JP4994617B2 - 車輪軸受装置の加工方法 - Google Patents

Description

この発明は、車輪軸受装置の加工方法、より詳しくはハブ輪の車輪取付フランジのブレーキロータ取付け面を切削加工する方法に関する。

自動車の車輪軸受装置には駆動輪用と非駆動輪用とが存在する。いずれにしても、車輪軸受装置においては、ブレーキロータの回転時における制動面すなわちパッド摺動面の面振れが制動時のブレーキジャダの発生の原因となるため、車輪軸受装置の各部品に高い加工精度と高い寸法精度が求められる。しかしながら、各部品の加工精度を高めたとしても、各部品の加工誤差が車輪軸受装置の組立て時に集積するばかりでなく、組立て誤差も発生するため、ブレーキロータのパッド摺動面の面振れを抑制することができない。

そのような不都合を解消するため、実装状態に組み立てたブレーキロータ付き車輪軸受装置を切削加工機に装着し、そのブレーキロータ付き車輪軸受装置を実装状態に支持した状態でブレーキロータを回転させてパッド摺動面を切削する切削加工方法が既に提案されている（米国特許第６２４７２１９号明細書）。

上記従来の方法によれば、ブレーキロータ付き車輪軸受装置の実装状態でブレーキロータのパッド摺動面を切削するため、各部品の加工誤差が集積した集積誤差やブレーキロータの固定時に発生する歪み等は切削によって除去される。このため、切削完了後のブレーキ付き車輪軸受装置を実車に組み付けることにより、ブレーキロータ付き車輪軸受装置は切削加工終了時の状態に復元し、ブレーキロータの回転時におけるパッド摺動面の面振れはきわめて小さく、ブレーキロータをきわめて高精度に回転させることができる。
米国特許第６４１５５０８号明細書

ブレーキロータ付き車輪軸受装置の実装状態でブレーキロータのパッド摺動面を切削加工するようにした従来の加工方法は、ブレーキロータ回転時におけるパッド摺動面の面振れを抑え、制動時に振動が発生することを防止することを目的とする加工法であるが、転動体を介して相対回転する外方部材と内方部材のうち、外方部材を固定した状態で内方部材に組み付けたブレーキロータのパッド摺動面を切削するものであり、切削荷重負荷時に転動体接触面の変形で軸受回転軸心と加工軸心にぶれが生じ、結果的にその分は面振れ精度が劣化する。図７を参照して説明するならば、外方部材２をチャックし、外方部材２のフランジ面４を基準面としてハブ輪６のフランジ面８を旋削する。このため、軸受自身の精度（アキシアル振れ、剛性等）が加工後のハブ輪フランジ精度に影響を及ぼす。

この発明の課題は、軸受部分の精度（アキシアル振れ、剛性等）が加工後のハブ輪フランジ精度に影響を及ぼすことがないようにすることである。

この発明は、外周に車体取付フランジを有し内周に２列の軌道を有する外方部材と、外周に車輪取付フランジを有するハブ輪とハブ輪の小径部に配置した内輪とからなる内方部材と、外方部材の軌道と内方部材の軌道との間に介在して両者を相対回転自在に支持する２列の転動体とを具備する車輪軸受装置の車輪取付フランジ面を切削加工する方法であって、ハブ輪単体で、ハブ輪の内輪突き当て面を基準に、ハブ輪のホイールパイロット端面を旋削し、前記外方部材と前記内方部材と前記２列の転動体を組み立てて前記車輪軸受装置を組み立てた後、前記車輪軸受装置のハブ輪のホイールパイロット端面基準でハブ輪の車輪取付フランジのブレーキロータ取付け面を旋削することを特徴とするものである。

ハブ輪のホイールパイロット端面を旋削するときは、請求項１の発明のようにハブ輪の内輪突き当て面または請求項２の発明のようにハブ輪の軌道を基準とする。

ハブ輪の車輪取付フランジのブレーキロータ取付け面を旋削する際のチャック位置としては、ハブ輪のホイールパイロット外径（請求項３）、ハブ輪のホイールパイロット内径（請求項４）、ハブ輪のセレーション孔内径（請求項５）、ハブ輪の車輪取付フランジの外径（請求項６）が挙げられる。

ハブ輪のホイールパイロット端面を基準に、ハブ輪の車輪取付フランジのブレーキロータ取付け面を旋削することにより、外方部材を拘束することなく、面振れを抑えた高精度な加工が可能となる。具体例を挙げるならば、フランジ面の面振れを１０μｍ以下とすることができる。

したがって、この発明によれば、ハブ輪の車輪取付フランジのブレーキロータ取付け面の、ひいてはブレーキロータのパッド摺動面の、回転振れを極めて小さくすることができ、実装状態でのブレーキロータの回転精度を改善し、制動時のブレーキジャダの発生を抑制することができる。

まず、加工方法を説明する前に、その対象である車輪軸受装置について説明する。

駆動輪用の車輪軸受装置の一例を図１に示す。この車輪軸受装置は、軸受外輪に相当する外方部材１０と、軸受内輪に相当する内方部材２０と、外方部材１０と内方部材２０との間に介在させた２列の転動体３６を主要な構成要素としている。

外方部材１０は、ナックル等の車体に固定するためのフランジすなわち車体取付フランジ１２が外周に設けてあり、内周に二つの軌道１４が形成してある。外方部材の符号１６で指してある部分は、ナックル等に形成した取り付け孔に挿入するパイロット部であって、ここではナックルパイロットと呼ぶこととする。

内方部材２０はハブ輪２０Ａと内輪２０Ｂとからなっている。ハブ輪２０Ａは、図３の左側に現れているアウトボード側の端部にホイールパイロット２２が形成してあり、反対側のインボード側の端部に小径部２４が形成してある。ハブ輪２０Ａの中心部には軸方向に貫通したスプライン（またはセレーション。以下同じ。）孔２６が形成してある。ハブ輪２０Ａのアウトボード側端部の外周には、車輪を取り付けるためのフランジすなわち車輪取付フランジ２８が設けてある。車輪取付フランジ２８には複数のハブボルト３０が取り付けてある。ハブ輪２０Ａの中間部外周には軌道３２が形成してある。

内輪２０Ｂはハブ輪２０Ａの小径部２４にたとえば締りばめで配置してあり、小径部２４から半径方向に立ち上がった面２５に内輪２０Ｂの端面を突き当ててある。この意味で面２５を内輪突き当て面と呼ぶこととする。内輪２０Ｂの外周には軌道３４が形成してある。ハブ輪２０Ａの軌道３２と内輪２０Ｂの軌道３４は外方部材１０の二つの軌道１４に対応する。そして、外方部材１０の軌道１４と内方部材２０（ハブ輪２０Ａおよび内輪２０Ｂ）の軌道３２，３４との間に２列の転動体３６が転動自在に介在して、外方部材１０と内方部材２０を相対回転自在に支持する。

なお、外方部材１０と内方部材２０の対向面間における両端部にシール３８が装着してある。シール３８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。

上述の構成からなる車輪軸受装置においては、実車への組付けに際し、外方部材１０の車体取付フランジ１２をボルト締結によって車体に取り付ける。また、ハブ輪２０Ａのスプライン孔２６に等速自在継手の外側継手部材に設けたスプライン軸を挿入し、そのスプライン軸の先端に形成したねじ軸にナットをねじ係合させて規格トルクで締め付け、ハブ輪２０Ａと内輪２０Ｂを軸方向に加圧することにより、軸受に予圧を付与する。さらに、車輪取付フランジ２８のハブボルト３０にブレーキロータ（図示省略）と車輪のホイール（図示省略）を取り付け、ホイールナット（図示省略）を締め付ける。ホイールはホイールパイロット２２によって、ブレーキロータはブレーキパイロット２１によって、それぞれ心出しされる。

次に、上記車輪軸受装置におけるハブ輪２０Ａの車輪取付フランジ２８のフランジ面２９の加工方法を説明する。第一の実施の形態の加工方法は第一工程と第二工程から成り立っている。第一工程では、ハブ輪２０Ａ単体で、内輪突き当て面２５を基準に、ハブ輪２０Ａのホイールパイロット２２の端面２３を旋削加工する。第二工程では、軸受を組み立てた後、ハブ輪２０Ａのホイールパイロット２２の外径面をチャックし、ホイールパイロット端面２３を基準面にして車輪取付フランジ２８のフランジ面２９を旋削する。

第一工程は、図２に従って説明するならば次のとおりである。車輪軸受装置の内方部材２０を構成するハブ輪２０Ａを小径部２４にてチャック装置４２により保持する。このとき、チャック装置４２を内輪突き当て面２５に突き当てる。ハブ輪２０Ａのスプライン孔２６にケレ４６のスプライン軸を挿入し、ケレ４６を矢印で示すように回転させることにより、ハブ輪２０Ａが車輪軸受装置の回転中心で回転するように回転力を与える。そして、白抜き矢印で示すようにバイト４４に送りをかけ、ホイールパイロット２２の端面２３を内輪突き当て面２５基準で旋削する。この加工により、各部材の寸法誤差や組立て誤差に拘らず、車輪軸受装置の回転時のホイールパイロット２２の端面２３の軸方向の振れは十分に小さくすることが可能となる。

第二工程は、図１に従って説明するならば次のとおりである。第一工程を終えた車輪軸受装置を、図１に示すように、ホイールパイロット２２の外径面にてチャック装置４８により保持する。このとき、チャック装置４８をホイールパイロット２２の端面２３に突き当てる。この状態でスプライン孔２６にケレ５２のスプライン軸を挿入して内方部材２０を回転させ、白抜き矢印で示すようにバイト５０に送りをかけてハブ輪２０Ａの車輪取付フランジ２８のフランジ面２９を旋削する。

この実施の形態によれば、第一工程で車輪軸受装置の回転に対する軸方向の面振れ精度を極めて小さくしたホイールパイロット２２の端面２３が確保でき、第二工程ではこれを基準としてハブ輪２０Ａの車輪取付フランジ２８のフランジ面２９を旋削することから、車輪軸受装置の回転に対するフランジ面２９の、ひいてはこのフランジ面２９に固定するブレーキロータのパッド摺動面の、軸方向の面振れを極めて小さくすることができる。

さらに、ブレーキロータを車輪取付フランジ２８に固定する時に発生する歪も除去される。また、従来の方式では外方部材１０を固定してハブフランジ面を切削するため、切削荷重負荷がかかった場合に転動体接触面の変形で軸受回転軸心と加工軸心にぶれが生じ、結果的にその分は面振れ精度が劣化する現象が見られたが、この実施の形態では、フランジ面２９を旋削する時は外方部材１０は拘束されておらず、それゆえに軸受回転中心と加工軸心にぶれが生じにくく、それだけ高精度に加工することが可能である。

第一工程に関して、ハブ輪２０Ａのホイールパイロット端面２３を旋削する際には内輪突き当て面２５を基準にすると述べたが、ハブ輪２０Ａの軌道３２を基準にホイールパイロット端面２３を旋削するようにしてもよい。

また、第二工程でフランジ面２９を旋削する際、ハブ輪２０Ａをホイールパイロット２２の外径面にてチャック装置４８により保持しているが、このときのハブ輪２０Ａのチャック位置としては、図１に示すようにホイールパイロット２２の外径のほか、ホイールパイロット２２の内径（図３）、セレーション孔２６の内径（図４）、車輪取付フランジ２８の外径（図５）でもよい。

第二の実施の形態は、第一工程で、図６に示すように、ハブ輪２０Ａ単体で、ホイールパイロット２２の端面２３を基準に、ハブ輪２０Ａの外周面を研削するようにしたものである。この場合、チャック装置５４でホイールパイロット２２の端面２３を支持し、少なくとも軌道３２、内輪突き当て面２５、小径部２４を含むハブ輪２０Ａの外周面に対応する輪郭を備えた総形砥石５６を使用する。第二工程に関しては、上で第一の実施の形態について述べたところがすべて当てはまる。

なお、車輪軸受装置としては、内方部材２０（ハブ輪２０Ａ）にスプライン孔２６が形成してある駆動輪用を例にとって説明したが、ハブ輪２０Ａが中実の非駆動輪用の車輪軸受装置であってもよい。

この発明の加工方法の第二工程を説明するための縦断面図である。 この発明の加工方法の第一工程を説明するための縦断面図である。 第二工程の変形例を示す図１と類似の縦断面図である。 第二工程の変形例を示す図１と類似の縦断面図である。 第二工程の変形例を示す図１と類似の縦断面図である。 この発明の第二の実施の形態を示す図２と類似の縦断面図である。 従来の技術を示す縦断面図である。

符号の説明

１０ 外方部材
１２ 車体取付フランジ
１４ 軌道
１６ ナックルパイロット
２０ 内方部材
２０Ａ ハブ輪
２１ ブレーキパイロット
２２ ホイールパイロット
２３ 端面
２４ 小径部
２５ 内輪突き当て面
２６ スプライン孔
２８ 車輪取付フランジ
３０ ハブボルト
３２ 軌道
２０Ｂ 内輪
３４ 軌道
４２，４８，５４ チャック装置
４４，５０ バイト
４６，５２ ケレ
５６ 総形砥石

Claims (6)

1. 外周に車体取付フランジを有し内周に２列の軌道を有する外方部材と、外周に車輪取付フランジを有するハブ輪とハブ輪の小径部に配置した内輪とからなる内方部材と、外方部材の軌道と内方部材の軌道との間に介在して両者を相対回転自在に支持する２列の転動体とを具備する車輪軸受装置の車輪取付フランジ面を切削加工する方法であって、
   ハブ輪単体で、ハブ輪の内輪突き当て面を基準に、ハブ輪のホイールパイロット端面を旋削し、
   前記外方部材と前記内方部材と前記２列の転動体を組み立てて前記車輪軸受装置を組み立てた後、
   前記車輪軸受装置のハブ輪のホイールパイロット端面基準でハブ輪の車輪取付フランジのブレーキロータ取付け面を旋削する、車輪軸受装置の加工方法。
2. 外周に車体取付フランジを有し内周に２列の軌道を有する外方部材と、外周に車輪取付フランジを有するハブ輪とハブ輪の小径部に配置した内輪とからなる内方部材と、外方部材の軌道と内方部材の軌道との間に介在して両者を相対回転自在に支持する２列の転動体とを具備する車輪軸受装置の車輪取付フランジ面を切削加工する方法であって、
   ハブ輪単体で、ハブ輪の軌道を基準に、ハブ輪のホイールパイロット端面を旋削し、
   前記外方部材と前記内方部材と前記２列の転動体を組み立てて前記車輪軸受装置を組み立てた後、
   前記車輪軸受装置のハブ輪のホイールパイロット端面基準でハブ輪の車輪取付フランジのブレーキロータ取付け面を旋削する、車輪軸受装置の加工方法。
3. ハブ輪の車輪取付フランジのフランジ面を旋削する時、ハブ輪のホイールパイロット外径をチャックする、請求項１または２の車輪軸受装置の加工方法。
4. ハブ輪の車輪取付フランジのフランジ面を旋削する時、ハブ輪のホイールパイロット内径をチャックする、請求項１または２の車輪軸受装置の加工方法。
5. ハブ輪の車輪取付フランジのフランジ面を旋削する時、ハブ輪のセレーション内径をチャックする、請求項１または２の車輪軸受装置の加工方法。
6. ハブ輪の車輪取付フランジのフランジ面を旋削する時、ハブ輪の車輪取付フランジの外径をチャックする、請求項１または２の車輪軸受装置の加工方法。

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