JP2007225028A - 駆動車輪用軸受ユニットのブレーキロータ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 各部品単体を高精度に加工する方法に代わる簡単低コストなブレーキロータの端面振れ精度向上加工方法を提供すること。
【解決手段】ハブ輪１１、等速自在継手の外方継手部材１３および車軸軸受１４とをユニット化し、車軸軸受１４の複列のインナレースのうちの少なくとも一方を外方継手部材１３に形成した駆動車輪用軸受ユニットのハブ輪１１にブレーキロータ５０を組み付け、この組み付け状態で車軸軸受１４の外輪１６の外周を固定支持するとともに、ハブ輪１１、外方継手部材１３およびブレーキロータ５０を一体に回転させつつブレーキロータ５０の側面を旋削加工する。
【選択図】 図１

Description

本発明は駆動車輪用軸受ユニットのブレーキロータ加工方法に関し、詳しくは、自動車用ハブ輪、等速自在継手の外方継手部材および車軸軸受をユニット化した駆動車輪用軸受ユニットにブレーキロータを組み付けた状態でブレーキロータの端面を旋削加工するようにした加工方法に関する。

自動車のエンジンから駆動車輪に動力を伝達する動力伝達系は、エンジンと車輪との相対的位置関係の変化による角度変位と軸方向変位に対応する必要があるため、例えば、図８に示すようにエンジン側と駆動車輪側との間にドライブシャフト１を介装し、ドライブシャフト１の一端を摺動型等速自在継手Ｊ₁ を介してディファレンシャルに連結し、他端を固定型等速自在継手Ｊ₂を介して駆動車輪２に連結している。摺動型等速自在継手Ｊ₁ のいわゆるプランジングによって軸方向の変位が吸収され、固定型等速自在継手Ｊ₂では角度変位のみが許容される。

固定型等速自在継手Ｊ₂ は、ドライブシャフト１の他端に取り付けられた内方継手部材４と、ハブ輪７に結合された外方継手部材３と、内方継手部材４および外方継手部材３のトラック溝間に組み込まれた複数のトルク伝達ボール５と、内方継手部材４の外球面と外方継手部材３の内球面との間に介在してトルク伝達ボール５を保持する保持器６を主要な構成要素としている。ハブ輪７は車軸軸受８によって回転自在に支持され、このハブ輪７にブレーキロータ１０と駆動車輪２のホイールとが固定される。ハブ輪７、等速自在継手Ｊ₂の外方継手部材３および車軸軸受８は、組立コスト低減と軽量化のためユニット化されていわゆる「第四世代」といわれる駆動車輪用軸受ユニットを構成している。

駆動車輪用軸受ユニット全体としての寸法精度はその部品単体の精度の積み上げになっている。各部品にはユニット全体として要求される寸法精度を上回る精度が要求されることになる。特にブレーキロータの端面振れ精度は重要であり、ブレーキロータ自体の寸法精度は勿論のこと、それを取り付けるハブ輪のフランジ面にも同程度の高精度が要求される。このように、ユニット全体として高精度を達成するために各部品をそれ以上の高精度に仕上げる必要がある。

外方継手部材の外径面に車軸軸受のインボード側の軌道面（インナレース）を形成したいわゆる第四世代と呼ばれる軸受ユニットは、外方継手部材のインナーレースと、外方継手部材とは別体のハブ輪のインナーレースとが共同して複列のインナーレースを構成する。このため、車軸軸受とハブ輪間の所定の芯出し精度を得るため、ハブ輪に対する外側継手部材の嵌合精度を厳格に管理する必要がある。したがって、第四世代の軸受ユニットは前世代の軸受ユニットに比べて部品単体により高精度が要求され、それによるコストアップの吸収が課題となっていた。

本発明の目的は、各部品を高精度に加工する代わりに、軸受ユニットにブレーキロータを組み付けたサブアッシー状態でブレーキロータを加工することにより所望の端面振れ精度を簡単に得ることができる加工方法を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明は、ハブ輪、固定式等速自在継手、車軸軸受およびブレーキロータをユニット化し、車軸軸受の複列のインナレースのうち少なくとも一方を前記外方継手部材に形成した駆動車輪用軸受ユニットと、摺動式等速自在継手と、前記固定式等速自在継手の内方継手部材と前記摺動式等速自在継手の内方部材とを連結するドライブシャフトとを有するフルアッシー状態の駆動車輪用軸受ユニットの前記車軸軸受外輪を固定支持するとともに、前記ブレーキロータから摺動式等速自在継手に至る間の任意部分に回転駆動力を伝達してブレーキロータを回転させつつブレーキロータの端面を旋削加工することを特徴とする。ブレーキロータから摺動式等速自在継手に至る間の任意部分は、例えばハブ輪、固定式等速自在継手の外輪、ドライブシャフト、摺動式等速自在継手の外輪または内輪などである。

本発明によれば、駆動車輪用軸受ユニットの各部品を単体で高精度に加工しなくとも、摺動式等速自在継手やドライブシャフトを含むフルアッシー状態の駆動車輪用軸受ユニット全体の組立後に、ブレーキロータから摺動式等速自在継手に至る間の任意部分に回転駆動力を伝達してブレーキロータを回転させつつブレーキロータの端面を旋削加工することにより、ブレーキロータに要求される端面振れ精度を簡単確実かつ低コストに実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は第四世代と呼ばれる駆動車輪用軸受ユニットＨと摺動式トリポード型等速自在継手Ｊ_１とをドライブシャフト１で連結したフルアッシー状態の駆動車輪用軸受ユニットの一例である。第四世代の駆動車輪用軸受ユニットＨは、ハブ輪１１、固定式等速自在継手Ｊ_２の外方継手部材１３および車軸軸受１４をユニット化して構成され、外方継手部材１３の外径面に車軸軸受１４のインボード側インナレース１７ｂを形成している。

車軸軸受１４は、複列のアウタレース１５ａ，１５ｂを備えた外輪１６と、複列のインナレース１７ａ，１７ｂと、複列の転動体１８ａ，１８ｂと、転動体１８ａ，１８ｂを列ごとに支持する保持器１２ａ，１２ｂとで構成される。複列のインナレース１７ａ，１７ｂのうち，一方のインナレース１７ａはハブ輪１１の外周面に一体に形成され、他方のインナレース１７ｂは外方継手部材１３の外周面に一体に形成される。外輪１６はフランジ１９にてナックルに固定される。車軸軸受１４の両端開口部に、外部からの異物の浸入や内部に充填したグリースの漏出を防止するため、シール２０が装着される。

図示例は車軸軸受１４が複列アンギュラ玉軸受構造であるが、軸受負荷容量が大きい他の車軸軸受として、転動体に円すいころを使用した複列円すいころ軸受構造を採用することも可能である。

ハブ輪１１はフランジ２１を備え、このフランジ２１の円周方向等間隔位置にホイールとブレーキロータを固定するためのハブボルト２２が取り付けられる。またハブ輪１１の外方継手部材側の端部には、外周部分に環状凸縁２３が形成される。環状凸縁２３の加工量を加減することで軸受すきま（予圧）を調整可能にしている。ハブ輪１１は反外方継手部材側の端面に開口する空洞部２４を有し、ハブ輪１１の中心部には軸方向に貫通孔２５が形成される。

外方継手部材１３は、ほぼ椀形状をなすマウス部２６と、マウス部２６と一体に形成された軸部２７とを有する。マウス部２６には、トルク伝達ボール２８が転動するトラック溝２９を、内球面３０の円周方向等間隔位置に軸方向に延びるように形成している。

マウス部２６内には、内方継手部材３１、トルク伝達ボール２８、保持器３２が組み込まれる。内方継手部材３１は、エンジンからの動力を伝達するドライブシャフト（図示省略）とセレーション（又はスプライン）により結合し、外球面３３の円周方向等分位置に外方継手部材１３のトラック溝２９と対応するトラック溝３４を備えている。外方継手部材１３のトラック溝２９と内方継手部材３１のトラック溝３４との間にトルク伝達ボール２８が介在して両者間でトルクを伝達する。各トルク伝達ボール２８は、保持器３２のポケット３５内に組み込まれ、保持器３２は外方継手部材１３の内球面３０と内方継手部材３１の外球面３３との間に介在する。

外方継手部材１３の軸部２７とハブ輪１１との間のトルク伝達は、軸部２７の外周面とハブ輪１１の内周面に形成されたスプライン又はセレーションなどの凹凸噛合構造とすることで可能である。軸部２７とハブ輪１１は、軸部２７端部の塑性変形による加締めや、軸部２７先端に螺合した固定ナットにより固定する。軸部２７とハブ輪１１とのトルク伝達部及び固定部は、軸部２７外径の拡径又はハブ輪１１内径の縮径による塑性結合で実現してもよい。

図１に示す第一の実施形態では、外方継手部材１３の軸部２７をハブ輪１１の貫通孔２５に挿通嵌合することによりトルク伝達を行う。図２〜図７に示す駆動車輪用軸受ユニットはトルク伝達部の部位ないし構造が図１と異なるが、それ以外は図１とほぼ同じ構造である。よって図２〜図７で図１と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

図２の軸受ユニットは外方継手部材１３の軸部２７ａの先端フランジ部を外側に塑性変形させることによってハブ輪１１と結合する。また軸部２７ａの外周とハブ輪１１の内周とをセレーションで噛み合わせてトルク伝達を行う。

図３の軸受ユニットは図２と同様に外側継手部材１３の軸部２７ｂとハブ輪１１内周をセレーションで連結する。

図４の軸受ユニットはハブ輪１１のボス部１１ａを外側継手部材１３の筒状軸部２７ｃの内側に嵌合してトルク伝達を行う。ハブ輪１１の中央に放熱兼減肉用のコーン状凹部１１ｂが形成される。

図５の軸受ユニットは図４と同様にハブ輪１１のボス部１１ａを外側継手部材１３の筒状軸部２７ｃの内側に嵌合してトルク伝達を行うが、嵌合部分にセレーションを形成している。ハブ輪１１の中央には放熱兼減肉用のコーン状凹部１１ｂが形成される。

図６の軸受ユニットは図３と同様に外側継手部材１３の軸部２７ｄとハブ輪１１内周を連結するが、連結部分を塑性結合としたものである。

図７の軸受ユニットは図４と同様にハブ輪１１のボス部１１ｃを外側継手部材１３の筒状軸部２７ｃの内側に嵌合してトルク伝達を行うが、嵌合部分を塑性結合としたものである。またハブ輪１１にコーン状凹部１１ｂに続く貫通穴２５ａを形成して放熱と減肉を図っている。

図１〜図７の駆動車輪用軸受ユニットは、ハブ輪１１のフランジ２１にハブボルト２２によりブレーキロータ５０を組み付けてある。ブレーキロータ５０の両端面はブレーキロータ５０をこのように軸受ユニットに組み付けた後に旋削加工される。旋削加工においてブレーキロータ５０を回転させるために、車軸軸受１４の外輪１６の外周を円周方向等配の複数のチャック５３によって把持して固定支持する一方、図１の例では外方継手部材１３の軸部２７の穴に旋削回転用の駆動軸５１を嵌合連結する。駆動軸５１を回転させて外方継手部材１３、ハブ輪１１およびレーキロータ５０を一体に回転させ、この状態で旋削バイト５２を図示するようにブレーキロータ５０の両端面外周側から内周側へと切り込んで両端面の旋削加工を行う。駆動軸５１の回転力はドライブシャフト１を介して摺動式等速自在継手Ｊ_１にも伝わるので、ドライブシャフト１は外方継手部材１３と同軸かつフリー状態で水平に保持しておく。ブレーキロータ５０を軸受ユニットに組み付けた当初にブレーキロータ５０の両端面に面振れが存在しても、以上のように組み付け後の旋削加工を実行することで端面振れを除去することができる。本願発明者による実験では端面振れを３０μｍ以下にできることが確認された。なお、図２〜図７にはハブ輪１１ないしブレーキロータ５０を回転させる構造を省略しているが、図１の駆動軸５１に代えて、旋削加工に必要な回転駆動力をブレーキロータ５０から摺動式等速自在継手Ｊ_１に至る間の任意部分に伝達する構成でよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明に係る駆動車輪用軸受ユニットのブレーキロータ加工方法を示す断面図。 他型式の軸受ユニットのブレーキロータの加工方法を示す断面図。 他型式の軸受ユニットのブレーキロータの加工方法を示す断面図。 他型式の軸受ユニットのブレーキロータの加工方法を示す断面図。 他型式の軸受ユニットのブレーキロータの加工方法を示す断面図。 他型式の軸受ユニットのブレーキロータの加工方法を示す断面図。 他型式の軸受ユニットのブレーキロータの加工方法を示す断面図。 自動車に装着された状態の駆動車輪用軸受ユニットの断面図。

符号の説明

１ ドライブシャフト
２ 駆動車輪
３ 外方継手部材
４ 内方継手部材
５ トルク伝達ボール
６ 保持器
７ ハブ輪
８ 車軸軸受
８ａ，８ｂ ボール
９ ナックル
１１ ハブ輪
１２ａ，１２ｂ 保持器
１３ 外方継手部材
１４ 車軸軸受
１５ａ，１５ｂ アウタレース
１６ 外輪
１７ａ，１７ｂ インナレース
１８ａ，１８ｂ 転動体
１９ フランジ
２０ シール
２１ フランジ
２２ ハブボルト
２３ 環状凸縁
２４ 空洞部
２５ 貫通孔
２６ マウス部
２７ 軸部
２８ トルク伝達ボール
２８ 各トルク伝達ボール
２９ トラック溝
３０ 内球面
３１ 内方継手部材
３２ 保持器
３３ 外球面
３４ トラック溝
３５ ポケット
５０ ブレーキロータ
５１ 駆動軸
５２ 旋削バイト
５３ チャック
Ｊ₁ 摺動型等速自在継手
Ｊ₂ 固定型等速自在継手

Claims (1)

1. ハブ輪、固定式等速自在継手、車軸軸受およびブレーキロータをユニット化し、車軸軸受の複列のインナレースのうち少なくとも一方を前記外方継手部材に形成した駆動車輪用軸受ユニットと、摺動式等速自在継手と、前記固定式等速自在継手の内方継手部材と前記摺動式等速自在継手の内方部材とを連結するドライブシャフトとを有するフルアッシー状態の駆動車輪用軸受ユニットの前記車軸軸受外輪を固定支持するとともに、前記ブレーキロータから摺動式等速自在継手に至る間の任意部分に回転駆動力を伝達してブレーキロータを回転させつつブレーキロータの端面を旋削加工することを特徴とする駆動車輪用軸受ユニットのブレーキロータ加工方法。

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