(57)【要約】【課題】外輪のフランジにディスクブレーキのキャリパが取り付けられている制動部材付きハブユニット軸受において、ディスクブレーキで発生した熱がフランジを介して外輪の軌道面に伝達することを防止し、キャリパと接触するフランジの腐食も防止することで、信頼性を向上させる。【解決手段】アルミニウム合金製のキャリパ６１のフランジ３１と接触する面６１ａに、放射率０．５０以上の熱放射被膜を形成する。外輪３のフランジ３１はＳＵＪ２製で、キャリパ６１との接触面３１ｂが、アルミニウム合金よりも電気的に卑な状態に表面処理されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリパとロータを備えたディスクブレーキと、車軸を内嵌するハブと、ハブに外嵌されるかハブと一体に形成された内輪と、フランジを備えた外輪と、転動体と、ハブに一体化されたフランジと、を有し、前記外輪のフランジにキャリパが取り付けられ、前記ハブに一体化されたフランジにロータが取り付けられている制動部材付きハブユニット軸受であって、
キャリパはアルミニウム合金製であり、外輪のフランジとの接触面に、放射率が０．５０以上の熱放射被膜が形成され、
外輪のフランジは鉄鋼材料からなり、キャリパとの接触面がアルミニウム合金よりも電気的に卑な状態に表面処理されていることを特徴とする制動部材付きハブユニット軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、キャリパとロータを備えたディスクブレーキと、車軸を内嵌するハブと、ハブに外嵌されるかハブと一体に形成された内輪と、フランジを備えた外輪と、転動体と、ハブに一体化されたフランジと、を有し、前記外輪のフランジにキャリパが取り付けられ、前記ハブに一体化されたフランジにロータが取り付けられている制動部材付きハブユニット軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハブユニット軸受は、自動車の車輪を車体側部材である懸架装置に対して回転自在に支持するものであり、車軸を内嵌するハブと、ハブに外嵌されるかハブと一体に形成された内輪と、フランジを備えた外輪と、転動体と、を備えている。
近年、ディスクブレーキを構成するロータを、ハブユニット軸受のハブに一体化されたフランジに取り付けて、キャリパを外輪に一体化されたフランジに取り付けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載された構造において、ハブユニット軸受は、図３に示すように、フランジ１１を有するハブ１と、ハブ１に外嵌された二つの内輪２と、フランジ３１と二列の外輪軌道３２を有する外輪３と、二列の保持器４と、転動体５と、からなる。
そして、ハブユニット軸受の外輪３のフランジ３１にディスクブレーキ６のキャリパ６１が、ハブ１のフランジ１１にディスクブレーキ６のロータ６２が取り付けられている。外輪３のフランジ３１には、アクスルケース７がボルトＢ１で、キャリパ６１がボルトＢ２でそれぞれ固定されている。なお、フランジ３１の周方向に等間隔で四カ所、径方向外側に突出させた部分が形成され、これらの突出部分に、キャリパ６１を取り付けるボルト穴が形成されている。
【０００４】
また、フランジ１１に固定されたスタッドボルトＢ３をカバー部８１の穴に通して、ナットＮを螺合することにより、ホイール８がロータ６２とハブユニット軸受のフランジ１１に取り付けられている。
このような構造とすることで、ハブユニット軸受とディスクブレーキ６のキャリパ６１およびロータ６２を、一体化された取り扱い易い状態とした後に、アクスルケース７に固定することができるため、この部分の組立作業が従来より簡単になる。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００３／０１６５２８０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のようなハブユニット軸受とディスクブレーキが一体化された構造（制動部材付きハブユニット軸受）では、制動時等にディスクブレーキに発生した熱が、キャリパ６１が接触するフランジ３１を介して、外輪３の軌道面３２に伝達される恐れがある。これに伴って、軸受内部の温度が上昇すると、外輪軌道面３２の硬さが低下して早期破損を生じる可能性もでてくるため、熱の伝達を抑える必要がある。
【０００６】
また、キャリパをアルミニウム合金製とすることで軽量化が可能であり、放熱性も高くなるが、鉄鋼材料からなるフランジと組み合わせると、異種金属接触となるため、腐食がフランジ側に生じ易くなる。
本発明の課題は、外輪のフランジにディスクブレーキのキャリパが取り付けられている制動部材付きハブユニット軸受において、ディスクブレーキで発生した熱がフランジを介して外輪の軌道面に伝達することを防止し、キャリパと接触するフランジの腐食も防止することで、信頼性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、キャリパとロータを備えたディスクブレーキと、車軸を内嵌するハブと、ハブに外嵌されるかハブと一体に形成された内輪と、フランジを備えた外輪と、転動体と、ハブに一体化されたフランジと、を有し、前記外輪のフランジにキャリパが取り付けられ、前記ハブに一体化されたフランジにロータが取り付けられている制動部材付きハブユニット軸受であって、キャリパはアルミニウム合金製であり、外輪のフランジとの接触面に、放射率が０．５０以上の熱放射被膜が形成され、外輪のフランジは鉄鋼材料からなり、キャリパとの接触面がアルミニウム合金よりも電気的に卑な状態に表面処理されていることを特徴とする制動部材付きハブユニット軸受を提供する。
【０００８】
放射率が０．５０以上の熱放射被膜（以下、「高熱放射被膜」という）は、遠赤外線放射体からなる被膜であり、波長領域３〜３０μｍでの分光放射率が高い。
表面に高熱放射被膜が形成されたキャリパは、キャリパを作製した後、表面に高熱放射被膜材をスプレー法又は浸漬法により塗布することにより得られる。
高熱放射被膜材としては、ＭｎＯ2 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣｕＯ、ＣｏＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ2 等の粒子（熱放射性粒子）が有機高分子材料に分散されている液状物を例示することができる。
【０００９】
放射率は、物体からの放射発散度（或いは放射輝度）と、その物体と同じ温度にある黒体の放射発散度（或いは放射輝度）との比として定義される。したがって、黒体の放射率は「１」であるが、通常の物体では「１」と「０」の間の値となる。ここでは、赤外線分光光度計を用い、試料と黒体との分光放射強度をそれぞれ実測し、黒体の放射強度で試料の放射強度を修正した上で、黒体の理論放射強度に対する試料の放射強度との比を算出し、この比を試料の放射率としている。
【００１０】
外輪のフランジのキャリパとの接触面に対して施す「アルミニウム合金よりも電気的に卑な状態に表面処理」としては、電気メッキ法による亜鉛メッキや亜鉛ニッケル合金メッキ等が挙げられるが、水素脆性の観点から、電気メッキ時に発生する水素が極めて少ない亜鉛ニッケル合金メッキを採用することが好ましい。
本発明の制動部材付きハブユニット軸受によれば、キャリパの外輪のフランジとの接触面に、放射率が０．５０以上の熱放射被膜が形成されているため、このような被膜がない場合と比較して、ディスクブレーキで発生した熱が、フランジを介して外輪の軌道面に伝達することが抑制される。
【００１１】
また、アルミニウム合金製からなるキャリパは、鉄鋼材料からなるキャリパよりも熱伝導率が高いために熱放射効果が高いが、鉄鋼材料からなるフランジとの間で異種金属接触となるため、これに伴う腐食がフランジ側に生じ易くなる。これに対して、本発明の制動部材付きハブユニット軸受では、鉄鋼材料からなるフランジのキャリパとの接触面が、アルミニウム合金よりも電気的に卑な状態に表面処理されているため、この接触面に腐食が生じ難い。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、外輪のフランジにディスクブレーキのキャリパが取り付けられている制動部材付きハブユニット軸受において、ディスクブレーキで発生した熱がフランジを介して外輪の軌道面に伝達することが防止され、キャリパと接触するフランジの腐食も防止されるため、信頼性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の一実施形態を図１を用いて説明する。
この実施形態の制動部材付きハブユニット軸受は、ハブ１の外周面に一方の内輪軌道２１が形成されている点で前述の図３と異なるが、これ以外の点は図３と同じである。
そのため、図１では、フランジ１１に固定されたロータ６２と、後からフランジ３１に固定されるアスクルケース７を、それぞれ二点鎖線で示し、キャリパ６１はフランジ３１との接触部のみを示している。また、フランジ３１に形成された、アスクルケース７との接続用ボルトが螺合される雌ねじ３１ａが見えている。
【００１４】
もう一方の内輪軌道２１を有する内輪２は、ハブ１の先端側に設けた凹部１２に加締め固定されている。
外輪３とフランジ３１は、Ｓ５３Ｃ（鉄鋼材料）からなる素材を加工して一体に形成されて、高周波焼入れが施されている。そして、フランジ３１のキャリパ６１と接触する側の面３１ｂに、電気メッキ法により亜鉛ニッケル合金層を施し、その上にクロム酸化物層を形成し、さらにその上に絶縁性トップコートを形成している。また、キャリパ６１のフランジ３１と接触する面６１ａに、高熱放射被膜（放射率０．５０以上の熱放射被膜）が形成されている。
【００１５】
この実施形態の制動部材付きハブユニット軸受によれば、アルミニウム合金製のキャリパ６１のフランジ３１との接触面６１ａに高熱放射被膜が形成されていないものと比較して、ディスクブレーキ６で発生した熱が、フランジ３１を介して外輪３の軌道面３２に伝達することが抑制される。また、フランジ３１がＳ５３Ｃからなりキャリパ６１との接触面３１ｂに亜鉛ニッケル合金層を施していないものと比較して、フランジ３１のキャリパ６１との接触面３１ｂに腐食が生じ難い。したがって、この実施形態の制動部材付きハブユニット軸受は、従来のものより信頼性が高いものとなる。
【実施例】
【００１６】
図２に示すように、図１のキャリパ６１に代え、板状のキャリパ試験片９をボルトＢ２でフランジ３１に固定したハブユニット軸受を用いて、本発明の効果を確認する試験を行った。
フランジ３１が一体化された外輪３として、Ｓ５３Ｃからなり、フランジ３１のキャリパ６１との接触面３１ｂに、亜鉛ニッケル合金層、クロム酸化物層、絶縁性トップコートを、この順に形成したものを用意した。
【００１７】
キャリパ試験片９としては、アルミニウム合金からなり、フランジ３１と接触する側の面９１に、放射率が０．７０、０．５０である熱放射被膜を形成したもの、放射率が０．１５である銅メッキを施したもの、被膜を形成しないものと、鋳鉄からなり熱放射被膜を形成しないものを用意した。
そして、キャリパ試験片９の先端部をヒータにて２００°Ｃに加熱しながら、次の条件により内輪回転で回転試験を行った。
【００１８】
＜試験条件＞  
ラジアル荷重：６５００Ｎ
アキシアル荷重：３９００Ｎ
回転速度：１０００ｍｉｎ-1
なお、熱放射被膜は、Ａｌ2 Ｏ3 とＳｉＯ2 との粉末、ポリエステル樹脂、溶剤（酸化ブチル、キシレン）、イソシアネート化合物の混合比を変えた塗料を乾燥塗膜１０〜５０μｍとなるように塗布した後に、乾燥することで形成した。
【００１９】
クロム酸化物層は、３価のクロム酸化物層を化成処理で形成した。
絶縁性トップコートは、絶縁抵抗が１０4 〜１０6 Ωである樹脂系の成分からなるコーティング剤を塗布した後に、乾燥するという方法で形成した。
軸受に焼きつきが発生して回転が停止した時点を寿命とし、比較例１の寿命を「１」とした相対値を算出した。また、試験開始から終了まで連続して外輪の温度を測定し、温度が安定した時点での温度を調べ、比較例１の外輪温度を「１」とした比を算出した。
各サンプルの構成とこれらの試験結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
2008157409.tif 000003
【００２１】
この結果から、アルミニウム合金製のキャリパ試験片９に放射率０．５０以上の熱放射被膜が形成され、フランジ３１のキャリパ試験片９との接触面に亜鉛ニッケル合金層、クロム酸化物層、絶縁性トップコートが形成された実施例１〜４では、フランジ３１のキャリパ試験片９との接触面に腐食も生じず、外輪温度が低く抑えられ、寿命も比較例１の１．５倍以上であった。放射率０．１５の銅メッキが施された比較例２では、外輪温度は被膜無しの比較例１とさほど変わらなかった。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に相当する制動部材付きハブユニット軸受の、ハブユニット軸受の部分を示す図である。
【図２】実施例で使用した試験用ハブユニット軸受を示す図である。
【図３】特許文献１に記載された制動部材付きハブユニット軸受を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  ハブ
１１  ハブのフランジ
１２  凹部
２  内輪
２１  内輪軌道
３  外輪
３１  外輪のフランジ
３１ａ  フランジの雌ねじ
３１ｂ  フランジのキャリパとの接触面
３２  外輪軌道
４  保持器
５  転動体
６  ディスクブレーキ
６１  キャリパ
６１ａ  キャリパのフランジとの接触面
６２  ロータ
７  アクスルケース
８  ホイール
８１  カバー部
９  キャリパ試験片
９１  キャリパ試験片のフランジと接触する側の面
Ｂ１  ボルト
Ｂ２  ボルト
Ｂ３  スタッドボルト
Ｎ  ナット
【図１】
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【図２】
2008157409.tif 000005
【図３】
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