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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