(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受と、この転がり軸受が外嵌装着される軸体とを有し、前記転がり軸受の内輪の外端面に対して、軸体の自由端側のかしめ用筒部を径方向外向きに屈曲させてなるかしめ部をあてがうことによって、前記転がり軸受を抜け止めした軸受装置の前記かしめ部を介して前記転がり軸受に付与する軸力を管理する軸力管理方法であって、
所定の前記かしめ用筒部の半径方向の厚さｔと、所定の前記かしめ用筒部の硬度とを有する前記軸受装置において、前記かしめ部を介して前記転がり軸受に付与する軸力と、前記内輪の内周肩部に設けてある面取の内周面側端縁の位置Ａと前記かしめ用筒部の内周側のかしめ起点の位置Ｂとの軸方向上の相対距離ｘとの関係を規定し、
前記規定された関係に基づいて、所定の前記かしめ用筒部の半径方向の厚さｔおよび所定の前記かしめ用筒部の硬度を有する前記軸受装置に対して、前記転がり軸受に付与する必要軸力が得られる前記相対距離ｘを決定して、前記かしめ部を介して前記転がり軸受に付与する軸力を管理する、
ことを特徴とする軸力管理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の軸力管理方法において、
前記かしめ用筒部の硬度が１６ＨＲＣ〜２２ＨＲであって、
前記相対距離ｘが−０．１５≦ｘ／ｔ≦０．０５の範囲に設定されている、
ことを特徴とする軸力管理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受が外嵌装着される軸体を有した軸受装置に対し、その転がり軸受に付与する軸力を管理する軸力管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の軸受装置の例を図５に示す。この軸受装置は、車両駆動輪用のハブユニットである。
【０００３】
このハブユニットは、軸体としてのハブホイール１０と、これの軸部１１に外嵌装着された斜接形式の転がり軸受の一例であるアンギュラ玉軸受１２とを有する。軸部１１の自由端は、ローリングかしめにより径方向外方に膨出変形されてかしめ部１３とされる。軸受１２は、内輪１２ａ、外輪１２ｂ、複数の玉１２ｃおよび２つの冠型保持器１２ｄを有する。軸受１２は、かしめ部１３により内輪１２ａに所要の予圧が付与されるとともに、かつ、ハブホイール１０から抜け止めされている。
【０００４】
このようなハブユニットは、車両のドライブシャフト１４とシャフトケース１５との間に取り付けられる。つまり、ハブホイール１０の軸部１１がドライブシャフト１４にスプライン嵌合されてナット１６により結合され、軸受１２の外輪１２ｂがシャフトケース１５にボルト１７により結合される。
【０００５】
なお、上記ハブホイール１０の軸部１１は、かしめ前において、図６中の仮想線で示されるように、軸部１１の自由端側にかしめ用筒部１１ａに対して、図７に示すようなかしめ治具２０をあてがい、かしめ治具２０を一点鎖線Ｏ回りに一定角度αでローリングさせることにより、そのかしめ用筒部１１ａを半径方向外方に膨出変形させ、これによって、内輪１２ａの外端面にあてがったかしめ部１３を構成するようにしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の軸受装置において、内輪１２ａと外輪１２ｂとの間で玉１２ｃを圧縮した状態とするために、かしめ部１３を内輪１２ａの外端面にあてがうので、逆に、内輪１２ａから軸方向に抜け出そうとする力がかしめ部１３に働く。その結果、かしめ部１３からは、これに抗する軸方向内方の反力（以下、軸力と定義する）が発生している。
【０００７】
玉１２ｃの転動性確保には、この軸力を適正に保持することが必要なことは周知されているが、従来では、かしめ部１３を単に強くかしめたり、かしめ部１３の厚さ、かしめの加圧力などを調整したりして、軸力が適正となるようにしていたが、これらでは、軸力を適正に管理することが容易ではなかった。
【０００８】
そこで、本発明者らは、この軸力について鋭意研究した結果、次の点を見いだした。すなわち、軸部１１のかしめ用筒部１１ａの内周側には、その内輪１２ａの外端面上をかしめ治具２０で半径方向外方にかしめるに際し、かしめ起点がある。
【０００９】
そして、内輪１２ａの内周肩部に設けてある面取の内周側端縁をＡ点とし、前記かしめ起点をＢ点とし、前記両Ａ，Ｂ点の相対位置関係を変更したところ、かしめ部１３から内輪１２ａの外端面にかかる軸力に、相違があることを見いだした。
【００１０】
したがって、本発明は、この相違に着目して、軸力を適正に管理するのを容易にできる軸力管理方法およびこれによる軸受装置を提供することを解決すべき課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の軸力管理方法は、転がり軸受と、この転がり軸受が外嵌装着される軸体とを有し、前記転がり軸受の内輪の外端面に対して、軸体の自由端側のかしめ用筒部を径方向外向きに屈曲させてなるかしめ部をあてがうことによって、前記転がり軸受を抜け止めした軸受装置の前記かしめ部を介して前記転がり軸受に付与する軸力を管理する軸力管理方法であって、所定の前記かしめ用筒部の半径方向の厚さｔと、所定の前記かしめ用筒部の硬度とを有する前記軸受装置において、前記かしめ部を介して前記転がり軸受に付与する軸力と、前記内輪の内周肩部に設けてある面取の内周面側端縁の位置Ａと前記かしめ用筒部の内周側のかしめ起点の位置Ｂとの軸方向上の相対距離ｘとの関係を規定し、前記規定された関係に基づいて、所定の前記かしめ用筒部の半径方向の厚さｔおよび所定の前記かしめ用筒部の硬度を有する前記軸受装置に対して、前記転がり軸受に付与する必要軸力が得られる前記相対距離ｘを決定して、前記かしめ部を介して前記転がり軸受に付与する軸力を管理することを特徴としている。
【００１５】
【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。ここでは、軸受装置として車両駆動輪用のハブユニットを例に挙げる。このハブユニットの基本構造は、図５で示されているので、その説明を省略する。
【００１６】
図１ないし図３を参照して、本発明の実施形態にかかる軸力管理方法について説明する。図１ないし図３はいずれも軸部１１のかしめ用筒部１１ａを径方向外向きに屈曲して内輪１２ａの外端面上にかしめる前の状態が示されている。なお、かしめた後の形態についての図示は省略している。図１ないし図３を参照して、内輪１２ａの内肩部の面取における内周面側端縁の軸方向上の位置Ａ（以下、単に原点位置Ａという）とかしめ用筒部１１ａのかしめ起点Ｂとの軸方向上の相対位置関係について説明する。
【００１７】
本実施の形態の軸力管理方法は、要するに、内輪１２ａの内周肩部に設けてある面取の内周面側端縁の位置Ａ（以下、単に原点位置Ａという）とかしめ用筒部１１ａの内周側のかしめ起点の位置Ｂとの軸方向上の相対位置関係を規定して、かしめ部１３を介して軸受１２に付与する軸力を管理するようになっている。
【００１８】
図１の場合は、原点位置Ａに対してかしめ起点Ｂが軸方向外方に位置しており、図２の場合は、原点位置Ａとかしめ起点Ｂとが軸方向で一致しており、図３の場合は、原点位置Ａに対してかしめ起点Ｂが軸方向内方に位置している。ここで、軸方向をｘ座標にとり、原点位置Ａをそのｘ座標の原点とし、原点位置Ａからのかしめ用筒部１１ａのかしめ起点Ｂの位置をその座標上でｘとする。
【００１９】
これによって、図１の場合、かしめ起点Ｂの座標位置ｘはｘ＞０、図２の場合、かしめ起点Ｂの座標位置ｘはｘ＝０、図３の場合、かしめ起点Ｂの座標位置ｘはｘ＜０となる。したがって、かしめ用筒部１１ａの厚さをｔとすると、図１の場合、ｘ／ｔ＞０、図２の場合、ｘ／ｔ＝０、図３の場合、ｘ／ｔ＜０となる。
【００２０】
本発明者らは、実験によって、図１ないし図３それぞれの場合における原点位置Ａとかしめ起点Ｂとの相対位置関係の規定による軸力について測定したところ、図４のような結果が得られた。この実験では、図１の場合、図２の場合、図３の場合、それぞれについてかしめ用筒部１１ａの硬度を小（１６〜１８ＨＲＣ：硬度１）、中（２０〜２２ＨＲＣ：硬度２）、大（２６〜２８ＨＲＣ：硬度３）に変えて行った。硬度１と硬度３については、かしめ用筒部１１ａの半径方向厚さｔを５ｍｍの一定として測定したが、硬度２については５ｍｍと７ｍｍの２つで測定している。以下、図４を参照しながら説明することにする。
【００２１】
（１）まず、かしめ起点Ｂが原点位置Ａより軸方向外方に位置している図１の場合（ｘ／ｔ＞０）、かしめ用筒部１１ａの硬度とかしめ起点Ｂの位置とを変え、各位置でそれぞれ異なるサンプルで複数回測定して測定の精度および信頼性を高めた。以下も同様である。
【００２２】
これによると、いずれの硬度においても、前記相対位置関係の規定により軸力が変化している。したがって、この相対位置関係の規定で軸力を管理することができる。
【００２３】
この場合、硬度２ではかしめ用筒部１１ａの半径方向厚さｔを５ｍｍと７ｍｍとで測定した結果から明らかであるようにその厚さｔを規定することでも軸力を管理することができる。
【００２４】
同様に、同一の相対位置関係では、かしめ用筒部１１ａの硬度が硬度１、硬度２、硬度３を比較して明らかであるように、硬度を規定することでも、軸力を管理することができる。
【００２５】
この硬度の場合、硬度が小さい方が、より大きい軸力が得られた。これは、かしめ用筒部１１ａの硬度が小さい方がかしめやすいために、内輪１２ａを軸方向内方に、より押し付けることができ、その結果、大きい軸力が得られたからと考えられる。したがって、軸力を大きくするには、かしめ用筒部１１ａの硬度を小さくするとよい。
【００２６】
さらに、かしめ起点Ｂは、原点位置Ａに、より近い方が、大きい軸力が得られる。
【００２７】
（２）かしめ起点Ｂが原点位置Ａに対し軸方向外方で一致している図２の相対位置関係の場合（ｘ／ｔ＝０）、この相対位置関係の規定で軸力を管理することができる。
【００２８】
また、前記（１）と同様、かしめ用筒部１１ａの半径方向厚さｔを規定することでも軸力を管理することができる。
【００２９】
また、前記（１）と同様、硬度を規定することでも軸力を管理することができる。すなわち、かしめ用筒部１１ａの硬度が硬度１、硬度２、硬度３をそれぞれ比較すると、硬度１が最も大きい軸力が得られ、硬度２と硬度３とでほぼ同じか、または、平均して少し、硬度２の方が、硬度３よりも大きい軸力となった。その理由は前記（１）と同様と考えられる。
【００３０】
（３）かしめ起点Ｂが原点位置Ａより軸方向外方に位置している図３の場合（ｘ／ｔ＜０）の場合、いずれの硬度においても、前記相対位置関係の規定により軸力が変化している。したがって、この相対位置関係の規定で軸力を管理することができる。
【００３１】
また、前記（１）と同様、かしめ用筒部１１ａの半径方向厚さｔを規定することでも軸力を管理することができる。
【００３２】
さらに、前記（１）と同様に、硬度を規定することでも軸力を管理することができる。
【００３３】
そして、前記（１）（２）（３）を比較して、図１の場合（ｘ／ｔ＞０）が、軸力が低下している。これは、図１の場合では、かしめ用筒部１１ａのかしめによる変形容積が大きくなり、その結果、加圧力一定の場合は、軸力が低下するからである。
【００３４】
ここで、最低の必要軸力が例えば２５００ｋｇｆとすると、各硬度とも、図４のグラフからは、ｘ／ｔが−０．１５≦ｘ／ｔ≦０．０５の範囲となる。ここで、例えばｔ＝５ｍｍとすると、−０．７５≦ｘ≦０．２５、つまり、図３ではかしめ用筒部１１ａのかしめ起点Ｂが原点位置Ａから軸方向内方に離隔可能な最大許容位置は、０．７５ｍｍまでであり、図１ではかしめ用筒部１１ａのかしめ起点Ｂが原点位置Ａから軸方向外方に離隔可能な最大許容位置は軸方向外方には０．２５ｍｍまでとなる。この範囲内で必要軸力２５００ｋｇｆ以上が得られる。
【００３５】
以上の測定結果を総合すると、かしめ起点Ｂは、原点位置Ａに近い方が、軸力が大きくなるが、必要軸力を考えると、かしめ起点Ｂは原点位置Ａに一致している必要はなく、その原点位置Ａから軸方向外方または軸方向内方のいずれかに離隔していても構わない。この場合、軸方向外方と内方のいずれにおいても許容した最大離隔距離があるから、その最大離隔距離の範囲内でかしめ起点Ｂを規定して、軸力を管理する必要がある。
【００３６】
また、精度の高い所要の軸力を得るには、かしめ起点Ｂが原点位置Ａから軸方向外方または軸方向内方のいずれかに適宜に離隔させるとよい。
【００３７】
さらに、軸力には、かしめ用筒部１１ａの厚さも関係しているから、かしめ起点Ｂの軸方向の位置とともに、その厚さも軸力管理に考慮するとよい。
【００３８】
さらには、軸力には、かしめ用筒部１１ａの硬度も関係しているから、かしめ起点Ｂの軸方向の位置とともに、その硬度も軸力管理に考慮するとよい。
【００３９】
以上のようにして、本実施の形態の軸力管理方法では、基本的には、前記相対位置関係の規定により、適正な軸力となるよう容易に管理することができる。
【００４０】
なお、本発明が適用される軸受装置は、上述の実施の形態に示されたハブホイールに限定されるものではなく、転がり軸受と、この転がり軸受が外嵌装着される軸体とを有し、前記転がり軸受の内輪の外端面に対して、軸体の自由端側のかしめ用筒部を径方向外向きに屈曲させてなるかしめ部をあてがうことによって、前記転がり軸受を抜け止めした軸受装置のすべてにおいて、その軸力の管理に適用することができる。
【００４１】
なお、上述の硬度には２ＨＲＣの幅があるが、これは、熱処理によるばらつきであり、同一ロットで処理しても、この程度のばらつきは生じるものである。
【００４２】
なお、上述の測定結果だけでは、硬度が小さければ小さい程、より大きな軸力が得られることになるが、硬度の下限は、１６ＨＲＣである。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の軸力管理方法によれば、所定のかしめ用筒部の半径方向の厚さｔおよび所定のかしめ用筒部の硬度を有する軸受装置に対して、内輪の内周肩部に設けてある面取の内周面側端縁と前記かしめ用筒部の内周側のかしめ起点との軸方向上の相対距離を規定して、前記かしめ部を介して前記転がり軸受に付与する軸力を管理するので、軸力を適正管理することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の軸力管理方法により管理される車両駆動輪用ハブユニットの要部断面を示し、かしめ起点が内周面側端縁位置より軸方向外方に位置するときの図
【図２】図１に対応し、かしめ起点と内周面側端縁位置とが軸方向で一致しているときの図
【図３】図１に対応し、かしめ起点が内周面側端縁位置より軸方向内方に位置するときの図
【図４】かしめ起点の位置と軸力との関係を示す図
【図５】車両駆動輪用ハブユニットの縦断側面図
【図６】図４の要部であるかしめ部の拡大図
【図７】図４のかしめ部のかしめ形態を説明するための工程図
【符号の説明】
１０      ハブホイール
１１      ハブホイールの軸部
１１ａ    かしめ用筒部
１２      複列外向きアンギュラ玉軸受
１２ａ    軸受の内輪
１２ｂ    軸受の外輪
１２ｃ    玉
１３    かしめ部
Ａ    内輪１２ａの内周面側端縁位置
Ｂ    かしめ用筒部１１ａのかしめ起点
【図１】
0004123643.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004123643.tif 000004
【図４】
0004123643.tif 000005
【図５】
0004123643.tif 000006
【図６】
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【図７】
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