JP7049297B2 - 車輪用軸受装置の予圧検査方法 - Google Patents

車輪用軸受装置の予圧検査方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7049297B2
JP7049297B2 JP2019175939A JP2019175939A JP7049297B2 JP 7049297 B2 JP7049297 B2 JP 7049297B2 JP 2019175939 A JP2019175939 A JP 2019175939A JP 2019175939 A JP2019175939 A JP 2019175939A JP 7049297 B2 JP7049297 B2 JP 7049297B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
load value
preload
preload load
wheel bearing
bearing device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019175939A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021051054A (ja
Inventor
孝康 田窪
卓也 小畑
貴之 小和田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp filed Critical NTN Corp
Priority to JP2019175939A priority Critical patent/JP7049297B2/ja
Priority to US17/762,778 priority patent/US11874195B2/en
Priority to CN202080064211.5A priority patent/CN114364893A/zh
Priority to EP20868487.8A priority patent/EP4043744B1/en
Priority to PCT/JP2020/032681 priority patent/WO2021059865A1/ja
Publication of JP2021051054A publication Critical patent/JP2021051054A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7049297B2 publication Critical patent/JP7049297B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts
    • G01M13/04—Bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/18—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/18—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
    • F16C19/181—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact
    • F16C19/183—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles
    • F16C19/184—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement
    • F16C19/186—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement with three raceways provided integrally on parts other than race rings, e.g. third generation hubs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/38—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers
    • F16C19/383—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
    • F16C19/385—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings
    • F16C19/386—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings in O-arrangement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2380/00—Bearings
    • B60B2380/70—Arrangements
    • B60B2380/75—Twin or multiple bearings having identical diameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00—Hubs
    • B60B27/0078—Hubs characterised by the fixation of bearings
    • B60B27/0084—Hubs characterised by the fixation of bearings caulking to fix inner race
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00—Hubs
    • B60B27/0094—Hubs one or more of the bearing races are formed by the hub
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2229/00—Setting preload
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/01—Parts of vehicles in general
    • F16C2326/02—Wheel hubs or castors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Description

本発明は、車輪用軸受装置の予圧検査方法に関する。
従来より、車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置が知られている（特許文献１参照）。車輪用軸受装置は、外方部材の内側に内方部材が配置され、外方部材と内方部材のそれぞれの軌道面間に転動体が介装されている。こうして、車輪用軸受装置は、転がり軸受構造を構成し、内方部材に取り付けられた車輪を回転自在としている。
このような転がり軸受構造は、ガタつきを抑えつつも滑らかな回転を可能とすべく内部隙間が許容範囲内に収められている。内部隙間とは、外方部材と内方部材の相対的な軸方向可動量と定義できる。この点、車輪用軸受装置においては、内部隙間がマイナスの値とされ、転動体に予圧荷重が掛かった状態となっている。そのため、車輪の回転に対して抵抗を生じるのである。
ところで、特許文献１には、車輪用軸受装置の予圧検査方法が記載されている。かかる予圧検査方法によれば、転動体に掛かっている予圧荷重値を算出することができる。しかしながら、近年においては、車両に対する低燃費化の要求が高まっており、より高精度に予圧荷重値を算出できる予圧検査方法が求められていた。ひいては、より高精度に予圧状態の合否判定が可能となる予圧検査方法が求められていたのである。
特開平１０－１８５７１７号公報
より高精度に予圧荷重値を算出できる予圧検査方法を提供する。ひいては、より高精度に予圧状態の合否判定が可能となる予圧検査方法を提供する。
第一の発明は、
複列の外側軌道面を有する外方部材と、
ハブ輪及び当該ハブ輪の小径段部に圧入された内輪からなる複列の内側軌道面を有する内方部材と、
前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの軌道面間に介装される複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置の予圧検査方法であって、
前記外方部材又は前記内方部材を相対的に回転させて仕事率を算出する仕事率算出工程と、
前記仕事率算出工程で算出された仕事率に基づいて予圧荷重値を算出する予圧荷重値算出工程と、
前記予圧荷重値算出工程で算出された予圧荷重値が許容範囲内に収まるか否かによって合否を判定する合否判定工程と、を備えている、ものである。
第二の発明は、第一の発明に係る車輪用軸受装置の予圧検査方法において、
前記仕事率算出工程は、複数の回転速度における仕事率を算出し、
前記予圧荷重値算出工程は、そのうちの二つの仕事率の差分に基づいて予圧荷重値を算出する、ものである。
第三の発明は、第二の発明に係る車輪用軸受装置の予圧検査方法において、
前記予圧荷重値算出工程は、予め定めた「仕事率の差分と予圧荷重値の関係」に対して仕事率の差分を当てはめて相当する予圧荷重値を算出する、ものである。
第四の発明は、第二の発明に係る車輪用軸受装置の予圧検査方法において、
前記予圧荷重値算出工程は、予め定めた「仕事率の差分に対する逆数と予圧荷重値の関係」に対して仕事率の差分に対する逆数を当てはめて相当する予圧荷重値を算出する、ものである。
第五の発明は、第一から第四の発明に係る車輪用軸受装置の予圧検査方法において、
前記車輪用軸受装置の内部隙間に基づいて予圧荷重値を算出する別途の予圧荷重値算出工程を備え、
前記合否判定工程は、前記予圧荷重値算出工程で算出された予圧荷重値が前記別途の予圧荷重値算出工程で算出された予圧荷重値を含む許容範囲内に収まるか否かによって合否を判定する、ものである。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
第一の発明に係る車輪用軸受装置の予圧検査方法は、外方部材又は内方部材を相対的に回転させて仕事率を算出する仕事率算出工程と、仕事率算出工程で算出された仕事率に基づいて予圧荷重値を算出する予圧荷重値算出工程と、予圧荷重値算出工程で算出された予圧荷重値が許容範囲内に収まるか否かによって合否を判定する合否判定工程と、を備えている。かかる車輪用軸受装置の予圧検査方法によれば、組立過程における各工程を跨がずに予圧荷重値を算出することができるので、組立過程の進捗や環境の変化などによる影響を受けにくくなり、より高精度に予圧荷重値を算出することが可能となる。ひいては、より高精度に予圧状態の合否判定を行うことが可能となる。
第二の発明に係る車輪用軸受装置の予圧検査方法において、仕事率算出工程は、複数の回転速度における仕事率を算出する。また、予圧荷重値算出工程は、そのうちの二つの仕事率の差分に基づいて予圧荷重値を算出する。かかる車輪用軸受装置の予圧検査方法によれば、グリース量などによる個体差の影響を受けにくくなり、より高精度に予圧荷重値を算出することが可能となる。ひいては、より高精度に予圧状態の合否判定を行うことが可能となる。
第三の発明に係る車輪用軸受装置の予圧検査方法において、予圧荷重値算出工程は、予め定めた「仕事率の差分と予圧荷重値の関係」に対して仕事率の差分を当てはめて相当する予圧荷重値を算出する。かかる車輪用軸受装置の予圧検査方法によれば、実績と経験に基づいて定めた「仕事率の差分と予圧荷重値の関係」を利用するので、より高精度に予圧荷重値を算出することが可能となる。ひいては、より高精度に予圧状態の合否判定を行うことが可能となる。
第四の発明に係る車輪用軸受装置の予圧検査方法において、予圧荷重値算出工程は、予め定めた「仕事率の差分に対する逆数と予圧荷重値の関係」に対して仕事率の差分に対する逆数を当てはめて相当する予圧荷重値を算出する。かかる車輪用軸受装置の予圧検査方法によれば、実績と経験に基づいて定めた「仕事率の差分に対する逆数と予圧荷重値の関係」を利用するので、より高精度に予圧荷重値を算出することが可能となる。また、仕事率を算出する際の回転速度差が小さい場合であっても、より高精度に予圧荷重値を算出することが可能となる。ひいては、より高精度に予圧状態の合否判定を行うことが可能となる。
第五の発明に係る車輪用軸受装置の予圧検査方法において、合否判定工程は、予圧荷重値算出工程で算出された予圧荷重値が別途の予圧荷重値算出工程で算出された予圧荷重値を含む許容範囲内に収まるか否かによって合否を判定する。かかる車輪用軸受装置の予圧検査方法によれば、仕事率を用いる新たな手法で算出された予圧荷重値が内部隙間を用いる従来からあって信頼のおける手法で算出された予圧荷重値を含む許容範囲内に収まるか否かによって合否を判定するので、より高精度に予圧状態の合否判定を行うことが可能となる。
車輪用軸受装置の構造を示す図。 車輪用軸受装置の組立過程を示す図。 ハブ輪の小径段部に内輪を圧入する状況を示す図。 小径段部の先端部分を押し広げて内輪を加締める状況を示す図。 内輪と車輪取付フランジの対向距離を測定する状況を示す図。 内部隙間と予圧荷重値の関係を示す図。 外方部材又は内方部材を相対的に回転させて仕事率を算出する状況を示す図。 仕事率の差分と予圧荷重値の関係を示す図。 仕事率の差分に対する逆数と予圧荷重値の関係を示す図。 環状空間の開口端にインナー側シール部材を圧入する状況を示す図。
まず、図１を用いて、車輪用軸受装置１の構造について説明する。
車輪用軸受装置１は、車輪を回転自在に支持するものである。車輪用軸受装置１は、外方部材２と、内方部材３と、転動体４・５と、を備えている。なお、本願において、「インナー側」とは、車輪用軸受装置１の車体側を表し、「アウター側」とは、車輪用軸受装置１の車輪側を表す。また、「径方向外側」とは、内方部材３の回転軸Ａから遠ざかる方向を表し、「径方向内側」とは、内方部材３の回転軸Ａに近づく方向を表す。更に、「軸方向」とは、回転軸Ａに沿う方向を表す。
外方部材２は、転がり軸受構造の外輪部分を構成するものである。外方部材２のインナー側端部における内周には、嵌合面２ａが形成されている。また、外方部材２のアウター側端部における内周には、嵌合面２ｂが形成されている。更に、外方部材２の軸方向中央部における内周には、二つの外側軌道面２ｃ・２ｄが形成されている。加えて、外方部材２には、その外周面から径方向外側へ広がる車体取付フランジ２ｅが形成されている。車体取付フランジ２ｅには、複数のボルト穴２ｆが設けられている。
内方部材３は、転がり軸受構造の内輪部分を構成するものである。内方部材３は、ハブ輪３１と内輪３２で構成されている。
ハブ輪３１は、外方部材２の内側に配置される。ハブ輪３１のインナー側端部における外周には、軸方向中央部まで小径段部３ａが形成されている。小径段部３ａは、ハブ輪３１の外径が小さくなった部分を指し、その外周面が回転軸Ａを中心とする円筒形状となっている。また、ハブ輪３１には、そのインナー側端部からアウター側端部まで貫かれたスプライン穴３ｂが形成されている。更に、ハブ輪３１の軸方向中央部における外周には、内側軌道面３ｄが形成されている。加えて、ハブ輪３１には、その外周面から径方向外側へ広がる車輪取付フランジ３ｅが形成されている。車輪取付フランジ３ｅには、回転軸Ａを中心に複数のボルト穴３ｆが設けられており、それぞれのボルト穴３ｆにハブボルト３３が圧入されている。
内輪３２は、ハブ輪３１の小径段部３ａに圧入される。内輪３２のインナー側端部における外周には、嵌合面３ｇが形成されている。また、嵌合面３ｇに隣接する外周には、内側軌道面３ｃが形成されている。これにより、ハブ輪３１の外周に内側軌道面３ｃを構成している。なお、内輪３２は、小径段部３ａの先端部分を押し広げた加締部３ｈによって固定される。また、加締部３ｈを有しないものも存在する。
転動体４・５は、転がり軸受構造の転動部分を構成するものである。転動体４・５は、いわゆる鋼球であって、それぞれが保持器によって円周上に等間隔にならべられている。インナー側の転動体４は、外方部材２の外側軌道面２ｃと内輪３２の内側軌道面３ｃの間に介装されている。また、アウター側の転動体５は、外方部材２の外側軌道面２ｄとハブ輪３１の内側軌道面３ｄの間に介装されている。なお、本車輪用軸受装置１において、転動体４・５は、それぞれ球形状であるが、円錐形状であってもよい。
ところで、本車輪用軸受装置１は、インナー側シール部材６とアウター側シール部材７を備えている。インナー側シール部材６は、外方部材２と内方部材３（ハブ輪３１及び内輪３２）の間に形成された環状空間Ｓのインナー側開口端を密封する。アウター側シール部材７は、外方部材２と内方部材３（ハブ輪３１及び内輪３２）の間に形成された環状空間Ｓのアウター側開口端を密封する。なお、これらのシール部材６・７は、様々な仕様が存在しており、これらの仕様について限定するものではない。また、インナー側シール部材６の代わりにキャップが圧入されるものも存在する。
次に、図２から図１０を用いて、車輪用軸受装置１の組立過程について説明する。
以下においては、車輪用軸受装置１が基台８に載置されているものとする。基台８には、ハブ輪３１のパイロット部を収容する凹部８ａが形成されており、その周囲に複数のノックピン８ｂが打ち込まれている。そのため、車輪用軸受装置１は、車輪取付フランジ３ｅの各ボルト穴３ｆにノックピン８ｂが挿通された状態で上向きに支持・固定される。
内輪圧入工程Ｓ１は、ハブ輪３１の小径段部３ａに内輪３２を圧入する工程である（図３参照）。内輪圧入工程Ｓ１においては、圧入装置９を用いて荷重を掛けることにより、内輪３２を小径段部３ａの所定位置まで圧入する（仮圧入）。そして、外方部材２と内方部材３の相対的な軸方向可動量を測定する。最後に、この軸方向可動量に基づいて内輪３２を小径段部３ａの所定位置まで圧入する（本圧入）。こうすることで、内部隙間が適宜な値となり、転動体４・５に適宜な予圧荷重が掛かった状態となるのである。
内輪加締工程Ｓ２は、小径段部３ａの先端部分を押し広げて内輪３２を加締める工程である（図４参照）。内輪加締工程Ｓ２においては、加締装置１０を用いて荷重を掛けることにより、小径段部３ａの先端部分を押し広げる。加締装置１０は、傾倒角αを維持したままで回転するので、小径段部３ａの先端部分を周方向に移動しながら連続的に押圧することができる。また、加締装置１０は、その押圧面１０ａが湾曲しているので、かかる押圧面１０ａが転写されたような形の加締部３ｈを形成することができる。
内部隙間測定工程Ｓ３は、車輪用軸受装置１の外観形状に基づいて内部隙間を測定する工程である（図５参照）。内部隙間測定工程Ｓ３においては、測定装置（図示せず）を用いて内輪３２のインナー側端面３ｉから車輪取付フランジ３ｅのアウター側端面３ｊまでを挟み込むことにより、両端面３ｉ・３ｊの対向距離Ｄを測定する。対向距離Ｄは、当然に内部隙間と相関性があることから、対向距離Ｄを測定することは、内部隙間を測定することに等しい。こうして、結果的に内部隙間Ｃを測定することができる（図６参照）。
第一の予圧荷重値算出工程Ｓ４は、内部隙間に基づいて予圧荷重値Ｆ１を算出する工程である。予圧荷重値算出工程Ｓ４においては、実績と経験に基づいて定めた「内部隙間と予圧荷重値の関係」を利用する（図６参照）。「内部隙間と予圧荷重値の関係」は、縦軸が内部隙間に相当し、横軸が予圧荷重値に相当するグラフによって表されている。そして、かかるグラフに対して内部隙間測定工程Ｓ３にて得られた内部隙間Ｃを当てはめることにより、相当する予圧荷重値Ｆ１を算出するのである。なお、「内部隙間と予圧荷重値の関係」は、車輪用軸受装置１の仕様などにより、それぞれ異なるものとなる。
仕事率算出工程Ｓ５は、外方部材２又は内方部材３を相対的に回転させて仕事率を算出する工程である（図７参照）。仕事率算出工程Ｓ５においては、支持装置１１を用いて外方部材２を止めた状態で内方部材３を回転させることにより、環状空間Ｓに封入されているグリースをなじませる。そして、所定の回転速度とした状態で仕事Ｌを算出する（下記の数式１参照）。最後に、この仕事Ｌに基づいて仕事率Ｐを算出する（下記の数式２参照）。なお、本実施形態においては、任意に定めた１ｒｐｍと１０ｒｐｍの二つの回転速度でそれぞれの仕事率Ｐ１・Ｐ２を算出する。これは、グリース量などによる個体差の影響を低減すべく変化量（仕事率Ｐ１・Ｐ２の差分ΔＰ）を利用するためである。
数式１：仕事Ｌ＝Ｆ×Ｓ＝Ｆ×２πＲＮ＝２πＲＦＮ＝２πＴＮ
数式２：仕事率Ｐ＝２πＴＮ／６０
（Ｆ：接線荷重 Ｓ：移動距離 Ｒ：回転半径 Ｎ：回転速度 Ｔ：回転トルク）
第二の予圧荷重値算出工程Ｓ６は、仕事率Ｐ１・Ｐ２の差分ΔＰに基づいて予圧荷重値Ｆ２を算出する工程である。予圧荷重値算出工程Ｓ６においては、実績と経験に基づいて定めた「仕事率の差分と予圧荷重値の関係」を利用する（図８参照）。「仕事率の差分と予圧荷重値の関係」は、縦軸が仕事率の差分に相当し、横軸が予圧荷重値に相当するグラフによって表されている。そして、かかるグラフに対して仕事率算出工程Ｓ５にて得られた仕事率Ｐ１・Ｐ２の差分ΔＰを当てはめることにより、相当する予圧荷重値Ｆ２を算出するのである。なお、「仕事率の差分と予圧荷重値の関係」は、車輪用軸受装置１の仕様などにより、それぞれ異なるものとなる。また、三つ以上の回転速度における仕事率Ｐ１・Ｐ２・・・を算出し、組み合わせごとの差分ΔＰ・・・に基づいて予圧荷重値Ｆ２・・・を算出するとしてもよい。この場合は、予圧荷重値Ｆ２・・・の平均値をとることで、より高精度に予圧荷重値Ｆ２を算出することが可能となる。
この点、第二の予圧荷重値算出工程Ｓ６は、以下のようにすることも可能である。即ち、予圧荷重値算出工程Ｓ６においては、実績と経験に基づいて定めた「仕事率の差分に対する逆数と予圧荷重値の関係」を利用する（図９参照）。そして、かかるグラフに対して仕事率算出工程Ｓ５にて得られた仕事率Ｐ１・Ｐ２の差分ΔＰに対する逆数を当てはめることにより、相当する予圧荷重値Ｆ２を算出するのである。このようにすれば、仕事率Ｐ１・Ｐ２を算出する際の回転速度差が小さい場合に（差分ΔＰが小さい場合に）曲線の傾きが大きくなるので、より高精度に予圧荷重値Ｆ２を算出することが可能となる。なお、「仕事率の差分に対する逆数と予圧荷重値の関係」も、車輪用軸受装置１の仕様などにより、それぞれ異なるものとなる。また、三つ以上の回転速度における仕事率Ｐ１・Ｐ２・・・を算出し、組み合わせごとの差分ΔＰ・・・に対する逆数に基づいて予圧荷重値Ｆ２・・・を算出するとしてもよい。この場合は、予圧荷重値Ｆ２・・・の平均値をとることで、より高精度に予圧荷重値Ｆ２を算出することが可能となる。
合否判定工程Ｓ７は、予圧荷重値Ｆ１及び予圧荷重値Ｆ２を利用して合否を判定する工程である。合否判定工程Ｓ７においては、実績と経験に基づいて定めた許容差から予圧荷重値Ｆ１を含む許容範囲Ｒを決定する（図８及び図９参照）。本実施形態においては、予圧荷重値Ｆ１を中心とした許容下限値Ｒ１と許容上限値Ｒ２の間を許容範囲Ｒとしている。そして、予圧荷重値Ｆ２が許容範囲Ｒに収まる場合は、車輪用軸受装置１の予圧状態について合格であると判定する。反対に、予圧荷重値Ｆ２が許容範囲Ｒに収まらない場合は、車輪用軸受装置１の予圧状態について不合格であると判定する。
インナー側シール部材圧入工程Ｓ８は、環状空間Ｓの開口端にインナー側シール部材６を圧入する工程である（図１０参照）。インナー側シール部材圧入工程Ｓ８においては、圧入装置１２を用いて荷重を掛けることにより、インナー側シール部材６をインナー側開口端の入口部分に圧入する。このように、仕事率算出工程Ｓ５などの後にインナー側シール部材圧入工程Ｓ８を設けたのは、仕事率Ｐ１・Ｐ２を算出する際にインナー側シール部材６による抵抗が付加されないよう考慮したものである。仮に仕事率算出工程Ｓ５などの前にインナー側シール部材圧入工程Ｓ８を設ける場合は、インナー側シール部材６による抵抗を差し引いて仕事率Ｐ１・Ｐ２を算出しなければならない。
この点、本実施形態のように、仕事率算出工程Ｓ５などの後にインナー側シール部材圧入工程Ｓ８を設けた場合は、インナー側シール部材６による抵抗を付加することで、完成状態における車輪用軸受装置１（インナー側シール部材６が圧入された車輪用軸受装置１）の仕事率Ｐ１・Ｐ２を算出することができる。これは、前述した「仕事率の差分と予圧荷重値の関係」或いは「仕事率の差分に対する逆数と予圧荷重値の関係」に対し、インナー側シール部材６のみの「仕事率の差分と予圧荷重値の関係」或いは「仕事率の差分に対する逆数と予圧荷重値の関係」を足し合わせて補正することで、同様に算出できる。なお、インナー側シール部材６のみの「仕事率の差分と予圧荷重値の関係」或いは「仕事率の差分に対する逆数と予圧荷重値の関係」は、インナー側シール部材６の仕様などにより、それぞれ異なるものとなる。
以下に、本願に開示した技術的思想とその効果についてまとめる。
本実施形態に係る車輪用軸受装置１の予圧検査方法は、外方部材２又は内方部材３を相対的に回転させて仕事率Ｐ１・Ｐ２を算出する仕事率算出工程Ｓ５と、仕事率算出工程Ｓ５で算出された仕事率Ｐ１・Ｐ２に基づいて予圧荷重値Ｆ２を算出する予圧荷重値算出工程Ｓ６と、予圧荷重値算出工程Ｓ６で算出された予圧荷重値Ｆ２が許容範囲Ｒ内に収まるか否かによって合否を判定する合否判定工程Ｓ７と、を備えている。かかる車輪用軸受装置１の予圧検査方法によれば、組立過程における各工程を跨がずに予圧荷重値Ｆ２を算出することができるので、組立過程の進捗や環境の変化などによる影響を受けにくくなり、より高精度に予圧荷重値Ｆ２を算出することが可能となる。ひいては、より高精度に予圧状態の合否判定を行うことが可能となる。
更に、本実施形態に係る車輪用軸受装置１の予圧検査方法において、仕事率算出工程Ｓ５は、複数の回転速度における仕事率Ｐ１・Ｐ２を算出する。また、予圧荷重値算出工程Ｓ６は、そのうちの二つの仕事率Ｐ１・Ｐ２の差分ΔＰに基づいて予圧荷重値Ｆ２を算出する。かかる車輪用軸受装置１の予圧検査方法によれば、グリース量などによる個体差の影響を受けにくくなり、より高精度に予圧荷重値Ｆ２を算出することが可能となる。ひいては、より高精度に予圧状態の合否判定を行うことが可能となる。
更に、本実施形態に係る車輪用軸受装置１の予圧検査方法において、予圧荷重値算出工程Ｓ６は、予め定めた「仕事率の差分と予圧荷重値の関係」に対して仕事率Ｐ１・Ｐ２の差分ΔＰを当てはめて相当する予圧荷重値Ｆ２を算出する。かかる車輪用軸受装置１の予圧検査方法によれば、実績と経験に基づいて定めた「仕事率の差分と予圧荷重値の関係」を利用するので、より高精度に予圧荷重値Ｆ２を算出することが可能となる。ひいては、より高精度に予圧状態の合否判定を行うことが可能となる。
更に、本実施形態に係る車輪用軸受装置１の予圧検査方法において、予圧荷重値算出工程Ｓ６は、予め定めた「仕事率の差分に対する逆数と予圧荷重値の関係」に対して仕事率Ｐ１・Ｐ２の差分ΔＰに対する逆数を当てはめて相当する予圧荷重値Ｆ２を算出する。かかる車輪用軸受装置１の予圧検査方法によれば、実績と経験に基づいて定めた「仕事率の差分に対する逆数と予圧荷重値の関係」を利用するので、より高精度に予圧荷重値Ｆ２を算出することが可能となる。また、仕事率Ｐ１・Ｐ２を算出する際の回転速度差が小さい場合であっても、より高精度に予圧荷重値Ｆ２を算出することが可能となる。ひいては、より高精度に予圧状態の合否判定を行うことが可能となる。
更に、本実施形態に係る車輪用軸受装置１の予圧検査方法において、合否判定工程Ｓ７は、予圧荷重値算出工程Ｓ６で算出された予圧荷重値Ｆ２が別途の予圧荷重値算出工程Ｓ４で算出された予圧荷重値Ｆ１を含む許容範囲Ｒ内に収まるか否かによって合否を判定する。かかる車輪用軸受装置１の予圧検査方法によれば、仕事率Ｐ１・Ｐ２を用いる新たな手法で算出された予圧荷重値Ｆ２が内部隙間Ｃを用いる従来からあって信頼のおける手法で算出された予圧荷重値Ｆ１を含む許容範囲Ｒ内に収まるか否かによって合否を判定するので、より高精度に予圧状態の合否判定を行うことが可能となる。
以上のように、本願に開示した技術的思想における最大の特徴は、仕事率Ｐを用いて予圧荷重値Ｆ２を算出するとした点である。そして、このような技術的思想の上で、仕事率Ｐ１・Ｐ２の差分ΔＰを利用するとしたことも特筆すべき点である。また、実績と経験に基づいて定めた「仕事率の差分と予圧荷重値の関係」或いは「仕事率の差分に対する逆数と予圧荷重値の関係」を利用することは、結果の信頼性を向上させるものである。更に、予圧荷重値Ｆ２が内部隙間Ｃを用いる手法で算出された予圧荷重値Ｆ１を含む許容範囲Ｒ内に収まるか否かによって合否を判定することも、結果の信頼性を向上させるものである。
本実施形態に係る車輪用軸受装置１の予圧検査方法によれば、例えば車輪用軸受装置１の出荷検査で用いられる回転トルク測定設備を利用して予圧荷重値Ｆ２を算出することが可能となる。そして、車輪用軸受装置１の組立過程や組立完了後の状態に関わらず、一度に二つの仕事率Ｐ１・Ｐ２を算出してその差分ΔＰに基づいて予圧荷重値Ｆ２を算出するので、より高精度に予圧荷重値Ｆ２を算出することが可能となる。そのため、管理が困難な誤差要因（温度・グリースの攪拌抵抗・インナー側シール部材６の摺動抵抗など）を抑制できる。
最後に、本願に開示した車輪用軸受装置１は、駆動輪用の車輪用軸受装置であるが、従動輪用の車輪用軸受装置であってもよい。加えて、本願に開示した車輪用軸受装置１は、外方部材２に車体取付フランジ２ｅを有し、内方部材３が車輪取付フランジ３ｅを有するハブ輪３１と内輪３２で構成された第三世代構造であるが、これに限定するものではない。例えば外方部材に車体取付フランジを有し、内方部材である内輪に対して車輪取付フランジを有するハブ輪を挿通できる第二世代構造であってもよい。また、外方部材に車体取付フランジを有し、内方部材が車輪取付フランジを有するハブ輪と自在継手の嵌合体である第四世代構造であってもよい。なお、第二世代構造から第四世代構造における、いわゆる外輪回転仕様の車輪用軸受装置にも適用することが可能である。
１ 車輪用軸受装置
２ 外方部材
２ｃ 外側軌道面
２ｄ 外側軌道面
３ 内方部材
３ａ 小径段部
３ｂ スプライン穴
３ｃ 内側軌道面
３ｄ 内側軌道面
３１ ハブ輪
３２ 内輪
４ 転動体
５ 転動体
６ インナー側シール部材
７ アウター側シール部材
Ｆ１ 予圧荷重値
Ｆ２ 予圧荷重値
Ｐ１ 仕事率
Ｐ２ 仕事率
ΔＰ 仕事率の差分
Ｓ１ 内輪圧入工程
Ｓ２ 内輪加締工程
Ｓ３ 内部隙間測定工程
Ｓ４ 予圧荷重値算出工程
Ｓ５ 仕事率算出工程
Ｓ６ 予圧荷重値算出工程
Ｓ７ 合否判定工程
Ｓ８ インナー側シール部材圧入工程

Claims (4)

  1. 複列の外側軌道面を有する外方部材と、
    ハブ輪及び当該ハブ輪の小径段部に圧入された内輪からなる複列の内側軌道面を有する内方部材と、
    前記外方部材と前記内方部材のそれぞれの軌道面間に介装される複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置の予圧検査方法であって、
    前記外方部材又は前記内方部材を相対的に回転させて複数の回転速度における仕事率を算出する仕事率算出工程と、
    前記仕事率算出工程で算出された仕事率のうちの二つの仕事率の差分に基づいて予圧荷重値を算出する予圧荷重値算出工程と、
    前記予圧荷重値算出工程で算出された予圧荷重値が許容範囲内に収まるか否かによって合否を判定する合否判定工程と、を備えている、ことを特徴とする車輪用軸受装置の予圧検査方法。
  2. 前記予圧荷重値算出工程は、予め定めた「仕事率の差分と予圧荷重値の関係」に対して仕事率の差分を当てはめて相当する予圧荷重値を算出する、ことを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置の予圧検査方法。
  3. 前記予圧荷重値算出工程は、予め定めた「仕事率の差分に対する逆数と予圧荷重値の関係」に対して仕事率の差分に対する逆数を当てはめて相当する予圧荷重値を算出する、ことを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受装置の予圧検査方法。
  4. 前記車輪用軸受装置の内部隙間に基づいて予圧荷重値を算出する別途の予圧荷重値算出工程を備え、
    前記合否判定工程は、前記予圧荷重値算出工程で算出された予圧荷重値が前記別途の予圧荷重値算出工程で算出された予圧荷重値を中心とした許容範囲内に収まるか否かによって合否を判定する、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車輪用軸受装置の予圧検査方法。
JP2019175939A 2019-09-26 2019-09-26 車輪用軸受装置の予圧検査方法 Active JP7049297B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019175939A JP7049297B2 (ja) 2019-09-26 2019-09-26 車輪用軸受装置の予圧検査方法
US17/762,778 US11874195B2 (en) 2019-09-26 2020-08-28 Preload inspection method for bearing device for vehicle wheel
CN202080064211.5A CN114364893A (zh) 2019-09-26 2020-08-28 车轮用轴承装置的预压检查方法
EP20868487.8A EP4043744B1 (en) 2019-09-26 2020-08-28 Preload inspection method for bearing device for vehicle wheel.
PCT/JP2020/032681 WO2021059865A1 (ja) 2019-09-26 2020-08-28 車輪用軸受装置の予圧検査方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019175939A JP7049297B2 (ja) 2019-09-26 2019-09-26 車輪用軸受装置の予圧検査方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021051054A JP2021051054A (ja) 2021-04-01
JP7049297B2 true JP7049297B2 (ja) 2022-04-06

Family

ID=75157668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019175939A Active JP7049297B2 (ja) 2019-09-26 2019-09-26 車輪用軸受装置の予圧検査方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11874195B2 (ja)
EP (1) EP4043744B1 (ja)
JP (1) JP7049297B2 (ja)
CN (1) CN114364893A (ja)
WO (1) WO2021059865A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7049297B2 (ja) * 2019-09-26 2022-04-06 Ntn株式会社 車輪用軸受装置の予圧検査方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000009562A (ja) 1998-06-29 2000-01-14 Koyo Seiko Co Ltd 複列転がり軸受の予圧測定方法
US20040177509A1 (en) 2003-03-14 2004-09-16 Russell Daniel T. Process for setting bearings and verifying force preload
JP2006300086A (ja) 2005-04-15 2006-11-02 Nsk Ltd 荷重測定装置付転がり軸受ユニット
CN1948775A (zh) 2006-11-14 2007-04-18 北京机械工业学院 一种利用金属材料的热特性调节轴承预紧力的方法及装置
JP2007211946A (ja) 2006-02-13 2007-08-23 Ntn Corp 車輪用軸受装置
JP2011112184A (ja) 2009-11-27 2011-06-09 Nsk Ltd 軸受装置
DE202014104737U1 (de) 2014-10-01 2014-10-30 Bestsens Ag Wälzlageranordnung
JP2017106520A (ja) 2015-12-08 2017-06-15 日本精工株式会社 軸受装置及び回転支持装置
JP2018165566A (ja) 2017-03-28 2018-10-25 Ntn株式会社 円錐ころ軸受
JP6551634B1 (ja) 2018-01-10 2019-07-31 日本精工株式会社 ハブユニット軸受の製造方法および製造装置、車両の製造方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4165636A (en) * 1977-03-04 1979-08-28 Odetics, Inc. Method and means for measuring preloads in assembled mechanisms
US6473962B1 (en) 1995-12-12 2002-11-05 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Rotary die cutter apparatus and method
US6003229A (en) * 1995-12-12 1999-12-21 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Apparatus and method of precisely preloading a bearing onto a shaft
JP3639421B2 (ja) * 1996-11-05 2005-04-20 光洋精工株式会社 複列転がり軸受の予圧測定方法
US6070325A (en) 1996-11-05 2000-06-06 Koyo Seiko Co., Ltd. Method for measuring a pre-load applied to a double-row rolling bearing
JPH1144319A (ja) * 1997-07-29 1999-02-16 Nippon Seiko Kk 軸受の予圧付与装置
US6557245B2 (en) 1999-11-15 2003-05-06 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Apparatus for mounting a bearing onto a shaft
US6588107B2 (en) 2000-10-10 2003-07-08 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Rotary die cutter apparatus and method
JP4408251B2 (ja) 2004-09-08 2010-02-03 Ｎｔｎ株式会社 車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法
WO2007072926A1 (ja) 2005-12-22 2007-06-28 Ntn Corporation 継手アッセンブリーと車輪用軸受装置、およびこれらを備えたアクスルモジュール
JP2008174208A (ja) * 2006-12-20 2008-07-31 Ntn Corp 車輪用軸受装置のハブ輪およびその製造方法
JP6009149B2 (ja) 2011-06-14 2016-10-19 Ntn株式会社 車輪用軸受装置の製造方法
EP3444585B1 (en) * 2017-08-17 2020-05-27 ALSTOM Transport Technologies Method for determining a state of a bearing, module for determining a state of a bearing, railway vehicle and system
JP7066520B2 (ja) * 2018-05-21 2022-05-13 Ntn株式会社 車両用動力装置および発電機付車輪用軸受
JP7290530B2 (ja) * 2019-09-26 2023-06-13 Ntn株式会社 軸受装置および間座
JP7049297B2 (ja) * 2019-09-26 2022-04-06 Ntn株式会社 車輪用軸受装置の予圧検査方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000009562A (ja) 1998-06-29 2000-01-14 Koyo Seiko Co Ltd 複列転がり軸受の予圧測定方法
US20040177509A1 (en) 2003-03-14 2004-09-16 Russell Daniel T. Process for setting bearings and verifying force preload
JP2006300086A (ja) 2005-04-15 2006-11-02 Nsk Ltd 荷重測定装置付転がり軸受ユニット
JP2007211946A (ja) 2006-02-13 2007-08-23 Ntn Corp 車輪用軸受装置
CN1948775A (zh) 2006-11-14 2007-04-18 北京机械工业学院 一种利用金属材料的热特性调节轴承预紧力的方法及装置
JP2011112184A (ja) 2009-11-27 2011-06-09 Nsk Ltd 軸受装置
DE202014104737U1 (de) 2014-10-01 2014-10-30 Bestsens Ag Wälzlageranordnung
JP2017106520A (ja) 2015-12-08 2017-06-15 日本精工株式会社 軸受装置及び回転支持装置
JP2018165566A (ja) 2017-03-28 2018-10-25 Ntn株式会社 円錐ころ軸受
JP6551634B1 (ja) 2018-01-10 2019-07-31 日本精工株式会社 ハブユニット軸受の製造方法および製造装置、車両の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021059865A1 (ja) 2021-04-01
EP4043744B1 (en) 2023-12-06
US11874195B2 (en) 2024-01-16
EP4043744A1 (en) 2022-08-17
US20220349778A1 (en) 2022-11-03
EP4043744A4 (en) 2022-11-16
CN114364893A (zh) 2022-04-15
JP2021051054A (ja) 2021-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100531442B1 (ko) 복수열 구름 베어링의 예압 측정 방법
JP6009149B2 (ja) 車輪用軸受装置の製造方法
JP2010540877A (ja) プラスチック材料でオーバーモールドされている環状体を備えている軸受組立体
CN106089985B (zh) 轴承单元—轮毂凸缘的组装过程
JP3174759B2 (ja) 複列転がり軸受の予圧測定方法
WO2020179670A1 (ja) 車輪用軸受装置の予圧検査方法及び組立方法
JP7049297B2 (ja) 車輪用軸受装置の予圧検査方法
JP4408251B2 (ja) 車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法
JPH10185717A (ja) 複列転がり軸受の予圧測定方法
JP5644679B2 (ja) 複列アンギュラ玉軸受の予圧測定方法、その方法を実施する装置、及び予圧保証がなされた複列アンギュラ玉軸受
JP2021148710A (ja) 複列転がり軸受の予圧検査方法
JP2010230174A (ja) 車輪用軸受装置のグリース封入方法
JP7290086B2 (ja) ハブユニット軸受およびその製造方法
JP2006214506A (ja) 車輪用軸受装置の軸受予圧量測定方法
JP7483555B2 (ja) 車輪用軸受装置の予圧検査方法
JP7421451B2 (ja) 車輪用軸受装置の予圧検査方法
JP7483553B2 (ja) 車輪用軸受装置の予圧検査方法
JP4069636B2 (ja) ユニット軸受の製造方法、及び該製造方法によって製造されたユニット軸受
JP2006144949A (ja) 車輪用軸受装置の軸受すきま測定方法
JP2022034924A (ja) 車輪用軸受装置の予圧検査方法
JP2020098000A (ja) ハブユニット軸受
JP2019132376A (ja) シールの組み立て方法及び車輪用軸受装置
JP2008095715A (ja) 軸受ユニット
JP2013019427A (ja) 軸受ユニット

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210319

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211130

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220124

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220301

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220325

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7049297

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150