JP4962014B2 - ハブユニットの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、軸、内輪、転動体および外輪を備えるハブユニットの製造方法に関する。

従来、軸、内輪、玉および外輪を組み立ててハブユニットを製造する場合、軸の測定精度のバラツキ、内輪の測定精度のバラツキ、外輪の測定精度のバラツキ、ボールの規格内における寸法のバラツキ、軸に内輪を圧入することによる内輪軌道寸法の変化、軸、内輪、玉および外輪の夫々の温度に依存する寸法の変化などに対応するために、各部品単体の寸法を測定する必要があり、測定に時間がかかり、ハブユニットの製造時間の短縮、製造コストの低減を行ううえで、障害となっていた。
特開平０２−１５９５３６号公報

そこで、本発明の課題は、アキシアル隙間精度を格段に向上できるハブユニットの製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明のハブユニットの製造方法は、
小径軸部に段部を介して連なる大径軸部に第１の外周軌道面を有する軸と、
上記軸の上記小径軸部に嵌合すると共に、第２の外周軌道面を有する内輪と、
第１の内周軌道面と第２の内周軌道面とを有する外輪と
を備え、
上記第１の内周軌道面と上記第１の外周軌道面との間に第１の転動体を配置すると共に、上記第２の内周軌道面と上記第２の外周軌道面との間に第２の転動体を配置しているハブユニットを製造するハブユニットの製造方法であって、
上記第１の内周軌道面と上記第１の外周軌道面との間に第１の転動体を組み付けると共に、上記第２の内周軌道面と上記軸の外周面との間に第２の転動体を配置した状態で、上記軸の中心軸に略垂直な平面から上記第２の転動体までの第１距離と、上記平面から上記軸の上記段部までの第２距離とを測定して、
上記第１距離と上記第２距離との差に基づいて、上記内輪の軸方向の寸法を調整することを特徴としている。

本発明によれば、上記軸と、上記外輪と、上記第１の転動体と、上記第２の転動体とを組み立てた状態で、上記第１距離と上記第２距離を測定し、上記第１距離と上記第２距離に応じて、上記内輪の軸方向の寸法を調整するので、上記軸単体の寸法バラツキ、上記外輪単体の寸法バラツキ、上記第１の転動体自体の寸法バラツキ、および、上記第２の転動体自体の寸法バラツキが有っても、内輪の軸方向の寸法を調整することによって、ハブユニットのアキシアル隙間を適正に設定できる。また、同様に、軸単体の寸法を測る測定機の軸測定バラツキ、および、外輪単体の寸法を測る測定機の外輪測定バラツキが有っても、内輪の軸方向の寸法を調整することによって、ハブユニットのアキシアル隙間を適正に設定できる。したがって、ハブユニットのアキシアル隙間のバラツキを従来と比して格段に低減できて、アキシアル隙間を所定値に適正に設定でき、ハブユニットの耐久性、耐荷重性等の性能を格段に向上できる。

また、本発明によれば、軸単体の寸法測定、内輪単体の寸法測定および外輪単体の寸法測定を行う必要がない、又は、狙い寸法が緩和できるので、ハブユニットの製造時間を大幅に制限できる。

また、一実施形態のハブユニットの製造方法は、上記内輪の内径と、上記軸の上記小径軸部の外径とを測定して、上記軸の上記小径軸部と上記内輪との間の締め代を算出し、算出された締め代に応じて、上記内輪の軸方向の寸法を調整する。

上記実施形態によれば、上記内輪の内径と、上記軸の上記小径軸部の外径とを測定して、上記軸と上記内輪との間の締め代を算出し、算出された締め代に応じて、上記内輪の軸方向の寸法を調整するので、締め代の大きさに依存してハブユニットのアキシアル隙間が変動したとしても、すなわち、内輪の圧入の大きさに依存してハブユニットのアキシアル隙間が変動したとしても、内輪の軸方向の寸法を調整することによって、ハブユニットのアキシアル隙間を適正に設定できる。したがって、ハブユニットのアキシアル隙間を、所定の値に更に近づけることができる。

また、一実施形態のハブユニットの製造方法は、上記軸、上記内輪および上記外輪の温度を、ハブユニットの組立前に測定し、上記軸、上記内輪および上記外輪の温度に応じて、上記内輪の軸方向の寸法を調整する。

上記実施形態によれば、上記各部品の温度に応じて、上記内輪の軸方向の寸法を調整するので、上記各部品の寸法が、温度膨張によってばらついたとしても、上記内輪の軸方向の寸法を調整することによって、ハブユニットのアキシアル隙間を、適切に設定できる。したがって、ハブユニットのアキシアル隙間を、所定の値に更に近づけることができる。

また、一実施形態のハブユニットの製造方法は、上記軸、上記内輪、上記第１の転動体、上記第２の転動体および上記外輪の組み立て後に、上記内輪を上記軸に固定するために、上記軸の上記内輪側の端面に行うカシメによるアキシアル隙間の変動に応じて、上記内輪の軸方向の寸法を調整する。

上記実施形態によれば、上記軸、上記内輪、上記第１の転動体、上記第２の転動体および上記外輪の組み立て後に、上記軸の上記内輪側の端面に行うカシメによるアキシアル隙間の変動に応じて、上記内輪の軸方向の寸法を調整するので、上記軸の上記内輪側の端面に行うカシメによって、ハブユニットのアキシアル隙間が変動したとしても、上記内輪の軸方向の寸法を調整することによって、ハブユニットのアキシアル隙間を、適切に設定できる。したがって、ハブユニットのアキシアル隙間を、所定の値に更に近づけることができる。

また、一実施形態のハブユニットの製造方法は、上記第１距離および上記第２距離の測定後に、上記軸と上記外輪との間における上記第１の転動体と上記第２の転動体との間にグリースを封入し、このグリースの封入後に、上記軸の上記小径段部に、軸方向の寸法が調整された上記内輪を嵌合させる。

上記実施形態によれば、上記第１距離および上記第２距離の測定後に、上記軸と上記外輪との間における上記第１の転動体と上記第２の転動体との間にグリースを封入し、このグリースの封入後に、上記軸に、軸方向の寸法が調整された上記内輪を嵌合させるので、上記第１距離と上記第２距離との測定に、グリースの影響が及ぶことがない。したがって、ハブユニットのアキシアル隙間を、所定値に精密に調整できる。

また、上記実施形態によれば、一度組み立てられた部品を、グリースの封入のためにばらす必要がないので、ハブユニットを製造する時間を短縮できると共に、ハブユニットの製造コストを低減できる。

本発明のハブユニットの製造方法によれば、軸と、外輪と、第１の転動体と、第２の転動体とを組み立てた状態で、第１距離と第２距離を測定し、上記第１距離と上記第２距離に応じて、内輪の軸方向の寸法を調整するので、上記軸単体の寸法バラツキ、上記外輪単体の寸法バラツキ、上記第１の転動体自体の寸法バラツキ、上記第２の転動体自体の寸法バラツキ、軸単体の寸法を測る測定機の測定バラツキ、および、外輪単体の寸法を測る測定機の測定バラツキが有っても、内輪の軸方向の寸法を調整することによって、ハブユニットのアキシアル隙間を適正に設定できる。したがって、ハブユニットのアキシアル隙間のバラツキを従来と比して格段に低減できて、アキシアル隙間を所定値に適正に設定でき、ハブユニットの耐久性、耐荷重性等の性能を格段に向上できる。

また、本発明によれば、軸単体の寸法測定、内輪単体の寸法測定および外輪単体の寸法測定を行う必要がないので、ハブユニットの製造時間を大幅に制限できる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１Ａ〜図１Ｆは、この発明のハブユニットの製造方法の一実施形態を説明するための図である。

以下に、図１Ａ〜図１Ｆを用いて、この発明のハブユニットの製造方法の一実施形態を説明することにする。尚、図１Ａ〜図１Ｆにおいて、１は、軸であり、２は、内輪であり、３は、第１の転動体の一例としての第１の玉であり、４は、第２の転動体の一例としての第２の玉であり、５は、外輪である。

先ず、サブアッシイ組立工程を行う。このサブアッシイ組立工程では、軸１、外輪５、第１の玉３および第２の玉４を、軸１の第１の外周軌道面と、外輪５の第１の内周軌道面との間に、第１の玉３が組み付けられると共に、軸１の外周面と、外輪５の第２の内周軌道面との間に、第２の玉４が配置されるように、組み立てて、図１Ａに示すように、軸１、外輪５、第１の玉３および第２の玉４を有するアッセンブリを組み立てる。

続いて、第１距離測定工程および第２距離測定工程を行う。なお、各測定工程の直前に温度測定工程を行う。この温度測定工程では、軸１、内輪２、第１の玉３、第２の玉４および外輪５の温度の測定を行うとともに、気温の測定を行う。この第１距離測定工程および第２距離測定工程では、図１Ａに示す上記アッセンブリにおける第２の玉４側の軸１と外輪５との間の開口から図示しない測定治具を挿入して、第２の玉４を外輪５の第２の内周軌道面に当接させて第２の内周軌道面に静止させた上で、図１Ｂに示すように、ダイアルゲージ等の距離測定機を用いて、軸１の中心軸ｐに略垂直な平面ｑから第２の玉４までの第１距離ａと、平面ｑから軸１の段部７までの第２距離ｂを測定する。なお、第１距離ａを測定後、第２の玉４を組込み、距離ｂを測定してもよい。

続いて、内輪寸法測定工程を行う。この内輪寸法調整工程では、図１Ｂに示すように、内輪２の第２の外周軌道面上に、第２の玉４と同じ型（規格が同じ）の玉１０又は相当する治具を配置して、内輪２の中心軸ｒと略垂直な平面ｓから玉１０までの第３距離ｃと、平面ｓから内輪１の小端面１１までの第４距離ｄとを測定する。このとき、軸（又は外輪）を回転させながら、距離ａ,ｂを測定すると、測定バラツキを低減することができる（内輪も同様）。

続いて、締め代測定工程を行う。この締め代測定工程では、図１Ｂに示すアッセンブリの軸１の小径軸部（内輪２嵌合側の軸部）の外径ｅをダイアルゲージ等の測定器を用いて測定すると共に、図１Ｃに示す内輪２の内径ｆをダイアルゲージ等の測定器を用いて測定する。そして、締め代（ｅ−ｆ）を検出する。

次に、内輪寸法調整工程を行う。この内輪寸法調整工程では、第２距離ｂと第１距離ａの差（ｂ−ａ）と、第３距離ｃと、第４距離ｄと、軸１の測定温度に基づく軸１の寸法変化と、内輪２の温度測定に基づく内輪２の寸法変化と、第１の玉３の温度測定に基づく第１の玉３の寸法変化と、第２の玉４の温度測定に基づく第２の玉４の寸法変化と、外輪５の温度測定に基づく外輪５の寸法変化と、バブユニットの客先使用時の温度と、気温（気温は、図１Ａに示すアッセンブリを製造してから第１距離および第２距離の測定までの時間が長くて、軸１、内輪２、第１の玉３、第２の玉４および外輪５の温度が、気温に等しいと考えられる場合に使用する）と、締め代（圧入による膨張）に依存するハブユニットのアキシアル隙間の変動（以下に詳述する）と、カシメに依存するハブユニットのアキシアル隙間の変動（以下に詳述する）とに応じて、内輪１の軸方向の寸法を調整する。詳しくは、図１Ｄに示すように、内輪２を回転させながら、内輪２の小端面１１を、回転している砥石１３に接触させて研磨して、内輪２の軸方向の寸法を、上記種々の要因によって一意に決定された寸法に、正確に調整する。この実施形態の方法では、個別の軸１、第１の玉３、第２の玉４、外輪５の寸法誤差に関係なく、それらの累積誤差の影響を表す第２距離ｂと第１距離ａの差（ｂ−ａ）に基づいて、第２距離ｂと第１距離ａの差（ｂ−ａ）が大きいときには、内輪２の小端面１１の研磨量を小さくして内輪２の軸方向寸法を大きくする一方、第２距離ｂと第１距離ａの差（ｂ−ａ）が小さいときには、内輪２の小端面１１の研磨量を大きくして内輪２の軸方向寸法を小さくするように調整して、所望のアキシアル隙間を簡単正確に設定できるのである。

尚、締め代の値を増加させれば、組立後のハブユニットの負隙間（圧縮寸法）が減少することが、実験により確認されている。上記締め代に依存するハブユニットのアキシアル隙間の変動とは、この締め代に対する負隙間の変動について言及したものである。

また、後述するカシメを行うと、軸や内輪等の部品の材質や、ハブユニットの大きさに依存して、組立後のハブユニットの負隙間（圧縮寸法）が変動する。この変動値は、軸や内輪等の部品の材質や、ハブユニットの大きさ毎に、算出されており、データベースに納められている。上記カシメに依存するハブユニットのアキシアル隙間の変動とは、この軸や内輪等の部品の材質や、ハブユニットの大きさ毎に算出されているハブユニットの負隙間の変動値をさすものである。

尚、各部品の温度、締め代およびカシメの影響を無視する時には、第３距離ｃ（図１Ｃ参照）に玉１０の直径ｔを加えた（ｃ＋ｔ）から第４距離ｄを引いた（ｃ＋ｔ−ｄ）と、（ｂ−ａ）とに基づいて、内輪の軸方向の寸法を調整する（この実施形態では、各部品の温度、締め代およびカシメに起因するアキシアル隙間の変動を補償しており、この方法は、採用しない。）。

次に、グリース封入工程を行う。このグリース封入工程では、図１Ｅに示すように、細長いノズル１５を有するグリース封入機１６を用いて、図１Ａに示すアッセンブリにおいて、軸１と外輪５との間における第１の玉３と第２の玉４との間に、グリース１７を封入する。

この後、内輪嵌合工程を行う。この内輪嵌合工程では、図１Ｅに示すグリースが封入されたアッセンブリの軸１に、軸方向の寸法が適切に調整された内輪２の内周面を、圧入によって外嵌させて、内輪２をグリースが封入されたアッセンブリに取り付ける。

最後に、カシメ工程を行う。このカシメ工程では、軸１の内輪２側の端面をカシメて、図１Ｆに示すように、内輪２の上記端面の一部に、軸１の一部が覆いかぶさるようにして、内輪２を軸１に強固に固定して、ハブユニットを完成させる。

図２は、グリース封入工程で用いるグリース封入装置１６の部分拡大図であり、図３は、第２の玉４の中心を通過する径方向の断面図である。尚、図３において、１８は、保持器の内周面を示している。

図２に示すように、このグリース封入装置１６のノズル１５の径方向の寸法は、第２の玉４と軸１との径方向の隙間よりも小さくなっている。また、このグリース封入装置１６のノズル１５の軸方向の寸法は、軸１の内輪２側の端面から第１の玉３と第２の玉４との間の隙間までの寸法と略同等の長さになっている。

また、図３に示すように、このノズル１５の周方向の少なくとも一部の外周面は、第２の玉４とこの第２の玉を保持している保持器とによって画定される表面に略対応する表面形状をしている。このように、このグリース封入装置１６は、ノズル１５の外周面の形状が、第２の玉４とこの第２の玉４を保持している保持器とによって画定される表面に略対応する表面形状であるので、容易に、第１の玉３と第２の玉４との間の隙間にグリースを封入できる。また、ノズル１５における保持器に対応する部分から多量のグリースを封入できる。尚、ノズルは、周方向の全周に亘って存在する環状形状でも良いし、周方向の一部のみに存在しても良い。ノズルが環状形状である場合、周方向に略均等にグリースを封入できて、第１の玉、第２の玉等の部品の焼付を確実に防止できる。

上記実施形態のハブユニットの製造方法によれば、軸１と、外輪５と、第１の玉３と、第２の玉４とを組み立てた状態で、第１距離ａと第２距離ｂを測定し、第１距離ａと第２距離ｂに応じて、内輪２の軸方向の寸法を調整するので、軸１単体の寸法バラツキ、外輪５単体の寸法バラツキ、第１の玉３自体の寸法バラツキ、および、第２の玉４自体の寸法バラツキが有っても、内輪２の軸方向の寸法を調整することによって、ハブユニットのアキシアル隙間を適正に設定できる。また、同様に、軸１単体の寸法を測る測定機の軸測定バラツキ、および、外輪５単体の寸法を測る測定機の外輪測定バラツキが有っても、内輪２の軸方向の寸法を調整することによって、ハブユニットのアキシアル隙間を適正に設定できる。したがって、ハブユニットのアキシアル隙間のバラツキを従来と比して格段に低減できて、アキシアル隙間を所定値に適正に設定でき、ハブユニットの耐久性、耐荷重性等の性能を格段に向上できる。また、スキマバラツキを低減できれば、小型、軽量なハブユニットの設計も可能となる。

また、上記実施形態のハブユニットの製造方法によれば、従来と異なり、軸１単体の寸法測定、内輪２単体の寸法測定および外輪５単体の寸法測定を行う必要がないので、ハブユニットの製造時間を大幅に制限できる。

また、上記実施形態のハブユニットの製造方法によれば、内輪２の内径と、軸１の小径軸部の外径とを測定して、軸１と内輪２との間の締め代を算出し、算出された締め代に応じて、内輪２の軸方向の寸法を調整するので、締め代の大きさに依存してハブユニットのアキシアル隙間が変動したとしても、すなわち、内輪２の圧入の大きさに依存してハブユニットのアキシアル隙間が変動したとしても、内輪２の軸方向の寸法を調整することによって、ハブユニットのアキシアル隙間を適正に設定できる。したがって、ハブユニットのアキシアル隙間を、所定の値に更に近づけることができる。

また、上記実施形態のハブユニットの製造方法によれば、軸１、内輪２、第１の玉３、第２の玉４および外輪５の温度に応じて、内輪２の軸方向の寸法を調整するので、上記各部品の寸法が、温度膨張によってばらついたとしても、内輪２の軸方向の寸法を調整することによって、ハブユニットのアキシアル隙間を、適切に設定できる。したがって、ハブユニットのアキシアル隙間を、所定の値に更に近づけることができる。

また、上記実施形態のハブユニットの製造方法によれば、軸１、内輪２、第１の玉３、第２の玉４および外輪５の組み立て後に、軸１の内輪２側の端面に行うカシメによるアキシアル隙間の変動に応じて、内輪２の軸方向の寸法を調整するので、軸１の内輪２側の端面に行うカシメによって、ハブユニットのアキシアル隙間が変動したとしても、内輪２の軸方向の寸法を調整することによって、ハブユニットのアキシアル隙間を、適切に設定できる。したがって、ハブユニットのアキシアル隙間を、所定の値に更に近づけることができる。

また、上記実施形態のハブユニットの製造方法によれば、第１距離ａおよび第２距離ｂの測定後に、軸１と外輪５との間における第１の玉３と第２の玉４との間にグリースを封入し、このグリースの封入後に、軸１に、軸方向の寸法が調整された内輪２を嵌合させるので、第１距離ａと第２距離ｂとの測定に、グリースの影響が及ぶことがなくて、ハブユニットのアキシアル隙間を、所定値に精密に調整できる。

また、上記実施形態のハブユニットの製造方法によれば、一度組み立てられた部品を、グリースの封入のためにばらす必要がないので、ハブユニットを製造する時間を短縮できると共に、ハブユニットの製造コストを低減できる。

この発明のハブユニットの製造方法の一実施形態を説明するための図である。 この発明のハブユニットの製造方法の一実施形態を説明するための図である。 この発明のハブユニットの製造方法の一実施形態を説明するための図である。 この発明のハブユニットの製造方法の一実施形態を説明するための図である。 この発明のハブユニットの製造方法の一実施形態を説明するための図である。 この発明のハブユニットの製造方法の一実施形態を説明するための図である。 グリース封入工程で用いるグリース封入装置の部分拡大図である。 第２の玉の中心を通過する径方向の断面図である。

符号の説明

１ 軸
２ 内輪
３ 第１の玉
４ 第２の玉
５ 外輪
７ 段部
１１ 小端面
１５ ノズル
１６ グリース封入装置
ａ 第１距離
ｂ 第２距離
ｅ 軸の外径
ｆ 内輪の内径
ｐ 軸の中心軸
ｑ 軸の中心軸に略垂直な平面
ｒ 内輪の中心軸
ｓ 内輪の中心軸に略垂直な平面

Claims (5)

1. 小径軸部に段部を介して連なる大径軸部に第１の外周軌道面を有する軸と、
   上記軸の上記小径軸部に嵌合すると共に、第２の外周軌道面を有する内輪と、
   第１の内周軌道面と第２の内周軌道面とを有する外輪と
   を備え、
   上記第１の内周軌道面と上記第１の外周軌道面との間に第１の転動体を配置すると共に、上記第２の内周軌道面と上記第２の外周軌道面との間に第２の転動体を配置しているハブユニットを製造するハブユニットの製造方法であって、
   上記第１の内周軌道面と上記第１の外周軌道面との間に第１の転動体を組み付けると共に、上記第２の内周軌道面と上記軸の外周面との間に第２の転動体を配置した状態で、上記軸の中心軸に略垂直な平面から上記第２の転動体までの第１距離と、上記平面から上記軸の上記段部までの第２距離とを測定して、
   上記第１距離と上記第２距離との差に基づいて、上記内輪の軸方向の寸法を調整することを特徴とするハブユニットの製造方法。
2. 請求項１に記載のハブユニットの製造方法において、
   上記内輪の内径と、上記軸の上記小径軸部の外径とを測定して、上記軸の上記小径軸部と上記内輪との間の締め代を算出し、算出された締め代に応じて、上記内輪の軸方向の寸法を調整することを特徴とするハブユニットの製造方法。
3. 請求項１または２に記載のハブユニットの製造方法において、
   上記軸、上記内輪および上記外輪の温度を、ハブユニットの組立前に測定し、上記軸、上記内輪および上記外輪の温度に応じて、上記内輪の軸方向の寸法を調整することを特徴とするハブユニットの製造方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載のバブユニットの製造方法において、
   上記軸、上記内輪、上記第１の転動体、上記第２の転動体および上記外輪の組み立て後に、上記内輪を上記軸に固定するために、上記軸の上記内輪側の端面に行うカシメによるハブユニットのアキシアル隙間の変動に応じて、上記内輪の軸方向の寸法を調整することを特徴とするハブユニットの製造方法。
5. 請求項１乃至４のいずれか１つに記載のハブユニットの製造方法において、
   上記第１距離および上記第２距離の測定後に、上記軸と上記外輪との間における上記第１の転動体と上記第２の転動体との間にグリースを封入し、このグリースの封入後に、上記軸の上記小径軸部に、軸方向の寸法が調整された上記内輪を嵌合させることを特徴とするハブユニットの製造方法。

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