JP4278542B2

JP4278542B2 - 車輪支持用ハブユニットの製造方法

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Publication number: JP4278542B2
Application number: JP2004078809A
Authority: JP
Inventors: 弘樹志村
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-18
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2024-03-18
Also published as: JP2005291216A

Description

この発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為に使用する車輪支持用ハブユニットの製造方法の改良に関する。

自動車の車輪は、車輪支持用ハブユニットにより懸架装置に支持する。図８は、この様な車輪支持用ハブユニットの従来構造の第１例として、駆動輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、４ＷＤ車の全車輪）用のものを示している。この車輪支持用ハブユニット１は、軸部材であるハブ２と、内輪３と、外輪４と、複数個の転動体５、５とを備える。

このうちのハブ２の外周面の外端（軸方向に関して「外」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側を言い、図１、８、９、１０の左側。反対に軸方向に関して「内」とは、車両の幅方向中央側を言い、図１、８、９、１０の右側。本明細書全体で同じ。）寄り部分には、車輪を支持固定する為の取付フランジ６を、同じく中間部には第一の内輪軌道７ａを、同じく内端部にはこの第一の内輪軌道７ａを形成した部分よりも外径寸法が小さくなった小径段部８を、それぞれ形成している。尚、上記第一の内輪軌道７ａは、図示の様に上記ハブ２の中間部外周面に直接形成する場合の他、ハブの中間部に外嵌した別体の内輪の外周面に形成する場合もある。この場合には、ハブの外周面の内端部でこの別体の内輪よりも突出した部分が上記小径段部８となり、この別体の内輪の内端面が、後述する段差面９となる。又、上記ハブ２の中心部には、駆動軸であるスプライン軸を係合させる為のスプライン孔１０を設けている。

又、上記内輪３は、外周面に第二の内輪軌道７ｂを有すると共に、上記小径段部８に外嵌している。又、上記外輪４は、外周面に懸架装置に結合固定する為の結合フランジ１１を、内周面に第一、第二の外輪軌道１２ａ、１２ｂを、それぞれ形成している。そして、これら第一、第二の各外輪軌道１２ａ、１２ｂと、上記第一、第二の各内輪軌道７ａ、７ｂとの間に、それぞれ複数個ずつの転動体５、５を設けている。尚、図示の例では、これら各転動体５、５として玉を使用しているが、重量の嵩む自動車用の車輪支持用ハブユニットの場合には、これら転動体としてテーパころを使用する場合もある。

更に、上記ハブ２の内端部に設けた円筒部１３のうち、上記内輪３の内端面から軸方向に突出した部分を径方向外方に向け、ローリングプレス加工（揺動かしめ）等により塑性変形させる事で、かしめ部１４を形成している。そして、このかしめ部１４により、上記内輪３を、上記小径段部８の基端部に存在する段差面９に向け抑え付けている。そして、このかしめ部１４による抑え付け力により、上記各転動体５、５に予圧を付与している。

又、図示の例では、上記内輪３の外周面の内端部に、上記第二の内輪軌道７ｂの肩部１５よりも外径寸法が小さくなった小径段部１６を、全周に亙り形成している。これにより、上記内輪３の径方向に関する肉厚を、上記肩部１５に対応する部分よりも、上記小径段部１６に対応する部分で小さくしている。この様な小径段部１６は、車輪の回転速度を検出する為に利用する、円環状のエンコーダの取り付け個所（被嵌合部）となる。

尚、上述の様な車輪支持用ハブユニットを構成する各部材のうち、上記ハブ２及び外輪４は、フランジ部や孔部等を有しており、全体的に複雑な形状をしている。この為、一般に、これらハブ２及び外輪４は、熱間鍛造性、切削加工性、及び孔あけ加工性等が良好な、０．５重量％程度の炭素を含有する中炭素鋼により造る。又、上記第一の内輪軌道７ａを含む上記ハブ２の中間部外周面、並びに、上記第一、第二の各外輪軌道１２ａ、１２ｂを含む上記外輪４の内周面には、それぞれ高周波焼入れによる硬化処理を施す。又、上述の様な車輪支持用ハブユニットの使用時には、上記ハブ２の外周面に設けた第一の内輪軌道７ａよりも、上記内輪３の外周面に設けた第二の内輪軌道７ｂの方に、より高い荷重が負荷される。この為、一般に、上記内輪３は、ＳＵＪ２等の高炭素クロム鋼により造ると共に、表面から心部まで、熱処理により硬化させる。

次に、図９は、車輪支持用ハブユニットの従来構造の第２例として、従動輪（ＦＦ車の後輪、ＦＲ車及びＲＲ車の前輪）用のものを示している。本例の車輪支持用ハブユニット１ａは従動輪用である為、軸部材であるハブ２ａの中心部には、スプライン孔を設けていない。又、図示の例の場合、内輪３ａの内端部外周面には、小径段部を設けていない。その他の部分の構造及び作用は、上述図８に示した車輪支持用ハブユニット１の場合とほぼ同様である。

次に、図１０は、車輪支持用ハブユニットの従来構造の第３例として、やはり従動輪用のものを示している。本例の車輪支持用ハブユニット１ｂは、外輪４ａの外端寄り部分の外周面に車輪を支持固定する為のフランジ６を設けると共に、この外輪４ａの径方向内側に設けた軸部材１７の内端部に、この軸部材１７を懸架装置に結合固定する為の結合フランジ１１を設けている。又、第二の内輪軌道７ｂを上記軸部材１７の中間部外周面に直接形成すると共に、第一の内輪軌道７ａを、この軸部材１７の外端部に設けた小径段部８に外嵌した内輪３ａの外周面に形成している。又、この小径段部８に外嵌した内輪３ａは、上記軸部材１７の外端部に設けた円筒部１３のうち、この小径段部８に外嵌した内輪３ａよりも軸方向外方に突出した部分を径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部１４により、上記小径段部８の段差面９に向け抑え付けている。そして、このかしめ部１４による抑え付け力により、複数個の転動体５、５に予圧を付与している。

ところで、上述した様な各車輪支持用ハブユニット１、１ａ、１ｂの場合、かしめ部１４は、複数の転動体５、５に予圧を付与する役割と、軸部材（２、２ａ、１７）と内輪（３、３ａ）との嵌合部でクリープ（円周方向の滑り）が発生するのを防止する役割とを果たす、重要な部位である。上記かしめ部１４が適切に形成されていないと、上記予圧が過大又は過小となったり、或はクリープが発生して上記内輪（３、３ａ）の嵌合部が摩耗する等により、上記予圧が低下する。これらの事態は何れも、転がり疲れ寿命を低下させる原因となる為、好ましくない。従って、製造時には、上記かしめ部１４が適切に形成されているか否かを管理する事が重要となる。この為に従来から、例えば特許文献１に記載されている様な方法により、上記かしめ部１４の軸力を測定し、この軸力の値に基づいて、上記かしめ部１４が適切に形成されているか否かを管理する事が行なわれている。

一方、上述した様な各車輪支持用ハブユニット１、１ａ、１ｂの場合、上記軸部材（２、２ａ、１７）の小径段部８に上記内輪（３、３ａ）を圧入嵌合させる事に伴い、更にはこの内輪（３、３ａ）を上記かしめ部１４により抑え付ける事に伴い、この内輪（３、３ａ）に大きなフープ応力（円周方向の引っ張り応力）が発生する。このフープ応力が過大になると、軸受部｛特に、上記内輪（３、３ａ）の外周面に形成した第二の内輪軌道７ｂ｝の転がり疲れ寿命が低下する。この為、本来、このフープ応力は、上記かしめ部１４の形成管理を行なう際の重要な判断要素となる。これに対し、従来は、上述した様に、このかしめ部１４の形成管理を、このかしめ部１４の軸力を測定する事に基づいて行なっている。ところが、この様にかしめ部１４の軸力を測定するだけでは、上記フープ応力が過大になっているか否かを判断する事が難しい。従って、転がり疲れ寿命の信頼性を向上させるべく、上記かしめ部１４の形成管理を適切に行なう為には、このかしめ部１４の形成管理を、上記フープ応力を測定する事に基づいて行なうのが好ましい。

特開２００３−１３９７９号公報

本発明の車輪支持用ハブユニットの製造方法は、上述の様な事情に鑑み、内輪に発生するフープ応力の値に基づいてかしめ部が適切に形成されているか否かを判定する事により、転がり疲れ寿命に関する信頼性の高い製品を出荷できる様にすべく発明したものである。

本発明の製造方法の対象となる車輪支持用ハブユニットは、軸部材の一端部に設けた小径段部に内輪を外嵌すると共に、この内輪の一端面を、この軸部材の一端部に設けた円筒部のうちこの内輪の一端面から突出した部分を径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部により抑え付ける事で、上記内輪を上記軸部材に結合固定している。
特に、本発明の車輪支持用ハブユニットの製造方法の場合には、熱処理を施した後に一部外周面に研削加工を施してこの一部外周面の真円度を改善した内輪を、上記小径段部に外嵌する。次いで、上記かしめ部を形成した後に、この内輪の一部外周面で発生しているフープ応力（円周方向の引っ張り応力）を測定する。この引っ張り応力の測定は、上記内輪の一部外周面で上記真円度を改善した部分の外径寸法を、この内輪を上記小径段部に外嵌する前と、上記かしめ部を形成した後とでそれぞれ測定する事により行なう。そして、上記引っ張り応力の値が所定範囲（上限は、転がり疲れ寿命が低下しない値。下限は、軸部材と内輪との嵌合部でクリープが生じない値。）に収まっている場合にのみ、上記かしめ部が適切に形成されていると判定する。又、この様な判定を行なう為、このかしめ部を形成する事に伴って生じた熱により上記内輪が熱膨張したままの状態でこの内輪の一部外周面で上記真円度を改善した部分の外径寸法を測定すると共に、当該測定時の熱膨張に基づく外径寸法の増大量を予め用意しておいた実験データに基づいて推定し、上記測定した外径寸法からこの推定した増大量を差し引いた値を、上記かしめ部を形成した後の上記内輪の一部外周面で上記真円度を改善した部分の外径寸法とする。

上述の様に、本発明の車輪支持用ハブユニットの製造方法の場合には、内輪に発生しているフープ応力の値に基づいて、かしめ部が適切に形成されているか否かを判定する。従って、転がり疲れ寿命に関する信頼性の高い製品のみを出荷する事ができる。
又、上記内輪に熱処理を施すと、これに伴って内輪が変形し、この内輪の一部外周面の真円度が悪化する可能性があるが、本発明の場合には、フープ応力を求める為に外径を測定する、上記内輪の一部外周面の真円度を改善する。この為、この内輪の圧入嵌合及びかしめ部の形成により生じた、当該一部外周面のフープ応力（このフープ応力を計算する為に利用する、この一部外周面の外径寸法を含む。）の測定精度を十分に高める事ができる。従って、転がり疲れ寿命に関する信頼性を十分に向上させる事ができる。
更に、本発明の場合には、上記かしめ部を形成する事に伴って生じた熱により上記内輪が熱膨張したままの状態で、この内輪の一部外周面の外径寸法を測定する。これと共に、当該測定時の熱膨張に基づく外径寸法の増大量を、予め用意しておいた実験データに基づいて推定する。そして、上記測定した外径寸法からこの推定した増大量を差し引いた値を、上記かしめ部を形成した後の上記内輪の一部外周面の外径寸法とする。この為、上記内輪の熱膨張の影響が完全になくなるまでの間（長時間）待機する事なく、上記かしめ部が適切に形成されているか否かの判定を迅速に行なえる。

本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した発明の様に、内輪の一部外周面の外径寸法を、この内輪を上記小径段部に外嵌する前と、上記かしめ部を形成した後とでそれぞれ測定すると共に、これら各外径寸法の測定値と上記内輪の弾性係数とに基づく応力の計算を行なう事により、フープ応力（円周方向の引っ張り応力）を求める。
この様にして上記フープ応力を測定すれば、例えばこのフープ応力を、上記内輪の一部外周面に歪みゲージを添着して測定する場合に比べて、測定作業を容易にできる。

又、本発明を実施する場合に、好ましくは、請求項３に記載した発明の様に、研削加工を施した後の上記内輪の一部外周面の真円度を、０．１〜１．５μｍの範囲に規制する。この様な規制を行なう場合には、上記真円度を０．１μｍ以上とする為、研削加工のコストを抑える事ができる。又、上記真円度を１．５μｍ以下とする為、上記フープ応力（このフープ応力を計算する為に利用する、上記内輪の一部外周面の外径寸法を含む。）の測定精度を十分に高める事ができる。従って、転がり疲れ寿命に関する信頼性を十分に向上させる事ができる。

又、上述した請求項１〜３の何れかに記載した発明を、例えば転動体のピッチ円直径が５０mm程度（４０〜６０mm）である車輪支持用ハブユニットに対して実施する場合に、好ましくは、請求項４に記載した発明の様に、フープ応力を測定すべき上記内輪の一部外周面を、この内輪の外周面のうち、軸方向に関して上記かしめ部と隣接する側の端部に存在する円筒面部とする。そして、このかしめ部が適切に形成されているか否かの判定基準となる、上記フープ応力の所定範囲を、１５０〜２６０ＭＰａとする。
この様な規制を行なう場合には、上記フープ応力を１５０ＭＰａ以上とする為、軸部材と内輪との密着性を十分に確保する事ができ、これら軸部材と内輪との嵌合部でクリープが発生する事を防止できる。この結果、転がり疲れ寿命が低下する事を防止できる。又、上記フープ応力を２６０ＭＰａ以下とする為、上記内輪の外周面に形成された内輪軌道に作用する、上記フープ応力の影響を十分に抑える事ができる。この結果、軸受部（特に、当該内輪軌道）の転がり疲れ寿命が低下する事を防止できる。

図１〜４は、本発明の実施例１を示している。尚、本実施例の特徴は、かしめ部１４を形成した後に、このかしめ部１４が適切に形成されているか否かを判定する方法にある。対象となる車輪支持用ハブユニットの基本的な構造及び作用は、前述の図８に示した従来構造の第１例の場合と同様であるから、重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本実施例の特徴部分を中心に説明する。尚、本実施例では、車輪支持用ハブユニットを構成する複列の転動体５、５のピッチ円直径を４９mmとしている。

本実施例の場合、上記かしめ部１４を形成した後に、このかしめ部１４が適切に形成されているか否かを判定する為、以下の作業を行なう。
先ず、本実施例の場合には、内輪３に熱処理を施した後、この内輪３の外周面の内端部に設けた小径段部１６の外周面（特許請求の範囲に記載した「円筒面部」）に研削加工を施す。これにより、この小径段部１６の真円度を、０．１〜１．５μｍの範囲に規制する。又、これと共に、上記内輪３の内周面にも研削加工を施して、この内周面の真円度を改善する。

その後、上記内輪３をハブ２の小径段部８に圧入嵌合する前に、この内輪３の小径段部１６の外径寸法Ｄ₁ を測定する。この為に、本実施例の場合には、図２に示す様に、上記小径段部１６を直径方向両側から挟む位置に１対の（接触式又は非接触式）センサ１８、１８を配置した状態で、これら１対のセンサ１８、１８により、上記小径段部１６の円周方向複数個所（例えば等間隔の２５個所）に於ける外径寸法を、上記内輪３を（例えば３０min^-1 で）回転させつつ測定する｛整数回転分（例えば、１回転分）測定する｝。そして、これら各測定値の平均値を上記外径寸法Ｄ₁ とする。この様な外径寸法Ｄ₁ の測定作業は、上記１対のセンサ１８、１８による測定を開始してから、約１秒間で行なえる。

上述の様にして外径寸法Ｄ₁ を測定したならば、その後、図１（Ａ）に示す様に、車輪支持用ハブユニットを構成する各部材同士を組み立てる。この図１（Ａ）に示した状態では、上記ハブ２の内端部に未だかしめ部１４｛同図（Ｂ）参照｝は形成されていない。但し、上記内輪３を上記ハブ２の小径段部８に圧入嵌合させた事に伴い、この内輪３の小径段部１６の外径寸法は、少し（α分）だけ増大している（図３のＡ部参照）。

上述の図１（Ａ）に示した様に各部材同士を互いに組み立てたならば、次いで、上記ハブ２の内端部に設けた円筒部１３の先端部を、ローリングプレス加工により径方向外方に塑性変形させて、同図（Ｂ）に示す様なかしめ部１４を形成し、上記内輪３の内端面を抑え付ける。そして、この様にかしめ部１４を形成した後、上記小径段部１６の外径寸法Ｄ₂ を測定する。本実施例の場合には、この外径寸法Ｄ₂ の測定作業も、上述した外径寸法Ｄ₁ の場合と同様にして｛図２に示す様に、上記内輪３を（上記ハブ２と共に）回転させつつ｝行なう。但し、この様な外径寸法Ｄ₂ の測定作業を、実際の製造ラインで行なう場合には、次の様な問題を生じる。

即ち、図３のＢ部に示す様に、上記内輪３の小径段部１６の外径寸法は、上記かしめ部１４を形成する事に伴って増大する。この増大量は、このかしめ部１４から上記内輪３に抑え付け力が加えられた結果生じた弾性的な増大量と、塑性加工時に発生した熱が上記かしめ部１４から上記内輪３に伝達された結果生じた熱膨張による増大量とが、互いに足し合わされたものである。このうちの熱膨張による増大量は、図３のＣ部に示す様に、時間の経過と共に徐々に減少し、十分な時間が経過した後に完全に喪失する。そして、この様に完全に喪失した後の上記小径段部１６の外径寸法が、本実施例で測定すべき外径寸法Ｄ₂ となる。ところが、上記熱膨張による増大量が完全に喪失するまでには、非常に長い時間（例えば、２４時間以上）を要す。この為、この様な非常に長い時間を経過した後に上記外径寸法Ｄ₂ を測定する方法を採用すると、実際の製造ラインでは、作業能率が著しく低下する。

そこで、本実施例では、図３に示す様に、上記かしめ部１４を形成した後、直ちに（上記熱膨張による増大量が完全に喪失する前に）上記小径段部１６の外径寸法を測定する。そして、この様に測定した外径寸法から上記熱膨張による増大量を引いた値を、上記外径寸法Ｄ₂ とする。尚、この熱膨張による増大量は、上記かしめ部１４を形成してからの経過時間（更にはハブユニットの仕様や周囲温度）によって変化する。この為、本実施例の場合には、予め、複数の試料（ワーク）を用いて、実際の製造工程に即した条件下で実験を行ない、図４に示す様な、熱膨張による増大量に関する予測テーブルを作成しておく。そして、この予測テーブルを用いて、上記小径段部１６の外径寸法を測定した時刻に於ける、熱膨張による増大量を決定する（例えば、上記かしめ部１４を形成してから７０sec 後に測定した場合には、熱膨張による増大量を５μm と決定する）。

上述の様にして各外径寸法Ｄ₁ 、Ｄ₂ を測定したならば、次いで、これら各外径寸法Ｄ₁ 、Ｄ₂ と、上記内輪３のヤング率（弾性係数）Ｅとに基づいて、次の（１）式を計算する事により、上記かしめ部１４を形成した後に上記小径段部１６の表面で発生しているフープ応力σ_h を求める。
σ_h ＝Ｅ×（Ｄ₂ −Ｄ₁ ）／Ｄ₁ −−−−−−（１）
そして、このフープ応力σ_h の値が、１５０〜２６０ＭＰａの範囲に収まっている場合にのみ、上記かしめ部１４が適切に形成されていると判定する。

上述の様に、本実施例の車輪支持用ハブユニットの製造方法の場合には、内輪３の外周面の内端部に設けた小径段部１６に発生しているフープ応力σ_h の値に基づいて、かしめ部１４が適切に形成されているか否かを判定する。従って、転がり疲れ寿命に関する信頼性の高い製品のみを出荷できる。

即ち、本実施例の場合、上記かしめ部１４が適切に形成されていると判定される車輪支持用ハブユニットは、上記フープ応力σ_h の値が１５０ＭＰａ以上である。この為、ハブ２と上記内輪３との密着性を十分に確保する事ができ、これらハブ２と内輪３との嵌合部でクリープが発生する事を防止できる。この結果、転がり疲れ寿命が低下する事を防止できる。又、上記フープ応力σ_h の値が２６０ＭＰａ以下である為、上記内輪３の外周面に形成された第二の内輪軌道７ｂに作用するフープ応力の影響を十分に抑える事ができる。この結果、転がり疲れ寿命が低下する事を防止できる。

又、本実施例の場合には、上記小径段部１６の外周面のフープ応力σ_h を、上記小径段部１６の外径寸法Ｄ₁ 、Ｄ₂ を測定する事に基づいて求める。従って、例えば、このフープ応力σ_h の測定作業を、上記小径段部１６の外周面に歪みゲージを添着して測定する場合に比べて容易にできる。

更に、本実施例の場合には、上記内輪３の熱処理を行なった後、上記小径段部１６の外径寸法Ｄ₁ 、Ｄ₂ を測定する前に、この小径段部１６に研削加工を施して、この小径段部１６の真円度を改善している（この真円度を０．１〜１．５μｍの範囲の値としている）。特に、本実施例の場合には、この真円度が１．５μｍ以下である為、上記フープ応力σ_h （上記各外径寸法Ｄ₁ 、Ｄ₂ ）の測定精度を十分に高める事ができる。又、本実施例の場合には、上記熱処理後、上記内輪３の内周面に研削加工を施して、この内周面の真円度を改善している。この為、この内輪３と上記ハブ２の小径段部８との嵌め合いを良くする事ができる。従って、この様な措置も、上記フープ応力σ_h （上記外径寸法Ｄ₂ ）の測定精度の向上に寄与し得る。この結果、転がり疲れ寿命に関する信頼性を十分に向上させる事ができる。又、上記真円度が０．１μｍ以上である為、上記研削加工のコストを抑える事ができる。

次に、本発明の効果を確かめる為に行なった実験に就いて説明する。本実験では、試料となる車輪支持用ハブユニットとして、上述の図１に示した実施例１と同様の構造のものを採用した。即ち、内輪３及び外輪４の材料として、炭素を０．５０〜０．６０重量％含有する鋼を用い、各転動体５、５の材料として軸受鋼（ＳＵＪ２）を用い、保持器の材料として合成樹脂を用いた。又、上記各転動体５、５のピッチ円直径を４９mmとした。又、上記内輪３には、表面から心部にまで熱処理を施した後、この内輪３の小径段部１６に研削加工を施して、この小径段部１６の真円度を改善した。

そして、本実験では、上記小径段部１６の真円度と、かしめ部１４を形成する際のかしめ荷重とのうちの、少なくとも１つの要素が互いに異なる、１３種類の試料を用意した。これら１３種類の試料を、以下の表１に示す。

本実験では、上記１３種類の試料毎にそれぞれ、上述した実施例１の場合と同様の方法により、上記内輪３を上記ハブ２の小径段部８に圧入嵌合させる前と、上記かしめ部１４を形成した後とで、それぞれ上記小径段部１６の外径寸法Ｄ₁ 、Ｄ₂ を測定した。これと共に、これら各外径寸法Ｄ₁ 、Ｄ₂ と上記内輪３のヤング率Ｅとに基づいて前記（１）式により、上記かしめ部１４の形成後に上記小径段部１６の表面で発生してるフープ応力σ_h を算出した。この算出結果を、上記表１中の「外径寸法から算出したフープ応力」の欄に示す。又、これと同時に、上記かしめ部１４を形成する際に上記小径段部１６に歪みゲージを添着し、この歪みゲージにより、上記かしめ部１４の形成後に上記小径段部１６の外周面で発生しているフープ応力σ_h （熱膨張による影響が喪失した状態でのフープ応力）を測定した。この測定結果を、上記表１中の「歪みゲージから測定したフープ応力」の欄に示す。尚、上記歪みゲージは、上記小径段部１６の円周方向等間隔の４個所に添着し、これら４個所から測定されるフープ応力σ_h の平均値を、上記表１中に記載した。又、上記１３種類の試料毎にそれぞれ、「フープ応力比」（＝「外径寸法から算出したフープ応力」÷「歪みゲージから測定したフープ応力」）を計算した。この計算結果を、上記表１及び図５に示す。

上記表１及び図５に示した結果から明らかな様に、上記小径段部１６の真円度が１．５μｍ以下である各試料１〜１０は、同じく１．５μｍよりも大きい各試料１１〜１３に比べて、「フープ応力比」が１に対して十分に近い値となっている。即ち、請求項３に記載した発明の様に、上記小径段部１６の真円度を１．５μｍ以下とすれば、「外径寸法から算出したフープ応力」を「歪みゲージから測定したフープ応力」に対して十分に近づける事ができ、結果として信頼性の高い転がり疲れ寿命の管理を行なえる事が分る。

次に、上記各試料１〜１０に就いて、以下の条件で回転試験を行なった（前記外輪４を固定し、前記ハブ２及び内輪３を回転させた）。
回転速度：１，０００min^-1
ラジアル荷重：６，５００Ｎ
アキシアル荷重：３，９００Ｎ
そして、上記各試料１〜１０の転がり疲れ寿命を測定した。この測定結果を、以下の表２、及び図６に示す。尚、これら表２及び図６では、上記各試料１〜１０の転がり疲れ寿命を、試料１の転がり疲れ寿命の値を１．０とした場合の相対値（「転がり疲れ寿命比」）で示している。

上述した回転試験後の各試料１〜１０を観察し、更に分析したところ、「外径寸法から算出したフープ応力」が１５０ＭＰａよりも小さい各試料１、８は、上記ハブ２と上記内輪３との密着性が不十分であった為に、これらハブ２と内輪３との嵌合部でクリープが生じた結果、転がり疲れ寿命が短くなった事が分った。又、「外径寸法から算出したフープ応力」が２６０ＭＰａよりも大きい各試料５、６は、上記内輪３の外周面に形成された第二の内輪軌道７ｂに作用する、上記フープ応力の影響を十分に抑える事ができなかった為に、転がり疲れ寿命が短くなった事が分った。これに対し、請求項４に記載した発明の様に、「外径寸法から算出したフープ応力」が１５０〜２６０ＭＰａの範囲に収まっている各試料２、３、４、７、９、１０は、上記各試料１、８、５、６で生じた様な不具合が生じなかった為に、長寿命を得られた事が分った。

尚、本発明を実施する場合には、図７（Ａ）に示す様な工程順を採用する事もできる。この図７（Ａ）に示した工程は、上述の実施例１で採用した工程とほぼ同様であるが、内輪の一部外周面（上述の実施例１では小径段部１６）の外径寸法測定を、３回行なう点で異なる。このうち、上述の実施例１では行なわなかった外径寸法測定（２）は、内輪をハブの小径段部に圧入した時点で発生しているフープ応力を確認する為に行なう。この様な外径寸法測定（２）は、かしめ部の形成管理の慎重を期す上で、好ましい作業であると言えるが、上述した実施例１の場合の様に省略しても、特に問題が生じる事はない。一方、図７（Ｂ）に示した工程は、上述の実施例１の場合とは異なり、内輪の一部外周面の研削を、この内輪をハブの小径段部に圧入した後に行なう。これと共に、図示の各工程間で、それぞれ内輪の一部外周面の外径寸法測定（１）〜（４）を行なう。この様な図７（Ｂ）に示した工程では、内輪をハブの小径段部に圧入する事に基づいて生じた、この内輪の一部外周面の膨張量が、円周方向に関して不均一になった場合でも、その後、この一部外周面を研削する事により、当該不均一を解消できる（この一部外周面の真円度を改善できる）。この為、この一部外周面で発生している純粋なフープ応力を求める事ができ、かしめ部の形成管理の信頼性を向上できる。この様な図７（Ｂ）に示した工程は、本発明の技術的範囲から外れる。

又、本発明は、上述の実施例１に示した車輪支持用ハブユニットに限らず、軸部材の一端部に内輪を抑え付ける為のかしめ部を形成する総ての車輪支持用ハブユニットに対して適用できる。この場合に、例えば、前記図９〜１０に示した構造の様に、内輪３ａの外周面の内端部に小径段部が存在しない場合には、この内輪３ａの肩部１５の外周面のフープ応力（外径寸法）を測定する。尚、この場合に、シールリングが測定の邪魔になる場合には、このシールリングは、当該測定後に組み付ける様にする。又、かしめ部の形成後に内輪の一部外周面で発生しているフープ応力の好ましい範囲（各転動体のピッチ円直径が５０mm程度の車輪支持用ハブユニットの場合には、請求項４に記載した様に、１５０〜２６０ＭＰａの範囲）は、対象となる車輪支持用ハブユニットを構成する各転動体のピッチ円直径に応じて多少変化する。従って、このピッチ円直径が５０mmよりも大幅に（例えば１０mmを越えて）小さい（ピッチ円直径が４０mm未満）或は大きい（ピッチ円直径が６０mmを越える）車輪支持用ハブユニットを対象とする場合には、予め実験等により上記フープ応力の好ましい範囲を調べておいてから、本発明を実施する。

本発明の実施例１を示しており、（Ａ）はかしめ部を形成する前の状態を、（Ｂ）は同じく形成した後の状態を、それぞれ示す断面図。内輪の小径段部の外径寸法を測定する状況を示す図。内輪の小径段部の外径寸法が各工程毎に変化する様子を示す図。実験により求めた、熱膨張による増大量に関する予測テーブルを示す図。フープ応力比と真円度との関係を示す図。転がり疲れ寿命比とフープ応力との関係を示す図。本発明を実施する場合に採用しうる製造工程の２例を示すブロック図。本発明の対象となる車輪支持用ハブユニットの第１例を示す断面図。同第２例を示す断面図。同第３例を示す断面図。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ車輪支持用ハブユニット
２、２ａハブ
３、３ａ内輪
４、４ａ外輪
５転動体
６取付フランジ
７ａ、７ｂ内輪軌道
８小径段部
９段差面
１０スプライン孔
１１結合フランジ
１２ａ、１２ｂ外輪軌道
１３円筒部
１４かしめ部
１５肩部
１６小径段部
１７軸部材
１８センサ

Claims

軸部材の一端部に設けた小径段部に内輪を外嵌すると共に、この内輪の一端面を、この軸部材の一端部に設けた円筒部のうちこの内輪の一端面から突出した部分を径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部により抑え付ける事で、上記内輪を上記軸部材に結合固定している車輪支持用ハブユニットの製造方法であって、熱処理を施した後に一部外周面に研削加工を施してこの一部外周面の真円度を改善した内輪を上記小径段部に外嵌し、次いで、上記かしめ部を形成した後に、この内輪の一部外周面で発生している円周方向の引っ張り応力を、この内輪の一部外周面で上記真円度を改善した部分の外径寸法を、この内輪を上記小径段部に外嵌する前と、上記かしめ部を形成した後とでそれぞれ測定する事により測定し、この引っ張り応力の値が所定範囲に収まっている場合にのみ上記かしめ部が適切に形成されていると判定する為、このかしめ部を形成する事に伴って生じた熱により上記内輪が熱膨張したままの状態でこの内輪の一部外周面で上記真円度を改善した部分の外径寸法を測定すると共に、当該測定時の熱膨張に基づく外径寸法の増大量を予め用意しておいた実験データに基づいて推定し、上記測定した外径寸法からこの推定した増大量を差し引いた値を、上記かしめ部を形成した後の上記内輪の一部外周面で上記真円度を改善した部分の外径寸法とする車輪支持用ハブユニットの製造方法。
内輪の一部外周面の外径寸法を、この内輪を小径段部に外嵌する前と、かしめ部を形成した後とでそれぞれ測定すると共に、これら各外径寸法の測定値と上記内輪の弾性係数とに基づく応力の計算を行なう事により、上記円周方向の引っ張り応力を管理する、請求項１に記載した車輪支持用ハブユニットの製造方法。
研削加工を施した後の内輪の一部外周面の真円度を０．１〜１．５μｍの範囲に規制する、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した車輪支持用ハブユニットの製造方法。
円周方向の引っ張り応力を測定すべき内輪の一部外周面が、この内輪の外周面のうち、軸方向に関してかしめ部と隣接する側の端部に存在する円筒面部であり、このかしめ部が適切に形成されているか否かの判定基準となる上記引っ張り応力の所定範囲が１５０〜２６０ＭＰａである、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した車輪支持用ハブユニットの製造方法。