JP2005325902A - Method for manufacturing wheel bearing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車輪軸受装置の製造方法に関し、より詳細には軸受装置に適正予圧を付与するための方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a wheel bearing device, and more particularly to a method for applying an appropriate preload to a bearing device.
自動車等の車両に使用される車輪軸受装置は、軸受転動寿命、剛性、およびフレッティングの面から、軸受アキシャル隙間を負にした状態、つまり予圧を付与した状態で使用するのが有利である。その一方、予圧が大きすぎる場合には、摩擦モーメントや温度の上昇を招くので、予圧は車輪軸受装置の製造段階で適性値に管理する必要がある。しかしながら、負隙間を直接測定することは困難であるため、予圧を精度良く測定することは容易ではない。 It is advantageous to use a wheel bearing device used in a vehicle such as an automobile in a state in which the bearing axial gap is negative, that is, in a state where a preload is applied, in terms of bearing rolling life, rigidity, and fretting. . On the other hand, if the preload is too large, the friction moment and the temperature increase, and therefore it is necessary to manage the preload to an appropriate value at the manufacturing stage of the wheel bearing device. However, since it is difficult to directly measure the negative gap, it is not easy to accurately measure the preload.
従来、この予圧量を管理するための手段として、例えば下記特許文献1や特許文献2に記載された方法が提案されている。
近年、車輪軸受装置に対する低コスト化の要求は益々厳しくなっている。車輪軸受装置の予圧管理は多くの手間と労力を要するものであるため、これを簡単な手段で行うことができれば、かかる要請に応える上で有効な対策となる。 In recent years, demands for cost reduction of wheel bearing devices have become increasingly severe. Since the preload management of the wheel bearing device requires a lot of labor and labor, if this can be done with simple means, it will be an effective measure for meeting such a demand.
そこで、本発明は、簡易な手段で精度良く予圧管理を行うことができる車輪軸受装置の製造方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the manufacturing method of the wheel bearing apparatus which can perform preload management accurately with simple means.
本発明者らの検証によれば、車輪軸受装置に予圧を付与した場合、外方部材は予圧の大きさに応じて膨張し、予圧量と外方部材の膨張量との間には、図5に示すように、一方が増せば他方も増す増加関数の関係が成り立つことが判明した。従って、この関係を予め実験等で明らかにしておけば、外方部材の膨張量を測定することにより、予圧量を把握することが可能となる。 According to the verification by the present inventors, when preload is applied to the wheel bearing device, the outer member expands in accordance with the magnitude of the preload, and there is a difference between the preload amount and the expansion amount of the outer member. As shown in FIG. 5, it has been found that the relationship of an increasing function is established when one increases. Therefore, if this relationship is clarified in advance by experiments or the like, the preload amount can be grasped by measuring the expansion amount of the outer member.
かかる知見に基き、本発明では、内周に複列のアウタレースを有する外方部材と、外周に、車輪に取り付けるためのフランジと一方のアウタレースに対向するインナレースとを有する第一軌道部材と、外周に他方のアウタレースと対向するインナレースを有する第二軌道部材と、対向するアウターレースとインナレースとの間に介在する複列の転動体とを含むアセンブリを組立てた後、アセンブリの第一軌道部材および第二軌道部材のうち、内径側の部材を部分的に外径側へ塑性変形させて両部材を軸方向で拘束する際に、内径側の部材の塑性変形に伴う外方部材の外径膨張量を測定することにより、予圧を管理することとした。 Based on such knowledge, in the present invention, an outer member having a double row outer race on the inner periphery, a first track member having an outer race, a flange for attaching to a wheel, and an inner race facing one outer race, After assembling an assembly including a second race member having an inner race facing the other outer race on the outer periphery and a double row rolling element interposed between the opposing outer race and the inner race, the first track of the assembly Of the members and the second raceway member, when the inner diameter side member is partially plastically deformed to the outer diameter side and both members are restrained in the axial direction, the outer member is removed from the outer member due to the plastic deformation of the inner diameter side member. It was decided to manage the preload by measuring the amount of radial expansion.
外方部材の外径寸法は、既知の測定器を用いて容易に行うことができ、さらに外方部材の外径膨張量は、アセンブリの組立ての前後の外径寸法差から容易に算出することができる。従って、本発明によれば、外方部材の外径寸法を測定するだけで予圧管理を行うことができ、軸受装置の組立てと同時に、簡単な手順で高精度の予圧管理が可能となる。なお、ここでいう予圧管理には、予圧が規定値であるか否かを判別すること、および予圧を規定値に設定することの双方の意味が含まれる。 The outer diameter of the outer member can be easily measured using a known measuring device, and the outer diameter expansion amount of the outer member can be easily calculated from the difference in outer diameter before and after assembly of the assembly. Can do. Therefore, according to the present invention, it is possible to perform preload management only by measuring the outer diameter of the outer member, and at the same time as assembling the bearing device, high-precision preload management can be performed with a simple procedure. Note that the preload management here includes both the meaning of determining whether or not the preload is a specified value and setting the preload to the specified value.
上記アセンブリの組立てに際しては、適正な予圧量(アキシャル方向の負隙間)が得られるよう、アウタレースおよびインナレースの溝径と転動体の外径とのマッチングを行うのが望ましい。このマッチングは、それぞれの工程で製作した外方部材、第一軌道部材、第二軌道部材、および転動体について、それぞれアウタレースおよびインナレースの溝径と転動体の外径とを測定し、各部品を基準寸法からのずれ幅に応じてグループ分けした上で、所定のアキシャル負隙間が得られる部品の組合わせを選択することにより行われる。従来、このマッチングによるアセンブリの組立て後は、実際に狙った予圧が得られているか否かを確認することが難しかったが、本発明によれば、マッチング処理したアセンブリが規定の予圧量を有するものであるか否かを容易に判別することができる。 When assembling the above assembly, it is desirable to match the groove diameters of the outer race and inner race with the outer diameter of the rolling element so as to obtain an appropriate preload amount (negative gap in the axial direction). This matching is performed by measuring the outer race and inner race groove diameters and the outer diameters of the rolling elements for the outer member, the first race member, the second race member, and the rolling elements produced in the respective processes. Are grouped according to the deviation width from the reference dimension, and then a combination of parts that provides a predetermined axial negative gap is selected. Conventionally, after assembling the assembly by this matching, it has been difficult to confirm whether or not the actual preload has been obtained. However, according to the present invention, the assembly subjected to the matching process has a specified preload amount. It can be easily determined whether or not.
また、本発明では、内周に複列のアウタレースを有する外方部材と、外周に、車輪に取り付けるためのフランジと一方のアウタレースに対向するインナレースとを有する第一軌道部材と、外周に他方のアウタレースと対向するインナレースを有する第二軌道部材と、対向するアウターレースとインナレースとの間に介在する複列の転動体とを含むアセンブリを組立てた後、アセンブリの第一軌道部材および第二軌道部材のうち、内径側の部材を部分的に外径側へ塑性変形させて両部材を軸方向で拘束する際に、内径側の部材の塑性変形に伴う外方部材の外径膨張量を測定することにより、予圧を管理することとした。 Further, in the present invention, a first track member having an outer member having a double row outer race on the inner periphery, a flange for attaching to the wheel and an inner race facing one outer race on the outer periphery, and the other on the outer periphery. After assembling an assembly including a second race member having an inner race facing the outer race of the second race, and a double row rolling element interposed between the outer race and the inner race facing each other. Of the two raceway members, when the inner diameter side member is partially plastically deformed to the outer diameter side and both members are restrained in the axial direction, the outer diameter expansion amount of the outer member due to plastic deformation of the inner diameter side member It was decided to manage the preload by measuring.
さらに、本発明では、内周に複列のアウタレースを有する外方部材と、外周に、車輪に取り付けるためのフランジと一方のアウタレースに対向するインナレースとを有する第一軌道部材と、外周に他方のアウタレースと対向するインナレースを有する第二軌道部材と、対向するアウターレースとインナレースとの間に介在する複列の転動体とを含むアセンブリを組立てた後、アセンブリの第一軌道部材と第二軌道部材とを、ナットの締め込み力を利用して軸方向で拘束する際に、ナットの締め込みに伴う外方部材の外径膨張量を測定することにより、予圧を管理することとした。 Further, in the present invention, a first track member having an outer member having a double row outer race on the inner periphery, a flange for mounting on a wheel and an inner race facing one outer race on the outer periphery, and the other on the outer periphery. After assembling an assembly including a second race member having an inner race opposite to the outer race of the outer race and a double row rolling element interposed between the opposite outer race and inner race, the first race member and the first race member of the assembly When the two race members are restrained in the axial direction using the tightening force of the nut, the preload is managed by measuring the outer diameter expansion amount of the outer member accompanying the tightening of the nut. .
このように車輪軸受装置の製造工程では、上記アセンブリの組立て後、第一軌道部材および第二軌道部材のうち、内径側の部材を加締め等の手段で部分的に外径側へ塑性変形させて、あるいはナットの締め込み力を利用して、第一軌道部材と第二軌道部材とを軸方向で拘束する工程を付加することができる。何れの場合にも、軸受装置には塑性変形やナットの締め込みに伴って予圧が付与されるが、これらの作業中に外方部材の外径膨張量を測定すれば、上記と同様の予圧管理が可能となる。特に、これらの作業中に外径膨張量を常時監視すれば、外径膨張量が規定値に達したところで各作業を終了することにより、確実に規定の予圧を得ることができる。 Thus, in the manufacturing process of the wheel bearing device, after the assembly of the assembly, the member on the inner diameter side of the first race member and the second race member is partially plastically deformed to the outer diameter side by means such as caulking. Alternatively, it is possible to add a step of restraining the first track member and the second track member in the axial direction by using a tightening force of the nut. In any case, a preload is applied to the bearing device with plastic deformation or nut tightening, but if the outer diameter expansion amount of the outer member is measured during these operations, a preload similar to the above is applied. Management becomes possible. In particular, if the outer diameter expansion amount is constantly monitored during these operations, a predetermined preload can be reliably obtained by terminating each operation when the outer diameter expansion amount reaches a predetermined value.
これら塑性変形時やナットの締め込み時における予圧管理(最終予圧の管理)は、上記アセンブリの組立ての際に行う予圧管理(一次予圧の管理)と併せて行うことができる。もちろん、一次予圧の管理を省略して、上記最終予圧の管理のみを行ってもよい。 The preload management (final preload management) at the time of plastic deformation or nut tightening can be performed together with the preload management (primary preload management) performed when the assembly is assembled. Of course, the primary preload may be omitted and only the final preload may be managed.
第一軌道部材としては車輪取り付け用のフランジを有するハブを使用することができる。この場合、第二軌道部材としては、ハブと嵌合した内輪あるいは外側継手部材の外輪が使用される。 As the first track member, a hub having a wheel mounting flange can be used. In this case, as the second race member, an inner ring fitted with a hub or an outer ring of an outer joint member is used.
本発明によれば、簡単な手順で高精度の予圧管理を行うことができる。従って、車輪軸受装置の低コスト化、さらには品質安定性の向上を図ることがができる。 According to the present invention, highly accurate preload management can be performed with a simple procedure. Therefore, the cost of the wheel bearing device can be reduced and the quality stability can be improved.
以下、本発明の実施形態を図1〜図6に基いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、本発明方法により予圧管理された車輪軸受装置の一例として、従動輪用の車輪軸受装置を示すものである。この車輪軸受装置は、内周に複列のアウタレース1aを有する外方部材1と、外周にアウトボード側のインナレース2aを有する第一軌道部材2と、外周にインボード側のインナレース3aを有する第二軌道部材3と、アウタレース1aとインナレース2a,3aとの間に介在させた複列の転動体4とからなる転がり軸受を主要構成要素とするものである。図示例では、転動体4としてボールを使用しており(その他の転動体、例えば円すいころを使用することもできる)、このボール4は接触角をもってアウタレース1aとインナレース2a,3aとの間に各列複数個ずつ介在している。このボール4は、図示しない保持器によって各列ごとに円周方向等間隔に保持されている。
FIG. 1 shows a wheel bearing device for a driven wheel as an example of a wheel bearing device whose preload is managed by the method of the present invention. The wheel bearing device includes an
ここでアウトボード側とは、車輪軸受装置を車体に組み付けた時に車幅方向の外となる側、インボード側とは、反対に車幅方向の内となる側を意味する。 Here, the outboard side means the side that is outside in the vehicle width direction when the wheel bearing device is assembled to the vehicle body, and the inboard side means the side that is inside in the vehicle width direction.
外方部材1は、図示しない車体側の部材、例えばナックルに取り付けるためのフランジ部1bを外周に有する。外方部材の外周面のうち、フランジ部1bのインボード側には、ナックルの内周面に圧入される円筒状の圧入面1cが形成される。外方部材1の圧入面1cをナックルの内周に圧入し、さらにフランジ部1bをナックルの端面にボルト等を用いて固定することにより、外方部材1が車体に固定される。
The
図示例の車輪軸受装置では、第一軌道部材2として、外周に車輪(図示せず)に取り付けるためのフランジ部2b有する中実形状のハブが使用され、第二軌道部材3として、リング状の内輪が使用される。ハブ2の外周には、そのアウトボード側から順にフランジ部2b、インナレース2a、および小径部2cがそれぞれ形成され、小径部2cの外周に内輪3が圧入固定される。ハブ2のインボード側の軸端には、後で説明するように、ハブ2のインボード側端部に形成した円筒部2e(図3参照)を外径側に塑性変形させてフランジ状の塑性変形部2dが形成される。この塑性変形部2dにより、ハブ2と内輪3が軸方向で拘束され、一方の部材の他方からの脱落が防止される。
In the illustrated wheel bearing device, a solid-shaped hub having a
この車輪軸受装置の予圧管理は、車輪軸受装置の組立てと並行して以下の手順で行われる。 The preload management of the wheel bearing device is performed according to the following procedure in parallel with the assembly of the wheel bearing device.
先ず、図2に示すように、外方部材1を基台6上に載置し、外方部材1の外周面の外径寸法D0を測定する。この時の測定箇所Aは、フランジ部1bよりもアウトボード側の外周面1dであって、複列のアウタレース1aの間(望ましくは複列のアウタレース1aの中間)とする。この測定個所Aは、以後の外径測定時も共通する。
First, as shown in FIG. 2, the
次に、図3に示すように、治具8でハブ2を支持した状態で、その外周に外方部材1、内輪3、およびボール4を組み込んでアセンブリ9を組み立てる。アセンブリ9の組み立ては、内輪3をハブ2の外周に圧入することによって完了し、この圧入によって軸受内部に一次予圧が付与される。アセンブリ9の組み立てに際しては、アウタレース1aのレース径、インナレース2a,3aのレース径を予め測定し、内輪2の圧入後に規定の一次予圧量を付与できるよう個々の溝径にマッチした径のボール4が選択使用される(マッチング処理)。なお、図示は省略しているが、アセンブリ9の組み立て時には、図示しない保持器およびシール部材も軸受装置に組み込まれる。
Next, as shown in FIG. 3, in the state where the
内輪3の圧入に伴い、図3に示すように、複列のインナレース2a,3a間に引張り力が作用する。また、複列のアウタレース1a間に圧縮力が作用し、この圧縮力によって外方部材1の外径寸法がD0からD1に増加する。上述のように、予圧量Fと外方部材の外径膨張量ΔXとの間には、一方が増加すれば他方も増大する関係が成り立つので(図5参照)、予め使用する外方部材1についてこの関係を求めておけば、内輪3の圧入完了後に外方部材1の外径法D1を測定し、組み立て前後における外径寸法の増大量ΔX(=D1−D0)を計算することにより、マッチング後の一次予圧が規定の範囲内にあるか否かを確認することができる。
As the
このようにして組み立てられたアセンブリ9には、続いて加締め加工が施される。この加締めは、図4に示すように、ハブ2と内輪3のうち、内径側に位置するハブ2を外形側に塑性変形させることにより、塑性変形部2dを形成してハブ2と内輪3とを軸方向で拘束する工程であり、図4では一例として、ハブ2のインボード側の端部に形成した円筒部2eを加締め冶具10の揺動によりフランジ状に塑性変形させる、いわゆる揺動加締めを行う場合を例示している。
The
揺動加締め中は、アセンブリ9に治具10から軸方向の加圧力が作用するため、予圧Fがさらに増加する。同時にアセンブリの組み立て時と同様の圧縮力が外方部材1に作用するため、外方部材1の外径寸法がさらに増加する。従って、この加締め中に外方部材1の外形寸法を常時測定し、この測定値D2に基づいて初期外径寸法D0からの外径膨張量ΔXを計測することにより(ΔX=D2−D0)、このΔXが規定値に達したところで加締め作業を終了させれば、軸受内部の最終予圧を規定値に設定することが可能となる。これにより、図1に示す車輪軸受装置が得られる。
During swing caulking, the axial pressure from the
このように本発明では、予圧量Fと外方部材1の外径膨張量ΔXとの間に一定の関係があることを見出し、この関係を利用することにより、外径寸法を測定するという簡単な作業のみで加締め後の軸受装置の最終予圧を適正値に設定することができる。従って、組み立て作業の作業効率を向上させつつ精度の良い予圧を付与することができ、軸受装置の低コスト化、さらには品質安定性の向上を図ることができる。
Thus, in the present invention, it is found that there is a certain relationship between the preload amount F and the outer diameter expansion amount ΔX of the
本発明は、以上の実施形態に限らず、種々の実施形態に適用することができる。例えば、加締め方法としては、上記揺動加締めの他、ハブ2と内輪3のうち、内径側の部材であるハブ3を部分的に拡径方向に塑性変形させ、この塑性変形部分を内輪3の内周面に食い込ませることでハブ2と内輪3を結合し、両者を軸方向で拘束する、いわゆる拡径加締めも知られているが、この拡径加締めにおいても、加締めの進行に伴って外方部材1の外径寸法Dxが増加するので、このDxから外径膨張量ΔXを算出することにより、予圧を適正値に設定することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be applied to various embodiments. For example, as a caulking method, in addition to the above-mentioned swing caulking, the
最終的な予圧の付与手段としては、上述の加締めの他、図6に示すように、ハブ2のインボード側端部に形成したねじ部2fにナット11を螺合させ、このナット11の締め込みによりハブ2と内輪3を軸方向で拘束して、軸受内部に予圧を与える場合もあるが、この場合もナット11の締め込みに伴って外方部材1の外径寸法が増加するため、この締め込みに伴う外径膨張量ΔXを算出することにより、上記と同様の理由から、予圧Fを適正値に設定することができる。
As a final preload application means, in addition to the above-described caulking, as shown in FIG. 6, a nut 11 is screwed into a
この場合、加締めによって最終的な予圧が精度良く設定されるため、アセンブリ9の組立て段階(図3参照)における外方部材1の外径膨張量ΔXの測定(一次予圧の管理)は省略することもできる。
In this case, since the final preload is accurately set by caulking, measurement of the outer diameter expansion amount ΔX of the
車輪軸受装置の形態は、図示のものに限られず、例えばハブ2を中空形状に形成して、その内周に等速自在継手の外輪のステム部(何れも図示せず)を挿入し、加締め(図1参照)やナットの締め込み(図6参照)でハブ2と継手外輪を軸方向で拘束する軸受装置(駆動車輪用)にも適用することができる。あるいは、第一軌道部材としてハブ2、第二軌道部材として等速自在継手の外輪を使用する軸受装置(駆動車輪用)にも本発明を適用することができる。
The form of the wheel bearing device is not limited to that shown in the figure. For example, the
1 外方部材
1a アウタレース
2 ハブ
2a インナレース
2b フランジ部
2c 小径部
2d 塑性変形部
2e 円筒部
3 内輪
3a インナレース
4 転動体
6 基台
8 治具
9 アセンブリ
10 加締め治具
11 ナット
DESCRIPTION OF
Claims (5)
アセンブリの組立てに伴う外方部材の外径膨張量を測定することにより予圧を管理することを特徴とする車輪軸受装置の製造方法。 A first track member having an outer member having a double row outer race on the inner periphery, a flange for mounting on a wheel and an inner race facing one outer race on the outer periphery, and an inner facing the other outer race on the outer periphery When assembling an assembly including a second race member having a race and a double-row rolling element interposed between the opposing outer race and inner race,
A method of manufacturing a wheel bearing device, wherein preload is managed by measuring an outer diameter expansion amount of an outer member accompanying assembly of the assembly.
内径側の部材の塑性変形に伴う外方部材の外径膨張量を測定することにより、予圧を管理することを特徴とする車輪軸受装置の製造方法。 A first track member having an outer member having a double row outer race on the inner periphery, a flange for mounting on a wheel and an inner race facing one outer race on the outer periphery, and an inner facing the other outer race on the outer periphery After assembling an assembly including a second race member having a race and a double-row rolling element interposed between the opposing outer race and inner race, the first race member and the second race member of the assembly, When the inner diameter side member is partially plastically deformed to the outer diameter side and both members are restrained in the axial direction,
A method for manufacturing a wheel bearing device, wherein preload is managed by measuring an outer diameter expansion amount of an outer member accompanying plastic deformation of an inner diameter side member.
ナットの締め込みに伴う外方部材の外径膨張量を測定することにより、予圧を管理することを特徴とする車輪軸受装置の製造方法。 A first track member having an outer member having a double row outer race on the inner periphery, a flange for mounting on a wheel and an inner race facing one outer race on the outer periphery, and an inner facing the other outer race on the outer periphery After assembling the assembly including the second race member having the race and the double row rolling elements interposed between the opposing outer race and the inner race, the first race member and the second race member of the assembly, When restraining in the axial direction using the tightening force of the nut,
A method of manufacturing a wheel bearing device, comprising: managing a preload by measuring an outer diameter expansion amount of an outer member accompanying tightening of a nut.
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