(57)【要約】【課題】車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、外輪１の肉厚を増加する事なく、制動時等にキャリパ又はサポートから外輪側取付面１５より外輪側支持フランジ６に加わる入力に対する支持剛性を高められる構造を実現する。【解決手段】車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、上記外輪側支持フランジ６の軸方向両側面のうちで上記キャリパ又はサポートを支持固定する上記外輪側取付面１５の軸方向位置を、両外輪軌道４ａ、４ｂと両内輪軌道１１ａ、１１ｂとの間に配置した玉３、３同士の間とする。更に、両列の玉３、３に関する接触角の方向に一致する１対の仮想直線α、βのうちの少なくとも一方の仮想直線と、上記外輪側取付面１５の一部とを交差させる。これにより、上記課題を解決する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に複列の外輪軌道を、外周面にディスクブレーキを構成するキャリパ又はサポートを支持固定する為の外輪側支持フランジを、それぞれ有し、使用時に懸架装置に結合固定された状態で回転しない外輪と、外周面の軸方向外端部に車輪及びディスクを支持固定する為の回転側支持フランジを、同じく軸方向に関する中間部及び内端部に複列の内輪軌道を、それぞれ有し、使用時に上記車輪及びディスクと共に回転するハブと、これら両内輪軌道と上記両外輪軌道との間に各列毎に複数個ずつ、背面組み合わせ型の接触角を付与された状態で設けられた転動体とを備えた車輪支持用転がり軸受ユニットであって、上記外輪側支持フランジの軸方向両側面のうちで、上記キャリパ又はサポートを支持固定する支持面の軸方向位置を、上記両外輪軌道と上記両内輪軌道との間に配置された上記各転動体の列同士の間とした事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニット。
【請求項２】
両列の転動体に関する接触角の方向に一致する１対の仮想直線のうちの少なくとも一方の仮想直線と、外輪側支持フランジの支持面の一部とが交差する、請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
【請求項３】
両列の転動体に関する接触角の方向に一致する１対の仮想直線とハブの中心軸とにより囲まれる、断面形状が三角形である空間内に、外輪側支持フランジの支持面の一部が存在する、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車の車輪並びにディスクブレーキを構成するディスクを懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、このディスクブレーキを構成するキャリパ又はサポートを支持する車輪支持用転がり軸受ユニットの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪を構成するホイール及びディスクブレーキを構成するディスクは、懸架装置を構成するナックルに対し、車輪支持用転がり軸受ユニットにより回転自在に支持する。一方、上記ディスクブレーキを構成するキャリパ又はサポートは、上記ナックルに支持固定するのが一般的である。これに対して、近年、自動車への組み付け性や取り扱い性を向上させる観点より、上記キャリパ又はサポートを、車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する静止側部材に支持固定する事が考えられている。例えば特許文献１には、車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する静止側部材である外輪の外周面に、上記キャリパ又はサポートを支持固定する為のフランジを設けた構造が記載されている。
【０００３】
図４〜５は、上記特許文献１に記載された公知の構造とは異なるが、本発明者が先に考えた、静止側部材の外周面に上記キャリパ又はサポートを支持固定する為のフランジを設けた車輪支持用転がり軸受ユニットの１例を示している。この車輪支持用転がり軸受ユニットは、静止側部材である外輪１と、回転側部材であるハブ２と、それぞれが転動体である複数個の玉３、３とを備える。このうちの外輪１は、内周面に複列の外輪軌道４ａ、４ｂを有する。又、外周面の内端（軸方向に関して「内」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側を言い、図１〜図５の右側。反対に、車両の幅方向外側となる、図１〜図５の左側を、軸方向に関して「外」と言う。本明細書及び特許請求の範囲の全体で同じ。）寄り部分に、上記ナックル（図示せず）に結合固定する為の結合フランジ５を、同じく中間部（この結合フランジ５の軸方向外側に隣接する部分）の円周方向一部に、上記キャリパ又はサポート（図示せず）を支持固定する為の外輪側支持フランジ６を、それぞれ有する。
【０００４】
又、上記ハブ２は、ハブ本体７と、このハブ本体７の内端部に外嵌固定した内輪８とから成る。この様なハブ２は、外周面の外端寄り部分に上記ホイール及びディスク９を支持固定する為の回転側支持フランジ１０を、同じく中間部乃至内端部に複列の内輪軌道１１ａ、１１ｂを、それぞれ有する。尚、このうちの回転側支持フランジ１０及び外側の内輪軌道１１ａは、上記ハブ本体７の外周面に、内側の内輪軌道１１ｂは上記内輪８の外周面に、それぞれ形成している。又、上記回転側支持フランジ１０の円周方向複数個所には、それぞれ当該個所を軸方向に貫通する圧入孔１２を設けると共に、これら各圧入孔１２、１２の内側にそれぞれスタッド１３を圧入固定している。又、上記各玉３、３は、上記各外輪軌道４ａ、４ｂと上記各内輪軌道１１ａ、１１ｂとの間にそれぞれ複数個ずつ、転動自在に設けている。尚、図示の例では、転動体として上記各玉３、３を使用しているが、重量が嵩む自動車用の転がり軸受ユニットの場合には、転動体として円すいころを使用する場合もある。
【０００５】
上述の様に構成する車輪支持用転がり軸受ユニットを自動車に組み付ける場合には、前記結合フランジ５の内側面を前記ナックルの側面に接触させた状態で、この結合フランジ５をこのナックルに結合固定する。又、上記回転側支持フランジ１０の外側面である回転側取付面１４に、上記ディスク９の片側面内径寄り部分を接触させた状態で、上記回転側支持フランジ１０にこのディスク９及び上記ホイールを、上記複数のスタッド１３とナット（図示せず）とにより支持固定する。又、上記ディスクブレーキがフローティングキャリパ型である場合には、キャリパを支持するサポートを、上記ディスクブレーキが対向ピストン型である場合にはキャリパを、上記外輪側支持フランジ６の外側面である外輪側取付面１５に接触させた状態で取り付ける。そして、上記ディスク９と上記キャリパとを組み合わせる事により、上記ディスクブレーキを構成する。制動時には、上記ディスク９を挟んで設けた、上記サポート又は上記キャリパに組み付けた１対のパッドを、このディスク９の両側面に押し付ける。尚、図示の車輪支持用転がり軸受ユニットは従動輪（ＦＦ車の後輪、ＦＲ車の前輪）用であるが、駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車の後輪、４ＷＤ車の全車輪）用の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、前記ハブ２の中心部にスプライン孔を設ける。そして、自動車への組み付け時に、このスプライン孔に等速ジョイントのスプライン軸（駆動軸）をスプライン係合させる。
【０００６】
ところで、上述した様な外輪側支持フランジ６を有し、上記ディスク９と組み合わされた状態で使用される車輪支持用転がり軸受ユニットを製造する場合に従来は、上記外輪側取付面１５の仕上加工と上記回転側取付面１４の仕上加工とを、それぞれ別個独立に（直接的な関連性を持たせる事なく）行なっていた。上記外輪側取付面１５の仕上加工と、上記ディスク９の径方向外半部の両側面であって互いに平行な１対の制動用摩擦面１６、１６との仕上加工に就いても同様である。ところが、この様に外輪側取付面１５の仕上加工と、上記回転側取付面１４或いは上記両制動用摩擦面１６、１６の仕上加工とをそれぞれ別個独立に行なうと、これら各面１４、１５、１６の面精度（例えば、平面度や中心軸に対する直角度）を十分に確保できても、完成後にこれら各面１４、１５、１６同士の相対精度（例えば平行度）を十分に確保できなくなる可能性がある。
【０００７】
例えば、上記回転側取付面１４と外輪側取付面１５との平行度、或いは、この外輪側取付面１５と上記両制動用摩擦面１６、１６との平行度が十分に確保されていない場合には、これら両制動用摩擦面１６、１６と、上記外輪側取付面１５に取り付けたサポート又はキャリパとの、互いの位置関係を良好に（所望通りに）できなくなる。この結果、上記両制動用摩擦面１６、１６と前記１対のパッドとの接触状態が不均一になる。そして、この不均一の度合いが大きくなると、制動時に、ジャダーと呼ばれる、異音を伴った振動が発生し易くなる。そこで、この様なジャダーの発生を抑えられる様にすべく、上記回転側取付面１４と外輪側取付面１５との平行度、延いては、この外輪側取付面１５と上記両制動用摩擦面１６、１６との平行度を十分に確保する為の製造方法が、特願２００６―２２９９９２に開示されている。この先発明に係る製造方法を実施する場合には、上記外輪側取付面１５を備えた前記外輪１に対し、上記回転側取付面１４を備えた前記ハブ２を回転させる。そして、上記外輪側取付面１５を基準面として、この回転側取付面１４、或いはこの回転側取付面１４に結合固定したディスクの両制動用摩擦面１６、１６に、旋削等の仕上加工を施す事により、上記ジャダーの発生に繋がる様な、外輪側取付面１５に対する、回転側取付面１４或は両制動用摩擦面１６、１６の振れを抑える。尚、上記製造方法は本発明の要旨と直接の関係は無い為（本発明の要旨は車輪支持用転がり軸受ユニットの構造である為）、上記製造方法に関する図示等の詳しい説明は省略する。
【０００８】
上記の様な製造方法で製造された車輪支持用転がり軸受ユニットは、上記外輪側取付面１５と上記両制動用摩擦面１６、１６との平行度を十分に確保でき、これら両制動用摩擦面１６、１６と、上記外輪側取付面１５に取り付けたサポート又はキャリパとの、互いの位置関係を良好にできる為、ブレーキジャダーの発生防止に対して有利である。但し、上述の様な先発明の製造方法を実施したとしても、ブレーキジャダーの発生をより効果的に防止する為には、キャリパ又はサポートの支持剛性を高め、走行時の振動に拘らず、前記回転側支持フランジ１０に対する、前記外輪側支持フランジ６の振れを抑える必要がある。この様な目的で上記支持剛性を高める為に、単に前記外輪１の肉厚を大きくすると、この外輪１を含む車輪支持用転がり軸受ユニットの重量が徒に嵩んでしまう。上記外輪１の肉厚の増大は、上記先発明を実施する場合に、上記外輪側取付面１５に関する支持剛性を確保する面からも生じる。何れにしても、上記車輪支持用転がり軸受ユニットは、懸架装置を構成するばねよりも路面側に設けられる、所謂ばね下荷重である為、乗り心地や走行安定性を中心とする走行性能を向上させる為には、少しでも軽量化する事が望まれる部品である。これらを考慮すると、上記構造の車輪支持用転がり軸受ユニットには、改良の余地がある。
【０００９】
【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】
【００１０】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、制動時のジャダーの発生をより効果的に抑えられる様にすべく、ディスクを取り付ける回転側支持フランジの回転側取付面と、キャリパ又はサポートを支持固定する支持面である外輪側取付面とを備えた車輪支持用転がり軸受ユニットに関して、外輪の肉厚を増す事なく、上記キャリパ又はサポートの支持剛性を高め、上記回転側支持フランジと上記外輪側支持フランジとの相対的振れを低減できる構造を実現すべく発明したものである。
又、本発明は、前述した先発明に係る製造方法を実施する際の、機械加工力に対しての剛性を高くできる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の対象となる車輪支持用転がり軸受ユニットは、外輪と、ハブと、複数個の転動体とを備える。このうちの外輪は、内周面に複列の外輪軌道を、外周面にディスクブレーキを構成するキャリパ又はサポートを支持固定する為の外輪側支持フランジを、それぞれ有し、使用時に懸架装置に結合固定された状態で回転しない。又、上記ハブは、外周面の軸方向外端部に車輪及びディスクを支持固定する為の回転側支持フランジを、同じく軸方向に関する中間部及び内端部に複列の内輪軌道を、それぞれ有し、使用時に上記車輪及びディスクと共に回転する。更に、上記各転動体は、上記両内輪軌道と上記両外輪軌道との間に各列毎に複数個ずつ、背面組み合わせ型の接触角を付与された状態で設けられている。
【００１２】
特に、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットに於いては、上記外輪側支持フランジの軸方向両側面のうちで上記キャリパ又はサポートを支持固定する支持面である、外輪側取付面の軸方向位置を、上記両外輪軌道と上記両内輪軌道との間に配置された上記各転動体の列同士の間（列間）としている。
上述の様な本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットを実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、上記両列の転動体に関する接触角の方向に一致する１対の仮想直線のうちの少なくとも一方の仮想直線と、上記外輪側取付面の一部とを交差させる。
或は、請求項３に記載した様に、上記両列の転動体に関する接触角の方向に一致する１対の仮想直線と上記ハブの中心軸とにより囲まれる、断面形状が三角形である空間内に、上記外輪側取付面の一部を存在させる。
【発明の効果】
【００１３】
上述の様に構成する本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットによれば、外輪側支持フランジの軸方向両側面のうちでキャリパ又はサポートを支持固定する支持面である、外輪側取付面の軸方向位置を、両外輪軌道と両内輪軌道との間に配置した各転動体の列同士の間とする事で、制動時にキャリパ又はサポートから上記外輪側取付面から外輪側支持フランジに加わる入力を、てこの原理に従って分配し、両列の転動体でバランス良く支える事ができる。この為、外輪の肉厚を増す事なく、キャリパ又はサポートの支持剛性を高める事ができる。更に、車輪及びディスクを支持固定する為の回転側支持フランジの回転側取付面或いはこのディスクに設けた１対の制動用摩擦面と、上記外輪側取付面との平行度を十分に確保する為の仕上加工を施す際に、この外輪側取付面の剛性を確保できる。この為、前述した先発明の製造方法を実施する事で、上記回転側支持フランジに対する、上記外輪側支持フランジの振れを十分に低減できる。これらにより、軽量化と高剛性化との両立を図れる。そして、上記外輪の軽量化は車輪支持用転がり軸受ユニットの軽量化に繋がる為、懸架装置を構成するばねよりも路面側に存在する、所謂ばね下荷重の増加を抑え、乗り心地や走行安定性の向上を図れる。
【００１４】
［実施の形態の第１例］
図１〜２は、請求項１〜２に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、図示しないキャリパ又はサポートを支持固定する為の外輪側支持フランジ６の軸方向両側面のうちで、このキャリパ又はサポートを支持固定する支持面である、外輪側取付面１５の軸方向位置を工夫した点にある。対象となる車輪支持用転がり軸受ユニットの基本構造等、その他の部分の構造及び作用は、前述の図４〜５に示した車輪支持用転がり軸受ユニットの場合と同様である。この為、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
【００１５】
本例の場合には、上記外輪側取付面１５の軸方向位置を、外輪１の内周面に設けた１対の外輪軌道４ａ、４ｂと、ハブ２の外周面に設けた１対の内輪軌道１１ａ、１１ｂとの間に複列に配置した、玉３、３（の中心）同士の間位置（列間）としている。更に、これら両列の玉３、３に関する接触角の方向に一致する１対の仮想直線α（軸方向外側列）、β（軸方向内側列）のうちの少なくとも一方の仮想直線と、上記外輪側取付面１５の一部とを交差させている。図１は、上記軸方向外側列の仮想直線αと、この外輪側取付面１５の一部とが交差する場合に就いて示している。これに対して図２は、上記軸方向内側列の仮想直線βと、上記外輪側取付面１５の一部とが交差する場合に就いて示している。
【００１６】
上記外輪側取付面１５の軸方向位置を、上述の様に規制する事で、制動時に上記キャリパ又はサポートから上記外輪側取付面１５から外輪側支持フランジ６に加わる入力を、てこの原理に従って分配し、両列の玉３、３でバランス良く支える事ができる。この為、制動時にも、上記外輪側取付面１５と、ディスク９( 図４参照) を取り付ける回転側取付面１４、或いはこのディスク９に設けた１対の制動用摩擦面１６、１６( 図４参照) との平行度を良好に保って、ジャダーの発生を抑えられる。又、これら回転側取付面１４又は制動用摩擦面１６、１６と、上記キャリパ又はサポートを取り付ける上記外輪側取付面１５との、平行度を確保する為の仕上加工時に、バイト等の切削工具の押し付けに伴って加えられる荷重に拘らず、上記外輪側取付面１５の変位を抑えて、この平行度を良好にできる。何れの作用・効果も、前記外輪１の肉厚を増す事なく、上記キャリパ又はサポートを支持する為の外輪側支持フランジ６の剛性を高め、車輪及び上記ディスク９を支持固定する為の前記回転側支持フランジ１０に対する、この外輪側支持フランジ６の振れの減少を図る事で得られる。この為、軽量化と高剛性化との両立が図れる。そして、上記外輪１の軽量化は車輪支持用転がり軸受ユニットの軽量化に繋がる為、懸架装置を構成するばねよりも路面側に存在する、所謂ばね下荷重の増加を抑え、乗り心地や走行安定性の向上も図れる。
【００１７】
本例の場合、上記キャリパ又はサポートを支持固定する支持面である、外輪側取付面を、上記外輪側支持フランジ６の軸方向外側面としているが、この外輪側取付面の位置は車輪支持用転がり軸受ユニットの大きさ、上記キャリパ又はサポートの大きさ、ディスク９の大きさ等に応じて設計的に定めるものである。そして、上記外輪側支持フランジ６の軸方向内側面を外輪側取付面とする場合にも、本例の構造とする事で同様の効果を得る事ができる。
［実施の形態の第２例］
【００１８】
図３は、総ての請求項に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、両列の玉３、３に関する接触角の方向に一致する１対の仮想直線α（軸方向外側列）、β（軸方向内側列）と、ハブ２の中心軸とにより囲まれる断面形状が三角形である空間内に、外輪側取付面１５の一部が存在する様に、各部の寸法及び形状を規制している。その他の部分の構成及び作用に就いては、上述した実施の形態の第１例と同様であるから、重複する説明は省略する。
尚、本例の構造を実施する場合に、最も好ましくは、上記外輪側取付面１５の軸方向位置を、上記両仮想直線α、βの交点とする。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２】同別例を示す断面図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す断面図。
【図４】本発明の対象となる車輪支持用転がり軸受ユニットを示す断面図。
【図５】同じく、一部を省略して示す斜視図。
【符号の説明】
【００２０】
１  外輪
２  ハブ
３  玉
４ａ、４ｂ  外輪軌道
５  結合フランジ
６  外輪側支持フランジ
７  ハブ本体
８  内輪
９  ディスク
１０  回転側支持フランジ
１１ａ、１１ｂ  内輪軌道
１２    圧入孔
１３    スタッド
１４    回転側取付面
１５    外輪側取付面
１６    制動用摩擦面
【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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