JP2008190692A - 軸受装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】品質管理を容易ならしめる軸受装置の製造方法を提供する。
【解決手段】ハブ輪９のインボード側端部の先端側部分を塑性変形させて内輪１０に軸方向に対向させ、それにより内輪１０の抜け止めを行った軸受装置の製造方法であって、ハブ輪９のインボード側端部の先端側部分を塑性変形せしめる治具１３に、ハブ輪９のインボード側端部の先端側部分に圧入される圧入部１３ａと、圧入部１３ａの後方に圧入部１３ａよりも大径の段部１３ｂを設け、治具１３の段部１３ｂとハブ輪９の塑性変形部分１２とを当接させて治具１３の圧入部１３ａの圧入量を管理する。
【選択図】図２

Description

本発明は、軸受装置の製造方法に関し、より詳細には自動車等の車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置の製造方法に関する。

従来の車輪用軸受装置として、図７に示すものが提案されている（例えば特許文献１参照）。

図７に示す車輪用軸受装置は、内周に複列の転走面３を形成した外方部材１と、これら各転走面３に対向する転走面４を形成した内方部材２と、これら外方部材１および内方部材２の転走面３，４間に介在した複列の転動体５とで構成される。

外方部材１は固定側の部材となるものであって、車体取付フランジ１ａを外周に有し、全体が一体の部品とされている。車体取付フランジ１ａは、車体（図示せず）に設置されたナックルにボルト（図示せず）で締結される。

内方部材２は回転側の部材となるものであって、外周に車輪取付用のフランジ９ａを有するハブ輪９と、このハブ輪９のインボード側（車両の中央寄りとなる側）端部の外周に嵌合した内輪１０とでなり、複列の転走面４のうちアウトボード側（車両の車幅方向外側寄りとなる側）列の転走面４がハブ輪９に、インボード側列の転走面４が内輪１０にそれぞれ形成されている。

内輪１０の内径面１０ａにおけるインボード側端部の全周には、内径面１０ａよりも大径となる段部１０ｂが設けられている。ハブ輪９のインボード側端部の外周には環状凹部１１が設けられており、このハブ輪９の環状凹部１１よりも先端側の部分、つまりインボード側の部分を外径側へ塑性変形させて、その塑性変形部分１２を内輪１０のインボード側を向く面１０ｂａに対向させることにより、内輪１０の抜け止めが図られている。

ハブ輪９の環状凹部１１よりもインボード側の部分の外径側への塑性変形は、その内径面側に治具を圧入することにより行われる。治具は、先端側が小径となったテーパ状の外径面を有するものとされている。

特開２００６−１６１９７０号公報

上述した従来の車輪用軸受装置の品質管理において、塑性変形部分１２の塑性変形量を一定とする必要がある。そのためには、ハブ輪９のインボード側端部へのテーパ治具１３の圧入量を一定とする必要がある。また、内輪１０のインボード側を向く面１０ｂａの位置精度を高めない限り、塑性変形部分１２のアウトボード側を向く面と内輪１０のインボード側を向く面１０ｂａとの間に隙間を設定する必要があるが、この隙間が大きくなると、内輪１０が位置ずれする可能性がある。そして、内輪１０の位置ずれが発生すると、転動体５が軌道面３，４の正規でない位置を転走するようになり、傷が付き、異音や寿命低下の原因となる。さらに、内輪１０の位置ずれが軸受予圧や軸受隙間を確認する工程以後で発生すると、軸受予圧や軸受隙間の出荷保証ができなくなってしまう。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、品質管理を容易ならしめる軸受装置の製造方法を提供することにある。

上記目的は、本発明に係る下記（１）〜（２）の軸受装置の製造方法により達成される。

（１）内周に複列の転走面を有する外方部材と、前記外方部材の前記各転走面に対向する転走面を外周に複列に有する内方部材と、前記外方部材及び前記内方部材の相対向する前記転走面の間にそれぞれ介装された複数の転動体と、を備え、前記内方部材が、当該内方部材の一方の前記転走面が形成されたハブ輪と、当該内方部材の他方の前記転走面が形成されて前記ハブ輪の一端部に外嵌した内輪と、を含み、前記ハブ輪の先端側部分を塑性変形させて前記内輪に軸方向に対向させ、それにより前記内輪の抜け止めを行った軸受装置の製造方法であって、前記ハブ輪の前記先端側部分を塑性変形せしめる治具に、前記先端側部分に圧入される圧入部と、前記圧入部の後方に当該圧入部よりも大径の段部を設け、前記治具の前記段部と前記ハブ輪の前記先端側部分あるいは前記内輪の端部とを当接させて前記治具の前記圧入部の圧入量を管理することを特徴とする軸受装置の製造方法。
（２）前記治具の前記段部と前記ハブ輪の前記先端側部分あるいは前記内輪の端部とが当接した後にさらに前記治具を圧入することを特徴とする（１）に記載の軸受装置の製造方法。

本発明によれば、治具に段部を設け、その段部がハブ輪の先端側部分あるいは内輪の端部と当接するまで治具を圧入しているので、治具の圧入量を管理でき、ハブ輪の先端側部分の塑性変形量を厳密に且つ容易に管理することができる。段部がハブ輪の先端側部分あるいは内輪の端部に当接したことの検出には、例えば治具の圧入荷重を監視して荷重の立ち上がりを見るとか、段部の当接面に圧力センサを設けるなどの種々の方法をとり得る。

そして、治具の段部とハブ輪の先端側部分あるいは前記内輪の端部とが当接した後にさらに治具を圧入するようにすれば、軸方向に対向するハブ輪の先端側部分と内輪との隙間をさらに少なくし、あるいは、両者を接触させることができ、内輪の位置ずれをより抑制することができる。追加の圧入は、内輪が塑性変形しない荷重で定圧にて行ってもよいし、圧入荷重を監視して荷重が立ち上がるまで行ってもよい。

以下、図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態の軸受装置の製造方法が適用された軸受装置の断面図、図２は図１の軸受装置におけるハブ輪の塑性加工を説明する要部拡大断面図、図３は図１の軸受装置におけるハブ輪の塑性加工の変形例を説明する要部拡大断面図、図４はハブ輪の成形加工を説明する断面図である。

本実施形態は、内輪回転タイプで且つ駆動輪支持用の車輪用軸受装置に適用したものである。尚、本明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向外側寄りとなる側をアウトボード側と言い、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。

図１に示す車輪用軸受装置は、内周に複列の転走面３を形成した外方部材１と、これら各転走面３に対向する転走面４を形成した内方部材２と、これら外方部材１および内方部材２の転走面３，４間に介在した複列の転動体５とで構成される。

この車輪用軸受装置は、複列のアンギュラ玉軸受型とされていて、転動体５はボールからなり、各列毎に保持器６で保持されている。各転走面３，４は断面円弧状であり、各転走面３，４はボール接触角が背面合わせとなるように形成されている。外方部材１と内方部材２との間の軸受空間の両端は、シール７，８によりそれぞれ密封されている。

外方部材１は固定側の部材となるものであって、車体取付フランジ１ａを外周に有し、全体が一体の部品とされている。車体取付フランジ１ａは、車体（図示せず）に設置されたナックルにボルト（図示せず）で締結される。

内方部材２は回転側の部材となるものであって、外周に車輪取付用のフランジ９ａを有するハブ輪９と、このハブ輪９のインボード側端部の外周に嵌合した内輪１０とでなり、複列の転走面４のうちアウトボード側列の転走面４がハブ輪９に、インボード側列の転走面４が内輪１０にそれぞれ形成されている。

ハブ輪９はインボード側端部の外周に段差部とされた内輪嵌合面９ｂを有し、この内輪嵌合面９ｂに内輪１０が嵌合する。ハブ輪９の転走面４は、高周波焼入れ処理した表面硬化処理面とされている。また、内輪１０は、表面から芯部までの全体が焼き入れ処理により硬化させてある。

図１（Ｂ）に一部を拡大して示すように、内輪１０の内径面１０ａにおけるインボード側端部の全周には、内径面１０ａよりも大径となる段部１０ｂが設けられている。ハブ輪９のインボード側端部の外周には環状凹部１１が設けられており、このハブ輪９の環状凹部１１よりも先端側の部分、つまりインボード側の部分を外径側へ塑性変形させて、その塑性変形部分１２を内輪段部１０ｂのインボード側を向く面１０ｂａに対向させることにより、内輪１０の抜け止めが図られている。

具体的には、図２（Ａ）に示す塑性加工前の状態で、ハブ輪９の環状凹部１１は、そのアウトボード側に向く側面１１ａが内輪段部１０ｂのインボード側を向く面１０ｂａよりも若干インボード側寄りとなる位置に設けられている。また、この状態で、ハブ輪９のインボード側の端面は、内輪１０のインボード側の端面１０ｃよりも若干アウトボード側寄りとなる位置とされている。

上記加工前の状態から、図２（Ｂ）のように、ハブ輪９の環状凹部１１よりもインボード側の部分を、その内径面側に治具１３を圧入して外径側へ塑性変形させる。治具１３は、先端側が小径となったテーパ状（テーパの角度θ）の外径面に成形された圧入部１３ａと圧入部１３ａの後方に圧入部１３ａよりも大径の段部１３ｂとを有するものとされている。

治具１３の圧入部１３ａがハブ輪９の内径面側に圧入され、それにより、ハブ輪９の環状凹部１１よりもインボード側の部分が外径側に塑性変形される。圧入部１３ａが所定量圧入されたところで、治具１３の段部１３ｂが、ハブ輪９のインボード側端部のインボード側を向く突端面９ｃに当接する。段部１３ｂがハブ輪９の突端面９ｃに当接したことの検出には、例えば治具１３の圧入荷重を監視して荷重の立ち上がりを見るとか、段部１３ｂの当接面に圧力センサを設けるなどの種々の方法をとり得る。そして、治具１３の段部１３ｂとハブ輪９の突端面９ｃとの当接を基に治具１３の圧入量を管理する。

これにより、図２（Ｃ）のように、環状凹部１１におけるアウトボード側に向く側面１１ａを、内輪段部１０ｂにおけるインボード側を向く面１０ｂａのみに対向させる。このとき、ハブ輪９の塑性変形部分１２は、内輪１０よりもインボード側へ突出しない。また、ハブ輪９における塑性変形部分１２の外径面と、内輪１０における段部１０ｂとの間には若干の隙間δが確保される。

そして、図２（Ｃ）の例において、治具１３の段部１３ｂとハブ輪９の突端面９ｃとが当接した時点で、塑性変形部分１２は、内輪端部１０ｂのインボード側を向く面１０ｂａに接触した状態にある。従って、治具１３の追加の圧入は必ずしも必要ではない。

一方、図３の例では、治具１３の段部１３ｂとハブ輪９の突端面９ｃとが当接した時点で、塑性変形部分１２と内輪段部１０ｂのインボード側を向く面１０ｂａとの間に隙間δ２が存する。そこで、治具１３の段部１３ｂとハブ輪９の突端面９ｃとが当接した後、追加的に治具１３を圧入することが好ましい。治具１３の追加の圧入により、隙間δ２を少なくし、あるいは、塑性変形部分１２と内輪段部１０ｂのインボード側を向く面１０ｂａとを接触させることができる。治具１３の追加の圧入は、内輪１０が塑性変形しない荷重で定圧にて行ってもよいし、圧入荷重を監視して荷重が立ち上がるまで行ってもよい。

塑性変形部分１２と内輪段部１０ｂのインボード側を向く面１０ｂａとの間の隙間δ２は、塑性変形部分１２の塑性変形量によって変化し、この塑性変形部分１２の塑性変形量は、治具１３の圧入量に依存し、そして治具１３の圧入量は、治具１３の段部１３ｂとハブ輪９の突端面９ｃとの当接を基に管理される。よって、内輪１０が嵌合しているハブ輪９の内輪嵌合面９ｂと突端面９ｃとの位置関係が一定であることが必要とされる。

ここで、図４（Ａ）に示すように、ハブ輪９は、一般に、フランジ９ａのアウトボード側を向く面９ａａまたはパイロット平面９ａｂを基準面とし、ダイヤモンドホイールで成形した砥石１９を用いて軌道面４と内輪嵌合面９ｂとが一体成形される。この時、図４（Ｂ）に拡大して示すように、ハブ輪９の突端面９ｃをも一体研削すれば、内輪嵌合面９ｂと突端面９ｃとの位置関係が一定となり、治具１３の圧入量を厳格に管理することができて好ましい。

また、隙間δ２は、内輪段部１０ｂのインボード側を向く面１０ｂａの位置精度を考慮して設定される場合がある。そこで、内輪段部１０ｂのインボード側を向く面１０ｂａを、段差部とされたハブ輪９の内輪嵌合面９ｂのインボード側に向く面９ｂａ（図４参照）に当接する内輪１０のアウトボード側を向く端面１０ｄ（図１参照）を基準に加工するようにすれば、内輪段部１０ｂのインボード側を向く面１０ｂａの位置精度を高めることができ、隙間δ２を根本的に少なくすることができて好ましい。

再び図１を参照して、この車輪用軸受装置の車両への組み付けにおいては、ハブ輪９の中央孔１４に、等速ジョイント１５の片方の継手部材となる外輪１６のステム部１６ａが挿通されてスプライン嵌合され、ステム部１６ａの先端に螺合するナット１７の締め付けにより、等速ジョイント外輪１６が内方部材２に結合される。このとき、等速ジョイント外輪１６に設けられたアウトボード側に向く段面１６ｂが、内輪１０のインボード側に向く端面１０ｃに押し付けられ、等速ジョイント外輪１６とナット１７とで内方部材２が幅締めされる。車輪取付用のフランジ９ａは、ハブ輪９のアウトボード側端に位置しており、このフランジ９ａにブレーキロータを介して駆動輪となる車輪（いずれも図示せず）がボルト１８で取付けられる。

以上、説明したように、本実施形態の軸受装置の製造方法によれば、治具１３に段部１３ｂを設け、その段部１３ｂがハブ輪９の突端面９ｃと当接するまで治具１３を圧入しているので、治具１３の圧入量を管理でき、ハブ輪９の塑性変形部分１２の塑性変形量を厳密に且つ容易に管理することができる。

そして、治具１３の段部１３ｂとハブ輪９の突端面９ｃとが当接した後にさらに治具１３を圧入するようにすれば、軸方向に対向するハブ輪９の塑性変形部分１２と内輪１０との隙間δ２をさらに少なくし、あるいは、両者を接触させることができ、内輪１０の位置ずれをより抑制することができる。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

例えば、上述した実施形態では、治具１３の段部１３ｂをハブ輪９の突端面９ｃに当接させることにより治具１３の圧入量を管理するようにしているが、ハブ輪９の突端面９ｃに当接させることに替えて、図５に示すように、内輪１０のインボード側に向く端面１０ｃに当接させるようにしてもよい。

内輪１０のインボード側に向く端面１０ｃは、内輪１０のアウトボード側を向く端面１０ｄ（図１参照）を基準として研削される。そのため、内輪１０のインボード側に向く端面１０ｃは、内輪アウトボード側端面１０ｄと対向するハブ輪端面９ｂａ（図４参照）に対して位置のばらつきがほとんどない。そこで、内輪１０のインボード側に向く端面１０ｃを治具１３の段部１３ｂとの当接面とし、治具の圧入量を管理することができる。

内輪１０のインボード側に向く端面１０ｃを治具１３の段部１３ｂとの当接面とする場合に、両者の当接後にさらに治具１３の追加の圧入を行うと、内輪１０が軸方向に弾性変形する一方でハブ輪９の塑性変形部分１２はさらに塑性変形し、治具１３が取り外された後に内輪１０が弾性変形から復元して塑性変形部分１２と内輪端部１０ｂのインボード側を向く面１０ｂａとの係合がより強固なものとなるので、好ましい。尚、内輪１０の変形が弾性変形であるので、転走面４や転動体５に圧こんが生じる虞もない。

また、上述した実施形態ではハブ輪９のインボード側端部の外周に環状凹部１１を設け、このハブ輪９の環状凹部１１よりも先端側の部分を外径側へ塑性変形させるものとして説明したが、本発明の軸受装置の製造方法の実施において環状凹部１１は省略することもできる。即ち、図６（Ａ）には治具１３の段部１３ｂをハブ輪９の突端面９ｃに当接させる場合、また、同図（Ｂ）には治具１３の段部１３ｂを内輪１０のインボード側に向く端面１０ｃに当接させる場合のハブ輪９の組成加工の変形例をそれぞれ示しているが、いずれの場合もハブ輪９のインボード側端部の外周に環状凹部１１は設けておらず、ハブ輪９のインボード側端部において内輪段部１０ｂのインボード側を向く面１０ｂよりもインボード側に配置される先端側部分を外径側に塑性変形させ、塑性変形部分１２´を内輪段部１０ｂのインボード側を向く面１０ｂａに対向させている。なお、本願での塑性加工としては、ハブ輪を拡径させる加工、あるいはかしめ広げる加工が考えられる。

（Ａ）は本発明の一実施形態に係る軸受装置の製造方法が適用される軸受装置の断面図、（Ｂ）は同図（Ａ）における点線円Ｉで囲まれた部分の拡大断面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は図１の軸受装置におけるハブ輪の塑性加工を説明する要部拡大断面図である。 図１の軸受装置におけるハブ輪の塑性加工の変形例を説明する要部拡大断面図である。 （Ａ）はハブ輪の成形加工を説明する断面図、（Ｂ）は同図（Ａ）における点線ＩＩで囲まれた部分の拡大断面図である。 図１の軸受装置におけるハブ輪の塑性加工の他の変形例を説明する要部拡大断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は図１の軸受装置におけるハブ輪の塑性加工の他の変形例を説明する要部拡大断面図である。 （Ａ）は従来の軸受装置の断面図、（Ｂ）は同図（Ａ）における点線円ＩＩＩで囲まれた部分の拡大断面図ある。

符号の説明

１ 外方部材
２ 内方部材
３ 転走面
４ 転走面
５ 転動体
９ ハブ輪
１０ 内輪
１１ 環状凹部
１２ 塑性変形部分
１３ 治具
１３ａ 圧入部
１３ｂ 段部

Claims (2)

1. 内周に複列の転走面を有する外方部材と、前記外方部材の前記各転走面に対向する転走面を外周に複列に有する内方部材と、前記外方部材及び前記内方部材の相対向する前記転走面の間にそれぞれ介装された複数の転動体と、を備え、
   前記内方部材が、当該内方部材の一方の前記転走面が形成されたハブ輪と、当該内方部材の他方の前記転走面が形成されて前記ハブ輪の一端部に外嵌した内輪と、を含み、
   前記ハブ輪の先端側部分を塑性変形させて前記内輪に軸方向に対向させ、それにより前記内輪の抜け止めを行った軸受装置の製造方法であって、
   前記ハブ輪の前記先端側部分を塑性変形せしめる治具に、前記先端側部分に圧入される圧入部と、前記圧入部の後方に当該圧入部よりも大径の段部を設け、
   前記治具の前記段部と前記ハブ輪の前記先端側部分あるいは前記内輪の端部とを当接させて前記治具の前記圧入部の圧入量を管理することを特徴とする軸受装置の製造方法。
2. 前記治具の前記段部と前記ハブ輪の前記先端側部分あるいは前記内輪の端部とが当接した後にさらに前記治具を圧入することを特徴とする請求項１に記載の軸受装置の製造方法。

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