JP2010023666A - 車両用軸受装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗装膜の硬化にかかる時間の短縮を可能にすることと、塗装膜を硬化させるための処理に起因する機能の低下を抑制することとの両立を図ることのできる車両用軸受装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】転がり軸受装置１は、車両のホイール１ｂおよび車軸のそれぞれに接続される車輪側軌道体２と、これを回転可能に支持する車体側軌道体３とを備え、車輪側軌道体２に、ホイール１ｂの円筒部１ｃにはめ込まれる嵌合部２３が設けられる。そして、この嵌合部２３の表面および嵌合部２３よりも車輪側軌道体２の中心軸側にある凹部２３ａの表面には、紫外線硬化型樹脂からなる塗装膜２３ｂが形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のホイールと車軸との間に設けられる軸体を通じて車軸の回転をホイールに伝達する車両用軸受装置およびその製造方法に関する。

上記車両用軸受装置として、ホイールの取付孔に軸体の嵌合部がはめ込まれるとともに、この嵌合部の一部が車両外側に露出した状態で使用されるものが知られている。この車両用軸受装置では、転動体を有する転がり軸受装置が採用される。そして、軸体や軸受体において、転動体と摺接する表面には、高周波焼入れ処理が施され、硬化層が形成されている。

この場合には、嵌合部に錆が生じることもあるため、特許文献１に記載の車両用軸受装置をはじめとする従来の装置では、嵌合部のうち車両外側に面するところに防錆のための塗装膜を刷毛塗り塗装や電着塗装により形成している。
特開２００３−１３６９０２号公報

しかしながら、刷毛塗り塗装では、嵌合部の塗装膜が完全に硬化するまでに、数時間から数日必要であり、塗装膜が完全に硬化するまでの間の取り扱い段階で塗装膜の剥がれ等の問題を生じていた。

一方、電着塗装では、塗装膜に焼付け処理を行い、硬化させることにより、刷毛塗り塗装と比較して、塗装膜を短時間にて完全に硬化させることが可能である。しかしながら、焼付け処理を通じて塗装膜を積極的に加熱する方法を採用しているため、例えば、次のような問題を招くようになる。即ち、焼付け処理の加熱の仕方を誤り、上記の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（焼きなまし、焼き戻し等）が生じてしまい、硬化層の硬度が低下する不都合が生じてしまう。その上、転がり軸受装置を組立てた状態にて、焼付け処理を行う際に、焼付け処理の加熱の仕方を誤り、転がり軸受装置に封入された潤滑油の温度が、過度に上昇した場合には、潤滑油が劣化してしまう問題があった。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、塗装膜の硬化にかかる時間の短縮を可能にすることと、軸受装置としての機能の低下を抑制することとの両立を図ることのできる車両用軸受装置およびその製造方法を提供することである。

請求項１に記載の発明は、車両のホイールおよび車軸のそれぞれに接続される軸体と、前記軸体を回転可能に支持する軸受体とを備え、前記軸体に、前記ホイールの取付孔にはめ込まれる嵌合部が設けられるとともに、前記嵌合部の表面および前記嵌合部よりも前記軸体の中心軸側にある部位の表面に塗装膜が形成される車両用軸受装置において、前記塗装膜が紫外線硬化型樹脂により形成されることを要旨とする。

上記発明によれば、塗装膜を紫外線硬化型樹脂にて形成するため、従来の刷毛塗り塗装と比較して、塗装膜の硬化にかかる時間を短縮することができる。また、塗装膜の形成に際して、従来の電着塗装に必要な焼付け処理が不要となるため、焼付け処理に起因する硬化層の硬度の低下や潤滑性能の低下といった軸受装置としての機能の低下を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、車両のホイールおよび車軸のそれぞれに接続される軸体と、前記軸体を回転可能に支持する軸受体とを備え、前記軸体に、前記ホイールの取付孔にはめ込まれる嵌合部が設けられるとともに、前記嵌合部の表面および前記嵌合部よりも前記軸体の中心軸側にある部位の表面に塗装膜が形成される車両用軸受装置の製造方法において、前記軸体および前記軸受体を組み合わせる工程Ａと、前記工程Ａの後、前記嵌合部の表面および前記嵌合部よりも前記軸体の中心軸側にある部位の表面に紫外線硬化型樹脂を塗布する工程Ｂと、前記工程Ｂにより塗布された前記紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して前記塗装膜を形成する工程Ｃとを備える。

上記発明によれば、嵌合部に塗装膜を紫外線硬化型樹脂にて形成する工程を有するため、従来の刷毛塗り塗装と比較して、塗装膜の硬化にかかる時間を短縮することができる。また、塗装膜の形成に際して、従来の電着塗装に必要な焼付け処理が不要となるため、焼付け処理に起因する硬化層の硬度の低下や潤滑性能の低下といった軸受装置としての機能の低下を抑制することができる。

本発明によれば、塗装膜の硬化にかかる時間の短縮を可能にすることと、軸受装置としての機能の低下を抑制することとの両立を図ることができる。

図１〜図５を参照して、本発明の車両用軸受装置を車両の転がり軸受装置１として具体化した一実施形態について説明する。なお、図１は、ホイールに取り付けられた状態での当該軸受装置およびその周辺の断面構造を示す。また、図２は、図１における転動体およびその周囲を拡大した拡大構造を示す。

図１に示されるように、車両において、転がり軸受装置１がディスクブレーキ１ａを介してホイール１ｂに固定される。そして、ホイール１ｂに対応する車軸が転がり軸受装置１により回転可能に支持される。

転がり軸受装置１は、ホイール１ｂおよび車軸を接続する車輪側軌道体２と、車輪側軌道体２の一部を外囲する車体側軌道体３と、車輪側軌道体２と車体側軌道体３との間に配置される複数の転動体４と、この複数の転動体４を保持する保持器５とを備える。ここで、車輪側軌道体２は、軸体を構成し、車体側軌道体３、転動体４、および保持器５は、軸受体を構成する。

車輪側軌道体２は、ホイール１ｂおよび車軸のそれぞれに接続される本体２１と、本体２１とは各別に形成されるともに、転動体４を支持するための内輪２５とを備える。本体２１には、ディスクブレーキ１ａを介してホイール１ｂに固定するための固定部２２と、ホイール１ｂの円筒部１ｃ、即ち、ホイール１ｂを軸方向にて貫通する取付孔を有する円筒部１ｃにはめ込むための嵌合部２３とが設けられる。この嵌合部２３の径方向の内側、即ち、嵌合部２３よりも車輪側軌道体２の中心軸側の部位には、転がり軸受装置１の軸方向において、車外側から車体側に向けて窪んだ凹部２３ａが形成される。この凹部２３ａをなす車輪側軌道体２の表面および嵌合部２３の表面には、紫外線硬化型樹脂からなる塗装膜２３ｂが形成される。これにより、転がり軸受装置１がホイール１ｂと接続された状態において、車輪側軌道体２の軸方向の車外側がホイール１ｂにより覆われない車輪側軌道体２の表面、即ち、車輪側軌道体２の軸方向の車外側の空間に露出する車輪側軌道体２の表面は、その全体が、塗装膜２３ｂにより被覆される。

固定部２２および嵌合部２３は、いずれも本体２１と一体をなす態様で設けられる。また、固定部２２は、本体２１の軸方向の車外側の部位において、本体２１の径方向の外側に向けて突出する態様で設けられる。また、嵌合部２３は、本体２１に対する固定部２２の径方向の内側において、本体２１から軸方向の車外側に向けて突出する態様で設けられる。

車体側軌道体３には、車輪側軌道体２の本体２１を外囲する円筒部３１と、車体および転がり軸受装置１を接続するナックルの取り付け位置を決めるフランジ部３２とが設けられる。

車輪側軌道体２および車体側軌道体３は、これらの間に複数の転動体４および保持器５を配置する空間が形成される態様で組み合わされる。また、転がり軸受装置１の外部からこの空間への異物の侵入を抑制する、車体側シール６および車外側シール７が、車輪側軌道体２および車体側軌道体３の間にそれぞれ設けられる。

図２を参照して、転動体４および保持器５の支持構造について説明する。
車輪側軌道体２において、本体２１の外周面、即ち、本体２１の径方向の外側の面には、転動体４を摺接させるための車外側軌道溝２２ｃが形成される。この車外側軌道溝２２ｃには、本体２１の他の部位よりも硬度の高い硬化層２４が高周波焼入れ処理によって形成される。また、内輪２５の外周面、即ち、内輪２５の径方向の外側の面にも、転動体４を摺動させるための車体側軌道溝２５ａが形成される。この車体側軌道溝２５ａには、内輪２５の他の部位よりも硬度の高い硬化層２６が高周波焼入れ処理によって形成される。

車体側軌道体３において、円筒部３１の内周面、即ち、円筒部３１の径方向の内側の面には、車外側軌道溝２２ｃと協働して転動体４を摺動させる車外側軌道溝３１ａ、および車体側軌道溝２５ａと協働して転動体４を摺動させる車体側軌道溝３１ｂが形成される。そして、車外側軌道溝３１ａおよび車体側軌道溝３１ｂには、円筒部３１の他の部位より硬度の高い硬化層３３，３４が高周波焼入れ処理によってそれぞれ形成される。

そして、車外側軌道溝２２ｃと車外側軌道溝３１ａとの間において、硬化層２４，３３を介して、転動体４が車輪側軌道体２および車体側軌道体３により支持される。また、車体側軌道溝２５ａと車体側軌道溝３１ｂとの間において、硬化層２６，３４を介して、転動体４が車輪側軌道体２および車体側軌道体３により支持される。

また、転動体４と車外側軌道溝２２ｃとの間、転動体４と車体側軌道溝２５ａとの間、転動体４と車外側軌道溝３１ａとの間、および転動体４と車体側軌道溝３１ｂとの間には、潤滑油が封入される。この潤滑油により、車輪側軌道体２および車体側軌道体３に対して、転動体４が摺動することに伴う焼き付きの発生が抑制される。

図３〜図５を参照して、転がり軸受装置１の製造方法について説明する。なお、図３は、転がり軸受装置の製造方法の工程の流れを示す。また、図４は、転がり軸受装置に紫外線硬化型樹脂を塗装する工程の作業態様を示す。また、図５は、転がり軸受装置に塗布された紫外線硬化型樹脂を硬化させる工程の作業態様を示す。

まず、工程Ａとして、軸体と軸受体とを組み合わせる（図３のステップＳ１）。即ち、車輪側軌道体２と、車体側軌道体３、転動体４、および保持器５とを組み合わせる。より詳細には、車輪側軌道体２の車外側軌道溝２２ｃ、内輪２５の車体側軌道溝２５ａ、および車体側軌道体３の車外側軌道溝３１ａと車体側軌道溝３１ｂに高周波焼入れ処理を施す。そして、車輪側軌道体２、内輪２５、車体側軌道体３、転動体４、保持器５、車体側シール６、および車外側シール７の組立を行う。また、潤滑油は、前記工程Ａの際に、車輪側軌道体２、内輪２５、および車体側軌道体３と転動体４との間に封入される。

次に、転がり軸受装置１の車輪側軌道体２の嵌合部２３および凹部２３ａに紫外線硬化型樹脂１１による塗装膜２３ｂを形成する。即ち、まず、工程Ｂとして、車輪側軌道体２の嵌合部２３および凹部２３ａに紫外線硬化型樹脂１１を塗布する（図３のステップＳ２）。そして、工程Ｃとして、嵌合部２３および凹部２３ａに紫外線１５ａ（図５参照）を照射することによって、嵌合部２３および凹部２３ａに塗布された紫外線硬化型樹脂１１を硬化させることによって、塗装膜２３ｂを形成する（図３のステップＳ３）。

より詳細には、図４に示すように、紫外線硬化型樹脂１１を嵌合部２３および凹部２３ａに塗布する塗布装置１０を用意する。この塗布装置１０は、液状の紫外線硬化型樹脂１１を貯めるタンク１２と、紫外線硬化型樹脂１１を嵌合部２３および凹部２３ａに吹き付ける吹付け部１３と、タンク１２から吹付け部１３へ紫外線硬化型樹脂１１を運ぶポンプ１４とを備える。そして、転がり軸受装置１をタンク１２の載置部１２ａに載置し、吹付け部１３により、嵌合部２３および凹部２３ａにポンプ１４によって運ばれた紫外線硬化型樹脂１１を吹付ける。

次に、図５に示すように、紫外線照射装置の紫外線ランプ１５を用いて、紫外線１５ａを嵌合部２３および凹部２３ａに照射することにより、嵌合部２３および凹部２３ａに塗布された紫外線硬化型樹脂１１の塗装膜２３ｂを硬化させる。ここで、転がり軸受装置１を、紫外線ランプ１５中心軸周りに回転させることによって、紫外線１５ａが嵌合部２３および凹部２３ａに一様に照射される。そして、このように紫外線ランプ１５を用いて、紫外線１５ａを嵌合部２３および凹部２３ａに照射することにより、塗装膜２３ｂは、数分程度にて完全に硬化する。

本実施形態の転がり軸受装置によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）本実施形態の転がり軸受装置１では、紫外線硬化型樹脂１１により塗装膜２３ｂが形成する。これにより、従来の刷毛塗り塗装と比較して、塗装膜２３ｂの硬化する時間を大幅に短縮することができる。したがって、転がり軸受装置１の生産効率を向上させることができる。

また、従来の電着塗装と比較して、焼付け処理が不要となるために、車輪側軌道体２の車外側軌道溝２２ｃの硬化層２４、内輪２５の硬化層２６、および車体側軌道体３の車外側軌道溝３１ａと車体側軌道溝３１ｂの硬化層３３，３４の軟化を防ぐことができる。さらに、潤滑油の高温による劣化を防ぐこともできる。

即ち、塗装膜２３ｂの硬化にかかる時間の短縮を可能にすることと、塗装膜２３ｂを硬化させるための処理に起因する塗装膜２３ｂの硬度の低下や潤滑性能の低下といった転がり軸受装置１としての機能の低下を抑制することとの両立を図ることができる。

（２）転がり軸受装置１を組立てる前に、嵌合部２３および凹部２３ａに塗装膜２３ｂを形成した場合、転がり軸受装置１を組立てる際に、転がり軸受装置１の他の部材や組立用の治具に嵌合部２３および凹部２３ａが接触する場合がある。これにより、塗装膜２３ｂにおける、転がり軸受装置１の他の部品や組立用の治具と接触した部分が剥がれてしまう場合がある。その結果、塗装膜２３ｂの剥がれた部分は、防錆の性能が低下するために、嵌合部２３および凹部２３ａが錆びてしまう場合がある。

この点、本実施形態の転がり軸受装置１の製造方法では、軸体と軸受体とを組み合わせた（工程Ａ）後に、塗装膜２３ｂを形成する（工程Ｂおよび工程Ｃ）ため、軸体と軸受体とを組み合わせる際に、他の部品との接触に起因して生じる塗装膜２３ｂの剥がれを防止することができる。その結果、塗装膜２３ｂの防錆の性能の低下を回避して、転がり軸受装置１の信頼性を高めることができる。

（３）また、一般に電着塗装では、塗装する溶剤として、熱硬化型の溶剤を使用する。そして、焼付け処理によって、溶剤を硬化させる。しかしながら、熱硬化型の溶剤は、常温においても、ある程度、硬化してしまう場合がある。そのために、吹付けによって塗装する場合には、吹付け部１３に設けられた、溶剤が通過する穴（不図示）が、硬化した溶剤によって詰まってしまう場合がある。そのために、吹付け部１３を定期的に補修する必要があり、転がり軸受装置１の生産効率が低下していた。また、浸漬によって塗装する場合には、タンク１２に貯められた溶剤の空気と接する表面が、硬化して膜を形成してしまう場合がある。そのために、嵌合部２３および凹部２３ａに均一な塗装膜２３ｂを形成することが困難であった。

しかしながら、紫外線硬化型樹脂１１による塗装膜２３ｂの形成においては、紫外線１５ａが照射されない限り硬化しないために、上記のような、吹付け部１３が詰まる問題やタンク１２に貯められた紫外線硬化型樹脂１１の空気と接する表面に膜が形成される問題が発生しない。したがって、紫外線硬化型樹脂１１によって塗装膜２３ｂを形成することによって、電着塗装と比較して、転がり軸受装置１の生産効率を向上させ、且つ、均一な塗装膜２３ｂを形成することができる。

（その他の実施形態）
・本発明の実施態様は、上記実施形態にて例示した態様に限られるものではない。例えば、上記実施形態を以下のように変更して、本発明を実施することもできる。

・上記実施形態では、車輪側軌道体２の嵌合部２３に紫外線硬化型樹脂１１による塗装膜２３ｂを形成したが、これを例えば、次のように変更することもできる。即ち、車輪側軌道体２の嵌合部２３以外の部位、および車体側軌道体３において、防錆が必要である位置についても、紫外線硬化型樹脂１１による塗装膜を形成してもよい。

・上記実施形態では、紫外線硬化型樹脂１１を塗布する塗布装置１０が吹付け部１３によって、嵌合部２３に吹付けて塗装膜２３ｂを形成したが、これを例えば、次のように変更することもできる。即ち、液状の紫外線硬化型樹脂１１を貯めたタンク１２に、嵌合部２３を浸漬し、これにより塗装膜２３ｂを形成してもよい。この場合、ポンプ等を用いてタンク１２内を真空引きして、凹部２３ａまで紫外線硬化型樹脂１１を浸漬することにより、凹部２３ａにも塗装膜２３ｂが形成することができる。

・上記実施形態では、車輪側軌道体２の嵌合部２３および凹部２３ａの表面に塗装膜２３ｂが形成される転がり軸受装置１を例示したが、塗装膜２３ｂの形成対象となる車輪側軌道体２の部位の形状は、上記嵌合部２３および凹部２３ａに限定されない。転がり軸受装置１が、ホイール１ｂと接続された状態において、車外側がホイール１ｂにより覆われない車輪側軌道体２の部位の表面であれば、この部位の形状に限定されることなく、塗装膜２３ｂの形成対象となる。

・上記実施形態では、ホイール１ｂの円筒部１ｃが、軸方向に貫通する取付孔を有したが、これを例えば、次のように変更することもできる。即ち、取付孔が嵌合部２３および凹部２３ａを覆う有底の穴であってもよい。

本発明の車両用軸受装置を具体化した一実施形態について、車両用軸受装置の断面構造を示す断面図。 本発明の車両用軸受装置について、図１の転動体およびその付近の拡大構造を示す拡大図。 同実施形態の車両用軸受装置の製造方法について、その工程の流れを示すフローチャート。 同実施形態の車両用軸受装置の製造方法について、その工程の一つである紫外線硬化型樹脂を塗布する工程の作業態様を示す工程図。 同実施形態の車両用軸受装置の製造方法について、その工程の一つである紫外線硬化型樹脂を硬化させる工程の作業態様を示す工程図。

符号の説明

１…転がり軸受装置、１ｂ…ホイール、２…車輪側軌道体（軸体）、２３…嵌合部、２３ａ…凹部、２３ｂ…塗装膜、２５…内輪（軸体）、３…車体側軌道体（軸受体）、４…転動体（軸受体）、１１…紫外線硬化型樹脂。

Claims (2)

1. 車両のホイールおよび車軸のそれぞれに接続される軸体と、前記軸体を回転可能に支持する軸受体とを備え、前記軸体に、前記ホイールの取付孔にはめ込まれる嵌合部が設けられるとともに、前記嵌合部の表面および前記嵌合部よりも前記軸体の中心軸側にある部位の表面に塗装膜が形成される車両用軸受装置において、
   前記塗装膜が紫外線硬化型樹脂により形成される
   ことを特徴とする車両用軸受装置。
2. 車両のホイールおよび車軸のそれぞれに接続される軸体と、前記軸体を回転可能に支持する軸受体とを備え、前記軸体に、前記ホイールの取付孔にはめ込まれる嵌合部が設けられるとともに、前記嵌合部の表面および前記嵌合部よりも前記軸体の中心軸側にある部位の表面に塗装膜が形成される車両用軸受装置の製造方法において、
   前記軸体および前記軸受体を組み合わせる工程Ａと、
   前記工程Ａの後、前記嵌合部の表面および前記嵌合部よりも前記軸体の中心軸側にある部位の表面に紫外線硬化型樹脂を塗布する工程Ｂと、
   前記工程Ｂにより塗布された前記紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射して前記塗装膜を形成する工程Ｃとを備える
   ことを特徴とする車両用軸受装置の製造方法。

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