JP2008062336A

JP2008062336A - 車輪軸受装置の製造方法

Info

Publication number: JP2008062336A
Application number: JP2006242735A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Komori; 和雄小森; Junya Nakamura; 純也中村
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-09-07
Filing date: 2006-09-07
Publication date: 2008-03-21

Abstract

【課題】外輪の径の異なる軌道面を、精度よく且つ効率よく研磨する。
【解決手段】内輪２の外径面及び外輪１の内径面に、それぞれ二列の対向する軌道面２ａ，１ａ；２ａ’，１ａ’が周方向全周に亘って形成されて、各軌道面１ａ，１ａ’の内径Ｒ_１，Ｒ_２が異なるように設定された車輪軸受装置の前記外輪１であって、前記外輪１の内径面に回転砥石の外径面を摺動させることにより、前記外輪１の各軌道面１ａ，１ａ’を研磨する車輪軸受装置の製造方法において、一の回転砥石２０を外輪１の大径の溝１ａ側から差し入れてその外径面を外輪１の小径の溝１ａ’に摺動させて研磨し、その後、軸方向同一の側から他の回転砥石１０を差し入れてその外径面を外輪１の大径の溝１ａに摺動させて研磨する方法を採用した。研磨対象となる軌道面を変える際に、外輪を据え変えることなくそのまま作業を続けることができるので、据え変え時の誤差が排除され各軌道面を精度よく且つ効率よく研磨できる。
【選択図】図１

Description

この発明は、車輪軸受装置の製造方法、特に、その車輪軸受装置を構成する外輪の内径面を研磨する方法に関するものである。

自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するために、車輪軸受装置が用いられる。この車輪軸受装置は、例えば、図３に示すように、内輪２及び外輪１が同軸上に配置されており、その内輪２の外径面及び外輪１の内径面に、それぞれ周方向に延びる２組の対向する軌道面（溝）２ａ，１ａ；２ａ’，１ａ’が形成されている。
その対向する対の溝２ａ，１ａ；２ａ’，１ａ’間に、それぞれ周方向に沿って複数のボール３が転動可能な状態で収納できるようになっており、このボール３を介して、内輪２及び外輪１が軸周り相対回転可能に支持される。
なお、上記車輪軸受装置では、各溝２ａ，１ａ；２ａ’，１ａ’は断面弧状に形成されているので、全周に亘ってボール３が転動する軌道面として機能する。

その内輪２のアウタ側端には、ハブボルト４ａを備えた車輪固定用のフランジ部４が設けられており、外輪１の外周に突出して設けた取付部５には、懸架装置（図示せず）が固定できるようになっている。

また、前記二組の溝２ａ，１ａ；２ａ’，１ａ’は、車輪軸受装置の軸方向に沿って一定の距離離れた箇所に設けられており、その各箇所における両溝２ａ，１ａ；２ａ’，１ａ’間にそれぞれボール３を収納した状態において、そのボール３の軸受中心線Ｃを挟んでアウタ側及びインナ側に、それぞれ盛り上がった肩部６，７が形成されている。
図３では、外輪１側において、図中左側のアウタ側の溝１ａはインナ側に肩部６が、また、インナ側の溝１ａ’はアウタ側に肩部６が形成されている。また、内輪２側においては、図中左側のアウタ側の溝２ａはアウタ側に肩部７が、また、インナ側の溝２ａ’はインナ側に肩部７が形成されている。

前記ボール３と前記両溝２ａ，１ａ；２ａ’，１ａ’の底面とが、それぞれ前記軸受中心線Ｃよりも肩部６，７に近い部分で接触することにより、車輪軸受装置に作用するラジアル荷重とアキシアル荷重とに対抗できるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２３２３４３号公報

さらに、特に、自動車の旋回時における大きなアキシアル荷重に対応するため、図３に示すように、アウタ側の外輪１の溝１ａの径Ｒ_１をインナ側の溝１ａ’の径Ｒ_２よりも相対的に大きくし、そのアウタ側に収納されるボール３の数をインナ側よりも多数としたものもある（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−１０８４４９号公報

上記のように、外輪１の軌道面（溝）１ａ，１ａ’の径Ｒ_１，Ｒ_２を、アウタ側とインナ側とで異ならせた構成において、そのアウタ側とインナ側の各軌道面１ａ，１ａ’を研磨する際には、図４に示すように、外輪１の一方の端面１１をバッキングプレート１５に押し当てるとともに、その外輪１の外周面１２にシュー８を押し付けてその外輪１を軸方向、径方向に保持する。その状態で外輪１の内径側に回転砥石９を差し入れ、回転砥石９の外径面を外輪１の内径面に当接させる。
このとき、回転砥石９の外径面は外輪１の内径面よりも小径であるので、その回転砥石９の軸芯は外輪１の軸芯に対し偏心した状態となる。

駆動力によって、バッキングプレート１５及び外輪１をその軸芯周りに回転させるとともに、他の駆動力によって回転砥石９をその軸芯周りに回転させ、回転砥石９の外径面を外輪１の内径面に摺動させて、各軌道面１ａ，１ａ’をその全周に亘って研削、研磨加工していく。
このとき、外輪１と回転砥石９の回転方向は同一方向であってもよいし、逆方向であっても良いが、同一方向である場合には両者の当接部における周方向速度が互いに異なるように設定する。

しかし、単一の回転砥石９により、内径の異なるアウタ側とインナ側の各軌道面１ａ，１ａ’を同時に研磨しようとすると、両軌道面１ａ，１ａ’間で、前記回転砥石９との当接部における周方向への摺動速度が異なるものとなる。
このため、各軌道面１ａ，１ａ’間で、研削、研磨の仕上がり状態が異なる状態が起こり得るので、仕上がりの精度が低下するという問題がある。
また、各軌道面１ａ，１ａ’間で仕上がり状態が異なると、その後、研磨度合いを等しくするための手直し等の作業が必要となり、効率的でないという問題もある。

そこで、この発明は、外輪に設けた複数列の軌道面の内径を異ならせた構成において、各軌道面を、精度よく且つ効率よく研磨できるようにすることを課題とする。

上記の課題を解決するために、この発明は、内径の異なる軌道面を別々に研磨するようにし、その各軌道面の研磨の際に、回転砥石を外輪の軸方向同一の側から差し入れる構成としたものである。

各軌道面を別々に研磨する構成とすれば、両軌道面と回転砥石との当接部における研磨時の摺動速度、すなわち外輪の被研磨面と回転砥石の研磨面との周方向相対速度を、軌道面毎に任意に設定することができる。また、各軌道面毎に、摺動時間、摺動強さ（押圧力）を任意に設定することも可能である。
各摺動条件を各軌道面で任意に設定できれば、その各軌道面において最適な条件を設定することにより、その仕上がり精度が向上する。また、仕上がり精度がよくなれば手直し作業が生じないので、効率よく作業できるようになる。特に、前記摺動速度を各軌道面で同一とすれば、仕上がり精度がさらに高まるので好ましい。また、砥石寿命を延ばすことも可能となる。

また、各軌道面の研磨の際に、回転砥石を外輪の軸方向同一の側から差し入れる構成としたので、その研磨対象となる軌道面を変える際に、外輪を据え変えることなくそのまま作業を続けることが可能である。外輪を据え変える必要がないので、その据え変え時の誤差を排除し、各軌道面間での研磨の仕上がり精度のばらつきを抑えることができる。
なお、前記外輪を、バッキングプレート及びシュー等のチャック装置で径方向及び軸方向へ位置決め、固定する場合には、上記のように、回転砥石を外輪の軸方向同一の側から差し入れる構成とすれば、バッキングプレートに当接する外輪の端面が加工の基準面となり、この基準面は、各軌道面の研磨において共通である。基準面が共通であるので、上記のごとく仕上がり精度のばらつきをさらに抑えることができる。

上記手段の具体的な構成として、内輪の外径面及び外輪の内径面に、それぞれ複数列の対向する軌道面が周方向全周に亘って形成されて、前記外輪に形成された各軌道面の内径が異なるように設定された車輪軸受装置の前記外輪であって、前記外輪の内径面に回転砥石の外径面を摺動させることにより、前記外輪の複数列の軌道面を研磨する車輪軸受装置の製造方法において、一の回転砥石の外径面を前記外輪に形成された一の軌道面に摺動させて前記一の軌道面を研磨し、その後、前記一の回転砥石又は他の回転砥石の外径面を前記外輪に形成された他の軌道面に摺動させて前記他の軌道面を研磨し、前記一の軌道面及び前記他の軌道面の研磨の際に、前記各回転砥石を、前記外輪の軸方向同一の側から差し入れる構成を採用し得る。

この構成において、前記各回転砥石は、相対的に大径の内径を有する軌道面側から差し入れる構成を採用することができる。
大径の軌道面を研磨する際に、その大径の軌道面よりも手前側（回転砥石を差し入れる側）に小径の軌道面があると、その小径の軌道面に誤って回転砥石やその回転砥石の支持軸（回転軸）が触れてしまい、本来の被研磨面以外の部分を傷めてしまうケースも考えられる。
しかし、上記のように、回転砥石を大径の軌道面側から差し入れると、回転砥石を差し入れる側の間口が広くなって、このような施工上のミスを回避することができる。

なお、上記の各構成において、前記各軌道面が断面弧状の溝である場合、前記各回転砥石は前記各軌道面の研磨の際に、前記各軌道面を構成する溝の少なくとも一方の縁の稜線部を同時に研磨する構成を採用することができる。
このようにすれば、各軌道面を構成する溝の縁に位置する稜線部に、適度な弧状部（アール部）、あるいはフラットな面取り部等を形成することができ、その弧状部や面取り部等の表面の研磨度合いを、隣り合う軌道面の研磨度合いと同等とすることができる。

また、前記各回転砥石は前記各軌道面の研磨の際に、前記各軌道面に対し軸方向に隣り合って形成されたフラットなカウンタ内径面又はシール圧入部を同時に研磨する構成を採用することもできる。

この発明は、内径の異なる軌道面を別々に研磨するようにし、その各軌道面の研磨の際に、回転砥石を外輪の軸方向同一の側から差し入れるようにしたので、各軌道面と回転砥石との当接部における研磨時の摺動速度等の摺動条件を、軌道面毎に任意に設定することができるとともに、その研磨対象となる軌道面を変える際に、外輪を据え変える必要がない。このため、据え変え時の誤差を排除して各軌道面間での研磨の仕上がり精度のばらつきを抑え、精度よく且つ効率よく研磨することができる。

一実施形態の車輪軸受装置の製造方法を、図面に基づいて説明する。この製造方法に係る車輪軸受装置の構成は、図３に示すように従来例と同様であるので説明を省略し、以下は、外輪１の内径面を研磨する方法について説明する。

図１（ａ）（ｂ）は、図３に示す外輪１の内径面に形成した２列の溝（軌道面）１ａ，１ａ’のうち、インナ側（車輪軸受装置を車体に取付けた状態で車体の内側に位置する側）に位置する相対的に小径の溝１ａ’を研磨の対象としており、その小径の溝１ａ’のインナ側に隣接するカウンタ内径面１７を仕上加工する状態を示している。

カウンタ内径面１７はフラットな円筒面であり、前記小径の溝１ａ’のインナ側の縁は、前記カウンタ内径面１７との成す周方向の稜線部１６となっている。また、前記小径の溝１ａ’のアウタ側（車輪軸受装置を車体に取付けた状態で車体の外側に位置する側）の縁は、２列の溝１ａ，１ａ’間の内周円筒面１４との成す周方向の稜線部６となっている。
内周円筒面１４がカウンタ内径面１７よりもやや小径に形成されているため、小径の溝１ａ’のアウタ側の前記稜線部６は、インナ側の前記稜線部１６よりも内径側に大きく盛り上がっており、以下、この盛り上がったアウタ側の稜線部６をインナ側の稜線部１６と区別して「肩部６」と称する。

図２（ａ）（ｂ）は、図３に示す外輪１の内径面に形成した２列の溝（軌道面）１ａ，１ａ’のうち、アウタ側に位置する相対的に大径の溝１ａを研磨の対象としており、その大径の溝１ａのアウタ側に隣接するカウンタ内径面１７、さらにそのカウンタ内径面１７のアウタ側に隣接するシール圧入部１８を仕上加工する状態を示している。

カウンタ内径面１７及びシール圧入部１８はフラットな円筒面であり、そのシール圧入部１８は、前記カウンタ内径面１７よりもやや大径となっている。
前記大径の溝１ａのアウタ側の縁は、前記カウンタ内径面１７との成す周方向の稜線部１６となっている。また、前記大径の溝１ａのインナ側の縁は、２列の溝１ａ，１ａ’間の内周円筒面１４との成す周方向の稜線部６となっている。
この大径の溝１ａのインナ側の前記稜線部６も、前記小径の溝１ａ’の場合と同様、反対側の稜線部１６よりも内径側に大きく盛り上がっており、以下、この盛り上がった稜線部６を「肩部６」と称する。

小径の溝１ａ’を研磨する際には、図１（ａ）（ｂ）に示すように、駆動力により軸芯周り回転可能である回転砥石２０を、外輪１の内径面に宛がう。外輪１は、そのインナ側端面１３が、バッキングプレート１５に宛がわれ、外輪１の外周面１２にシュー８が締付けにより固定されて、電動モータ等の駆動力によって、バッキングプレート１５と外輪１とが一体に回転するようになっている。
回転砥石２０の外径面が外輪１の内径面に宛がわれて、所定の押圧力で押し付けられた状態において、外輪１及び回転砥石２０をそれぞれ回転させることにより、回転砥石２０は、外輪１の内径面を全周に亘って研磨する。

このとき、前記小径の溝１ａ’は、図１（ｂ）に示すようにボール３の球面が接する断面弧状であり、前記回転砥石２０の外径面は、図１（ａ）に示すように、その小径の溝１ａ’の底面に沿う弧状面２０ａを備えているので、小径の溝１ａ’は、その弧状面に沿って全域が均一に研磨される。
また、回転砥石２０は、図１（ａ）に示す外周円筒面２０ｂにより、前記小径の溝１ａ’に隣接するカウンタ内径面１７を同時に研磨することができるとともに、前記小径の溝１ａ’とカウンタ内径面１７との成す稜線部１６も同時に研磨することができる。この稜線部１６は、前記研磨により、適度な弧状部（アール部）、あるいはフラットな面取り部等として仕上げることもできる。

さらに、回転砥石２０に設けたアール面２０ｄ（図１（ａ）参照）の作用により、前記肩部６を、適度な弧状部（アール部）r、あるいはフラットな面取り部等として仕上げることもできる。

この小径の溝１ａ’の研磨の際に、回転砥石２０は、大径の溝１ａ側、すなわちアウタ側から差し入れられるので、回転砥石２０を差し入れる間口が広くて作業性がよい。このため、回転砥石２０によって被研磨面以外の部分を傷めてしまうことを回避することができる。

大径の溝１ａを研磨する際には、図２（ａ）（ｂ）に示すように、駆動力により軸芯周り回転可能である回転砥石１０を、外輪１の内径面に宛がう。このとき、外輪１は前記小径の溝１ａ’の研磨を終えたままの状態であり、据え変えを行っていない。

この回転砥石１０は、前記大径の溝１ａをその研磨の対象としており、前記小径の溝１ａ’を対象とする回転砥石２０とは異なる形状を有するものであるが、外輪１の内径面の仕上がり形状が確保されるのであれば、前記小径の溝１ａ’を研磨した回転砥石２０と同一の回転砥石２０で対応することができる場合も考えられる。

回転砥石１０の外径面が外輪１の内径面に宛がわれて、所定の押圧力で押し付けられた状態において、外輪１及び回転砥石１０をそれぞれ回転させることにより、回転砥石１０は、外輪１の内径面を全周に亘って研磨する。

このとき、前記大径の溝１ａも、図２（ｂ）に示すようにボール３の球面が接する断面弧状であり、前記回転砥石１０の外径面は、図２（ａ）に示すように、その大径の溝１ａの底面に沿う弧状面１０ａを備えているので、大径の溝１ａは、その弧状面に沿って全域が均一に研磨される。
また、回転砥石１０は、図２（ａ）に示す外周円筒面１０ｂ，１０ｃにより、前記小径の溝１ａ’に隣接するカウンタ内径面１７及びシール圧入部１８を同時に研磨することができるとともに、前記大径の溝１ａとカウンタ内径面１７との成す稜線部１６も同時に研磨することができる。この稜線部１６は、前記研磨により、適度な弧状部（アール部）、あるいはフラットな面取り部等として仕上げることもできる。

さらに、回転砥石１０に設けたアール面１０ｄ（図２（ａ）参照）の作用により、前記肩部６を、適度な弧状部（アール部）ｒ、あるいはフラットな面取り部等として仕上げることもできる。

このように、外輪１の内径面を研磨した後、内輪２と複数のボール３、保持器等を組み合わせて、車輪用軸受ユニット（車輪軸受装置）が組み立てられる。
なお、本願の研磨の対象となる軌道面の断面形状は、上記実施形態の断面弧状の溝としたものに限定されず、外輪１に複数列の軌道面が形成されて、その軌道面の内径が各位置で異なる構成となった場合において適用可能である。

一実施形態を示し、（ａ）はインナ側の軌道面を研磨する状態を示す断面図、（ｂ）は要部拡大図同実施形態を示し、（ａ）はアウタ側の軌道面を研磨する状態を示す断面図、（ｂ）は要部拡大図車輪軸受装置の断面図従来例を示す断面図

符号の説明

１外輪
１ａ大径の溝（軌道面）
１ａ’ 小径の溝（軌道面）
２内輪
３ボール
４フランジ部
５取付部
６，７肩部（稜線部）
９，１０，２０回転砥石
１０ａ，２０ａ弧状面
１０ｂ，１０ｃ，２０ｂ外周円筒面
１０ｄ，２０ｄアール面
１１，１３端面
１２外周面
１５バッキングプレート
１６稜線部
１７カウンタ内径面
１８シール圧入部

Claims

内輪２の外径面及び外輪１の内径面に、それぞれ複数列の対向する軌道面２ａ，１ａ；２ａ’，１ａ’が周方向全周に亘って形成されて、前記外輪１に形成された各軌道面１ａ，１ａ’の内径Ｒ_１，Ｒ_２が異なるように設定された車輪軸受装置の前記外輪１であって、前記外輪１の内径面に回転砥石の外径面を摺動させることにより、前記外輪１の複数列の軌道面１ａ，１ａ’を研磨する車輪軸受装置の製造方法において、
一の回転砥石２０の外径面を前記外輪１に形成された一の軌道面１ａ’に摺動させて前記一の軌道面１ａ’を研磨し、その後、前記一の回転砥石２０又は他の回転砥石１０の外径面を前記外輪１に形成された他の軌道面１ａに摺動させて前記他の軌道面１ａを研磨し、前記一の軌道面１ａ’及び前記他の軌道面１ａの研磨の際に、前記各回転砥石２０，１０を、前記外輪１の軸方向同一の側から差し入れることを特徴とする車輪軸受装置の製造方法。
前記各回転砥石２０，１０は、相対的に大径の内径Ｒ_１を有する前記軌道面１ａ側から差し入れることを特徴とする請求項１に記載の車輪軸受装置の製造方法。