(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が円筒形状に形成された軸体の外周に転がり軸受を外嵌してかしめることで抜け止めする軸受装置の組み立て方法であって、
前記軸体の一端の円筒部分をローリングかしめすることにより径方向外向きに屈曲させて転がり軸受の内輪の端面に押し付ける工程を含み、当該工程中に、前記転がり軸受の外輪がローリング速度と異なる速度で回転させられ、
前記外輪は、モータにより回転される回転補助治具に設けられたピンが当該外輪のフランジに引っ掛かっていることにより回転されることを特徴とする軸受装置の組み立て方法。
【請求項２】
請求項１の軸受装置の組み立て方法において、前記外輪の回転をローリング方向と同一方向にするとともに、外輪の回転速度をローリング速度よりも速く設定する、ことを特徴とする軸受装置の組み立て方法。
【請求項３】
請求項１の軸受装置の組み立て方法において、前記外輪の回転をローリング方向と反対方向にするとともに、外輪の回転速度を任意とする、ことを特徴とする軸受装置の組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸体に転がり軸受を装着してなる軸受装置の組み立て方法に関する。この軸受装置は、例えば車両の車軸支持に用いる車軸用軸受装置とされる。
【０００２】
【従来の技術】
従来例の軸受装置として、例えば実施形態で提示した図１に示すような車軸用軸受装置がある。
【０００３】
図示例の車軸用軸受装置は、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の軸部１２の外周に複列転がり軸受２を装着し、軸部１２の車両インナ側の円筒部分１３をローリングかしめすることにより径方向外向きに屈曲させて、この屈曲したかしめ部１４を複列転がり軸受２の内輪２１の端面に対して押し付けることによって、ハブホイール１に複列転がり軸受２を抜け止め固定するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、かしめ過程において、玉２３が不動であるから、複列転がり軸受２の内・外輪２１，２２および軸部１２の外周面に一体形成された軌道面における特定位置に対して、玉２３が強く押し付けられることになり、これに伴い、内・外輪２１，２２の円周数ヶ所（玉２３の配置場所）に圧痕がつくことがある。このような圧痕がついてしまうと、実使用時に玉２３の転がりが悪くなり、振動や騒音を発生することが懸念される。
【０００５】
これに対して、かしめ荷重を下げることが考えられるが、その場合には、かしめによる複列転がり軸受２の抜け抗力が弱くなるため、好ましくない。ここに改良の余地がある。
【０００６】
したがって、本発明は、軸体の一端側の円筒部分をかしめる過程で軸受の軌道輪に圧痕を付きにくくさせるようにした軸受装置の組み立て方法の提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決する手段】
本発明第１の軸受装置の組み立て方法は、請求項１に示すように、一端が円筒形状に形成された軸体の外周に転がり軸受を外嵌してかしめることで抜け止めする軸受装置の組み立て方法であって、前記軸体の一端の円筒部分をローリングかしめすることにより径方向外向きに屈曲させて転がり軸受の内輪の端面に押し付ける工程を含み、当該工程中に、前記転がり軸受の外輪がローリング速度と異なる速度で回転させられ、前記外輪は、モータにより回転される回転補助治具に設けられたピンが当該外輪のフランジに引っ掛かっていることにより回転されることを特徴とする。
【０００８】
このように、かしめ過程において、前記転がり軸受の外輪をローリング速度と異なる速度で回転させれば、転動体が自転および公転させられるので、転動体と内・外輪との当接位置が常に変わることになって、かしめ荷重が内・外輪の常に異なる位置に分散して作用することになる。これにより、内・外輪の特定位置にかしめ荷重が集中しなくなるので、内・外輪に対して従来例のような圧痕が付くことがなくなる。したがって、従来例のように、かしめ荷重を下げる必要がなくなり、軸受の抜け抗力を強くできるようになる。
【０００９】
本発明第２の軸受装置の組み立て方法は、請求項２に示すように、上記第１の構成において、前記外輪の回転をローリング方向と同一方向にするとともに、外輪の回転速度をローリング速度よりも速く設定する、ことを特徴としている。
【００１０】
この場合、仮に、外輪の回転速度とローリング速度とを同じにすると、外輪の回転とローリングかしめ動作とが同期するために、外輪を静止しているのと等価になるため、転動体に対する荷重作用時間が従来例と変わらなくなり、無意味となる。そこで、上述したように外輪の回転速度をローリング速度よりも速くすれば、外輪の回転に伴い転動体の公転数が多くなって、かしめ処理中に荷重を受ける時間が短くなり、圧痕回避に有利となる。
【００１１】
本発明第３の軸受装置の組み立て方法は、請求項３に示すように、上記第１の構成において、前記外輪の回転をローリング方向と反対方向にするとともに、外輪の回転速度を任意とする、ことを特徴としている。
【００１２】
この場合、転動体に対するローリングかしめの相対速度が速くなるので、外輪の回転速度を遅くしても、転動体個々に対するローリングかしめの荷重作用時間を短くできて、内・外輪に対して圧痕を付き難くするうえで有利に働くことになる。特に、この場合だと、外輪の回転速度を早くする必要がないから、かしめ処理を安定にできるとともに、かしめによる予圧付与と軸力付与とを十分にできるようになり、好ましい。
【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。この実施形態では、軸受装置を、車両の従動輪の支持に用いる車軸用軸受装置とした例を挙げる。
【００１４】
図１から図４は本発明の一実施形態を示している。図１は、車軸用軸受装置の断面図、図２は、図１の車軸用軸受装置を車両インナ側から見た側面図、図３は、ローリングかしめするときの様子を示す説明図、図４は、ローリングかしめ時に用いる回転補助治具を示す斜視図である。
【００１５】
図示する車軸用軸受装置において、１は軸体としてのハブホイール、２は複列外向きアンギュラ玉軸受などの複列転がり軸受である。
【００１６】
ハブホイール１は、軸部１２の外周所定位置に径方向外向きのフランジ１１が設けられた構造である。このフランジ１１には、図示し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、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、上記ハブホイール１の軸部１２の大径外周面１２ｂを一方内輪とする構成になっている。
【００１８】
なお、外輪２２の外周には、図２に示すように、径方向外向きのフランジ２５が設けられており、このフランジ２５が図示し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】
ところで、上述した車軸用軸受装置では、ハブホイール１の軸部１２における車両インナ側の円筒部分１３を径方向外向きに屈曲させて、軸受２の内輪２１の端面に対してかしめつけることにより、ハブホイール１に対して複列転がり軸受２を一体化するとともに、複列転がり軸受２に対して所定の予圧を付与するようになっている。かしめ部に符号１４を付す。
【００２０】
この実施形態では、上記かしめ部１４を形成する過程において、複列転がり軸受２の外輪２２をローリング速度と異なる速度で回転させる、ことに特徴がある。
【００２１】
具体的に、かしめ方法について説明する。まず、ハブホイール１の軸部１２に対して内輪２１を圧入により外嵌装着した状態において、図３に示すように、軸部１２の車両アウタ側にかしめ受け治具３０をあてがい、軸部１２の車両インナ側を上向きにした姿勢で、図示しない作業台上にセットする。
【００２２】
このような準備してから、軸部１２の車両インナ側の円筒部分１３に対して、図３に示すようなかしめ治具３１の先端をあてがい、かしめ治具３１を一点鎖線Ｏ回りにローリングさせることにより、軸部１２の円筒部分１３を径方向外向きに屈曲させて、この屈曲したかしめ部１４を内輪２１の端面に対して押し付ける。
【００２３】
しかも、上記ローリングかしめ過程においては、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を形成するとともに、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を取り付けた構造になっている。
【００２４】
そして、上記ローリングかしめ過程においては、図３に示すように、回転補助治具５０を外輪２２に取り付けた状態で、モータ４０を駆動することにより、外輪２２をローリング方向と逆方向に回転させる。
【００２５】
このように、ローリングかしめ過程において、外輪２２を回転させていれば、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って、かしめ荷重が内・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るので、内・外輪２１，２２の局部に対して圧痕が付きにくくなる。これにより、複列転がり軸受２の転がり特性が向上し、振動や騒音の発生を抑制できるなど、性能向上に貢献できる。
【００２６】
ところで、外輪２２の回転方向は、ローリング方向と同じにしてもよい。但し、その場合、外輪２２の回転速度をローリング速度よりも速くする必要がある。この場合、理論上、玉２３個々に対するローリングかしめの荷重作用時間が短くなるので、圧痕抑制に効果があると考えられるものの、実際には外輪２２の回転速度をあまり速くすると、玉２３の公転速度が早くなり、かしめ処理が不安定になるために、圧痕抑制に十分な効果が得られないばかりか、かしめによる予圧付与と軸力付与とが不十分になりやすい。つまり、この場合には、外輪２２の回転速度とローリング速度との相関条件を適正に設定するとともに、速度制御を緻密に管理する必要がある他、車軸用軸受装置全体の支持形態を頑強で安定にする必要がある。
【００２７】
これに対して、上述したように外輪２２をローリング方向と逆方向に回転させた場合には、玉２３に対するローリングかしめの相対速度が速くなるので、外輪２２の回転速度を遅くしても、玉２３個々に対するローリングかしめの荷重作用時間を短くできて、内・外輪２１，２２に対して圧痕を付き難くするうえで有利に働くことになる。しかも、外輪２２の回転速度を早くする必要がないから、車軸用軸受装置全体の支持形態をあまり頑強にしなくとも、かしめ処理を安定にできるとともに、かしめによる予圧付与と軸力付与とを十分にできるようになり、好ましい。
【００２８】
ところで、上記複列転がり軸受２では、内・外輪２１，２２や玉２３の材料について従来例と同様のものにしている。すなわち、内・外輪２１，２２とハブホイール１の軸部１２は、高炭素クロム軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ−２）または機械構造用炭素鋼（ＪＩＳ規格Ｓ５５Ｃ）を母材として、内輪２１はズブ焼入れを、外輪２２と軸部１２はその軌道面に高周波焼入れ処理を施して硬化したものとされる。また、玉２３は、例えば高炭素クロム軸受鋼（ＪＩＳ規格ＳＵＪ−２）を母材として、ズブ焼入れを施したものとされる。但し、内輪２１については、かしめ過程での玉２３に対する押し付け荷重を考慮して、浸炭窒化処理を施すようにしてもよく、このようにすれば、さらに圧痕を付き難くできると言える。
【００２９】
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。
【００３０】
（１）上記実施形態で示した回転補助治具５０について、そのピン５３の取り付け位置や数は、特に限定されない。しかも、図５に示すように、外輪２２のフランジ２５におけるボルト取付孔２６の位置とは無関係に、１８０度対向の２ヶ所にピン５３を取り付け、これら２つのピン５３を外輪２２のフランジ２５における外周に対して引っ掛ける形態とすることができる。この場合、回転補助治具５０を一方向へ回転させる初期段階で遊びがあるものの、ピン５３がフランジ２５に対して引っ掛かった段階で回転補助治具５０の回転動力が外輪２２に対して伝達されるようになる。このようにすれば、回転補助治具５０のピン５３の取付精度を低くできて製造が容易となる他、外輪２２に対する取り付けが簡単に行えるようになる点で有利である。
【００３１】
（２）上記実施形態では、軸受装置として車両の特に従動輪支持に用いる車軸用軸受装置を例に挙げたが、例えば図６に示すような駆動輪支持に用いる車軸用軸受装置としたり、あるいは自動車などのスライドドアのガイドローラならびにその他の軸受装置全般とすることができる。図６の例では、軸部１２が中空形状になっていて、この中心孔に対して駆動軸３がスプライン嵌合されて、ナット４により結合されている。
【００３２】
【発明の効果】
請求項１から３の発明では、ローリングかしめする過程で、転動体に対する荷重作用時間を短くできるので、内・外輪に対して圧痕が付きにくくなり、結果的に車軸用軸受装置の実使用状況において転動体の転がり特性が向上するとともに、振動や騒音を抑制できるようになるなど、信頼性向上に貢献できる。
【００３３】
特に、請求項３の発明では、請求項２の発明のように外輪の回転速度を速くしなくても、転動体に対するローリング速度を相対的に速くできるので、かしめ処理中において転動体に対する荷重作用時間を短くすることを容易にできて、かしめ処理を安定に行えるようになり、好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車軸用軸受装置の断面図
【図２】図１の車軸用軸受装置を車両インナ側から見た側面図
【図３】ローリングかしめするときの様子を示す説明図
【図４】ローリングかしめ時に用いる回転補助治具を示す斜視図
【図５】図４の回転補助治具の変形例であり、使用状態を示す図
【図６】本発明の他の実施形態に係る車軸用軸受装置の断面図
【符号の説明】
１      ハブホイール
１１      ハブホイールのフランジ
１２      ハブホイールの軸部
１３      軸部の円筒部分
１４      かしめ部
２      アンギュラ玉軸受
２１      内輪
２２      外輪
２３      玉
【図１】
0004720032.tif 000002
【図２】
0004720032.tif 000003
【図３】
0004720032.tif 000004
【図４】
0004720032.tif 000005
【図５】
0004720032.tif 000006
【図６】
0004720032.tif 000007