JP2006144949A - 車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
塑性結合による軸受の軸方向すきま減少量と相関関係にある外方部材の外径膨張量を測定して負すきまの実測を行ない、軸受すきまを精度良く、かつ安定して管理できるようにした車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法を提供する。
【解決手段】
一体に塑性結合された内方部材１を備えた車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法において、加締加工前後に実測された外方部材１０の外径寸法の差からその外径膨張量が算出され、この外径膨張量を、予め設定された軸方向すきま減少量と外径膨張量の関係式に当てはめて加締加工による軸方向すきま減少量Δδを求めると共に、このΔδを、加締加工する前に実測された軸方向すきまδ１から減算して加締加工後の軸方向すきまδ＝δ１−Δδを求めた。これにより、高い相関関係がある軸方向すきまから予圧量を求めることができ、正確かつ安定して予圧量を管理することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法、特に、予圧が付与されて所定の負すきまに設定される車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法に関するものである。

従来から自動車等の車輪を回転自在に支承する車輪用軸受装置は、所望の軸受剛性を確保するため所定の軸受予圧が付与されている。軸受予圧量の管理は、例えば、車輪取付フランジを一体に有し、外周に直接内側転走面が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪に圧入された内輪とを備えた、所謂第３世代と呼称される車輪用軸受装置においては、ハブ輪と内輪との突き合せ面を精度良く管理すると共に、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材とを固定ナットによって締結する際、この固定ナットの締付トルク（軸力）を所定値に設定することにより行われている。

当然、軸受予圧量は軸受寿命に密接に影響するものであるが、それだけでなく、車両の安全走行や燃費向上等の環境問題に対して、この軸受予圧量は大きく関わってくる。すなわち、軸受予圧量は、軸受の回転トルクと比例関係にあり、予圧量を低下させれば回転トルクが軽減でき燃費向上へ貢献することがきる。一方、軸受の剛性の主要因となる軸受傾き角と軸受予圧量との関係は反比例関係にあるため、予圧量を大きくすれば軸受剛性が向上して軸受傾き角は減少し、車両旋回時に発生するブレーキロータの傾きを抑制することができる。したがって、このような軸受の予圧量を最適に設定することにより、軸受の寿命だけでなく、車両の安全性や燃費向上の面で優れた車輪用軸受装置を提供することができる。

このような車輪用軸受装置の代表的な一例を、本発明の第１の実施形態を示す図１によって説明する。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で車両の外側寄りとなる側をアウトボード側（図面左側）、中央寄り側をインボード側（図面右側）という。
この車輪用軸受装置は駆動輪側の第３世代と称され、内方部材１と外方部材１０、および両部材１、１０間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）６、６とを備えている。内方部材１は、ハブ輪２と、このハブ輪２に圧入された別体の内輪３とからなる。

ハブ輪２は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、アウトボード側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ４を一体に有し、この車輪取付フランジ４の円周等配位置には車輪（図示せず）を固定するためのハブボルト５が植設されている。また、ハブ輪２の外周には内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部２ｂが形成され、内周にはトルク伝達用のセレーション（またはスプライン）２ｃが形成されている。

このハブ輪２のアウトボード側のシール８が摺接するシールランド部から内側転走面２ａおよび小径段部２ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。なお、小径段部２ｂの端部は、鍛造後の素材表面硬さ２５ＨＲＣ以下の未焼入れ部としている。一方、内輪３は外周に内側転走面３ａが形成され、ハブ輪２の小径段部２ｂに圧入されている。そして、小径段部２ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部２ｄにより、ハブ輪２に対して内輪３が軸方向へ抜けるのを防止している。なお、内輪３はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。

外方部材１０は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼で形成され、外周に車体（図示せず）に取り付けるための車体取付フランジ１０ｂを一体に有し、内周には複列の外側転走面１０ａ、１０ａが形成されている。この複列の外側転走面１０ａ、１０ａには高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。そして、それぞれの転走面１０ａ、２ａと１０ａ、３ａ間に複列の転動体６、６が収容され、保持器７、７によりこれら複列の転動体６、６が転動自在に保持されている。また、外方部材１０の両端部にはシール８、９が装着され、軸受内部に封入された潤滑グリースの漏洩と、外部から雨水やダスト等が軸受内部に侵入するのを防止している。

この種の車輪用軸受装置では、ハブ輪２の小径段部２ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部２ｄにより内輪３を固定する、所謂セルフリテイン構造を採用しているので、従来のようにナット等で強固に緊締して予圧量を管理する必要がないため、車両への組込性を簡便にすることができると共に、かつ長期間その予圧量を維持することができる。ところが、この種の車輪用軸受装置はこうした特徴を有している反面、加締加工による内輪３の変形あるいは加締荷重のバラツキ等によって軸受すきまが変動する恐れがあり、組立を完了した後に予圧量を測定してみないと、その予圧量が適正であるか判らなかった。

こうした問題を解決したものとして、図１２に示すような軸受の予圧付与装置が知られている。この軸受の予圧付与装置は、車輪用軸受装置の組立加工時に軸受を回転させて回転トルクを測定し、この回転トルクを媒体として所定の軸受予圧量に設定するようにしたものである。
図１２（ａ）は、車輪用軸受装置５０に取り付けられた予圧モニター装置５１の構成を示した概略図である。この予圧モニター装置５１は、外方部材５２の車体取付フランジ５２ａよりもインボード側の外周面と接触するゴム部材が取り付けられた歯車５３と、この歯車５３と噛合する駆動用歯車５４と、この駆動用歯車５４を回転駆動するモータ５５と、このモータ５５の回転トルクを検出する電力計からなるトルク検出器５６と、検出された回転トルクを予め設定された所定値と比較する判定器５７とを備えている。

予圧モニター装置５１では、モータ５５を駆動し、歯車５４、５３を介して外方部材５２を回転させ、外方部材５２の回転トルクをトルク検出器５６で検出する。そして、検出された回転トルクに基き予圧量を求め、この予圧量が予め設定された所定値、つまり車輪用軸受装置５０に適した予圧量に達した場合、揺動型加締装置５８を後退させる。さらに、揺動型加締装置５８による加締加工を終了した後も回転トルクを監視し、その予圧量が適正であることを確認する。

図１２（ｂ）は、加締加工時間ｔ（横軸）に対する揺動型加締装置５８における加締型５８ａの位置Ａおよび回転トルクＴ（縦軸）の変化を示すグラフである。加締型５８ａの位置Ａを徐々に降下させて加締加工を開始すると、ある時点ｔ０から車輪用軸受装置５０に予圧が加わり、回転トルクＴが変動し始める。その変動幅が予め設定された所定値Δにまで達すると（ｔ１）、車輪用軸受装置５０に適した予圧が加わったと判断して加締加工を終了する。その後、加締型５８ａの位置Ａを原点に復帰させる。こうした予圧モニター装置５１により、車輪用軸受装置５０の組立加工時に軸受を回転させて回転トルクを測定し、この回転トルクを媒体として予圧量の設定を行うことができる。
特開平１１−４４３１９号公報

しかしながら、こうした従来の技術では、軸受の回転トルクは実際のところ、軸受内部に封入された潤滑グリースの攪拌抵抗および外方部材５２の両端部に装着されたシール５９、６０の回転トルクが支配的であるため、こうした軸受の回転トルクを実測し、この回転トルクを媒体として軸受の予圧量を精度良く、かつ安定して管理することは難しい。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、塑性結合による軸受の軸方向すきま減少量と相関関係にある外方部材の外径膨張量を測定して負すきまの実測を行ない、軸受すきまを精度良く、かつ安定して管理できるようにした車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法を提供し、この軸受すきまより軸受予圧量を管理することを目的としている。

係る目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の方法発明は、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成され、一端部に車輪取付フランジを一体に有するハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材が一体に塑性結合された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法において、前記内方部材の塑性結合前後に実測された前記外方部材の外径寸法の差からその外径膨張量が算出され、この外方部材の外径膨張量を、予め設定された軸受の軸方向すきま減少量と外方部材の外径膨張量の関係式に当てはめることにより、塑性結合による軸受の軸方向すきま減少量Δδを求めると共に、この軸受の軸方向すきま減少量Δδを、前記内方部材を塑性結合する前に実測された軸受の軸方向すきまから減算することにより塑性結合後の軸受の軸方向すきまδ＝δ１−Δδを求めるようにしたものである。

このように、一体に塑性結合された内方部材を備えた車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法において、内方部材の塑性結合前後に実測された外方部材の外径寸法の差からその外径膨張量が算出され、この外方部材の外径膨張量を、予め設定された軸受の軸方向すきま減少量と外方部材の外径膨張量の関係式に当てはめることにより、塑性結合による軸受の軸方向すきま減少量Δδを求めると共に、この軸受の軸方向すきま減少量Δδを、内方部材を塑性結合する前に実測された軸受の軸方向すきまδ１から減算することにより塑性結合後の軸受の軸方向すきまδ＝δ１−Δδを求めるようにしたので、軸受予圧量と高い相関関係がある軸受の軸方向すきまを媒体に軸受の予圧量を求めることができ、従来のように、軸受内部に封入された潤滑グリースの攪拌抵抗やシールのシメシロ等、バラツキ要因が内在する回転トルクを媒体とすることなく、軸受の予圧量を正確に求めることができる。また、精度良く、かつ安定して軸受の予圧量を管理することができる。

また、請求項２に記載の発明は、前記ハブ輪に前記内輪または外側継手部材を圧入する際に、軸受の軸方向すきまが正の状態で圧入を一旦止め、この状態における前記ハブ輪と前記内輪または外側継手部材の基準面間の軸方向寸法Ｔ０と初期の軸方向すきまδ０を実測し、さらに圧入を続行して圧入が完了した後、前記ハブ輪と前記内輪または外側継手部材の基準面間の軸方向寸法Ｔ１を実測し、この状態における軸方向すきまδ１を、式δ１＝δ０−（Ｔ０−Ｔ１）に基いて求めるようにしたので、塑性結合前の軸受すきまが負であっても精度良く、かつ安定して軸受すきまを測定することができる。

また、請求項３に記載の発明は、前記外方部材の外径寸法が、定盤に前記ハブ輪の基準面が接触するように前記車輪用軸受装置を縦置きした状態に載置して測定されるので、軸受の角振れの影響を抑制することができ、精度よく、かつ安定して外方部材の外径寸法を測定することができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記内方部材が、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成された前記ハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して外嵌され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された前記内輪からなり、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって前記内輪が軸方向に固定され、当該内方部材が一体に塑性結合されていても良い。

また、請求項５に記載の発明のように、前記内方部材が、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成された前記ハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された前記内輪または外側継手部材からなり、前記嵌合部における径方向外方側の部材の内周に硬化された凹凸部が形成され、前記嵌合部の径方向内方側の部材を拡径させて前記凹凸部に食い込ませ、当該内方部材が一体に塑性結合されていても良い。

本発明に係る車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法は、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成され、一端部に車輪取付フランジを一体に有するハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材が一体に塑性結合された内方部材と、この内方部材と前記外方部材の転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法において、前記内方部材の塑性結合前後に実測された前記外方部材の外径寸法の差からその外径膨張量が算出され、この外方部材の外径膨張量を、予め設定された軸受の軸方向すきま減少量と外方部材の外径膨張量の関係式に当てはめることにより、塑性結合による軸受の軸方向すきま減少量Δδを求めると共に、この軸受の軸方向すきま減少量Δδを、前記内方部材を塑性結合する前に実測された軸受の軸方向すきまδ１から減算することにより塑性結合後の軸受の軸方向すきまδ＝δ１−Δδを求めるようにしたので、軸受予圧量と高い相関関係がある軸受の軸方向すきまを媒体に軸受の予圧量を求めることができ、軸受の回転トルク等を媒体とする従来の軸受の予圧量の管理に比べ、軸受の予圧量を正確に求めることができ、また、精度良く、かつ安定して軸受の予圧量を管理することができる。

外周に車体取付フランジを一体に有し、内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、一端部に車輪取付フランジを一体に有し、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成されたハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に外嵌され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された内輪からなる内方部材と、この内方部材と前記外方部材の転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備え、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって前記内輪が軸方向に固定された車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法において、前記加締加工前後に実測された前記外方部材の外径寸法の差からその外径膨張量が算出され、この外方部材の外径膨張量を、予め設定された軸受の軸方向すきま減少量と外方部材の外径膨張量の関係式に当てはめることにより、加締加工による軸受の軸方向すきま減少量Δδを求めると共に、この軸受の軸方向すきま減少量Δδを、前記加締加工する前に実測された軸受の軸方向すきまδ１から減算することにより加締加工後の軸受の軸方向すきまδ＝δ１−Δδを求めるようにした。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図、図２は、組立過程の軸受すきま測定方法を示す説明図、図３は、図１の車輪用軸受装置の加締加工前を示す縦断面図である。

図１に示すように、この車輪用軸受装置は、駆動輪側の第３世代と呼称される構成を備えており、従来の軸受の予圧付与装置の対象となる車輪用軸受装置の一例としてこの図１を用いてその説明をしたので、構成に関する詳細な説明を省略して本発明に係る特徴部分のみを主体に説明する。

まず、車輪用軸受装置の組立過程において、図２（ａ）に示すように、内輪３をハブ輪２の小径段部２ｂに圧入し、内輪３の小端面１１がハブ輪２の肩部１２に当接する手前で一旦止める。すなわち、この時点では内輪３の小端面１１とハブ輪２の肩部１２との間に所定の間隔Ｓが残り、軸受の軸方向すきまは正である。この状態で、内輪３の基準面（大端面）１３からハブ輪２の基準面（フランジ側面）１４までの軸方向寸法Ｔ０を測定し、さらに、内方部材１に対する外方部材１０の軸方向移動量から軸受の初期軸方向すきまδ０を測定する。

続いて、図２（ｂ）に示すように、内輪３の小端面１１がハブ輪２の肩部１２に当接するまで内輪３を圧入し、内輪３の基準面１３からハブ輪２の基準面１４までの軸方向寸法Ｔ１を測定する。そして、ハブ輪２に内輪３が圧入された後の軸受の軸方向すきまδ１を式δ１＝δ０−（Ｔ０−Ｔ１）より求める。なお、ここで、ハブ輪２の基準面１４は車輪取付フランジ４の側面に限らず、ハブ輪２のアウトボード側の端面（基準面）１６としても良い。

図３は、図１の車輪用軸受装置における加締加工前の車輪用軸受装置を示すが、ハブ輪２に内輪３が圧入された後（加締加工前）の外方部材１０の外径寸法Ｄ１を測定する。この測定要領は、図５（ａ）に示すように、定盤Ｂ１にハブ輪２の基準面（アウトボード側の端面）１６が接触するように車輪用軸受装置を載置する。そして、この基準面１６から外方部材１０の基準（測定）位置までの高さを一定にした状態で、ダイヤルゲージあるいはリニアゲージ等の測定器を使用し、１８０°対向位置の外径寸法を測定する。測定位置は、例えば、図６に示すように、Ｘ−ＸまたはＹ−Ｙ、あるいは、Ｘ−ＸとＹ−Ｙの２箇所とする。このように、定盤Ｂ１にハブ輪２の基準面１６が接触するように車輪用軸受装置を縦置きした状態で載置して測定されるので、軸受の角振れの影響を抑制することができ、精度よく、かつ安定して基準位置での外径寸法を測定することができる。

なお、図５（ｂ）に示すように、ハブ輪２のパイロット部１５を収容する凹所１７が形成された定盤Ｂ２にハブ輪２の基準面（アウトボード側の端面）１６が接触するように車輪用軸受装置を載置し、この基準面１６から外方部材１０の基準（測定）位置までの高さを一定にした状態で、指示マイクロ等の測定器を使用し、１８０°対向位置の外径寸法を測定しても良い。測定位置は、前述したように、Ｘ−ＸまたはＹ−Ｙ、あるいは、Ｘ−ＸとＹ−Ｙの２箇所とする（図６参照）。

その後、加締加工を行い、同じく、加締加工後の外方部材１０の外径寸法Ｄ２（図１参照）を前述した要領で測定する（図５（ａ）参照）。そして、加締加工前後の外方部材１０の外径膨張量ΔＤは、ΔＤ＝Ｄ２−Ｄ１により求めることができる。

ここで、本出願人が実施した実験から、軸受の軸方向すきま減少量Δδと外方部材の外径膨張量ΔＤとには高い相関関係があることが判った。図４は、軸受の軸方向すきま減少量Δδと外方部材の外径膨張量ΔＤとの関係を示す一例であるが、これらの関係を予め所定の関係式として設定し、この関係式を用いて加締加工による軸受の軸方向すきま減少量Δδを算出するようにした。すなわち、この加締加工による軸受の軸方向すきま減少量Δδと外方部材の外径膨張量ΔＤとの関係式に基き、実測した外方部材の外径膨張量ΔＤから軸受の軸方向すきま減少量Δδを算出した。さらに、この軸受の軸方向すきま減少量Δδと内輪３の圧入後における軸受の軸方向すきまδ１から加締加工後の軸受の軸方向すきま（負すきま）δ、すなわち、δ＝δ１−Δδを求めることができる。

一方、軸受の軸方向すきまδと軸受の予圧量とは高い相関関係があることが判っている。したがって、予め設定した軸受の軸方向すきまと軸受の予圧量との関係式に用いて、軸受の軸方向すきまδから軸受の予圧量を正確に求めることができる。

このように、本実施形態では、内方部材１の塑性結合前後に実測された外方部材１０の外径寸法Ｄ１、Ｄ２の差からその外径膨張量ΔＤが算出され、この外方部材１０の外径膨張量ΔＤを、予め設定された軸受の軸方向すきま減少量と外方部材の外径膨張量の関係式に当てはめることにより、塑性結合による軸受の軸方向すきま減少量Δδを求めると共に、この軸受の軸方向すきま減少量Δδを、内方部材１を塑性結合する前に実測された軸受の軸方向すきまδ１から減算することにより塑性結合後の軸受の軸方向すきまδ、すなわち、δ＝δ１−Δδを求めるようにしたので、実測値に基き軸受すきまを精度良く、かつ安定して設定することができる。

さらに、軸受予圧量と高い相関関係がある軸受の軸方向すきまと軸受予圧量との関係を予め設定すると共に、この軸受の軸方向すきまと軸受の予圧量との関係式に用いて、加締加工後の軸受すきまδから軸受の予圧量を算出したので、軸受の回転トルク等を媒体とする従来の軸受の予圧量の管理に比べ、軸受の予圧量を正確に求めることができる。また、精度良く、かつ安定して軸受の予圧量を管理することができる。

ここでは、第３世代構造について詳述したが、本発明に係る車輪用軸受装置における軸受のすきま測定方法は、図７に示す第４世代構造のものにも適用することができる。なお、前述した実施形態と同一部位、同一部品、あるいは同一の機能を有する部品、部位には同じ符号を付けて重複した説明を省略する。

この車輪用軸受装置は、ハブ輪１８と複列の転がり軸受１９と等速自在継手２０とがユニット化して構成されている。複列の転がり軸受１９は、外方部材１０と内方部材２１と複列の転動体６、６とを備えている。

内方部材２１は、ハブ輪１８と、このハブ輪１８に内嵌された後述する外側継手部材２２とからなる。ハブ輪１８は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、その外周には、前記複列の外側転走面１０ａ、１０ａに対向するアウトボード側の内側転走面１８ａと、この内側転走面１８ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部１８ｂが形成されている。そして、アウトボード側のシール８が摺接するシールランド部から内側転走面１８ａおよび小径段部１８ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。

等速自在継手２０は、外側継手部材２２と継手内輪２３、ケージ２４、およびトルク伝達ボール２５とからなる。外側継手部材２２は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、カップ状のマウス部２６と、このマウス部２６の底部をなす肩部２７と、この肩部２７から軸方向に延びる円筒状の軸部２８とを一体に有している。肩部２７の外周には、前記外方部材１０の複列の外側転走面１０ａ、１０ａに対向するインボード側の内側転走面２２ａが形成されると共に、軸部２８には、ハブ輪１８の小径段部１８ｂに所定のシメシロを介して円筒嵌合するインロウ部２８ａと、このインロウ部２８ａの端部に嵌合部２８ｂがそれぞれ形成されている。そして、肩部２７から内側転走面２２ａおよび軸部２８に亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。なお、軸部２８の嵌合部２８ｂは、鍛造後の素材表面硬さ２５ＨＲＣ以下の未焼入れ部としている。

ここで、ハブ輪１８の内周には熱処理によって表面硬さが５４〜６４ＨＲＣの範囲に硬化された凹凸部２９が形成されている。熱処理としては、局部加熱ができ、硬化層深さの設定が比較的容易にできる高周波誘導加熱による焼入れが好適である。この凹凸部２９はアヤメローレット状に形成され、旋削等により独立して形成された複数の環状溝と、ブローチ加工等により形成された複数の軸方向溝とを略直交させて構成した交叉溝、あるいは、互いに傾斜した螺旋溝で構成した交叉溝からなる。また、凹凸部２９の凸部は良好な食い込み性を確保するために、その先端部が三角形状等の尖塔形状に形成されている。

そして、外側継手部材２２の肩部２７にハブ輪１８の小径段部１８ｂの端面が衝合され、突合せ状態になるまでハブ輪１８に軸部２８が内嵌される。さらに、この軸部２８における嵌合部２８ｂの内径にマンドレル等の拡径治具を押し込んで嵌合部２８ｂを拡径し、この嵌合部２８ｂをハブ輪１８の凹凸部２９に食い込ませてハブ輪１８と外側継手部材２２とが一体に塑性結合（拡径加締）されている。

ここで、ハブ輪１８に外側継手部材２２を拡径加締する前に前述した方法で軸受の軸方向すきまδ１を実測する。すなわち、図８（ａ）に示すように、外側継手部材２２をハブ輪１８の小径段部１８ｂに圧入し、外側継手部材２２の肩部２７がハブ輪１８の小径段部１８ｂの端面に当接する手前で一旦止める。すなわち、この時点では外側継手部材２２の肩部２７とハブ輪１８の小径段部１８ｂとの間に所定の間隔Ｓが残り、軸受の軸方向すきまは正である。この状態で、外側継手部材２２の基準面（インボード側の端面）３０からハブ輪１８の基準面１４までの軸方向寸法Ｔ０を測定し、さらに、内方部材２１に対する外方部材１０の軸方向移動量から軸受の初期軸方向すきまδ０を測定する。

続いて、図８（ｂ）に示すように、外側継手部材２２の肩部２７がハブ輪１８の小径段部１８ｂの端面に当接するまで外側継手部材２２を圧入し、外側継手部材２２の基準面３０からハブ輪１８の基準面１４までの軸方向寸法Ｔ１を測定する。そして、ハブ輪１８に外側継手部材２２が圧入された後の軸受の軸方向すきまδ１を、式δ１＝δ０−（Ｔ０−Ｔ１）より求める。なお、ここで、ハブ輪１８の基準面１４は車輪取付フランジ４の側面に限らず、ハブ輪１８のアウトボード側の端面（基準面）１６としても良い。

ここで、拡径加締による軸受の軸方向すきま減少量Δδと外方部材の外径膨張量ΔＤとの関係式に基き、軸受の軸方向すきま減少量Δδを算出する。さらに、この軸受の軸方向すきま減少量Δδと、前記した外側継手部材２２の圧入後における軸受の軸方向すきまδ１から拡径加締後の軸受の軸方向すきま（負すきま）δ、すなわち、δ＝δ１−Δδを求めることができる。また、この軸受の軸方向すきまδから軸受の予圧量を求めることができる。

このように、本実施形態においても、実測された外側継手部材２２圧入後の軸受の軸方向すきまδ１と、実測された拡径加締前後の外方部材１０の外径膨張量ΔＤから算出された拡径加締による軸受の軸方向すきま減少量Δδ、および、この拡径加締による軸受の軸方向すきま減少量Δδと外側継手部材２２圧入後の軸受の軸方向すきまδ１から拡径加締後の軸受の軸方向すきま（負すきま）δ＝δ１−Δδを求めるようにしたので、軸受内部に封入された潤滑グリースの攪拌抵抗やシールのシメシロ等、バラツキ要因が内在する回転トルクを媒体とすることなく、実測値に基き軸受すきまを精度良く、かつ安定して設定することができる。

図１０は、本発明に係る車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。なお、この実施形態は前述した第２の実施形態（図７）の変形例で、前述した実施形態と同一部位、同一部品、あるいは同一の機能を有する部品、部位には同じ符号を付けて重複した説明を省略する。

この車輪用軸受装置は、ハブ輪３１と複列の転がり軸受３２と等速自在継手３３とがユニット化して構成されている。複列の転がり軸受３２は、外方部材１０と内方部材３４と複列の転動体６、６とを備えている。内方部材３４は、ハブ輪３１と、このハブ輪３１に外嵌された後述する外側継手部材３６とを有している。

ハブ輪３１は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、その外周には、前記複列の外側転走面１０ａ、１０ａに対向するアウトボード側の内側転走面１８ａと、この内側転走面１８ａから軸方向に延びる円筒状の軸部３５が形成されている。この軸部３５には、インロウ部３５ａと、このインロウ部３５ａの端部に嵌合部３５ｂがそれぞれ形成されている。そして、ハブ輪３１のアウトボード側のシール８が摺接するシールランド部から内側転走面１８ａおよび軸部３５に亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。なお、軸部３５の嵌合部３５ｂは、鍛造後の素材表面硬さ２５ＨＲＣ以下の未焼入れ部としている。

等速自在継手３３は、外側継手部材３６と継手内輪２３、ケージ２４、およびトルク伝達ボール２５とからなる。外側継手部材３６は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、カップ状のマウス部２６と、このマウス部２６の底部をなす肩部３７と、この肩部３７から軸方向に延びる小径段部３７ａとを一体に有している。肩部３７の外周には、前記外方部材１０の複列の外側転走面１０ａ、１０ａに対向するインボード側の内側転走面２２ａが形成され、肩部３７から内側転走面２２ａおよび小径段部３７ａに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。また、小径段部３７ａは、前記ハブ輪３１のインロウ部３５ａに所定のシメシロを介して円筒嵌合されている。ここで、外側継手部材３６の内周には熱処理によって硬化された凹凸部２９が形成されている。

そして、ハブ輪３１の肩部１２に外側継手部材３６の肩部３７が衝合され、突合せ状態になるまでハブ輪３１に外側継手部材３６の小径段部３７ａが外嵌される。さらに、ハブ輪３１の嵌合部３５ｂの内径にマンドレル等の拡径治具を押し込んで嵌合部３５ｂを拡径し、この嵌合部３５ｂを外側継手部材３６の凹凸部２９に食い込ませてハブ輪３１と外側継手部材３６とが一体に塑性結合されている。

本実施形態においても、前述した実施形態と同様、実測されたハブ輪３１圧入後の軸受の軸方向すきまδ１と、実測された拡径加締前後の外方部材１０の外径膨張量ΔＤから算出された拡径加締による軸受の軸方向すきま減少量Δδ、および、この拡径加締による軸受の軸方向すきま減少量Δδと外側継手部材３６圧入後の軸受の軸方向すきまδ１から拡径加締後の軸受の軸方向すきま（負すきま）δ＝δ１−Δδを求めるようにしたので、軸受内部に封入された潤滑グリースの攪拌抵抗やシールのシメシロ等、バラツキ要因が内在する回転トルクを媒体とすることなく、実測値に基き軸受すきまを精度良く、かつ安定して設定することができる。

図１１は、本発明に係る車輪用軸受装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。なお、前述した第１の実施形態（図１）の変形例で、この実施形態と同一部位、同一部品、あるいは同一の機能を有する部品、部位には同じ符号を付けて重複した説明を省略する。

この車輪用軸受装置は、内方部材３８と外方部材１０、および両部材３８、１０間に転動自在に収容された複列の転動体６、６とを備えている。内方部材３８は、ハブ輪３９と、このハブ輪３９に外嵌された別体の内輪４０とからなる。

ハブ輪３９は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中炭素鋼からなり、外周には内側転走面２ａと、この内側転走面２ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部３９ａが形成され、内周にはトルク伝達用のセレーション２ｃが形成されている。そして、アウトボード側のシール８が摺接するシールランド部から内側転走面２ａおよび肩部１２に亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に硬化層が形成されている。なお、小径段部３９ａは、鍛造後の素材表面硬さ２５ＨＲＣ以下の未焼入れ部としている。

一方、内輪４０は外周に内側転走面３ａが形成され、内周には凹凸部２９が形成されている。なお、この内輪４０はＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼からなり、ズブ焼入れにより芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。ここで、ハブ輪３９の肩部１２に内輪４０の小端面１１が衝合され、突合せ状態になるまでハブ輪３９に内輪４０が外嵌される。さらに、ハブ輪３９の小径段部３９ａの内径にマンドレル等の拡径治具を押し込んで小径段部３９ａを拡径し、この小径段部３９ａを内輪４０の凹凸部２９に食い込ませてハブ輪３９と内輪４０とが一体に塑性結合されている。

本実施形態では、等速自在継手４１を構成する外側継手部材４２が内方部材３８にトルク伝達可能に内嵌され、サークリップ４３を介して内方部材３８と外側継手部材４２とが着脱可能に軸方向に結合されている。

本実施形態においても、前述した実施形態と同様、実測された内輪４０外嵌後の軸受の軸方向すきまδ１と、実測された拡径加締前後の外方部材１０の外径膨張量ΔＤから算出された拡径加締による軸受の軸方向すきま減少量Δδ、および、この拡径加締による軸受の軸方向すきま減少量Δδと内輪４０外嵌後の軸受の軸方向すきまδ１から拡径加締後の軸受の軸方向すきま（負すきま）δ＝δ１−Δδを求めるようにしたので、軸受内部に封入された潤滑グリースの攪拌抵抗やシールのシメシロ等、バラツキ要因が内在する回転トルクを媒体とすることなく、実測値に基き軸受すきまを精度良く、かつ安定して設定することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明に係る車輪用軸受装置は、軸受部を構成するハブ輪あるいは等速自在継手の外側継手部材を塑性変形させてユニット化したセルフリテイン構造の車輪用軸受装置に適用することができる。

本発明に係る車輪用軸受装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。 組立過程の軸受のすきま測定方法を示す説明図で、（ａ）は、ハブ輪に内輪を圧入する過程を示し、（ｂ）は、ハブ輪に内輪を圧入完了した状態を示す。 図１の実施形態における加締加工前の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 軸受の軸方向すきま減少量と外方部材の外径膨張量との関係を示すグラフである。 （ａ）は、基準面から外方部材の基準位置までの高さを一定にした状態で外径寸法を測定する方法を示す説明図である。 （ｂ）は、基準面から外方部材の基準位置までの高さを一定にした状態で外径寸法を測定する他の方法を示す説明図である。 図１の側面図で、外方部材の外径測定位置を示す。 本発明に係る車輪用軸受装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。 組立過程の軸受のすきま測定方法を示す説明図で、（ａ）は、ハブ輪に外側継手部材を圧入する過程を示し、（ｂ）は、ハブ輪に外側継手部材を圧入完了した状態を示す。 図７の実施形態における拡径加締前の車輪用軸受装置を示す縦断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。 本発明に係る車輪用軸受装置の第４の実施形態を示す縦断面図である。 （ａ）は、従来の技術を説明するための概略図である。 （ｂ）は、加締加工時間に対する揺動型加締装置の加締位置および回転トルクの変化を示すグラフである。

符号の説明

１、２１、３４、３８・・・・・内方部材
２、１８、３１、３９・・・・・ハブ輪
２ａ、３ａ、１８ａ、２２ａ・・内側転走面
２ｂ、１８ｂ、３７ａ、３９ａ・小径段部
２ｃ・・・・・・・・・・・・・セレーション
２ｄ・・・・・・・・・・・・・加締部
３、４０・・・・・・・・・・・内輪
４・・・・・・・・・・・・・・車輪取付フランジ
５・・・・・・・・・・・・・・ハブボルト
６・・・・・・・・・・・・・・転動体
７・・・・・・・・・・・・・・保持器
８、９・・・・・・・・・・・・シール
１０・・・・・・・・・・・・・外方部材
１０ａ・・・・・・・・・・・・外側転走面
１０ｂ・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
１１・・・・・・・・・・・・・小端面
１２、２７、３７・・・・・・・肩部
１３・・・・・・・・・・・・・内輪の基準面
１４、１６・・・・・・・・・・ハブ輪の基準面
１５・・・・・・・・・・・・・パイロット部
１７・・・・・・・・・・・・・凹所
１９、３２・・・・・・・・・・複列の転がり軸受
２０、３３、４１・・・・・・・等速自在継手
２２、３６、４２・・・・・・・外側継手部材
２３・・・・・・・・・・・・・継手内輪
２４・・・・・・・・・・・・・ケージ
２５・・・・・・・・・・・・・トルク伝達ボール
２８、３５・・・・・・・・・・軸部
２８ａ、３５ａ・・・・・・・・インロウ部
２８ｂ、３５ｂ・・・・・・・・嵌合部
２９・・・・・・・・・・・・・凹凸部
３０・・・・・・・・・・・・・外側継手部材の基準面
４３・・・・・・・・・・・・・サークリップ
Ｂ１、Ｂ２・・・・・・・・・・定盤
Ｄ１・・・・・・・・・・・・・内方部材を塑性結合する前の外方部材の外径寸法
Ｄ２・・・・・・・・・・・・・内方部材を塑性結合した後の外方部材の外径寸法
Ｓ・・・・・・・・・・・ハブ輪の肩部と内輪の小端面又は外側継手部材の肩部との間隔
Ｔ０、Ｔ１・・・・・・・・・・基準面間の軸方向寸法
ΔＤ・・・・・・・・・・・・・外方部材の外径膨張量
Δδ・・・・・・・・・・・・・軸受の軸方向すきま減少量
δ０、δ１・・・・・・・・・・軸受の軸方向すきま
５０・・・・・・・・・・・・・車輪用軸受装置
５１・・・・・・・・・・・・・予圧モニター装置
５２・・・・・・・・・・・・・外方部材
５２ａ・・・・・・・・・・・・車体取付フランジ
５３・・・・・・・・・・・・・歯車
５４・・・・・・・・・・・・・駆動用歯車
５５・・・・・・・・・・・・・モータ
５６・・・・・・・・・・・・・トルク検出器
５７・・・・・・・・・・・・・判定器
５８・・・・・・・・・・・・・揺動型加締装置
５８ａ・・・・・・・・・・・・加締型
５９、６０・・・・・・・・・・シール
Ａ・・・・・・・・・・・・・・加締型の位置
Ｔ・・・・・・・・・・・・・・回転トルク
ｔ、ｔ０、ｔ１・・・・・・・・加締時間
Δ・・・・・・・・・・・・・・回転トルクの変動幅

Claims (5)

1. 内周に複列の外側転走面が形成された外方部材と、
   外周に前記複列の外側転走面に対向する複列の内側転走面が形成され、一端部に車輪取付フランジを一体に有するハブ輪、およびこのハブ輪に嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材が一体に塑性結合された内方部材と、
   この内方部材と前記外方部材の転走面間に転動自在に収容された複列の転動体とを備えた車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法において、
   前記内方部材の塑性結合前後に実測された前記外方部材の外径寸法の差からその外径膨張量が算出され、この外方部材の外径膨張量を、予め設定された軸受の軸方向すきま減少量と外方部材の外径膨張量の関係式に当てはめることにより、塑性結合による軸受の軸方向すきま減少量Δδを求めると共に、この軸受の軸方向すきま減少量Δδを、前記内方部材を塑性結合する前に実測された軸受の軸方向すきまδ１から減算することにより塑性結合後の軸受の軸方向すきまδ＝δ１−Δδを求めるようにしたことを特徴とする車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法。
2. 前記ハブ輪に前記内輪または外側継手部材を圧入する際に、軸受の軸方向すきまが正の状態で圧入を一旦止め、この状態における前記ハブ輪と前記内輪または外側継手部材の基準面間の軸方向寸法Ｔ０と初期の軸方向すきまδ０を実測し、さらに圧入を続行して圧入が完了した後、前記ハブ輪と前記内輪または外側継手部材の基準面間の軸方向寸法Ｔ１を実測し、この状態における軸方向すきまδ１を、式δ１＝δ０−（Ｔ０−Ｔ１）に基いて求めるようにした請求項１に記載の車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法。
3. 前記外方部材の外径寸法が、定盤に前記ハブ輪の基準面が接触するように前記車輪用軸受装置を縦置きした状態に載置して測定される請求項１または２に記載の車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法。
4. 前記内方部材が、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成された前記ハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して外嵌され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された前記内輪からなり、前記小径段部の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部によって前記内輪が軸方向に固定され、当該内方部材が一体に塑性結合されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法。
5. 前記内方部材が、外周に前記複列の外側転走面に対向する一方の内側転走面と、この内側転走面から軸方向に延びる円筒状の小径段部が形成された前記ハブ輪、およびこのハブ輪の小径段部に嵌合され、外周に前記複列の外側転走面に対向する他方の内側転走面が形成された前記内輪または外側継手部材からなり、前記嵌合部における径方向外方側の部材の内周に硬化された凹凸部が形成され、前記嵌合部の径方向内方側の部材を拡径させて前記凹凸部に食い込ませ、当該内方部材が一体に塑性結合されている請求項１乃至３いずれかに記載の車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法。

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