JP4543549B2 - 自動車用ハブユニットの組立方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為の自動車用ハブユニットの組立方法の改良に関し、適正な予圧付与を能率良く行なえる様にする事で、低コストでしかも高性能の自動車用ハブユニットの実現に寄与するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車輪は懸架装置に対して、転がり軸受により回転自在に支持する。又、重量の嵩む自動車の車輪は、複列円すいころ軸受により、懸架装置に対して回転自在に支持する。この様な複列円すいころ軸受に関する発明として、特開２０００−９４９０２号公報には、図６〜７に示す様な構造と、図８〜１０に示す様な組立方法とが記載されている。このうちの図６〜７に示した自動車用ハブユニット１は、ハブ本体２と、内輪３と、外輪４と、それぞれが複数個ずつの第一円すいころ５、５及び第二円すいころ６、６と、第一シールリング７と、第二シールリング８とから成る。図示の例では、上記第一シールリング７として単体のシールリングを、第二シールリング８として組み合わせシールリングを、それぞれ使用している。
【０００３】
このうちのハブ本体２は、外端部（軸方向に関して外とは、自動車の幅方向外側で、図３、７を除く各図の左側。本明細書全体で同じ。）外周面に車輪を支持する為のフランジ９を形成している。又、このハブ本体２の中間部外周面には、第一列の円すいころ軸受１０を構成する為の、円すい凸面状の第一内輪軌道１１を、直接形成している。更に、上記ハブ本体２の内端部（軸方向に関して内とは、自動車の幅方向中央側で、図３、７を除く各図の右側。本明細書全体で同じ。）外周面には、小径段部１２を設けている。この小径段部１２の外周面は、上記ハブ本体２と同心の円筒面としている。又、図示の例は、駆動輪を支持する為の自動車用ハブユニット１を示しており、この為に上記ハブ本体２の中心部に、駆動軸の端部をスプライン係合させる為のスプライン孔１３を設けている。
【０００４】
又、上記内輪３は、第二列の円すいころ軸受１４を構成する為の、円すい凸面状の第二内輪軌道１５を外周面に形成しており、上記ハブ本体２の小径段部１２に外嵌固定している。この第二内輪軌道１５の傾斜方向と上記第一内輪軌道１１の傾斜方向とは、互いに逆にしている。又、上記内輪３の内端部は、この内輪３の外端面を上記小径段部１２の外端部に設けた段差面１６に突き当てた状態で、上記ハブ本体２の内端面よりも少しだけ突出する。自動車への組み付け状態で、この様にハブ本体２から突出した、上記内輪３の内端面には、等速ジョイントの端面、或は駆動軸の端部に形成した段部等が突き当たり、上記内輪３が上記小径段部１２から抜け出る事を防止する。
【０００５】
又、上記外輪４の内周面には、上記第一、第二列の円すいころ軸受１０、１４を構成する為の、それぞれが円すい凹面状の第一、第二外輪軌道１７、１８を形成している。これら第一、第二外輪軌道１７、１８の傾斜方向は、上記第一、第二内輪軌道１１、１５に合わせて、互いに逆としている。又、上記外輪４の外周面の軸方向中間部には、この外輪４を図示しない懸架装置に対し固定する為の、外向フランジ状の取付部１９を設けている。
【０００６】
又、前記複数個の第一円すいころ５、５は、第一保持器２０により転動自在に保持した状態で、上記第一内輪軌道１１と上記第一外輪軌道１７との間に配置している。これに対して、前記複数個の第二円すいころ６、６は、第二保持器２１により転動自在に保持した状態で、上記第二内輪軌道１５と上記第二外輪軌道１８との間に配置している。
【０００７】
上記第一、第二各保持器２０、２１は何れも、上記複数個ずつの第一、第二各円すいころ５、６を保持した状態で、これら各円すいころ５、６が直径方向外方に脱落するのを防止する構造を有する。即ち、これら第一、第二保持器２０、２１は、弾性を有する合成樹脂を射出成形する事により、全体を部分円すい筒状に形成したもので、円周方向に関してそれぞれ複数ずつのポケット２２と柱部２３とを交互に設けている。上記各円すいころ５、６は、これら各ポケット２２内に転動自在に配置している。又、上記各柱部２３の外周面は、上記第一、第二各円すいころ５、６のピッチ円よりも直径方向外方に位置させている。そして、上記各ポケット２２の外径側開口部の円周方向に関する幅を、上記各円すいころ５、６の直径よりも小さくしている。
【０００８】
従って、上記各円すいころ５、６を上記各ポケット２２内に収納する作業は、上記第一、第二各保持器２０、２１の内径側から行なう。上記各円すいころ５、６を上記各ポケット２２内に収納し、これら各円すいころ５、６の内径側に前記ハブ本体２及び内輪３を挿入した状態では、これら各円すいころ５、６が上記各ポケット２２内に、脱落不能に保持される。又、図示の例では、前記第一、第二内輪軌道１１、１５の小径側端部に、直径方向外方に突出する小鍔部２４を形成している。上記各円すいころ５、６と上記各保持器２０、２１とは、それぞれセットにした状態で、前記第一、第二各内輪軌道１１、１５の周囲に組み込む。上記各円すいころ５、６がこれら各内輪軌道１１、１５の小径側端部に形成した小鍔部２４を通過する際には、これら各円すいころ５、６が各小鍔部２４に乗り上げる事によって、上記各保持器２０、２１を外側に膨らむ様に弾性変形させる。従って、上記第一、第二各円すいころ５、６を上記第一、第二内輪軌道１１、１５の周囲に配置した状態では、これら第一、第二各円すいころ５、６は、軸方向に不用意に変位する事がなくなる。
【０００９】
更に、前記第一シールリング７は、断面略Ｌ字形の芯金２５と、この芯金２５の内周縁部に全周に亙って添着した弾性材２６とから成る。この様な第一シールリング７は、上記芯金２５の外周縁部に形成した円筒部２７を、前記外輪４の外端部外周面に形成した円筒面部２８に締り嵌めで外嵌する事により、この外輪４の外端部に固定している。又、前記フランジ９の一部で上記外輪４の外端面に対向する部分の円周方向複数個所（例えばこのフランジ９に固定したスタッド２９、２９の数と同じ、４〜６個所）には、上記円筒部２７を上記円筒面部２８に押し込む為の治具３０（後述する図８〜９参照）を挿通自在な通孔３１を形成している。
【００１０】
次に、上述の様な構成を有する自動車用ハブユニット１の組立方法に就いて、上述した図６〜７に、図８〜１０を加えて説明する。先ず、図８に示す様に、上記各第一円すいころ５、５を、上記第一保持器２０により、前記ハブ本体２の外周面のうちの第一内輪軌道１１の外径側に保持する。又、これに先立って、上記第一シールリング７を上記ハブ本体２に外嵌しておき、この第一シールリング７を、このハブ本体２の中間部外周面で上記第一内輪軌道１１と上記フランジ９との間部分に配置する。この状態で、上記各第一円すいころ５、５は、上記ハブ本体２の周囲に、分離する事なく保持される。従って、工場内での搬送作業も容易に行なえる。
【００１１】
この様に、上記ハブ本体２の中間部周囲に、上記各第一円すいころ５、５を保持すると共に上記第一シールリング７を配置した状態で、図８→図９に示す様に、上記ハブ本体２の周囲に前記外輪４を進入させる。この進入作業は、図９に示す様に、上記複数個ずつの第一、第二各円すいころ５、６のうちの各第一円すいころ５、５の外側に前記第一外輪軌道１７が位置するまで行なう。尚、実際の組立作業時には、図８〜９の左側が下側になる。
【００１２】
図示の例では、この様にハブ本体２の周囲に上記外輪４を進入させるのと同時に、上記フランジ９に形成した複数の通孔３１を挿通した治具３０により、上記第一シールリング７を構成する芯金２５の外周縁部に形成した円筒部２７を、上記外輪４の外端部外周面に形成した円筒面部２８に外嵌固定する。即ち、上記第一シールリング７を、抑えブロック３２に固設した上記治具３０によりバックアップしつつ、上記ハブ本体２の周囲に上記外輪４を進入させる事により、上記円筒部２７を上記円筒面部２８に外嵌固定する。尚、上記治具３０の高さは、上記各第一円すいころ５、５に過大なスラスト荷重が加わらない前に、上記外嵌固定作業が完了する様に規制する。即ち、上記各円すいころ５、５と上記第一外輪軌道１７とが接触する以前に、上記第一シールリング７を構成する芯金２５の内側円輪部の内側面が、上記外輪４の外端面と接触する様にしている。これにより、組立作業に伴って、上記第一内輪軌道１１及び上記第一外輪軌道１７に、耐久性低下に結び付く圧痕が形成される事を防止する。尚、上記芯金２５と上記外輪４の外端部に設けた円筒面部２８との嵌合面からの泥水の浸入を防止する為に、この円筒面部２８には研削加工を施し、嵌合部の隙間をなくす。又、上記ハブ本体２の中間部外周面で上記第一シールリング７を構成するシールリップが摺接する部分も、使用状態での当該部分の周速を考慮して、研削加工により表面粗さを規定値以下（平滑）に仕上げ、上記シールリップの摩耗を防止する。
【００１３】
尚、次述する図１０に記載した様に、抑えブロック３２には治具を固設せず、上記外輪の進入作業と上記第一シールリング７の外嵌固定作業とを、時間を前後して行なっても良い。更には、図１１に示す様に、上記芯金２５を、二つ割れのバックアッププレート３３により抑えつつ、上記外輪４を上記ハブ本体２の周囲に進入させてこの外輪４の外端部に上記芯金２５を外嵌した後、このバックアッププレート３３を上記芯金２５の周囲から除去しても良い。何れにしても、上記進入作業の間、上記第一保持器２０に保持された各第一円すいころ５、５は、この第一保持器２０の直径方向外方に脱落する事なく、上記第一内輪軌道１１に添設された状態のままとなる。従って、上記進入作業を、特に上記各第一円すいころ５、５を抑える様な面倒な作業を要する事なく、円滑に行なえる。
【００１４】
次いで、図９→図１０に示す様に、前記内輪３を、前記複数個の第二円すいころ６、６を、前記第二保持器２１により前記第二内輪軌道１５の周囲に保持した状態で、上記外輪４の内側に挿入する。そして、この挿入作業に伴って上記内輪３を、上記ハブ本体２の小径段部１２に外嵌する。そして、最後に、図１０→図６に示す様に、上記内輪３の端部外周面と上記外輪４の端部内周面との間に、前記第二シールリング８を装着する。尚、第一、第二列の円すいころ軸受１０、１４に付与する予圧は、上記内輪３の一部（先端面）の研削量を変える事により調節できる。
【００１５】
尚、上述の例は、何れも、内輪３の内端面をハブ本体２の内端面よりも突出させ、この内輪３の内端面に、等速ジョイントの端面或は駆動軸の端部に形成した段部等を突き当てる様に構成している。これに対して、図１２に示す様に、ハブ本体２ａの内端部に形成した円筒部３４の内端部で内輪３の内端面よりも内方に突出した部分を径方向外方に塑性変形する事により構成したかしめ部３５により上記内輪３の内端面を抑え付ける構造も考えられている。このかしめ部３５は、例えば揺動かしめにより形成する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様な従来技術の場合、第一、第二列の円すいころ軸受１０、１４に予圧を付与する事に就いて、一定の考慮はされているが、この予圧管理を大量生産に適する手法で行なう事に就いての考慮は特になされていない。
一方、優れた性能を有する自動車用ハブユニットを実現する為には、上記予圧を適正範囲に規制する事が重要である。この予圧が過小である場合には、上記自動車用ハブユニットの剛性が低くなり、走行安定性の確保やディスクブレーキを構成するロータの振れ防止の面から不利となる。これに対して、上記予圧が過大になると、上記自動車用ハブユニットの回転トルク（回転抵抗）が大きくなり、燃費性能を含む自動車の走行性能が悪化する他、各軌道面の転がり疲れ寿命が低下する為、耐久性の面からも不利になる。
本発明の自動車用ハブユニットの組立方法は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動車用ハブユニットの組立方法の対象となる自動車用ハブユニットは、前述した従来から知られている自動車用ハブユニットと同様に、ハブ本体と、内輪と、外輪と、それぞれ複数個ずつの第一円すいころ及び第二円すいころとから成る。
このうちのハブ本体は、外端部外周面に車輪を支持する為のフランジを設けると共に、中間部外周面に第一列の円すいころ軸受を構成する為の、円すい凸面状の第一内輪軌道を直接形成し、内端部外周面に小径段部を設けている。
又、上記内輪は、第二列の円すいころ軸受を構成する為の、円すい凸面状の第二内輪軌道を外周面に形成したもので、上記ハブ本体の小径段部に、外端面をこの小径段部の外端部に設けた段差面に突き当てた状態で外嵌固定している。
又、上記外輪は、これらハブ本体及び内輪の周囲に配置している。
又、上記各第一円すいころ及び第二円すいころは、これらハブ本体及び内輪の外周面と外輪の内周面との間に設けている。
又、上記外輪は、内周面に上記第一、第二列の円すいころ軸受を構成する為の、それぞれが円すい凹面状の第一、第二外輪軌道を形成したものである。
そして、上記各第一円すいころは上記第一内輪軌道と上記第一外輪軌道との間に配置し、上記各第二円すいころは上記第二内輪軌道と上記第二外輪軌道との間に配置している。
【００１８】
本発明の組立方法は、上述の様な自動車用ハブユニットを、上記各第一円すいころ及び上記各第二円すいころに所望の予圧を付与した状態で組み立てる為のものである。
この為に本発明の自動車用ハブユニットの組立方法の場合には、上記第一内輪軌道と上記第一外輪軌道との間に上記各第一円すいころを配置した状態で、上記ハブ本体に対し上記外輪を所定の荷重により外方に押圧しつつこの外輪の内端面と上記段差面との間の軸方向距離Ｌ1 を測定する。
又、上記第二内輪軌道と上記第二外輪軌道との間に上記各第二円すいころを配置した状態で、上記外輪に対し上記内輪を所定の荷重により外方に押圧しつつこの外輪の内端面とこの内輪の外端面との間の軸方向距離Ｌ2 を測定する。
更に、上記小径段部の外径と上記内輪の内径との差δである締め代に基づく軸受の内部隙間の減少量ｆ（δ）を求める。
そして、「Ｌ1 −Ｌ2 −ｆ（δ）」で求められる予圧を所望値にすべく、上記外輪と、上記ハブ本体と、上記内輪と、上記第一、第二各円すいころとを選択して組み合わせる。
【００１９】
更に好ましくは、請求項２に記載した様に、上記内輪と複数個の第二円すいころとを組み合わせた内輪ユニットに関し、基準となる１個のマスター外輪を使用して、このマスター外輪の内端面と、上記各内輪ユニットを構成する内輪の外端面との間の軸方向距離Ｌ2nをそれぞれ測定し、その結果を記録しておく。
又、実際に自動車用ハブユニットに組み付けるべき別の外輪の外端部内周面に形成した第二外輪軌道の内径側に、上記各内輪ユニットのうちの何れか１個の内輪ユニットを組み付けて、当該内輪ユニットを構成する内輪の外端面と上記別の外輪の内端面との軸方向距離Ｌ2 ′を測定する。
そして、当該内輪ユニット（上記別の外輪に対し組み付けた内輪ユニット）に関しては、この軸方向距離Ｌ2 ′をそのまま予圧を求める為の軸方向距離Ｌ2 として利用する。
これに対して、他の内輪ユニットに関しては、上記マスター外輪に関する各内輪ユニットの軸方向距離Ｌ2nから、上記何れか１個の内輪ユニットのマスター外輪に関する測定値Ｌ2n´と上記別の外輪に関する測定値Ｌ2 ´との差である「Ｌ2n´−Ｌ2 ´」を引いた値「Ｌ2n−（Ｌ2n´−Ｌ2 ´）」を、上記予圧を求める為の軸方向距離Ｌ2 として利用する。
【００２０】
或は、好ましくは請求項３に記載した様に、それぞれがハブ本体と複数個の第一円すいころとを組み合わせた複数組のハブ本体ユニットに関し、基準となる１個のマスター外輪を使用して、このマスター外輪の内端面と、上記各ハブ本体の外周面に設けた段差面との間の軸方向距離Ｌ1nをそれぞれ測定し、その結果を記録しておく。
又、実際に自動車用ハブユニットに組み付けるべき別の外輪の外端部内周面に形成した第一外輪軌道の内径側に、上記各ハブ本体ユニットのうちの何れか１個のハブ本体ユニットを組み付けて、当該ハブ本体ユニットを構成するハブ本体の外周面に設けた段差面と上記別の外輪の内端面との軸方向距離Ｌ1 ′を測定する。
そして、当該ハブ本体ユニット（上記別の外輪に対し組み付けたハブ本体ユニット）に関しては、この軸方向距離Ｌ1 ′をそのまま予圧を求める為の軸方向距離Ｌ1 として利用する。
これに対して、他のハブ本体ユニットに関しては、上記マスター外輪に関する各ハブ本体ユニットの軸方向距離Ｌ1nから、上記何れか１個のハブ本体ユニットのマスター外輪に関する測定値Ｌ1n´と上記別の外輪に関する測定値Ｌ1 ´との差である「Ｌ1n´−Ｌ1 ´」を引いた値「Ｌ1n−（Ｌ1n´−Ｌ1 ´）」を、上記予圧を求める為の軸方向距離Ｌ1 として利用する。
【００２１】
【作用】
上述の様な本発明の自動車用ハブユニットの組立方法によれば、第一、第二列の各円すいころ軸受に適正な予圧付与を、能率良く行なえる為、大量生産に適する手法により、優れた性能を有する自動車用ハブユニットを実現できる。
更に、請求項２〜３に記載した自動車用ハブユニットの組立方法の場合には、内輪ユニット（請求項２の場合）或はハブ本体ユニット（請求項３の場合）を外輪の内側に出し入れする回数を少なくして、組立作業の能率化を更に図れる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、請求項１にのみ対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、自動車用ハブユニットを構成する第一列、第二列の円すいころ軸受１０、１４への適正な予圧付与を、能率良く行なう為の組立方法にある。自動車用ハブユニット自体の構造、並びに組立方法のうちの予圧付与以外の工程に関しては、前述の図６〜１０で示した、特開２０００−９４９０２号公報に記載されて従来から知られている発明の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００２３】
本発明の自動車用ハブユニットの組立方法を実施する場合には、先ず、図１に示す様に、ハブ本体２と外輪４とを組み合わせる。即ち、このハブ本体２の中間部外周面に形成した第一内輪軌道１１と、上記外輪４の外端部内周面に形成した第一外輪軌道１７との間に、第一保持器２０により保持した複数個の第一円すいころ５、５を配置した状態で、上記ハブ本体２と上記外輪４とを互いに同心に組み合わせる。そして、このハブ本体２に対しこの外輪４を、所定の荷重により外方に押圧しつつ、この外輪４の内端面と、上記ハブ本体２の内端部外周面に形成した小径段部１２の外端部に設けた段差面１６との間の、軸方向距離Ｌ1 を測定する。又、この小径段部１２の外径Ｄを、上記外輪４を組み合わせる以前に、予め測定しておく。
【００２４】
又、この軸方向距離Ｌ1 を測定する以前に、図２に示す様に、内輪３と上記外輪４とを組み合わせる。即ち、この内輪３の外周面に形成した第二内輪軌道１５と、上記外輪４の内端部内周面に形成した第二外輪軌道１８との間に、第二保持器２１により保持した複数個の第二円すいころ６、６を配置した状態で、上記内輪３と上記外輪４とを互いに同心に組み合わせる。そして、この外輪４に対し上記内輪３を所定の荷重により外方に押圧しつつ、この外輪４の内端面とこの内輪３の外端面との間の軸方向距離Ｌ2 を測定する。又、この内輪３の内径Ｒ（＜Ｄ）を測定する。尚、本例の場合には、図１に示した外輪４と図２に示した外輪４とは、同一の外輪である。又、この外輪４の内端面と上記内輪３の外端面との間の軸方向距離Ｌ2 の測定を、この外輪４の内端面と上記段差面１６との間の軸方向距離Ｌ1 の測定の前に行なう理由は、前記シールリング７を外輪４から取り外す作業を行なわない様にする為である。
【００２５】
そして、この内径Ｒの測定値と上記小径段部１２の外径Ｄの測定値との差δ（＝Ｄ−Ｒ）である締め代に基づく、軸受の内部隙間の減少量ｆ（δ）を求める。この減少量ｆ（δ）は、接触角等により異なり、上記内輪３の肉厚や材料の弾性率等に基づいて計算により求める事もできるが、本例の場合には、予め行なった実験から描かれる、図３に示す様な線図に基づいて求める。即ち、上記小径段部１２に上記内輪３を締り嵌めで外嵌すると、この内輪３の外周面に形成した第二内輪軌道１５の外径が弾性的に広がり、上記軸受の内部隙間がその分減少する。この第二の内輪軌道１５は円すい凸面状である為、この内部隙間の減少分は、ラジアル成分とアキシアル成分とに分離できる。本明細書中での、軸受の内部隙間の減少量ｆ（δ）とは、このうちのアキシアル成分を言う。尚、上記図３は、一般的な乗用車用のハブユニットの場合での実験結果を示しているが、上記締め代δと上記減少量ｆ（δ）との関係は、ｆ（δ）≒１．０２２δとなる。この様な減少量ｆ（δ）は、前記予圧付与に関して、前記各軸方向距離Ｌ1 、Ｌ2 と同様に（同次元で）扱う事ができる。
【００２６】
即ち、各軸方向距離Ｌ1 、Ｌ2 と上記減少量ｆ（δ）とから、組み立てられる車輪支持用ハブユニットの予圧は、「Ｌ1 −Ｌ2 −ｆ（δ）」で求められる。そこで、この式｛Ｌ1 −Ｌ2 −ｆ（δ）｝で求められる予圧を所望値にすべく、前記外輪４と、前記ハブ本体２と、上記内輪３と、前記各第一、第二各円すいころ５、６とを選択して組み合わせる。従って、図１の様にして求めた軸方向距離Ｌ1 及び外径Ｄと、図２の様にして求めた軸方向距離Ｌ2 及び内径Ｒとが、所望の予圧付与に適正な値である場合には、上記各部材４、２、３、５、６をそのまま組み立てる。これに対して、上記軸方向距離Ｌ1 及び外径Ｄと、上記軸方向距離Ｌ2 及び内径Ｒとが、所望の予圧付与に不適正な値である場合には、上記外輪４の内径側に別の内輪３及び第二円すいころ６（又は別のハブ本体２及び第一円すいころ５）を組み込んで、上記軸方向距離Ｌ2 及び内径Ｒ（又は軸方向距離Ｌ1 及び外径Ｄ）を測定する。そして、所望の予圧付与に適正な値を得られた場合に、上記各部材４、２、３、５、６を組み立てる。尚、これら各部材４、２、３、５、６のうち、外輪４とハブ本体２の組み合わせを変更する事は、前記シールリング７を外輪４から取り外さなければならず面倒な作業となる。従って、この外輪４と上記ハブ本体２との組み合わせの変更は、できるだけ避ける。又、上記各部材４、２、３、５、６の組み合せが決まった段階で、上記内輪３及び上記第二円すいころ６、６を組み込む以前、即ち、図１の状態で、上記外輪４の内周面と上記ハブ本体２の外周面との間に存在する環状空間の内端側から第一円すいころ５、５に向けてノズルを差し込む。そして、このノズルにより、これら各第一円すいころ５、５の設置部分にグリースを注入する。
【００２７】
尚、上記各軸方向距離Ｌ1 、Ｌ2 を測定する際に上記外輪４と上記ハブ本体２又は内輪３との間に加えるアキシアル荷重の大きさは、上記各第一、第二円すいころ５、６の転動面と上記第一、第二各内輪軌道１１、１５及び第一、第二各外輪軌道１７、１８との接触部を、測定値に影響を及ぼす程弾性変形させず、しかも安定した測定値を得られる様に規制する。例えば、一般的な乗用車用のハブユニットの測定を行なう場合で、５０Ｎ程度のアキシアル荷重を加える。尚、実際の測定作業を行なう際には、上記各部材４、２、３の中心軸を鉛直方向に配置するので、これら各部材４、２、３の重量を上記アキシアル荷重として利用できる。測定値を安定させる事ができれば、このアキシアル荷重を、上記各部材の重量のみで得ても良い。尚、前記各第二円すいころ６、６の設置部分へのグリースの注入は、これら各第二円すいころ６、６と上記内輪３とを上記外輪４の内径側に組み込んだ後に、上記外輪４の内周面と上記ハブ本体２の外周面との間に存在する環状空間の内端側からノズルを差し込んで行なう。この様にしてグリースを注入した後、図６に示した様に第二シールリング８を組み込んで、組み立てを完了する。この様に前記各第一円すいころ５、５の設置部分へのグリースの注入と、上記各第二円すいころ６、６の設置部分へのグリースの注入とは、互いに別工程で行なう。
【００２８】
次に、図４は、請求項１〜２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。上述した第１例の場合には、特定の（１個の）外輪４を基準として、ハブ本体２及び第一円すいころ５、５に関する軸方向距離Ｌ1 及び外径Ｄと、内輪３及び第二円すいころ６、６に関する軸方向距離Ｌ2 及び内径Ｒを測定していた。この様な場合には、所望の予圧を得られる組み合わせを見つけるまでの間に、上記特定の外輪４内に、ハブ本体２及び第一円すいころ５、５（又は内輪３及び第二円すいころ６、６）を１回出し入れするだけでなく、内輪３及び第二円すいころ６、６（又はハブ本体２及び第一円すいころ５、５）を何回も出し入れしなければならなくなる可能性がある。これに対して本例の場合には、所望の予圧を得られる組み合わせを見つけるまでに外輪４内に内輪３及び第二円すいころ６、６を出し入れする回数を少なく抑えられる様にして、自動車用ハブユニットの組立作業の更なる能率化を図れる様にしている。
【００２９】
この為に本例の場合には、上記内輪３と、第二保持器２１により保持された複数の第二円すいころ６とを組み合わせた内輪ユニットに関し、図４に鎖線で示した、基準となる１個のマスター外輪３６を使用して、前述の図２と同様の測定作業を行なう。即ち、このマスター外輪３６の内端面と、上記各内輪ユニットを構成する内輪３の外端面との間の軸方向距離Ｌ2nをそれぞれ測定して、その結果を記録しておく。勿論、上記内輪３の内径Ｒも測定して記録しておく。
【００３０】
又、図４に実線で示した、実際に自動車用ハブユニットに組み付けるべき別の外輪４の外端部内周面に形成した第二外輪軌道１８の内径側に、上記各内輪ユニットのうちの何れか１個の内輪ユニットを組み付けて、当該内輪ユニットを構成する内輪３の外端面と上記別の外輪４の内端面との軸方向距離Ｌ2 ′を測定する。
そして、当該内輪ユニット（上記別の外輪４に対し組み付けた内輪ユニット）に関しては、この軸方向距離Ｌ2 ′をそのまま予圧を求める為の軸方向距離Ｌ2 として利用する。
【００３１】
これに対して、他の内輪ユニットに関しては、上記マスター外輪に関するこれら他の内輪ユニットの軸方向距離Ｌ2nから、上記何れか１個の内輪ユニットのマスター外輪３６に関する測定値Ｌ2n´と上記別の外輪４に関する測定値Ｌ2 ´との差である「Ｌ2n´−Ｌ2 ´」を引いた値「Ｌ2n−（Ｌ2n´−Ｌ2 ´）」を、上記予圧を求める為の軸方向距離Ｌ2 として利用する。
従って、複数の（ｎ個）の内輪ユニットに関して、上記マスター外輪３６を使用して上記軸方向距離Ｌ2n（Ｌ2n´）を測定した後、何れか１個の内輪ユニットに関して、実際に自動車用ハブユニットに組み付けるべき別の外輪４を使用して上記軸方向距離Ｌ2 ′を測定すれば、残り（ｎ−１）個の内輪ユニットに関しても、上記予圧を求める為の軸方向距離Ｌ2 が求められる。
【００３２】
この為、本例の場合には、上記別の外輪４を使用して上記軸方向距離Ｌ2 ′を測定した上記内輪ユニットが、所望の予圧を得る為に不適正である場合にも、新たな測定作業を行なわなくても、この所望の予圧を得る為に適正な内輪ユニットを直ちに選択できる。
この結果、適正な予圧を付与した自動車用ハブユニットの組立作業を、より能率良く行なうことができる。
尚、上述の説明は、マスター外輪３６との組み合わせで軸方向距離を測定する部材を、内輪３と第二保持器２１と複数の第二円すいころ６、６とを組み合わせた内輪ユニットとしたが、上記部材を、請求項３に記載した様に、ハブ本体と第一保持器と複数の第一円すいころとを組み合わせたハブ本体ユニットとしても、同様の効果を得られる。
【００３３】
次に、予圧を付与する為の軸方向の変位量と、実際に第一、第二円すいころ５、６に付与されるアキシアル荷重との関係を求める為の方法に就いて、図５により説明する。即ち、一般的に予圧管理は、負の内部隙間の大きさにより行なうが、上記アキシアル荷重の大きさにより予圧管理を行なう必要がある場合には、このアキシアル荷重の大きさと上記負の内部隙間の大きさとの関係を求める必要がある。
【００３４】
この様な関係を求める為には、図５に示す様に、ハブ本体２をサポート治具３７に緩く外嵌支持すると共に、このハブ本体２の内端部に形成した小径段部１２に内輪３を、隙間嵌で外嵌する。そして、アムスラーと呼ばれる押圧治具３８によりこの内輪３を、上記ハブ本体２に押し付ける。この内輪３の外端面と上記小径段部１２の外端部に設けた段差面１６との間には、正の隙間をあけたままとする。そして、この様に正の隙間をあけたままとする為、測定用のハブ本体２は、段差面１６を軸方向外側にずらせ、しかも小径段部１２の外径を小さくした、特別に加工したものを用いる。この様な測定用のハブ本体２を使用して、上記押圧治具３８が上記内輪３を押圧する力を測定しつつ、上記サポート治具３７と上記押圧治具３８との距離をダイヤルゲージ３９により測定する。そして、上記力の測定値と上記距離の測定値とから、上記アキシアル荷重の大きさと上記負の内部隙間の大きさとの関係を求める。
【００３５】
実際の測定を行なう場合には、上記サポート治具３７を下方に位置させた状態で、各部材の中心軸を鉛直方向に配置する。そして、上記押圧治具３８に、各部を弾性変形させる程に大きな荷重を付与しない状態での、上記ダイヤルゲージ３９の測定値を、内部隙間が±０の点であるとする。この状態から上記押圧治具３８に荷重を加えた場合の、上記ダイヤルゲージ３９の測定値の変化分が、負の内部隙間となる。そこで、この変化分と上記押圧治具３８に加えた荷重とから、上記アキシアル荷重の大きさと上記負の内部隙間の大きさとの関係を容易に求める事ができる。この様にして行なう測定によるデータと、前述の図３に示したデータとを用いれば、前述した、「Ｌ1 −Ｌ2 −ｆ（δ）」なる式により負の内部隙間の値を求め、 更に予圧荷重を知る事ができる。
尚、この様な測定では、上記内輪３を上記小径段部１２に隙間嵌で外嵌している点が実際の場合と異なり、上記サポート治具３７の弾性変形量が誤差として入り込む為、上記関係を厳密に求める事はできないが、実用上有用な概算値を求める事はできる。
【００３６】
【発明の効果】
上述の様に本発明の自動車用ハブユニットの組立方法の場合には、自動車用ハブユニットの組立作業を能率良く行なって、この自動車用ハブユニットのコストの低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例で、外輪の内端面とハブ本体の段差面との軸方向距離を測定する状態を示す断面図。
【図２】同じく外輪の内端面と内輪の外端面との軸方向距離を測定する状態を示す断面図。
【図３】小径段部に対する内輪の締め代の大きさと、この締め代に基づく軸受内部隙間の減少量のうちの軸方向成分との関係を示す線図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例で、外輪の内端面とハブ本体の段差面との軸方向距離を測定する状態を示す断面図。
【図５】ハブ本体に対する内輪の軸方向の変位量と実際の予圧荷重との関係を求める為の測定の実施状態を示す断面図。
【図６】本発明の対象となる自動車用ハブユニットの第１例を示す断面図。
【図７】図６の右方から見た半部側面図。
【図８】組立作業の最初の工程を示す断面図。
【図９】同じく次の工程を示す断面図。
【図１０】同じく更に次の工程を示す断面図。
【図１１】第一シールリングを外輪の外端部に外嵌する工程の別例を示す断面図。
【図１２】本発明の対象となる自動車用ハブユニットの第２例を示す断面図。
【符号の説明】
１ 自動車用ハブユニット
２、２ａ ハブ本体
３ 内輪
４ 外輪
５ 第一円すいころ
６ 第二円すいころ
７ 第一シールリング
８ 第二シールリング
９ フランジ
１０ 第一列の円すいころ軸受
１１ 第一内輪軌道
１２ 小径段部
１３ スプライン孔
１４ 第二列の円すいころ軸受
１５ 第二内輪軌道
１６ 段差面
１７ 第一外輪軌道
１８ 第二外輪軌道
１９ 取付部
２０ 第一保持器
２１ 第二保持器
２２ ポケット
２３ 柱部
２４ 小鍔部
２５ 芯金
２６ 弾性材
２７ 円筒部
２８ 円筒面部
２９ スタッド
３０ 治具
３１ 通孔
３２ 抑えブロック
３３ バックアッププレート
３４ 円筒部
３５ かしめ部
３６ マスター外輪
３７ サポート治具
３８ 押圧治具
３９ ダイヤルケージ
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為の自動車用ハブユニットの組立方法の改良に関し、適正な予圧付与を能率良く行なえる様にする事で、低コストでしかも高性能の自動車用ハブユニットの実現に寄与するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車輪は懸架装置に対して、転がり軸受により回転自在に支持する。又、重量の嵩む自動車の車輪は、複列円すいころ軸受により、懸架装置に対して回転自在に支持する。この様な複列円すいころ軸受に関する発明として、特開２０００−９４９０２号公報には、図６〜７に示す様な構造と、図８〜１０に示す様な組立方法とが記載されている。このうちの図６〜７に示した自動車用ハブユニット１は、ハブ本体２と、内輪３と、外輪４と、それぞれが複数個ずつの第一円すいころ５、５及び第二円すいころ６、６と、第一シールリング７と、第二シールリング８とから成る。図示の例では、上記第一シールリング７として単体のシールリングを、第二シールリング８として組み合わせシールリングを、それぞれ使用している。
【０００３】
このうちのハブ本体２は、外端部（軸方向に関して外とは、自動車の幅方向外側で、図３、７を除く各図の左側。本明細書全体で同じ。）外周面に車輪を支持する為のフランジ９を形成している。又、このハブ本体２の中間部外周面には、第一列の円すいころ軸受１０を構成する為の、円すい凸面状の第一内輪軌道１１を、直接形成している。更に、上記ハブ本体２の内端部（軸方向に関して内とは、自動車の幅方向中央側で、図３、７を除く各図の右側。本明細書全体で同じ。）外周面には、小径段部１２を設けている。この小径段部１２の外周面は、上記ハブ本体２と同心の円筒面としている。又、図示の例は、駆動輪を支持する為の自動車用ハブユニット１を示しており、この為に上記ハブ本体２の中心部に、駆動軸の端部をスプライン係合させる為のスプライン孔１３を設けている。
【０００４】
又、上記内輪３は、第二列の円すいころ軸受１４を構成する為の、円すい凸面状の第二内輪軌道１５を外周面に形成しており、上記ハブ本体２の小径段部１２に外嵌固定している。この第二内輪軌道１５の傾斜方向と上記第一内輪軌道１１の傾斜方向とは、互いに逆にしている。又、上記内輪３の内端部は、この内輪３の外端面を上記小径段部１２の外端部に設けた段差面１６に突き当てた状態で、上記ハブ本体２の内端面よりも少しだけ突出する。自動車への組み付け状態で、この様にハブ本体２から突出した、上記内輪３の内端面には、等速ジョイントの端面、或は駆動軸の端部に形成した段部等が突き当たり、上記内輪３が上記小径段部１２から抜け出る事を防止する。
【０００５】
又、上記外輪４の内周面には、上記第一、第二列の円すいころ軸受１０、１４を構成する為の、それぞれが円すい凹面状の第一、第二外輪軌道１７、１８を形成している。これら第一、第二外輪軌道１７、１８の傾斜方向は、上記第一、第二内輪軌道１１、１５に合わせて、互いに逆としている。又、上記外輪４の外周面の軸方向中間部には、この外輪４を図示しない懸架装置に対し固定する為の、外向フランジ状の取付部１９を設けている。
【０００６】
又、前記複数個の第一円すいころ５、５は、第一保持器２０により転動自在に保持した状態で、上記第一内輪軌道１１と上記第一外輪軌道１７との間に配置している。これに対して、前記複数個の第二円すいころ６、６は、第二保持器２１により転動自在に保持した状態で、上記第二内輪軌道１５と上記第二外輪軌道１８との間に配置している。
【０００７】
上記第一、第二各保持器２０、２１は何れも、上記複数個ずつの第一、第二各円すいころ５、６を保持した状態で、これら各円すいころ５、６が直径方向外方に脱落するのを防止する構造を有する。即ち、これら第一、第二保持器２０、２１は、弾性を有する合成樹脂を射出成形する事により、全体を部分円すい筒状に形成したもので、円周方向に関してそれぞれ複数ずつのポケット２２と柱部２３とを交互に設けている。上記各円すいころ５、６は、これら各ポケット２２内に転動自在に配置している。又、上記各柱部２３の外周面は、上記第一、第二各円すいころ５、６のピッチ円よりも直径方向外方に位置させている。そして、上記各ポケット２２の外径側開口部の円周方向に関する幅を、上記各円すいころ５、６の直径よりも小さくしている。
【０００８】
従って、上記各円すいころ５、６を上記各ポケット２２内に収納する作業は、上記第一、第二各保持器２０、２１の内径側から行なう。上記各円すいころ５、６を上記各ポケット２２内に収納し、これら各円すいころ５、６の内径側に前記ハブ本体２及び内輪３を挿入した状態では、これら各円すいころ５、６が上記各ポケット２２内に、脱落不能に保持される。又、図示の例では、前記第一、第二内輪軌道１１、１５の小径側端部に、直径方向外方に突出する小鍔部２４を形成している。上記各円すいころ５、６と上記各保持器２０、２１とは、それぞれセットにした状態で、前記第一、第二各内輪軌道１１、１５の周囲に組み込む。上記各円すいころ５、６がこれら各内輪軌道１１、１５の小径側端部に形成した小鍔部２４を通過する際には、これら各円すいころ５、６が各小鍔部２４に乗り上げる事によって、上記各保持器２０、２１を外側に膨らむ様に弾性変形させる。従って、上記第一、第二各円すいころ５、６を上記第一、第二内輪軌道１１、１５の周囲に配置した状態では、これら第一、第二各円すいころ５、６は、軸方向に不用意に変位する事がなくなる。
【０００９】
更に、前記第一シールリング７は、断面略Ｌ字形の芯金２５と、この芯金２５の内周縁部に全周に亙って添着した弾性材２６とから成る。この様な第一シールリング７は、上記芯金２５の外周縁部に形成した円筒部２７を、前記外輪４の外端部外周面に形成した円筒面部２８に締り嵌めで外嵌する事により、この外輪４の外端部に固定している。又、前記フランジ９の一部で上記外輪４の外端面に対向する部分の円周方向複数個所（例えばこのフランジ９に固定したスタッド２９、２９の数と同じ、４〜６個所）には、上記円筒部２７を上記円筒面部２８に押し込む為の治具３０（後述する図８〜９参照）を挿通自在な通孔３１を形成している。
【００１０】
次に、上述の様な構成を有する自動車用ハブユニット１の組立方法に就いて、上述した図６〜７に、図８〜１０を加えて説明する。先ず、図８に示す様に、上記各第一円すいころ５、５を、上記第一保持器２０により、前記ハブ本体２の外周面のうちの第一内輪軌道１１の外径側に保持する。又、これに先立って、上記第一シールリング７を上記ハブ本体２に外嵌しておき、この第一シールリング７を、このハブ本体２の中間部外周面で上記第一内輪軌道１１と上記フランジ９との間部分に配置する。この状態で、上記各第一円すいころ５、５は、上記ハブ本体２の周囲に、分離する事なく保持される。従って、工場内での搬送作業も容易に行なえる。
【００１１】
この様に、上記ハブ本体２の中間部周囲に、上記各第一円すいころ５、５を保持すると共に上記第一シールリング７を配置した状態で、図８→図９に示す様に、上記ハブ本体２の周囲に前記外輪４を進入させる。この進入作業は、図９に示す様に、上記複数個ずつの第一、第二各円すいころ５、６のうちの各第一円すいころ５、５の外側に前記第一外輪軌道１７が位置するまで行なう。尚、実際の組立作業時には、図８〜９の左側が下側になる。
【００１２】
図示の例では、この様にハブ本体２の周囲に上記外輪４を進入させるのと同時に、上記フランジ９に形成した複数の通孔３１を挿通した治具３０により、上記第一シールリング７を構成する芯金２５の外周縁部に形成した円筒部２７を、上記外輪４の外端部外周面に形成した円筒面部２８に外嵌固定する。即ち、上記第一シールリング７を、抑えブロック３２に固設した上記治具３０によりバックアップしつつ、上記ハブ本体２の周囲に上記外輪４を進入させる事により、上記円筒部２７を上記円筒面部２８に外嵌固定する。尚、上記治具３０の高さは、上記各第一円すいころ５、５に過大なスラスト荷重が加わらない前に、上記外嵌固定作業が完了する様に規制する。即ち、上記各円すいころ５、５と上記第一外輪軌道１７とが接触する以前に、上記第一シールリング７を構成する芯金２５の内側円輪部の内側面が、上記外輪４の外端面と接触する様にしている。これにより、組立作業に伴って、上記第一内輪軌道１１及び上記第一外輪軌道１７に、耐久性低下に結び付く圧痕が形成される事を防止する。尚、上記芯金２５と上記外輪４の外端部に設けた円筒面部２８との嵌合面からの泥水の浸入を防止する為に、この円筒面部２８には研削加工を施し、嵌合部の隙間をなくす。又、上記ハブ本体２の中間部外周面で上記第一シールリング７を構成するシールリップが摺接する部分も、使用状態での当該部分の周速を考慮して、研削加工により表面粗さを規定値以下（平滑）に仕上げ、上記シールリップの摩耗を防止する。
【００１３】
尚、次述する図１０に記載した様に、抑えブロック３２には治具を固設せず、上記外輪の進入作業と上記第一シールリング７の外嵌固定作業とを、時間を前後して行なっても良い。更には、図１１に示す様に、上記芯金２５を、二つ割れのバックアッププレート３３により抑えつつ、上記外輪４を上記ハブ本体２の周囲に進入させてこの外輪４の外端部に上記芯金２５を外嵌した後、このバックアッププレート３３を上記芯金２５の周囲から除去しても良い。何れにしても、上記進入作業の間、上記第一保持器２０に保持された各第一円すいころ５、５は、この第一保持器２０の直径方向外方に脱落する事なく、上記第一内輪軌道１１に添設された状態のままとなる。従って、上記進入作業を、特に上記各第一円すいころ５、５を抑える様な面倒な作業を要する事なく、円滑に行なえる。
【００１４】
次いで、図９→図１０に示す様に、前記内輪３を、前記複数個の第二円すいころ６、６を、前記第二保持器２１により前記第二内輪軌道１５の周囲に保持した状態で、上記外輪４の内側に挿入する。そして、この挿入作業に伴って上記内輪３を、上記ハブ本体２の小径段部１２に外嵌する。そして、最後に、図１０→図６に示す様に、上記内輪３の端部外周面と上記外輪４の端部内周面との間に、前記第二シールリング８を装着する。尚、第一、第二列の円すいころ軸受１０、１４に付与する予圧は、上記内輪３の一部（先端面）の研削量を変える事により調節できる。
【００１５】
尚、上述の例は、何れも、内輪３の内端面をハブ本体２の内端面よりも突出させ、この内輪３の内端面に、等速ジョイントの端面或は駆動軸の端部に形成した段部等を突き当てる様に構成している。これに対して、図１２に示す様に、ハブ本体２ａの内端部に形成した円筒部３４の内端部で内輪３の内端面よりも内方に突出した部分を径方向外方に塑性変形する事により構成したかしめ部３５により上記内輪３の内端面を抑え付ける構造も考えられている。このかしめ部３５は、例えば揺動かしめにより形成する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様な従来技術の場合、第一、第二列の円すいころ軸受１０、１４に予圧を付与する事に就いて、一定の考慮はされているが、この予圧管理を大量生産に適する手法で行なう事に就いての考慮は特になされていない。
一方、優れた性能を有する自動車用ハブユニットを実現する為には、上記予圧を適正範囲に規制する事が重要である。この予圧が過小である場合には、上記自動車用ハブユニットの剛性が低くなり、走行安定性の確保やディスクブレーキを構成するロータの振れ防止の面から不利となる。これに対して、上記予圧が過大になると、上記自動車用ハブユニットの回転トルク（回転抵抗）が大きくなり、燃費性能を含む自動車の走行性能が悪化する他、各軌道面の転がり疲れ寿命が低下する為、耐久性の面からも不利になる。
本発明の自動車用ハブユニットの組立方法は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動車用ハブユニットの組立方法の対象となる自動車用ハブユニットは、前述した従来から知られている自動車用ハブユニットと同様に、ハブ本体と、内輪と、外輪と、それぞれ複数個ずつの第一円すいころ及び第二円すいころとから成る。
このうちのハブ本体は、外端部外周面に車輪を支持する為のフランジを設けると共に、中間部外周面に第一列の円すいころ軸受を構成する為の、円すい凸面状の第一内輪軌道を直接形成し、内端部外周面に小径段部を設けている。
又、上記内輪は、第二列の円すいころ軸受を構成する為の、円すい凸面状の第二内輪軌道を外周面に形成したもので、上記ハブ本体の小径段部に、外端面をこの小径段部の外端部に設けた段差面に突き当てた状態で外嵌固定している。
又、上記外輪は、これらハブ本体及び内輪の周囲に配置している。
又、上記各第一円すいころ及び第二円すいころは、これらハブ本体及び内輪の外周面と外輪の内周面との間に設けている。
又、上記外輪は、内周面に上記第一、第二列の円すいころ軸受を構成する為の、それぞれが円すい凹面状の第一、第二外輪軌道を形成したものである。
そして、上記各第一円すいころは上記第一内輪軌道と上記第一外輪軌道との間に配置し、上記各第二円すいころは上記第二内輪軌道と上記第二外輪軌道との間に配置している。
【００１８】
本発明の組立方法は、上述の様な自動車用ハブユニットを、上記各第一円すいころ及び上記各第二円すいころに所望の予圧を付与した状態で組み立てる為のものである。
この為に本発明の自動車用ハブユニットの組立方法の場合には、上記第一内輪軌道と上記第一外輪軌道との間に上記各第一円すいころを配置した状態で、上記ハブ本体に対し上記外輪を所定の荷重により外方に押圧しつつこの外輪の内端面と上記段差面との間の軸方向距離Ｌ1 を測定する。
又、上記第二内輪軌道と上記第二外輪軌道との間に上記各第二円すいころを配置した状態で、上記外輪に対し上記内輪を所定の荷重により外方に押圧しつつこの外輪の内端面とこの内輪の外端面との間の軸方向距離Ｌ2 を測定する。
更に、上記小径段部の外径と上記内輪の内径との差δである締め代に基づく軸受の内部隙間の減少量ｆ（δ）を求める。
そして、「Ｌ1 −Ｌ2 −ｆ（δ）」で求められる予圧を所望値にすべく、上記外輪と、上記ハブ本体と、上記内輪と、上記第一、第二各円すいころとを選択して組み合わせる。
【００１９】
更に好ましくは、請求項２に記載した様に、上記内輪と複数個の第二円すいころとを組み合わせた内輪ユニットに関し、基準となる１個のマスター外輪を使用して、このマスター外輪の内端面と、上記各内輪ユニットを構成する内輪の外端面との間の軸方向距離Ｌ2nをそれぞれ測定し、その結果を記録しておく。
又、実際に自動車用ハブユニットに組み付けるべき別の外輪の外端部内周面に形成した第二外輪軌道の内径側に、上記各内輪ユニットのうちの何れか１個の内輪ユニットを組み付けて、当該内輪ユニットを構成する内輪の外端面と上記別の外輪の内端面との軸方向距離Ｌ2 ′を測定する。
そして、当該内輪ユニット（上記別の外輪に対し組み付けた内輪ユニット）に関しては、この軸方向距離Ｌ2 ′をそのまま予圧を求める為の軸方向距離Ｌ2 として利用する。
これに対して、他の内輪ユニットに関しては、上記マスター外輪に関する各内輪ユニットの軸方向距離Ｌ2nから、上記何れか１個の内輪ユニットのマスター外輪に関する測定値Ｌ2n´と上記別の外輪に関する測定値Ｌ2 ´との差である「Ｌ2n´−Ｌ2 ´」を引いた値「Ｌ2n−（Ｌ2n´−Ｌ2 ´）」を、上記予圧を求める為の軸方向距離Ｌ2 として利用する。
【００２０】
或は、好ましくは請求項３に記載した様に、それぞれがハブ本体と複数個の第一円すいころとを組み合わせた複数組のハブ本体ユニットに関し、基準となる１個のマスター外輪を使用して、このマスター外輪の内端面と、上記各ハブ本体の外周面に設けた段差面との間の軸方向距離Ｌ1nをそれぞれ測定し、その結果を記録しておく。
又、実際に自動車用ハブユニットに組み付けるべき別の外輪の外端部内周面に形成した第一外輪軌道の内径側に、上記各ハブ本体ユニットのうちの何れか１個のハブ本体ユニットを組み付けて、当該ハブ本体ユニットを構成するハブ本体の外周面に設けた段差面と上記別の外輪の内端面との軸方向距離Ｌ1 ′を測定する。
そして、当該ハブ本体ユニット（上記別の外輪に対し組み付けたハブ本体ユニット）に関しては、この軸方向距離Ｌ1 ′をそのまま予圧を求める為の軸方向距離Ｌ1 として利用する。
これに対して、他のハブ本体ユニットに関しては、上記マスター外輪に関する各ハブ本体ユニットの軸方向距離Ｌ1nから、上記何れか１個のハブ本体ユニットのマスター外輪に関する測定値Ｌ1n´と上記別の外輪に関する測定値Ｌ1 ´との差である「Ｌ1n´−Ｌ1 ´」を引いた値「Ｌ1n−（Ｌ1n´−Ｌ1 ´）」を、上記予圧を求める為の軸方向距離Ｌ1 として利用する。
【００２１】
【作用】
上述の様な本発明の自動車用ハブユニットの組立方法によれば、第一、第二列の各円すいころ軸受に適正な予圧付与を、能率良く行なえる為、大量生産に適する手法により、優れた性能を有する自動車用ハブユニットを実現できる。
更に、請求項２〜３に記載した自動車用ハブユニットの組立方法の場合には、内輪ユニット（請求項２の場合）或はハブ本体ユニット（請求項３の場合）を外輪の内側に出し入れする回数を少なくして、組立作業の能率化を更に図れる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、請求項１にのみ対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、自動車用ハブユニットを構成する第一列、第二列の円すいころ軸受１０、１４への適正な予圧付与を、能率良く行なう為の組立方法にある。自動車用ハブユニット自体の構造、並びに組立方法のうちの予圧付与以外の工程に関しては、前述の図６〜１０で示した、特開２０００−９４９０２号公報に記載されて従来から知られている発明の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。
【００２３】
本発明の自動車用ハブユニットの組立方法を実施する場合には、先ず、図１に示す様に、ハブ本体２と外輪４とを組み合わせる。即ち、このハブ本体２の中間部外周面に形成した第一内輪軌道１１と、上記外輪４の外端部内周面に形成した第一外輪軌道１７との間に、第一保持器２０により保持した複数個の第一円すいころ５、５を配置した状態で、上記ハブ本体２と上記外輪４とを互いに同心に組み合わせる。そして、このハブ本体２に対しこの外輪４を、所定の荷重により外方に押圧しつつ、この外輪４の内端面と、上記ハブ本体２の内端部外周面に形成した小径段部１２の外端部に設けた段差面１６との間の、軸方向距離Ｌ1 を測定する。又、この小径段部１２の外径Ｄを、上記外輪４を組み合わせる以前に、予め測定しておく。
【００２４】
又、この軸方向距離Ｌ1 を測定する以前に、図２に示す様に、内輪３と上記外輪４とを組み合わせる。即ち、この内輪３の外周面に形成した第二内輪軌道１５と、上記外輪４の内端部内周面に形成した第二外輪軌道１８との間に、第二保持器２１により保持した複数個の第二円すいころ６、６を配置した状態で、上記内輪３と上記外輪４とを互いに同心に組み合わせる。そして、この外輪４に対し上記内輪３を所定の荷重により外方に押圧しつつ、この外輪４の内端面とこの内輪３の外端面との間の軸方向距離Ｌ2 を測定する。又、この内輪３の内径Ｒ（＜Ｄ）を測定する。尚、本例の場合には、図１に示した外輪４と図２に示した外輪４とは、同一の外輪である。又、この外輪４の内端面と上記内輪３の外端面との間の軸方向距離Ｌ2 の測定を、この外輪４の内端面と上記段差面１６との間の軸方向距離Ｌ1 の測定の前に行なう理由は、前記シールリング７を外輪４から取り外す作業を行なわない様にする為である。
【００２５】
そして、この内径Ｒの測定値と上記小径段部１２の外径Ｄの測定値との差δ（＝Ｄ−Ｒ）である締め代に基づく、軸受の内部隙間の減少量ｆ（δ）を求める。この減少量ｆ（δ）は、接触角等により異なり、上記内輪３の肉厚や材料の弾性率等に基づいて計算により求める事もできるが、本例の場合には、予め行なった実験から描かれる、図３に示す様な線図に基づいて求める。即ち、上記小径段部１２に上記内輪３を締り嵌めで外嵌すると、この内輪３の外周面に形成した第二内輪軌道１５の外径が弾性的に広がり、上記軸受の内部隙間がその分減少する。この第二の内輪軌道１５は円すい凸面状である為、この内部隙間の減少分は、ラジアル成分とアキシアル成分とに分離できる。本明細書中での、軸受の内部隙間の減少量ｆ（δ）とは、このうちのアキシアル成分を言う。尚、上記図３は、一般的な乗用車用のハブユニットの場合での実験結果を示しているが、上記締め代δと上記減少量ｆ（δ）との関係は、ｆ（δ）≒１．０２２δとなる。この様な減少量ｆ（δ）は、前記予圧付与に関して、前記各軸方向距離Ｌ1 、Ｌ2 と同様に（同次元で）扱う事ができる。
【００２６】
即ち、各軸方向距離Ｌ1 、Ｌ2 と上記減少量ｆ（δ）とから、組み立てられる車輪支持用ハブユニットの予圧は、「Ｌ1 −Ｌ2 −ｆ（δ）」で求められる。そこで、この式｛Ｌ1 −Ｌ2 −ｆ（δ）｝で求められる予圧を所望値にすべく、前記外輪４と、前記ハブ本体２と、上記内輪３と、前記各第一、第二各円すいころ５、６とを選択して組み合わせる。従って、図１の様にして求めた軸方向距離Ｌ1 及び外径Ｄと、図２の様にして求めた軸方向距離Ｌ2 及び内径Ｒとが、所望の予圧付与に適正な値である場合には、上記各部材４、２、３、５、６をそのまま組み立てる。これに対して、上記軸方向距離Ｌ1 及び外径Ｄと、上記軸方向距離Ｌ2 及び内径Ｒとが、所望の予圧付与に不適正な値である場合には、上記外輪４の内径側に別の内輪３及び第二円すいころ６（又は別のハブ本体２及び第一円すいころ５）を組み込んで、上記軸方向距離Ｌ2 及び内径Ｒ（又は軸方向距離Ｌ1 及び外径Ｄ）を測定する。そして、所望の予圧付与に適正な値を得られた場合に、上記各部材４、２、３、５、６を組み立てる。尚、これら各部材４、２、３、５、６のうち、外輪４とハブ本体２の組み合わせを変更する事は、前記シールリング７を外輪４から取り外さなければならず面倒な作業となる。従って、この外輪４と上記ハブ本体２との組み合わせの変更は、できるだけ避ける。又、上記各部材４、２、３、５、６の組み合せが決まった段階で、上記内輪３及び上記第二円すいころ６、６を組み込む以前、即ち、図１の状態で、上記外輪４の内周面と上記ハブ本体２の外周面との間に存在する環状空間の内端側から第一円すいころ５、５に向けてノズルを差し込む。そして、このノズルにより、これら各第一円すいころ５、５の設置部分にグリースを注入する。
【００２７】
尚、上記各軸方向距離Ｌ1 、Ｌ2 を測定する際に上記外輪４と上記ハブ本体２又は内輪３との間に加えるアキシアル荷重の大きさは、上記各第一、第二円すいころ５、６の転動面と上記第一、第二各内輪軌道１１、１５及び第一、第二各外輪軌道１７、１８との接触部を、測定値に影響を及ぼす程弾性変形させず、しかも安定した測定値を得られる様に規制する。例えば、一般的な乗用車用のハブユニットの測定を行なう場合で、５０Ｎ程度のアキシアル荷重を加える。尚、実際の測定作業を行なう際には、上記各部材４、２、３の中心軸を鉛直方向に配置するので、これら各部材４、２、３の重量を上記アキシアル荷重として利用できる。測定値を安定させる事ができれば、このアキシアル荷重を、上記各部材の重量のみで得ても良い。尚、前記各第二円すいころ６、６の設置部分へのグリースの注入は、これら各第二円すいころ６、６と上記内輪３とを上記外輪４の内径側に組み込んだ後に、上記外輪４の内周面と上記ハブ本体２の外周面との間に存在する環状空間の内端側からノズルを差し込んで行なう。この様にしてグリースを注入した後、図６に示した様に第二シールリング８を組み込んで、組み立てを完了する。この様に前記各第一円すいころ５、５の設置部分へのグリースの注入と、上記各第二円すいころ６、６の設置部分へのグリースの注入とは、互いに別工程で行なう。
【００２８】
次に、図４は、請求項１〜２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。上述した第１例の場合には、特定の（１個の）外輪４を基準として、ハブ本体２及び第一円すいころ５、５に関する軸方向距離Ｌ1 及び外径Ｄと、内輪３及び第二円すいころ６、６に関する軸方向距離Ｌ2 及び内径Ｒを測定していた。この様な場合には、所望の予圧を得られる組み合わせを見つけるまでの間に、上記特定の外輪４内に、ハブ本体２及び第一円すいころ５、５（又は内輪３及び第二円すいころ６、６）を１回出し入れするだけでなく、内輪３及び第二円すいころ６、６（又はハブ本体２及び第一円すいころ５、５）を何回も出し入れしなければならなくなる可能性がある。これに対して本例の場合には、所望の予圧を得られる組み合わせを見つけるまでに外輪４内に内輪３及び第二円すいころ６、６を出し入れする回数を少なく抑えられる様にして、自動車用ハブユニットの組立作業の更なる能率化を図れる様にしている。
【００２９】
この為に本例の場合には、上記内輪３と、第二保持器２１により保持された複数の第二円すいころ６とを組み合わせた内輪ユニットに関し、図４に鎖線で示した、基準となる１個のマスター外輪３６を使用して、前述の図２と同様の測定作業を行なう。即ち、このマスター外輪３６の内端面と、上記各内輪ユニットを構成する内輪３の外端面との間の軸方向距離Ｌ2nをそれぞれ測定して、その結果を記録しておく。勿論、上記内輪３の内径Ｒも測定して記録しておく。
【００３０】
又、図４に実線で示した、実際に自動車用ハブユニットに組み付けるべき別の外輪４の外端部内周面に形成した第二外輪軌道１８の内径側に、上記各内輪ユニットのうちの何れか１個の内輪ユニットを組み付けて、当該内輪ユニットを構成する内輪３の外端面と上記別の外輪４の内端面との軸方向距離Ｌ2 ′を測定する。
そして、当該内輪ユニット（上記別の外輪４に対し組み付けた内輪ユニット）に関しては、この軸方向距離Ｌ2 ′をそのまま予圧を求める為の軸方向距離Ｌ2 として利用する。
【００３１】
これに対して、他の内輪ユニットに関しては、上記マスター外輪に関するこれら他の内輪ユニットの軸方向距離Ｌ2nから、上記何れか１個の内輪ユニットのマスター外輪３６に関する測定値Ｌ2n´と上記別の外輪４に関する測定値Ｌ2 ´との差である「Ｌ2n´−Ｌ2 ´」を引いた値「Ｌ2n−（Ｌ2n´−Ｌ2 ´）」を、上記予圧を求める為の軸方向距離Ｌ2 として利用する。
従って、複数の（ｎ個）の内輪ユニットに関して、上記マスター外輪３６を使用して上記軸方向距離Ｌ2n（Ｌ2n´）を測定した後、何れか１個の内輪ユニットに関して、実際に自動車用ハブユニットに組み付けるべき別の外輪４を使用して上記軸方向距離Ｌ2 ′を測定すれば、残り（ｎ−１）個の内輪ユニットに関しても、上記予圧を求める為の軸方向距離Ｌ2 が求められる。
【００３２】
この為、本例の場合には、上記別の外輪４を使用して上記軸方向距離Ｌ2 ′を測定した上記内輪ユニットが、所望の予圧を得る為に不適正である場合にも、新たな測定作業を行なわなくても、この所望の予圧を得る為に適正な内輪ユニットを直ちに選択できる。
この結果、適正な予圧を付与した自動車用ハブユニットの組立作業を、より能率良く行なうことができる。
尚、上述の説明は、マスター外輪３６との組み合わせで軸方向距離を測定する部材を、内輪３と第二保持器２１と複数の第二円すいころ６、６とを組み合わせた内輪ユニットとしたが、上記部材を、請求項３に記載した様に、ハブ本体と第一保持器と複数の第一円すいころとを組み合わせたハブ本体ユニットとしても、同様の効果を得られる。
【００３３】
次に、予圧を付与する為の軸方向の変位量と、実際に第一、第二円すいころ５、６に付与されるアキシアル荷重との関係を求める為の方法に就いて、図５により説明する。即ち、一般的に予圧管理は、負の内部隙間の大きさにより行なうが、上記アキシアル荷重の大きさにより予圧管理を行なう必要がある場合には、このアキシアル荷重の大きさと上記負の内部隙間の大きさとの関係を求める必要がある。
【００３４】
この様な関係を求める為には、図５に示す様に、ハブ本体２をサポート治具３７に緩く外嵌支持すると共に、このハブ本体２の内端部に形成した小径段部１２に内輪３を、隙間嵌で外嵌する。そして、アムスラーと呼ばれる押圧治具３８によりこの内輪３を、上記ハブ本体２に押し付ける。この内輪３の外端面と上記小径段部１２の外端部に設けた段差面１６との間には、正の隙間をあけたままとする。そして、この様に正の隙間をあけたままとする為、測定用のハブ本体２は、段差面１６を軸方向外側にずらせ、しかも小径段部１２の外径を小さくした、特別に加工したものを用いる。この様な測定用のハブ本体２を使用して、上記押圧治具３８が上記内輪３を押圧する力を測定しつつ、上記サポート治具３７と上記押圧治具３８との距離をダイヤルゲージ３９により測定する。そして、上記力の測定値と上記距離の測定値とから、上記アキシアル荷重の大きさと上記負の内部隙間の大きさとの関係を求める。
【００３５】
実際の測定を行なう場合には、上記サポート治具３７を下方に位置させた状態で、各部材の中心軸を鉛直方向に配置する。そして、上記押圧治具３８に、各部を弾性変形させる程に大きな荷重を付与しない状態での、上記ダイヤルゲージ３９の測定値を、内部隙間が±０の点であるとする。この状態から上記押圧治具３８に荷重を加えた場合の、上記ダイヤルゲージ３９の測定値の変化分が、負の内部隙間となる。そこで、この変化分と上記押圧治具３８に加えた荷重とから、上記アキシアル荷重の大きさと上記負の内部隙間の大きさとの関係を容易に求める事ができる。この様にして行なう測定によるデータと、前述の図３に示したデータとを用いれば、前述した、「Ｌ1 −Ｌ2 −ｆ（δ）」なる式により負の内部隙間の値を求め、 更に予圧荷重を知る事ができる。
尚、この様な測定では、上記内輪３を上記小径段部１２に隙間嵌で外嵌している点が実際の場合と異なり、上記サポート治具３７の弾性変形量が誤差として入り込む為、上記関係を厳密に求める事はできないが、実用上有用な概算値を求める事はできる。
【００３６】
【発明の効果】
上述の様に本発明の自動車用ハブユニットの組立方法の場合には、自動車用ハブユニットの組立作業を能率良く行なって、この自動車用ハブユニットのコストの低減を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例で、外輪の内端面とハブ本体の段差面との軸方向距離を測定する状態を示す断面図。
【図２】同じく外輪の内端面と内輪の外端面との軸方向距離を測定する状態を示す断面図。
【図３】小径段部に対する内輪の締め代の大きさと、この締め代に基づく軸受内部隙間の減少量のうちの軸方向成分との関係を示す線図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例で、外輪の内端面とハブ本体の段差面との軸方向距離を測定する状態を示す断面図。
【図５】ハブ本体に対する内輪の軸方向の変位量と実際の予圧荷重との関係を求める為の測定の実施状態を示す断面図。
【図６】本発明の対象となる自動車用ハブユニットの第１例を示す断面図。
【図７】図６の右方から見た半部側面図。
【図８】組立作業の最初の工程を示す断面図。
【図９】同じく次の工程を示す断面図。
【図１０】同じく更に次の工程を示す断面図。
【図１１】第一シールリングを外輪の外端部に外嵌する工程の別例を示す断面図。
【図１２】本発明の対象となる自動車用ハブユニットの第２例を示す断面図。
【符号の説明】
１ 自動車用ハブユニット
２、２ａ ハブ本体
３ 内輪
４ 外輪
５ 第一円すいころ
６ 第二円すいころ
７ 第一シールリング
８ 第二シールリング
９ フランジ
１０ 第一列の円すいころ軸受
１１ 第一内輪軌道
１２ 小径段部
１３ スプライン孔
１４ 第二列の円すいころ軸受
１５ 第二内輪軌道
１６ 段差面
１７ 第一外輪軌道
１８ 第二外輪軌道
１９ 取付部
２０ 第一保持器
２１ 第二保持器
２２ ポケット
２３ 柱部
２４ 小鍔部
２５ 芯金
２６ 弾性材
２７ 円筒部
２８ 円筒面部
２９ スタッド
３０ 治具
３１ 通孔
３２ 抑えブロック
３３ バックアッププレート
３４ 円筒部
３５ かしめ部
３６ マスター外輪
３７ サポート治具
３８ 押圧治具
３９ ダイヤルケージ
Claims (3)
- ハブ本体と、このハブ本体に外嵌固定した内輪と、これらハブ本体及び内輪の周囲に配置した外輪と、これらハブ本体及び内輪の外周面と外輪の内周面との間に設けたそれぞれ複数個ずつの第一円すいころ及び第二円すいころとから成り、このうちのハブ本体は、外端部外周面に車輪を支持する為のフランジを設けると共に、中間部外周面に第一列の円すいころ軸受を構成する為の、円すい凸面状の第一内輪軌道を直接形成し、内端部外周面に小径段部を設けており、上記内輪は、第二列の円すいころ軸受を構成する為の、円すい凸面状の第二内輪軌道を外周面に形成したもので、上記ハブ本体の小径段部に、外端面をこの小径段部の外端部に設けた段差面に突き当てた状態で外嵌固定しており、上記外輪は、内周面に上記第一、第二列の円すいころ軸受を構成する為の、それぞれが円すい凹面状の第一、第二外輪軌道を形成したものであり、上記各第一円すいころは上記第一内輪軌道と上記第一外輪軌道との間に配置し、上記各第二円すいころは上記第二内輪軌道と上記第二外輪軌道との間に配置している自動車用ハブユニットを、上記各第一円すいころ及び上記各第二円すいころに所望の予圧を付与した状態で組み立てる為、上記第一内輪軌道と上記第一外輪軌道との間に上記各第一円すいころを配置した状態で、上記ハブ本体に対し上記外輪を所定の荷重により外方に押圧しつつこの外輪の内端面と上記段差面との間の軸方向距離Ｌ1 を測定し、上記第二内輪軌道と上記第二外輪軌道との間に上記各第二円すいころを配置した状態で、上記外輪に対し上記内輪を所定の荷重により外方に押圧しつつこの外輪の内端面とこの内輪の外端面との間の軸方向距離Ｌ2 を測定し、上記小径段部の外径と上記内輪の内径との差δである締め代に基づく軸受の内部隙間の減少量ｆ（δ）を求め、「Ｌ1 −Ｌ2 −ｆ（δ）」で求められる予圧を所望値にすべく、上記外輪と、上記ハブ本体と、上記内輪と、上記第一、第二各円すいころとを選択して組み合わせる自動車用ハブユニットの組立方法。
- それぞれが内輪と複数個の第二円すいころとを組み合わせた複数組の内輪ユニットに関し、基準となる１個のマスター外輪を使用して、このマスター外輪の内端面と、上記各内輪ユニットを構成する内輪の外端面との間の軸方向距離Ｌ2nをそれぞれ測定し、その結果を記録しておき、実際に自動車用ハブユニットに組み付けるべき別の外輪の外端部内周面に形成した第二外輪軌道の内径側に、上記各内輪ユニットのうちの何れか１個の内輪ユニットを組み付けて、当該内輪ユニットを構成する内輪の外端面と上記別の外輪の内端面との軸方向距離Ｌ2 ´を測定し、当該内輪ユニットに関してはこの軸方向距離Ｌ2 ′をそのまま予圧を求める為の軸方向距離Ｌ2 として利用し、他の内輪ユニットに関しては、上記マスター外輪に関する各内輪ユニットの軸方向距離Ｌ2nから、上記何れか１個の内輪ユニットのマスター外輪に関する測定値Ｌ2n′と上記別の外輪に関する測定値Ｌ2 ′との差である「Ｌ2n′−Ｌ2 ´」を引いた値「Ｌ2n−（Ｌ2n′−Ｌ2 ´）」を、上記予圧を求める為の軸方向距離Ｌ2 として利用する、請求項１に記載した自動車用ハブユニットの組立方法。
- それぞれがハブ本体と複数個の第一円すいころとを組み合わせた複数組のハブ本体ユニットに関し、基準となる１個のマスター外輪を使用して、このマスター外輪の内端面と、上記各ハブ本体の外周面に設けた段差面との間の軸方向距離Ｌ1nをそれぞれ測定し、その結果を記録しておき、実際に自動車用ハブユニットに組み付けるべき別の外輪の外端部内周面に形成した第一外輪軌道の内径側に、上記各ハブ本体ユニットのうちの何れか１個のハブ本体ユニットを組み付けて、当該ハブ本体ユニットを構成するハブ本体の外周面に設けた段差面と上記別の外輪の内端面との軸方向距離Ｌ1 ′を測定し、当該ハブ本体ユニットに関してはこの軸方向距離Ｌ1 ′をそのまま予圧を求める為の軸方向距離Ｌ1 として利用し、他のハブ本体ユニットに関しては、上記マスター外輪に関する各ハブ本体ユニットの軸方向距離Ｌ1nから、上記何れか１個のハブ本体ユニットのマスター外輪に関する測定値Ｌ1n´と上記別の外輪に関する測定値Ｌ1 ′との差である「Ｌ1n´−Ｌ1 ´」を引いた値「Ｌ1n−（Ｌ1n´−Ｌ1 ´）」を、上記予圧を求める為の軸方向距離Ｌ1 として利用する、請求項１に記載した自動車用ハブユニットの組立方法。
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