(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体と、この軸体の軸部の外周に配設された斜接形式の転がり軸受けとを少なくとも有する軸受装置に対し、前記軸体の軸端を前記転がり軸受けの内輪の鍔部の端面にかしめることにより前記軸体に対して前記転がり軸受けの抜け止めと予圧付与とを行う軸受装置の製造方法であって、
前記軸体の軸端をかしめ具によりかしめる際に前記鍔部の外周面に外嵌され前記鍔部の半径方向外方への変形を押さえる押さえ治具に、前記押さえ治具が前記内輪の外周面に外嵌された状態で前記内輪の鍔部の端面に当接する当接面を備えた切欠き状の係合部を形成し、
前記軸体の軸端をかしめ具によりかしめる際には、前記押さえ治具に軸方向の加圧力を加え、前記当接面を介して前記内輪に軸方向の加圧力をかけつつ、前記内輪の鍔部の端面に前記軸体の軸端をかしめつけることを特徴とする軸受装置の製造方法。
【請求項２】
車輪が取り付けられるハブホイールと、このハブホイールの軸部に形成された小径部に外嵌された斜接形式の転がり軸受装置の内輪とを少なくとも有し、前記軸部の軸端を前記内輪の鍔部の端面にかしめることにより前記軸部に対して前記内輪を軸方向に固定する軸受装置の製造方法であって、
前記軸体の軸端をかしめ具によりかしめる際に前記鍔部の外周面に外嵌されて前記鍔部の半径方向外方への変形を押さえる押さえ治具に、前記押さえ治具が前記内輪の外周面に外嵌された状態において前記鍔部の端面に当接する当接面を備えた切欠き状の係合部を形成し、
前記軸体の軸端をかしめ具によりかしめる際には、前記押さえ治具に軸方向の加圧力を加え、前記当接面を介して前記内輪に軸方向の加圧力をかけつつ、前記内輪の鍔部の端面に前記軸体の軸端をかしめつけることを特徴とする軸受装置の製造方法。
【請求項３】
軸体と、この軸体の軸部の外周に配設された斜設形式の転がり軸受けとを少なくとも有する軸受装置に対し、前記軸体の軸端を前記転がり軸受けの内輪の鍔部の端面にかしめることにより前記軸体に対して前記転がり軸受けの抜け止めと予圧付与とを行う軸受装置の製造方法であって、
前記軸部の軸端をかしめ具によりかしめる際には、前記鍔部の外周面と端面との角部に当接する傾斜面を備えた押さえ治具を前記内輪の周囲に配置し、前記押さえ治具に軸方向の加圧力を加え、前記傾斜面を前記鍔部の外周面と端面との角部に押しつけることにより、前記鍔部の半径方向外方への変形を押さえるとともに前記鍔部の端面を軸方向に加圧することを特徴とする転がり軸受装置の製造方法。
【請求項４】
軸体と、この軸体の軸部の外周に配設された斜接形式の転がり軸受けとを少なくとも有する軸受装置に対し、前記軸体の軸端を前記転がり軸受けの内輪の鍔部の端面にかしめることにより前記軸体に対して前記転がり軸受けの抜け止めと予圧付与とを行う軸受装置の製造方法であって、
前記軸部の軸端をかしめ具によりかしめる際には、前記鍔部の外周面と端面との角部に形成された傾斜面に当接する傾斜面を備えた押さえ治具を前記内輪の周囲に配置し、前記押さえ治具に軸方向の加圧力を加え、前記押さえ治具の傾斜面を前記鍔部の傾斜面に押しつけることにより、前記鍔部の半径方向外方への変形を押さえるとともに前記鍔部の端面を軸方向に加圧することを特徴とする転がり軸受装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車などの車両に取り付けられる車両用ハブユニット等の転がり軸受装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の車両用ハブユニットの構造の例を図４に示す。図例の車両用ハブユニットＢ１は、ハブホイール１および複列外向きのアンギュラ玉軸受２を有する。ハブホイール１は、環状板部１１と、軸部１２とを有する。環状板部１１に不図示の車輪が取り付けられる。軸部１２の軸端はローリングかしめで形成されたかしめ部３の構造となっている。この軸部１２の外周にアンギュラ玉軸受２が固定される。アンギュラ玉軸受２は、内輪２１、外輪２２、複数の玉２３および２つの冠型保持器２４を有し、かしめ部３から内輪２１が押し付けられていることにより、所要の予圧（圧縮応力）が付与され、かつ抜け止めされている。このようなアンギュラ玉軸受２に対する抜け止めと予圧付与は、軽量化および部品点数削減による低コスト化のため、それまでのナットによる軸部１２の軸端の締め付けに代えて行われるようになっている。図４の車両用ハブユニットＢ１の場合、軸部１２の軸端をかしめ具９０のローリングによりかしめる際に内輪２１にかしめ力がかかるために、内輪２１の軌道がいびつに変形してその真円度が低下する傾向になる。そこで、そのかしめにおいて内輪２１が変形しにくくするように内輪２１全体の肉厚を厚く設定する場合では重量化ならびに部品コスト高となり、上述した軽量化および低コスト化を図っていた意味が薄れる。
【０００３】
そこで、本願出願人は、図５で示すように、特願平１０−２０６５７４号（発明の名称「車両ハブユニットのかしめ方法」）でアンギュラ玉軸受け２の抜け止めと予圧付与とを行うためにハブホイール１の軸部１２の軸端をかしめるときに、内輪２１を円環状の押さえ治具４で拘束した状態とすることによって、内輪２１のいびつな変形を抑制可能として、ハブホイール１の軸部１２の軸端をかしめるときに、内輪２１のいびつな変形を抑制できるようにする車両用ハブユニットＢ２のかしめ方法を提供している。
【０００４】
なお、前述のかしめ形態としては、図６で示すようなローリングかしめ装置Ｃが用いられる。つまり、例えばハブホイールの軸部１２の軸端を円筒形に形成し、この円筒形軸端に対してかしめ具９０を所要角度θ傾けた姿勢であてがい、回転軸９１を回転させることでかしめ具９０をローリングさせることにより、前記円筒形軸端を径方向外向きに塑性変形させ、この塑性変形した部分を内輪２１の外端面に押し付けるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した本願出願人の車両用ハブユニットのかしめ方法をさらに改良するため鋭意研究していたところ、上記押さえ治具４を使用しないかしめ方法では内輪２１が半径方向外方ｘにも変形し、結果、軸方向内方ｙの変形は助長されないが、押さえ治具４を使用した本願出願人によるかしめ方法の場合、軸部１２の軸端のかしめ部３でかしめる際に内輪２１には軸方向内方ｙの分力と半径方向外方ｘの分力とがかかるが、半径方向外方ｘの分力は押さえ治具４からの半径方向内方ｘ’の反力と均衡するから、内輪２１は半径方向外方ｘの変形を抑制されるものの、その押さえ治具４では軸方向外方ｙ’の反力がかからない。そのため、内輪２１は、軸方向内方ｙの変形が助長される結果、内輪２１から玉２３にかかる軸方向荷重（軸力）が増加することが判明した。
【０００６】
この軸力は外輪２２と内輪２１とを圧縮した状態として玉２３を外輪２２と内輪２１との間で適正に転動させるのに必要であるので本願出願人による押さえ治具４を使用するかしめ方法は好ましいものの、この程度の軸力の増加では今ひとつその転動性能の向上には不十分であった。
【０００７】
そこで、本発明は、押さえ治具を利用して積極的にこの軸力を増大させようとするためになされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る軸受装置の製造方法は、この軸体の軸部の外周に配設された斜接形式の転がり軸受けとを少なくとも有する軸受装置に対し、前記軸体の軸端を前記転がり軸受けの内輪の鍔部の端面にかしめることにより前記軸体に対して前記転がり軸受けの抜け止めと予圧付与とを行う軸受装置の製造方法であって、前記軸体の軸端をかしめ具によりかしめる際に前記鍔部の外周面に外嵌され前記鍔部の半径方向外方への変形を押さえる押さえ治具に、前記押さえ治具が前記内輪の外周面に外嵌された状態で前記内輪の鍔部の端面に当接する当接面を備えた切欠き状の係合部を形成し、前記軸体の軸端をかしめ具によりかしめる際には、前記押さえ治具に軸方向の加圧力を加え、前記当接面を介して前記内輪に軸方向の加圧力をかけつつ、前記内輪の鍔部の端面に前記軸体の軸端をかしめつけることを特徴とする。
本発明の請求項２に係る軸受装置の製造方法は、車輪が取り付けられるハブホイールと、このハブホイールの軸部に形成された小径部に外嵌された斜接形式の転がり軸受装置の内輪とを少なくとも有し、前記軸部の軸端を前記内輪の鍔部の端面にかしめることにより前記軸部に対して前記内輪を軸方向に固定する軸受装置の製造方法であって、前記軸体の軸端をかしめ具によりかしめる際に前記鍔部の外周面に外嵌されて前記鍔部の半径方向外方への変形を押さえる押さえ治具に、前記押さえ治具が前記内輪の外周面に外嵌された状態において前記鍔部の端面に当接する当接面を備えた切欠き状の係合部を形成し、前記軸体の軸端をかしめ具によりかしめる際には、前記押さえ治具に軸方向の加圧力を加え、前記当接面を介して前記内輪に軸方向の加圧力をかけつつ、前記内輪の鍔部の端面に前記軸体の軸端をかしめつけることを特徴とする。
本発明の請求項３に係る軸受装置の製造方法は、軸体と、この軸体の軸部の外周に配設された斜設形式の転がり軸受けとを少なくとも有する軸受装置に対し、前記軸体の軸端を前記転がり軸受けの内輪の鍔部の端面にかしめることにより前記軸体に対して前記転がり軸受けの抜け止めと予圧付与とを行う軸受装置の製造方法であって、前記軸部の軸端をかしめ具によりかしめる際には、前記鍔部の外周面と端面との角部に当接する傾斜面を備えた押さえ治具を前記内輪の周囲に配置し、前記押さえ治具に軸方向の加圧力を加え、前記傾斜面を前記鍔部の外周面と端面との角部に押しつけることにより、前記鍔部の半径方向外方への変形を押さえるとともに前記鍔部の端面を軸方向に加圧することを特徴とする。
本発明の請求項４に係る軸受装置の製造方法は、軸体と、この軸体の軸部の外周に配設された斜接形式の転がり軸受けとを少なくとも有する軸受装置に対し、前記軸体の軸端を前記転がり軸受けの内輪の鍔部の端面にかしめることにより前記軸体に対して前記転がり軸受けの抜け止めと予圧付与とを行う軸受装置の製造方法であって、前記軸部の軸端をかしめ具によりかしめる際には、前記鍔部の外周面と端面との角部に形成された傾斜面に当接する傾斜面を備えた押さえ治具を前記内輪の周囲に配置し、前記押さえ治具に軸方向の加圧力を加え、前記押さえ治具の傾斜面を前記鍔部の傾斜面に押しつけることにより、前記鍔部の半径方向外方への変形を押さえるとともに前記鍔部の端面を軸方向に加圧することを特徴とする。
【００１１】
以上、本発明では、要するに、アンギュラ玉軸受などの斜接式の転がり軸受の内輪の鍔部外周に押さえ治具をあてがった状態としておいて、例えばハブホイールなどの軸部軸端に対するかしめ動作を行うようにしている。これにより、かしめ力が、内輪を径方向で拘束している。これにより、内輪を拘束している押さえ治具でもって受けられることになるので、内輪のいびつな変形が抑制され、しかも、かしめた部分の形状が安定する結果となる。
【００１２】
そして、このかしめに際しては、鍔部端面を軸方向内方に加圧していることで、内輪が軸方向内方に圧縮されている状態でそのかしめが行われることになるから、内輪は十分にかしめ部でかしめられることにより、加圧を解除した後のそのかしめによる内輪に対する軸力は大幅に増加する結果、外輪と内輪との間の玉の転動性能が大きく向上する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、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１は本発明の一実施形態にかかり、軸受装置の一例である車両用ハブユニットを示す縦断側面図である。図中、Ａ１は車両用ハブユニットの全体を示し、１はハブホイール、２は複列外向きアンギュラ玉軸受、３はかしめ部である。
【００１５】
軸体の一例としてのハブホイール１は、図示しない車輪が取り付けられる環状板部１１と、斜接形式の転がり軸受けの一例としての複列外向きアンギュラ玉軸受２が外装されるとともに、軸端に複列外向きアンギュラ玉軸受２を固定するためのかしめ部３が形成される軸部１２とを備えている。このかしめ部３はかしめ前は仮想線３ａで示されるように直立した状態であるが、かしめの実施により実線で示される位置に折り曲げ変形される。３ａはかしめ前であるのでかしめ用部といい、かしめ状態にあるかしめ部３と区別する。
【００１６】
複列外向きアンギュラ玉軸受２は、軸部１２の小径外周面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２４，２５とを備えており、前述のハブホイール１の軸部１２の大径外周面を一方内輪とする構成になっている。前述の内輪２１は、一般的な単列アンギュラ玉軸受の内輪をそのまま流用している。なお、外輪２２の外周には、径方向外向きのフランジ２６が設けられており、このフランジ２６を介して図示しない車軸ケースなどに非回転に取り付けられる。
【００１７】
この実施形態では、上記ハブホイール１の軸部１２軸端をかしめるときの形態が従来例と異なる。
【００１８】
具体的に、まず、この実施形態ではかしめ部３に対するかしめ用の治具として図１で示すようなかしめ具９２を用いる。このかしめ具９２は、平坦な底面にかしめ部３ｂのかしめ形状に合う環状の凹部９２ａを有している。ただし、この凹部９２ａの形状に限定されず、かしめ状態に応じて種々に変更しても構わない。このかしめ具９２の底面を仮想線のかしめ用部３ａに対向させた状態で揺動プレス機により軸方向内方ｙの加圧力Ｐ１をかけて所定の速度で下降させてプレスする。そうすると、かしめ用部３ａは図１の直立状態から径方向外向きに変形される結果、実線で示されるかしめ部３の状態に塑性変形し、これによって内輪２１の鍔部２１ａ端面がかしめらる。
【００１９】
このかしめを実施するに際し、円環状の押さえ治具４を内輪２１の反カウンタボア側つまり鍔部２１ａの外周面に対して軽いタイトフィット状態で外嵌するようにしている。このように内輪２１を押さえ具４で拘束している。
【００２０】
これにより、内輪２１そのものについては、押さえ治具４で拘束されるので、かしめ力が、内輪２１を拘束している押さえ治具４でもって受けられることになるので、内輪２１のいびつな変形が抑制され、しかも、かしめ部３を安定した形状とすることができる。したがって、内輪２１の形状を製作精度に近似した状態に維持できるようになるので、軸受性能の安定化に貢献できる。また、かしめ部３を安定した形状にできるから、かしめ部３の剛性の向上に貢献でき、ハブホイール１の回転動作に伴いかしめ部３側へ向けて作用するアキシャル荷重によってかしめ部３が塑性復帰することを確実に阻止できるようになり、複列外向きアンギュラ玉軸受２の予圧抜けを防止できるようになる。
【００２１】
ところで、図例の複列外向きアンギュラ玉軸受２の外輪２２の一端面には、円環状部２２ａが設けられており、この円環状部２２ａに対して、図示しないがシールキャップあるいはアンチスキッドブレースシステム（ＡＢＳ）の車速センサなどが取り付けられるようになっている。このため、上述した押さえ治具４については、円環状部２２ａと内輪２１の鍔部２１ａの外周面との間に挿入するための円環状部４ａが設けられている。
【００２２】
次に本実施の形態の特徴について説明する。すなわち、押さえ治具４の円環状部４ａには内輪２１の端面に係合が可能な切り欠き状の係合部４ｂが形成されている。そして、上述した揺動プレス機によるかしめに際しては、押さえ治具４の係合部４ｂを鍔部２１ａの端面に係合させた状態にしておき、押さえ治具４に４トン（４，０００ｋｇｆ）級プレス機で軸方向内方ｙの加圧力Ｐ２（＝４０００ｋｇｆ）をかける。なお、この加圧力Ｐ２の４０００ｋｇｆは一例でありこれに限定されない。
【００２３】
この加圧力Ｐ２により、内輪２１は軸方向内方ｙに圧縮された状態となっている。この圧縮状態で、内輪２１の鍔部２１ａの端面に上記加圧力Ｐ１をかけて、内輪２１をかしめ部３でかしめると、内輪２１の軸力は加圧力Ｐ２をかけない場合と比較して大幅に増加する。
【００２４】
このことを図２を参照して説明する。図２の横軸は加圧力Ｐ１（ｋｇｆ）であり、縦軸は内輪２１で測定した軸力（ｋｇｆ）である。図中の◆は加圧力Ｐ２をかけない場合を、■は加圧力Ｐ２をかけた場合をそれぞれ示している。加圧力Ｐ２をかけない場合は、軸力は以下の通りである。すなわち、加圧力Ｐ１が７０００ｋｇｆで軸力０ｋｇｆ、８０００ｋｇｆで軸力１２００ｋｇｆ、１００００ｋｇｆで軸力４２００ｋｇｆ、１２０００ｋｇｆで軸力５２００ｋｇｆである。一方、加圧力Ｐ２をかけた場合は、軸力は以下の通りである。すなわち、加圧力Ｐ１が７０００ｋｇｆで、軸力２８００ｋｇｆ、８０００ｋｇｆで軸力４０００ｋｇｆ、１００００ｋｇｆで軸力７０００ｋｇｆ、１２０００ｋｇｆで軸力７５００ｋｇｆである。このようにして押さえ治具４を介して加圧力Ｐ２をかけることで、軸力が大幅に増加していることが分かる。なお、加圧力Ｐ１が７０００〜１００００ｋｇｆ間の軸力の増加推移にくらべて１００００〜１２０００ｋｇｆ間の軸力の増加推移が小さいのは、加圧力Ｐ１用の揺動プレス機の加圧特性による。
【００２５】
なお、上述の実施の形態では押さえ治具４に係合部４ｂを形成したが、係合部の形状はこれに限定されるものではなく、例えば図３（ａ）で示す車両用ハブユニットＡ２のように、押さえ治具４の端面を斜めにカットした傾斜面とした係合部４ｃ形状であっても構わない。なお、内輪２１の鍔部２１ａは押さえ治具４からの加圧力Ｐ２により図３（ｂ）で示すように圧縮変形を受ける。このような押さえ治具４を用いた場合、内輪２１の外周にあてがうことができない。しかし、その押さえ治具４の係合部４ｃが傾斜面構造であるために加圧力Ｐ２は、半径方向内方ｘ’と軸方向内方ｙとに分力されることになる。したがって、図３（ａ）の押さえ治具４でも、その半径方向内方ｘ’の分力が上記かしめによる内輪２１の半径方向外方ｘへの変形を抑制するので図１の押さえ治具４と同様の効果があり、また軸方向内方ｙの分力が内輪２１の軸方向内方ｙへの変形を助長し、これによって、図３（ａ）の押さえ治具４も、図１の押さえ治具４と同様に軸力の増加を図れる。加えて、図３（ａ）の押さえ治具４の傾斜面構造の係合部４ｃによる場合は、内輪２１の位置、押さえ治具４の位置が半径方向外方ｘおよび半径方向内方ｘ’のいずれに相違しても、押さえ治具４で鍔部２１ａにあてがうことができ、かつ、鍔部２１ａに加圧力Ｐ２をかけることもできる。
【００２６】
なお、上述の実施の形態ではかしめ部３を形成するためのかしめ具９２に限定されるものではなく、図６で説明したローリングかしめでも加圧力Ｐ１をかけることが可能であるから、その点で同様の作用効果を有する。
【００２７】
なお、上述の実施の形態では押さえ治具４は、内輪２１の変形の抑制という機能に加えて、加圧力Ｐ２をかけるための加圧仲介治具としても用いているので、別途の加圧仲介治具が不要となる分、コスト低減に役立つが、押さえ治具４とは別体の加圧仲介治具を用いて加圧力Ｐ２を内輪２１の鍔部端面にかけられるようにしても構わない。この場合ではこの別体の加圧仲介治具に対して加圧力Ｐ２を任意にかけられる一方、押さえ治具４は、この加圧力Ｐ２をかけることによる内輪２１の押さえ機能が損なわれずに済んで好ましい。
【００２８】
なお、上述の実施の形態では、軸受けとしては複列外向きアンギュラ玉軸受であったが、これに限定されるものではなく、要するに、斜接形式の転がり軸受であって構わない。
【００２９】
なお、上述の実施の形態は、ハブホイールとアンギュラ玉軸受との組み合わせからなる車両用ハブユニットに限定されるものではなく、ハブホイール等を軸体とし、アンギュラ玉軸受等の斜接形式の転がり軸受をこの軸体の軸部の外周に配設した軸受装置にも実施の形態のかしめ方法を適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、複列外向きアンギュラ玉軸受の抜け止めと予圧付与とを行うためにハブホイールの軸部軸端をかしめるときに、内輪を押さえ治具で拘束した状態とするから、内輪のいびつな変形を抑制することができ、しかも塑性変形されるかしめ部分を安定した形状とすることができる、と言う基本効果に加えて、鍔部の端面を軸方向内方に加圧するので、軸力が大幅に増加する結果、転動性能を十分に向上させられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の車両用ハブユニットの縦断側面図
【図２】図１の実施の形態による軸力の増加の説明に供する図
【図３】本発明の他の実施形態の車両用ハブユニットの縦断側面図
【図４】従来例の車両用ハブユニットのかしめ形態を示す縦断側面図
【図５】さらに他の従来例の車両用ハブユニットの縦断側面図
【図６】一般的なローリングかしめ装置の概略構成を示す側面図
【符号の説明】
Ａ１      車両用ハブユニット
１      ハブホイール
１２      ハブホイールの軸部
２      複列外向きアンギュラ玉軸受
２１      内輪
２１ａ    内輪の鍔部
２１ｂ    鍔部の係合部
３      かしめ部
４      押さえ治具
４ａ    押さえ治具の係合部
９２      かしめ具
【図１】
0004178204.tif 000002
【図２】
0004178204.tif 000003
【図３】
0004178204.tif 000004
【図４】
0004178204.tif 000005
【図５】
0004178204.tif 000006
【図６】
0004178204.tif 000007