ４０の取付部４２の一側面と、ボルト５０の頭部５１の座面５３との間の間隔寸法）ｔ２とを加えた大きさに設定されている。

セレーション軸部５８の外径寸法は、フランジ３４のボルト孔３５の孔径寸法よりも僅かに大きく設定されている。さらに、基軸部５６の段差面５７からセレーション軸部５８の先端までの軸長寸法Ｌ２は、フランジ３４の厚さ寸法から座ぐり部３６の深さ寸法ｈ１を引いた厚さ寸法ｈ２よりも若干小さく設定されている。

すなわち、この実施例１において、ボルト５０の基軸部５６の外周面に複数の皿ばね６１、６２が挿通された後、ボルト５０の軸部５５がブレーキロータ４０の取付部４２のボルト挿通孔４３に挿通される。その後、ボルト５０の軸部５５がフランジ３４の一側面からボルト孔３５に挿通され、図２に示すように、ボルト５０の基軸部５６の段差面５７がボルト孔３５の座ぐり部３６の底面３７に当接する位置までセレーション軸部５８がボルト孔３５に圧入されることによって、フランジ３４の一側面３４ａにブレーキロータ４０の取付部４２が接して取り付けられ、ボルト５０の雄ネジ部５９がフランジ３４の他側面３４ｂから突出する。

図２に示すように、ブレーキロータ４０の取り付け状態において、複数の皿ばね６１、６２は、基軸部５６の周囲においてブレーキロータ４０の取付部４２の一側面とボルト５０の頭部５１の座面５３との間に設定量だけ圧縮された状態で介在され、これら皿ばね６１、６２の弾性圧縮に基づく弾発力（押圧力）によってブレーキロータ４０の取付部４２をフランジ３４の一側面３４ａに押圧するようになっている。そして、ブレーキロータ４０の取付部４２のボルト５０の軸線方向の変位が複数の皿ばね６１、６２の弾性変形の範囲内において許容される。
また、ボルト５０の雄ネジ部５９に車輪（図示しない）の取付孔が挿通された後、雄ネジ部５９にナット（図示しない）が締め付けられることによって、外輪部材３０のフランジ３４の他側面３４ｂに車輪が取り付けられるようになっている。

また、図１に示すように、外輪部材３０の外筒体３１の先端側内周面と、内輪部材１０の内軸１２の根元部との間にはシール部材７０が配設され、外輪部材３０の外筒体３１のフランジ３４側内周面には、キャップ形状のカバー部材７１が圧入によって嵌込まれている。

この実施例１に係る車輪用転がり軸受装置は上述したように構成される。
したがって、車両の制動時において、ブレーキロータ４０の摺動面４１ａとブレーキパッド８０との摩擦によりブレーキロータ４０が発熱し熱膨張すると、ブレーキロータ４０は外周側部分においてはブレーキパッド８０以外の拘束部材がないため略自由状態で熱膨張する。
ブレーキロータ４０の内周側の取付部４２においては、複数の皿ばね６１、６２の弾性変形の範囲内においてボルト５０の軸線方向へ変位することができる。
これによって、ブレーキロータ４０の熱膨張による変形を緩和することができ、ブレーキロータ４０の摺動部４１の摺動面４１ａが軸線に直交する平面に対し傾くことを抑制することができる。ひいては、ブレーキロータ４０の摺動面４１ａの傾きが原因となる制動性能の低下や、異音、振動等の発生を防止することができる。

しかも、ブレーキロータ４０の取付部４２の一側面と、ボルト５０の頭部５１の座面５３との間の間隔寸法（複数の皿ばね６１、６２が所定量だけ圧縮されたときの厚さ寸法）ｔ２がボルト５０の基軸部５６によって一定に保たれる。このため、複数の皿ばね６１、６２の弾性圧縮に基づく弾発力（押圧力）にバラツキが発生することを抑制することができる。ひいては、安定した押圧力でブレーキロータ４０の取付部４２をフランジ３４の一側面３４ａに押圧して取り付けることができる。

また、この実施例１において、フランジ３４の一側面３４ａにブレーキロータ４０を、他側面３４ｂに車輪を共通のボルト５０によって取り付けることができ、ブレーキロータ４０と車輪とをそれぞれ別個のボルトによって取り付ける場合と比べ部品点数や組付工数を削減することができる。
また、ボルト５０のセレーション軸部５８がフランジ３４のボルト孔３５に圧入固定されることで、ボルト５０の緩み止めを行うことができると共に、ブレーキロータ４０の制動力をセレーション軸部５８によってフランジ３４に良好に伝達することができる。

なお、この発明は前記実施例１に限定するものではない。
例えば、前記実施例１においては、外輪部材３０のフランジ３４のボルト孔３５の一側開口部に座ぐり部３６が所定の深さ寸法ｈ１をもって形成される場合を例示したが、座ぐり部３６がない場合においてもこの発明を実施することができる。
この場合には、図４に示すように、ボルト５０の基軸部５６の軸長寸法Ｌ１’が、ブレーキロータ４０の取付部４２の厚さ寸法ｈ３と、複数の皿ばね６１、６２が所定量だけ圧縮されたときの厚さ寸法（ブレーキロータ４０の取付部４２の一側面と、ボルト５０の頭部５１の座面５３との間の間隔寸法）ｔ２とを加えた大きさで、座ぐり部３６の深さ寸法ｈ１に対応する分だけ短く設定される。そして、外輪部材３０のフランジ３４の一側面３４ａにブレーキロータ４０の取付部４２が複数の皿ばね６１、６２の押圧力によって押圧されてボルト５０によって取り付けられた状態において、ボルト５０の基軸部５６先端の段差面５７がフランジ３４の一側面３４ａに当接するように構成される。

また、外輪部材３０のフランジ３４の一側面３４ａにブレーキロータ４０の取付部４２を押圧する弾性部材としては、皿ばね６１、６２の他、例えば、コイルばねを用いることも可能である。
また、前記実施例１においては、内輪部材１０、外輪部材３０及び玉２５、２６によって複列のアンギュラ玉軸受が構成される場合を例示したが、玉２５、２６に代え円すいころが用いられる複列の円すいころ軸受が構成される場合においてもこの発明を実施することができる。

この発明の実施例１に係る車輪用転がり軸受装置を示す側断面図である。 同じく外輪部材のフランジの一側面にボルトによってブレーキロータの取付部が取り付けられた状態を拡大して示す断面図である。 同じく外輪部材のフランジ、ブレーキロータの取付部、ボルト及び皿ばねが分離された状態を示す説明図である。 ボルトの基軸部先端の段差面がフランジの一側面に当接するように構成された実施態様を示す説明図である。 従来の車輪用転がり軸受装置を示す側断面図である。

符号の説明

１０ 内輪部材
１２ 内軸
１７、１８ 軌道面
２５、２６ 玉（転動体）
３０ 外輪部材
３１ 外筒体
３２、３３ 軌道面
３４ フランジ
３４ａ 一側面
３４ｂ 他側面
３５ ボルト孔
４０ ブレーキロータ
４２ 取付部
５０ ボルト
５１ 頭部
５３ 座面
５５ 軸部
５６ 基軸部
５７ 段差面
５８ セレーション軸部
５９ 雄ネジ部
６１、６２ 皿ばね（弾性部材）

Claims (3)

1. 車体側部材に取り付けられる内輪部材と、ブレーキロータが一側面に取り付けられるフランジを一体に有する外輪部材と、これら内・外輪の両部材の間に配設される転動体とを備えた車輪用転がり軸受装置であって、
   前記ブレーキロータは、その内周側の取付部が弾性部材によって前記フランジの一側面に押圧された状態でボルトによって取り付けられることで、前記ブレーキロータの取付部の前記ボルトの軸線方向の変位が前記弾性部材の弾性変形の範囲内において許容され、
   前記ボルトは、頭部と軸部とを有すると共に、前記軸部の根元側に前記フランジに当接する段差面をもって大径の基軸部が形成され、
   前記弾性部材は、前記大径の基軸部の周囲において前記ブレーキロータの取付部の一側面と前記ボルトの頭部座面との間に介在されていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。
2. 請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置であって、
   ボルトの軸部の先端側には、フランジの一側面から挿通されて他側面に突出し、かつ車輪が取り付けられる雄ネジ部が形成されていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。
3. 請求項２に記載の車輪用転がり軸受装置であって、
   ボルトの軸部のうちの基軸部と雄ネジ部との間に位置する部分には、フランジのボルト孔に圧入固定されるセレーション軸部が形成されていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。

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