JP3844753B2

JP3844753B2 - 砥石を用いた車輪用転がり軸受装置の加工方法

Info

Publication number: JP3844753B2
Application number: JP2003290109A
Authority: JP
Inventors: 武深尾
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2003-08-08
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2023-08-08
Also published as: JP2005059119A

Description

本発明は、砥石を用いた車輪用転がり軸受装置の加工方法に関する。

従来、車輪用転がり軸受装置の加工方法としては、特開２００２−３７０１０４号公報（特許文献１）に記載されたものがある。この車輪用転がり軸受装置の加工方法は、車輪用転がり軸受装置の外輪と内輪と複数の玉とを組み付けた後、車輪用転がり軸受装置の中心軸を鉛直方向に向けた状態で、上記外輪の鉛直方向の下側の一端部に形成されたフランジ部のフランジ面を、車輪用転がり軸受装置の固定台に固定する一方、上記内輪の鉛直方向の上側の一端部に内嵌したスピンドルを回転させることによって、上記内輪の鉛直方向の上側の一端部に形成されたフランジ部の被切削フランジ面を回転させて、この回転している被切削フランジ面を精密加工バイトに接触させて、上記内輪の被切削フランジ面を切削している。

しかしながら、上記従来の車輪用転がり軸受装置の加工方法では、外輪を固定した上で、回転している内輪の被切削フランジ面を精密加工バイトに接触させて、内輪の被切削フランジ面を切削しているので、内輪の被切削フランジ面からボルトの軸部等の突出物が突出している場合には、この突出物が邪魔になって、上記突出物が突出している上記被切削フランジ面を切削しにくく、かつ、被切削フランジ面全面を切削しにくいという問題がある。
特開２００２−３７０１０４号公報（第４図）

そこで、本発明の課題は、被研削面から突出物が突出していても被研削面全面を容易に研削できる砥石を用いた車輪用転がり軸受装置の加工方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の車輪用転がり軸受装置の加工方法は、
外輪と内輪と複数の転動体とを備え、上記外輪または上記内輪は、ブレーキディスクを直接的または間接的に取り付けるブレーキディスク取付面を有するブレーキディスク取付用フランジを備えている車輪用転がり軸受装置を加工する車輪用転がり軸受装置の加工方法であって、
上記ブレーキディスク取付用フランジの略同心円上の孔に軸部を貫通させて上記ブレーキディスク取付面側に突出させると共に、上記ブレーキディスク取付面と反対側の面に頭を着座させて固定した複数のボルトを有する車輪用転がり軸受装置を用意する車輪用転がり軸受装置用意工程と、
上記ブレーキディスク取付用フランジを、所定位置に周方向に回転不可に取り付けるフランジ取付工程と、
上記ブレーキディスク取付面側に突出した上記ボルトの上記軸部に、研削面に、周方向に延びる略円弧状の長溝を略同心円上に互いに離間して複数個設けた砥石の上記長溝を外嵌させて、上記ブレーキディスク取付面と、上記砥石の研削面とを接触させた状態で、上記砥石を周方向に揺動させて、上記ブレーキディスク取付面を研削するフランジ面研削工程と
を備えることを特徴としている。

上記ブレーキディスク取付面には、ブレーキディスクが、直接的に取り付けられても、他部材を介して間接的に取り付けられても良い。

また、上記ブレーキディスク取付面の研削中、上記ブレーキディスク取付用フランジを備えている上記外輪または上記内輪は、少なくとも周方向に回転不可にされれば良く、周方向に加えて、軸方向および径方向の少なくとも一方を移動不可にしても良い。

上記発明の車輪用転がり軸受装置の加工方法によれば、上記ボルトの軸部を、研削面に、周方向に延びる略円弧状の長溝を略同心円上に互いに離間して複数個設けた砥石の上記長溝に外嵌させて、周方向に回転不可な状態になっているブレーキディスク取付面と、上記砥石の研削面とを接触させた状態で、上記砥石を周方向に揺動させて、上記ブレーキディスク取付面を研削するので、上記砥石の研削面の上記略同心円上における長溝が存在しない部分で、上記ブレーキディスク取付面の上記ボルトが存在する略同心円上における、ボルトが存在しないブレーキディスク取付面部分を研削することができる。したがって、上記砥石を周方向に揺動させるだけで上記ブレーキディスク取付面の略全面を容易に研削することができて、工数をかけずに上記ブレーキディスク取付面の平面度を良くすることができる。

また、一実施形態の車輪用転がり軸受装置の加工方法は、上記ブレーキディスク取付用フランジを有さない上記内輪または上記外輪から、上記ブレーキディスク取付用フランジを有する上記外輪または上記内輪に向けて軸方向に荷重をかけた状態で、上記ブレーキディスク取付用フランジを有さない上記内輪または上記外輪を周方向に回転させながら、フランジ面研削工程を行うことを特徴としている。

上記実施形態の車輪用転がり軸受装置の加工方法によれば、上記ブレーキディスク取付用フランジに荷重がかかるように、上記ブレーキディスク取付用フランジを備えていない上記内輪または上記外輪に荷重をかけ、かつ、上記内輪または外輪を回転させた状態で、上記フランジ面研削工程を行うので、上記荷重によって、車輪用転がり軸受装置の内外輪と上記玉との間に隙間が生じないようにすることができて、上記内外輪と上記玉との間に隙間がない状態で上記ブレーキディスク取付面を研削できる。このことから、内外輪と上記玉との間に隙間がない状態で、すなわち、上記外輪と上記内輪とを、常に転動体を介して互いに位置決めした状態で、上記内輪または外輪を回転させて上記ブレーキディスク取付面を研削するので、車輪用転がり軸受装置の中心軸が、上記ブレーキディスク取付面に対して垂直になっている状態で上記ブレーキディスク取付面を研削することができる。したがって、車輪用転がり軸受装置の中心軸の上記ブレーキディスク取付面に対する直角度を優れたものにすることができる。

砥石は、周方向に延びる略円弧状の長溝が、上記研削面の同心円上に、互いに離間した状態で複数個設けられているので、被研削部材の被研削面からボルトの軸部等の突出物が突出していても、上記突出物を上記長溝に収容させて、上記砥石の研削面と上記被研削部材の被研削面とが密着した状態で、砥石を周方向に揺動させて、上記被研削面を研削することができる。したがって、上記突出物が突出している被研削面の全面を容易に研削することができて、工数をかけずに上記被研削面の平面度を良くすることができる。

以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。

図１は、この発明の一実施形態の車輪用転がり軸受装置の加工方法で加工されている車輪用転がり軸受装置１を示す図である。

上記車輪用転がり軸受装置１は、内輪２と、外輪３と、内輪２の外周面に設けられた２列の軌道溝と、外輪３の内周面に設けられた２列の軌道溝の間に配置された転動体の一例としての複数の玉４とを備える。

上記内輪２は、軸方向の一端部に、ブレーキディスク（図示せず）を直接または間接的に取り付ける径方向に広がる円板状のブレーキディスク取付用フランジ５を有する。このブレーキディスク取付用フランジ５の略中心を中心とする同心円上には、複数のボルト貫通穴が形成されており、複数のボルト１０が、その軸部を車輪用転がり軸受装置１の軸方向の外側に向けた状態で、このボルト貫通穴に挿通固定されている。

一方、上記外輪３は、軸方向の一端部に、径方向に広がる円板状の車体取付用フランジ８を有する。この円板状の車体取付用フランジ８の略中心を中心とする同心円上には、車体取付用フランジ８を車体に取り付けるボルトを挿入するためのボルト貫通穴９が複数形成されている。

上記車輪用転がり軸受装置１の矢印Ａで示す鉛直方向の下側には、砥石１５が配置されている。上記砥石１５は、その下面が鉛直方向下方に配置された揺動軸３７の上面に取り付けられており、揺動軸３７がその中心軸６２のまわり、すなわち、図１に矢印Ｃで示す周方向に揺動すると、矢印Ｃで示す周方向に揺動するようになっている。上記車輪用転がり軸受装置１は、ブレーキディスク取付用フランジ５を貫通している突出物であるボルト１０の軸部を、砥石１５の研削面１９に形成された長溝２０に外嵌させて、鉛直方向下側に向けられた上記ブレーキディスク取付用フランジ５のブレーキディスク取付面１１が、砥石１５の上面である研削面１９に接触させられた状態で、砥石１５上に載置されている。また、この実施形態の車輪用転がり軸受装置の加工方法では、図２の研削面１９付近の部分拡大図に示すように、ブレーキディスク取付面１１の径方向の寸法よりも、砥石１５の研削面１９の径方向の寸法の方が大きくなっており、砥石１５で、ブレーキディスク取付面１１のボルト１０よりも径方向の内側部分と外側部分の全てを研削できるようになっている。

また、上記ブレーキディスク取付用フランジ５の径方向の外側には、周方向に回転不可になっているワークガイド３０が配置されている。このワークガイド３０の上面には、上記ボルト１０と同じ数の回転止め３８が、周方向に回転不可な状態で固定されている。この回転止め３８は、ボルト１０の頭部分を係止しており、ブレーキディスク取付用フランジ５は、ボルト１０の軸部と砥石１７の長溝２０の周面とが接触していない状態で、ワークガイド３０に対して、径方向に移動不可かつ周方向に回転不可な状態になっている。

一方、上記車輪用転がり軸受装置１の鉛直方向上方には、荷重付加装置４０が配置されている。上記荷重付加装置４０は、本体部４１とこの本体部４１に連なる土台部４２とを有し、図１に矢印Ｂで示す本体部４１の中心軸６０のまわりに回転自在で、かつ、軸方向に移動可能な構造になっている。上記荷重付加装置４０は、土台部４２の環状の端面が、外輪３の車体取付用フランジ８の鉛直方向上側のフランジ面に接触している状態で、車輪用転がり軸受装置１に載置されている。

図３は、上記車輪用転がり軸受装置１を、矢印Ｄで示す鉛直方向下方に移動させて上記砥石１５に接触させている最中の、外輪２の車体取付用フランジ８と、内輪２のブレーキディスク取付用フランジ５と、砥石１５とを示す図である。

図３に示すように、上記砥石１５の長溝２０は、略円弧状の形状を有し、中空の円板状の研削面１９の略中心Ｐを中心とする略同心円上に、互いに等間隔に離間された状態で、５個形成されている。また、上記５個の長溝２０の周方向の両端の縁形状は、ボルト１０の軸部に略対応する半円形状になっている。また、上記砥石１５の研削面１９には、５個の長溝２０の夫々に径方向の内側と外側とから連通するクーラント溝４５が形成されている。このクーラント溝４５は、径方向の内側部分から各長溝２０に連通する２本の溝と、各長溝２０から径方向の外側部分に延びる１本の溝とから構成されている。このクーラント溝４５には、ブレーキディスク取付面１１の研削中に、径方向の内側の２本の溝から長溝２０を経由して径方向の外側の１本の溝に向けて、冷却剤が流されるようになっており、ブレーキディスク取付面１１と砥石１５の研削面１９と間で発生する摩擦熱を放熱すると共に、ブレーキディスク取付面１１と砥石１５の研削面１９との間で発生する研削クズを除去するようになっている。

図４は、砥石１５を揺動させる前の初期状態の長溝２０におけるボルト１０の軸部の位置を示す図である。

図４に示すように、砥石１５が揺動する前の初期状態では、ボルト１０は、その軸部が、長溝２０の周方向の中心に位置するように、長溝２０に外嵌されている。また、図４に示すように、ボルト１０の軸部の直径は、長溝２０の径方向の幅よりも小さくなっており、ボルト１０の軸部の側面と、長溝２０の周方向の縁との間には、逃がし隙間５０が設けられている。このようにして、ブレーキディスク取付面１１の研削中に、ボルト１０の軸部と長溝２０の周方向の縁とが接触しないようにしている。また、矢印Ｅは、砥石１５の揺動幅を示している。上記揺動幅は、長溝２０の周方向の両端の間の幅よりも若干小さな寸法に設定されており、研削の最中に、ボルト１０の軸部と長溝２０の周方向の端部の縁とが接触しないようになっている。

上記構成において、図１に示すように、上記車輪用転がり軸受装置１の上方に位置する荷重付加装置２０を、矢印Ａで示す鉛直方向下側に所定距離軸方向に移動させながら、矢印Ｂで示す周方向に回転させて、車輪用転がり軸受装置１の上方から車輪用転がり軸受装置１の外輪３に所定の荷重をかけてブレーキディスク取付面１１を砥石１５に所定圧力で押圧しながら、外輪３を矢印Ｂ方向に回転させる一方、上記車輪用転がり軸受装置１の下方に位置する揺動軸３７を、矢印Ｃで示す周方向に、図４に矢印Ｅで示す揺動幅３７で揺動させて、揺動軸３７と同一の周方向の揺動をしている砥石１５に接触しているブレーキディスク取付面１１を研削する。

上記砥石１５によれば、周方向に延びる略円弧状の長溝２０が、研削面１９の同心円上に、互いに離間した状態で５個設けられているので、この車輪用転がり軸受装置１のように、ブレーキディスク取付面１１からボルト１０の軸部が突出していても、この軸部を長溝２０に収容させて、砥石１５の研削面１９とブレーキディスク取付面１１とを密着させることができる。そして、この状態で、上記砥石１５を周方向に揺動させて、ブレーキディスク取付面１１を研削することができる。したがって、砥石１５の研削面１９の上記略同心円上における長溝２０が存在しない部分３３（図３参照）で、研削することが難しいブレーキディスク取付面１１における研削面１９の上記略同心円上の部分に対応し、かつ、ボルト１０の軸部を除く部分３９（図３参照）を容易に研削することができるので、ボルト１０の軸部が突出しているブレーキディスク取付面１１の略全面を容易に研削することができて、工数をかけずにブレーキディスク取付面１１の平面度を良くすることができる。

また、上記砥石１５によれば、５個の長溝２０の夫々と連通するクーラント溝４５を備えているので、クーラント溝４５を流れる冷却剤で、ブレーキディスク取付面１１の研削中に発生する摩擦熱を、吸収することができると共に、研削中に発生する研削屑を、クーラント溝４５を通して長溝に収容でき、かつ、長溝２０内に研削屑が過度に溜まっても、その研削屑をクーラント溝４５を介して外部へ排出できる。

また、上記砥石１５によれば、クーラント溝４５が、５個の長溝２０の夫々に、径方向の内側と外側とから連通しているので、研削中に、長溝２０に収容され易い研削屑を効率的に除去することができる。

また、上記砥石１５を用いた車輪用転がり軸受装置１の加工方法によれば、ブレーキディスク取付用フランジ５を備えていない外輪３に、ブレーキディスク取付用フランジ５の方に荷重をかけると共に、外輪３を回転させて、周方向に回転不可に取り付けられている上記ブレーキディスク取付面１１と、周方向に揺動している砥石１５とを接触させて、ブレーキディスク取付面１１を研削するので、上記荷重によって、車輪用転がり軸受装置１の内外輪２,３と玉４との間に隙間が生じないようにすることができて、内外輪２,３と玉４との間に隙間がない状態でブレーキディスク取付面１１を研削できる。このことから、内外輪２,３と玉４との間に隙間がない状態で、すなわち、内輪２と外輪３とを、常に玉４を介して互いに位置決めした状態で、外輪３を回転させてブレーキディスク取付面１１を研削するので、車輪用転がり軸受装置１の中心軸６１が、ブレーキディスク取付面１１に対して垂直になっている状態で、ブレーキディスク取付面１１を研削することができる。したがって、車輪用転がり軸受装置１の中心軸６１のブレーキディスク取付面１１に対する直角度を優れたものにすることができる。

また、上記砥石１５を用いた車輪用転がり軸受装置１の加工方法によれば、ブレーキディスク取付用フランジ５を備えていない外輪３の車体取付用フランジ８に、車体取付用フランジ８のブレーキディスク取付用フランジ５側と反対側のフランジ面からブレーキディスク取付用フランジ５の方に荷重をかけるようにしたので、車体に車輪用転がり軸受装置１を固定するための車体取付用フランジ８をうまく利用して、ブレーキディスク取付用フランジ５の方に簡単安価に荷重をかけることができる。

また、上記実施形態の車輪用転がり軸受装置の加工方法によれば、ブレーキディスク取付用フランジ５を、ワークガイド３０に対して径方向に移動不可かつ周方向に回転不可な状態にして、ブレーキディスク取付面１１を研削するので、車輪用転がり軸受装置１が、研削中にぐらついて暴れる（移動する）のを防止できる。

尚、上記砥石１５では、上記砥石１５の長溝２０を、中空の円板状の研削面１９の略中心Ｐを中心とする略同心円上に、互いに等間隔に離間された状態で、５個形成したが、砥石は、砥石の長溝を、中空の円板状の研削面の略中心を中心とする略同心円上に、互いに等間隔に離間された状態で、５個以外の複数個形成しても良い。また、砥石は、砥石１５の長溝２０を、中空の円板状の研削面の略中心を中心とする略同心円上に、等間隔でない間隔で複数個形成しても良い。

また、上記砥石１５では、径方向に延びるクーラント溝４５が形成されていたが、砥石は、周方向に延びるクーラント溝を形成しても良い。また、砥石は、クーラント溝を形成しなくても良い。

また、上記実施形態の車輪用転がり軸受装置１の加工方法では、車輪用転がり軸受装置用意工程の後、フランジ取付工程とフランジ面研削工程で、ボルト１０の軸部を、砥石１５の長溝２０に外嵌させて、ブレーキディスク取付面１１と、砥石１５の研削面１９とを接触させた状態で、ブレーキディスク取付面１１を、ワークガイド３０に対して径方向に移動不可かつ周方向に回転不可な状態にして、砥石１５を周方向に揺動させてブレーキディスク取付面１１を研削したが、この発明の車輪用転がり軸受装置の加工方法では、車輪用転がり軸受装置用意工程の後、先ず、ブレーキディスク取付面を、周方向に回転不可に支持部材に取り付けることによりフランジ取付工程を行い、その後、ボルトの軸部が突出しているブレーキディスク取付面に向けて、砥石を近づけて、ボルトの軸部を砥石の長溝に外嵌させて、上記ブレーキディスク取付面と、上記砥石の研削面とを接触させた状態で、上記砥石を周方向に揺動させて、フランジ研削工程を行っても良い。

また、上記実施形態の車輪用転がり軸受装置１の加工方法では、内輪２の外周面と、外輪３の内周面に複列の軌道溝を有する車輪用転がり軸受装置１に、この発明を適用したが、内輪の外周面と、外輪の内周面に単列の軌道溝を有する車輪用転がり軸受装置に、この発明を適用しても良い。また、転動体が玉４である車輪用転がり軸受装置１に、この発明を適用したが、転動体がころである車輪用転がり軸受装置に、この発明を適用しても良い。

また、上記実施形態の車輪用転がり軸受装置１の加工方法では、ブレーキディスクを直接的または間接的に取り付けるブレーキディスク取付面１１を内輪２に有する車輪用転がり軸受装置１に、この発明を適用したが、ブレーキディスクを直接的または間接的に取り付けるブレーキディスク取付面を外輪に有する車輪用転がり軸受装置に、この発明を適用しても良い。

また、上記実施形態の車輪用転がり軸受装置１の加工方法では、荷重付加装置
４０を用いて、外輪３を加圧すると共に矢印Ｂ方向に回転させながら、研削を行ったが、この発明の車輪用転がり軸受装置の加工方法では、荷重付加装置を用いずに、車輪用転がり軸受装置の自重のみを利用して、ブレーキディスク取付面を研削しても良い。

この発明の一実施形態の車輪用転がり軸受装置の加工方法で加工されている車輪用転がり軸受装置を示す断面図である。図１の砥石の研削面付近の部分拡大図である。車輪用転がり軸受装置を、砥石に接触させている最中の、車体取付用フランジと、ブレーキディスク取付用フランジと、砥石とを示す図である。砥石を揺動させる前の初期状態の長溝におけるボルトの軸部の位置を示す図である。

符号の説明

１車輪用転がり軸受装置
２内輪
３外輪
４玉
５ブレーキディスク取付用フランジ
８車体取付用フランジ
１０ボルト
１１ブレーキディスク取付面
１５砥石
１９研削面
２０長溝
４５クーラント溝
Ｐ研削面の略中心

Claims

外輪と内輪と複数の転動体とを備え、上記外輪または上記内輪は、ブレーキディスクを直接的または間接的に取り付けるブレーキディスク取付面を有するブレーキディスク取付用フランジを備えている車輪用転がり軸受装置を加工する車輪用転がり軸受装置の加工方法であって、
上記ブレーキディスク取付用フランジの略同心円上の孔に軸部を貫通させて上記ブレーキディスク取付面側に突出させると共に、上記ブレーキディスク取付面と反対側の面に頭を着座させて固定した複数のボルトを有する車輪用転がり軸受装置を用意する車輪用転がり軸受装置用意工程と、
上記ブレーキディスク取付用フランジを、所定位置に周方向に回転不可に取り付けるフランジ取付工程と、
上記ブレーキディスク取付面側に突出した上記ボルトの上記軸部に、研削面に、周方向に延びる略円弧状の長溝を略同心円上に互いに離間して複数個設けた砥石の上記長溝を外嵌させて、上記ブレーキディスク取付面と、上記砥石の研削面とを接触させた状態で、上記砥石を周方向に揺動させて、上記ブレーキディスク取付面を研削するフランジ面研削工程と
を備えることを特徴とする車輪用転がり軸受装置の加工方法。
請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置の加工方法において、
上記ブレーキディスク取付用フランジを有さない上記内輪または上記外輪から、上記ブレーキディスク取付用フランジを有する上記外輪または上記内輪に向けて軸方向に荷重をかけた状態で、上記ブレーキディスク取付用フランジを有さない上記内輪または上記外輪を周方向に回転させながら、フランジ面研削工程を行うことを特徴とする車輪用転がり軸受装置の加工方法。