JP2021154391A - かしめアセンブリの製造方法、ハブユニット軸受の製造方法及び車両の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2019年4月10日に出願された特願2019−074550号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本発明の第1実施形態について、図1〜図6を用いて説明する。まず、製造対象となるハブユニット軸受1の構造について説明し、続いて、ハブユニット軸受1の製造方法について説明する。
図1は、ハブユニット軸受1の一例を示している。ハブユニット軸受1は、従動輪用であり、外輪2と、ハブ3と、複数個の転動体4a、4bとを備えている。
本実施形態において、ハブユニット軸受1の製造方法は、転動体4a、4bに付与する予圧を目標値に近づけるために、かしめ部26を形成するかしめ部形成工程を、第1工程と第2工程とに分けて行い、かつ、第2工程において、ハブ本体21の軸方向内側端部に加える軸方向荷重を、第1工程で取得した情報(第2情報)IBと、かしめ部形成工程よりも前の工程で取得した情報(第1情報)IAとを利用して決定する(図2参照)。ハブ本体21の製造方法は、ハブ本体21と、ハブ本体21が挿入される孔120を有する内輪22a、22bと、を軸方向に組み合わせる工程と、ハブ本体21の軸端に少なくとも軸方向に沿った荷重(軸荷重)を加えることにより、内輪22a、22bに対するかしめ部26をハブ本体21に形成する工程とを有する。かしめ部26を形成する工程は、(a)荷重(軸荷重)を加える前に取得した第1情報IAと、(b)荷重(軸荷重)を加えた状態で取得した第2情報IBとの少なくとも1つに基づいて荷重(軸荷重)を調整する工程を含む。なお、第1工程は、かしめ部26を形成する前のハブ本体21の軸方向内側端部に備えられた円筒部25をかしめ部中間体(中間かしめ部)39に加工する工程である(図3(a)及び図3(b)参照)。第2工程は、かしめ部中間体39をかしめ部26に加工する工程である(図5(a)及び図5(b)参照)。かしめ部26を形成する工程は、所定の荷重で中間かしめ部39を形成する第1工程と、調整された荷重を中間かしめ部39に加えることにより最終的なかしめ部26を形成する第2工程と、を含む。
一例において、かしめ部中間体(中間かしめ部)39は、第1工程(例えば、荷重付加開始から荷重調整(予圧調整)の完了まで)において、少なくとも部分的に塑性変形された、ハブ本体21の軸端形状であると定義される。あるいは、かしめ部中間体(中間かしめ部)39は、荷重の調整が完了した(予圧調整完了)時点での、少なくとも部分的に塑性変形された、ハブ本体21の軸端形状であると定義される。例えば、かしめ部中間体(中間かしめ部)39は、後述する予圧が調整が完了した時点でのハブ本体21の軸端形状を有する。調整された荷重が中間かしめ部39に一定に加えられ、最終的なかしめ部26が形成される。一例において、かしめ部中間体(中間かしめ部)39は、内輪22aに実質的に非接触である。他の例において、かしめ部中間体(中間かしめ部)39は、内輪22aに実質的に接触する。
本実施形態において、かしめ部形成工程よりも前の工程で取得する情報IAとして、3つの情報が採用される。情報IAに含まれる1つ目の情報は、ハブ本体21の嵌合面部23と内側内輪22a及び外側内輪22bとの嵌合代Sに関する情報である。このために、例えば、かしめ部形成工程よりも前の工程において、ハブ本体21の嵌合面部23の外径寸法と、内側内輪22a及び外側内輪22bの内径寸法とが測定される。このように測定したハブ本体21の嵌合面部23の外径寸法と内側内輪22a及び外側内輪22bの内径寸法との差である、嵌合代S(情報IAに含まれる1つ目の情報)が予め求められる。
本実施形態において、第1工程で取得する情報IBとして、3つの情報を採用する。3つの情報は、第1工程における加工中に取得する。そこで、次に、第1工程における加工方法について説明する。
第2工程では、まず、予圧を目標値に近づけるために必要となる、ハブ本体21の軸方向内側端部に加える軸方向荷重P2xを、かしめ部形成工程よりも前の工程で取得した情報IAと、第1工程で取得した情報IBとを利用して決定する。一例において、具体的には、下記の(1)式を用いて、軸方向荷重P2xを算出する。(1)式では、軸方向荷重P2xを従属変数とする。また、(1)式では、情報IAに含まれるそれぞれの情報(嵌合代S、軸受アキシアル隙間Δa、圧入荷重Fp)と、情報IBに含まれるそれぞれの情報(軸方向荷重P1、成形型回転トルクTs、及び移動速度Vs)と、予圧の目標値Xと、を独立変数に含む。
P2x=k1×S+k2×Δa+k3×Fp+k4×P1+k5×Ts+k6×Vs+k7×X
・・・(1)
ここで、k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7は係数である。これらの係数は、予め、重回帰分析により求めておく。なお、これらの係数は、重回帰分析以外の、各種の実験やシミュレーションで求めておくこともできる。
本発明の第2実施形態について、図7〜図10を用いて説明する。
本実施形態において、第1工程における揺動鍛造の前後、すなわち、ハブ本体21の円筒部25をかしめ部中間体39に加工する前後で、実質的に予圧が変化していないことを確認する。このために、具体的には、第1工程における揺動鍛造前の時点での外輪回転トルクTg(未加工)と、第1工程における揺動鍛造後の時点での外輪回転トルクTg(0)とを、それぞれ測定する。このように測定した第1工程における揺動鍛造の前後のそれぞれの時点での外輪回転トルクTg(未加工)、Tg(0)が、図7に示すように、ほぼ等しい大きさ(Tg(未加工)≒Tg(0))であること、換言すれば、両者の大きさに差があったとしても、この差が許容範囲に収まっていることを確認する。このような確認ができたならば、続く第2工程に移行する。
第2工程では、かしめ部中間体39をかしめ部26に加工するための揺動鍛造を複数段階に分けて行う。このような第2工程において、1段階目の揺動鍛造を行う際の軸方向荷重P2(1)は、1段階目の揺動鍛造の終了後に、外輪回転トルクTgが目標外輪回転トルクTgxよりも小さくなるように調整しておく。なお、目標外輪回転トルクTgxは、予圧が目標値になった状態での外輪回転トルクTgであり、生産される同種の製品について、同じ大きさに決めておく。
本発明の第3実施形態について、図11を用いて説明する。
本発明の第4実施形態について、図12を用いて説明する。
2 外輪
3、3a ハブ
4a、4b 転動体
5a、5b 外輪軌道
6 静止フランジ
7 支持孔
8 ナックル
9 通孔
10 ボルト
11a、11b 内輪軌道
12 回転フランジ
13 取付孔
14 制動用回転体
15 スタッド
16 通孔
17 ホイール
18 通孔
19 ナット
20a、20b 保持器
21、21a ハブ本体(ハブ輪、第1部材)
22a 内輪(内側内輪、第2部材)
22b 内輪(外側内輪、第2部材)
23、23a 嵌合面部
24、24a 段差面
25 円筒部
26 かしめ部
27 内部空間
28 シール部材
29 シール部材
30 第1成形型
31 加工面部
32 第2成形型
33 加工面部
34 軸受部組立体
35 スプライン孔
36 成形型
37 ローラ
38 成形型素子
39 かしめ部中間体(中間かしめ部)
Claims (25)
- 第1部材と、前記第1部材が挿入される孔を有する第2部材と、を軸方向に組み合わせる工程と、
前記第1部材の軸端に少なくとも前記軸方向に沿った荷重を加えることにより、前記第2部材に対するかしめ部を前記第1部材に形成する工程であり、(a)前記荷重を加える前に取得した第1情報と(b)前記荷重を加えた状態で取得した第2情報との少なくとも1つに基づいて前記荷重を調整する工程を含む、前記工程と、
を備える、
かしめアセンブリの製造方法。 - 前記第1情報は、前記第1部材と前記第2部材との前記組み合わせに関連する情報を含み、
前記第2情報は、前記第1部材の物理的特性に関連する情報を含む、
請求項1に記載のかしめアセンブリの製造方法。 - 前記第1情報は、前記第1部材と前記第2部材との前記組合わせ時に測定された情報を含む、
請求項1又は2に記載のかしめアセンブリの製造方法。 - 少なくとも一時的に揺動かしめ法を用いて前記かしめ部が形成される、
請求項1から3のいずれかに記載のかしめアセンブリの製造方法。 - 前記かしめ部を形成する工程は、所定の荷重で中間かしめ部を形成する第1工程と、前記調整された荷重を前記中間かしめ部に加えることにより前記かしめ部を形成する第2工程と、を含む、
請求項1から4のいずれかに記載のかしめアセンブリの製造方法。 - 前記第1工程と前記第2工程との間で異なる工法又は異なる装置を用いて前記かしめ部が形成される、
又は、前記第1工程と前記第2工程とで同じ工法又は同じ装置を用いて前記かしめ部が形成される、
請求項5に記載のかしめアセンブリの製造方法。 - ハブユニット軸受を製造する方法であって、
前記ハブユニット軸受は、
外輪軌道を有する外輪と、
内輪軌道を有するハブと、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置される複数の転動体と、
を備え、
前記ハブは、ハブ本体と、前記ハブ本体の外側に配置されかつ前記ハブ本体に保持された内輪と、を有し、
前記方法は、
前記ハブ本体と、前記ハブ本体が挿入される孔を有する内輪と、を軸方向に組み合わせる工程と、
前記ハブ本体の軸端に前記軸方向の荷重を加えることにより、前記内輪に対するかしめ部を前記ハブ本体に形成する工程であり、(a)前記荷重を加える前に取得した第1情報と(b)前記荷重を加えた状態で取得した第2情報との少なくとも1つに基づいて前記荷重を調整する工程を含む、前記工程と、
を備える、
ハブユニット軸受の製造方法。 - 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、
前記複列の内輪軌道と前記複列の外輪軌道との間に、列ごとに複数個ずつ配置された転動体と、を備え、
前記ハブは、ハブ本体と、前記複列の内輪軌道のうちの軸方向内側列の内輪軌道が外周面に備えられた内側内輪とを含み、
前記内側内輪は、前記ハブ本体に外嵌され、かつ、前記ハブ本体の軸方向内側端部を軸方向外方に押し潰しつつ径方向外方に押し拡げるように塑性変形させることで形成したかしめ部により、軸方向内側面を押さえ付けられており、
少なくとも前記内側内輪の軸方向内側面が前記かしめ部により押さえ付けられることに基づいて、前記転動体に予圧が付与されている、
ハブユニット軸受の製造方法であって、
前記かしめ部を形成するかしめ部形成工程では、前記かしめ部を形成するための加工を複数段階に分けて行い、かつ、該複数段階のうちの少なくとも最後の段階において、前記ハブ本体の軸方向内側端部に加える軸方向荷重を、前記かしめ部形成工程で現段階よりも前に取得した情報と、前記かしめ部形成工程よりも前の工程で取得した情報とのうちの、少なくとも一方の情報を利用して決定する、
ハブユニット軸受の製造方法。 - 前記かしめ部形成工程は、第1工程と、第2工程とを備え、
前記第1工程は、前記かしめ部を形成する前の前記ハブ本体の軸方向内側端部に備えられた円筒部をかしめ部中間体に加工する工程であり、
前記第2工程は、前記かしめ部中間体を前記かしめ部に加工する工程である、
請求項7に記載のハブユニット軸受の製造方法。 - 前記第1工程において、前記かしめ部中間体を前記内側内輪の軸方向内側面に接触させない、
請求項9に記載のハブユニット軸受の製造方法。 - 前記第1工程において、前記ハブ本体の中心軸を中心として揺動回転する成形型を前記ハブ本体の軸方向内側端部に押し付ける揺動鍛造により、前記円筒部を前記かしめ部中間体に加工し、
前記第1工程における前記揺動鍛造の終了時点を、前記成形型を揺動回転させるためのトルクである成形型回転トルクの値を用いて決定する、
請求項9に記載のハブユニット軸受の製造方法。 - 前記第1工程における前記揺動鍛造の終了時点を、前記揺動鍛造の開始後に、前記成形型回転トルクが最初にほぼ一定の値に落ち着き始めた時点、又は、前記揺動鍛造の開始後に、前記成形型回転トルクが最初にほぼ一定の値に落ち着いてから、該成形型回転トルクが減少し始めた時点とする、
請求項11に記載のハブユニット軸受の製造方法。 - 前記第2工程において、前記ハブ本体の軸方向内側端部に加える軸方向荷重を、前記第1工程で取得した情報を利用して決定する、
請求項9〜12のうちのいずれか1項に記載のハブユニット軸受の製造方法。 - 前記第1工程において、前記ハブ本体の中心軸を中心として揺動回転する成形型を前記ハブ本体の軸方向内側端部に押し付ける揺動鍛造により、前記円筒部を前記かしめ部中間体に加工し、
前記第1工程で取得した情報は、前記成形型から前記ハブ本体の軸方向内側端部に加えた軸方向荷重と、前記成形型を揺動回転させるための成形型回転トルクと、前記成形型の軸方向の移動速度とを含む、
請求項13に記載のハブユニット軸受の製造方法。 - 前記第2工程において、前記ハブ本体の軸方向内側端部に加える軸方向荷重を、前記第1工程で取得した情報に加えて、前記第1工程よりも前の工程で取得した情報を利用して決定する、
請求項13又は14に記載のハブユニット軸受の製造方法。 - (a)前記ハブは、前記複列の内輪軌道のうちの軸方向外側列の内輪軌道が外周面に備えられた外側内輪をさらに含み、該外側内輪は、前記ハブ本体に外嵌されており、前記第1工程よりも前の工程で取得した情報は、前記ハブ本体と前記内側内輪及び前記外側内輪との嵌合代と、前記ハブ本体に対する前記内側内輪及び前記外側内輪の圧入荷重と、軸受アキシアル隙間との少なくとも1つを含む、
又は、(b)前記ハブ本体は、前記複列の内輪軌道のうちの軸方向外側列の内輪軌道が外周面に備えられており、前記第1工程よりも前の工程で取得した情報は、前記ハブ本体と前記内側内輪との嵌合代と、前記ハブ本体に対する前記内側内輪の圧入荷重と、前記複列の外輪軌道の列間幅と、前記複列の内輪軌道の列間幅と、列ごとの前記転動体の直径と、列ごとの前記転動体のピッチ円直径との少なくとも1つを含む、
請求項15に記載のハブユニット軸受の製造方法。 - 前記第2工程では、前記ハブ本体の軸方向内側端部に加える軸方向荷重を従属変数とし、かつ、前記取得した情報のそれぞれと前記予圧の目標値とを独立変数に含む関係式を用いて、前記ハブ本体の軸方向内側端部に加える軸方向荷重を決定する、
請求項13〜16のうちのいずれか1項に記載のハブユニット軸受の製造方法。 - 前記関係式は、重回帰分析によって得られた関係式である、
請求項17に記載のハブユニット軸受の製造方法。 - 前記第2工程では、前記かしめ部中間体から前記かしめ部を形成するための加工を複数段階に分けて行い、かつ、それぞれの段階の加工の終了後に、前記ハブに対して前記外輪を回転させるためのトルクである外輪回転トルクを測定し、かつ、2段階目以降のそれぞれの段階において、前記ハブ本体の軸方向内側端部に加える軸方向荷重を、直前の段階の加工の終了後に測定した前記外輪回転トルクの情報を利用して決定する、
請求項9〜12のうちのいずれか1項に記載のハブユニット軸受の製造方法。 - 前記予圧が目標値になった状態での前記外輪回転トルクの値よりも、現時点での前記外輪回転トルクの値が小さい場合に、これらの値の差と、該差を0に近づけるために必要となる前記ハブ本体の軸方向内側端部に加える軸方向荷重との関係を、予め求めておき、
2段階目以降のそれぞれの段階において、直前の段階の加工の終了後に測定した前記外輪回転トルクの値を、現時点での前記外輪回転トルクの値として、該値と、前記関係とを用いて、前記ハブ本体の軸方向内側端部に加える軸方向荷重を決定する、
請求項19に記載のハブユニット軸受の製造方法。 - 前記第2工程において、前記ハブ本体の中心軸を中心として揺動回転する成形型を前記ハブ本体の軸方向内側端部に押し付ける揺動鍛造により、前記かしめ部中間体を前記かしめ部に加工する、
請求項9〜20のうちのいずれか1項に記載のハブユニット軸受の製造方法。 - 前記第2工程において、前記ハブ本体の軸方向内側端部に対し、前記ハブ本体の中心軸を中心とする回転対称となる複数箇所に荷重を加えながら、前記かしめ部中間体を前記かしめ部に加工する、
請求項9〜20のうちのいずれか1項に記載のハブユニット軸受の製造方法。 - 前記第1工程と前記第2工程との間に、前記外輪の内周面と前記ハブの外周面との間に存在する内部空間の軸方向内端開口を塞ぐシール部材を、前記外輪と前記内側内輪との間に装着する工程をさらに備える、
請求項22に記載のハブユニット軸受の製造方法。 - 前記第2工程において、前記かしめ部を形成するための加工の最終段階で、該かしめ部に対し、径方向に関して内方に向いた加工力を加える、
請求項9〜23のうちのいずれか1項に記載のハブユニット軸受の製造方法。 - ハブユニット軸受を備えた車両の製造方法であって、
請求項7〜24のうちの何れか1項に記載のハブユニット軸受の製造方法により、前記ハブユニット軸受を製造する、
車両の製造方法。
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