(57)【要約】【課題】取付フランジ全体に亘って腐食から保護され、かつ必要とされる振れ公差を考慮したホイールハブベアリングユニットと、そのホイールハブベアリングユニットを製造する方法を提供する。【解決手段】回転用トラックを有する外側エレメントと、その回転用トラックと向かい合った回転用トラックを有する内側エレメントと、それらのエレメントの間に配置され、回転用トラックと係合する回転体とを備え、エレメントの１つは、ホイールを収容するよう構成されたフランジを有するスピンドルを備えており、フランジの前面は、３０〜４０マイクロメートルの厚さを有するプラスチック材料の層により覆われており、層は、非重合状態でフランジの前面に堆積されており、厚さの公差は５マイクロメートルを超えておらず、ユニットは、１５マイクロメートル以下の振れ公差を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半径方向内側に第１の回転用トラック（３）を有する半径方向外側の環状エレメント（２）と、
半径方向外側に前記第１の回転用トラック（３）と向かい合った第２の回転用トラック（５）を有する半径方向内側の環状エレメント（４）と、
半径方向内側エレメントと半径方向外側エレメントとの間に配置され、かつ前記回転用トラックと係合する複数の回転体（６）と、を備え、
使用時に回転エレメント（４）として作用する前記環状エレメントの一方は、使用時に前記車両のアウトボード側を向くことを意図した側に、使用時に車両ホイールを収容するよう構成された取付フランジ（８）を有するスピンドル（７）を備えた、車両用のホイールハブベアリングユニット（１）であって、
ｉ）前記取付フランジの少なくとも前面（１１）は、ＵＶ光重合型合成プラスチック材料の層（１３）によって全体的に覆われており、該層（１３）は、３０〜４０マイクロメートルの厚さを有しており、該厚さにおける公差が５マイクロメートルを超えないように非重合状態で前記フランジの前記前面（１１）に堆積されていることと、
ｉｉ）前記ホイールハブベアリングユニット（１）は、１５マイクロメートル以下の「振れ」公差を有していること、との組み合わせを特徴とするホイールハブベアリングユニット（１）。
【請求項２】
使用時に回転エレメント（４）として作用する環状エレメントは、さらに、円筒状のガイドカラー（９）を有し、該ガイドカラー（９）は、前記スピンドルの反対側において前記取付フランジ（８）から軸方向に突出しており、前記ガイドカラーは前記スピンドルと同軸であり、
前記ガイドカラーの少なくとも１つの側方周面（１２）は、前記ＵＶ光重合型合成プラスチック材料の同じ層（１３）によって全体的に覆われており、該層（１３）は、前記取付フランジの前記前面を覆っており、前記所定の厚さにおける所定の公差が前記フランジおよび前記カラーの両方において５マイクロメートルを超えないように、前記混合空気噴射ノズル（１４）によって前記フランジおよび前記カラーに同時に形成されている、請求項１記載のホイールハブベアリングユニット。
【請求項３】
前記取付フランジ（８）は、該取付フランジ（８）の前面（１１）において、かつＵＶ光重合型合成プラスチック材料の前記層（１３）を貫通する、複数の貫通孔を備えている、請求項１または２記載のホイールハブベアリングユニット。
【請求項４】
請求項１記載の車両用のホイールハブベアリングユニット（１）を製造する方法であって、
前記ホイールハブベアリングユニット（１）を完全に組み立てる工程と、
前記ホイールハブベアリングユニット（１）を、許容振れ公差内に収める工程と、を含む方法であって、
使用時に前記車両のアウトボード側を向く側における、使用時に回転する環状エレメントのスピンドルにより支持された前記ホイールハブベアリングユニットの使用時に回転する前記環状エレメント（４）の取付フランジ（８）の前面（１１）を、非重合状態で前記フランジ（８）の前記前面（１１）に堆積されるＵＶ光重合型合成プラスチック材料の層（１３）により被覆する工程を含んでおり、
ｉ）ＵＶ光重合型合成プラスチック材料の前記層（１３）を、混合空気噴射ノズル（１４）により堆積させることと、
ｉｉ）前記ホイールハブベアリングユニット（１）を、該ホイールハブベアリングユニット（１）の対称軸線（Ａ）を中心に、前記取付フランジの前記前面（１１）が前記噴射ノズル（１４）に露出した状態を保ちながら所定の速度で回転させることと、
ｉｉｉ）前記混合空気噴射ノズル（１４）は、前記取付フランジ（８）の周方向外縁（２４）から所定の半径方向距離（ａ）を置いて配置され、かつ噴射軸線（Ｂ）であって、前記ホイールハブベアリングユニットの前記対称軸線（Ａ）に対して、両方の軸線を含む平面において２０〜８０度の角度を形成する噴射軸線（Ｂ）を有することと、
ｉｖ）前記ＵＶ光重合型合成プラスチック材料（２６）は、前記ノズル（１４）により室温よりも高い温度で噴射されること、との組み合わせを特徴とするホイールハブベアリングユニット（１）を製造する方法。
【請求項５】
前記所定の半径方向距離（ａ）は、１５〜３０ｍｍである、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記ホイールハブベアリングユニット（１）の前記所定の回転速度は、４５〜７５ｒｐｍであって、前記ＵＶ光重合型合成プラスチック材料（２６）は、前記ノズル（１４）によって前記フランジ（８）に向けて６〜１２秒間噴射される、請求項４または５記載の方法。
【請求項７】
噴射される前記ＵＶ光重合型合成プラスチック材料（２６）の前記温度は、４０℃〜６０℃であって、前記材料（２６）は、置換トリアクリレートを含む水性無溶媒塗料から構成されている、請求項４から６までのいずれか１項記載の方法。
５記載の方法。
【請求項８】
噴射する工程の後、ＵＶ光重合型合成プラスチック材料（２６）の前記層には、ＵＶ光が１０〜１５秒間照射される、請求項４から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記ノズル（１４）は、通過部分の幅（ｂ）が０．４〜１．４ｍｍの出口開口部を有しており、前記ＵＶ光重合型合成プラスチック材料（２６）は、前記ノズル（１４）内において２〜１０ｂａｒの圧力で空気流によって霧化される、請求項４から８までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用のホイールハブベアリングユニットに関する。また、本発明は、ホイールハブベアリングユニットのいわゆるアウトボード側、すなわち使用時に車両の外側を向くように意図された側における腐食から守られ、かつ同時に許容振れ公差内に収まることを可能にする高い寸法精度を有する車両用のホイールハブベアリングユニットを製造する方法に関する。以下では、「振れ」とは、使用時に車両ホイールを収容するように意図されたユニットのアウトボードフランジに関して許容される回転振動を意味する。
【背景技術】
【０００２】
米国特許出願公開第２０１０／０３０１６６６号明細書から公知なように、例えば、ホイールハブベアリングユニットは、半径方向内側に第１の回転用トラックを有する半径方向外側の環状エレメントまたは部材と、半径方向外側に第１の回転用トラックに向かい合った第２の回転用トラックを有する半径方向内側の環状エレメントまたは部材と、半径方向内側エレメントと半径方向外側エレメントとの間に配置され、かつ回転用トラックと係合する複数の回転体とを備えている。通常は半径方向内側の部材から構成される、使用時に回転エレメントとして作用する環状エレメントのうちの一方は、スピンドルを備えている。そのスピンドルは、ユニットのアウトボード側において、車両ホイール用の取付フランジと、可能であれば、スピンドルの反対側において取付フランジから軸方向に突出する、円筒状ガイドカラーとを有しており、そのカラーとスピンドルは同軸である。
【０００３】
使用時、（もしあれば）カラーおよび取付フランジはともに、種々の汚染物質（水、泥、ほこり、砂）と接触し、かつ例えばタイヤを交換するときなど、ホイールの取付けおよび取外し作業時に摩擦を受ける。このため、ホイールハブベアリングユニットのこれらの部分は、さびの形成によって容易に腐食し得る。
【０００４】
当技術分野において公知の解決策は、取付フランジの少なくとも前面に、犠牲陽極として作用する、例えば亜鉛のガルバニック被覆などの保護金属層を被覆するものである。しかし、この解決策は、環状エレメントをホイールハブベアリングユニットに取り付ける前に、フランジを備える環状エレメントにガルバニック被覆を行う必要があるという欠点を有する。一旦取り付けたら、ホイールハブベアリングユニットは、ホイールハブベアリングユニットの要求される振れ公差に関する適合性を確認するために検査する必要があり、その作業は、振動を許容限界内に減らすためにフランジに機械加工を行って表面部分を削る必要があることが多い（基本的に、例えばタイヤに対して行われるような一種の釣り合わせが行われるが、カウンターウェイトを加える代わりに材料が削られる）。それによって、保護層の一部が削られ、結果としてさびが発生する可能性が生じる。
【０００５】
代わりに、米国特許出願公開第２０１０／０３０１６６６号明細書から公知の解決策は、ホイールハブベアリングユニットを取り付けた後、明らかに最も露出した部分の１つであるガイドカラーのみを、光重合型（この場合、ＵＶ重合型）合成材料の層を塗布することによって保護層により覆うことを規定している。この解決策によれば、光重合型材料を塗布する公知の方法は均一な厚さの被覆層を得ることを保証していないので、カラーのみが被覆されている。そのため、光重合型材料をフランジにも塗布した場合、許容振れ公差を超える可能性がある。というのも、不均一な被覆層の存在は、振れおよび振動の原因となり、望ましくないノイズを発生させる恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０３０１６６６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、取付フランジ全体に亘って腐食から保護され、かつ必要とされる振れ公差を考慮したホイールハブベアリングユニットを提供することを目的としている。本発明は、そのようなホイールハブベアリングユニットを製造する方法を提供することも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
こうして、本発明によれば、添付の特許請求の範囲に規定される特徴を有するホイールハブベアリングユニットおよびそのようなホイールハブベアリングユニットを製造する方法が提供される。
【０００９】
ここで、本発明は、本発明の非限定的な実施の形態を示す添付の図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明により形成されたホイールハブベアリングユニットの半径方向断面立面図の概略図である。
【図２】本発明による、図１のホイールハブベアリングユニットを製造する方法の一工程の部分断面平面図の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１を参照すると、符号１は、全体として車両用のホイールハブベアリングユニットを示している。ホイールハブベアリングユニット１は、示されている非限定的な実施の形態において、半径方向内側に第１の回転用トラック３を有する半径方向外側の環状エレメント、部材またはリング２と、半径方向外側に第１の回転用トラック３と向かい合った第２の回転用トラック５を有する半径方向内側の環状エレメント、部材またはリングと、半径方向外側エレメント２および半径方向内側エレメント４との間に配置され、かつこの場合２つのボールの列を形成している回転用トラック３および５と係合している複数の回転体６とを備えている。
【００１２】
通常は半径方向内側の部材から構成され、非限定的な実施の形態においては、正確には内側リング４から構成された、使用時に回転エレメントとして作用する環状エレメント２，４のうちの一方は、スピンドル７を備えている。スピンドル７は、ユニット１のアウトボード側において、すなわち使用時に車両のアウトボード側を向くことを意図したスピンドル７およびユニット１の部分に向かって、（公知であるため、簡潔さのために図示しない）車両ホイール用の取付フランジ８を備えている。
【００１３】
また、リング４は、好ましくは、円筒状のガイドカラーまたはパイロットカラー、もしくは環状のスリーブ状部分９を備えており、その部分９は、スピンドル７の反対側において、取付フランジ８から軸方向に突出しており、その部分９とスピンドル７は同軸である。カラーまたはスリーブ状部分９は、使用時、ブレーキディスクまたはブレーキドラムおよびホイールを収容する機能を有しており、次いで、それらはフランジ８に固定され、そのため、フランジ８は、一列に形成された複数の貫通孔１０を備えている。
【００１４】
アウトボード側に向かって、フランジ８は、平らな前面１１によって画定されており、前面１１は、前面１１を貫通する孔１０によってのみ分断されている。そのような面１１から、側方周面１２によって半径方向外側において画定されているカラーまたはパイロット部分９が、突き出るようにして直交して延びている。
【００１５】
リング２および４は、スピンドル７およびカラーまたはパイロット部分９と同軸であり、かつこれらのエレメントは全て、ユニット１の対称軸線Ａと同軸である。
【００１６】
本発明によれば、取付フランジ８の少なくとも前面１１は、全体がＵＶ光重合型合成プラスチック材料の層１３により覆われており、図１にノンスケールで概略的に破線により示されている。層１３は、所定の厚さを有しており、本発明によれば、公差が所定の厚さにおいて５マイクロメートルを超えないように、層１３は、（図２の）混合空気噴射ノズル１４によって非重合状態でフランジ８の前面１１に堆積されている。
【００１７】
カラーまたはスリーブ部分９の少なくとも側方周面１２も、ＵＶ光重合型合成プラスチック材料の同じ層１３によって全体が覆われている。この層１３は、取付フランジ８の前面１１を覆っており、公差がフランジ８およびカラー９の両方の所定の厚さにおいて５マイクロメートルを超えないように混合空気噴射ノズル１４によってフランジ８およびカラー９に同時に形成されている。
【００１８】
ＵＶ光重合型合成プラスチック材料の層１３の所定の厚さは、３０〜４０マイクロメートルである。
【００１９】
従って、ホイールハブベアリングユニット１は、１５マイクロメートル以下の振れ公差を有している。
【００２０】
貫通孔１０は、噴射工程の影響を受けていないため、ＵＶ光重合型合成プラスチック材料の層１３を貫通している。
【００２１】
ホイールハブベアリングユニット１は、方法の複数の工程によって形成され、それらの内の主要な工程は図２に示されている。
【００２２】
第１に、ホイールハブベアリングユニット１は、完全に組み立てられ、かつ任意で、必要であれば、フランジ８の前面１１においてチップ除去による機械加工が行われ、ユニット１が許容振れ公差内に収まるようにする。通常、そのような機械加工は、公差が１０マイクロメートル以下であるように行われる。
【００２３】
完全に組み立てられ、かつ面１１における機械加工が済んでおり、そのため、許容振れ公差内に収まっているホイールハブベアリングユニット１は、次いで、（図２に概略的に示されている、全体が１５で示されている）装置へ運ばれ、この装置に取り付けられる。
【００２４】
装置１５は、ノズル１４と、支持部１６と、概略的にブロックとして示されているエンジン１７とを備えている。ホイールハブベアリングユニット１は、支持部１６に取り付けられており、使用時にユニット１の回転エレメントとなることを意図された環状エレメント４は、起こり得る振動を避けるために、高い剛性を有する支持部１６によって遊びをもって支持されている。例えば、環状エレメント２は、固定された支持部１６と一体になるように角度方向（回転方向）で固定されている。示されている非限定的な実施の形態では、環状エレメント２は、使用時にユニット１を車両サスペンションのストラットに固定するためのフランジ１８も備えており、そのためフランジ１８を、ユニット１を支持部１６に一体的に固定するために使用してもよい。フランジ１８がない場合、当業者には明らかであるため記載しないが、異なる固定システムが使用される。
【００２５】
エンジン１７は、当業者には明らかであるため簡潔さのために図示しないトランスミッションシステムによって、環状エレメント４に接続され、それによって、エレメント４ならびにエレメント４に備えられているフランジ８およびカラー９は、エンジン１７が作動したときに対称軸線Ａを中心に回転される。
【００２６】
ノズル１４は、いわゆるＡＩＲＭＩＸ（登録商標）型の混合空気噴射ノズルである。ノズル１４は、図２において概略的にブロックとして示されている公知の動力供給システム１９によって駆動されており、動力供給システム１９は、圧縮空気供給ラインと、ノズル１４によって噴射される材料を供給する加圧ライン２１とを備えており、このため、ライン２１はポンプ２２を備えており、ポンプ２２は、タンク２３から引き出す。
【００２７】
本発明によれば、こうして、ホイールハブベアリングユニットを得る方法は、面１１の部分にチップ除去による機械加工を行う工程の後で時間的に連続して、符号２６で示され、かつタンク２３内に収容されているＵＶ光重合型合成プラスチック材料の層１３を、フランジ８の前面１１に被覆する工程を含んでいる。層１３は、非重合状態で、混合空気噴射ノズル１４によってフランジ８の前面１１（およびカラー９の面１２）に堆積される。
【００２８】
本発明の主要な特徴によれば、均一な厚さの層１３を得るために、非常に厳しい公差を有するのでなければ、非重合状態における光重合型材料の噴射堆積の工程は、フランジ８の前面１１を噴射ノズル１４に向けてさらした状態で、ハブベアリングユニット１の対称軸線Ａを中心に所定の速度でハブベアリングユニット１を回転させること、かつそれと組み合わせて、取付フランジの周方向外縁２４から所定の半径方向距離「ａ」を置いて混合空気噴射ノズル１４を配置し、またノズル１４の噴射軸線Ｂが、ホイールハブベアリングユニット１の対称軸線Ａに対して、軸線ＡおよびＢの両方を含んだ平面において、０度および９０度のどちらからも異なり、かつ２０度〜８０度を含んだ角度αを形成するようにノズル１４を配置することによって行われる。
【００２９】
以下では、「噴射軸線」とは、光重合型材料の噴流２５の対称軸線を意味しており、その噴射軸線に沿って、液体状の、かつ空気と混ざった光重合型材料そのものが、フランジ８に向けて、また、示されている例ではカラーまたはパイロットスリーブ状部分９にも向けて放出され、面１１および１２に層１３を形成する。
【００３０】
さらに、ＵＶ光重合型合成プラスチック材料２６は、ノズル１４により液体状態で、かつ室温よりも高い温度、特に４０℃〜６０℃で噴射され、それによってＵＶ光重合型合成プラスチック材料２６の粘度を望ましいレベルに調整する。
【００３１】
そのような手段の組み合わせによって、驚くべきことに、厚さが全く均一な（しかし、先験的には全く想定し得なかった）ＵＶ光重合型合成プラスチック材料２６の層１３が得られる。
【００３２】
さらに、この目的のために、所定の半径方向距離「ａ」は、１５〜３０ｍｍとなるように選択され、一方で、ホイールハブベアリングユニット１の所定の回転速度は、４５〜７５ｒｐｍで維持される。次いで、ＵＶ光重合型合成プラスチック材料２６は、ノズル１４によりフランジ８（およびカラー９）に向けて６〜１２秒間噴射される。
【００３３】
本発明において使用される光重合型材料２６は、置換トリアクリレートを含んだ無溶媒の水性塗料から構成されている。例えば、それは市販されているＬａｎｋｗｉｔｚｅｒのＥＵ−１７−７００１／０という製品である。
【００３４】
図２に示されている噴射の工程の後、ＵＶ光重合型合成プラスチック材料２６の層１３には、公知の技術による操作によって１０〜１５秒間ＵＶが照射される。その公知の技術は当業者には明らかであるため、簡潔さのために記載しない。
【００３５】
望ましい結果を得るために、ノズル１４は、通過部分が０．４〜１．４ｍｍの幅の出口開口部「ｂ」を有している。さらに、ＵＶ光重合型合成プラスチック材料２６は、矢印によって示されている空気流Ｆ（図２）によって、２〜１０ｂａｒの圧力で、ノズル１４において霧化される。これによって、２〜１０ｂａｒの圧力でライン２０に圧縮空気が供給される。材料２６そのものも、２〜１０ｂａｒの圧力でポンプ２２によって供給する。
【００３６】
これによって、５マイクロメートル未満の公差（すなわち許容される厚さ変動）を有する、３０〜４０マイクロメートルの厚さの層１３が堆積される。５マイクロメートル未満の公差は、工具機械加工工程のための（１０マイクロメートル以下である）許容公差に加えられると、最終的に面１１および１２の全体に亘って光重合化材料１６の層１３により腐食から保護されたユニット１を提供し、かつ最も厳しい振れ公差に収まり、従って１５マイクロメートル未満に保たれる。
【符号の説明】
【００３７】
１  ホイールハブベアリングユニット
２  環状エレメント
３  第１の回転用トラック
４  環状エレメント
５  第２の回転用トラック
６  回転体
７  スピンドル
８  取付フランジ
９  カラー
１０  貫通孔
１１  前面
１２  側方周面
１３  層
１４  混合空気噴射ノズル
１５  装置
１６  支持部
１７  エンジン
１８  フランジ
１９  動力供給システム
２０  圧縮空気供給ライン
２１  加圧ライン
２２  ポンプ
２３  タンク
２４  外縁
２５  噴流
２６  ＵＶ光重合型合成プラスチック材料
Ａ  軸線
Ｂ  軸線
ａ  距離
ｂ  出口開口部
α  角度
【図１】
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【図２】
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【外国語明細書】
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