(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向途中に径方向外向きに延びかつ一側面にディスクブレーキ装置のディスクロータが当接されるフランジを有するハブ軸と、ハブ軸の外周面に外装される転がり軸受と、前記フランジの円周数ヶ所に設けられる貫通孔に対して軸方向ならびに周方向に引っ掛かりを持つ状態で挿入されて前記ディスクロータの円周数ヶ所に設けられる貫通孔から突出される軸部を有するボルトとを備える軸受装置の製造方法であって、
前記ハブ軸のフランジを加工する工程を含み、
この工程が、前記ボルトの軸部において前記フランジの貫通孔に挿入される部分の諸元と同一あるいは僅かに小さく設定された軸部を有するダミープラグを前記フランジの貫通孔に対して圧入嵌合する第１ステップと、
前記フランジにおいてディスクロータが当接される面を削り加工する第２ステップとを含み、
前記第１ステップにおいて、前記ダミープラグの軸部が、前記フランジの貫通孔に対して圧入嵌合された状態で当該貫通孔の開口から突出しない軸長に設定されており、
前記第２ステップが、前記貫通孔に前記ダミープラグの軸部を嵌合させたままの状態で行われる、軸受装置の製造方法。
【請求項２】
前記ボルトの軸部において、前記フランジの貫通孔に挿入される領域の外周にセレーションが、また、前記ディスクロータの貫通孔から突出する領域の外周にねじ溝がそれぞれ設けられており、
前記ダミープラグの軸部に、前記ボルトのセレーションの諸元と同一あるいは僅かに小さく設定されたセレーションが設けられている、請求項１に記載の軸受装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸受装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車などの車軸を支持する軸受装置がある。この軸受装置の基本構成は、例えば本発明の実施形態で引用した図１に示すようになっている。図中、１は軸受装置、２はハブ軸、３は複列外向きアンギュラ玉軸受、６はディスクブレーキ装置のディスクロータである。
【０００３】
なお、ハブ軸２のフランジ２１の円周数ヶ所に設けられている貫通孔２４に対し、ボルト９が軸方向ならびに周方向に引っ掛かりを持つ状態でかつ突出する状態で挿入されている。
【０００４】
上記ボルト９は、その軸部９２において頭部９１側の領域にのみセレーション９３が形成されており、このボルト９を貫通孔２４に対して圧入により嵌合させるようにしている。この圧入により、ボルト９のセレーション９３が貫通孔２４の円形の内周面に対して食い込むことになって、ボルト９が貫通孔２４に対して抜け止めされるとともに回り止めされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、圧入によりボルト９のセレーション９３を貫通孔２４に対して食い込ませているために、圧入過程で貫通孔２４の内径の肉部が貫通孔２４の車両アウター側開口へ流動させられてフランジ２１の外側面で貫通孔２４の開口周辺が隆起することになる。このような隆起が発生すると、フランジ２１の外側面の平面度が低下するので、このフランジ２１に対して当接されるディスクロータ６が傾いた状態となって回転中に振れやすくなる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、軸方向途中に径方向外向きに延びかつ一側面にディスクブレーキ装置のディスクロータが当接されるフランジを有するハブ軸と、ハブ軸の外周面に外装される転がり軸受と、前記フランジの円周数ヶ所に設けられる貫通孔に対して軸方向ならびに周方向に引っ掛かりを持つ状態で挿入されて前記ディスクロータの円周数ヶ所に設けられる貫通孔から突出される軸部を有するボルトとを備える軸受装置の製造方法に関する。
【０００７】
本発明の軸受装置の製造方法は、前記ハブ軸のフランジを加工する工程を含み、この工程が、前記ボルトの軸部において前記フランジの貫通孔に挿入される部分の諸元と同一あるいは僅かに小さく設定された軸部を有するダミープラグを前記フランジの貫通孔に対して圧入嵌合する第１ステップと、前記フランジにおいてディスクロータが当接される面を削り加工する第２ステップとを含み、前記第１ステップにおいて、前記ダミープラグの軸部が、前記フランジの貫通孔に対して圧入嵌合された状態で当該貫通孔の開口から突出しない軸長に設定されており、前記第２ステップが、前記貫通孔に前記ダミープラグの軸部を嵌合させたままの状態で行われる。
【０００８】
この場合、第１ステップでフランジの貫通孔にダミープラグの軸部を圧入嵌合することによって、貫通孔の内径の肉部が流動して、フランジの一側面で貫通孔の開口付近が隆起することになる。この隆起部は、ダミープラグを用いない従来例において発生する隆起とほぼ同一となる。なお、「ほぼ同一」としたのは、ダミープラグの軸部をボルトの軸部の諸元よりも小さくする場合があることを考慮しているとともに、貫通孔やダミープラグが機械加工の製造公差を持つことを考慮しているからである。このような隆起部を発生させておいてから、上記第２ステップでフランジの一側面を削り加工するので、前記隆起部が除去されて、フランジの一側面が所定の平面度に設定されることになる。このような処理を施していれば、後で前記フランジの貫通孔に対してボルトを挿入するときに、フランジの一側面で貫通孔の開口付近が隆起することを抑制または防止できるようになる。
【０００９】
特に、本発明では、上記ダミープラグの軸部は、前記フランジの貫通孔に対して圧入嵌合された状態で当該貫通孔の開口から突出しない軸長に設定されたものであって、上記第２ステップは、前記貫通孔にダミープラグの軸部を嵌合させたままの状態で行う。この場合、上記第１ステップで発生する隆起部を、そのまま残存させることができるので、第２ステップで前記フランジの一側面を削り加工することにより、前記隆起部を確実に除去できるようになる。
【００１０】
さらに、上記ボルトの軸部において、前記フランジの貫通孔に挿入される領域の外周にはセレーションを、また、前記ディスクロータの貫通孔から突出する領域の外周にはねじ溝をそれぞれ設けたものとし、さらに、上記ダミープラグの軸部には、前記ボルトのセレーションの諸元と同一あるいは僅かに小さく設定されたセレーションを設けることができる。この場合、フランジの貫通孔に対するボルトの回り止めが確実に行える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１から図４に本発明の一実施形態を示している。ここでは、自動車の駆動輪側に用いられる軸受装置を例に挙げる。図例の軸受装置１は、ハブ軸２と、複列外向きアンギュラ玉軸受３とを有している。
【００１２】
ハブ軸２は、中空に形成されており、その一方軸端寄りに径方向外向きに延びるフランジ２１が設けられている。このハブ軸２においてフランジ２１よりも車両インナー側の領域に複列外向きアンギュラ玉軸受３が外装されている。
【００１３】
複列外向きアンギュラ玉軸受３は、二列の軌道溝を有する単一の外輪３１と、ハブ軸２の小径外周面２２に外嵌される一列の軌道を有する単一の内輪３２と、二列で配設される複数の玉３３と、二つの冠形保持器３４，３５とを備えており、前述のハブ軸２の大径外周面２３を一方内輪とする構成になっている。外輪３１の外周には、径方向外向きに延びるフランジ３６が設けられている。
【００１４】
そして、上記複列外向きアンギュラ玉軸受３の外輪３１のフランジ３６が、車体の一部となるキャリア７に対してボルト８で非回転に取り付けられ、上記ハブ軸２の内周にドライブシャフト４がスプライン嵌合されてナット５により一体的に結合される。また、ハブ軸２のフランジ２１の外側面（車両アウター側の面）には、ディスクブレーキ装置のディスクロータ６および図示しない車輪が取り付けられる。さらに、ハブ軸２のフランジ２１の円周数ヶ所には、貫通孔２４が設けられており、この貫通孔２４に対しボルト９が軸方向ならびに周方向に引っ掛かりを持つ状態でかつ突出する状態で挿入されている。このボルト９に対してディスクブレーキ装置のディスクロータ６に設けられる貫通孔６１および、図示しない車輪に備える貫通孔が挿通されたうえで、図示しないナットが螺合される。
【００１５】
なお、上記ボルト９は、図１に示すように、例えば六角形状の頭部９１と、軸部９２とを有している。軸部９２において、頭部９１寄りの領域の外周にはセレーション９３が、また、先端寄りの領域の外周にはねじ溝９４がそれぞれ設けられている。セレーション９３の歯先外径は、ねじ溝９４の歯先外径よりも大きく設定されている。
【００１６】
このような構成の軸受装置１において、ハブ軸２のフランジ２１を加工する工程を工夫しているので、以下で詳細に説明する。
【００１７】
ちなみに、ハブ軸２の製造手順としては、まず、例えばＪＩＳ規格Ｓ５５Ｃなどの鋼材を母材とし、鍛造加工や旋削加工を施すことにより、完成品に近い外形とする。この後、ハブ軸１において複列外向きアンギュラ玉軸受３の軌道面とする大径外周面２３に対してのみ高周波熱処理による焼入れ、焼き戻しを施す。次いで、前記高周波熱処理を施した領域に対して仕上げ旋削を行う。このようにしてから、ハブ軸２のフランジ２１を加工する工程に移る。
【００１８】
そもそも、従来では、ハブ軸２のフランジ２１の外側面を削り加工するなどして仕上げてから、このフランジ２１の貫通孔２４に対してボルト９を圧入により嵌合するようにしていた。この場合、従来例の項目でも説明したが、ボルト９をハブ軸２のフランジ２１の貫通孔２４に対して圧入嵌合するときに、フランジ２１の外側面で貫通孔２４の開口周辺が隆起する。
【００１９】
そこで、ハブ軸２のフランジ２１の外側面を加工する工程について、まず、図４（ａ）に示すように、前記ボルト９のダミープラグ１０を貫通孔２４に対して取り付けるようにし、この後、フランジ２１の外側面を旋削具１５で削り加工するようにしている。
【００２０】
ここで、上記ダミープラグ１０は、図４(ａ)〜(ｃ)に示すように、六角形状の頭部１１と、軸部１２とを有しており、軸部１２には、ボルト９の軸部９２においてねじ溝９４を形成している領域を無くした形状である。このダミープラグ１０の軸部１２の長さは、フランジ２１の貫通孔２４の軸長と同じか、所定量短く設定されており、この軸部１２の外周には上記ボルト９のセレーション９３の諸元と同一のセレーション１３が設けられている。
【００２１】
具体的に、まず、第１のステップとして、図４(ａ)に示すハブ軸２のフランジ２１における貫通孔２４の円形内周面に対して、上述したようなダミープラグ１０を、図４（ｂ）に示すように、圧入嵌合する。これに伴い、ダミープラグ１０のセレーション１３が貫通孔２４の内周面に対して食い込み、貫通孔２４の内周面にセレーション２５が形成されるとともに、前記食い込みにより貫通孔２４の内径の肉部が貫通孔２４の車両アウター側の開口周辺へ流動し、フランジ２１の外側面で貫通孔２４の開口付近が隆起することになる。この隆起部２６は、ダミープラグ１０を用いない従来例において発生する隆起とほぼ同一となる。
【００２２】
このような隆起部２６を発生させておいてから、第２のステップとして、図４（ｃ）に示すように、貫通孔２４にダミープラグ１０の軸部１２を嵌合させたままの状態でフランジ２１の外側面を削り加工することにより、前述した隆起部２６を除去したうえで、フランジ２１の外側面を所定の平面度に設定する。このように貫通孔２４にダミープラグ１０の軸部１２を嵌合させたままの状態で削り加工を行えば、前述した隆起部２６をそのまま残存させることができるので、この隆起部２６を確実に除去できるようになる。
【００２３】
この後、ダミープラグ１０を貫通孔２４から取り外してから、フランジ２１の貫通孔２４に対してボルト９を挿入する。このとき、貫通孔２４に形成されたセレーション２５の凹凸の位相に対してボルト９のセレーション９３の位相を合わせた状態で、ボルト９を挿入する。このボルト９の挿入は、僅かに加圧する必要がある。というのは、上記貫通孔２４に形成したセレーション２５がスプリングバック現象により内径側に僅かに膨出するために、貫通孔２４の内周面のセレーション２５に対してボルト９のセレーション９３が密接して嵌合する状態になるからである。このことから、貫通孔２４に対してボルト９が軸方向に引っ掛かりを持つ状態になり、ボルト９が簡単に抜け出ずに保持されるようになる。しかも、ボルト９の挿入に伴う肉部の流動量をほとんど無くすことができるので、フランジ２１の外側面で貫通孔２４の開口付近が隆起することを防止できるようになる。また、ボルト９のセレーション９３が貫通孔２４のセレーション２５に対して周方向でかみ合っているので、ボルト９が強固に回り止めされる。
【００２４】
以上のように加工したフランジ２１の外側面に対してディスクロータ６を取り付けると、ディスクロータ６の傾きを無くすことができて、ディスクロータ６の回転振れを従来例よりも大幅に軽減できるようになり、ブレーキ性能の向上ならびにブレーキ鳴きの防止に大きく貢献できる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００２６】
（１）上記実施形態において、ボルト９のセレーション９３と貫通孔２４のセレーション２５とのうち、一方を他方に対して積極的に僅かな食い込み代を持つ状態で嵌合させるようにしてもよい。例えば図５に示すように、ボルト９のセレーション９３の歯元円径ｒ１に対して貫通孔２４のセレーション２５（破線）の歯先円径Ｒ１を僅か（Δ１）に小さく設定して、ボルト９のセレーション９３の歯先円径ｒ２に対して貫通孔２４のセレーションの歯元円径Ｒ２を同じに設定する。また、例えば図６に示すように、ボルト９のセレーション９３の歯先円径ｒ２に対して貫通孔２４のセレーション２５（破線）の歯元円径Ｒ２を僅か（Δ２）に小さく設定して、ボルト９のセレーション９３の歯元円径ｒ１に対して貫通孔２４のセレーション２５の歯先円径Ｒ１を同じに設定する。いずれも、ボルト９のセレーション９３の諸元を既製品とし、貫通孔２４のセレーション２５の寸法を調整する形態にしているが、ボルト９のセレーション９３の諸元を調整する形態にしてもよい。この他、図示しないが、両方のセレーション９３，２５を互いに僅かに食い込み代を持つ状態で嵌合させるようにしてもよい。いずれの場合も、貫通孔２４のセレーション２５がボルト９のセレーション９３に沿う状態に潰されるので、ボルト９の回り止め効果と抜け止め効果が増すことになる。また、当然ながら、前記塑性変形が起こるものの、塑性変形量を微量に管理することによって、フランジ２１の外側面で貫通孔２４の開口付近が隆起することを抑制できる。ちなみに、上記Δ１やΔ２は、０．３ｍｍ以下に設定するのが好ましい。
【００２７】
（２）上記実施形態において、貫通孔２４のセレーション２５の歯数をボルト９のセレーション９３の歯数に対して整数倍にすることができる。この場合、貫通孔２４にボルト９を取り付けるときに、両セレーション２５，９３の歯の位相を合致させやすくなるので、貫通孔２４のセレーション２５に対してボルト９のセレーション９３を位相合わせした状態で装着する煩わしさから解放されることになり、ボルト９の装着をオートメーション化するうえで有利となる。
【００２８】
（３）上記ダミープラグ１０について、図７から図９に示すように、軸部１２にセレーション１３を形成せずに、円柱形にすることができる。このようなダミープラグ１０を用いる場合、その軸部１２の外径を、ボルト９のセレーション９３の歯先円径と同一に設定してもよいが、軸部１２の外径を、ボルト９のセレーション９３の歯先円径よりも小さく設定するのが後でボルト９の食い込み代を確保してスリップトルクを確保するうえで有利となる。なお、軸部１２の外径を、ボルト９のセレーション９３の歯先円径よりも小さくする場合でも、その差の上限は例えば０．３ｍｍとするのが好ましい。そして、このダミープラグ１０をフランジ２１の貫通孔２４に対して圧入嵌合させると、貫通孔２４の内周面が拡径されることになって、それに伴い貫通孔２４の内周面の肉部が貫通孔２４の車両アウター側の開口周辺へ流動し、フランジ２１の外側面で貫通孔２４の開口付近が隆起することになる。この場合も、上記実施形態と同様に、ダミープラグ１０を貫通孔２４に嵌合したままで、フランジ２１の外側面を旋削具１５で削り加工することにより、隆起部２６を除去したうえで所定の平面度に設定する。この場合、後で貫通孔２４に対してボルト９を挿入すると、貫通孔２４の内周面にボルト９のセレーション９３が僅かに食い込むことになり、塑性変形による肉部の流動が発生するものの、その流動量を僅かにできるので、フランジ２１の外側面で貫通孔２４の開口付近が隆起することが抑制される。当然ながら、前記ボルト９のセレーション９３が貫通孔２４の内周面に食い込むので、ボルト９を回り止めできる。
【００２９】
（４）上記実施形態に示したダミープラグ１０は、その頭部１１を無くした形状のものであってもよい。
【００３０】
（５）上記実施形態において、第２ステップの削り加工は、ダミープラグ１０を貫通孔２４から取り外した状態で行うようにしてもよい。この場合、ダミープラグ１０については、その軸部１２の長さをフランジ２１の貫通孔２４よりも長くすることができるなど、ダミープラグ１０の形状に自由度が増す。但し、この場合、上記第１ステップで発生させた隆起部２６がスプリングバック現象により貫通孔２４の内部に若干ながら戻ることがあり、後でボルト９を貫通孔２４に取り付けるときに、貫通孔２４の内径の肉部が貫通孔２４の車両アウター側の開口へ流動して隆起するおそれがある。しかし、このときの隆起量は従来例に比べると僅かであるから、フランジ２１の外側面の平面度は従来例よりも向上する。
【００３１】
（６）上記実施形態では、駆動輪用の軸受装置１を例に挙げたが、例えば図１０に示すような従動輪用の軸受装置１としたり、あるいは図示しないが自動車などのスライドドアのガイドローラやその他の軸受装置全般としたりすることができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明では、フランジの貫通孔に対してボルトを取り付ける前に、前記貫通孔に対して前記ボルトのダミーとなるダミープラグを圧入嵌合させて塑性変形させることにより、従来例と同等の隆起を発生させてから、この隆起が発生したフランジの一側面を削り加工により平滑に仕上げるようにしている。これにより、フランジの貫通孔に対してボルトを挿入しても、フランジの一側面の平面度を向上できるので、フランジの一側面に対してディスクロータを傾きなく当接させることが可能になる。したがって、ディスクロータの回転振れを従来例よりも大幅に軽減できるようになり、ブレーキ性能の向上ならびにブレーキ鳴きの防止に大きく貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る駆動輪用の軸受装置を示す断面図
【図２】図１のフランジの貫通孔とボルトとを示す上半分の断面図
【図３】図１でのフランジの貫通孔にボルトを装着した状態の一部断面図
【図４】図１でのフランジの加工手順を示す図
【図５】本発明の他の実施形態で、図３に対応する図
【図６】本発明の他の実施形態で、図３に対応する図
【図７】本発明の他の実施形態で、図２に対応する図
【図８】図７のフランジの貫通孔にボルトを装着した状態の一部断面図
【図９】図７のフランジの加工手順を示す図
【図１０】本発明が適用可能な従動輪用の軸受装置を示す側面図
【符号の説明】
１      軸受装置
２      ハブ軸
６      ディスクロータ
９      ボルト
１０      ダミープラグ
１１      ダミープラグの頭部
１２      ダミープラグの軸部
１３      ダミープラグのセレーション
２１      ハブ軸のフランジ
２４      フランジの貫通孔
２５      貫通孔のセレーション
９１      ボルトの頭部
９２      ボルトの軸部
９３      ボルトのセレーション
９４      ボルトのねじ溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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