(57)【要約】    【課題】  軸受の組立加工時に予圧量を適正に確保することができる軸受の予圧付与装置を提供する。    【解決手段】  軸受の予圧付与装置では、揺動型加締め装置２１の加締め型２６ａを徐々に降下させて加締め加工を開始すると、ある時点ｔ０から組合せ軸受１０に予圧が加わり回転トルクＴが変動する。その変動幅が予め設定された所定幅Δにまで達すると、予圧が所定値に達したと判断し、加締め加工を終了する。これにより、組合せ軸受の加締め加工時に予圧量を適正に調節することができる。【選択図】      図３
2005201456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪を軸方向に締め付けることにより、該内輪および外輪間に介在する転動体に予圧を付与して軸受を組み立てる軸受の予圧付与装置において、
前記内輪に対して行われる締め付けを増加させる締付増加手段と、
前記予圧を検出する予圧検出手段と、
該検出される予圧が所定値に達したか否かを判別する予圧判別手段と、
該予圧が所定値に達した場合、前記内輪に対して行われる締め付けを解除する締付解除手段とを備え、
該締め付けの解除により前記軸受の組み立てを完了することを特徴とする軸受の予圧付与装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内輪を軸方向に締め付けることにより、該内輪および外輪間に介在する転動体に予圧を付与して軸受を組み立てる軸受の予圧付与装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図９は従来の自動車用軸受ユニットの構造を示す断面図である。自動車用軸受ユニットは、第２内輪ａが一体に形成されたホイール軸ｂの端部に第１内輪ｃを外嵌し、第１、第２内輪ｃ、ａおよび外輪ｄ間に複列のボールｅを介在させることによって複列アンギュラ玉軸受を形成する。この複列アンギュラ玉軸受では、ホイール軸ｂの端部に形成されたねじ部にワッシャｆを介してナットｇを締め付けることにより、第１内輪ｃを介してボールｅに与えられる予圧を管理する。
【０００３】
そして、ナットｇに形成された切り欠き部ｈの加締めを行い、弛み止めして軸受ユニットの組み立てを完成させる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のように軸受ユニットを組み立てる場合、組立を完了した後に予圧を測定してみなければ予圧が適正であるかわからなかった。すなわち、ナットの締結具合によっては予圧が過多となり、軸受剛性が高くなって組立軸受は不良になってしまう。また一方、予圧が過少であると、予圧抜けの原因になってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は軸受の組立加工時に予圧量を適正に確保できる軸受の予圧付与装置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】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載の軸受の予圧付与装置は、内輪を軸方向に締め付けることにより、該内輪および外輪間に介在する転動体に予圧を付与して軸受を組み立てる軸受の予圧付与装置において、前記内輪に対して行われる締め付けを増加させる締付増加手段と、前記予圧を検出する予圧検出手段と、該検出される予圧が所定値に達したか否かを判別する予圧判別手段と、該予圧が所定値に達した場合、前記内輪に対して行われる締め付けを解除する締付解除手段とを備え、該締め付けの解除により前記軸受の組み立てを完了することを特徴とする。
【０００７】
締付増加手段としては、軸を外嵌する内輪に対して軸端部の加締めを行うことにより内輪を締め付ける加締め装置であってもよいし、軸端部に形成されたねじ部にナットを螺合させることにより内輪を締め付けるものであってもよい。
【０００８】
予圧検出手段としては、軸受の回転トルクの変動により予圧を検出するものでもよいし、軸受の固有振動数を測定し、測定された固有振動数の変化により予圧を検出するものでもよい。また、検出される予圧と比較される所定値は、軸受剛性が高くなり過ぎず、かつ予圧抜けが生じない適正な範囲内に設定される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の請求項１に記載の軸受の予圧付与装置によれば、内輪を軸方向に締め付けることにより、該内輪および外輪間に介在する転動体に予圧を付与して軸受を組み立てる際、締付増加手段により前記内輪に対して行われる締め付けを増加させながら、予圧検出手段により前記予圧を検出し、予圧判別手段により該検出される予圧が所定値に達したか否かを判別し、該予圧が所定値に達した場合、締付解除手段により前記内輪に対して行われる締め付けを解除し、該締め付けの解除により前記軸受の組み立てを完了するので、軸受の組立加工時に予圧量を適正に確保することができる。
【００１０】
したがって、軸端部を加締めることによって予圧量を調節する軸受ユニットの場合、加締め不足、加締め過ぎといった軸受の性能上、不都合な不良品の発生を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の軸受の予圧付与装置の実施の形態について説明する。
【００１２】
［第１の実施形態］
図１は組合せ軸受の構造を示す図である。自動車用ホイール軸受として用いられる組合せ軸受１０は、内周に複列の転走面１１ａ、１１ｂが形成された外輪１１、外輪１１の転走面１１ｂに対向する転走面１２ａが外周に形成された第１内輪１２、外輪１１の転走面１１ａに対向する転走面１３ａが外周に形成され、かつ第１内輪１２が圧入される圧入部１３ｃを連設したホイール軸として一体に形成された第２内輪１３、外輪１１と第１内輪１２および第２内輪１３との間に設けられたボール１４ａ、１４ｂが組み合わされた構造を有する。
【００１３】
第２内輪１３の軸端部１３ｅには凹部１３ｆが形成されており、後述する揺動型加締め装置２１のかしめ型２６ａと対向している。また、外輪１１および第２内輪１３には、それぞれフランジ部１１ｃおよびフランジ部１３ｄが形成されている。
【００１４】
図２は揺動型加締め装置のワーク保持台に組合せ軸受が固定された状態を示す断面図である。揺動型加締め装置２１は、フランジ部１３ｄをボルト１８で締め付けることにより組合せ軸受１０を固定するワーク保持台２３、ワーク保持台２３に立設する部材２４に取り付けられ、回転時に組合せ軸受１０の振れ止めを行う振れ止め板２５、かしめ型２６ａが取り付けられた押圧部２６を有する。
【００１５】
このような揺動型加締め装置２１では、押圧部２６は組合せ軸受１０の軸に対し僅かな傾きθを持って取り付けられており、揺動回転しながら軸端部１３ｅに接近して凹部１３ｆに収納されるかしめ型２６ａによって軸端部１３ｅを内側から押圧する。
【００１６】
かしめ型２６ａによって押圧された軸端部１３ｅは、第１内輪１２によって外径側から拘束を受けた状態でかしめ型２６ａの形状を凹部１３ｆの空間に充満させる形で徐々に変形する。軸端部１３ｅの変形によって第１内輪１２は軸方向に押し込まれて締め付けられる。これにより、第１内輪１２の転走面１２ａと第２内輪１３の転走面１３ａとが接近するので、外輪１１と転動体１４ａ、１４ｂとの間に隙間がなくなり、第１、第２内輪１２、１３および外輪１１間に介在する転動体１４ａ、１４ｂ間に予圧が発生する。予圧量が予め設定された所定値に達すると、揺動型加締め装置２１を後退させて加締め加工を終了する。図２では、加締め加工が終了した状態が示されている。
【００１７】
図３は組合せ軸受１０に取り付けられた予圧モニタ装置の構成を概略的に示す図である。予圧モニタ装置３０は、フランジ部１１ｃ上方の外輪１１側面と接触するゴム部材が取り付けられた歯車３２、歯車３２と歯合する外輪回転用歯車３３、歯車３３を回転駆動するモータ（Ｍ）３４、モータ３４の回転トルクを検出するトルク検出器（Ｔ）３５、および検出された回転トルクを予め設定された所定値と比較する判定器３６を有する。トルク検出器３５としては、電力計が用いられる。
【００１８】
予圧モニタ装置３０では、モータ３４を駆動し、歯車３３、３２を介して外輪１１を回転させ、外輪１１の回転トルクをトルク検出器３５で検出し、検出された回転トルクに基づいて予圧を測定し、測定された予圧が予め設定された所定値、つまり組合せ軸受１０に適した予圧に達した場合、揺動型加締め装置２１を後退させる。
【００１９】
そして、揺動型加締め装置２１による加締め加工を終了した後も回転トルクを監視して予圧量が適正であることを確認する。
【００２０】
図４は加締め加工時間ｔに対する揺動型加締め装置２１の加締め型２６ａの位置および回転トルクＴの変化を示すグラフである。揺動型加締め装置２１の加締め型２６ａの位置Ａを徐々に降下させて加締め加工を開始すると、ある時点ｔ０から組合せ軸受１０に予圧が加わり回転トルクＴが変動し始める。その変動幅が予め設定された所定幅Δにまで達すると（時点ｔ１）、組合せ軸受１０に適した予圧が加わったと判断して加締め加工を終了する。これにより、加締め型２６ａの位置Ａを原点に復帰させる。
【００２１】
このように、本実施形態の軸受の予圧付与装置では、組合せ軸受１０の加締め加工時に予圧量を適正に付与することができる。したがって、加締め不足、加締め過ぎといった軸受の性能上、不都合な不良品の発生を防止できる。
【００２２】
図５は外輪１１を回転させる他の機構を示す図である。モータ１３４の軸先端部には側面にゴム部材が固着されたドライブホイール１３５が取り付けられている。ドライブホイール１３５は外輪１１の軸方向の端面に接触しており、モータ１３５の回転動力を伝達して外輪１１を回転させる。
【００２３】
［第２の実施形態］
前記第１の実施形態では、外輪１１の回転トルクを検出することにより組合せ軸受１０の予圧を測定していたが、第２の実施形態では外輪１１の振動を検出することにより予圧を測定する。組合せ軸受１０および揺動型加締め装置２１の構造については前記第１の実施形態と同様である。
【００２４】
図６は第２の実施形態における予圧モニタ装置の構成を示す図である。この予圧モニタ装置４０は、加振器４１、加振用アンプ４２、速度型振動センサ５１、ＦＦＴスペクトル周波数分析器５５および予圧判定器５６から構成される。予圧判定器５６には、差分演算器５７、比較器５８および信号発生器５９が設けられている。
【００２５】
速度型振動センサ（ムービングピックアップ）５１は外輪１１のフランジ部１１ｃの下面に取り付けられており、加振器４１によって与えられる振動を外輪１１を介して検知する。
【００２６】
速度型振動センサ５１によって検知された軸受の剛性に基づく振動信号は、ＦＦＴスペクトル周波数分析器５５に入力される。周波数分析器５５は速度型振動センサ５１からの振動信号を分析して振動スペクトルを取得し、取得した振動スペクトルに基づき、縦軸を組合せ軸受１０のコンプライアンスＣ、横軸を周波数ｆとするコンプライアンス曲線を得る。図７は縦軸を組合せ軸受１０のコンプライアンスＣ、横軸を周波数ｆとするコンプライアンス曲線を示すグラフである。
【００２７】
前記第１の実施形態における図４と同様に、加締め加工時間ｔの経過につれて加締め型２６ａの位置Ａを降下させると、回転トルクＴの場合と同様にある時点ｔ０から組合せ軸受１０の固有振動数が高くなり、コンプライアンスＣのピーク周波数も高くなる。加締めを強くする程、組合せ軸受１０の軸受隙間が減少するので、組合せ軸受１０の固有振動数、すなわちコンプライアンスＣのピーク周波数は高い方にシフトする。図７において、実線および点線はそれぞれ組合せ軸受１０に予圧が加わる前後のコンプライアンス曲線を示す。
【００２８】
差分演算器５７は予圧が加わる前の組合せ軸受１０の固有振動数と予圧が加わった後の固有振動数との差分、つまり変化幅Δｆを演算する（図７参照）。比較器５８は、固有振動数の変化幅Δｆが予め設定された組合せ軸受１０の適正な予圧量に相当する幅に達したか否かを判定する。達していると判定された場合、信号発生器５９は加締め終了信号を出力する。この加締め終了信号により、揺動型加締め装置２１の加締め型２６ａの位置Ａを原点に復帰させる。
【００２９】
このように、第２の実施形態の軸受の予圧付与装置では、前記第１の実施形態と同様に組合せ軸受の加締め加工時に予圧量を適正に付与することができる。
【００３０】
尚、本実施形態では、加振器および振動センサをそれぞれフランジ部１１ｃの上下端面に取り付けたが、外輪１１の側面に取り付けるようにしてもよい。図８は外輪１１の側面に取り付けられた加振器および振動センサの配置を示す図である。振動センサ１４１は速度型振動センサであり、フランジ部１１ｃ上方の外輪１１の側面に取り付けられている。一方、加振器１４１は油圧式加振器であり、フランジ部１１ｃ下方の外輪１１の側面に取り付けられている。加振器としては、油圧式のものに限らず、電動式のものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】組合せ軸受の構造を示す図である。
【図２】揺動型加締め装置のワーク保持台に組合せ軸受が固定された状態を示す断面図である。
【図３】組合せ軸受１０に取り付けられた予圧モニタ装置の構成を概略的に示す図である。
【図４】加締め加工時間ｔに対する揺動型加締め装置の加締め位置および回転トルクの変化を示すグラフである。
【図５】外輪１１を回転させる他の機構を示す図である。
【図６】第２の実施形態における予圧モニタ装置の構成を示す図である。
【図７】縦軸を組合せ軸受１０のコンプライアンスＣ、横軸を周波数ｆとするコンプライアンス曲線を示すグラフである。
【図８】外輪１１の側面に取り付けられた加振器および振動センサの配置を示す図である。
【図９】従来の自動車用軸受ユニットの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  組合せ軸受
１１  外輪
１２  第１内輪
１３  第２内輪
１４ａ、１４ｂ  ボール
２１  揺動型加締め装置
２６ａ  かしめ型
３４  モータ
３５  トルク検出器
３６  判定器
４１  加振器
５１  振動センサ
５５  周波数分析器
５６  予圧判定器
【図１】
2005201456.tif 000003
【図２】
2005201456.tif 000004
【図３】
2005201456.tif 000005
【図４】
2005201456.tif 000006
【図５】
2005201456.tif 000007
【図６】
2005201456.tif 000008
【図７】
2005201456.tif 000009
【図８】
2005201456.tif 000010
【図９】
2005201456.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成17年3月25日(2005.3.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に第一、第二の外輪軌道を形成した外径側軌道輪部材と、外周面に第一、第二の内輪軌道を形成した内径側軌道輪部材と、これら第一、第二の内輪軌道と上記第一、第二の外輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けた転動体とを備え、上記内径側軌道輪部材は、その外周面に直接又は別の内輪を介して上記第一の内輪軌道を形成した軸部材と、その外周面に上記第二の内輪軌道を形成した内輪とから成り、この内輪は、上記軸部材の端部に外嵌し、更にこの軸部材の端部に形成した円筒部を直径方向外方に塑性変形させる事で形成したかしめ部によりその軸方向端面を抑え付けられる事で、上記軸部材に対し支持固定されている車輪支持用転がり軸受ユニットを組立てるのに際し、先ず、上記軸部材の周囲に上記外径側軌道輪部材を配置しつつ、上記第一の内輪軌道と上記第一の外輪軌道との間に上記複数個の転動体を設置し、次いで、上記内輪を上記軸部材の端部に、上記複数個の転動体を上記第二の内輪軌道と上記第二の外輪軌道との間に設置しつつ外嵌し、次いで、上記円筒部を直径方向外方に塑性変形させて上記かしめ部を形成し、このかしめ部により上記内輪の軸方向端面を抑え付ける車輪支持用転がり軸受ユニットの組み立て方法に於いて、上記かしめ部により上記内輪の軸方向端面を抑え付ける作業を、上記内径側軌道輪部材を静止させた状態のまま、上記外径側軌道輪部材を回転若しくは揺動させつつ行う事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニットの組み立て方法。
【請求項２】
請求項１に於いてかしめ加工時に回転トルクを検出していることを特徴とする請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの組み立て方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、内輪を軸方向に締め付けることにより、該内輪および外輪間に介在する転動体に予圧を付与して軸受を組み立てる車輪支持用転がり軸受ユニットの組み立て方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
そこで、本発明は軸受の組立加工時に予圧量を適正に確保できる車輪支持用転がり軸受ユニットの組み立て方法を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の請求項１に記載の車輪支持用転がり軸受ユニットの組み立て方法は、内周面に第一、第二の外輪軌道を形成した外径側軌道輪部材と、外周面に第一、第二の内輪軌道を形成した内径側軌道輪部材と、これら第一、第二の内輪軌道と上記第一、第二の外輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けた転動体とを備え、上記内径側軌道輪部材は、その外周面に直接又は別の内輪を介して上記第一の内輪軌道を形成した軸部材と、その外周面に上記第二の内輪軌道を形成した内輪とから成り、この内輪は、上記軸部材の端部に外嵌し、更にこの軸部材の端部に形成した円筒部を直径方向外方に塑性変形させる事で形成したかしめ部によりその軸方向端面を抑え付けられる事で、上記軸部材に対し支持固定されている車輪支持用転がり軸受ユニットを組立てるのに際し、先ず、上記軸部材の周囲に上記外径側軌道輪部材を配置しつつ、上記第一の内輪軌道と上記第一の外輪軌道との間に上記複数個の転動体を設置し、次いで、上記内輪を上記軸部材の端部に、上記複数個の転動体を上記第二の内輪軌道と上記第二の外輪軌道との間に設置しつつ外嵌し、次いで、上記円筒部を直径方向外方に塑性変形させて上記かしめ部を形成し、このかしめ部により上記内輪の軸方向端面を抑え付ける車輪支持用転がり軸受ユニットの組み立て方法に於いて、上記かしめ部により上記内輪の軸方向端面を抑え付ける作業を、上記内径側軌道輪部材を静止させた状態のまま、上記外径側軌道輪部材を回転若しくは揺動させつつ行う事を特徴とする。
また、請求項２に記載の車輪支持用転がり軸受ユニットの組み立て方法は、請求項１に於いてかしめ加工時に回転トルクを検出していることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明によれば、軸受の組立加工時に予圧量を適正に確保することができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの組み立て方法の実施の形態について説明する。