JP4701482B2 - 制動用回転体付車輪用軸受ユニットの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロータ或はドラム等の制動用回転体を支持固定した制動用回転体付車輪用軸受ユニットの製造方法の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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、例えば図２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、図３に詳示する様な車輪用軸受ユニット５を構成する、静止輪である外輪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。
【０００３】
上記外輪６の内周面には、それぞれが静止側軌道面である複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂを、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。
【０００４】
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１〜３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１〜３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）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、内輪軌道１４ａ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内輪軌道１４ｂ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。
【０００５】
これら各外輪軌道１１ａ、１１ｂと各内輪軌道１４ａ、１４ｂとの間には、それぞれが転動体である玉１７、１７を複数個ずつ、それぞれ保持器１８、１８により保持した状態で転動自在に設けている。構成各部材をこの様に組み合わせる事により、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１９ａ、１９ｂを設けて、上記各玉１７、１７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２０を形成している。そして、このスプライン孔２０に、等速ジョイント２１のスプライン軸２２を挿入している。
【０００６】
上述の様な車輪用転がり軸受ユニット５の使用時には、図２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に支持した、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。
【０００７】
ところで、自動車の制動時にはしばしば、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２の左右方向）に振れる事が避けられない。この様な振れ（図２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。そして、上記各パッドのライニングとロータ２の両側面との当接状態が不均一になり、その部分で上記ライニングが偏摩耗する。
【０００８】
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の側面の軸方向の振れ（アキシアル振れ）を抑える（回転中心軸に対する側面の直角度を向上させる）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の回転中心に対する取付フランジ１３の取付面（上記取付フランジ１３の片側面）の直角度と、この取付面自体の面精度とを向上させる必要がある。これら直角度及び面精度に影響を及ぼす要素は、それぞれ複数ずつ存在するが、特に影響の大きい要素としては、直角度に関しては、上記取付面と軌道面（外輪軌道１１ａ、１１ｂ及び内輪軌道１４ａ、１４ｂ）の直角度が、面精度に就いては熱処理変形がある。又、このうちの直角度を高める為には、ハブ８の構成各部のうち、上記取付フランジ１３の片側面と中間部外周面に形成した内輪軌道１４ａ及び内端部に形成した小径段部１５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。このうちの内輪軌道１４ａ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の回転中心に対する直角度を向上させる事ができる。又、上記取付面から熱処理変形を取り除けば、この取付面の面精度を向上させる事ができる。
【０００９】
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、例えば特開平１０−２１７００１号公報に記載されたものがある。但し、この公報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、徒にコストが嵩むだけでなく、構成各部を熱処理する事に就いての考慮はなされていない。これに対して、上記内輪軌道１４ａ及び小径段部１５には、表面を硬化させる為に、高周波焼き入れ等の熱処理を施す必要がある。そして、これら内輪軌道１４ａ及び小径段部１５の形状及び寸法は、この様な熱処理に伴って多少なりとも変化する為、上記公報に記載された従来技術では、上述の様に各部の精度を十分に向上させる事は難しい。しかも、上記公報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直角度の誤差として入り込む。更には、ハブと内輪との当接部を、上記取付フランジの取付面を基準として加工していない為、上記取付面と内輪軌道との直角度を十分に向上させる事は難しい。
【００１０】
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る場合もあった。ところが、この場合には組み合わせの為の選択作業が面倒になり、コストが嵩む原因となる。
【００１１】
【先発明の説明】
この様な事情に鑑みて考えられた車輪用軸受ユニットとその製造方法として、特願平１１−３７２３９３号に係る発明がある。先ず、この先発明に就いて、図４により説明する。この先発明の方法の場合も、本発明と同様に、制動用回転体の被制動面である、ロータ２の両側面２３、２３を、静止輪である外輪６のうちで、懸架装置を構成するナックル３（図２参照）に対する取付面を基準として所定の形状及び寸法に加工する。
【００１２】
即ち、上記先発明の場合には、先ず、ハブ８のうちで回転側軌道面である内輪軌道１４ａを含む、図３の斜格子で示した部分を熱処理硬化させてから、この内輪軌道１４ａを含む、熱処理硬化させた部分のうちで必要部分の仕上加工を施す。上記ハブ８の必要個所の加工を行なったならば、このハブ８と、静止輪である外輪６とを、それぞれが転動体である複数の玉１７、１７を介して組み合わせ、車輪用軸受ユニット５を構成する。その後、上記ハブ８の外周面に設けた取付フランジ１３の外側面（図４の上面）に、制動用回転体である上記ロータ２を、複数のスタッド２４とナット２５とにより結合固定する。尚、図示の例では上記取付フランジ１３の外側面に、上記ロータ２に加えて、このロータ２を回転駆動する為の駆動用治具２６も結合固定している。この駆動用治具２６は、次述する様にロータ２の両側面２３、２３に仕上加工を施した後、上記取付フランジ１３から取り外す。
【００１３】
上述の様に取付フランジ１３に上記ロータ２を結合固定したならば、このロータ２の両側面２３、２３を所定の形状及び寸法に加工する作業を、上記外輪６のうちで懸架装置を構成するナックル３（図２参照）に対する取付面を基準面として利用する事により行なう。この為に先発明の場合には、上記外輪６の内端部（図４の下端部）を支持具２７に形成した支持孔２８にがたつきなく内嵌すると共に、この外輪６の外周面に形成した結合フランジ１２の片側面（図４の下面）を上記支持具２７の上面に突き当て、ボルト２９によりこの結合フランジ１２をこの支持具２７に結合固定する。そして、図示しない駆動装置により上記ハブ８並びに上記ロータ２を、上記駆動用治具２６を介して回転駆動しつつ、精密加工バイト等の工具３０、３０により、上記ロータ２の両側面２３、２３に仕上加工を施す。勿論、これら各工具３０、３０は、上記支持具２７の上面に対し平行に移動しつつ、上記両側面２３、２３に仕上加工を施す。
【００１４】
この様に先発明の場合には、完成状態に組み付けられた上記ハブ８並びに上記ロータ２を回転駆動しつつ、このロータ２の両側面２３、２３の仕上加工を施す為、上記ロータ２の内周寄り部分に設けた結合フランジ部３１及び前記取付フランジ１３の形状精度を特に向上させる事なく、このロータ２の両側面２３、２３と上記結合フランジ１２の結合面との平行度を十分に確保できる。この結果、上記ロータ２の両側面２３、２３の振れを僅少に抑える為に要するコストを十分に低く抑える事ができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
図４に示した様な先発明に係る制動用回転体付車輪用軸受ユニットの製造方法の場合、懸架装置に対するロータ２の両側面２３、２３の振れを僅少に抑える事はできるが、量産性を確保しつつこの振れをより小さく抑える事を考慮した場合には改良が望まれる。
即ち、図４に示した先発明の方法の場合には、外輪６を固定の支持具２７に支持固定した状態で、ロータ２をこの外輪６を中心に回転駆動する様にしている。この為、このロータ２の両側面２３、２３に仕上加工を施す為の加工装置として特殊な構造のものを使用する必要があるだけでなく、この加工装置に上記制動用回転体付車輪用軸受ユニットを着脱する作業が面倒になる。
本発明の制動用回転体付車輪用軸受ユニットの製造方法は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１６】
【課題を解決する為の手段】
本発明の制動用回転体付車輪用軸受ユニットの製造方法は、静止側周面に静止側軌道面を有し、使用状態で懸架装置に支持固定される静止輪と、回転側周面に回転側軌道面を有する回転輪と、この回転側軌道面と上記静止側軌道面との間に設けられた複数個の転動体と、上記回転輪の外周面に設けられた取付フランジと、この取付フランジの片側面に結合固定された、制動時に摩擦材を押し付けられる被制動面を有する制動用回転体とを備えた制動用回転体付車輪用軸受ユニットを造る際に、この制動用回転体の被制動面を、上記静止輪のうちの上記懸架装置に対する取付面を基準として所定の形状及び寸法に加工するものである。この様な本発明の制動用回転体付車輪用軸受ユニットの製造方法では、互いに同心で且つ互いに同期して回転する第一、第二のチャックを有する工作機械を使用する。そして、上記静止輪をこのうちの第一のチャックにより、上記回転輪を残りの第二のチャックにより、それぞれ把持した状態で、第一、第二のチャックを互いに同期させて同方向に回転させる事により、上記制動用回転体付車輪用軸受ユニットを回転させつつ、上記制動用回転体の被制動面を所定の形状及び寸法に加工する。好ましくは、１対の抑え板を用い、一方の抑え板を前記静止輪に対して相対回転を阻止した状態で配置し、他方の抑え板を前記制動用回転体と同心に位置決めした状態で、該他方の抑え板を第二のチャックにより、第一のチャックの方向に押し付ける事により、該１対の抑え板により、前記制動用回転体を軸方向両側から挟持する。
【００１７】
【作用】
上述の様な本発明の制動用回転体付車輪用軸受ユニットの製造方法によれば、懸架装置への取付面に対する被制動面の位置精度を十分に確保できる。しかも、この被制動面に仕上加工を施すべく、制動用回転体を回転駆動する作業を、静止輪と回転輪とを、単一の工作機械に設けた第一、第二のチャックに、それぞれ把持する事により行なう為、汎用の工作機械を使用でき、しかもこの工作機械に制動用回転体付車輪用軸受ユニットを着脱する作業を容易に行なえる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の１例を示している。尚、本発明の製造方法により造られる制動用回転体付車輪用軸受ユニット３２の具体的構造は、前述の図４に示した先発明の場合と同様であるから、図１には略示した状態で示す。この制動用回転体付車輪用軸受ユニット３２は、静止輪である外輪６と、回転輪であるハブ８及び内輪１６と、それぞれが転動体である複数の玉１７、１７と、制動用回転体であるロータ２とを備える。このうちの外輪６は、その外周面に設けた結合フランジ１２により、使用状態で懸架装置に支持固定される。又、上記ハブ８の外周面に形成した取付フランジ１３には、スタッド９（図２〜３参照）により、上記ロータ２を結合固定している。又、回転側周面である上記ハブ８及び内輪１６の外周面に形成した、回転側軌道である内輪軌道と、静止側周面である上記外輪６の内周面に形成した、静止側軌道である外輪軌道との間に、上記各玉１７、１７を転動自在に設けている。上記制動用回転体付車輪用軸受ユニット３２は、この様な構成により、上記外輪６に対して、上記ハブ８及び内輪１６と上記ロータ２とを、回転自在に支持している。
【００１９】
本発明の製造方法の場合には、上述の様な構造を有する制動用回転体付車輪用軸受ユニット３２を造る際に、被制動面である上記ロータ２の両側面２３、２３を、懸架装置に対する取付面である、上記外輪６の外周面に設けた結合フランジ１２の側面を基準として所定の形状及び寸法に加工する。
【００２０】
この様な本発明の制動用回転体付車輪用軸受ユニットの製造方法では、互いに同心で且つ互いに同期して回転する第一、第二のチャック３３、３４を有する、旋盤等の工作機械を使用する。そして、上記外輪６に固定した治具３５をこのうちの第一のチャック３３により、上記ハブ８に固定した上記ロータ２を残りの第二のチャック３４により、それぞれ把持する。即ち、上記治具３５の先端部（図１の左端部）を上記外輪６の外周面に設けた結合フランジ１２の片側面に、ボルトにより結合固定すると共に、上記ロータ２を、それぞれが円輪状に形成された１対の抑え板３６ａ、３６ｂにより、軸方向両側から挟持する。
【００２１】
これら１対の抑え板３６ａ、３６ｂのうち、上記外輪６側に設ける一方の抑え板３６ａは、上記結合フランジ１２の周囲に配置自在な内径を有し、この結合フランジ１２の周囲に、この結合フランジ１２に対する相対回転を阻止した状態で配置している。又、上記一方の抑え板３６ａの外周縁で上記ロータ２の内周縁部に対向する部分には、この内周縁部と係合自在な段部３７を形成している。又、この段部３７の周面と側面とには、それぞれＯリング３８ａ、３８ｂを係止して、これら各Ｏリング３８ａ、３８ｂを、上記ロータ２の内周面及び片側面に当接させている。これに対して、他方の抑え板３６ｂは、断面クランク形に形成しており、上記ロータ２に対向する側面の外径寄り部分と径方向中間部分とに、それぞれＯリング３８ｃ、３８ｄを係止している。そして、これら各Ｏリング３８ｃ、３８ｄを、上記ロータ２の径方向中間部分と内径寄り部分とに、それぞれ全周に亙って当接させている。
【００２２】
前記ロータ２の両側面に仕上加工を施す場合には、上記治具３５の基半部（図１の右半部）を前記第一のチャック３３により把持すると共に、上記他方の抑え板３６ｂの中心孔３９に第二のチャック３４の先端部を進入させ、更にこの第二のチャック３４を上記第一のチャック３３に向け、図１の右方に押し付ける。この第二のチャック３４の先端部外周面は円すい凸面状のテーパ面としている為、上記他方の抑え板３６ｂは、上記ロータ２と同心に位置決めされた状態で、上記一方のチャック３３に向け、押し付けられる。この状態で前記制動用回転体付車輪用軸受ユニット３２が、上記第一、第二のチャック３３、３４同士の間に、これら両チャック３３、３４と同心に支持される。又、これら第一、第二のチャック３３、３４の回転中心と前記外輪６の中心とが一致する。
【００２３】
そこで、上記第一、第二のチャック３３、３４を互いに同期させて同方向に回転させる事により、上記制動用回転体付車輪用軸受ユニット３２を回転させる。即ち、上記第一、第二のチャック３３、３４を回転させると、第一のチャック３３の回転が上記外輪６を介して、前記一方の抑え板３６ａに伝わる。そして、この第一の抑え板３６ａから上記ロータ２に回転力が、前記Ｏリング３８ａ、３８ｂと相手面との間に作用する摩擦力に基づいて伝わる。一方、上記第二のチャック３４の回転は、上記他方の抑え板３６ｂから前記Ｏリング３８ｃ、３８ｄを介して、上記ロータ２に伝わる。そこで、この様にしてこのロータ２を回転させつつ、被制動面である上記ロータ２の両側面を、このロータ２の径方向（図１の上下方向）への変位自在に設けた１対の切削工具４０、４０により切削して、上記両側面に仕上加工を施す。尚、これら各切削工具４０、４０に代えて砥石を使用し、上記ロータ２の両側面を研削する事もできる。
【００２４】
上述の様な本発明の制動用回転体付車輪用軸受ユニットの製造方法によれば、懸架装置への取付面である、上記外輪６の外周面に設けた結合フランジ１２の片側面に対する、被制動面である上記ロータ２の両側面の位置精度を十分に確保できる。しかも、この両側面に仕上加工を施すべく、制動用回転体である上記ロータ２を回転駆動する作業を、静止輪である上記外輪６と回転輪である前記ハブ８とを、単一の工作機械に設けた第一、第二のチャック３３、３４に、それぞれ把持する事により行なう為、汎用の工作機械を使用でき、しかもこの工作機械に制動用回転体付車輪用軸受ユニット３２を着脱する作業を容易に行なえる。尚、本発明は、駆動用に限らず、従動用の車輪用軸受ユニットに就いても、同様に実施できる。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の制動用回転体付車輪用軸受ユニットの製造方法は、以上に述べた通り構成され作用するので、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行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す要部略断面図。
【図２】本発明の対象となる制動用回転体付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。
【図３】車輪用軸受ユニットのみを取り出して示す断面図。
【図４】先発明の実施の形態の１例を示す断面図。
【符号の説明】
１ ホイール
２ ロータ
３ ナックル
４ 支持孔
５ 車輪用軸受ユニット
６ 外輪
７ ボルト
８ ハブ
９ スタッド
１０ ナット
１１ａ、１１ｂ 外輪軌道
１２ 結合フランジ
１３ 取付フランジ
１４ａ、１４ｂ 内輪軌道
１５ 小径段部
１６ 内輪
１７ 玉
１８ 保持器
１９ａ、１９ｂ シールリング
２０ スプライン孔
２１ 等速ジョイント
２２ スプライン軸
２３ 側面
２４ スタッド
２５ ナット
２６ 駆動用治具
２７ 支持具
２８ 支持孔
２９ ボルト
３０ 工具
３１ 結合フランジ部
３２ 制動用回転体付車輪用軸受ユニット
３３ 第一のチャック
３４ 第二のチャック
３５ 治具
３６ａ、３６ｂ 抑え板
３７ 段部
３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ Ｏリング
３９ 中心孔
４０ 切削工具

Claims (2)

1. 静止側周面に静止側軌道面を有し、使用状態で懸架装置に支持固定される静止輪と、回転側周面に回転側軌道面を有する回転輪と、この回転側軌道面と上記静止側軌道面との間に設けられた複数個の転動体と、上記回転輪の外周面に設けられた取付フランジと、この取付フランジの片側面に結合固定された、制動時に摩擦材を押し付けられる被制動面を有する制動用回転体とを備えた制動用回転体付車輪用軸受ユニットを造る際に、この制動用回転体の被制動面を、上記静止輪のうちの上記懸架装置に対する取付面を基準として所定の形状及び寸法に加工する制動用回転体付車輪用軸受ユニットの製造方法であって、互いに同心で且つ互いに同期して回転する第一、第二のチャックを有する工作機械を使用し、上記静止輪をこのうちの第一のチャックにより、上記回転輪を残りの第二のチャックにより、それぞれ把持した状態で、第一、第二のチャックを互いに同期させて同方向に回転させる事により、上記制動用回転体付車輪用軸受ユニットを回転させつつ、上記制動用回転体の被制動面を所定の形状及び寸法に加工する、制動用回転体付車輪用軸受ユニットの製造方法。
2. １対の抑え板を用い、一方の抑え板を前記静止輪に対して相対回転を阻止した状態で配置し、他方の抑え板を前記制動用回転体と同心に位置決めした状態で、該他方の抑え板を第二のチャックにより、第一のチャックの方向に押し付ける事により、該１対の抑え板により、前記制動用回転体を軸方向両側から挟持する、請求項１に記載の制動用回転体付車輪用軸受ユニットの製造方法。

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