JP2006169608A

JP2006169608A - ハブの電着塗装方法

Info

Publication number: JP2006169608A
Application number: JP2004367107A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Kawamura; 勝行河村; Hiroshi Okuno; 浩志奥野
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-12-20
Filing date: 2004-12-20
Publication date: 2006-06-29
Also published as: CN101120121A

Abstract

【課題】円筒部１６の表面に電着した未乾燥の塗装膜２７を加熱して、この塗装膜２７をこの円筒部１６の表面に焼き付ける際に、高周波焼き入れ処理により形成した硬化層２６の温度が過度に上昇する事を防止する。
【解決手段】上記未乾燥の塗装膜２７の加熱温度を、１４０℃未満とする。これにより、上記課題を解決する。
【選択図】図３

Description

この発明に係るハブの電着塗装方法は、車輪支持用ハブユニットを構成するハブの外端部に設けた円筒部の表面に、防錆用の塗装膜を形成する為に利用する。

自動車の車輪を構成するホイール１、及び、制動用回転部材であって制動装置であるディスクブレーキを構成するロータ２は、例えば図７に示す様な構造により、懸架装置を構成するナックル３に回転自在に支持している。即ち、このナックル３に形成した円形の支持孔４部分に、車輪支持用ハブユニット５を構成する外輪６を、複数本のボルト７により固定している。一方、この車輪支持用ハブユニット５を構成するハブ８に上記ホイール１及びロータ２を、複数本のスタッド９とナット１０とにより結合固定している。

上記外輪６の内周面には複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂを、外周面には結合フランジ１２を、それぞれ形成している。この様な外輪６は、この結合フランジ１２を上記ナックル３に、上記各ボルト７で結合する事により、このナックル３に対し固定している。

一方、上記ハブ８は、ハブ本体１３と内輪１４とから成る。このうちのハブ本体１３の外周面の一部で、上記外輪６の外端（軸方向に関して「外」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側となる、図１〜６の下側、図７、８の左側を言う。反対に、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側となる、図１〜６の上側、図７、８の右側を、軸方向に関して「内」と言う。本明細書及び特許請求の範囲の全体で同じ。）開口から突出した部分には、取付フランジ１５を形成している。又、上記ハブ本体１３の外端部には、パイロット部と呼ばれる円筒部１６を、このハブ本体１３と同心に設けている。上記ホイール１及びロータ２は、この円筒部１６に外嵌する事により径方向の位置決めを図った状態で、上記取付フランジ１５の外側面に、上記各スタッド９とナット１０とにより結合固定している。

又、上記ハブ本体１３の外周面の中間部には、上記複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂのうちの外側の外輪軌道１１ａに対向する内輪軌道１７ａを、同じく内端部には小径段部１８を、それぞれ形成している。そして、この小径段部１８に、上記内輪１４を外嵌している。この内輪１４の外周面には、上記複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂのうちの内側の外輪軌道１１ｂに対向する、内輪軌道１７ｂを形成している。この様な内輪１４は、上記ハブ本体１３の内端部を径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部１９により、このハブ本体１３に対して固定している。そして、上記各外輪軌道１１ａ、１１ｂと上記各内輪軌道１７ａ、１７ｂとの間に転動体２０、２０を、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、上記外側の内輪軌道１７ａを上記ハブ本体１３の外周面の中間部に直接形成しているが、この外側の内輪軌道１７ａは、図７に二点鎖線で示す様に、上記ハブ本体１３の中間部に外嵌した別体の内輪１４ａの外周面に形成する場合もある。又、図示の例では、上記各転動体２０、２０として玉を使用しているが、重量の嵩む自動車用のハブユニットの場合には、円すいころを使用する場合もある。又、上記各転動体２０、２０を設置した円筒状の空間の両端開口部は、それぞれシールリング２１ａ、２１ｂにより密閉している。

更に、図示の例は、駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、４ＷＤ車の全車輪）用の車輪支持用ハブユニット５である為、上記ハブ８の中心部に、スプライン孔２２を形成している。そして、このスプライン孔２２に、等速ジョイント用外輪２３の外端面に固設したスプライン軸２４を挿入している。これと共に、このスプライン軸２４の先端部にナット２５を螺合し、更に緊締する事により、上記ハブ本体１３を、このナット２５と上記等速ジョイント用外輪２３との間に挟持している。

次に、図８は、従来から知られている車輪支持用ハブユニットの第２例として、従動輪（ＦＦ車の後輪、ＦＲ車及びＲＲ車の前輪）用のものを示している。この第２例の車輪支持用ハブユニット５ａは、従動輪用である為、ハブ８ａを構成するハブ本体１３ａの中心部にスプライン孔を設けていない。又、本例の場合も、このハブ本体１３ａの外周面の中間部には、外側の内輪軌道１７ａを直接形成しているが、この外側の内輪軌道１７ａは、上記ハブ本体１３ａの中間部に外嵌した別体の内輪（図示省略）の外周面に形成する場合もある。その他の部分の構造及び作用は、上述した第１例の車輪支持用ハブユニット５の場合と同様である。

ところで、上述した様な各車輪支持用ハブユニット５、５ａの場合、ハブ本体１３、１３ａの外端部に設けた円筒部１６の表面には、防錆等の目的で、塗装膜を形成する。又、この様な塗装膜の形成方法として従来から、刷毛塗り塗装法や電着塗装法等の各種の方法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。これら各方法のうち、電着塗装法を採用すれば、例えば刷毛塗り塗装法を採用する場合に比べて、上記円筒部１６の表面に塗装膜を薄く均一に形成でき、しかもこの塗装膜を上記表面から剥がれにくくできる為、他の塗装法に比べて好ましい事に加えて、乾燥時間を短くできる。

電着塗装法により、上記円筒部１６の表面に塗装膜を形成する場合には、先ず、この円筒部１６の表面を塗装液に接触させた状態で、この塗装液の他の部分に接触させた電極と上記ハブ本体１３、１３ａとの間に電圧を印加する。これにより、上記塗装液中の塗料粒子をイオン化し、このイオン化した塗料粒子を上記円筒部１６の表面に電着させる事で、この表面に未乾燥の塗装膜を形成する。その後、この未乾燥の塗装膜を加熱して乾燥させる事により、この塗装膜を上記表面に焼き付けた後、この塗装膜を冷却して、塗装作業を完了する。

ところで、上述の様に円筒部１６の表面に塗装膜を焼き付ける際に、未乾燥の塗装膜の加熱の仕方を誤ると、次の様な不都合を生じる。即ち、上記ハブ本体１３、１３ａの外周面の中間部乃至内端寄り部分の少なくとも一部（例えば、取付フランジ１５の根元部分、内輪軌道１７ａを形成した部分、内輪１４、１４ａを外嵌した部分等）には、当該部分の硬度を向上させるべく、全周に亙り高周波焼入れ処理を施して、硬化層を形成している。この為、上述の様に未乾燥の塗装膜の加熱の仕方を誤った結果、上記硬化層の温度が過度に上昇した場合には、この硬化層部分で軟化作用（焼なまし、焼き戻し等）が生じ、この硬化層の硬度が低下すると言った不都合を生じる。又、車輪支持用ハブユニット５、５ａを組み立てた状態で未乾燥の塗装膜を加熱する場合、この未乾燥の塗装膜の加熱の仕方を誤った結果、前記各転動体２０、２０の設置部に封入したグリースの温度が過度に上昇した場合には、このグリースが劣化すると言った不都合を生じる。

特開２００３−１３６９０２号公報特開２００３−３４２７９３号公報

本発明のハブの電着塗装方法は、上述の様な事情に鑑み、ハブを構成する円筒部の表面に塗装膜を焼き付けるべく、未乾燥の塗装膜を加熱する場合に、ハブの外周面のうち高周波焼入れ処理による硬化層を形成した部分の温度が過度に上昇したり、或は転動体設置部に封入したグリースの温度が過度に上昇する事を防止できる方法を実現すべく発明したものである。

本発明のハブの電着塗装方法は、外周面の外端寄り部分に車輪及び制動用回転部材を支持固定する為の取付フランジを、外端部にこれら車輪と制動用回転部材とのうちの少なくとも一方を外嵌する為の円筒部を、それぞれ備えた、車輪支持用ハブユニットを構成するハブのうち、上記円筒部の表面に（イオン化した）塗料粒子を電着させる事により、この表面に未乾燥の塗装膜を形成した後、この未乾燥の塗装膜を加熱して乾燥させる事によりこの塗装膜を上記円筒部の表面に焼き付ける。

特に、本発明のうち請求項１に記載したハブの電着塗装方法に於いては、上記未乾燥の塗装膜の加熱温度を、１４０℃未満としている。
又、請求項２に記載したハブの電着塗装方法に於いては、上記未乾燥の塗装膜の加熱温度を１４０〜２２０℃とすると共に、この未乾燥の塗装膜の加熱作業を、上記ハブを内端側（このハブのうち上記円筒部よりも内端側の部分）から冷却しながら行なう。
尚、本発明は、上記車輪支持用ハブユニットを組み立てる以前の、上記ハブ単体の状態で実施しても良いし、上記車輪支持用ハブユニットを組み立てた状態で実施しても良い。

上述の様な本発明のハブの電着塗装方法によれば、円筒部の表面に塗装膜を焼き付けるべく、未乾燥の塗装膜を加熱する際に、ハブの外周面のうち高周波焼入れ処理を施した部分である硬化層の温度が過度に（この硬化層で焼なましや焼き戻し等の軟化作用が生じる程度に）上昇したり、或は車輪支持用ハブユニットを構成する転動体設置部に封入したグリースの温度が過度に（このグリースが劣化する程度に）上昇する事を防止できる。

即ち、前述の図７〜８に示した様な車輪支持用ハブユニットの場合、上記硬化層を形成する場合の焼き戻し温度は炉加熱で１５０〜１８０℃である。この為、１５０℃未満であれば、当該温度に曝らされる時間にもよるが、未乾燥の塗装膜を乾燥させる時間程度では、上記硬化層で焼き戻し等の軟化作用は生じない。例えば、１４０℃で３０分程度曝らしたとしても、上記硬化層で焼き戻し等の軟化作用は生じない。又、上述の図７〜８に示した様な車輪支持用ハブユニットの場合、転動体設置部に封入するグリースは、滴点（グリースの種類によるが、例えば２６０℃程度）に至ると、曝らされる時間に拘らず劣化するが、１２０℃程度であれば、曝らされる時間に拘らず劣化しないし、１４０℃程度であれば、上記塗装膜を乾燥させる程度の時間（例えば３０分以下）であれば劣化しない。

これに対し、上述した様に、請求項１に記載した発明の場合には、未乾燥の塗装膜の加熱温度を１４０℃未満と小さくしている。この為、この塗装膜に加えた熱が上記硬化層に伝達された場合でも、この硬化層の温度が過度に上昇する事はない。又、当該熱が上記グリースに伝達された場合でも、このグリースの温度が、劣化を生じる程過度に上昇する事はない。

又、上述した様に、請求項２に記載した発明の場合には、未乾燥の塗装膜の加熱温度を１４０〜２２０℃と比較的高くするが、この未乾燥の塗装膜の加熱作業を、上記ハブを内端側から冷却しながら行なう。この為、上記塗装膜に加えた熱により上記硬化層や上記グリースの温度が上昇する事を抑えられる。従って、上記硬化層が過度の温度上昇により軟化したり、或は上記グリースが過度の温度上昇により劣化する事を防止できる。又、請求項２に記載した発明の場合には、上記未乾燥の塗装膜の加熱温度を比較的高くしている為、この塗装膜の焼き付け時間を短くできる。

図１〜４は、請求項１に対応する、本発明の実施例１を示している。本実施例では、図１に示す様なハブ本体１３ａを実施の対象とする。このハブ本体１３ａは、前述の図８に示した車輪支持用ハブユニット５ａの構成部材である。図示の例の場合、上記ハブ本体１３ａの外周面の中間部で内輪軌道１７ａを含む部分（斜格子を付して示した部分）に、全周に亙り高周波焼き入れ処理を施して、当該部分に硬化層２６を形成している。そして、この様な硬化層２６を形成する事により、上記ハブ本体１３ａの耐久性を高めている。

又、本実施例の場合には、上記ハブ本体１３ａの外端部に設けた円筒部１６の外周面、内周面、及び外端面、並びに、このハブ本体１３ａの外端面の径方向中央部（図１に破線イを付して示した部分）に、電着塗装を施す。この為に本実施例の場合、先ず、この破線イを付して示した部分に対し、脱脂洗浄等の所定の前処理を行なった後、この破線イを付した部分を塗装液（図示せず）に接触させ（浸漬し）た状態で、この塗装液の他の部分に接触させた電極（図示せず）と上記ハブ本体１３ａとの間に電圧を印加する（塗装液側に＋極を、ハブ本体１３ａ側に−極を、それぞれ通じさせる）。これにより、上記塗装液中の塗料粒子をイオン化し、このイオン化した塗料粒子を上記破線イを付して示した部分に電着させる事で、図２に示す様に、当該部分に未乾燥の塗装膜２７を形成する。尚、図示の例では、便宜上、この塗装膜２７を太線で示しているが、この太線の幅は、この塗装膜２７の厚さを示すものではない。実際の塗装膜２７の厚さは、上述した電圧の印加時間にもよるが、後述する焼き付け後の状態で、例えば十数μｍ程度である。

そして、上述の様に未乾燥の塗装膜２７を形成した後、図３に示す様に、この未乾燥の塗装膜２７を、セラミックヒータ２８から発せられる遠赤外線で加熱する。これにより、上記未乾燥の塗装膜２７を乾燥させて、この塗装膜２７を上記ハブ本体１３ａの表面に焼き付ける。本実施例の場合、この際の塗装膜２７の加熱温度は、１４０℃未満としている。

そして、上述の様に塗装膜２７をハブ本体１３ａの表面に焼き付けたならば、次いで、図４に示す様に、クーラ２９から噴出した冷風を上記塗装膜２７に吹き付ける事により、この塗装膜２７を冷却して、塗装作業を完了する。

上述した様に、本実施例のハブの電着塗装方法の場合には、未乾燥の塗装膜２７の加熱温度を１４０℃未満と低くしている。この為、この塗装膜２７に加えた熱が、ハブ本体１３ａの中間部外周面に形成した硬化層２６に伝達された場合でも、この硬化層２６の温度が過度に（この硬化層２６で焼なましや焼き戻し等の軟化作用が生じる程度にまで）上昇する事はない。従って、本実施例の場合には、上記塗装膜２７を形成する際に、上記硬化層２６の硬度が低下する事を防止できる。

次に、図５〜６は、請求項２に対応する、本発明の実施例２を示している。本実施例の場合、前述の図１に破線イを付して示した部分に、イオン化した塗料粒子を電着させる事により、前述の図２に示す様に、当該部分に未乾燥の塗装膜２７を形成するまでの作業手順は、上述した実施例１の場合と同様である。

本実施例の場合には、上述の様に未乾燥の塗装膜２７を形成した後、図５に示す様に、クーラ２９ａ、２９ａから噴出した冷風を、ハブ本体１３ａの中間部（硬化層２６を形成した部分）乃至内端部に吹き付ける。これにより、当該部分を冷却しながら、上記未乾燥の塗装膜２７を、セラミックヒータ２８から発せられる遠赤外線で加熱する。これにより、上記塗装膜２７を乾燥させて、この塗装膜２７を上記ハブ本体１３ａの表面に焼き付ける。本実施例の場合、この際の塗装膜２７の加熱温度は、１４０〜２２０℃の範囲内で規制される温度としている。

そして、上述の様に塗装膜２７をハブ本体１３ａの表面に焼き付けたならば、次いで、図６に示す様に、クーラ２９から噴出した冷風を、上記塗装膜２７に直接吹き付けると共に、クーラ２９ａ、２９ａから噴出した冷風を、ハブ本体１３ａの中間部（硬化層２６を形成した部分）乃至内端部に吹き付ける事により、上記塗装膜２７を冷却して、塗装作業を完了する。

上述した様に、本実施例のハブの電着塗装方法の場合には、未乾燥の塗装膜２７の加熱温度を１４０〜２２０℃と比較的高くするが、この未乾燥の塗装膜２７の加熱作業を、上記ハブ本体１３ａの中間部乃至内端部を冷却しながら行なう。この為、上記塗装膜２７に加えた熱により硬化層２６の温度が上昇する事を抑えられる。従って、上記硬化層２６の温度が過度に（この硬化層２６で焼なましや焼き戻し等の軟化作用が生じる程度に）上昇する事を防止できる。この結果、本実施例の場合も、上記塗装膜２７を形成する際に、上記硬化層２６の硬度が低下する事を防止できる。更に、本実施例の場合には、上記未乾燥の塗装膜２７の加熱温度を比較的大きくしている為、この塗装膜２７の焼き付け時間を、上述した実施例１の場合に比べて短くできる。

尚、上述した各実施例では、前述の図８に示した従動輪用の車輪支持用ハブユニット５ａを構成するハブ（ハブ本体１３ａ）を対象として本発明を実施したが、本発明は、前述の図７に示した駆動輪用の車輪支持用ハブユニット５を構成するハブ（ハブ本体１３）を対象として実施する事もできる。又、これらに限らず、各種構造の車輪支持用ハブユニットを構成するハブ（外側の外輪軌道をハブ本体の外周面の中間部に直接形成したものと、この外側の外輪軌道をハブ本体の中間部に外嵌した別体の内輪の外周面に形成したものとの、双方を含む。）に対しても実施する事ができる。

又、上述した各実施例では、電着塗装法による塗装膜の形成作業を、車輪支持用ハブユニットを組み立てる以前の、ハブ単体の状態で実施する方法を採用した。但し、本発明を実施する場合には、電着塗装法による塗装膜の形成作業を、車輪支持用ハブユニットを組み立てた状態で実施しても良い。この様に車輪支持用ハブユニットを組み立てた状態で実施する場合には、上述した各実施例で説明した効果を得られる他、上記塗装膜を形成する際に、転動体設置部に封入したグリースが熱劣化する事を防止できると言った効果も得られる。

本発明の実施例１を示す、電着塗装を施すべきハブ本体の断面図。円筒部の表面に未乾燥の塗装膜を形成した状態で示す、ハブ本体の断面図。未乾燥の塗装膜を加熱する事により、この塗装膜を円筒部の表面に焼き付ける工程を、ハブ本体を切断した状態で示す図。円筒部の表面に焼き付けた塗装膜を冷却する工程を、ハブ本体を切断した状態で示す図。本発明の実施例２で未乾燥の塗装膜を加熱する事により、この塗装膜を円筒部の表面に焼き付ける工程を、ハブ本体を切断した状態で示す図。円筒部の表面に焼き付けた塗装膜を冷却する工程を、ハブ本体を切断した状態で示す図。駆動輪用の車輪支持用ハブユニットの１例を、ナックルに組み付けた状態で示す断面図。従動輪用の車輪支持用ハブユニットの１例を示す断面図。

符号の説明

１ホイール
２ナックル
３ロータ
４支持孔
５、５ａ車輪支持用ハブユニット
６外輪
７ボルト
８、８ａハブ
９スタッド
１０ナット
１１ａ、１１ｂ外輪軌道
１２結合フランジ
１３、１３ａハブ本体
１４、１４ａ内輪
１５取付フランジ
１６円筒部
１７ａ、１７ｂ内輪軌道
１８小径段部
１９かしめ部
２０転動体
２１ａ、２１ｂシールリング
２２スプライン孔
２３等速ジョイント用外輪
２４スプライン軸
２５ナット
２６硬化層
２７塗装膜
２８セラミックヒータ
２９、２９ａクーラ

Claims

外周面の外端寄り部分に車輪及び制動用回転部材を支持固定する為の取付フランジを、外端部にこれら車輪と制動用回転部材とのうちの少なくとも一方を外嵌する為の円筒部を、それぞれ備えた、車輪支持用ハブユニットを構成するハブのうち、上記円筒部の表面に塗料粒子を電着させる事によりこの表面に未乾燥の塗装膜を形成した後、この未乾燥の塗装膜を加熱して乾燥させる事によりこの塗装膜を上記円筒部の表面に焼き付ける、ハブの電着塗装方法に於いて、上記未乾燥の塗装膜の加熱温度を１４０℃未満とした事を特徴とするハブの電着塗装方法。
外周面の外端寄り部分に車輪及び制動用回転部材を支持固定する為の取付フランジを、外端部にこれら車輪と制動用回転部材とのうちの少なくとも一方を外嵌する為の円筒部を、それぞれ備えた、車輪支持用ハブユニットを構成するハブのうち、上記円筒部の表面に塗料粒子を電着させる事によりこの表面に未乾燥の塗装膜を形成した後、この未乾燥の塗装膜を加熱して乾燥させる事によりこの塗装膜を上記円筒部の表面に焼き付ける、ハブの電着塗装方法に於いて、上記未乾燥の塗装膜の加熱温度を１４０〜２２０℃とすると共に、この未乾燥の塗装膜の加熱作業を、上記ハブを内端側から冷却しながら行なう事を特徴とするハブの電着塗装方法。