JP5233367B2 - 車輪用転がり軸受装置の加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、車輪用転がり軸受装置の加工方法に関する。

従来、車輪用転がり軸受装置の加工方法としては、特開２００２−３７０１０４号公報（特許文献１）に記載されているものがある。

この車輪用転がり軸受装置の加工方法は、外輪、内輪、内軸および複数の転動体を有する車輪用転がり軸受装置の外輪を、所定位置に移動不可能に固定した上で、車輪取付用フランジを有する内軸を、その内軸の周方向に回転させながら、上記車輪取付用フランジの車輪取付面に、刃具を接触させて、上記車輪取付面を切削加工するようになっている。

しかしながら、上記従来の車輪用転がり軸受装置の加工方法では、外輪を移動不可に固定して、内軸を回転させて、内軸の車輪取付面を切削しているから、車輪用転がり軸受装置の加工の際、外輪の位置と、内軸の回転の基準となる内軸の所定箇所の位置とが位置決めされることになって、外輪の振れが許容されずその振れが強制的に防止されることになって、車輪用転がり軸受装置に局所的に大きな応力が発生し、車輪用転がり軸受装置に損傷が発生することがある。

一方、上記外輪の振れの強制的な防止に起因する損傷を回避するために、外輪を内軸に対して相対回転可能な状態にして、内軸を回転させて、内軸の車輪取付面を切削すると、上記外輪の挙動が不安定になって振動等が発生して、車輪用転がり軸受装置の直角度や、車輪取付面の平面度が悪くなることがあり、自動車の制動時に耳障りな異音（ジャダー音）が発生することがある。
特開２００２−３７０１０４号公報

そこで、本発明の課題は、車輪用転がり軸受装置に損傷が発生することを抑制できて、車輪用転がり軸受装置の直角度や車輪取付面の平面度の加工精度を向上させることができ、かつ、異音の発生を抑制できる車輪用転がり軸受装置の加工方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の車輪用転がり軸受装置の加工方法は、
軌道面を有する第１軌道部材、軌道面を有する第２軌道部材、および、上記第１軌道部材の上記軌道面と上記第２軌道部材の上記軌道面との間に配置された複数の転動体を備え、上記第１軌道部材が、車輪が直接的または間接的に取り付けられると共に、ボルト挿通穴を有する車輪取付用フランジを備える車輪用転がり軸受装置を加工する車輪用転がり軸受装置の加工方法であって、
上記第１軌道部材と上記第２軌道部材と上記複数の転動体とを組み付け、
ボルトを上記ボルト挿通穴に挿通して、上記ボルトの頭部を上記車輪取付用フランジに当接させ、
上記第２軌道部材を上記第１軌道部材の中心軸に対する上記第２軌道部材の中心軸の相対位置が変動可能な状態にすると共に、上記第２軌道部材を上記第１軌道部材と同期回転する状態にし、
その後、上記第１軌道部材の上記軌道面の加工の基準である上記第１軌道部材の軌道面加工基準部を基準として、上記第１軌道部材を上記第１軌道部材の周方向に回転させ、
上記第１軌道部材が回転している状態で、上記車輪取付用フランジの車輪取付面における上記ボルト挿通穴よりも径方向の外方の部分に、刃具を接触させて、上記車輪取付面を切削加工することを特徴としている。

本発明によれば、上記第２軌道部材を上記第１軌道部材の中心軸に対する上記第２軌道部材の中心軸の相対位置が変動可能な状態にすると共に、上記第２軌道部材を上記第１軌道部材と同期回転する状態にした上で、上記第１軌道部材を上記第１軌道部材の周方向に回転させて、回転している上記車輪取付面における上記ボルト挿通穴よりも径方向の外方の部分に刃具を接触させて、上記車輪取付面を切削加工するから、車輪取付面の切削加工の際に、第２軌道部材の振れが許容されて、その振れが強制的に防止されることがない。したがって、車輪取付面の切削加工の際に、車輪用転がり軸受装置に、上記強制的な力に起因する応力の集中箇所が、発生することがなくて、車輪取付面の切削加工の際に車輪用転がり軸受装置に損傷が発生することを抑制できると共に、上記車輪用転がり軸受装置の中心軸と、車輪取付面との直角度を向上させることができる。

また、本発明によれば、上記ボルトの頭部が上記車輪取付用フランジに当接している状態、かつ、上記車輪取付面が回転している状態で、上記車輪取付面を切削加工するから、上記ボルトを上記ボルト挿通穴にネジ込んだことに起因して、上記車輪取付面に発生する凹凸を平坦にすることができる。したがって、車輪取付面の切削を行った後にボルトをボルト挿通穴に挿通する場合と比較して、車輪取付面の平坦度（平面度）を良くすることができる。

また、本発明によれば、上記第１軌道部材の上記軌道面の加工の基準である上記第１軌道部材の軌道面加工基準部を基準として、上記第１軌道部材を上記第１軌道部材の周方向に回転させて、回転している上記車輪取付面を切削加工するから、車輪用転がり軸受装置の直角度や車輪取付面の平面度の加工精度を更に向上させることができる。

また、本発明によれば、上記第２軌道部材が上記第１軌道部材と同期回転する状態にした上で、回転している状態の車輪取付面に刃具を接触させて、車輪取付面を切削加工し、第２軌道部材が第１軌道部材に対して相対回転しないから、第２軌道部材が第１軌道部材に対して相対回転することに起因して発生する振動を防止できて、車輪用転がり軸受装置の直角度や車輪取付面の平面度の加工精度を更に向上させることができる。また、車輪用転がり軸受装置の直角度や車輪取付面の平面度の加工精度の低下に起因する異音（ジャダー音）の発生を防止できる。

本発明の車輪用転がり軸受装置の加工方法によれば、第１軌道部材の中心軸に対する第２軌道部材の中心軸の相対位置が変動可能な状態で、第１軌道部材の車輪取付面の切削加工を行うから、車輪取付面の切削加工の際に、第２軌道部材の振れが強制的に防止されることがなくて、車輪取付面の切削加工の際に、車輪用転がり軸受装置に、強制的な力に起因する応力の集中箇所が、発生することがない。したがって、車輪取付面の切削加工の際に車輪用転がり軸受装置に損傷が発生することを抑制できると共に、上記車輪用転がり軸受装置の中心軸と、車輪取付面との直角度を向上させることができる。

また、本発明の車輪用転がり軸受装置の加工方法によれば、ボルトの頭部が上記車輪取付用フランジに当接している状態で、回転している車輪取付面に刃具を接触させて、車輪取付面を切削加工するから、上記ボルトを上記ボルト挿通穴にネジ込んだことに起因して上記車輪取付面に発生する凹凸を平坦にすることができ、車輪取付面の平坦度（平面度）を向上させることができる。

また、本発明の車輪用転がり軸受装置の加工方法によれば、第１軌道部材の軌道面の加工の基準である第１軌道部材の軌道面加工基準部を基準として、第１軌道部材を第１軌道部材の周方向に回転させて、回転している車輪取付面を切削加工するから、車輪用転がり軸受装置の直角度や車輪取付面の平面度の加工精度を更に向上させることができる。

また、本発明の車輪用転がり軸受装置の加工方法によれば、第２軌道部材が第１軌道部材に対して相対回転することを禁止した状態で、すなわち、第２軌道部材が第１軌道部材と同期回転する状態で、回転している状態の車輪取付面に刃具を接触させて、車輪取付面を切削加工するから、第２軌道部材が第１軌道部材に対して相対回転することに起因して発生する振動が発生することがなくて、車輪用転がり軸受装置の直角度や車輪取付面の平面度の加工精度を更に向上することができる。また、加工精度の低下に起因する異音の発生を防止できる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、この発明の一実施形態の車輪用転がり軸受装置の加工方法を説明する模式図であり、加工装置および加工装置に設置されている車輪用転がり軸受装置の軸方向の模式断面図である。

図１に示すように、この実施形態の車輪用転がり軸受装置の加工方法で加工される車輪用転がり軸受装置は、内軸１と、内輪２と、第２軌道部材としての外輪３と、転動体としての複数の第１の玉４と、転動体としての複数の第２の玉５とを備える。

上記内軸１は、軸方向の一端部に、車輪（図示せず）を直接または間接的に取り付ける径方向に広がる円板状の車輪取付用フランジ１５を有する。この車輪取付用フランジ１５の軸方向の外方側の端面は、車輪取付面１９になっている。上記車輪取付用フランジ１５の同心円上には、複数のボルト挿通穴１７が形成されている。各ボルト挿通穴１７には、ボルト１０が、その軸部を車輪用転がり軸受装置の軸方向の外方に向けた状態で、圧入されている。尚、図１では、一つのボルト１０の図示のみを行い、他のボルト１０の図示は、省略している。上記内軸１は、車輪取付用フランジ１５の軸方向の外方の端面から軸方向に突出する環状の突出部７９を有し、突出部７９は、円筒状の内周面５６を有している。

上記内軸１は、その外周面の軸方向の他端部（上記軸方向の一端部と反対側の端部）に、内輪固定用の環状溝４０を有すると共に、その外周面における環状溝４０と車輪取付用フランジ１５との間に、軌道面の一例としてのアンギュラ型の軌道溝２０を有している。

上記内輪２は、内軸１の環状溝４０に圧入されて固定されている。上記内輪２は、その外周面に軌道面の一例としてのアンギュラ型の軌道溝２１を有している。上記内軸１および内輪２は、第１軌道部材を構成している。

上記外輪３は、その外周面の軸方向の他方の側の端部に、車体に取り付けるための車体取付用フランジ４２を有している。外輪３は、その内周面に、軌道面の一例としてのアンギュラ型の第１軌道溝３０と、軌道面の一例としてのアンギュラ型の第２軌道溝３１とを有している。上記第１軌道溝３０は、内軸１の軌道溝２０の径方向の外方に位置している一方、第２軌道溝３１は、内輪２の軌道溝２１の径方向の外方に位置している。

上記複数の第１の玉４は、外輪３の第１軌道溝３０と、内軸１の軌道溝２０との間に、保持器（図示せず）によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置され、上記複数の第２の玉５は、外輪３の第２軌道溝３１と、内輪２の軌道溝２１との間に、保持器（図示せず）によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。

以下、上記車輪用転がり軸受装置の加工方法について説明する。

先ず、内軸１、内輪２、外輪３、第１の玉４および第２玉５を組み付ける。続いて、環状の突出部７９の端面５０を、筒状のストッパ７７の軸方向の一方の側の端面５１に当接させると共に、外輪３の車体取付用フランジ４２の軸方向の端面４４を、加圧支持用カップ６０の開口側の端面５８に当接させる。内軸１の軌道溝２０の加工については詳述しないが、環状の突出部７９の端面５０を基準にして、車輪転がり軸受装置の内軸１の軌道溝２０の研削および研磨加工を行う。環状の突出部７９の端面５０は、軌道面加工基準部になっている。

次に、内軸１の突出部７９の円筒状の内周面５６に、コレットチャック７５の一方の先端部を挿入した後、コレットチャック７５のコレット８０を内軸１から引き離す図１に矢印ａで示す方向に移動させて、コレットチャック７５の上記先端部の外周面５４の外径を大きくして、コレットチャック７５を突出部７９の内周面５６に固定する。

コレット８０の先端部８１は、円錐状の内周面８４を有し、この円錐状の内周面８４は、コレット８０を締め付ける方向（図１に矢印ａで示す方向）にいくにしたがって内径が大きくなっている。また、コレット８０の先端部８１の内周面８４の径方向の内方には、コレットチャック７５のマンドレル８２の先端部８３が配置されている。この先端部８３は、円錐状の外周面８５を有している。先端部８３の外周面８５は、図１に矢印ａで示す方向にいくにしたがって、外径が大きくなっている。このことから、コレットチャック７５のコレット８０を内軸１から引き離す図１に矢印ａで示す方向に移動させることによって、コレットチャック７５の先端部の外周面５４の外径を大きくすることができるのである。

話を加工方法に戻して、次に、車輪取付面１９の各ボルト挿通穴１７に、ボルト１０の軸部を車輪用転がり軸受装置の軸方向の外方に向けた状態で、ボルト１０を圧入して、ボルト１０の頭部を上記車輪取付用フランジに当接させる。

その後、加圧支持用カップ６０から外輪３にコレットチャック７５の方向に所定の力を加えて、外輪３が第１軌道部材（内軸１と内輪２とからなる）と同期回転する状態にする。

その後、内軸１の軌道溝２０の加工の基準である環状の突出部７９の端面５０を、基準として、マンドレル８２を図１に矢印ｂに示す方向に回転させて、コレットチャック７５を矢印ｂに示す方向に回転させ、内軸１を内軸１の周方向に回転させる。このとき、加圧支持用カップ６０も図１に矢印ｂに示す方向に回転する。

そして、ボルト１０の頭部が車輪取付用フランジ１５に当接している状態かつ第１軌道部材（内軸１および内輪２）が回転している状態で、車輪取付面１９におけるボルト挿通穴１７よりも径方向の外方の部分に、刃具９０を接触させて、車輪取付面１９を切削加工する。このようにして、車輪用転がり軸受装置を加工する。

上記加圧支持用カップ６０は、加圧装置（図示しない）に接続されている。具体的には、加圧支持用カップ６０の底部の開口側とは反対側の表面には、軸１０２が接続され、この軸１０２は、球面軸受（図１では模式的に示している）１００を介して、上記加圧装置に接続された軸１０１につながっている。

上記加圧装置は、加工装置からの軸１０１の長さを制御し、加圧支持用カップ６０が外輪３に加える力を制御するようになっている。

球面軸受１００の存在によって、軸１０２は、軸１０１に対して自在に傾くことができ、内軸１の中心軸に対する外輪３の中心軸の相対位置が変動できるようになっている。すなわち、第１軌道部材（内軸１および内輪２）は、外輪３をフレキシブルに支持するようになっている。このことから、車輪取付面１９の加工時において、外輪３の振れが許容されるようになっている。

上記実施形態の車輪用転がり軸受装置の加工方法によれば、内軸１（内軸１の中心軸と内輪２の中心軸とは同一）の中心軸すなわち車輪用転がり軸受装置の回転軸に対する外輪３の相対位置が変動可能な状態でかつ外輪３が内軸１と同期回転する状態にした上で、内軸１を内軸１の周方向に回転させ、回転している車輪取付面１９におけるボルト挿通穴１７よりも径方向の外方の部分に、刃具９０を接触させて、車輪取付面１９を切削加工するから、車輪取付面１９の切削加工の際に、外輪３の振れが許容されて、その振れが強制的に防止されることがない。したがって、車輪取付面１９の切削加工の際に、車輪用転がり軸受装置に、強制的な力に起因する応力の集中箇所が、生成されることがなくて、車輪取付面１９の切削加工の際に車輪用転がり軸受装置に損傷が発生することを抑制でき、車輪用転がり軸受装置の中心軸と、車輪取付面１９との直角度を向上させることができる。

また、上記実施形態の車輪用転がり軸受装置の加工方法によれば、上記ボルト１０の頭部が車輪取付用フランジ１５に当接している状態で、回転している車輪取付面１９を切削加工するから、ボルト１０をボルト挿通穴１７に圧入したことに起因して、車輪取付面１９に発生する凹凸を平坦にすることができる。したがって、車輪取付面の切削を行った後にボルトをボルト挿通穴に圧入する場合と比較して、車輪取付面１９の平坦度（平面度）を良くすることができる。

また、上記実施形態の車輪用転がり軸受装置の加工方法によれば、内軸１の軌道溝２０の加工の基準である軌道面加工基準部としての突出部７９の端面５０を基準として、内軸１を内軸１の周方向に回転させて、回転している車輪取付面１９を切削加工するから、車輪用転がり軸受装置の直角度や車輪取付面１９の平面度の加工精度を更に向上させることができる。

また、上記実施形態の車輪用転がり軸受装置の加工方法によれば、外輪３が内軸１と同期回転する状態にした上で、回転している状態の車輪取付面１９に刃具９０を接触させて、車輪取付面１９を切削加工し、外輪３が内軸１に対して相対回転しないから、外輪３が内軸１に対して相対回転することに起因して発生する振動を防止できて、車輪用転がり軸受装置の直角度や車輪取付面１９の平面度の加工精度を更に向上することができる。また、この加工精度が低下することに起因する異音（ジャダー音）の発生を防止できる。

尚、上記実施形態の車輪用転がり軸受装置の加工方法では、加工する車輪用転がり軸受装置の転動体が玉４,５であったが、この発明では、加工する車輪用転がり軸受装置の転動体は、円錐ころ、円筒ころ、または、球面ころ等、玉以外の転動体であっても良い。また、転動体は、玉、円錐ころ、円筒ころ、球面ころのうちの二つ以上の組み合わせであっても良い。

また、上記実施形態の車輪用転がり軸受装置の加工方法では、ボルト挿通穴１７にボルト１０を圧入した後、加圧支持用カップ６０から外輪３にコレットチャック７５の方向に所定の力を加えるようにしたが、この発明では、ボルト挿通穴へのボルトの圧入は、内軸１を回転させる前であれば如何なるタイミングで行っても良い。

この発明の一実施形態の車輪用転がり軸受装置の加工方法を説明する模式図である。

符号の説明

１ 内軸
２ 内輪
３ 外輪
４ 第１の玉
５ 第２の玉
１０ ボルト
１７ ボルト挿通穴
１５ 車輪取付用フランジ
１９ 車輪取付面
２０ 内軸の軌道溝
２１ 内輪の軌道溝
３０ 第１軌道溝
３１ 第２軌道溝
５０ 突出部の端面
５１ ストッパの軸方向の一方の側の端面
６０ 加圧支持用カップ
７５ コレットチャック
７７ ストッパ
７９ 突出部
８０ コレット
８２ マンドレル
９０ 刃具
１００ 球面軸受
１０１,１０２ 軸

Claims (1)

1. 軌道面を有する第１軌道部材、軌道面を有する第２軌道部材、および、上記第１軌道部材の上記軌道面と上記第２軌道部材の上記軌道面との間に配置された複数の転動体を備え、上記第１軌道部材が、車輪が直接的または間接的に取り付けられると共に、ボルト挿通穴を有する車輪取付用フランジを備える車輪用転がり軸受装置を加工する車輪用転がり軸受装置の加工方法であって、
   上記第１軌道部材と上記第２軌道部材と上記複数の転動体とを組み付け、
   ボルトを上記ボルト挿通穴に挿通して、上記ボルトの頭部を上記車輪取付用フランジに当接させ、
   上記第２軌道部材を上記第１軌道部材の中心軸に対する上記第２軌道部材の中心軸の相対位置が変動可能な状態にすると共に、上記第２軌道部材を上記第１軌道部材と同期回転する状態にし、
   その後、上記第１軌道部材の上記軌道面の加工の基準である上記第１軌道部材の軌道面加工基準部を基準として、上記第１軌道部材を上記第１軌道部材の周方向に回転させ、
   上記第１軌道部材が回転している状態で、上記車輪取付用フランジの車輪取付面における上記ボルト挿通穴よりも径方向の外方の部分に、刃具を接触させて、上記車輪取付面を切削加工することを特徴とする車輪用転がり軸受装置の加工方法。

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