WO2006054746A1

WO2006054746A1 - 転がり軸受装置

Info

Publication number: WO2006054746A1
Application number: PCT/JP2005/021370
Authority: WO
Inventors: Masahiro Inoue
Original assignee: Jtekt Corporation
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2006-05-26
Also published as: JP2006144966A; EP1830097A4; EP1830097A1; US20080304784A1

Abstract

　内周側に外側軌道面（１１，１２）を有する外側部材（１０）と、外側軌道面（１１，１２）に対向する内側軌道面（２１，２２）を外周側に有するとともに軸受装置の軸体（３）を含んでなる内側部材（２０）と、対向する内側軌道面（２１，２２）と外側軌道面（１１，１２）との間に介在する転動体（４）と、外側部材（１０）の外周側に設けられたホイール取り付け用フランジ（５）と、ホイール取り付け用フランジ（５）を介することなく、且つ、外側部材（１０）に対して軸方向所定範囲において移動可能で周方向には移動不能とされた状態で、外側部材（１０）の外周側に取り付けられたブレーキロータ７とを備える。これにより、ユニット化を達成しつつ製造コストを低減し、且つブレーキジャダーを効果的に抑制することができる。

Description

明細書

転がり軸受装置

技術分野

[0001] 本発明は、ブレーキロータが取り付けられて使用される転がり軸受装置に関する。

背景技術

[0002] 例えば自動車のホイール用の転がり軸受装置として、軸体としてのハブシャフトが回動自在に支持されるとともに、ホイール (車輪)及びディスクブレーキ装置のブレーキロータを取り付けることができるものが用いられており、一般にハブユニットなどとも称されている。

[0003] このような転がり軸受装置には、通常、ブレーキロータ及びホイールを取り付けるためのフランジ部が設けられている。近年における自動車部品のユニットィ匕の要請に伴い、このフランジ部は、転がり軸受装置の内輪又は外輪と一体ィ匕される傾向にある。近年広く用いられている、例えば特開 2001— 180211号公報に記載されている所謂第三世代のハブユニットでは、上記フランジ部とハブシャフトとが一体ィ匕されることで、上記ユニットィ匕を達成している。このようなフランジ部には、通常、ブレーキロータ及びホイールがハブボルトにて締結される。この場合、ブレーキロータは、フランジ部とホイールとの間に配置され、フランジ部とホイールとで挟まれた状態で締結される。

[0004] 上述した従来技術においては、ハブシャフトと一体ィ匕されたフランジ部にブレーキ口ータが取り付けられているので、このブレーキロータの面振れを防止するためには、上記フランジ部の振れ精度を高精度化する必要があり、製造コストが高くなる要因となっていた。また、力かるフランジ部の高精度化には限界があるため、ブレーキロータの面振れが発生して、制動時におけるブレーキジャダ一の原因となっていた。さらに、上記ハブシャフトは、ハブシャフトの円筒部分とフランジ部との外径差が大きいため、成型時に比較的大きな変形を伴うため、成型加工に要するコストが高くなつていた。即ち、例えば鍛造において製造する場合、プレス圧の大きなプレス機が必要であつたり、冷間あるいは温間ではなく熱間鍛造が必要とされたり、鍛造回数が増加したりするなど、成型に高コストを要していた。 [0005] 本発明は、力かる状況に鑑みてなされたものであり、ユニットィ匕を達成しつつ製造コストを低減し、且つブレーキジャダーを効果的に抑制できる転がり軸受装置を提供することを目的としている。

発明の開示

[0006] 本発明の転がり軸受装置は、内周側に外側軌道面を有する外側部材と、前記外側軌道面に対向する内側軌道面を外周側に有するとともに軸受装置の軸体を含んでなる内側部材と、対向する前記内側軌道面と前記外側軌道面との間に介在する転動体と、前記外側部材の外周側に設けられたホイール取り付け用フランジと、前記ホイール取り付け用フランジを介することなぐ且つ、前記外側部材に対して軸方向所定範囲にお、て移動可能で周方向には移動不能とされた状態で、前記外側部材の外周側に取り付けられたブレーキロータとを備えることを特徴とする。

[0007] このようにすると、ブレーキロータは、ホイール取り付け用フランジを介することなく取り付けられて、るから、力かるフランジの精度がブレーキロータの面振れ精度に影響することがない。よって、ホイール取り付け用フランジに要求される振れ精度が緩和される。また、ブレーキロータは、軸方向所定範囲に移動可能であり、所謂フローテイングロータとして機能しうるため、ブレーキジャダーを効果的に抑制することができる。また、ブレーキロータがホイール取り付け用フランジを介して取り付けられている場合は、ブレーキロータを軸方向所定範囲で移動させる構成を採ることはできないが、上記構成を採用することにより所謂フローティングロータとすることが可能となる。

[0008] 前記ブレーキロータは略平坦な環状部材であり、この環状部材の内周面が前記外側部材の外周面と係合して、る構成が好まし、。

この場合、ブレーキロータが比較的単純な形状となり、且つこのブレーキロータが、ロータ取り付け部等を介することなく直接外側部材の外周面に取り付けられているため、外側部材の形状も比較的単純とすることができ、軸受装置の構造を簡略化できる。よって、軸受装置の小型化、軽量化、あるいはコスト低減に寄与しうる構成とすることがでさる。

[0009] 前記外側部材の外周面には軸方向に延びる外周凹凸部が設けられ、この外周凹凸部が前記ブレーキロータ側に設けられたロータ側凹凸部と係合しており、前記ブレーキロータは、前記外側部材の外周面に設けられた有端のリング状部材により、軸方向所定範囲で移動可能に固定されている構成とするのが好ましい。

このようにすると、ブレーキロータを軸方向所定範囲にぉ、て移動可能で周方向には移動不能とされた状態で外側部材に固定するのが極めて容易となる。

[0010] 前記ホイール取り付け用フランジは、前記外側部材とは別体とされるとともに、このフランジに設けられたフランジ凹凸部と前記外周凹凸部とが係合した状態で前記外周部材に固定されているのが好ましい。力かる構成により、別体とされたホイール取り付け用フランジを外側部材に対して簡易に固定することができる。また、ホイール取り付け用フランジ及びブレーキロータを外側部材とは別体とすることにより、外側部材を比較的単純な形状である略円筒状とすることができ、外側部材の成型が容易となる。

[0011] 前記軸体は、プレス成型品とされるとともに、該軸体とは別体であり該軸体を車体側に取り付けるための軸フランジを有している構成としてもよい。軸体をプレス成型品とすることにより、熱間鍛造品等の軸体と比較して製造コストを低減することができる。また、軸フランジを軸体とは別体とすることにより、軸体の形状をフランジ部の無い比較的単純な形状とすることができ、軸体をプレス成型しやすくなる。

[0012] 軸体がプレス成型品とされた上記発明にお!/、ては、前記内外軌道面及び前記転動体は複列とされるとともに、複列の前記内側軌道面のうち軸方向ァウタ側の内側軌道面は、軸受鋼よりなり前記軸体の外周側に固定されたリング状の内輪部材により構成されているのが好ましい。

複列構造とすることにより、軸受装置に作用する荷重、特にアキシャル荷重に対する負荷能力が高まる。また、複列のァウタ側はインナ側よりも多くの荷重が作用する傾向にある。よって、プレス成型の容易性に鑑みて軸体の材質を軸受鋼より強度の低いものとした場合であっても、ァウタ側の内輪軌道面を軸受鋼とすることにより、荷重に対する負荷能力を高めることができ、耐摩耗性も高めることができる。

[0013] 軸フランジを有する上記発明においては、車輪の動きを検知するための略円柱状のセンサを有するとともに、前記センサは、前記軸フランジに設けられた貫通孔に取り付けられて、る構成としてもょ、。

力かる構成とすることにより、センサの取り付け構造が極めて簡易となる。また、センサの取り付け位置の自由度が高まり、センサの汎用性を高めることができる。

図面の簡単な説明

[0014] [図 1]本発明の一実施形態である転がり軸受装置の断面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下に、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。

図 1は、本発明の一実施形態である転がり軸受装置 1の断面図である。この転がり軸受装置 1は、内周側に複列の外側軌道面 11, 12を有する外側部材 10としての外輪 2と、外側軌道面 11, 12にそれぞれ対向する複列の内側軌道面 21, 22を外周側に有するとともに軸受装置の軸体 3を含んでなる内側部材 20と、対向する前記内側軌道面と前記外側軌道面との間に介在する転動体としての複列の玉 4と、外輪 2の外周側に設けられたホイール取り付け用フランジ 5とを備えている。内側部材 20は、上述した軸体 3と、この軸体 3の外周面に固定されたリング状の内輪部材 6と力なる。

[0016] ホイール取り付け用フランジ 5は、外輪 2のァウタ側に設けられ、ハブボルト 30を揷通するためのボルト穴 31を有するとともに、ハブボルト 30によってホイール（図示しない）と締結される。このように、転がり軸受装置 1は、所謂外輪回転タイプのハブュ-ットを構成しており、駆動輪ではなく従動輪に用いられる。

[0017] 外輪 2の外周面には、ブレーキロータ 7が、ホイール取り付け用フランジ 5を介することなぐ外輪 2の外周面に直接取り付けられている。ブレーキロータ 7は、外輪 2の外周面においてホイール取り付け用フランジ 5とは別の位置、具体的にはホイール取り付け用フランジ 5よりもインナ側の位置に取り付けられている。

[0018] 一方、軸体 3のインナ側端部における外周面には、軸体 3を車体側のナックル（図示しない）に取り付けるための軸フランジ 8が設けられている。この軸フランジ 8は径方向に沿って設けられた平坦な環状部材であり、その内周面と軸体 3の外周面とが溶接により接合されている。軸フランジ 8には、図示しないボルト穴が設けられており、軸フランジ 8とナックルとがボルトにより締結できるようになつている。

[0019] さらに、軸フランジ 8を軸方向に貫通する貫通孔 35には、円柱状 (スティック状)のセンサ 9が取り付けられている。貫通孔 35の内径は、センサ 9の外径とほぼ一致しており、この貫通孔 35内に挿通されることにより、センサ 9は精度よく位置決めされつつ固定されている。センサ 9の先端部 9aは、外輪 2など車輪とともに回転する部材に近接した位置に配置され、力かる回転部材の動きを検知する。即ち、センサ 9は、外輪 2等と一体的に動く車輪 (ホイール)の動きを検知するために設けられており、具体的には、車輪の回転速度や回転方向などを検知するためのものである。そして、センサ 9は、図示しな!、ABSシステム等の各種車両制御システムの一部を構成して、る。なおセンサ 9としては、ホール素子や磁気抵抗素子等の半導体素子を用いたァクティブセンサを例示することができる。また、図示しないが、外輪 2の上記先端部 9aと対向する位置にノルサリングを設けることができる。

[0020] このブレーキロータ 7は、所謂ベンチレーテッドタイプであり、全体として略平坦な環状部材である。なお、本実施形態では、ブレーキロータ 7が直接外輪 2の外周面に取り付けられている力ブレーキロータ 7は、外輪 2及びブレーキロータ 7とは別体のロータ取り付け部材（図示しな、）を介して外輪 2に取り付けられて、ても良く、ある!/、は、外輪 2と一体に成型されたロータ取り付け用突起部（図示しない)を介して外輪 2に取り付けられていても良い。また、ブレーキロータ 7は、本実施形態のように略平坦なものに限られず、例えば、図示しないが、ロータの外周縁部に軸方向に延びる軸方向フランジを有し、この軸方向フランジの内周面にブレーキパッドを当てることにより制動するタイプのブレーキロータであってもよ、。

[0021] 外輪 2は、フランジ部を有しない略円筒形状をなし、ホイール取り付け用フランジ 5 及びブレーキロータ 7は外輪 2とは別体である。これらホイール取り付け用フランジ 5 及びブレーキロータ 7は、外輪 2の外周面に設けられた外周凹凸部としての外周スプライン 32により、外輪 2に対して周方向に移動不能な状態で取り付けられている。即ち、ホイール取り付け用フランジ 5の内周面には、上記外周スプライン 32と嚙み合うフランジ凹凸部としての内周スプライン 33が設けられており、同様に、ブレーキロータ 7 の内周面には、上記外周スプライン 32と嚙み合うロータ側凹凸部としての内周スプライン 37が設けられている。そして、外周スプライン 32と内周スプライン 33, 37と力嚙み合った状態とされている。更に、ホイール取り付け用フランジ 5は、上記スプライン嵌合に加えて、外輪 2の外周面と溶接により接合されており、これにより軸方向にも移動不能な状態で外輪 2に固定されている。 [0022] なお、本実施形態では、外輪 2の外周面にスプラインを設けたが、スプラインに限られず、軸方向に延びる凹凸部を設ければよい。この凹凸部に作用する応力が分散するように、凹凸部は周方向で 3箇所以上設けるのが好ましぐまた周方向に均等配置するのがこのましい。例えば、外輪 2の外周面には、周方向 120度おきに各 1本ずつ軸方向に延びる凸部を設けるとともに、ホイール取り付け用フランジ 5及びブレーキ口ータ 7の内周面には、当該凸部と係合する凹部を設ける構成としてもよい。この場合、外輪 2の外周面に凸部が設けられているが、当該凸部以外の部分は当該凸部に対して凹んだ部分即ち凹部となる。よって、外輪 2の外周面には凹凸部が設けられていることになる。

[0023] ブレーキロータ 7は、上記スプライン嵌合により、外輪 2に対して周方向に移動不能な状態となっているが、軸方向には所定範囲で移動可能な状態で取り付けられ、所謂フローティングロータとして機能できるようにされている。具体的には、ブレーキロータ 7は、外輪 2の外周面に設けられた有端のリング状部材 34により軸方向への移動範囲が規制されている。有端のリング状部材 34は、 C型等の止め輪やスナップリングなどがその代表例であり、外輪 2に設けられた周溝 40に嵌め込まれて、上述した外周スプライン 32よりも径方向に突出した部分を形成している。この有端のリング状部材 34は、拡径するように弾性変形させて、外輪 2の径方向外側力も周溝 40に嵌め込むことができる。そして、 2つの上記リング状部材 34を、ブレーキロータ 7の軸方向両側に設けている。ブレーキロータ 7と両リング状部材 34との間には、若干の隙間を設けており、この隙間の分だけ、ブレーキロータ 7は軸方向所定範囲において移動可能な状態とされている。

[0024] 軸体 3は、中実の部材ではなぐ所定の肉厚を有する中空部材である。この軸体 3 は、深絞りプレス等で形成されたプレス成型品である。軸体 3の材質としては、低炭素鋼等、プレス成型しやすい材質を好適に選択することができる。低炭素鋼としては、例えば炭素含有量が 0. 2重量％以下、 Mnが 1. 6重量％以下、 Siが 0. 5%以下、 P が 0. 05%以下、そして Sが 0. 05%以下の鋼材を挙げることができる。

なお、軸フランジ 8についてもプレス成型品とすることが可能であり、コストダウンに寄与しうる。軸フランジ 8のプレス成型の好ましい材質や条件は、上述した軸体 3の場合と同様である。

[0025] 上述したように、転がり軸受装置 1は複列構造とされており、複列の内側軌道面 21 , 22を有している力このうちインナ側の内輪軌道面 21は軸体 3の外周面により構成される一方、ァウタ側の内側軌道面 22は内輪部材 6により構成されている。内輪部材 6は、軸体 3のァウタ側に設けられた小径部 3aに外嵌しており、かつ、軸体 3のァウタ側縁部を径方向外側に塑性変形させて形成されたカゝしめ部 3bにより軸方向に押さえ付けられて軸体 3に固定されている。

内輪部材 6の材質としては、軸受鋼を用いるのが好ましい。軸受鋼としては、 JIS G 4805に規定された SUJ1、 SUJ2、 SUJ3、 SUJ4、 SUJ5を f列示すること力 Sできる。

[0026] 以上のように構成された転がり軸受装置 1は、以下のような作用効果を奏する。

ブレーキロータ 7は、上述した従来技術と異なり、外輪 2に設けられたホイール取り付け用フランジ 5を介することなく外輪 2に取り付けられているから、フランジ 5の精度がブレーキロータ 7の面振れ精度に影響することがない。よって、フランジ 5に要求される振れ精度が緩和され、軸体 3やホイール取り付け用フランジ 5の製造コストを低減することができる。

[0027] また、ブレーキロータ 7は、軸方向所定範囲に移動可能であり、所謂フローティングロータとして機能しうるため、ブレーキジャダーを効果的に抑制することができる。また、ホイールを軸方向に遊びのある状態で固定することはできないので、ブレーキロータ 7がホイール取り付け用フランジ 5を介して取り付けられている場合は、ブレーキ口ータ 7を軸方向所定範囲で移動させる構成を採ることはできな、。これに対して転がり軸受装置 1では、ホイール取り付け用フランジ 5を介することなくブレーキロータ 7を外輪 2に取り付けて、るので、所謂フローティングロータとすることが可能とされて!/、る

[0028] 転がり軸受装置 1では、ブレーキロータ 7は略平坦な環状部材であり、このブレーキロータ 7の内周面が外輪 2の外周面と係合している。よって、ブレーキロータ 7が比較的単純な形状となり、且つこのブレーキロータ 7が、ロータ取り付け部等を介することなく直接外輪 2の外周面に取り付けられているため、外輪 2の形状を比較的単純とすることができ、転がり軸受装置 1の構造としても簡素化されている。よって、軸受装置の小型化、軽量化、あるいはコスト低減に寄与しうる構成となっている。

[0029] ブレーキロータ 7と外輪 2とは上述したようにスプライン嵌合とし、さらに C型止め輪等に代表される有端のリング状部材 34を用いて軸方向の動きを規制しているので、簡易な構造で且つ容易に、所謂フローティングロータとして機能しうるブレーキロータ 7を外輪 2に対して取り付けることができる。

[0030] ホイール取り付け用フランジ 5は、外輪 2と別体とされるとともに、このフランジ 5にと外輪 2とをスプライン嵌合してヽるので、外輪 2とは別体とされたホイール取り付け用フランジ 5が外輪 2に対して簡易な構造で固定されている。また、ホイール取り付け用フランジ 5及びブレーキロータ 7を外輪 2とは別体とすることにより、外輪 2を比較的単純な形状である略円筒状とすることができ、外輪 2の製造コストを低減することができる。

[0031] 軸体 3をプレス成型品とすることにより、熱間鍛造品等の軸体と比較して製造コストを大幅に低減することができる。また、軸フランジ 8を軸体 3とは別体とすることにより、軸体 3の形状が比較的単純なものとなり、軸体 3をプレス成型しやすくなつている。

[0032] 転がり軸受装置 1を複列構造とすることにより、単列構造の軸受装置と比較して、軸受装置に作用する荷重、特にアキシャル荷重に対する負荷能力が高まる。また、複列の内側軌道面 21, 22のうち、ァウタ側の内側軌道面 22はインナ側の内側軌道面 21よりも多くの荷重が作用する傾向にある。よって、軸体 3が低炭素鋼等の軸受鋼より強度の低い材質よりなる場合であっても、ァウタ側の内輪軌道面 22を軸受鋼とすることにより、荷重に対する負荷能力を更に高めることができ、耐摩耗性も高めることができる。よって、軸受鋼の内輪部材 6を用いることにより、軸体 3の材質をプレス成型の容易な低炭素鋼等比較的強度の低い材料としながら、転がり軸受装置 1の荷重負荷能力の低下を抑制している。

[0033] センサ 9は、円柱状 (スティック状）とされ、軸フランジ 8に設けられた貫通孔 35に揷通されることにより取り付けられているから、センサの取り付け構造が極めて簡易とされている。また、貫通孔 35の位置を適宜変更することにより、センサ 9の取り付け位置を変更することができるから、あらゆる外径の外輪 2を有する転がり軸受装置 1に共通のセンサ 9を用いることができ、センサ 9の汎用性を高めることができる。 [0034] 上述したように、軸フランジ 8は軸体 3とは別体であり、ホイール取り付け用フランジ 5 は外輪 2とは別体である。そして、軸フランジ 8やホイール取り付け用フランジ 5は比較的単純な円環形状とされている。よって、軸体等と一体化されている場合と比較して、軸フランジ 8やホイール取り付け用フランジ 5の成型が極めて容易であり、特に軸フランジ 8についてはプレス成型品とすることも可能となるから、転がり軸受装置 1の製造コストの低減に寄与しうる。

[0035] 上記実施形態の転がり軸受装置 1は、ホイール取り付け用フランジ 5と外輪 2とは別体とされ、また軸フランジ 8と軸体 3とは別体とされている力いずれも極めて簡易な手法で一体ィ匕されている。その結果、ホイール取り付け用フランジ 5や軸フランジ 8がユニット化された転がり軸受装置 1となっており、従来の所謂第三世代のハブユニットと同様のユニットィ匕が達成されて、る。

Claims

請求の範囲

[1] 内周側に外側軌道面を有する外側部材と、

前記外側軌道面に対向する内側軌道面を外周側に有するとともに軸受装置の軸体を含んでなる内側部材と、

対向する前記内側軌道面と前記外側軌道面との間に介在する転動体と、前記外側部材の外周側に設けられたホイール取り付け用フランジと、

前記ホイール取り付け用フランジを介することなぐ且つ、前記外側部材に対して軸方向所定範囲において移動可能で周方向には移動不能とされた状態で、前記外側部材の外周側に取り付けられたブレーキロータと

を備えることを特徴とする転がり軸受装置。

[2] 前記ブレーキロータは略平坦な環状部材であり、この環状部材の内周面が前記外側部材の外周面と係合してヽることを特徴とする請求項 1に記載の転がり軸受装置。

[3] 前記外側部材の外周面には軸方向に延びる外周凹凸部が設けられ、この外周凹凸部が前記ブレーキロータ側に設けられたロータ側凹凸部と係合しており、

前記ブレーキロータは、前記外側部材の外周面に設けられた有端のリング状部材により、軸方向所定範囲で移動可能に固定されていることを特徴とする請求項 1又は

2の、ずれかに記載の転がり軸受装置。

[4] 前記ホイール取り付け用フランジは、前記外側部材とは別体とされるとともに、このフランジに設けられたフランジ凹凸部と前記外周凹凸部とが係合した状態で前記外周部材に固定されていることを特徴とする請求項 3に記載の転がり軸受装置。

[5] 前記軸体は、プレス成型品とされるとともに、該軸体とは別体であり該軸体を車体側に取り付けるための軸フランジを有していることを特徴とする請求項 1〜4のいずれかに記載の転がり軸受装置。

[6] 前記内外軌道面及び前記転動体は複列とされるとともに、

複列の前記内側軌道面のうち軸方向ァウタ側の内側軌道面は、軸受鋼よりなり前記軸体の外周側に固定されたリング状の内輪部材により構成されていることを特徴とする請求項 5に記載の転がり軸受装置。

[7] 車輪の動きを検知するための略円柱状のセンサを有するとともに、前記センサは、前記軸フランジに設けられた貫通孔に取り付けられていることを特徴とする請求項 6に記載の転がり軸受装置。