(57)【要約】【課題】ブレーキ制動時に生じる摩擦熱の軸受方向への伝達経路を遮断することを可能とした車輪支持用転がり軸受ユニットを提供する。【解決手段】車体側に固定される固定部２ａを備えるとともに、少なくとも１つの軌道面２ｓが備えられる静止輪２と、制動部材２２及び車輪が取り付けられるハブフランジ４ｃを備えるとともに、少なくとも１つの軌道面４ｓが備えられる回転輪４と、前記静止輪の軌道面と回転輪の軌道面との間に転動可能に組み込まれる複数個の転動体６，８とを備えてなる軸受ユニットであって、制動部材から発生する熱が、ハブフランジを介して軸受方向へと伝達されないように、制動部材とハブフランジとの間に断熱材２４を備えた。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側に固定される固定部を備えるとともに、少なくとも１つの軌道面が備えられる静止輪と、
制動部材及び車輪が取り付けられるフランジを備えるとともに、少なくとも１つの軌道面が備えられる回転輪と、
前記静止輪の軌道面と回転輪の軌道面との間に転動可能に組み込まれる複数個の転動体とを備えてなる軸受ユニットであって、
制動部材から発生する熱が、軸受方向へと伝達される伝達経路に断熱材を備えたことを特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニット。
【請求項２】
伝達経路が、制動部材と該制動部材を取り付けるフランジとの接触面であることを特徴とする請求項１に記載の車輪支持用転がり軸受ユニット。
【請求項３】
伝達経路が、静止輪の固定部とバッキングプレートとの接触面であることを特徴とする請求項１に記載の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】
本発明は、転がり軸受を介して回転可能に保持される回転輪のフランジに、制動部材を固定してなる車輪支持用転がり軸受ユニットに関する。なお、本明細書において車輪とは、自動車の車輪にかかわらず自動二輪車の車輪や鉄道車両の車輪などを総称するものとする。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば制動部材を備える自動車などの車両には、車輪（ホイール）及び制動部材をフランジに取り付ける回転輪（ハブ）を、車体側に取り付け固定された静止輪（外輪）に対し、複数個の転動体を介して回転可能に支持して構成された車輪支持用転がり軸受ユニットが用いられている（例えば特許文献１を参照）。
ここで、自動車などの車両に用いられる制動部材には、大きく分けてドラムブレーキとディスクブレーキがあり、ブレーキドラム（ドラムブレーキ）やブレーキロータ（ディスクブレーキ）は、回転輪の先端側外面に突出した円盤状のハブフランジに、ハブボルトを差し込んで回転輪と一体に取付固定されている。
この種の制動部材は、摩擦によって制動力を得るもので、ドラムブレーキの場合、ブレーキシューをブレーキドラムに押し付けることによってブレーキドラムの回転を制動する。また、ディスクブレーキの場合、ブレーキロータの両側からブレーキパッドで挟み込むことによってブレーキロータの回転を制動する。
【０００３】
そして、前記制動時には、ブレーキシューとブレーキドラムの内面との間、若しくはブレーキパッドとブレーキロータとの間で摩擦熱が生じる。
一般にこのように、ブレーキシューとブレーキドラムの内面との間、若しくはブレーキパッドとブレーキロータとの間で生じる摩擦熱は、大気中に放熱させていたものである。
しかし、上述したように摩擦によって生じた熱は、例えばブレーキドラムやブレーキロータを加熱し、該ブレーキドラムやブレーキロータを介してハブフランジに伝達されて軸受方向へと伝わってしまうことがある。このように摩擦熱が軸受に伝わると、例えば軸受シールの硬化や軸受内のグリース劣化、およびフランジすみＲ部の強度低下を招く虞があった。
特許文献１に開示の先行技術では、このような摩擦熱が軸受に及ぼす弊害に対する対処は全くなされておらず、かつ示唆されているものでもない。
【特許文献１】特開２０００−７１７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、ブレーキ制動時に生じる摩擦熱の軸受方向への伝達経路を遮断することを可能とした車輪支持用転がり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】
【０００５】
このような目的を達成するために、本発明の第１の発明は、車体側に固定される固定部を備えるとともに、少なくとも１つの軌道面が備えられる静止輪と、制動部材及び車輪が取り付けられるフランジを備えるとともに、少なくとも１つの軌道面が備えられる回転輪と、前記静止輪の軌道面と回転輪の軌道面との間に転動可能に組み込まれる複数個の転動体とを備えてなる軸受ユニットであって、制動部材から発生する熱が、軸受方向へと伝達される伝達経路に断熱材を備えたことを特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニットとしたことである。
【０００６】
第２の発明は、第１の発明において、伝達経路が、制動部材と該制動部材を取り付けるフランジとの接触面であることを特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニットとしたことである。
【０００７】
第３の発明は、第１の発明において、伝達経路が、静止輪の固定部とバッキングプレートとの接触面であることを特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニットとしたことである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ブレーキ制動時に生じる摩擦熱の軸受方向への伝達経路を遮断することを可能とした車輪支持用転がり軸受ユニットを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態に係る車輪支持用転がり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、本実施形態は、本発明の一実施形態にすぎずなんらこれに限定解釈されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。
また本実施形態の車輪支持用転がり軸受ユニットは、例えば自動車や鉄道車両などの各種車両に用いることができるが、ここでは一例として自動車の駆動輪や従動輪に組込まれる車輪支持用転がり軸受ユニットを想定して説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は実施例１を示す。本実施例では、ドラムブレーキを備えた従動輪を一例として説明する。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態の車輪支持用転がり軸受ユニットは、車体側に固定される固定部２ａを備えるとともに、軌道面２ｓが備えられる静止輪（外輪）２と、制動部材（ドラムブレーキ）２２及び図示しない車輪が取り付けられるフランジ（ハブフランジ）４ｃを備えるとともに、軌道面４ｓが備えられる回転輪（ハブ）４と、前記静止輪２の軌道面２ｓと回転輪４の軌道面４ｓとの間に転動可能に組み込まれる複数個の転動体（玉）６…，８…とを備えており、静止輪２と回転輪４との間には、軸受ユニット内部を密封するための密封部材１０，２０が設けられている。
なお、図中２６は、静止輪２の後端外周に嵌合して備えられているバッキングプレートを示す。そして、本実施例において、前記回転輪４と制動部材２２との間、及び静止輪２とバッキングプレート２６との間には、夫々断熱材２４（第一断熱材２４，第二断熱材２４ｂ）が介在されている。
以下、本実施形態の夫々の構成要素について説明する。また、本実施例では転動体６，８として玉を例示しているが、本発明の範囲内において、ころを適用することも可能である。また、図中１８は保持器を示す。
【００１２】
静止輪（外輪）２は、図１に示すように、後述する回転輪４の軸部４ａと略同一の筒長さを有する中空円筒状に形成されて回転輪４の外周を覆うように配置されている。
静止輪２の内径は、前記軸部４ａの外径との間で所定の軸受内空間を形成するように、前記軸部４ａ内径と比して大径に形成されているとともに、その内径には軸方向に所定間隔をあけて２つの軌道面２ｓ，２ｓが環状に形成されている。
そして、静止輪２の車体側外径には、固定部材取付孔２ｂを貫通して備えた固定部（フランジ）２ａが突設されている。すなわち、この固定部２ａの固定部材取付孔２ｂに図示しないボルトなどを差し込んで車体（例えば図示しないナックル等）側に固定することにより静止輪２が車体に固定される。また、本実施例では、静止輪２の後端（図面で向かって右側の車体側端部）２ｃを、回転輪４の後端（図面で向かって右側の車体側端部）４ｉよりも車体側に突出させて円盤状の密封部材２０を装着している。これにより、車体側からの軸受内へのダストなどの異物浸入を防止する。なお、パックシールなど他の構成の密封部材を採用することも本発明の範囲内で可能である。
【００１３】
回転輪(ハブ)４は、例えば図１に示すように、本実施例では従動輪に用いられる回転輪の一例を示し、中実円柱状の軸部４ａと、該軸部４ａの末端（図面で向かって左側）にて軸方向に直交する円盤状のハブフランジ４ｃを備えて一体成形されている。また、前記フランジ４ｃ寄りの外径には、軌道面４ｓが環状に形成されている。
また、フランジ４ｃを設けた側と反対側の軸部他方側外径に、環状の内輪１６が外嵌されて備えられており、この内輪１６の外径には、環状の軌道面１６ｓが形成されている。
【００１４】
そして、このハブフランジ４ｃの円盤状の面部４ｄ（車体側面），４ｅ（ホイル対向面）の所定位置には、該面部４ｄ，４ｅにわたって貫通して配設される複数個のボルト取付孔４ｆ…を設けている。
このボルト取付孔４ｆは、後述するブレーキドラム２２ｇの円盤面２２ｈを取り付け固定するボルト（ハブボルト）４ｇが挿入される。
ボルト取付孔４ｆは、前記ハブフランジ４ｃの回転中心Ｃ１から半径方向に同一距離で複数個設けられている。本実施例によれば、ボルト取付孔４ｆは、周方向に４つ設けられているが特に限定解釈はされず本発明の範囲内で設計変更可能である。
【００１５】
シール１０は、ハブフランジ４ｃ寄りに備えられており、軸受内に封入した潤滑剤(例えば、グリース、油)が軸受外部に漏洩したり、異物(例えば、水、塵埃)が軸受内部に侵入するのを防止する。
なお、シール１０には、１又は複数のシールリップ(本実施例ではダストシールリップ１０ａとオイルシールリップ１０ｃ)が設けられており、オイルシールリップ１０ｃは軸部４ａ外径に接触して主に軸受内の潤滑剤漏出を防止し、ダストシールリップ１０ａは、軸部４ａ外径に接触して主に外部からの異物浸入を防止している。シール１０の構成は特に限定されず他の周知の構成に設計変更可能である。
【００１６】
制動部材２２は、ブレーキドラム２２ｇのほかに、図示しないブレーキシュー，ブレーキライニング，ホイールシリンダなどからなる周知のドラムブレーキを構成する要素によって構成されている。
なお、図面では、回転輪４のハブフランジ４ｃに取り付け固定されるブレーキドラム２２ｇのみを図示し、ブレーキシュー，ブレーキライニング，ホイールシリンダなどのドラムブレーキを構成する他の要素については特に図示及び説明は省略するが、本発明の範囲内で周知の構成が採用され、かつ適宜設計変更可能である。
【００１７】
ブレーキドラム２２ｇは、前記回転輪４のハブフランジ４ｃにボルト止めされる円盤面２２ｈと、該円盤面２２ｈの外周から水平方向に延設される円筒状の周面２２ｉとで構成された周知のブレーキドラムとする。
前記円盤面２２ｈの裏面（車体側面）と表面（ホイル対向面）の所定位置には、該表裏面にわたって貫通して配設される複数個のボルト取付孔２２ｄを設けている。
前記周面２２ｉは、その内周面を、図示しないブレーキシューのブレーキライニングが摺接する摺接面２２ｊとする。また、前記円盤面２２ｈの中心には、回転輪４の先端外周４ｊが嵌り合う開口２２ｋが設けられている。
【００１８】
ボルト取付孔２２ｄは、前記円盤面２２ｈの回転中心から半径方向に同一距離で複数個設けられており、前記ハブボルト４ｇを介して前記円盤面２２ｈを取り付け固定する。
本実施例によれば、ボルト取付孔２２ｄは、周方向に４つ設けられているが特に限定解釈はされず本発明の範囲内で設計変更可能である。
【００１９】
断熱材２４は、制動部材２２の制動時に、図示しないブレーキシューがブレーキドラム２２ｇの内面（摺接面）２２ｊに押し付けられたときに発生した摩擦熱を、軸受方向へと伝達させないように伝達経路に備えられるもので、例えば、ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ４２０Ｊ２，ＳＵＳ４４０Ｃ，チタンなど熱伝導性の低い材質で所定の厚肉円環状に形成されてなるものが一例として挙げられる。
なお、断熱材の材質・形状・厚さなどは特に限定されず本発明の範囲内で設計変更可能である。また、断熱材は、所定の断熱材料を所定の伝達経路にコーティングして備えることも可能である。
図中２４ｃは、表裏面にわたって貫通して配設される複数個のボルト取付孔で、断熱材２４の回転中心から半径方向に同一距離で複数個設けられている。
【００２０】
本実施例では、例えばハブフランジ４ｃの面部（ホイル対向面）４ｅと、ブレーキドラム２２ｇの円盤面２２ｈの内面（図面で向かって右側の車体側の面）との間に第一断熱材２４が介在されている。また、本実施例では、静止輪２の固定部２ａとバッキングプレート２６との間に第二断熱材２４ｂが介在されている。
【００２１】
第一断熱材２４は、回転輪４の先端外周４ｊが嵌り合う開口２４ａを中心に備えて、ハブフランジ４ｃの面部４ｅと同径若しくは大径の円環状に形成されている。また、この第一断熱材２４は、ハブボルト４ｇを介してハブフランジ４ｃの面部４ｅとブレーキドラム２２ｇの円盤面２２ｈの内面との間に挟持されて保持されている。なお、第一断熱材２４は、ハブフランジ４ｃ又はブレーキドラム２２ｇの円盤面２２ｈに接着剤などを介して接着させることも可能である。
【００２２】
第二断熱材２４ｂは、静止輪２の固定部材取付孔２ｂを避けて中心を開口させた円環状に形成されており、静止輪２の固定部２ａとバッキングプレート２６のいずれか又は双方に接着剤などを介して固着されている。なお、材質などその他の構成は第一断熱材２４と同様である。
【００２３】
また、本実施例では、断熱材の材質の一例を挙げるとともに、夫々の配設箇所の一例について述べたが、材質は周知の断熱材材料が採用可能であるとともに、その断熱材形状も任意で、かつ伝達経路も任意で本発明の範囲内で設計変更可能である。
【００２４】
本実施例によれば、図示しないブレーキシューをブレーキドラム２２ｇに押し付けることによってブレーキドラム２２ｇの回転を制動すると、この制動時に、ブレーキシューとブレーキドラム２２ｇの内面（摺接面２２ｊ）との間で摩擦熱が生じる。そしてその摩擦熱は、ブレーキドラム２２ｇを加熱するが、ブレーキドラム２２ｇとハブフランジ４ｃとの伝達経路は、その間に介在されている第一断熱材２４によって断たれている。
したがって、摩擦熱は、ハブフランジ４ｃを介して軸受方向へと伝達されない。
また、本実施例のように静止輪２の固定部２ａとバッキングプレート２６の間に第二断熱材２４ｂを介在することで、制動部材２２で生じた摩擦熱によってドラム内が高温となり、その熱によってバッキングプレート２６が加熱されたとしても、その熱が静止輪２を介して軸受内に伝わるのを阻止することができる。
【００２５】
なお、この構成において、各種自動車の車輪に作用する力は、全てディスク２２ａから軸受ユニットを通じて懸架装置に伝達されることになり、その際、軸受ユニットには、各種の荷重(ラジアル荷重、アキシアル荷重、モーメント荷重など)が作用する。しかし、軸受ユニットは、背面組合せ形(ＤＢ)軸受となっているため、各種の荷重(ラジアル荷重、アキシアル荷重、モーメント荷重など)に対して高い剛性を維持することができる。
また、本実施例では、外輪側を静止輪２、内輪側を回転輪４，１６とした実施の一例について説明したが、外輪側を回転輪、内輪側を静止輪とする形態であってもよく本発明の範囲内である。
「変形例１」
【００２６】
本実施例１では、第一断熱材２４は、中心に開口２４ａを設けた円環状に形成しているが、前記開口２４ａの全周から水平方向に円筒状に延設し、回転輪４の先端外周４ｊをも覆う構成とすることが可能である。このように第一断熱材２４を構成することで、より一層軸受方向への摩擦熱の伝達が阻止できる。
さらに、ハブフランジ４ｃのボルト取付孔４ｆ内と、ブレーキドラム２２ｇのボルト取付孔２２ｄ内に、夫々断熱材をコーティングすることも可能で本発明の範囲内である。これにより、さらに軸受方向への摩擦熱の伝達経路が断たれるため好ましい。
「変形例２」
【００２７】
本実施例１では、ハブフランジ４ｃの外側にブレーキドラム２２ｇを備える実施の一形態をもって説明したが、ブレーキドラムをハブフランジの内側（車体側）に備える形態を採用することも可能で本発明の範囲内である。
この場合、断熱材２４は、ハブフランジの内側と、該内側の面に対向するブレーキドラムとの間に介在させるものとする。
【実施例２】
【００２８】
図２は、本発明の実施例２を示す。
本実施例は、制動部材２２としてディスクブレーキを備えた駆動輪を支持する軸受ユニットの一例で、ハブフランジ４ｃの面部４ｅ（ホイール対向面）とディスク２２ａとの間に第一断熱材２４を介在した実施の一例である。
なお、制動部材がディスクブレーキであるという点以外は、基本的に実施例１の構成及び作用効果と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
また、図面では、ディスクブレーキのディスク２２ａのみ図示し、ブレーキパッドなどのディスクブレーキを構成する他の要素については特に図示及び説明は省略するが、本発明の範囲内で周知の構成が採用され、かつ適宜設計変更可能である。また、本実施例では、ピンスライド型（１シリンダ・１ピストンタイプ），対向型（２シリンダ・４ピストンタイプ）の双方とも対象である。
【００２９】
また、本実施例では、密封部材として、３枚のシールリップを備えたシール１０とパックシール２０を採用している。シール１０は、本実施例では２つのダストシールリップ１０ａ，１０ｂと１つのオイルシールリップ１０ｃが設けられており、オイルシールリップ１０ｃは軸部４ａ外径に接触して主に軸受内の潤滑剤漏出を防止し、ダストシールリップ１０ａ，１０ｂは、夫々軸部４ａ外径から垂設されている環状の立上り壁４ｂに接触して主に外部からの異物浸入を防止している。なお、シール１０は、１又は複数のシールリップから構成されているものが適宜選択される。
一方、パックシール２０は、内輪１６に外嵌されたスリンガ２０ａと、静止輪２に内嵌されたシール本体２０ｂとから構成されている。この場合、シール本体２０ｂには、１又は複数のシールリップ(本実施例では前記シール１０と同様に２つのダストシールリップ２０ｃ，２０ｄと１つのオイルシールリップ２０ｅ)が設けられており、各シールリップ２０ｃ〜２０ｅは、スリンガ２０ａに常時摺接した状態に維持されている。なお、軸受内寄りのシールリップ（オイルシールリップ２０ｅ）が、内輪１６外径に摺接させる形態を採用することも本発明の範囲内である。
【００３０】
本実施例によれば、ディスク２２ａの両側から図示しないブレーキパッドで挟み込むことによってブレーキロータの回転を制動すると、この制動時に、ブレーキパッドとディスク２２ａとの間で摩擦熱が生じる。そしてその摩擦熱は、ディスク２２ａを加熱するが、ディスク２２ａとハブフランジ４ｃとの伝達経路は、その間に介在されている第一断熱材２４によって断たれている。
したがって、摩擦熱は、ハブフランジ４ｃを介して軸受方向へと伝達されない。
「変形例１」
【００３１】
本実施例２では、ハブフランジ４ｃの外側（ホイール対向面側）にブレーキロータ２２を備える実施の一形態をもって説明したが、ブレーキロータをハブフランジの内側（車体側）に備える形態を採用することも可能で本発明の範囲内である。
この場合、断熱部材２４は、ハブフランジの内側と、該内側の面に対向するブレーキロータのディスクとの間に介在させるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明車輪支持用転がり軸受ユニットの実施例１を示す概略断面図。
【図２】実施例２を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００３３】
２  静止輪
２ａ  固定部
２ｓ  軌道面（静止輪の軌道面）
４  回転輪
４ｃ  フランジ（ハブフランジ）
４ｆ，２２ｄ取付孔（ボルト取付孔）
４ｇ  ボルト（ハブボルト）
４ｓ  軌道面（回転輪の軌道面）
６，８  転動体
２２  制動部材
２４  第一断熱材
２４ｂ  第二断熱材
【図１】
2007085393.tif 000003
【図２】
2007085393.tif 000004