JP2021042762A - ハブユニット軸受およびその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】転動体に付与される予圧を、より正確に管理することができる方法を実現する。【解決手段】内輪１３をハブ輪１４の嵌合筒部１７に外嵌し、かつ、かしめ部１９を形成した後の内輪１３の外径寸法Ｄ１と、内輪１３を嵌合筒部１７に外嵌する以前の内輪１３の外径寸法Ｄ０との差である内輪膨張量ΔＤに基づいて、ハブユニット軸受１のアキシアル隙間減少量ΔＣを求める。【選択図】図２

Description

本発明は、自動車の車輪および制動用回転体を懸架装置に対して回転自在に支持するためのハブユニット軸受、および、その製造方法に関する。
自動車の車輪および制動用回転体は、ハブユニット軸受により懸架装置に対して回転自在に支持される。ハブユニット軸受は、内周面に複列の外輪軌道を有する外輪と、外周面に複列の内輪軌道を有するハブと、前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に転動自在に配置された複数個の転動体とを備える。
前記ハブは、内輪とハブ輪とを備える。前記内輪は、軸方向外側の端面を、前記ハブ輪の軸方向中間部に備えられ、軸方向内側を向いた段差面に突き当てた状態で、前記ハブ輪の軸方向内側部分に備えられた嵌合筒部に、圧入により外嵌されている。この状態で、前記嵌合筒部のうちで前記内輪の軸方向内側の端面よりも軸方向内側に突出した筒状部を、径方向外側に向けて塑性変形させることで形成したかしめ部により、前記内輪の軸方向内側の端面を押え付けている。これにより、前記内輪と前記ハブ輪とを結合固定し、かつ、前記転動体に予圧を付与している。
ハブユニット軸受では、転動体に付与した予圧が適正範囲に収まっていないと、予圧が大きすぎる場合には、ハブユニット軸受の寿命が短くなったり、ハブユニット軸受の動トルク（回転抵抗）が増大して自動車の走行性能が低下したりし、反対に、予圧が小さすぎる場合には、モーメント剛性が不足し、車両の操安性が悪化するなどの不具合を招く。このため、転動体に付与する予圧に関しては、厳しい管理が要求される。
特開２００３−１３９７９号公報（特許文献１）には、ハブ輪に内輪を外嵌した後、かしめ部を形成する前後の内輪の外径寸法を測定することで、該内輪の外径寸法の膨張量に基づいて、かしめ部から内輪に加わる軸力を管理する方法が記載されている。特開２００３−１３９７９号公報に記載の方法によれば、かしめ部の軸力が不足して、ハブ輪と内輪との間でクリープが発生したり、かしめ部の軸力が過大になって、内輪軌道に圧痕が形成されたりすることを防止できる。
特開２００３−１３９７９号公報
ところで、内輪の外周面に備えられた軸方向内側の内輪軌道は、軸方向内側に向かうほど径方向外側に向かう方向に傾斜している。したがって、内輪をハブ輪に、圧入により外嵌することに伴って、内輪が膨張する（内輪の外径寸法が増大する）と、軸方向内側列の転動体が、内輪軌道により軸方向外側に向けて押圧され、転動体に付与される予圧が増大する。すなわち、転動体に付与される予圧には、かしめ部の形成に伴う内輪の膨張量だけでなく、内輪のハブ輪への圧入に伴う膨張量も影響すると考えられる。内輪のハブ輪への圧入に伴う膨張量は、嵌合筒部の外周面に対する内輪の内周面の締め代に基づいて変化する。特開２００３−１３９７９号公報に記載の方法は、ハブ輪への内輪の圧入に伴う膨張量が、転動体に付与される予圧に与える影響が考慮されておらず、前記予圧をより正確に管理する面からは、さらなる改良の余地があるといえる。
本発明は、上述のような事情を鑑みて、転動体に付与される予圧を、より正確に管理することができる、ハブユニット軸受、および、その製造方法を実現することを目的としている。
本発明の対象となるハブユニット軸受は、外輪と、ハブと、複数個の転動体とを備える。
前記外輪は、内周面に複列の外輪軌道を有し、懸架装置に支持固定されて回転しない。
前記ハブは、外周面に複列の内輪軌道を有し、車輪が固定されて該車輪とともに回転する。
前記複数個の転動体は、前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に転動自在に配置され、かつ、予圧が付与されている。
さらに、前記ハブは、外周面に、前記複列の内輪軌道のうちの軸方向内側の内輪軌道を有する内輪と、軸方向中間部外周面に、前記複列の内輪軌道のうちの軸方向外側の内輪軌道を有するハブ輪とを備える。
前記内輪と前記ハブ輪とは、前記ハブ輪のうちで前記軸方向外側の内輪軌道よりも軸方向内側に位置する嵌合筒部に前記内輪を外嵌した状態で、前記ハブ輪のうちで前記内輪の軸方向内側の端面よりも軸方向内側に突出した筒状部を、径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部により、前記内輪の軸方向内側の端面を押え付けることで結合固定される。
本発明のハブユニット軸受の製造方法は、
前記内輪を前記嵌合筒部に外嵌する前に、前記内輪の外径寸法を測定する、嵌合前工程と、
前記ハブ輪の周囲に、前記外輪と前記転動体とを配置する、配置工程と、
前記嵌合筒部に前記内輪を外嵌する、外嵌工程と、
前記筒状部を径方向外方に塑性変形させて前記かしめ部を形成する、かしめ工程と、
前記かしめ部を形成した後で、前記内輪の外径寸法を測定する、かしめ後工程と、
を備え、
前記かしめ部を形成した後の前記内輪の外径寸法と、前記嵌合筒部に外嵌する前の前記内輪の外径寸法との差である内輪膨張量に基づいて、前記外嵌工程と前記かしめ工程とにより減少したアキシアル隙間減少量を求め、
前記アキシアル隙間減少量に基づいて、前記予圧を管理する。
なお、前記配置工程と前記外嵌工程とは、同時に実施することもできる。
本発明のハブユニット軸受は、前記かしめ部を形成した後で測定した前記内輪の外径寸法と、前記内輪を前記嵌合筒部に外嵌する前に測定した前記内輪の外径寸法との差である内輪膨張量から求めたアキシアル隙間減少量に基づいて、前記予圧が管理されている。
本発明によれば、転動体に付与される予圧を、より正確に管理することができる。
図１は、本発明の対象となるハブユニット軸受の１例を示す、断面図である。 図２（Ａ）は、かしめ部を形成する以前の様子を示す、ハブユニット軸受の断面図であり、図２（Ｂ）は、かしめ部を形成した後の様子を示す、ハブユニット軸受の断面図である。 図３は、内輪を取り出して示す、断面図である。 図４は、かしめ部を形成することに伴って内輪が膨張する様子を誇張して示す、断面図である。 図５は、ハブ輪に圧入により外嵌することに伴う内輪の膨張量と、かしめ部を形成することに伴う内輪の膨張量との関係を示すグラフである。 図６は、ハブ輪を取り出して示す、断面図である。 図７は、外輪を取り出して示す、断面図である。 図８（Ａ）は、ハブ輪の嵌合筒部に外嵌する以前の単体状態からの内輪の膨張量ΔＤと、アキシアル隙間減少量ΔＣとの関係を示すグラフであり、図８（Ｂ）は、かしめ部を形成する以前の嵌合筒部に外嵌した状態からの内輪の膨張量ΔＤ’と、アキシアル隙間減少量ΔＣとの関係を示すグラフである。
本発明の実施の形態の１例について、図１〜図７を用いて説明する。
＜ハブユニット軸受の構造＞
本例の対象となるハブユニット軸受１は、外輪２と、ハブ３と、転動体４ａ、４ｂとを備える。
外輪２は、中炭素鋼などの硬質金属により構成されている。外輪２は、内周面に、複列の外輪軌道５ａ、５ｂを有し、かつ、軸方向中間部に、径方向外側に向けて突出した静止フランジ６を有する。静止フランジ６は、径方向中間部の円周方向複数箇所に、軸方向に貫通する支持孔７を有する。外輪２は、静止フランジ６の支持孔７を挿通した支持ボルトにより、懸架装置に対し支持固定され、車輪が回転する際にも回転しない。
ハブ３は、外周面に、複列の内輪軌道８ａ、８ｂを有し、かつ、外輪２の径方向内側に外輪２と同軸に配置される。ハブ３は、外輪２の軸方向外側の端部よりも軸方向外側に位置する部分に、径方向外側に向けて突出した回転フランジ９を有し、かつ、軸方向外側の端部に、円筒状のパイロット部１０を有する。回転フランジ９は、径方向中間部の円周方向複数箇所に、軸方向に貫通する取付孔１１を有する。取付孔１１のそれぞれには、スタッド１２が圧入（セレーション嵌合）されている。すなわち、本例では、取付孔１１は、圧入孔により構成される。
なお、軸方向に関して「外」とは、ハブユニット軸受１を自動車に組み付けた状態で車体の外側となる、図１〜図４、図６および図７の左側をいう。反対に、ハブユニット軸受１を自動車に組み付けた状態で車体の中央側となる、図１〜図４、図６および図７の右側を、軸方向に関して「内」という。
ディスクやドラムなどの制動用回転体、及び、車輪を構成するホイールは、中心部を軸方向に貫通する中心孔に、パイロット部１０を挿通し、かつ、径方向中間部の円周方向複数箇所を軸方向に貫通する通孔に、スタッド１２を挿通した状態で、スタッド１２の先端部にハブナットを螺合することにより、回転フランジ９に結合される。
なお、回転フランジの取付孔を、雌ねじ孔により構成することもできる。この場合には、制動用回転体に備えられた通孔と、ホイールに備えられた通孔とを挿通したハブボルトを、取付孔に螺合することにより、制動用回転体および車輪を回転フランジに結合固定する。
本例のハブ３は、内輪１３とハブ輪１４とを備える。
内輪１３は、軸受鋼などの硬質金属により構成されている。内輪１３は、外周面のうちの軸方向中間部に、複列の内輪軌道８ａ、８ｂのうちの軸方向内側の内輪軌道８ａを有する。さらに、内輪１３は、外周面のうち、軸方向内側の内輪軌道８ａの軸方向内側に隣接する部分に、内輪肩部１５を有し、かつ、軸方向内側の端面と内輪肩部１５との接続部に、断面円弧形の面取り部１６を有する。内輪肩部１５は、軸方向にわたり外径寸法が変化しない円筒面により構成される。
ハブ輪１４は、中炭素鋼などの硬質金属により構成されている。ハブ輪１４は、外周面の軸方向中間部に、複列の内輪軌道８ａ、８ｂのうちの軸方向外側の内輪軌道８ｂを有する。ハブ輪１４は、軸方向外側の内輪軌道８ｂよりも軸方向外側に位置する部分に、径方向外側に向けて突出した回転フランジ９を有し、かつ、軸方向外側の端部に、円筒状のパイロット部１０を有する。
ハブ輪１４は、軸方向外側の内輪軌道８ｂよりも軸方向内側に位置する部分に、軸方向外側に隣接する部分よりも外径が小さく、内輪１３が外嵌される嵌合筒部１７を有する。さらに、ハブ輪１４は、内輪１３の軸方向外側の端面が突き当てられる、軸方向内側を向いた段差面１８と、嵌合筒部１７の軸方向内側の端部から径方向外側に向けて折れ曲がり、内輪１３の軸方向内側の端面を押え付けるかしめ部１９とを有する。すなわち、本例のハブ３は、ハブ輪１４の嵌合筒部１７に内輪１３を圧入により外嵌し、かつ、かしめ部１９により内輪１３の軸方向内側の端面を押え付けている。換言すれば、段差面１８とかしめ部１９との間で内輪１３を軸方向両側から挟持している。これにより、内輪１３とハブ輪１４とを結合固定することで、ハブ３を構成している。
転動体４ａ、４ｂのそれぞれは、軸受鋼などの硬質金属、または、セラミックスにより構成される。転動体４ａ、４ｂは、複列の外輪軌道５ａ、５ｂと複列の内輪軌道８ａ、８ｂとの間に、それぞれ複数個ずつ、保持器２０ａ、２０ｂにより保持された状態で転動自在に配置されている。これにより、ハブ３は、外輪２の径方向内側に回転自在に支持される。また、転動体４ａ、４ｂには、内輪１３から加わる軸方向外側を向いた力（軸力）に基づいて、予圧が付与されている。
本例では、転動体４ａ、４ｂとして玉を使用しているが、玉に代えて円すいころを使用することもできる。また、本例では、軸方向内側列の転動体４ａ、４ｂのピッチ円直径と、軸方向外側列の転動体４ａ、４ｂのピッチ円直径とを互いに同じとしているが、本発明は、軸方向内側列の転動体のピッチ円直径と、軸方向外側列の転動体のピッチ円直径とが互いに異なる異径ＰＣＤ型のハブユニット軸受に適用することもできる。
ハブユニット軸受１は、外輪２の内周面とハブ３の外周面との間に存在し、かつ、転動体４ａ、４ｂが配置された、円筒状の転動体設置空間２１の軸方向両側の開口部を塞ぐ、シール装置２２ａ、２２ｂをさらに備える。
シール装置２２ａ、２２ｂのうち、軸方向内側のシール装置２２ａは、内輪１３の内輪肩部１５に外嵌固定されるスリンガ２３と、スリンガ２３の表面に全周にわたり摺接するシールリップを有するシールリング２４とを備える。すなわち、本例では、軸方向内側のシール装置２２ａは、組み合わせシールリングにより構成される。
なお、転動体設置空間の軸方向内側の開口部を塞ぐ、軸方向内側のシール装置を、外輪に内嵌固定された有底円筒状のカバーにより構成することもできる。この場合、必要に応じて、内輪の内輪肩部に、車輪の回転数（回転速度）を検出するためのエンコーダを外嵌固定することができる。
シール装置２２ａ、２２ｂのうち、軸方向外側のシール装置２２ｂは、ハブ３の外周面または回転フランジ９の軸方向内側面に全周にわたり摺接するシールリップを有する。すなわち、本例では、軸方向外側のシール装置２２ｂは、シールリングにより構成される。
＜ハブユニット軸受の製造方法＞
ハブユニット軸受１を製造する際には、図２（Ａ）に示すように、ハブ輪１４の周囲に、外輪２と転動体４ａ、４ｂとを配置し、かつ、嵌合筒部１７に内輪１３を外嵌して、かしめ部１９を形成する以前の状態のハブユニット軸受１ａを組み立てる。具体的には、例えば、転動体４ａ、４ｂを保持器２０ａ、２０ｂに保持した状態で、外輪２の複列の外輪軌道５ａ、５ｂの径方向内側に配置し、かつ、外輪２の軸方向外側の端部に、軸方向外側のシール装置２２ｂを内嵌して外輪組立体を得る。次いで、前記外輪組立体に、ハブ輪１４を軸方向外側から挿入する。最後に、内輪１３を、ハブ輪１４の嵌合筒部１７に圧入により外嵌する。ただし、ハブユニット軸受１ａを組み立てる手順については、特に限定されず、矛盾を生じない限り、順番を入れ替えたり、同時に実施したりすることができる。
次いで、図２（Ａ）→図２（Ｂ）に示すように、ハブ輪１４のうち、内輪１３の軸方向内側の端面よりも軸方向内側に突出した筒状部２５を、径方向外側に向けて塑性変形させることでかしめ部１９を形成する。これにより、内輪１３とハブ輪１４とを結合固定してハブ３を構成し、かつ、転動体４ａ、４ｂに適正な予圧を付与する。そして、外輪２の軸方向内側の端部とハブ３の軸方向内側の端部との間に、軸方向内側のシール装置２２ａを装着し、ハブユニット軸受１として完成する。
なお、かしめ部１９を形成する方法については、特に限定されない。かしめ部１９は、例えば、ハブ輪１４の中心軸に対して傾斜した自転軸を中心とする回転を可能に支持された押し型を、筒状部２５の軸方向内側の端部に押し付けつつ、前記押し型を、ハブ輪１４の中心軸の周りで回転運動させる揺動かしめにより形成することができる。あるいは、かしめ部１９は、押し型を、筒状部２５の軸方向内側の端部に軸方向に押し付けるプレス加工（面押し加工）により形成することもできる。
特に、本例の製造方法では、ハブユニット軸受１の完成状態で転動体４ａ、４ｂに付与された予圧を管理するために、ハブ輪１４の嵌合筒部１７に外嵌する以前の単体での内輪１３の外径寸法Ｄ０を測定しておく。具体的には、内輪１３の内輪肩部１５の外径寸法Ｄ０を測定する。内輪肩部１５は、組み合わせシールリングであるシール装置２２ａのスリンガ２３またはエンコーダが外嵌される、形状精度が良好な円筒面により構成される。内輪肩部１５のうちで外径寸法Ｄ０を測定する部分の軸方向位置については、特に限定されない。ただし、ハブ輪１４に外嵌する前の内輪１３の外径寸法Ｄ０と、かしめ部１９の形成後の内輪１３の外径寸法Ｄ１との差を大きく確保する面からは、面取り部１６よりも軸方向外側に位置する範囲で、かつ、できる限り軸方向内側に位置する部分で、内輪肩部１５の外径寸法Ｄ０を測定することが好ましい。
また、本例の製造方法では、かしめ部１９を形成した後、軸方向内側のシール装置２２ａを装着する以前に、内輪１３の外径寸法Ｄ１を測定する。内輪１３の外径寸法Ｄ１を測定する部分の軸方向位置は、ハブ輪１４の嵌合筒部１７に外嵌する以前の内輪１３の外径寸法Ｄ０を測定した部分の軸方向位置と同じ位置とする。
そして、かしめ部１９を形成した後（かしめ完了状態）の内輪１３の外径寸法Ｄ１と、ハブ輪１４の嵌合筒部１７に外嵌する以前の内輪１３の外径寸法Ｄ０との差（Ｄ１−Ｄ０）である内輪１３の膨張量ΔＤに基づいて、アキシアル隙間減少量ΔＣを求める。アキシアル隙間減少量ΔＣは、かしめ部１９を形成することとに伴う、ハブユニット軸受１のアキシアル隙間の減少量を表す。内輪１３の膨張量ΔＤと、アキシアル隙間減少量ΔＣとの関係は、予め実験やシミュレーションなどによって求め、演算装置のメモリに、マップまたは式として記憶しておく。すなわち、内輪１３の膨張量ΔＤを前記演算装置に入力し、前記マップまたは式を用いて、アキシアル隙間減少量ΔＣを求める。
本例では、このようにして求めたアキシアル隙間減少量ΔＣに基づいて、転動体４ａ、４ｂに付与される予圧を管理している。具体的には、アキシアル隙間減少量ΔＣに基づいて、転動体４ａ、４ｂに付与される予圧が適正範囲に収まっているか否かを判断するか、あるいは、転動体４ａ、４ｂに付与される予圧を適正範囲に設定する。
上述のように、本例のハブユニット軸受の製造方法では、かしめ完了状態における内輪１３の外径寸法Ｄ１と、ハブ輪１４の嵌合筒部１７に外嵌する以前の単体での内輪１３の外径寸法Ｄ０との差である膨張量ΔＤに基づいて、ハブユニット軸受１のアキシアル隙間減少量ΔＣを求めている。すなわち、本例では、かしめ部１９を形成することに伴う内輪１３の膨張量（図２（Ａ）に示す状態から図２（Ｂ）に示す状態までの間の内輪１３の膨張量）だけでなく、ハブ輪１４の嵌合筒部１７に圧入することに伴う内輪１３の膨張量が、かしめ部１９を形成することによるハブユニット軸受１のアキシアル隙間の減少量に与える影響を考慮している。したがって、本例によれば、特開２００３−１３９７９に記載の方法のように、かしめ部の形成に伴う内輪の膨張量のみを考慮し、ハブ輪に圧入することに伴う内輪の膨張量を考慮していない場合と比較して、転動体４ａ、４ｂに付与される予圧を、より正確に管理することができる。
この理由について、図４および図５を用いて説明する。ハブ輪１４の嵌合筒部１７に外嵌した内輪１３は、かしめ部１９を形成することに伴って、図４に鎖線で誇張して示すように、内輪１３の軸方向内側の端面が軸方向外側に移動するように軸方向寸法を縮めつつ、径方向外側に向けて膨張する。
ここで、嵌合筒部１７に対する内輪１３の締め代が大きい場合、嵌合筒部１７の外周面と内輪１３の内周面との間に作用する摩擦力が大きくなる。このため、嵌合筒部１７に対する内輪１３の締め代が大きいと、かしめ部１９を形成することに伴う、内輪１３の軸方向内側の端面の軸方向外側への移動量が少なくなり、内輪１３の膨張量も少なくなる。換言すれば、嵌合筒部１７に対する内輪１３の締め代が大きいと、かしめ部１９を形成することに伴う、アキシアル隙間減少量は少なくなる。
反対に、嵌合筒部１７に対する内輪１３の締め代が小さい場合、嵌合筒部１７の外周面と内輪１３の内周面との間に作用する摩擦力が小さくなる。このため、嵌合筒部１７に対する内輪１３の締め代が小さいと、かしめ部１９を形成することに伴う、内輪１３の軸方向内側の端面の軸方向外側への移動量が多くなり、内輪１３の膨張量も多くなる。換言すれば、嵌合筒部１７に対する内輪１３の締め代が小さいと、かしめ部１９を形成することに伴う、アキシアル隙間減少量は多くなる。
したがって、かしめ部１９を形成する際の加工荷重を同じ（或る特定の大きさ）とした場合、図５に示すように、嵌合筒部１７に対する内輪１３の締め代の大きさにかかわらず、嵌合筒部１７に外嵌する以前の単体状態からの内輪１３の膨張量はほぼ一定の大きさになり、アキシアル隙間減少量ΔＣもほぼ一定になると考えられる。
特開２００３−１３９７９に記載の方法では、かしめ部を形成する前後の内輪の膨張量（図５に梨地で示す部分）のみしか測定しておらず、ハブ輪に対する内輪の締め代の大きさの影響（図５に格子で示す、ハブ輪への圧入に伴う内輪の膨張量）が考慮されていない。これに対し、本例のハブユニット軸受の予圧推定方法によれば、単体状態からの内輪１３の膨張量を測定しており、嵌合筒部１７に対する内輪１３の締め代の大きさの影響も考慮されている。このため、本例のハブユニット軸受の予圧推定方法によれば、アキシアル隙間減少量ΔＣ、延いては、転動体４ａ、４ｂに付与される予圧を、より正確に管理することができる。
なお、本例の製造方法では、追加的に、かしめ部１９を形成する以前の状態（図２（Ａ）に示す状態）のハブユニット軸受１ａのアキシアル隙間である初期アキシアル隙間Ｃ０を求めることができる。そして、初期アキシアル隙間Ｃ０からアキシアル隙間減少量ΔＣを減ずることで、かしめ部１９を形成した後の状態（図２（Ｂ）に示す状態）でのハブユニット軸受１ｂのアキシアル隙間Ｃ１を算出することができる。さらに、アキシアル隙間Ｃ１に基づいて、ハブユニット軸受１の完成状態（図１に示す状態）で転動体４ａ、４ｂに付与された予圧を求めることができる。
初期アキシアル隙間Ｃ０を求めるためには、図６に示すような、ハブ輪１４単体の状態において、ハブ輪１４の軸方向外側の内輪軌道８ｂに、軸方向外側列の転動体４ｂを転がり接触させたと仮定した場合の、転動体４ｂの中心Ｏｉｎｂと、段差面１８との軸方向間隔である第１の寸法ｄ１を測定する。また、図３に示すような、内輪１３単体の状態において、内輪１３の軸方向内側の内輪軌道８ａに、軸方向内側列の転動体４ａを転がり接触させたと仮定した場合の、転動体４ａの中心Ｏｉｎａと、内輪１３の軸方向外側の端面との軸方向間隔である第２の寸法ｄ２を測定する。
第１の寸法ｄ１および第２の寸法ｄ２は、例えば、転動体４ａ、４ｂの直径（玉径）の１／２と同じ曲率半径を有する曲面部と、該曲面部に対し遠近動可能な測定子とを備える、専用の測定器を用いて測定することができる。すなわち、ハブ輪１４単体の状態で、前記曲面部を軸方向外側の内輪軌道８ｂに当接させ、かつ、前記測定子を段差面１８に突き当てることにより、前記曲面部の曲率中心と段差面１８との軸方向間隔を測定して、第１の寸法ｄ１を得る。また、内輪１３単体の状態で、軸方向内側の内輪軌道８ａに、前記測定器の前記曲面部を当接させ、かつ、前記測定子を内輪１３の軸方向外側の端面に突き当てることにより、前記曲面部の曲率中心と、内輪１３の軸方向外側の端面との軸方向間隔を測定して、第２の寸法ｄ２を得る。さらに、第２の寸法ｄ２を、嵌合筒部１７に対する内輪１３の締め代を考慮して補正し、第２の寸法ｄ２’を得る。すなわち、嵌合筒部１７への内輪１３の圧入に伴って、軸方向内側の内輪軌道８ａが膨張することにより、軸方向内側列の転動体４ａの中心が軸方向外側に移動する量を、第２の寸法ｄ２から減ずることで、補正後の第２の寸法ｄ２’を得る。
第１の寸法ｄ１と補正後の第２の寸法ｄ２’との和（ｄ１＋ｄ２’）を求めることにより、かしめ部１９による軸力が加わっていない状態での、複列の内輪軌道８ａ、８ｂ同士の間隔である内輪軌道間隔ｄｉｎを得る。
また、外輪２単体の状態において、外輪２の複列の外輪軌道５ａ、５ｂに転動体４ａ、４ｂを転がり接触させたと仮定した場合の、軸方向内側の列の転動体４ａの中心Ｏｏｕｔａと、軸方向外側列の転動体４ｂの中心Ｏｏｕｔｂとの軸方向間隔である外輪軌道間隔ｄｏｕｔを測定する。
外輪軌道間隔ｄｏｕｔは、例えば、転動体４ａ、４ｂの直径（玉径）の１／２と同じ曲率半径を有し、かつ、互いに遠近動可能な一対の曲面部を備える、専用の測定器を用いて測定することができる。すなわち、外輪２単体の状態で、前記一対の曲面部を、複列の外輪軌道５ａ、５ｂに当接させて、前記一対の曲面部の曲率中心同士の軸方向間隔を測定することにより、外輪軌道間隔ｄｏｕｔを得る。
外輪軌道間隔ｄｏｕｔと内輪軌道間隔ｄｉｎとの差（ｄｏｕｔ−ｄｉｎ）を求めることにより、かしめ部１９を形成する以前の状態の初期アキシアル隙間Ｃ０を得る。
なお、転動体として、円すいころを用いる場合、第１の寸法、第２の寸法および外輪軌道間隔を測定するために規定される、転動体の中心は、転動体の中心軸上の任意の位置に定めることができる。具体的には、例えば、転動体の中心軸のうち、転動体の軸方向に関する中央位置を、転動体の中心とすることができる。
初期アキシアル隙間Ｃ０からアキシアル隙間減少量ΔＣを減ずる（Ｃ０−Ｃ）ことにより、かしめ完了状態でのハブユニット軸受１ｂのアキシアル隙間Ｃ１を求める。
そして、アキシアル隙間Ｃ１に基づいて、ハブユニット軸受１の完成状態で転動体４ａ、４ｂに付与された予圧を算出し、算出した予圧が適正範囲に収まっているか否かを判断することができる。なお、この場合、かしめ完了状態でのハブユニット軸受１ｂのアキシアル隙間Ｃ１を求めるための初期アキシアル隙間Ｃ０は、測定により求めるのではなく、設計値を使用することもできる。
あるいは、アキシアル隙間Ｃ１に基づいて、ハブユニット軸受１の完成状態で転動体４ａ、４ｂに付与された予圧を算出し、算出した予圧をフィードバックすることで、転動体４ａ、４ｂに付与される予圧を適正範囲に設定することができる。具体的には、初期アキシアル隙間Ｃ０が適正となる外輪２と内輪１３とハブ輪１４との組み合わせを、複数個ずつの外輪２、内輪１３およびハブ輪１４の中から選択したり、かしめ部１９を形成する際の加工荷重を調整したりすることができる。
いずれの場合においても、アキシアル隙間Ｃ１と、ハブユニット軸受１の完成状態で転動体４ａ、４ｂに付与される予圧との関係は、予め実験やシミュレーションなどによって求めておく。
本例では、ハブ輪１４に１個の内輪１３を結合固定してなるハブ３を備える、いわゆる第３世代のハブユニット軸受１を対象とする場合について説明したが、本発明は、軸部材に一対の内輪を結合固定してなるハブを備える、いわゆる第２．５世代のハブユニット軸受を対象とすることもできる。第２．５世代のハブユニット軸受では、ハブ輪は、軸部材と、一対の内輪のうちの軸方向外側の内輪とから構成される。
また、本例では、ハブ３（ハブ輪１４）が中実に構成された、従動輪用のハブユニット軸受１を対象とする場合について説明したが、本発明は、ハブが、その中心部に、駆動軸をトルク伝達可能に係合するための係合孔を有する、駆動輪用のハブユニット軸受を対象とすることもできる。
本発明の効果を確認するために行った実験について説明する。本実験では、図１に示すような、転動体４ａ、４ｂとして玉を使用したハブユニット軸受１を用いて行った。本実験は、ハブ輪１４の嵌合筒部１７に外嵌する以前の単体状態からの内輪１３の外径寸法の変化量を内輪１３の膨張量ΔＤとした場合（実施例）と、嵌合筒部１７に外嵌し、かつ、かしめ部１９を形成する以前の嵌合筒部１７に外嵌した状態（図２（Ａ）に示す状態）からの内輪１３の外径寸法の変化量を内輪１３の膨張量ΔＤ’とした場合（比較例）とについて、内輪１３の膨張量ΔＤ、ΔＤ’と、ハブユニット軸受１のアキシアル隙間減少量ΔＣとの相関を求めた。ハブユニット軸受１の諸元は、以下のとおりである。
＜ハブユニット軸受１の諸元＞
転動体４ａ、４ｂの直径（玉径） ：１１．９０６［ｍｍ］
転動体４ａ、４ｂのピッチ円直径 ：６１［ｍｍ］
転動体４ａ、４ｂの材質 ：ＳＵＪ２（軸受鋼）
内輪１３の材質 ：ＳＵＪ２（軸受鋼）
ハブ輪１４の材質 ：Ｓ５３Ｃ（中炭素鋼）
（単体の状態での）内輪肩部１５の外径：６０［ｍｍ］
なお、転動体４ａ、４ｂに付与された予圧を正確に測定することは困難であるため、本実験では、かしめ部１９を形成した後においても、ハブユニット軸受１のアキシアル隙間が正となるように、初期アキシアル隙間Ｃ０を、実際の製品よりも大きく設定した。
かしめ部１９は、ハブ輪１４の中心軸に対して傾斜した自転軸を中心とする回転を可能に支持された押し型を、筒状部２５の軸方向内側の端部に１０．８［ｋＮ］の荷重で押し付けつつ、前記押し型を、ハブ輪１４の中心軸の周りで、５［ｓ−１］の回転速度で回転運動（公転運動）させる揺動かしめ加工により形成した。
本実験で用いたハブユニット軸受１の初期アキシアル隙間Ｃ０は、図２（Ａ）に示す状態において、外輪２の軸方向変位を規制し、ハブ３の軸方向変位量を測定することにより求めた。
また、完成状態におけるハブユニット軸受１のアキシアル隙間Ｃ１は、図２（Ｂ）に示す状態において、外輪２の軸方向変位を規制し、ハブ３の軸方向変位量を測定することにより求めた。
そして、初期アキシアル隙間Ｃ０と完成状態におけるアキシアル隙間Ｃ１との差（Ｃ０−Ｃ１）を求めることにより、アキシアル隙間減少量ΔＣを算出した。
実施例では、１４個のハブユニット軸受１に関して、嵌合筒部１７に外嵌する以前の内輪１３（内輪肩部１５）の外径寸法Ｄ０と、かしめ部１９を形成した後の内輪１３の外径寸法Ｄ１を測定し、これらの差（Ｄ１−Ｄ０）を算出することで、内輪１３の膨張量ΔＤを求めた。このようにして求めた内輪１３の膨張量ΔＤと、アキシアル隙間減少量ΔＣとを、図８（Ａ）にプロットした。なお、算出した内輪１３の膨張量ΔＤおよびアキシアル隙間減少量ΔＣの値が同一のものがあったため、図８（Ａ）のプロット数は、（一部のプロット点が重複した結果、）１２個となっている。
比較例では、実施例と同じ１４個のハブユニット軸受１に関して、嵌合筒部１７に外嵌し、かつ、かしめ部１９を形成する以前の内輪１３の外径寸法Ｄ０’を測定した。そして、かしめ部１９を形成した後の内輪１３の外径寸法Ｄ１との差（Ｄ１−Ｄ０’）を算出することで内輪膨張量ΔＤ’を求めた。このようにして求めた内輪１３の膨張量ΔＤ’と、アキシアル隙間減少量ΔＣとを、図８（Ｂ）にプロットした。なお、算出した内輪１３の膨張量ΔＤ’およびアキシアル隙間減少量ΔＣの値が同一のものがあったため、図８（Ｂ）のプロット数は、（一部のプロット点が重複した結果、）１３個となっている。
比較例について、内輪１３の膨張量ΔＤ’とアキシアル隙間減少量ΔＣとの相関係数を求めたところ、０．７５であったのに対し、実施例について、内輪１３の膨張量ΔＤとアキシアル隙間減少量ΔＣとの相関係数を求めたところ、０．８１であった。すなわち、ハブ輪１４の嵌合筒部１７に外嵌する以前の単体状態からの内輪１３の膨張量ΔＤの方が、かしめ部１９を形成する以前の嵌合筒部１７に外嵌した状態からの内輪１３の膨張量ΔＤ’よりも、アキシアル隙間減少量ΔＣとの相関、延いては、転動体４ａ、４ｂに付与された予圧との相関が強いことが分かった。
１、１ａ、１ｂ ハブユニット軸受
２ 外輪
３ ハブ
４ 転動体
５ａ、５ｂ 外輪軌道
６ 静止フランジ
７ 支持孔
８ａ、８ｂ 内輪軌道
９ 回転フランジ
１０ パイロット部
１１ 取付孔
１２ スタッド
１３ 内輪
１４ ハブ輪
１５ 内輪肩部
１６ 面取り部
１７ 嵌合筒部
１８ 段差面
１９ かしめ部
２０ａ、２０ｂ 保持器
２１ 転動体設置空間
２２ａ、２２ｂ シール装置
２３ スリンガ
２４ シールリング
２５ 筒状部

Claims (2)

  1. 内周面に複列の外輪軌道を有し、懸架装置に支持固定されて回転しない、外輪と、
    外周面に複列の内輪軌道を有し、車輪が固定されて該車輪とともに回転する、ハブと、
    前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に転動自在に配置され、かつ、予圧が付与された、複数個の転動体と、
    を備え、
    前記ハブは、外周面に、前記複列の内輪軌道のうちの軸方向内側の内輪軌道を有する内輪と、軸方向中間部外周面に、前記複列の内輪軌道のうちの軸方向外側の内輪軌道を有するハブ輪とを備え、
    前記ハブ輪のうちで前記軸方向外側の内輪軌道よりも軸方向内側に位置する嵌合筒部に前記内輪を外嵌した状態で、前記ハブ輪のうちで前記内輪の軸方向内側の端面よりも軸方向内側に突出した筒状部を、径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部により、前記内輪の軸方向内側の端面を押え付けることで、前記内輪と前記ハブ輪とが結合固定されている、
    ハブユニット軸受の製造方法であって、
    前記内輪を前記嵌合筒部に外嵌する前に、前記内輪の外径寸法を測定する、嵌合前工程と、
    前記ハブ輪の周囲に、前記外輪と前記転動体とを配置する、配置工程と、
    前記嵌合筒部に前記内輪を外嵌する、外嵌工程と、
    前記筒状部を径方向外方に塑性変形させて前記かしめ部を形成する、かしめ工程と、
    前記かしめ部を形成した後で、前記内輪の外径寸法を測定する、かしめ後工程と、
    を備え、
    前記かしめ部を形成した後の前記内輪の外径寸法と、前記嵌合筒部に外嵌する前の前記内輪の外径寸法との差である内輪膨張量に基づいて、前記外嵌工程と前記かしめ工程とにより減少したアキシアル隙間減少量を求め、
    前記アキシアル隙間減少量に基づいて、前記予圧を管理する、
    ハブユニット軸受の製造方法。
  2. 内周面に複列の外輪軌道を有し、懸架装置に支持固定されて回転しない、外輪と、
    外周面に複列の内輪軌道を有し、車輪が固定されて該車輪とともに回転する、ハブと、
    前記複列の外輪軌道と前記複列の内輪軌道との間に転動自在に配置され、かつ、予圧が付与された、複数個の転動体と、
    を備え、
    前記ハブは、外周面に、前記複列の内輪軌道のうちの軸方向内側の内輪軌道を有する内輪と、軸方向中間部外周面に、前記複列の内輪軌道のうちの軸方向外側の内輪軌道を有するハブ輪とを備え、
    前記ハブ輪のうちで前記軸方向外側の内輪軌道よりも軸方向内側に位置する嵌合筒部に前記内輪を外嵌した状態で、前記ハブ輪のうちで前記内輪の軸方向内側の端面よりも軸方向内側に突出した筒状部を、径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部により、前記内輪の軸方向内側の端面を押え付けることで、前記内輪と前記ハブ輪とが結合固定されており、
    前記かしめ部を形成した後で測定した前記内輪の外径寸法と、前記内輪を前記嵌合筒部に外嵌する前に測定した前記内輪の外径寸法との差である内輪膨張量から求めたアキシアル隙間減少量に基づいて、前記予圧が管理されている、
    ハブユニット軸受。
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