(57)【要約】【課題】  簡易な手段で精度良く予圧管理を行う。【解決手段】  外方部材１、ハブ２、内輪３、およびボール４を含むアセンブリを組立てる際に、内輪３をハブ２の外周に圧入することによって生じる外方部材１の外径膨張量から予圧が規定値に達したか否かを判別する。【選択図】    図１
2005325902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周に複列のアウタレースを有する外方部材と、外周に、車輪に取り付けるためのフランジと一方のアウタレースに対向するインナレースとを有する第一軌道部材と、外周に他方のアウタレースと対向するインナレースを有する第二軌道部材と、対向するアウターレースとインナレースとの間に介在する複列の転動体とを含むアセンブリを組立てる際に、
アセンブリの組立てに伴う外方部材の外径膨張量を測定することにより予圧を管理することを特徴とする車輪軸受装置の製造方法。
【請求項２】
内周に複列のアウタレースを有する外方部材と、外周に、車輪に取り付けるためのフランジと一方のアウタレースに対向するインナレースとを有する第一軌道部材と、外周に他方のアウタレースと対向するインナレースを有する第二軌道部材と、対向するアウターレースとインナレースとの間に介在する複列の転動体とを含むアセンブリを組立てた後、アセンブリの第一軌道部材および第二軌道部材のうち、内径側の部材を部分的に外径側へ塑性変形させて両部材を軸方向で拘束する際に、
内径側の部材の塑性変形に伴う外方部材の外径膨張量を測定することにより、予圧を管理することを特徴とする車輪軸受装置の製造方法。
【請求項３】
内周に複列のアウタレースを有する外方部材と、外周に、車輪に取り付けるためのフランジと一方のアウタレースに対向するインナレースとを有する第一軌道部材と、外周に他方のアウタレースと対向するインナレースを有する第二軌道部材と、対向するアウターレースとインナレースとの間に介在する複列の転動体とを含むアセンブリを組立てた後、アセンブリの第一軌道部材と第二軌道部材とを、ナットの締め込み力を利用して軸方向で拘束する際に、
ナットの締め込みに伴う外方部材の外径膨張量を測定することにより、予圧を管理することを特徴とする車輪軸受装置の製造方法。
【請求項４】
請求項２または３に記載したアセンブリの組立ての際に、外方部材の外径膨張量を測定することにより、予圧を管理することを特徴とする車輪軸受装置の製造方法。
【請求項５】
アセンブリを組立てる際に、アウタレースおよびインナレースの溝径と転動体の外径とのマッチングを行う請求項１〜４何れか記載の車輪軸受装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪軸受装置の製造方法に関し、より詳細には軸受装置に適正予圧を付与するための方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に使用される車輪軸受装置は、軸受転動寿命、剛性、およびフレッティングの面から、軸受アキシャル隙間を負にした状態、つまり予圧を付与した状態で使用するのが有利である。その一方、予圧が大きすぎる場合には、摩擦モーメントや温度の上昇を招くので、予圧は車輪軸受装置の製造段階で適性値に管理する必要がある。しかしながら、負隙間を直接測定することは困難であるため、予圧を精度良く測定することは容易ではない。
【０００３】
従来、この予圧量を管理するための手段として、例えば下記特許文献１や特許文献２に記載された方法が提案されている。
【特許文献１】特許第２８４６５４５号公報
【特許文献２】特許第２８６６２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、車輪軸受装置に対する低コスト化の要求は益々厳しくなっている。車輪軸受装置の予圧管理は多くの手間と労力を要するものであるため、これを簡単な手段で行うことができれば、かかる要請に応える上で有効な対策となる。
【０００５】
そこで、本発明は、簡易な手段で精度良く予圧管理を行うことができる車輪軸受装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らの検証によれば、車輪軸受装置に予圧を付与した場合、外方部材は予圧の大きさに応じて膨張し、予圧量と外方部材の膨張量との間には、図５に示すように、一方が増せば他方も増す増加関数の関係が成り立つことが判明した。従って、この関係を予め実験等で明らかにしておけば、外方部材の膨張量を測定することにより、予圧量を把握することが可能となる。
【０００７】
かかる知見に基き、本発明では、内周に複列のアウタレースを有する外方部材と、外周に、車輪に取り付けるためのフランジと一方のアウタレースに対向するインナレースとを有する第一軌道部材と、外周に他方のアウタレースと対向するインナレースを有する第二軌道部材と、対向するアウターレースとインナレースとの間に介在する複列の転動体とを含むアセンブリを組立てた後、アセンブリの第一軌道部材および第二軌道部材のうち、内径側の部材を部分的に外径側へ塑性変形させて両部材を軸方向で拘束する際に、内径側の部材の塑性変形に伴う外方部材の外径膨張量を測定することにより、予圧を管理することとした。
【０００８】
外方部材の外径寸法は、既知の測定器を用いて容易に行うことができ、さらに外方部材の外径膨張量は、アセンブリの組立ての前後の外径寸法差から容易に算出することができる。従って、本発明によれば、外方部材の外径寸法を測定するだけで予圧管理を行うことができ、軸受装置の組立てと同時に、簡単な手順で高精度の予圧管理が可能となる。なお、ここでいう予圧管理には、予圧が規定値であるか否かを判別すること、および予圧を規定値に設定することの双方の意味が含まれる。
【０００９】
上記アセンブリの組立てに際しては、適正な予圧量（アキシャル方向の負隙間）が得られるよう、アウタレースおよびインナレースの溝径と転動体の外径とのマッチングを行うのが望ましい。このマッチングは、それぞれの工程で製作した外方部材、第一軌道部材、第二軌道部材、および転動体について、それぞれアウタレースおよびインナレースの溝径と転動体の外径とを測定し、各部品を基準寸法からのずれ幅に応じてグループ分けした上で、所定のアキシャル負隙間が得られる部品の組合わせを選択することにより行われる。従来、このマッチングによるアセンブリの組立て後は、実際に狙った予圧が得られているか否かを確認することが難しかったが、本発明によれば、マッチング処理したアセンブリが規定の予圧量を有するものであるか否かを容易に判別することができる。
【００１０】
また、本発明では、内周に複列のアウタレースを有する外方部材と、外周に、車輪に取り付けるためのフランジと一方のアウタレースに対向するインナレースとを有する第一軌道部材と、外周に他方のアウタレースと対向するインナレースを有する第二軌道部材と、対向するアウターレースとインナレースとの間に介在する複列の転動体とを含むアセンブリを組立てた後、アセンブリの第一軌道部材および第二軌道部材のうち、内径側の部材を部分的に外径側へ塑性変形させて両部材を軸方向で拘束する際に、内径側の部材の塑性変形に伴う外方部材の外径膨張量を測定することにより、予圧を管理することとした。
【００１１】
さらに、本発明では、内周に複列のアウタレースを有する外方部材と、外周に、車輪に取り付けるためのフランジと一方のアウタレースに対向するインナレースとを有する第一軌道部材と、外周に他方のアウタレースと対向するインナレースを有する第二軌道部材と、対向するアウターレースとインナレースとの間に介在する複列の転動体とを含むアセンブリを組立てた後、アセンブリの第一軌道部材と第二軌道部材とを、ナットの締め込み力を利用して軸方向で拘束する際に、ナットの締め込みに伴う外方部材の外径膨張量を測定することにより、予圧を管理することとした。
【００１２】
このように車輪軸受装置の製造工程では、上記アセンブリの組立て後、第一軌道部材および第二軌道部材のうち、内径側の部材を加締め等の手段で部分的に外径側へ塑性変形させて、あるいはナットの締め込み力を利用して、第一軌道部材と第二軌道部材とを軸方向で拘束する工程を付加することができる。何れの場合にも、軸受装置には塑性変形やナットの締め込みに伴って予圧が付与されるが、これらの作業中に外方部材の外径膨張量を測定すれば、上記と同様の予圧管理が可能となる。特に、これらの作業中に外径膨張量を常時監視すれば、外径膨張量が規定値に達したところで各作業を終了することにより、確実に規定の予圧を得ることができる。
【００１３】
これら塑性変形時やナットの締め込み時における予圧管理（最終予圧の管理）は、上記アセンブリの組立ての際に行う予圧管理（一次予圧の管理）と併せて行うことができる。もちろん、一次予圧の管理を省略して、上記最終予圧の管理のみを行ってもよい。
【００１４】
第一軌道部材としては車輪取り付け用のフランジを有するハブを使用することができる。この場合、第二軌道部材としては、ハブと嵌合した内輪あるいは外側継手部材の外輪が使用される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡単な手順で高精度の予圧管理を行うことができる。従って、車輪軸受装置の低コスト化、さらには品質安定性の向上を図ることがができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図１〜図６に基いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明方法により予圧管理された車輪軸受装置の一例として、従動輪用の車輪軸受装置を示すものである。この車輪軸受装置は、内周に複列のアウタレース１ａを有する外方部材１と、外周にアウトボード側のインナレース２ａを有する第一軌道部材２と、外周にインボード側のインナレース３ａを有する第二軌道部材３と、アウタレース１ａとインナレース２ａ，３ａとの間に介在させた複列の転動体４とからなる転がり軸受を主要構成要素とするものである。図示例では、転動体４としてボールを使用しており（その他の転動体、例えば円すいころを使用することもできる）、このボール４は接触角をもってアウタレース１ａとインナレース２ａ，３ａとの間に各列複数個ずつ介在している。このボール４は、図示しない保持器によって各列ごとに円周方向等間隔に保持されている。
【００１８】
ここでアウトボード側とは、車輪軸受装置を車体に組み付けた時に車幅方向の外となる側、インボード側とは、反対に車幅方向の内となる側を意味する。
【００１９】
外方部材１は、図示しない車体側の部材、例えばナックルに取り付けるためのフランジ部１ｂを外周に有する。外方部材の外周面のうち、フランジ部１ｂのインボード側には、ナックルの内周面に圧入される円筒状の圧入面１ｃが形成される。外方部材１の圧入面１ｃをナックルの内周に圧入し、さらにフランジ部１ｂをナックルの端面にボルト等を用いて固定することにより、外方部材１が車体に固定される。
【００２０】
図示例の車輪軸受装置では、第一軌道部材２として、外周に車輪（図示せず）に取り付けるためのフランジ部２ｂ有する中実形状のハブが使用され、第二軌道部材３として、リング状の内輪が使用される。ハブ２の外周には、そのアウトボード側から順にフランジ部２ｂ、インナレース２ａ、および小径部２ｃがそれぞれ形成され、小径部２ｃの外周に内輪３が圧入固定される。ハブ２のインボード側の軸端には、後で説明するように、ハブ２のインボード側端部に形成した円筒部２ｅ（図３参照）を外径側に塑性変形させてフランジ状の塑性変形部２ｄが形成される。この塑性変形部２ｄにより、ハブ２と内輪３が軸方向で拘束され、一方の部材の他方からの脱落が防止される。
【００２１】
この車輪軸受装置の予圧管理は、車輪軸受装置の組立てと並行して以下の手順で行われる。
【００２２】
先ず、図２に示すように、外方部材１を基台６上に載置し、外方部材１の外周面の外径寸法Ｄ０を測定する。この時の測定箇所Ａは、フランジ部１ｂよりもアウトボード側の外周面１ｄであって、複列のアウタレース１ａの間（望ましくは複列のアウタレース１ａの中間）とする。この測定個所Ａは、以後の外径測定時も共通する。
【００２３】
次に、図３に示すように、治具８でハブ２を支持した状態で、その外周に外方部材１、内輪３、およびボール４を組み込んでアセンブリ９を組み立てる。アセンブリ９の組み立ては、内輪３をハブ２の外周に圧入することによって完了し、この圧入によって軸受内部に一次予圧が付与される。アセンブリ９の組み立てに際しては、アウタレース１ａのレース径、インナレース２ａ，３ａのレース径を予め測定し、内輪２の圧入後に規定の一次予圧量を付与できるよう個々の溝径にマッチした径のボール４が選択使用される（マッチング処理）。なお、図示は省略しているが、アセンブリ９の組み立て時には、図示しない保持器およびシール部材も軸受装置に組み込まれる。
【００２４】
内輪３の圧入に伴い、図３に示すように、複列のインナレース２ａ，３ａ間に引張り力が作用する。また、複列のアウタレース１ａ間に圧縮力が作用し、この圧縮力によって外方部材１の外径寸法がＤ０からＤ１に増加する。上述のように、予圧量Ｆと外方部材の外径膨張量ΔＸとの間には、一方が増加すれば他方も増大する関係が成り立つので（図５参照）、予め使用する外方部材１についてこの関係を求めておけば、内輪３の圧入完了後に外方部材１の外径法Ｄ１を測定し、組み立て前後における外径寸法の増大量ΔＸ（＝Ｄ１−Ｄ０）を計算することにより、マッチング後の一次予圧が規定の範囲内にあるか否かを確認することができる。
【００２５】
このようにして組み立てられたアセンブリ９には、続いて加締め加工が施される。この加締めは、図４に示すように、ハブ２と内輪３のうち、内径側に位置するハブ２を外形側に塑性変形させることにより、塑性変形部２ｄを形成してハブ２と内輪３とを軸方向で拘束する工程であり、図４では一例として、ハブ２のインボード側の端部に形成した円筒部２ｅを加締め冶具１０の揺動によりフランジ状に塑性変形させる、いわゆる揺動加締めを行う場合を例示している。
【００２６】
揺動加締め中は、アセンブリ９に治具１０から軸方向の加圧力が作用するため、予圧Ｆがさらに増加する。同時にアセンブリの組み立て時と同様の圧縮力が外方部材１に作用するため、外方部材１の外径寸法がさらに増加する。従って、この加締め中に外方部材１の外形寸法を常時測定し、この測定値Ｄ２に基づいて初期外径寸法Ｄ０からの外径膨張量ΔＸを計測することにより（ΔＸ＝Ｄ２−Ｄ０）、このΔＸが規定値に達したところで加締め作業を終了させれば、軸受内部の最終予圧を規定値に設定することが可能となる。これにより、図１に示す車輪軸受装置が得られる。
【００２７】
このように本発明では、予圧量Ｆと外方部材１の外径膨張量ΔＸとの間に一定の関係があることを見出し、この関係を利用することにより、外径寸法を測定するという簡単な作業のみで加締め後の軸受装置の最終予圧を適正値に設定することができる。従って、組み立て作業の作業効率を向上させつつ精度の良い予圧を付与することができ、軸受装置の低コスト化、さらには品質安定性の向上を図ることができる。
【００２８】
本発明は、以上の実施形態に限らず、種々の実施形態に適用することができる。例えば、加締め方法としては、上記揺動加締めの他、ハブ２と内輪３のうち、内径側の部材であるハブ３を部分的に拡径方向に塑性変形させ、この塑性変形部分を内輪３の内周面に食い込ませることでハブ２と内輪３を結合し、両者を軸方向で拘束する、いわゆる拡径加締めも知られているが、この拡径加締めにおいても、加締めの進行に伴って外方部材１の外径寸法Ｄｘが増加するので、このＤｘから外径膨張量ΔＸを算出することにより、予圧を適正値に設定することができる。
【００２９】
最終的な予圧の付与手段としては、上述の加締めの他、図６に示すように、ハブ２のインボード側端部に形成したねじ部２ｆにナット１１を螺合させ、このナット１１の締め込みによりハブ２と内輪３を軸方向で拘束して、軸受内部に予圧を与える場合もあるが、この場合もナット１１の締め込みに伴って外方部材１の外径寸法が増加するため、この締め込みに伴う外径膨張量ΔＸを算出することにより、上記と同様の理由から、予圧Ｆを適正値に設定することができる。
【００３０】
この場合、加締めによって最終的な予圧が精度良く設定されるため、アセンブリ９の組立て段階（図３参照）における外方部材１の外径膨張量ΔＸの測定（一次予圧の管理）は省略することもできる。
【００３１】
車輪軸受装置の形態は、図示のものに限られず、例えばハブ２を中空形状に形成して、その内周に等速自在継手の外輪のステム部（何れも図示せず）を挿入し、加締め（図１参照）やナットの締め込み（図６参照）でハブ２と継手外輪を軸方向で拘束する軸受装置（駆動車輪用）にも適用することができる。あるいは、第一軌道部材としてハブ２、第二軌道部材として等速自在継手の外輪を使用する軸受装置（駆動車輪用）にも本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】車輪軸受装置の断面図である。
【図２】車輪軸受装置の組立て工程を示す図で、外方部材の断面図である。
【図３】車輪軸受装置の組立て工程を示す図で、アセンブリの断面図である。
【図４】加締め工程を示すアセンブリの断面図である。
【図５】予圧Ｆと外方部材の外径膨張量ΔＸとの関係を示す図である。
【図６】車輪軸受装置の他の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１      外方部材
１ａ    アウタレース
２      ハブ
２ａ    インナレース
２ｂ    フランジ部
２ｃ    小径部
２ｄ    塑性変形部
２ｅ    円筒部
３      内輪
３ａ    インナレース
４      転動体
６      基台
８      治具
９      アセンブリ
１０    加締め治具
１１    ナット
【図１】
2005325902.tif 000003
【図２】
2005325902.tif 000004
【図３】
2005325902.tif 000005
【図４】
2005325902.tif 000006
【図５】
2005325902.tif 000007
【図６】
2005325902.tif 000008