(57)【要約】【課題】かしめ部を形成する際の加工力を抑えられ、かつ、かしめ部が内輪の軸方向一方側の端面を押さえ付ける力を全周にわたり均一にしやすい製造方法を実現する。【解決手段】ハブ輪１３の中心軸に対して傾斜した中心軸を有し、かつ、ハブ輪１３の中心軸を中心として回転駆動された第１成形型を、ハブ輪１３の軸方向内側の端部に設けられた円筒部に押し付けることにより、この円筒部を径方向外方に塑性変形させることで、内輪１４の軸方向一方側の端面に当接していないかしめ部中間体を形成する工程と、誘導加熱コイルを用いてかしめ部中間体を所定温度になるように誘導加熱する工程と、円環状の押圧部を備えた第２成形型の該押圧部を、所定温度に誘導加熱されたかしめ部中間体の軸方向一方側の端部に全周にわたり軸方向に押し付けることにより、かしめ部中間体を塑性変形させることで、かしめ部１６を形成する工程と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材と、前記軸部材に外嵌された内輪とを備え、前記軸部材の軸方向一方側の端部に設けられた円筒部を径方向外方に塑性変形させることで形成されたかしめ部により、前記内輪の軸方向一方側の端面が押さえ付けられた軸受の製造方法であって、
前記軸部材の中心軸に対して傾斜した中心軸を有し、かつ、前記軸部材の中心軸を中心として回転駆動された第１成形型を、前記円筒部の軸方向一方側の端部に押し付けることにより、前記円筒部を径方向外方に塑性変形させることで、前記内輪の軸方向一方側の端面に当接していないかしめ部中間体を形成する工程と、
誘導加熱コイルを用いて前記かしめ部中間体を所定温度になるように誘導加熱する工程と、
円環状の押圧部を備えた第２成形型の該押圧部を、前記所定温度に誘導加熱された前記かしめ部中間体の軸方向一方側の端部に全周にわたり軸方向に押し付けることにより、前記かしめ部中間体を塑性変形させることで、前記かしめ部を形成する工程と、を備える、
軸受の製造方法。
【請求項２】
前記軸受は、前記かしめ部の軸方向一方側の端面に、円周方向に関する凹凸部であるフェイススプラインが形成されたものであり、
前記第２成形型の押圧部は、円周方向に関する凹凸形状を有しており、
前記かしめ部を形成する工程において、前記第２成形型の押圧部を、前記所定温度に誘導加熱された前記かしめ部中間体の軸方向一方側の端部に全周にわたり軸方向に押し付けることにより、前記かしめ部中間体を塑性変形させることで、前記かしめ部を形成すると同時に前記フェイススプラインを形成する、
請求項１に記載の軸受の製造方法。
【請求項３】
前記かしめ部中間体を形成する工程において、前記円筒部の硬度がＨＲＣ１５〜ＨＲＣ６４である、
請求項１又は２に記載の軸受の製造方法。
【請求項４】
前記軸部材が鋼製であり、
前記かしめ部中間体を誘導加熱する工程において、前記所定温度が、７００℃〜９００℃の範囲で、かつ、前記軸部材を構成する鋼のＡ1変態点以上の温度である、
請求項１〜３のうちの何れか１項に記載の軸受の製造方法。
【請求項５】
前記かしめ部中間体に不活性ガスを吹き付けながら、前記かしめ部中間体を誘導加熱する工程を実行する、
請求項１〜４のうちの何れか１項に記載の軸受の製造方法。
【請求項６】
内部にホルダ流路を有するホルダを前記内輪に接触させ、かつ、前記ホルダ流路に冷却液を通すことにより、前記内輪を冷却しながら、前記かしめ部中間体を誘導加熱する工程及び前記かしめ部を形成する工程を実行する、
請求項１〜５のうちの何れか１項に記載の軸受の製造方法。
【請求項７】
前記かしめ部を形成した後、前記かしめ部の温度が１５０℃に下がるまで、前記内輪の冷却を継続する、
請求項１〜６のうちの何れか１項に記載の軸受の製造方法。
【請求項８】
前記第２成形型が、内部に成形型流路を有しており、
前記成形型流路に冷却液を通しながら、前記かしめ部を形成する工程を実行する、
請求項１〜７のうちの何れか１項に記載の軸受の製造方法。
【請求項９】
軸部材と、前記軸部材に外嵌された内輪とを備え、前記軸部材の軸方向一方側の端部に設けられた筒状のかしめ部中間体を塑性変形させることで形成されたかしめ部により、前記内輪の軸方向一方側の端面が押さえ付けられた軸受の製造装置であって、
前記内輪の軸方向一方側部の外周面に隙間嵌めで嵌合させ、かつ、前記内輪の軸方向一方側の端面のうち前記かしめ部により押さえ付けられる部分よりも径方向外側に位置する部分に接触させることが可能なホルダと、
前記ホルダを支持し、かつ、前記ホルダを軸方向に移動させることが可能なホルダ支持手段と、
軸方向の移動を可能とされ、かつ、前記かしめ部中間体の軸方向一方側部の外径側に配置することが可能な誘導加熱コイルと、
軸方向の移動を可能とされ、かつ、前記かしめ部中間体の軸方向一方側の端部に全周にわたり軸方向に押し付けることが可能な円環状の押圧部を有する第２成形型と、を備えた、
軸受の製造装置。
【請求項１０】
前記軸受は、前記かしめ部の軸方向一方側の端面に、円周方向に関する凹凸部であるフェイススプラインが形成されたものであり、
前記第２成形型の押圧部は、前記フェイススプラインを形成するための、円周方向に関する凹凸形状を有している、
請求項９に記載の軸受の製造装置。
【請求項１１】
前記ホルダ支持手段は、前記ホルダに固定されているか又は前記ホルダと一体に形成されているホルダプレートと、前記ホルダプレートを前記ホルダの軸方向に移動させる油圧シリンダとを備える、
請求項９又は１０に記載の軸受の製造装置。
【請求項１２】
前記ホルダは、内部に不活性ガス通路を有しており、かつ、前記内輪の軸方向一方側部の外周面に前記ホルダを隙間嵌めで嵌合させると共に、前記内輪の軸方向一方側の端面のうち前記かしめ部により押さえ付けられる部分よりも径方向外側に位置する部分に前記ホルダを接触させた状態で、前記ホルダのうち前記かしめ部中間体の外周面と対向する円周方向複数箇所に、前記不活性ガス通路の下流端を開口させている、
請求項９〜１１のうちの何れか１項に記載の軸受の製造装置。
【請求項１３】
前記ホルダは、内部に冷却液を通すためのホルダ流路を有する、
請求項９〜１２のうちの何れか１項に記載の軸受の製造装置。
【請求項１４】
前記第２成形型は、内部に冷却液を通すための成形型流路を有する、
請求項９〜１３のうちの何れか１項に記載の軸受の製造装置。
【請求項１５】
前記第２成形型を軸方向に挿通し、かつ、前記かしめ部中間体に不活性ガスを吹き付けるためのノズルを、さらに備える、
請求項９〜１４のうちの何れか１項に記載の軸受の製造装置。
【請求項１６】
車輪を支持するための軸受であるハブユニット軸受を備えた車両の製造方法であって、
請求項１〜８のうちの何れか１項に記載の軸受の製造方法により前記ハブユニット軸受を製造する、
車両の製造方法。
【請求項１７】
軸受を備えた機械装置の製造方法であって、
請求項１〜８のうちの何れか１項に記載の軸受の製造方法により前記軸受を製造する、
機械装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受の製造方法及び製造装置と、車両及び機械装置の製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持するためのハブユニット軸受は、車輪と共に回転するハブを備えている。
【０００３】
例えば、特開２００４−２７８６７３号公報には、ハブとして、車輪が固定される軸部材であるハブ輪と、ハブ輪に外嵌された内輪とを含み、かつ、ハブ輪の軸方向内側の端部に設けられた円筒部を径方向外方に塑性変形させることで形成されたかしめ部により、内輪の軸方向内側の端面を押さえ付けた構成を有するものが記載されている。
【０００４】
かしめ部は、円筒部に揺動鍛造（揺動かしめ加工）を施すことによって、比較的小さい加工力で形成することができる。円筒部に揺動鍛造を施す場合には、ハブ輪の中心軸に対して傾斜した中心軸を有する成形型を、ハブ輪の中心軸を中心として回転させながら、円筒部の軸方向内側の端部に押し付ける。これにより、成形型から円筒部の円周方向一部に、ハブ輪の軸方向に関して外方に向き、かつ、ハブ輪の径方向に関して外方に向いた加工力を加える。また、この加工力を加える位置を、ハブ輪の中心軸を中心とする成形型の回転に伴って、円筒部の円周方向に関して連続的に変化させる。これにより、円筒部を径方向外方に塑性変形させることで、かしめ部を形成する。
【０００５】
特開２００４−２７８６７３号公報には、かしめ部を揺動鍛造によって形成する際の加工力をさらに小さくするための方法が記載されている。当該方法は、円筒部を所定温度まで加熱することによって、円筒部の変形抵抗を低下させる工程と、所定温度に加熱された円筒部に揺動鍛造を施してかしめ部を形成する工程とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２７８６７３号公報
【特許文献２】特開２００５−１４０２９１号公報
【特許文献３】特開昭６３−１８４５０１号公報
【特許文献４】国際公開２００６／１０５７４８
【特許文献５】国際公開２００９／１３９１３７
【特許文献６】特開２０１０−１３７６７６号公報
【特許文献７】特開２０１６−３０２６０号公報
【特許文献８】国際公開２０１６／１４０１７８
【特許文献９】特開２０１７−１３１０９号公報
【特許文献１０】特開２０１７−１８９９１号公報
【特許文献１１】特開２００５−１９５０８４号公報
【特許文献１２】特許第２５１４５１３号公報
【特許文献１３】特許第２５４２０８８号公報
【特許文献１４】特許第３３０５３２４号公報
【特許文献１５】特開２０１１−１２２２４０号公報
【特許文献１６】特開平６−２２６３５９号公報
【特許文献１７】特開２００７−０９０３６３号公報
【特許文献１８】特開平３−２９４０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来方法、すなわち、所定温度に加熱された円筒部に揺動鍛造を施してかしめ部を形成する方法は、かしめ部が完成するまで、円筒部の温度が高く維持されていること、すなわち、円筒部の変形抵抗が十分に低下していることが望ましい。
【０００８】
しかしながら、揺動鍛造は、円筒部に加える加工力の位置を円周方向に関して連続的に変化させながら円筒部を徐々に塑性変形させる加工方法であるため、円筒部を全周にわたり同時に塑性変形させる一発鍛造に比べて、かしめ部が完成するまでの時間が長くなる。
【０００９】
このため、所定温度に加熱された円筒部に揺動鍛造を施してかしめ部を形成する方法では、加工中に円筒部が冷えて、円筒部の変形抵抗が大きくなり、加工力を所望通りに抑えることが難しくなる可能性がある。
【００１０】
また、揺動鍛造を行う際に、成形型から円筒部に加わる加工力は、偏荷重（円周方向の一部分にのみ加わる荷重）となる。このため、かしめ部を揺動鍛造のみによって形成すると、かしめ部が内輪の軸方向内側の端面を押さえ付ける力が円周方向に関して不均一になる可能性がある。そして、不均一になった場合には、内輪の外周面に形成された内輪軌道の真円度が低下して、その分、ハブユニット軸受の軸受性能が低下する可能性がある。このような原因で軸受性能が低下したとしても、実用上問題となることはないが、より高品質で長寿命なハブユニット軸受を提供する観点から、改善の余地がある。
【００１１】
なお、本発明に関連する他の先行技術として、以下のものがあるが、何れの技術も、本発明の目的を達成できるものではない。
特開２００５−１４０２９１号公報には、加熱された円筒部を塑性変形させることによりかしめ部を形成する技術が記載されている。
特開昭６３−１８４５０１号公報、国際公開２００６／１０５７４８、国際公開２００９／１３９１３７、特開２０１０−１３７６７６号公報、特開２０１６−３０２６０号公報、国際公開２０１６／１４０１７８、特開２０１７−１３１０９号公報、特開２０１７−１８９９１号公報には、側面にフェイススプラインが形成されたかしめ部を、揺動する成形型を用いて冷間で加工する技術が記載されている。
特開２００５−１９５０８４号公報には、揺動鍛造によるかしめ部の形成作業を、２工程に分けて行う技術が記載されている。
特許第２５１４５１３号公報、特許第２５４２０８８号公報、特許第３３０５３２４号公報には、部品同士を組み立てる際に部品の一部をかしめる技術が記載されている。
特開２０１１−１２２２４０号公報には、高温で曲げ加工を行う技術が記載されている。
特開平６−２２６３５９号公報には、不活性ガスを用いて高温で曲げ加工を行う技術が記載されている。
特開２００７−０９０３６３号公報には、加熱部の最高到達温度が９００℃以下となるようにして鋼板を曲げ変形させる技術が記載されている。
特開平３−２９４０２０号公報には、冷却したワークを折り曲げ加工する技術が記載されている。
【００１２】
本発明の目的は、かしめ部を形成する際の加工力を抑えられ、かつ、かしめ部が内輪の軸方向一方側の端面を押さえ付ける力を全周にわたり均一にしやすい製造方法及び製造装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の製造対象となる軸受は、軸部材と、前記軸部材に外嵌された内輪とを備え、前記軸部材の軸方向一方側の端部に設けられた円筒部を径方向外方に塑性変形させることで形成されたかしめ部により、前記内輪の軸方向一方側の端面が押さえ付けられている。
本発明の軸受の製造方法は、
前記軸部材の中心軸に対して傾斜した中心軸を有し、かつ、前記軸部材の中心軸を中心として回転駆動された第１成形型を、前記円筒部の軸方向一方側の端部に押し付けることにより、前記円筒部を径方向外方に塑性変形させることで、前記内輪の軸方向一方側の端面に当接していないかしめ部中間体を形成する工程と、
誘導加熱コイルを用いて前記かしめ部中間体を所定温度になるように誘導加熱する工程と、
円環状の押圧部を備えた第２成形型の該押圧部を、前記所定温度に誘導加熱された前記かしめ部中間体の軸方向一方側の端部に全周にわたり軸方向に押し付けることにより、前記かしめ部中間体を塑性変形させることで、前記かしめ部を形成する工程と、
を備える。
【００１４】
本発明の軸受の製造方法では、製造対象となる軸受を、前記かしめ部の軸方向一方側の端面に、円周方向に関する凹凸部であるフェイススプラインが形成されたものとすることができる。
この場合には、前記第２成形型の押圧部は、円周方向に関する凹凸形状を有するものとする。そして、前記かしめ部を形成する工程において、前記第２成形型の押圧部を、前記所定温度に誘導加熱された前記かしめ部中間体の軸方向一方側の端部に全周にわたり軸方向に押し付けることにより、前記かしめ部中間体を塑性変形させることで、前記かしめ部を形成すると同時に前記フェイススプラインを形成する。
【００１５】
本発明の軸受の製造方法では、前記かしめ部中間体を形成する工程において、前記円筒部の硬度をＨＲＣ１５〜ＨＲＣ６４とすることができる。
【００１６】
本発明の軸受の製造方法では、前記軸部材を鋼製とすることができる。
この場合には、前記かしめ部中間体を誘導加熱する工程において、前記所定温度を、７００℃〜９００℃の範囲で、かつ、前記軸部材を構成する鋼のＡ1変態点以上の温度とすることができる。
【００１７】
本発明の軸受の製造方法では、前記かしめ部中間体に不活性ガスを吹き付けながら、前記かしめ部中間体を誘導加熱する工程を実行することができる。
【００１８】
本発明の軸受の製造方法では、内部にホルダ流路を有するホルダを前記内輪に接触させ、かつ、前記ホルダ流路に冷却液を通すことにより、前記内輪を冷却しながら、前記かしめ部中間体を誘導加熱する工程及び前記かしめ部を形成する工程を実行することができる。
【００１９】
本発明の軸受の製造方法では、前記かしめ部を形成した後、前記かしめ部の温度が１５０℃に下がるまで、前記内輪の冷却を継続することができる。
【００２０】
本発明の軸受の製造方法では、前記第２成形型を、内部に成形型流路を有するものとし、前記成形型流路に冷却液を通しながら、前記かしめ部を形成する工程を実行することができる。
【００２１】
本発明の製造装置により製造する軸受は、軸部材と、前記軸部材に外嵌された内輪とを備え、前記軸部材の軸方向一方側の端部に設けられた筒状のかしめ部中間体を塑性変形させることで形成されたかしめ部により、前記内輪の軸方向一方側の端面が押さえ付けられている。
本発明の軸受の製造装置は、
前記内輪の軸方向一方側部の外周面に隙間嵌めで嵌合させ、かつ、前記内輪の軸方向一方側の端面のうち前記かしめ部により押さえ付けられる部分よりも径方向外側に位置する部分に接触させることが可能なホルダと、
前記ホルダを支持し、かつ、前記ホルダを軸方向に移動させることが可能なホルダ支持手段と、
軸方向の移動を可能とされ、かつ、前記かしめ部中間体の軸方向一方側部の外径側に配置することが可能な誘導加熱コイルと、
軸方向の移動を可能とされ、かつ、前記かしめ部中間体の軸方向一方側の端部に全周にわたり軸方向に押し付けることが可能な円環状の押圧部を有する第２成形型と、
を備える。
【００２２】
本発明の製造装置では、製造対象となる軸受を、前記かしめ部の軸方向一方側の端面に、円周方向に関する凹凸部であるフェイススプラインが形成されたものとすることができる。
この場合には、前記第２成形型の押圧部は、前記フェイススプラインを形成するための、円周方向に関する凹凸形状を有するものとすることができる。
【００２３】
本発明の製造装置では、前記ホルダ支持手段は、前記ホルダに固定されているか又は前記ホルダと一体に形成されているホルダプレートと、前記ホルダプレートを前記ホルダの軸方向に移動させる油圧シリンダとを備えたものとすることができる。
【００２４】
本発明の製造装置では、前記ホルダは、内部に不活性ガス通路を有しており、かつ、前記内輪の軸方向一方側部の外周面に前記ホルダを隙間嵌めで嵌合させると共に、前記内輪の軸方向一方側の端面のうち前記かしめ部により押さえ付けられる部分よりも径方向外側に位置する部分に前記ホルダを接触させた状態で、前記ホルダのうち前記かしめ部中間体の外周面と対向する円周方向複数箇所に、前記不活性ガス通路の下流端を開口させたものとすることができる。
【００２５】
本発明の製造装置では、前記ホルダは、内部に冷却液を通すためのホルダ流路を有するものとすることができる。
【００２６】
本発明の製造装置では、前記第２成形型は、内部に冷却液を通すための成形型流路を有するものとすることができる。
【００２７】
本発明の製造装置では、前記第２成形型を軸方向に挿通し、かつ、前記かしめ部中間体に不活性ガスを吹き付けるためのノズルを、さらに備えたものとすることができる。
【００２８】
本発明の車両の製造方法は、車輪を支持するための軸受であるハブユニット軸受を備えた車両を対象とするもので、本発明の軸受の製造方法により前記ハブユニット軸受を製造する。
【００２９】
本発明の機械装置の製造方法は、軸受を備えた機械装置を対象とするもので、本発明の軸受の製造方法により前記軸受を製造する。なお、製造対象となる機械装置は、動力の種類を問わない。すなわち、当該動力は、人力以外のものであっても良いし、人力であっても良い。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、かしめ部を形成する際の加工力を抑えられ、かつ、かしめ部が内輪の軸方向一方側の端面を押さえ付ける力を全周にわたり均一にしやすい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、実施の形態の第１例に係るハブユニット軸受を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、実施の形態の第１例に係るハブユニット軸受の製造方法に関して、第１成形型を用いて、ワークの円筒部に揺動鍛造を施すことにより、かしめ部中間体を形成する工程を示す断面図である。
【図３】図３は、かしめ部中間体が形成されたワークの上方に、ホルダ、誘導加熱コイル、及び第２成形型のそれぞれを配置した状態を示す断面図である。
【図４】図４は、図３に示した状態から、ホルダを下降させ、ホルダによりワークの内輪を保持した状態を示す断面図である。
【図５】図５は、図４に示した状態から、誘導加熱コイルを下降させ、誘導加熱コイルによりかしめ部中間体を誘導加熱する状態を示す断面図である。
【図６】図６は、図５に示した状態から、第２成形型を下降させ、第２成形型によりかしめ部を形成するのと同時にハブ側フェイススプラインを形成する状態を示す断面図である。
【図７】図７は、ホルダを上下方向に移動させる機構の１例を示す、図６と同様の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例について、図１〜図７を用いて説明する。
【００３３】
本例の製造対象となるハブユニット軸受１は、図１に示すような構造を有する。図１において、ハブユニット軸受１は、ジョイント外輪２と組み合わされることにより、車輪駆動ユニット３を構成している。
【００３４】
なお、車輪駆動ユニット３に関して、軸方向外側は、車両への組み付け状態で車両の幅方向外側となる図１の左側であり、軸方向内側は、車両への組み付け状態で車両の幅方向中央側となる図１の右側である。
【００３５】
ハブユニット軸受１は、使用状態で回転しない外輪４と、使用状態で車輪と共に回転するハブ５と、それぞれが転動体である複数個の玉６とを備える。
【００３６】
外輪４は、鋼製で、内周面に複列の外輪軌道７ａ、７ｂを有し、かつ、軸方向中間部に、径方向外方に突出した静止フランジ８を有する。静止フランジ８は、外輪４を懸架装置のナックルに結合するためのものである。外輪軌道７ａ、７ｂには、高周波焼入れによる硬化処理が施されている。
【００３７】
ハブ５は、外輪４の内径側に、外輪４と同軸に配置されており、外周面に複列の内輪軌道９ａ、９ｂを有し、かつ、外輪４よりも軸方向外方に突出した軸方向外側部に、径方向外方に突出した回転フランジ１０を有する。回転フランジ１０は、ハブ５に車輪及び制動用回転体を結合するためのものである。また、ハブ５は、径方向中心部に、軸方向の貫通孔である中心孔１１を有し、かつ、軸方向内側の端面に、全周にわたりハブ側フェイススプライン１２を有する。ハブ側フェイススプライン１２は、円周方向に関する凹凸部であり、具体的には、軸方向内方に突出する歯（凸部）を円周方向に関して等間隔に配置することにより構成されている。ハブ側フェイススプライン１２を構成する歯は、放射状に配置されている。
【００３８】
玉６は、鋼製で、複列の外輪軌道７ａ、７ｂと複列の内輪軌道９ａ、９ｂとの間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ配置されている。玉６には、背面組合せ（ＤＢ）型の接触角と共に予圧を付与されている。なお、本例では、転動体として玉６を使用しているが、転動体として円すいころを使用することもできる。
【００３９】
ハブ５は、鋼製のハブ輪１３と、鋼製の内輪１４とを組み合わせることにより構成されている。軸方向外側列の内輪軌道９ａ、回転フランジ１０、及び中心孔１１のそれぞれは、ハブ輪１３に備えられており、軸方向内側列の内輪軌道９ｂは、内輪１４に備えられている。ハブ輪１３の外輪軌道７ａには、高周波焼入れによる硬化処理が施されている。内輪１４は、ズブ焼きなどの一般的な焼入れ及び焼戻し処理を施され、全体が硬化されている。また、ハブ輪１３は、軸方向内側部外周面に小径段部１５を有する。内輪１４は、小径段部１５に圧入（締り嵌め）により外嵌され、かつ、ハブ輪１３の軸方向内側の端部に設けられた円筒部２３（図２参照）を径方向外方に塑性変形させることで形成されたかしめ部１６により軸方向内側の端面を押さえ付けられている。これにより、玉６に適正な予圧が付与され、かつ、ハブ輪１３に対する内輪１４の分離が防止されている。ハブ側フェイススプライン１２は、かしめ部１６の軸方向内側の端面に全周にわたり設けられている。
【００４０】
ジョイント外輪２は、軸方向外側の端部を底部とするカップ形状を有する。ジョイント外輪２は、底部の径方向中心部に、軸方向の貫通であるねじ孔１７を有し、かつ、底部の軸方向外側面の径方向外側部に、全周にわたりジョイント側フェイススプライン１８を有する。ジョイント側フェイススプライン１８は、円周方向に関する凹凸部であり、具体的には、軸方向外方に突出する歯（凸部）を円周方向に関して等間隔に配置することにより構成されている。ジョイント側フェイススプライン１８を構成する歯は、放射状に配置されている。ジョイント側フェイススプライン１８の歯数は、ハブ側フェイススプライン１２の歯数と同じである。
【００４１】
ハブ５とジョイント外輪２とは、トルク伝達を可能に組み合わされている。具体的には、互いに同軸に配置され、かつ、ハブ側フェイススプライン１２とジョイント側フェイススプライン１８とが噛み合っている。また、中心孔１１に軸方向外側から挿通されたボルト１９が、ねじ孔１７に螺合されている。そして、ボルト１９の頭部２０とジョイント外輪２との間で、ハブ５が軸方向に挟持されている。ジョイント外輪２の内径側には、ジョイント内輪２１が、複数のボール２２を介して支持されている。車輪駆動ユニット３を自動車に組み付けた状態では、ジョイント内輪２１の内径側に、図示しないドライブシャフトの端部がトルク伝達を可能に接続される。
【００４２】
本例のハブユニット軸受１を製造する際に、かしめ部１６及びハブ側フェイススプライン１２は、以下の方法で形成される。
【００４３】
なお、かしめ部１６及びハブ側フェイススプライン１２を形成する作業は、かしめ部１６及びハブ側フェイススプライン１２が形成される前のハブユニット軸受１、すなわち、ハブ輪１３の軸方向内側の端部が未だ円筒部２３（図２参照）になっているハブユニット軸受１を組み立てた状態で行う。また、本例では、ハブ輪１３を構成する鋼は、炭素鋼（Ｓ４５Ｃ〜Ｓ５５Ｃ）や軸受鋼（ＳＵＪ２、ＳＵＪ３）などであり、焼き入れなどの熱処理が施されていても良く、円筒部２３の硬度は、ＨＲＣ１５〜ＨＲＣ６４程度である。
【００４４】
本例では、かしめ部１６及びハブ側フェイススプライン１２を形成する作業は、大きく分けて、２工程（第１工程、第２工程）で行われる。
第１工程では、図２（ａ）→図２（ｂ）に示すように、揺動鍛造によって、常温の円筒部２３を径方向外側に塑性変形させることにより、内輪１４の軸方向内側の端面に当接していない部分円すい筒状のかしめ部中間体２４を形成する。
第２工程では、図３→図４→図５→図６に示すように、かしめ部中間体２４を所定温度まで誘導加熱した後、一発鍛造によって、所定温度に加熱されたかしめ部中間体２４を塑性変形させることにより、かしめ部１６を形成するのと同時に、ハブ側フェイススプライン１２を形成する。
以下、これらの工程について、より具体的に説明する。
【００４５】
（第１工程）
第１工程では、図２に示すような第１成形型２５を用いて、常温の円筒部２３に揺動鍛造を施す。
なお、以下の説明中、上下方向は、図中の上下方向を意味する。
【００４６】
第１成形型２５は、ハブ５の上方に配置されており、ハブ５の中心軸Ｃと同軸に設けられた主軸αと、主軸αに対し所定角度θだけ傾斜した自転軸βとを有し、かつ、下端部に、自転軸βを中心とする円環状の凹面である加工面部２６を有している。第１成形型２５は、上下方向の移動及び主軸αを中心とする回転駆動を可能とされており、かつ、自転軸βを中心とする自転を自在とされている。
【００４７】
第１成形型２５を用いて、円筒部２３に揺動鍛造を施す際には、ハブ輪１３の変位を阻止した状態で、図２（ａ）に示すように、第１成形型２５を、主軸αを中心として回転させながら、第１成形型２５の加工面部２６を、円筒部２３に押し付ける。これにより、第１成形型２５から円筒部２３の円周方向一部に、上下方向に関して下方に向き、かつ、径方向に関して外方に向いた加工力を加える。そして、この加工力を加える位置を、主軸αを中心とする第１成形型２５の回転（及び自転軸βを中心とする第１成形型２５の回転）に伴って、円筒部２３の円周方向に関して連続的に変化させる。これにより、図２（ａ）→図２（ｂ）に示すように、円筒部２３を径方向外方に塑性変形させることで、かしめ部中間体２４を形成する。かしめ部中間体２４は、軸方向内側に向かう程径方向外側に向かう方向に傾斜した部分円すい筒状であって、軸方向内側に向かう程肉厚になっており、かつ、内輪１４の軸方向内側の端面に対して、当接することなく軸方向に対向している。
【００４８】
（第２工程）
第２工程では、まず、図３に示すように、かしめ部中間体２４が形成されたハブ５の上方に、ホルダ２７、誘導加熱コイル２８、及び第２成形型２９を配置する。
【００４９】
ホルダ２７は、金属製で、円環状に造られており、ハブ５と同軸に配置されている。ホルダ２７は、軸方向中間部に、径方向内方に突出した鍔部３０を有する。ホルダ２７は、鍔部３０よりも下側に位置する部分の内周面を、円筒面状の嵌合面部３１とし、かつ、鍔部３０よりも上側に位置する部分の内周面を、円筒面状のコイル収容面部３２としている。鍔部３０の内径寸法は、かしめ部中間体２４の外径寸法（及び完成後のかしめ部１６の外径寸法）よりも大きい。嵌合面部３１の内径寸法は、内輪１４の軸方向内側部の外径寸法よりも僅かに大きい。コイル収容面部３２の内径寸法は、後述する誘導加熱コイル２８の外径寸法よりも大きい。
【００５０】
ホルダ２７は、内部に図示しないホルダ流路を有しており、このホルダ流路に冷却水や冷却油などの冷却液を通すことによって、冷却できるようになっている。
【００５１】
ホルダ２７は、内部に図示しない不活性ガス通路を有しており、鍔部３０の内周面の円周方向等間隔となる複数箇所に、前記不活性ガス通路の下流端を開口させている。そして、これらの下流端から、前記不活性ガス通路を通じて流れてきた、不活性ガスである窒素ガスを噴出できるようになっている。
【００５２】
ホルダ２７は、上下方向に関する移動を可能とされている。このために例えば、図７に示すように、中央部にホルダ２７を設けたホルダプレート３３を、複数の油圧シリンダ３４により上下方向に移動させる構成を採用することができる。なお、図７は、ホルダ２７とホルダプレート３３とが一体に形成された構造を示しているが、ホルダとホルダプレートとを別体とし、ホルダをホルダプレートに保持固定する構造を採用することもできる。
【００５３】
誘導加熱コイル２８は、円環状に造られており、ハブ５と同軸に配置されている。誘導加熱コイル２８は、図３に示す初期状態で、ホルダ２７のコイル収容面部３２の内径側に配置されている。誘導加熱コイル２８の内径寸法は、かしめ部中間体２４の外径寸法（及び完成後のかしめ部１６の外径寸法）よりも大きい。
誘導加熱コイル２８は、上下方向に関する移動を可能とされている。
【００５４】
第２成形型２９は、ハブ５と同軸に配置されており、下端部に、自身の中心軸を中心とする円環状の押圧部３５を備える。押圧部３５は、円周方向に関する凹凸形状を有しており、具体的には、下方に突出する加工歯（凸部）３６を円周方向に関して等間隔に配置することにより構成されている。加工歯３６のそれぞれは、放射状に配置され、かつ、先端面である下端面が、径方向外側に向かう程上方に向かう方向に傾斜している。
【００５５】
第２成形型２９は、内部に図示しない成形型流路を有しており、この成形型流路に冷却水や冷却油などの冷却液を通すことによって、冷却できるようになっている。
【００５６】
第２成形型２９は、径方向中心部に、軸方向の挿通孔３７（図５にのみ図示）を有する。挿通孔３７は、ノズル３８（図５にのみ図示）を挿通可能であり、ノズル３８は、先端部である下端部から窒素ガスを噴出可能である。
第２成形型２９は、上下方向に関する移動を可能とされている。
【００５７】
次に、図３→図４に示すように、ホルダ２７を下降させる。そして、ホルダ２７の嵌合面部３１を、内輪１４の軸方向内側部の外周面に隙間嵌めで嵌合させ、かつ、ホルダ２７の鍔部３０の下面を、内輪１４の軸方向内側の端面の径方向外側部に接触させる。これと共に、ホルダ２７の鍔部３０を、かしめ部中間体２４の軸方向外側部の外径側に配置する。
【００５８】
そして、この状態で、ホルダ２７内のホルダ流路に冷却液を通すことによって、ホルダ２７を冷却すると共に、ホルダ２７を接触させた内輪１４を冷却する。そして、当該冷却を、後述するかしめ部１６の形成後、かしめ部１６の温度が１５０℃に下がるまで継続する。これにより、当該冷却の間中、かしめ部中間体２４又はかしめ部１６の熱にかかわらず、内輪１４の温度を１５０℃以下に保ち、内輪１４がなまって硬度が低下するのを防止する。
【００５９】
次に、図４→図５に示すように、誘導加熱コイル２８を下降させる。そして、誘導加熱コイル２８を、ホルダ２７のコイル収容面部３２の内径側に、ホルダ２７に対して非接触となるように挿入すると共に、誘導加熱コイル２８を、かしめ部中間体２４の軸方向内側部の外径側に配置する。
【００６０】
そして、この状態で、誘導加熱コイル２８に電流を流すことによって、かしめ部中間体２４のみを誘導加熱する。ここで、かしめ部中間体２４は、内輪１４の軸方向内側の端面に当接していない。このため、かしめ部中間体２４の外径側に配置された誘導加熱コイル２８に電流を流すことによって、かしめ部中間体２４のみを効率良く誘導加熱することができる。そして、このようにかしめ部中間体２４のみを誘導加熱することにより、かしめ部中間体２４の温度を所定温度まで上昇させることで、かしめ部中間体２４の変形抵抗を低下させる。
【００６１】
ここで、本例では、前記所定温度を、７００℃〜９００℃の範囲で、かつ、ハブ輪１３を構成する鋼のＡ1変態点以上の温度としている。これにより、かしめ部中間体２４の変形抵抗を十分に低下させられるようにしている。なお、本発明を実施する場合、前記所定温度は、７００℃未満の温度とすることもできる。ただし、前記所定温度が１００℃や２００℃では、かしめ部中間体２４の変形抵抗はほとんど下がらず、加熱する設備や加熱の電気代が高くなるだけであるため、前記所定温度は、３００℃以上であることが好ましい。
【００６２】
また、本例では、かしめ部中間体２４を誘導加熱する作業は、かしめ部中間体２４に窒素ガスを吹き付けながら（かしめ部中間体２４の周囲を窒素ガス雰囲気にしながら）行う。これにより、誘導加熱されたかしめ部中間体２４が酸化するのを防止する。本例では、かしめ部中間体２４に対し、次のようにして窒素ガスを吹き付ける。
【００６３】
ホルダ２７の鍔部３０の内周面の円周方向等間隔となる複数箇所に開口させた、ホルダ２７内の不活性ガス通路の下流端から窒素ガスを噴出し、この窒素ガスをかしめ部中間体２４の外周面に吹き付ける。ここで、かしめ部中間体２４は、内輪１４の軸方向内側の端面に当接していない。このため、かしめ部中間体２４の外周面に対して窒素ガスを効率良く吹き付けることができる。
第２成形型２９の挿通孔３７に挿通したノズル３８の下端部である先端部３９から窒素ガスを噴出し、この窒素ガスを、かしめ部中間体２４の軸方向内側面及び内周面の全周に吹き付ける。本例では、ノズル３８の先端部３９は、円すい形状を有すると共に、外周面の複数箇所に図示しない窒素ガスの噴出口を有するもので、窒素ガスのスプレー角Ｓが大きく、噴出した窒素ガスを、かしめ部中間体２４の軸方向内側面及び内周面の全周に吹き付けられるようになっている。
なお、本例では、ハブ輪１３が中心孔１１を有しているため、図５に仮想線で示すように、ハブ輪１３の軸方向外側から中心孔１１内に別のノズル３８ａを挿入し、この別のノズル３８ａの上端部である先端部から噴出した窒素ガスを、かしめ部中間体２４の内周面に吹き付けることもできる。
なお、本例では、かしめ部中間体２４に吹き付ける不活性ガスとして窒素ガスを用いているが、本発明を実施する場合には、当該不活性ガスとして、例えばアルゴンガスなどの希ガスを用いることもできる。
【００６４】
次に、ハブ輪１３の変位を阻止した状態で、図５→図６に示すように、第２成形型２９を下降させる。これにより、第２成形型２９を用いて、所定温度に誘導加熱されたかしめ部中間体２４に一発鍛造を施す。具体的には、第２成形型２９の押圧部３５を、所定温度に誘導加熱されたかしめ部中間体２４の軸方向内側の端部に全周にわたり軸方向に押し付ける。これにより、かしめ部中間体２４を塑性変形させることによって、具体的には、かしめ部中間体２４を内輪１４の軸方向内側の端面に向けて押し潰すように塑性変形させると共に、かしめ部中間体２４に押圧部３５の凸部である加工歯３６を食い込ませることによって、かしめ部１６を形成するのと同時に、ハブ側フェイススプライン１２を形成する。
【００６５】
なお、所定温度に誘導加熱されたかしめ部中間体２４ではなく、所定温度に誘導加熱された円筒部２３（図２参照）に対して上述のような一発鍛造を施す場合には、内径側に材料が流れて、かしめ部１６及びハブ側フェイススプライン１２を精度良く形成することができなくなる可能性がある。これに対して、かしめ部中間体２４は、軸方向内側に向かう程径方向外側に向かう方向に傾斜した部分円すい筒状であり、円筒部２３に比べて、内輪１４の軸方向内側の端面に近づいている。このため、所定温度に誘導加熱されたかしめ部中間体２４に対して上述のような一発鍛造を施す本例では、かしめ部１６及びハブ側フェイススプライン１２を精度良く形成することが容易となる。ただし、円筒部２３とかしめ部中間体２４との形状差が小さく、かしめ部中間体２４が内輪１４の軸方向内側の端面から離れ過ぎていると、その分、上述のような一発鍛造によって、かしめ部１６及びハブ側フェイススプライン１２を精度良く形成することが難しくなる。このため、かしめ部中間体２４は、ある程度、内輪１４の軸方向内側の端面に近づけて形成するのが好ましい。
【００６６】
また、本例では、所定温度に誘導加熱されたかしめ部中間体２４に上述のような一発鍛造を施す作業、すなわち、かしめ部１６及びハブ側フェイススプライン１２を形成する作業を、第２成形型２９内の成形型流路に冷却液を通すことにより、第２成形型２９を冷却しながら行う。これにより、かしめ部中間体２４又はかしめ部１６の熱によって第２成形型２９がなまる（硬度が低下する）ことを防止して、第２成形型２９の寿命が低下することを防止する。
【００６７】
上述したような本例のハブユニット軸受１の製造方法によれば、かしめ部１６及びハブ側フェイススプライン１２を形成する際の加工力（第１工程における揺動鍛造の加工力、及び、第２工程における一発鍛造の加工力）を小さく抑えられ、かつ、かしめ部１６が内輪１４の軸方向内側の端面を押さえ付ける力を全周にわたり均一にしやすい。この点について、以下、具体的に説明する。
【００６８】
本例では、かしめ部１６及びハブ側フェイススプライン１２を形成するために、第１工程において、常温の円筒部２３に揺動鍛造を施すが、円筒部２３に施す揺動鍛造の加工力は、円筒部２３の塑性変形量が大きくなる程、徐々に大きくなる。これに対して、本例では、円筒部２３に施す揺動鍛造は、内輪１４の軸方向内側の端面に対して当接しないかしめ部中間体２４が形成される段階（加工力が比較的小さい段階）までしか行わず、内輪１４の軸方向内側の端面を押さえ付けるかしめ部１６が形成される段階（加工力が比較的大きくなる段階）までは行わない。したがって、本例では、第１工程における揺動鍛造の加工力を小さく抑えることができる。換言すれば、第１工程における揺動鍛造を、比較的小型の装置を用いて行うことができる。なお、本発明を実施する場合には、第１工程において、円筒部２３を誘導加熱などによって加熱した後、加熱された円筒部２３に対して揺動鍛造を施すことにより、かしめ部中間体２４を形成することもできる。この場合には、第１工程における揺動鍛造の加工力をより小さくすることができる。
【００６９】
また、本例では、第２工程において、所定温度まで揺動加熱されたかしめ部中間体２４に一発鍛造を施すことにより、かしめ部１６及びハブ側フェイススプライン１２を形成するが、一発鍛造は、揺動鍛造に比べて、加工時間が短い。このため、所定温度まで揺動加熱されたかしめ部中間体２４に一発鍛造を施すことにより、かしめ部１６及びハブ側フェイススプライン１２が完成するまでの間、かしめ部中間体２４の温度を高く維持すること、すなわち、かしめ部中間体２４の変形抵抗が十分に低下している状態を維持することができる。したがって、第２工程における一発鍛造の加工力を小さく抑えることができる。換言すれば、第２工程における揺動鍛造を、比較的小型の装置を用いて行うことができる。
【００７０】
また、本例では、第２工程において、所定温度まで揺動加熱されたかしめ部中間体２４に一発鍛造を施すことにより、かしめ部１６を形成する。ここで、一発鍛造を行う際に、被加工部位に加わる加工力は、偏荷重にはならない。このため、本例によれば、揺動鍛造のみによってかしめ部１６を形成する場合に比べて、かしめ部１６が内輪１４の軸方向内側の端面を押さえ付ける力を全周にわたり均一にしやすい。この結果、内輪１４の外周面に形成された内輪軌道９ｂの真円度を良好にしやすく、ハブユニット軸受の軸受性能を確保しやすい。
【００７１】
また、本例では、かしめ部１６の品質を高くすることができる。すなわち、揺動鍛造を行う際に、被加工部位の変形は、中心軸に対して非対称な変形になる。このため、かしめ部１６の形成作業を揺動鍛造だけで行う場合には、完成後のかしめ部１６に、中心軸に対し不均一なひずみや残留応力が残る。これに対して、本例では、揺動鍛造は、かしめ部中間体２４を形成する段階までしか行わない。このため、かしめ部中間体２４に残る不均一なひずみや残留応力は、非常に少ない。また、本例では、その後、かしめ部中間体２４を所定温度になるまで誘導加熱した状態で、該かしめ部中間体２４に一発鍛造を施すこと、すなわち、該かしめ部中間体２４に中心軸に対して対称な変形を生じさせることによって、かしめ部１６を形成する。この結果、かしめ部中間体２４に残っていた不均一なひずみや残留応力が除去され、ひずみや残留応力が均一になった、品質の高いかしめ部１６を形成することができる。
【００７２】
また、本例では、かしめ部１６を形成した後に生じる、かしめ部１６の熱収縮（冷却収縮）によって、かしめ部１６により内輪１４の軸方向内側の端面を押さえ付ける力が上昇する。したがって、本例では、かしめ部１６を形成する際に、かしめ部１６を介して内輪１４の軸方向内側の端面を強く押さなくても、かしめ部１６により内輪１４の軸方向内側の端面を押さえ付ける力を十分に確保することができる。
【００７３】
本発明の軸受の製造方法は、かしめ部の軸方向一方側の端面にフェイススプラインが形成されていない軸受にも適用可能である。このような適用例の場合、第２成形型の円環状の押圧部は、円周方向に関する凹凸形状を有していないもの、具体的には、フェイススプラインが形成されていないかしめ部の軸方向一方側の端面と合致する形状を有するものとする。そして、このような適用例においても、かしめ部の軸方向一方側の端面にフェイススプラインが形成されている軸受への適用例の場合と同様の作用効果を奏することができる。
本発明の軸受の製造方法は、駆動輪用のハブユニット軸受に限らず、従動輪用のハブユニット軸受にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１  ハブユニット軸受
２  ジョイント外輪
３  車輪駆動ユニット
４  外輪
５  ハブ
６  玉
７ａ、７ｂ  外輪軌道
８  静止フランジ
９ａ、９ｂ  内輪軌道
１０  回転フランジ
１１  中心孔
１２  ハブ側フェイススプライン
１３  ハブ輪
１４  内輪
１５  小径段部
１６  かしめ部
１７  ねじ孔
１８  ジョイント側フェイススプライン
１９  ボルト
２０  頭部
２１  ジョイント内輪
２２  ボール
２３  円筒部
２４  かしめ部中間体
２５  第１成形型
２６  加工面部
２７  ホルダ
２８  誘導加熱コイル
２９  第２成形型
３０  鍔部
３１  嵌合面部
３２  コイル収容面部
３３  ホルダプレート
３４  油圧シリンダ
３５  押圧部
３６  加工歯
３７  挿通孔
３８、３８ａ  ノズル
３９  先端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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