(57)【要約】【課題】軸に対して軸力を付与する螺子の摩擦係数に関係なく確実に所要の軸力が得られる転がり軸受装置の組立方法および組立装置を提供する。【解決手段】転がり軸受装置１００の螺子２６の螺合過程で、まず引張り装置３０を用いてハブホイール１の螺子軸部１３を車両インナ側へ引張りつつ、内輪２１の端面を押圧してハブホイール１に所要の軸力を付与する。この状態で螺子２６を内輪２１の端面に当接させる程度に締め付ける。その後引張り装置３０の引張り荷重を開放する。これにより、螺子２６と内輪２１との当接部分の摩擦抵抗のばらつきに関わらずハブホイール１に所要の軸力を与えることができる。【選択図】　図２
2004011688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向一端側端面に螺子軸部を有する回転軸と、前記回転軸の外周面に装着される転がり軸受と、前記螺子軸部に螺着される螺子部材とを備え、前記転がり軸受に備えられる内輪が、前記回転軸に設けられた内輪位置決め部と前記螺子軸部に螺着された螺子部材とで軸方向から挟持されて当該回転軸に固定される転がり軸受装置の組立方法であって、
前記転がり軸受を前記回転軸に装着するとともに、その内輪を前記回転軸の前記内輪位置決め部に押し付けた状態で前記回転軸を軸方向に引っ張ることによって前記回転軸に所定の軸力を与える第１工程と、
前記引っ張りの継続状態で前記螺子軸部に対する前記螺子部材の螺入を実施し、前記軸方向の引っ張り解除後も前記軸力を保持させる第２工程とを含むことを特徴とする転がり軸受装置の組立方法。
【請求項２】
請求項１に記載の転がり軸受装置の組立方法において、
前記各工程を、前記転がり軸受の外輪を回転させながら行うことを特徴とする転がり軸受装置の組立方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の転がり軸受装置の組立方法の実施に使用される転がり軸受装置組立装置であって、
前記第１工程において使用されるもので、前記転がり軸受の内輪を押さえるための押さえ部材と、前記回転軸を軸方向に引っ張るための引張り部材とを含むことを特徴とする転がり軸受装置組立装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の転がり軸受装置の組立方法の実施に使用される転がり軸受装置組立装置であって、
前記第２工程において使用されるもので、前記螺子軸部への螺子部材の締め付けに用いる螺子締め付け部材を含むことを特徴とする転がり軸受装置組立装置。
【発明の詳細な説明】
本発明は、車両の車軸などの支持用として好適な転がり軸受装置の組立方法およびそれの組立に使用される転がり軸受装置組立装置に関する。
【０００１】
【従来の技術】
図１に、従来の転がり軸受装置１００を示す。この転がり軸受装置１００は、車両の従動輪の支持用として、ハブホイール１と、複列転がり軸受２とを備える。複列転がり軸受２は、ハブホイール１の軸部１２の外周に装着される。螺子２６は、ハブホイール１の螺子軸部１３に螺着されている。複列転がり軸受２は、螺子２６の螺合結合によりハブホイール１から抜け止めされる。このような転がり軸受装置１００においては、前記螺子２６の抜け止めに伴ない、ハブホイール１の内部に軸方向の引張り荷重が作用する。この引張り荷重は、軸力と称されている。この場合、複列転がり軸受２の内輪２１には圧縮荷重が加えられることになり、複列転がり軸受２に対して所要の予圧が付与される。
【０００２】
ところで、上記軸力には適正値が存在しており、この軸力が、その適正値を上回る場合には転がり抵抗の増加や軌道面の損傷の原因となる一方で、適正値を下回る場合には軸受剛性が不足し振動や騒音の原因となる。そのため、軸力を適正値に管理することが要求される。従来の場合、ハブホイール１に対する軸力と、螺子２６の締め付けトルクとの間には一定の関係が成り立つことを利用して、螺子２６の締め付けトルクが管理されることにより、上記軸力が管理される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、螺子２６をハブホイール１の螺子軸部１３に螺合する際の螺子２６と内輪２１との当接部分の摩擦係数にばらつきがある。そもそも、螺子２６には防錆油が塗布されているが、塗布されてから数日間放置されると、油分が蒸発する。つまり、数日間放置されて防錆油が蒸発した螺子２６が用いられる場合、防錆油が塗布された直後の螺子２６が用いられる場合に比べられると、締め付け時の前記摩擦係数が大きくなる。また、螺子２６の寸法誤差などによっても摩擦係数は変化する。
【０００４】
こうした摩擦係数のばらつきが考慮されると、螺子２６の締め付けトルクにより軸力が管理される方法は、予圧の適正な付与に対しての正確性に劣ると言える。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の転がり軸受装置の組立方法は、軸方向一端側端面に螺子軸部を有する回転軸と、前記回転軸の外周面に装着される転がり軸受と、前記螺子軸部に螺着される螺子部材とを備え、前記転がり軸受に備えられる内輪が、前記回転軸に設けられた内輪位置決め部と前記螺子軸部に螺着された螺子部材とで軸方向から挟持されて当該回転軸に固定される転がり軸受装置の組立方法であって、前記転がり軸受を前記回転軸に装着するとともに、その内輪を前記回転軸の前記内輪位置決め部に押し付けた状態で前記回転軸を軸方向に引っ張ることによって前記回転軸に所定の軸力を与える第１工程と、前記引っ張りの継続状態で前記螺子軸部に対する前記螺子部材の螺入を実施し、前記軸方向の引っ張り解除後も前記軸力を保持させる第２工程とを含む。
【０００６】
前記螺子部材は、転がり軸受の内輪を、回転軸の内輪位置決め部と協同して軸方向から挟持することが可能であれば、螺子そのものだけではなく、例えば、螺子の座面と前記回転軸の軸方向一端側端面との間に介装されるワッシャ等の部材をも含む広い概念である。
【０００７】
前記内輪位置決め部は、回転軸の大径外周面と小径外周面との境界に存在する段壁面のみならず、単に回転軸の外周面に設けられた凸部など、内輪を回転軸に対して位置決めすることができる部分をも含む。
【０００８】
本発明によれば、螺子部材の螺子込みの際、その螺子部材と、内輪との当接箇所における摩擦抵抗にばらつきがあっても、その摩擦抵抗のばらつきに影響されずに回転軸に対して所要の軸力を与えることができる。
【０００９】
上記の場合、好ましくは、前記各工程を、前記転がり軸受の外輪を回転させながら行うようにしてもよい。こうした場合、螺子の取り付け過程において、外輪を回転させていれば、転がり軸受の転動体が自転および公転して転がり軸受の転動体と内・外輪との当接位置が常に変わることになる。そのため、回転軸に与える軸力が転がり軸受の内・外輪の常に異なる位置に分散して作用することとなり、内・外輪の局部に対して圧痕が付きにくくなる。その結果、複列転がり軸受の転がり特性が向上し、振動や騒音の発生を抑制できるなど、性能向上に貢献できる。
【００１０】
（２）本発明の転がり軸受装置の組立装置は、前記（１）の転がり軸受装置の組立方法の実施に使用される転がり軸受組立装置であって、前記第１工程において使用されるもので、前記転がり軸受の内輪を押さえるための押さえ部材と、前記回転軸を軸方向に引っ張るための引張り部材とを含む。
【００１１】
また、本発明の転がり軸受装置の組立装置は、前記（１）の転がり軸受装置の組立方法の実施に使用される転がり軸受組立装置であって、前記第２工程において使用されるもので、前記螺子軸部への螺子部材の締め付けに用いる螺子締め付け部材を含む。
【００１２】
このような組立装置を用いれば、引張り部材により回転軸が一端側に向けて引張られる一方で、押さえ部材により引張り部材の引張り荷重に対する反力が内輪の一端に対して与えられる。そのため、引張り部材の引張り荷重の設定だけで、その設定した引張り荷重がそのまま回転軸に対する軸力に適用される。したがって、回転軸に対する軸力の管理が容易となり、正確な軸力管理が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１４】
図２は、本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の組立方法を示している。この実施形態では、図１に示される転がり軸受装置１００についての組立方法が例に挙げられる。
【００１５】
図示する転がり軸受装置１００は、車両の従動輪の支持に用いられるものであり、ハブホイール１と、複列転がり軸受２とを備えている。
【００１６】
ハブホイール１は、回転軸として、軸部１２の外周所定位置に径方向外向きのフランジ１１を有する。フランジ１１には、図示されない車輪が取り付けられ、軸部１２においてフランジ１１よりも車両インナ側の領域には、複列転がり軸受２が外装される。
【００１７】
複列転がり軸受２は、複列アンギュラ玉軸受であり、ハブホイール１の軸部１２の小径外周面１２ａに外嵌される単一軌道を有する内輪２１と、二列の軌道溝を有する単一の外輪２２と、二列で配設される複数の玉２３と、二つの冠形保持器２４，２４とを備える。ハブホイール１の軸部１２の大径外周面１２ｂは複列転がり軸受２の一方内輪とされる。
【００１８】
外輪２２の外周には、径方向外向きのフランジ２５が設けられる。フランジ２５は、図示されない車体などに対してボルトなどで非回転に取り付けられる。
【００１９】
ハブホイール１の螺子軸部１３には、螺子部材としての螺子２６が螺合される。複列転がり軸受２の内輪２１は、螺子２６と、ハブホイール１の小径外周面１２ａと大径外周面１２ｂとの境界位置における段壁面１２ｃとでもって軸方向から挟持される。この段壁面１２ｃは、内輪２１の位置決め部として作用する。このような挟持によって、ハブホイール１に複列転がり軸受２は、抜け止め固定され、ハブホイール１に軸力が付与される。軸力は、上述のようにハブホイール１の内部に発生する軸方向での引張り荷重のことである。このとき、複列転がり軸受２の内輪２１には軸方向での圧縮荷重が加えられ、複列転がり軸受２に所要の予圧が付与される。
【００２０】
転がり軸受装置１００の組立方法を説明する。
【００２１】
つまり、ハブホイール１に対して複列転がり軸受２が仮組みされた状態で、引張り装置３０によりハブホイール１に所要の軸力が付与され、この状態で螺子２６が締め付けられるようにする。
【００２２】
まず、図２において、ハブホイール１の軸部１２に対して複列転がり軸受２が装着される。このとき、内輪２１が圧入により外嵌装着され、複列転がり軸受２はハブホイール１に仮組みされる。その後、ハブホイール１の螺子軸部１３に対して螺子２６が締め付ける方向に螺入される。ただし、このとき、螺子２６の座面が内輪２１の端面に当接する直前で止められる。
【００２３】
このように準備された後、引張り装置３０を用いて、ハブホイール１に軸力が付与される。上記引張り装置３０の構成および引張り装置３０による軸力の付与工程を説明する。
【００２４】
引張り装置３０は、引張り部材３１と、押さえ部材３２と、螺入装置３４とを有する。
【００２５】
引張り部材３１は、ハブホイール１の螺子軸部１３を車両インナ側へ引張るものであり、ハブホイール１の螺子軸部１３に螺合する構成になっている。
【００２６】
押さえ部材３２は、複列転がり軸受２の内輪２１の端面を押さえる円筒部材であり、引張り部材３１の径方向外側を一様に覆うように配置される。
【００２７】
螺入装置３４は、螺子２６に係合してこの螺子２６を回転させるものであり、引張り部材３１と、押さえ部材３２との円筒状の隙間に配置される。
【００２８】
このような構成の引張り装置３０を用いて、ハブホイール１に軸力を付与する。
【００２９】
すなわち、予め螺子２６がハブホイール１の螺子軸部１３に螺合させ、この状態でハブホイール１の螺子軸部１３に引張り部材３１を螺合させる。それと同時に、押さえ部材３２を内輪２１の端面に当接させる。なお、ハブホイール１の螺子軸部１３と、引張り部材３１との螺合しろを確保するために、螺子軸部１３の軸方向長さは、螺子２６の軸方向長さよりも長くなっている。そして、押さえ部材３２により複列転がり軸受２の内輪２１の端面が押さえられて当該内輪２１が軸方向に不動に位置決めされる。それと同時に、引張り部材３１によりハブホイール１の螺子軸部１３が車両インナ側に引っ張られる。これにより、ハブホイール１に対して軸力が付与される。なお、この軸力は、転がり軸受装置１００の完成状態において要求される軸力に基づいて設定される。
【００３０】
このような状態で、螺入装置３４が螺子２６に係合され、螺子２６が締め付け方向に回転されて螺子２６が螺入される。このとき、螺子２６は、内輪２１に当接する直前まで螺入される。なお、螺入装置３４による螺子２６の締め付けトルクは、ハブホイール１に軸力を与える程に大きくされる必要はなく、螺子２６が内輪２１の端面に当接した時点で止める程度とされる。
【００３１】
その後、引張り装置３０による引張り荷重が開放されると、ハブホイール１に付与されていた軸力は、螺子２６により確保されることとなる。
【００３２】
以上説明した複列転がり軸受１００では、螺子２６の締め付け力によりハブホイール１に軸力が付与されるのではなく、内輪２１を押さえた状態でハブホイール１が引っ張られることにより前記軸力を確保しておいた上で、螺子２６が内輪２１の端面に当接するまで螺入されるだけにしている。このため、螺子２６の螺入時において、当該螺子２６の座面と、内輪２１の端面との当接部分の摩擦抵抗がばらついていても、それに関係なくハブホイール１に所要の軸力を与えることができる。
【００３３】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、以下に述べる実施形態にも適用可能である。
【００３４】
（１）　上記実施形態において、前記したような螺子２６の取り付け過程において、複列転がり軸受２の外輪２２を回転させながら行なわれるようにしてもよい。
【００３５】
具体的に、まず、図３に示すように、転がり軸受装置１００は、その車両インナ側を上向きにした姿勢で、作業台３３上にセットされる。
【００３６】
このように準備してから、先の実施形態で既に述べたような手順でハブホイール１の螺子軸部１３に螺子２６が取り付けられる。この過程において、さらに、図３中に示しているように、モータ４０および回転補助治具５０を用いて、外輪２２を回転させるようにしている。モータ４０の出力軸には、歯車４１が取り付けられている。回転補助治具５０は、図４に示すように、環状板５１の外周に前記歯車４１に噛合するギヤ５２が形成されるとともに、環状板５１の円周数ヶ所、ここでは外輪２２のフランジ２５に設けてあるボルト取付孔２６に対応する複数ヶ所にピン５３を取り付けられた構造になっている。
【００３７】
このように、螺子２６の取り付け過程において、外輪２２が回転されることにより、玉２３が自転および公転して玉２３と内・外輪２１，２２との当接位置が常に変わることになる。そのため、引張り装置３０による軸力が内・外輪２１，２２の常に異なる位置に分散して作用することになり、内・外輪２１，２２の局部に対して圧痕が付きにくくなる。したがって、複列転がり軸受２の転がり特性が向上し、振動や騒音の発生が抑制されるなど、性能向上に貢献できる。
【００３８】
（２）　上記引張り装置３０の引張り部材３１とハブホイール１の螺子軸部１３との係合構造について、図５に示すようにすることができる。つまり、ハブホイール１の螺子軸部１３が中空とされ、ここに引張り部材３１が係合されるようにすることができる。
【００３９】
具体的に、ハブホイール１の螺子軸部１３に中空部１４が設けられ、当該中空部１４にめ螺子加工が施される。一方、引張り部材３１は中空部１４に対して螺合されるようになっている。
【００４０】
このようにすると、ハブホイール１の螺子軸部１３と、引張り部材３１との螺合しろを軸方向に長くとることができる。そのため、引張り装置３０の引張り荷重によってハブホイール１の螺子軸部１３と、引張り部材３１との螺合部分が破損する心配がなくなり、ハブホイール１の螺子軸部１３に十分な軸力を付与することができるようになる。
【００４１】
（３）　本発明の組立方法は、図６で示すように、ハブホイール１の外周面に軸方向一対の内輪２１ａ、２１ｂを嵌合装着した転がり軸受装置３００にも適用される。
【００４２】
また、このような形式の軸受装置において、図７に示すように、転動体群を円錐ころ群２７としたものも含まれる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、螺子の締め付け力により回転軸に対して軸力を付与されるのではなく、内輪が押さえられつつ回転軸が引張られることにより前記軸力が確保された状態で、螺子が内輪の端面に当接するまで螺入されるだけにしている。このため、螺子の螺入時において、螺子の座面と、内輪の端面との当接部分の摩擦抵抗がばらついていても、それに関係なく回転軸に対して所要の軸力が与えられる。また、引張り部材の引張り荷重の設定だけで、その設定した引張り荷重がそのまま回転軸に対する軸力に適用される。したがって、回転軸に対する軸力の管理が容易となり、正確な軸力管理が可能となる。その結果、転がり軸受装置に適正な予圧を付与することができるようになり、軸受装置の品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る転がり軸受装置の断面図
【図２】図１の転がり軸受装置の組立方法および組立装置を示す説明図
【図３】本発明の他の実施形態に係る転がり軸受装置の断面図
【図４】図３の螺子取り付け時に用いる回転補助治具を示す斜視図
【図５】本発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置の組立方法および組立装置を示す断面図
【図６】本発明のさらに他の実施形態に係る転がり軸受装置の断面図
【図７】本発明のさらに他の実施形態に係る軸受装置の断面図
【符号の説明】
１　　　　ハブホイール
２　　　　複列転がり軸受
１３　　　螺子軸部
２１　　　内輪
２６　　　螺子
３０　　　引張り装置
１００　　転がり軸受装置
【図１】
2004011688.tif 000003
【図２】
2004011688.tif 000004
【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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