JP4543928B2 - 車輪用軸受ユニットの製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、自動車の車輪並びにロータ或はドラム等の制動用回転体を支持する為の車輪用軸受ユニットの製造方法の改良に関する。

自動車の車輪を構成するホイール１及び制動装置であるディスクブレーキを構成するロータ２は、例えば特開２０００−２３４６２４号公報（以下、特許文献１と称する。）に記載されている様に、図２０に示す様な構造により、懸架装置を構成するナックル３に回転自在に支承している。即ち、このナックル３に形成した円形の支持孔４部分に、本発明の対象となる車輪用軸受ユニット５を構成する外輪６を、複数本のボルト７により固定している。一方、上記車輪用軸受ユニット５を構成するハブ８に上記ホイール１及びロータ２を、複数本のスタッド９とナット１０とにより結合固定している。又、上記外輪６の内周面には複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂを、同じく外周面には結合フランジ１２を、それぞれ形成している。この様な外輪６は、この結合フランジ１２を上記ナックル３に、上記各ボルト７で結合する事により、このナックル３に対し固定している。

これに対して、上記ハブ８の外周面の一部で、上記外輪６の外端開口（外とは、自動車への組み付け状態で幅方向外側となる部分を言い、図１、２０、２１の左側。反対に、自動車への組み付け状態で幅方向中央側となる、図１、２０、２１の右側を内と言う。）から突出した部分には、取付フランジ１３を形成している。上記ホイール１及びロータ２はこの取付フランジ１３の片側面（図示の例では外側面２８）に、上記各スタッド９とナット１０とにより、結合固定している。又、上記ハブ８の中間部外周面で、上記複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂのうちの外側の外輪軌道１１ａに対向する部分には、第一の内輪軌道１４を形成している。更に、上記ハブ８の内端部に形成した小径段部１５に、内輪１６を外嵌固定している。そして、この内輪１６の外周面に形成した第二の内輪軌道１７を、上記複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂのうちの内側の外輪軌道１１ｂに対向させている。

これら各外輪軌道１１ａ、１１ｂと第一、第二の内輪軌道１４、１７との間には、それぞれが転動体である玉１８、１８を複数個ずつ、それぞれ保持器１９、１９により保持した状態で転動自在に設けている。この構成により、背面組み合わせである複列アンギュラ型の玉軸受を構成し、上記外輪６の内側に上記ハブ８を、回転自在に、且つ、ラジアル荷重及びスラスト荷重を支承自在に支持している。尚、上記外輪６の両端部内周面と、上記ハブ８の中間部外周面及び上記内輪１６の内端部外周面との間には、それぞれシールリング２０ａ、２０ｂを設けて、上記各玉１８、１８を設けた空間と外部空間とを遮断している。更に、図示の例は、駆動輪（ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、４ＷＤ車の全輪）用の車輪用軸受ユニット５である為、上記ハブ８の中心部に、スプライン孔２１を形成している。そして、このスプライン孔２１に、等速ジョイント２２のスプライン軸２３を挿入している。

これに対して、図２１や後述する本発明の実施の形態の１例を示す図１の様な、従動輪（ＦＲ車及びＲＲ車の前輪、ＦＦ車の後輪）用の車輪用軸受ユニット５ａ、５ｂの場合には、ハブ８ａ、８ｂを充実体としている。そして、上記図２１に示す構造の場合には、ハブ８ａの内端部に設けた雄ねじ部２４に螺着したナット２５により、このハブ８ａの小径段部１５ａに外嵌した内輪１６の内端面を抑え付けて、この内輪１６を上記ハブ８ａに固定している。又、上記図１に示す構造の場合には、ハブ８ｂの内端部に設けた円筒部２６を径方向外方に塑性変形させて成るかしめ部２７により、このハブ８ｂの小径段部１５ｂに外嵌した内輪１６の内端面を抑え付けて、この内輪１６を上記ハブ８ｂに固定している。

上述の様な車輪用軸受ユニット５（５ａ、５ｂ）の使用時には、図２０に示す様に、外輪６をナックル３に固定すると共に、ハブ８（８ａ、８ｂ）の取付フランジ１３に、図示しないタイヤを組み合わせたホイール１及びロータ２を固定する。又、このうちのロータ２と、上記ナックル３に固定した、図示しないサポート及びキャリパとを組み合わせて、制動用のディスクブレーキを構成する。制動時には、上記ロータ２を挟んで設けた１対のパッドをこのロータ２の両側面に押し付ける。

又、特開平１０−２１７００１号公報（以下、特許文献２と称する。）には、車輪用軸受ユニットを構成するハブの加工方法が記載されている。この特許文献２に記載された加工方法の場合には、ハブの端部に設けた、車輪の位置決めを行なう為の位置決め筒部の端面を基準にして、このハブを加工装置に支持した状態で、このハブに設けた取付フランジの側面やこのハブの外周面を旋削加工する。

特開２０００−２３４６２４号公報 特開平１０−２１７００１号公報

ところが、従来技術による車両用軸受ユニットにおいて、自動車の制動時にしばしば、ジャダーと呼ばれる、不快な騒音を伴う振動が発生する事が知られている。この様な振動の原因としては、ロータ２の側面とパッドのライニングとの摩擦状態の不均一等、各種の原因が知られているが、上記ロータ２の振れも、大きな原因となる事が知られている。即ち、このロータ２の側面はこのロータ２の回転中心に対して、本来直角となるべきものであるが、不可避的な製造誤差により、完全に直角にする事は難しい。この結果、自動車の走行時に上記ロータ２の側面は、多少とは言え、回転軸方向（図２０の左右方向）に振れる事が避けられない。この様な振れ（図２０の左右方向への変位量）が大きくなると、制動の為に１対のパッドのライニングを上記ロータ２の両側面に押し付けた場合に、上記ジャダーが発生する。

この様な原因で発生するジャダーを抑える為には、上記ロータ２の側面の軸方向に関する振れ（アキシアル振れ）を抑える（小さくする）事が重要となる。そして、この振れを抑える為には、上記ハブ８、８ａ、８ｂの回転中心に対する取付フランジ１３の取付面（取付フランジ１３の外側面２８で、図１、２０、２１の左側面）の直角度を向上させる必要がある。この直角度に影響を及ぼす要素は複数存在するが、特に影響の大きい要素としては、上記取付面と軌道面（外輪軌道１１ａ、１１ｂ及び内輪軌道１４、１７）との平行度がある。又、この平行度を高める為には、ハブ８、８ａ、８ｂの構成各部のうち、上記取付フランジ１３の取付面と中間部外周面に形成した第一の内輪軌道１４及び内端部に形成した小径段部１５、１５ａ、１５ｂとの位置関係、並びにこれら各部の形状及び寸法を、精度良く仕上げる事が必要である。このうちの第一の内輪軌道１４及び小径段部１５の形状及び寸法の精度を、上記取付面との関係で高めれば、この取付面の上記ハブ８、８ａ、８ｂの回転中心に対する直角度を向上させる事ができる。

ロータ２の振れに結び付く、上記取付フランジ１３の振れを防止する為の技術としては、例えば前述した様な特許文献２に記載されたものがある。但し、この特許文献２に記載された従来技術は、基準面として本来必要でない面を精密仕上する為、徒にコストが嵩む可能性がある。しかも、この特許文献２に記載された発明の場合には、ハブの外周面に、それぞれがこのハブとは別体とされた１対の内輪を固定する構造である為、これら各内輪の端面と内輪軌道との誤差等が、取付フランジの取付面と内輪軌道との平行度の誤差として入り込む可能性もある。

又、従来から、取付フランジ１３の振れとロータ２自体の形状誤差に基づく振れとを相殺する為、車輪用軸受ユニット５とロータ２とを選択して組み合わせたり、或は車輪用軸受ユニット５とロータ２とを組み合わせた後、このロータ２の側面を加工する等を行なう場合もあった。ところが、前者の場合には組み合わせの為の選択作業が面倒になり、後者の場合には加工の為の機械装置が複雑化、大型化する等、何れもコストが嵩む原因となる。

本発明の車輪用軸受ユニットとその製造方法は、この様な事情に鑑みて為されたものであり、本発明の目的は、制動時に発生する不快な騒音や振動の抑制を、特にコストを高くする事なく実現することができる車輪用軸受ユニットとその製造方法を提供することにある。

本発明の車輪用軸受ユニットの製造方法は、内周面に複列の外輪軌道を有する外輪と、車輪を取り付ける際に車輪の位置決めを行なうための位置決め筒部を有し外周面の中間部に第一の内輪軌道を直接形成すると共に内端部に小径段部を形成したハブと、この小径段部に外嵌固定された、外周面に第二の内輪軌道を有する内輪と、上記各外輪軌道と上記第一、第二の内輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けられた転動体とを備え、上記ハブの外周面の外端寄り部分に、使用状態でその側面に制動用回転体及び車輪を結合固定する取付フランジを設けた車輪用軸受ユニットの製造方法であって、上記ハブの中間部外周を熱処理後、一対のセンタにより上記ハブの両端部を支持するとともにチャックにより上記ハブの内端部をチャックし、上記ハブを上記一対のセンタと上記チャックから取り外す以前に、上記取付フランジの外側面、上記位置決め筒部、上記第１の内輪軌道及び上記小径段部を旋削加工し、さらに研削加工により上記第１の内輪軌道及び上記小径段部を所定の形状に加工したものである事を特徴とする。

上述の様に構成する本発明の車輪用軸受ユニットの製造方法によれば、取付フランジの側面並びに第一の内輪軌道、更には第二の内輪軌道の位置関係を、正規の関係にできる。この結果、ハブの回転中心に対する、この取付フランジの側面の直角度を高くして、この取付フランジに固定した制動用回転体の振れを抑える事ができる。即ち、上記ハブを加工装置の支持部に（このハブの中心軸を中心に）回転自在に支持してから、このハブをこの支持部から取り外すまでの間に、上記取付フランジの側面並びに上記第一の内輪軌道（或は第一の内輪軌道を加工する際の基準面となるハブの間部分）を、更には上記第二の内輪軌道を有する内輪を外嵌固定する小径段部（並びに車輪の位置決めを行なう為の円筒状の位置決め筒部）を、所定の形状及び寸法に形成する。この為、上記取付フランジの側面を加工する際と上記第一の内輪軌道を加工する際（或はハブの間部分を加工する際）、更には上記小径段部（並びに位置決め筒部）を加工する際とで、上記ハブの回転中心がずれる事はなく、このハブの回転中心を同じとしたまま上記側面並びに第一の内輪軌道（或はハブの間部分）、更には上記小径段部（並びに位置決め筒部）の加工を行なえる。この為、これら取付フランジの側面及び第一の内輪軌道、更には第二の内輪軌道の位置関係を正規の関係にできる。

又、上述の様に取付フランジの側面、第一の内輪軌道、ハブの間部分、小径段部、位置決め筒部等を加工する際に、上記ハブを、軸方向端部をチャックにより、軸方向両端部を１対のセンタより支持した状態で、所定の形状に加工すれば、このハブの加工時にこのハブの回転中心をずれにくくできる。この為、上記取付フランジの側面及び第一の内輪軌道、更には第二の内輪軌道の位置関係等を、更に精度良く規制する事ができる。

図１は、本発明の実施の形態の第１例を示す断面図であり、
図２は、ハブの加工作業の初期工程を示す断面図であり、
図３は、同じく続く工程を示す断面図であり、
図４は、同じく続く工程を示す断面図であり、
図５は、同じく続く工程を示す断面図であり、
図６は、同じく続く工程を示す断面図であり、
図７は、同じく続く工程を示す断面図であり、
図８は、同じく続く工程の第１例を示す断面図であり、
図９は、同じく続く工程の第２例を示す断面図であり、
図１０は、同じく続く工程の第３例を示す断面図であり、
図１１は、同じく続く工程の第４例を示す断面図であり、
図１２は、加工工程の別例を示す断面図であり、
図１３は、本発明の実施の形態の第２例を示す、図１２と同様の半部断面図であり、
図１４は、本発明の実施の形態の第３例を示す、図９と同様の断面図であり、
図１５は、本発明の実施の形態の第４例を示す、図７と同様の断面図であり、
図１６は、本発明の実施の形態の第５例を示す、図１２と同様の断面図であり、
図１７は、同第５例をより具体的に示した、図１６と同様の断面図であり、
図１８は、本発明の実施の形態の第６例を示す、図１６と同様の断面図であり、
図１９は、同第６例をより具体的に示した、図１８と同様の断面図であり、
図２０は、本発明の対象となる車輪用軸受ユニットの組み付け状態の１例を示す断面図であり、そして
図２１は、同じく本発明の対象となる車輪用軸受ユニットの別例を示す断面図である。
なお、図中の符号、１はホイール、２はロータ、３はナックル、４は支持孔、５（５ａ、５ｂ）は車輪用軸受ユニット、６は外輪、７はボルト、８（８ａ、８ｂ）はハブ、９はスタッド、１０はナット、１１ａ（１１ｂ）は外輪軌道、１２は結合フランジ、１３は取付フランジ、１４は第一の内輪軌道、１５（１５ａ、１５ｂ）は小径段部、１６は内輪、１７は第二の内輪軌道、１８は玉、１９は保持器、２０ａ（２０ｂ）はシールリング、２１はスプライン孔、２２は等速ジョイント、２３はスプライン軸、２４は雄ねじ部、２５はナット、２６は円筒部、２７はかしめ部、２８は外側面、２９は取付孔、３０はスタッド、３１は鍔部、３２はセレーション部、３３（３３ａ、３３ｂ）はセンタ、３４ａ（３４ｂ）はバイト、３５は位置決め筒部、３６はチャック、３７は治具、３８はバイト、３９は中心孔、４０はドリル、４１は治具、４２はチャック、４３はバイト、４４は支持台、４５はドリル、４６は座ぐりバイト、４７は治具、４８はバイト、４９は支持台、５０は高周波焼き入れ装置、５１はチャック、５２は治具、５３（５３′）は砥石、５４はバッキングプレート、５５（５５′）はシュー、５６は超仕上用砥石、５７（５７ａ、５７ｂ）はチャック、５８は当金、そして５９はチャック爪である。

図１〜８は、本発明の実施の形態の第１例を示している。外輪６の外周面には、この外輪６をナックル３（図２０参照）に結合固定する為の結合フランジ１２を設けている。又、上記外輪６の内周面には、複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂを形成している。これら各外輪軌道１１ａ、１１ｂを含む、上記外輪６の中間部内周面で図１の上半部に斜格子で示す部分は、高周波焼き入れにより、全周に亙り硬化させている。又、ハブ８ｂと内輪１６との外周面で、上記各外輪軌道１１ａ、１１ｂに対向する部分には、第一、第二の内輪軌道１４、１７を設けている。

即ち、上記ハブ８ｂの中間部外周面に直接第一の内輪軌道１４を形成すると共に、このハブ８ｂの内端部に形成した小径段部１５ｂに、その外周面に第二の内輪軌道１７を形成した内輪１６を外嵌固定している。この内輪１６は、ＳＵＪ２の如き軸受鋼等の硬質金属により造り、心部まで焼き入れ硬化させている。そして、上記ハブ８ｂの内端部に設けた円筒部２６を径方向外方に塑性変形させて成るかしめ部２７により、上記内輪１６の内端面を抑え付けて、この内輪１６を上記ハブ８ｂに対し固定している。又、上記ハブ８ｂの外端寄り部分で、上記外輪６の外端開口から突出した部分には、車輪を構成するホイール１及び制動用回転体であるロータ２（図２０参照）或はドラムを固定する為の取付フランジ１３を設けている。本例の場合、この取付フランジ１３の外側面２８（図１の左側面）を、上記ホイール１及びロータ２を取り付けるべき取付面としている。

そして、この取付フランジ１３の円周方向複数個所で、上記ハブ８ｂの回転中心をその中心とする同一円周上に、それぞれ取付孔２９を形成し、この取付孔２９に、それぞれスタッド３０の基端部を内嵌固定している。このスタッド３０は、その基端部に鍔部３１を、中間部外周面の基端寄り部分にセレーション部３２を、それぞれ形成している。この様なスタッド３０は上記取付孔２９に、内側から外側（図１の右から左）に挿通し、上記セレーション部３２を上記取付孔２９に圧入すると共に、上記鍔部３１を上記取付フランジ１３の内側面（図１の右側面）に突き当てている。

又、上記ハブ８ｂの外周面で図１の上半部に斜格子で示す部分は、高周波焼き入れにより、全周に亙り硬化させている。このうち、上記取付フランジ１３の基端部分は、走行時にこの取付フランジ１３に加わる大きなモーメントに拘らず、この基端部分が塑性変形するのを防止する為に硬化させる。又、上記第一の内輪軌道１４部分は、次述する玉１８、１８との当接部に加わる大きな面圧に拘らず、この第一の内輪軌道１４に圧痕が形成されるのを防止する為に硬化させる。又、上記小径段部１５ｂは、上記内輪１６から加わる大きなラジアル荷重に拘らず、この小径段部１５ｂが塑性変形するのを防止する為に硬化させる。更には、この小径段部１５ｂと上記第一の内輪軌道１４との間部分は、走行時に加わる大きなモーメント荷重やスラスト荷重に拘らず、この間部分が塑性変形するのを防止する為に硬化させる。

又、上記各外輪軌道１１ａ、１１ｂと上記第一、第二の内輪軌道１４、１７との間には、それぞれが転動体である複数個の玉１８、１８を、それぞれ保持器１９、１９により保持した状態で、転動自在に設けている。この構成により、前記外輪６の内径側に前記ハブ８ｂを回転自在に支持し、ナックル３に対してホイール１を含む車輪及びロータ２を回転自在に支持できる様にする。尚、上記外輪６の両端部内周面と、上記ハブ８ｂの中間部外周面及び上記内輪１６の内端部外周面との間には、それぞれシールリング２０ａ、２０ｂを設けて、上記各玉１８、１８を設けた空間と外部空間とを遮断し、この空間内に封入したグリースの漏洩防止と、この空間内への異物の進入防止とを図っている。

上述の様な車輪用軸受ユニット５ｂに於いて、上記ホイール１及びロータ２を結合固定する為の、前記取付フランジ１３の外側面２８は、図１の上半部に斜格子で示した、上記ハブ８ｂの中間部外周面を、熱処理の一種である高周波焼き入れ処理により硬化させた後に、所定の形状及び寸法に加工している。即ち、上記斜格子部分に高周波熱処理を施して、この斜格子部分を硬化させると共に、上記ハブ８ｂに熱処理に基づく変形が生じた後に、上記外側面２８並びに第一の内輪軌道１４等に旋削等の機械加工を施し、この外側面２８並びに第一の内輪軌道１４等を所定の形状及び寸法に加工している。

そして、本例の場合には、これら取付フランジ１３の外側面２８及び第一の内輪軌道１４等を、次の様に加工している。即ち、後述する図７に示す様に、加工装置の支持部である１対のセンタ３３、３３により上記ハブ８ｂの軸方向両端部を、このハブ８ｂの中心軸を中心に回転可能に、且つラジアル方向に関する変位を抑えた状態で支持する。尚、上記１対のセンタ３３、３３のうちの一方のセンタ３３は、上記加工装置のスピンドルに支持され、上記ハブ８ｂの中心軸を支持しつつこのハブ８ｂを回転駆動する。又、同じく他方のセンタ３３は、上記加工装置の心押台に支持され、上記ハブ８ｂの回転を許容しつつこのハブ８ｂの中心軸を支持する。尚、上記図７に示す様に、チャック５７で上記ハブ８ｂの内端部を把持し、このチャック５７を回転させる事により、このハブ８ｂを回転駆動しても良い。

この様に１対のセンタ３３、３３により上記ハブ８ｂの軸方向両端部を支持すると共に、上記チャック５７により上記ハブ８ｂの内端部を把持した状態で、後述する様な加工を行なえば、このハブ８ｂを上記１対のセンタ３３、３３のみにより支持する場合に比べて、或はこのハブ８ｂをチャック５７のみにより支持する場合に比べて、このハブ８ｂの回転中心をずれにくくできる。即ち、上記ハブ８ｂを上記１対のセンタ３３、３３並びにチャック５７により支持する事で、このハブ８ｂの加工時にこのハブ８ｂに加わる力等に拘らず、このハブ８ｂの回転中心を所定の位置に保ち続ける事ができ、このハブ８ｂの加工を高精度に行なえる。尚、上記チャック５７により上記ハブ８ｂを回転駆動する場合には、上記１対のセンタ３３、３３は、このハブ８ｂの回転を許容しつつこのハブ８ｂの中心軸を支持する。

そして、上述の様にハブ８ｂを支持した状態から、このハブ８ｂをこれら各センタ３３、３３（並びにチャック５７）から取り外す以前に、上記図７に破線を付した、上記取付フランジの１３の外側面２８（並びに後述する位置決め筒部３５の外周面）及び第一の内輪軌道１４（並びに後述する小径段部１５ｂ）に、研削加工或は旋削加工の如き、これら各面の形状を所望にする為の機械加工を施し、これら外側面２８及び第一の内輪軌道１４を所定の形状に加工する。言い換えれば、上述の様に上記ハブ８ｂを上記各センタ３３、３３により支持した状態で、上記取付フランジ１３の外側面２８を平坦面に仕上げると共に、このハブ８ｂの中間部外周面に直接形成した上記第一の内輪軌道１４を所定の形状及び寸法に加工してから、上記ハブ８ｂを上記各センタ３３、３３から取り外す。この様に、上記ハブ８ｂの軸方向両端部を１対のセンタ３３、３３により回転自在に支持した状態で所定の形状及び寸法に加工する、所謂両センタ加工を行なう。

尚、より好ましくは、前記第二の内輪軌道１７を有する内輪１６（図１参照）を外嵌固定する小径段部１５ｂの外周面も、上記取付フランジ１３の外側面２８及び第一の内輪軌道１４と共に、上述の様にハブ８ｂを上記各センタ３３、３３により支持した後、このハブ８ｂをこれら各センタ３３、３３から取り外す以前に、所定の形状及び寸法に加工する。又、上記ハブ８ｂの外端部（図１の左端部、図７の右端部）で車輪を取り付ける際にこの車輪の位置決めを行なう為の位置決め筒部３５の外周面も、上記取付フランジ１３の外側面２８と共に加工する事が、より好ましい。

又、上記取付フランジ１３の外側面２８（及び位置決め筒部３５の外周面）と上記第一の内輪軌道１４（更には小径段部１５ｂの外周面）との加工の順序（前後）に就いては、特に限定しない。例えば、これら外側面２８（及び位置決め筒部３５の外周面）と第一の内輪軌道１４（更には小径段部１５ｂの外周面）とを同時に加工しても良い。又、本例の場合、上記取付フランジ１３の外側面２８（及び位置決め筒部３５の外周面）と第一の内輪軌道１４（更には小径段部１５ｂの外周面）とを、それぞれ異なる切削工具であるバイト３４ａ、３４ｂで加工するが、これら外側面２８（及び位置決め筒部３５の外周面）と第一の内輪軌道１４（更には小径段部１５ｂの外周面）とを同じ切削工具（バイト）により加工しても良い。要は、上記ハブ８ｂを上記各センタ３３、３３に取り付けたら、このハブ８ｂをこれら各センタ３３、３３から取り外す以前に、上記取付フランジ１３の外側面２８（及び位置決め筒部３５の外周面）と上記第一の内輪軌道１４（更には小径段部１５ｂの外周面）とを、所定の形状及び寸法に加工する。

上述の様に取付フランジ１３の外側面２８及び第一の内輪軌道１４と共に小径段部１５ｂの外周面や位置決め筒部３５の外周面も加工する場合には、上記バイト３４ａ、３４ｂを、上記図７で破線を付した部分に沿って移動させ、この破線を付した部分を連続的に加工する。即ち、上記ハブ８ｂの外周面で上記取付フランジ１３よりも軸方向内側（図７の左側）を加工する場合には、この取付フランジ１３の内側面の内径寄り部分から上記小径段部１５ｂの内端部に亙り（ハブ８ｂの外周面で第一の内輪軌道１４と小径段部１５ｂとの間部分も含めて）、或は逆にこの小径段部１５ｂの内端部から上記取付フランジ１３の内径寄り部分に亙り（ハブ８ｂの間部分も含めて）、連続的に加工する。又、上記ハブ８ｂの外周面で取付フランジ１３よりも軸方向外側（図７の右側）を加工する場合には、この取付フランジ１３の外側面２８の外周縁から上記位置決め筒部３５の外端面に亙り、或は逆にこの外端面から上記取付フランジ１３の外周縁に亙り、連続的に加工する。

又、本例の場合、上記ハブ８ｂの内端部（図１の右端部、図７の左端部）で前記かしめ部２７を形成する為の有底円筒状の円筒部２６、及び、同じくこのハブ８ｂの外端部で車輪を取り付ける際にこの車輪の位置決めを行なう為の有底円筒状の上記位置決め筒部３５の径方向内側に、上記各センタ３３、３３をそれぞれ挿入している。そして、これら各センタ３３、３３の先端部を、上記円筒部２６及び位置決め筒部３５の各底部の中心にそれぞれ突き当てる事により、上記ハブ８ｂをこのハブ８ｂの中心軸を中心に回転自在に支持している。但し、この様な１対のセンタ３３、３３以外にも、上記ハブ８ｂをこのハブ８ｂの中心軸を中心に回転自在に支持できるものであれば、例えば磁気吸着式等のバッキングプレートやチャック等の支持部材を使用しても良い。

次に、上述の様な本例の車輪用軸受ユニット５ｂを構成する上記ハブ８ｂの加工手順に就いて、図２〜８を用いて説明する。先ず、図２に示す様に、ハブ８ｂの小径段部１５ｂと第一の内輪軌道１４との間部分をチャック３６により把持すると共に、同じくハブ８ｂの取付フランジ１３の内側面（図２の左側面）に、このハブ８ｂの位置決めを図る為の基準面となる治具３７を当接させる。そして、この状態で、上記ハブ８ｂをこのハブ８ｂの中心軸を中心に回転させつつ、上記図２に破線を付した、上記取付フランジ１３の外側面２８（図２の右側面）及び位置決め筒部３５の外周面を（取付フランジ１３の外側面２８の外周縁から位置決め筒部３５の外端面に亙り）、切削工具であるバイト３８により所定の形状に切削加工する。この加工の精度は特に高くする必要はないが、各面には、若干の削り代を残しておく。又、これと共に、上記位置決め筒部３５の底部で上記ハブ８ｂの回転中心となる中心部に、後述するセンタ３３を突き当てる為の中心孔３９を、ドリル４０により形成（穿孔）する。

次いで、図３に示す様に、上記取付フランジ１３の外側面２８にハブ８ｂの位置決めを図る為の基準面となる治具４１を当接させると共に、この取付フランジ１３の外周面をチャック４２により把持する。そして、この状態で、上記ハブ８ｂをこのハブ８ｂの中心軸を中心に回転させつつ、上記図３に破線を付した、上記取付フランジ１３の内側面並びに上記ハブ８ｂの外周面を（取付フランジ１３の内側面の外周縁からハブ８ｂの内端面に亙り）、切削工具であるバイト４３により所定の形状に加工する。この加工の精度も、特に高くする必要はないが、やはり各面に若干の削り代を残す。尚、図示の例は、取付フランジ１３の外周面をチャック４２により把持したが、位置決め筒部３５の外周面をチャックにより把持する事もできる。

次いで、図４に示す様に、上記ハブ８ｂを加工装置の支持台４４に、上記取付フランジ１３の外側面２８が鉛直方向下側となる状態で載置すると共に、この取付フランジ１３の外周面をチャック４２により把持する。そして、この状態で、この取付フランジ１３の円周方向複数個所に取付孔２７を、ドリル４５により形成（穿孔）する。又、これと共に、これら各取付孔２７の端部で、上記取付フランジ１３の内側面（図４の上側面）側の開口部に、座ぐりバイト４６により座ぐり加工を施して、座ぐり部を形成する。

次いで、図５に示す様に、上記取付フランジ１３の外側面２８にハブ８ｂの位置決めを図る為の基準面となる治具４７を当接させると共に、この取付フランジ１３の外周面をチャック４２により把持する。そして、この状態で、上記ハブ８ｂをこのハブ８ｂの中心軸を中心に回転させつつ、このハブ８ｂの内端部に設けた円筒部２６の内周面を、切削工具であるバイト４８により所定の形状に仕上げ加工する。尚、図示の例は、取付フランジ１３の外周面をチャック４２により把持したが、位置決め筒部３５の外周面をチャックにより把持する事もできる。

次いで、図６に示す様に、上記ハブ８ｂを支持台４９に、上記取付フランジ１３の外側面２８が鉛直方向下側となる状態で載置する。そして、この状態で、上記ハブ８ｂの外周面を高周波焼き入れ装置５０で覆い、このハブ８ｂの外周面で必要な部分に表面硬化層を形成する。即ち、このハブ８ｂの外周面で、前述の図１の上半部に斜格子で示した部分である、上記取付フランジ１３の基端部分から小径段部１５ｂに亙り、高周波焼き入れ処理を施す。

次いで、図７に示す様に、加工装置の支持部である１対のセンタ３３、３３により上記ハブ８ｂの軸方向両端部を、このハブ８ｂの中心軸を中心に回転自在に、且つラジアル方向の変位を抑えた状態で支持する。又、これと共に、チャック５７により上記ハブ８ｂの内端部を把持する。そして、この状態で、上記ハブ８ｂを回転させつつ、上記図７に破線を付した、上記取付フランジの１３の外側面２８及び第一の内輪軌道１４等を、上記各センタ３３、３３から上記ハブ８ｂを取り外す以前に、所定の形状に加工する。即ち、これら各センタ３３、３３により上記ハブ８ｂを支持した状態から、このハブ８ｂをこれら各センタ３３、３３から取り外す以前に、それぞれが切削工具であるバイト３４ａ、３４ｂにより、上記取付フランジの１３の外側面２８（及び位置決め筒部３５の外周面）を所定の形状に仕上げ加工すると共に、上記第一の内輪軌道１４を所定の形状に切削加工する。尚、より好ましくは、前記第二の内輪軌道１７を有する内輪１６（図１参照）を外嵌固定する小径段部１５ｂの外周面までを、上記取付フランジ１３の外側面２８（並びに位置決め筒部３５の外周面）及び第一の内輪軌道１４と共に、上述の様にハブ８ｂを上記各センタ３３、３３により支持した後、このハブ８ｂをこれら各センタ３３、３３から取り外す以前に、所定の形状及び寸法に加工する。尚、この工程を研削加工で行なっても良い。

次いで、図８に示す様に、上記ハブ８ｂの位置決め筒部３５の外周面をチャック５１により把持すると共に、上記取付フランジ１３の外側面２８（図８の右側面）に、上記ハブ８ｂの位置決めを図る為の基準面となる治具５２を当接させる。そして、この状態で、上記ハブ８ｂをこのハブ８ｂの中心軸を中心に回転させつつ、上記第一の内輪軌道１４及び小径段部１５ｂの外周面に砥石５３を当て、この砥石５３をこの第一の内輪軌道１４によりガイドしつつ、これら第一の内輪軌道１４並びに小径段部１５ｂの外周面を所定の形状にする、仕上げ加工を施す。

尚、図９に示す様に、取付フランジ１３の外側面２８（図９の右側面）を磁気吸着式のバッキングプレート５４により支持すると共に、第一の内輪軌道１４にシュー５５を摺接させ、このシュー５５によりハブ８ｂのラジアル方向の位置決めを図りつつ、このハブ８ｂをこのハブ８ｂの中心軸を中心に回転させも良い。又、図１０に示す様に、ハブ８ｂの軸方向両端部を１対のセンタ３３、３３により支持すると共に、取付フランジ１３の外側面２８（図１０の右側面）に磁気吸着式のバッキングプレート５４を当接させ、上記ハブ８ｂをこのハブ８ｂの中心軸を中心に回転させも良い。

又、上述の図８〜１０に示す様な研削加工に代えて、図１１に示す様な超仕上げ加工を施しても良い。即ち、取付フランジ１３の外側面２８（図１１の右側面）を磁気吸着式のバッキングプレート５４により支持すると共に、第一の内輪軌道１４にシュー５５を摺接させる。そして、このシュー５５によりハブ８ｂのラジアル方向の位置決めを図りつつ、このハブ８ｂをこのハブ８ｂの中心軸を中心に回転させ、上記第一の内輪軌道１４を超仕上用砥石５６により加工しても良い。

上述の様に加工するハブ８ｂを組み込んだ本例の車輪用軸受ユニット５ｂによれば、取付フランジ１３の外側面２８及び第一の内輪軌道１４（更には第二の内輪軌道１７）の位置関係を、正規の関係にできる。この結果、上記ハブ８ｂの回転中心に対する、この取付フランジ１３の外側面２８の直角度を高くして、この取付フランジ１３に固定した制動用回転体（ロータ２）の振れを抑える事ができる。即ち、前記図１の上半部に斜格子で示した部分に焼き入れ処理してから、上記ハブ８ｂを加工装置のセンタ３３、３３によりこのハブ８ｂの中心軸を中心に回転自在に支持した後は、このハブ８ｂを上記各センタ３３、３３から取り外すまでの間に、上記取付フランジ１３の外側面２８並びに上記第一の内輪軌道１４（更には第二の内輪軌道１７を有する内輪１６を外嵌固定する小径段部１５ｂの外周面）を所定の形状に（研削加工を除き）仕上げ加工する。この為、上記取付フランジ１３の外側面２８を加工する際と上記第一の内輪軌道１４を加工する際（更には小径段部１５ｂを加工する際）とで、上記ハブ８ｂの回転中心がずれる事はなく、このハブ８ｂの回転中心を同じとしたまま上記外側面２８並びに第一の内輪軌道１４（更には小径段部１５ｂの外周面）の（研削加工を除き）仕上げ加工を行なえる。この為、これら取付フランジ１３の外側面２８と第一の内輪軌道１４（更には第二の内輪軌道１７）との位置関係を正規の関係にできる。

しかも、本例の場合には、熱処理後に上記外側面２８と第一の内輪軌道１４（更には小径段部１５ｂの外周面）の仕上げ加工を行なうので、これら外側面２８と第一の内輪軌道１４（更には第二の内輪軌道１７）との位置関係を、上記高周波焼き入れ処理に基づく熱変形に拘らず、正規なものにできる。この結果、図１に示す様な車輪用軸受ユニット５ｂを組み立てた状態で、上記外側面２８の振れを僅少に抑える事が可能になる。

尚、本例は、かしめ部２７によりハブ８ｂに内輪１６を固定する、従動輪用の車輪用軸受ユニット５ｂに、本発明を適用した場合に就いて示した。但し、この様な車輪用軸受ユニット５ｂに限定されず、前述の図２１に示す様なナット２５によりハブ８ａに内輪１６を固定する、従動輪用の車輪用軸受ユニット５ａや、図２０に示す様な駆動輪用の車輪用軸受ユニット５にも、本発明を適用可能である。このうちの図２０に示す様な駆動輪用の車輪用軸受ユニット５に本発明を適用する場合には、図１２に示す様に、ハブ８の中心部に形成したスプライン孔２１の両端開口部にセンタ３３、３３を挿入し、上記ハブ８をこのハブ８の中心軸を中心に回転自在に支持する。

次に、図１３は、本発明の実施の形態の第２例を示している。この図１３は、上記図１２と同様に、前述した図２０に示す様な駆動輪用の車輪用軸受ユニット５に本発明を適用した場合を示すものであり、前述の実施の形態の第１例で説明した車輪用軸受ユニット５ａを構成するハブ８ｂ（図１参照）の製造工程のうちの図７に示した工程と同様の工程を示している。本例の場合には、１対のセンタ３３ａ、３３ｂのうちの一方（図１３の左方）のセンタ３３ａを、ハブ８の内端部外周面を把持するチャック５７ａの径方向内径側に設け、この一方のセンタ３３ａによりこのハブ８の心出し（センタリング）を行なう。

即ち、このハブ８を上記チャック５７ａにより把持する際に、このハブ８の内端面に当金５８を当接させると共に、上記一方のセンタ３３ａを上記ハブ８の中心部に形成したスプライン孔２１の内端（図１３の左端）開口部に挿入する。そして、この様にハブ８の内端開口部に挿入した一方のセンタ３３ａにより上記ハブ８の心出しがされた状態で、このハブ８を上記チャック５７ａにより支持する。又、これと共に、この一方のセンタ３３ａと対向する状態でこの一方のセンタ３３ａと同心に設けられた他方（図１３の右方）のセンタ３３ｂを、上記ハブ８の外端（図１３の右端）開口部に挿入し、上記ハブ８をこれら１対のセンタ３３ａ、３３ｂ並びに上記チャック５７ａにより支持する。

そして、この様にハブ８を１対のセンタ３３ａ、３３ｂ並びにチャック５７ａにより支持した状態から、このハブ８をこれら各センタ３３ａ、３３ｂ並びにチャック５７ａから取り外す以前に、上記図１３に破線を付した部分を、所定の形状に加工する。即ち、取付フランジ１３の内側面の内径寄り部分から小径段部１５の内端寄り部分に至る部分、並びに、この取付フランジ１３の外側面２８の外周縁から位置決め筒部３５の外端面に至る部分に、研削加工或は旋削加工の如き、これら各面の形状を所望にする為の機械加工を施し、これら取付フランジの１３の外側面２８、位置決め筒部３５の外周面、第一の内輪軌道１４、上記ハブ８の外周面でこの第一の内輪軌道１４と小径段部１５の間部分、並びに、この小径段部１５の外周面を所定の形状に加工する。

言い換えれば、上述の様にハブ８を上記各センタ３３ａ、３３ｂ並びにチャック５７ａにより支持した状態で、上記取付フランジの１３の外側面２８、位置決め筒部３５の外周面、第一の内輪軌道１４、ハブ８の間部分、並びに、小径段部１５の外周面を所定の形状に加工してから、上記ハブ８を上記各センタ３３ａ、３３ｂ並びにチャック５７ａから取り外す。尚、この図１３に示した工程に続いて行なう工程、例えば砥石による仕上げ加工等も、上記ハブ８を上記各センタ３３ａ、３３ｂ並びにチャック５７ａから取り外す以前に行なう事が好ましい。この様に続いて行なう工程もハブ８を取り外す以前に行なえば、図１３に示す工程とこの工程に続く工程とで上記ハブ８の回転中心がずれる事がない為、加工精度の更なる向上を図れ、上記取付フランジ１３に固定した制動用回転体（ロータ２）の振れを抑える事ができる。

上述の様な本例（並びに前述した実施の形態の第１例）の様に、ハブ８を１対のセンタ３３ａ、３３ｂ並びにチャック５７ａにより支持した状態で所定の形状に加工する場合には、このハブ８を上記１対のセンタ３３ａ、３３ｂのみにより支持する場合に比べて、或はこのハブ８をチャック５７ａのみにより支持する場合に比べて、加工時にこのハブ８の回転中心をずれにくくできる。即ち、上記ハブ８を上記１対のセンタ３３ａ、３３ｂ並びにチャック５７ａにより支持する事で、このハブ８の加工時にこのハブ８に加わる力等に拘らず、このハブ８の回転中心を所定の位置に保ち続ける事ができ、このハブ８の加工を高精度に行なえる。この点は前述した実施の形態の第１例の場合も同じである。その他の構成及び作用は、前述した第１例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

次に、図１４は、本発明の実施の形態の第３例を示している。この図１４は、前述の実施の形態の第１例で説明した車輪用軸受ユニット５ｂ（図１）を構成するハブ８ｂの製造工程のうちの仕上げ加工（図７の工程に続く工程）の第２例を示した図９と同様の工程を示している。この図９に示した前述の第２例の場合が、ハブ８ｂのラジアル方向の位置決めを図る為のシュー５５を第一の内輪軌道１４に摺接させているのに対して、本例の場合には、シュー５５′をハブ８ｂの中間部外周面で第一の内輪軌道１４と小径段部１５ｂとの間部分に摺接させている。この様にシュー５５′をハブ８ｂの間部分に摺接させる事によりこのハブ８ｂの位置決めを図る場合には、このハブ８ｂの間部分と取付フランジ１３の外側面２８との位置関係が適正でないと、砥石５３′により仕上げ加工される上記第一の内輪軌道１４や小径段部１５ｂ等と上記取付フランジ１３の外側面２８との位置関係が不適正になる可能性がある。

この様な位置関係が不適正になる事を防止する為に本例の場合には、上記仕上げ加工の前工程となる、上記実施の形態の第１例の図７に示した工程で、少なくとも上記ハブ８ｂの間部分並びに上記取付フランジ１３の外側面２８を、このハブ８ｂを１対のセンタ３３、３３並びにチャック５７により支持した状態から、このハブ８ｂをこれら各センタ３３、３３並びにチャック５７から取り外す以前に、所定の形状に加工する。即ち、この様にハブ８ｂを各センタ３３、３３並びにチャック５７により支持した状態で、少なくとも上記取付フランジの１３の外側面２８、並びに、上記ハブ８ｂの外周面で仕上げ加工の際に上記シュー５５′が摺接する第一の内輪軌道１４と小径段部１５ｂの間部分を所定の形状に加工してから、上記ハブ８ｂを上記各センタ３３、３３並びにチャック５７から取り外す。

この様にしてハブ８ｂの間部分並びに取付フランジ１３の外側面２８を所定の形状に加工すれば、本例の様に仕上げ加工の際にシュー５５′をハブ８ｂの間部分に摺接させてこのハブ８ｂの位置決めを行なっても、第一の内輪軌道１４や小径段部１５ｂ、延いてはこの小径段部１５ｂに外嵌固定する内輪１６の外周面に形成された第二の内輪軌道１７と、上記取付フランジ１３の外側面２８との位置関係が不適正になる事はない。尚、本例の場合には、上記取付フランジ１３の内側面基端寄り部分に上記砥石５３′の外端面を摺接させ、この部分の仕上げ加工も行なっている。この様に取付フランジ１３の内側面基端寄り部分も仕上げ加工を行えば、この部分に摺接するシールリング２０ａ（図１参照）の密封性の向上を図れる。その他の構成及び作用は、前述した第１〜２例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

次に、図１５は、本発明の実施の形態の第４例を示している。この図１５は、前述の実施の形態の第１例で説明した車輪用軸受ユニット５ｂ（図１）を構成するハブ８ｂの製造工程のうちの図７と同様の工程を示している。この図７に示した前述の第１例の場合が、ハブ８ｂを１対のセンタ３３、３３並びにチャック５７により支持した状態で加工を行なうのに対して、本例の場合には、ハブ８ｂをチャック５７と一個のセンタ３３とにより支持した状態で加工を行なう。即ち、本例の場合には、ハブ８ｂの内端部外周面をチャック５７により把持すると共に、同じくこのハブ８ｂの外端部に設けた位置決め筒部３５の底部の中心に上記センタ３３を突き当てている。

そして、この様にハブ８ｂをセンタ３３並びにチャック５７により支持した状態から、このハブ８ｂをこれらセンタ３３並びにチャック５７から取り外す以前に、上記図１５に破線を付した部分を、所定の形状に加工する。即ち、取付フランジ１３の内側面の内径寄り部分から小径段部１５ｂの内端部に至る部分、並びに、この取付フランジ１３の外側面２８の外周縁から位置決め筒部３５の外端面に至る部分に、研削加工或は旋削加工の如き、これら各面の形状を所望にする為の機械加工を施し、これら取付フランジの１３の外側面２８、位置決め筒部３５の外周面、第一の内輪軌道１４、上記ハブ８ｂの外周面でこの第一の内輪軌道１４と小径段部１５ｂの間部分、並びに、この小径段部１５ｂの外周面を所定の形状に加工する。その他の構成及び作用は、前述した第１〜３例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

次に、図１６〜１７は、本発明の実施の形態の第５例を示している。これら図１６〜１７は、前述の実施の形態の第１例で説明した車輪用軸受ユニット５ｂを構成するハブ８ｂ（図１）の製造工程のうちの図７と同様の工程を示している。この前述の図７に示した第１例の場合が、従動輪用の車輪用軸受ユニット５ｂを構成するハブ８ｂを１対のセンタ３３並びにチャック５７により支持した状態で加工を行なうのに対して、本例の場合には、駆動輪用の車輪用軸受ユニット５（図２０）を構成するハブ８をチャック５７と一個のセンタ３３により支持した状態で加工を行なう。即ち、本例の場合には、ハブ８の内端部（図１６〜１７の左端部）外周面をチャック５７により把持すると共に、同じくこのハブ８の中心部に設けたスプライン孔２１の外端開口部に上記センタ３３を突き当てている。尚、本例を示す図１６〜１７のうちの図１７は、図１６に比べて本例をより具体的（写実的）に示している。その他の構成及び作用は、前述した第４例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

次に、図１８〜１９は、本発明の実施の形態の第６例を示している。これら図１８〜１９は、前述の実施の形態の第１例で説明した車輪用軸受ユニット５ｂを構成する８ｂ（図１）の製造工程のうちの図７と同様の工程を示している。この前述の図７に示した第１例の場合が、従動輪用の車輪用軸受ユニット５ｂを構成するハブ８ｂを１対のセンタ３３並びにチャック５７により支持した状態で加工を行なうのに対して、本例の場合には、駆動輪用の車輪用軸受ユニット５（図２０）を構成するハブ８を、センタの機能を兼ね合わせた略円すい状のチャック５７ｂにより支持した状態で加工を行なう。このチャック５７ｂは、２個以上のチャック爪５９、５９により構成するもので、これら各チャック爪５９、５９を上記ハブ８のスプライン孔２１の外端（図１８〜１９の右端）開口部に挿入した状態で、互いに径方向外方に変位させ、これら各チャック爪５９、５９により上記ハブ８の心出し（センタリング）を行なった状態で、このハブ８を回転自在に支持している。そして、この様にハブ８をチャック５７ｂにより支持した状態から、このハブ８をこのチャック５７ｂから取り外す以前に、上記図１８〜１９に破線を付した部分を、所定の形状に加工する。尚、本例を示す図１８〜１９のうちの図１９は、図１８に比べて本例をより具体的（写実的）に示している。その他の構成及び作用は、前述した第５例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。

本出願は、２００３年１月２９日出願の日本特許出願（特願２００３−０１９８８７）、２００３年４月２５日出願の日本特許出願（特願２００３−１２１８９４）、に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

以上のように、本発明に係る車輪用軸受ユニットの製造方法は、自動車の車輪並びにロータ或はドラム等の制動用回転体を支持する為の車輪用軸受ユニットに有用である。

Claims (2)

1. 内周面に複列の外輪軌道（１１ａ、１１ｂ） を有する外輪（６）と、車輪を取り付ける際に車輪の位置決めを行なうための位置決め筒部（３５）を有し外周面の中間部に第一の内輪軌道（１４）を直接形成すると共に内端部に小径段部（１５ｂ）を形成したハブ（８ｂ）と、この小径段部に外嵌固定された、外周面に第二の内輪軌道（１７）を有する内輪（１６）と、上記各外輪軌道と上記第一、第二の内輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けられた転動体（１８）とを備え、上記ハブの外周面の外端寄り部分に、使用状態でその側面に制動用回転体及び車輪を結合固定する取付フランジ（１３）を設けた車輪用軸受ユニット（５、５ａ、５ｂ）の製造方法であって、
   上記ハブ（８ｂ）の中間部外周を熱処理後、一対のセンタ（３３、３３）により上記ハブ（８ｂ）の両端部を支持するとともにチャック（５７）により上記ハブ（８ｂ）の内端部をチャックし、上記ハブ（８ｂ）を上記一対のセンタ（３３、３３）と上記チャック（５７）から取り外す以前に、上記取付フランジ（１３）の外側面（２８）、上記位置決め筒部（３５）、上記第１の内輪軌道（１４）及び上記小径段部（１５ｂ）を旋削加工し、さらに研削加工により上記第１の内輪軌道（１４）及び上記小径段部（１５ｂ）を所定の形状に加工したものである事を特徴とする車輪用軸受ユニットの製造方法。
2. 上記ハブ（８ｂ）が中空であり、上記一対のセンタ（３３、３３）は中空の両端部をそれぞれ支持する事を特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受ユニットの製造方法。

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