JP2007232174A - 軸受ユニット製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】新たな加工処理を別途必要とすること無く等速ジョイントと軸受ユニットとの当接部分の摩擦抵抗を小さくして異音の発生を抑制する軸受ユニット製造方法を提供する。
【解決手段】車体側に固定される静止輪2と、車輪側に接続される回転輪4と、回転輪に対して嵌合可能な回転輪構成体16と、回転輪構成体を回転輪に嵌合させることで所定の予圧が付与された状態で静止輪と回転輪との間に転動自在に組み込まれた複数の転動体6,8とを備えた軸受ユニットの製造方法であり、静止輪と回転輪との間に複数の転動体を介挿した状態で、回転輪構成体を回転輪に嵌合した後、加締め機構(加締め用治具30、予め潤滑剤が塗布された押圧力作用面30s)により回転輪の加締め領域12cを塑性変形させて、当該加締め領域を回転輪構成体の周端部16sに沿って加締める際に同時に、加締め機構(押圧力作用面)から潤滑剤を加締め領域全体に付着させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、等速ジョイント(CVJ)の外輪が当接する部位(加締め部の端面)の微小相対滑りによる異音を低減させるための軸受ユニット製造方法に関する。
従来から、自動車の車輪(例えば、ディスクホイール)を車体(例えば、懸架装置(サスペンション))に対して回転自在に支持するための各種の軸受ユニットが知られている。例えば図2(a)に示された軸受ユニットは、車体側に固定されて常時非回転状態に維持される静止輪(外輪)2と、静止輪2の内側に対向して設けられ且つ車輪側に接続されて車輪と共に回転する回転輪(内輪)4と、静止輪2と回転輪4との間に複列(例えば2列)で回転可能に組み込まれた複数の転動体6,8とを備えている。
この場合、静止輪2は中空円筒状を成しており、回転輪4の外周を覆うように配置されており、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シール部材(車体側のパックシール10a、車輪側のリップシール10b)が設けられている。なお、転動体6,8として図面では、玉を例示しているが、軸受ユニットの構成や種類に応じて、コロが適用される場合もある。
静止輪(外輪)2には、その外周面から外方に向って突出した固定フランジ2aが一体成形されており、固定フランジ2aの固定孔2b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(ナックル)に固定することができる。また、回転輪(内輪)4には、例えば自動車のディスクホイール(図示しない)を支持しつつ共に回転する略円筒形状のハブ12が設けられており、ハブ12には、ディスクホイールが固定されるハブフランジ12aが突設されている。
ハブフランジ12aは、静止輪(外輪)2を越えて外方(ハブ12の半径方向外側)に向って延出しており、その延出縁付近には、周方向に沿って所定間隔で配置された複数のハブボルト14が設けられている。この場合、複数のハブボルト14をディスクホイールに形成されたボルト孔(図示しない)に差し込んでハブナット(図示しない)で締付けることにより、当該ディスクホイールをハブフランジ12aに対して位置決めして固定することができる。
また、ハブ12(回転輪4)には、その車体側に環状の回転輪構成体16(ハブ12と共に回転輪4を構成する部材)が嵌合(外嵌)されるようになっている。この場合、例えば静止輪2と回転輪4との間に複数の転動体6,8を介挿した状態(具体的には、各転動体6,8を保持器18で保持した状態)で、回転輪構成体16をハブ12に形成された段部12bまで嵌合(外嵌)した後、ハブ12の車体側端部の加締め領域12cを塑性変形させて、当該加締め領域12cを回転輪構成体16の周端部16sに沿って加締める(密着させる)ことで、当該回転輪構成体16を回転輪4(ハブ12)に固定することができる。
このとき、軸受ユニットには所定の予圧が付与された状態となり、この状態において、各転動体6,8は、互いに所定の接触角を成して静止輪2と回転輪4の軌道面(静止軌道面2s、回転軌道面4s)にそれぞれ接触して回転可能に組み込まれる。この場合、2つの接触点を結んだ作用線(図示しない)は、各軌道面2s,4sに直交し且つ各転動体6,8の中心を通り、軸受ユニットの中心線上の1点(作用点)で交わる。これにより背面組合せ形(DB)軸受が構成される。
なお、このような構成において、自動車走行中に車輪に作用した力は、全てディスクホイール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、上述したような背面組合せ形(DB)軸受となっているため、各種の荷重に対して高い剛性が維持される。
また、かかる軸受ユニットには、図示しない等速ジョイント(CVJ)が連結されるようになっている。具体的には、等速ジョイントと軸受ユニットとは、等速ジョイントの外輪(図示しない)を軸受ユニットの回転輪4(ハブ12の加締め領域12c)に当接させて連結されている。この構成において、例えばドライブシャフトの角度の変化に対応して当該等速ジョイントが自由に角度変化することで、所定トルクの駆動力が軸受ユニットを介してディスクホイールに円滑に伝達されることになる。
ところで、上述したような軸受ユニットは、運転時にバッキン音と呼ばれる異音(ステックスリップ音)が生じる場合がある。これは、例えば急発進や急加速、或いは急ハンドルといった運転操作が繰り返されると、等速ジョイントと軸受ユニットとの間で伝達される駆動力(トルク)が変動し、スプラインと当接部分との間のねじれ量が変化してその際、等速ジョイントと軸受ユニットとの当接部分が微小相対滑りを発生し、ステックスリップ音が発生することが要因となっている。
そこで、特許文献1には、例えば図2(b)に示すように、等速ジョイントが当接する加締め領域12cの当接面12mに、周方向に連続した凹溝20が形成された軸受ユニットが提案されている。これによれば、凹溝20に潤滑剤を溜めることで、等速ジョイントと軸受ユニットとの当接部分の摩擦抵抗を小さくすることができるため、異音の発生を抑制することが可能となる。
しかしながら、加締め領域12cの当接面12mに凹溝20を形成するためには、そのための形成プロセスを軸受ユニットの製造方法に別途追加しなければならない。即ち、従来の製造方法では、加締め領域12cに加締め処理を施す以外に更に凹溝20を形成するための新たな加工処理が別途必要となるため、手間がかかると共に、処理工程が増えた分だけ軸受ユニットの製造コストが上昇してしまう。そこで、加締め領域12c(当接面12m)に凹溝20を形成すること無く(新たな加工処理を別途必要とすること無く)、等速ジョイントと軸受ユニットとの当接部分の摩擦抵抗を小さくして異音の発生を抑制する技術の開発が望まれているが、現在そのような技術は知られていない。
特開2003−136908号公報
本発明は、このような要望に応えるためになされており、その目的は、新たな加工処理を別途必要とすること無く、等速ジョイントと軸受ユニットとの当接部分の摩擦抵抗を小さくして異音の発生を抑制する軸受ユニット製造方法を提供することにある。
このような目的を達成するために、本発明は、車体側に固定されて常時非回転状態に維持される静止輪と、静止輪に対向して設けられ且つ車輪側に接続されて車輪と共に回転する回転輪と、回転輪に対して嵌合可能な回転輪構成体と、回転輪構成体を回転輪に嵌合させることで所定の予圧が付与された状態で静止輪と回転輪との間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備えた軸受ユニットの製造方法であって、静止輪と回転輪との間に複数の転動体を介挿した状態で、回転輪構成体を回転輪に嵌合した後、加締め機構により回転輪の車体側端部の加締め領域を塑性変形させて、当該加締め領域を回転輪構成体の周端部に沿って加締めて当該回転輪構成体を回転輪に固定する際に同時に、加締め機構から潤滑剤を加締め領域全体に付着させる。
このような発明において、加締め機構は、予め所定の潤滑剤が塗布された押圧力作用面を有する加締め用治具を備えており、加締め用治具の押圧力作用面を回転輪の加締め領域に押し当てて、当該加締め領域に押圧力を作用させて加締める際に同時に、押圧力作用面に塗布された潤滑剤を加締め領域全体に付着させる。この場合、潤滑剤としては、固体潤滑剤、半固体潤滑剤、液体潤滑剤を適用することが可能である。
本発明の軸受ユニット製造方法によれば、新たな加工処理を別途必要とすること無く、等速ジョイントと軸受ユニットとの当接部分の摩擦抵抗を小さくして異音の発生を抑制することができると同時に、加締め金型寿命を延すことができる。
以下、本発明の一実施の形態に係る軸受ユニット製造方法について、添付図面を参照して説明する。
図1(a)には、本実施の形態の軸受ユニット製造方法に用いる製造装置(加締め装置)22の構成例が示されている。なお、製造装置(加締め装置)22にセットする軸受ユニットとしては、図2(a)と同一の構成の軸受ユニットを想定し、図1(a)の説明において同一の構成には同一符号を付して、その説明を省略する。
図1(a)に示した製造装置(加締め装置)22において、静止輪2と回転輪4との間に保持器18で保持された複数の転動体6,8が介挿され、更に回転輪構成体16がハブ12の段部12bに嵌合(外嵌)された軸受ユニットは、ハブ12の車輪側に一体成形されたパイロット部12d(ブレーキロータが嵌合される部位)を下方に向けて配置される。そして、かかる状態において、軸受ユニットは、当該装置22の下部側支持機構24と上部側支持機構26とで挟み込まれてセット(位置決め固定)される。
具体的に説明すると、下部側支持機構24には、例えば昇降装置28に接続された環状の下部側支持アーム24aが設けられており、下部側支持アーム24aにより軸受ユニットの回転輪4(図面上では、ハブフランジ12a)が支持される。また、上部側支持機構26には、例えば製造装置(加締め装置)22のハウジング(図示しない)に固定可能な環状の上部側支持アーム26aが設けられており、上部側支持アーム26aにより軸受ユニットの静止輪2(図面上では、静止輪2の車体側の周端部2t)が支持される。この場合、軸受ユニットを下部側支持アーム24a上に支持した状態で、昇降装置28により下部側支持アーム24aを上部側支持アーム26aまで上昇させることで、軸受ユニットを部側支持機構24と上部側支持機構26とで挟み込んでセット(位置決め固定)することができる。
製造装置(加締め装置)22にセットされた軸受ユニットは、その車体側が外部に露出した状態となる。即ち、ハブ12の車体側端部の加締め領域12cと回転輪構成体16の周端部16sとが外部に露出する。この状態において、製造装置(加締め装置)22の加締め機構により回転輪4の車体側端部の加締め領域12cを塑性変形させて、当該加締め領域12cを回転輪構成体16の周端部16sに沿って加締める(密着させる)。このとき同時に、加締め機構から潤滑剤を加締め領域12c全体に付着させる。これにより、加締め領域12c全体に潤滑剤が付着した回転輪構成体16を回転輪4に固定することができる。
具体的に説明すると、加締め機構としては、予め所定の潤滑剤が塗布された押圧力作用面30sを有する加締め用治具30(例えば、加締め金型)を適用することが可能であり、加締め用治具30の押圧力作用面30sは、例えば図1(c)に示すように、環状の平坦面M1と、この平坦面M1の内側に連続して周方向に沿って延出し且つ先細り円錐形を成す環状の傾斜面M2とを備えて構成されている。この場合、加締め用治具30の押圧力作用面30sを回転輪4の加締め領域12cに押し当てて、当該加締め領域12cに押圧力を作用させると、傾斜面M2により加締め領域12cが押し広げられつつ、同時に平坦面M1により加締め領域12cが回転輪構成体16の周端部16sに沿って加締められる。
このとき同時に、押圧力作用面30sから加締め領域12cに潤滑剤を付着させることができ、これにより、表面全体に潤滑剤がむら無く且つ均一に付着した(すり込まれた)加締め領域12cが形成される。そして、これと同時に、当該加締め領域12cを回転輪構成体16の周端部16sに密着させることができる。なお、かかる加締め処理に際し、加締め領域12cには、平坦面M1で押圧された部位に、後述する等速ジョイントCVJが当接される平坦状の環状当接面12mが形成される。
この場合、潤滑剤としては、固体潤滑剤、半固体潤滑剤、液体潤滑剤を適用することが可能である。ここで、固体潤滑剤としては、例えば二硫化モリブデン、黒鉛、二硫化タングステンなどを適用すれば良い。また、半固体潤滑剤としては、例えばリチウム石ケン基グリース、カルシウム石ケン基グリースなどを適用すれば良い。更に、液体潤滑剤としては、例えば鉱油系潤滑油(パラフィン系炭化水素、ナフテン系炭化水素)、合成潤滑油(リン酸エステル、ニ塩基酸エスエル)、脂肪性潤滑油(パーム油、牛脂、ナタネ油)などを適用すれば良い。
このような製造方法によれば、加締め用治具30による加締め処理に際し同時に、その押圧力作用面30sに予め塗布された潤滑剤を加締め領域12c全体に付着させることができる。このため、従来のように加締め領域12cに凹溝20(図2(b))を形成するといた新たな加工処理を別途必要とすること無く、通常の加締め処理工程に沿って加締め領域12cを回転輪構成体16の周端部16sに加締めるだけで、潤滑剤を加締め領域12c全体にむら無く且つ均一に付着させることができる。これにより、従来に比べて軸受ユニットの製造コストを大幅に低減することが可能となる。
また、図1(b)に示すように、製造装置(加締め装置)22で加締め処理が完了した軸受ユニットには、ハブボルト14によりディスクホイール(図示しない)がハブフランジ12aに固定されると共に、固定用ボルト32により固定フランジ2aがナックル34(懸架装置)に固定される。そして、等速ジョイントCVJのスプライン軸36が軸受ユニット(回転輪4)のスプライン孔4hに嵌入される。スプライン軸36は、その嵌入先端がパイロット部12dに対してナット38で固定されており、その嵌入基端には、等速ジョイント用外輪40が設けられている。
等速ジョイント用外輪40の内側には、当該外輪40に対向して配置された等速ジョイント用内輪42が設けられており、これら外内輪40,42間に複数のボール44が保持器46で保持された状態で転動自在に介在されている。また、等速ジョイント用内輪42の中心には、駆動源(エンジン)に連結された駆動軸(図示しない)が嵌入されるスプライン孔42hが形成されている。この場合、等速ジョイント用内輪42に嵌入された駆動軸は、外内輪40,42間でボール44が転動することで、任意の角度を成して回転駆動可能となる。
かかる等速ジョイントCVJは、そのスプライン軸36を軸受ユニット(回転輪4)のスプライン孔4hに嵌入した状態において、等速ジョイント用外輪40が軸受ユニット(回転輪4)の加締め領域12c(環状当接面12m)に当接する。この場合、例えば急発進や急加速、或いは急ハンドルといった運転操作が繰り返されると、等速ジョイントCVJと軸受ユニットとの間で伝達される駆動力(トルク)が変動し、その際、スプラインと当接部分との間のねじれ量が変化して等速ジョイントと軸受ユニットとの当接部分が微小相対滑りを発生し、これにより、バッキン音と呼ばれる異音(ステックスリップ音)が生じる場合がある。
しかしながら、本実施の形態の製造方法によれば、加締め用治具30による加締め処理に際し同時に、潤滑剤を加締め領域12c(環状当接面12m)全体に付着させたことで、等速ジョイントCVJと軸受ユニットとの当接部分の摩擦抵抗を小さくして異音の発生を抑制することができる。
なお、上述した実施の形態の軸受ユニット製造方法では、加締め用治具30の押圧力作用面30sに予め潤滑剤を塗布しておき、加締め処理に際し同時に、押圧力作用面30sから加締め領域12cに潤滑剤を付着させているが、これに代えて、例えば押圧力作用面30sに潤滑剤吐出用孔を複数設けて、加締め処理に際し同時に、潤滑剤吐出用孔から潤滑剤を加締め領域12cに向けて吐出して付着させるようにしても良い。
(a)は、本発明の一実施の形態に係る軸受ユニット製造方法の一例を示す図、(b)は、同図(a)の製造方法で製造された軸受ユニットの構成を示す断面図、(c)は、同図(a)に示す一点鎖線Cで囲まれた円形領域の拡大図。 (a)は、従来の軸受ユニットの構成を示す断面図、(b)は、同図(a)の軸受ユニットにおいて、当接面に凹溝が形成された加締め部の平面図。
符号の説明
2 静止輪(外輪)
4 回転輪(内輪)
6,8 転動体
12c 加締め領域
16 回転輪構成体
16s 回転輪構成体の周端部
30 加締め用治具(加締め金型)
30s 押圧力作用面

Claims (3)

  1. 車体側に固定されて常時非回転状態に維持される静止輪と、静止輪に対向して設けられ且つ車輪側に接続されて車輪と共に回転する回転輪と、回転輪に対して嵌合可能な回転輪構成体と、回転輪構成体を回転輪に嵌合させることで所定の予圧が付与された状態で静止輪と回転輪との間に転動自在に組み込まれた複数の転動体とを備えた軸受ユニットの製造方法であって、
    静止輪と回転輪との間に複数の転動体を介挿した状態で、回転輪構成体を回転輪に嵌合した後、加締め機構により回転輪の車体側端部の加締め領域を塑性変形させて、当該加締め領域を回転輪構成体の周端部に沿って加締めて当該回転輪構成体を回転輪に固定する際に同時に、加締め機構から潤滑剤を加締め領域全体に付着させることを特徴とする軸受ユニット製造方法。
  2. 加締め機構は、予め所定の潤滑剤が塗布された押圧力作用面を有する加締め用治具を備えており、加締め用治具の押圧力作用面を回転輪の加締め領域に押し当てて、当該加締め領域に押圧力を作用させて加締める際に同時に、押圧力作用面に塗布された潤滑剤を加締め領域全体に付着させることを特徴とする請求項1に記載の軸受ユニット製造方法。
  3. 潤滑剤としては、固体潤滑剤、半固体潤滑剤、液体潤滑剤を適用することが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製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009292422A (ja) * 2008-06-09 2009-12-17 Ntn Corp 駆動車輪用軸受装置

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JP2009292422A (ja) * 2008-06-09 2009-12-17 Ntn Corp 駆動車輪用軸受装置

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