(57)【要約】【課題】制動時における制振効果の高い車両用コーナ部組立体を提供する。【解決手段】ホイールハブ（１２）及びロータ（２０）を有する車両用のコーナ組立体（１０）であって、ロータ（２０）は、制動中、ホイールハブ（１２）に対して軸方向に自由に並進でき、その結果、摩擦パッド（５０，５０′）とロータ（２０）の係合の際に生じた振動がホイールハブ（１２）により静止支持体（１４）中にはもたらされず、車両内の人によって感知もされないようになっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプライン式連結部（２２）を介してホイールハブ（１２）に連結されたロータ（２０）を有する、車両用のコーナ部組立体（１０）であって、前記ロータ（２０）は、制動中、前記ホイールハブ（１２）に対して自由に軸方向に移動することができ、その結果、前記ロータ（２０）と摩擦パッド（４０，４２）との係合で生じる振動が、前記ホイールハブ（１２）を介して静止支持体（１４）にはもたらされず、車内の乗員によって感知されない、コーナ部組立体（１０）。
【請求項２】
前記スプライン式連結部（２２）は、第１の複数の軸方向スロット（６４，６４′…６４N）を有し、前記軸方向スロットは、対応する第１の複数個の歯（６６，６６′…６６N）を構成するように前記ホイールハブ（１２）のフランジ（６０）に設けられた外側周面（６２）に配置され、
前記第１の複数の歯（６６，６６′…６６N）の各歯は、第１の半径方向フェース（７２）に隣接して設けられた肩（７０）と、前記フランジ（６０）の第２の半径方向フェース（７８）まで延びる入口表面（７６）の交差部（７４）との間に設けられた実質的に平らな表面（６８）を有し、
前記ロータ（２０）は、前記ロータ（２０）の軸方向開口部の内側周面（８４）に設けられた第２の複数の軸方向スロット（９０，９０′…９０N）を有し、前記ロータ（２０）の前記内側周面（８４）に第２の複数の歯（９６，９６′…９６N）を構成し、前記第２の複数の歯（９６，９６′…９６N）の各歯は、前記内側周面（８４）に設けられた第３の半径方向フェース（９２）から前記ロータ（２０）の第４の半径方向フェース（９４）まで延びる実質的に平らな表面（９８）を有し、前記第２の複数の歯（９６，９６′…９６N）は、前記第１の複数の歯（６６，６６′…６６N）の前記平らな表面（６８）に設けられることにより、前記第１の複数の歯（６６，６６′…６６N）と噛み合い、
前記ロータ（２０）の前記第３の半径方向フェース（９２）が前記第１の複数の歯（６６，６６′…６６N）の前記肩（７０）に係合し、
前記第４の半径方向フェース（９４）は、前記第４の半径方向フェース（９４）とボルト（２８，２８′…２８N）により前記フランジ（６０）に固定されたリム（２４）との間に半径方向ギャップ（ｇ）が形成されるように、前記入口表面（７６）の前記交差部（７４）と整合され、
前記ギャップ（ｇ）により、前記ロータ（２０）が前記振動に応答して軸方向に並進でき、かかる振動は、前記ホイールハブ（１２）を介して前記静止支持体にもたらされない、
請求項１記載のコーナ部組立体（１０）。
【請求項３】
振動に対応した前記ロータ（２０）の並進の結果として生じる騒音を吸収するように前記肩（７０）と前記ロータ（２０）との間に設けられた第１のインシュレータ（７３）を更に有する、請求項２記載のコーナ部組立体（１０）。
【請求項４】
振動に対応した前記ロータ（２０）の並進の結果として生じる騒音を吸収するように前記ロータ（２０）と前記リム（２４）の間に設けられた第２のインシュレータ（９１）を更に有する、請求項３記載のコーナ部組立体（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホイールハブ及びロータを有する、車両用のコーナ部組立体（corner assembly）に関し、このロータは、制動中、ホイールハブに対して軸方向に自由に並進して、摩擦パッドとロータとの係合で生じる振動のホイールハブへの伝達を減少させ、振動が静止部材に伝わり、その結果ブレーキペダル又はステアリングシステムを介してオペレータに伝達されることがないようにする。
【背景技術】
【０００２】
現在製造されている車両では、ディスクブレーキを車両の４つのコーナ部全てに設置してロータが車両に設けられた対応するホイールによって回転するようにすることは、珍しいことではない。ホイールは、軸受け内に保持されたハブに取り付けられ、軸受けは、車両のフレームに固定された支持部材に固定されている。制動は、キャリパ部材内に保持された第１及び第２の摩擦パッドを動かしてこれらをロータの反対側の第１の表面と第２の表面に係合させることにより行なわれる。かかるディスクブレーキシステムでは、第１の摩擦パッド、第２の摩擦パッド及びロータは、ロータの回転中、互いに垂直関係に維持される。制動中、もしこの垂直関係が変更された場合、第１及び第２の摩擦パッドとロータとの係合により、振動が生じる場合があり、かかる振動は、ブレーキペダルに加わるサージング作用としてオペレータによって検知される。
【０００３】
コーナ部組立体のホイールハブとブレーキコンポーネントとの間の垂直関係を保とうとして、米国特許第５，８４２，３８８号明細書は、ロータ及びホイールハブを共役関係で機械加工する方法を開示している。この方法では、ロータをホイールハブ上に配置し、ボルトによりホイールのリムをホイールハブに固定することによりホイールハブにクランプする。この方法により、新車の製造の際に設置されると、オリジナル装備として適当な仕方で機能するコーナ部組立体が得られるが、かかる所望の関係を達成するのに必要な時間、労力及び製造公差により、相当大きなコストがコーナ部組立体の製造に別途加わる場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コーナ部組立体の製造の際、特に、機械加工の際の費用を減少させようとして、スプライン式連結部を介してロータをホイールベアリングのフランジに連結できる構造が米国特許第６，１４５，６３２号明細書に開示された。このコーナ部組立体では、ホイールのリムは、フランジに取り付けられ、ロータは、リムとフランジとの間にクランプされてロータがキャリパ内の摩擦部材に対して整列するようになっている。このスプライン式連結部はホイールハブ及びロータに関して必要な機械加工を減少させることができるが、これによっては、制動中に摩擦パッドとロータとの係合により生じる振動がホイールハブの固定支持体に伝達され、最終的にブレーキペダルに加わるサージング作用又は運動としてオペレータによって感知されるという成り行きは変わらない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
車両用のコーナ部組立体に関する本発明により得られる利点は、ロータが制動中、ホイールハブ上で軸方向に自由に浮動できるようにすることにより摩擦パッドとロータとの係合の際に生じる振動を減衰できることにあり、したがって、ホイールハブにより支持部材にもたらされる振動の伝達が本質的に無くなり、その結果、ブレーキペダルは、かかる振動の効果の徴候が無いままである。
【０００６】
コーナ部組立体は、ホイールベアリングを介して静止部材に、スプライン式連結部を介してロータに、そしてボルトを介してホイール用のリムに連結されたホイールハブを有することを特徴としており、ボルトは、ホイールハブに設けられたフランジを貫通している。ロータは、ブレーキのキャリパ内に保持された第１の摩擦部材と第２の摩擦部材との間に整列し、したがって、入力を作動ピストンに供給すると、作動力が第１及び第２の摩擦部材を動かしてこれらをロータに係合させ、それにより制動中におけるロータの回転を妨げるようになっている。作動力は、反力の抵抗を受け、キャリパを介して静止部材に伝達されるが、第１及び第２の摩擦部材とロータとの係合に起因して生じる振動は、本発明のスプライン式連結部の結果として静止部材には伝達されない。スプライン式連結部は、ホイールハブに設けられたフランジの外側周面に設けられている第１の複数個の軸方向スロットを有し、これら第１の複数の軸方向スロットは、ロータの内側周面に設けられた対応の第２の複数個の軸方向スロットと噛み合っていて、ロータがホイールハブ上で軸方向に浮動することができ、したがって制動中、かかる振動を静止部材に伝達しないで、ロータが自由に軸方向に動くことができるようになっている。ホイールハブの第１の複数個のスロットは、ホイールハブの外側周面に設けられた対応の第１の複数個の歯を構成し、各歯は、第１の半径方向フェースに設けられた肩と、ホイールハブのフランジに設けられた第２の半径方向フェースまで延びる入口表面の交差部との間に設けられた実質的に平らな表面を有することを特徴とする。第２の複数個の軸方向スロットは、ロータの軸方向開口部の内側周面に設けられて第２の複数個の歯を構成し、各歯は、ロータの内側周面に設けられた第３の半径方向フェースから第４の半径方向フェースまで延びる実質的に平らな表面を有することを特徴とする。第２の複数個の歯は、第１の複数個の歯、かくして、第１の複数個の歯の平らな表面と噛み合って、ロータの第３の半径方向フェースが第１の複数個の歯の肩に係合し、第４の半径方向フェースが入口表面の交差部と整列し、その結果、第４の半径方向フェースと、ボルトによりフランジの第２の半径方向フェースに固定された車両のホイールのリムとの間に半径方向ギャップが作られるようになっている。このギャップにより、ロータは、振動に応答して独立して軸方向に並進することができ、その結果、振動は、オペレータに伝達され又はオペレータによって感知されるような仕方でホイールハブによって静止部材に伝達されることはない。
【０００７】
本発明の利点は、ロータが制動中、ホイールハブ上で自由に軸方向に動くことができ、摩擦部材とロータとの係合により生じた振動が静止支持体には伝達されず、しかもオペレータに伝達されず、又はオペレータによっては感知されないようになっている車両用コーナ部組立体を提供することにある。
【０００８】
本発明の別の利点は、キャリパ内に保持されたロータと摩擦部材の整列関係に関して、ホイールハブの機械加工を実質的に減少させると共に（或いは）無くした状態でコーナ部組立体を製造できることにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、ホイールベアリング１８により静止部材１４に、スプライン式連結部２２を介してロータ２２に、そして複数本のボルト又は取付けスタッド２８，２８′…２８Nを介してホイール用のリム２４（図４参照）に連結されたホイールハブ１２を含む、自動車用のコーナ部組立体１０の一部を示しており、複数本のボルト又は取付けスタッドは、ホイールハブ１２に設けられたフランジ６０を貫通している。
【００１０】
コーナ部組立体１０の静止部材１４は、米国特許第６，８２９，８２５号明細書に記載されている形式のステアリング（操舵）組立体用のナックルであるのがよく、ディスクブレーキ用のキャリパは、図４に示すようにロータ２０と整列している。キャリパ３０は、静止部材１４上に保持されたハウジング３２を有し、ピストン３８によってチャンバ３４がボア３６内に形成されている。第１の摩擦部材４０が、ピストン３８に取り付けられていて、ロータ２０の第１のフェース２０ａと整列し、第２の摩擦部材４２が、アーム３３によってロータ２０の第２のフェース２０ｂと整列している。チャンバ３４に供給される加圧流体に応答して、ピストン３８は、第１の摩擦部材４０をフェース２０ａに向かって動かし、その間、ハウジング３２が拡張して第２の摩擦部材４２をフェース２０ｂに向かって引っ張る。第１の摩擦部材４０及び第２の摩擦部材４２とフェース２０ａ，２０ｂのそれぞれの係合の際、ロータ２０の回転が妨げられて制動が行なわれる。第１の摩擦部材４０及び第２の摩擦部材４２がロータ２０に係合すると、振動が生じる場合がある。というのは、ロータの表面２０ａ，２０ｂが、長期間にわたる使用期間後においては不均一な摩耗に起因して互いに平行な整列関係になっていない場合があるからである。一体形の連結方式におけるロータ２０の振動は、軸方向応力をホイールハブ１２及びベアリング１８にもたらすが、本発明では、かかる応力は減衰される。というのは、ロータ２０が、スプライン式連結部２２によって軸方向に自由に浮動することができ、その結果、より滑らかな制動が可能になる。
【００１１】
ホイールハブ１２は、円筒形本体５０を有し、この円筒形本体は、第１の端部５２及び第２の端部５４を備えると共にこれら端部を貫通して延びていて、アクスル５８を受け入れるボア５６及び周面６２に設けられたフランジ６０を有している（図１及び図４参照）。周面６２のフランジ６０は、第１の複数個の軸方向スロット６４，６４′…６４N（図３参照）によって構成され、それによりこれに対応した第１の複数個の突起又は歯６６，６６′…６６Nを形成しており、この場合、各突起又は歯６６は、第１の半径方向フェース７２から延びる肩７０とフランジ６０の第２の半径方向フェース７８まで延びる入口面７６の交差部７４との間に設けられている。複数本のボルト又は取付けスタッド２８，２８′…２８Nは、フランジ６０を貫通していて、ホイールハブ１２がナット５９によってアクスル５８に取り付けられると、複数本のボルト又は取付けスタッド２８，２８′…２８Nがアクスル５８の軸線の半径方向円弧内に位置した状態で第１の端部５２がアクスル５８に設けられた肩５７にしっかりと当接して保持されるようになっている。
【００１２】
ベアリング１８は、複数個のローラ１１８，１１８′…１１８Nを有すると共にホイールハブ１２の周面６２上に保持された内レース１７を有している。ベアリング１８の内レース１７は、リップ６１を内レース１７に巻き付け又は変形させてこれに取り付けることにより周面６２上に保持されている。外レース１９が、ボルト２１（１本しか示さず）によって静止部材１４に固定されていて、ホイールハブ１２及びアクスル５８が静止部材１４に対して自由に回転できるようになっている。
【００１３】
ロータ２０は、本質的にディスク（図１、図２及び図４参照）であり、円筒形本体８２によって内側周面８４からオフセットした外側周面８０を備えている。外側周面８０は、複数個のスペーサ２４，２４′…２４Nにより互いに分離される第１のフェース２０ａと第２のフェース２０ｂの限度を構成している。スペーサ２０ｃ，２０ｃ′…２０Nは、空気が内面８６と外側周面８０との間で流れるようにするための流路を構成するような仕方で配置されていて、これらスペーサは、制動中、ロータ２０を冷却するのを助ける。内側周面８４は、第２の複数個の軸方向スロット９０，９０′…９０Nを備えた中央開口部によって画定され、これら軸方向スロットは、第１の半径方向フェース９２から第２の半径方向フェース９４まで延びてこれに対応した第２の複数個の突起又は歯９６，９６′…９６Nを形成しており、各突起又は歯９６は、半径方向フェース９２から半径方向フェース９４まで延びる実質的に平らな表面９８を有している。
【００１４】
組立方法
取付けスタッド２８，２８′…２８Nをホイールハブ１２のフランジ６０に設けられている対応関係をなす開口部２９（１つしか示さず）内に配置し、図４に示すキーパ３１（１つしか示さず）によってこれら開口部内に保持する。しかる後、ホイールベアリング１８を周面６２上に配置し、ホイールハブ１２の端部６１を変形させて内レース１７を周面６２の肩１５に当接保持する。ホイールハブ１２をアクスル５８上に配置し、ナット５９をアクスル５８に取り付け、しかる後外レース１９を図１、図２及び図４に示すような仕方でボルト２１により静止部材１４に取り付ける。ホイールハブ１２は、複数個の軸方向スロット６４，６４′…６４N（図３参照）を備えた周囲フランジ６０を備えた円筒形本体によって構成され、これら複数個の軸方向スロットは、これに対応した第１の複数個の歯６６，６６′…６６Nを構成する。第１の複数個の歯６６，６６′…６６Nの各歯６６は、第１半径方向フェース７２から延びる肩７０と、フランジ６０に設けられた第２の半径方向フェース７８から延びる入口表面７６の交差部７４との間に位置した実質的に平らな表面６８を有している。ホイールハブ１２を静止部材１４にいったん取り付けると、ロータ２０が源から得られる。ロータ２０は、第２の複数個の軸方向スロット９０，９０′…９０Nが設けられた中央開口部を備える内側周面８４を有することを特徴とし、これら軸方向スロットは、第１の半径方向フェース９２から第２の半径方向フェース９４まで延びて対応した第２の複数個の歯９６，９６′…９６Nを構成している。第２の複数個の歯９６，９６′…９６Nの各歯９６は、第１の半径方向フェース９２と第２の半径方向フェース９４との間に延びる実質的に平らな表面９８を有している。第１の複数個の歯９６，９６′…９６Nが第２の複数の歯９６，９６′…９６Nと噛み合い、各歯９６の半径方向フェース９４が、各歯６６の肩７０に隣接して位置し、半径方向フェースが当初、各入口表面７６と平らな表面７２の交差部７４に沿って半径方向平面内に位置してホイールハブ１２とロータ２０との間にスプライン式連結部を構成するようロータ２０をフランジ６０上に配置する。次に、キャリパ３０を第１の摩擦部材４０及び第２の摩擦部材４２が図４に示すようにロータ２０と整列状態に配置した状態で固定部材１４に取り付けるのがよい。しかる後、ホイールのリム２４を取付けスタッド２８，２８′…２８Nに整列させ、ナット１２８（１つしか示さず）をこれに取り付けてフェース１３０を図４、図５及び図６に示すようにフランジ６０に係合させ、それによりホイールをホイールハブ１２に固定して半径方向フェース９２とリム２４との間にギャップ“ｇ”が作られ、その結果ロータ２０が肩７０のフェース７１とリム２４のフェース１３０との間で自由に浮動できるようにする。
【００１５】
動作モード
オペレータがブレーキを効かせようと望んだ場合、加圧流体をチャンバ３６に供給し、この加圧流体はピストン３８に作用して第１の摩擦部材４０をロータのフェース２０ａに向かって動かしてこれをこのフェース２０ａに係合させると共にハウジング３２に作用して第２の摩擦部材４０をロータ２０のフェース２０ａに向かって動かしてこれをかかるフェース２０ｂに係合させる。キャリパ３０が静止部材１４に固定されているので、第１の摩擦部材４０及び第２の摩擦部材４２とロータ２０の係合により、ロータ２０の回転が妨げられて制動が行なわれる。第１の摩擦部材４０及び第２の摩擦部材４２とロータ２０の係合状態では、振動が生じる場合がある。振動力及び第１の摩擦部材４０及び第２の摩擦部材４２を動かすよう作用するチャンバ３６内の加圧流体により生じる作動力に対向する抵抗力は、ロータ２０に伝達される。しかしながら、ロータ２０の内側周面８４がギャップ“ｇ”により限定された量だけフランジ６０の平らな表面７８上を軸方向に自由に並進できるので、その結果、振動力は、振動がオペレータにより検出されるホイールハブ１２中には伝えられない。
【００１６】
ギャップ“ｇ”の適当な寸法は、本発明により得られる利点を達成するためには０．００ｍｍ〜２０．０ｍｍであるという当初の見積りが定められている。制動後、ロータ２０の半径方向フェース９４は、フェース７１にもはや係合しそうになく、その結果、ギャップ“ｇ”の一部は、フェース７１と半径方向フェース９４との間に位置する空間にシフトされて図６に示すような第２のギャップ“ｇ′”を定める。というのは、ロータ２０は、フェース７１と、フランジ６０の半径方向フェース７８と整列した半径方向平面との間のどこかに心出しされているからである。もしロータ２０がスプライン式連結部上を並進しているときに振動力により騒音が生じた場合、第１のインシュレータワッシャ７３をフェース７１に隣接して配置し、第２のインシュレータワッシャ９１をロータの半径方向フェース９２に隣接して配置してスプライン式連結部２２の軸線に沿う自由並進を妨害する騒音を吸収するのがよい。
【００１７】
スプライン式連結部２２は、ホイールフランジ６０に設けられた第１の複数の歯６６，６６′…６６Nがロータ２０に設けられた第２の複数の歯９６，９６′…９６Nと噛み合う構成として示されているが、かかる連結部をキー−スロット構成又は抵抗力を支持部材１４に伝達できるが、自由軸方向並進運動は妨害される他の表面形態で構成してもよいことが想定されている。
さらに、或る特定の動作条件下においては、ホイールハブ１２のフランジ６０を肌焼して平らな表面７８上に生じる場合のある摩耗を減少させると共に（或いは）或る形式の酸化保護手段を施すことが望ましい場合のあることが判明した。というのは、ロータ２０が制動中軸方向に自由に並進して本発明に従って固定部材１４への振動の伝達を減少させることができることが重要だからである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明を含む自動車用のコーナ部組立体の一部の断面斜視図である。
【図２】図１のホイールハブ及びロータの分解組立図である。
【図３】図２の符号３で示す取り囲み領域の拡大図である。
【図４】図１のコーナ部組立体の断面図であり、ホイール用のリムがホイールハブに取り付けられている状態を示す図である。
【図５】図４の符号５で示されている取り囲み領域の拡大図である。
【図６】制動後における符号５で示す取り囲み領域の拡大図である。
【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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【図６】
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