(57)【要約】【課題】ローリング加締めにおいて、潤滑性被膜を用いることなく、加締め部に発生する応力を低くして微小クラックの発生を防止して、耐久性を向上したハブユニット軸受の組立て方法を提供する。【解決手段】ハブ軸の先端部をローリング加締めによって拡開塑性変形させて加締め部を形成して、内輪要素をハブ軸の嵌合部に固定しているハブユニット軸受において、ローリング加締め後の前記加締め部の表面形状は車両中心側に向けて凸状で、車両中心側に最も寄った頂点と径方向内方にある始点とを結ぶ大略円弧面になっており、該円弧面の８０ないし９０％が加締め治具と摺接するようにしことを特徴とするハブユニット軸受の組立て方法による。【選択図】図３Ｄ
2008302766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に第１内周軌道と第２内周軌道とを有する外輪と、
車両外端側にハブフランジを有し、該ハブフランジから車両中心側に向けて延在する円筒部と、該円筒部に車両外端側円筒部と該車両外端側円筒部に設けられた段部を介して形成された小径の車両中心側円筒部と先端部とが車両中心側に向けて順に形成され、前記車両外端側円筒部には一体若しくは別体に設けられた前記第１内周軌道に対向する第１外周軌道が設けられているハブ軸と、前記車両中心側円筒部に嵌合固定され、前記先端部を径方向外方に拡開塑性変形させた加締め部と前記段部との間で軸方向に圧縮固定され、前記第２内周軌道に対向する第２外周軌道を有する内輪要素と、から構成される内輪と、
外輪と内輪との間に介装されている転動体と、
該転動体を保持する保持器と、
前記外輪の両端部に取付けられている密封シールとからなるハブユニット軸受の組立て方法において、
ローリング加締め後の前記加締め部の表面形状は、車両中心側に向けて凸状で、車両中心側に最も寄った頂点と径方向内方にある始点とを結ぶ大略円弧面になっており、該円弧面の前記頂点から前記始点までの円弧長の８０ないし９０％が加締め治具と摺接するようにしたことを特徴とするハブユニット軸受の組立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハブユニット軸受の組立て方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車輪用軸受の一例として、図５に示すようなハブユニット軸受Ｈｚが使用されている。このハブユニット軸受Ｈｚは駆動輪に使用されるものである。
【０００３】
ハブユニット軸受Ｈｚは外周に取付け用鍔１ｆｚと内周に内周軌道１１ｚ、１２ｚとを有する外輪１ｚと、内輪２ｚと、外内輪間に介装されているボール３ｚ、３ｚと、ボール３ｚ、３ｚを保持する保持器４ｚ、４ｚと、外輪１ｚの両端部に取付けられている密封シール５ａｚ、５ｂｚとから構成されている。
【０００４】
内輪２ｚは、車両外端側にハブフランジ２ｆｚを有し、ハブフランジ２ｆｚから車両中心側に向けて円筒部２ｍｚと、円筒部２ｍｚに内周軌道１１ｚに対向して形成された外周軌道２ａ１ｚと、円筒部２ｍｚに連設してある段部２ｃｚを介して形成された小径部２ｎｚと、小径２ｎｚの車両中心側に先端部２ｎ１ｚとを順に有しているハブ軸２ａｈｚと、小径部２ｎｚに嵌合固定され、先端部２ｎ１ｚを径方向外方に拡開塑性変形して加締めを行って加締め部２ｎ２ｚを形成し、段部２ｃｚと加締め部２ｎ２ｚとの間で軸方向に固定され、外周面に外周軌道２ｂ１ｚを有している内輪要素２ｂｚと、で構成されている。
【０００５】
内輪２ｚの外周軌道２ａ１ｚは、ハブ軸２ａｈｚの外周に一体に形成されており、外周軌道２ｂ１ｚは、ハブ軸２ａｈｚとは別体の内輪要素２ｂｚの外周に形成されている。
【０００６】
そして、内周軌道１１ｚ、１２ｚと外周軌道２ａ１ｚ，２ｂ１ｚとのそれぞれの間にボール３ｚ、３ｚが介装されている。
【０００７】
ハブユニット軸受Ｈｚは、内輪２ｚの内周にセレーション２ｓｚが切られ、等速ジョイントＪｚの駆動軸Ｊｓｚと嵌合し、駆動軸Ｊｓｚの端部に螺合しているナットＪｎｚと等速ジョイントＪｈｚとの間で固定されている。
【０００８】
また、外輪１ｚは、車両の一部であるナックル（図示略）の円筒穴に嵌合され、外輪１ｚの取付け用鍔１ｆｚを介して、取付けボルトによってナックルに固定されている。
【０００９】
前記加締めは、例えば、特開２０００−３８００５号公報に開示されている加締め方法と同様な方法で、加締め治具をハブ軸２ａｈｚの中心線ＣＬに対して角度θだけ傾斜させて、ローリングしながら先端部２ｎ１ｚを塑性変形して加締めてある。
【００１０】
ローリング加締めの場合、加締め治具を先端部２ｎ１ｚに摺接させるために、先端部２ｎ１ｚが加締め治具との間の摩擦で微小な金属凝着が生じ、加締め部２ｎ２の表面に微小クラックが発生することがある。このクラックは、加締め変形による応力に加締め治具の摺接による応力が加わり、材料の引張り強度の限界を越えたときに発生する。
【００１１】
軸受の加締め部分には軸力と回転曲げモーメントが作用するためクラックは軸受の分解が発生する原因にもなって、ハブユニット軸受の耐久性が低下する虞もある。
【００１２】
このクラックの発生を解決する提案がある。（例えば、特許文献１を参照）
【特許文献１】特開２００３−１３６１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１は、加締め部分へ潤滑性被膜を形成するものである。確かに、この方法は加締め治具の摺接による応力の軽減効果は期待される。
【００１４】
しかしながら、加締め治具と加締め部の摺接応力は元来高いこと、さらに、加締め部の表面積が大きく引き伸ばされることから潤滑性被膜が加締め工程の終了まで効果を持続できるかどうかが疑問である。
【００１５】
また、さらには、潤滑性被膜が破断して微小クラックが発生してしまった場合、潤滑性被膜はかえって微小クラックを発見しにくいと言う問題もある。
【００１６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ローリング加締めにおいて、潤滑性被膜を用いることなく、加締め部に発生する応力を低くして微小クラックの発生を防止し、耐久性を向上したハブユニット軸受の組立て方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成するため、本発明は、
内周に第１内周軌道と第２内周軌道とを有する外輪と、
車両外端側にハブフランジを有し、該ハブフランジから車両中心側に向けて延在する円筒部と、該円筒部に車両外端側円筒部と該車両外端側円筒部に設けられた段部を介して形成された小径の車両中心側円筒部と先端部とが車両中心側に向けて順に形成され、前記車両外端側円筒部には一体若しくは別体に設けられた前記第１内周軌道に対向する第１外周軌道が設けられているハブ軸と、前記車両中心側円筒部に嵌合固定され、前記先端部を径方向外方に拡開塑性変形させた加締め部と前記段部との間で軸方向に圧縮固定され、前記第２内周軌道に対向する第２外周軌道を有する内輪要素と、から構成される内輪と、
外輪と内輪との間に介装されている転動体と、
該転動体を保持する保持器と、
前記外輪の両端部に取付けられている密封シールとからなるハブユニット軸受の組立て方法において、
ローリング加締め後の前記加締め部の表面形状は、車両中心側に向けて凸状で、車両中心側に最も寄った頂点と径方向内方にある始点とを結ぶ大略円弧面になっており、該円弧面の前記頂点から前記始点までの円弧長の８０ないし９０％が加締め治具と摺接するようにしたことを特徴とするハブユニット軸受の組立て方法を提供する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ローリング加締めにおいて、潤滑性被膜を用いることなく、加締め部に発生する応力を低くして微小クラックの発生を防止し、耐久性を向上したハブユニット軸受の組立て方法を提供する事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係わる実施形態を図面を参照しつつ説明する。
なお、以下の説明に当たり、説明の簡略化のため、車両外端側を外端側と、車両中心側を中心側という。
【００２０】
（実施形態１）
図１、図２、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄを参照しながら、本発明の実施形態１を説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態の対象となるハブユニット軸受を説明する断面図を示し、図２は本発明を用いた組立て方法の全体説明図であり、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄは本発明の詳細説明図である。
【００２２】
最初に、図１を参照しながら、本発明の組立て方法の実施により得られたハブユニット軸受Ｈ１に関し説明する。なお、ハブユニット軸受Ｈ１は駆動輪に使用される。
【００２３】
ハブユニット軸受Ｈ１は、第１内周軌道１１および第２内周軌道１２を有する外輪１と、内輪２と、外輪１の両端部に設けられ、外輪１と内輪２との間を密封する第１密封シール５ａおよび第２密封シール５ｂと、外内輪間に介装された転動体としてのボール３、３と、ボール３、３を保持する保持器４、４とから構成されている。
【００２４】
内輪２は、外端側にハブフランジ２ｆを有し、ハブフランジ２ｆから中心側に向けて延在する円筒部２ｍに、外端側円筒部２ｍ１と中心側円筒部２ｍ２とが形成されており、外端側円筒部２ｍ１には第１外周軌道２ａ１が一体に設けられ、さらに中心側に外端側円筒部２ｍ１に連設された段部２ｃと、段部２ｃを介して設けられている中心側円筒部２ｍ２と、中心側円筒部２ｍ２の先端部２ｎ１とが順に形成されているハブ軸２ａｈと、中心側円筒部２ｍ２を嵌合部として嵌合され、先端部２ｎ１を径方向外方に拡開塑性変形させて加締めて加締め部２ｎ２を形成して、段部２ｃと加締め部２ｎ２との間で軸方向に固定され、外周に第２外周軌道２ｂ１を有する内輪要素２ｂとからなる。
【００２５】
中心側円筒部２ｍ２は外端側円筒部２ｍ１に比べ、小径である小径部２ｎとなっている。また、第１外周軌道２ａ１および第２外周軌道２ｂ１は、それぞれ第１内周軌道１１および第２内周軌道１２に対向していて、これらの間にはボール３、３が介装されている。
【００２６】
次に、ハブユニット軸受Ｈ１を対象にした本実施形態の組立て方法について説明する。
【００２７】
第１に、内輪要素２ｂを中心側円筒部２ｍ２である小径部２ｎに先端部２ｎ１を加締め固定する前のハブユニット軸受Ｈ１を、ハブフランジ２ｆの外端側の車輪取付け面２ｆ１を支持型Ｗ１で受け、さらに、作業台Ｗ２に載せる。
【００２８】
第２に、ハブユニット軸受Ｈ１の中心線ＣＬに対して角度θだけ傾斜している加締め治具Ｔ１を回転数Ｎで、ローリングさせながら先端部２ｎ１を加締める。ローリング加締めは、先端部２ｎ１を円周方向同時に加締めるのではなく、加締め治具Ｔ１をローリングさせながら円周方向に加締め荷重Ｆ１の作用点Ｐを移動させながら加締めていく。（図２参照）
【００２９】
図２においては、加締め前の先端部２ｎ１を２点破線で示し、加締めが終了して加締め部２ｎ２が形成され、内輪要素２ｂの中心側平面部２ｂ１２に当接した加締め部２ｎ２から加締め荷重Ｆ１が内輪要素２ｂに作用している状態は実線で示している。
【００３０】
次に、図２、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄを参照しながら、本実施形態の組立て方法を詳細に説明するが、本説明では、理解を容易にするために、加締め荷重Ｆ１の作用点Ｐを円周方向に移動させることなく、瞬間的な一断面についての加締めを説明する。
【００３１】
先ず、加締め治具Ｔ１を回転数Ｎでローリングさせながら、先端部２ｎ１に加締め治具Ｔ１の円弧状をした荷重付加部Ｔ２の荷重点Ｐを摺接させながら（図２おいて破線部で示す先端部２ｎ１および図３Ａを参照）加締め治具Ｔ１を軸方向に送っていく（図２においては下方向、図３Ａにおいては左方向）。
【００３２】
加締め治具Ｔ１の送りを軸方向に進めるに従い、暫時、先端部２ｎ１は径方向外方へ拡開していく。荷重点Ｐは円弧状の荷重付加部Ｔ２を径方向外方に移動していく。（図３Ｂ参照）
【００３３】
加締め治具Ｔ１の送りをさらに進めると、先端部２ｎ１の拡開が進み、先端部２ｎ１は最終的には内輪要素２ｂの中心側平面部２ｂ１２に密着当接して、その結果、加締め部２ｎ２を形成し、この加締め部２ｎ２は内輪要素２ｂに軸方向に加締め荷重Ｆ１を作用させて、加締め部２ｎ２とハブ軸２ａｈの段部２ｃとで内輪要素２ｂを固定する。（図３Ｃ参照）
【００３４】
図３Ｃの加締め部２ｎ２の拡大図である図３Ｄによりさらに説明を加える。
【００３５】
加締め部２ｎ２は車両中心側に向けて凸状の表面形状を有する大略円弧面Ｑを形成する。この状態では、荷重付加部Ｔ２は円弧面Ｑに大部分で当接している。
【００３６】
円弧面Ｑは径方向内方の円筒部２ｎ３との交点を始点Ｐ１とし、始点Ｐ１から径方向外方端の終点Ｐ２までになっている。円弧面Ｑは、始点Ｐ１から終点Ｐ２までの間で、中心側に最も寄った位置に頂点Ｐ５を有している。円筒部２ｎ３は小径部２ｎの内周面に相当する。
【００３７】
また、円弧面Ｑは加締め治具Ｔ１との摺接により、加締め荷重Ｆ１を受ける部分の径方向の内方点Ｐ３と、径方向の外方点Ｐ４とを有し、摺接の境界部となる。
【００３８】
内方点Ｐ３、外方点Ｐ４は円弧面Ｑの始点Ｐ１から終点Ｐ２までの範囲にある。
【００３９】
内方点Ｐ３から外方点Ｐ４までは、外観上、加締め治具Ｔ１との摺接により、光輝状態になるので、他の部分とは識別が出来る。
【００４０】
内方点Ｐ３から頂点Ｐ５までと、始点Ｐ１から頂点Ｐ５までの関係が、不等式
０．９４≧｛（Ｐ３〜Ｐ５）／（Ｐ１〜Ｐ５）｝≧０．８
が成立するように加締め治具Ｔ１の形状、加締め条件など設定する。
【００４１】
その理由について、以下に説明する。
【００４２】
ハブ軸２ａｈは、中炭素鋼の鋼材を使用しており、鋼材は、圧縮応力下で流動性が増加するが、加締め部２ｎ２は、加工中は加締め治具Ｔ１により加締め荷重Ｆ１を受けていて圧縮応力と摺接応力が発生している。表面に圧縮応力が加わると、流動性が増加して表面の微小クラックの防止に有効である。
【００４３】
一方、上述のように、加締めが終了した円弧面Ｑは、始点Ｐ１から終点Ｐ２までが加締め治具Ｔ１の荷重付加部Ｔ２と摺接したわけではなく、加締め治具Ｔ１が摺接する部分と摺接しない部分とがあって、そのため、摺接する部分である内方点Ｐ３および外方点Ｐ４で示すような境界部が存在する。
【００４４】
本実施形態では、加締めが終了した段階で、内方点Ｐ３から頂点Ｐ５までの長さを、始点Ｐ１から頂点Ｐ５までの長さの８０（０．８０）から９４％（０．９４）になるように加締め治具Ｔ１の荷重付加部Ｔ２の形状を設定してあるので、摺接する部分が長く、荷重付加部Ｔ２から受ける摺接応力および圧縮応力が小さくて済む。
【００４５】
境界部では、加締め治具Ｔ１による摺接応力と圧縮応力とが付与されている部分と、加締め力による引張り応力のみが付加されている部分とが連続して繋がっている。この境界部は加締め治具Ｔ１の円周方向への移動の際の通過により、応力状態が大きく変動し、そのこと自体がクラック発生の原因になる。そのため、境界部を何処にするかが重要である。
【００４６】
好適には、内方点Ｐ３から外方点Ｐ４までの範囲を広げて加締めによる摺接応力を受けない部分を少なくして、加締め治具Ｔ１と広い範囲で摺接するようにすれば、摺接応力と圧縮応力とを与えることができる。
【００４７】
しかし、加締めの際、小径部２ｎが径方向に拡径し、内輪要素２ｂに大きな円周応力を与えるので、加締め部２ｎ２の内径寸法のばらつき等により、内輪要素２ｂの割れや、軌道面２ｂ１に高い応力を生じて軸受寿命の低下を招く虞もあるという別の問題もあって、始点Ｐ１と内方点Ｐ３を一致させることは、実際には、好ましくない。
【００４８】
また、始点Ｐ１と内方点Ｐ３を一致させると、圧縮応力を受ける部分と受けない部分との境界がエッジ形状になり、そのエッジを起点に微小クラックが入る虞もある。
【００４９】
本実施形態では、上述のように、内方点Ｐ３から頂点Ｐ５までの長さを始点Ｐ１から頂点Ｐ５までの長さの８０から９４％に加締め治具Ｔ１が摺接するように設定したので、上述の虞は解決できる。
【００５０】
８０％を下限として設定すると、境界部を示す内方点Ｐ３においては加締めによる材料の延びは５％程度であり、破断に至る限界延び量の略３０％であるから、微小クラックが発生することはない。
【００５１】
また、ローリング加締めの加締め治具Ｔ１の揺動角θは５°程度であり、揺動中に加工物からの加締め治具抜きを可能にするためには、９４％に上限の設定が必要になる。
【００５２】
次に、図４を参照しながら本実施形態の変形例を説明する。
【００５３】
本変形例は、実施形態１に説明したハブユニット軸受Ｈ１の組立て方法を図４に示すハブユニット軸受Ｈ２に適用したものであり、対象となるハブユニット軸受Ｈ２が、図１と異なる点は以下のようである。なお、本軸受も駆動輪に使用される。
【００５４】
ハブユニット軸受Ｈ２は第１外周軌道２ａ１がハブ軸２ａｈと別体に設けられていることである。
【００５５】
すなわち、ハブユニット軸受Ｈ２は、外端側にハブフランジ２ｆを有し、ハブフランジ２ｆから中心側に向けて延在する円筒部２ｍが形成されており、円筒部２ｍは外端側円筒部２ｍ１と中心側円筒部２ｍ２とからなり、円筒部２ｍに内輪要素２ａが嵌合固定されているハブ軸２ａｈと、内輪要素２ａに並設されて中心側円筒部２ｍ２に嵌合された内輪要素２ｂとで内輪２を構成している。外端側円筒部２ｍ１は別体に嵌合されている内輪要素２ａの外周面に相当する。
【００５６】
内輪要素２ａと内輪要素２ｂとは、各々軸受内方側の端部２ａ５、２ｂ５とで突き合わせられている。本変形例においては、内輪要素２ａの端部２ａ５が、実施形態１における外端側円筒部２ｍ１の段部２ｃに対応する部位であり、内輪要素２ｂを加締め部２ｎ２との間で固定している。また、中心側円筒部２ｍ２は実施形態１における小径部２ｎに相当している。
【００５７】
さらに、ハブフランジ２ｆの中心側内方端部２ｆ５と先端部２ｎ１の加締め部２ｎ２との間で内輪要素２ａと内輪要素２ｂとを軸方向に加締め荷重Ｆ１に等しい軸力Ｆ１によって固定している。他の点については、図１と同じであり、同じ符号、同じ部位に付いて説明は省略する。
【００５８】
以上、実施形態１および変形例を説明したが、本発明により、ローリング加締めにおいて、潤滑性被膜を用いることなく、加締め部に発生する応力を低くして微小クラックの発生を防止し、耐久性を向上したハブユニット軸受の組立て方法を得ることが出来る。
【００５９】
なお、以上の説明では、転動体をボールとしたが、ボールに限らず、円錐ころ、円筒ころでも実施するものである。
【００６０】
また、本発明は、上記説明した、実施形態１および各変形例に限らず、本発明の思想の範囲にて実施するものである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に対象とするハブユニット軸受の断面図である。
【図２】本発明の実施形態１の説明図である。
【図３Ａ】実施形態１の説明図である。
【図３Ｂ】実施形態１の説明図である。
【図３Ｃ】実施形態１の説明図である。
【図３Ｄ】実施形態１の説明図である。
【図４】本発明を他のハブユニット軸受に適用した例を示す。
【図５】ハブユニット軸受の従来の使用例を示す。
【符号の説明】
【００６２】
Ｈ１、Ｈ２：ハブユニット軸受
１：外輪
１１、１２：内周軌道
２：内輪
２ａ、２ｂ：内輪要素
２ａ１、２ｂ１：外周軌道
２ａｈ：ハブ軸
２ｃ：段部
２ｆ：ハブフランジ
２ｍ：円筒部
２ｍ１：外端側円筒部
２ｍ２：中心側円筒部
２ｎ：小径部
２ｎ１：先端部
２ｎ２：加締め部
３：ボール
４：保持器
５ａ：第１密封シール
５ｂ：第２密封シール
Ｔ１：加締め治具
Ｔ２：荷重付加部
Ｐ１：円弧面の始点
Ｐ２：円弧面の終点
Ｐ３：内方点
Ｐ４：外方点
Ｐ５：頂点
Ｗ１：支持型
Ｗ２：作業台
Ｐ：荷重点
【図１】
2008302766.tif 000003
【図２】
2008302766.tif 000004
【図３Ａ】
2008302766.tif 000005
【図３Ｂ】
2008302766.tif 000006
【図３Ｃ】
2008302766.tif 000007
【図３Ｄ】
2008302766.tif 000008
【図４】
2008302766.tif 000009
【図５】
2008302766.tif 000010