JP2018079824A - Wheel bearing spline processing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車輪用軸受のスプライン加工方法に関する。 The present invention relates to a spline processing method for a wheel bearing.
例えば、自動車の懸架装置に対して駆動車輪(FF車の前輪、FR車の後輪、4WD車の全輪)を回転自在に支持する車輪用軸受装置として、車輪用軸受のハブ輪と等速自在継手の外側継手部材との分離を可能としてメンテナンス性に優れた車輪用軸受装置が提案されている(特許文献1)。 For example, as a wheel bearing device that rotatably supports a driving wheel (front wheel of FF vehicle, rear wheel of FR vehicle, all wheels of 4WD vehicle) with respect to a suspension system of an automobile, the hub wheel of the wheel bearing has a constant velocity. A wheel bearing device that can be separated from an outer joint member of a universal joint and has excellent maintainability has been proposed (Patent Document 1).
特許文献1に記載された車輪用軸受装置は、内周に複列の外側軌道面が形成された外方部材と、外周に外側軌道面と対向する複列の内側軌道面を有し、ハブ輪および内輪からなる内方部材と、外方部材の外側軌道面と内方部材の内側軌道面との間に介装された複列の転動体とからなる車輪用軸受を備え、車輪用軸受のハブ輪の内径に等速自在継手の外側継手部材のステム部を嵌合することにより車輪用軸受に等速自在継手をねじ締め付け構造により分離可能に結合させた車輪用軸受装置であり、外側継手部材のステム部に形成された軸方向に延びる複数の凸部(雄スプライン)を、凸部に対して締め代を有する複数の凹部(雌スプライン)が形成されたハブ輪に圧入し、ハブ輪に凸部の形状を転写することにより、凸部と凹部との嵌合接触部位全域が密着する凹凸嵌合構造を構成している。
The wheel bearing device described in
上記の車輪用軸受装置では、外側継手部材のステム部の軸端に形成された雌ねじ部と、この雌ねじ部に螺合した状態でハブ輪の内壁の座面に係止されるボルトとにより、ねじ締め付け構造が構成されている。 In the wheel bearing device described above, by the female screw portion formed at the shaft end of the stem portion of the outer joint member, and the bolt that is locked to the seat surface of the inner wall of the hub wheel while being screwed to the female screw portion, A screw tightening structure is configured.
上記の車輪用軸受装置では、外側継手部材のステム部に形成された雄スプラインに対して締め代を有する雌スプラインをハブ輪に予め形成しているので、雄スプラインと雌スプラインとの嵌合接触部位全域で密着させるための圧入荷重を下げることができ、自動車メーカでの車両組み立ての際に、ボルトの締め付けにより発生する軸力以下でハブ輪に対して外側継手部材を圧入可能にできる優れた利点を有する。 In the wheel bearing device described above, since the female spline having a tightening margin with respect to the male spline formed on the stem portion of the outer joint member is formed in advance on the hub wheel, the mating contact between the male spline and the female spline It is possible to reduce the press-fit load for close contact with the entire region, and to make it possible to press-fit the outer joint member to the hub wheel with less than the axial force generated by tightening the bolt when the vehicle is assembled by an automobile manufacturer. Have advantages.
ハブ輪の雌スプラインの成形は、従来、切削加工としてのブローチ加工により実施していた。また、プレス加工よる軸内径への高精度な雌スプライン成形技術が提案されている(特許文献2)。 The forming of the female spline of the hub wheel has been conventionally performed by broaching as a cutting process. In addition, a highly accurate female spline forming technique to the shaft inner diameter by press working has been proposed (Patent Document 2).
ところが、特許文献1の車輪用軸受の場合、等速自在継手の外側継手部材をハブ輪に引き込むためのボルトの座面がハブ輪の内壁に設けられている。このため、ブローチ工具が抜ききれず、従来から実施されてきたブローチ加工が採用できない。
However, in the case of the wheel bearing of
また、上記の車輪用軸受では、ハブ輪の内周面に、外側継手部材のステム部が圧入される雌スプラインと、この雌スプラインの一端に形成されたステム部を圧入する際の挿入ガイドとしてのガイドスプラインとからなる2段階のスプラインが形成される。このような2段階のスプラインは、特許文献2のようなスプラインマンドレルを引き抜く方式では成形が困難である。
In the wheel bearing described above, a female spline into which the stem portion of the outer joint member is press-fitted into the inner peripheral surface of the hub wheel and an insertion guide for press-fitting the stem portion formed at one end of the female spline. A two-stage spline consisting of a plurality of guide splines is formed. Such a two-stage spline is difficult to form by a method of drawing a spline mandrel as in
さらに、雌スプラインはガイドスプラインと位相を合わせる必要があるが、スプラインのモジュール(基準円直径/歯数)が小さいため、雌スプライン成形後にガイドスプライン成形を別に行う2工程の成形では、両スプラインの位相を合わせることが困難であることが判明した。 Furthermore, the female spline needs to be in phase with the guide spline. However, because the spline module (reference circle diameter / number of teeth) is small, in the two-step molding in which guide spline molding is performed separately after female spline molding, It turned out to be difficult to match the phases.
加えて、ハブ輪と外側継手部材のステム部の嵌合接触部位全域で雌スプラインの締め代(圧入代)を満たすためには、雌スプラインの高精度化が必要であることが判明した。 In addition, it has been found that it is necessary to increase the accuracy of the female spline in order to satisfy the tightening allowance (press fit allowance) of the female spline in the entire fitting contact portion of the stem portion of the hub wheel and the outer joint member.
本発明は、上記の問題に鑑み、製造コストの高騰を抑えつつ、ガイドスプラインとの間の位相ずれを小さくした高精度の雌スプラインを形成できる車輪用軸受のスプライン加工方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a spline processing method for a wheel bearing capable of forming a high-precision female spline in which a phase shift with a guide spline is reduced while suppressing an increase in manufacturing cost. And
本発明者は、上記の目的を達成するために種々検討した結果、雌スプライン(締め代付スプライン)に対応した切削刃とガイドスプラインに対応した切削刃とを有するスロッター工具を用いたスロッター加工により、両スプラインを形成するという着想に至った。 As a result of various investigations to achieve the above object, the present inventor conducted slotting using a slotter tool having a cutting blade corresponding to a female spline (tightening spline) and a cutting blade corresponding to a guide spline. The idea was to form both splines.
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、内周面に複列の外側軌道面が形成された外方部材と、外周面に前記外側軌道面と対向する複列の内側軌道面が形成された内方部材と、前記外方部材の外側軌道面と前記内方部材の内側軌道面との間に介装された複列の転動体と、この転動体を保持する保持器とからなり、前記内方部材の内周に締め代付スプラインが形成され、この締め代付スプラインのインボード側端部にガイドスプラインが形成された車輪用軸受のスプライン加工方法において、前記内方部材の中間部品に、締め代付スプラインに対応する第一切削刃と、ガイドスプラインに対応する第二切削刃とを有するスロッター工具を用いたスロッター加工により、締め代付きスプラインとガイドスプラインを形成することを特徴とする。 As technical means for achieving the above-mentioned object, the present invention comprises an outer member having a double row outer raceway surface formed on an inner peripheral surface, and an inner side of the double row facing the outer raceway surface on an outer peripheral surface. An inner member formed with a raceway surface, a double row rolling element interposed between an outer raceway surface of the outer member and an inner raceway surface of the inner member, and a holding for holding the rolling element In the spline processing method for a wheel bearing, wherein a spline for tightening is formed on the inner periphery of the inner member, and a guide spline is formed at an inboard side end of the tightening spline. Forming a spline with a tightening margin and a guide spline by slotter processing using a slotter tool having a first cutting blade corresponding to a tightening spline and a second cutting blade corresponding to a guide spline on an intermediate part of a square member To do And features.
スロッター加工では、基本的に一つの切削刃(バイト)を一方向に送ることで溝加工が行われる。従って、ハブ輪の中間部品の内周で工具に軸方向の送りを与えた際に、工具が内壁と干渉するよりも前に溝加工を完了することができる。また、スロッター工具に、締め代付スプラインに対応する第一切削刃と、ガイドスプラインに対応する第二切削刃とを設けることで、締め代付スプラインとガイドスプラインを、1回の工具送りで同時に加工することができる。従って、締め代付スプラインとガイドスプラインの位相ずれを防止してスプラインの高精度化を図ることができる。この際、両スプラインの位相合わせ作業も不要となるので、製造コストの高騰も防止することができる。 In slotting, grooving is basically performed by feeding one cutting blade (bite) in one direction. Therefore, when the tool is fed in the axial direction on the inner periphery of the intermediate part of the hub wheel, the grooving can be completed before the tool interferes with the inner wall. In addition, by providing the slotter tool with a first cutting blade corresponding to the tightening spline and a second cutting blade corresponding to the guide spline, the tightening spline and the guide spline can be moved simultaneously with a single tool feed. Can be processed. Accordingly, it is possible to prevent the phase shift between the tightening spline and the guide spline and to improve the accuracy of the spline. At this time, the phase alignment work of both the splines is not necessary, so that an increase in manufacturing cost can be prevented.
内方部材の中間部品の、締め代付スプラインが形成される領域よりもアウトボード側に、第一切削刃を逃がすための第一逃げ部を形成することで、第一切削刃による切削で形成された切粉を中間部品から自然に分離することができる。 Formed by cutting with the first cutting blade by forming the first relief portion for releasing the first cutting blade on the outboard side of the intermediate part of the inner member on the outboard side from the region where the fastening spline is formed The cut chips can be naturally separated from the intermediate parts.
また、内方部材の中間部品の、締め代付スプラインが形成される第一領域と、ガイドスプラインが形成される第二領域との境界部に、第二切削刃を逃がすための第二逃げ部を形成することで、第二切削刃による切削で形成された切粉を中間部品から自然に分離することができる。従って、切粉の除去工程を省略することが可能となる。 Further, a second relief portion for allowing the second cutting blade to escape at the boundary between the first region where the fastening spline is formed and the second region where the guide spline is formed, of the intermediate part of the inner member By forming, the chips formed by cutting with the second cutting blade can be naturally separated from the intermediate part. Therefore, the chip removal step can be omitted.
本発明によれば、製造コストの高騰を抑えつつ、ガイドスプラインとの間の位相ずれを小さくした高精度の雌スプラインを形成することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the highly accurate female spline which made small the phase shift between guide splines, suppressing the increase in manufacturing cost can be formed.
本発明の第1の実施形態に係る車輪用軸受のスプライン加工方法を説明する前に、当該スプライン加工方法により得られた車輪用軸受と、この車輪用軸受に組付けられる等速自在継手を図1〜図5に基づいて説明する。図1は、車輪用軸受と等速自在継手を組み付けた状態を示す縦断面図で、図2は、車輪用軸受と等速自在継手を組み付ける前の状態を示す縦断面図である。 Before explaining the spline processing method for a wheel bearing according to the first embodiment of the present invention, the wheel bearing obtained by the spline processing method and the constant velocity universal joint assembled to the wheel bearing are illustrated. It demonstrates based on FIGS. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a state in which a wheel bearing and a constant velocity universal joint are assembled, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a state before the wheel bearing and the constant velocity universal joint are assembled.
図1および図2に示すように、車輪用軸受20は、内方部材であるハブ輪1および内輪2、複列の転動体3、4、外方部材5および保持器15、16を主な構成とする。車輪用軸受20と等速自在継手6を組み付けて車輪用軸受装置となる。以下の説明では、車体の外側寄りとなる側をアウトボード側(図面左側)と呼び、中央寄りとなる側をインボード側(図面右側)と呼ぶ。
As shown in FIGS. 1 and 2, the wheel bearing 20 mainly includes
ハブ輪1は、その外周面にアウトボード側の内側軌道面7が形成されると共に、車輪(図示省略)を取り付けるための車輪取付フランジ9を備えている。この車輪取付フランジ9の円周方向等間隔に、ホイール、ディスクを固定するためのハブボルト10が植設されている。このハブ輪1のインボード側外周面に形成された小径段部12に内輪2を嵌合させ、この内輪2の外周面にインボード側の内側軌道面8が形成されている。
The
内輪2は、クリープを防ぐために適当な締め代をもって圧入されている。ハブ輪1の外周面に形成されたアウトボード側の内側軌道面7と、内輪2の外周面に形成されたインボード側の内側軌道面8とで複列の軌道面を構成する。この内輪2をハブ輪1の小径段部12に圧入し、その小径段部12の端部を外側に加締めることにより、加締め部11でもって内輪2を抜け止めしてハブ輪1と一体化し、車輪用軸受20に予圧を付与している。
The
外方部材5は、内周面にハブ輪1および内輪2の内側軌道面7、8と対向する複列の外側軌道面13、14が形成されている。この外方部材5の車体取付フランジ19を車体の懸架装置(図示省略)から延びるナックルに固定することにより、車輪用軸受20を車体に取り付けるようにしている。
The outer member 5 has double-row
車輪用軸受20は、複列のアンギュラ玉軸受構造で、ハブ輪1および内輪2の外周面に形成された内側軌道面7、8と外方部材5の内周面に形成された外側軌道面13、14との間に転動体3、4を介在させ、各列の転動体3、4を保持器15、16により円周方向等間隔に支持した構造を有する。
The
車輪用軸受20の両端開口部には、ハブ輪1と内輪2の外周面に摺接するように、外方部材5とハブ輪1および内輪2との環状空間を密封する一対のシール17、18が外方部材5の両端部内径面に嵌合され、内部に充填されたグリースの漏洩ならびに外部からの水や異物の侵入を防止するようになっている。
A pair of
等速自在継手6は、ドライブシャフト21を構成する中間シャフト22の一端に設けられ、内周面にトラック溝23が形成された外側継手部材24と、その外側継手部材24のトラック溝23と対向するトラック溝25が外周面に形成された内側継手部材26と、外側継手部材24のトラック溝23と内側継手部材26のトラック溝25との間に組み込まれたトルク伝達ボール(単に、ボールともいう)27と、外側継手部材24の内周面と内側継手部材26の外周面との間に介在してボール27を保持するケージ28とで構成されている。
The constant velocity
外側継手部材24は、内側継手部材26、ボール27およびケージ28からなる内部部品を収容したマウス部29と、マウス部29から軸方向に一体的に延びるステム部30とで構成されている。内側継手部材26は、中間シャフト22の軸端が圧入されてスプライン嵌合によりトルク伝達可能に結合されている。
The outer
等速自在継手6の外側継手部材24と中間シャフト22との間に、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩を防ぐと共に継手外部からの異物侵入を防止するための樹脂製の蛇腹状ブーツ31を装着して、外側継手部材24の開口部を閉塞した構造としている。
Between the outer
図2に示すように、外側継手部材24のステム部30のアウトボード側外周面に雄スプライン37が形成され、ハブ輪1の軸孔38のアウトボード側内周面に雌スプライン39が形成されている。雌スプライン39に外側継手部材24のステム部30の雄スプライン37が圧入される。雌スプライン39が締め代付スプラインであり、雄スプライン37の周方向側壁部47に対して締め代nを有する〔図4(b)参照〕。この締め代付スプライン39が本明細書および特許請求の範囲における締め代付スプラインを意味する。以降の説明では、締め代付スプライン39と称する。締め代付スプライン39のインボード側端部にガイドスプライン44が形成されている。ガイドスプライン44は、ステム30の圧入開始時に雄スプライン37をガイドするものである。ガイドスプライン44は、締め代付スプライン39と同位相で、ステム部30の雄スプライン37より大きめのスプライン形状に形成されている。
As shown in FIG. 2, a
ハブ輪1の軸孔38のアウトボード側に内壁43が設けられ、ボルト32の座面36と挿通孔35が形成されている。一方、外側継手部材24のステム部30の軸端に雌ねじ部33が形成されている。外側継手部材24のステム部30をハブ輪1の軸孔38に嵌挿した状態で、ボルト32の雄ねじ部34を内壁43の挿通孔35に挿通し、雄ねじ部34を外側継手部材24のステム部30の雌ねじ部33に螺合させ、ボルト32の頭部51が座面36に係止させた状態で締め付けることにより、外側継手部材24をハブ輪1に圧入し、最終的に、車輪用軸受20と等速自在継手6とを固定する。外側継手部材24およびハブ輪1の材質としては、S53C等に代表される機械構造用の中炭素鋼が好適である。
An
外側継手部材24のステム部30をハブ輪1の軸孔38に嵌挿した際、ステム部30の雄スプライン37がハブ輪1のガイドスプライン44に嵌り込むので、ステム部30の雄スプライン37はハブ輪1の締め代付スプライン39に確実に圧入するように誘導することができ、安定した圧入が可能になって圧入時の芯ずれや芯傾きを防止することができる。
When the
車輪用軸受のハブ輪へ外側継手部材のステム部を圧入する過程の詳細を図3〜図5に基づいて説明する。図3(a)は車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材のステム部を圧入する前の状態を示す要部拡大縦断面図で、図3(b)は、図3(a)のA−A線に沿う横断面図である。図4(a)は車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材のステム部を圧入する途中の状態を示す要部拡大縦断面図で、図4(b)は、図4(a)のB−B線に沿う横断面図である。図5(a)は車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材のステム部を圧入した後の状態を示す要部拡大縦断面図で、図5(b)は、図5(a)のC−C線に沿う横断面図である。 The details of the process of press-fitting the stem portion of the outer joint member into the hub wheel of the wheel bearing will be described with reference to FIGS. FIG. 3A is an enlarged vertical cross-sectional view of a main part showing a state before the stem portion of the outer joint member is press-fitted into the hub wheel of the wheel bearing, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line A- of FIG. It is a cross-sectional view along line A. 4 (a) is an enlarged vertical sectional view of a main part showing a state in which the stem portion of the outer joint member is being press-fitted into the hub wheel of the wheel bearing, and FIG. 4 (b) is a cross-sectional view taken along line B- in FIG. It is a cross-sectional view along line B. FIG. 5A is an enlarged vertical cross-sectional view of a main part showing a state after the stem portion of the outer joint member is press-fitted into the hub wheel of the wheel bearing, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line C- of FIG. It is a cross-sectional view along line C.
図3(a)に示すように、ステム部30の雄スプライン37の先端がガイドスプライン44に嵌り込んだ状態では、図3(b)に示すように雄スプライン37とガイドスプライン44との間に隙間mが形成される。この隙間mの存在により、雄スプライン37のガイドスプライン44への嵌合が容易であり、かつ、確実に圧入するように誘導することができる。
As shown in FIG. 3A, in the state where the tip of the
続いて、図4(a)に示すように、雄スプライン37が締め代付スプライン39に圧入される。図4(b)に示すように、締め代付スプライン39の周方向寸法は雄スプライン37より小さく設定されている。このため、締め代付スプライン39は雄スプライン37の周方向側壁部47のみに対して締め代nを有する。スプラインの歯面の両側の締め代nを合計した2nは10〜50μm程度である。また、締め代付スプライン39の径方向寸法を雄スプライン37よりも大きく設定している。このため、雄スプライン37の周方向側壁部47を除く部位、つまり、雄スプライン37の径方向先端部48と締め代付スプライン39との間に隙間pを有する。なお、雄スプライン37は断面台形の歯形状としているが、インボリュート歯形状であってもよい。雄スプライン37のモジュールは、0.3〜0.75の範囲で、従来スプラインのモジュール1.0以上に比べて、小さく設定されている。
Subsequently, as shown in FIG. 4A, the
図5(a)、図5(b)に示すように、ステム部30をハブ輪1の軸孔38に圧入するに際して、雄スプライン37の周方向側壁部47により締め代付スプライン39の表面を極僅かに切削加工し、また極僅かな塑性変形や弾性変形を付随的に伴いながら、締め代付スプライン39に雄スプライン37の周方向側壁部47の形状が転写され凹表面40が形成されることになる。図5(a)に示すように、上記の転写によって生じる食み出し部45は収容部46に保持されるので、食み出し部45の除去処理が不要となり、作業工数の削減、作業性の向上およびコスト低減を図ることができる。雄スプライン37の表面硬度は、締め代付スプライン39の表面硬度よりも大きくすることが好ましく、例えば、雄スプライン37の表面硬度と締め代付スプライン39の表面硬度との差をHRCで20以上とし、雄スプライン37の表面硬度は、HRC50〜65、締め代付スプライン39の表面硬度は、HRC10〜30が好適である。
As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), when the
圧入の際、雄スプライン37の周方向側壁部47が締め代付スプライン39に食い込んでいくことによってハブ輪1の内径が僅かに拡径した状態となって、雄スプライン37の軸方向の相対的移動が許容される。雄スプライン37の軸方向相対移動が停止すれば、ハブ輪1の軸孔38が元の径に戻ろうとして縮径することになる。これによって、雄スプライン37と締め代付スプライン39の凹表面40との嵌合接触部位全域Xで密着し、外側継手部材24とハブ輪1を強固に結合一体化することができる。
At the time of press-fitting, the
上記のような圧入状態であるので、大きな圧入荷重を必要としない。このことから、自動車メーカでの車両組立時、車輪用軸受20を車体の懸架装置から延びるナックルに取付けた後、締め付け固定用のボルト32による引き込み力でもって、ハブ輪1の軸孔38に外側継手部材24のステム部30を圧入することができ、車輪用軸受20に等速自在継手6を簡易に組み付けることが可能となる、その結果、車体への組付けにおける作業が向上し、組付け時の部品の損傷を未然に防止することができる。
Since it is a press-fit state as described above, a large press-fit load is not required. Therefore, when the vehicle manufacturer assembles the vehicle, after attaching the wheel bearing 20 to the knuckle extending from the suspension device of the vehicle body, the outer side of the
車輪用軸受および等速自在継手の全体構成は以上に述べたとおりである。次に、本発明の第1の実施形態にかかる車輪用軸受のスプライン加工方法を図6〜図12に基づいて説明する。本実施形態の車輪用軸受のスプライン加工方法は、締め代付スプライン39に対応する第一切削刃81と、ガイドスプライン44に対応する第二切削刃82とを有するスロッター工具80を用いたスロッター加工により、円周方向で同じ位置の締め代付きスプラインとガイドスプラインを形成することにより、内壁43が存在している状況でも締め代付スプライン39とガイドスプライン44とを精度よく形成できるようにしたことを特徴とする。
The overall configuration of the wheel bearing and the constant velocity universal joint is as described above. Next, the spline processing method of the wheel bearing concerning the 1st Embodiment of this invention is demonstrated based on FIGS. The wheel bearing spline processing method of this embodiment is a slotter processing using a
まず、ハブ輪1の中間部品1’を図6に基づいて説明する。図6はハブ輪1の中間部品1’を示す縦断面図である。ハブ輪1の中間部品1’は、鍛造加工した素形材を旋削加工や穴あけ加工により、車輪取付フランジ9、アウトボード側内側軌道面7’、小径段部12’、軸孔38、スプライン形成内周面50、逃げ部52、挿通孔35、ハブボルト孔(図示省略)等が機械加工される。逃げ部52は、スプライン形成内周面50の内径よりも適宜の寸法で大きな内径を有する。逃げ部52の作用の詳細は後述する。
First, the intermediate part 1 'of the
次に、スプライン加工に用いるスロッター工具80を図7〜図9に基づいて説明する。図7はスロッター工具の概略構成を示す斜視図であり、図8はスロッター工具の縦断面図であり、図9はスロッター工具に設けた切削刃の刃部を図7のY方向から見た拡大正面図である。
Next, the
図7に示すように、スロッター工具80は、第一切削刃81および第二切削刃82と、二つの切削刃81,82を保持する段付き円筒状の保持部材83とを有する。
As shown in FIG. 7, the
第一切削刃81および第二切削刃82は、ベース部81a,82aと、ベース部81a,82aから、保持部材83の外径側となる方向に突出する突出部81b,82bとを一体に有する。第一切削刃81の突出部81bは、締め代付スプライン39(図2参照)の歯溝に対応した形状を有し、第二切削刃82の突出部82bは、ガイドスプライン44(図2参照)の歯溝に対応した形状を有する。各突出部81b,82bの先端面の両側に形成された斜めの縁部が、相手材を切削する刃部811,821を構成する。
The
保持部材83は、円筒状の軸状部83aとフランジ83bとを有する。軸状部83aに、軸方向に離間させて二つの切削刃81,82が取り付けられる。この時、第一切削刃81は、保持部材83の先端(軸状部83aのフランジ83bとは反対側の端部)に取り付けられる。各切削刃81,82を保持部83へ取り付けるための取り付け構造は,各切削刃81,82が着脱可能となる限り任意である。例えば、図8に示すように、第一切削刃81を軸状部83aの先端面に開口する取り付け用凹部831に嵌合すると共に、軸状部83aの中間部に設けた取り付け用凹部832に第二切削刃82とスペーサ84とを収容し、この状態で、第1切削刃81、スペーサ84、および第二切削刃82を貫通するねじを締め込むことで(図示省略)、二つの切削刃81,82を軸状部83aに固定することが考えられる。
The holding
図9に示すように、各切削刃81,82を保持部材83に取り付けた状態では、突出部81b、82bは、軸状部83aの外周面833よりも外径側に突出している。この時、第一切削刃81および第二切削刃82の刃中心Oの位相(保持部材83の円周方向における位相)は一致している。第一切削刃81の刃部811と第二切削刃82の刃部821は大きさが異なり、正面(Y方向)から見ると、第二切削刃82の刃部821が第一切削刃81の刃部811よりも大きい。具体的には、第二切削刃82の刃部821は、第一切削刃81の刃部811よりも、高さ(図9の上下方向)および幅(図9の左右方向)の双方が大きい。なお、図9では、第一切削刃81の突出部81bと第二切削刃82の突出部82bを相似形に形成しているが、両者を非相似形としても構わない。
As shown in FIG. 9, in a state where the
図10は、上記スロッター工具80によるスプライン加工を行うスプライン加工装置の側面図である。
図10に示すように、スロッター工具80は、そのフランジ83bを加工装置90の加工ヘッド91にボルト止め等することで加工ヘッド91に取り付けられる。一方、ハブ輪1の中間部品1’は、その小径段部12’を加工ヘッド91側に向けて、インデックス機能を有する位置決め装置92により保持される。加工ヘッド91は、中間部品1’の半径方向となる方向(図9のX方向)、および軸方向となる方向(図9のY方向)に往復移動可能である。
FIG. 10 is a side view of a spline processing apparatus that performs spline processing using the
As shown in FIG. 10, the
この加工装置によるスロッター加工は、図11に示すように、中間部品1’のスプライン形成内周面50よりもインボード側に配置したスロッター工具80を、中間部品1’の軸方向アウトボード側に向けて送りこむことで行われる(工程I)。スロッター工具80の送り込みに伴い、第一切削刃81の刃部811(図7参照)が中間部品1’のスプライン形成内周面50に食い込み、中間部品1’の肉を軸方向に切削して溝加工を行う。これに引き続いて、第二切削刃82の刃部821(図7参照)が第一切削刃81によって形成された溝39’に食い込み、その表面を切削する。スロッター工具80の送り込みは、二点鎖線で示すように、スロッター工具80の先端に設けた第一切削刃81がスプライン形成内周面50を貫通して逃げ部52の内周に達するまで行われる。
As shown in FIG. 11, the slotter processing by this processing apparatus is performed by using a
これにより、スプライン形成内周面50のアウトボード側に第一切削刃81に切削された第一溝39’が形成され、スプライン形成内周面50のインボード側に、第一切削刃81に一次切削され、さらに第二切削刃82に二次切削された第二溝44’が形成される。第二溝44’の深さおよび円周方向の幅は、何れも第一溝39’よりも大きい。従って、1回のスロッター加工で、インボード側とアウトボード側で断面積の異なる溝を同位相に形成することができる。スロッター工具80の一回の送り込みで十分な切り込み深さが得られる場合は、一回のスロッター加工でスプライン加工が完了する。従って、この場合は、第一溝39’が締め代付スプライン39の歯溝となり、第二溝44’がガイドスプライン44の歯溝となる。
As a result, a
その後、スロッター工具80を中間部品1’の内径側に移動させて両刃部811,821を溝39’、44’の表面から離反させる(工程II)。この状態で、スロッター工具80を、中間部品1’の軸方向インボード側に移動させ(工程III)、さらに中間部品1’の外径側に移動させて初期位置に復帰させる(工程IV)。併せてチャック装置92で中間部品1’を1ピッチ分回転させて次段のスロッター加工のための割り出しを行う。以下、上記の手順を全歯数分繰り返すことで、中間部品1’のスプライン形成内周面50に締め代付スプライン39およびガイドスプライン44を形成することができる。
Thereafter, the
1回のスロッター加工で両スプライン39,44の歯溝に必要とされる切り込み深さが得られない場合は、複数回のスロッター加工で当該歯溝を形成する。すなわち、図11に破線で示すように、1回目のスロッター加工の完了後、スロッター工具80を外径側へ移動させて既設の溝に対する切り込みを確保した上で(工程V)、スロッター工具80を軸方向アウトボード側に送り込んで既設溝の表面を削り(工程VI)、その後、スロッター工具80を内径側に退避させる(工程II)。以下、必要に応じて同様の工程を繰り返すことで、必要な切り込み深さを有する歯溝を形成する。
When the slot depth required for the tooth grooves of both
以上の説明では、スロッター工具80として、各切削刃81,82に一つの刃部811,821を設けて、1回のスロッター加工で一つの歯溝を形成するようにしているが、図12に示すように、第1切削刃81および第2切削刃82のそれぞれに複数(図12では3つ)の刃部811,821を設け、1回のスロッター加工で同時に複数の歯溝を形成するようにしてもよい。かかる構成であれば、中間部品1’の円周方向の複数箇所で同時に溝加工を行うことができるため、チャック装置92の割り出し回数が少なくなり、加工効率を向上させることができる。
In the above description, as the
雌スプラインを形成する際の一般的な加工法として、図18に示すように、ブローチ100を用いるブローチ加工が知られているが、本発明の車輪用軸受においてブローチ加工を行うと、ハブ輪1の中間部品1’が内壁43を有しているため、ブローチ工具100が内壁43と干渉してブローチ加工を行うことができない。これに対し、本発明で採用するスロッター加工では、一つの切削刃(バイト)を一方向に送ることで一つの溝が形成される。従って、ハブ輪の中間部品の内周で工具に軸方向の送りを与えた際に、工具が内壁43と干渉するよりも前に溝加工を完了することができる。また、スロッター工具80に、締め代付スプライン39に対応する第一切削刃81と、ガイドスプライン44に対応する第二切削刃82とを設けているため、締め代付スプライン39とガイドスプライン44を同時加工することができる。従って、締め代付スプライン39とガイドスプライン44の位相ずれを抑制して、両者間の位相ずれによる締め代n(図4(b)参照)の不均一化等を防止することができる。従って、雄スプライン37と締め代付スプライン39の凹表面40との嵌合接触部位全域を確実に密着させることが可能となる。また、後加工による両スプライン39,44の位相合わせ作業も不要となるので、製造コストの高騰も防止することができる。
As a general processing method for forming a female spline, as shown in FIG. 18, broaching using a
図6に示すように、スプライン形成内周面50よりもアウトボード側に逃げ部52(第一逃げ部)を形成し、かつ、図2に示すように、この逃げ部52の内径寸法を締め代付スプライン39の大径寸法よりも大きくしておくことにより、図11に示すスロッター加工時に、第一切削刃81をスプライン形成内周面50に対して貫通させ、第一切削刃81を逃げ部52に逃がすことができる。そのため、第一切削刃81による切削で形成された食み出し部(切粉)は、第一切削刃81が逃げ部52に到達した地点で中間部品1’から自然に脱落する。その一方で、第二切削刃82による切削で形成された食み出し部は、スロッター加工後も中間部品1’から脱落せず、中間部品1’と繋がった状態で残る。そのため、スプライン加工後は食み出し部の除去工程が必要となり、コストアップを招く懸念がある。
As shown in FIG. 6, a relief portion 52 (first relief portion) is formed on the outboard side of the spline-forming inner
以上の不具合を防止するため、図13に示すように、中間部品1’のスプライン形成内周面50のうち、締め代付スプライン39が形成される第一領域501と、ガイドスプライン44が形成される第二領域502との境界部に、第二切削刃82を逃がすための第二逃げ部54を形成するのが好ましい。この第二逃げ部54は、円周方向に延びる溝、例えば環状溝で形成することができる。図15に示すように、第二逃げ部54の底面の内径寸法は、締め代付スプライン39およびガイドスプライン44の大径寸法よりも大きい。
In order to prevent the above problems, as shown in FIG. 13, the
このように中間部品1’に第二逃げ部54を形成することにより、図14に示すように、第一切削刃81が第一逃げ部52に到達するのと同時に第二切削刃82も第二逃げ部54に到達するため、第一切削刃81で形成される食み出し部55および第二切削刃82で形成される食み出し部56の双方を中間部品1’から自然に脱落させることができる。従って、食み出し部の除去工程を不要とすることができ、ハブ輪1の製作コストを低廉化することができる。
By forming the
この第二逃げ部54は、図15の拡大図に示すように、完成したハブ輪1の内周面にも残存する。この場合、車輪用軸受のハブ輪の内周面に形成された締め代付スプライン39とガイドスプライン44の間に、ガイドスプライン44よりも大径の第二逃げ部54が形成される。また、図16に示すように車輪用軸受20と等速自在継手6を結合してできた車輪用軸受装置においても、ハブ輪1の内周面に第二逃げ部54が残存する。
As shown in the enlarged view of FIG. 15, the
以下、参考までに、本実施形態の車輪用軸受の加工方法が適用されたハブ輪の加工工程の概要を図17(a)〜(f)に示す。まず、図17(a)に示す鍛造加工工程で素形材を製作する。その後、図17(b)に示す一次旋削加工工程で、素形材の外周面、内周面、挿通孔等(その他、第一逃げ部52や第二逃げ部54も含む)を旋削加工し、中間部品1’を製作する。続いて、図17(c)に示すスプライン加工工程で、中間部品1’に前述したスプライン加工を施し、スプライン成形完了品1”が得られる。このスプライン加工工程が本実施形態のスプライン加工方法に基づくものである。図17(d)に示す二次旋削加工工程で、スプライン成形完了品1”の円筒状外周面、小径段部等を旋削加工する。その後、図17(e)に示す熱処理工程で、車輪取付フランジの付根、内側軌道面、円筒状外周面、小径段部の一部に熱処理硬化層を形成する。最後に、図17(f)に示す研削加工工程で、車輪取付フランジの付根、内側軌道面、小径段部を研削加工し、ハブ輪が完成する。
Hereinafter, for reference, an outline of a hub wheel machining process to which the wheel bearing machining method of the present embodiment is applied is shown in FIGS. First, a base material is manufactured in the forging process shown in FIG. Thereafter, in the primary turning process shown in FIG. 17B, the outer peripheral surface, the inner peripheral surface, the insertion hole and the like (including the
以上の実施形態に係る車輪用軸受のスプライン加工方法では、ハブ輪1および内輪からなる内方部材に形成された複列の内側軌道面7、8の一方、つまり、アウトボード側の内側軌道面7をハブ輪1の外周に形成した(第三世代と称される)タイプの車両用軸受に適用した場合を例示したが、本発明はこれに限定されることはなく、ハブ輪の外周に一対の内輪を圧入し、アウトボード側の軌道輪7を一方の内輪の外周に形成すると共に、インボード側の軌道面8を他方の内輪の外周に形成した(第一、第二世代と称される)タイプの車輪用軸受にも適用可能である。
In the spline processing method for wheel bearings according to the above embodiment, one of the double-row
本発明は前述した実施形態に何ら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、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course be implemented in various forms without departing from the scope of the present invention. The scope of the present invention is not limited to patents. It includes the equivalent meanings recited in the claims and the equivalents recited in the claims, and all modifications within the scope.
1 ハブ輪
1’ 中間部品
2 内輪
3 転動体
4 転動体
5 外方部材
6 等速自在継手
7 内側軌道面
8 内側軌道面
12 小径段部
13 外側軌道面
14 外側軌道面
15 保持器
16 保持器
20 車輪用軸受
24 外側継手部材
30 ステム部
32 ボルト
37 雄スプライン
38 軸孔
39 締め代付スプライン
44 ガイドスプライン
50 スプライン形成内周面
52 第一逃げ部
54 第二逃げ部
80 スロッター工具
81 第一切削刃
82 第二切削刃
83 保持部材
m 隙間
n 締め代
p 隙間
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記内方部材の中間部品に、締め代付スプラインに対応する第一切削刃と、ガイドスプラインに対応する第二切削刃とを有するスロッター工具を用いたスロッター加工により、締め代付きスプラインとガイドスプラインを形成することを特徴とする車輪用軸受のスプライン加工方法。 An outer member having a double row outer raceway surface formed on the inner peripheral surface, an inner member having a double row inner raceway surface facing the outer raceway surface on the outer peripheral surface, and an outer side of the outer member A double row rolling element interposed between the raceway surface and the inner raceway surface of the inner member, and a cage for holding the rolling element, and a spline with a fastening margin on the inner periphery of the inner member In the spline processing method for a wheel bearing in which the guide spline is formed at the inboard side end of the tightening spline,
By means of slotting using a slotter tool having a first cutting blade corresponding to the tightening spline and a second cutting blade corresponding to the guide spline in the intermediate part of the inner member, the spline with the tightening margin and the guide spline A spline machining method for a wheel bearing, characterized in that
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