JP4556443B2 - 車両用軸受装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両用軸受装置の製造方法において、円筒状本体部の車両インナ側の外周面にフランジ部を備え、このフランジ部よりも車両インナ側に円筒状インロー部を備えた外輪の製造工程の改良に関する。

一般に、車両用軸受装置（ハブユニット）に用いられる外輪には、内周面に複列の軌道面を備えた円筒状本体部と、該円筒状本体部の外周面に設けられたフランジ部と、このフランジ部から車両インナ側に円筒状インロー部とを備えたものがある（特許文献１参照）。

このような外輪のフランジ部の車両インナ側側面と円筒状インロー部の外周面にナックルが組み付けられて、外輪は車体側に非回転に組み付けられる。したがって、フランジ部の車両インナ側側面や円筒状インロー部の外周面は所要の精度に仕上げ加工されることが要求される。

従来の製造方法の場合、外輪の円筒状インロー部をチャックして円筒状本体部の外周面、および内周面を旋削する工程と、円筒状本体部の外周面をチャックして円筒状インロー部を旋削する工程と、円筒状本体部内周面および軌道面を熱処理する工程と、円筒状本体部をチャックして円筒状インロー部を仕上旋削する工程とを含むものとなっている。

しかし、外輪の円筒状インロー部の軸方向長さが不足していると、円筒状インロー部をチャックすることが難しいため、円筒状本体部の外周面、および内周面を旋削することができなかった。
特開２００１−３１５５０３号

したがって、本発明は、車両用軸受装置の製造方法において、円筒状インロー部の軸方向長さが不足している形状の外輪であっても確実に外輪をチャックして、円筒状本体部の少なくとも外周面を旋削することのできる外輪の製造方法の提供を目的としている。

本発明による車両用軸受装置の製造方法においては、該車両用軸受装置の外輪は、内周面に軌道面を備えた円筒状本体部と、該円筒状本体部の車両インナ側の外周面に設けられたフランジ部と、このフランジ部から車両インナ側に延設された円筒状インロー部とを備えたものであり、上記フランジ部は、径方向外向きに耳状ないしは島状に突出するとともにボルト孔を備えた複数の大径フランジ部と、各大径フランジ部の周方向間に該大径フランジ部より小径でかつ周方向一定の外径とされてなる小径フランジ部とにより構成され、上記フランジ部における小径フランジ部をチャック装置によりチャックして上記円筒状本体部の少なくとも外周面を旋削する工程と、上記旋削の後、円筒状本体部の上記軌道面を含む内周面を熱処理する工程と、上記熱処理後に、フランジ部の車両インナ側側面および円筒状インロー部の少なくとも外周面を旋削仕上げする工程とを含むとともに、上記旋削仕上げ工程においては、旋削した円筒状本体部の外周面を、フランジ部の車両インナ側側面および円筒状インロー部の外周面、または内周面の旋削に対する加工基準としてチャックすることを特徴とするものである。

本発明によると、フランジ部をチャック装置によりチャックするから、円筒状インロー部の軸方向長さがチャックするのに不充分な長さであっても、外輪を確実にチャックして円筒状本体部の外周面を旋削することができる。なお、チャック状態で円筒状本体部の内周面を旋削することも可能である。

本発明に係る車両用軸受装置の製造方法において、円筒状本体部の少なくとも外周面を旋削する工程の後の工程で円筒状インロー部の内周面を旋削仕上げしてもよい。

さらに、上記チャック装置を、上記フランジ部における上記小径フランジ部の外周面を径方向外方から互いに周方向等間隔でチャックする複数のチャック部により構成することが好ましい。

さらにまた、上記チャック部のうちの少なくとも１つに、内周側に外径側に向けてくぼんだ凹部を備えたチャック部を用いることが好ましい。

本発明によれば、インロー部の軸方向長さが短い外輪であっても外輪のフランジ部をチャック装置によりチャックして円筒状本体部の外周面、および内周面を旋削することができる。

図１を参照して本発明の製造方法の説明に供する車両用軸受装置の構造を説明する。図１の右側は同軸受装置の車両インナ側、左側は車両アウタ側である。

本発明の製造方法の実施に適用する車両用軸受装置は、自動車の駆動車輪を支持するタイプであるが、本発明は、かかるタイプに限定されるものではなく、外輪が円筒状本体部と、インロー部と、フランジ部とを備えたタイプの車両用軸受装置のすべてに適用可能である。

同図に示される軸受装置は、複列アンギュラ玉軸受からなり、外輪２と、内軸４と、内輪６と、複数の玉からなる転動体８，９と、二つの保持器１０，１２と、二つのシール１４，１６とを備える。

上記外輪２は、その材料として、例えば機械構造用炭素鋼（Ｓ５５Ｃ）が用いられる。外輪２は、円筒状本体部１８と、該円筒状本体部１８の車両インナ側の外周面に形成されたフランジ部２０とを備えるとともに、このフランジ部２０から車両インナ側に円筒状インロー部２２を備えている。

円筒状本体部１８の外周面１８ａは旋削されており、その内周面１８ｂに第１および第２の外輪軌道部２４，２６が形成されている。フランジ部２０の円周方向複数箇所にボルト孔２８が形成され、円筒状インロー部２２の外周面に車体の一部となる図示略のナックルの内周面が嵌合され、外輪２は、ボルト孔２８を挿通する不図示のボルトを介して、ナックルに非回転に固定される。

上記内軸４は、図示略の車輪やブレーキディスクロータの取り付け用として径方向外向きに延設されたフランジ部３４と、フランジ部３４から車両アウタ側に延設されたインロー部３６と、このフランジ部３４から車両インナ側の位置に設けられて第１の外輪軌道部２４に対向する第１の内輪軌道部３８と、第１の内輪軌道部３８よりも車両インナ側の位置に設けられた小径円筒部４０と、等速ジョイントの軸部等の軸体（図示略）とスプライン嵌合する軸孔４２とを備えている。

フランジ部３４には、その円周方向複数箇所に軸方向に貫通したボルト孔４４が設けられており、このボルト孔４４にボルト４６が圧入により嵌合固定されている。このボルト４６に車輪やブレーキディスクロータに設けてある孔が通されるとともに、その孔から突出するボルト４６にナットが装着されて、車輪やブレーキディスクロータがフランジ部３４に固定される。

上記内輪６は、外周に第２の外輪軌道部２６に対向する第２の内輪軌道部４８が設けられていて、内軸４の小径円筒部４０の外周に圧入により嵌合装着されている。上記複数の転動体８，９は、外輪２の各軌道部２４，２６と内軸４と内輪６の各軌道部３８，４８との間に、それぞれ、介装されているとともに、上記二つの保持器１０，１２によりそれぞれ転動自在に保持されている。

上記二つのシール１４，１６は、外輪２と内軸４との間と、外輪２と内輪６との間に設けられ、これらの間の環状空間を外部から密封しており、この環状空間にグリース等の潤滑剤が封入されている。

図２を参照して説明するように、外輪２のフランジ部２０は、径方向外向きに耳状ないしは島状に突出した複数の大径フランジ部５０１，５０２，５０３，５０４と、各大径フランジ部５０１，５０２，５０３，５０４それぞれの周方向間に該大径フランジ部５０１，５０２，５０３，５０４より小径でかつ周方向一定の外径とされてなる小径フランジ部５２１，５２２，５２３，５２４とにより構成されており、かつ、大径フランジ部５０１，５０２，５０３，５０４にはボルト孔５４が形成されている。

各大径フランジ部５０１，５０２，５０３，５０４の周方向間隔は、図４にて示すごとく、第１の大径フランジ部５０１を基準にして、第２〜第４の大径フランジ部５０２，５０３，５０４それぞれの周方向中心位置どうしは、中心角度からみてθ１、θ２、θ３、θ４だけ離れている。図示例では、この場合、θ１＝θ３、θ２＝θ４であり、θ１≠θ２である。

図３ないし図６を参照して上記車両用軸受装置の製造方法を説明する。まず、本実施形態では、図３および図４で示すチャック装置５６を用いる。

図３は、外輪２と、この外輪２のフランジ部２０にチャックしていない状態でのチャック装置５６とを示す斜視図であり、図４は、外輪２のフランジ部２０をチャック装置５６でチャックした状態を示す図である。

これら図３および図４に示す製造段階での外輪２のフランジ部２０において、大径フランジ部５０１，５０２，５０３，５０４には、ボルト孔５４が形成されていない。

チャック装置５６は、フランジ部２０を径方向外方から円周方向等間隔の位置において３点で支持してチャックするためのものであり、２個のチャック部５６１，５６２と１つのチャック部５６３とから構成されている。

チャック部５６１，５６２は、扇状外周部５８とこの扇状外周部５８の周方向両端部から径方向内方に延びる側面部６０とからなり、扇状外周部５８と両側面部６０とでその内部が外径側に向けてくぼんだ凹部６２が形成されており、かつ、両側面部６０は、小径フランジ部５２１，５２２，５２３の外周面に当接しえる内周面形状となっている。

チャック部５６３は、上記凹部６２が形成されておらず、内周面が小径フランジ部５２４の外周面に当接しえる内周面形状になっている。

これら各チャック部５６１，５６２，５６３それぞれは、周方向長さが互いに相等しく、かつ、フランジ部２０に対する円周方向の配置角度θは１２０°とされている。

これは、これら各チャック部５６１，５６２，５６３でフランジ部２０を３点から同等のチャック力で支持可能として、外輪２の円筒状本体部１８および円筒状インロー部２２を旋削するときの、芯出しをするためである。

これら各チャック部５６１，５６２，５６３を駆動する駆動機構の図示は省略している。これら各チャック部５６１，５６２，５６３は、フランジ部２０の径方向外方に位置付けられてから、フランジ部２０の外周面に向けて径方向内方に移動し、これによってフランジ部２０の外周面を互いにチャックするようになっている。

図３で示す例では、チャック部５６１，５６２は、フランジ部２０に対するチャック位置を調整されてそれぞれの凹部６２が、第２および第３の大径フランジ部５０２，５０３にまたがる位置に配置されている一方、チャック部５６３は小径フランジ部５２４上に配置されている。

これは、大径フランジ部５０１，５０２，５０３，５０４の配置位置が、円周方向等間隔ではなく、上記のごとく中心角度からみてθ１、θ２、θ３、θ４だけ離れているとともに、θ１＝θ３、θ２＝θ４であり、θ１≠θ２であるから、チャック部５６１，５６２それぞれの凹部６２に第２および第３の大径フランジ部５０２，５０３の中心に対して配置する必要があるからである。

上記各チャック部５６１，５６２，５６３の配置により、各チャック部５６１，５６２，５６３の内周面でフランジ部２０の外周面を３点支持状態にチャックする。これら各チャック部５６１，５６２，５６３それぞれの位置調整も図示略の調整機構により手動操作または自動で調整することができる。

図５を参照して、上記のごとくチャック装置５６でチャックされた外輪２に対する旋削を説明する。図５は、外輪２の側面から見た断面図を示しており、矢線Ｄは、チャック装置５６によるチャック状態を示す。外輪２は熱間鍛造によって製作されている。

チャック装置５６で矢線Ｄでチャックした外輪２の円筒状本体部１８の外周面１８ａに対して、矢線Ｅで示すように旋削する。この旋削が終了すると、円筒状本体部１８の内周面１８ｂおよび軌道部２４，２６を含む必要な領域に高周波焼入れにより熱処理を施して外輪２の軌道部２４，２６を硬化させる。この高周波焼入れによる熱処理は、局部加熱ができ、硬化層深さの選定が自由であり、また、硬化層以外の領域には著しい熱影響を与えないよう制御できる。

図６を参照して、上記熱処理の後に、大径フランジ部５０１，５０２，５０３，５０４にボルト孔２８を形成した後、外輪２を軸方向で反転させ、別のチャック装着、あるいは上記チャック装置５６を用いて矢線Ｆで示すように、フランジ部２０の車両インナ側側面２０ａと円筒状インロー部２２の外周面２２ａを旋削して、熱歪やボルト孔５４の形成に伴なう歪を除去するよう仕上げる。

以上の工程を含んで外輪２を製造することで、従来行われていた熱処理前にフランジ部２０の車両インナ側側面２０ａおよび円筒状インロー部２２の外周面２２ａを旋削するといった一工程を省略することができ、熱処理前の工程として外輪２の円筒状本体部１８の外周面１８ａを旋削するといった工程のみとなる。

上記車両用軸受装置は、それを用いる車種に応じて用いられる形状や大きさが異なることが考えられる。具体的に、円筒状インロー部２２の軸方向長さが極めて小さい場合、換言すれば、外輪２のフランジ部２０が当該外輪２の外周面の車両インナ側に大きく寄っている場合、円筒状インロー部２２をチャックしていた従来では対応できない場合が生じていた。

しかしながら、本実施形態では、円筒状インロー部２２の軸方向長さの如何に関わらず、フランジ部２０をチャックするので、円筒状インロー部２２の軸方向長さが極めて小さい場合でも、確実に外輪２の円筒状本体部１８の外周面を旋削でき、この旋削面を基準面として外輪２を矢線Ｆで示すようにチャックした状態で、フランジ部２０の車両インナ側側面２０ａおよび円筒状インロー部２２の外周面２２ａを矢線Ｇで示すように旋削仕上げすることができる。

特に、フランジ部２０と円筒状インロー部２２はナックル３０に組み付られる部分であることから、所定の面精度を必要としており、熱処理前に旋削加工する工程を省いて、必要な精度を得るための旋削を、熱処理後の一回の旋削加工で行うことが可能となる。

なお、チャック装置５６の各チャック部５６１，５６２，５６３それぞれは、それぞれの中心間角度θが１２０°だけ周方向に離隔される関係であれば、３点支持状態を確保することができるので、各チャック部５６１，５６２，５６３の周方向長さは拘らない。

このような例を図７に例示している。すなわち、チャック部５６３と、チャック部５６１，５６２とで周方向長さが異なっており、外輪２のフランジ部２０の大径フランジ部５０１，５０２，５０３，５０４は、周方向等配位置に形成され、チャック部５６３は大径フランジ部５０１，５０４間の小径フランジ部５２４の外周面に当接し、チャック部５６１，５６２それぞれの凹部６２は周方向中心から偏移した位置に形成されて、大径フランジ部５０２，５０３が凹部６２に装着される。

上記のようにチャック装置５６は、大径フランジ部５０１，５０２，５０３，５０４の位置や周方向長さなどに応じた、異なる周方向長さや、大径フランジ部５０１，５０２，５０３，５０４の位置に応じた凹部６２を有するチャック部を備えていればよい。

本発明の最良の形態に係る転がり軸受の全体構成を示す断面図 図１の外輪のフランジの側面図 外輪の製造工程において外輪のフランジとチャック装置とを示す斜視図 外輪の製造工程において外輪のフランジとチャック装置とを示す正面図 外輪の製造工程において外輪を示す側面断面図 外輪の製造工程において外輪を示す側面断面図 別の製造工程において外輪のフランジとチャック装置とを示す正面図

符号の説明

２ 外輪
４ 内軸
６ 内輪
８，９ 転動体
１０，１２ 保持器
１４，１６ シール
１８ 円筒状本体部
２０ フランジ部
２２ 円筒状インロー部
５６ チャック装置

Claims (3)

1. 車両用軸受装置の製造方法であって、該車両用軸受装置の外輪は、内周面に軌道面を備えた円筒状本体部と、該円筒状本体部の車両インナ側の外周面に設けられたフランジ部と、このフランジ部から車両インナ側に延設された円筒状インロー部とを備えたものであり、
   上記フランジ部は、径方向外向きに耳状ないしは島状に突出するとともにボルト孔を備えた複数の大径フランジ部と、各大径フランジ部の周方向間に該大径フランジ部より小径でかつ周方向一定の外径とされてなる小径フランジ部とにより構成され、
   上記フランジ部における小径フランジ部をチャック装置によりチャックして上記円筒状本体部の少なくとも外周面を旋削する工程と、
   上記旋削の後、円筒状本体部の上記軌道面を含む内周面を熱処理する工程と、
   上記熱処理後に、フランジ部の車両インナ側側面および円筒状インロー部の少なくとも外周面を旋削仕上げする工程とを含むとともに、
   上記旋削仕上げ工程においては、旋削した円筒状本体部の外周面を、フランジ部の車両インナ側側面および円筒状インロー部の外周面、または内周面の旋削に対する加工基準としてチャックする、ことを特徴とする車両用軸受装置の製造方法。
2. 上記チャック装置を、上記フランジ部における上記小径フランジ部の外周面を径方向外方から互いに周方向等間隔でチャックする複数のチャック部により構成することを特徴とする請求項１に記載の車両用軸受装置の製造方法。
3. 上記チャック部のうちの少なくとも１つに、内周側に外径側に向けてくぼんだ凹部を備えたチャック部を用いる、ことを特徴とする請求項１または２に記載の車両用軸受装置の製造方法。

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