JP4647333B2

JP4647333B2 - ブレーキロータ付き車輪軸受装置の制動面の切削加工方法

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Publication number: JP4647333B2
Application number: JP2005044003A
Authority: JP
Inventors: 雅之谷尾
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-02-21
Filing date: 2005-02-21
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2025-02-21
Also published as: US20080134847A1; WO2006087838A1; US8015903B2; JP2006224280A

Description

この発明は、車輪軸受装置のフランジに取り付けたブレーキロータの制動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、ブレーキロータの制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制動面を切削する切削加工方法が既に提案されている（特開平１１−１９８０３号公報、特開２０００−３５６２３３号公報、米国特許第６１５８１２４号明細書、米国特許第６２４７２１９号明細書）。

上記切削加工方法によれば、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制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制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。
特開平１１−１９８０３号公報特開２０００−３５６２３３号公報米国特許第６１５８１２４号明細書米国特許第６２４７２１９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制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制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制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。

本発明の課題は、ブレーキロータ付き車輪軸受装置のブレーキロータの制動面を一層高精度に能率よく切削加工できる方法を提供することにある。

この発明によるブレーキロータ付き車輪軸受装置の制動面の切削加工方法は、車体取付フランジを外周に有する外方部材と、車輪取付フランジを外周に有する内方部材と、前記両部材間に組み込まれて内方部材を回転自在に支持する複列の転動体と、前記車輪取付フランジに取り付けたブレーキロータとからなるブレーキロータ付き車輪軸受装置の制動面を切削加工する方法であって、車輪軸受装置を実装状態に組み立てた後、内方部材に形成したホイールパイロットの端面の仕上加工を行う第一工程と、その後車輪取付フランジにブレーキロータを取り付け、ホイールパイロットの端面を基準にしてホイールパイロット外径を把握した状態でブレーキロータの制動面を切削加工する第二工程とからなることを特徴とするものである。

第一工程はたとえば次のステップからなる。
ａ．車輪軸受装置をブレーキロータを取り付ける前の実装状態に組み立てる。
ｂ．チャック装置により、車体取付フランジの車体に対する取付面を基準面とし、その基準面を位置決めして外方部材を非回転に支持する。
ｃ．ハブ輪のスプライン孔にスプライン軸を挿入し、先端のねじ部にナットをねじ係合させて実装状態の締付け力に相当する加圧力で締め付ける。
ｄ．その加圧状態を保持したまま、スプライン軸を回転させることにより、内方部材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、切削工具に送りをかけてホイールパイロットの端面を切削加工する。

第二工程はたとえば次のステップからなる。
e. 第一工程を終えた車輪軸受装置の車輪取付フランジにブレーキロータを取り付けてブレーキロータ付き車輪軸受装置となす。
f. ホイールパイロットの端面を基準にして、ホイールパイロットの外周部をチャック装置により把持する。
g. 内方部材を回転させ、切削工具に送りをかけてブレーキロータの制動面を切削加工する。

ハブ輪のホイールパイロットの端面の仕上加工を車輪軸受装置の組み立て後に行うことにより、各部材の寸法誤差や組み付け誤差に拘らず、ホイールパイロットの端面の軸方向振れを小さく抑える。次に、この車輪軸受装置にブレーキロータを取り付け、ホイールパイロットの端面を基準にしてホイールパイロット外径を把握し、ブレーキロータの制動面を切削加工することにより、外方部材を拘束することなく、制動面の面振れを抑えた高精度な加工が可能となる。

したがって、本発明によれば、ブレーキロータの制動面の回転振れを極めて小さくすることが可能であるため、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、切削加工方法を説明する前に、その対象であるブレーキロータ付き車輪軸受装置について説明する。

図３に駆動輪用のブレーキロータ付き車輪軸受装置の一例を示す。このブレーキロータ付き車輪軸受装置Ａは、軸受外輪に相当する外方部材１と、軸受内輪に相当する内方部材２と、両者間１，２に介在する転動体３を主要な構成要素としている。

外方部材１は、外周に車体に取り付けるためのフランジすなわち車体取付フランジ４が設けてあり、内周に二つの軌道５が形成してある。

内方部材２はハブ輪２ａと軌道輪２ｂとからなっている。ハブ輪２ａは、図３の右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９が形成してあり、反対側のインボード側の端部に小径部１０が形成してある。ホイールパイロット９の底面からインボード側の端面にかけてハブ輪２ａを貫通するスプライン孔１１が形成してある。ハブ輪２ａ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６が設けてある。車輪取付フランジ６には複数のハブボルト８が取り付けてある。ハブ輪２ａの中間部外周には軌道７が形成してある。

軌道輪２ｂはハブ輪２ａの小径部１０に嵌合させてある。軌道輪２ｂの外周には軌道１２が形成してある。ハブ輪２ａの軌道７と軌道輪２ｂの軌道１２は外方部材１の二つの軌道５に対応する。外方部材１の軌道５と内方部材２（ハブ輪２ａおよび軌道輪２ｂ）の軌道７，１２との間に二列の転動体３が転動自在に介在して、外方部材１と内方部材２を相対回転自在に支持する。

外方部材１と内方部材２の対向面間における両端部にシールＳが装着してある。シールＳ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１の車体取付フランジ４をボルト締結によって車体に取り付ける。また、ハブ輪２ａのスプライン孔１１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２ａと軌道輪２ｂ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６に設けたハブボルト８にブレーキロータ１３と車輪のホイール（図示省略）を取り付け、ホイールナット１４を締め付ける。

次に、上記ブレーキロータ付き車輪軸受装置Ａにおけるブレーキロータ１３の制動面１３ａの切削加工方法を説明する。この実施の形態の切削加工方法は第一工程と第二工程から成り立っている。

第一工程は図１に示すとおりである。車輪軸受装置をブレーキロータを取り付ける前の実装状態に組み立て、チャック装置１５により、車体取付フランジ４の車体に対する取付面４ａを基準面とし、その基準面を位置決めして外方部材１を非回転に支持する。そして、ハブ輪２ａのスプライン孔１１にスプライン軸１６を挿入し、先端のねじ部にナット１７をねじ係合させて実装状態の締付け力に相当する加圧力で締め付ける。

その加圧状態を保持したまま、スプライン軸１６を回転させることにより、内方部材２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、白抜き矢印で示すように切削工具Ｂに送りをかけてホイールパイロット９の端面を切削加工する。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９の端面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２に示すとおりである。第一工程を終えた上記車輪軸受装置の車輪取付フランジ６にブレーキロータ１３を取り付ける。そうして構成したブレーキロータ付き車輪軸受装置Ａをホイールパイロット９の端面を基準にして、ホイールパイロット９の外周部をチャック装置１８により把持する。この状態で内方部材２を回転させ、切削工具Ｃに送りをかけてブレーキロータ１３の制動面１３ａを切削加工する。

この実施の形態の切削加工方法によれば、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９の端面が確保でき、第二工程ではこれを基準としてブレーキロータ１３の制動面１３ａを切削加工することから、車輪軸受装置の回転に対するブレーキロータ１３の制動面１３ａ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１３を車輪取付フランジ６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１を固定してブレーキロータ１３の制動面１３ａ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、この実施の形態の加工方法では、ブレーキロータ１３の制動面１３ａを加工する時は外方部材１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。

車輪軸受装置としては、内方部材２（ハブ輪２ａ）にスプライン孔１１が形成してある駆動輪用を例にとって説明したが、図４に示すような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一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二工程を説明するための縦断面図である。駆動輪用のブレーキロータ付き車輪軸受装置の縦断面図である。非駆動輪用のブレーキロータ付き車輪軸受装置の縦断面図である。

符号の説明

Ａブレーキロータ付き車輪軸受装置
１外方部材
４車体取付フランジ
４ａ（基準面）
５軌道
２内方部材
２ａハブ輪
６車輪取付フランジ
７軌道
９ホイールパイロット
１１スプライン孔
２ｂ軌道輪
１２軌道
１３ブレーキロータ
１３ａ制動面
１５，１８チャック装置
１６スプライン軸
１７ナット
Ｂ，Ｃ切削工具

Claims

車体取付フランジを外周に有する外方部材と、車輪取付フランジを外周に有する内方部材と、前記両部材間に組み込まれて内方部材を回転自在に支持する複列の転動体と、前記車輪取付フランジに取り付けたブレーキロータとからなるブレーキロータ付き車輪軸受装置の制動面を切削加工する方法であって、
車輪軸受装置を実装状態に組み立てた後、内方部材に形成したホイールパイロットの端面の仕上加工を行う第一工程と、その後車輪取付フランジにブレーキロータを取り付け、ホイールパイロットの端面を基準にしてホイールパイロット外径を把握した状態でブレーキロータの制動面を切削加工する第二工程とからなるブレーキロータ付き車輪軸受装置の制動面の切削加工方法。
第一工程が次のステップからなることを特徴とする請求項１の方法。
ａ．車輪軸受装置をブレーキロータを取り付ける前の実装状態に組み立てる。
ｂ．チャック装置により、車体取付フランジの車体に対する取付面を基準面とし、その基準面を位置決めして外方部材を非回転に支持する。
ｃ．ハブ輪のスプライン孔にスプライン軸を挿入し、先端のねじ部にナットをねじ係合させて実装状態の締付け力に相当する加圧力で締め付ける。
ｄ．その加圧状態を保持したまま、スプライン軸を回転させることにより、内方部材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、切削工具に送りをかけてホイールパイロットの端面を切削加工する。
第二工程が次のステップからなることを特徴とする請求項１または２の方法。
e. 第一工程を終えた車輪軸受装置の車輪取付フランジにブレーキロータを取り付けてブレーキロータ付き車輪軸受装置となす。
f. ホイールパイロットの端面を基準にして、ホイールパイロットの外周部をチャック装置により把持する。
g. 内方部材を回転させ、切削工具に送りをかけてブレーキロータの制動面を切削加工する。