JP4193528B2 - 転がり軸受装置の製造方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、車軸用の転がり軸受装置には、車体側に非回転に支持される外輪部材と、この外輪部材の径方向内方に複列の玉を介して軸心回りに回転自在に配置されるハブ軸と、このハブ軸に回転一体に設けられる内輪部材とを有したものがある。
【0003】
前記ハブ軸は、その車両インナ側端部外周面に環状凹部が形成され、この環状凹部に前記内輪部材が外嵌装着される。この内輪部材は、ハブ軸の車両インナ側端部を径方向外方に拡径するようかしめることで、ハブ軸に回転一体に組込まれる。一方列の玉はハブ軸の途中外周面を内輪軌道面とし、他方列の玉は内輪部材の外周面を内輪軌道面としている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特公昭49−19361号
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ハブ軸の車両インナ側端部を常温でかしめる場合、車両インナ側端部の内部変形抵抗が大きく、かしめ加工に大きな力が必要になり、かしめ加工が困難で加工コストが増える。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の転がり軸受装置の製造方法は、筒状の外輪部材の内径側に転動体を介して配置される金属製の軸体と、前記軸体の車両インナ側の端部に外嵌装着される環状の内輪部材とを有し、前記軸体の車両インナ側の端部に設けられた円筒部が前記内輪部材の端面に対してかしめられて前記軸体と前記内輪部材とが一体とされている転がり軸受装置の製造方法であって、前記軸体の円筒部の近傍に配置した高周波コイルにより、前記円筒部の車両インナ側の端部から前記内輪部材の車両インナ側の端面よりも車両アウタ側に入り込んだ位置に至る軸方向範囲を加熱し、加熱された状態の前記円筒部を拡径して前記かしめを行うものであり、前記高周波コイルは、中心に鉄心が挿入され、この鉄心の先端部が前記軸体の円筒部の内部に配置される。
【0007】
上記のように、高周波コイルに通電して軸体の軸方向端部を所定温度まで加熱した状態とすることにより、軸体の軸方向端部の内部変形抵抗を小さくして、軸体の軸方向端部のかしめ作業を行う。
【0008】
上記のように、高周波コイルに通電して軸体の軸方向端部を所定温度まで加熱した状態とすることにより、軸体の軸方向端部の内部変形抵抗が小さくなるので、軸体の軸方向端部のかしめ作業が容易となる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る転がり軸受装置の製造方法を、車軸用転がり軸受装置を例に、図面に基づいて説明する。
【0010】
図1は転がり軸受装置の使用状態を示す概略構成断面図、図2は内輪軌道面の硬化処理部分およびかしめの際に加熱する範囲を示す軸体の判断面図、図3は軸体の端部をかしめる際の説明に用いる断面図、図4は高周波コイルを軸体の端部近傍に配置した概略断面図である。
【0011】
まず、図1に基づいて、転がり軸受装置1の構成を説明する。この転がり軸受装置1は、車体側に非回転に組付けられる筒状の外輪部材2と、この外輪部材2の内径側に軸心回りに回転自在に設けられる軸体(ハブ軸ともいう)3とを有する。外輪部材2および軸体3はともにJIS S55Cを用いて、熱間鍛造によって製造されている。
【0012】
外輪部材2の外周面途中に、径方向外方に突出する取付けフランジ4が形成されている。外輪部材2は、取付けフランジ4を車体側に組付けたナックル5に固定されることで、非回転に支持される。外輪部材2の軸方向両側内周面に外輪軌道面6a,6bが形成されている。
【0013】
軸体3は、所定の軸方向長さを有する円柱状の軸部7と、この軸部7の軸方向一方、すなわち車両アウタ側Aに、径方向外方に突出するハブフランジ7aと、このハブフランジ7aのさらに車両アウタ側Aに形成された筒状の案内部7bとを有する。案内部7bの中心部に、車両インナ側Bに凹となる凹部7cが形成されている。ハブフランジ7aに、ブレーキディスクDおよびタイヤホイールWが重ねて取付けられる。
【0014】
軸部7の車両アウタ側Aの外周面に、保持器8によって円周方向等配位置に保持された一方列の玉(転動体の一例)10の内輪軌道面12aが形成されている。軸部7の車両インナ側Bの端部21は、軸部7の他の部分に比べて小径となるようその外周に環状凹部14が形成されている。軸部7の車両インナ側Bの端部21は、その中心部が旋削され、これによりかしめ用凹部13が形成されている。
【0015】
転がり軸受装置1は、軸部7の車両インナ側Bの端部21の環状凹部14に外嵌装着される環状の内輪部材15を有する。この内輪部材15は、JIS SUJ2を用いて形成されている。内輪部材15の外周面に、保持器9によって円周方向等配位置に保持された他方列の玉11の内輪軌道面12bが形成されている。
【0016】
軸部7の車両インナ側Bの端部21は、径方向外方に拡径されてかしめ部16が形成され、このかしめ部16の車両アウタ側Aの端面は、内輪部材15の車両インナ側Bの端面に圧接されている。これによって、軸体3と内輪部材15とが軸心17回りに回転一体に組付けられる。
【0017】
外輪部材2の車両アウタ側A端部内周面と軸体3の軸部7の車両アウタ側A端部外周面との間に、外輪部材2と軸体3の軸部7との間の環状空間内のグリースを封入し、かつ外部から泥水などの侵入を防止するためのシール部材18が設けられている。
【0018】
上記構成を有する転がり軸受装置1では、車両が走行すると、タイヤホイールおよびブレーキディスクが軸心17回りに回転するとともに、軸体3および内輪部材15が軸心17回りに回転する。
【0019】
次に、転がり軸受装置1の製造方法を説明する。まず外輪部材2、軸体3、および内輪部材15を所定の形状に形成する。このとき、軸体3の車両インナ側B端部21は未だかしめられておらず、図2に示すように、円筒状のままである。
【0020】
なお軸体2において、図2に示した仮想線で示す軌道面12aを含む範囲は、必要な硬さを得るために熱硬化処理が施される硬化範囲Cである。この硬化範囲Cは、車両アウタ側Aには軸部7とハブフランジ7aとの境界部分までを含み、車両インナ側Bには環状凹部14の一部を含んでいる。また、内輪部材15は内輪軌道面12bの硬度確保のために、全体を焼入れ(ずぶ焼入れ)する。
【0021】
次に、各列の玉10,11をそれぞれ保持器8,9に組付けた状態で、玉10,11が外輪部材2の外輪軌道面6a,6bにそれぞれ嵌合するように組付ける。続いて、軸体3を、その軸部7が外輪部材2の車両アウタ側Aから挿入されるように組込み、一方列の玉10が外輪軌道面6aと内輪軌道面12aとの双方に嵌合するようにする。
【0022】
また、内輪部材15を軸体3の車両インナ側Bから環状凹部14に外嵌するよう装着し、他方列の玉11が外輪軌道面6bと内輪軌道面12bとの双方に嵌合するようにする。
【0023】
次に図3および図4に基づいて、転がり軸受装置1の製造方法に含まれる、かしめ部16のかしめ方法を説明する。このかしめ方法は、図3に示すように、上記のようにして外輪部材2、軸体3、内輪部材15および玉10,11を組込んだ組品20の状態で行うものである。図3は、軸体7の凹部7cを支持台20に嵌合するように組品20の車両アウタ側Aを下方に向けるように配置した状態を示している。
【0024】
以下具体的に説明すると、図3に示すようにして、上記組品20の車両アウタ側Aを下方に向けるようにした状態で、軸体3の車両インナ側Bの端部21を加熱する。すなわち図4の一部拡大図に示すように、軸体3の車両インナ側Bの端部21よりも大きな径を有する高周波コイル22を、端部21を外嵌するように配置する。このとき、高周波コイル22は、内輪部材15には接触させない。そしてこの高周波コイル22に通電することで、端部21の仮想線で示す軸方向範囲Yが加熱される。
【0025】
加熱される範囲Yは、軸体3の熱処理による硬化範囲Cや内輪部材15が加熱の影響を受けて焼戻されないような、また内輪部材15に塗布されたグリースが変質しないような範囲に設定される。
【0026】
例えば、加熱範囲Yは図4に示すように、軸体3の車両インナ側Bの端部21の端面21cから内輪部材15の車両インナ側Bの端面15aよりもわずかに車両アウタ側Aに入り込んだ位置で、かつかしめ用凹部13の底面13aに至らない範囲としている。そして、軸方向範囲Yの温度は100℃以上500℃以下、好ましくは200℃以上500℃以下に加熱するものとする。
【0027】
なお加熱範囲Yの調整は、高周波コイル22に流す電流量または高周波コイル22と軸体3との距離の、どちらか一方または両方を変えることで行う。
【0028】
続いて、軸体3の車両インナ側Bの端部21における軸方向範囲Yを上記温度に保持した状態で、軸体3の車両インナ側Bの端部21を径方向外方に拡径するようにかしめる。
【0029】
このとき、かしめ具23の先端成形部24をかしめ用凹部13に挿入し、かしめ具23に所定の軸方向押圧力を付与しながら、かしめ具23をローリングさせるようにし、かしめ部16を形成する。
【0030】
そして、軸体3の車両インナ側Bの端部21における軸方向範囲Yは、上記温度にあるため、加熱している分だけ内部の変形抵抗が小さい。このため、常温下で軸体3の車両インナ側Bの端部21をかしめる場合に比べて、軸方向押圧力およびローリング力が少なくてすみ、かしめ作業が容易となる。
【0031】
上記実施の形態では、軸体3の端部21よりも大きな径を有する高周波コイル22を、端部21を外嵌するよう近傍に配置して、端部21を外周側から加熱した場合を示した。しかし本発明は、これに限定されるものではない。
【0032】
図5および図6は、軸体3の車両インナ側Bの端部21における軸方向範囲Y(仮想線で示す)を、上記温度にまで上昇させるための、他の実施の形態を示している。図5および図6はともに、軸体3の車両インナ側Bの端部21を内周側から加熱する実施の形態を示す。なお、図5および図6の何れの実施の形態の場合も、軸体3の端部21における軸方向範囲Yは、上記実施の形態と同様である。
【0033】
図5は、軸体3の端部21のかしめ用凹部13内に、高周波コイル22を挿入する実施の形態を示している。この高周波コイル22は、かしめ用凹部13の底面13aおよび外周面13bには非接触状態を保持させることで近傍に配置し、この状態で高周波コイル22に通電することで、軸体3の端部21を加熱する。他のかしめ方法および転がり軸受装置1の製造方法は、上記実施の形態と同様である。
【0034】
図6は、高周波コイル22の中心に鉄心30を挿入し、この鉄心30の先端部30aを軸体3の端部21のかしめ用凹部13内に挿入し、高周波コイル22に通電して鉄心30を介して軸体3の端部21を加熱するようにした例を示している。この場合も鉄心30の先端部30aは、かしめ用凹部13の底面13aに非接触状態を保持することで近傍に配置する。他のかしめ方法および転がり軸受装置1の製造方法は、上記実施の形態と同様である。
【0035】
なお、上記各実施形態によれば、かしめ作業が容易となる他に、かしめた箇所の表面に微小な亀裂が生じることを防止できる。また、常温でかしめる場合に比べて内輪部材15にかかる軸力を大きくすることができる。
【0036】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によれば、高周波コイルに通電して軸体の軸方向端部を所定温度まで加熱した状態とすることにより、軸体の軸方向端部の内部変形抵抗が小さくなるので、軸体の軸方向端部のかしめ作業を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態を示す転がり軸受装置の使用状態を示す概略構成断面図である。
【図2】 同じく内輪軌道面の硬化処理部分およびかしめの際に加熱する範囲を示す軸体の判断面図である。
【図3】 同じく軸体の端部をかしめる際の説明に用いる断面図である。
【図4】 同じく高周波コイルを軸体の端部近傍に配置した概略断面図である。
【図5】 別の実施の形態を示す要部拡大断面図である。
【図6】 さらに別の実施の形態を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
1 転がり軸受装置
2 外輪部材
3 軸体
7 軸部
10,11 玉
21 軸部の車両インナ側の端部
13 かしめ用凹部
15 内輪部材
12a,12b 内輪軌道面
16 かしめ部

Claims (1)

  1. 筒状の外輪部材の内径側に転動体を介して配置される金属製の軸体と、前記軸体の車両インナ側の端部に外嵌装着される環状の内輪部材とを有し、前記軸体の車両インナ側の端部に設けられた円筒部が前記内輪部材の端面に対してかしめられて前記軸体と前記内輪部材とが一体とされている転がり軸受装置の製造方法であって、
    前記軸体の円筒部の近傍に配置した高周波コイルにより、前記円筒部の車両インナ側の端部から前記内輪部材の車両インナ側の端面よりも車両アウタ側に入り込んだ位置に至る軸方向範囲を加熱し、加熱された状態の前記円筒部を拡径して前記かしめを行うものであり
    前記高周波コイルは、中心に鉄心が挿入され、この鉄心の先端部が前記軸体の円筒部の内部に配置される
    ことを特徴とする転がり軸受装置の製造方法。
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