JP3240887B2 - プリロード計測機能付圧入機およびこの圧入機によるプリロード計測方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、第１のワークに
装着されたベアリングに第２のワークを圧入した後、第
１，第２各ワーク相互間のベアリングを介した回転負荷
を測定するプリロード計測機能付圧入機およびこの圧入
機によるプリロード計測方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のフロントアクスルは、車体側に
固定するナックルステアリングおよび、ロードホイール
が固定されるハブユニットを備えており、ロードホイー
ルはベアリングを介してナックルステアリングに対して
回転可能となっている。ナックルステアリングには、ベ
アリングの外輪が圧入されてベアリングが固定され、こ
のベアリングの内輪にハブユニットが圧入固定される。

【０００３】図７は、ナックルステアリング１に圧入さ
れているベアリング３の内輪にハブユニット５を圧入す
るためのＣ型コラム式圧入機と呼ばれる圧入機の側面図
である。ベアリング３が圧入されているナックルステア
リング１は、ワーク受け治具７上にセットされており、
このナックルステアリング１に対し、ワーク圧入治具９
に保持されたハブユニット５が、油圧シリンダ１１によ
り下降してベアリング３の内輪に対して圧入される。

【０００４】ハブユニット５をナックルステアリング１
のベアリング３に圧入して構成されるフロントアクスル
組立体は、圧入作業後に圧入機上にて、あるいは圧入機
から取り外して別な位置にて、図８に示すように、ナッ
クルステアリング１の一部にばねばかり１５を引っ掛
け、ハブユニット５とナックルステアリング１との間の
ベアリング３を介した回転負荷を、プリロードトルクと
して計測する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たように、従来の技術では、ハブユニット５のナックル
ステアリング１に対する圧入作業を機械（圧入機）で行
い、プリロード計測時には、ばねばかりを用いて作業者
が測定することから、圧入からプリロード計測に至る作
業が煩雑かつ時間がかかり、また、ばねばかりによるプ
リロード計測はナックルステアリング１を単に引っ張り
回転させる操作を行うだけであるので、判定があいまい
であり、品質保障上問題が生ずる。

【０００６】そこで、この発明は、プリロード計測を、
容易かつ短時間で正確に行えるようにすることを目的と
している。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、第１に、ベアリングがその外輪が固定
されることで装着される第１のワークを前記ベアリング
の内輪を介して支持するワーク受け治具と、このワーク
受け治具に支持された前記第１のワークのベアリングの
内輪に、第２のワークを圧入するワーク圧入治具と、前
記ワーク受け治具を回転駆動させる駆動機構と、この駆
動機構を駆動させてベアリングの内輪を第２のワークと
ともに前記ワーク受け治具を介して回転させた状態で、
前記第１のワークに測定子が接触して第１のワークと第
２のワークとの間のベアリングを介した回転負荷を測定
するプリロード計測機とを有する構成としてある。

【０００８】第２に、第１の構成において、ワーク圧入
治具は、プリロード計測機による回転負荷の計測時に、
第２のワークが圧入されたベアリングの内輪に、第２の
ワークを介して所定の加圧力を付与させる構成である。

【０００９】第３に、第１の構成において、プリロード
計測機の測定子は、アーム状に形成されてその長手方向
ほぼ中央部を回動中心として回動可能に設けられ、前記
測定子の一方の端部が第１のワークの回転駆動力を受け
るべく第１のワークに接触可能であるとともに、他方の
端部が前記測定子の回動力を受けるべく設置されたロー
ドセンサに接触可能であり、前記測定子の他方の端部が
前記ロードセンサに対して非接触状態となる退避位置に
て、前記測定子を固定可能な固定解放機構を設けてあ
る。

【００１０】第４に、第３の構成において、固定解放機
構は、測定子が退避位置となるよう押圧移動させるシリ
ンダ機構を備えている。

【００１１】第５に、ベアリングがその外輪が固定され
ることで装着される第１のワークを前記ベアリングの内
輪を介してワーク受け治具にて支持し、前記第１のワー
クのベアリングの内輪にワーク圧入治具により第２のワ
ークを圧入し、圧入された第２のワークに対し前記ワー
ク圧入治具にて所定の加圧力を付与した状態で、前記ベ
アリングの内輪を第２のワークとともにワーク受け治具
を介して回転駆動させ、この回転に伴って回転する第１
のワークの回転駆動力を測定子が受けることで、第１の
ワークと第２のワークとの間のベアリングを介した回転
負荷をプリロード測定機により測定する方法としてあ
る。

【００１２】第１の構成によれば、第１のワークに装着
されたベアリングに対するワーク圧入治具による第２の
ワークを圧入する作業に続き、ベアリングの内輪を駆動
機構により第２のワークとともにワーク受け治具を介し
て回転させることで、内輪の回転に伴う外輪の回転によ
り第１のワークも回転し、この第１のワークの回転駆動
力を測定子が受けて、第１のワークと第２のワークとの
間のベアリングを介した回転負荷がプリロード計測機に
よる計測されるので、プリロード計測が容易かつ短時間
で正確に行うことが可能となる。

【００１３】第２の構成または第５の方法によれば、プ
リロード計測は、第２のワークが圧入されたベアリング
の内輪に、第２のワークを介して所定の加圧力が付与さ
れた状態で行えるので、ワークの実際の使用状態での計
測が可能となり、より正確なプリロード計測が可能とな
る。

【００１４】第３の構成によれば、プリロード計測前に
行う駆動機構によるベアリング内輪のなじみ回転作業
は、アーム状の測定子の他方の端部がロードセンサに対
して非接触状態となる退避位置とした状態で行えるの
で、ロードセンサに測定子の他方の端部が当接すること
がなく、ロードセンサの破損が回避される。

【００１５】第４の構成によれば、退避位置は、シリン
ダ機構により確実に保持可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づき説明する。

【００１７】図１は、この発明の実施の一形態を示すＣ
型コラム式圧入機の正面図、図２は同側面図である。こ
の圧入機において圧入作業がなされるワークとしては、
前記従来例で示したものと同様に、第１のワークとして
のナックルステアリング１にあらかじめ外輪が圧入され
たベアリング３の内輪に、第２のワークとしてのハブユ
ニット５が圧入されるものである。

【００１８】上記圧入機は、図１中で左右２か所にて同
時に圧入および圧入に続くプリロード計測を行うことが
可能なもので、圧入機本体１７の下部上面に設けられた
テーブル１９上には、一対のワーク受け治具２１が回転
可能に設置されるとともに、各ワーク受け治具２１の上
方には一対のワーク圧入治具２３が設置されている。ワ
ーク圧入治具２３は、１本の支持バー２５の下面に回転
可能に装着されており、支持バー２５は圧入機本体１７
の上部下面に取り付けられた油圧シリンダ２７によって
上下動可能に装着されている。ワーク圧入治具２３の下
端には、ハブユニット５を保持するためのチャックが設
けられている。

【００１９】油圧シリンダ２７は、油圧の切替機構を備
えており、プリロード計測時には、前記油圧の切替機構
を、圧入時での油圧（３０００ｋｇ以下）に対し、相互
に圧入されて一体となったナックルステアリング１およ
びハブユニット５からなるフロントアクスル組立体の実
際の使用状態にてナックルステアリング１とハブユニッ
ト５との相互間にて互いに及ぼし合う力に相当する油圧
（３５００〜５０００ｋｇ）に切り替えて行う。

【００２０】テーブル１９下方の圧入機本体１７内に
は、一対の駆動機構としての駆動モータ２９が設けられ
ており、駆動モータ２９の回転はワーク受け治具２１に
伝達される。テーブル１９は、図１に示すように、圧入
機本体１７に対して左右に突出しており、この左右両突
出部上には、ハブユニット５をナックルステアリング１
側に圧入固定した状態でワーク受け治具２１を回転させ
ることによる内輪およびハブユニット５の回転により、
ナックルステアリング１とハブユニット５との間のベア
リング３を介した回転負荷を測定するためのプリロード
計測機３１が設置されている。

【００２１】図３は、ワーク受け治具２１周辺の機構の
詳細を、図１中で左側のものについて示したもので、ワ
ーク受け治具２１は、駆動モータ２９の駆動軸２９ａに
ジョイント３３を介して連動連結されるとともに、テー
ブル１９に固定された円筒状の支持部材３４に対して回
転可能に支持され、ナックルステアリング１をベアリン
グ３の内輪を介して支持する治具本体３５と、治具本体
３５に対して上下動可能な可動体３７とを備えている。
なお、上記図３では、ハブユニット５がナックルステア
リング１側に圧入される前で、可動体３７の上端がハブ
ユニット５内に入り込んた状態を示しており、ナックル
ステアリング１にはスプラッシュガードＳが、ハブユニ
ット５にはボルトＢがそれぞれ取り付けられている。

【００２２】ワーク受け治具２１の可動体３７は、下端
側が治具本体３５の上端に形成された挿入穴３５ａ内に
上下動可能に挿入されている。可動体３７と挿入穴３５
ａの底面との間には、可動体３７を上方に付勢するコイ
ルスプリング３９が介装されている。ハブユニット５を
ナックルステアリング１側に圧入する以前の図３の状態
では、可動体３７がコイルスプリング３９に付勢されて
上方に位置し、可動体３７の上端がベアリング３内に挿
入されて上方に突出している。一方、治具本体３５の上
端にはベアリング３の内輪が載置され、これによりナッ
クルステアリング１がワーク受け治具２１側に支持され
ることになる。

【００２３】摺動穴３５ａは下部側が大径となってお
り、一方可動体３７は下端にて外方に突出する抜け止め
突起３７ａが形成され、この抜け止め突起３７ａが摺動
穴３５ａの大径部の上部下面に係止されることで、コイ
ルスプリング３９により上方に付勢される可動体３７の
摺動穴３５ａからの上方への抜けが規制されている。

【００２４】プリロード計測機３１は、アーム状の測定
子４１が、テーブル１９上に立設された回動中心軸４３
を中心に回動可能に設けられ、図３のハブユニット５を
除いた状態の拡大された平面図である図４に示すよう
に、その長手方向のほぼ中心の回動中心軸４３に対して
一方の端部に接触子４５が、ナックルステアリング１の
外方への突出部位１ａの側面（図４中で上面）に当接可
能に設けられている。アーム状の測定子４１の他方の端
部には接触子４７が設けられ、この接触子４７が当接す
ることによって付与される負荷を検出するロードセンサ
４９が、テーブル１９上に立設された支持フレーム５１
に装着されている。

【００２５】上記支持フレーム５１にはさらに、測定子
４１を接触子４７がロードセンサ４７に対して非接触状
態となって退避位置となるよう図４中で右回りに回動変
位させる固定解放機構５３が設けられている。固定解放
機構５３は、支持フレーム５１に固定されたシリンダ機
構であるエアシリンダ５５と、エアシリンダ５５のロッ
ド先端に設けられた押圧部材５７とを備え、エアシリン
ダ５５の動作により押圧部材５７が測定子４１を押圧し
て、接触子４７とロードセンサ４９とを非接触状態とす
べく図４中で右回りに回動させる。

【００２６】図５は、上記した圧入機の動作を司る制御
ブロック図で、駆動モータ２９，エアシリンダ５５およ
び油圧シリンダ２７の油圧切替機構５９をそれぞれ駆動
制御する制御部６１は、圧入動作およびプリロード計測
動作時に異常が発生したときに異常表示を行う表示部６
３の表示動作を制御するとともに、圧入作業時でワーク
圧入治具２３の圧入荷重を検知するためにワーク圧入治
具２３の下降移動軌跡上に設けた荷重センサ６５，油圧
切替機構５９における油圧の加圧量を検知する加圧セン
サ６７および、ワーク圧入治具２３の所定の下降端を検
知する圧入機本体１７に設けた下降端センサ６９の各検
出値の入力を受ける。

【００２７】上記のように構成されたプリロード計測機
能付圧入機における動作を、図６に示すフローチャート
に基づき説明する。まず、ベアリング３が圧入済みのナ
ックルステアリング１をワーク受け治具２１にセットす
るとともに（ステップ１０１）、ハブユニット５をワー
ク圧入治具２３にセットする（ステップ１０３）。次
に、油圧シリンダ２７による油圧を低圧（３０００ｋｇ
以下）とした状態で（ステップ１０５）、ワーク圧入治
具２３を下降させ（ステップ１０７）、ハブユニット５
をナックルステアリング１側のベアリング３の内輪に圧
入する。この圧入作業は、図３に示すように、圧入直前
の状態からさらにワーク圧入治具２３を下降させてハブ
ユニット５をベアリング３の内輪に圧入していくと、こ
れに伴いワーク受け治具２１の可動体３７がハブユニッ
ト５に押されてコイルスプリング３９に抗して下降す
る。

【００２８】ワーク圧入治具２３による圧入荷重が規定
範囲内かどうかを、ワーク圧入治具２３が下降する際の
ハブユニット５がベアリング３に及ぼす力を、荷重セン
サ６５により検知し（ステップ１０９）、この検出値が
規定範囲外であれば、表示部６３に異常表示を行い（ス
テップ１１１）、動作を停止させる。

【００２９】一方、検出した荷重が規定範囲内であれ
ば、ワーク圧入治具２３が所定の位置まで下降したかど
うかを、下降端センサ６９により検知するとともに（ス
テップ１１３）、油圧切替機構５９による油圧シリンダ
２７の加圧量が規定値かどうかを加圧センサ６７により
確認する（ステップ１１５）。ワーク圧入治具２３の下
降端が所定の位置まで達していない場合および、油圧シ
リンダ２７による加圧量が規定値に達していない場合に
は、それぞれ前記表示部６３に異常を表示し（ステップ
１１１）、動作を停止させる。

【００３０】ワーク圧入治具２３の下降端が所定の位置
まで達している場合で、かつ油圧シリンダ２７による加
圧量が規定値に達している場合には、ハブユニット５の
圧入作業が完了したと判断して（ステップ１１７）、油
圧切替機構５９による油圧を高圧（３５００〜５０００
ｋｇ）に切り替える（ステップ１１９）。つまり、高圧
に切り替えた油圧シリンダ２７の作用を受けてワーク圧
入治具２３が、べリング３に圧入された状態のハブユニ
ット５を加圧しておく。

【００３１】圧入作業終了後は、プリロード計測作業に
移行するが、その前にベアリング３におけるグリスの片
寄りなどを解消させてスムーズな回転が可能となるよう
に、図４中の矢印Ａで示すように、駆動モータ２９を正
転（ステップ１２１）および逆転（ステップ１２３）さ
せ、なじみ回転を行う。このとき、エアシリンダ５５
は、図４の状態から押圧部材５７を矢印Ｃ方向に突出さ
せて測定子４１を押圧して図５中で右回りに回動させ、
測定子４１の他方の端部の接触子４７をロードセンサ４
９から離反させ、両者を非接触状態としておく。接触子
４７とロードセンサ４９とを非接触状態とすることで、
なじみ回転時での接触子４７のロードセンサ４９への当
接が回避され、ロードセンサ４９の破損が未然に防止さ
れる。

【００３２】なじみ回転後は、エアシリンダ５５により
押圧部材５７を引き込んで図４の状態として測定子４１
を解放する（ステップ１２５）。この状態で、駆動モー
タ２９を、ワーク受け治具２１が図４中で右回りに回転
すべく規定回転数にて駆動させることで、ベアリング３
の内輪およびこの内輪に圧入されているハブッユニット
５も、ワーク圧入治具２３とともに同方向に回転する。
ベアリング３の内輪の回転に伴ってその外輪もナックル
ステアリング１とともに回転し、ナックルステアリング
１の回転によりその突出部位１ａの側面が、測定子４１
の接触子４５に押圧接触して測定子４１を回動中心軸４
３を中心として図４中で左回りに回動させる。測定子４
１の回動に伴って他端側の接触子４７がロードセンサ４
９に接触してロードセンサ４９を押圧し、これによりナ
ックルステアリング１とハブユニット５との間のベアリ
ング３を介した回転負荷、すなわちプリロードの測定が
なされる（ステップ１２７）。プリロードの測定値が規
定範囲外の場合には、表示部６３にて異常表示を行う
（ステップ１１１）。

【００３３】上記した圧入機によれば、ハブユニット５
をナックルステアリング１側に圧入後、プリロード計測
も圧入機に組み込まれたプリロード計測機３１にて継続
して行えるので、圧入作業後のプリロード計測が容易か
つ短時間で行え、さらに駆動モータ２９の駆動により内
輪およびハブユニット５を規定回転数にて回転させた状
態でプリード計測を行うので、判定が正確となって不良
品の発生を抑え、また異常が発生した場合には表示部６
３に異常を表示するので、不良品の流出を未然に防止す
ることが可能となる。

【００３４】なお、上記実施例では、図１に示すよう
に、ハブユニット５をワーク圧入治具２３にて保持した
状態で、ワーク圧入治具２３をハブユニット５とともに
下降させさて圧入作業を行う構成としてあるが、ハブユ
ニット５を、ワーク受け治具２１の可動体３７の先端が
ハブユニット５内に挿入された状態となるようベアリン
グ３の内輪上に載置し、この状態でワーク圧入治具２３
を下降させて圧入作業を行う構成としても構わない。

【００３５】

【発明の効果】以上説明してきたように、第１の発明に
よれば、第１のワークに装着されたベアリングに対する
ワーク圧入治具による第２のワークを圧入する作業に続
き、ベアリングの内輪を駆動機構により第２のワークと
ともにワーク受け治具を介して回転させることで、内輪
の回転に伴う外輪の回転により第１のワークも回転し、
この第１のワークの回転駆動力を測定子が受けて、第１
のワークと第２のワークとの間のベアリングを介した回
転負荷がプリロード計測機による計測されるので、プリ
ロード計測が容易かつ短時間で正確に行うことが可能と
なる。

【００３６】第２の発明または第５の発明によれば、プ
リロード計測は、第２のワークが圧入されたベアリング
の内輪に、第２のワークを介して所定の加圧力が付与さ
れた状態で行えるので、ワークの実際の使用状態での計
測が可能となり、より正確なプリロード計測が可能とな
る。

【００３７】第３の発明によれば、プリロード計測前に
行う駆動機構によるベアリング内輪のなじみ回転作業
は、アーム状の測定子の他方の端部がロードセンサに対
して非接触状態となる退避位置とした状態で行えるの
で、ロードセンサに測定子の他方の端部が当接すること
がなく、ロードセンサの破損を回避することができる。

【００３８】第４の発明によれば、退避位置は、シリン
ダ機構により確実に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態を示すＣ型コラム式圧
入機の正面図である。

【図２】図２は図１の左側面図である。

【図３】図１の要部の断面図である。

【図４】図１の圧入機におけるプリロード計測機の平面
図である。

【図５】図１の圧入機の動作を司る制御ブロック図であ
る。

【図６】図１の圧入機の動作を示すフローチャートであ
る。

【図７】従来例を示すＣ型コラム式圧入機の側面図であ
る。

【図８】従来のプリロード計測方法を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ ナックルステアリング（第１のワーク） ３ ベアリング ５ ハブユニット（第２のワーク） ２１ ワーク受け治具 ２３ ワーク圧入治具 ２９ 駆動モータ（駆動機構） ３１ プリロード計測機 ４１ 測定子 ４５ 接触子 ４７ 接触子 ４９ ロードセンサ ５３ 固定解放機構 ５５ エアシリンダ（シリンダ機構）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−315872（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−336930（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−255030（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−76647（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B23P 19/00 - 21/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ベアリングがその外輪が固定されること
   で装着される第１のワークを前記ベアリングの内輪を介
   して支持するワーク受け治具と、このワーク受け治具に
   支持された前記第１のワークのベアリングの内輪に、第
   ２のワークを圧入するワーク圧入治具と、前記ワーク受
   け治具を回転駆動させる駆動機構と、この駆動機構を駆
   動させてベアリングの内輪を第２のワークとともに前記
   ワーク受け治具を介して回転させた状態で、前記第１の
   ワークに測定子が接触して第１のワークと第２のワーク
   との間のベアリングを介した回転負荷を測定するプリロ
   ード計測機とを有することを特徴とするプリロード計測
   機能付圧入機。
2. 【請求項２】 ワーク圧入治具は、プリロード計測機に
   よる回転負荷の計測時に、第２のワークが圧入されたベ
   アリングの内輪に、第２のワークを介して所定の加圧力
   を付与させる構成であることを特徴とする請求項１記載
   のプリロード計測機能付圧入機。
3. 【請求項３】 プリロード計測機の測定子は、アーム状
   に形成されてその長手方向ほぼ中央部を回動中心として
   回動可能に設けられ、前記測定子の一方の端部が第１の
   ワークの回転駆動力を受けるべく第１のワークに接触可
   能であるとともに、他方の端部が前記測定子の回動力を
   受けるべく設置されたロードセンサに接触可能であり、
   前記測定子の他方の端部が前記ロードセンサに対して非
   接触状態となる退避位置にて、前記測定子を固定可能な
   固定解放機構を設けたことを特徴とす請求項１記載のプ
   リロード計測機能付圧入機。
4. 【請求項４】 固定解放機構は、測定子が退避位置とな
   るよう押圧移動させるシリンダ機構を備えていることを
   特徴とする請求項３記載のプリロード計測機能付圧入
   機。
5. 【請求項５】 ベアリングがその外輪が固定されること
   で装着される第１のワークを前記ベアリングの内輪を介
   してワーク受け治具にて支持し、前記第１のワークのベ
   アリングの内輪にワーク圧入治具により第２のワークを
   圧入し、圧入された第２のワークに対し前記ワーク圧入
   治具にて所定の加圧力を付与した状態で、前記ベアリン
   グの内輪を第２のワークとともにワーク受け治具を介し
   て回転駆動させ、この回転に伴って回転する第１のワー
   クの回転駆動力を測定子が受けることで、第１のワーク
   と第２のワークとの間のベアリングを介した回転負荷を
   プリロード測定機により測定することを特徴とするプリ
   ロード計測機能付圧入機によるプリロード計測方法。