(57)【要約】【課題】ブレーキジャダーの発生を防止すべく、ハブフランジのブレーキロータ取付面の振れ精度を、長期に亘って高精度に維持させることが可能な軸受ユニットを提供する。【解決手段】車体構成部材に取り付けられる静止輪２と、車輪構成部材４０及び制動部材４２が取り付けられてこれらとともに回転する回転輪４と、静止輪及び回転輪間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体１８とを備え、回転輪には、前記車輪構成部材及び制動部材を固定するためのハブフランジ１２ｆが周方向に沿って連続して設けられており、当該ハブフランジに対し、当該車輪構成部材及び制動部材を位置決めするための複数の貫通孔１２ｈが形成された軸受ユニット１０であって、ハブフランジには、制動部材を位置決め固定するために当該制動部材を当接させる取付面１２ｇに対し、前記制動部材との間の摩擦を低減させる複数の凹凸状の歯形部６０が形成されている。【選択図】図１
2008114770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体構成部材に取り付けられる静止輪と、車輪構成部材及び制動部材が取り付けられてこれらとともに回転する回転輪と、当該静止輪及び回転輪にそれぞれ形成されて相互に対向する複列の軌道面間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体とを備え、回転輪には、前記車輪構成部材及び制動部材を固定するためのハブフランジが周方向に沿って連続して設けられており、当該ハブフランジに対し、当該車輪構成部材及び制動部材を位置決めするための複数の貫通孔が形成された軸受ユニットであって、
ハブフランジには、制動部材を位置決め固定するために当該制動部材を当接させる取付面が設けられており、当該取付面には、前記制動部材との間の摩擦を低減させる複数の凹凸状の歯形部が形成されていることを特徴とする軸受ユニット。
【請求項２】
前記ハブフランジの取付面の歯形部は、前記貫通孔を避けて、且つ、ハブフランジの回転中心部近傍から周縁部へ向かって放射状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の軸受ユニット。
【請求項３】
制動部材には、前記ハブフランジの取付面に対する対向面に対し、当該取付面に形成された歯形部と噛合する複数の歯形部が形成されており、当該取付面に形成された歯形部と前記対向面に形成された歯形部とは、ハブフランジ及び制動部材の回転中心に対して所定の位相でのみ、相互に噛合可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受ユニット。
【請求項４】
制動部材には、前記ハブフランジの取付面に対する対向面に対し、当該取付面に形成された歯形部と所定の隙間を空けて対向する複数の歯形部が形成されており、当該取付面に形成された歯形部と、前記対向面に形成された歯形部との間の少なくとも一部には、これらの歯形部の形成方向へ沿って延出したピン部材が介在されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の軸受ユニット。
【請求項５】
回転輪には、車輪構成部材及び制動部材を位置決めするためのパイロット部が設けられており、前記パイロット部は、当該パイロット部以外の回転輪の本体部とは別体構造を成しており、前記本体部に組み付けられることで当該本体部と一体を成して回転輪を構成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軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車輪を車体に対して回転自在に軸支する軸受ユニットに関し、特に、ブレーキジャダーの発生を有効に防止することが可能な軸受ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車が高性能化され、それに伴って各種の自動車部品に対する性能アップの要求がなされている。このため、例えば、制動部材(ブレーキ)もその性能を向上させる必要があり、一例として、前輪を中心として制動力に優れたディスクブレーキが搭載されるケースが増えている。
かかるディスクブレーキは、優れた制動力を有する一方で、車輪とともに回転するブレーキロータに対し、ブレーキパッドを挟み付けて摺接させることで制動を行うため、その制動時にブレーキジャダーと呼ばれる振動騒音現象が発生する場合がある。特に、時速６０〜１００ｋｍの速度域においてブレーキを作動させた場合、ブレーキジャダーが発生し易い。
そして、自動車の乗り心地を向上させるための各種の技術革新が進み、自動車の静粛性が高まった(低騒音化や低振動化などが進んだ)結果、ブレーキジャダーにより生ずる騒音や振動がたとえ極僅かであっても、これらが乗り心地に与える影響は相対的に大きくなっており、かかるブレーキジャダーを有効に防止することが、乗り心地を向上させる上で非常に重要となっている。
【０００３】
このようなブレーキジャダーは、その明確な発生メカニズムが未だ完全には解明されていないが、その要因の一つとして、ブレーキロータのブレーキパッドに対する摺接面(以下、ブレーキロータ面という)の振れ精度の劣化が挙げられており、当該ブレーキロータ面の振れ精度を向上させるとともに、当該振れ精度を長期に亘って維持させることが、ブレーキジャダー防止への有効な対策となることが次第に判明してきた。
【０００４】
ただし、このブレーキロータ面の振れ精度には、それ自体の振れ精度が直接的に影響するだけでなく、例えば、当該ブレーキロータが取り付けられる車体側部材(例えば、車輪支持用軸受ユニットにおけるハブに設けられたハブフランジなど)の取付面(以下、ブレーキロータ取付面という)の振れ精度、当該軸受ユニットの転動体転動面の滑面精度、及び当該軸受ユニットの組立精度などが間接複合的に影響を与えている。
【０００５】
そこで、従来から、かかるブレーキロータ面の振れ精度を向上させるべく、アクスルＡｓｓｙ(アセンブリ)を組み立てた後、そのブレーキロータ面に対して二次加工を施すなどの対策が行われている。
しかしながら、アクスルアセンブリは複雑な形状を成しているため、当該アクスルアセンブリの組立後、そのブレーキロータ面に対して二次加工を施す場合、当該二次加工専用の特別な装置が必要となってしまう。このため、かかる二次加工を行うためには、時間とコストが余計に生じてしまう。
【０００６】
また、ブレーキロータと車輪とは、同一のハブボルトでハブのハブフランジに対して組み付けられているため、例えば、車輪を交換や点検する際、交換及び点検対象の車輪のみならず、ブレーキロータも締結が解かれて緩んだ状態となる。この結果、交換後及び点検後の車輪を組み付ける際、ブレーキロータが上記車輪交換前及び点検前の状態から位相ずれを起こした場合、ハブフランジのブレーキロータ取付面の振れ精度が悪化してしまう場合がある。
【０００７】
上述したように、ブレーキロータ面の振れ精度には、ハブフランジのブレーキロータ取付面の振れ精度が間接的に影響を与えるため、ブレーキロータ面の振れ精度を維持向上させるには、当該ブレーキロータ面自体の振れ精度の維持向上を図るのみならず、ブレーキロータ取付面の振れ精度に対しても、その精度を向上させるとともに、当該精度を長期に亘って維持させる必要がある。例えば、ブレーキロータとハブフランジとをランダムに取り付けた場合、具体的には、ハブフランジのブレーキロータ取付面に対するブレーキロータ再取付の前後で、当該ブレーキロータ及びハブフランジ相互に位相差が生じた場合であっても、所定のブレーキロータ取付面の振れ精度を長期に亘って維持させるための各種の対策が行われている。
【０００８】
例えば、特許文献１には、ハブフランジが設けられたハブ及び軸受が一体的に構成された車輪支持用軸受ユニット(以下、単に軸受ユニットという)において、完成体の軸受ユニットのハブフランジを二次加工(切削加工)し、そのブレーキロータ取付面の振れ精度を向上させた軸受ユニットの構成が、一例として開示されている。
このように、完成体の軸受ユニットのハブフランジを二次加工(切削加工)することで、そのブレーキロータ取付面の振れ精度を向上させることができ、結果として、ブレーキロータ面の振れ精度が向上されることにより、ブレーキジャダーの発生を防止している。
【特許文献１】特開２００３−１５４８０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述した特許文献１に開示された方策によれば、切削加工後におけるブレーキロータ取付面の振れ精度、すなわち、当該ブレーキロータ取付面の初期振れ精度(初期品質)を所定の精度に設定し、軸受ユニットのハブフランジを構成することができる。
図５には、かかる軸受ユニットの構成例が一例として示されており、当該軸受ユニット３０は、車体(懸架装置のナックル(図示しない))に固定される静止輪２と、車輪(ディスクホイール４０)に固定されて当該ディスクホイール４０とともに回転する回転輪４とを備えている。また、かかる軸受ユニット３０には、複数の転動体(玉)１８が、静止輪２及び回転輪４にそれぞれ形成された相互に対向する複列(２列)の軌道面間へ転動可能に組み込まれている。この場合、転動体(玉)１８は、環状を成す保持器２０に形成されたポケット内に１つずつ回転自在に保持された状態で、軌道面間を転動している。
【００１０】
また、回転輪４には、略円筒形を成すハブ１２と、当該ハブ１２に外嵌される内輪構成体１６とが設けられており、当該ハブ１２は、ブレーキのブレーキロータ４２を介して車輪のディスクホイール４０に固定され、当該ディスクホイール４０とともに回転するように構成されている。なお、かかるハブ１２には、その軸方向(図２の左右方向)の一方側(車輪側(同図の左側))に、ブレーキロータ４２及びディスクホイール４０を固定(外嵌)するためのハブフランジ１２ｆが周方向に沿って連続して突設されている。
【００１１】
この場合、ハブフランジ１２ｆは、静止輪２を越えて外方(ハブ１２の径方向外側)に向かって延出しており、その延出縁付近には、周方向に沿って複数の貫通孔(ボルト孔)１２ｈが設けられている。また、ブレーキロータ４２及びディスクホイール４０にも、それぞれ当該ボルト孔１２ｈと連通可能な貫通孔40h,42hが周方向に沿って複数個(一例として、ボルト孔１２ｈと同数個)設けられている。そして、ハブボルト１４をボルト孔１２ｈから前記貫通孔40h,42hへ挿通し、ハブナット２２で締結(供締め)することにより、ブレーキロータ４２及びディスクホイール４０をハブフランジ１２ｆに対して位置決めして固定することができる。
【００１２】
このように、ハブフランジ１２ｆとディスクホイール４０との間にブレーキロータ４２を介在させて、これらを相互に締結固定することで、ハブフランジ１２ｆ及びディスクホイール４０対し、ブレーキロータ４２から制動力が作用(入力)され、一方で、ブレーキロータ４２に対しては、ハブフランジ１２ｆ及びディスクホイール４０から、駆動力(トルク)、車重、路面反力及び制動力に対する反力(制動反力)などが伝達・作用される。
【００１３】
ここで、一般的に、ハブ１２、及びそのハブフランジ１２ｆは鋼製であるのに対し、ブレーキロータ４２は鋳鉄製又は鋳鋼製である場合が多く、当該鋼製のハブフランジ１２ｆのブレーキロータ取付面１２ｇと当該鋳鉄製又は鋳鋼製のブレーキロータ４２の当該ブレーキロータ取付面１２ｇに対する対向面(以下、ハブフランジ対向面という)４２ｇとが、所定の硬度差を有して締結により密着されることになる。
【００１４】
このため、例えば、ハブフランジ１２ｆ及びディスクホイール４０対して制動力が作用(入力)される際、並びに、ブレーキロータ４２に対して駆動力(トルク)、車重、路面反力及び制動反力などが伝達・作用される際には、ブレーキロータ取付面１２ｇとハブフランジ対向面４２ｇとが極僅かではあっても摩擦されることになる。そして、かかる制動力の入力や、駆動力(トルク)、車重、路面反力及び制動反力などの伝達・作用が繰り返される度に、ブレーキロータ取付面１２ｇとハブフランジ対向面４２ｇとが相対的に滑り合い、この相対滑りによる摩擦を何度も繰り返す。この結果、ブレーキロータ取付面１２ｇ及びハブフランジ対向面４２ｇに対してフレッチング摩耗が発生してしまう場合がある。
【００１５】
したがって、上述した特許文献１に開示された軸受ユニットのように、ブレーキロータ取付面の初期振れ精度(初期品質)を所定の精度に設定し、当該軸受ユニットのハブフランジを構成したとしても、かかるブレーキロータ取付面の振れ精度を、初期品質の状態で長期に亘って維持することができず、当該ブレーキロータ取付面の振れ精度が次第に悪化してしまう。このため、別途のコストをかけて、完成体の軸受ユニットのハブフランジを二次加工(切削加工)し、そのブレーキロータ取付面の初期振れ精度を向上させたとしても、その効果を長期に亘って維持することができず、結果的に、当該コストだけが余計に発生する事態となってしまう。
【００１６】
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、ブレーキジャダーの発生を防止すべく、ハブフランジのブレーキロータ取付面の振れ精度を、長期に亘って高精度に維持させることが可能な軸受ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
このような目的を達成するために、本発明に係る軸受ユニットは、車体構成部材に取り付けられる静止輪と、車輪構成部材及び制動部材が取り付けられてこれらとともに回転する回転輪と、当該静止輪及び回転輪にそれぞれ形成されて相互に対向する複列の軌道面間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体とを備えている。また、回転輪には、前記車輪構成部材及び制動部材を固定するためのハブフランジが周方向に沿って連続して設けられており、当該ハブフランジに対し、当該車輪構成部材及び制動部材を位置決めするための複数の貫通孔が形成されている。かかる軸受ユニットにおいて、ハブフランジには、制動部材を位置決め固定するために当該制動部材を当接させる取付面が設けられており、当該取付面には、前記制動部材との間の摩擦を低減させる複数の凹凸状の歯形部が形成されている。
【００１８】
一例として、前記ハブフランジの取付面の歯形部は、前記貫通孔を避けて、且つ、ハブフランジの回転中心部近傍から周縁部へ向かって放射状に形成されている。
なお、制動部材には、前記ハブフランジの取付面に対する対向面に対し、当該取付面に形成された歯形部と噛合する複数の歯形部を形成してもよい。この場合、前記ハブフランジの取付面に形成された歯形部と前記制動部材の対向面に形成された歯形部とは、ハブフランジ及び制動部材の回転中心に対して所定の位相でのみ、噛合可能に構成することが好ましい。
また、制動部材には、前記ハブフランジの取付面に対する対向面に対し、当該取付面に形成された歯形部と所定の隙間を空けて対向する複数の歯形部を形成してもよい。この場合、前記ハブフランジの取付面に形成された歯形部と、前記制動部材の対向面に形成された歯形部との間の少なくとも一部には、これらの歯形部の形成方向へ沿って延出したピン部材を介在させればよい。
【００１９】
さらに、回転輪には、車輪構成部材及び制動部材を位置決めするためのパイロット部が設けられており、前記パイロット部を当該パイロット部以外の回転輪の本体部とは別体構造とし、前記本体部に組み付けることで当該本体部と一体を成して回転輪を構成してもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の軸受ユニットによれば、ハブフランジのブレーキロータ取付面を、ブレーキロータのハブフランジ対向面との間の接触面圧を高めて相対滑りによる摩擦を発生させない構造とすることで、当該ブレーキロータ取付面の振れ精度を長期に亘って高精度に維持させることができる。この結果、ブレーキロータ面の振れ精度が長期に亘って高精度に維持され、ブレーキジャダーの発生を有効に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の軸受ユニットについて、添付図面を参照して説明する。なお、本発明に係る軸受ユニットは、例えば、自動車や鉄道車両など、各種の車両の車輪を回転自在に支持する軸受ユニット(車輪支持ユニット)として適用することができるが、ここでは、自動車の車輪を支持する軸受ユニットを一例として想定する。この場合、かかる軸受ユニットは、自動車の従動輪(ＦＲ(前置エンジン後輪駆動)車及びＲＲ(後置エンジン後輪駆動)車の前輪、ＦＦ(前置エンジン前輪駆動)車の後輪)、並びに駆動輪(ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪及び４ＷＤ(四輪駆動)車の全輪)のいずれをも支持する軸受ユニットとして適用することができる。このため、ここでは、自動車の駆動輪を支持する軸受ユニットを一例として想定し、以下、その構成について説明する。
また、本発明に係る軸受ユニットの基本的構成は、上述した従来の軸受ユニット３０(図５)と同様である場合を想定し、これと同一若しくは類似の構成部材については、同一符号を用いて、その説明を省略若しくは簡略化する。
【００２２】
図１(ａ)〜(ｃ)には、本発明の第１実施形態に係る軸受ユニット１０が示されており、車体構成部材(懸架装置のナックル(図示しない))に取り付けられる静止輪２と、車輪構成部材(車輪のディスクホイール４０)及び制動部材(ブレーキのブレーキロータ４２)が取り付けられてこれらとともに回転する回転輪４とが備えられている。すなわち、この場合、軸受ユニット１０は、外輪側が静止輪２として構成されているとともに、内輪側が回転輪４として構成されており、回転輪４である内輪が静止輪２である外輪４に対して回転する構造となっている。
【００２３】
図１(ｃ)に示す構成において、静止輪２には、その外方(径を拡大する方向)に向かって突出した固定フランジ２ｆが一体成形されており、当該固定フランジ２ｆを貫通する固定孔２ｈに固定用ボルト(図示しない)を挿入し、これを車体側に締結することで、静止輪２を図示しない懸架装置(サスペンション)のナックルに固定することができる。
【００２４】
一方、図１(ｃ)に示す構成においては、軸受ユニット１０が自動車の駆動輪を支持する軸受ユニットとして構成されているため、回転輪４は、図示しない等速ジョイントのスプライン軸を挿通するための貫通孔(スプライン孔１２ｔ)を中心部に有する略円筒状のハブ１２と、当該ハブ１２に外嵌される内輪構成体１６とで構成されている。この場合、スプライン孔１２ｔは、前記等速ジョイントのスプライン軸の大きさ(直径)に応じて任意の大きさ(直径)に設定し、ハブ１２の中心部に対して形成すればよい。
【００２５】
なお、かかるハブ１２には、その軸方向(図１(ｃ)の左右方向)の一方側(車輪側(同図の左側))にディスクホイール４０及びブレーキロータ４２を固定するためのハブフランジ１２ｆが周方向に沿って連続して突設されている。
この場合、ハブフランジ１２ｆは、静止輪２を越えて外方(ハブ１２の径方向外側)に向かって延出しており、その延出縁付近には、ディスクホイール４０及びブレーキロータ４２を周方向へ位置決めするために、当該周方向に沿って複数の貫通孔(ボルト孔)１２ｈが設けられている。また、ディスクホイール４０及びブレーキロータ４２にも、それぞれ当該ボルト孔１２ｈと連通可能な貫通孔40h,42hが周方向に沿って複数個(一例として、ボルト孔１２ｈと同数個)設けられている。
【００２６】
そして、ハブボルト１４をボルト孔１２ｈから当該貫通孔40h,42hへ挿通し、ハブナット(図示しない)で締結することにより、ディスクホイール４０及びブレーキロータ４２をハブフランジ１２ｆに対して位置決めして固定することができる。なお、図１(ｃ)に示す構成において、ハブフランジ１２ｆには、ディスクホイール４０及びブレーキロータ４２を径方向へ位置決めするために、中心部近傍から軸方向の一方側(車輪側(同図の左側))へ延出するパイロット部１２ｐが設けられている。
【００２７】
また、かかる軸受ユニット１０は、その回転輪４(ハブ１２及び内輪構成体１６)が、車輪駆動軸構成部材(等速ジョイントのスプライン軸(図示しない))に外嵌された状態で、当該スプライン軸の延出方向(図１(ｃ)の左右方向)の一方側(同図の左側)から締結部材(ＣＶＪナット(図示しない))により前記スプライン軸に対して固定されている。
【００２８】
この場合、回転輪４を構成するハブ１２のパイロット部１２ｐには、スプライン孔１２ｔの軸方向(図１(ｃ)の左右方向)の一方側(同図の左側)の端部に、周方向に沿って連続する平坦面状を成すＣＶＪナット座面１２ｃが設けられている。そして、ＣＶＪナット(図示しない)をスプライン軸の延出方向(図１(ｃ)の左右方向)の一方側(同図の左側)から当該ＣＶＪナット座面１２ｃに当接させて締め付けることで、回転輪４を前記スプライン軸に対して位置決め固定することができる。この際、回転輪４は、内輪構成体１６が等速ジョイント(図示しない)とハブ１２の段部１２ｓとの間で挟み込まれた状態で位置決め固定される。
【００２９】
このように、回転輪４(ハブ１２及び内輪構成体１６)をスプライン軸(図示しない)に対して位置決め固定することで、軸受ユニット１０(具体的には、転動体(玉)１８)に所定の予圧が付与されている。
【００３０】
なお、例えば、内輪構成体１６をハブ１２の段部１２ｓまで外嵌した後、ハブ１２の軸方向の一方側(車体内側(図１(ｃ)の右側))の端部を加締める、具体的には、すりこぎ状に加締めていく揺動加締めを行うことによって当該内輪構成体１６をハブ１２と一体化させることで、回転輪４を構成してもよい。この場合、内輪構成体１６は、揺動加締めによって形成された加締め部(図示しない)とハブの段部１２ｓとの間に挟み込まれた状態でハブ１２に対して固定される。また、かかる揺動加締めを行う際、ハブ１２は、段部１２ｓまで外嵌された内輪構成体１６よりも車体内側(図１(ｃ)の右側)へ円筒状に延出した円筒部(揺動加締め後に、加締め部となる部分)を予め設けて構成しておく。
このような固定法によれば、内輪構成体１６をハブ１２に対して揺動加締めすると同時に、軸受ユニット１０(具体的には、転動体(玉)１８)に対して所定の予圧を付与することができる。
【００３１】
かかる軸受ユニット１０には、複数の転動体(玉)１８が、静止輪２及び回転輪４にそれぞれ形成された相互に対向する複列(２列)の軌道面間へ転動可能に組み込まれている。この場合、転動体(玉)１８は、環状を成す保持器２０に形成されたポケット内に１つずつ回転自在に保持された状態で、軌道面間へ組み込まれている。これにより、各転動体(玉)１８は、その転動面が相互に接触することなく、軌道面間を転動することができ、結果として、当該各転動体(玉)１８が相互に接触して摩擦が生じることによる回転抵抗の増大や、焼付きなどを防止することができる。
【００３２】
なお、本実施形態においては、転動体１８として玉を適用しているが、例えば、軸受ユニットの構成や種類などに応じ、玉に代えて、各種のころ(円すいころ、円筒ころ及び球面ころなど)を適用してもよい。
【００３３】
また、図１に示すように、軸受ユニット１０の静止輪２と回転輪４との間には、転動体(玉)１８を挟んで、その両側(同図の左側と右側)に軸受ユニット１０を密封するための密封部材(例えば、パックシール)２４がそれぞれ設けられている。このように密封部材２４を設けることで、軸受ユニット１０の外部から異物(例えば、泥水、塵埃)が内部に侵入することを防止しているとともに、内部に封入された潤滑剤(例えば、グリース、油)が外部へ漏洩することを防止している。
【００３４】
かかる軸受ユニット１０において、ハブフランジ１２ｆには、制動部材であるブレーキロータ４２を位置決め固定するために当該ブレーキロータ４２を当接させる取付面(以下、ブレーキロータ取付面という)１２ｇが設けられており、当該ブレーキロータ取付面１２ｇには、ブレーキロータ４２との間の摩擦を低減させる複数の凹凸状の歯形部６０が形成されている。
【００３５】
図１(ａ)〜(ｃ)に示す構成において、前記ハブフランジ１２ｆのブレーキロータ取付面１２ｇの歯形部６０は、貫通孔(ボルト孔)１２ｈを避けて(すなわち、隣接するボルト孔１２ｈの相互間に)形成されているとともに、ハブフランジ１２ｆの回転中心部近傍から周縁部へ向かって放射状、且つ直線状に連続して形成されている。この場合、ハブフランジ１２ｆには、一例として、５つのボルト孔１２ｈが設けられており、歯形部６０は、これらのボルト孔１２ｈのいずれにもかかることなく、周方向に隣り合うボルト孔１２ｈの各相互間にそれぞれ設けられている。すなわち、ハブフランジ１２ｆのブレーキロータ取付面１２ｇには、複数の凹部(谷部)６２と凸部(山部)６４とを集中的に形成して成る５つの歯形部６０が、周方向に沿って略等間隔(略７２°の位相差)で配設されている。
【００３６】
なお、歯形部６０の大きさ(長さ、幅及び深さ等)、形状、及び数などは、例えば、ハブフランジ１２ｆのブレーキロータ取付面１２ｇの大きさやボルト孔１２ｈの数などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。一例として、図１(ａ)〜(ｃ)に示す構成において、歯形部６０は、断面の輪郭形状が三角形状を成す８つの凹部(谷部)６２と７つの凸部(山部)６４とを交互に連続させた歯形構造を成している。
【００３７】
ただし、このような構成以外にも、例えば、各歯形部６０は、断面の輪郭形状が台形状、矩形状及び半円形状及び反楕円形状などを成す凹部(谷部)と凸部(山部)とを交互に連続させた歯形構造であってもよいし、これらの輪郭形状を成す凹部(谷部)と凸部(山部)とを任意に組み合わせた歯形構造であってもよい。また、凹部(谷部)６２の数は、８つより少なくてもよいし、多くてもよく、同様に、凸部(山部)６４の数は、７つより少なくてもよいし、多くてもよい。
【００３８】
また、歯形部６０(凹部(谷部)６２と凸部(山部)６４)は、ハブフランジ１２ｆの回転中心部近傍から周縁部へ向かって放射直線状に形成しなくともよく、例えば、波形状に蛇行させて形成してもよいし、ハブフランジ１２ｆの中心部近傍から周縁部へ向かって連続させることなく、断続的な略直線状や略波形状に形成してもよい。なお、歯形部６０(凹部(谷部)６２と凸部(山部)６４)は、ハブフランジ１２ｆの回転中心と同心の円周方向に沿って形成してもよい。
【００３９】
さらに、歯形部６０の数も５つに限定されず、５つより少なくてもよいし、多くてもよいが、ハブフランジ１２ｆに設けられたボルト孔１２ｈの数と同数の歯形部６０を配設することが好ましい。例えば、図２に示す本発明の第１変形例においては、ハブフランジ１２ｆには、４つのボルト孔１２ｈが設けられており、歯形部６０は、これらのボルト孔１２ｈのいずれにもかかることなく、周方向に隣り合うボルト孔１２ｈの各相互間にそれぞれ設けられている。すなわち、ハブフランジ１２ｆのブレーキロータ取付面１２ｇには、複数の凹部(谷部)６２と凸部(山部)６４とを集中的に形成して成る４つの歯形部６０が、周方向に沿って略等間隔(略９０°の位相差)で配設されている。
【００４０】
また、歯形部６０(凹部(谷部)６２と凸部(山部)６４)は、ハブフランジ１２ｆ(ブレーキロータ取付面１２ｇ)の大きさ、形状及び材質などに応じて任意の方法により形成すればよい。例えば、鍛造や鋳造などによりハブ１２及びそのフランジ１２ｆのブレーキロータ取付面１２ｇを成形する際、これらと同時に歯形部６０(凹部(谷部)６２と凸部(山部)６４)を形成してもよいし、成形後のハブフランジ１２ｆのブレーキロータ取付面１２ｇに対し、切削加工などを施すことで歯形部６０(凹部(谷部)６２と凸部(山部)６４)を形成してもよい。
なお、いずれの場合においても、ハブフランジ１２ｆは、ブレーキロータ取付面１２ｇの振れ精度(初期品質)がブレーキジャダーを有効に防止可能な所定の精度となるように予め設定して構成しておく。
【００４１】
このように、ハブフランジ１２ｆのブレーキロータ取付面１２ｇに対して歯形部６０(凹部(谷部)６２と凸部(山部)６４)を設けることで、当該ハブフランジ１２ｆに位置決め固定されるブレーキロータ４２は、かかるブレーキロータ取付面１２ｇに対する当該ブレーキロータ４２の対向面(以下、ハブフランジ対向面という)４２ｇは、歯形部６０の凹部(谷部)６２とは接触せず、当該ハブフランジ対向面４２ｇの一部が歯形部６０の凸部(山部)６４と当接することになる。
【００４２】
ここで、ブレーキロータ４２がハブフランジ１２ｆに対して締結固定された場合、当該ブレーキロータ４２のハブフランジ対向面４２ｇと当該ハブフランジ１２ｆのブレーキロータ取付面１２ｇとの間で相互に生じる押圧力(これらを相互に密着させる力)は、貫通孔４２ｈ及びボルト孔１２ｈから離れるに従って徐々に低下していく。このため、貫通孔４２ｈ及びボルト孔１２ｈの周縁部位よりも、当該貫通孔４２ｈ及びボルト孔１２ｈから周方向に離れた部位に対し、ハブフランジ対向面４２ｇ及びブレーキロータ取付面１２ｇの相対滑りによる摩擦によってフレッチング摩耗が発生し易い。
【００４３】
上述したように、本実施形態においては、ブレーキロータ４２がハブフランジ対向面４２ｇの一部を各歯形部６０の凸部(山部)６４と当接させて、ハブフランジ１２ｆのブレーキロータ取付面１２ｇに対して取り付けられているため、当該ハブフランジ対向面４２ｇとブレーキロータ取付面１２ｇとの間の接触面積を減少させることができ、これらの接触時における接触面圧を高めることができる。この結果、例えば、車輪のディスクホイール４０から作用される路面反力やスプライン軸(図示しない)から伝達される駆動力(トルク)などの影響で生じる相対滑りを格段に軽減させることができ、当該ハブフランジ対向面４２ｇとブレーキロータ取付面１２ｇに対するフレッチング摩耗の発生を確実に防止することができる。
【００４４】
これにより、ハブフランジ１２ｆのブレーキロータ取付面１２ｇに対する初期振れ精度を長期に亘って高精度に維持させることができ、結果として、ブレーキロータ４２のブレーキロータ面(図示しない)の振れ精度が長期に亘って高精度に維持され、ブレーキジャダーの発生を有効に防止することができる。
【００４５】
加えて、ハブフランジ対向面４２ｇとブレーキロータ取付面１２ｇとの間の接触面積が減少されることで、ブレーキロータ４２が発熱により非常に高温となった場合であっても、当該ブレーキロータ４２のハブフランジ対向面４２ｇからハブフランジ１２ｆのブレーキロータ取付面１２ｇ、ひいては軸受ユニット１０への熱伝導を抑制させることができ、ブレーキロータ４２とハブフランジ１２ｆとの温度差を低減させることができる。すなわち、ブレーキロータ４２で発せられた熱を、ブレーキロータ取付面１２ｇの歯形部６０(凹部(谷部)６２)から、当該ブレーキロータ４２及びハブフランジ１２ｆの外部(すなわち、軸受ユニット１０の外部)へ逃すことができ、軸受ユニット１０における放熱効果を高めることができる。
この結果、例えば、軸受ユニット１０の内部に封入した潤滑剤(グリースや潤滑油)や密封部材(パックシールなど)２４の熱劣化を有効に抑制することができる。
【００４６】
なお、上述した本実施形態においては、ハブフランジ１２ｆのブレーキロータ取付面１２ｇに対し、歯形部６０(凹部(谷部)６２と凸部(山部)６４)を形成した場合を一例として想定しているが、当該ブレーキロータ取付面１２ｇと当接するブレーキロータ４２のハブフランジ対向面４２ｇに対しても、同様の歯形部(凹部(谷部)と凸部(山部))を形成してもよい。
【００４７】
例えば、制動部材であるブレーキロータ４２のハブフランジ対向面４２ｇに対し、ハブフランジ１２ｆのブレーキロータ取付面１２ｇに形成された歯形部６０(凹部(谷部)６２と凸部(山部)６４)と噛合する複数の凹凸状の歯形部を形成すればよい。なお、上述したブレーキロータ取付面１２ｇの歯形部６０(凹部(谷部)６２と凸部(山部)６４)と同様に、ハブフランジ対向面４２ｇの歯形部の大きさ(長さ、幅及び深さ等)、形状及び数などは、例えば、当該ブレーキロータ取付面１２ｇの歯形部６０(凹部(谷部)６２と凸部(山部)６４)の大きさ、形状及び数などに応じて任意に設定すればよい。また、ハブフランジ対向面４２ｇの歯形部は、例えば、ブレーキロータ４２の材質などに応じて、上述したブレーキロータ取付面１２ｇの歯形部６０(凹部(谷部)６２と凸部(山部)６４)の形成方法と同様に各種の方法により形成すればよい。
【００４８】
このように、ブレーキロータ取付面１２ｇ及びハブフランジ対向面４２ｇに対し、それぞれ噛合可能な歯形部(凹部(谷部)と凸部(山部))を形成し、これらを相互に噛合させた状態で、ブレーキロータ４２をハブフランジ１２ｆに対して取り付けることで、当該ブレーキロータ取付面１２ｇとハブフランジ対向面４２ｇとの間の相対滑りをさらに格段に軽減させることができ、当該ハブフランジ対向面４２ｇとブレーキロータ取付面１２ｇに対するフレッチング摩耗の発生をより確実に防止することができる。
【００４９】
これにより、ハブフランジ１２ｆのブレーキロータ取付面１２ｇに対する初期振れ精度、及びブレーキロータのブレーキロータ面(図示しない)の振れ精度を長期に亘って高精度に維持することができ、ブレーキジャダーの発生を有効に防止することができる。
【００５０】
なお、ブレーキロータ取付面１２ｇの歯形部６０及びハブフランジ対向面４２ｇの歯形部は、これらの凹部(谷部)と凸部(山部)がハブフランジ１２ｆ及びブレーキロータ４２の回転中心に対して所定の位相(例えば、所定の１位相)でのみ噛合可能となるように形成することが好ましい。
例えば、ブレーキロータ取付面１２ｇに対し、凹部(谷部)６２と凸部(山部)６４を各歯形部６０ごとにそれぞれ異なる形状に形成し、当該歯形部６０を周方向に沿って所定の位相差(例えば、７２°や９０°の位相差)で配設するとともに、ハブフランジ対向面４２ｇに対し、各歯形部６０の凹部(谷部)６２及び凸部(山部)６４とそれぞれ噛合する同一形状の凹部(谷部)及び凸部(山部)を、当該歯形部６０と同一の位相差で集中的に形成すればよい。すなわち、これにより、ハブフランジ対向面４２ｇにも歯形部(ブレーキロータ取付面１２ｇの歯形部６０と同様に、凹部(谷部)及び凸部(山部)を集中させて形成した部分)ごとに、それぞれ異なる形状の凹部(谷部)及び凸部(山部)が形成される。
【００５１】
このように、歯形部(凹部(谷部)と凸部(山部))を所定の位相(例えば、所定の１位相)でのみ噛合可能に形成することで、例えば、車輪の交換時や点検時において、交換後及び点検後の車輪を組み付ける際、ハブフランジ１２ｆとブレーキロータ４２とは、これらの回転中心に対して一定の位相(周方向の定位置)でのみしか取り付けることができないため、ブレーキロータ４２が上記車輪交換前及び点検前の状態から位相ずれ(周方向への位置ずれ)を起こすことがない。この結果、車輪交換や点検の前後において、ハブフランジ１２ｆに対するブレーキロータ４２の再取付後、当該ブレーキロータ４２再取付後のブレーキロータ取付面１２ｇの振れ精度が悪化してしまうことを確実に防止することができ、ブレーキジャダーの発生を有効に防止することができる。
【００５２】
また、図３には、本発明の第２変形例が示されており、本変形例においては、ブレーキロータ４２のハブフランジ対向面４２ｇに対し、断面の輪郭形状が三角形状を成す凹部(谷部)８２と凸部(山部)８４とを交互に連続させた歯形構造の歯形部８０を設けている。そして、同様に断面の輪郭形状が三角形状を成すブレーキロータ取付面１２ｇ側の凹部(谷部)６２及び凸部(山部)６４と、凹部(谷部)62,82同士、凸部(山部)64,84同士がそれぞれ所定の隙間を空けて対向するように、ブレーキロータ取付面１２ｇとハブフランジ対向面４２ｇとを当接させて、ハブフランジ１２ｆに対してブレーキロータ４２を取り付けている。
【００５３】
そして、この状態において、各凹部(谷部)62,82間に、当該凹部(谷部)62,82の形成方向へ沿って延出したピン部材(一例として、円柱状の棒材)４４をそれぞれ介在させている。
なお、この場合、ブレーキロータ取付面１２ｇの歯形部６０とハブフランジ対向面４２ｇの全て凹部(谷部)62,82間にピン部材４４を介在させてもよいし、その一部の凹部(谷部)62,82間にのみピン部材４４を介在させてもよい。
【００５４】
このように、凹部(谷部)62,82間にピン部材４４を介在させることで、ブレーキロータ取付面１２ｇとハブフランジ対向面４２ｇとの間の相対滑りを有効に軽減させることができ、当該ブレーキロータ取付面１２ｇとハブフランジ対向面４２ｇに対するフレッチング摩耗の発生をより確実に防止することができる。また、ブレーキロータ４２で発せられた熱を、凹部(谷部)62,82とピン部材４４との間に生じる所定の隙間から、当該ブレーキロータ４２及びハブフランジ１２ｆの外部(すなわち、軸受ユニット１０の外部)へ逃すことができ、軸受ユニット１０における放熱効果を高めることができる。
【００５５】
なお、ピン部材４４の大きさ、形状、数及び材質などは、例えば、凹部(谷部)62,82の大きさや形状、ハブ１２(ハブフランジ１２ｆ)及びブレーキロータ４２の材質などに応じて任意に設定されるため、ここでは特に限定しない。例えば、ピン部材４４は、その断面形状が楕円形や矩形などの柱状部材であってもよい。また、ピン部材４４は、凹部(谷部)62,82の延出長さと略同一の長さに設定してもよいし、当該延出長さよりも短く設定してもよい。
【００５６】
また、図４には、本発明の第２実施形態に係る軸受ユニット１１が示されており、かかる軸受ユニット１１において、回転輪４(具体的には、ハブ１２)には、車輪構成部材(車輪のディスクホイール４０)及び制動部材(ブレーキのブレーキロータ４２)を位置決めするためのパイロット部１２ｐが設けられている。この場合、パイロット部１２ｐは、当該パイロット部１２ｐ以外のハブ１２の本体部(以下、ハブ本体部という)１２ｍとは別体構造を成しており、当該ハブ本体部１２ｍに組み付けられることで、当該ハブ本体部１２ｍと一体を成してハブ１２を構成している。
なお、本実施形態に係る軸受ユニット１１において、その基本的な部材構成は、上述した本発明の第１実施形態に係る軸受ユニット１０(図１(ｃ))と同様であるため、これと同一若しくは類似の構成部材については、図面上で同一符号を付してその説明を省略する。
【００５７】
図４に示す構成において、パイロット部１２ｐは、略円筒状を成しており、軸方向の一端部(車体内側の端部(同図の右端部))には、その外径を所定の大きさだけ縮径させるとともに、平坦面を連続させて断面外郭形状を矩形に構成した段差部４６が形成されている。
一方、ハブ本体部１２ｍには、スプライン孔１２ｔの軸方向の一端部(車輪側の端部(同図の左端部))に対し、その内径を所定の大きさだけ拡径させるとともに、平坦面を連続させて断面外郭形状を矩形に構成した段差部４８が、パイロット部１２ｐの段差部４６と係合可能となるように形成されている。
なお、ハブ本体部１２ｍのハブフランジ１２ｆのブレーキロータ取付面１２ｇには、上述した本発明の第１実施形態に係る歯形部６０と同様の複数の凹凸状の歯形部(凹部(谷部)及び凸部(山部))が形成されている。
【００５８】
そして、パイロット部１２ｐをハブ本体部１２ｍに対して組み付け、ハブ１２を構成する場合、当該パイロット部１２ｐを軸方向の一方側(車輪側(図４の左側))からハブ本体部１２ｍに対して組み合わせ、パイロット部１２ｐの段差部４６をハブ本体部１２ｍの段差部４８と係合させるように位置決めして固定すればよい。その際、パイロット部１２ｐとハブ本体部１２ｍとの固定方法は、特に限定されず、例えば、締り嵌めなどによる嵌合、接着や溶接などによる接合、締結部材(ねじなど)による締結など任意の方法を適用すればよい。
【００５９】
このように、ディスクホイール４０及びブレーキロータ４２を位置決めするために複雑な形状を成すパイロット部１２ｐを、ハブフランジ１２ｆを有するハブ本体部１２ｍとは別体構造とすることで、当該ハブフランジ１２ｆのブレーキロータ取付面１２ｇに対し、容易且つ正確に歯形部６０(凹部(谷部)６２と凸部(山部)６４)を形成することができる。
すなわち、例えば、鍛造や鋳造などにより、歯形部６０(凹部(谷部)６２と凸部(山部)６４)をハブ１２及びそのハブフランジ１２ｆのブレーキロータ取付面１２ｇと同時に形成する場合、その型形状を単純形状とすることができ、当該型の保守作業を簡便に行うことができるとともに、その型精度を長期に亘って高精度に保つことができる。
また、成形後のハブフランジ１２ｆのブレーキロータ取付面１２ｇに対して切削加工などを施すことで歯形部６０(凹部(谷部)６２と凸部(山部)６４)を形成する場合、パイロット部１２ｐが支障となることがなく、当該切削加工をスムーズ且つ高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る軸受ユニットの構成例を示す図であって、(ａ)は、ハブフランジのブレーキロータ取付面に対して形成された歯形部の構成を示す平面図、(ｂ)は、同図(ａ)のＡ−Ａ矢印線に沿った断面図、(ｃ)は、軸受ユニットの全体構成を示す断面図。
【図２】本発明の第１変形例に係る軸受ユニットにおけるハブフランジのブレーキロータ取付面に対して形成された歯形部の構成を示す平面図。
【図３】本発明の第２変形例に係る軸受ユニットにおけるハブフランジのブレーキロータ取付面及びブレーキロータのハブフランジ対向面に対して形成された歯形部の構成、並びにピンの構成を示す要部断面図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る軸受ユニットの全体構成例を示す断面図。
【図５】従来の軸受ユニットの構成例を示す要部断面図。
【符号の説明】
【００６１】
２  静止輪
４  回転輪
１０，１１  軸受ユニット
１２  ハブ
１２ｆ  フランジ部
１２ｇ  ブレーキロータ取付面
１２ｈ  ボルト孔
１２ｍ  ハブ本体部
１２ｐ  パイロット部
１６  内輪構成体
１８  転動体
２０  保持器
４０  ディスクホイール
４２  ブレーキロータ
４２ｇ  ハブフランジ対向面
６０  ブレーキロータ取付面歯形部
６２  ブレーキロータ取付面谷部
６４  ブレーキロータ取付面山部
８０  ハブフランジ対向面歯形部
８２  ハブフランジ対向面谷部
８４  ハブフランジ対向面山部
【図１】
2008114770.tif 000003
【図２】
2008114770.tif 000004
【図３】
2008114770.tif 000005
【図４】
2008114770.tif 000006
【図５】
2008114770.tif 000007