JP4019713B2 - 転がり軸受装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車輪用の転がり軸受装置、特にそのブレーキディスクの取付け構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図６（特開２００１−２３３０１１号公報）に示すような車輪用転がり軸受装置１がある。この車輪用転がり軸受装置１は、従動輪側の構成を示しており、車体側に非回転に組付けられる外輪部材２と、この外輪部材２に二列の玉３，４を介して軸心５回りに回転自在に支持される内輪部材６とを備えている。
【０００３】
この内輪部材６は、車両アウタ側にブレーキディスク７およびタイヤホイール（車輪）８を取付けるための取付けフランジ（ハブフランジ）９を有するハブホイール１０と、このハブホイール１０の車両インナ側に嵌着されるハブホイール１０とは別部材の筒状部材１１とから構成されている。
【０００４】
前記ハブホイール１０の外周面の一部が一方列（車両アウタ側）の玉３の内輪軌道面として用いられ、前記筒状部材１１の外周面の一部が他方列の玉４の内輪軌道面として用いられ、外輪部材２の内周面の一部が両列の玉３，４の外輪軌道面として用いられている。
【０００５】
ところで、前記ハブホイール１０における取付けフランジ９は、車両アウタ側に一体的に形成されているものである。そして、取付けフランジ９にブレーキディスク７およびタイヤホイール８を重ねて取付け、取付けフランジ９に圧入している取付けボルト（ハブボルト）１３にナット部材（ホイールナット）１４を螺着すると、このナット部材１４を締付けた際の締付け力により、取付けフランジ９がブレーキディスク７に圧接するよう弾性変形して、ブレーキディスク７が安定して取付けフランジ９に取付けられる。これによりブレーキディスク７の制動面の面振れが抑えられ、制動時の振動や異音、ブレーキジャダの発生を抑制することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の車輪用転がり軸受装置１では、ナット部材１４を締付けた際の締付け力により取付けフランジ９がブレーキディスク７に圧接するよう弾性変形し、ブレーキディスク７が安定して取付けフランジ９に取付けられてブレーキディスク７の制動面の面振れが抑えられるものである。しかし、ブレーキパッド１６が制動面に圧接しブレーキディスク７が加熱されて熱膨張した際には、軸心５に垂直な平面に対してブレーキディスク７が軸心５方向に倒れてしまい、この状態で制動面にブレーキパッド１６が接触すると、制動性能が低下したり、異音や振動が発生してしまう。
【０００７】
そこで本発明は、上記課題を解決し得る転がり軸受装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明における転がり軸受装置は、固定輪と、この固定輪に転動体を介して軸心回りに回転自在に支持される回転輪とが設けられ、この回転輪の外周面に径方向外向きに突出した取付けフランジが設けられ、この取付けフランジにブレーキディスクが取付けられ、前記ブレーキディスクが、前記取付けフランジに接合され径方向外向きに突出する固定フランジが形成された固定部と、制動用部材が軸心方向両側から圧接するとともに前記固定フランジに重ね合わされる環状の制動板と、前記固定フランジと制動板とを弾性的に結合する前記固定部および前記制動板とは別部材の結合部材とから構成され、この結合部材は、前記制動板の円周方向所定位置に形成された複数の第一装着孔およびこれら第一装着孔と対向する位置で前記固定フランジに形成された第二装着孔にそれぞれ挿通されるとともに、前記第一装着孔および第二装着孔に挿通した状態で制動板を径方向および円周方向に付勢して径方向および円周方向で位置決めする挿通部と、この挿通部に一体的に形成されて前記固定フランジと制動板とを合わせた状態でこれらを軸心方向に圧接する方向に付勢して挟持する挟持部とから構成され、複数の前記結合部材は、それぞれが環状の本体部により相互に連結され、複数の前記結合部材と前記環状の本体部とは、一本の線材から一体的に形成されている。
【０００９】
上記構成において、ブレーキディスクの固定部に、制動板を摺動させるように挿通して嵌合し、制動板の側面を固定フランジに当て、制動板あるいは固定部の何れか一方を軸心回りに回転させて第一装着孔と第二装着孔とを円周方向で位置合わせし、次に結合部材の先端部を第一装着孔に対して押し込むようにし、先端部が第二装着孔を通過させる。そうすると、この先端部はその弾性により拡径するよう復元して固定部の側面に係止するとともに、挿通部が円周方向および径方向に拡径して第一装着孔と第二装着孔に嵌着して、ブレーキディスクが固定部に対して径方向および円周方向に位置決めされる。これにより、結合部材の先端部が固定フランジの側面に係止し基端部が制動板の側面に圧接して、制動板が先端部と基端部、すなわち挟持部によって軸心方向で挟持され、制動板が軸心方向で位置決めされる。
【００１０】
ところで、制動時に制動用部材が制動板の軸心方向両側から圧接すると、制動板が次第に加熱される。しかし、ブレーキディスクの固定部と制動板とは別体であるため、制動板は固定部に影響を与えることなく径方向に独自で熱膨張するので、制動板が軸心に対して傾くのが防止される。従って、制動用部材が制動板の制動面に接触もしくは圧接して制動板が加熱された場合であっても、異音の発生や振動（あるいはブレーキジャダ）が発生するのが防止される。
【００１１】
さらに、制動板と固定部とは別体であるので、ブレーキディスクのメンテナンス時には、制動板のみを交換すればよい。この場合、結合部材の弾性に抗してこれを第一装着孔、第二装着孔から引抜くか、あるいは結合部材の弾性に抗して制動板を固定部から取外すようにすることで、メンテナンス時間の短縮とコストの低減が図られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る転がり軸受装置を車輪用転がり軸受装置に適用させた場合について、図面に基づいて説明する。図１は車輪用転がり軸受装置の全体構成を示す断面図、図２は位置決め手段の一部拡大断面図、図３はブレーキディスクの分解図、図４は結合部材全体の正面図、図５は結合部材全体の斜視図である。
【００１７】
本発明の実施形態に係る車輪用転がり軸受装置１は、図１に示すように、駆動輪側と従動輪側のうち従動輪側に用いられる構成を有している。この車輪用転がり軸受装置１では、車体側にナックル２２を介して非回転に支持される外輪部材（固定輪）２に、それぞれ冠形保持器２０に円周方向等配位置に配置された二列の玉（転動体の一例）３，４を介して内輪部材（回転輪）６が軸心５回りに回転自在に支持されている。
【００１８】
前記外輪部材２の外周面には、径方向外向きに突出して支持フランジ２１が形成され、この支持フランジ２１が取付けボルト１２を介して前記ナックル２２に固定されることで外輪部材２が車体側に非回転に支持されている。
【００１９】
前記内輪部材６は、ハブホイール１０と、このハブホイール１０とは別体でハブホイール１０の胴部の車両インナ側（以下単に「インナ側」という）Ａに嵌着される筒状部材１１とから構成されている。
【００２０】
前記ハブホイール１０の胴部の外周面途中に、一方列すなわち車両アウタ側（以下単に「アウタ側」という）Ｂ列の玉３の内輪軌道面が形成され、前記筒状部材１１の外周面に他方列の玉４の内輪軌道面が形成され、前記外輪部材２の内周面に両列の玉３，４の外輪軌道面が形成されている。
【００２１】
前記外輪部材２と内輪部材６の間の環状軸受空間２３を、その軸心５方向両側で密封して、環状軸受空間２３内の潤滑剤が外部に漏れるのを防止するとともに外部から泥水等が侵入するのを防止するためのシール装置２４が設けられている。各シール装置２４は、外輪部材２の内周面に嵌着される芯金と、この芯金に取付けられてシールリップを有する弾性シール体（符号省略）とを備えている。
【００２２】
前記ハブホイール１０のアウタ側Ｂ端部にナット部材１５が螺着され、このナット部材１５を筒状部材１１の端面に締付けられている。これにより、両列の玉３，４に対して必要な予圧が付与されるとともにハブホイール１０と筒状部材１１とが軸心５回りに回転一体に組込まれた状態とされている。
【００２３】
前記ハブホイール１０の外周面途中に、径方向外向きに突出した取付けフランジ（ハブフランジともいう）９が一体的に形成され、この取付けフランジ９に、ブレーキパッド（制動用部材）１６が軸心５方向両側から圧接することで軸心５回りの回転が制動されるブレーキディスク７が取付けられている。前記取付けフランジ９に、ブレーキディスク７を介してタイヤホイール（車輪）８が取付けられる。
【００２４】
ブレーキパッド１６は、図に仮想線で示すブレーキキャリパ３０に支持されており、このブレーキキャリパ３０は、前記ナックル２２に軸心５方向に沿って往復動自在に支持されている。
【００２５】
ブレーキディスク７は、ベンチレーテッド・ブレーキと呼ばれるもが用いられている。このブレーキディスク７は、取付けフランジ９の板面に接合される固定部（ハット部ともいう）２８と、一対の制動板２９Ａ，２９Ｂとを有している。
【００２６】
これら制動板２９Ａ，２９Ｂどうしは放熱用フィン６１を介して軸心５方向で連結されている。
【００２７】
前記取付けフランジ９の円周方向等配位置の複数箇所に形成したそれぞれの挿通孔９ａにハブボルト１３が圧入されている。前記固定部２８の円周方向等配位置に、前記ハブボルト１３が挿通するボルト孔３５が形成されている。固定部２８は、ハブホイール１０の端部に嵌合する嵌合穴３６ａを有する面盤部３６と、この面盤部３６の径方向外側位置でインナ側Ａに折曲して形成された筒状部３７と、この筒状部３７のインナ側Ａ端部から径方向外向きに折曲形成された固定フランジ３８とから一体的に形成されている。
【００２８】
一方の制動板２９Ａは、その中心に装着用孔２９ａが形成され、制動板２９Ａ，２９Ｂは環状（ドーナツ形状）に形成され、制動板２９Ａは筒状部３７に摺動自在に嵌合されて、かつ制動板２９Ａは固定フランジ３８に当接している。
【００２９】
固定部２８の面盤部３６に形成した前記ボルト孔３５には、前記ハブボルト１３が挿通され、これらハブボルト１３がタイヤホイール８から突出した部分に、図示しないナット部材が螺着して締付けられ、これにより、ブレーキディスク７の固定部２８が取付けフランジ９に固定される。
【００３０】
また、前記制動板２９Ａは、固定部２８における筒状部３７の外周面にアウタ側Ｂから嵌合されて固定フランジ３８に重ね合わされ結合されるものであり、ブレーキディスク７は、固定部２８の固定フランジ３８に対して制動板２９Ａ，２９Ｂを固定するための位置決め手段４０を有している。
【００３１】
この位置決め手段４０は、前記制動板２９Ａの円周方向等配位置（図では等間隔に４箇所）に形成された第一装着孔４１と、これら第一装着孔４１と軸心５方向で対向する位置に配置されて前記固定フランジ３８の板面に形成された第二装着孔４２と、前記第一装着孔４１および第二装着孔４２に嵌着される結合部材４３とから構成されている。
【００３２】
前記第一装着孔４１および第二装着孔４２は、それぞれ図１に示すように、側面視して断面台形に形成されている。また第一装着孔４１および第二装着孔４２は、図２に示すように、平面視して断面台形に形成され、アウタ側Ｂからインナ側Ａに向けて順次小径ととなるよう形成されている。さらに第一装着孔４１および第二装着孔４２は、図３に示すように、円周方向に沿った長孔に形成されている。そして、前記第一装着孔４１および第二装着孔４２の周壁面は、それぞれの孔の中心へ向けて縮径する傾斜面５０，５１とされている。
【００３３】
前記結合部材４３は、図４および図５に示すように、一本の線材（一般的なばね鋼やステンレス製ばね鋼が用いられる）を加工して形成される。この結合部材４３は、環状の本体６０と結合部４６とを有している。この結合部４６は、前記本体６０の円周方向等配位置に４箇所形成され、結合部材４３は、全体が弾性を有している。
【００３４】
これら各結合部４６は、本体６０から立上がるように折曲形成されるものである。すなわち結合部４６は、第一装着孔４１および第二装着孔４２に挿通して制動板２９Ａを径方向および円周方向で位置保持するための挿通部４４と、固定フランジ３８と制動板２９Ａとを軸心５方向で挟持して制動板２９Ａを軸心５方向で位置保持するための挟持部４５とから構成されている。
【００３５】
挿通部４４の径方向の高さは、図１に示す側面断面に投影して、第一装着孔４１および第二装着孔４２に嵌着可能な高さに設定されている。挿通部４４の周方向の幅は、図２に示す平面断面図に投影して、第一装着孔４１および第二装着孔４２に嵌着可能な幅に設定されている。挿通部４４の先端部には、側面視して径方向外側に折曲され平面視して第二装着孔４２の最小径よりも幅広の先端部５２が形成されている。挿通部４４の基端部５３は、その両方が円周方向に沿うよう広げられて、隣合う結合部４６の基端部５３に向けて延長されることで前記本体６０とされている。なお前記挟持部４５は、先端部５２と基端部５３で構成されている。
【００３６】
次に、ブレーキディスク７の固定部２８に対して制動板２９Ａ（制動板２９Ａ，２９Ｂ）を固定する手順を説明する。まず固定部２８の面盤部３６に、制動板２９Ａの装着用孔２９ａを摺動させるように挿通して制動板２９Ａを嵌合することで、制動板２９Ａの側面を固定フランジ３８に当てる。そして、制動板２９Ａあるいは固定部２８の何れか一方を軸心５回りに回転させて第一装着孔４１と第二装着孔４２とを円周方向で位置合わせする。
【００３７】
続いて、結合部材４３の本体６０を、固定部２８における筒状部３７に嵌めるようにするとともに、結合部材４３の結合部４６を各第一装着孔４１に位置合わせし、これら結合部４６の先端部５２をそれぞれ第一装着孔４１に対して先端部５２の弾性に抗して押し込むようにする。
【００３８】
そうすると、先端部５２および挿通部４４が、第一装着孔４１および第二装着孔４２の周壁面である傾斜面５０，５１に押圧されて縮径するように変形する。先端部５２が第二装着孔４２を通過すると、この先端部５２はその弾性により拡径するよう復元して固定部２８の側面に係止するとともに、挿通部４４が円周方向および径方向に拡径して第一装着孔４１と第二装着孔４２の傾斜面５０，５１に嵌着する。これにより、ブレーキディスク７が固定部２８に対して径方向および円周方向に位置決めされる。
【００３９】
これとは別に、先端部５２が第二装着孔４２を通過して拡径すると、この動作に伴なって基端部５３が制動板２９Ａの側面に圧接し、これにより制動板２９Ａが先端部５２と基端部５３、すなわち挟持部４５によって軸心５方向で挟持されて、制動板２９Ａ（制動板２９Ａ，２９Ｂ）が軸心５方向で位置決めされる。
【００４０】
このように、ブレーキディスク７の制動板２９Ａを、固定部２８の筒状部３７に嵌めるようにして、結合部材４３の結合部４６を第一装着孔４１および第二装着孔４２に嵌合するといった簡単な作業でもって、ブレーキディスク７の固定部２８に対して制動板２９Ａ（制動板２９Ａ，２９Ｂ）を固定することができる。
【００４１】
また制動板２９Ａは、結合部材４３の先端部５２と基端部５３とからなる挟持部４５によって軸心５方向で、所定の弾性力をもって確実に挟持されることで、制動板２９Ａの固定フランジ３８に対するガタ詰めを行うことができる。
【００４２】
このようにして組立てたブレーキディスク７を、その固定部２８に形成したボルト孔３５にハブボルト１３が挿通するように円周方向で位置合わせして、また固定部２８の嵌合穴３６ａを、ハブホイール１０のアウタ側Ａ端部に嵌合するようにし、続いてタイヤホイール８をブレーキディスク７の固定部２８に重ねて、ナット部材をハブボルト１３に螺着することで、ブレーキディスク７をハブホイール１０に固定する。
【００４３】
ところで、制動時はブレーキパッド１６が制動板２９Ａ，２９Ｂの軸心５方向両側から圧接するものであり、このようにブレーキパッド１６が制動板２９Ａ，２９Ｂの制動面に圧接すると、制動板２９Ａ，２９Ｂが次第に加熱される。しかし、ブレーキディスク７の固定部２８と制動板２９Ａ，２９Ｂとは別体であるため、制動板２９Ａ，２９Ｂは固定部２８に影響を与えることなく径方向に独自で熱膨張するので、制動板２９Ａ，２９Ｂが軸心５に対して傾くのを防止することができ、従って、ブレーキパッド１６が制動板２９Ａ，２９Ｂの制動面に接触もしくは圧接して制動板２９Ａ，２９Ｂが加熱された場合であっても、異音の発生や振動（あるいはブレーキジャダ）が発生するのを防止することができる。
【００４４】
なお、制動板２９Ａ，２９Ｂが加熱された際に、場合によっては制動板２９Ａ，２９Ｂ（特に制動板２９Ａ）が軸心５方向に沿って膨張することも考えられるが、制動板２９Ａは固定部２８に摺動自在に嵌合されており、制動板２９Ａは結合部材４３の先端部５２と基端部５３、すなわち挟持部４５によって軸心５方向で、所定の弾性力をもって挟持されているので、制動板２９Ａの軸心５方向の熱膨張は、挟持部４５によって弾性的に吸収されることになり、固定部２８を変形させるように働くことはない。
【００４５】
さらに、上述したように、制動板２９Ａ，２９Ｂと固定部２８とは別体であるので、ブレーキディスク７のメンテナンス時には、場合によっては制動板２９Ａ，２９Ｂのみを交換すればよい。この場合は、結合部材４３の弾性に抗してこれを第一装着孔４１、第二装着孔４２から引抜くか、あるいは結合部材４３の弾性に抗して制動板２９Ａ，２９Ｂを固定部２８から取外すようにする。なお、結合部材４３をブレーキディスク７から取外した後に、強度的に問題なければその再使用も可能となり、従って、メンテナンス時間の短縮とコストの低減を図ることができる。
【００４６】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば下記（１）〜（５）に示すように、本発明の範囲内で多くの応用や変形が考えられる。
【００４７】
（１）上記実施形態では従動輪側の車輪用転がり軸受装置１に本発明のブレーキディスク７を適用させた例を示したが、これに限定されるものではない。すなわち、図示しないが、本発明のブレーキディスク７を駆動輪側の車輪用転がり軸受装置１に適用させることも勿論可能である。本発明のブレーキディスク７を駆動輪側の車輪用転がり軸受装置１に適用させた場合にも、上記実施形態と同様の作用効果を奏し得る。
【００４８】
（２）上記実施形態における車輪用転がり軸受装置１に用いたブレーキは、ベンチレーテッド・ブレーキと呼ばれるものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、ベンチレーテッド・ブレーキでないソリッドタイプのブレーキにも適用させることも勿論可能である。この場合ブレーキディスク７は、取付けフランジ９の板面に接合される固定部２８と、単一の制動板と、結合部材４３とを有する。そしてブレーキがソリッドタイプのブレーキであっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏し得る。
【００４９】
（３）上記各実施形態では、結合部材４３は、環状の本体６０の円周方向等配位置に４箇所に結合部４６を配置するよう一本の線材を加工して形成したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、結合部４６どうしを連続する本体６０を設けることなく、結合部４６を第一装着孔４１および第二装着孔４２に挿通して制動板を径方向および円周方向で位置保持するための挿通部４４と、固定フランジ３８と制動板２９Ａとを軸心５方向で挟持して制動板２９Ａ，２９Ｂを軸心５方向で位置保持するための挟持部４５とから構成するようにし、このような結合部４６を必要な数、すなわち第一装着孔４１だけ用意して、固定部２８における固定フランジ３８の板面に取付けるようにしてもよい。この場合でも、上記各実施形態と同様に、制動板が軸心５に対して傾くのを防止することができるため、異音の発生や振動（あるいはブレーキジャダ）が発生するのを防止することができるとともに、固定部２８を変形させることがなく、メンテナンス時間の短縮とコストの低減を図ることができる。
【００５０】
（４）上記各実施形態における車輪用転がり軸受装置１として、固定輪を車体側に組込まれる外輪部材２とし、回転輪を外輪部材２に玉３，４を介して軸心５回りに回転自在に支持される内輪部材６としたが、これに限定されるものではない。例えば、固定輪を車体側に非回転に支持される内輪部材とし、回転輪を内輪部材に転動体を介して軸心回りに回転自在に支持される外輪部材とした車輪用転がり軸受装置にも本発明のブレーキディスク７を適用することができる。
【００５１】
要するに、回転輪に取付けフランジを設けた構成の車輪用転がり軸受装置であれば、本発明のブレーキディスク７を適用させることができる。
【００５２】
そしてこの場合も、上記各実施形態と同様に、制動板が軸心５に対して傾くのを防止することができるため、異音の発生や振動（あるいはブレーキジャダ）が発生するのを防止することができるとともに、固定部２８を変形させることがなく、メンテナンス時間の短縮とコストの低減を図ることができる。
【００５３】
（５）上記各実施形態では、結合部４６あるいは結合部材４３は、線材から形成したがこれに限定されるものではなく、本体６０、結合部４６を弾性を有する板材から加工してもよく、この場合も上記各実施形態と同様の作用効果を奏し得る。
【００５４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、制動時に制動用部材が制動板の軸心方向両側から圧接して制動板が加熱された場合、制動板は固定部に影響を与えることなく径方向に独自で熱膨張するため制動板が軸心に対して傾くのを防止でき、また、制動板が振動した場合であってもこの振動が結合部材によって弾性的に吸収されることで、異音の発生や振動（あるいはブレーキジャダ）が発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態を示す車両用転がり軸受装置の半断面図である。
【図２】 同じく位置決め手段を示す部分拡大断面図である。
【図３】 同じくブレーキディスクの分解斜視図である。
【図４】 同じく結合部材の正面図である。
【図５】 同じく結合部材の斜視図である。
【図６】 従来の車両用転がり軸受装置の断面図である。
【符号の説明】
１ 車輪用転がり軸受装置
２ 外輪部材
５ 軸心
６ 内輪部材
７ ブレーキディスク
９ 取付けフランジ
１６ ブレーキパッド
２８ 固定部
２９Ａ 制動板
３６ 面盤部
３７ 筒状部
３８ 固定フランジ
４０ 位置決め手段
４１ 第一装着孔
４２ 第二装着孔
４３ 結合部材
４４ 挿通部
４５ 挟持部
４６ 結合部材
５０，５１ 傾斜面
６０ 本体

Claims (1)

1. 固定輪と、この固定輪に転動体を介して軸心回りに回転自在に支持される回転輪とが設けられ、この回転輪の外周面に径方向外向きに突出した取付けフランジが設けられ、この取付けフランジにブレーキディスクが取付けられる転がり軸受装置であって、
   前記ブレーキディスクが、前記取付けフランジに接合され径方向外向きに突出する固定フランジが形成された固定部と、制動用部材が軸心方向両側から圧接するとともに前記固定フランジに重ね合わされる環状の制動板と、前記固定フランジと制動板とを弾性的に結合する前記固定部および前記制動板とは別部材の結合部材とから構成され、
   この結合部材は、前記制動板の円周方向所定位置に形成された複数の第一装着孔およびこれら第一装着孔と対向する位置で前記固定フランジに形成された第二装着孔にそれぞれ挿通されるとともに、前記第一装着孔および第二装着孔に挿通した状態で制動板を径方向および円周方向に付勢して径方向および円周方向で位置決めする挿通部と、この挿通部に一体的に形成されて前記固定フランジと制動板とを合わせた状態でこれらを軸心方向に圧接する方向に付勢して挟持する挟持部とから構成され、
   複数の前記結合部材は、それぞれが環状の本体部により相互に連結され、複数の前記結合部材と前記環状の本体部とは、一本の線材から一体的に形成されたことを特徴とする転がり軸受装置。

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