駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧測定方法
【課題】駆動輪支持用ハブユニット軸受に対して等速ジョイントをスプライン嵌合し、ナット締めによる軸力を作用させた状態で行う予圧測定方法を提供する。
【解決手段】静止輪２、静止輪に対向配置されて回転する回転輪４(ハブ１０、内輪構成体１２)、複数の転動体６ａ，６ｂを備え、ハブ及び内輪構成体は、スプライン孔１０ｔに等速ジョイントのスプラインシャフトを嵌合した状態で、シャフト延出方向端部側から締結部材によって等速ジョイントへ固定される駆動輪支持用ハブユニット軸受Ａ１，Ａ２に対し、スプライン溝５２が外周部に形成された治具５０をスプライン孔に嵌合させ、シャフト延出方向端部側に相当する端部側から締結部材３０で締結することにより治具をハブに固定するとともに、締結部材による軸力をハブユニット軸受に作用させて予圧を付与し、軸力を作用させた状態で予圧量の測定を行う。
【解決手段】静止輪２、静止輪に対向配置されて回転する回転輪４(ハブ１０、内輪構成体１２)、複数の転動体６ａ，６ｂを備え、ハブ及び内輪構成体は、スプライン孔１０ｔに等速ジョイントのスプラインシャフトを嵌合した状態で、シャフト延出方向端部側から締結部材によって等速ジョイントへ固定される駆動輪支持用ハブユニット軸受Ａ１，Ａ２に対し、スプライン溝５２が外周部に形成された治具５０をスプライン孔に嵌合させ、シャフト延出方向端部側に相当する端部側から締結部材３０で締結することにより治具をハブに固定するとともに、締結部材による軸力をハブユニット軸受に作用させて予圧を付与し、軸力を作用させた状態で予圧量の測定を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の駆動輪を支持するためのハブユニット軸受の製造品質の改良に関し、具体的には、当該ハブユニット軸受に付与する予圧の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪を支持する軸受ユニット(車輪支持用軸受ユニット)には、例えば、静止輪のフランジの有無や数、回転輪(ハブ)のフランジの有無や数、あるいはハブとともに回転輪を構成する内輪構成体の有無や数、及び転動体の種類(玉や各種のころ)などの組み合わせの相違による各種の型式(タイプ)があり、その使用条件や使用目的などに応じて軸受ユニットの使い分けがなされている。そして、これらの軸受ユニットは、軸の正確な位置決めや軸振れの防止、ユニット剛性の向上などを目的として予圧が付与された状態で使用される。
例えば、静止輪及び回転輪がフランジを有し、当該回転輪としてハブと内輪構成体を備え、これらのハブと内輪構成体が前記静止輪に対して回転するハブユニット軸受は、高モーメント剛性化、長寿命化、そして低トルク化を同時に図るべく、予圧が非常に狭い範囲でコントロールされている。
【０００３】
自動車の従動輪(前置エンジン後輪駆動(ＦＲ)車及び後置エンジン後輪駆動(ＲＲ)車の前輪、前置エンジン前輪駆動(ＦＦ)車の後輪)を支持するハブユニット軸受の場合、製造工程において内輪構成体のハブからの抜け出しを防ぐと同時に軸受に予圧を付与するために、ナット締めや加締めなどによって内輪構成体がハブに固定され、その後、各種の方法によって予圧が測定され、設定予圧量が保証された状態で自動車メーカなどへ出荷される。なお、予圧の測定方法の一例として、特許文献１には、ハブユニット軸受の剛性変化や変位をパラメータとする予圧測定方法が開示されている。
自動車メーカの組立工場に入荷されたハブユニット軸受は、そのままの状態で、静止輪及びハブのフランジ部を車体側(例えば、懸架装置(サスペンション)のナックル)及び車輪側(車輪のディスクホイール)にボルトとナットで固定することにより車両に装着されるため、設定時に保証された予圧量が軸受の装着時に変化することなく、市場に供給されて使用される。
【０００４】
これに対し、自動車の駆動輪(ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪及び四輪駆動(４ＷＤ)車の全輪)を支持するハブユニット軸受の場合、当該ハブユニット軸受は、自動車メーカなどへの出荷後、組立工場においてハブの内径部(スプライン孔)に等速ジョイント(ＣＶＪ：Constant Velocity Joint)のシャフトがスプライン嵌合され、ナット(ＣＶＪナット)で当該ＣＶＪに締結することにより車両に装着される。このため、スプライン嵌合による転動体軌道面の膨張とナット締めによる軸力により、車両への装着後の軸受の予圧は、出荷時点での設定予圧量よりも上昇する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６４８９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、駆動輪用のハブユニット軸受の場合、軸受メーカからの出荷時点での予圧は、当該ハブユニット軸受に対して等速ジョイントのシャフトがスプライン嵌合され、ＣＶＪナットで締結された後の状態において最適な予圧量となるように、その変化量(上昇量)を見込んで設定されている。
特に、ナット締めにより予圧が付与される非加締めタイプのハブユニット軸受(図１、図３及び図５(ａ)に示すタイプ)の場合、製造工程における検査時点では軸力が作用されていないため、予圧の変化量が大きく、予圧０(ゼロ)付近の狙い値に予圧量が設定されることとなり、例えば、特許文献１に記載されているような予圧の測定方法(剛性変化や変位をパラメータとする予圧測定方法)では、当該剛性変化や変位の状態によってはその測定誤差が大きくなる虞がある。
一方、加締めにより予圧が付与される加締めタイプのハブユニット軸受(図２、図４及び図５(ｂ)に示すタイプ)の場合、加締めによる軸力がすでに作用されているため、予圧の変化量は小さいが、それでもスプライン嵌合による転動体軌道面の膨張とナット締めによる軸力が加わることによって軸受が軸方向へ弾性変形するため、予圧変化の発生を回避することは難しい。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、製造工程において、駆動輪支持用ハブユニット軸受に対して等速ジョイントをスプライン嵌合し、ナット締めによる軸力を作用させた状態で、軸受に付与した予圧の測定を行うことを可能とする駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために、本発明に係る駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧測定方法は、車体構成部材に固定されて非回転状態に維持される静止輪と、車輪構成部材及び車輪駆動軸構成部材に固定されるハブと、当該ハブに固定される少なくとも１つの内輪構成体で構成され、前記静止輪に対向配置されて前記車輪構成部材及び前記車輪駆動軸構成部材とともに回転する回転輪と、これらの静止輪と回転輪にそれぞれ形成されて相互に対向する軌道面間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体とを備え、前記回転輪のハブ及び内輪構成体は、当該ハブの内径部に形成されたスプライン孔に等速ジョイントのスプラインシャフトを嵌合した状態で、当該シャフトの延出方向端部側から締結部材によって前記等速ジョイントへ固定される駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧を測定する。その際、前記ハブのスプライン孔と嵌合可能なスプライン溝が外周部に形成された治具を前記スプライン孔に嵌合させ、前記シャフトの延出方向端部側に相当する前記治具の端部側から前記締結部材で締結することにより当該治具を前記ハブに固定するとともに、当該締結部材による軸力を前記ハブユニット軸受に作用させて当該軸受に予圧を付与し、前記軸力を作用させた状態で予圧量の測定を行う。
【０００９】
この場合、前記ハブユニット軸受に対し、前記締結部材による軸力を作用させる代わりに、当該軸力に相当する押圧力を作用させることも可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧測定方法によれば、当該軸受の製造工程において、等速ジョイントのスプラインシャフトと類似形状の治具(あるいは、実機のスプラインシャフト)をスプライン嵌合し、ナット締めによる軸力を作用させた状態で軸受に付与した予圧の測定を行うことができる。すなわち、駆動輪支持用ハブユニット軸受を自動車へ装着した状態に近似した状態で予圧の測定を行うことができるとともに、測定誤差の大きい予圧０(ゼロ)付近を避けて予圧の測定を行うことができる。この結果、軸受に対する設定予圧量の保証を正確に行うことができ、ひいては駆動輪支持用ハブユニット軸受の品質向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る予圧測定方法の機構図であり、非加締めタイプの駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧を測定する場合の機構図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る予圧測定方法の機構図であり、加締めタイプの駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧を測定する場合の機構図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る予圧測定方法の機構図であり、非加締めタイプの駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧を測定する場合の機構図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る予圧測定方法の機構図であり、加締めタイプの駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧を測定する場合の機構図である。
【図５】駆動輪支持用ハブユニット軸受の構成を示す図であって、(ａ)は、非加締めタイプの軸受構成を示す図、(ｂ)は、加締めタイプの軸受構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧測定方法(以下、単に予圧測定方法ともいう)について、添付図面を参照して説明する。
本発明の予圧測定方法の対象となる駆動輪支持用ハブユニット軸受(以下、単にハブユニット軸受や軸受ともいう)は、自動車の駆動輪(ＦＲ(前置エンジン後輪駆動)車及びＲＲ(後置エンジン後輪駆動)車の後輪、ＦＦ(前置エンジン前輪駆動)車の前輪及び四輪駆動車の全輪)を支持する軸受ユニットとして構成されている。
図５には、かかるハブユニット軸受の構成を例示しており、同図(ａ)には、ナット締めにより内輪構成体１２がハブ１０に固定される非加締めタイプのハブユニット軸受Ａ１、同図(ｂ)には、加締めにより内輪構成体１２がハブ１０に固定される加締めタイプのハブユニット軸受Ａ２の構成をそれぞれ一例として示している。なお、以下の説明においては、これらのハブユニット軸受Ａ１,Ａ２が自動車に装着された場合に当該自動車の車体外方に相当する側(車輪側(図５の左側))をアウトボード側といい、その反対側、すなわち自動車の車体内方に相当する側(同図の右側)をインボード側という。
【００１３】
ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２は、車体構成部材(例えば、懸架装置のナックル(図示しない))に固定されて非回転状態に維持される静止輪２と、当該静止輪２に対向配置され、車輪構成部材(例えば、車輪のディスクホイール(図示しない))及び車輪駆動軸構成部材(例えば、等速ジョイント(ＣＶＪ：Constant Velocity Joint)のシャフト(図１から図４に示す治具５０と類似する構成部材)とともに回転する回転輪４と、これらの静止輪２と回転輪４にそれぞれ形成されて相互に対向する複列(２列)の軌道面２ｓ,４ｓ間及び軌道面２ｔ,４ｔ間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体６ａ,６ｂとを備えている。回転輪４は、前記車輪構成部材及び車輪駆動軸構成部材に固定されるハブ１０と、当該ハブ１０に固定される少なくとも１つの内輪構成体１２で構成されている。この場合、ハブ１０には、その外周部に静止輪２のアウトボード側の軌道面２ｓと対向する軌道面４ｓが形成され、内輪構成体１２には、その外周部に静止輪２のインボード側の軌道面２ｔと対向する軌道面４ｔが形成されている。
なお、図５には、内輪構成体１２を１つだけ備え、当該内輪構成体１２をハブ１０のインボード側に固定した回転輪４の構成を示しているが、２つの内輪構成体を備え、これらの内輪構成体に静止輪２の軌道面２ｔ,２ｓと対向する軌道面４ｔ,４ｓをそれぞれ形成し、これらの内輪構成体をハブのインボード側及びアウトボード側にそれぞれ固定した回転輪の構成とすることも可能である。
【００１４】
転動体６ａ,６ｂは、環状を成す保持器８に形成されたポケット内に１つずつ回転自在に保持された状態で、軌道面２ｓ,４ｓ間及び軌道面２ｔ,４ｔ間を転動させることで、その転動面が相互に接触することなく転動し、結果として、各転動体６ａ,６ｂが相互に接触して摩擦が生じることによる回転抵抗の増大や、焼付きなどを防止することができる。なお、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２には、このような回転抵抗の増大や焼付きなどをさらに効果的に防止すべく、内部に潤滑剤(例えば、グリースや潤滑油など)を封入することが好ましい。
なお、転動体６ａ,６ｂは、図５に示すような玉であってもよいし、各種のころ(円筒ころ、円すいころ及び球面ころなど)であっても構わない。また、保持器８は、転動体６ａ,６ｂの種類に応じて任意のタイプを適用すればよい。例えば、転動体が玉である場合、傾斜型(図５)、冠型及び波型などのタイプを適用することができ、転動体が各種のころ(円錐ころ、円筒ころ及び球面ころなど)である場合、もみ抜き型、くし型及びかご型などのタイプを適用することができる。
【００１５】
また、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２には、ユニットの内部(静止輪２及び回転輪４(ハブ１０と内輪構成体１２)で囲まれた空間)を外部から封止して密封状態(気密状態、及び液密状態)に保つための密封装置２０ｓ,２０ｔが設けられており、これにより、ユニット外部から異物(例えば、泥水や塵埃など)が内部に侵入することを防止しているとともに、ユニット内部に封入された潤滑剤(例えば、グリースや潤滑油など)が外部へ漏洩することを防止している。
一例として、図５に示す構成においては、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２のアウトボード側に接触型のシール(一例として、鋼板製の芯金の全体若しくは一部を各種の弾性材で連結して成るシール)２０ｓが設けられているのに対し、インボード側にはシール、スリンガ及び芯金を組み合わせた構造を成すパッケージ型のシール(パックシール)２０ｔが設けられており、これらのシール２０ｓ,２０ｔを設けることで、ユニット内部の密封性(気密性及び液密性)を保っている。なお、密封装置は、ハブユニット軸受の種類、使用目的や使用条件などに応じて要求される密封性(気密性や液密性)のレベルによって、上記のほか、非接触型のシールやシールド(例えば、ステンレス板、鉄板等の薄い金属板からプレス成形されたシールド等)などを任意に選択して使用することも可能である。
【００１６】
静止輪２には、その外周面２ａから外方(径を拡大する方向)に向かって突出した固定フランジ２ｆが一体成形されており、当該固定フランジ２ｆを貫通する固定孔２ｈに固定用ボルト(図示しない)を挿通し、これを車体側に締結することで、静止輪２を図示しない懸架装置(サスペンション)のナックルに固定することができる。
一方、回転輪４のハブ１０は、制動部材(例えば、ブレーキディスク(図示しない))を介して車輪のディスクホイール(図示しない)に固定され、当該ディスクホイールとともに回転するように構成されている。なお、かかるハブ１０には、そのアウトボード側(図５の左側)に前記ディスクホイールのディスク部(図示しない)を固定(外嵌)するためのハブフランジ１０ｆが周方向に沿って連続して突設されている。
また、ハブ１０は、その中心部に軸方向の一端側から他端側まで(図５の左端側から右端側まで)を貫通する孔(スプライン孔)１０ｔを有する略円筒形を成しており、当該スプライン孔１０ｔには、前記等速ジョイントのシャフト(スプラインシャフト)(図示しない)が挿通され、これらの孔１０ｔと前記シャフトが相互に嵌合(スプライン嵌合)される。これにより、ハブ１０は、前記シャフトとともに回転可能となる。
【００１７】
ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２は、回転輪４(ハブ１０及び内輪構成体１２)が当該ハブ１０に前記等速ジョイントのスプラインシャフトを嵌合した状態で、当該シャフトの延出方向端部側から締結部材(ＣＶＪナット)(図１及び図２に示すナット３０に相当)によって前記等速ジョイントへ固定される。
この場合、ハブ１０には、スプライン孔１０ｔのアウトボード側の開口周縁を平坦面状して成るＣＶＪナット座面１０ｃが設けられており、前記ＣＶＪナットを前記シャフトの延出方向端部側(図５の左側、図１の下側)から当該ＣＶＪナット座面１０ｃに当接するまで締め付けることで、回転輪４を当該シャフトに対して位置決め固定することができる。
【００１８】
その際、図５(ａ)に示す非加締めタイプのハブユニット軸受Ａ１の場合、軌道面２ｓ,４ｓ間及び軌道面２ｔ,４ｔ間に複数の転動体６ａ,６ｂを保持器８で保持した状態で、内輪構成体１２をハブ１０の段部１０ｄまで外嵌した後、前記ＣＶＪナットを締結することで、前記等速ジョイントと段部１０ｄとの間で挟みこまれた状態で内輪構成体１２がハブ１０に対して位置決め固定される。これにより、前記ＣＶＪナットによる軸力が作用され、ハブユニット軸受Ａ１に対して所定の予圧が付与される。
これに対し、図５(ｂ)に示す加締めタイプのハブユニット軸受Ａ２の場合、軌道面２ｓ,４ｓ間及び軌道面２ｔ,４ｔ間に複数の転動体６ａ,６ｂを保持器８で保持した状態で、内輪構成体１２をハブ１０の段部１０ｄまで外嵌した後、当該ハブ１０のインボード側端部を加締めることで、その加締め部１０ｅと段部１０ｄとの間で挟み込まれた状態で当該内輪構成体１２がハブ１０に対して位置決め固定される。そして、前記ＣＶＪナットが締結される。これにより、加締めによる軸力、及び前記ＣＶＪナットによる軸力が作用され、ハブユニット軸受Ａ２に対して所定の予圧が付与される。
【００１９】
すなわち、非加締めタイプのハブユニット軸受Ａ１においては、当該軸受に対して作用させる前記ＣＶＪナットによる軸力(ナット締めによる軸力)の大きさを調整することで、加締めタイプのハブユニット軸受Ａ２においては、当該軸受に対して作用させる加締めによる軸力及び前記ＣＶＪナットによる軸力の大きさを調整することで、所定の予圧量に設定することが可能となる。
【００２０】
このように設定されるハブユニット軸受Ａ１,Ａ２の予圧測定方法について次に説明する。
図１及び図２には、本発明の第１実施形態に係る予圧測定方法の機構図を例示しており、図１には、非加締めタイプのハブユニット軸受Ａ１の予圧を測定する場合の機構図、図２には、加締めタイプのハブユニット軸受Ａ２の予圧を測定する場合の機構図をそれぞれ一例として示している。
本実施形態においては、ハブ１０のスプライン孔１０ｔと嵌合可能なスプライン溝５２が外周部に形成された治具５０(円筒状であっても円柱状であっても構わない)をスプライン孔１０ｔに嵌合(スプライン嵌合)させ、スプライン嵌合による所定のすきま減少を得た後、当該治具５０の所定の端部側(前記等速ジョイントのスプラインシャフトの延出方向端部側に相当(図１及び図２の下端側))から締結部材(ナット(前記ＣＶＪナットに相当))３０で締結している。これにより、治具５０をハブ１０に固定するとともに、ナット３０による軸力(図２に示す加締めタイプのハブユニット軸受Ａ２には、加えて加締めによる軸力)をハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に作用させ、当該軸受Ａ１,Ａ２に予圧を付与する。そして、このようにナット３０による軸力をハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に作用させた状態で、その予圧量の測定を行う。
【００２１】
したがって、これらのハブユニット軸受Ａ１,Ａ２の製造工程において、治具５０をハブ１０のスプライン孔１０ｔへスプライン嵌合し、ナット３０による軸力(ナット締めによる軸力)を作用させた状態で、軸受Ａ１,Ａ２に付与した予圧の測定を行うことができる。すなわち、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２を自動車へ装着した状態とほぼ同一の状態で、予圧の測定を行うことができる。また、自動車への装着後の予圧変化量を見込んで予圧０(ゼロ)付近の狙い値に予圧量を設定する必要がなく、測定誤差の大きい予圧０(ゼロ)付近を避けて予圧の測定を行うことができる。
この結果、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２の自動車への装着後の予圧変化量を小さくすることができるとともに、当該軸受Ａ１,Ａ２に対する設定予圧量の保証を正確に行うことができる。ひいては、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２の品質向上を図ることが可能となる。
【００２２】
なお、このような予圧測定に当たって、治具５０ではなく実機の等速ジョイントを用いることも可能である。この場合、ハブ１０に等速ジョイントのスプラインシャフトを嵌合(スプライン嵌合)するとともに、当該シャフトの延出方向端部側から締結部材(ＣＶＪナット)で締結することにより、ハブ１０を前記等速ジョイントに固定する。これにより、上述したようにハブユニット軸受Ａ１,Ａ２には前記ＣＶＪナットによる軸力(図２に示す加締めタイプのハブユニット軸受Ａ２には、加えて加締めによる軸力)が作用され、予圧が付与される。そして、前記ＣＶＪナットによる軸力をハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に作用させた状態で、その予圧量の測定を行えばよい。
ナット３０(前記ＣＶＪナット)による軸力をハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に作用させるに当たり、ナット締め付けトルクを所定の数値範囲内(任意に設定した最小値から最大値まで)で数水準振り、当該各水準の軸力を作用させた状態で予圧量の測定を行うことも可能である。その際には、所定の固定具(図示しない)で治具５０もしくは実機の等速ジョイントを固定し、ナット締付用のソケット(図示しない)でナット３０(前記ＣＶＪナット)を前記水準内の低い締め付けトルクから順に増し締めしつつ、予圧量の測定を繰り返し行えばよい。このような測定を行うことで、自動車への装着後のハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に対する設定予圧量をより正確に保証することが可能となる。
【００２３】
また、軸受の製造工程においては、検査組立用のラインで行うことが可能な作業に制約が生じる場合もある。例えば、実機の等速ジョイントを使用することはもちろん、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２のハブ１０に対する治具５０の嵌合、ナット３０の締結、予圧測定、ナット３０の緩め、治具５０の引き抜きなどの一連の作業を行うことがラインの構成、あるいは摩耗粉の発生や軸受自体の損傷などの点で制限される場合もある。また、ナット締めを角度法やトルク勾配法で行う場合は、締め付けによりネジ部の変形が生じてしまうため、ナット３０や治具５０の再使用ができない。トルク法による締め付けを行う場合においても、ネジ部の面性状や潤滑状態(特に、摩擦係数)が再使用を重ねるごとに変化し、再度同じトルクをかけても前回と同一の軸力を発生させることができなくなってしまう。
これらの場合を考慮し、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に対して治具５０(あるいは実機の等速ジョイント)をスプライン嵌合した後、ナット３０による軸力(ナット締めによる軸力)を作用させるのではなく、当該ナット３０による軸力に相当する押圧力をハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に対して作用させることも可能である。これにより、ナット３０で締結しなくとも、前記ナット締めによる軸力と同等の力(押圧力)がハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に作用された状態で、当該軸受Ａ１,Ａ２に付与した予圧の測定を行うことができる。
【００２４】
図３及び図４には、このようなナット締めによる軸力と同等の力(同図に示す押圧力Ｆａ)を作用させて予圧の測定を行う方法(本発明の第２実施形態)の機構図を例示しており、図３には、非加締めタイプのハブユニット軸受Ａ１の予圧を測定する場合の機構図、図４には、加締めタイプのハブユニット軸受Ａ２の予圧を測定する場合の機構図をそれぞれ一例として示している。
この場合、ハブ１０のスプライン孔１０ｔに治具５０をスプライン嵌合させた状態のハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に対し、所定の押圧手段(例えば、油圧によるプレス装置など)７０によって前記ナット締めによる軸力と同一の大きさの押圧力Ｆａを当該軸力と同一の向きに作用させている。その際、非加締めタイプのハブユニット軸受Ａ１(図３)に対しては、押圧手段７０の押圧部７２を内輪構成体１２のインボード側端部(同図の上端部に相当)に当接させ、当該押圧部７２から前記押圧力Ｆａを作用させており、加締めタイプのハブユニット軸受Ａ２(図４)に対しては、押圧手段７０の押圧部７２をハブ１０のインボード側端部(同図の上端部に相当)に当接させ、当該押圧部７２から前記押圧力Ｆａを作用させている。
かかる第２実施形態(図３及び図４)においては、上述のとおり、ナット３０を用いずに回転輪４(内輪構成体１２もしくはハブ１２)に押圧力Ｆａを直接作用(載荷)させているため、角度法やトルク勾配法によるナット締めで生じるナットまたは等速ジョイント(スプラインシャフト)のネジ部の降伏強度のばらつき、トルク法によるナット締めで生じる摩擦係数のばらつきをそれぞれ考慮し、上下限の軸力範囲の中で、数水準の軸力に相当する押圧力Ｆａを低い順に作用させて予圧量の測定を繰り返し行うことも可能である。このような測定を行うことで、自動車への装着後のハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に対する設定予圧量をより正確に保証することが可能となる。
【００２５】
なお、上述した本発明の第１実施形態(図１及び図２)、及び第２実施形態(図３及び図４)に係る予圧測定方法において、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に付与した予圧の設定予圧量の具体的な測定は、以下のように行うことが可能である。
第１実施形態(図１及び図２)においては、ナット３０に対して所定の発振器９０が当接され、第２実施形態(図３及び図４)においては、治具５０に対して当該発振器９０が当接されている。そして、発振器９０から振幅一定の加振力を発生させ、ナット３０もしくは治具５０を介してハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に振動を励起させる。
ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２には、励起された振動を検知するための振動検知手段として３つの振動検出センサ９２ａ,９２ｂ,９２ｃが取り付けられている。これらの振動検出センサ９２ａ,９２ｂ,９２ｃは、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２のインボード側端部(図１から図４の上端部に相当)に当接するとともに、一直線上に配列されており、振動検出センサ９２ａがハブ１０(治具５０)の中心軸上に、振動検出センサ９２ｂ,９２ｃが当該振動検出センサ９２ａに対して前記中心軸を挟んで対称をなすように、それぞれ位置付けられている。そして、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に励起された振動を検出し、その検出波形を電圧信号として出力している。
【００２６】
振動検出センサ９２ｂ,９２ｃの出力信号は、対応する加算アンプ９４ｂ,９４ｃで増幅された後に加算器９５で時系列に加算され、メインアンプ９６で増幅された後にハイパスフィルタ９８に入力される。これに対し、振動検出センサ９２ａの出力信号は、メインアンプ９６ａで増幅された後にハイパスフィルタ９８ａに入力される。
ハイパスフィルタ９８,９８ａは、入力された信号から測定周波数帯域以下の周波数成分(すなわち、外部ノイズの原因となる振動成分)をカットする。
ハイパスフィルタ９８,９８ａからの出力信号は、演算処理部１００に入力される。演算処理部１００は、高速フーリエ変換(ＦＦＴ：Fast Fourier Transform)を利用してハイパスフィルタ９８,９８ａからの出力信号に含まれる同位相成分を消去し、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２の共振周波数(固有振動数)を算出し、当該共振周波数(固有振動数)をハブユニット軸受Ａ１,Ａ２の軸受剛性値に換算する。
【００２７】
かかる軸受剛性値が求められれば、当該軸受剛性値をパワメータとして、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に付与された予圧の設定予圧量を求めることができる(詳細については、出願人が発行の「ＮＳＫレポート」１９８９年１１月号の第５９頁〜６６頁などの記載を参照)。
なお、第１実施形態(図１及び図２)、及び第２実施形態(図３及び図４)においては、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２を自動車へ装着した状態に近似した状態で予圧の測定を行うことができるとともに、測定誤差の大きい予圧０(ゼロ)付近を避けて予圧の測定を行うことができるため、上述したような軸受剛性値をパラメータとする予圧測定を行った場合であっても、その測定誤差を小さくすることができる。
【符号の説明】
【００２８】
２ 静止輪
４ 回転輪
６ａ，６ｂ 転動体
１０ ハブ
１０ｔ スプライン孔
１２ 内輪構成体
３０ 締結部材(ナット)
５０ 治具
５２ スプライン溝
Ａ１，Ａ２ 駆動輪支持用ハブユニット軸受
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の駆動輪を支持するためのハブユニット軸受の製造品質の改良に関し、具体的には、当該ハブユニット軸受に付与する予圧の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪を支持する軸受ユニット(車輪支持用軸受ユニット)には、例えば、静止輪のフランジの有無や数、回転輪(ハブ)のフランジの有無や数、あるいはハブとともに回転輪を構成する内輪構成体の有無や数、及び転動体の種類(玉や各種のころ)などの組み合わせの相違による各種の型式(タイプ)があり、その使用条件や使用目的などに応じて軸受ユニットの使い分けがなされている。そして、これらの軸受ユニットは、軸の正確な位置決めや軸振れの防止、ユニット剛性の向上などを目的として予圧が付与された状態で使用される。
例えば、静止輪及び回転輪がフランジを有し、当該回転輪としてハブと内輪構成体を備え、これらのハブと内輪構成体が前記静止輪に対して回転するハブユニット軸受は、高モーメント剛性化、長寿命化、そして低トルク化を同時に図るべく、予圧が非常に狭い範囲でコントロールされている。
【０００３】
自動車の従動輪(前置エンジン後輪駆動(ＦＲ)車及び後置エンジン後輪駆動(ＲＲ)車の前輪、前置エンジン前輪駆動(ＦＦ)車の後輪)を支持するハブユニット軸受の場合、製造工程において内輪構成体のハブからの抜け出しを防ぐと同時に軸受に予圧を付与するために、ナット締めや加締めなどによって内輪構成体がハブに固定され、その後、各種の方法によって予圧が測定され、設定予圧量が保証された状態で自動車メーカなどへ出荷される。なお、予圧の測定方法の一例として、特許文献１には、ハブユニット軸受の剛性変化や変位をパラメータとする予圧測定方法が開示されている。
自動車メーカの組立工場に入荷されたハブユニット軸受は、そのままの状態で、静止輪及びハブのフランジ部を車体側(例えば、懸架装置(サスペンション)のナックル)及び車輪側(車輪のディスクホイール)にボルトとナットで固定することにより車両に装着されるため、設定時に保証された予圧量が軸受の装着時に変化することなく、市場に供給されて使用される。
【０００４】
これに対し、自動車の駆動輪(ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪及び四輪駆動(４ＷＤ)車の全輪)を支持するハブユニット軸受の場合、当該ハブユニット軸受は、自動車メーカなどへの出荷後、組立工場においてハブの内径部(スプライン孔)に等速ジョイント(ＣＶＪ：Constant Velocity Joint)のシャフトがスプライン嵌合され、ナット(ＣＶＪナット)で当該ＣＶＪに締結することにより車両に装着される。このため、スプライン嵌合による転動体軌道面の膨張とナット締めによる軸力により、車両への装着後の軸受の予圧は、出荷時点での設定予圧量よりも上昇する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３６４８９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、駆動輪用のハブユニット軸受の場合、軸受メーカからの出荷時点での予圧は、当該ハブユニット軸受に対して等速ジョイントのシャフトがスプライン嵌合され、ＣＶＪナットで締結された後の状態において最適な予圧量となるように、その変化量(上昇量)を見込んで設定されている。
特に、ナット締めにより予圧が付与される非加締めタイプのハブユニット軸受(図１、図３及び図５(ａ)に示すタイプ)の場合、製造工程における検査時点では軸力が作用されていないため、予圧の変化量が大きく、予圧０(ゼロ)付近の狙い値に予圧量が設定されることとなり、例えば、特許文献１に記載されているような予圧の測定方法(剛性変化や変位をパラメータとする予圧測定方法)では、当該剛性変化や変位の状態によってはその測定誤差が大きくなる虞がある。
一方、加締めにより予圧が付与される加締めタイプのハブユニット軸受(図２、図４及び図５(ｂ)に示すタイプ)の場合、加締めによる軸力がすでに作用されているため、予圧の変化量は小さいが、それでもスプライン嵌合による転動体軌道面の膨張とナット締めによる軸力が加わることによって軸受が軸方向へ弾性変形するため、予圧変化の発生を回避することは難しい。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためになされており、その目的は、製造工程において、駆動輪支持用ハブユニット軸受に対して等速ジョイントをスプライン嵌合し、ナット締めによる軸力を作用させた状態で、軸受に付与した予圧の測定を行うことを可能とする駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために、本発明に係る駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧測定方法は、車体構成部材に固定されて非回転状態に維持される静止輪と、車輪構成部材及び車輪駆動軸構成部材に固定されるハブと、当該ハブに固定される少なくとも１つの内輪構成体で構成され、前記静止輪に対向配置されて前記車輪構成部材及び前記車輪駆動軸構成部材とともに回転する回転輪と、これらの静止輪と回転輪にそれぞれ形成されて相互に対向する軌道面間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体とを備え、前記回転輪のハブ及び内輪構成体は、当該ハブの内径部に形成されたスプライン孔に等速ジョイントのスプラインシャフトを嵌合した状態で、当該シャフトの延出方向端部側から締結部材によって前記等速ジョイントへ固定される駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧を測定する。その際、前記ハブのスプライン孔と嵌合可能なスプライン溝が外周部に形成された治具を前記スプライン孔に嵌合させ、前記シャフトの延出方向端部側に相当する前記治具の端部側から前記締結部材で締結することにより当該治具を前記ハブに固定するとともに、当該締結部材による軸力を前記ハブユニット軸受に作用させて当該軸受に予圧を付与し、前記軸力を作用させた状態で予圧量の測定を行う。
【０００９】
この場合、前記ハブユニット軸受に対し、前記締結部材による軸力を作用させる代わりに、当該軸力に相当する押圧力を作用させることも可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧測定方法によれば、当該軸受の製造工程において、等速ジョイントのスプラインシャフトと類似形状の治具(あるいは、実機のスプラインシャフト)をスプライン嵌合し、ナット締めによる軸力を作用させた状態で軸受に付与した予圧の測定を行うことができる。すなわち、駆動輪支持用ハブユニット軸受を自動車へ装着した状態に近似した状態で予圧の測定を行うことができるとともに、測定誤差の大きい予圧０(ゼロ)付近を避けて予圧の測定を行うことができる。この結果、軸受に対する設定予圧量の保証を正確に行うことができ、ひいては駆動輪支持用ハブユニット軸受の品質向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る予圧測定方法の機構図であり、非加締めタイプの駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧を測定する場合の機構図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る予圧測定方法の機構図であり、加締めタイプの駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧を測定する場合の機構図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る予圧測定方法の機構図であり、非加締めタイプの駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧を測定する場合の機構図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る予圧測定方法の機構図であり、加締めタイプの駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧を測定する場合の機構図である。
【図５】駆動輪支持用ハブユニット軸受の構成を示す図であって、(ａ)は、非加締めタイプの軸受構成を示す図、(ｂ)は、加締めタイプの軸受構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧測定方法(以下、単に予圧測定方法ともいう)について、添付図面を参照して説明する。
本発明の予圧測定方法の対象となる駆動輪支持用ハブユニット軸受(以下、単にハブユニット軸受や軸受ともいう)は、自動車の駆動輪(ＦＲ(前置エンジン後輪駆動)車及びＲＲ(後置エンジン後輪駆動)車の後輪、ＦＦ(前置エンジン前輪駆動)車の前輪及び四輪駆動車の全輪)を支持する軸受ユニットとして構成されている。
図５には、かかるハブユニット軸受の構成を例示しており、同図(ａ)には、ナット締めにより内輪構成体１２がハブ１０に固定される非加締めタイプのハブユニット軸受Ａ１、同図(ｂ)には、加締めにより内輪構成体１２がハブ１０に固定される加締めタイプのハブユニット軸受Ａ２の構成をそれぞれ一例として示している。なお、以下の説明においては、これらのハブユニット軸受Ａ１,Ａ２が自動車に装着された場合に当該自動車の車体外方に相当する側(車輪側(図５の左側))をアウトボード側といい、その反対側、すなわち自動車の車体内方に相当する側(同図の右側)をインボード側という。
【００１３】
ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２は、車体構成部材(例えば、懸架装置のナックル(図示しない))に固定されて非回転状態に維持される静止輪２と、当該静止輪２に対向配置され、車輪構成部材(例えば、車輪のディスクホイール(図示しない))及び車輪駆動軸構成部材(例えば、等速ジョイント(ＣＶＪ：Constant Velocity Joint)のシャフト(図１から図４に示す治具５０と類似する構成部材)とともに回転する回転輪４と、これらの静止輪２と回転輪４にそれぞれ形成されて相互に対向する複列(２列)の軌道面２ｓ,４ｓ間及び軌道面２ｔ,４ｔ間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体６ａ,６ｂとを備えている。回転輪４は、前記車輪構成部材及び車輪駆動軸構成部材に固定されるハブ１０と、当該ハブ１０に固定される少なくとも１つの内輪構成体１２で構成されている。この場合、ハブ１０には、その外周部に静止輪２のアウトボード側の軌道面２ｓと対向する軌道面４ｓが形成され、内輪構成体１２には、その外周部に静止輪２のインボード側の軌道面２ｔと対向する軌道面４ｔが形成されている。
なお、図５には、内輪構成体１２を１つだけ備え、当該内輪構成体１２をハブ１０のインボード側に固定した回転輪４の構成を示しているが、２つの内輪構成体を備え、これらの内輪構成体に静止輪２の軌道面２ｔ,２ｓと対向する軌道面４ｔ,４ｓをそれぞれ形成し、これらの内輪構成体をハブのインボード側及びアウトボード側にそれぞれ固定した回転輪の構成とすることも可能である。
【００１４】
転動体６ａ,６ｂは、環状を成す保持器８に形成されたポケット内に１つずつ回転自在に保持された状態で、軌道面２ｓ,４ｓ間及び軌道面２ｔ,４ｔ間を転動させることで、その転動面が相互に接触することなく転動し、結果として、各転動体６ａ,６ｂが相互に接触して摩擦が生じることによる回転抵抗の増大や、焼付きなどを防止することができる。なお、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２には、このような回転抵抗の増大や焼付きなどをさらに効果的に防止すべく、内部に潤滑剤(例えば、グリースや潤滑油など)を封入することが好ましい。
なお、転動体６ａ,６ｂは、図５に示すような玉であってもよいし、各種のころ(円筒ころ、円すいころ及び球面ころなど)であっても構わない。また、保持器８は、転動体６ａ,６ｂの種類に応じて任意のタイプを適用すればよい。例えば、転動体が玉である場合、傾斜型(図５)、冠型及び波型などのタイプを適用することができ、転動体が各種のころ(円錐ころ、円筒ころ及び球面ころなど)である場合、もみ抜き型、くし型及びかご型などのタイプを適用することができる。
【００１５】
また、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２には、ユニットの内部(静止輪２及び回転輪４(ハブ１０と内輪構成体１２)で囲まれた空間)を外部から封止して密封状態(気密状態、及び液密状態)に保つための密封装置２０ｓ,２０ｔが設けられており、これにより、ユニット外部から異物(例えば、泥水や塵埃など)が内部に侵入することを防止しているとともに、ユニット内部に封入された潤滑剤(例えば、グリースや潤滑油など)が外部へ漏洩することを防止している。
一例として、図５に示す構成においては、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２のアウトボード側に接触型のシール(一例として、鋼板製の芯金の全体若しくは一部を各種の弾性材で連結して成るシール)２０ｓが設けられているのに対し、インボード側にはシール、スリンガ及び芯金を組み合わせた構造を成すパッケージ型のシール(パックシール)２０ｔが設けられており、これらのシール２０ｓ,２０ｔを設けることで、ユニット内部の密封性(気密性及び液密性)を保っている。なお、密封装置は、ハブユニット軸受の種類、使用目的や使用条件などに応じて要求される密封性(気密性や液密性)のレベルによって、上記のほか、非接触型のシールやシールド(例えば、ステンレス板、鉄板等の薄い金属板からプレス成形されたシールド等)などを任意に選択して使用することも可能である。
【００１６】
静止輪２には、その外周面２ａから外方(径を拡大する方向)に向かって突出した固定フランジ２ｆが一体成形されており、当該固定フランジ２ｆを貫通する固定孔２ｈに固定用ボルト(図示しない)を挿通し、これを車体側に締結することで、静止輪２を図示しない懸架装置(サスペンション)のナックルに固定することができる。
一方、回転輪４のハブ１０は、制動部材(例えば、ブレーキディスク(図示しない))を介して車輪のディスクホイール(図示しない)に固定され、当該ディスクホイールとともに回転するように構成されている。なお、かかるハブ１０には、そのアウトボード側(図５の左側)に前記ディスクホイールのディスク部(図示しない)を固定(外嵌)するためのハブフランジ１０ｆが周方向に沿って連続して突設されている。
また、ハブ１０は、その中心部に軸方向の一端側から他端側まで(図５の左端側から右端側まで)を貫通する孔(スプライン孔)１０ｔを有する略円筒形を成しており、当該スプライン孔１０ｔには、前記等速ジョイントのシャフト(スプラインシャフト)(図示しない)が挿通され、これらの孔１０ｔと前記シャフトが相互に嵌合(スプライン嵌合)される。これにより、ハブ１０は、前記シャフトとともに回転可能となる。
【００１７】
ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２は、回転輪４(ハブ１０及び内輪構成体１２)が当該ハブ１０に前記等速ジョイントのスプラインシャフトを嵌合した状態で、当該シャフトの延出方向端部側から締結部材(ＣＶＪナット)(図１及び図２に示すナット３０に相当)によって前記等速ジョイントへ固定される。
この場合、ハブ１０には、スプライン孔１０ｔのアウトボード側の開口周縁を平坦面状して成るＣＶＪナット座面１０ｃが設けられており、前記ＣＶＪナットを前記シャフトの延出方向端部側(図５の左側、図１の下側)から当該ＣＶＪナット座面１０ｃに当接するまで締め付けることで、回転輪４を当該シャフトに対して位置決め固定することができる。
【００１８】
その際、図５(ａ)に示す非加締めタイプのハブユニット軸受Ａ１の場合、軌道面２ｓ,４ｓ間及び軌道面２ｔ,４ｔ間に複数の転動体６ａ,６ｂを保持器８で保持した状態で、内輪構成体１２をハブ１０の段部１０ｄまで外嵌した後、前記ＣＶＪナットを締結することで、前記等速ジョイントと段部１０ｄとの間で挟みこまれた状態で内輪構成体１２がハブ１０に対して位置決め固定される。これにより、前記ＣＶＪナットによる軸力が作用され、ハブユニット軸受Ａ１に対して所定の予圧が付与される。
これに対し、図５(ｂ)に示す加締めタイプのハブユニット軸受Ａ２の場合、軌道面２ｓ,４ｓ間及び軌道面２ｔ,４ｔ間に複数の転動体６ａ,６ｂを保持器８で保持した状態で、内輪構成体１２をハブ１０の段部１０ｄまで外嵌した後、当該ハブ１０のインボード側端部を加締めることで、その加締め部１０ｅと段部１０ｄとの間で挟み込まれた状態で当該内輪構成体１２がハブ１０に対して位置決め固定される。そして、前記ＣＶＪナットが締結される。これにより、加締めによる軸力、及び前記ＣＶＪナットによる軸力が作用され、ハブユニット軸受Ａ２に対して所定の予圧が付与される。
【００１９】
すなわち、非加締めタイプのハブユニット軸受Ａ１においては、当該軸受に対して作用させる前記ＣＶＪナットによる軸力(ナット締めによる軸力)の大きさを調整することで、加締めタイプのハブユニット軸受Ａ２においては、当該軸受に対して作用させる加締めによる軸力及び前記ＣＶＪナットによる軸力の大きさを調整することで、所定の予圧量に設定することが可能となる。
【００２０】
このように設定されるハブユニット軸受Ａ１,Ａ２の予圧測定方法について次に説明する。
図１及び図２には、本発明の第１実施形態に係る予圧測定方法の機構図を例示しており、図１には、非加締めタイプのハブユニット軸受Ａ１の予圧を測定する場合の機構図、図２には、加締めタイプのハブユニット軸受Ａ２の予圧を測定する場合の機構図をそれぞれ一例として示している。
本実施形態においては、ハブ１０のスプライン孔１０ｔと嵌合可能なスプライン溝５２が外周部に形成された治具５０(円筒状であっても円柱状であっても構わない)をスプライン孔１０ｔに嵌合(スプライン嵌合)させ、スプライン嵌合による所定のすきま減少を得た後、当該治具５０の所定の端部側(前記等速ジョイントのスプラインシャフトの延出方向端部側に相当(図１及び図２の下端側))から締結部材(ナット(前記ＣＶＪナットに相当))３０で締結している。これにより、治具５０をハブ１０に固定するとともに、ナット３０による軸力(図２に示す加締めタイプのハブユニット軸受Ａ２には、加えて加締めによる軸力)をハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に作用させ、当該軸受Ａ１,Ａ２に予圧を付与する。そして、このようにナット３０による軸力をハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に作用させた状態で、その予圧量の測定を行う。
【００２１】
したがって、これらのハブユニット軸受Ａ１,Ａ２の製造工程において、治具５０をハブ１０のスプライン孔１０ｔへスプライン嵌合し、ナット３０による軸力(ナット締めによる軸力)を作用させた状態で、軸受Ａ１,Ａ２に付与した予圧の測定を行うことができる。すなわち、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２を自動車へ装着した状態とほぼ同一の状態で、予圧の測定を行うことができる。また、自動車への装着後の予圧変化量を見込んで予圧０(ゼロ)付近の狙い値に予圧量を設定する必要がなく、測定誤差の大きい予圧０(ゼロ)付近を避けて予圧の測定を行うことができる。
この結果、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２の自動車への装着後の予圧変化量を小さくすることができるとともに、当該軸受Ａ１,Ａ２に対する設定予圧量の保証を正確に行うことができる。ひいては、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２の品質向上を図ることが可能となる。
【００２２】
なお、このような予圧測定に当たって、治具５０ではなく実機の等速ジョイントを用いることも可能である。この場合、ハブ１０に等速ジョイントのスプラインシャフトを嵌合(スプライン嵌合)するとともに、当該シャフトの延出方向端部側から締結部材(ＣＶＪナット)で締結することにより、ハブ１０を前記等速ジョイントに固定する。これにより、上述したようにハブユニット軸受Ａ１,Ａ２には前記ＣＶＪナットによる軸力(図２に示す加締めタイプのハブユニット軸受Ａ２には、加えて加締めによる軸力)が作用され、予圧が付与される。そして、前記ＣＶＪナットによる軸力をハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に作用させた状態で、その予圧量の測定を行えばよい。
ナット３０(前記ＣＶＪナット)による軸力をハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に作用させるに当たり、ナット締め付けトルクを所定の数値範囲内(任意に設定した最小値から最大値まで)で数水準振り、当該各水準の軸力を作用させた状態で予圧量の測定を行うことも可能である。その際には、所定の固定具(図示しない)で治具５０もしくは実機の等速ジョイントを固定し、ナット締付用のソケット(図示しない)でナット３０(前記ＣＶＪナット)を前記水準内の低い締め付けトルクから順に増し締めしつつ、予圧量の測定を繰り返し行えばよい。このような測定を行うことで、自動車への装着後のハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に対する設定予圧量をより正確に保証することが可能となる。
【００２３】
また、軸受の製造工程においては、検査組立用のラインで行うことが可能な作業に制約が生じる場合もある。例えば、実機の等速ジョイントを使用することはもちろん、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２のハブ１０に対する治具５０の嵌合、ナット３０の締結、予圧測定、ナット３０の緩め、治具５０の引き抜きなどの一連の作業を行うことがラインの構成、あるいは摩耗粉の発生や軸受自体の損傷などの点で制限される場合もある。また、ナット締めを角度法やトルク勾配法で行う場合は、締め付けによりネジ部の変形が生じてしまうため、ナット３０や治具５０の再使用ができない。トルク法による締め付けを行う場合においても、ネジ部の面性状や潤滑状態(特に、摩擦係数)が再使用を重ねるごとに変化し、再度同じトルクをかけても前回と同一の軸力を発生させることができなくなってしまう。
これらの場合を考慮し、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に対して治具５０(あるいは実機の等速ジョイント)をスプライン嵌合した後、ナット３０による軸力(ナット締めによる軸力)を作用させるのではなく、当該ナット３０による軸力に相当する押圧力をハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に対して作用させることも可能である。これにより、ナット３０で締結しなくとも、前記ナット締めによる軸力と同等の力(押圧力)がハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に作用された状態で、当該軸受Ａ１,Ａ２に付与した予圧の測定を行うことができる。
【００２４】
図３及び図４には、このようなナット締めによる軸力と同等の力(同図に示す押圧力Ｆａ)を作用させて予圧の測定を行う方法(本発明の第２実施形態)の機構図を例示しており、図３には、非加締めタイプのハブユニット軸受Ａ１の予圧を測定する場合の機構図、図４には、加締めタイプのハブユニット軸受Ａ２の予圧を測定する場合の機構図をそれぞれ一例として示している。
この場合、ハブ１０のスプライン孔１０ｔに治具５０をスプライン嵌合させた状態のハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に対し、所定の押圧手段(例えば、油圧によるプレス装置など)７０によって前記ナット締めによる軸力と同一の大きさの押圧力Ｆａを当該軸力と同一の向きに作用させている。その際、非加締めタイプのハブユニット軸受Ａ１(図３)に対しては、押圧手段７０の押圧部７２を内輪構成体１２のインボード側端部(同図の上端部に相当)に当接させ、当該押圧部７２から前記押圧力Ｆａを作用させており、加締めタイプのハブユニット軸受Ａ２(図４)に対しては、押圧手段７０の押圧部７２をハブ１０のインボード側端部(同図の上端部に相当)に当接させ、当該押圧部７２から前記押圧力Ｆａを作用させている。
かかる第２実施形態(図３及び図４)においては、上述のとおり、ナット３０を用いずに回転輪４(内輪構成体１２もしくはハブ１２)に押圧力Ｆａを直接作用(載荷)させているため、角度法やトルク勾配法によるナット締めで生じるナットまたは等速ジョイント(スプラインシャフト)のネジ部の降伏強度のばらつき、トルク法によるナット締めで生じる摩擦係数のばらつきをそれぞれ考慮し、上下限の軸力範囲の中で、数水準の軸力に相当する押圧力Ｆａを低い順に作用させて予圧量の測定を繰り返し行うことも可能である。このような測定を行うことで、自動車への装着後のハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に対する設定予圧量をより正確に保証することが可能となる。
【００２５】
なお、上述した本発明の第１実施形態(図１及び図２)、及び第２実施形態(図３及び図４)に係る予圧測定方法において、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に付与した予圧の設定予圧量の具体的な測定は、以下のように行うことが可能である。
第１実施形態(図１及び図２)においては、ナット３０に対して所定の発振器９０が当接され、第２実施形態(図３及び図４)においては、治具５０に対して当該発振器９０が当接されている。そして、発振器９０から振幅一定の加振力を発生させ、ナット３０もしくは治具５０を介してハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に振動を励起させる。
ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２には、励起された振動を検知するための振動検知手段として３つの振動検出センサ９２ａ,９２ｂ,９２ｃが取り付けられている。これらの振動検出センサ９２ａ,９２ｂ,９２ｃは、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２のインボード側端部(図１から図４の上端部に相当)に当接するとともに、一直線上に配列されており、振動検出センサ９２ａがハブ１０(治具５０)の中心軸上に、振動検出センサ９２ｂ,９２ｃが当該振動検出センサ９２ａに対して前記中心軸を挟んで対称をなすように、それぞれ位置付けられている。そして、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に励起された振動を検出し、その検出波形を電圧信号として出力している。
【００２６】
振動検出センサ９２ｂ,９２ｃの出力信号は、対応する加算アンプ９４ｂ,９４ｃで増幅された後に加算器９５で時系列に加算され、メインアンプ９６で増幅された後にハイパスフィルタ９８に入力される。これに対し、振動検出センサ９２ａの出力信号は、メインアンプ９６ａで増幅された後にハイパスフィルタ９８ａに入力される。
ハイパスフィルタ９８,９８ａは、入力された信号から測定周波数帯域以下の周波数成分(すなわち、外部ノイズの原因となる振動成分)をカットする。
ハイパスフィルタ９８,９８ａからの出力信号は、演算処理部１００に入力される。演算処理部１００は、高速フーリエ変換(ＦＦＴ：Fast Fourier Transform)を利用してハイパスフィルタ９８,９８ａからの出力信号に含まれる同位相成分を消去し、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２の共振周波数(固有振動数)を算出し、当該共振周波数(固有振動数)をハブユニット軸受Ａ１,Ａ２の軸受剛性値に換算する。
【００２７】
かかる軸受剛性値が求められれば、当該軸受剛性値をパワメータとして、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２に付与された予圧の設定予圧量を求めることができる(詳細については、出願人が発行の「ＮＳＫレポート」１９８９年１１月号の第５９頁〜６６頁などの記載を参照)。
なお、第１実施形態(図１及び図２)、及び第２実施形態(図３及び図４)においては、ハブユニット軸受Ａ１,Ａ２を自動車へ装着した状態に近似した状態で予圧の測定を行うことができるとともに、測定誤差の大きい予圧０(ゼロ)付近を避けて予圧の測定を行うことができるため、上述したような軸受剛性値をパラメータとする予圧測定を行った場合であっても、その測定誤差を小さくすることができる。
【符号の説明】
【００２８】
２ 静止輪
４ 回転輪
６ａ，６ｂ 転動体
１０ ハブ
１０ｔ スプライン孔
１２ 内輪構成体
３０ 締結部材(ナット)
５０ 治具
５２ スプライン溝
Ａ１，Ａ２ 駆動輪支持用ハブユニット軸受
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体構成部材に固定されて非回転状態に維持される静止輪と、
車輪構成部材及び車輪駆動軸構成部材に固定されるハブと、当該ハブに固定される少なくとも１つの内輪構成体で構成され、前記静止輪に対向配置されて前記車輪構成部材及び前記車輪駆動軸構成部材とともに回転する回転輪と、
これらの静止輪と回転輪にそれぞれ形成されて相互に対向する軌道面間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体とを備え、
前記回転輪のハブ及び内輪構成体は、当該ハブの内径部に形成されたスプライン孔に等速ジョイントのスプラインシャフトを嵌合した状態で、当該シャフトの延出方向端部側から締結部材によって前記等速ジョイントへ固定される駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧測定方法であって、
前記ハブのスプライン孔と嵌合可能なスプライン溝が外周部に形成された治具を前記スプライン孔に嵌合させ、前記シャフトの延出方向端部側に相当する前記治具の端部側から前記締結部材で締結することにより当該治具を前記ハブに固定するとともに、当該締結部材による軸力を前記ハブユニット軸受に作用させて当該軸受に予圧を付与し、前記軸力を作用させた状態で予圧量の測定を行うことを特徴とする駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧測定方法。
【請求項２】
前記ハブユニット軸受に対し、前記締結部材による軸力を作用させる代わりに、当該軸力に相当する押圧力を作用させることを特徴とする請求項１に記載の駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧測定方法。
【請求項１】
車体構成部材に固定されて非回転状態に維持される静止輪と、
車輪構成部材及び車輪駆動軸構成部材に固定されるハブと、当該ハブに固定される少なくとも１つの内輪構成体で構成され、前記静止輪に対向配置されて前記車輪構成部材及び前記車輪駆動軸構成部材とともに回転する回転輪と、
これらの静止輪と回転輪にそれぞれ形成されて相互に対向する軌道面間へ転動可能に組み込まれた複数の転動体とを備え、
前記回転輪のハブ及び内輪構成体は、当該ハブの内径部に形成されたスプライン孔に等速ジョイントのスプラインシャフトを嵌合した状態で、当該シャフトの延出方向端部側から締結部材によって前記等速ジョイントへ固定される駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧測定方法であって、
前記ハブのスプライン孔と嵌合可能なスプライン溝が外周部に形成された治具を前記スプライン孔に嵌合させ、前記シャフトの延出方向端部側に相当する前記治具の端部側から前記締結部材で締結することにより当該治具を前記ハブに固定するとともに、当該締結部材による軸力を前記ハブユニット軸受に作用させて当該軸受に予圧を付与し、前記軸力を作用させた状態で予圧量の測定を行うことを特徴とする駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧測定方法。
【請求項２】
前記ハブユニット軸受に対し、前記締結部材による軸力を作用させる代わりに、当該軸力に相当する押圧力を作用させることを特徴とする請求項１に記載の駆動輪支持用ハブユニット軸受の予圧測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１６９７２０（Ｐ２０１１−１６９７２０Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−３３２１９（Ｐ２０１０−３３２１９）
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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