JP2008274993A - 車輪支持用軸受ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】長期に亘ってブレーキジャダーの発生を防止可能であるのみならず、極めて高い剛性を有するとともに、耐久性に非常に優れた車輪支持用軸受ユニットを提供する。
【解決手段】車体構成部材に固定される静止輪１２、車輪構成部材４６及びブレーキディスク４２が固定されてともに回転する回転輪１０、複数の転動体１８を備え、回転輪には、車輪構成部材及びブレーキディスクを固定するフランジ部１４ｆが設けられ、ブレーキキャリパ３０に支持されたブレーキパッド32i,32oでブレーキディスクを挟み込むことで、その回転が制動されている車輪支持用軸受ユニットＡであって、静止輪には、ブレーキキャリパを固定するブレーキキャリパ支持台３４を設け、ブレーキキャリパ支持台を静止輪とは別体の環状に構成するとともに、静止輪に嵌合して固定し、ブレーキキャリパを静止輪に嵌合固定されたブレーキキャリパ支持台に組み付けることで位置決め固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の車輪を車体に対して回転自在に軸支するハブユニット軸受(車輪支持用軸受ユニット)に関し、特に、ブレーキジャダーの発生を有効に防止するのみならず、その剛性並びに耐久性の向上を図った車輪支持用軸受ユニットに関する。

近年、自動車が高性能化され、それに伴って各種の自動車部品に対する性能アップの要求がなされている。このため、例えば、制動装置(ブレーキ)もその性能を向上させる必要があり、一例として、駆動輪を中心として制動力に優れたディスクブレーキが搭載されるケースが増えている。
かかるディスクブレーキは、優れた制動力を有する一方で、車輪とともに回転するブレーキディスク(以下、ブレーキロータという)に対し、ブレーキパッドを挟み付けて摺接させることで制動を行うため、その制動時にブレーキジャダーと呼ばれる振動騒音現象が発生する場合がある。特に、時速６０〜１００ｋｍの速度域においてブレーキを作動させた場合、ブレーキジャダーが発生し易い。
そして、自動車の乗り心地を向上させるための各種の技術革新が進み、自動車の静粛性が高まった(低騒音化や低振動化などが進んだ)結果、ブレーキジャダーにより生ずる騒音や振動がたとえ極僅かであっても、これらが乗り心地に与える影響は相対的に大きくなっており、かかるブレーキジャダーを有効に防止することが、乗り心地を向上させる上で非常に重要となっている。

このようなブレーキジャダーは、その明確な発生メカニズムが未だ完全には解明されていないが、その要因の一つとして、ブレーキロータのブレーキパッドに対する摺接面(以下、ブレーキロータ面という)の振れ精度の劣化が挙げられており、当該ブレーキロータ面の振れ精度を向上させるとともに、当該振れ精度を長期に亘って維持させることが、ブレーキジャダー防止への有効な対策となることが次第に判明してきた。

そこで、かかるブレーキロータ面の振れ精度を維持、さらには向上させるべく、従来からアクスルアセンブリ(車輪支持用軸受ユニット)に対して加工を施し、ブレーキジャダーの低減、並びにその防止を図った各種の方策が知られている。
例えば、特許文献１には、ブレーキロータをスプラインで結合された二体構造とした車輪支持用軸受ユニットの構成が一例として開示されている。

図２には、かかる車輪支持用軸受ユニット(以下、軸受ユニットという)Ｂの構成が例示されており、当該軸受ユニットＢにおいては、ブレーキロータ５０がハブ７０の外周部に一体成形されたハブフランジ７０ｆに固定される円筒状の固定部５２と、当該固定部５２の外周部に固定される円環状の制動部５４で構成されている。この場合、固定部５２の外周部と制動部５４の内周部には、相互に噛合する軸方向(図２の左右方向)のスプラインＳが形成されており、当該スプラインＳを噛み合せた状態で、当該固定部５２と制動部５４とが嵌合固定されている。
なお、この場合、ブレーキロータ５０(具体的には、制動部５４)に対して、図示しないブレーキキャリパのブレーキパッド５６が軸方向の両側から摺接されることで、軸周りの回転が制動されている。

このような構成によれば、ブレーキパッド５６がブレーキロータ５０に摺接されて制動部５４が加熱され、熱膨張した場合であっても、当該制動部５４が固定部５２と別体構造を成しているため、当該制動部５４の熱膨張によって固定部５２を変形させることがなく、結果として、制動部５４(すなわち、ブレーキロータ５０)が軸方向(図２の左右方向)に傾斜して変形される不都合を有効に抑止することができる。その際、固定部５２と制動部５４とがスプラインを介して摺動自在に嵌合されているため、軸方向への制動部５６の熱膨張は当該スプラインで吸収され、当該固定部５２の変形が防止されている。

また、かかる軸受ユニットＢにおいては、制動部５４が固定部５２と別体構造を成しているため、ブレーキロータ５０の固有周波数が固定部５２と制動部５４とで異なることとなる。この結果、ブレーキパッド５６がブレーキロータ５０(具体的には、制動部５４)に圧接された場合であってもこれらの共振が発生し難くなり、当該ブレーキパッド５６及びブレーキロータ５０の振動の発生を抑制する(すなわち、ブレーキロータ面の振れ精度の向上を図る)ことができる。
したがって、特許文献１に開示された軸受ユニットＢによれば、ブレーキジャダーの低減、並びに防止を図ることが可能となる。
特開２００３−１６１３３８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構成(軸受ユニットＢ(図２))では、ブレーキジャダーの低減、並びに防止を図ることは可能であっても、その構造上、以下のような問題がある。
一般的に、ディスクブレーキのブレーキロータは、ブレーキパッドが摺接される際に生じる熱(制動熱)によって過度に温度上昇されることを抑制すべく、当該ブレーキロータを効率よく放熱させることが必要となる。そのため、ブレーキロータの型式としては、ソリッドタイプと比べて放熱効率の高いベンチレーテッドタイプが多用されている。かかるベンチレーテッドタイプのブレーキロータは、その製法上の制約から材料として鋳鉄(鋳鋼)が用いられており、ブレーキロータの固定部、及び制動部にスプラインを形成した場合、当該スプライン部分の強度が不足し、十分な耐久性を得ることができない虞がある。

また、ブレーキロータが相互にスプラインを介して嵌合された固定部５２と制動部５４の二体構造となっているため、アクスルアセンブリ(車輪支持用軸受ユニット)の組立工程における取り扱いが煩雑になるとともに、当該ブレーキロータとブレーキパッドとの位置合わせが行い難く、組立作業にその分だけ余計な手間がかかってしまうことになる。

本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、ブレーキロータは従来構成のままで、静止輪にブレーキキャリパを固定するためのブレーキキャリパ支持台を設け、当該ブレーキキャリパ支持台にブレーキキャリパを固定することで、長期に亘ってブレーキジャダーの発生を防止可能とするのみならず、極めて高い剛性を有するとともに、耐久性に非常に優れた車輪支持用軸受ユニットを提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明に係る車輪支持用軸受ユニットは、車体構成部材に固定される静止輪と、車輪構成部材及びブレーキディスクが固定されてこれらとともに回転する回転輪と、当該静止輪及び当該回転輪にそれぞれ形成されて相互に対向する複列の軌道面間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体とを備え、回転輪には、前記車輪構成部材及びブレーキディスクを固定するためのフランジ部が周方向に沿って連続して設けられ、ブレーキキャリパに支持されたブレーキパッドで前記ブレーキディスクを挟み込むことにより、当該ブレーキディスクの回転が制動されている。かかる車輪支持用軸受ユニットにおいて、前記静止輪には、前記ブレーキキャリパを固定するためのブレーキキャリパ支持台が設けられており、当該ブレーキキャリパ支持台は、当該ブレーキキャリパ支持台は、前記静止輪とは別体の環状を成すとともに、当該静止輪に嵌合して固定され、前記ブレーキキャリパは、当該静止輪に嵌合固定されたブレーキキャリパ支持台に組み付けることで位置決め固定されている。

この場合、前記静止輪の外周部には、軸方向に沿って静止輪スプライン部が形成されているとともに、前記ブレーキキャリパ支持台は、前記静止輪と嵌合する円筒状の環状部と、当該環状部の外周部から拡径方向へ放射状に延出する放射部とを一体的に連続させた構造を成し、当該放射部の内周部に前記静止輪スプライン部と噛合可能な支持台スプライン部が形成されており、当該静止輪スプライン部と当該支持台スプライン部とを相互に噛み合わせることで、前記静止輪と前記ブレーキキャリパ支持台とが嵌合固定されている。
なお、前記ブレーキキャリパは、前記ブレーキキャリパ支持台に対して軸方向から締結部材によって締結固定すればよい。

本発明によれば、ブレーキロータは従来構成のままであっても、静止輪にブレーキキャリパを固定するためのブレーキキャリパ支持台を設け、当該ブレーキキャリパ支持台にブレーキキャリパを固定することで、長期に亘ってブレーキジャダーの発生を防止可能な車輪支持用軸受ユニットを提供することができる。加えて、極めて高い剛性を有するとともに、耐久性に非常に優れた車輪支持用軸受ユニットを提供することができる。

以下、本発明の車輪支持用軸受ユニット(以下、単に軸受ユニットともいう)について、添付図面を参照して説明する。なお、本発明に係る車輪支持用軸受ユニットは、例えば、自動車や鉄道車両など、各種の車両の車輪を回転自在に支持する軸受ユニットとして適用することができるが、ここでは、自動車の車輪を支持するハブユニット軸受として適用されている場合を一例として想定する。この場合、かかる軸受ユニットは、自動車の従動輪(前置エンジン後輪駆動(ＦＲ)車及び後置エンジン後輪駆動(ＲＲ)車の前輪、前置エンジン前輪駆動(ＦＦ)車の後輪)、並びに駆動輪(ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪及び四輪駆動(４ＷＤ)車の全輪)のいずれをも支持する軸受ユニットとして適用することができる。このため、ここでは、自動車の従動輪を支持する軸受ユニットを一例として想定し、以下、その構成について説明する。
なお、その際、自動車の車体内側(図１(ａ)の左側)をインボード側といい、これとは反対側、すなわち自動車の車輪側(同図の右側)をアウトボード側という。

図１(ａ),(ｂ)には、本発明の一実施形態に係る軸受ユニットＡが示されており、当該軸受ユニットＡには、相対回転可能に対向配置して成る軌道輪10,12、当該軌道輪10,12間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体(玉)１８が備えられている。具体的には、軌道輪10,12として、車体構成部材(例えば、懸架装置のナックル４４)に固定される静止輪１２、並びに車輪構成部材(例えば、ディスクホイール４６)及びブレーキディスク(以下、ブレーキロータという)４２が固定されてこれらとともに回転する回転輪１０が相対回転可能に対向配置されており、当該回転輪１０及び静止輪１２にそれぞれ形成されて相互に対向する軌道面10i,12i(10o,12o)間へ複数の転動体(玉)１８が転動可能に組み込まれて、軸受ユニットＡが構成されている。すなわち、この場合、軸受ユニットＡは、外輪側が静止輪１２として構成されているとともに、内輪側が回転輪１０として構成されており、回転輪１０である内輪が静止輪１２である外輪に対して回転する構造となっている。

また、転動体(玉)１８は、環状を成す保持器(図示しない)に形成されたポケット内に１つずつ回転自在に保持された状態で、軌道面10i,12i(10o,12o)間へ組み込まれている。これにより、各転動体(玉)１８は、その転動面が相互に接触することなく、軌道面10i,12i(10o,12o)間を転動することができ、結果として、当該各転動体(玉)１８が相互に接触して摩擦が生じることによる回転抵抗の増大や、焼付きなどを防止することができる。
なお、図１(ａ)に示す構成においては、転動体１８として玉を適用しているが、例えば、軸受ユニットの構成や種類などに応じ、玉に代えて、各種のころ(円すいころ、円筒ころ及び球面ころなど)を適用してもよい。

また、図１(ａ)に示すように、軸受ユニットＡの静止輪１２と回転輪１０との間には、転動体(玉)１８を挟んで、その両側(インボード側とアウトボード側)に軸受ユニットＡを密封するための密封装置(例えば、シール)24i,24oがそれぞれ設けられている。このように密封装置24i,24oを設けることで、軸受ユニットＡの外部から異物(例えば、泥水、塵埃)が内部に侵入することを防止しているとともに、内部に封入された潤滑剤(例えば、グリース)が外部へ漏洩することを防止している。

静止輪１２には、その外周面１２ａから外方(拡径方向)に向かって突出した固定フランジ１２ｆが一体成形されており、当該固定フランジ１２ｆを貫通する固定孔１２ｈに固定用ボルト１２ｂを挿入し、これを車体側に締結することで、静止輪１２を図示しない懸架装置(サスペンション)のナックル４４に固定することができる。なお、この場合、ナックル４４にも固定フランジ１２ｆの固定孔１２ｈと連通可能な貫通孔４４ｈが形成されている。

一方、回転輪１０には、略円筒形を成すハブ１４が設けられており、当該ハブ１４は、ブレーキのブレーキロータ４２を介して図示しない車輪のディスクホイール４６に固定され、当該ブレーキロータ４２及びディスクホイール４６とともに回転するように構成されている。なお、かかるハブ１４には、そのアウトボード側にブレーキロータ４２及びディスクホイール４６を固定(外嵌)するためのフランジ部(以下、ハブフランジという)１４ｆが周方向に沿って連続して突設されている。

ハブフランジ１４ｆは、静止輪１２を越えて外方(ハブ１４の拡径方向)に向かって延出しており、その延出縁付近には、周方向に沿って複数の貫通孔(ボルト孔)１４ｈが設けられている。また、ブレーキロータ４２及びディスクホイール４６にも、それぞれ当該ボルト孔１４ｈと連通可能な貫通孔42h,46hが周方向に沿って複数個(一例として、ボルト孔１４ｈと同数個)形成されている。そして、ハブボルト１４ｂをボルト孔１４ｈから前記貫通孔42h,46hへ挿通し、ハブナット１４ｎで締結(供締め)することにより、ブレーキロータ４２及びディスクホイール４６をハブフランジ１４ｆに対して位置決めして固定することができる。
なお、図１(ａ)に示す構成において、ハブフランジ１４ｆには、ブレーキロータ４２及びディスクホイール４６を径方向へ位置決めするために、中心部近傍からアウトボード側へ延出するパイロット部１４ｐが設けられている。

また、ハブ１４には、そのインボード側に環状の内輪構成体１６が外嵌されるようになっており、例えば、静止輪１２とハブ１４との間に複数の転動体(玉)１８を組み込んだ状態で、内輪構成体１６をハブ１４に形成された段部１４ｓまで当て付けた後、ハブ１４のインボード側端部(図１(ａ)の左端)を加締めることにより、当該内輪構成体１６をハブ１４のインボード側に固定することができるとともに、軸受ユニットＡ(より具体的には、転動体(玉)１８)に対して所定の予圧を与えることができる。なお、内輪構成体１６には、静止輪１２のインボード側の軌道面１２ｉと対向する軌道面１０ｉが形成されており、当該内輪構成体１６がハブ１４と一体化されて、回転輪１０が構成されている。

一例として、図１(ａ)には、回転輪１０が内輪構成体１６をハブ１４に加締固定された構成を示しているが、このような加締固定に代えて、例えば、内輪構成体１６をハブ１４に形成された段部１４ｓまで外嵌した後、インボード側からナットなどの締結部材により締め付けることで、当該内輪構成体１６をハブ１４のインボード側に固定して回転輪１０を構成してもよい。

この状態において、複列(２列)の各転動体(玉)１８は、互いに所定の接触角を成して回転輪１０と静止輪１２の軌道面10i,12i(10o,12o)にそれぞれ接触して転動可能に組み込まれている。この場合、転動体(玉)１８の２つの接触点を結んだ図示しない作用線(以下、転動体作用線という)は、各軌道面10i,12i(10o,12o)に直交し、且つ当該転動体(玉)１８の中心を通るとともに、軸受ユニットＡの外部の１点(以下、作用点という)で他の転動体(玉)１８の転動体作用線と交差する。すなわち、軸受ユニットＡは、背面組合せ形(ＤＢ)の軸受として構成されている。

なお、自動車の走行中は、ハブフランジ１４ｆに固定されたディスクホイール４６を介し、車輪(図示しない)から軸受ユニットＡに対して各種の荷重(ラジアル荷重、アキシアル荷重、及びモーメント荷重など)が作用する。しかしながら、軸受ユニットＡは、上述したように背面組合せ形(ＤＢ)の軸受構造を成しているため、これらの各種の荷重を負荷することができ、高い剛性を維持することができる。
また、静止輪１２及び回転輪１０の材質は特に限定されず、軸受ユニットＡの使用条件や使用目的などに応じて任意の材料を選択すればよいが、例えば、静止輪１２及び回転輪１０をいずれも機械構造用炭素鋼製とすれば、熱処理(焼き入れや焼き戻しなど)を行うことでその剛性が容易に高められ、強度や耐久性の向上を図ることが可能となり、非常に好ましい。

また、自動車の走行時、車輪(図示しない)とともに回転するブレーキロータ４２は、ブレーキキャリパ３０に支持された一対のブレーキパッド32i,32oで軸方向の両側(図１(ａ)の左側及び右側)から挟み込まれ、当該ブレーキパッド32i,32oによって摺接されることで、その回転が制動(減速あるいは停止)される構造を成している。なお、ブレーキキャリパ３０は、その内部に一対のブレーキパッド32i,32oを対向させた状態で支持、格納し、当該一対のブレーキパッド32i,32oでブレーキロータ４２を挟み込むことが可能となるように、ブレーキロータ４２の両側のブレーキロータ面42i,42oの一部を常に外周方向から覆うように位置付けられている。そして、制動時には一対のブレーキパッド32i,32oをブレーキロータ４２の両側のブレーキロータ面42i,42oへ向けて押し出し、これらのブレーキパッド32i,32oを当該ブレーキロータ面42i,42oに摺接させた状態でブレーキロータ４２を挟み込む。

本実施形態においては、ブレーキキャリパ３０を固定するための台座(以下、ブレーキキャリパ支持台という)３４が静止輪１２に対して設けられており、当該ブレーキキャリパ支持台３４は、静止輪１２とは別体の環状を成すとともに、当該静止輪１２に嵌合して固定され、ブレーキキャリパ３０は、静止輪１２に嵌合固定されたブレーキキャリパ支持台３４に組み付けることで位置決め固定されている。

なお、ブレーキキャリパ支持台３４は、静止輪１２、ブレーキキャリパ３０及びブレーキロータ４２とは別個の単独部品であるため、熱処理(焼き入れや焼き戻し等)や、表面処理(めっき等)などを自由に行うことができ、任意にその材質を設定することができる。すなわち、ブレーキキャリパ支持台３４の材質は、固定される静止輪１２や固定するブレーキキャリパ３０の材質との相性(変質の有無や磨耗のし易さ等)などに応じて、熱処理(焼き入れや焼き戻し等)や、表面処理(めっき等)などを行い、十分な強度や耐久性を確保することができるように調整(設定)すればよい。例えば、友金による磨耗現象を抑制可能な熱処理(焼き入れや焼き戻し等)や表面処理(めっき等)を、ブレーキキャリパ支持台３４に対して自由に行うことができる。

また、例えば、ブレーキキャリパ支持台３４を静止輪１２と同一の機械構造用炭素鋼製とすれば、当該静止輪１２と同様の熱処理(焼き入れや焼き戻しなど)を行うことでその剛性が容易に高められ、強度や耐久性の向上を図ることが可能となるとともに、かかる作業を効率的に行うことができ、加工コストを低減させることが可能となる。

この場合、静止輪１２には、その外周部(一例として、固定フランジ１２ｆよりもアウトボード側で、当該外周部の軸方向(図１(ａ)の左右方向)の略中間部分)に軸方向へ沿って歯形部(いわゆるスプライン(以下、静止輪スプライン部という))１２ｓが形成されており、当該静止輪スプライン部１２ｓは、凸状の山部と凹状の谷部とが周方向へ交互に並んだ構造となっている。
これに対し、ブレーキキャリパ支持台３４は一例として、図１(ａ),(ｂ)に示すように、ブレーキキャリパ支持台３４が静止輪１２と嵌合する円筒状の環状部３４ａと、当該環状部３４ａの外周部の一部から拡径方向へ放射状に延出する放射部３４ｂとを一体的に連続させた構造を成している。

環状部３４ａは、その内径が静止輪１２の外周部(一例として、当該外周部の軸方向(アキシアル方向)の略中間部分)と嵌合可能な寸法に設定されているとともに、その内周部に軸方向へ沿って静止輪スプライン部１２ｓと噛合可能な歯形部(いわゆるスプライン(以下、支持台スプライン部という))３４ｓが形成されて構成されている。かかる支持台スプライン部３４ｓは、静止輪スプライン部１２ｓの山部と略同一の形状及び高さを成す凸状の山部と、当該静止輪スプライン部１２ｓの谷部と略同一の形状及び深さを成す凹状の谷部とが周方向へ交互に並んだ構造となっている。

このように、静止輪１２に静止輪スプライン部１２ｓを形成するとともに、ブレーキキャリパ支持台３４に支持台スプライン部３４ｓを形成することで、当該静止輪スプライン部１２ｓと支持台スプライン部３４ｓとを噛み合わせた状態で当該ブレーキキャリパ支持台３４を静止輪１２に対して嵌合固定することができる。この結果、ブレーキキャリパ支持台３４と静止輪１２とを強固に固定させることができ、軸受ユニットＡの回転時(すなわち、自動車の走行時)における当該ブレーキキャリパ支持台３４の姿勢を安定させることができる。したがって、かかるブレーキキャリパ支持台３４に固定されたブレーキキャリパ３０の姿勢も安定させることができ、ブレーキロータ４２を制動する際、当該ブレーキキャリパ３０に支持されたブレーキパッド32i,32oをスムーズにブレーキロータ面42i,42oへ押し出すとともに、摺接させることができる。この結果、ブレーキパッド32i,32o及びブレーキロータ４２の振動が抑制され、ブレーキロータ面42i,42oの振れ精度の向上を図ることができ、長期に亘ってブレーキジャダーの発生を防止することができる。

また、この場合、ブレーキキャリパ支持台３４は、静止輪１２の外周部に固定される構造となる。その際、上述したように、軸受ユニットＡは、背面組合せ形(ＤＢ)の高剛性軸受として構成されているため、ブレーキキャリパ支持台３４を軸受作用線の交点である作用点の近傍に位置付けて静止輪１２に固定することができる。
この結果、軸受ユニットＡの回転時(すなわち、自動車の走行時)における静止輪１２の変形や撓み(より具体的には、転動体(玉)１８の通過時における軌道面12i,12oの変形や撓み)を格段に軽減させることができ、当該軸受ユニットＡの疲れ寿命を格段に延長させることができる。また、軸受ユニットＡの剛性をさらに高めることができるため、自動車の操縦安定性の向上を図ることができる。

なお、静止輪スプライン部１２ｓの山部と谷部、並びに支持台スプライン部３４ｓの山部と谷部の大きさや形状、及び数やピッチなどは、当該静止輪スプライン部１２ｓと支持台スプライン部３４ｓとが噛合可能である限り特に限定されず、静止輪１２及びブレーキキャリパ支持台３４の大きさや形状などに応じて任意に設定すればよい。例えば、静止輪スプライン部並びに支持台スプライン部３４ｓのそれぞれの山部と谷部は、その断面の輪郭形状が三角形状や矩形状、あるいは略半円状や略半楕円形状などとなるように形成することができるが、図１(ｂ)には、一例として、山部と谷部が先細りの台形状に形成された構成を示している。なお、これとは逆に、先太りの台形状を成して山部と谷部とを形成してもよい。

また、図１(ａ),(ｂ)に示す構成においては、放射部３４ｂが環状部３４ａの外周部の一部に連続して、インボード側へ前傾した状態で拡径方向へ延出されるとともに、ブレーキキャリパ３０を組み付けるための組付部(以下、支持台組付部という)３４ｃが当該放射部３４ｂの延出端部に設けられている。組付部３４ｃは、放射部３４ｂの延出端部からインボード側並びにアウトボード側のいずれにも傾斜することなく(すなわち、ラジアル方向(図１(ａ)の上下方向)に沿って)拡径方向へ所定の長さで延出されるとともに、その厚さ(同図の左右方向の距離)が当該放射部３４ｂの延出端部の厚さの略半分の寸法に設定されて構成されている。別の捉え方をすれば、放射部３４ｂは、延出端部がそのインボード側に支持台組付部３４を残し、そのアウトボード側を凹状に切り欠いて窪ませた(段状とした)構成となっている。

さらに、支持台組付部３４ｃには、ブレーキキャリパ３０を締結固定するための締結部材(一例として、ボルト(以下、キャリパ固定ボルト３６という))を挿通するための貫通孔(以下、支持台貫通孔という)３４ｈが形成されている。また、キャリパ固定ボルト３６の外周先端部には、螺旋状の溝で成る雄ねじが形成されている。

この場合、ブレーキキャリパ３０の内周部のインボード側には、ブレーキキャリパ支持台３４の支持台組付部３４ｃと係合可能な組付部(以下、キャリパ組付部という)３０ｃが設けられている。キャリパ組付部３０ｃは、その長さ(図１(ａ)の上下方向の距離)が支持台組付部３４ｃの長さと略同一寸法に、その幅(同図(ｂ)の左右方向の距離)が支持台組付部３４ｃの幅と略同一寸法に、並びにその厚さ(同図(ａ)の左右方向の距離)が支持台組付部３４ｃの厚さと略同一寸法にそれぞれ設定されている。これにより、キャリパ組付部３０ｃは、当該支持台組付部３４ｃと係合されることで、前記ブレーキキャリパ支持台３４の放射部３４ｂの延出端部に形成されたアウトボード側の凹状の窪みに略隙間なく嵌まり込んだ状態となる。

また、キャリパ組付部３０ｃには、支持台組付部３４の支持台貫通孔３４ｈと連通可能な貫通孔(以下、キャリパ貫通孔という)３０ｈが形成されており、当該キャリパ貫通孔３０ｈの内周部には、キャリパ固定ボルト３６の雄ねじと螺合可能な螺旋状の溝で成る雌ねじが形成されている。

これにより、ブレーキキャリパ３０は、そのキャリパ組付部３０ｃをブレーキキャリパ支持台３４の支持台組付部３４ｃと係合させた状態で、軸方向のインボード側から支持台貫通孔３４ｈへキャリパ固定ボルト３６を挿入し、さらにキャリパ貫通孔３０ｈへ当該固定ボルト３６を通し、当該キャリパ貫通孔３０ｈの雌ねじとキャリパ固定ボルト３６の雄ねじとを螺合させることで、支持台組付部３４ｃに対して軸方向(アキシアル方向(図１(ａ)の左右方向))から締結固定することができる。

より具体的には、上述したような構造を成すブレーキキャリパ支持台３４は、保持器(図示しない)に保持された転動体(玉)１８、及びアウトボード側の密封装置２４ｏと一体化された静止輪１２に嵌合固定して組み付けられ、軸受ユニットＡのアセンブリ体を構成する。次いで、当該アセンブリ体を回転輪１０(具体的には、ハブ１４)に対して組み付けた後、当該ハブ１０に対して内輪構成体１６、さらにインボード側の密封装置２４ｉを組み付け、これらを一体的に組み合わせることで、軸受ユニットＡを組み上げることができる。
そして、かかる軸受ユニットＡのハブフランジ１４ｆにブレーキロータ４２及びディスクホイール４６を固定するとともに、ブレーキキャリパ支持台３４にブレーキキャリパ３０を固定すればよい。

ブレーキキャリパ支持台３４に対してブレーキキャリパ３０を固定する際には、ブレーキキャリパ支持台３４を懸架装置のナックル４４側へ予め若干寄せておき、この状態でブレーキキャリパ３０をブレーキロータ４２の外周方向から当該ブレーキロータ４２へ装着させる。これにより、ブレーキキャリパ３０のブレーキロータ４２への装着を容易に行うことができる。なお、この状態においては、ブレーキキャリパ３０のキャリパ組付部３０ｃは、ブレーキキャリパ支持台３４の支持台組付部３４ｃと緩係合されている。

そして、かかるブレーキキャリパ３０のキャリパ組付部３０ｃをブレーキキャリパ支持台３４の支持台組付部３４ｃと締結固定する。このとき、ブレーキキャリパ３０は、ブレーキキャリパ支持台３４に対して軸方向(アキシアル方向(図１(ａ)の左右方向))からキャリパ固定ボルト３６によって締結されるため、懸架装置のナックル４４側へ予め寄せられたブレーキキャリパ支持台３４を静止輪スプライン部１２ｓと噛合させた支持台スプライン部３４ｓを介して軸方向(アキシアル方向(具体的には、アウトボード側))へ移動させることが可能となる。これにより、ブレーキキャリパ支持台３４を静止輪１２に対し、所定の位置へ自動的に位置決め固定することができる。

なお、図１(ａ)に示す構成のように、一対のブレーキパッド32i,32oに対して面取り部３２ｒを形成することで、ブレーキキャリパ３０のブレーキロータ４２への装着を非常にスムーズに行うことができる。具体的には、インボード側のブレーキパッド３２ｉには、ブレーキロータ４２のブレーキロータ面４２ｉとの摺接面(図１(ａ)の右側の面)に対し、当該ブレーキロータ４２への装着方向(同図の下方向)に位置付けられる端部に面取り加工(例えば、研削や切削など)を施すことで、面取り部３２ｒを形成すればよい。同様に、アウトボード側のブレーキパッド３２ｏには、ブレーキロータ４２のブレーキロータ面４２ｏとの摺接面(図１(ａ)の左側の面)に対し、ブレーキロータ４２への装着方向(同図の下方向)に位置付けられる端部に面取り加工(例えば、研削や切削など)を施し、面取り部３２ｒを形成すればよい。

この場合、面取り部３２ｒの大きさや形状などは、ブレーキロータ４２の大きさや形状などに応じて任意に設定すればよいため、ここでは特に限定しない。例えば、面取り部３２ｒは、ブレーキパッド32i,32oのブレーキロータ面42i,42oとの摺接面をブレーキロータ４２への装着方向(同図の下方向)へ向かうに従って、徐々に当該ブレーキロータ面と離間する方向へ傾斜させるように(いわゆるＣ状に)形成してもよいし、所定の段部として形成してもよい。一例として、図１(ａ)には、面取り部３２ｒが所定の曲率を成すＲ状に形成された構成を示す。

ここで、ブレーキキャリパ支持台３４(環状部３４ａ及び放射部３４ｂ)の大きさ(幅や厚み等)や形状、数などは、当該ブレーキキャリパ支持台３４が静止輪１２と嵌合固定可能である限り、並びに当該ブレーキキャリパ支持台３４に固定されたブレーキキャリパ３０のブレーキパッド32i,32oでブレーキロータ４２を制動可能である限り、図１(ａ),(ｂ)に示す構成には特に限定されず、当該静止輪１２の大きさや形状、ブレーキキャリパ３０の大きさや形状、あるいはブレーキロータ４２の大きさや形状などに応じて任意に設定すればよい。

例えば、ブレーキキャリパ支持台３４の環状部３４ａと放射部３４ｂとが成す傾斜角度は、ブレーキキャリパ３０の大きさやブレーキロータ４２の形状などによって定まるこれらの相対的な位置関係に基づいて任意に設定すればよい。かかる位置関係によっては、放射部３４ｂをインボード側並びにアウトボード側のいずれにも傾斜することなく、あるいは、アウトボード側へ傾斜(前傾)させて、環状部３４ａの外周部の一部から拡径方向へ放射状に延出させた構成としてもよい。

また、支持台組付部３４ｃの大きさや形状、キャリパ組付部３０ｃの大きさや形状などは、当該支持台組付部３４ｃとキャリパ組付部３０ｃとを相互に組み付け可能である限り、図１(ａ),(ｂ)に示す構成には特に限定されず、ブレーキキャリパ支持台３４の大きさや形状、ブレーキキャリパ３０の大きさや形状などに応じて任意に設定すればよい。

さらに、支持台貫通孔３４ｈの大きさや形状、数や配置、キャリパ貫通孔３０ｈの大きさや形状、数や配置などは、当該支持台貫通孔３４ｈとキャリパ貫通孔３０ｈとを連通可能である限り、図１(ａ),(ｂ)に示す構成には特に限定されず、ブレーキキャリパ支持台３４の大きさや形状、ブレーキキャリパ３０の大きさや形状などに応じて任意に設定すればよい。例えば、図１(ａ),(ｂ)に示す構成においては、支持台貫通孔３４ｈとキャリパ貫通孔３０ｈを２つずつ周方向にそれぞれ並べた構成としているが、これらは１つずつ、あるいは３つ以上であってもよいし、径方向に並べた構成であってもよい。

なお、上述した本実施形態においては、ブレーキロータ４２の構成について特に言及しなかったが、当該ブレーキロータ４２としては、従来の各種鋳鉄(鋳鋼)製のベンチレーテッドタイプをそのまま使用することができる。

以上、本発明に係る車輪支持用軸受ユニット(軸受ユニットＡ)によれば、ブレーキロータ４２は従来構成のままであっても、静止輪１２にブレーキキャリパ支持台３４を設け、当該ブレーキキャリパ支持台３４にブレーキキャリパ３０を固定することで、長期に亘ってブレーキジャダーの発生を有効に防止することができる。加えて、かかる車輪支持用軸受ユニット(軸受ユニットＡ)の剛性を格段に高めることができるとともに、その強度や耐久性を格段に高めることができる。

本発明の一実施形態に係る車輪支持用軸受ユニットの構成例を示す図であって、(ａ)は、全体構成を示す断面図、(ｂ)は、ブレーキキャリパ及びブレーキキャリパ支持台の要部平面図。 従来の車輪支持用軸受ユニットの構成例を示す断面図。

符号の説明

１０ 回転輪
１２ 静止輪
１２ｓ 静止輪スプライン部
１４ ハブ
１４ｆ ハブフランジ
１６ 内輪構成体
１８ 転動体(玉)
３０ ブレーキキャリパ
３０ｃ キャリパ組付部
３０ｈ キャリパ貫通孔
３２ｉ，３２ｏ ブレーキパッド
３２ｒ ブレーキパッド面取り部
３４ ブレーキキャリパ支持台
３４ａ 支持台環状部
３４ｂ 支持台放射部
３４ｃ 支持台組付部
３４ｈ 支持台貫通孔
３４ｓ 支持台スプライン部
３６ キャリパ固定ボルト
４２ ブレーキディスク(ブレーキロータ)
４４ ナックル
４６ ディスクホイール
Ａ 車輪支持用軸受ユニット

Claims (3)

1. 車体構成部材に固定される静止輪と、車輪構成部材及びブレーキディスクが固定されてこれらとともに回転する回転輪と、当該静止輪及び当該回転輪にそれぞれ形成されて相互に対向する複列の軌道面間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体とを備え、回転輪には、前記車輪構成部材及びブレーキディスクを固定するためのフランジ部が周方向に沿って連続して設けられ、ブレーキキャリパに支持されたブレーキパッドで前記ブレーキディスクを挟み込むことにより、当該ブレーキディスクの回転が制動されている車輪支持用軸受ユニットであって、
   前記静止輪には、前記ブレーキキャリパを固定するためのブレーキキャリパ支持台が設けられており、当該ブレーキキャリパ支持台は、前記静止輪とは別体の環状を成すとともに、当該静止輪に嵌合して固定され、前記ブレーキキャリパは、当該静止輪に嵌合固定されたブレーキキャリパ支持台に組み付けることで位置決め固定されていることを特徴とする車輪支持用軸受ユニット。
2. 前記静止輪の外周部には、軸方向に沿って静止輪スプライン部が形成されているとともに、前記ブレーキキャリパ支持台は、前記静止輪と嵌合する円筒状の環状部と、当該環状部の外周部から拡径方向へ放射状に延出する放射部とを一体的に連続させた構造を成し、当該放射部の内周部に前記静止輪スプライン部と噛合可能な支持台スプライン部が形成されており、当該静止輪スプライン部と当該支持台スプライン部とを相互に噛み合わせることで、前記静止輪と前記ブレーキキャリパ支持台とが嵌合固定されていることを特徴とする請求項１に記載の車輪支持用軸受ユニット。
3. 前記ブレーキキャリパは、前記ブレーキキャリパ支持台に対して軸方向から締結部材によって締結固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の車輪支持用軸受ユニット。

Images