CN113614399A - 角接触球轴承的接触角取得方法及车轮用轴承装置的制造方法 - Google Patents

角接触球轴承的接触角取得方法及车轮用轴承装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

角接触球轴承的接触角取得方法包括：第一检测步骤，检测角接触球轴承(10)的一个滚道圈(12)的转速；第二检测步骤，从外部检测与角接触球轴承(10)的滚珠(13)的公转相伴的另一个滚道圈(11)的变形；及运算步骤，使用第一检测步骤的检测结果、第二检测步骤的检测结果及滚珠(13)的规格数据，来求出滚珠(13)的接触角(α)。

Description

角接触球轴承的接触角取得方法及车轮用轴承装置的制造 方法
技术领域
本公开涉及角接触球轴承的接触角取得方法及车轮用轴承装置的制造方法。
背景技术
在汽车等车辆中，为了支承车轮而使用车轮用轴承装置(轮毂单元)(例如，参照专利文献1)。如图15所示，车轮用轴承装置110具备外圈111、内轴112及在外圈111与内轴112之间多列配置的滚珠113。各列的滚珠113与形成于外圈111及内轴112的滚道111b、116e、117e以规定的接触角α接触。因此，车轮用轴承装置110是滚珠13与滚道111b、116e、117e斜接的角接触球轴承。
内轴112具有形成有轴向一侧的滚道116e的轴构件16和形成有轴向另一侧的滚道117e的内圈构件117。内圈构件117通过嵌合于形成于轴构件116的小径部116c且将轴构件116的轴向另一侧的端部116d向径向外方敛紧而固定于小径部116c。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-1524号公报
发明内容
本公开的角接触球轴承的接触角取得方法包括：第一检测步骤，检测角接触球轴承的一个滚道圈的转速；第二检测步骤，从外部检测与所述角接触球轴承的滚珠的公转相伴的另一个滚道圈的变形；及运算步骤，使用所述第一检测步骤的检测结果、所述第二检测步骤的检测结果及与所述滚珠相关的规格数据，来求出所述滚珠的接触角。
本公开的角接触球轴承的接触角取得方法，所述角接触球轴承具备外圈、配置于外圈的径向内侧的内圈及配置于所述外圈与所述内圈之间的多个滚珠，其中，所述角接触球轴承的接触角取得方法包括：估计步骤，使用所述内圈的转速、与所述滚珠相关的规格数据及所述滚珠的接触角的设计值，求出使所述内圈旋转的情况下的与滚珠的公转相伴的所述外圈的周期性位移的频率的估计值；检测步骤，在使所述内圈旋转的状态下，利用传感器从外部检测所述外圈的所述位移；分析步骤，对所述检测步骤的检测结果进行频率分析；确定步骤，基于在所述估计步骤中求出的估计值，由所述分析步骤中的分析结果来确定所述外圈的位移的频率；及运算步骤，使用在所述确定步骤中确定的频率、所述内圈的转速及与所述滚珠相关的规格数据，来求出所述滚珠的接触角。
本公开是车轮用轴承装置的制造方法，所述车轮用轴承装置为角接触球轴承，其中，所述车轮用轴承装置具备：外圈，具有形成于内周面的轴向一侧的第一外侧滚道及形成于内周面的轴向另一侧的第二外侧滚道；内轴，具有轴构件和内圈构件，所述轴构件在外周面形成有第一内侧滚道，所述内圈构件嵌合于该轴构件的轴向另一侧的小径部，且在外周面形成有第二内侧滚道；多个第一滚珠，以相对于所述第一外侧滚道和所述第一内侧滚道具有接触角的方式与所述第一外侧滚道和所述第一内侧滚道接触；及多个第二滚珠，以相对于所述第二外侧滚道和所述第二内侧滚道具有接触角的方式与所述第二外侧滚道和所述第二内侧滚道接触，
所述制造方法具备：
组装步骤，包括在所述第一内侧滚道载置所述多个第一滚珠的步骤、以使所述第一外侧滚道载置于该多个第一滚珠的方式组装所述轴构件和所述外圈的步骤、在所述第二外侧滚道载置所述多个第二滚珠且以使所述内圈构件的所述第二内侧滚道载置于该多个第二滚珠的方式使该内圈构件嵌合于所述小径部的步骤及固定步骤，所述固定步骤通过使所述轴构件的轴向另一侧的端部向径向外方发生塑性变形而敛紧从而将该内圈构件17固定于该轴构件；及
接触角取得步骤，在经过所述组装步骤而组装了所述车轮用轴承装置的状态下、或者与所述固定步骤并行地求出所述接触角，
在所述接触角取得步骤中求出所述接触角的方法是所述角接触球轴承的接触角取得方法。
附图说明
图1是在第一发明的第一实施方式的接触角取得方法中使用的角接触球轴承的剖视图。
图2是示出变形检测传感器的说明图。
图3是示出旋转检测传感器及变形检测传感器的输出结果的坐标图。
图4是示出车轮用轴承装置的制造装置的一例的剖视图。
图5是示出在第一发明的第二实施方式的接触角取得方法中使用的变形检测传感器的说明图。
图6是在第二发明的第一实施方式的接触角取得方法中使用的角接触球轴承的剖视图。
图7是示出位移检测传感器的说明图。
图8是示出位移检测传感器的检测结果的坐标图。
图9是对位移检测传感器的检测结果进行频率分析而得到的坐标图。
图10是示出在第二发明的第二实施方式的接触角取得方法中使用的位移检测传感器的说明图。
图11是示出车轮用轴承装置的制造装置的其他例子的剖视图。
图12是图11所示的制造装置的剖视图。
图13是图11所示的制造装置的剖视图。
图14是图11所示的制造装置的剖视图。
图15是车轮用轴承装置的剖视图，该车轮用轴承装置为角接触球轴承。
具体实施方式
<本公开的发明所要解决的课题>
在组装图15所示的车轮用轴承装置110时，嵌合于小径部116c的内圈构件117通过将轴构件116的轴向另一侧的端部116d敛紧而被向轴向一侧按压。通过该按压的载荷，滚珠113相对于滚道111b、116e、117e的接触角α变动。滚珠113的接触角α会给车轮用轴承装置110的刚性(预负荷)、旋转转矩带来影响。因而，要求以使接触角α成为在设计中确定的恰当的值(设计值)的方式组装车轮用轴承装置110。
然而，在组装后的车轮用轴承装置110中，由于滚道111b、116e、117e与1个滚珠13的接触部分配置于外圈111与内轴112之间，所以难以直接测定接触角α。在外圈111与内轴112之间的轴向两端部被密封构件118、119覆盖的情况下，接触角α的测定实质上不能进行。因而，在现状下，通过管理在车轮用轴承装置110的组装步骤中将轴构件116的端部116d敛紧时的载荷而将接触角α设定为期望值。然而，在该方法中，接触角α的不均变大，这成为了使产品的品质产生不均的原因。
本公开的目的在于，提供即使是组装状态的角接触球轴承也能够取得滚珠相对于滚道的接触角的方法及使用该方法的车轮用轴承装置的制造方法。
<本公开的发明的效果>
即使是组装状态的角接触球轴承也能够取得滚珠相对于滚道的接触角。
<本公开的发明的实施方式的概要>
以下，列举本公开的发明的实施方式的概要来说明。
(关于第一发明)
(1)本公开的角接触球轴承的接触角取得方法包括：第一检测步骤，检测角接触球轴承的一个滚道圈的转速；第二检测步骤，从外部检测与所述角接触球轴承的滚珠的公转相伴的另一个滚道圈的变形；及运算步骤，使用所述第一检测步骤的检测结果、所述第二检测步骤的检测结果及与所述滚珠相关的规格数据，来求出所述滚珠的接触角。
根据该接触角取得方法，从外部检测与角接触球轴承的滚珠的公转相伴的滚道圈的变形，使用该检测结果来求出滚珠的接触角。因而，即使是组装了角接触球轴承的状态也能够求出滚珠的接触角。求出的接触角能够在角接触球轴承的品质管理等中活用。
(2)优选的是，在所述第二检测步骤中，利用应变仪来检测所述另一个滚道圈的变形。
通过该结构，能够从外部检测另一个滚道圈的变形。
(3)优选的是，在所述第二检测步骤中，利用位移传感器来检测所述另一个滚道圈的变形。
通过该结构，能够从外部检测另一个滚道圈的变形。
(4)优选的是，所述另一个滚道圈的变形的检测位置被设定在该滚道圈中的与形成有所述滚珠的滚道的面相反的周面上的第一点与第二点之间的范围内，所述第一点是与所述角接触球轴承的轴心垂直且通过所述滚珠的中心的直线上的点，所述第二点是通过所述另一个滚道圈的滚道与所述滚珠之间的接触点及该滚珠的中心的直线上的点。
通过该结构，能够以变形大的范围为对象而高效地检测滚道圈的变形。
(5)优选的是，所述角接触球轴承是如下的车轮用轴承装置，该车轮用轴承装置具备：外圈，具有多列外侧滚道；内轴，具有多列内侧滚道；及多个滚珠，配置于所述外侧滚道与所述内侧滚道之间，并以具有接触角的方式与各滚道接触，所述内轴具有：轴构件，具有轴向一侧的内侧滚道；及内圈构件，具有轴向另一侧的内侧滚道，且敛紧固定于所述轴构件。
(6)优选的是，所述第一检测步骤、所述第二检测步骤及所述运算步骤与所述车轮用轴承装置的组装步骤并行地进行。
通过这样的方法，能够以得到合适的接触角的方式组装车轮用轴承装置。
(7)优选的是，所述第一检测步骤包括：检测所述角接触球轴承的所述一个滚道圈的转速的步骤；及估计步骤，使用检测到的该一个滚道圈的转速、与所述滚珠相关的规格数据及所述滚珠的接触角的设计值，求出使该一个滚道圈旋转的情况下的与该滚珠的公转相伴的所述另一个滚道圈的周期性位移的频率的估计值，所述第二检测步骤在使所述一个滚道圈旋转的状态下，利用传感器从外部检测所述另一个滚道圈的位移，来作为该另一个滚道圈的变形，所述运算步骤包括：分析步骤，对所述第二检测步骤的检测结果进行频率分析；确定步骤，基于在所述估计步骤中求出的估计值，由所述分析步骤中的分析结果来确定所述另一个滚道圈的位移的频率；及运算步骤，使用在所述确定步骤中确定的频率、所述一个滚道圈的转速及与所述滚珠相关的规格数据，来求出所述滚珠的接触角。
(8)优选的是，所述接触角取得方法还包括判定步骤，该判定步骤判定在所述运算步骤中求出的接触角是否处于接触角的设计值的容许误差范围内。
(关于第二发明)
(9)本公开是一种角接触球轴承的接触角取得方法，所述角接触球轴承具备外圈、配置于外圈的径向内侧的内圈及配置于所述外圈与所述内圈之间的多个滚珠，其中，所述角接触球轴承的接触角取得方法包括：估计步骤，使用所述内圈的转速、与所述滚珠相关的规格数据及所述滚珠的接触角的设计值，求出使所述内圈旋转的情况下的与滚珠的公转相伴的所述外圈的周期性位移的频率的估计值；检测步骤，在使所述内圈旋转的状态下，利用传感器从外部检测所述外圈的所述位移；分析步骤，对所述检测步骤的检测结果进行频率分析；确定步骤，基于在所述估计步骤中求出的估计值，由所述分析步骤中的分析结果来确定所述外圈的位移的频率；及运算步骤，使用在所述确定步骤中确定的频率、所述内圈的转速及与所述滚珠相关的规格数据，来求出所述滚珠的接触角。
在该接触角取得方法中，求出与角接触球轴承的滚珠的公转相伴的外圈的位移的频率的估计值。利用传感器从外部检测所述位移，对该检测结果进行频率分析。基于所述位移的频率的估计值，根据频率分析的结果来确定所述位移的频率，使用确定的频率等来求出滚珠的接触角。因而，即使是组装了角接触球轴承的状态也能够求出滚珠的接触角。求出的接触角能够在角接触球轴承的品质管理等中活用。
传感器有时会检测因与与滚珠的公转相伴的外圈的位移不同的因素而产生的位移、噪声等。因而，有时难以根据传感器的检测结果来直接地确定与滚珠的公转相伴的外圈的位移的频率。在本公开中，使用滚珠的接触角的设计值来求出应该确定的频率的估计值，基于与该估计值的比较，根据传感器的检测结果的频率分析来确定与滚珠的公转相伴的外圈的位移的频率。因而，能够更准确地求出滚珠的接触角。
(10)优选的是，所述传感器是非接触式传感器。通过该结构，无需在外圈直接装配传感器或者内置传感器。因而，能够将与滚珠的公转相伴的外圈的位移的检测以简单的结构迅速地进行。
(11)优选的是，所述传感器是接触式传感器，且构成为能够相对于所述外圈装卸。通过该结构，无需在外圈内置传感器，在求出滚珠的接触角时，在外圈安装传感器即可。
(12)优选的是，所述传感器检测所述外圈的位移的范围与该外圈的外表面中的第一点与第二点之间的范围的至少一部分重叠，所述第一点是与所述角接触球轴承的中心轴垂直且通过所述滚珠的中心的直线上的点，所述第二点是通过所述外圈的滚道与所述滚珠之间的接触点及该滚珠的中心的直线上的点。通过该结构，能够以与滚珠的滚动相伴的外圈的位移大的范围为对象而高效地检测该位移。
(13)优选的是，所述接触角取得方法还包括判定步骤，该判定步骤判定在所述运算步骤中求出的接触角是否处于该接触角的设计值的容许误差范围内。通过该结构，能够抑制车轮用轴承装置的产品的品质的不均。
(车轮用轴承装置的制造方法，该车轮用轴承装置为角接触球轴承)
(14)一种制造方法，是车轮用轴承装置的制造方法，所述车轮用轴承装置为角接触球轴承，其中，
所述车轮用轴承装置具备：外圈，具有形成于内周面的轴向一侧的第一外侧滚道及形成于内周面的轴向另一侧的第二外侧滚道；内轴，具有轴构件和内圈构件，所述轴构件在外周面形成有第一内侧滚道，所述内圈构件嵌合于该轴构件的轴向另一侧的小径部，且在外周面形成有第二内侧滚道；多个第一滚珠，以相对于所述第一外侧滚道和所述第一内侧滚道具有接触角的方式与所述第一外侧滚道和所述第一内侧滚道接触；及多个第二滚珠，以相对于所述第二外侧滚道和所述第二内侧滚道具有接触角的方式与所述第二外侧滚道和所述第二内侧滚道接触，
所述制造方法具备：
组装步骤，包括在所述第一内侧滚道载置所述多个第一滚珠的步骤、以使所述第一外侧滚道载置于该多个第一滚珠的方式组装所述轴构件和所述外圈的步骤、在所述第二外侧滚道载置所述多个第二滚珠且以使所述内圈构件的所述第二内侧滚道载置于该多个第二滚珠的方式使该内圈构件嵌合于所述小径部的步骤及固定步骤，所述固定步骤通过使所述轴构件的轴向另一侧的端部向径向外方发生塑性变形而敛紧从而将该内圈构件固定于该轴构件；及
接触角取得步骤，在经过所述组装步骤而组装了所述车轮用轴承装置的状态下、或者与所述固定步骤并行地求出所述接触角，
在所述接触角取得步骤中求出所述接触角的方法是所述(1)～(13)中任一项所述的角接触球轴承的接触角取得方法。
<本公开的发明的实施方式的详情>
以下，说明本公开的发明的实施方式。
(关于第一发明)
[第一发明的第一实施方式]
图1是在第一实施方式的接触角取得方法中使用的角接触球轴承的剖视图。本实施方式的角接触球轴承是在汽车等车辆中使用的车轮用轴承装置(轮毂单元)10。
车轮用轴承装置10相对于设置于汽车的车身的悬架装置将车轮以旋转自如的方式支承。车轮用轴承装置10具备外圈11、内轴12、滚珠13及保持器14。需要说明的是，在以下的说明中，将与车轮用轴承装置10的中心轴C1平行的方向(图1的左右方向)称作轴向。另外，在车轮用轴承装置10设置于汽车的车身的状态下，将成为车辆外侧的图1的左侧称作轴向一侧，将成为车辆内侧的图1的右侧称作轴向另一侧。
在本公开中，内轴12的中心轴及外圈11的中心轴一致，将该中心轴设为车轮用轴承装置10的中心轴C1。与中心轴C1正交的方向是径向。
外圈11和内轴12呈同心状地配置。在本实施方式中，内轴12相对于外圈11绕着中心轴C1旋转自如。车轮用轴承装置10将未图示的车轮、制动盘固定于凸缘部16b的内轴12相对于车身以旋转自如的方式支承。
外圈11由机械构造用碳钢等形成。外圈11形成为圆筒形状，在外周面11a具有凸缘11c。凸缘11c通过螺栓而固定于车身侧的悬架装置。在外圈11的内周面形成有多列外侧滚道11b。
内轴12由机械构造用碳钢等形成。内轴12构成角接触球轴承的内圈。内轴12由轴构件16和内圈构件17构成。
轴构件16具有沿着轴向延伸的主体部16a和从主体部16a向径向外方突出的凸缘部16b。主体部16a和凸缘部16b一体形成。凸缘部16b设置于主体部16a的轴向一侧。在凸缘部16b安装车轮、制动盘(未图示)。
内圈构件17是形成为环状的构件，固定于轴构件16的轴向另一侧的端部。具体而言，在轴构件16的轴向另一侧设置有外径形成为比主体部16a的其他部分小的小径部16c。内圈构件17嵌合于该小径部16c。并且，通过使轴构件16的轴向另一侧的端部16d向径向外方发生塑性变形而敛紧，内圈构件17固定于轴构件16。
在轴构件16的主体部16a的外周面形成有内侧滚道16e。内侧滚道16e与轴向一侧的外侧滚道11b相对。在内圈构件17的外周面形成有内侧滚道17e。内侧滚道17e与轴向另一侧的外侧滚道11b相对。
在轴向一侧，在第一外侧滚道11b与第一内侧滚道16e之间配设有多个第一滚珠13。在轴向另一侧，在第二外侧滚道11b与第二内侧滚道17e之间配设有多个第二滚珠13。各列的多个滚珠13由保持器14以在周向上隔开间隔的方式保持。外侧滚道11b及内侧滚道16e、17e分别在截面中形成为凹圆弧形状。第一滚珠13以相对于第一外侧滚道11b及第一内侧滚道16e分别具有接触角α的方式与第一外侧滚道11b及第一内侧滚道16e点接触。第二滚珠13以相对于第二外侧滚道11b及第二内侧滚道17e分别具有接触角α的方式与第二外侧滚道11b及第二内侧滚道17e点接触。因此，车轮用轴承装置10构成多列角接触球轴承，外圈11及内轴12分别构成滚道圈。
在外圈11的轴向两端部与内轴12之间(更详细而言，外圈11的轴向一侧的端部与主体部16a之间及外圈11的轴向另一侧的端部与内圈构件17之间)分别安装有密封构件18、19。密封构件18、19具有防止泥水等异物向形成于外圈11与内轴12之间的环状空间浸入且以避免环状空间内的润滑剂漏出的方式进行密封的作用。
在具有以上的结构的车轮用轴承装置10中，滚珠13相对于外侧滚道11b及内侧滚道16e、17e的接触角α会给车轮用轴承装置10的刚性、旋转转矩带来影响。因而，要求将接触角α设定为通过设计而确定的合适的值。但是，难以直接测定配置于车轮用轴承装置10的内部的滚珠13的接触角α。因而，通过管理将内圈构件17敛紧固定于轴构件16时的载荷，以使接触角α成为合适的值的方式组装车轮用轴承装置10。
但是，在构成车轮用轴承装置10的各部件中存在尺寸误差等。因而，只是管理敛紧固定时的载荷的话，容易在滚珠13的接触角α中产生不均。其结果是，难以将车轮用轴承装置10的产品的品质保持为恒定。
因而，在本实施方式中，通过使得即使是组装状态的车轮用轴承装置10也能够取得滚珠13的接触角α，从而谋求车轮用轴承装置10的品质提高等。
[接触角的取得方法]
以下，对具体的接触角的取得方法进行说明。
如图1所示，在本实施方式中，传感器22、21检测正在使内轴12旋转时的内轴12的转速和外圈11的变形，处理装置20使用传感器22、21的检测结果来求出滚珠13的接触角α。也就是说，本实施方式的接触角取得方法包括检测内轴12的转速的第一检测步骤、检测外圈11的变形的第二检测步骤及使用第一检测步骤及第二检测步骤的检测结果来求出滚珠13的接触角α的运算步骤。
处理装置20例如由具有包括CPU等的控制部20a和包括HDD等存储设备、易失性存储器等的存储部20b的计算机构成。控制部20a通过执行从存储部20b读出的计算机程序来进行运算滚珠13的接触角α的处理。
作为用于求出接触角α的信息，处理装置20将以下说明的式(1)及式(2)和这些式(1)及式(2)中包含的参数向存储部20b存储。
式(1)是用于求出滚珠13的公转数f的式子。
Figure BDA0003268630840000121
其中，Dw是滚珠13的直径，Dpw是滚珠13的节圆直径，α是接触角，fr是规定时间内的内轴12的转速。Dw及Dew是相同的单位。f及fr是相同的单位。
滚珠13的公转数f能够使用滚珠13的个数n和滚珠13在规定时间(单位时间)通过外圈11的周向的特定位置的次数(滚珠13的通过数)p而如下式(2)这样表示。
f＝p/n …(2)
在以上的式(1)及式(2)中，与滚珠13相关的规格数据即直径Dw、节圆直径Dpw及个数n是已知的值，存储于存储部20b。内轴12的转速fr和滚珠13的通过数p分别根据传感器22、21的检测结果而由处理装置20求出。
内轴12的转速fr使用旋转检测传感器22的检测结果而求出。作为旋转检测传感器22，例如使用光学式旋转检测传感器。光学式旋转检测传感器朝向内轴12的凸缘部16b照射光，计测来自设置于凸缘部16b的反射板22a的反射光。旋转检测传感器22的检测结果向处理装置20发送。需要说明的是，旋转检测传感器22的检测部位只要是伴随于内轴12的旋转而周期性地移动的部位即可，没有特别的限定。
滚珠13的通过数p使用变形检测传感器21的检测结果而求出。变形检测传感器21设置于外圈11的外周面11a，从外部检测与滚珠13在外侧滚道11b上公转相伴的外圈11的变形。具体而言，在本实施方式中，作为变形检测传感器21而使用应变仪21A。利用应变仪21A来测定外圈11的外周面11a的应变。应变仪21A的检测结果向处理装置20发送。
图2是示出变形检测传感器21的说明图。
应变仪21A以检测图2所示的范围R内的外圈11的变形的方式设置。该范围R是外圈11的外周面11a上的第一点P1与第二点P2之间的范围。第一点P1是与车轮用轴承装置10的中心轴C1垂直且通过滚珠13的中心的直线L1上的点。第二点P2是通过外侧滚道11b与滚珠13之间的接触点和滚珠13的中心的直线(形成接触角α的直线)L2上的点。该范围R是通过滚珠13在外侧滚道11b上滚动而外圈11比较大地变形的部位。应变仪21A可以以检测范围R的整体中的外圈11的变形的方式设置，也可以以检测范围R内的一部分的变形的方式设置。
图3是示出旋转检测传感器22及变形检测传感器21的输出结果的坐标图。
该坐标图的横轴是时间，纵轴是各传感器21、22的信号的输出值(电压值)。旋转检测传感器22每当内轴12旋转一圈时输出信号。在图3(上侧的坐标图)中示出了内轴12的10圈旋转的输出。
外圈11的变形越大则应变仪21A输出越大的信号。若滚珠13在外侧滚道11b上滚动并通过应变仪21A的正下方，则外圈11被滚珠13向径向外方按压。因而，安装有应变仪21A的部分的外圈11的弹性变形变大。另外，当滚珠13经过应变仪21A的正下方后，不再被滚珠13向径向外方按压。因而，外圈11的弹性变形被消除。应变仪21A反映这样的外圈11的变形，输出上下变动的信号。因此，能够认为上下变动的曲线的山的部分是滚珠13正在通过应变仪21A的正下方的定时。
处理装置20使用上述的式(2)，通过将滚珠13的通过数p除以滚珠13的个数n来求出滚珠13的公转数f。然后，处理装置20使用上述的式(1)，根据滚珠13的公转数f、由旋转检测传感器22检测到的转速fr及滚珠13的规格数据Dw、Dpw来求出滚珠13的接触角α。
若这样求出的滚珠13的接触角α处于规定的设计值的容许误差范围，则该车轮用轴承装置10成为满足规定的品质的产品。另外，若接触角α比规定小，则通过追加性地进行内轴12的轴构件16的敛紧加工而增大接触角α。由此，也能够确保规定的品质。
对于应变仪21A，未要求准确的应变的检测，如图3所示，只要能够检测输出的上下的变动就足够了。因而，不需要使外圈11的外周面11a上的应变仪21A的安装部位平滑的预处理。外圈11通过通常铸造而形成，其外周面成为了残留有铸造面的状态。不需要为了安装应变仪21A而切削铸造面的预处理。在外周面是铸造面的状态下，能够实现实际的产品中的接触角α的取得。
以上这样的接触角α的取得不限于车轮用轴承装置10的组装后，也能够与车轮用轴承装置10的组装步骤(制造步骤)并行地进行。
图4是示出车轮用轴承装置10的制造装置的一例的剖视图。
该制造装置30是用于通过对内轴12的轴构件16中的轴向另一侧的端部16d进行敛紧加工而将内圈构件17固定于小径部16c的装置。
制造装置30具备旋转机构31、敛紧机构32及束缚机构33。车轮用轴承装置10以使内轴12的中心轴C1成为上下方向且被敛紧加工的轴向另一侧成为上的姿势装配于旋转机构31的旋转体31a上。旋转体31a通过未图示的电动机而绕着上下方向的基准轴Z旋转，内轴12也同时旋转。为了取得接触角α而使用的传感器21、22相对于装配于旋转体31a的车轮用轴承装置10安装。
敛紧机构32具有冲头32a和固定主轴32b。
固定主轴32b是以制造装置30的基准轴(基准线)Z为中心的柱状的构件，固定于未图示的升降框架，能够在上下方向上移动。在固定主轴32b形成有朝向下方开口的孔32c。孔32c的中心轴(中心线)C2相对于基准轴Z以规定角度倾斜。
冲头32a形成为轴状，经由轴承部32d而以旋转自如的方式设置于孔32c的内部。冲头32a通过使固定主轴32b下降而被压靠于通过旋转机构31而旋转的轴构件16的轴向另一侧的端部16d，对该端部16d进行敛紧加工。
与以上这样的车轮用轴承装置10的组装步骤并行地取得滚珠13的接触角α。由此，直到成为合适的接触角α为止进行敛紧加工，能够抑制车轮用轴承装置10的品质的不均。需要说明的是，在与车轮用轴承装置10的组装步骤并行的接触角α的取得中，包括与轴构件16的敛紧加工同时地取得接触角α及与轴构件16的敛紧加工交替地取得滚珠13的接触角α。在前者的情况下，成为以下步骤：一边进行轴构件16的敛紧加工，一边同时取得、确认滚珠13的接触角α，若该接触角α成为合适的值，则结束敛紧加工。在后者的情况下，成为以下步骤：例如以将轴构件16的敛紧加工进行至中途后暂且取得、确认滚珠13的接触角α且再次进行敛紧加工的后续的方式，一边确认接触角α一边间歇性地进行敛紧加工。
[第一发明的第二实施方式]
图5是示出在第二实施方式的接触角取得方法中使用的变形检测传感器的说明图。
在上述的实施方式(参照图2)中，作为变形检测传感器21而使用应变仪21A。在第二实施方式中，作为变形检测传感器21而使用位移传感器21B。该位移传感器21B是激光位移传感器这样的非接触式传感器。位移传感器21B检测范围R中的特定点P3处的外圈11的径向的位移。不过，位移传感器21B也可以是接触式传感器。
若滚珠13通过点P3的整下方，则外圈11的外周面11a以向径向外方稍微鼓出的方式位移。当滚珠13经过点P3的正下方后，外圈11的外周面11a以相对地向径向内侧收缩的方式位移。位移传感器21B检测这样的外圈11的外周面11a的径向的位移。因此，通过使用该位移传感器21B，能够求出滚珠13的通过数p。根据该通过数p，能够求出滚珠13的接触角α。
[实施例]
对使用以上说明的接触角取得方法实际取得了车轮用轴承装置中的滚珠的接触角的例子进行说明。
在接触角的取得中使用的车轮用轴承装置的滚珠的规格数据如下。
直径Dw：23.8(mm)
节圆直径Dpw：50(mm)
个数n：20(个)
然后，使车轮用轴承装置的内轴旋转，使用旋转检测传感器的检测结果而利用处理装置来求出内轴的转速fr。使用变形检测传感器的检测结果而利用处理装置来求出滚动体的通过数p。其结果是，分别成为了以下这样的值。
内轴的转速fr：10(旋转)
滚珠的通过数p：65(个)
然后，使用内轴的转速fr、滚珠的通过数p及前述的滚珠的规格数据Dw、Dpw、n，利用处理装置求出接触角α。其结果是，接触角α成为以下这样的值。
接触角α：42.7(deg)
由以上可知：通过使用旋转检测传感器22及变形检测传感器32的检测结果和滚珠的规格数据，能够合适地取得滚珠的接触角。
关于本次公开的第一发明的实施方式在所有方面都是例示而非限制性的内容。本发明的权利范围不限定于上述的实施方式，包括与权利要求书所记载的结构均等的范围内的所有变更。
接触角α的取得也可以仅对多列滚珠中的一列滚珠13进行。在一列滚珠13的接触角与另一列滚珠的接触角之间存在相关。因而，也可以根据取得的一列滚珠的接触角来求出另一列滚珠的接触角。
旋转检测传感器22不限于直接地检测内轴12的转速，也可以间接地检测。例如，也可以检测使内轴12旋转的电动机的转速。
变形检测传感器21不限于应变仪21A或位移传感器21B，只要能够检测外圈11(滚道圈)的变形即可，没有特别的限定。
本发明也能够应用于车轮用轴承装置以外的角接触球轴承。
角接触球轴承也可以是内圈固定且外圈旋转。在该情况下，变形检测传感器21能够相对于内圈设置。
(关于第二发明)
[第二发明的第一实施方式]
图6是在第一实施方式的接触角取得方法中使用的角接触球轴承的剖视图。本实施方式的角接触球轴承是在汽车等车辆中使用的车轮用轴承装置(轮毂单元)10。
车轮用轴承装置10相对于设置于汽车的车身的悬架装置将车轮以旋转自如的方式支承。车轮用轴承装置10具备外圈11、内轴12、滚珠13及保持器14。需要说明的是，在以下的说明中，将与车轮用轴承装置10的中心轴C1平行的方向(图6的左右方向)称作轴向。另外，在车轮用轴承装置10设置于汽车的车身的状态下，将成为车辆外侧的图6的左侧称作轴向一侧，将成为车辆内侧的图6的右侧称作轴向另一侧。
在本公开中，内轴12的中心轴及外圈11的中心轴一致，将该中心轴设为车轮用轴承装置10的中心轴C1。与中心轴C1正交的方向是径向。
外圈11和内轴12呈同心状地配置。在本实施方式中，内轴12相对于外圈11绕着中心轴C1旋转自如。车轮用轴承装置10将未图示的车轮、制动盘固定于凸缘部16b的内轴12相对于车身以旋转自如的方式支承。
外圈11由机械构造用碳钢等形成。外圈11形成为圆筒形状，在外周面11a具有凸缘11c。凸缘11c通过螺栓而固定于车身侧的悬架装置。在外圈11的内周面形成有多列外侧滚道11b。
内轴12由机械构造用碳钢等形成。内轴12构成角接触球轴承的内圈。内轴12由轴构件16和内圈构件17构成。
轴构件16具有沿着轴向延伸的主体部16a和从主体部16a向径向外方突出的凸缘部16b。主体部16a和凸缘部16b一体形成。凸缘部16b设置于主体部16a的轴向一侧。在凸缘部16b安装车轮、制动盘(未图示)。
内圈构件17是形成为环状的构件，固定于轴构件16的轴向另一侧的端部。具体而言，在轴构件16的轴向另一侧设置有外径形成为比主体部16a的其他部分小的小径部16c。内圈构件17嵌合于该小径部16c。并且，通过使轴构件16的轴向另一侧的端部16d向径向外方发生塑性变形而敛紧，内圈构件17固定于轴构件16。
在轴构件16的主体部16a的外周面形成有内侧滚道16e。内侧滚道16e与轴向一侧的外侧滚道11b相对。在内圈构件17的外周面形成有内侧滚道17e。内侧滚道17e与轴向另一侧的外侧滚道11b相对。
在轴向一侧，在第一外侧滚道11b与第一内侧滚道16e之间配设有多个第一滚珠13。在轴向另一侧，在第二外侧滚道11b与第二内侧滚道17e之间配设有多个第二滚珠13。各列的多个滚珠13由保持器14以在周向上隔开间隔的方式保持。外侧滚道11b及内侧滚道16e、17e分别在截面中形成为凹圆弧形状。第一滚珠13以相对于第一外侧滚道11b及第一内侧滚道16e分别具有接触角α的方式与第一外侧滚道11b及第一内侧滚道16e点接触。第二滚珠13以相对于第二外侧滚道11b及第二内侧滚道17e分别具有接触角α的方式与第二外侧滚道11b及第二内侧滚道17e点接触。因此，车轮用轴承装置10构成多列角接触球轴承，外圈11及内轴12分别构成滚道圈。
在外圈11的轴向两端部与内轴12之间(更详细而言，外圈11的轴向一侧的端部与主体部16a之间及外圈11的轴向另一侧的端部与内圈构件17之间)分别安装有密封构件18、19。密封构件18、19具有防止泥水等异物向形成于外圈11与内轴12之间的环状空间浸入且以避免环状空间内的润滑剂漏出的方式密封的作用。
在具有以上的结构的车轮用轴承装置10中，滚珠13相对于外侧滚道11b及内侧滚道16e、17e的接触角α会给车轮用轴承装置10的刚性、旋转转矩带来影响。因而，要求将接触角α设定为通过设计而确定的合适的值。但是，难以直接测定配置于车轮用轴承装置10的内部的滚珠13的接触角α。因而，通过管理将内圈构件17敛紧固定于轴构件16时的载荷，以使接触角α成为合适的值的方式组装车轮用轴承装置10。
但是，在构成车轮用轴承装置10的各部件中存在尺寸误差等。因而，只是管理敛紧固定时的载荷的话，容易在滚珠13的接触角α中产生不均。其结果是，难以将车轮用轴承装置10的产品的品质保持为恒定。
因而，在本实施方式中，通过使得即使是组装状态的车轮用轴承装置10也能够取得滚珠13的接触角α，来谋求车轮用轴承装置10的品质提高等。
[接触角的取得方法]
以下，对具体的接触角的取得方法进行说明。
如图6所示，在本实施方式中，作为品质检查之一，使组装状态的车轮用轴承装置10的内轴12旋转。利用传感器121检测此时的外圈11的位移(变形)，使用该检测结果而利用处理装置20来求出滚珠13的接触角α。也就是说，本实施方式的接触角取得方法包括检测外圈11的位移的“检测步骤”和使用检测步骤的检测结果来求出滚珠13的接触角α的“运算步骤”。而且，本实施方式的接触角取得方法除了检测步骤及运算步骤之外，还包括“估计步骤”、“分析步骤”、“确定步骤”及“判定步骤”。以下，对基于各步骤的接触角的取得方法进行具体说明。
处理装置20例如由具有包括CPU等的控制部20a和包括HDD等存储设备、易失性存储器等的存储部20b的计算机构成。控制部20a通过执行从存储部20b读出的计算机程序来进行运算滚珠13的接触角α的处理。
处理装置20作为用于求出接触角α的信息而将以下说明的式(1)及式(2)和这些式(1)及式(2)中包含的参数向存储部20b存储。
式(1)是用于求出滚珠13的公转数f的式子。
Figure BDA0003268630840000221
其中，Dw是滚珠13的直径，Dpw是滚珠13的节圆直径。Dw及Dew是相同的单位。α是接触角。fr是每单位时间的内轴12的转速。f及fr是相同的单位。
滚珠13的公转数f能够使用滚珠13的个数n和滚珠13在单位时间(规定时间)通过外圈11的周向的特定位置的次数(滚珠13的通过数)p而如下式(2)这样表示。
f＝p/n …(2)
在以上的式(1)及式(2)中，与滚珠13相关的规格数据即直径Dw、节圆直径Dpw及个数n是已知的值，存储于存储部20b。
在式(1)中，内轴12的转速fr例如能够根据旋转检测传感器22的检测结果而利用处理装置20求出。作为旋转检测传感器22，例如使用光学式旋转检测传感器。光学式旋转检测传感器朝向内轴12的凸缘部16b照射光，计测来自设置于凸缘部16b的反射板22a的反射光。旋转检测传感器22的检测结果向处理装置20发送。需要说明的是，旋转检测传感器22的检测部位只要是伴随于内轴12的旋转而周期性地移动的部位即可，没有特别的限定。
内轴12的转速fr也可以根据使内轴12旋转的电动机的驱动转速来求出。内轴12的转速fr还可以使用以下说明的位移检测传感器121的检测结果的频率分析来求出。
(检测步骤)
在式(2)中，滚珠13的通过数p使用位移检测传感器121的检测结果而求出。位移检测传感器121以与外圈11的外周面11a相对的方式配置。位移检测传感器121从外部检测与滚珠13在外侧滚道11b上公转相伴的外圈11的位移(变形)。在本实施方式中，将该步骤称作“检测步骤”。
在本实施方式中，作为位移检测传感器121而使用静电电容式的位移检测传感器121A。静电电容式的位移检测传感器121A是不与外圈11的外周面11a接触的非接触式的传感器。位移检测传感器121A测定外圈11的外周面11a与位移检测传感器121A的间隔S(参照图7)的变化。位移检测传感器121A的检测结果向处理装置20发送。
图7是示出位移传感器的说明图。
位移检测传感器121A以检测图7所示的范围R内的外圈11的位移的方式设置。换言之，位移检测传感器121A的检测位置与范围R重叠。该范围R是外圈11的外周面11a上的第一点P1与第二点P2之间的范围。第一点P1是与车轮用轴承装置10的中心轴C1垂直且通过滚珠13的中心的直线L1上的点。第二点P2是通过外侧滚道11b与滚珠13之间的设计上的接触点和滚珠13的中心的直线(形成接触角的设计值α0的直线)L2上的点。该范围R是通过滚珠13在外侧滚道11b上滚动而外圈11比较大地位移的部位。位移检测传感器121A可以以检测范围R的整体中的外圈11的位移的方式设置，也可以以检测范围R内的一部分的位移的方式设置。
若滚珠13在外侧滚道11b上滚动而通过位移检测传感器121A的正下方，则外圈11被滚珠13向径向外方按压。因而，在与位移检测传感器121A相对的部分处外圈11的弹性变形变大。另外，当滚珠13经过位移检测传感器121A的正下方后，外圈11不再被滚珠13向径向外方按压。因而，外圈11的弹性变形被消除。位移检测传感器121A输出与由这样的周期性的外圈11的弹性变形(位移)引起的间隔S的变化对应的信号。该信号的频率对应于单位时间中的滚珠13的通过数p。
另外，位移检测传感器121A也检测由外侧滚道11b上的滚珠13的滚动以外的因素引起的外圈11的位移。例如，位移检测传感器121A检测由内轴12的中心轴的摆动(以下，也称作“芯摆动”)引起的位移。另外，位移检测传感器121A也检测外圈11的位移以外的电或磁的噪声。
图8是示出位移检测传感器121A的检测结果的坐标图。
该坐标图的横轴是时间，纵轴是位移检测传感器121A的输出值(电压值)。如前所述，在位移检测传感器121A的检测结果中，包括外侧滚道11b上的滚珠13的滚动、内轴12的芯摆动、噪声等各种因素。因而，难以从图8所示的坐标图确定由外侧滚道11b上的滚珠13的滚动引起的外圈11的位移的频率。于是，在本实施方式中，处理装置20执行以下说明的“估计步骤”“分析步骤”及“确定步骤”。由此，能够容易地进行外圈11的位移的频率的确定。
(估计步骤)
处理装置20不是使用组装状态的车轮用轴承装置10中的接触角α，而是使用接触角α的设计值α0，通过上述的式(1)及(2)来估计每单位时间(例如，1秒钟)的滚珠13的通过数p(估计步骤)。如前所述，滚珠13的通过数p相当于由外侧滚道11b上的滚珠13的滚动引起的周期性的外圈11的位移的次数(频率)。处理装置20设定包括与根据接触角α的设计值α0而估计出的滚珠13的通过数p对应的频率(频率的估计值)的规定的范围A。例如，若将与滚珠13的通过数p对应的频率的估计值设为fp’，则使用以下这样的式(3)来设定范围A。
A＝fp’±B …(3)
(其中，B是规定的常数)
估计步骤在进行前述的检测步骤前进行。在该情况下，对于式(1)的内轴12的转速fr，使用预定在检测步骤中应用的内轴12的转速。另外，估计步骤也能够在检测步骤之后进行。在该情况下，对于内轴12的转速fr，能够使用在检测步骤时应用的内轴12的转速(根据旋转检测传感器22的检测结果、电动机的驱动转速而求出的转速)。
(分析步骤及确定步骤)
图9是对图8所示的位移检测传感器的检测结果进行频率分析而得到的坐标图。具体而言，图9是将图8所示的位移检测传感器的检测结果使用FFT(Fast FourierTransform：快速傅里叶变换)进行分析而得到的坐标图。
处理装置20通过对位移检测传感器121A的检测结果进行频率分析，如图9所示，求出每个频率的振幅的大小(分析步骤)。然后，处理装置20在图9所示的分析结果中，将在基于频率的估计值fp’而设定的范围A内成为峰的频率确定为与滚珠13的通过数p对应的频率fp(确定步骤)。
(运算步骤)
处理装置20使用上述的式(2)，通过将滚珠13的通过数p(频率fp)除以滚珠13的个数n来求出滚珠13的公转数f。然后，处理装置20使用上述的式(1)，根据滚珠13的公转数f、使用旋转检测传感器22等求出的转速fr及滚珠13的规格数据Dw、Dpw来求出组装状态的车轮用轴承装置10的滚珠13的接触角α。
(判定步骤)
处理装置20进行判定求出的接触角α是否处于规定的设计值α0的容许误差范围的判定步骤。若求出的滚珠13的接触角α处于规定的设计值α0的容许误差范围，则该车轮用轴承装置10成为满足规定的品质的产品。因此，通过进行判定步骤，能够抑制产品的品质的不均。另外，若接触角α比规定的设计值α0的容许误差范围小，则也能够通过追加进行内轴12的轴构件16的敛紧加工来增大接触角α，确保规定的品质。
静电电容式的位移检测传感器121A以相对于外圈11的外周面11a非接触的状态检测位移。因而，无需将传感器内置于外圈11，或者在每次的品质检查时在外圈11的外周面11a安装传感器，或者进行使传感器的安装部位平滑的预处理。
图9所示的频率分析的结果是，在范围A内频率的峰存在多个。在这样的情况下，例如，通过以下这样的方法，能够仅确定与滚珠13的通过数p对应的频率fp。例如，在检测步骤中，在使内轴12的转速fr增加的状态下，利用位移检测传感器121A检测外圈11的位移，对其检测结果进行频率分析。与滚珠13的通过数p对应的频率fp以与内轴12的旋转的增加的比例对应的比例增加。相对于此，其他的频率(例如基于位移检测传感器121A检测到的噪声的频率)即使使内轴12的转速增加也不变化。因而，能够从基于多个因素的频率中确定与滚珠13的通过数p对应的频率fp。
另外，也能够取代使内轴12的转速fr变化，通过调整式(3)中的常数B而缩窄范围A来确定与滚珠13的通过数p对应的频率fp。
在图9所示的频率分析的结果中，在与内轴12的转速fr相当的频率也出现峰。因而，也能够使用图9所示的频率结果来求出内轴12的转速fr。在该情况下，不需要如上所述的旋转检测传感器22，能够将位移检测传感器121兼用为内轴12的旋转检测传感器。
[第二发明的第二实施方式]
图10是示出在第二实施方式的接触角取得方法中使用的位移检测传感器的说明图。
在上述的实施方式(参照图7)中，作为位移检测传感器而使用静电电容式的位移检测传感器121A。在第二实施方式中，作为位移检测传感器而使用加速度传感器121B。该加速度传感器121B是与外圈11的外周面11a接触的接触式传感器。加速度传感器121B检测范围R中的外圈11的径向的位移。另外，加速度传感器121B通过磁铁、粘接剂等而以装卸自如的方式安装于外圈11的外周面11a。
若滚珠13通过加速度传感器121B的正下方，则外圈11的外周面11a以向径向外方稍微鼓出的方式位移，当滚珠13经过加速度传感器121B的正下方后，外圈11的外周面11a以相对地向径向内侧收缩的方式位移。加速度传感器121B检测这样的外圈11的外周面11a的径向的位移(实质上是位移的加速度)。因此，能够使用该加速度传感器121B的检测结果来进行如前所述的分析步骤，基于在估计步骤中估计出的频率来确定与滚珠13的通过数p对应的频率fp，求出滚珠13的接触角α。
加速度传感器121B以装卸自如的方式安装于外圈11的外周面11a。因而，无需将该传感器内置于外圈11，仅在求出滚珠13的接触角α时(进行检查步骤时)安装于外圈11的外周面11a即可。
关于本次公开的第二发明的实施方式在所有方面都是例示而非限制性的内容。本发明的权利范围不限定于上述的实施方式，包括与权利要求书所记载的结构均等的范围内的所有变更。
接触角α的取得也可以仅对多列滚珠中的一列滚珠13进行。在一列滚珠13的接触角与另一列滚珠的接触角之间存在相关。因而，也可以根据取得的一列滚珠的接触角来求出另一列滚珠的接触角。
位移检测传感器121不限于静电电容式的位移检测传感器121A、加速度传感器121B，只要能够检测外圈11的位移(变形)即可，没有特别的限定。作为在第一实施方式中说明的非接触式的位移检测传感器121，能够使用激光式的位移检测传感器、涡电流式的位移检测传感器。作为在第二实施方式中说明的接触式的位移(变形)检测传感器121，也能够使用应变仪。
接触角α的取得不限于车轮用轴承装置10的组装后，也能够与车轮用轴承装置10的组装步骤(制造步骤)并行地进行。
本公开也能够应用于车轮用轴承装置以外的角接触球轴承。
[关于所述第一发明和所述第二发明]
所述第二发明的各步骤能够应用于所述第一发明，第一发明的各步骤与第二发明的各步骤的关系如下。
第一发明的第一检测步骤包括第二发明的以下的步骤。
·检测车轮用轴承装置(角接触球轴承)的内轴12(一个滚道圈、旋转圈)的转速的步骤。
·使用检测到的内轴12的转速、与滚珠13相关的规格数据及滚珠13的接触角的设计值α0来求出使内轴12旋转的情况下的与滚珠13的公转相伴的外圈11(另一个滚道圈、固定圈)的周期性位移的频率的估计值的估计步骤。
第一发明的第二检测步骤如在第二发明中说明那样，在使内轴12旋转的状态下，利用传感器从外部检测外圈11的位移，来作为外圈11的变形。
第一发明的运算步骤包括第二发明的以下的步骤。
·对所述第二检测步骤的检测结果进行频率分析的分析步骤。
·基于在所述估计步骤中求出的估计值，由所述分析步骤中的分析结果来确定外圈11的位移的频率的确定步骤。
·使用在所述确定步骤中确定的频率、内轴12的转速及与滚珠13相关的规格数据，来求出滚珠13的接触角α的运算步骤。
而且，包括第二发明的各步骤的第一发明还包括以下的判定步骤。
·判定步骤：判定在所述运算步骤中求出的接触角α是否处于接触角的设计值的容许误差范围内的步骤
需要说明的是，本公开的发明具备将关于第一发明及第二发明的各自说明的实施方式的至少一部分任意组合而得到的结构即可。
[车轮用轴承装置的制造方法]
关于在所述第一发明及所述第二发明各自的实施方式中说明的接触角α的取得方法，能够向车轮用轴承装置10的制造方法并入而进行。
如前所述，图4所示的制造装置30在车轮用轴承装置10的制造方法中使用。图4所示的制造装置30的变形例示于图11、图12、图13及图14。图11～图14所示的制造装置130与图4所示的制造装置30同样，是用于通过对内轴12的轴构件16中的轴向另一侧的端部16d进行敛紧加工而将内圈构件17固定于轴构件16的装置。如图12所示，制造装置130具备内圈保持夹具131及敛紧机构132。如图14所示，制造装置130还具备外圈保持夹具133。外圈保持夹具133具有被划分为两个的第一外圈保持夹具片133a和第二外圈保持夹具片133b。
如图11所示，内圈保持夹具131具有夹具主体131b和从夹具主体131b向铅垂方向上方突出的环状的载置部131a。载置部13a的中心轴与制造装置130的基准轴(基准线)Z一致，在本公开中，成为基准轴Z沿着铅垂线的状态。内圈保持夹具131能够以所述中心轴(基准轴Z)为中心进行旋转，支承于图外的制造装置主体。制造装置130具有使内圈保持夹具131旋转的未图示的电动机及减速器以及对内圈保持夹具131进行制动而使其成为不能旋转的固定状态的制动器。
如图12所示，敛紧机构132具有冲头132a和旋转主轴132b。旋转主轴132b是以制造装置130的基准轴Z为中心的柱状的构件。旋转主轴132b以能够以基准轴Z为中心进行旋转的方式保持于未图示的升降框架，能够在铅垂方向的上下方向上移动。在旋转主轴132b形成有朝向下方开口的孔132c。孔132c的中心轴(中心线)C2相对于基准轴Z以规定角度倾斜。冲头132a是轴状的构件，经由轴承部132d而以旋转自如的方式设置于孔132c的内部。
使用制造装置130进行的车轮用轴承装置10的制造方法如下。
为了制造车轮用轴承装置10，在图11所示的方式中，在内圈保持夹具131的载置部131a之上载置轴构件16。此时，将凸缘部16b朝向下方，将从凸缘部16b突出的筒状部分16g向载置部131a的内周侧放入。车轮用轴承装置10的成为车辆外侧的轴向一侧成为下方侧，成为车辆内侧的轴向另一侧成为上方侧。
在轴构件16的轴向一侧的内侧滚道16e之上载置并入于保持器14的凹处的多个滚珠13。以在这些滚珠13之上载置外圈11的轴向一侧的外侧滚道11b的方式向轴构件16组装外圈11。而且，在外圈11的轴向另一侧的外侧滚道11b之上载置并入于保持器14的凹处的多个滚珠13，并且以使内侧滚道17e载置于这些滚珠13之上的方式将内圈构件17嵌合于轴构件16的小径部16c。由此，得到如图11所示的端部16d被敛紧前的车轮用轴承装置。该车轮用轴承装置的中心轴C1与基准轴Z一致。
内圈保持夹具131由所述制动器以相对于未图示的制造装置主体不旋转的方式保持。
旋转主轴132b(参照图12)通过未图示的电动机而绕着基准轴Z旋转。一边使旋转主轴132b旋转一边使其下降。由此，冲头132a按压轴构件16的轴向另一侧的端部16d，且该冲头132a以相对于基准轴Z倾斜的状态一边自转一边通过旋转主轴132b的旋转而公转。其结果是，冲头132a在端部16d的端面上沿着周向移动，使端部16d向径向外方塑性变形地进行敛紧加工。由此，内圈构件17不能向轴向另一方脱落而固定于轴构件16(参照图12)。
如以上这样，在本公开的车轮用轴承装置的制造方法中，进行包括以下的各步骤的组装步骤。
·在轴主体16的第一内侧滚道16e载置多个第一滚珠13的步骤。
·以使外圈11的第一外侧滚道11b载置于这些第一滚珠13的方式组装轴构件16和外圈11的步骤。
·在外圈11的第二外侧滚道11b载置多个第二滚珠13且以使内圈构件17的第二内侧滚道17e载置于这些第二滚珠13的方式使内圈构件17嵌合于小径部16c的步骤。
·固定步骤，该固定步骤通过使轴构件16的轴向另一侧的端部16d向径向外方发生塑性变形而敛紧从而将内圈构件17固定于轴构件16。
当所述固定步骤的敛紧(敛紧加工)结束后，旋转主轴132b向上方退避(参照图13)。
如图14所示，第一外圈保持夹具片133a和第二外圈保持夹具片133b从外圈11的径向外方且离开了180°的两个部位夹住外圈11。由此，外圈11以不旋转的方式被保持。
在第一外圈保持夹具133a的内周面安装有检测外圈11的变形(位移)的传感器。具体来说，在第一外圈保持夹具133a的内周面的轴向一侧安装有第一传感器121A，在该内周面的轴向另一侧安装有第二传感器121A。
通过第一外圈保持夹具片133a和第二外圈保持夹具片133b夹住外圈11，如图7所示，轴向一侧的传感器121A和轴向另一侧的传感器121A分别在外圈11的外周面11a上的第一点P1(以通过点P1的中心轴C1为中心的环状的圆)与该外周面11a上的第二点P2(以通过点P2的中心轴C1为中心的环状的圆)的轴向范围之间与外周面11a相对。
解除所述制动器，内轴11及内圈保持夹具131成为能够旋转的状态，利用所述电动机来使内圈保持夹具131旋转(参照图9)。由此，内轴12绕着中心轴C1(基准轴Z)旋转。此时，利用作为非接触式传感器的传感器121A，以所述各方式的取得方法求出接触角α。需要说明的是，检测外圈11的变形(位移)的传感器也可以是其他，例如也可以是所述加速度传感器121B。
如以上这样，在本公开的车轮用轴承装置的制造方法中，包括以下的接触角取得步骤。
·接触角取得步骤：在经过所述组装步骤而组装了车轮用轴承装置的状态下求出接触角α的步骤。
并且，在该接触角取得步骤中求出接触角α的方法是所述各方式的接触角取得方法。
需要说明的是，也可以与所述组装步骤中包含的所述固定步骤并行地进行接触角取得步骤。也就是说，在与所述固定步骤并行地进行的接触角α的取得中，包括与轴构件16的敛紧加工同时地取得接触角α及与轴构件16的敛紧加工交替地取得滚珠13的接触角α。在前者的情况下，成为以下步骤：一边进行轴构件16的敛紧加工，一边同时取得、确认滚珠13的接触角α，若该接触角α成为合适的值，则结束敛紧加工。在后者的情况下，成为以下步骤：例如以将轴构件16的敛紧加工进行至中途后暂且取得、确认滚珠13的接触角α且再次进行敛紧加工的后续的方式，一边确认接触角α一边间歇性地进行敛紧加工。
然后，进行接触角α是否包含于容许值(设计范围)的判定，将接触角α包含于容许值的范围内的产品设为良品，使该产品进入下一步骤。
需要说明的是，在前述的制造方法中，如图11所示，在内圈保持夹具131之上组装轴构件16、两列滚珠13及外圈11，组装了敛紧前的车轮用轴承装置。但是，也可以在例如与内圈保持夹具131相独立的夹具等与制造装置130(30)相独立的区域中，设为组装了敛紧前的车轮用轴承装置的状态。在该情况下，组装的敛紧前的车轮用轴承装置载置于内圈保持夹具131。然后，通过所述制造装置130(30)，以与所述说明同样的方法进行敛紧加工(所述固定步骤)。然后，进行接触角α的取得。
标号说明
10：车轮用轴承装置，11：外圈，11a：外周面，11b：外侧滚道(滚道)，12：内轴(内圈)，13：滚珠，16：轴构件，16d：端部，16e：内侧滚道，17：内圈构件，17e：内侧滚道，20：处理装置，21：变形检测传感器，21A：应变仪，21B：位移传感器，22：旋转检测传感器，121：位移检测传感器，121A：静电电容式的位移检测传感器，121B：加速度传感器，A：范围，Dpw：节圆直径，Dw：直径，n：个数，P1：第一点，P2：第二点，fp：位移的频率，fp’：位移的频率的估计值，fr：内轴的转速，R：范围，α：接触角，α0：滚珠的接触角的设计值

Claims (14)

1.一种角接触球轴承的接触角取得方法，包括：
第一检测步骤，检测角接触球轴承的一个滚道圈的转速；
第二检测步骤，从外部检测与所述角接触球轴承的滚珠的公转相伴的另一个滚道圈的变形；及
运算步骤，使用所述第一检测步骤的检测结果、所述第二检测步骤的检测结果及与所述滚珠相关的规格数据，来求出所述滚珠的接触角。
2.根据权利要求1所述的角接触球轴承的接触角取得方法，其中，
在所述第二检测步骤中，利用应变仪来检测所述另一个滚道圈的变形。
3.根据权利要求1所述的角接触球轴承的接触角取得方法，其中，
在所述第二检测步骤中，利用位移传感器来检测所述另一个滚道圈的变形。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的角接触球轴承的接触角取得方法，其中，
所述另一个滚道圈的变形的检测位置被设定在该滚道圈中的与形成有所述滚珠的滚道的面相反的周面上的第一点与第二点之间的范围内，所述第一点是与所述角接触球轴承的轴心垂直且通过所述滚珠的中心的直线上的点，所述第二点是通过所述另一个滚道圈的滚道与所述滚珠之间的接触点及该滚珠的中心的直线上的点。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的角接触球轴承的接触角取得方法，其中，
所述角接触球轴承是如下的车轮用轴承装置，该车轮用轴承装置具备：外圈，具有多列外侧滚道；内轴，具有多列内侧滚道；及滚珠，配置于所述外侧滚道与所述内侧滚道之间，并以具有接触角的方式与各滚道接触，
所述内轴具有：轴构件，具有轴向一侧的内侧滚道；及内圈构件，具有轴向另一侧的内侧滚道，且敛紧固定于所述轴构件。
6.根据权利要求5所述的角接触球轴承的接触角取得方法，其中，
所述第一检测步骤、所述第二检测步骤及所述运算步骤与所述车轮用轴承装置的组装步骤并行地进行。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的角接触球轴承的接触角取得方法，其中，
所述第一检测步骤包括：
检测所述角接触球轴承的所述一个滚道圈的转速的步骤；及
估计步骤，使用检测到的该一个滚道圈的转速、与所述滚珠相关的规格数据及所述滚珠的接触角的设计值，求出使该一个滚道圈旋转的情况下的与该滚珠的公转相伴的所述另一个滚道圈的周期性位移的频率的估计值，
所述第二检测步骤在使所述一个滚道圈旋转的状态下，利用传感器从外部检测所述另一个滚道圈的位移，来作为该另一个滚道圈的变形，
所述运算步骤包括：
分析步骤，对所述第二检测步骤的检测结果进行频率分析；
确定步骤，基于在所述估计步骤中求出的估计值，由所述分析步骤中的分析结果来确定所述另一个滚道圈的位移的频率；及
运算步骤，使用在所述确定步骤中确定的频率、所述一个滚道圈的转速及与所述滚珠相关的规格数据，来求出所述滚珠的接触角。
8.根据权利要求7所述的角接触球轴承的接触角取得方法，其中，
所述角接触球轴承的接触角取得方法还包括判定步骤，该判定步骤判定在所述运算步骤中求出的接触角是否处于接触角的设计值的容许误差范围内。
9.一种角接触球轴承的接触角取得方法，所述角接触球轴承具备外圈、配置于外圈的径向内侧的内圈及配置于所述外圈与所述内圈之间的多个滚珠，其中，所述角接触球轴承的接触角取得方法包括：
估计步骤，使用所述内圈的转速、与所述滚珠相关的规格数据及所述滚珠的接触角的设计值，求出使所述内圈旋转的情况下的与滚珠的公转相伴的所述外圈的周期性位移的频率的估计值；
检测步骤，在使所述内圈旋转的状态下，利用传感器从外部检测所述外圈的所述位移；
分析步骤，对所述检测步骤的检测结果进行频率分析；
确定步骤，基于在所述估计步骤中求出的估计值，由所述分析步骤中的分析结果来确定所述外圈的位移的频率；及
运算步骤，使用在所述确定步骤中确定的频率、所述内圈的转速及与所述滚珠相关的规格数据，来求出所述滚珠的接触角。
10.根据权利要求9所述的角接触球轴承的接触角取得方法，其中，
所述传感器是非接触式传感器。
11.根据权利要求9所述的角接触球轴承的接触角取得方法，其中，
所述传感器是接触式传感器，且构成为能够相对于所述外圈装卸。
12.根据权利要求9～11中任一项所述的角接触球轴承的接触角取得方法，其中，
所述传感器检测所述外圈的位移的范围与该外圈的外表面中的第一点与第二点之间的范围的至少一部分重叠，所述第一点是与所述角接触球轴承的中心轴垂直且通过所述滚珠的中心的直线上的点，所述第二点是通过所述外圈的滚道与所述滚珠之间的接触点及该滚珠的中心的直线上的点。
13.根据权利要求9～12中任一项所述的角接触球轴承的接触角取得方法，其中，
所述角接触球轴承的接触角取得方法还包括判定步骤，该判定步骤判定在所述运算步骤中求出的接触角是否处于接触角的设计值的容许误差范围内。
14.一种制造方法，是车轮用轴承装置的制造方法，所述车轮用轴承装置为角接触球轴承，其中，
所述车轮用轴承装置具备：
外圈，具有形成于内周面的轴向一侧的第一外侧滚道及形成于内周面的轴向另一侧的第二外侧滚道；
内轴，具有轴构件和内圈构件，所述轴构件在外周面形成有第一内侧滚道，所述内圈构件嵌合于所述轴构件的轴向另一侧的小径部，且在外周面形成有第二内侧滚道；
多个第一滚珠，以相对于所述第一外侧滚道和所述第一内侧滚道具有接触角的方式与所述第一外侧滚道和所述第一内侧滚道接触；及
多个第二滚珠，以相对于所述第二外侧滚道和所述第二内侧滚道具有接触角的方式与所述第二外侧滚道和所述第二内侧滚道接触，
所述制造方法具备：
组装步骤，包括在所述第一内侧滚道载置所述多个第一滚珠的步骤、以使所述第一外侧滚道载置于该多个第一滚珠的方式组装所述轴构件和所述外圈的步骤、在所述第二外侧滚道载置所述多个第二滚珠且以使所述内圈构件的所述第二内侧滚道载置于该多个第二滚珠的方式使该内圈构件嵌合于所述小径部的步骤及固定步骤，所述固定步骤通过使所述轴构件的轴向另一侧的端部向径向外方发生塑性变形而敛紧从而将该内圈构件固定于该轴构件；及
接触角取得步骤，在经过所述组装步骤而组装了所述车轮用轴承装置的状态下、或者与所述固定步骤并行地求出所述接触角，
在所述接触角取得步骤中求出所述接触角的方法是权利要求1～13中任一项所述的角接触球轴承的接触角取得方法。
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