JP3577635B2 - モータビークルのホイール用のハブ軸受けユニットを機械加工する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、モータビークルのホイール用のハブ軸受けユニットを機械加工する方法に関する。
【０００２】
モータビークルのホイールのハブ上にブレーキロータを取り付けることに関する技術的な問題点及び解決策をさらによく理解するために、車輪の従来の設計が、以下に簡略に説明され、添付図面の図１が参照されている。
【０００３】
図１に関して、ホイール１０は、ハブ１１の外向きに軸に沿って伸張する円筒形部分１１ａの外面上にホイールを載せ、調心するために適応される内側端縁１０ｂを画定する放射状のフランジ１０ａを形成する。該ハブ１１は、外向きに伸張する放射状フランジ１１ｂおよび転動体１２ａ、１２ｂの二重セット付き転がり軸受けの放射状の内側軌道の１つを形成する中心の円筒形部分１１ｋを形成する。別個の軌道輪要素１９が、転動体１２ｂのセットのために放射状の内側軌道を形成する。該軸受けは、さらに、ボルト１４を受け入れ、該軸受けをサスペンションスタンダード１７に締め付け固定するために得られた軸方向穴１３ｂがある外向きに伸張する放射状フランジ１３ａを形成する静止外側軌道輪１３を備える。
【０００４】
ハブの放射状フランジ１１ｂは、ホイール１０を取り付けるためのボルトを受け入れるために、軸方向の外側放射面１１ｃ及び複数の軸方向穴１１ｄを有する。
【０００５】
ブレーキロータ１６は、ハブフランジ１１の穴１１ｄと位置合わせされた軸方向穴１６ｄ、および締め付けボルト１５の通過を可能とするためにホイール１０内で得られる対応する軸方向穴１０ｄとを備える、内向きに伸張する放射状フランジ１６ａを形成する。ボルト１５の増し締めが、リムフランジ１０ａ、ロータフランジ１６ａ、及びハブフランジ１１ｂをともに留める。１１の中心を通って、回転のためにホイールを駆動する溝付きの軸１８を受け入れるように適応された溝付き穴１１ｅが形成される。
【０００６】
従来の技術に従って、前述された車輪を構成する構成部品を機械加工し、取り付ける方法は、最初に、すでに仕上げられた完全なハブ軸受けユニットがサスペンション支柱１７に取り付けられることを規定する。特に、仕上げ動作は、ブレーキフランジ１６ａ用の軸方向の載せ台としての役割を果たすハブフランジ面上で正確でなければならない。それから、そのブレーキフランジ１６ａの向かい合う側面及びその反対側の制動面１６１、１６２がすでに正確に機械加工されているブレーキロータ１６が、ハブの円筒形部分１１ａの上に挿入される。その後、ホイールリムは該部分１１ａの上に差し込まれ、最後に、ボルト１５が位置合わせされた穴１０ｄ、１６ｄ、および１１ｄを通して締め付けられる。
【０００７】
この方法を使用すると、ブレーキロータの軸受けの回転軸に関する制動面の向きは、組立品の多様な構成部品及び考えられる取付け誤差の製造公差によって影響を受ける。したがって、車輪が取り付けられるとき、制動面は、軸受けの回転軸に垂直に正確に向けられない。実際、ハブおよびブレーキロータの向かい合うフランジの構造上の平面性によって影響を受けることに加え、ハブフランジおよび特にブレーキフランジの平面性は、前記放射面で波状起伏を生じさせるボルト１５の増し締めにより引き起こされる変形によって危険にさらされる。
【０００８】
平面性誤差及び非垂直制動面及び軸受けの回転軸に関するフランジ面がいわゆるブレーキの振れを決定し、それは過剰な振動、ブレーキ震え、及びブレーキパッドの変速的なあるいは早期の磨耗を誘発するために望ましくない。本技法を使うと、振れは約９０μｍと約１００μｍの間の範囲となる。
【０００９】
米国特許第５，４３０，９２６号は、制動面およびハブ部分を有するブレーキロータが最初にハブの穴で機械加工される、ブレーキロータおよび軸受け組立品を生産する方法を開示する。それから、軸受けユニットが該ハブ部分の穴の中に設置される。該軸受けユニットは、穴及び回転自在の内側軌道輪を係合する外側軌道輪を含む。それから、ブレーキロータ及び軸受けユニットから構成される該組立品は、軸受けユニットの内側軌道輪によって組立品を支持する機械加工装置の上に取り付けられる。機械加工装置を使用して、ブレーキロータの制動面が機械加工される。
【００１０】
米国特許第５，８４２，３８８号は、ボルトによって結合されるハブ及びブレーキ構成部品を機械加工する方法を提案する。制動面は、軸受けを据え付けるためにハブの円筒形表面とともに機械加工される。
【００１１】
国際特許出願ＷＯ−Ａ−第９８／３８４３６号は、乗物ハブのフランジにブレーキディスクを固定し、ハブ、軸受けおよびブレーキから成り立つ組立品を機械加工装置に取り付けることを提案する。該機械加工装置は、これらが軸受けの外側軌道輪を基準にした所定の関係で向けられるように、ブレーキディスクの制動面を機械加工するために使用される。
【００１２】
前述の従来の技術の解決策は、最小の振れを有する制動面を提供するが、前記プロセスを使って機械加工される元のブレーキロータが、新しいブレーキロータと交換されなければならないときに、後者が、ハブ、軸受け及びブレーキロータを備える組立品全体が制動面の機械加工を繰り返すために機械加工装置に設置される場合にだけ許容値に削減されてよいかなりの振れのある制動面を有するという欠点を有する。
【００１３】
ブレーキロータフランジ及びホイール用の載せ台としての役割を果たすハブフランジの外面の振れを削減することができる方法を提供することが、本発明の目的である。特に、車輪構成部品の製造公差に関係なく、及び軸受けを取り付ける際の誤差とは無関係に、振れを最小値まで削減することが所望される。
【００１４】
本発明の別の目的とは、ブレーキディスク、つまり元のブレーキディスクと原物の交換におけるブレーキディスクの両方の制動面の振れを低い値に抑えることができる方法を提供することである。
【００１５】
本目的は、請求項１に定められるような方法によって本発明によって達成される。
【００１６】
ホイール取付け埋め込みボルトの強制的な挿入によって引き起こされる変形とは無関係に振れを最小値まで削減することができる方法を提供することが、本発明の別の目的である。
【００１７】
このその他の目的は、請求項２に定められるような方法によって、本発明により達成される。
【００１８】
本発明の好ましい実施態様は、それ以外の従属クレームに定められる。
【００１９】
図２を参照すると、説明の導入部で説明されるような静止外側軌道輪を有する型の駆動ホイール用のハブ軸受けユニットが示されている。
【００２０】
図２に図示されるユニットの一般的な構造は、一般的に知られていると見なされてよい。したがって、本発明の実現の目的のために特に重要かつ関心のある要素だけが、以下の説明で詳説されるだろう。したがって、詳細に図示されていないパーツおよび要素の構造については、参照してここに組み込まれる、例えば図１に図示されるもの、あるいは説明の前文に引用される従来の文書に開示されるもののような既知の種類の任意のホイールハブユニットが参照されてよい。
【００２１】
外側軌道輪１３は、モータビークルのサスペンション（図２には図示されていない）への取付け用に外側放射状フランジ１３ａ、及び転動体、ローラまたはボール１２ａ、１２ｂの二重セット用の外側軌道を形成する。内側軌道は、ハブ１１、及び例えばハブの軸方向に内側のリム１１ｆを冷間成形することによってハブに軸方向で固定される１組の別個の環状要素１９ａ、１９ｂによって形成される。リム１１ｆの冷間成形は、軸方向に与圧されるハブ軸受けユニットを得るために、軸方向の負荷を環状内側要素１９ａ、１９ｂにかけて実行される。
【００２２】
外側軌道輪１３の放射状フランジ１３ａは、使用中、（図１に図示されるように）サスペンションの放射面１７ａに当接する軸方向に内部の放射面１３ｃを提供する。フランジ１３ａに近接し、外側軌道輪１３が、図１の１７ｂで示されるように、サスペンションの据付け穴の中に嵌合するための外側円筒面１３ｄを提供する。
【００２３】
ハブ１１は、管状の中心部分１１ｋ及び軸方向の外側側面１１ｃのある外向きに伸張する放射状フランジ１１ｂを形成する。ハブはさらに軸方向に外向きに突出する円筒形部分１１ａを形成する。
【００２４】
ハブフランジ１１ｂの放射面１１ｃは、図１に示されるように、ブレーキロータ１６の放射状フランジ１６ａ用の軸方向休止面としての役割を果たす。したがって、該面１１ｃは、説明の導入で引用された不都合を回避する、あるいは少なくとも削減するために、おそらく平面性誤差のない表面を画定しなければならない。
【００２５】
軸方向穴１１ｄは、ハブをホイール及びブレーキディスクに取り付けるために埋め込みボルト１５（図１）を受け入れるためのハブフランジ１１ｂの中に形成される。
【００２６】
事前に組み立てられ、軸方向に与圧がかけられるハブ軸受けユニットは、複数の静止ラジアルジョー１２０と軸方向位置入力装置１２１、及び回転コレット１２２を備える機械加工装置に位置する。
【００２７】
簡略さのために、その内の１つだけが図２に示されるラジアルジョー１２０は、この例では３という数であり、その間で１２０度傾斜して間隔をあけて配置される。ラジアルジョー１２０は、コレット１２２の回転軸に関してハブ軸受けユニットを調心するために、外側軌道輪１３の外側円筒面１３ｄに逆らって動作する。ジョー１２０は、それからその中にユニットが取り付けられる乗物サスペンションの円筒形シート１７ｂのデータを表すために、外側軸受け軌道輪１３を係合するための軸方向係合面を有する。
【００２８】
図２に示されている実施態様では、コレット１１２の回転軸に関してその間に１２０度傾斜して間隔をあけて配置され、ラジアルジョー１２０を基準にして約６０度、傾斜して偏位される（図面中に図示されているだけの）３つの軸方向位置入力装置１２１がある。軸方向位置入力装置１２１は、それらが、サスペンション（図１）の軸方向面１７ａによって使用中に提供されるデータを表すために、外側軸受け軌道輪１３の放射状フランジ１３ａの軸方向内側（つまり内向きの）面に、軸ｘの回りの複数の安定した軸方向休止点を提供する限り、図３に図示される内容とは異なる数及び形状で配列されてもよい。
【００２９】
図２の例では、内側軌道が１組の内側軌道輪要素１９ａ、１９ｂによって形成されることが注意されなければならない。本発明が、そのすべての考えられる実施態様において、（図３と図５に図示されるように）放射状内側軌道の１つがハブ上で直接的に得られるハブ軸受けユニットと、内側軌道が別個に作られる軌道輪要素によって形成されてから、（図４に示されるように）ハブの上に嵌合されるユニットの両方に等しく適用できることが理解されなければならない。
【００３０】
回転するコレット１２２は、切削ツール２３がハブフランジ１１ｂの軸方向外面１１ｃを仕上げることができるように、外側軌道輪１３に関する回転のために、ハブ１１および内側軌道輪要素１９ａ、１９ｂを駆動する役割を果たす。
【００３１】
ハブ軸受けユニットの回転自在パーツに回転運動を与えるために、コレット１２２は、この例では環状の突出するハブ部分１１ａを係合することにより、ハブを係合するための下部ヘッド部分１２２ａを提供する。該係合ヘッド１２２ａは、ここに示される実施態様と異なって形作られてもよい。いずれにせよ、コレットヘッド１２２ａは、適度な力で、あるいはフランジ１１ｂのはっきり感知できる弾性変形を誘発するハブ内での応力を生じさせないようにハブを掴む必要がある。それ以外の場合、切削ツール２３は、いったんヘッド１２２ａが機械加工されているユニットから取り外すと平面状にならないだろう面のあるハブフランジ側面１１ｃを仕上げるだろう。
【００３２】
したがって、表面１１ｃは、外側軌道輪１３の位置によって画定される回転軸の回りでハブを回転することによって機械加工され、これによりこの面は、いったん仕上げられると、ハブが使用中その回りを回転するだろう幾何学軸に関して垂直である。
【００３３】
コレット１２２が、回転軸ｘと一致していない幾何学軸の方向で、かなりの応力成分をフランジ付きハブに伝達しないために、好ましくは、コレットの回転軸は、例えばコレットを、概略して１２２ｂと示されているたわみ継ぎ手または玉継ぎ手の上に取り付けることによって浮動である。代替策として、あるいは加えて、コレットは降伏材料から作られてよい。
【００３４】
表面１１ｃが機械加工される確度が、ハブ軸受けユニットを構成する構成部品の製造公差および取付け公差とは無関係であることが理解されるだろう。表面１１ｃの振れは、このようにして１０μｍを超えない値まで、したがって従来の技術に関してはるかに低く抑えることができる。
【００３５】
さらに、元のブレーキロータを新しいブレーキロータと交換することが必要とされるとき、また、後者は、それがきわめて低い振れを有する、つまり軸受けの外側軌道輪により画定される回転軸に関して完璧に垂直に放射面（表面１１ｃ）に載るだろうために、その制動面を軸受けの回転軸に関して垂直に向けさせるであろう。
【００３６】
この発明による方法の別の実施態様は図３に示される。この変形では、放射面１１ｃは、すでに強制的にフランジ１１ｂの穴１１ｄの中に挿入されている埋め込みボルト１５とともに機械加工される。結果として、仕上げ面１１ｃの平面性は、植え込みボルトの強制的な挿入によって誘発される変形によって影響を受けないだろう。面１１ｃを機械加工するためには、このような変形では、穴１１ｄと円筒形部分１１ａの間に構成される表面１１ｃのその部分にも達するために、細長く薄い形状の切削ツール２３ａが使用される。
【００３７】
切削ツール２３ａは、薄いけれども、機械加工されない面１１ｃのゾーンを離れるのを回避し、面の起こりから突出するために、埋め込みボルト１５挿入時に、穴１１ｄが面１１ｃの上に開くゾーンまでの表面１１ｃに容易に到達できず、フランジ１１ｂが、穴１１ｄが面１１ｃまで上昇するゾーンを囲む円形の環の形で窪んだゾーン１１ｍと形成されることが理解される。切削ツール２３ａは、１１ｃ’と１１ｃ’’に示されるように、窪んだ環１１ｍに、外部と内部で隣接する面１１ｃの部分を機械加工する。機械加工された面のこれらの部分は、ブレーキロータが軸方向で休止する面である。
【００３８】
概して、本発明は、回転するフランジ付き環状要素を備える任意の種類のハブ軸受け装置に適用できる。図４と図５では、本発明の方法は、静止外側軌道輪１３がフランジ付ではなく、したがってラジアルジョー１２０によってだけロックされるハブ軸受けユニット上で実施される。これらの応用例、及び軌道輪１３の外側円筒面１３ｄがサスペンションのシート内での放射状の干渉により強制的に取り付けられなければならないそれ以外の応用例については、機械加工中、放射状の与圧が外側軌道輪にかけられ、前述された強制的な取付けをシミュレートすることが好ましい。このような放射状の負荷は、例えば、同じラジアルジョー１２０により実行されてよい。
【００３９】
同様に、この発明は、回転するフランジ付き軌道輪１１が外側軌道を形成し、内側軌道が１組の軸方向に隣接する静止軸受けリング１３によって形成される、図６に示される型のハブ軸受けユニットに等しく適用可能である。この後者のケースでは、及び一般的に、ハブ軸受けユニットが与圧されていない状態で機械加工装置上に保持されるすべてのそれらの応用例について、内側軌道輪と外側軌道輪の間で軸方向の隙間を無しにするために、機械加工中に軸方向与圧Ｐをかけることが有利である。
【図面の簡単な説明】
本発明の特徴及び優位点は、例証として与えられるそのいくつかの実施態様の詳細な説明から明らかになり、以下の添付図面が参照される。
【図１】従来の技術により製造され、取り付けられる車輪の部分的な軸方向の断面図である。
【図２】本発明の第１実施態様による、ハブ軸受けユニットのフランジの表面の機械加工を示す軸方向の断面図である。
【図３】本発明の追加実施態様を示す、図２の断面図に類似する、軸方向の断面図である。

Claims (14)

1. （ａ）−ホイールを取り付けるための回転自在の環状要素（１１）であって、放射状フランジ（１１ｂ）を有し、放射面（１１ｃ、１１ｃ’、１１ｃ’’）の少なくとも一部がブレーキロータ（１６）に軸方向で載るためである前記回転自在要素と、
   −乗物に取り付けられ、回転自在要素（１１）のために回転軸（ｘ）を画定する少なくとも１つの静止環状要素（１３）を備えるハブ軸受けユニットを提供するステップと、
   （ｂ）回転軸（ｘ）を所定の方向で向けるために機械加工装置の非回転保持手段（１２０、１２１）によって決められた位置に静止要素（１３）を保持するステップと、
   （ｃ）回転軸（ｘ）の回りで静止要素（１３）を基準にして回転自在要素（１１）を回転するステップと、
   （ｄ）前記放射面部分（１１ｃ、１１ｃ’、１１ｃ’’）を同時に機械加工し、それにより回転軸（ｘ）に関して垂直に向けられる仕上げ面を得るステップと、
   を備える、モータビークルのホイール用のハブ軸受けユニットを機械加工する方法。
2. ステップ（ｃ）と（ｄ）を、
   −（ａ１）ホイール取付け埋め込みボルト（１５）を、回転自在要素（１１）の放射状フランジ（１１ｂ）内に形成される、軸方向に位置合わされた穴（１１ｄ）を通して強制的に挿入するステップ、
   が先行する、請求項１に記載の方法。
3. ステップ（ａ）が、
   −（ａ２）前記放射面部分（１１ｃ、１１ｃ’、１１ｃ’’）に関して窪み、軸方向穴（１１ｄ）のゾーンを囲む円形環の形を取るゾーン（１１ｍ）をフランジ（１１ｂ）の中に形成するステップと、
   を備える、請求項２に記載の方法。
4. ステップ（ｄ）が
   −（ｄ１）窪んだゾーン（１１ｍ）に内部で及び外部で隣接する放射面（１１ｃ）の２つの部分（１１ｃ’、１１’’）を整合するステップと、
   を備える、請求項３に記載の方法。
5. 静止要素（１３）が、外側軌道を画定する外側軸受け軌道輪であり、回転自在要素（１１）が内側軌道との回転のための高速（ｆａｓｔ）フランジ付きハブであり、前記ステップ（ｂ）が、
   −（ｂ１）外側軌道輪（１３）の外側円筒面（１３ｄ）を係合する放射状の保持手段（１２０）によって静止外側軸受け軌道輪（１３）を保持するステップと、
   を備える、請求項１に記載の方法。
6. 外側軌道輪（１３）が乗物サスペンション（１７）のシート内に放射状の干渉により強制的に取り付けられるように適応され、前記ステップ（ｂ）と（ｄ）が、機械加工中に放射状の与圧を外側軌道輪（１３）にかけ、前記強制的な取付けをシミュレートするステップを含む、請求項５に記載の方法。
7. ステップ（ｂ）が、
   −（ｂ２）外側軌道輪（１３）の本来放射状の面（１３ｃ）を係合する軸方向保持手段（１２１）によって静止外側軸受け軌道輪（１３）を保持するステップと、
   を備える、請求項５に記載の方法。
8. 本来放射状の面（１３ｃ）が、外側軌道輪（１３）の放射状フランジ（１３ａ）によって形成される、請求項７に記載の方法。
9. −回転自在の環状要素（１１）が、外側軌道を画定する放射状の外側軸受け要素であり、
   −ハブ軸受けユニットが、内側軌道を画定する１組の軸方向に隣接する静止軌道輪（１３）を含む、
   請求項１に記載の方法。
10. さらに、
    −ユニットの内側軌道と外側軌道間の軸方向隙間を無しにするために、機械加工中にハブ軸受けユニットに軸方向与圧（Ｐ）をかけるステップと、
    をさらに備える、請求項１に記載の方法。
11. 回転自在の要素（１１）が、さらに、外向きに軸方向に突出する円筒形部分（１１ａ）を備え、回転自在の要素が、該突出部分（１１ａ）を係合するために適応される係合部分（１２２ａ）を有する回転要素によって前記ステップ（ｃ）と（ｄ）で回転され、前記係合部分（１２２ａ）が、フランジ（１１ｂ）のはっきり感知できる弾性変形を誘発する応力をその中で発生させないために、回転自在要素（１１）を係合する、請求項１に記載の方法。
12. 回転要素（１２２）が浮動回転軸を有する、請求項１１に記載の方法。
13. 回転要素（１２２）がたわみ継ぎ手または玉継ぎ手（１２２ｂ）上に取り付けられる、請求項１１に記載の方法。
14. 回転要素（１２２）が、弾性的に降伏する材料から作られる少なくとも一部分を備える、請求項１１に記載の方法。

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