JP6091859B2

JP6091859B2 - 車輪用軸受装置

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Publication number: JP6091859B2
Application number: JP2012254921A
Authority: JP
Inventors: 柴田　靖史; 靖史柴田
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2012-11-21
Filing date: 2012-11-21
Publication date: 2017-03-08
Anticipated expiration: 2032-11-21
Also published as: JP2014101952A

Description

この発明は、車輪用軸受装置の放熱性を向上させることで、グリースの高温化での潤滑性能劣化を抑え、軸受寿命の向上等を図る技術に関する。

車輪用軸受装置において、車輪取付用フランジ，外輪の一部に炭素繊維を用い、その炭素繊維の断熱性を利用してブレーキング時に発生する熱が軸受側に伝熱することを抑え、軸受耐久性を維持向上させようとするものがある（特許文献１）。

特開２０１１−２４０８３１号公報

前記の技術では、ハブベアリングに断熱部材を用いるため、従来よりも放熱性が悪くなる。その結果、軸受部より発生した熱が軸受内部にこもることで、従来よりも軸受部が高温になりグリースの潤滑性能が低下し、軸受寿命が低下するおそれがある。

この発明の目的は、軸受の放熱性を向上させることで、グリースの高温下での潤滑性能劣化を抑え、軸受寿命の向上を図ることができる車輪用軸受装置を提供することである。

この発明における第１の発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面が形成された外方部材と、前記各軌道面に対向する軌道面が外周に形成された内方部材と、これら対向する軌道面の間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材および前記外方部材が鋼製であって、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、前記内方部材および前記外方部材の材料である鋼よりも熱伝導率が高いピッチ系炭素繊維強化樹脂から成るピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記外方部材の外周部に設けられ、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材はリング状部材であり、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材は、前記外方部材の外周面に嵌合される円筒部と、この円筒部の外周面におけるアウトボード側部分に付設され、且つ、同外周面よりも半径方向外方に突出するフランジ部とを有する。

この構成によると、熱伝導率が３６〜５３Ｗ／ｍｋである鋼よりも、熱伝導率が高いピッチ系炭素繊維強化樹脂から成るピッチ系炭素繊維強化樹脂部材を、外方部材の外周部または前記内方部材に設けたため、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が設けられていない従来技術のものよりも、放熱性を向上させることができる。ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材は、鋼よりも熱伝導率が高いので、熱がこもることなく放熱性が高くなる。また、外方部材の外周部に前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材を設けた場合、車両が走行することで、外方部材は空冷されるが、鋼よりも熱伝導率が高いピッチ系炭素繊維強化樹脂部材の方が熱の授受が激しくなるので、外方部材に熱がこもることはなく放熱性を向上させることができる。これにより、軸受内部のグリースの温度上昇が緩和され、高温によるグリースの劣化が抑制されて、適切な軸受寿命を確保することができる。
なお、ピッチ系炭素繊維強化樹脂は機械的強度に優れており、前記外方部材の外周にピッチ系炭素繊維強化樹脂部材を設けることで、外方部材の肉厚を薄くし、その分を、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材で置き換えて、必要な強度、剛性を確保することもできる。外方部材の肉厚が薄くなって、熱伝導率が高いピッチ系炭素繊維強化樹脂部材で置き換わることにより、外方部材の軌道面と転動体との接触部で発生した熱が、軸受外に効率的に放熱され、外方部材の温度の上昇が抑制される。

前記内方部材および前記外方部材の材料である鋼よりも熱伝導率が高いピッチ系炭素繊維強化樹脂から成るピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記外方部材の外周部または前記内方部材に設けられ、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材はリング状部材であり、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材の外周面に、周方向に沿って凹部と凸部とが並ぶ凹凸部が設けられているものとしても良い。
前記内方部材および前記外方部材の材料である鋼よりも熱伝導率が高いピッチ系炭素繊維強化樹脂から成るピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記外方部材の外周部または前記内方部材に設けられ、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材はリング状部材であり、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材の外周面に、軸方向に沿って凹部と凸部とが並ぶ凹凸部が設けられているものとしても良い。これらのように、凹凸部を設けて、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材の放熱面積を大きくすることで、放熱性をさらに向上させることができる。

前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材はリング状部材であり、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材は、前記外方部材の外周面に嵌合される円筒部と、この円筒部の外周面におけるアウトボード側部分に付設され、且つ、同外周面よりも半径方向外方に突出するフランジ部とを有する。この場合、フランジ部の外径高さと、円筒部の外径高さの比を、適切に管理することで、外方部材を伝って、アウトボード側の例えばシールに浸入する泥水を抑えることができる。

前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材は、複数の層から成り、隣接する層の炭素繊維方向が交差するように積層化されて成るものとしても良い。この場合、外方部材の剛性の向上を図れる。

この発明における第２の発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面が形成された外方部材と、前記各軌道面に対向する軌道面が外周に形成された内方部材と、これら対向する軌道面の間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材および前記外方部材が鋼製であって、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、前記内方部材および前記外方部材の材料である鋼よりも熱伝導率が高いピッチ系炭素繊維強化樹脂から成るピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記外方部材の外周部に設けられ、前記外方部材は、車体取付孔が設けられた車体取付用フランジを有し、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材は、前記外方部材の外周面に嵌合される円筒部と、この円筒部の軸方向端から半径方向外方に延び、前記車体取付用フランジに接するフランジ部とを有し、このフランジ部に前記車体取付孔に連通する連通孔が設けられ、これら連通孔および車体取付孔に挿通されるボルトにより、前記外方部材と前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材とが固定されている。この場合、車輪用軸受装置に、新たな固定具を設けることなく簡単にピッチ系炭素繊維強化樹脂部材を固定することができる。

この発明における第３の発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面が形成された外方部材と、前記各軌道面に対向する軌道面が外周に形成された内方部材と、これら対向する軌道面の間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材および前記外方部材が鋼製であって、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、前記内方部材および前記外方部材の材料である鋼よりも熱伝導率が高いピッチ系炭素繊維強化樹脂から成るピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記外方部材の外周部に設けられ、前記外方部材は、車体取付孔が設けられた車体取付用フランジを有し、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記車体と前記車体取付用フランジとの間に介在されると共に、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材に、前記車体取付孔に連通する連通孔が設けられ、これら連通孔および車体取付孔に挿通されるボルトにより、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記車体と前記車体取付用フランジとの間に固定されている。この場合、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材を、車体と前記車体取付用フランジとの間に挟込み、ボルトにより容易に固定することができる。また軸受の発熱をピッチ系炭素繊維強化樹脂部材を介して車体側に逃がすと共に、タイヤからの振動をピッチ系炭素繊維強化樹脂部材で抑制することができる。

前記車体取付用フランジに、インボード側に突出する突出部が設けられ、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材に、前記突出部に嵌合する孔部が設けられいるものとしても良い。この場合、外方部材と、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材の孔部とが位相ずれを起こすことなく、且つ、車体の取付面に対し、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材および外方部材を確実に固定することが可能となる。

前記内方部材は、車輪取付用フランジを有するハブ輪を備え、前記車輪取付用フランジに、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材をハブボルトにより固定したものであっても良い。この場合、車輪用軸受装置に、新たな固定具を設けることなく簡単にピッチ系炭素繊維強化樹脂部材を固定することができる。
前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材を、ブレーキロータと前記車輪取付用フランジとの間に介在させて固定しても良い。この場合、タイヤからの振動を抑制すると共に、車輪取付用フランジの放熱性を向上させることができる。

前記内方部材は、車輪取付用フランジを有するハブ輪を備え、このハブ輪の中心部に貫通孔を有し、この貫通孔に、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材を圧入して設けても良い。この場合、ハブ輪の放熱性を向上させることができる。これと共にハブ輪の質量が低減することで、高速安定性を向上させることができる。

この発明における第１の発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面が形成された外方部材と、前記各軌道面に対向する軌道面が外周に形成された内方部材と、これら対向する軌道面の間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材および前記外方部材が鋼製であって、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、前記内方部材および前記外方部材の材料である鋼よりも熱伝導率が高いピッチ系炭素繊維強化樹脂から成るピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記外方部材の外周部に設けられ、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材はリング状部材であり、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材は、前記外方部材の外周面に嵌合される円筒部と、この円筒部の外周面におけるアウトボード側部分に付設され、且つ、同外周面よりも半径方向外方に突出するフランジ部とを有する。このため、軸受の放熱性を向上させることで、グリースの高温下での潤滑性能劣化を抑え、軸受寿命を向上を図ることができる。
この発明における第２の発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面が形成された外方部材と、前記各軌道面に対向する軌道面が外周に形成された内方部材と、これら対向する軌道面の間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材および前記外方部材が鋼製であって、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、前記内方部材および前記外方部材の材料である鋼よりも熱伝導率が高いピッチ系炭素繊維強化樹脂から成るピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記外方部材の外周部に設けられ、前記外方部材は、車体取付孔が設けられた車体取付用フランジを有し、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材は、前記外方部材の外周面に嵌合される円筒部と、この円筒部の軸方向端から半径方向外方に延び、前記車体取付用フランジに接するフランジ部とを有し、このフランジ部に前記車体取付孔に連通する連通孔が設けられ、これら連通孔および車体取付孔に挿通されるボルトにより、前記外方部材と前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材とが固定されている。このため、軸受の放熱性を向上させることで、グリースの高温下での潤滑性能劣化を抑え、軸受寿命を向上を図ることができる。
この発明における第３の発明の車輪用軸受装置は、内周に複列の軌道面が形成された外方部材と、前記各軌道面に対向する軌道面が外周に形成された内方部材と、これら対向する軌道面の間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材および前記外方部材が鋼製であって、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、前記内方部材および前記外方部材の材料である鋼よりも熱伝導率が高いピッチ系炭素繊維強化樹脂から成るピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記外方部材の外周部に設けられ、前記外方部材は、車体取付孔が設けられた車体取付用フランジを有し、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記車体と前記車体取付用フランジとの間に介在されると共に、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材に、前記車体取付孔に連通する連通孔が設けられ、これら連通孔および車体取付孔に挿通されるボルトにより、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記車体と前記車体取付用フランジとの間に固定されている。このため、軸受の放熱性を向上させることで、グリースの高温下での潤滑性能劣化を抑え、軸受寿命を向上を図ることができる。

この発明の第１の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。この発明の他の実施形態に係る車輪用軸受装置の一部破断した断面図である。図２の III - III 線断面図である。この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の一部破断した断面図である。この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の一部破断した断面図である。この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材の要部の斜視図である。この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の要部の拡大断面図である。この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の要部を、インボード側から見た側面図である。同車輪用軸受装置の要部の断面図である。この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図である。（Ａ）は、この発明のさらに他の実施形態に係る車輪用軸受装置の断面図、（Ｂ）は、同図１９（Ａ）のＡ−Ａ線端面図である。

この発明の第１の実施形態に係る車輪用軸受装置を図１と共に説明する。
図１に示す車輪用軸受装置は、第３世代型の従動輪支持用に適用するものであって、複列の転動体３を介して互いに回転自在な内方部材１および外方部材２を有し、転動体３は各列毎に保持器４により保持されている。ここで言う複列とは、２列以上のことを言い、３列以上であっても良いが、図示の例では２列とされている。内方部材１および外方部材２は、それぞれ複列の軌道面６，７および軌道面８，９を有している。この車輪用軸受装置は、複列アンギュラ玉軸受型とされていて、転動体３はボールからなり、軌道面６，７は、接触角が外向きとなるように形成されている。これら内方部材１、外方部材２、および転動体３は、例えば、熱伝導率が３６〜５３Ｗ／ｍｋの鋼製である。内方部材１と外方部材２との間の軸受空間の両端は、シール１０，１１により密封されている。

外方部材２は、幅方向の任意の位置に車体取付用フランジ１２が設けられている。外方部材２の車体取付用フランジ１２よりもインボード側の外径面部分は、車体の懸架装置となるナックル（図示せず）が嵌合する面となる。なお、この明細書で、車体に取付けた状態で車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車幅方向の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。車体取付用フランジ１２の円周方向の複数箇所には、ボルト挿通孔またはねじ孔からなる車体取付孔１３が設けられている。

内方部材１は、ハブ輪１４と、このハブ輪１４の軸部１４ａのインボード側端の外周に嵌合した内輪１５との２つの部品で構成される。これらハブ輪１４および内輪１５に、内方部材１側の各軌道輪６，７がそれぞれ形成されている。ハブ輪１４の軸部１４ａの外周におけるインボード側端には、段差を持って小径となる内輪嵌合面１６が設けられ、この内輪嵌合面１６に内輪１５が嵌合している。内輪１５は、ハブ輪１４の軸部１４ａのインボード側端を外径側へ加締めた加締部１４ｂによって、ハブ輪１４に対して軸方向に固定されている。

ハブ輪１４は、軸部１４ａのアウトボード側端の外周に車輪取付用フランジ１７を有し、この車輪取付用フランジ１７の円周方向複数箇所に設けられた各ボルト圧入孔１８に、ハブボルト１９が圧入状態に取付けられている。ハブボルト１９は、首部にセレーション１９ａを有している。

ハブ輪１４の車輪取付用フランジ１７の根元部からは、ハブ１４と同心の円環状のパイロット部２０が突出している。パイロット部２０は、車輪取付用フランジ１７のアウトボード側の側面に重ねて取付けられるブレーキディスクを案内する部分となるブレーキパイロット２０ａと、このブレーキパイロット２０ａよりもアウトボード側に突出するホイールパイロット２０ｂとを有する。なお、パイロット部２０は、円周方向複数箇所に切欠が設けられて複数個に分割されたものであっても良い。

ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材について説明する。
外方部材２の外周部には、リング状のピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１が圧入により嵌合されている。ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１は、外方部材２の外周面におけるアウトボード側端から車体取付用フランジ１２の根元付近部まで軸方向に伸びる円筒形状であり、周方向にわたって均一な厚さに形成されている。このピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１は、内方部材１および外方部材２の材料である鋼よりも熱伝導率が高いピッチ系炭素繊維強化樹脂から成る。このピッチ系炭素繊維強化樹脂は、ＰＡＮ系炭素繊維よりも熱伝導率が高く放熱性に優れる。ピッチ系炭素繊維強化樹脂は、石炭乾留時または石油精製時の副産物であるピッチを原料としている。原料ピッチから炭素繊維が製造される。この例では、原料ピッチとして異方性ピッチが採用されている。ピッチ系炭素繊維として、例えば、引張り強度１〜５ＧＰａ、引張り弾性率６００〜９００ＧＰａとなるものが採用されている。このピッチ系炭素繊維強化樹脂の熱伝導率として、例えば、２００〜１０００Ｗ／ｍｋのものが採用されている。なお、鋼として、例えば、引張強度の上限が１ＧＰａ、引張り弾性率２１０ＧＰａのものが採用されている。

ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１は、一方向に並んだ前記炭素繊維の束に、例えば、エポキシ、フェノール、ポリアミド、およびポリプロピレンのいずれか一つの樹脂を含浸させて半硬化状態にしたプリプレグから成る。プリプレグが定められた温度、圧力で所望のリング状に成形されて、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１となる。なお後述するように、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１は、プリプレグが複数層積層されて成るものであっても良い。

作用効果について説明する。
この構成によると、熱伝導率が３６〜５３Ｗ／ｍｋである鋼よりも、熱伝導率が２００〜１０００Ｗ／ｍｋと高いピッチ系炭素繊維強化樹脂から成るピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１を、外方部材２の外周部に設けることで、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が設けられていない従来技術のものよりも、放熱性を向上させることができる。外方部材２に伝わった熱は、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１を介して軸受外にスムースに放熱される。よって、軸受昇温に伴う軸受内部のグリースの高温下での潤滑性能の劣化を抑え、適切な軸受寿命を確保することができる。ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１は、鋼よりも熱伝導率が高いので、熱がこもることなく放熱性が高くなる。また、車両が走行することで、外方部材２は空冷されるが、鋼よりも熱伝導率が高いピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１の方が熱の授受が激しくなるので、外方部材２に熱がこもることはなく放熱性を向上させることができる。これにより、軸受内部のグリースの温度上昇が緩和され、高温によるグリースの劣化が抑制されて、適切な軸受寿命を確保することができる。
ピッチ系炭素繊維として、引張り強度１〜５ＧＰａ、引張り弾性率６００〜９００ＧＰａとなるものが採用されたため、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１の剛性を向上させることができる。

他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。

図３は、図２の III - III 線断面図である。図２、図３に示すように、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１の外周面に、周方向に沿って凹部２２と凸部２３とが並ぶ凹凸部２４を設けても良い。また各凹部２２の底面から隣接する凸部２３の頂部までの径方向高さをＡ２とし、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１における最大肉厚をＡとし、径方向高さＡ２を最大肉厚Ａで除したＡ２／Ａを０．１〜０．９に管理する。このように凹凸部２４を設けて、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１の放熱面積を図１の例よりも大きくすることで、放熱性をさらに向上させることができる。

図４に示すように、円周方向の各凹部２２を、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１のインボード側端から定められた軸方向長さＢ２分だけに設けても良い。この例では、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１のアウトボード側端部２１ａにおける径方向高さは、同位相における凸部２３と同一高さに規定されている。またピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１の全体幅に占める凹部２２の軸方向長さの割合Ｂ２／Ｂを０．７〜０．９５に管理する。
この場合、泥水が外方部材２のインボード側から凹部２２を伝ってアウトボード側のシール１０に浸入することを、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１のアウトボード側端部２１ａで抑止することができる。その他凹凸部２４により、放熱性をさらに向上させ得る。

図５に示すように、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１は、円筒部２１ｂと、フランジ部２１ｃとを有するものとしても良い。円筒部２１ｂは、外方部材２の外周面に嵌合される。フランジ部２１ｃは、円筒部２１ｂの外周面におけるアウトボード側部分の全周に設けられ、且つ、同外周面よりも半径方向外方に突出する。またフランジ部２１ｃの直径寸法φＣ２を、円筒部２１ｂの外周面の直径寸法φＣで除したφＣ２／φＣを１．０５〜１．６に管理する。このようにフランジ部２１ｃを設けることで、外方部材２を伝って、アウトボード側のシール１０に浸入する泥水を抑えることができる。

図６に示すように、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１の外周面に、周方向に沿って凹部２２と凸部２３とが互い違いに並ぶ凹凸部２４を設けると共に、フランジ部２１ｃを設けても良い。各凸部２３を軸心方向に垂直な平面で切断して見た断面は、例えば矩形状に形成され、各凹部２２を同平面で切断して見た断面は、例えば矩形溝状に形成される。フランジ部２１ｃは、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１のアウトボード側端部に環状に設けられている。またフランジ部２１ｃは、凸部２３よりも半径方向外方に突出するように形成されている。この場合、凹凸部２４により放熱性の向上を図れるうえ、アウトボード側のシール１０に浸入する泥水をフランジ部２１ｃにより抑えることができる。

図７に示すように、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１の外周面に、軸方向に沿って凹部２５と凸部２６とが互い違いに並ぶ凹凸部２７を設けても良い。凸部２６は、この凸部２６を軸心方向を含む平面で切断して見た断面が例えば矩形状に形成される環状の突起部から成る。凹部２５は、この凹部２５を同平面で切断して見た断面が例えば矩形溝状に形成される環状溝から成る。凹凸部２７におけるアウトボード側端部は、泥水の浸入防止のため必然的に凸部２６が設けられている。また各凹部２５の底面から隣接する凸部２６の頂部までの径方向高さＤ２を、最大肉厚Ｄで除したＤ２／Ｄを０．１〜０．９に管理する。このように凹凸部２７を管理することで、放熱面積を図１の例よりも大きくすると共に、泥水が外方部材２を伝ってアウトボード側のシール１０に浸入し難くできる。泥水が軸方向に並ぶ凹凸部２７に遮られてアウトボード側に浸入し難くなる。

図８に示すように、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１は、複数の層から成り、隣接する層の炭素繊維方向が交差するように積層化されて成るものとしても良い。具体的には、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１は、プリプレグＰｇが複数層（この例では４層）積層されて成る。これら複数層のプリプレグＰｇは、隣接する層の炭素繊維方向が互いに交差するように積層されて、定められた温度、圧力で成形されて所望形状のピッチ系炭素繊維強化樹脂部材となる。同図において、各段のプリプレグＰｇの炭素繊維方向は矢符ｄ１〜ｄ４で表記されている。
このようなピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１を、外方部材２の外周面に装着することで、外方部材２の剛性の向上を図れる。

ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１を外方部材２の外周面に装着するにあたり、両部材２１，２のいずれか一方または両方の装着面に、エポキシ、フェノール、ポリアミド、ポリプロピレン樹脂のいずれか一つ（「樹脂介在物」と称す）を用いて接着固定しても良い。この場合、外方部材２とピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１との密着性を高めて、外方部材２から前記樹脂介在物を介してピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１に熱が伝導し易くなり、放熱性をより向上させることができる。
前記樹脂介在物を用いる場合において、前記装着面に、ショットブラスト加工を施して凹凸（図示せず）を設けても良い。このように凹凸を設けて、両部材２１，２の接着面積を広げることで、両部材２１，２の接着強度を高めることができる。

図９に示すように、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１は、円筒部２１ｂと、フランジ部２１ｃとを有する。円筒部２１ｂは、外方部材２の外周面に嵌合され、フランジ部２１ｃは、円筒部２１ｂの軸方向端から半径方向外方に延び、車体取付用フランジ１２のアウトボード側側面に接する。フランジ部２１ｃに、車体取付孔１３に連通する連通孔２１ｃａを設け、これら連通孔２１ｃａおよび車体取付孔１３に挿通されるボルト２８により、外方部材２とピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１とを固定しても良い。この場合、車輪用軸受装置に、新たな固定具を設けることなく簡単にピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１を固定することができる。

図１０に示すように、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ａを、車体の懸架装置となるナックル２９と、車体取付用フランジ１２との間に介在させる。これと共に、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ａに、車体取付孔１３に連通する連通孔２１Ａａを設け、これら連通孔２１Ａａおよび車体取付孔１３に挿通されるボルト２８により、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ａを、ナックル２９と車体取付用フランジ１２との間に固定しても良い。
この場合、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ａを、ナックル２９と車体取付用フランジ１２との間に挟込み、ボルト２８により容易に固定することができる。また軸受の発熱をピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ａを介してナックル側に逃がすと共に、タイヤからの振動をピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ａで抑制することができる。

図１１に示すように、ナックル２９と車体取付用フランジ１２との間にピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ａを介在させる構成で、車体取付用フランジ１２のインボード側端面における連通孔付近部に、インボード側に突出する突出部３０を設け、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ａに、突出部３０に嵌合する孔部２１Ａｂを設けた構成にしても良い。また、このピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ａの厚さＨを、突出部３０の軸方向長さＨ２よりも大（Ｈ＞Ｈ２）に管理する。このような突出部３０、孔部２１Ａｂを設けることで、外方部材２と、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ａの孔部２１Ａｂとが位相ずれを起こすことなく、且つ、ナックル２９の取付面に対し、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ａおよび外方部材２を確実に固定することが可能となる。

ナックル２９と車体取付用フランジ１２との間にピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ａを介在させる構成で、装着面に、エポキシ、フェノール、ポリアミド、ポリプロピレン樹脂のいずれか一つの樹脂介在物を用いて接着固定しても良い。この場合、ナックル２９とピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ａと車体取付用フランジ１２との密着性を高めて、車体取付用フランジ１２から樹脂介在物およびピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ａを介してナックル２９に熱が伝導し易くなり、放熱性をより向上させることができる。

前記樹脂介在物を用いる場合において、前記装着面に、ショットブラスト加工を施して凹凸（図示せず）を設けても良い。このように凹凸を設けて、接着面積を広げることで、ナックル２９とピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ａと車体取付用フランジ１２との接着強度を高めることができる。

図１２に示すように、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ｂを、ハブ輪１４における車輪取付用フランジ１７の反ブレーキロータ側（インボード側）に設けても良い。この場合、車輪取付用フランジ１７の放熱性を向上させ、ブレーキから軸受側への伝熱を抑えることができる。
図１３に示すように、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ｂを車輪取付用フランジ１７の反ブレーキロータ側に設ける構成において、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ｂのインボード側の外表面に、周方向に沿って凹部３１と凸部３２とが並ぶ凹凸部３３を設けても良い。また図１４に示すように、各凹部３１の底面から隣接する凸部３２の頂部までの長さＥ２を、最大肉厚Ｅで除したＥ２／Ｅを０．１〜０．９に管理する。このように凹凸部３３を管理することで、放熱面積を図１２の例よりも大きくし、放熱性を向上させることができる。

図１５に示すように、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ｂを車輪取付用フランジ１７の反ブレーキロータ側に設ける構成において、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ｂの内周面の直径寸法φＧ、外方部材２の外周面におけるアウトボード側端の直径寸法φＧ２とすると、φＧ＝φＧ２＋０．５ｍｍ以上とする。且つ、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ｂの厚みＦ、外方部材２のアウトボード側端と車輪取付用フランジ１７との間の軸方向隙間Ｆ２とすると、Ｆ＞Ｆ２と管理しても良い。このような管理を行うことで、外方部材２のアウトボード側にラビリンス構造を形成し、アウトボード側のシール１０に泥水が浸入するのを低減することができる。

ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ｂを車輪取付用フランジ１７の反ブレーキロータ側に装着するにあたり、両部材２１Ｂ，１７のいずれか一方または両方の装着面に、エポキシ、フェノール、ポリアミド、ポリプロピレン樹脂のいずれか一つの樹脂介在物を用いて接着固定しても良い。この場合、車輪取付用フランジ１７とピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ｂとの密着性を高めて、車輪取付用フランジ１７の放熱性をさらに向上させることができる。
前記樹脂介在物を用いる場合において、前記装着面に、ショットブラスト加工を施して凹凸（図示せず）を設けても良い。このように凹凸を設けて、両部材２１Ｂ，１７の接着面積を広げることで、両部材２１Ｂ，１７の接着強度を高めることができる。

図１６に示すように、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ｂを車輪取付用フランジ１７の反ブレーキロータ側に設ける構成において、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ｂを、ハブボルト１９により固定しても良い。
図１７に示すように、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ｂを、車輪取付用フランジ１７の反ブレーキロータ側に設けると共に、ブレーキロータ３４と車輪取付用フランジ１７との間にも、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ｃを装着しても良い。この場合、タイヤからの振動を抑制すると共に、車輪取付用フランジ１７の放熱性をさらに向上させることができる。

図１８に示すように、ハブ輪１４の中心部に貫通孔１４ｃを有し、この貫通孔１４ｃに、円筒状のピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ｄを圧入して設けても良い。この場合、ハブ輪１４の放熱性を向上させることができる。これと共にハブ輪１４の質量が低減することで、高速安定性を向上させることができる。
図１９（Ａ），（Ｂ）に示すように、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ｄにおけるアウトボード側端部の外周面に、周方向に沿って凹部３５と凸部３６とが並ぶ凹凸部３７を設けても良い。この場合、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ｄの放熱面積を図１８の例よりも大きくすることで、放熱性をさらに向上させることができる。
これら図１８または図１９の構成において、ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材２１Ｄを、エポキシ、フェノール、ポリアミド、ポリプロピレン樹脂のいずれか一つを用いてハブ輪１４と接着固定しても良い。この場合、ハブ輪１４の放熱性をさらに向上させることができる。

１…内方部材
２…外方部材
３…転動体
６，７…軌道面
８，９…軌道面
１２…車体取付用フランジ
１３…車体取付孔
１４…ハブ輪
１７…車輪取付用フランジ
１９…ハブボルト
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ…ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材
２１Ａｂ…孔部
２１ｂ…円筒部
２１ｃ…フランジ部
２１ｃａ…連通孔
２２，２５…凹部
２３，２６…凸部
２４，２７…凹凸部
２８…ボルト
３０…突出部
３４…ブレーキロータ

Claims

内周に複列の軌道面が形成された外方部材と、前記各軌道面に対向する軌道面が外周に形成された内方部材と、これら対向する軌道面の間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材および前記外方部材が鋼製であって、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、
前記内方部材および前記外方部材の材料である鋼よりも熱伝導率が高いピッチ系炭素繊維強化樹脂から成るピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記外方部材の外周部に設けられ、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材はリング状部材であり、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材は、前記外方部材の外周面に嵌合される円筒部と、この円筒部の外周面におけるアウトボード側部分に付設され、且つ、同外周面よりも半径方向外方に突出するフランジ部とを有する車輪用軸受装置。
内周に複列の軌道面が形成された外方部材と、前記各軌道面に対向する軌道面が外周に形成された内方部材と、これら対向する軌道面の間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材および前記外方部材が鋼製であって、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、
前記内方部材および前記外方部材の材料である鋼よりも熱伝導率が高いピッチ系炭素繊維強化樹脂から成るピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記外方部材の外周部に設けられ、前記外方部材は、車体取付孔が設けられた車体取付用フランジを有し、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材は、前記外方部材の外周面に嵌合される円筒部と、この円筒部の軸方向端から半径方向外方に延び、前記車体取付用フランジに接するフランジ部とを有し、このフランジ部に前記車体取付孔に連通する連通孔が設けられ、これら連通孔および車体取付孔に挿通されるボルトにより、前記外方部材と前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材とが固定されている車輪用軸受装置。
内周に複列の軌道面が形成された外方部材と、前記各軌道面に対向する軌道面が外周に形成された内方部材と、これら対向する軌道面の間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材および前記外方部材が鋼製であって、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、
前記内方部材および前記外方部材の材料である鋼よりも熱伝導率が高いピッチ系炭素繊維強化樹脂から成るピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記外方部材の外周部に設けられ、前記外方部材は、車体取付孔が設けられた車体取付用フランジを有し、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記車体と前記車体取付用フランジとの間に介在されると共に、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材に、前記車体取付孔に連通する連通孔が設けられ、これら連通孔および車体取付孔に挿通されるボルトにより、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記車体と前記車体取付用フランジとの間に固定されている車輪用軸受装置。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置において、前記内方部材および前記外方部材の材料である鋼よりも熱伝導率が高いピッチ系炭素繊維強化樹脂から成るピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記外方部材の外周部または前記内方部材に設けられ、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材はリング状部材であり、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材の外周面に、周方向に沿って凹部と凸部とが並ぶ凹凸部が設けられている車輪用軸受装置。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の車輪用軸受装置において、前記内方部材および前記外方部材の材料である鋼よりも熱伝導率が高いピッチ系炭素繊維強化樹脂から成るピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記外方部材の外周部または前記内方部材に設けられ、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材はリング状部材であり、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材の外周面に、軸方向に沿って凹部と凸部とが並ぶ凹凸部が設けられている車輪用軸受装置。
請求項１に記載の車輪用軸受装置において、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材は、複数の層から成り、隣接する層の炭素繊維方向が交差するように積層化されて成る車輪用軸受装置。
請求項１に記載の車輪用軸受装置において、前記外方部材は、車体取付孔が設けられた車体取付用フランジを有し、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材は、前記外方部材の外周面に嵌合される円筒部と、この円筒部の軸方向端から半径方向外方に延び、前記車体取付用フランジに接するフランジ部とを有し、このフランジ部に前記車体取付孔に連通する連通孔が設けられ、これら連通孔および車体取付孔に挿通されるボルトにより、前記外方部材と前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材とが固定されている車輪用軸受装置。
請求項１または請求項２に記載の車輪用軸受装置において、前記外方部材は、車体取付孔が設けられた車体取付用フランジを有し、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記車体と前記車体取付用フランジとの間に介在されると共に、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材に、前記車体取付孔に連通する連通孔が設けられ、これら連通孔および車体取付孔に挿通されるボルトにより、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材が、前記車体と前記車体取付用フランジとの間に固定されている車輪用軸受装置。
請求項３に記載の車輪用軸受装置において、前記車体取付用フランジに、インボード側に突出する突出部が設けられ、前記ピッチ系炭素繊維強化樹脂部材に、前記突出部に嵌合する孔部が設けられている車輪用軸受装置。