JP7406473B2 - 車輪用軸受装置の予圧検査方法 - Google Patents

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、自動車等の懸架装置において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。このような車輪用軸受装置においては、軸受装置を構成する転動体と軌道輪との間に予圧が付与されている。

軸受装置に予圧を付与することにより、軸受装置の剛性を高めるとともに振動および騒音を抑制することができる。しかし、予圧を過大に付与すると回転トルクの増加や寿命の低下を招く原因となり得るため、軸受装置に適正な予圧が付与されているかどうかを確認することが重要である。

軸受装置に付与されている予圧を確認する方法としては、例えば特許文献１に開示されるように、複列に転動体が設けられた転がり軸受において、軸方向における予圧隙間を測定することによって、当該軸受に付与された予圧を測定する予圧測定方法が知られている。

また、例えばハブ輪を内輪に加締める構成の軸受装置においては、加締加工前と加締加工後とにおける軸受装置の回転トルクを測定し、加締加工前後における回転トルクの増加量から予圧増加量を算出し、加締加工前における軸受装置の予圧に予圧増加量を加えることで軸受装置に付与された予圧を測定することが考えられる。

特開平１０－１８５７１７号公報

しかし、加締加工直後は、ハブ輪が塑性変形したことにより内輪近傍の温度が上昇して内輪が膨張する。これにより、測定した回転トルクが、内輪が膨張していない状態で測定した場合に比べて高い値を示し、予圧の測定精度に影響を及ぼすおそれがあった。

そこで、本発明においては、加締加工による温度上昇の影響を抑制して、車輪用軸受装置に付与されている予圧の良否をより高精度に判定することができる車輪用軸受装置の予圧検査方法を提供することを目的とする。

即ち、第一の発明は、内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、外周に軸方向に延びる小径段部を有したハブ輪、および前記ハブ輪の小径段部に圧入された内輪からなり、前記複列の外側軌道面に対向す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との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、を備えた車輪用軸受装置の予圧検査方法であって、前記ハブ輪の前記小径段部に対して、前記内輪を、軸方向において前記内輪が前記ハブ輪に当接する位置まで圧入する圧入工程と、前記圧入工程後における前記両軌道面と前記転動体との軸方向負隙間に基づいて前記車輪用軸受装置の第１の軸受予圧値を算出する第１の軸受予圧値算出工程と、前記圧入工程後に前記内方部材と前記外方部材とを相対的に回転させたときの前記車輪用軸受装置の圧入後回転トルクを測定する圧入後回転トルク測定工程と、前記圧入後回転トルク測定工程後に、前記小径段部の前記内輪に対する加締加工を行う加締工程と、前記加締工程後に前記内方部材と前記外方部材とを相対的に回転させたときの前記車輪用軸受装置の加締後回転トルクを測定する加締後回転トルク測定工程と、前記加締後回転トルクを、前記加締加工を行ったことによる前記内輪の温度上昇量に基づいて補正して、補正済加締後回転トルクを算出する回転トルク補正工程と、前記圧入後回転トルクと前記補正済加締後回転トルクとの差分に基づいて前記圧入工程後と前記加締工程後との間の予圧変化量を求め、前記予圧変化量を前記第１の軸受予圧値に加えることにより第２の軸受予圧値を算出する第２の軸受予圧値算出工程と、前記第２の軸受予圧値が基準値の範囲内にあるか否かによって、前記車輪用軸受装置に付与された予圧の良否を判定する判定工程と、を備えることを特徴とする車輪用軸受装置の予圧検査方法である。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

即ち、第一の発明によれば、加締加工による内輪の温度上昇の影響を抑制して、車輪用軸受装置に付与されている予圧の良否をより高精度に判定することができる。

予圧検査方法が実施される車輪用軸受装置を示す側面断面図である。 予圧検査方法のフローを示す図である。 内輪がハブ輪の小径段部に仮圧入された状態の車輪用軸受装置を示す側面断面図である。 内輪がハブ輪の小径段部に圧入された状態の車輪用軸受装置を示す側面断面図である。 ハブ輪と外輪とを相対的に回転させたときの時間とトルクとの関係を示す図である。 ハブ輪と外輪とを相対的に回転させたときの回転数とトルクとの関係を示す図である。 ハブ輪の小径段部を内輪に加締めた状態の車輪用軸受装置を示す側面断面図である。 加締加工時間と内輪の温度上昇量との関係を示す図である。 加締加工時間と回転トルク増加量との関係を示す図である。 軸受予圧と回転トルクとの関係を示す図である。 加締後回転トルク測定工程後に外輪のインナー側端部にインナー側シール部材を装着する様子を示す側面断面図である。

[車輪用軸受装置]
以下に、図１を用いて、本発明に係る予圧検査方法が実施される車輪用軸受装置の第一実施形態である車輪用軸受装置１について説明する。

図１に示す車輪用軸受装置１は、自動車等の車両の懸架装置において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は第３世代と称呼される構成を備えており、外方部材である外輪２と、内方部材であるハブ輪３および内輪４と、転動列である二列のインナー側ボール列５およびアウター側ボール列６と、インナー側シール部材９およびアウター側シール部材１０とを具備する。ここで、インナー側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車体側を表し、アウター側とは、車体に取り付けた際の車輪用軸受装置１の車輪側を表す。また、軸方向とは、車輪用軸受装置１の回転軸に沿った方向を表す。

外輪２のインナー側端部には、インナー側シール部材９が嵌合可能なインナー側開口部２ａが形成されている。外輪２のアウター側端部には、アウター側シール部材１０が嵌合可能なアウター側開口部２ｂが形成されている。外輪２の内周面には、インナー側の外側軌道面２ｃと、アウター側の外側軌道面２ｄとが形成されている。外輪２の外周面には、外輪２を車体側部材に取り付けるための車体取り付けフランジ２ｅが一体的に形成されている。車体取り付けフランジ２ｅには、車体側部材と外輪２とを締結する締結部材（ここでは、ボルト）が挿入されるボルト孔２ｇが設けられている。

ハブ輪３のインナー側端部には、外周面にアウター側端部よりも縮径された小径段部３ａが形成されている。ハブ輪３における小径段部３ａのアウター側端部には肩部３ｅが形成されている。ハブ輪３のアウター側端部には、車輪を取り付けるための車輪取り付けフランジ３ｂが一体的に形成されている。車輪取り付けフランジ３ｂには、ハブ輪３と車輪又はブレーキ部品とを締結するためのハブボルトが圧入されるボルト孔３ｆが設けられている。

ハブ輪３には、外輪２のアウター側の外側軌道面２ｄに対向するようにアウター側の内側軌道面３ｃが設けられている。ハブ輪３における車輪取り付けフランジ３ｂの基部側には、アウター側シール部材１０が摺接するリップ摺動面３ｄが形成されている。アウター側シール部材１０は、外輪２とハブ輪３とによって形成された環状空間のアウター側開口端に嵌合している。ハブ輪３は、車輪取りつけフランジ３ｂよりもアウター側の端部にアウター側端面３ｇを有している。

ハブ輪３の小径段部３ａには、内輪４が設けられている。内輪４は、圧入および加締加工によりハブ輪３の小径段部３ａに固定されている。内輪４は、転動列であるインナー側ボール列５およびアウター側ボール列６に予圧を付与している。内輪４は、インナー側端部にインナー側端面４ｂを有しており、アウター側端部にアウター側端面４ｃを有している。ハブ輪３のインナー側端部には、内輪４のインナー側端面４ｂに加締められた加締部３ｈが形成されている。

内輪４の外周面には、内側軌道面４ａが形成されている。つまり、ハブ輪３のインナー側には、内輪４によって内側軌道面４ａが構成されている。内輪４の内側軌道面４ａは、外輪２のインナー側の外側軌道面２ｃと対向している。

転動列であるインナー側ボール列５とアウター側ボール列６とは、転動体である複数のボール７が保持器８によって保持されることにより構成されている。インナー側ボール列５は、内輪４の内側軌道面４ａと、外輪２のインナー側の外側軌道面２ｃとの間に転動自在に挟まれている。アウター側ボール列６は、ハブ輪３の内側軌道面３ｃと、外輪２のアウター側の外側軌道面２ｄとの間に転動自在に挟まれている。

車輪用軸受装置１においては、外輪２と、ハブ輪３および内輪４と、インナー側ボール列５と、アウター側ボール列６とによって複列アンギュラ玉軸受が構成されている。なお、車輪用軸受装置１は複列円錐ころ軸受によって構成されていてもよい。

[予圧検査方法]
次に車輪用軸受装置１の予圧検査方法について説明する。図２に示すように、本実施形態における予圧検査方法は、車輪用軸受装置１の組立を行う途中で行っている。具体的には、予圧検査方法は、仮圧入工程（Ｓ０１）、圧入工程（Ｓ０２）、第１の軸受予圧値算出工程（Ｓ０３）、なじみ工程（Ｓ０４）、圧入後回転トルク測定工程（Ｓ０５）、加締工程（Ｓ０６）、加工時間判定工程（Ｓ０７）、加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）、回転トルク補正工程（Ｓ０９）、第２の軸受予圧値算出工程（Ｓ１０）、判定工程（Ｓ１１）、およびインナー側シール部材装着工程（Ｓ１２）を備えている。予圧検査方法の各工程について、以下に説明する。

（仮圧入工程）
図３に示すように、ハブ輪３は、軸方向が垂直方向となり、アウター側端面３ｇが下方に位置する姿勢で、支持台１１に載置されている。支持台１１にはハブ輪３のアウター側端面３ｇが接地している。支持台１１に載置されたハブ輪３には、外輪２がインナー側ボール列５およびアウター側ボール列６を介して回転可能に装着されている。外輪２のアウター側端部には、アウター側シール部材１０が嵌合されている。ハブ輪３と外輪２との間にはグリースが充填されている。

仮圧入工程（Ｓ０１）においては、まず支持台１１に載置されたハブ輪３の小径段部３ａに、内輪４を仮圧入する。内輪４の仮圧入は、内輪４を上方から小径段部３ａに圧入し、内輪４のアウター側端面４ｃがハブ輪３の肩部３ｅに当接する手前で圧入を停止することにより行われる。ここで、内輪４の圧入作業は、例えば、油圧シリンダ又はエアシリンダ等の押込装置を用いて所定の圧力を作用させた状態で行われる。内輪４の仮圧入が完了した時点では、軌道面（例えば外側軌道面２ｃおよび内側軌道面４ａ）と転動体との間には軸方向正隙間Ｇ０が存在している。この軸方向正隙間Ｇ０は、例えば外輪２の軸方向移動量から測定することができる。

仮圧入工程（Ｓ０１）においては、軌道面（例えば外側軌道面２ｃおよび内側軌道面４ａ）と転動体間の軸方向正隙間Ｇ０と、内輪４の仮圧入後における、ハブ輪３のアウター側端面３ｇと内輪４のインナー側端面４ｂとの間の軸方向寸法Ｈ０とを測定する。軸方向寸法Ｈ０は、ダイヤルゲージ等の計測器１２により測定することができる。

（圧入工程）
仮圧入工程（Ｓ０１）の後に圧入工程（Ｓ０２）を実施する。図４に示すように、圧入工程（Ｓ０２）においては、内輪４のアウター側端面４ｃがハブ輪３の肩部３ｅに当接する位置まで、内輪４を小径段部３ａに圧入する。内輪４の小径段部３ａへの圧入が完了した後に、内輪４の圧入後におけるハブ輪３のアウター側端面３ｇと内輪４のインナー側端面４ｂとの間の軸方向寸法Ｈ１を測定する。また、軸方向寸法Ｈ０から軸方向寸法Ｈ１を引いた値を、仮圧入工程（Ｓ０１）において測定した軌道面と転動体間の軸方向正隙間Ｇ０から引くことで、内輪４の圧入後における軌道面と転動体間との軸方向負隙間Ｇ１を求める（Ｇ１＝Ｇ０－（Ｈ０－Ｈ１））。

（第１の軸受予圧値算出工程）
圧入工程（Ｓ０２）の後に第１の軸受予圧値算出工程（Ｓ０３）を実施する。第１の軸受予圧値算出工程（Ｓ０３）においては、軸方向負隙間Ｇ１に基づいて、圧入工程後の軸受に付与されている第１の軸受予圧値Ｐ１を算出する。第１の軸受予圧値Ｐ１は、車輪用軸受装置１における軸方向負隙間と軸受予圧値との関係を、予め実験等により求めておき、この関係に軸方向負隙間Ｇ１を当て嵌めることにより算出する。なお、この軸方向負隙間と軸受予圧値との関係は、車輪用軸受装置１の仕様毎に求めることができる。

（なじみ工程）
第１の軸受予圧値算出工程（Ｓ０３）の後になじみ工程（Ｓ０４）を実施する。なじみ工程（Ｓ０４）においては、内輪４が圧入されたハブ輪３と、外輪２とを相対的に回転させることにより、ハブ輪３と外輪２との間に充填されているグリースをインナー側ボール列５およびアウター側ボール列６のボール７になじませる。なじみ工程（Ｓ０４）においては、外輪２を固定しておいて、ハブ輪２を回転させてもよいし、ハブ輪３を固定しておいて外輪２を回転させてもよい。

なじみ工程（Ｓ０４）を実施することで、ハブ輪３と外輪２とを相対的に回転させたときに、グリースとボール７との間に生じる抵抗を一定にすることができる。これにより、後に実施される圧入後回転トルク測定工程（Ｓ０５）および加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）において車輪用軸受装置１の回転トルクを測定したときに、測定した回転トルクにばらつきが生じることを抑制することが可能となる。なお、なじみ工程（Ｓ０４）においては、回転トルクのばらつきを抑制する観点から、ハブ輪３と外輪２とを相対的に３０回転以上回転させることが好ましい。

（圧入後回転トルク測定工程）
なじみ工程（Ｓ０４）の後に圧入後回転トルク測定工程（Ｓ０５）を実施する。圧入後回転トルク測定工程（Ｓ０５）においては、小径段部３ａに内輪４が圧入されたハブ輪３と、外輪２とを相対的に回転させたときの圧入後回転トルクＴａを、トルク測定器１３により測定する。圧入後回転トルクＴａは、圧入工程（Ｓ０２）の後、かつ加締工程（Ｓ０６）の前において測定された回転トルクである。圧入後回転トルク測定工程（Ｓ０５）においては、外輪２を固定しておいて、ハブ輪３を回転させてもよいし、ハブ輪３を固定しておいて外輪２を回転させてもよい。

ハブ輪３を回転させた場合は、外輪２を回転させた場合よりもインナー側ボール列５およびアウター側ボール列６におけるボール７の公転速度が遅くなり、ハブ輪３の回転速度が変化したときに測定される回転トルク値のばらつきが小さくなるため、回転トルク測定工程では、ハブ輪３を回転させるほうが好ましい。なお、ハブ輪３を回転させる場合には、ハブ輪３が載置されている支持台１１を回転させることにより、ハブ輪３を回転させることができる。

また、圧入後回転トルク測定工程（Ｓ０５）においては、軸受の起動トルクではなく、回転トルクを測定している。図５に示すように、起動トルクは軸受の回転を開始したときの初動トルクのピーク値であるが、時間の経過に伴って低下していき、経時的な変化が大きい。よって、繰り返し再現性に乏しい。これに対し、回転トルクは軸受が回転を開始した後のトルクであり、経時的な変化が殆どなく一定の値を示す。従って、圧入後回転トルク測定工程（Ｓ０５）においては、回転トルクである圧入後回転トルクＴａを測定することにより、軸受のトルク値を高精度に測定することが可能となっている。

図６に示すように、ハブ輪３と外輪２とを相対的に回転させたときの軸受の回転トルクは、ハブ輪３または外輪２の回転数が一定値以上の範囲においては回転数が増えるに従って増加していくが、ハブ輪３または外輪２の回転数が極小さいときには回転数が上昇するにつれて減少し、その後に増加転じている。つまり、軸受の回転トルクは、回転数の上昇に伴って減少から増加に転じる領域があり、その領域においては、回転数の変化に対する回転トルクの変動度合いが小さくなっている。

圧入後回転トルク測定工程（Ｓ０５）においては、ハブ輪３または外輪２は、測定される回転トルクにばらつきが生じないように一定回転数で回転させている。また、ハブ輪３または外輪２の回転数は、回転トルクが減少から増加に転じる領域における回転数Ｎ１～Ｎ２の範囲に設定している。これにより、圧入後回転トルクＴａの測定中に仮に回転数が変化したとしても、回転トルクの変動を小さくすることが可能である。

圧入後回転トルク測定工程（Ｓ０５）においては、内方部材３，４と外方部材２との間に動摩擦力が発生している状態で回転トルクを測定している。具体的には、内方部材３、４と転動体７との間、ハブ輪３とアウター側シール部材１０との間及び外輪２と転動体７、アウター側シール部材１０との間に動摩擦力が発生している状態で、回転トルクの測定を行っている。一般的に、動摩擦係数は、静摩擦係数と比較して小さく、かつ、ばらつきが小さいので、回転トルクを高精度に測定することができる。

回転数の範囲の下限値となる回転数Ｎ１は、動摩擦力が生じている状態で回転トルクの測定が可能となる１０回転／ｍｉｎに設定することが好ましい。回転数の範囲の上限値となる回転数Ｎ２は、ハブ輪３と外輪２との間に充填されるグリースの撹拌抵抗が極力小さくなる回転数である６０回転／ｍｉｎに設定することが好ましい。これにより、回転トルクを高精度で測定することが可能となる。

また、ハブ輪３または外輪２の回転数は、１０回転／ｍｉｎ～６０回転／ｍｉｎの範囲の中でも、回転数の変化に対する回転トルクの変動が最も小さくなる１０回転／ｍｉｎ～３０回転／ｍｉｎの回転数となるように設定することがさらに好ましい。これにより、回転トルクをさらに高精度で測定することが可能となる。

このように、圧入後回転トルク測定工程（Ｓ０５）においては、ハブ輪３または外輪２を、回転数の変化に対する回転トルクの変動度合いが小さくなる、小さな回転数Ｎ１～Ｎ２の範囲にて回転させることで、仮にハブ輪３または外輪２の回転数が変化した場合でも、回転トルクの変動を最小限に抑えることができ、回転トルクを高精度で測定することが可能となっている。

また、圧入後回転トルク測定工程（Ｓ０５）においては、外輪２とハブ輪３とによって形成された環状空間のアウター側開口端にアウター側シール部材１０が嵌合された状態で、車輪用軸受装置１の回転トルクが測定されている。ここで、アウター側シール部材１０は、内輪４の固定のために加締められるハブ輪３の小径段部３ａとは軸方向反対側に位置しているため、次に述べる加締工程（Ｓ０６）において、仮に内輪軌道面４ａ等に異常が生じても、アウター側シール部材１０のシールトルクに影響が生じ難く、車輪用軸受装置１の回転トルクにも変化が生じ難い。

（加締工程）
圧入後回転トルク測定工程（Ｓ０５）の後に加締工程（Ｓ０６）を実施する。加締工程（Ｓ０６）においては、ハブ輪３における小径段部３ａのインナー側端部を内輪４のインナー側端面４ｂに加締める加締加工を行う。図７に示すように、加締加工は、例えば加締めパンチ１４等の加締具を用いた揺動加締加工により行うことができる。揺動加締加工による加締加工は、例えば、ハブ輪３における小径段部３ａの上方に配置された加締めパンチ１４を下降させて小径段部３ａのインナー側端部に当接させ、小径段部３ａに当接した状態の加締めパンチ１４を揺動させることにより行う。加締加工が完了すると、加締めパンチ１４を上昇させて小径段部３ａから離間させる。加締加工を行った後は、内輪４とハブ輪３との間には軸方向負隙間が生じている。

また、加締工程（Ｓ０６）においては、加締加工に要する時間である加締加工時間ｔを測定する。本実施形態の場合、測定する加締加工時間ｔは、加締加工を行うために加締めパンチ１４の下降を開始した時点から、加締加工が完了して加締めパンチ１４の上昇が開始された時点までの時間である。

（加工時間判定工程）
加締工程（Ｓ０６）の後に加工時間判定工程（Ｓ０７）を実施する。加工時間判定工程（Ｓ０７）においては、測定した加締加工時間ｔが所定の上限値を超えているか否かの判定を行う。ステップＳ０７において、加締加工時間ｔが所定の上限値を超えていないと判定した場合には（Ｓ０７；Ｎ）、次に加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）を実施する。一方、ステップＳ０７において、加締加工時間ｔが所定の上限値を超えていると判定した場合には（Ｓ０７；Ｙ）、加締加工を行った車輪用軸受装置１をＮＧ品として排出する（Ｓ２１）。本実施形態においては、所定の上限値は２０秒に設定している。

（加締後回転トルク測定工程）
測定した加締加工時間ｔが所定の上限値を超えていなかった場合には、加工時間判定工程（Ｓ０７）の後に加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）を実施する。加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）においては、圧入後回転トルク測定工程（Ｓ０５）と同様に、内方部材３、４と外方部材２との間に動摩擦力が発生している状態で回転トルクを測定している。図７に示すように、加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）においては、小径段部３ａが内輪４に加締められたハブ輪３と外輪２とを相対的に回転させたときの加締後回転トルクＴｂを、トルク測定器１３により測定する。加締後回転トルクＴｂは、加締工程（Ｓ０６）の後、かつインナー側シール部材装着工程（Ｓ１２）の前において測定された回転トルクである。加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）においては、外輪２を固定しておいて、ハブ輪３を回転させてもよいし、ハブ輪３を固定しておいて外輪２を回転させてもよい。

但し、圧入後回転トルク測定工程（Ｓ０５）の場合と同様に、ハブ輪３を回転させた方が、ハブ輪３の回転速度が変化したときに測定される回転トルク値のばらつきが小さくなるため好ましい。また、加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）においても、圧入後回転トルク測定工程（Ｓ０５）の場合と同様に、軸受の起動トルクではなく回転トルクを測定し、ハブ輪３または外輪２を低速の回転数Ｎ１～Ｎ２において一定回転数で回転させながら加締後回転トルクＴｂを測定することで、回転トルクを高精度で測定することが可能となっている。

この場合、回転数Ｎ１および回転数Ｎ２は、圧入後回転トルク測定工程（Ｓ０５）の場合と同様に、回転数Ｎ１を１０回転／ｍｉｎに設定し、回転数Ｎ２を６０回転／ｍｉｎに設定することが好ましい。これにより、加締後回転トルクＴｂの測定中に仮に回転数が変化したとしても、加締後回転トルクＴｂの変動を小さくすることができ、回転トルクを安定して測定することが可能である。

また、ハブ輪３または外輪２の回転数は、１０回転／ｍｉｎ～６０回転／ｍｉｎの範囲の中でも、回転数の変化に対する回転トルクの変動が最も小さくなる１０回転／ｍｉｎ～３０回転／ｍｉｎの回転数となるように設定することがさらに好ましい。これにより、回転トルクをさらに安定して測定することが可能である。

また、加締工程（Ｓ０６）と加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）との間には、なじみ工程（Ｓ０４）と同様の工程、つまりハブ輪３と外輪２との間に充填されているグリースをインナー側ボール列５およびアウター側ボール列６のボール７になじませるなじみ工程を実施することができる。これにより、ハブ輪３と外輪２とを相対的に回転させたときのグリースとボール７との間に生じる抵抗を一定にすることができ、加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）において車輪用軸受装置１の加締後回転トルクＴｂを測定したときに、測定した加締後回転トルクＴｂにばらつきが生じることをより抑制することが可能となる。

ただし、なじみ工程（Ｓ０４）を実施することにより、グリースとボール７とが十分になじんでいて、グリースとボール７との間に生じる抵抗が一定になっている場合は、加締工程（Ｓ０６）と加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）との間のなじみ工程を省略することができる。

（回転トルク補正工程）
加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）の後に回転トルク補正工程（Ｓ０９）を実施する。回転トルク補正工程（Ｓ０９）においては、加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）において測定した加締後回転トルクＴｂを、加締加工を行ったことによる内輪４の温度上昇量に基づいて補正して、補正済加締後回転トルクＴｃを算出する。

ハブ輪３の小径段部３ａを内輪４に加締める加締加工を実施すると、小径段部３ａにおける加締部３ｈが塑性変形したことによって温度上昇する。また、小径段部３ａにおける加締部３ｈの熱は内輪４に伝達されて、内輪４の温度が上昇する。内輪４は温度上昇することにより膨張するため、加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）において測定される加締後回転トルクＴｂは、加締加工による温度上昇がなかった場合に比べて大きい値となる。

この場合、加締加工による内輪４の温度上昇量と加締加工時間ｔとは相関を有しており、加締加工時間ｔが増加するにつれて内輪４の温度上昇量が増大する関係にある（図８に示すグラフＲ１ａ、Ｒ１ｂ、Ｒ１ｃを参照）。また、内輪４は温度上昇量が大きくなるにつれて膨張量が増加するため、内輪４の温度上昇量が増大すると加締後回転トルクＴｂの増加量も大きくなる。

従って、加締加工時間ｔと加締後回転トルクＴｂの増加量である回転トルク増加量Ｔｉとは相関を有しており、加締加工時間ｔが増加するにつれて回転トルク増加量Ｔｉが大きくなる関係にある（図９に示すグラフＲ２ａ、Ｒ２ｂ、Ｒ２ｃを参照）。

これらのことより、回転トルク補正工程（Ｓ０９）においては、図９に示した加締加工時間ｔと回転トルク増加量Ｔｉとの関係を用いて、加締工程（Ｓ０６）において測定した加締加工時間ｔから回転トルク増加量Ｔｉを求め、求めた回転トルク増加量Ｔｉを加締後回転トルクＴｂから減じることで、補正済加締後回転トルクＴｃを算出している（Ｔｃ＝Ｔｂ－Ｔｉ）。

なお、図９に示した加締加工時間ｔと回転トルク増加量Ｔｉとの関係は、予め実験等により求めておくことができる。この場合、加締加工時間ｔと回転トルク増加量Ｔｉとの関係は、例えば加締加工時間ｔが所定の時間に達するまでの範囲において求めることができる。また、加締加工時間ｔと回転トルク増加量Ｔｉとの関係は、車輪用軸受装置１の仕様毎に求めることができる。

図８に示した加締加工時間ｔと内輪４の温度上昇量との関係は、加締後回転トルクＴｂを測定する際における車輪用軸受装置１の周囲の雰囲気温度によって異なっており、加締加工時間ｔが同じ値であった場合には、雰囲気温度が高いほど温度上昇量が小さくなる。例えば図８においては、グラフＲ１ａは雰囲気温度がａ℃のときの関係を示しており、グラフＲ１ｂは雰囲気温度がａ℃よりも高いｂ℃（ｂ℃＞ａ℃）のときの関係を示しており、グラフＲ１ｃは雰囲気温度がｂ℃よりも高いｃ℃（ｃ℃＞ｂ℃）のときの関係を示している。

同様に、図９に示した加締加工時間ｔと回転トルク増加量Ｔｉとの関係は、加締後回転トルクＴｂを測定する際における車輪用軸受装置１の周囲の雰囲気温度によって異なっており、加締加工時間ｔが同じ値であった場合には、雰囲気温度が高いほど回転トルク増加量Ｔｉが小さくなる。例えば図９においては、グラフＲ２ａは雰囲気温度がａ℃のときの関係を示しており、グラフＲ２ｂは雰囲気温度がｂ℃のときの関係を示しており、グラフＲ１ｃは雰囲気温度がｃ℃のときの関係を示している。

このように、加締加工時間ｔと回転トルク増加量Ｔｉとの関係は雰囲気温度によって異なる。従って、予圧検査方法においては、複数の雰囲気温度における加締加工時間ｔと回転トルク増加量Ｔｉとの関係を予め求めておき、加締加工時間ｔから回転トルク増加量Ｔｉを求める際には、この複数の関係の中から加締加工時の雰囲気温度に対応した加締加工時間ｔと回転トルク増加量Ｔｉとの関係を用いて回転トルク増加量Ｔｉを求めるようにしている。

例えば、加締後回転トルクＴｂを測定する際の雰囲気温度がｂ℃であった場合には、ｂ℃に対応する加締加工時間ｔと回転トルク増加量Ｔｉとの関係を示す図９のグラフＲ２ｂを用いて、加締加工時間ｔから回転トルク増加量Ｔｉを求める。これにより、回転トルク増加量Ｔｉを高精度に求めることが可能となっている。

（第２の軸受予圧値算出工程）
回転トルク補正工程（Ｓ０９）の後に第２の軸受予圧値算出工程（Ｓ１０）を実施する。第２の軸受予圧値算出工程（Ｓ１０）においては、圧入後回転トルクＴａと補正済加締後回転トルクＴｃとの差分トルクΔＴ（Ｔｃ－Ｔａ＝ΔＴ）を算出する。また、差分トルクΔＴに基づいて圧入工程後と加締加工後との間の予圧変化量ΔＰを求める。さらに、第１の軸受予圧値算出工程（Ｓ０３）にて算出した第１の軸受予圧値Ｐ１に予圧変化量ΔＰを加えることにより、第２の軸受予圧値Ｐ２を算出する。

この場合、差分トルクΔＴは、加締工程（Ｓ０６）において行った加締加工により増加した回転トルクである。また、予圧変化量ΔＰは、加締工程（Ｓ０６）において行った加締加工により増加した予圧である。差分トルクΔＴおよび予圧変化量ΔＰは、共に加締加工による内輪４の温度上昇の影響が除去された値である。

予圧変化量ΔＰは、図１０に示すように、車輪用軸受装置１の軸受予圧と軸受の回転トルクとの関係を予め実験等により求めておき、この関係に差分トルクΔＴを当て嵌めることにより算出する。なお、この軸受予圧と軸受の回転トルクとの関係は、車輪用軸受装置１の仕様毎に求めることができる。

第２の軸受予圧値算出工程（Ｓ１０）においては、圧入工程（Ｓ０２）において測定した軌道面と転動体間の軸方向負隙間Ｇ１に基づいて算出した第１の軸受予圧値Ｐ１と、圧入後回転トルクＴａおよび補正済加締後回転トルクＴｃに基づいて算出した予圧変化量ΔＰとを用いて第２の軸受予圧値Ｐ２を算出しているため、第２の軸受予圧値Ｐ２を高精度に求めることが可能となっている。

（判定工程）
第２の軸受予圧値算出工程（Ｓ１０）の後に判定工程（Ｓ１１）を実施する。判定工程（Ｓ１１）においては、第２の軸受予圧値Ｐ２が所定の基準値の範囲内に入っているか否かによって、車輪用軸受装置１に付与された予圧の良否を判定する。

判定工程（Ｓ１１）においては、第２の軸受予圧値Ｐ２が所定の基準値の範囲内に入っていれば車輪用軸受装置１に付与されている予圧が適正であるとの判定、即ち良判定を行い（Ｓ１１；Ｙ）、次にインナー側シール部材装着工程（Ｓ１２）を実施する。一方、判定工程（Ｓ１１）においては、第２の軸受予圧値Ｐ２が所定の基準値の範囲内に入っていなければ、車輪用軸受装置１に付与されている予圧が適正でないとの判定、即ち否判定を行い（Ｓ１１；Ｎ）、車輪用軸受装置１をＮＧ品として排出する（Ｓ２１）。

第２の軸受予圧値算出工程（Ｓ１０）においては、加締加工による内輪４の温度上昇の影響が除去された補正済加締後回転トルクＴｃを用いて予圧変化量ΔＰを求めたうえで、第２の軸受予圧値Ｐ２を算出しているため、第２の軸受予圧値Ｐ２を高精度で算出することが可能となっている。これにより、判定工程（Ｓ１１）においては、加締加工による内輪４の温度上昇の影響を抑制して、車輪用軸受装置１に付与されている予圧の良否をより高精度に判定することができる。

特に、回転トルク補正工程（Ｓ０９）においては、加締加工を行ったことによる内輪４の温度上昇に起因した加締後回転トルクＴｂの増加量である回転トルク増加量Ｔｉを、加締加工時間ｔに基づいて求め、回転トルク増加量Ｔｉを加締後回転トルクＴｂから減じることで、補正済加締後回転トルクＴｃを算出しているため、補正済加締後回転トルクＴｃを容易かつ高精度に算出することが可能となっている。

また、回転トルク補正工程（Ｓ０９）において加締加工時間ｔに基づき補正済加締後回転トルクＴｃを算出することで、加締工程（Ｓ０６）後に、加締後回転トルクＴｂの測定を内輪４の温度が加締加工前の温度に戻るまで待つ必要がなくなる。これにより、量産ラインにおいて生産効率を低下させることなく、全数の車輪用軸受装置１について加締後回転トルクＴｂを測定し、車輪用軸受装置１に付与されている予圧の良否を判定することが可能となる。さらに、同じ工程設備において圧入後回転トルクＴａと加締後回転トルクＴｂとの測定を行うことができるため、全ての車輪用軸受装置１について圧入後回転トルクＴａの値と加締後回転トルクＴｂの値との紐付けを行うことが容易となる。

また、加締加工前後の回転トルクを用いて予圧を算出する場合、例えば加締加工時に内輪軌道面の形状崩れ等の異常が生じたときには、加締加工前後の回転トルクの増加量が大きくなるため、算出された第２の軸受予圧値Ｐ２が所定の基準値の範囲内から外れることとなる。従って、算出された第２の軸受予圧値Ｐ２を判定工程（Ｓ１１）において判定することで、加締加工後の車輪用軸受装置１に異常が生じたことを検出することが可能となり、車輪用軸受装置１に付与された予圧の測定値の信頼度を高めることができる。これにより、車輪用軸受装置１に付与されている予圧をより高い信頼度で検査することが可能となる。

また、回転トルク補正工程（Ｓ０９）においては、複数の雰囲気温度について求められた加締加工時間ｔと回転トルク増加量Ｔｉとの関係のうち、加締加工時の雰囲気温度に対応した加締加工時間ｔと回転トルク増加量Ｔｉとの関係を用いて回転トルク増加量Ｔｉを求めている。これにより、回転トルク増加量Ｔｉを高精度に求めることができ、車輪用軸受装置１に付与されている予圧の良否をより高精度に判定することが可能となっている。

また、図９に示した加締加工時間ｔと回転トルク増加量Ｔｉとの関係は、実際に実験等により求めた範囲外であっても、実験等により求めた範囲における関係に基づいて推測することが可能である。しかし、加締加工時間ｔが実験等により求めた範囲から大きく外れると、推測した加締加工時間ｔと回転トルク増加量Ｔｉとの関係に生じる誤差が大きくなって、加締加工時間ｔから回転トルク増加量Ｔｉを精度良く算出することが困難となるおそれがある。

そこで、本予圧検査方法においては、加工時間判定工程（Ｓ０７）にて加締加工時間ｔが所定の上限値を超えているか否かの判定を行い、加締加工時間ｔが所定の上限値を超えていると判定した場合には、加締後回転トルクＴｂの補正を高い精度で行うことが困難であるとして、加締加工を行った車輪用軸受装置１をＮＧ品として排出するようにしている。

これにより、加工時間判定工程（Ｓ０７）の後に行われる回転トルク補正工程（Ｓ０９）において算出される補正済加締後回転トルクＴｃの精度を向上することができ、判定工程（Ｓ１１）において車輪用軸受装置１に付与されている予圧の良否をより高精度に判定することが可能となっている。

（インナー側シール部材装着工程）
判定工程（Ｓ１１）の後にインナー側シール部材装着工程（Ｓ１２）を実施する。インナー側シール部材装着工程（Ｓ１２）を実施することで、車輪用軸受装置１の組立工程が完了する。なお、インナー側シール部材装着工程（Ｓ１２）は、加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）の後であれば、判定工程（Ｓ１１）の前、第２の軸受予圧値算出工程（Ｓ１０）の前、または回転トルク補正工程（Ｓ０９）の前に実施することも可能である。図１１に示すように、インナー側シール部材装着工程（Ｓ１２）においては、外輪２のインナー側開口部２ａにインナー側シール部材９を嵌合することにより、外輪２のインナー側端部と内輪４のインナー側端部との間にインナー側シール部材９を装着する。

インナー側シール部材９を加締工程（Ｓ０６）の前に装着すると、加締工程（Ｓ０６）におけるハブ輪３の加締め度合等によってインナー側シール部材９の外輪２および内輪４との間の摺動抵抗が変化する。また、加締工程（Ｓ０６）の後であっても加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）の前にインナー側シール部材９を装着すると、インナー側シール部材９の装着状態によってインナー側シール部材９の外輪２および内輪４との間の摺動抵抗が変化する。

従って、インナー側シール部材９を加締工程（Ｓ０６）または加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）の前に装着すると、加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）において測定される加締後回転トルクＴｂのばらつきに影響を及ぼすおそれがある。同様に、圧入後回転トルク測定工程（Ｓ０５）の前にインナー側シール部材９を装着した場合は、インナー側シール部材９の装着状態によって、圧入後回転トルク測定工程（Ｓ０５）において測定される圧入後回転トルクＴａのばらつきに影響を及ぼすおそれがある。

しかし、本実施形態においては、加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）の後にインナー側シール部材装着工程（Ｓ１２）を実施するようにしているので、圧入後回転トルク測定工程（Ｓ０５）および加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）おいて車輪用軸受装置１の圧入後回転トルクＴａおよび加締後回転トルクＴｂを測定する際に、インナー側シール部材９の影響による回転トルクのばらつきが生じることがなく、車輪用軸受装置１の回転トルクを高精度に測定することが可能となっている。

本実施形態においては、加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）の後にインナー側シール部材装着工程（Ｓ１２）を実施しているが、加締後回転トルク測定工程（Ｓ０８）の後にキャップ部材装着工程を実施する構成とすることもできる。この場合、キャップ部材装着工程においては、インナー側シール部材９に代えてキャップ部材が外輪２のインナー側開口部２ａに嵌合され、キャップ部材によりインナー側開口部２ａが閉塞される。

なお、本実施形態においては従動輪用の車輪用軸受装置１について説明したが、本予圧検査方法は、ハブ輪を加締加工する仕様の駆動輪用の車輪用軸受装置にも適用することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１ 車輪用軸受装置
２ 外輪
２ｃ （インナー側の）外側軌道面
２ｄ （アウター側の）外側軌道面
３ ハブ輪
３ａ 小径段部
３ｃ 内側軌道面
４ 内輪
４ａ 内側軌道面
５ インナー側ボール列
６ アウター側ボール列
７ ボール
９ インナー側シール部材
Ｇ１ 軸方向負隙間
Ｐ１ 第１の軸受予圧値
Ｐ２ 第２の軸受予圧値
Ｓ０２ 圧入工程
Ｓ０３ 第１の軸受予圧値算出工程
Ｓ０４ なじみ工程
Ｓ０５ 圧入後回転トルク測定工程
Ｓ０６ 加締工程
Ｓ０７ 加工時間判定工程
Ｓ０８ 加締後回転トルク測定工程
Ｓ０９ 回転トルク補正工程
Ｓ１０ 第２の軸受予圧値算出工程
Ｓ１１ 判定工程
ｔ 加締加工時間
Ｔａ 圧入後回転トルク
Ｔｂ 加締後回転トルク
Ｔｃ 補正済加締後回転トルク
Ｔｉ 回転トルク増加量
ΔＴ 差分トルク
ΔＰ 予圧変化量

Claims (6)

1. 内周に複列の外側軌道面を有する外方部材と、
   外周に軸方向に延びる小径段部を有したハブ輪、および前記ハブ輪の小径段部に圧入された内輪からなり、前記複列の外側軌道面に対向す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との両軌道面間に転動自在に収容された複列の転動体と、
   を備えた車輪用軸受装置の予圧検査方法であって、
   前記ハブ輪の前記小径段部に対して、前記内輪を、軸方向において前記内輪が前記ハブ輪に当接する位置まで圧入する圧入工程と、
   前記圧入工程後における前記両軌道面と前記転動体との軸方向負隙間に基づいて前記車輪用軸受装置の第１の軸受予圧値を算出する第１の軸受予圧値算出工程と、
   前記圧入工程後に前記内方部材と前記外方部材とを相対的に回転させたときの前記車輪用軸受装置の圧入後回転トルクを測定する圧入後回転トルク測定工程と、
   前記圧入後回転トルク測定工程後に、前記小径段部の前記内輪に対する加締加工を行う加締工程と、
   前記加締工程後に前記内方部材と前記外方部材とを相対的に回転させたときの前記車輪用軸受装置の加締後回転トルクを測定する加締後回転トルク測定工程と、
   前記加締後回転トルクを、前記加締加工を行ったことによる前記内輪の温度上昇量に基づいて補正して、補正済加締後回転トルクを算出する回転トルク補正工程と、
   前記圧入後回転トルクと前記補正済加締後回転トルクとの差分に基づいて前記圧入工程後と前記加締工程後との間の予圧変化量を求め、前記予圧変化量を前記第１の軸受予圧値に加えることにより第２の軸受予圧値を算出する第２の軸受予圧値算出工程と、
   前記第２の軸受予圧値が基準値の範囲内にあるか否かによって、前記車輪用軸受装置に付与された予圧の良否を判定する判定工程と、
   を備えることを特徴とする車輪用軸受装置の予圧検査方法。
2. 前記加締工程においては、前記加締加工に要する時間である加締加工時間を測定し、
   前記回転トルク補正工程においては、
   前記加締加工を行ったことによる前記内輪の温度上昇に起因した前記加締後回転トルクの増加量を、前記加締加工時間に基づいて求め、
   前記加締後回転トルクの増加量を前記加締後回転トルクから減じることで、前記補正済加締後回転トルクを算出する請求項１に記載の車輪用軸受装置の予圧検査方法。
3. 前記回転トルク補正工程においては、
   複数の雰囲気温度について求められた前記加締加工時間と前記加締後回転トルクの増加量との関係のうち、加締加工時の雰囲気温度に対応した前記加締め加工時間と前記加締後回転トルクの増加量との関係を用いて、前記加締後回転トルクの増加量を求める請求項２に記載の車輪用軸受装置の予圧検査方法。
4. 前記加締加工の完了後に、前記加締加工時間が所定の上限値を超えているか否かの判定を行い、前記加締加工時間が所定の上限値を超えていると判定した場合には車輪用軸受装置を排出する加工時間判定工程を、さらに備える請求項２または請求項３に記載の車輪用軸受装置の予圧検査方法。
5. 前記圧入後回転トルク測定工程および前記加締後回転トルク測定工程においては、前記内方部材と前記外方部材とを６０回転／ｍｉｎ以下の回転数で相対回転させて前記回転トルクを測定する請求項１～請求項４の何れか一項に記載の車輪用軸受装置の回転トルク検査方法。
6. 前記ハブ輪と前記外方部材との間にはグリースが充填されており、
   少なくとも前記圧入工程と前記圧入後回転トルク測定工程との間において実施され、前記内方部材と前記外方部材とを相対的に回転させることにより、前記グリースを前記転動体になじませるなじみ工程を、さらに備える請求項１～請求項５の何れか一項に記載の車輪用軸受装置の予圧検査方法。

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