JP2014206191A - 車輪用軸受装置の軸受すきま管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】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管理方法を提供する。【解決手段】ハブ輪４の小径段部４ｂに内輪５を圧入する際に、軸受すきまが正の状態で圧入を一旦止め、この状態のハブ輪４と内輪５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完了した後、ハブ輪４と内輪５の基準面間の軸方向寸法Ｔ１を実測し、この状態の軸方向すきまδ１を式δ１＝δ０−（Ｔ０−Ｔ１）に基づいて求め、これらδ１とＴ１を製品個々に印字された識別コードと共に加締装置に転送して記憶させ、加締工程直前に識別コードを照合させることでフィードバックさせ、加締加工後のハブ輪４と内輪５の基準面間の軸方向寸法Ｔ２を軸受すきまδ２となるように式Ｔ２＝δ２—δ１−Ｔ１に基づいて求め、加締装置の加工終了端の位置を変化させるようにした。【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管理方法、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管理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。この種の車輪用軸受装置の代表的な一例を図１３に示す。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ター側（図１３の左側）、中央寄り側をインナー側（図１３の右側）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５１と外方部材５２、および両部材５１、５２間に転動自在に収容された複列のボール５３、５３とを備えている。内方部材５１は、ハブ輪５４と、このハブ輪５４に圧入された別体の内輪５５とからなる。

ハブ輪５４は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ５６を一体に有し、この車輪取付フランジ５６の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト５６ａが植設されている。また、ハブ輪５４の外周には内側転走面５４ａと、この内側転走面５４ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部５４ｂ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）５４ｃが形成されている。

一方、内輪５５は外周に内側転走面５５ａが形成され、ハブ輪５４の小径段部５４ｂに圧入され、この小径段部５４ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５４ｄにより、ハブ輪５４に対して内輪５５が軸方向へ抜けるのを防止している。

外方部材５２は、外周に車体（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ５２ｂを一体に有し、内周には複列の外側転走面５２ａ、５２ａが一体に形成されている。そして、それぞれの転走面５２ａ、５４ａと５２ａ、５５ａ間に複列のボール５３、５３が収容され、保持器５７、５７によりこれら複列のボール５３、５３が転動自在に保持されている。また、外方部材５２の両端部にはシール５８、５９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。

この車輪用軸受装置では、ハブ輪５４の小径段部５４ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部５４ｄにより内輪５５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５５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、軸受装置ごとの予圧量を精度よく管理することが難しい。

そのため、まず、車輪用軸受装置の組立過程において、図１４に示すように、内輪５５をハブ輪５４の小径段部５４ｂに圧入し、内輪５５の小端面６０がハブ輪５４の肩部６１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５５の小端面６０とハブ輪５４の肩部６１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５５の基準面（大端面）６２からハブ輪５４の基準面（フランジ側面）６３までの軸方向寸法ｔ０を測定し、さらに、内方部材５１に対する外方部材５２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１５に示すように、内輪５５の小端面６０がハブ輪５４の肩部６１に当接するまで内輪５５を圧入し、内輪５５の基準面６２からハブ輪５４の基準面６３までの軸方向寸法ｔ１を測定する。そして、ハブ輪５４に内輪５５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。

続いて、加締加工を行い、図１３に示すように、加締後の内輪５５の基準面６２からハブ輪５４の基準面６３までの軸方向寸法ｔ２を測定する。加締加工により軸受すきまが減少するため予圧量は増加するが、そのすきま減少量（予圧増加量）はｔ１−ｔ２で表わされる。したがって、加締後の最終組立品における軸受すきま（予圧量）δ２は、式δ２＝δ１＋（ｔ１−ｔ２）で求めることができる。

こうした従来の軸受すきま管理では、車輪用軸受装置の組立過程において実測した値に基づいて組立後の負の軸受すきまを管理することにより、適正な予圧量が保証された車輪用軸受装置を提供することができる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００１−２２５６０６号公報

然しながら、こうした従来の技術では、軸受の予圧量は、加締加工を完了した最終組立品における軸受すきま（予圧量）δ２で求められるが、実際の組立工程では、加締前の軸受すきまδ１のバラツキや、加締加工による軸受すきまの減少量ｔ１−ｔ２のバラツキにより、最終の軸受すきまδ２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、予め測定された製品個々の加締前の軸受すきまと組立幅より、これらの測定値をコンピュータに取り込むと共に演算処理し、加締後の軸受すきまが一定になるよう、加締装置の加工終了端の位置を補正することで、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管理方法を提供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、外周に車体に取り付けられるための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一体に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、外周に軸方向に延びる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嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、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、前記ハブ輪の小径段部または外側継手部材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または外側継手部材が前記ハブ輪に結合された車輪用軸受装置の軸受すきま管理方法において、前記ハブ輪の小径段部に前記内輪または外側継手部材を圧入する際に、軸受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）に基づいて求めると共に、加締加工後の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Ｔ２を加締加工後の軸受すきまδ２の目標値となるように、式Ｔ２＝δ２―δ１−Ｔ１に基づいて求め、加締装置の加工終了端の位置を変化させるようにした。

このように、ハブ輪の小径段部または外側継手部材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または外側継手部材が前記ハブ輪に結合された車輪用軸受装置の軸受すきま管理方法において、ハブ輪の小径段部に内輪または外側継手部材を圧入する際に、軸受すきまが正の状態で圧入を一旦止め、この状態におけるハブ輪と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、ハブ輪と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）に基づいて求めると共に、加締加工後のハブ輪と内輪または外側継手部材の基準面間の軸方向寸法Ｔ２を加締加工後の軸受すきまの目標値δ２となるように、式Ｔ２＝δ２―δ１−Ｔ１に基づいて求め、加締装置の加工終了端の位置を変化させるようにしたので、ハブ輪や外側継手部材の素材バラツキや寸法バラツキ等があっても、所望の軸受すきまを正確に設定することができると共に、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、加締不足や加締過ぎといった性能上不都合な不良品の発生を確実に防止することができ、製品コストを低減することができる。

また、請求項２に記載の発明のように、前記加締装置の加工終了端の位置を可動式のストッパにより任意に変化させるようにしたら良い。

また、請求項３に記載の発明のように、前記内輪の加締加工による変形量を予め測定しておき、その変形量を軸方向に換算した修正値が加締加工後の前記軸受すきまδ２に加味されていれば、一層正確な軸受すきま管理を行うことができる。

また、請求項４に記載の発明のように、前記加締加工前の軸受すきまδ１と軸方向寸法Ｔ１を製品個々に印字された識別コードと共に前記加締装置に転送して記憶させると共に、これらの情報を加締工程直前に前記識別コードを照合させることで取り出すようにすれば、ハブ輪に内輪または外側継手部材を圧入する工程と加締工程が離れていても、精度良く、かつ安定して軸受の予圧量を効果的に管理することができる。

また、請求項５に記載の発明のように、前記内方部材が前記ハブ輪と外側継手部材とからなり、この外側継手部材がカップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延びる円筒状の軸部とを一体に有し、この軸部に前記ハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して円筒嵌合するインロウ部と、このインロウ部の端部にセレーションが形成され、このセレーションに噛合するセレーションが前記ハブ輪の内周に形成されると共に、前記外側継手部材を受け台上に縦置きに載置した状態で、前記ハブ輪を押圧して予圧が付与され、その後、前記外側継手部材の軸部の端部を径方向外方に塑性変形させても良い。

本発明に係る車輪用軸受装置の軸受すきま管理方法は、外周に車体に取り付けられるための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一体に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、外周に軸方向に延びる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嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、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、前記ハブ輪の小径段部または外側継手部材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または外側継手部材が前記ハブ輪に結合された車輪用軸受装置の軸受すきま管理方法において、前記ハブ輪の小径段部に前記内輪または外側継手部材を圧入する際に、軸受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）に基づいて求めると共に、加締加工後の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Ｔ２を加締加工後の軸受すきまδ２の目標値となるように、式Ｔ２＝δ２―δ１−Ｔ１に基づいて求め、加締装置の加工終了端の位置を変化させるようにしたので、ハブ輪や外側継手部材の素材バラツキや寸法バラツキ等があっても、所望の軸受すきまを正確に設定することができると共に、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、加締不足や加締過ぎといった性能上不都合な不良品の発生を確実に防止することができ、製品コストを低減することができる。

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。 図１のアウター側のシールを示す要部拡大図である。 図１のインナー側のシールを示す要部拡大図である。 図１の内輪の圧入過程を示す説明図である。 図１の内輪の圧入完了後を示す説明図である。 加締装置を示す説明図である。 図６の加締装置における加締加工を示す説明図である。 本発明に係る軸受すきま管理方法を示す工程図である。 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。 図９の外側継手部材の圧入過程を示す説明図である。 図９の外側継手部材の圧入完了後を示す説明図である。 図６の加締装置における加締加工を示す説明図である。 従来の車輪用軸受装置の最終組立品を示す縦断面図である。 図１３の車輪用軸受装置の内輪圧入過程を示す説明図である。 図１３の車輪用軸受装置の内輪圧入完了時を示す説明図である。

外周に車体に取り付けられるための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一体に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の一方に対向する内側転走面と、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所定のシメシロを介して圧入され、外周に前記複列の外側転走面の他方に対向する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、前記ハブ輪の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前記ハブ輪に結合された車輪用軸受装置の軸受すきま管理方法において、前記ハブ輪の小径段部に前記内輪を圧入する際に、軸受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内輪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、前記ハブ輪と内輪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）に基づいて求め、これら加締加工前の軸受すきまδ１と軸方向寸法Ｔ１を製品個々に印字された識別コードと共に前記加締装置に転送して記憶させると共に、これらの情報を加締工程直前に当該識別コードを照合させることで取り出してフィードバックさせ、加締加工後の前記ハブ輪と内輪の基準面間の軸方向寸法Ｔ２を加締加工後の軸受すきまδ２の目標値となるように、式Ｔ２＝δ２―δ１−Ｔ１に基づいて求め、加締装置の加工終了端の位置を変化させるようにした。

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、図１のアウター側のシールを示す要部拡大図、図３は、図１のインナー側のシールを示す要部拡大図、図４は、図１の内輪の圧入過程を示す説明図、図５は、図１の内輪の圧入完了後を示す説明図、図６は、加締装置を示す説明図、図７は、図６の加締装置における加締加工を示す説明図、図８は、本発明に係る軸受すきま管理方法を示す工程図である。

図１に示す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２、および両部材１、２間に転動自在に収容された複列の転動体（ボール）３、３とを備えている。内方部材１は、ハブ輪４と、このハブ輪４に圧入された別体の内輪５とからなる。

ハブ輪４は、アウター側の端部に車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ６を一体に有し、この車輪取付フランジ６の円周等配位置には車輪を固定するためのハブボルト６ａが植設されている。また、ハブ輪４の外周には内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部４ｂ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）４ｃが形成されている。

このハブ輪４はＳ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、内側転走面４ａをはじめ、後述するアウター側のシール８が摺接してシールランド部となる車輪取付フランジ６の基部６ｂから小径段部４ｂに亙って高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層が形成されている。なお、小径段部４ｂ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５は、外周に内側転走面５ａが形成され、ハブ輪４の小径段部４ｂに圧入され、小径段部４ｂの端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部４ｄにより、ハブ輪４に対して軸方向に固定されている。内輪５および転動体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２は、外周に車体（図示せず）に取り付けられるための車体取付フランジ２ｂを一体に有し、内周に複列の外側転走面２ａ、２ａが一体に形成されている。この外方部材２は、ハブ輪４と同様、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼で形成され、少なくともこの複列の外側転走面２ａ、２ａに高周波焼入れによって表面硬さを５８〜６４ＨＲＣの範囲に所定の硬化層が形成されている。そして、それぞれの転走面２ａ、４ａと２ａ、５ａ間に保持器７、７を介して複列の転動体３、３が転動自在に収容されている。また、外方部材２と内方部材１との間に形成される環状空間の両側開口部にはシール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。

本実施形態では、アウター側のシール８は、図２に拡大して示すように、芯金１０と、この芯金１０に一体に加硫接着されたシール部材１１とからなる一体型のシールで構成されている。芯金１０は、フェライト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ４３０系等）やオーステナイト系ステンレス鋼板（ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４系等）、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板（ＪＩＳ規格のＳＰＣＣ系等）からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、外方部材２のアウター側の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部１０ａと、この嵌合部１０ａの端部から径方向内方に延びる内径部１０ｂとを有している。そして、内径部１０ｂから嵌合部１０ａに亙る外表面を覆うように、シール部材１１が回り込んで接合され、所謂ハーフメタル構造をなしている。これにより、嵌合部１０ａの気密性を高めて軸受内部を保護することができる。

一方、シール部材１１は、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）等の合成ゴムからなり、径方向外方に傾斜して延び、円弧状に形成された車輪取付フランジ６の基部６ｂに摺接されるサイドリップ１１ａとダストリップ１１ｂ、および軸受内方側に傾斜して延びるグリースリップ１１ｃを一体に備えている。なお、シール部材１１の材質としては、例示したＮＢＲ以外にも、例えば、耐熱性に優れたＨＮＢＲ（水素化アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）等をはじめ、耐熱性、耐薬品性に優れたＡＣＭ（ポリアクリルゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）、あるいはシリコンゴム等を例示することができる。

ここで、各シールリップの摺接部には、予め車輪用軸受に封入されるグリースと少なくとも増ちょう剤が同一のグリース１２が塗布されている。これにより、リップの摩擦トルクが低減し、軸受性能を確保しつつシール８の回転トルクを低減させることができる。

また、インナー側のシール９は、図３に拡大して示すように、断面が略Ｌ字状に形成されて互いに対向配置された環状のシール板１３とスリンガ１４とからなる、所謂パックシールと呼称される複合型のシールを構成している。

環状のシール板１３は、外方部材２のインナー側の端部内周に圧入された芯金１５と、この芯金１５に一体に加硫接着されたシール部材１６とからなる。芯金１５は、フェライト系ステンレス鋼板やオーステナイト系ステンレス鋼板、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、外方部材２の端部内周に所定のシメシロを介して圧入される円筒状の嵌合部１５ａと、この嵌合部１５ａの端部から径方向内方に延びる内径部１５ｂを有している。そして、芯金１５の嵌合部１５ａの先端部が薄肉に形成されると共に、この先端部を覆うようにシール部材１６が回り込んで接合されてハーフメタル構造をなしている。

一方、スリンガ１４は、フェライト系ステンレス鋼板やオーステナイト系ステンレス鋼板、あるいは、防錆処理された冷間圧延鋼板からプレス加工にて断面が略Ｌ字状に形成され、内輪５の外周面に圧入される円筒部１４ａと、この円筒部１４ａから径方向外方に延びる立板部１４ｂとからなる。なお、スリンガ１４の立板部１４ｂの外縁は、シール部材１６と僅かな径方向すきまを介して対峙しラビリンスシール１７を構成している。

シール部材１６はＮＢＲ等の合成ゴムからなり、スリンガ１４の立板部１４ｂのアウター側の側面に所定の軸方向シメシロを介して摺接するサイドリップ１６ａと、このサイドリップ１６ａの内径側で二股状に形成され、スリンガ１４の円筒部１４ａの外周面に所定の径方向シメシロを介して摺接するグリースリップ１６ｃとダストリップ１６ｂを有している。そして、立板部１４ｂのインナー側の側面に磁気エンコーダ１８が加硫接着等で一体に接合されている。この磁気エンコーダ１８は、ゴム等のエラストマにフェライト等の磁性体粉が混入され、周方向に交互に磁極Ｎ、Ｓが着磁されて車輪の回転速度検出用のロータリエンコーダを構成している。

なお、ここでは、転動体３にボールを用いた複列アンギュラ玉軸受で構成された車輪用軸受装置を例示したが、本発明に係る車輪用軸受装置はこれに限らず、例えば、転動体に円錐ころからなる複列円錐ころ軸受で構成されたものであっても良い。また、ハブ輪４の外周に直接内側転走面４ａが形成された第３世代構造の車輪用軸受装置を例示したが、これに限らず、ハブ輪の小径段部に一対の内輪が圧入固定される第２世代構造であっても良い。

次に、前述した車輪用軸受装置の軸受すきまの管理方法について詳述する。まず、車輪用軸受装置の組立過程において、図４に示すように、内輪５をハブ輪４の小径段部４ｂに圧入し、内輪５の小端面１９がハブ輪４の肩部２０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５の小端面１９とハブ輪４の肩部２０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、車輪用軸受装置を縦置きにし、内輪５の基準面（大端面）２１からハブ輪４の基準面（車輪取付フランジ６のアウター側の側面）２２までの軸方向寸法（組立幅）Ｔ０を測定し、さらに、内方部材１に対する外方部材２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。なお、ハブ輪４の基準面は車輪取付フランジ６のアウター側の側面２２に限らず、ハブ輪４のアウター側の端面２３とし、内輪５の基準面（大端面）２１からハブ輪４の基準面２３までの軸方向寸法Ｔ０’を測定しても良い。

続いて、図５に示すように、内輪５の小端面１９がハブ輪４の肩部２０に当接するまで内輪５を圧入し、内輪５の基準面２１からハブ輪４の基準面２２までの軸方向寸法Ｔ１を測定する。そして、ハブ輪４に内輪５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。

前述した加締加工の前に、加締装置の加工終了端の位置を補正するための演算を行う。加締装置２４は、図６に示すように、加工終了端の位置を可動式のストッパ２５により任意に変化させることが可能である。具体的には、加締ヘッド２６を所定のストローク量Ｌだけ下降させ、この加締ヘッド２６に固定された加締治具２７を受け台Ｂに縦置きに載置されたワーク（車輪用軸受装置）Ｗに衝合させる。そして、図７に示すように、加締装置２４の加工終了端を変化させると、加工後の製品の組立幅Ｔ２が変化する。すなわち、加締加工による軸受すきま（軸方向すきま）の変化量が変化することになる。この時、加締後の最終組立品の軸受すきま（予圧量）δ２は式δ２＝δ１＋（Ｔ１＋Ｔ２）により求めることができる。

ここで、最終組立品の軸受すきまδ２を一定として、予め測定された製品個々のδ１、Ｔ１よりＴ２を演算して求める。換言すれば、製品個々のδ１、Ｔ１より演算されたＴ２となるように、加締装置２４の加工終了端の位置をストッパ２５により調整して加締加工をする。すなわち、加締加工後のハブ輪４と内輪５の基準面間の軸方向寸法Ｔ２を加締加工後の軸受すきまδ２の目標値となるように、式Ｔ２＝δ２―δ１−Ｔ１に基づいて求め、加締装置２４の加工終了端の位置を変化させる。これにより、最終組立品の軸受すきまを一定に保持することが可能となる。

さらに、実際の組立工程では、δ１、Ｔ１を測定する工程、すなわち、ハブ輪４に内輪５を圧入する工程と加締工程は離れているため、製品個々のδ１、Ｔ１の測定値を加締工程までフィードバックさせることは実質的に困難である。そのため、本実施形態では、図８に示すように、製品個々にＱＲコード（登録商標）等の識別コード２８を印字すると共に、この識別コードと共にδ１、Ｔ１の測定値をメモリや磁気装置等に転送して記憶させ、その情報を加締工程直前に識別コード２８を照合させることでそれを読み取り、フィードバックさせることが有効である。なお、δ１、Ｔ１の測定値を識別コード２８として記憶させたり、また、識別コード２８と共にこれらのδ１、Ｔ１の測定値を印字しても良い。これにより、製品ごとの中間記録データが製品上に残せるので、ユーザで中間記録データを確認したいニーズがあれば、わざわざ製造工場の記憶手段を閲覧せずともデータが閲覧できる。

これにより、加締加工前の軸受すきまが大きい場合には、組立幅（Ｔ１−Ｔ２）が小さくなるように加締加工を調整し、逆に加締加工前の軸受すきまが小さい場合には、組立幅（Ｔ１−Ｔ２）が大きくなるように加締加工を調整することで、例えば、ハブ輪４の素材バラツキや寸法バラツキ等があっても、所望の軸受すきまを正確に設定することができると共に、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、加締不足や加締過ぎといった性能上不都合な不良品の発生を確実に防止することができ、製品コストを低減することができる。

なお、内輪５を加締部４ｄによって軸方向に固定する場合、内輪５が軸方向のみならず径方向にも変形して軸受すきまに影響することが考えられる。本実施形態では、内輪５の加締加工による変形量を予め測定しておき、その変形量を軸方向に換算した修正値γを軸受すきまの実測値δ２に加味することにより、一層正確な軸受すきま管理を行うことができる。

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管理方法は、図９に示す第４世代構造のものにも適用することができる。ここで、図９は、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、図１０は、図９の外側継手部材の圧入過程を示す説明図、図１１は、図９の外側継手部材の圧入完了後を示す説明図、図１２は、図６の加締装置における加締加工を示す説明図である。なお、前述した第１の実施形態（図１）と同一部位、同一部品、あるいは同一の機能を有する部品や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２９と外方部材２、および両部材２９、２間に転動自在に収容された複列の転動体３、３とを備えている。内方部材２９は、ハブ輪３０と、このハブ輪３０に一体に結合された等速自在継手の外側継手部材３１とからなる。

ハブ輪３０は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、アウター側の端部に車輪取付フランジ６を一体に有し、外周に内側転走面４ａと、この内側転走面４ａから軸方向に延びる円筒状の小径段部３０ａが形成され、内周にセレーション（またはスプライン）３０ｂが形成されている。そして、内側転走面４ａをはじめ、アウター側のシール８が摺接する基部６ｂから小径段部３０ａ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。

等速自在継手は、外側継手部材３１と、図示しない継手内輪、ケージ、およびトルク伝達ボールとからなる。外側継手部材３１は、カップ状のマウス部３２と、このマウス部３２の底部をなし、インナー側のシール９が装着される肩部３３と、この肩部３３から軸方向に延びる円筒状の軸部３４とを一体に有している。肩部３３の外周には、前記外方部材２の複列の外側転走面２ａ、２ａに対向するインナー側の内側転走面３３ａが形成されると共に、軸部３４には、ハブ輪３０の小径段部３０ａに所定のシメシロを介して円筒嵌合するインロウ部３４ａと、このインロウ部３４ａの端部にセレーション３０ｂに噛合するセレーション（またはスプライン）３４ｂが形成されている。

外側継手部材３１は、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼からなり、内側転走面３３ａをはじめ、肩部３３からおよび軸部３４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３４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。

そして、外側継手部材３１の肩部３３と軸部３４との段部（肩部）３５にハブ輪３０の小径段部３０ａの端面が衝合され、突合せ状態になるまでハブ輪３０に軸部３４が内嵌される。さらに、この軸部３４の端部を径方向外方に塑性変形させて形成した加締部３４ｃにより、ハブ輪３０と外側継手部材３１とが一体に塑性結合されている。

ここで、ハブ輪３０に外側継手部材３１を加締加工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１０に示すように、外側継手部材３１をハブ輪３０の小径段部３０ａに圧入し、外側継手部材３１の段部３５がハブ輪３０の小径段部３０ａの端面３６に当接する手前で一旦止める。この時点では外側継手部材３１の段部３５とハブ輪３０の小径段部３０ａの端面３６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３１の基準面（肩部３３の側面）３７からハブ輪３０の基準面２２までの軸方向寸法Ｔ０を測定し、さらに、内方部材２９に対する外方部材２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。

なお、ハブ輪３０の基準面は車輪取付フランジ６のアウター側の側面２２に限らず、ハブ輪３０のアウター側の端面３８とし、軸方向寸法Ｔ０’を測定しても良いし、また、外側継手部材３１の基準面（マウス部３２の段部３２ａ）３９からハブ輪３０の基準面２２までの軸方向寸法Ｔ０”を測定しても良い。

続いて、図１１に示すように、外側継手部材３０の段部３５がハブ輪３０の小径段部３０ａの端面３６に当接するまで外側継手部材３１を圧入し、外側継手部材３１の基準面３７からハブ輪３０の基準面２２までの軸方向寸法Ｔ１を測定する。そして、ハブ輪３０に外側継手部材３１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。

次に、図１２に示すように、予圧および圧入力を支える受け台Ｂで外側継手部材３１を縦置きに載置した状態で、ハブ輪３０の車輪取付フランジ６を押圧して予圧を付与しておき、外側継手部材３１の軸部３４の端部を径方向外方に塑性変形（加締加工）させて加締部３４ｃが形成される。すなわち、前述した実施形態と同様、加締ヘッド２６を所定のストローク量だけ下降させ、この加締ヘッド２６に固定された加締治具２７をワーク（車輪用軸受装置）Ｗに衝合させる。

ここで、加締加工の前に、加締装置の加工終了端の位置を補正するための演算を行い、その情報が加締装置２４に転送される。図示しないストッパにより所定のストローク量が設定され、製品個々の加締装置２４の加工終了端を変化させると、加工後の製品の組立幅Ｔ２が変化し、加締加工による軸受すきまの変化量が変化することになる。そして、加締後の最終組立品の軸受すきまδ２は式δ２＝δ１＋（Ｔ１＋Ｔ２）により求めることができる。

本実施形態においても、最終組立品の軸受すきまδ２を一定として、予め測定された製品個々のδ１、Ｔ１よりＴ２を演算して求める。すなわり、製品個々のδ１、Ｔ１より演算されたＴ２となるように、加締装置２４の加工終了端の位置をストッパ２５により調整して加締加工をすることで、最終組立品の軸受すきまを一定に保持することができる。

なお、組立幅Ｔ０だけでなく、Ｔ１、Ｔ２を測定するための基準面として前述したハブ輪３０のアウター側の端面３８とし、軸方向寸法Ｔ１’、Ｔ２’を測定しても良いし、また、外側継手部材３１の基準面（マウス部３２の段部３２ａ）３９からハブ輪３０の基準面２２までの軸方向寸法Ｔ１”、Ｔ２”を測定しても良い。

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。

１、２９ 内方部材
２ 外方部材
２ａ 外側転走面
２ｂ 車体取付フランジ
３ 転動体
４、３０ ハブ輪
４ａ、５ａ、３３ａ 内側転走面
４ｂ、３０ａ 小径段部
４ｃ、３０ｂ、３４ｂ セレーション
４ｄ、３４ｃ 加締部
５ 内輪
６ 車輪取付フランジ
６ａ ハブボルト
６ｂ 車輪取付フランジのインナー側の基部
７ 保持器
８ アウター側のシール
９ インナー側のシール
１０、１５ 芯金
１０ａ、１５ａ 嵌合部
１０ｂ、１５ｂ 内径部
１１、１６ シール部材
１１ａ、１６ａ サイドリップ
１１ｂ、１６ｂ ダストリップ
１１ｃ、１６ｃ グリースリップ
１２ グリース
１３ シール板
１４ スリンガ
１４ａ 円筒部
１４ｂ 立板部
１７ ラビリンスシール
１８ 磁気エンコーダ
１９ 内輪の小端面
２０、３６ ハブ輪の小径段部の端面
２１ 内輪の大端面
２２ 車輪取付フランジのアウター側の側面
２３、３８ ハブ輪のアウター側の端面
２４ 加締装置
２５ ストッパ
２６ 加締ヘッド
２７ 加締治具
２８ 識別コード
３１ 外側継手部材
３２ マウス部
３３ 肩部
３４ 軸部
３４ａ インロウ部
３５ 外側継手部材の段部
３７ 外側継手部材の肩部の側面
３９ マウス部の段部
５１ 内方部材
５２ 外方部材
５２ａ 外側転走面
５２ｂ 車体取付フランジ
５３ ボール
５４ ハブ輪
５４ａ、５５ａ 内側転走面
５４ｂ 小径段部
５４ｃ セレーション
５４ｄ 加締部
５５ 内輪
５６ 車輪取付フランジ
５６ａ ハブボルト
５７ 保持器
５８、５９ シール
６０ 内輪の小端面
６１ ハブ輪の肩部
６２ 内輪の大端面
６３ 車輪取付フランジのアウター側の側面
Ｂ 受け台
Ｌ 加締装置のストローク量
Ｓ 間隔
ｔ０ 内輪が圧入される前の軸受幅
Ｔ０、Ｔ０’、Ｔ０” 内輪（外側継手部材）が圧入される前の軸受幅
ｔ１ 内輪が圧入された後の軸受幅
Ｔ１、Ｔ１’、Ｔ１” 内輪（外側継手部材）が圧入された後の軸受幅
ｔ２ 加締後の軸受幅
Ｔ２、Ｔ２’、Ｔ２” 加締後の軸受幅
Ｗ ワーク
δ０ 軸受の初期軸受すきま
δ１ 内輪が圧入された後の軸受の軸方向すきま
δ２ 最終組立品における軸受すきま
γ 内輪の変形量の修正値

Claims (5)

1. 外周に車体に取り付けられるための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一体に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、外周に軸方向に延びる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嵌合された内輪または等速自在継手の外側継手部材からなり、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、
   前記ハブ輪の小径段部または外側継手部材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または外側継手部材が前記ハブ輪に結合された車輪用軸受装置の軸受すきま管理方法において、
   前記ハブ輪の小径段部に前記内輪または外側継手部材を圧入する際に、軸受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）に基づいて求めると共に、
   加締加工後の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Ｔ２を加締加工後の軸受すきまδ２の目標値となるように、式Ｔ２＝δ２―δ１−Ｔ１に基づいて求め、加締装置の加工終了端の位置を変化させ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管理方法。
2. 前記加締装置の加工終了端の位置を可動式のストッパにより任意に変化させ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管理方法。
3. 前記内輪の加締加工による変形量を予め測定しておき、その変形量を軸方向に換算した修正値が加締加工後の前記軸受すきまδ２に加味されている請求項１に記載の車輪用軸受装置の軸受すきま管理方法。
4. 前記加締加工前の軸受すきまδ１と軸方向寸法Ｔ１を製品個々に印字された識別コードと共に前記加締装置に転送して記憶させると共に、これらの情報を加締工程直前に前記識別コードを照合させることで取り出すようにした請求項１または２に記載の車輪用軸受装置の軸受すきま管理方法。
5. 前記内方部材が前記ハブ輪と外側継手部材とからなり、この外側継手部材がカップ状のマウス部と、このマウス部の底部をなす肩部と、この肩部から軸方向に延びる円筒状の軸部とを一体に有し、この軸部に前記ハブ輪の小径段部に所定のシメシロを介して円筒嵌合するインロウ部と、このインロウ部の端部にセレーションが形成され、このセレーションに噛合するセレーションが前記ハブ輪の内周に形成されると共に、前記外側継手部材を受け台上に縦置きに載置した状態で、前記ハブ輪を押圧して予圧が付与され、その後、前記外側継手部材の軸部の端部を径方向外方に塑性変形させている請求項１に記載の車輪用軸受装置の軸受すきま管理方法。

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