WO2004038245A1 - 車輪用軸受ユニット - Google Patents

Abstract

　静止側周面に静止側軌道面（１１ａ、１１ｂ）を有し、使用状態で懸架装置に支持固定される静止輪（６）と、回転側周面に回転側軌道面（１４ａ、１４ｂ）を有し、使用状態で車輪並びに制動用回転体を固定する回転輪（８）と、回転側軌道面と静止側軌道面との間に設けられた複数個の玉（１７）とを備えた車輪用軸受ユニット（５、５ａ）に於いて、これら玉の直径の相互差の規格値を１．０μｍ以下としている。

Description

車輪用軸受ュニット

技術分野

本発明は、 自動車の車輪並びに口一夕或はドラム等の制動用回転体を支持する 為の車輪用軸受ユニットの改良に関する。

明

細

背景技術

自動車の車輪を構成するホイール及び制動装置であるディスクブレーキを構 成するロータは、懸架装置を構成するナックルに回転自在に支承している。即ち、 このナックルに形成した円形の支持孔部分に、 車輪用軸受ユニットを構成する、 静止輪である外輪を、 複数本のポルトにより固定している。 一方、 車輪用軸受ュ ニットを構成するハブにホイール及びロータを、 複数本のスタツドとナツトとに より結合固定している。

外輪 6の内周面には、 それぞれが静止側軌道面である複列の外輪軌道を、 外周 面には結合フランジを、 それぞれ形成している。 この様な外輪は、 この結合フラ ンジをナックルに、 ポルトで結合する事により、 このナックルに対し固定してい る。

これに対して、 ハブの外周面の一部で、 外輪の外端開口 （軸方向に関して外と は、 自動車への組み付け状態で幅方向外側となる部分を言い、 本明細書全体で同 じ。） から突出した部分には、 取付フランジを形成している。 ホイール及びロー 夕はこの取付フランジの外側面に、 スタッドとナットとにより、 結合固定してい る。 又、 ハブの中間部外周面で、 上記複列の外輪軌道のうちの外側の外輪軌道に 対向する部分には、 内輪軌道を形成している。 更に、 ハブの内端部に形成した小 径段部に、 内輪を外嵌固定している。 この内輪の外周面に形成した内輪軌道を、 複列の外輪軌道のうちの内側の外輪軌道に対向させている。

これら外輪軌道と内輪軌道とのそれぞれの間には玉を複数個ずつ、 それぞれ保 持器により保持した状態で転動自在に設けている。 この構成により、 背面組み合 わせである複列アンギユラ型の玉軸受を構成し、 外輪の内側にハブを、 回転自在 に、 且つ、 ラジアル荷重及びスラスト荷重を支承自在に支持している。 外輪の両 端部内周面と、 八ブの中間部外周面及び内輪の内端部外周面との間には、 それぞ れシ一ルリングを設けて、 玉を設けた空間と外部空間とを遮断して る。

車輪用軸受ユニットの使用時には、 外輪をナックルに固定すると共に、 ハブの 取付フランジに、 タイヤを組み合わせたホイ一ル及びロータを固定する。 ロータ と、 ナックルに固定した、 サポート及びキヤリバとを組み合わせて、 制動用のデ イスクブレーキを構成する。 制動時には、 口一夕を挟んで設けた 1対のパッドを この口一夕の両側面に押し付ける。

ところで、 自動車の制動時にはしばしば、 ジャダ一と呼ばれる、 不快な騒音を 伴う振動が発生する事が知られている。 この様な振動の原因としては、 ロータの 側面とパッドのライニングとの摩擦状態の不均一等、 各種の原因が知られている が、 ロータの振れも、 大きな原因となる事が知られている。 即ち、 ロータの側面 はこの口一夕の回転中心に対して、 本来直角となるべきものであるが、 不可避的 な製造誤差により、 完全に直角にする事は難しい。 この結果、 自動車の走行時に ロータの側面は、 多少とは言え、 回転軸方向に振れる事が避けられない。 この様 な振れが大きくなると、 制動の為に 1対のパッドのライニングを上記ロー夕の両 側面に押し付けた場合にジャダ一が発生する。 又、 このジャダ一の発生以外に も、 ロータの振れにより、 口一夕のパッドのライニングを押し付ける面が偏摩耗 したり、 制動時に車体の振動が大きくなる。

ジャダ一の発生等の問題を解消する為には、 ロー夕の軸方向に関する振れ （ァ キシアル振れ） を抑える事が重要となる。 この振れを抑える為には、 ハブの回転 中心に対する取付フランジの取付面 （取付フランジの片側面） の直角度と、 この 取付面自体の面精度とを向上させる必要がある。 特に直角度に関しては、 取付面 と軌道面 （外輪軌道及び内輪軌道） との位置並びに形状に関する精度を高める事 が重要となる。 この精度を高める技術としては、 例えば特開平 1 0— 2 1 7 0 0 1号公報、 特開 2 0 0 0— 2 3 4 6 2 4号公報に記載されたものがある。

これに対して、 車輪用軸受ユニットに組み込む玉の直径の相互差 （車輪用軸受 ュニットに組み込む玉のうち最大の玉の平均直径と最小の玉の平均直径との差） が大きい場合にも、 ロータの振れの原因となる場合がある。 即ち、 玉列に存在す る一部の玉の直径と同じ玉列に存在する他の玉の直径との差が大きい場合、 これ ら玉の公転に伴い、 ハブが外輪に対して振れ回る。 例えば、 車輪用軸受ュニット を構成する、 内側の玉列の一部の玉と、 外側の玉列の一部の玉との直径が、 同じ 玉列の他の玉の直径よりも大きければ、 この直径の大きい一部の玉が存在する部 分で、外輪の内周面とハブ若しくは内輪の外周面との距離が大きくなる。この為、 外輪の中心軸に対して、 ハブの中心軸が反時計方向に傾く。 従って、 車輪用軸受 ユニットの運転時に、 直径の大きな一部の玉の公転に伴い、 ハブが外輪に対して 振れ回り、 このハブの外周面に形成された取付フランジに固定したロータが回転 軸方向に振れる。 そして、 この振れの程度は、 上記一部の玉の直径と他の玉の直 径との差が大きい程、 著しくなる。

近年、 制動時のジャダ一の発生防止の為、 ロー夕の振れを十分に抑える事が要 求されている。 しかし、 上記車輪用軸受ユニットに組み込む玉のロット直径の相 互差が大きい場合、 上述の様な要求を満たす事は難しい。 従って、 上記口一夕の 振れを十分に抑える為には、 上記各玉の直径の相互差を小さくする必要がある。 発明の開示

本発明の車輪用軸受ュニットは、 この様な事情に鑑みて発明したものである。 本発明の車輪用軸受ユニットは、 静止輪と、 回転輪と、 複数個の転動体とを備 える。 このうちの静止輪は、 静止側周面に静止側軌道面を有し、 使用状態で懸架装置 に支持固定される。

又、 上記回転輪は、 回転側周面に回転側軌道面を有し、 使用状態で車輪並びに 制動用回転体を固定する。

又、 上記転動体は、 上記回転側軌道面と上記静止側軌道面との間に設けられて いる。

特に、 本発明の車輪用軸受ユニットに於いては、 上記玉の直径の相互差の規格 値を 1 . Ο μΠΙ以下としている。

更に、 好ましくは、 上記玉の直径の相互差の規格値を 0 . 5 μπι以下とする。 本発明は、 車輪用軸受ユニットに組み込む複数個の玉の直径の相互差の規格値 を 1 . Ο μπι (好ましくは 0 . 5 μΐη) 以下としている為、 制動用回転体の振れを 十分に抑える事ができる。 即ち、 上記玉の直径の相互差が小さければ、 各玉の公 転に伴う回転輪の静止輪に対する振れ回りが抑えられる為、 この回転輪に固定し た制動用回転体の回転軸方向の振れを十分に抑える事ができる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明を適用可能な車輪用軸受ュニッ卜の組み付け状態の 1例を示す 断面図である。

図 2は、 玉の直径の相互差が大きい場合に、 ハブが外輪に対して傾いた状態を 誇張して示す車輪用軸受ュニットの断面図である。 発明の実施の形態

本発明の好適な一実施形態を図面を参照して説明する。

自動車の車輪を構成するホイール 1及び制動装置であるディスクブレーキを 構成するロータ 2は、 例えば図 1に示す様な構造により、 懸架装置を構成するナ ックル 3に回転自在に支承している。 即ち、 このナックル 3に形成した円形の支 持孔 4部分に、 本発明の対象となる車輪用軸受ユニット 5を構成する、 静止輪で ある外輪 6を、 複数本のポルト 7により固定している。 一方、 車輪用軸受ュニッ ト 5を構成するハブ 8にホイ一ル 1及びロータ 2を、 複数本のスタツド 9とナツ ト 1 0とにより結合固定している。

外輪 6の内周面には、 それぞれが静止側軌道面である複列の外輪軌道 1 1 a、 1 l bを、 外周面には結合フランジ 1 2を、 それぞれ形成している。 この様な外 輪 6は、 この結合フランジ 1 2を上記ナックル 3に、 各ポルト 7で結合する事に より、 このナックル 3に対し固定している。

これに対して、 ハブ 8の外周面の一部で、 外輪 6の外端開口 （前述の如く軸方 向に関して外とは、 自動車への組み付け状態で幅方向外側となる部分を言い、 図 1、 2の左側。 反対に、 自動車への組み付け状態で幅方向中央側となる、 図 1、 2のお側を内と言う。 本明細書全体で同じ。） から突出した部分には、 取付フラ ンジ 1 3を形成している。 上記ホイール 1及びロータ 2はこの取付フランジ 1 3 の外側面に、 スタッド 9とナット 1 0とにより、 結合固定している。 又、 上記ハ ブ 8の中間部外周面で、 複列の外輪軌道 1 1 a、 1 1 bのうちの外側の外輪軌道 1 1 aに対向する部分には、 内輪軌道 1 4 aを形成している。 更に、 ハブ 8の内 端部に形成した小径段部 1 5に、 内輪 1 6を外嵌固定している。 この内輪 1 6の 外周面に形成した内輪軌道 1 4 bを、 複列の外輪軌道 1 1 a、 1 1 bのうちの内 側の外輪軌道 1 1 bに対向させている。

これら外輪軌道 1 1 a、 1 l bと内輪軌道 1 4 a、 1 4 bとのそれぞれの間に は玉 1 7、 1 7を複数個ずつ、 それぞれ保持器 1 8、 1 8により保持した状態で 転動自在に設けている。 この構成により、 背面組み合わせである複列アンギユラ 型の玉軸受を構成し、 外輪 6の内側にハブ 8を、 回転自在に、 且つ、 ラジアル荷 重及びスラスト荷重を支承自在に支持している。 尚、 外輪 6の両端部内周面と、 ハブ 8の中間部外周面及び内輪 1 6の内端部外周面との間には、 ぞれぞれシール リング 1 9 a、 1 9 bを設けて、 玉 1 7、 1 7を設けた空間と外部空間とを遮断 している。更に、図示の例は、駆動輪（ ！^車及び！^ 車の後輪、 F F車の前輪、 4 WD車の全輪） 用の車輪用軸受ユニット 5である為、 ハブ 8の中心部に、 スプ ライン孔 2 0を形成している。 このスプライン孔 2 0に、 等速ジョイント 2 1の スプライン軸 2 2を挿入している。

上述の様な車輪用軸受ュニット 5の使用時には、 図 1に示す様に、 外輪 6をナ ックル 3に固定すると共に、 ハブ 8の取付フランジ 1 3に、 図示しないタイヤを 組み合わせたホイール 1及び口一夕 2を固定する。 このうちのロータ 2と、 ナツ クル 3に固定した、 図示しないサポート及びキヤリバとを組み合わせて、 制動用 のディスクブレーキを構成する。 制動時には、 ロータ 2を挟んで設けた 1対のパ ッドをこのロー夕 2の両側面に押し付ける。

本実施形態では、 車輪用軸受ュニット 5に組み込む玉 1 7、 1 7の直径の相互 差の規格値を小さくする事により、 取付フランジ 1 3に固定したロータ 2の振れ を十分に抑えている。 すなわち、 図 2の中心軸 α、 β同士のずれを小さくしてい る。

説明すれば、 上記車輪用軸受ュニット 5に組み込む各玉 1 7、 1 7の直径の相 互差の規格値を 1 . Ο μΐη以下としている。 即ち、 この車輪用軸受ユニット 5に 組み込む上記各玉 1 7、 1 7のうち、 最大の玉 1 7の平均直径と最小の玉 1 7の 平均直径との差を 1 . Ο μΐΉ以下としている。 この為、 上記各玉 1 7、 1 7とし て、 例えば、 ロットの直径の相互差の規格値が 1 μπι以下である、 JIS Β 1501玉 軸受用鋼球の 2 0等級の玉を使用する。

本実施形態は、 上述の様に構成する為、 ロータ 2の振れを十分に抑える事がで きる。 即ち、 この車輪用軸受ユニット · 5に組み込む複数個の玉 1 7、 1 7の直径 の相互差の規格値を 1 . Ο μπΐ以下と小さくしている為、 この車輪用軸受ュニッ ト 5の使用時に、 各玉 1 7、 1 7の公転に伴うハブ 8の外輪 6に対する振れ回り (図 2の中心軸 α、 β同士のずれ） を抑えることができる。 この為、 このハブ 8 の外周面の一部に設けた取付フランジ 1 3に固定した口一夕 2の回転軸方向の 振れを十分に抑える事ができる。 玉 17、 17の直径の相互差の規格値を 0. 5 μπΐ以下とすれば、 上記振れを更に小さく抑える事ができる。 この場合、 上記玉 17、 17として、 例えば、 ロットの直径の相互差の規格値が 0. 5μπι以下で ある、 JIS Β 1501玉軸受用鋼球の 10等級の玉を使用する。

尚、 本実施形態では駆動輪用の車輪用軸受ユニット 5に就いて説明したが、 本 発明は、 図 2に示した様な従動輪 （ 1車及び1 1車の前輪、 FF車の後輪） 用 の車輪用軸受ュニットにも勿論実施可能である。

本発明の車輪用軸受ユニットは、 ロータ等の制動用回転体の振れを抑えて、 制 動時に発生する不快な騒音や振動の低減を図れる。

Claims

請 求 の 範 囲

1. 静止側周面に静止側軌道面を有し、 使用状態で懸架装置に支持固定される 静止輪と、 回転側周面に回転側軌道面を有し、 使用状態で車輪並びに制動用回転 体を固定する回転輪と、 上記回転側軌道面と上記静止側軌道面との間に設けられ た複数個の玉とを備えた車輪用軸受ュニッ卜に於いて、 これら玉の直径の相互差 の規格値を 1. 0 m以下とした事を特徴とする車輪用軸受ュニット。

2. 玉の直径の相互差の規格値を 0. 5 ^ m以下とした、 請求項 1に記載した 車輪用軸受ュニット。