JP6471597B2 - 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。
図11は、特許文献1に開示された車輪用軸受装置500を示す。車輪用軸受装置500は、ハブ軸520と、ハブ軸520の外周側に配置された外輪510と、を有する。ハブ軸520は、車両アウタ側の端部にフランジ522を有する。このフランジ522に車輪が取付けられる。外輪510は、車両固定部材に固定される。なお、ハブ軸520は、転動体530によって、外輪510に対して相対回転可能に支持されている。
車輪用軸受装置500においては、ハブ軸520と外輪510との間への異物(路面から飛散した雨水や泥水等)の浸入を防止することが望まれる。そこで、ハブ軸520と外輪510との間が両端部から塞がれる。車両アウタ側においては、図11に示すように、ハブ軸520におけるフランジ522の根元部位と外輪510との間に、密封装置540が組み付けられている。密封装置540は、シール部材560と、シール部材560に隣接して配置されたスリンガ550とを有する。シール部材560は、芯金570とシール体580とを有する。芯金570は、外輪510の内周面に圧入された筒状部570aと、筒状部570aから径方向内方へ張り出した環状部570bと、を有する。この環状部570bにシール体580が一体に取付けられている。シール体580は弾性体で構成されている。
スリンガ550は、ハブ軸520に圧入されたスリンガ筒状部550aと、スリンガ筒状部550aから径方向外方へ張り出したスリンガ環状部550bと、を有する。このスリンガ環状部550bに、シール体580の先端であるシールリップ580aが摺動可能に接触されている。この接触により、ハブ軸520と外輪510との間が車両アウタ側から密封されている。なお、スリンガ550はステンレス製であり、錆びにくい。そのため、スリンガ環状部550bに接触しているシールリップ580aは、錆びと接触して磨耗することが防止される。
例えばシールリップ580aをフランジ522に接触させてハブ軸520と外輪510との間を密封する場合がある。この場合、図示しない車輪から跳ね上がった水でフランジ522が錆びると、その錆びとの接触によりシールリップ580aが磨耗する。特許文献1の技術においては、スリンガ550を設けることで、この磨耗を防止でき、密封性の低下が防止される。
特開2013−217419号公報
特許文献1の技術において(図11参照)、シール体580とスリンガ550との位置関係が近すぎると、スリンガ環状部550bに対するシールリップ580aの接触圧力が過大になり、車輪用軸受装置500にかかるトルクが過大になる。一方、シール体580とスリンガ550との位置関係が遠すぎると、スリンガ環状部550bに対するシールリップ580aの接触圧力が過小になり、所望の密封性を得られない。ところで、特許文献1には、スリンガ550の位置決め手法が示されていない。そこで、本発明者は、このタイプの車輪用軸受装置には、スリンガの位置決め精度を向上できる余地があることを見出した。
本発明の課題は、車輪用軸受装置において、車両アウタ側の密封装置のスリンガをハブ軸に組み付ける際に、スリンガの位置決め精度を向上させることにある。
上記の課題を解決するため、本発明はつぎの手段をとる。
車両アウタ側の端部に車輪取付用のフランジを有するとともに、前記フランジの根元に位置する基軸部と、大径軸部と、小径軸部と、を前記フランジから車両インナ側へ向かって段差状に有するハブ軸と、前記小径軸部に嵌合された内輪と、前記大径軸部及び前記内輪の外周側に同心で配置された外輪と、前記大径軸部及び前記内輪と、前記外輪との間に転動可能に配置された複列の転動体と、スリンガを有するとともに前記基軸部と前記外輪との間に組み付けられた密封装置と、を備え、前記大径軸部は、車両アウタ側の前記転動体が転動するアウタ側軌道面を有し、前記アウタ側軌道面と前記基軸部との間には、前記転動体が接触しないエッジ部が設けられている車輪用軸受装置の製造方法であって、前記エッジ部を基準部位として、治具を押圧して前記スリンガを前記基軸部に圧入することにより、前記基軸部に対する前記スリンガの位置決めを行うスリンガ圧入工程を有する。
本発明によれば、車輪用軸受装置において、車両アウタ側の密封装置のスリンガをハブ軸に組み付ける際に、スリンガの位置決め精度を向上させることができる。
車輪用軸受装置を表した断面図である。 図1のII領域を拡大して表した断面図である。 図2のIII領域を拡大して表した断面図である。 ハブ軸研磨工程を図2に対応する領域によって表した断面図である。 スリンガ圧入工程を図2に対応する領域によって表した断面図である。 図5のVI領域を拡大して表した断面図である。 外輪組み付け工程を図2に対応する領域によって表した断面図である。 治具を表した斜視図である。 治具の変更例を図5との対応によって表した断面図である。 治具の変更例を図5との対応によって表した断面図である。 従来技術における車両用軸受装置の一部を表した断面図である。
以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。図1〜3に示す車輪用軸受装置1は、複列の円錐ころ軸受構造とされている。車輪用軸受装置1は、外輪10と、ハブ軸40と、内輪20と、転動体である円錐ころ31,32と、密封装置200と、を有する。
外輪10は、フランジ12を有する。フランジ12は、図示しない車両固定部材(例えばナックル)に固定されている。外輪10の内周面には、アウタ側外輪軌道面14とインナ側外輪軌道面16とが形成されている。
ハブ軸40は、軸部42と、軸部42の車両アウタ側の端部に形成されたフランジ44と、を有する。軸部42は、外輪10の内周側で外輪10と同心に配置されている。軸部42と外輪10との間には、周方向に連続した環状空間Tが形成されている。フランジ44は、外輪10の車両アウタ側で外輪10の外部に位置している。フランジ44には、ボルトBによって図示しない車輪が固定されている。
軸部42は、車両アウタ側から車両インナ側へ順に、基軸部50と、大径軸部70と、小径軸部90と、を有する。基軸部50と、大径軸部70と、小径軸部90とはそれぞれ、車両アウタ側から車両インナ側へ向けて径が縮まる段差状に形成されている。
基軸部50は、フランジ44の車両インナ側の根元(付け根)から連続して設けられている。基軸部50は、軸部42の軸線方向に延びている。基軸部50は、大径軸部70よりも大径である。基軸部50は、外輪10の車両アウタ側端部18と対向している。基軸部50には、後で説明するスリンガ210が圧入されている。
大径軸部70は、基軸部50に隣接する段差状の部位と、基軸部50から一段下がった位置で軸部42の軸線方向へ延びる部位と、を含んで構成されている。大径軸部70の車両アウタ側は、外輪10のアウタ側外輪軌道面14と対応して、アウタ側内輪軌道面101(アウタ側軌道面)を構成している(図2参照)。このアウタ側内輪軌道面101とアウタ側外輪軌道面14との間に、車両アウタ側の円錐ころ31が転動可能に配置されている。円錐ころ31は、周方向に等間隔で複数個配置されている。
アウタ側内輪軌道面101は、第1転動面72と第2転動面60とを有する(図2参照)。第1転動面72は、車両アウタ側に向けて径が広がる円錐状に構成されている。第1転動面72は、円錐ころ31の円錐面31aと接触している。第2転動面60は、基軸部50に隣接する段差状の部位で構成されている。第2転動面60は、第1転動面72の車両アウタ側の端部から径方向外方へ屈曲し、円錐ころ31の大径側端面31bに沿って直線状に延びている。そして、第2転動面60は、円錐ころ31の大径側端面31bと接触している。
なお、第2転動面60は、径方向外方側に向かうにしたがって車両インナ側に傾斜している(図2,3参照)。そして、第2転動面60の径方向外方の端部は、つぎに説明するエッジ部Eに連続している(滑らかに接続されている)。エッジ部Eは、第2転動面60から基軸部50に至る間が曲線状に鋭角に曲がった曲がり目を構成している。エッジ部Eは車両アウタ側において基軸部50に連続している(滑らかに接続されている)。
エッジ部Eは、第2転動面60と基軸部50との間の部位であり、転動体31の大径側端面31bが接触しない部位である(図3参照)。エッジ部Eは、第2転動面60から基軸部50に向かって、円錐ころ31の大径側端面31bから離れるように(逃げるように)曲面状に形成されている。エッジ部Eの車両インナ側の境界は、エッジ部Eの曲面形状と第2転動面60の直線形状との交点である第1交点C1である。エッジ部Eの車両アウタ側の境界は、エッジ部Eの曲面形状と基軸部50の外周面との交点である第2交点C2である。これらの両交点C1,C2の間がエッジ部Eの領域である。図3に示すように、エッジ部Eは円錐ころ31の大径側端面31bと接触していない構成である。
小径軸部90は、大径軸部70に隣接する段差状の部位と、大径軸部70から一段下がった位置で軸部42の軸線方向へ延びる部位と、を含んで構成されている(図1参照)。小径軸部90は、外輪10のインナ側外輪軌道面16と対応した位置にある。小径軸部90には、内輪20が嵌合されている。小径軸部90の先端部位は、内輪20をかしめたかしめ部92となっている。また、大径軸部70に隣接する段差状の部位は、内輪20が突き当てられた内輪突き当て面80を形成している。
内輪20の外周面には、インナ側内輪軌道面24が形成されている。そして、このインナ側内輪軌道面24とインナ側外輪軌道面16との間に、車両インナ側の円錐ころ32が転動可能に配置されている。円錐ころ32は、周方向に等間隔で複数個配置されている。
密封装置200は、スリンガ210と、シール部材220と、を有する(図2参照)。スリンガ210は、例えばステンレスで構成されている。スリンガ210は基軸部50に圧入されたスリンガ筒状部210aと、スリンガ筒状部210aから径方向外方へ張り出した円環状のスリンガ環状部210bと、を有する。スリンガ210は、外輪10の車両アウタ側端部18とハブ軸40の基軸部50との間に位置している。
シール部材220は、金属製の芯金230と、弾性体(例えばゴム)で構成されたシール体240と、を有する。芯金230は、外輪10の車両アウタ側端部18の内周面に圧入された芯金筒状部230aと、芯金筒状部230aから径方向内方へ張り出した芯金環状部230bと、を有する。この芯金230に対して、車両アウタ側からシール体240が一体的に接着されている。シール体240は、芯金環状部230bから車両アウタ側に延びる複数のシールリップ240aを有する。これらのシールリップ240aは、スリンガ環状部210bに対して摺動可能に接触している。この接触により、外輪10の車両アウタ側端部18とハブ軸40の基軸部50との間の環状空間Tが密封されている。なお、スリンガ210とシール体240とは、スリンガ環状部210bに対するシールリップ240aの接触圧力が過不足しない、適切な位置に互いに配置されている。したがって、密封装置200は、所望する密封機能を奏する。
つづいて、車輪用軸受装置1の製造方法について説明する。車輪用軸受装置1は、車両アウタ側の部材から順次セットされて組立てられる。なお、組立前のハブ軸40においては、小径軸部90の先端部位にかしめ部92(図1参照)が形成されていない。つまり、小径軸部90の先端部位は直線状に延びている。
車輪用軸受装置1の組立においては、まず、ハブ軸研磨工程S1(図4参照)が行われる。ハブ軸研磨工程S1では、ハブ軸40の小径軸部90(図1参照)からフランジ44の基端部位までの外周面が連続して研磨加工される。当然、アウタ側内輪軌道面101、エッジ部E、及び基軸部50も、連続して研磨加工される。なお図4では、研磨加工が施された研磨加工領域Fがハッチングにて示されている。
この後、スリンガ圧入工程S2(図5参照)が行われる。このスリンガ圧入工程S2では、スリンガ210がハブ軸40の基軸部50に圧入される。この圧入に際しては、図8に示す治具300が用いられる。治具300は、円筒状に構成されている。治具300の内周面は、一方端と他方端との間で、径が2つに異なっている。第1内周面321の径である第1径L1は、ハブ軸40の第1転動面72(図5参照)の径よりも大きく、基軸部50の径よりも小さい。第2内周面322の径である第2径L2は、ハブ軸40の基軸部50(図5参照)の径よりも大きい。第2径L2は、詳細には、スリンガ210のスリンガ筒状部210a(図5参照)の径よりも大きく、スリンガ環状部210bの先端縁Wの径よりも小さい。
第1内周面321と第2内周面322との間には、図8に示すように、両内周面321,322の間の段差形状にて構成された円環状の押圧規制面304が形成されている。押圧規制面304は、治具300の軸心と直交する平面に沿う平滑面である。押圧規制面304は、その内径と外径との間に所定幅H1を有する。押圧規制面304の内径は第1径L1に相当する。押圧規制面304の外径は第2径L2に相当する。押圧規制面304は、その全周に亘って、ハブ軸40のエッジ部E(図5参照)に接触可能である。
治具300は、第2内周面322の側の端面にて、スリンガ押圧面302を構成している(図8参照)。スリンガ押圧面302は、治具300の軸心と直交する平面に沿う平滑面である。スリンガ押圧面302は、その内径と外径との間に所定幅H2を有する。スリンガ押圧面302の内径は、第2径L2に相当する。スリンガ押圧面302の外径は、治具300の外周面の径に相当する。この外径は、例えば、スリンガ環状部210bの先端縁W(図5参照)の径よりも大きい。なお、スリンガ押圧面302の外径は、スリンガ環状部210bの先端縁Wの径より小さくてもよい。スリンガ押圧面302は、その全周に亘って、スリンガ環状部210bに面接触可能である。
治具300の軸線方向に関して(図5,8参照)、押圧規制面304とスリンガ押圧面302との間の寸法である位置決め寸法Pは、つぎのように設定されている。位置決め寸法Pは、押圧規制面304がハブ軸40のエッジ部Eに位置するときに、スリンガ押圧面302が基軸部50の適切な位置に配置される寸法に設定されている。この適切な位置とは、当該位置にスリンガ210のスリンガ環状部210bが配置されると、後で組み付けられるシール体240(図7参照)のシールリップ240aの接触圧力が過不足しない位置である。
図5に示すように、スリンガ210は、治具300によってハブ軸40の基軸部50に圧入される。詳しくは、スリンガ環状部210bに治具300のスリンガ押圧面302を接触させた状態で、治具300を車両アウタ側へ向けて押圧する。治具300は、押圧規制面304がハブ軸40のエッジ部Eに当接する位置(図5の実線)まで押圧される。この当接時におけるスリンガ押圧面302の位置が、スリンガ210の取付け位置となる。このように、スリンガ210は、ハブ軸40のエッジ部Eを基準部位として、基軸部50に対する位置決めが行われ、基軸部50に取付けられる。
図6は、治具300の押圧規制面304とハブ軸40のエッジ部Eとの当接時の状態を拡大して示している。押圧規制面304は、エッジ部Eと、接触点Yにて接触している。接触点Yは、ハブ軸40における第1交点C1よりも径方向外方に位置している。この接触点Yの位置で、押圧規制面304は、エッジ部Eと周方向の全周に亘って線接触している。
なお、既に述べたように、第2転動面60は車両インナ側に傾斜している(図6参照)。一方で、エッジ部Eに当接する治具300の押圧規制面304は、径方向に平行に配置された状態でエッジ部Eに当接する。そのため、当該押圧規制面304は、第2転動面60には接触しない。したがって、治具300は第2転動面60を傷つけない。この結果、次工程にてアウタ側内輪軌道面101に取付けられる円錐ころ31は、従来どおりに円滑に転動可能である。
スリンガ圧入工程S2の後、外輪組み付け工程S3(図7参照)が行われる。この外輪組み付け工程S3では、車両アウタ側の円錐ころ31とともに、外輪10がハブ軸40の軸部42に組み付けられる。なお、密封装置200のシール部材220は、外輪10をハブ軸40に組み付ける前に、予め外輪10にセットされている。外輪10をハブ軸40に組み付けることにより、密封装置200が外輪10の車両アウタ側端部18とハブ軸40の基軸部50との間に組み付けられる。
外輪組み付け工程S3の後、図示しない内輪嵌合工程が行われる。この内輪嵌合工程では、車両インナ側の円錐ころ32(図1参照)とともに、内輪20がハブ軸40の小径軸部90に嵌合される。この後、図示しないかしめ工程にて、小径軸部90の先端部位が内輪20に対してかしめられ、図1に示すかしめ部92が形成される。かしめ部92によって、内輪20の車両インナ側への抜け外れが防止される。以上の各工程にて、車輪用軸受装置1の組立が完成する。
上述の製造方法においては、スリンガ210をハブ軸40の基軸部50に組み付ける際に、スリンガ210を位置決めするための基準部位が設定されている(図5参照)。そのため、この基準部位に対して、治具300の位置決め寸法Pに対応する一定の位置にスリンガ210を位置決めできる。したがって、スリンガ210を常に一定の位置に位置決めでき、スリンガ210の位置決め精度が向上する。なお、位置決め寸法Pは、既に説明した適切な寸法に設定されている。したがって、スリンガ210は、スリンガ環状部210bに対するシールリップ240aの接触圧力が過不足しない、適切な位置に精度良く位置決めされる。
なお、スリンガ210を位置決めする前段階で、ハブ軸40の小径軸部90からフランジ44の基端部位までの外周面が連続的に研磨加工される。したがって、これら小径軸部90とフランジ44との間では、製品毎の、表面の加工公差が抑えられる。上述の製造方法では、表面の加工公差が抑えられた部位であるエッジ部Eを、スリンガ210の位置決めのための基準部位としている(図5参照)。そのため、基準部位の加工公差に伴う、スリンガ210の位置決め位置のズレが抑えられる。したがって、スリンガ210の位置決め精度が向上する。
既に述べたように、エッジ部Eは、スリンガ210を位置決めするための基準部位として利用される。このエッジ部Eは、スリンガ210が圧入される基軸部50に隣接した位置にある(図5参照)。そのため、例えば、基軸部50から離れた位置にある、内輪突き当て面80(図1参照)を基準部位とした場合に比べて、治具300の位置決め寸法Pを短く設定できる。位置決め寸法Pを短く設定できることで、治具300の寸法精度が向上する。したがって、寸法精度の高い治具300で位置決めすることで、スリンガ210の位置決め精度が向上する。
また、エッジ部Eは、曲面状に形成されている(図6参照)。そのため、例えばエッジ部Eが鋭く尖っている場合に比べ、治具300の押圧規制面304とエッジ部Eとの接触が安定する。したがって、押圧規制面304がエッジ部Eに当接した際の、当該押圧規制面304の径方向の位置ズレが防止され、位置決め時の治具300の位置が安定する。この結果、スリンガ210の位置決め精度が向上する。
なお、エッジ部Eは、円錐ころ31が接触しない部位である(図3参照)。そのため、このエッジ部Eをスリンガ210の位置決めのための基準部位として利用して当該エッジ部Eに治具300を当接させても(図6参照)、円錐ころ31のアウタ側内輪軌道面101を傷つけることはない。したがって、組立てられた車輪軸受装置1において、円錐ころ31の転動運動は従来どおり円滑である。
以上、本発明の一実施の形態について説明した。本発明の車輪用軸受装置の製造方法は、上述の実施の形態に限定されず、その他各種の形態でも実施することができる。例えば、上述の実施形態では、転動体が円錐ころ31,32であった。しかし、転動体は、玉でもよい。
上述の実施形態では、治具300の押圧規制面304が、治具300の軸線方向と直交する平滑面によって構成されていた(図5,8参照)。しかし、押圧規制面は、例えば図9に示す治具300aのように構成してもよい。図9に示す押圧規制面304aは、治具300の軸線方向に対してスリンガ押圧面302の側へ広がるように傾斜した平滑面に構成されている。この構成においては、押圧規制面304aが軸線方向に対して傾斜することで、当該押圧規制面304aは図6に示す接触点Yよりも径方向外方の位置でエッジ部Eに接触する。そのため、押圧規制面304aのエッジ部Eとの接触位置が第2転動面60から離れることとなり、押圧規制面304aと第2転動面60との接触がより一層防止される。したがって、第2転動面60が傷つくことが防止され、組立て後の車輪軸受装置1においては円錐ころ31の転動運動が従来どおり円滑である。
押圧規制面は、例えば図10に示す治具300bのように構成してもよい。図10に示す押圧規制面304bは、ハブ軸40のエッジ部Eの曲面に倣った円弧状に構成されている。この構成においては、押圧規制面304bがエッジ部Eに面接触可能であるとともに、当該押圧規制面304bが当該エッジ部Eに嵌るように当接する。そのため、押圧規制面304bがハブ軸40のエッジ部Eに当接した際、治具300bの径方向への位置ズレが防止され、位置決め時の治具300bの位置が安定する。したがって、スリンガ210の位置決め精度が向上する。なお、図9,10において図1〜8と同一もしくは均等な構成・機能を有すると考えられる部位には、図1〜8と同一の符号を付すことで、重複する説明は省略する。
1 車輪用軸受装置
10 外輪
20 内輪
31,32 円錐ころ(転動体)
31a 円錐面
31b 大径側端面
40 ハブ軸
50 基軸部
60 第2転動面
70 大径軸部
72 第1転動面
90 小径軸部
101 アウタ側内輪軌道面(アウタ側軌道面)
200 密封装置
210 スリンガ
300,300a,300b 治具
E エッジ部
F 研磨加工領域
S1 ハブ軸研磨工程
S2 スリンガ圧入工程
S3 外輪組み付け工程

Claims (3)

  1. 車両アウタ側の端部に車輪取付用のフランジを有するとともに、前記フランジの根元に位置する基軸部と、大径軸部と、小径軸部と、を前記フランジから車両インナ側へ向かって段差状に有するハブ軸と、
    前記小径軸部に嵌合された内輪と、
    前記大径軸部及び前記内輪の外周側に同心で配置された外輪と、
    前記大径軸部及び前記内輪と、前記外輪との間に転動可能に配置された複列の転動体と、
    スリンガを有するとともに前記基軸部と前記外輪との間に組み付けられた密封装置と、を備え、
    前記大径軸部は、車両アウタ側の前記転動体が転動するアウタ側軌道面を有し、
    前記アウタ側軌道面と前記基軸部との間には、前記転動体が接触しないエッジ部が設けられている車輪用軸受装置の製造方法であって、
    前記エッジ部を基準部位として、治具を押圧して前記スリンガを前記基軸部に圧入することにより、前記基軸部に対する前記スリンガの位置決めを行うスリンガ圧入工程を有する車輪用軸受装置の製造方法。
  2. 請求項1に記載の車輪用軸受装置の製造方法であって、
    前記転動体は、円錐ころであり、
    前記アウタ側軌道面は、前記円錐ころの円錐面が接触する第1転動面と、前記円錐ころの大径側端面が接触する第2転動面と、を有し、
    前記エッジ部は、前記アウタ側軌道面から前記基軸部に向かって、前記大径側端面から離れるように曲面状に形成されている車輪用軸受装置の製造方法。
  3. 請求項1または2のいずれかに記載の車輪用軸受装置の製造方法であって、
    前記ハブ軸における前記大径軸部から前記基軸部までの外周面は連続して研磨加工が施される車輪用軸受装置の製造方法。
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