JP5549218B2 - 車輪用軸受装置における内輪の製造方法 - Google Patents

車輪用軸受装置における内輪の製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、車輪用軸受装置の内輪、その製造方法、及び車輪用軸受装置に関し、特に自動車等の車輪を懸架装置に対して回転可能に支持する車輪用軸受装置の内輪、その製造方法、及び車輪用軸受装置に関する。
従来の車輪用軸受装置として、ドライブシャフトに連結された等速ジョイントと一体回転する内方部材と、この内方部材の外周囲に配置され、車両の車輪を支持する懸架装置のナックルに固定された外方部材と、この外方部材と内方部材との間に介在する複列の転動体とを備えたものがある（例えば特許文献１）。
特許文献１に記載の軸受装置は、外方部材と内方部材との間に複列の転動体を有し、これら複列の転動体の軸方向の間の位置に、ＡＢＳ（Anti-Lock Brake System）用のセンサに対向したパルサーリングが配置されている。内方部材は、軸方向に分割された２つの部材からなり、その一方の部材の外周にパルサーリングが嵌合されている。また、外方部材には、ＡＢＳセンサが取り付けられている。
特開２００７−１９２２８１号公報
特許文献１に示すような軸受装置では、内方部材の転動体が転動する軌道面を研磨することが必要である。また、パルサーリングを嵌合する部位も研磨することが望ましい。複列の転動体を転動させる一対の軌道面、及びパルサーリングを嵌合する部位を研磨する場合、その研磨の方法としては、第１の砥石を用いて内方部材のそれぞれの軌道面を研磨し、第１の砥石とは異なる第２の砥石を用いてパルサーリングを嵌合する部位を研磨することが考えられる。しかし、この方法によれば、第１及び第２の砥石を回転及び切り込み方向に移動させるための機構がそれぞれ必要となり、研磨装置の大型化や加工コストの上昇等の問題があった。
従って、本発明の目的は、車輪用軸受装置の内輪の軌道面とパルサーリングを嵌合する部位とを異なる砥石で研磨する場合に比較して、研磨を行う装置の小型化及び加工コストの低廉化を図ることができる車輪用軸受装置における内輪の製造方法を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するために、車軸の回転速度を検出するための回転速度検出用リングを取り付けるリング取付面、及び前記車軸の軸線に沿って並列する転動体を転動させる第１及び第２の内側軌道面を有し、前記車軸を回転可能に支持する車輪用軸受装置の内輪の製造方法であって、前記内輪は、前記第１の内側軌道面、及び前記リング取付面を有する第１の内輪部材と、前記第１の内輪部材の軸線上に配置され、前記第２の内側軌道面を有する第２の内輪部材とを備え、前記第２の内輪部材は、前記第１の内側軌道面と前記リング取付面との間の軸線方向寸法以上の寸法をもって前記第２の内側軌道面から軸線方向の一側に離間する部位が前記リング取付面よりも小径に形成され、前記第１の内側軌道面を研磨する第１の砥石部、及び前記第１の砥石部と一体回転して前記リング取付面を研磨する第２の砥石部を有する砥石を用い、前記第１の内輪部材の前記第１の内側軌道面及び前記リング取付面を共に研磨する工程と、前記砥石を用いて前記第２の内輪部材の前記第２の内側軌道面を前記第１の砥石部で研磨する工程とを有する車輪用軸受装置における内輪の製造方法を提供する。
本発明によると、車輪用軸受装置の内輪の研磨を行う装置の小型化及び加工コストの低廉化を図ることができる。
本発明の実施の形態に係る内輪が適用された車輪用軸受装置の全体を説明するために示す断面図。 本発明の実施の形態に係る内輪が適用された車輪用軸受装置の要部を説明するために示す断面図。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の実施の形態に係る車輪用軸受装置における内輪の製造方法を説明するために示す断面図。（ａ）は車輪側内輪部材の形成工程を、また（ｂ）は車体側内輪部材の形成工程をそれぞれ示す。 従来の車輪用軸受装置における内輪を用いて研磨した場合の不具合を説明するために示す断面図。
[実施の形態]
（車輪用軸受装置の全体構成）
図１は車輪用軸受装置の全体を示す。図２は車輪用軸受装置の要部を示す。図１に示すように、車輪用軸受装置１は、その中心軸線Ｏの回りに回転可能な内方部材２と、この内方部材２の外周囲に配置された外方部材３と、この外方部材３と内方部材２との間に介在する複列の転動体４，５とを備え、車体（図示せず）と車輪（図示せず）との間に配置されている。
（内方部材２の構成）
内方部材２は、図１に示すように、ハブ軸６及び内輪７からなり、中心軸線Ｏ上に回転可能に配置されている。
ハブ軸６は、各外径が互いに異なる大小２つの胴部６ａ，６ｂを有し、ドライブシャフト（図示せず）に等速自在継手（図示せず）等を介してトルク伝達可能に連結され、かつナット止めされ、例えば中炭素鋼から形成されている。ハブ軸６には、中心軸線Ｏに沿って両方向に開口する貫通孔６ｃが設けられている。貫通孔６ｃの内周部には、等速自在継手のステム（図示せず）を相対回転不能に連結するためのセレーション（図示せず）が形成されている。
大径の胴部６ａは、ハブ軸６の車輪側（図１の右側）に配置されている。大径の胴部６ａには、その外周側に突出し、車輪（図示せず）を取り付けるための円環状の車輪取付用フランジ６０ａが一体に設けられている。車輪取付用フランジ６０ａには、円周方向に並列し、かつハブボルト８を挿通させる複数のボルト挿通孔６００ａ（１個のみ図示）が設けられている。
小径の胴部６ｂは、内輪７を取り付けるための円環状の小径部６０ｂを外周面に有し、ハブ軸６の胴部６ａよりも車体側（図１の左側）に配置されている。
一方、内輪７は、軸方向に分割された第１内輪部材７０及び第２内輪部材７１からなり、中心軸線Ｏ方向に互いに並列して配置され、かつハブ軸６の小径部６０ｂの外周面に固定され、例えば軸受用鋼からなる円筒状の成形体によって形成されている。
第１内輪部材７０は、複列の転動体４，５のうち車輪側列の転動体４が転動する第１内側軌道面７０ａ、及びこの第１内側軌道面７０ａに小径鍔部７０ｂを介して軸方向に並列するリング取付面７０ｃを有し、内輪７の車輪側に中心軸線Ｏに沿って配置されている。
第１内側軌道面７０ａは、第１内輪部材７０の小径鍔部７０ｂよりも車輪側に配置されている。また、第１内側軌道面７０ａは、第１内輪部材７０の外周部に円環状の凹溝７０ｄを形成することにより、その溝底に設けられている。第１内側軌道面７０ａの外径は、車体側から車輪側に向かって漸次大きくなる寸法に設定されている。
小径鍔部７０ｂは、第１内輪部材７０の軸線方向略中央部に配置されている。また、小径鍔部７０ｂは、第１内側軌道面７０ａの最小外径及びリング取付面７０ｃの外径よりも大きい外径をもつ略均一な円筒状の胴部によって形成されている。
リング取付面７０ｃは、第１内輪部材７０の小径鍔部７０ｂよりも車体側に配置されている。また、リング取付面７０ｃは、第１内輪部材７０となる素材を研磨して第１内側軌道面７０ａと共に同時に形成される。この研磨の方法については後述する。なお、「研磨」とは、素材から削り取る量に係らず、対象物の表面を削り取って平滑にすることをいう。
リング取付面７０ｃには、円周方向に沿って凹部及び凸部（共に図示せず）が交互に形成された回転速度検出用リングとしてのパルサーリング９が圧入固定されている。パルサーリング９としては、例えばフェライト系のステンレス鋼粉を用いた焼結金属が用いられる。
第２内輪部材７１は、第１内側軌道面７０ａにリング取付面７０ｃを介して並列し、かつ複列の転動体４，５のうち車体側列の転動体５を転動させる第２内側軌道面７１ａを有し、第１内輪部材７０の車体側に中心軸線Ｏに沿って配置されている。
また、第２内輪部材７１は、図２に示すように、第１内側軌道面７０ａとリング取付面７０ｃとの間の軸線方向寸法Ｌ以上の寸法をもって第２内側軌道面７１ａから軸線方向の車輪側に離間する端部７１ｄの外径、すなわち車輪側端部の外径Ｄ１が、第１内輪部材７０の車体側端部におけるリング取付面７０ｃの外径Ｄ２よりも小さい（Ｄ２＞Ｄ１）寸法に設定されている。
第２内側軌道面７１ａは、第２内輪部材７１の軸線方向略中央部に配置されている。また、第２内側軌道面７１ａは、第２内輪部材７１の外周部に円環状の小径鍔面７１ｂを形成することにより、その溝底に設けられている。小径鍔面７１ｂの端部７１ｄの側には、小径鍔部７１ｃが形成されている。第２内側軌道面７１ａの外径は、車輪側から車体側に向かって漸次大きくなる寸法に設定されている。
（外方部材３の構成）
外方部材３は、図１に示すように、複列の転動体４，５がそれぞれ転動する外側軌道面３ａ，３ｂを有し、車体側に懸架装置（図示せず）の構成部品としてのナックル（図示せず）を介して固定され、全体が中心軸線Ｏの両方向に開口する例えば中炭素鋼からなる円筒状の成形体によって形成されている。そして、外方部材３は、車輪用軸受装置１の外輪として機能するように構成されている。
外方部材３には、その内外周面に開口し、かつＡＢＳセンサ１０を取り付けるためのセンサ取付孔３ｃが設けられている。ＡＢＳセンサ１０は、センサ取付孔３ｃに固定され、その検出部がパルサーリング９の外周面に対応する位置に配置されている。また、ＡＢＳセンサ１０は、パルサーリング９との相対回転によって生じるパルス信号により車軸の回転速度を検出して出力するように構成されている。ＡＢＳセンサ１０の検出部には、例えばホール素子や磁気抵抗素子など磁気検出素子が用いられる。
（複列の転動体４，５の構成）
車輪側列の転動体４は、図２に示すように、円すいころからなり、第１内輪部材７０の第１内側軌道面７０ａと外方部材３の外側軌道面３ａとの間に介在して配置され、かつ保持器１１によって転動可能に保持されている。転動体４の車輪側には、第１内輪部材７０の外周面と外方部材３の内周面との間に介在する車輪側のシール部材１２が配置されている。
車体側列の転動体５は、図２に示すように、円すいころからなり、第２内輪部材７１の第２内側軌道面７１ａと外方部材３の外側軌道面３ｂとの間に介在して配置され、かつ保持器１３によって転動可能に保持されている。転動体５の車体側には、第２内輪部材７１の外周面と外方部材３の内周面との間に介在する車体側のシール部材１４が配置されている。
（車輪用軸受装置１の動作）
本実施の形態に示す車輪用軸受装置１の動作は、従来における車輪用軸受装置の動作と同様に行われる。すなわち、車両のエンジン側からトルクがドライブシャフト及び等速自在継手等を介してハブ軸６に伝達されると、ハブ軸６が内輪７と共に回転する。ハブ軸６には車輪が取り付けられているため、エンジン側からのトルクが車輪にも伝達され、車輪がハブ軸６と共に回転する。車輪の回転速度はＡＢＳセンサ１０によって検出され、ＡＢＳセンサ１０の出力信号としての回転速度を示す信号がブレーキシステムの制御装置（図示せず）に送られる。
（車輪用軸受装置１における内輪７の製造方法）
次に、本実施の形態に示す車輪用軸受装置１の内輪７となる素材を研磨し、内輪７を製造する方法につき、図３（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）は第１内輪部材７０となる素材としての第１軸部材の研磨工程を、図３（ｂ）は第２内輪部材７１となる素材としての第２軸部材の研磨工程を、それぞれ示す。
本実施の形態に示す内輪の製造方法は、「第１内輪部材の形成」及び「第２内輪部材の形成」の各工程が実施されるため、これら各工程を説明する。
「第１内輪部材の形成」
第１内輪部材７０を形成する工程では、図３（ａ）に示すように、第１内輪部材７０の第１内側軌道面７０ａを研磨する第１砥石面１００ａ、及び第１内輪部材７０のリング取付面７０ｃを研磨する第２砥石面１００ｂを一体に有する砥石１００を用いる。砥石１００の第１砥石面１００ａを有する部分が第１の砥石部に、第２砥石面１００ｂを有する部分が第２の砥石部に、それぞれ該当する。この砥石１００をその軸線Ｏ１の回りに回転させながら軸線Ｏ１に直交する方向に移動させることにより、第１内輪部材７０の第１内側軌道面７０ａ及びリング取付面７０ｃを共に、かつ同時に、プランジ研磨する。軸線Ｏ１は、第１内側軌道面７０ａに沿うように、第１内輪部材７０の中心軸線Ｏに対して傾斜している。
「第２内輪部材の形成」
第２内輪部材７１を形成する工程では、図３（ｂ）に示すように、第１内輪部材７０の形成にも用いる砥石１００を用い、この砥石１００をその軸線Ｏ１の回りに回転させながら軸線Ｏ１に直交する方向に移動させることにより第２内輪部材７１の第２内側軌道面７１ａを研磨する。この際、第２内輪部材７１の車輪側の端部７１ｄの外径Ｄ１が第１内輪部材７０の車体側端部におけるリング取付面７０ｃの外径Ｄ２よりも小さい（Ｄ２＞Ｄ１）寸法に設定されているため、砥石１００の第２砥石面１００ｂが第２内輪部材７１の端部７１ｄに接触することがない。
従って、本実施の形態においては、単一の砥石１００を用い、第１内輪部材７０の第１内側軌道面７０ａ及びリング取付７０ｃを形成する工程と、第２内輪部材７１の第２内側軌道面７１ａを形成する工程とを実施することができる。
これに対して、例えば図４に示すように、砥石１００を用いて軸方向の端部の外径がリング取付面７０ｃの外径Ｄ２よりも大きい車体側内輪２００の内側軌道面２００ａを研磨しようとすると、車体側内輪部材２００の車輪側端部となる部位（符号Ａで示す部位）に砥石１００が干渉し、内側軌道面２００ａを適切に研磨することができない。
[実施の形態の効果]
以上説明した実施の形態によれば、次に示す効果が得られる。
内輪７の第１内側軌道面７０ａ及びリング取付７０ｃを一度の研磨工程で研磨することができるので、加工時間を短縮できる。また、第２内側軌道面７１ａを研磨する際には第２砥石面１００ｂが内輪７に触れないので、第２砥石面１００ｂに段付き等が生じることがない。また、第１内側軌道面７０ａ、リング取付７０ｃ、及び第２内側軌道面７１ａを１つの砥石で研磨できるので、研磨を行う装置の小型化及び加工コストの低廉化を図ることができる。
以上、本発明の車輪用軸受装置の内輪、及び製造方法を上記の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能であり、例えば次に示すような変形も可能である。
（１）上記実施の形態では、パルサーリング９が車輪側の内輪部材（第１内輪部材７０）に取り付けられている場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、車体側の内輪部材にリング取付面を備えた端部を形成してパルサーリングを取り付けてもよい。
（２）上記実施の形態では、転動体４，５が共に円すいころである場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、円筒ころあるいは鋼球からなる転動体であってもよい。
（３）上記実施の形態では、第１内輪部材７０を形成した後、第２内輪部材７１を形成する場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、第２内輪部材を形成した後、第１内輪部材を形成しても勿論よい。
１…車輪用軸受装置、２…内方部材、３…外方部材、３ａ，３ｂ…外側軌道面、３ｃ…センサ取付孔、４，５…転動体、６…ハブ軸、６ａ…大径の胴部、６０ａ…車輪取付用フランジ、６００ａ…ボルト挿通孔、６ｂ…小径の胴部、６ｃ…貫通孔、７…内輪、７０…第１内輪部材、７０ａ…第１内側軌道面、７０ｂ…受け部、７０ｃ…リング取付面、７０ｄ…凹溝、７１…第２内輪部材、７１ａ…第２内側軌道面、７１ｂ…凹溝、７１ｃ…受け部、７１ｄ…端部、８…ハブボルト、９…パルサーリング、１０…ＡＢＳセンサ、１１…ローラ保持器、１２…シール部材、１３…ローラ保持器、１４…シール部材、２１…第２内輪部材、２１ａ…第２内側軌道面、１００…砥石、１００ａ…第１砥石面、１００ｂ…第２砥石面、Ｏ…中心軸線、Ｏ１…軸線

Claims (2)

  1. 車軸の回転速度を検出するための回転速度検出用リングを取り付けるリング取付面、及び前記車軸の軸線に沿って並列する転動体を転動させる第１及び第２の内側軌道面を有し、前記車軸を回転可能に支持する車輪用軸受装置の内輪の製造方法であって、
    前記内輪は、前記第１の内側軌道面、及び前記リング取付面を有する第１の内輪部材と、前記第１の内輪部材の軸線上に配置され、前記第２の内側軌道面を有する第２の内輪部材とを備え、
    前記第２の内輪部材は、前記第１の内側軌道面と前記リング取付面との間の軸線方向寸法以上の寸法をもって前記第２の内側軌道面から軸線方向の一側に離間する部位が前記リング取付面よりも小径に形成され、
    前記第１の内側軌道面を研磨する第１の砥石部、及び前記第１の砥石部と一体回転して前記リング取付面を研磨する第２の砥石部を有する砥石を用い、前記第１の内輪部材の前記第１の内側軌道面及び前記リング取付面を共に研磨する工程と、
    前記砥石を用いて前記第２の内輪部材の前記第２の内側軌道面を前記第１の砥石部で研磨する工程と
    を有する車輪用軸受装置における内輪の製造方法。
  2. 前記第２の内側軌道面を前記第１の砥石部で研磨する工程は、前記第２の内側軌道面よりも前記第１の内輪部材側に形成された前記第２の内輪部材の端部に前記第２の砥石部が接触しない状態で前記砥石を回転させる工程である、請求項１に記載の車輪用軸受装置における内輪の製造方法。
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