JP2002081453A - 車輪軸受装置の加締方法 - Google Patents
車輪軸受装置の加締方法Info
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Abstract
加工を、素材の寸法や硬さのバラツキに影響を受けるこ
となく適正に行い、予圧量のバラツキを抑制することに
ある。 【解決手段】 加締前の軸方向寸法T1を測定し、その
軸方向寸法T1に応じて加締用ポンチ7の下死点を制御
して加締部10bの作り頭高さHが一定となるように加
締める。この作り頭高さHを一定にすることで、加締部
10bが内輪20の端面21と接する面積を一定にし、
加締時の加工荷重のうちハブ輪10に働く力と内輪20
に働く力の割合を一定にして、加締後における予圧量の
増加分のバラツキを抑制し、転動体40に必要な予圧量
を正確に付与する。
Description
転自在に支持する車輪軸受装置の転動体に予圧を付与す
るために行われる車輪軸受装置の加締方法に関する。
外方部材4の間に複列の転動体5を介在させた車輪軸受
装置1においては、円筒状の内方部材2の一端部3を揺
動型の加締用ポンチ7で内側から外側へ向けて加締める
ことにより前記転動体5に適正な予圧(負の隙間)を付
与している。
9613441A1で知られているように加締部を冷間
加工する際に、内方部材2の端部3における荷重−変位
曲線を求めて、この変位曲線の終点が必要な予圧量に比
例した荷重所定値となるようにポンチ7を制御する方法
があり、その他、ポンチ7の下死点を一定にして加締め
る一般的な方法がある。
の端部3における荷重−変位曲線を求めて荷重が所定値
となるようにポンチ7を制御する加締方法の場合、荷重
所定値に対する実加工時の荷重のバラツキや、素材の硬
さや寸法のバラツキが、そのまま予圧量にバラツキとし
て現れて適正な範囲内で予圧量を制御することが難し
い。また、ポンチ7の下降速度を上げるほど荷重の勾配
が大きくなって荷重制御の精度が悪くなることから、ポ
ンチ7の下降速度を低めに設定して実加工しているため
に加工能率を上げることが難しい。
な加締方法の場合、ポンチの下降速度を上げて加工効率
を上げることができ、素材の硬さのバラツキによる予圧
のバラツキが少なくなる。しかしながら、素材の寸法の
バラツキによって予圧量のバラツキが大きくなることが
避けられないという問題を残している。
ので、予圧量のバラツキを抑制した高信頼度の車輪軸受
装置の加締方法を提供することを目的とする。
を有する軸部材に複列の内輪部材を嵌合した内方部材
と、その内方部材に相対回転可能に配置した外方部材
と、その外方部材および前記内方部材の内外周に形成さ
れた複列の軌道面間に介在させた複列の転動体とを備
え、前記軸部材の一端部を加締用ポンチにより加締めて
内輪部材を軸方向に押し込むことで転動体に予圧を付与
する車輪軸受装置の加締方法において、前記軸部材の肩
部に当接する所定位置まで内輪部材を嵌合し、その内輪
部材の端面から軸部材の基準面までの軸方向寸法を測定
し、その寸法に応じて前記加締用ポンチの下死点を制御
し、軸部材の加締部の作り頭高さが所定値となるように
加締めることを特徴とする。
材は、駆動車輪の軸受装置と従動車輪の軸受装置で構造
が自ずと相違するが、いずれも軸部材の一端部をポンチ
で加締めて転動体に予圧を付与する構造である。本発明
においては、軸部材の加締部の作り頭高さが一定になる
ように加締める。このような加締方法は、本発明者が軸
部材の加締部における加工荷重と加締後の素材変形を詳
しく検証した結果得られたものである。
ンジと複列の軌道面を有する内方部材と、外周に車体取
付用フランジを有し、内周に複列の軌道面を有する外方
部材と、前記内外方部材の軌道面間に収容された複列の
転動体とを備え、前記内方部材が、車輪取付用フランジ
と一方の軌道面を有するハブ輪と、そのハブ輪に圧入さ
れ、他方の軌道面を有する内輪とからなる車輪軸受装置
に適用したものであり、前記内輪をハブ輪に所定位置ま
で圧入した後、ハブ輪の一端部を加締用ポンチにより加
締めることによって転動体に予圧を付与するに際して、
前記内輪の端面からハブ輪の基準面までの軸方向寸法を
測定し、その寸法に応じて加締用ポンチの下死点を制御
し、ハブ輪の加締部の作り頭高さが所定値となるように
加締めることを特徴とする。
用フランジと複列の軌道面を有する内方部材と、外周に
車体取付用フランジを有し、内周に複列の軌道面を有す
る外方部材と、前記内外方部材の軌道間に収容された複
列の転動体とを備え、前記内方部材が、車輪取付用フラ
ンジと一方の軌道面を有するハブ輪と、そのハブ輪に嵌
合され、他方の軌道面を有する等速自在継手の外側継手
部材とからなる車輪軸受装置に適用したものであり、前
記外側継手部材をハブ輪に所定位置まで嵌合した後、外
側継手部材の一端部を加締用ポンチにより加締めること
によって転動体に予圧を付与するに際して、前記ハブ輪
の端面から外側継手部材の基準面までの軸方向寸法を測
定し、その寸法に応じて加締用ポンチの下死点を制御
し、外側継手部材の加締部の作り頭高さが所定値となる
ように加締めることを特徴とする。
態を説明する。
動車輪用のもので、外周に複列の軌道面11,12を有
する内方部材、つまり、肩部13を有し、一方の軌道面
11が形成された軸部材であるハブ輪10およびそのハ
ブ輪10に嵌合され、他方の軌道面12が形成された内
輪部材である内輪20と、内周に複列の軌道面31,3
2を有する外方部材である外輪30と、ハブ輪10およ
び内輪20の軌道面11,12と外輪30の軌道面3
1,32間に転動自在に介在した複列の転動体40とを
主要な構成要素とする。なお、転動体40は保持器50
で保持されている。
4が周設され、そのフランジ14の円周方向等分位置に
ホイールディスク締結用ハブボルト15により車輪(図
示せず)が固定される。内輪20は、ハブ輪10のフラ
ンジ14と反対側に位置する小径軸部に肩部13と当接
する所定位置まで圧入されている。また、外輪30は、
その外周に周設されたフランジ33により車体(図示せ
ず)に取り付けられる。
端部に位置する環状空間には、一対の密封装置60が配
置されている。この密封装置60は、軸受内部に充填さ
れた潤滑グリースの漏洩を防止し、また、外部から異物
や泥水等が侵入するのを防止する。
の車輪軸受装置を示す。図1(A)は、内輪20がハブ
輪10に肩部13と当接する所定位置まで圧入された状
態を示し、このときハブ輪10の円筒状端部10aが内
輪20の端面21から突出する。図1(B)に示すよう
にこの突出した端部10aを加締用ポンチ7で加締める
ことにより、転動体40に適正な予圧量が付与される。
輪軸受装置を固定手段(図示せず)により垂直に固定し
た状態で、ハブ輪10の端部10aの真上からポンチ7
を揺動回転させながら下降させ、その端部10aを内輪
20の端面21に向けて徐々に加締めて図1(B)に示
すような加締部10bを形成する。
加締前の状態で、内輪20の端面21からハブ輪10の
基準面、例えば端面16までの軸方向寸法T1(以下、
単に寸法と称す)を測定し、その寸法T1に応じてハブ
輪10の端部10aをポンチ7により加締めるときの下
死点を制御して、図1(B)に示すようにポンチ7によ
る加締部10bの作り頭高さHが所定値となるように加
締める。この加締方法の詳しい技術内容を図2を参照し
て説明する。
る加工荷重であり、その加締時にハブ輪10で軸方向に
働く力をW1,内輪20で軸方向に働く力をW2とし、ま
た、図2や図1(B)に示す加締後において、内輪20
の端面21からハブ輪10の端面16までの寸法をT2
とする。
ぎも小さ過ぎもしない、いわゆる最適値TxのときのW
1とW2の比をKとし、K=(W1/W2)とする。なお、
Kは、W1とW2の大小関係を説明するための便宜上のも
ので、その値を実際に測定して求めるものではない。
時において、従来のようにポンチ7の下死点を一定にし
て加工したとすると、次の(1)〜(3)の不具合が発
生する。
より小さい場合、加締部10bの作り頭高さHが大きく
なり、加締部10bが内輪20の端面21と接する面積
が小さくなることで、W2がW1に対して相対的に小さく
なり、K<(W1/W2)となる。したがって、加締の終
了後にポンチ7を上昇させて荷重を除去したとき、ハブ
輪10と内輪20が共にスプリングバックで寸法が伸び
るが、K=(W1/W2)のときに比べて内輪20の伸び
量が小さく、ハブ輪10の伸び量が大きくなる。その結
果、加締による予圧の増加分ΔT=T2−T1が減少す
る。
値Txより大きい場合は、加締部10bの作り頭高さH
が小さくなり、加締部10bが内輪20の端面21と接
する面積が大きくなることでW2がW1に対して相対的に
大きくなり、K>(W1/W2)となる。したがって、加
締の終了後にポンチ7を上昇させて荷重を除去したと
き、ハブ輪10と内輪20が共にスプリングバックで寸
法が伸びるが、K=(W 1/W2)のときに比べて内輪2
0の伸び量が大きく、ハブ輪10の伸び量が小さくな
る。その結果、加締による予圧の増加分ΔT=T2−T1
が増加する。
して加締めると、加締前の寸法T1のバラツキによって
加締後に荷重を除去したとき、ハブ輪10と内輪20の
スプリングバック量の差にバラツキが現れ、その結果、
加締による予圧の増加分ΔT=T2−T1のバラツキが大
きくなることを避けることは困難であった。
T2−T1のバラツキを抑制するため、図1(B)の加締
時におけるポンチ7の下死点を変動させて加締部10b
の作り頭高さHを一定にすることで加締部10bが内輪
20の端面21と接する面積を一定にして、加締時の加
工荷重Wのうちハブ輪10に働く力W1と内輪20に働
く力W2の割合(W1/W2)を一定にした。このように
することで、加締による予圧の増加分ΔT=T2−T1の
バラツキが抑制される。具体的には、次の(4)或いは
(5)の手法を実行すればよい。
し、この寸法T1が製品の基準寸法である最適値Txよ
り大きい場合は、その差(T1−Tx)の分だけポンチ
7の下降端を上昇させることによりポンチ7の下死点を
制御する。また、図1(A)で示す寸法T1を測定し、
この寸法T1が製品の基準寸法である最適値Txより小
さい場合は、その差(Tx−T1)の分だけポンチ7の
下降端を下げることによりポンチ7の下死点を制御す
る。
を上下させてポンチ7の下死点を制御することにより、
図1(B)の加締部10bの作り頭高さHが所定値とな
るように加締めることができ、ポンチ7の下死点を自動
制御する機能を加締装置に組み込むことで、加工能率を
下げることなく車輪軸受装置の転動体に必要な予圧量を
正確に付与することができ、予圧量のバラツキが確実に
抑制される。
受装置に対してポンチ7の下降端を上下させることによ
りポンチ7の下死点を制御する場合について説明した
が、車輪軸受装置を昇降台等に載置し、寸法T1に応じ
て車輪軸受装置を上下動させることによりポンチ7の下
死点を制御し、加締部10bの作り頭高さHが所定値と
なるように加締めるようにしてもよい。
示すようにハブ輪10の端面16を基準面としたもので
あるが、ハブ輪10の他の所定箇所、例えばフランジ1
4の外側端面17を基準面とし、このフランジ14の端
面17から内輪20の端面21までの寸法をT1として
もよい。
した場合であり、本発明は駆動車輪軸受装置にも適用可
能である。例えば、図3(A)(B)は駆動車輪軸受装
置を示し、図1(A)(B)と同一部分には同一参照符
号を付す。図1の車輪軸受装置と相違するところは、内
方部材が、軸部材である等速自在継手の外側継手部材7
0と内輪部材であるハブ輪80とからなる点にある。な
お、図3(A)は加締前、図3(B)は加締後の車輪軸
受装置を示す。
部72とステム部71の間の外周と、ハブ輪80の外周
とに軌道面11,12をそれぞれ形成し、その複列の軌
道面11,12と外輪30の内周に形成された複列の軌
道面31,32との間に転動体40が収納される。ハブ
輪80の外周に周設されたフランジ81にハブボルト8
2により車輪(図示せず)が固定される。
ハブ輪80がスプライン結合させて圧入される。この圧
入はハブ輪80の端面が外側継手部材70の肩部73と
当接する所定位置まで行われ、このとき、図3(A)に
示すようにステム部71の円筒状の端部71aがハブ輪
80の外側端面83から突出し、この突出した端部71
aをハブ輪80の外側端面83に向けて加締めることに
より、図3(B)に示す加締部71bとなる。
3(A)に示すようにハブ輪80の外側端面83から外
側継手部材70の基準面、つまり、マウス部72の端面
74までの寸法T1を測定する。そして、図1の実施形
態の場合と同様、その寸法T1と最適値Txの差に対応
させてポンチ7の下死点を制御して、外側継手部材70
の加締部71bの作り頭高さHが一定となるように加締
める。
1の実施形態の場合と同様、加工能率を下げることなく
車輪軸受装置における転動体に必要な予圧量を正確に付
与することができ、予圧量のバラツキが確実に抑制され
る。
の寸法T1は、マウス部72の端面74を基準面とした
ものであるが、その他、マウス部72の底部やマウス部
72の外周の所定箇所を基準面とすることも可能であ
る。
従来の方法による比較例と、加締用ポンチの下死点を加
締前の寸法T1に応じて制御して加締めた本発明の方法
による実施例の実験データを表1に示す。なお、比較例
はサンプル数n=48個であり、その内の24個は素材
硬さがHRC28であり、残り24個は素材硬さがHR
C15である。また、実施例はサンプル数n=10個
で、その内の6個は素材硬さがHRC28であり、残り
4個は素材硬さがHRC15である。
施例は、加締前の寸法T1のレンジが約3.7倍(52
3μm÷143μm)であっても、予圧量の増加分ΔT
=T 2−T1のレンジが約0.64倍(27μm÷42μ
m)となり、本発明の有効性が実証された。
に予圧を付与する加締加工を、加締前の軸部材と内輪部
材の相対軸方向寸法に基づいて加締用ポンチの下死点を
制御して加締部の作り頭高さが所定値となるようにした
ことで、軸部材の加締部の寸法形状や硬度のバラツキに
ほとんど影響を受けることなく、而も、加締用ポンチに
よる加工能率を落とすことなく、転動体に必要な予圧量
を正確に付与することができ、予圧量のバラツキが抑制
されて信頼性の高い車輪軸受装置を提供できる。
装置の加締前の縦断面図、(B)は加締後の縦断面図で
ある。
軸受装置の加締前の縦断面図、(B)は加締後の縦断面
図である。
締時の縦断面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 肩部を有する軸部材に複列の内輪部材を
嵌合した内方部材と、その内方部材に相対回転可能に配
置した外方部材と、その外方部材および前記内方部材の
内外周に形成された複列の軌道面間に介在させた複列の
転動体とを備え、前記軸部材の一端部を加締用ポンチに
より加締めて内輪部材を軸方向に押し込むことで転動体
に予圧を付与する車輪軸受装置の加締方法において、 前記軸部材の肩部に当接する所定位置まで内輪部材を嵌
合し、その内輪部材の端面から軸部材の基準面までの軸
方向寸法を測定し、その寸法に応じて前記加締用ポンチ
の下死点を制御し、軸部材の加締部の作り頭高さが所定
値となるように加締めることを特徴とする車輪軸受装置
の加締方法。 - 【請求項2】 外周に車輪取付用フランジと複列の軌道
面を有する内方部材と、外周に車体取付用フランジを有
し、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、前記内外
方部材の軌道面間に収容された複列の転動体とを備え、
前記内方部材が、車輪取付用フランジと一方の軌道面を
有するハブ輪と、そのハブ輪に圧入され、他方の軌道面
を有する内輪とからなる車輪軸受装置において、前記内
輪をハブ輪に所定位置まで圧入した後、ハブ輪の一端部
を加締用ポンチにより加締めることによって転動体に予
圧を付与する車輪軸受装置の加締方法であって、 前記内輪の端面からハブ輪の基準面までの軸方向寸法を
測定し、その寸法に応じて加締用ポンチの下死点を制御
し、ハブ輪の加締部の作り頭高さが所定値となるように
加締めることを特徴とする車輪軸受装置の加締方法。 - 【請求項3】 外周に車輪取付用フランジと複列の軌道
面を有する内方部材と、外周に車体取付用フランジを有
し、内周に複列の軌道面を有する外方部材と、前記内外
方部材の軌道間に収容された複列の転動体とを備え、前
記内方部材が、車輪取付用フランジと一方の軌道面を有
するハブ輪と、そのハブ輪に嵌合され、他方の軌道面を
有する等速自在継手の外側継手部材とからなる車輪軸受
装置において、前記外側継手部材をハブ輪に所定位置ま
で嵌合した後、外側継手部材の一端部を加締用ポンチに
より加締めることによって転動体に予圧を付与する車輪
軸受装置の加締方法であって、 前記ハブ輪の端面から外側継手部材の基準面までの軸方
向寸法を測定し、その寸法に応じて加締用ポンチの下死
点を制御し、外側継手部材の加締部の作り頭高さが所定
値となるように加締めることを特徴とする車輪軸受装置
の加締方法。
Priority Applications (2)
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