(57)【要約】【課題】荷重集中を避けるとともに、ブレーキロータの強度を高めたブレーキロータ付き車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】ブレーキロータのフランジ部２３側の側面に、エッジ２３ｂに対応する位置にぬすみ１１ｂを形成するとともに、一対のぬすみ１１ｂ間にフランジ部２３の側面に密接する平坦面１１ｅを形成し、ぬすみ１１ｂの幅は、フランジ部２３の幅よりも小さくし、ぬすみ１１ｂの一部を形成するためにブレーキロータのフランジ部２３側の側面に平坦面１１ｅ側に曲面１１ｄを形成し、曲面１１ｄおよび平坦面１１ｅの境界線Ｓにおいて、曲面１１ｄの接線が平坦面１１ｅを通るように曲面１１ｄを形成した。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外方部材と、前記外方部材の内周側に配置される内方部材と、前記外方部材および前記内方部材間を転動する複数の転動体と、前記内方部材のフランジ部に固定されるブレーキロータとを有し、前記フランジ部は、外径方向に延びるとともに円周方向に間隔を空けて複数配置され、前記フランジ部は、外径方向に対し直交する方向に幅を有するとともの幅方向両側にエッジを有し、前記フランジ部の側面と前記ブレーキロータの側面とが密接した状態で前記フランジ部に前記ブレーキロータを固定するようにしたブレーキロータ付き車輪用軸受装置において、
前記ブレーキロータの前記フランジ部側の側面に、前記エッジに対応する位置にぬすみを形成するとともに、前記一対のぬすみ間に前記フランジ部の側面に密接する平坦面を形成し、前記ぬすみの幅は、前記フランジ部の幅よりも小さくし、前記ぬすみの一部を形成するために前記ブレーキロータの前記フランジ部側の側面に前記平坦面側に曲面を形成し、前記曲面および前記平坦面の境界線において、前記曲面の接線が前記平坦面を通るように前記曲面を形成したことを特徴とするブレーキロータ付き車輪用軸受装置。
【請求項２】
前記ぬすみの殆どが前記曲面で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキロータ付き車輪用軸受装置。
【請求項３】
前記ぬすみは、前記エッジに対応する位置に設けた断面凹形状の溝と、前記溝および前記平坦面間の前記曲面とによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載のブレーキロータ付き車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレーキロータ付き車輪用軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車輪用軸受装置は、特許文献１に示すように車輪用軸受装置のフランジ部に、連結ボルトを介してブレーキロータが取付けられている。外径方向に延びるフランジ部が、軽量化のために、円周方向に等間隔に配置され、一対のフランジ部間に肉厚がない。フランジ部は、円周方向におけるある点で接線方向の幅を有し、接線方向の両側にエッジを有する。ブレーキロータのフランジ部側の側面には、一対のフランジ部間にぬすみが設けられている。フランジ部のエッジがブレーキロータに当たらないように、ぬすみは、フランジ部のエッジを超えた位置まで設けられている。これによって、ブレーキをかけたときにブレーキロータからフランジ部に伝わる力が、エッジで荷重集中するのを避けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−５８１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ぬすみを一対のフランジ部間でなく、フランジ部のエッジを超えた位置まで設けているため、ブレーキロータの強度が低い問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、その目的するところは、荷重集中を避けるとともに、ブレーキロータの強度を高めたブレーキロータ付き車輪用軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためのブレーキロータ付き車輪用軸受装置は、外方部材と、前記外方部材の内周側に配置される内方部材と、前記外方部材および前記内方部材間を転動する複数の転動体と、前記内方部材のフランジ部に固定されるブレーキロータとを有し、前記フランジ部は、外径方向に延びるとともに円周方向に間隔を空けて複数配置され、前記フランジ部は、外径方向に対し直交する方向に幅を有するとともの幅方向両側にエッジを有し、前記フランジ部の側面と前記ブレーキロータの側面とが密接した状態で前記フランジ部に前記ブレーキロータを固定するようにしたブレーキロータ付き車輪用軸受装置において、前記ブレーキロータの前記フランジ部側の側面に、前記エッジに対応する位置にぬすみを形成するとともに、前記一対のぬすみ間に前記フランジ部の側面に密接する平坦面を形成し、前記ぬすみの幅は、前記フランジ部の幅よりも小さくし、前記ぬすみの一部を形成するために前記ブレーキロータの前記フランジ部側の側面に前記平坦面側に曲面を形成し、前記曲面および前記平坦面の境界線において、前記曲面の接線が前記平坦面を通るように前記曲面を形成したことを特徴とするものである。
【０００７】
上記構成によれば、ぬすみの幅がフランジ部の幅よりも小さいので、ブレーキロータは十分な強度が得られる。フランジ部の側面およびブレーキロータの側面間にエッジ当たりが存在しないので、荷重集中を避けることができる。
【０００８】
上記課題を解決するためのブレーキロータ付き車輪用軸受装置は、前記ぬすみの殆どが前記曲面で形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
上記構成によれば、前記曲面は曲率の小さいものとなり、ブレーキロータの肉厚が徐々に変化するので、荷重を受け止めやすい。
【００１０】
上記課題を解決するためのブレーキロータ付き車輪用軸受装置は、前記ぬすみが、前記エッジに対応する位置に設けた断面凹形状の溝と、前記溝および前記平坦面間の前記曲面とによって構成されていることを特徴とするものである。
【００１１】
上記構成によれば、前記曲面は曲率の大きいものとなり、ぬすみの幅をより小さくできるので、ブレーキロータはより十分な強度が得られる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ぬすみの幅がフランジ部の幅よりも小さいので、ブレーキロータは十分な強度が得られる。フランジ部の側面およびブレーキロータの側面間にエッジ当たりが存在しないので、荷重集中を避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるブレーキロータ付き車輪用軸受装置のナックルアームへの取付け状態図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態にかかるブレーキロータ付き車輪用軸受装置の図２相当の断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態にかかる図４のＣ−Ｃ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の第１の実施形態を、図１乃至図３にもとづいて説明する。図１は、ブレーキロータ付き車輪用軸受装置のナックルアームへの取付け状態図、図２は、図１のＡ−Ａ線断面図、図３は、図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【００１５】
図１に示すように車輪用軸受装置２０は、取付けボルト６０を介してナックルアーム７５に取付けられている。車輪用軸受装置２０には、ブレーキロータ１０が固定され、また車輪用軸受装置２０には、連結機構５０を介して駆動車輪が取付けられ、さらに車輪用軸受装置２０には、等速ジョイント７０が取付けられている。
【００１６】
ナックルアーム７５は、図略の車両本体に対し鉛直軸線回りに旋回するものであり、図略のサスペンションを介して車両本体を支持している。ナックルアーム７５は、図略の電動パワーステアリング装置によって旋回されるようになっている。
【００１７】
駆動車輪は、鉄製のホイール８０と、ゴム製のタイヤ８１とからなる。ホイール８０の外周にタイヤ８１が取付けられている。ホイール８０に、取付穴８０ａが円周方向に複数形成され、軸方向に貫通している。取付穴８０ａに連結機構５０の連結ボルト５１を挿通させ、連結ボルト５１に連結ナット５５を螺合させることによって、駆動車輪が車輪用軸受装置２０に取付けられる。
【００１８】
連結機構５０は、連結ボルト５１と、連結ボルト５１のねじ部５４に螺合される連結ナット５５とを有する。連結ボルト５１は、外径方向に延びる頭部５２と、セレ−ションが形成されたセレ−ション部５３と、おねじが形成されたねじ部５４とを有する。ねじ部５４は、連結ボルト５１の軸方向の一方に形成され、頭部５２は、連結ボルト５１の軸方向の他方に形成され、セレ−ション部５３は、軸方向において連結ボルト５１の頭部５２側に形成されている。セレ−ション部５３は内方部材２１の被取付穴２３ａに圧入嵌合され、連結ボルト５１は内方部材２１に固定されている。
【００１９】
車輪用軸受装置２０は、ナックルアーム７５に取付けられる外方部材３０と、外方部材３０の内周側に配置される内方部材２１と、外方部材３０および内方部材２１間を転動する玉４０、４１と、複数の玉４０、４１を円周方向に間隔を空けて回転可能に保持する保持器とを有する。複数の玉４０からなる列に配置された保持器と、複数の玉４１からなる列に配置された保持器がそれぞれある。車輪用軸受装置２０は、２列のアンギュラ玉軸受でもある。外方部材３０、内方部材２１、玉４０、４１は、鉄製で、保持器は、樹脂製である。外方部材３０および内方部材２１は、鍛造によって大まかな形状に形成され、切削、研削によって所定に寸法になるように加工される。
【００２０】
外方部材３０は、円筒状の外方用円筒部３１と、外方用円筒部３１の外周より外径方向に延びる外方用フランジ部３２とを有する。軽量化のため、外方用フランジ３２は円周方向に複数形成され、一対の外方用フランジ３２間には肉厚を有しない。ナックルアーム７５の内周に外方用円筒部３１の外周が嵌合され、ナックルアーム７５の一方向の側面に外方用フランジ部３２の他方向の側面が当接している。外方用フランジ部３２が取付けボルト６０を介してナックルアーム７５に取付けられる。
【００２１】
図１乃至図３に示すように内方部材２１は、円筒状の内方用円筒部２２と、内方用円筒部２２の一端外周より外径方向に延びる内方用フランジ部２３と、内方用円筒部２２の一端より軸方向に延びる円筒状の嵌合部２４とを有する。
【００２２】
軽量化のため、内方用フランジ２３は円周方向に複数形成され、一対の内方用フランジ２３間には肉厚を有しない。内方用フランジ２３は内方部材２１の円周方向に幅を有し、厳密に言うと、内方部材２１の円周方向におけるある点の接線方向に幅Ｗａを有する。ある点は、被取付穴２３ａの中心線に該当する。嵌合部２４の外周にブレーキロータ１０の内周が圧入嵌合され、嵌合部２４の外周にホイール８０の内周が遊嵌されている。内方用フランジ部２３には、ホイール８０の取付穴８０ａに対応する位置に被取付穴２３ａが軸方向に貫通して形成されている。被取付穴２３ａに連結ボルト５１のセレ−ション部５３が圧入嵌合されている。内方用フランジ２３のブレーキロータ１０側の側面には、幅方向両側に断面直角形状のエッジ２３ｂを有する。
【００２３】
ブレーキロータ１０は、円盤状の取付部１１と、円筒形状の円筒部１２と、円盤状のフランジ部１３と、円周方向に等間隔に配置されたフィン１５と、円盤状のディスク部１４とからなっている。円筒部１２の一端内周に取付部１１が一体形成され、円筒部１２の他端外周にフランジ部１３が一体形成されている。フランジ部１３およびディスク部１４間にフィン１５が配置され、これらは互いに一体形成されている。取付部１１には、ホイール８０の取付穴８０ａに対応する位置に貫通穴１１ａが軸方向に貫通して形成されている。貫通穴１１ａに連結ボルト５１が挿通されている。取付部１１の内周は、内方部材２１の嵌合部２４の外周に圧入嵌合され、ブレーキロータ１０は内方部材２１に固定されている。
【００２４】
図２および図３に示すように取付部１１の内方用フランジ部２３側の側面には、それぞれの内方用フランジ部２３に対応する位置にクラウニングが施されている。このクラウニングは、取付部１１の円周方向におけるある点の接線方向に施されている。ある点は、それぞれの貫通穴１１ａの中心線に該当する。取付部１１の内方用フランジ部２３側の側面は、クラウニングによってある点の接線方向において中高となり、取付部１１の内方用フランジ部２３側の側面に中高の両側でぬすみ１１ｂが形成されている。取付部１１の内方用フランジ部２３側の側面は、中高の部分で平坦面１１ｅを有し、ぬすみ１１ｂの部分で曲面１１ｄを有する。曲面１１ｄは、平坦面１１ｅおよび曲面１１ｄ間の境界線Ｓから始まり、溝側面１１ｃで終わる。
【００２５】
境界線Ｓから溝側面１１ｃまでの長さが、ぬすみ１１ｂの幅Ｗｂに相当する。ぬすみ１１ｂの幅Ｗｂは、内方用フランジ２３の幅Ｗａより小さい。曲面１１ｄの境界線Ｓにおける接線は、平坦面１１ｅを通るので、曲面１１ｄおよび平坦面１１ｅ間には、エッジが存在しない。曲面１１ｄは、取付部１１の半径方向において、どの位置で前記接線方向に断面しても同一形状を有する。
【００２６】
平坦面１１ｅおよび曲面１１ｄにエッジが存在しない。内方用フランジ２３のエッジ２３ｂはぬすみ１１ｂに対応し、エッジ２３ｂは平坦面１１ｅおよび曲面１１ｄに接触していない。内方用フランジ１２のエッジ２３ｂは、内方用フランジ２３の幅方向において幅方向の両側に位置し、内方部材２３の軸方向において取付部１１側に位置する。
【００２７】
図１に示すように円周方向において一対のフィン１５間で、軸方向においてフランジ部１３およびディスク部１４間には、通気口が形成されている。通気口を介して内周から外周へ空気が流れることによって、フランジ部１３およびディスク部１４間が冷却されるようになっている。
【００２８】
図１乃至図３に示すようにブレーキロータ１０は、鉄製で、鋳造によって大まかな形状に形成され、切削、研削によって所定に寸法になるように加工される。フランジ部１３およびディスク部１４の両側の側面と、平坦面１１ｅは、互いに平行になるように切削、研削によって加工される。曲面１１ｄおよび溝側面１１ｃは、切削によって加工される。
【００２９】
図１に示すようにフランジ部１３およびディスク部１４を挟んで軸方向両側には、図略の一対のブレーキパッドが配置され、ブレーキパッドは図略のシリンダ装置によってフランジ部１３およびディスク部１４に向かって進退するようになっている。ブレーキパッドおよびシリンダ装置からなるキャリパーはナックルアーム７５に取付られている。
【００３０】
等速ジョイント７０は、椀状の椀状部７１と、椀状部７１の一端に一体形成された軸部７２と、軸部７２に螺合される止めナット７３と、椀状部７１の他端に嵌め込まれたブーツ７４とを有する。軸部７２は、内方部材２１の内方用円筒部２２の内周にスプライン嵌合され、軸部７２の回転は、スプラインを介して内方部材２１に伝わるようになっている。軸部７２には止めナット７３が螺合され、内方部材２１は椀状部７１および止めナット７３によって軸方向に挟み込まれている。等速ジョイント７０は、車両本体に対しナックルアーム７５が上下したり、旋回しても、図略のエンジンの回転動力を内方部材２１へ伝える役目を持っている。
【００３１】
次に上述した構成にもとづいてナックルアーム７５に対する車輪用軸受装置２０および駆動車輪の組付け動作を説明する。
【００３２】
外方部材３０と、内方部材２１と、玉４０、４１と、保持器とが一体的に組付けられた車輪用軸受装置２０が用意されている状態から説明する。
【００３３】
内方部材２１の嵌合部２４の外周にブレーキロータ１０の取付部１１の内周を圧入嵌合し、ブレーキロータ１０を内方部材２１に固定する。内方部材２１の被取付穴２３ａに連結ボルト５１のセレ−ション部５３を圧入嵌合し、連結ボルト５１を内方部材２１に固定する。
【００３４】
ナックルアーム７５の内周に外方部材３０の外方用円筒部３１の外周を嵌合し、ナックルアーム７５の一方向の側面に外方用フランジ部３２の他方向の側面を当接させる。取付けボルト６０を介して外方用フランジ部３２とナックルアーム７５を一体化する。なお、内方部材２１の内方用フランジ部２３およびブレーキロータ１０の取付部１１には、取付けボルト６０を挿通できる図略の切欠きが形成されている。
【００３５】
キャリパーをフランジ部１３の外径側からフランジ部１３およびディスク部１４の一部に嵌め込み、キャリパーをナックルアーム７５に取付ける。
【００３６】
内方部材２１の内方用円筒部２２の内周に等速ジョイント７０の軸部７２をスプライン嵌合する。軸部７２に止めナット７３を螺合させ、内方部材２１を椀状部７１および止めナット７３によって軸方向に挟み込む。
【００３７】
ナックルアーム７５に電動パワーステアリング装置の出力側を連結する。
【００３８】
嵌合部２４の外周にホイール８０の内周を遊嵌するとともに、ホイール８０の取付穴８０ａに連結機構５０の連結ボルト５１を挿通させ、連結ボルト５１に連結ナット５５を螺合させる。駆動車輪が車輪用軸受装置２０に取付けられる。
【００３９】
続いて上述した構成にもとづいて全体の動作を説明する。
【００４０】
エンジンの回転動力は、等速ジョイント７０、内方部材２１を介して駆動車輪およびブレーキロータ１０に伝えられる。
【００４１】
駆動車輪およびブレーキロータ１０が回転している状態で、ブレーキをかけると、一対のブレーキパッドでフランジ部１３およびディスク部１４を挟み込む。ブレーキロータ１０の回転を止めようとする力が、駆動車輪および等速ジョイント７０に伝えられる。この結果、取付部１１の平坦面１１ｅおよび内方用フランジ部２３の側面間には、ブレーキロータ１０の回転方向の力およびある軸線回りの回転モーメントが作用する。これらの力を取付部１１の平坦面１１ｅおよび内方用フランジ部２３の側面が互い接触している面全体で受け、エッジ当たりしないので荷重集中を避けることができる。ある軸線とは、ブレーキロータ１０の回転軸線およびキャリパーを結ぶ軸線のことである。
【００４２】
ぬすみの幅Ｗｂが内方用フランジ２３の幅Ｗａよりも小さいので、ブレーキロータは十分な強度が得られる。
【００４３】
本発明の第２の実施形態を、図４および図５にもとづいて説明する。図４は、ブレーキロータ付き車輪用軸受装置の図２相当の断面図、図５は、図４のＣ−Ｃ線断面図である。
である。
【００４４】
第１の実施形態と第２の実施形態の相違点は、取付部１１の内方用フランジ部２３側の側面の形状が異なるのみで、後は同じである。同じであるところは、同一番号を付与して説明を割愛する。
【００４５】
取付部１１の内方用フランジ部２３側の側面には、内方用フランジ部２３の側面に密接する平坦面１１ｎが形成され、内方用フランジ部２３の側面に密接しない平坦面１１ｔが形成されている。また取付部１１の内方用フランジ部２３側の側面には、内方用フランジ部２３の幅方向両側のエッジ２３ｂに対応する位置に断面凹形状の溝が形成されている。さらに取付部１１の内方用フランジ部２３側の側面には、溝および平坦面１１ｎ間で、断面円弧状の曲面１１ｋが形成され、溝を挟んで曲面１１ｋと反対側で、断面円弧状の曲面１１ｈが形成されている。溝の中心を対称軸として、曲面１１ｋおよび曲面１１ｈは、左右対称の断面形状を有している。
【００４６】
平坦面１１ｎおよび曲面１１ｋ間に境界線Ｒが存在し、平坦面１１ｔおよび曲面１１ｈ間に境界線Ｑが存在する。曲面１１ｋ、溝、曲面１１ｈによってぬすみ１１ｇが構成される。境界線Ｒから境界線Ｑまでの長さが、ぬすみ１１ｇの幅Ｗｃである。曲面１１ｋの境界線Ｒにおける接線は、平坦面１１ｅを通るので、曲面１１ｋおよび平坦面１１ｎ間には、エッジが存在しない。曲面１１ｈの境界線Ｑにおける接線は、平坦面１１ｔを通るので、曲面１１ｈおよび平坦面１１ｔ間には、エッジが存在しない。ぬすみ１１ｇの幅Ｗｃは、内方用フランジ２３の幅Ｗａより小さく、第１の実施形態のぬすみ１１ｂの幅Ｗｂよりも小さい。
【００４７】
続いて上述した構成にもとづいて全体の動作を説明する。
【００４８】
エンジンの回転動力は、等速ジョイント７０、内方部材２１を介して駆動車輪およびブレーキロータ１０に伝えられる。
【００４９】
駆動車輪およびブレーキロータ１０が回転している状態で、ブレーキをかけると、一対のブレーキパッドでフランジ部１３およびディスク部１４を挟み込む。ブレーキロータ１０の回転を止めようとする力が、駆動車輪および等速ジョイント７０に伝えられる。この結果、取付部１１の平坦面１１ｎおよび内方用フランジ部２３の側面間には、ブレーキロータ１０の回転方向の力およびある軸線回りの回転モーメントが作用する。これらの力を取付部１１の平坦面１１ｎおよび内方用フランジ部２３の側面が互い接触している面全体で受け、エッジ当たりしないので荷重集中を避けることができる。ある軸線とは、ブレーキロータ１０の回転軸線およびキャリパーを結ぶ軸線のことである。
【００５０】
ぬすみ１１ｇの幅Ｗｃが内方用フランジ２３の幅Ｗａよりも小さく、第１の実施形態のぬすみ１１ｂの幅Ｗｂよりも小さいので、ブレーキロータはより十分な強度が得られる。
【００５１】
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００５２】
上記実施形態では、ブレーキロータ１０として、ディスク状のものを用いた。他の実施形態では、ブレーキロータ１０として、ドラム状のものを用いても良い。すなわち、カップ形状のものを用いても良い。
【００５３】
上記実施形態では、車輪用軸受装置２０の転動体として、玉４０、４１を用いた。他の実施形態では、車輪用軸受装置２０の転動体として、円すいころを用いても良い。
【００５４】
上記実施形態では、ブレーキロータ１０側から取付けボルト６０を外方用フランジ部３２に挿入して外方用フランジ部３２およびナックルアーム７５を一体化した。他の実施形態では、ブレーキロータ１０と反対側から取付けボルト６０をナックルアーム７５に挿入して外方用フランジ部３２およびナックルアーム７５を一体化しても良い。この場合、内方部材２１の内方用フランジ部２３およびブレーキロータ１０の取付部１１には、取付けボルト６０を挿通できる図略の切欠きを形成しなくても良い。
【００５５】
上記実施形態では、ブレーキロータ１０の取付部１１の内周を、内方部材２１の嵌合部２４の外周に圧入嵌合し、ブレーキロータ１０を内方部材２１に固定した例を説明した。他の実施形態では、ブレーキロータ１０の取付部１１の内周を、内方部材２１の嵌合部２４の外周に遊嵌し、ブレーキロータ１０の取付部１１にホイール８０の取付穴８０ａに対応する位置に被取付穴を形成し、内方用フランジ部２３にホイール８０の取付穴８０ａに対応する位置に貫通穴を形成し、貫通穴を介して被取付穴に連結ボルト５１のセレ−ション部５３を圧入嵌合することによって、ブレーキロータ１０を内方部材２１に固定しても良い。
【００５６】
上記実施形態では、ブレーキロータ１０は、鋳造によって大まかな形状に形成し、切削、研削によって所定に寸法になるように加工した。他の実施形態では、ブレーキロータ１０は、鍛造によってディスク部１４を除く大部分を大まかな形状に形成し、大部分にディスク部１４を溶接し、切削、研削によって所定に寸法になるように加工しても良い。
【符号の説明】
【００５７】
１０：ブレーキロータ、１１ｂ：ぬすみ、１１ｄ：曲面、１１ｅ：平坦面、２０：車輪用軸受装置、２１：内方部材、２３：内方用フランジ部（フランジ部）、３０：外方部材、４０：玉（転動体）、４１：玉（転動体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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