JP4943019B2 - 車輪用軸受装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、車輪用軸受装置の製造方法に関するものである。
車輪用軸受装置には、ハブ輪に一対の内輪が装着（圧入）された第１世代や第２世代と呼ばれるもの、ハブ輪の外周に直接軌道面（転走面）を形成した第３世代と呼ばれるもの、さらには、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ直接軌道面（転走面）を形成した第４世代と呼ばれるもの（特許文献１及び特許文献２）がある。
第４世代の車輪用軸受装置は、例えば、図９に示すように、外径方向に延びるフランジ１０１を有するハブ輪１０２と、このハブ輪１０２に外側継手部材１０３が固定される等速自在継手１０４と、ハブ輪１０２及び外側継手部材１０３の外周側に配設される外方部材１０５と、ハブ輪１０２及び外側継手部材１０３と外方部材１０５との間に介装される転動体１０６とを備える。
等速自在継手１０４は、前記外側継手部材１０３と、この外側継手部材１０３の椀形部１０７内に配設される内側継手部材１０８と、この内側継手部材１０８と外側継手部材１０３との間に配設される転動体１０９と、この転動体１０９を保持する保持器１１０とを備える。また、内側継手部材１０８にはシャフト１１１の端部が挿入固定され、外側継手部材１０３の椀形部１０７の開口部を塞ぐブーツ１１２が、シャフト１１１と外側継手部材１０３の椀形部１０７とに装着されている。
また、ハブ輪１０２は、筒部１１３と前記フランジ１０１とを有し、筒部１１３の椀形部１０７側端部の外周面に軌道面１１４が設けられている。そして、外側継手部材１０３の軸部１１５が前記ハブ輪１０２の筒部１１３に挿入され、外側継手部材１０３の軸部１１５ａの端部を径方向外方に塑性変形させてハブ輪１０２ａの端面に加締め、ハブ輪１０２と外側継手部材１０３とが一体化される。外側継手部材１０３の外周面には軌道面１１９が設けられている。
外方部材１０５は、その内周に２列の軌道面１１６、１１７が設けられると共に、その外周にフランジ（車体取付フランジ）１１８が設けられている。そして、外方部材１０５の一方の軌道面１１６とハブ輪１０２の軌道面１１４とが対向し、外方部材１０５の他方の軌道面１１７と、外側継手部材１０３の軌道面１１９とが対向し、これらの間に転動体１０６が介装される。
そして、ハブ輪１０２のフランジ１０１には、図示省略のブレーキロータ及びホイールをフランジ１０１に装着するためのハブボルト１２０が装着されている。すなわち、ハブ輪１０２のフランジ１０１の取付面１２１にブレーキロータを重ね合わせて、ハブボルト１２０を介して、フランジ１０１とブレーキロータとを連結する。また、外方部材１０５の車体取付フランジ１１８をボルト締結によって車体に取付ける。
特開２００３−４９８５３号公報 特開２００５−３４９９２８号公報
このように、ハブ輪１０２のフランジ１０１には、ブレーキロータ及びホイールが装着され、ブレーキロータがキャリパーにより挟まれることで、ホイールの減速、停止が行われる。
このため、ブレーキロータの回転振れが大きいと、制動時にブレーキジャダーと呼ばれる振動現象が発生する。ブレーキロータの振れの要因として、フランジ振れがあり、これを低減することで、ブレーキジャダーの抑制が可能となる。従って、フランジ振れが生じないように、フランジ１０１の取付面１２１を高精度に仕上げる必要がある。
従来では、各部品（部材）を精度良く仕上げた後、組立てることになる。従って、フランジ１０１の取付面１２１の振れ防止精度を高めるためには、各部品を高精度に仕上げる必要がある。
しかしながら、部品毎にそれぞれ高精度に仕上げたとしても、組立て後の精度は部品単体での精度の積み上げであるので、組立後の車輪用軸受装置のフランジ振れ防止精度を確保するのが困難であった。しかも、各部品単体の高精度仕上げを行えば、全体としての製造作業時間が大となるとともに製造コスト高となっていた。
本発明は、上記課題に鑑みて、フランジ振れを防止できるような高精度の加工を簡単に行うことができて、ブレーキジャダーの発生を抑えることが可能な車輪用軸受装置の製造方法を提供する。
本発明の車輪用軸受装置の製造方法は、外径方向に延びるフランジを有するハブ輪と、このハブ輪に外側継手部材が固定される等速自在継手と、ハブ輪及び外側継手部材の外周側に配設され、筒状本体部および車体に取り付けるためのフランジを有する外方部材と、外方部材とハブ輪及び外側継手部材との間に介装される転動体とを備えた車輪用軸受装置の製造方法において、ハブ輪と等速自在継手と外方部材と転動体とを組立てたサブアセンブリ体を形成した後、外方部材の車体取付フランジのうち、ハブ輪のフランジと対向しない側の側面を第２爪部材で支持すると共に、筒状本体部の外周面を、第２爪部材と独立して半径方向に往復移動可能の第１爪部材で支持することにより、前記サブアセンブリ体の外方部材を固定した状態で、外側継手部材に回転駆動力を与えてハブ輪と外側継手部材をサブアセンブリ体軸心廻りに回転させつつ、前記ハブ輪のフランジのブレーキロータ側取付面を旋削加工するものである。
ハブ輪と外側継手部材と外方部材と転動体とを組付けた後に、フランジの取付面の仕上げ加工を行うことになる。このため、部品単体を高精度に加工することなく、フランジの取付面を高精度に加工することができる。
車輪用軸受装置としては、外側継手部材の軸部をハブ輪の孔部に挿入して、ハブ輪と外側継手部材とを一体化したものであっても、ハブ輪の軸部を外側継手部材の孔部に挿入して、ハブ輪と外側継手部材とを一体化したものであってもよい。
本発明の車輪用軸受装置の製造方法によれば、部品単体を高精度に加工する必要がないので、製造コストの低減及び製造作業時間の短縮を図ることができる。しかも、ハブ輪と外側継手部材と外方部材と転動体とを組付けた後におけるフランジの取付面の旋削加工であるので、フランジ振れを精度良く規制することができる。これによって、車輪用軸受装置のブレーキジャダーの発生を有効に抑えることができる。
以下本発明の実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。
図１に本発明の車輪用軸受装置の製造方法にて製造された車輪用軸受装置を示す。車輪用軸受装置は、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ直接軌道面（転走面）を形成した第４世代と呼ばれるものであり、外径方向に延びるフランジ１を有するハブ輪２と、このハブ輪２に外側継手部材３が固定される等速自在継手４と、ハブ輪２及び外側継手部材３の外周側に配設される外方部材５と、外方部材５とハブ輪２及び外側継手部材３との間に介装される転動体６とを備える。
等速自在継手４は、前記外側継手部材３と、この外側継手部材３の椀形部７内に配設される内側継手部材８と、この内側継手部材８と外側継手部材３との間に配設されるボール９と、このボール９を保持する保持器１０とを備える。また、内側継手部材８にはシャフト（図示省略）の端部が挿入固定されている。外側継手部材３には、その椀形部７の基部（底部）から突設される筒状の軸部１５が設けられ、椀形部７の基部側の外周に軌道面１９が形成されている。
内側継手部材８としての内輪の外周面にはトラック溝８ａが形成され、外側継手部材３の椀形部７内には、その内周面に前記内側継手部材８のトラック溝８ａと同数のトラック溝７ａが形成され、外側継手部材３のトラック溝７ａと内側継手部材８のトラック溝８ａとの間にトルクを伝達する複数のボール９が組み込まれている。
内側継手部材８には図示省略のシャフトの端部が挿入固定される。すなわち、内側継手部材８としての内輪４６の中心孔にスプライン（またはセレーション）部４７を設け、この内輪４６の中心孔にシャフトの端部を挿入して、この端部のスプライン（またはセレーション）部と前記内輪４６のスプライン（またはセレーション）部４７とを噛合させる。
また、ハブ輪２は、筒部１３と前記フランジ１とを有し、筒部１３の椀形部７側の外周面に軌道面１４が設けられている。そして、外側継手部材３の軸部１５が前記ハブ輪２の筒部１３に挿入（圧入）されることで、ハブ輪２と外側継手部材３とが一体化される。
外方部材５は筒状本体部５ａを有する。筒状本体部５ａの内周に２列の軌道面１６、１７が設けられると共に、その外周にフランジ（車体取付フランジ）１８が設けられている。そして、外方部材５の一方の軌道面１６とハブ輪２の軌道面１４とが対向し、外方部材５の他方の軌道面１７と、外側継手部材３の軌道面１９とが対向し、これらの間に転動体６がそれぞれ介装される。なお、転動体６は保持器１１にて保持され、車体取付フランジ１８にはねじ孔２４が設けられている。
そして、ハブ輪２のフランジ１には、図示省略のブレーキロータ及びホイールをフランジ１に装着するためのハブボルト２０が装着されている。すなわち、フランジ１に周方向に沿って所定ピッチで貫通孔（圧入孔）２２を複数個設け、この貫通孔２２にボルト２０を圧入する。ハブボルト２０は、頭部２０ａと、ねじ軸部２０ｂと、このねじ軸部２０ｂと頭部２０ａとの間のセレーション部２０ｃとを備える。セレーション部２０ｃが貫通孔２２に圧入される。
ハブ輪２のフランジ１のブレーキロータ側取付面２１にブレーキロータを重ね合わせて、ハブボルト２０を介して、フランジ１とブレーキロータとを連結する。また、外方部材５の車体取付フランジ１８をボルト締結によって車体に取付ける。
なお、外方部材５の両側端部側にはシール２３、２３が装着されている。すなわち、このシール２３は軸受内部に異物が侵入するのを防止し、また、軸受内部に充填したグリースの漏洩を防止する。
ところで、制動時に発生するブレーキジャダーと呼ばれる振動現象を防止するために、フランジ振れを防止する必要がある。そのため、本発明では、ブレーキロータ側取付面２１の旋削加工を行うことになる。
次に、図２に示すような保持手段２５を備えた旋削加工装置Ｍにて、ブレーキロータ側取付面２１を旋削加工する方法を説明する。この際、まず、ハブ輪２と等速自在継手４と外方部材５と転動体６とを組付けてサブアセンブリ体Ｓを形成する。なお、シール２３、２３は装着された状態とする。
このような組立体（サブアセンブリ体）Ｓを、外方部材５を保持手段２５にて保持した状態で、ハブ輪２と等速自在継手４の外側継手部材３とを、サブアセンブリ体軸心Ｏ廻り、つまり外側継手部材３の軸心廻りに回転させることによって、ブレーキロータ側取付面２１を旋削加工する。
保持手段２５は、基台２６と、基台２６から突設されるチャック爪機構２７とを備える。また、チャック爪機構２７は、外方部材５の筒状本体部５ａを受ける第１爪部材２８と、外方部材５のフランジ１８の反車輪取付フランジ側の側面１８ａを支持する第２爪部材２９とを備える。第１爪部材２８は、図示省略の駆動機構（往復動機構）によって、図２の矢印Ａ、Ｂのように、軸心Ｏと直交する径方向の往復動が可能とされる。
図示省略のモータ等の駆動機構の出力軸に連結される支持軸部材３０を外側継手部材３の軸部１５の孔部３１に挿入する。この際、第２爪部材の先端チャック部２９ａが外方部材５のフランジ１８の側面１８ａに当接させて、第１爪部材２８を矢印Ａのように、外径方向から外方部材５側に接近させて外方部材５の筒状本体部５ａの外周面に、その先端チャック部２８ａを当接させる。なお、支持軸部材３０は、外側継手部材３の軸部１５の孔部３１に挿入される挿入軸部３０ａと、挿入軸部３０ａから突設される突出軸部３０ｂとからなる。
このように、セットした状態で、前記モータ等の駆動機構を駆動させることによって、外方部材５が固定された状態で、ハブ輪２及び外側継手部材３を軸心Ｏ廻りに回転させることができる。そして、この回転させた状態で、旋削刃３２を有する旋削ヘッド３３を矢印Ｃ、Ｄのように、径方向に作動させることによって、旋削刃３２にてブレーキロータ側取付面２１を旋削する。これによって、ブレーキロータ側取付面２１の仕上加工を行うことができる。この仕上加工では、ハブ輪端面振れ（フランジ振れ）を２０μｍ以下とすることができる。
本発明の車輪用軸受装置の製造方法によれば、部品単体を高精度に加工する必要がないので、製造コストの低減及び製造作業時間の短縮を図ることができる。しかも、ハブ輪２と外側継手部材３と外方部材５と転動体６とを組付けた後のフランジ１の取付面２１の旋削加工であるので、フランジ振れを精度良く規制することができる。これによって、車輪用軸受装置のブレーキジャダーの発生を有効に抑えることができる。
次に、図３は車輪用軸受装置の変形例であり、この車輪用軸受装置では、ハブ輪２の反椀形部側の内周面に凹凸部３４を設け、この凹凸部３４の凸部を、外側継手部材３の軸部１５の反椀形部側の外周面に塑性結合させている。すなわち、外側継手部材３の軸部１５を拡径することによって、凹凸部３４の凸部を軸部１５の外周面に塑性結合させている。図３に示す車輪用軸受装置の他の構成は図１に示す車輪用軸受装置の構成と同様であるので、図３において、図１に示す車輪用軸受装置の構成と同一構成については、図１と同一符号を付してその説明を省略する。
従って、この図３に示す車輪用軸受装置であっても、図１に示す車輪用軸受装置と同様、図２に示すような旋削加工装置Ｍを使用して、ハブ輪２と等速自在継手４と外方部材５と転動体６とを組付けた状態にて、フランジの取付面２１の旋削加工が可能である。
また、図４と図５は、外側継手部材３の軸部１５が円柱状体からなる。これらの車輪用軸受装置は、軸部１５の反椀形部側の外周面にスプライン（またはセレーション）部３５が形成され、ハブ輪２の反椀形部側の内周面に軸部１５のスプライン（またはセレーション）部３５に噛合するスプライン（またはセレーション）部３６が形成されている。また、図５に示す車輪用軸受装置では、軸部１５の端部をハブ輪２の筒部１３から突出させて、その突出部を外径方向に加締めて加締部３８を形成している。図４及び図５に示す車輪用軸受装置の他の構成は図１に示す車輪用軸受装置の構成と同様であるので、図４及び図５において、図１に示す車輪用軸受装置の構成と同一構成については、図１と同一符号を付してその説明を省略する。
ところで、図４と図５に示す車輪用軸受装置では、外側継手部材３の軸部１５が筒状でないので、図２に示すような支持軸部材３０にて支持できない。このため、支持部材として、ハブ輪２のホイールパイロット１２等に嵌合するもの等を使用することになる。
従って、この図４と図５に示す車輪用軸受装置であっても、図１に示す車輪用軸受装置と同様、ハブ輪２と等速自在継手４と外方部材５と転動体６とを組付けた状態にて、フランジの取付面２１の旋削加工が可能である。
図６と図７に示す車輪用軸受装置は、ハブ輪２に軸部４０を設けるとともに、外側継手部材３の椀形部７の底部に貫孔４１を設け、ハブ輪２の軸部４０を外側継手部材３の貫孔
４１に挿入したものである。
すなわち、この場合のハブ輪２は、外周にフランジ１を有する中実のハブ輪本体部４２と、このハブ輪本体部４２から突出する前記軸部４０とからなり、ハブ輪本体部４２の反軸部側の端面には、円錐状の凹部４３が設けられている。
図６に示す車輪用軸受装置では、ハブ輪２の軸部４０を外側継手部材３の貫孔４１に圧入したものである。また、図７に示す車輪用軸受装置では、ハブ輪２の軸部４０の外周面にスプライン（またはセレーション）部４４が設けられ、外側継手部材３の貫孔４１の内周面に、ハブ輪２のスプライン（またはセレーション）部４４に噛合するスプライン（またはセレーション）部４５が形成されている。
また、図８に示す車輪用軸受装置では、ハブ輪本体部４２及び軸部４０がそれぞれ筒状とされ、外側継手部材３の貫孔４１の内周面に凹凸部４５ａが形成され、この凹凸部４５ａの凸部がハブ輪２の軸部４０の外周面に塑性結合している。
図６〜図８に示す車輪用軸受装置の他の構成は図１に示す車輪用軸受装置の構成と同様であるので、図６〜図８において、図１に示す車輪用軸受装置の構成と同一構成については、図１と同一符号を付してその説明を省略する。
従って、この図６〜図８に示す車輪用軸受装置であっても、図１に示す車輪用軸受装置と同様、ハブ輪２と等速自在継手４と外方部材５と転動体６とを組付けた状態にて、フランジの取付面２１の旋削加工が可能である。
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、車輪用軸受装置として、従動輪用であっても駆動輪用であってもよい。また、実施形態では、転動体６をボールにて構成したが、転動体に円すいころを使用してもよい。
本発明の製造方法にて製造した車輪用軸受装置の断面図である。 本発明の製造方法における加工状態の断面図である。 第１変形例の車輪用軸受装置の断面図である。 第２変形例の車輪用軸受装置の断面図である。 第３変形例の車輪用軸受装置の断面図である。 第４変形例の車輪用軸受装置の断面図である。 第５変形例の車輪用軸受装置の断面図である。 第６変形例の車輪用軸受装置の断面図である。 従来の車輪用軸受装置の断面図である。
符号の説明
１ フランジ
２ ハブ輪
３ 外側継手部材
４ 等速自在継手
５ 外方部材
６ 転動体
２１ ブレーキロータ側取付面
Ｏ 軸心
Ｓ サブアセンブリ体

Claims (3)

  1. 外径方向に延びるフランジを有するハブ輪と、このハブ輪に外側継手部材が固定される等速自在継手と、ハブ輪及び外側継手部材の外周側に配設され、筒状本体部および車体に取り付けるためのフランジを有する外方部材と、外方部材とハブ輪及び外側継手部材との間に介装される転動体とを備えた車輪用軸受装置の製造方法において、
    ハブ輪と等速自在継手と外方部材と転動体とを組立てたサブアセンブリ体を形成した後、外方部材の車体取付フランジのうち、ハブ輪のフランジと対向しない側の側面を第２爪部材で支持すると共に、筒状本体部の外周面を、第２爪部材と独立して半径方向に往復移動可能の第１爪部材で支持することにより、前記サブアセンブリ体の外方部材を固定した状態で、外側継手部材に回転駆動力を与えてハブ輪と外側継手部材をサブアセンブリ体軸心廻りに回転させつつ、前記ハブ輪のフランジのブレーキロータ側取付面を旋削加工することを特徴とする車輪用軸受装置の製造方法。
  2. 前記外側継手部材の軸部をハブ輪の孔部に挿入して、ハブ輪と外側継手部材とを一体化していることを特徴とする請求項１の車輪用軸受装置の製造方法。
  3. 前記ハブ輪の軸部を外側継手部材の孔部に挿入して、ハブ輪と外側継手部材とを一体化していることを特徴とする請求項１の車輪用軸受装置の製造方法。
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