(57)【要約】【課題】かしめ加工に起因して生じる寸法精度の低下を抑制することができる車輪用転がり軸受装置の製造方法を提供する。【解決手段】  車輪用転がり軸受装置１は、径方向外側に延びるフランジ６が一端部に形成された円筒状の内輪２と、内輪２の他端部に外嵌された内輪部材１０とを備えている。内輪２の他端部が径方向外側にかしめ加工されることで内輪部材１０は、内輪２に抜け止め固定されている。車輪用転がり軸受装置１の製造方法は、フランジ６と非接触状態で内輪２の一端面の内周縁部に当接して内輪２を支持する支持台２０によって内輪２を支持し、支持台２０で支持された内輪２にかしめ加工を行う工程を含んでいる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向外側に延びるフランジが一端部に形成された円筒状の内輪と、前記内輪の他端部に外嵌された内輪構成部材とを備え、前記内輪の他端部が径方向外側にかしめ加工されることで前記内輪構成部材が前記内輪に抜け止め固定された車輪用転がり軸受装置の製造方法であって、
前記フランジと非接触状態で前記内輪一端面の内周縁部に当接して前記内輪を支持する支持部材によって当該内輪を支持し、前記支持部材で支持された前記内輪に前記かしめ加工を行うことを特徴とする車輪用転がり軸受装置の製造方法。
【請求項２】
前記内輪一端面の内周縁部には、軸方向他端側に向かって凹むインロー部が形成されており、
前記支持部材は、前記インロー部の底面に当接し、前記内輪を支持する支持部を備えている請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車輪等を支持するために用いられる車輪用転がり軸受装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両には、車輪を支持するための転がり軸受装置が用いられている。この車輪用転がり軸受装置には、外輪の内周側に配置される内輪の端部に環状の内輪構成部材が外嵌されるものがある。前記内輪構成部材は、前記内輪の端部を径方向外側にかしめるかしめ加工を行うことで前記内輪に抜け止め固定される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記内輪には、中実軸状に形成されたものや、円筒状に形成されたものが存在する。
これらの内、内輪が中実軸状に形成されていれば、軸心付近で前記内輪を支持し、かしめ加工することができる。
【０００４】
一方、内輪が円筒状に形成されている場合、当該内輪を軸心付近で支持することはできない。よって、図６に示すように、内輪１０３の一端面１００を下向きにして水平な支持面１０２に当接させ、内輪１０３を支持面１０２上に配置する。その後、内輪構成部材１０４を内輪１０３の他端部に外嵌し、パンチ１０５によって、内輪１０３の他端部をかしめてかしめ部１０３ａを形成し、内輪構成部材１０４を内輪１０３に固定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１５３１７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図６において、内輪１０３の一端部には、内輪１０３を車両等に固定するためのフランジ１０６が形成されており、フランジ１０６のフランジ面１０６ａを含む一端面１００全体が支持面１０２に当接した状態で、内輪１０３の他端部がかしめられる。
この場合、パンチ１０５による荷重は、内輪１０３に対して図中矢印（図６において左斜め下方）に示す方向に作用するため、フランジ面１０６ａ全体が支持面１０２に当接しているフランジ１０６には、当該フランジ１０６の先端付近から内輪１０３の内周端縁付近までの径方向寸法長さを腕の長さＬ２とするモーメント荷重が作用する。
【０００７】
この結果、フランジ１０６には、当該フランジ１０６を他端部側に向かって反るように変形させようとするモーメント荷重が比較的大きく作用し、フランジ１０６本体やフランジ１０６の基端部付近に変形が生じたり、これら変形に起因して内輪１０３の内径寸法にも変化が生じ、転がり軸受装置としての寸法精度が低下することがある。
前記寸法精度が低下すると、転がり軸受装置として本来の性能を発揮できないばかりか、当該転がり軸受装置が取り付けられる車両の直進性や乗り心地等の品質に影響を与えるおそれもある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、かしめ加工に起因して生じる寸法精度の低下を抑制することができる車輪用転がり軸受装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、径方向外側に延びるフランジが一端部に形成された円筒状の内輪と、前記内輪の他端部に外嵌された内輪構成部材とを備え、前記内輪の他端部が径方向外側にかしめ加工されることで前記内輪構成部材が前記内輪に抜け止め固定された車輪用転がり軸受装置の製造方法であって、前記フランジと非接触状態で前記内輪一端面の内周縁部に当接して前記内輪を支持する支持部材によって当該内輪を支持し、前記支持部材で支持された前記内輪に前記かしめ加工を行うことを特徴としている。
【００１０】
上記構成の車輪用転がり軸受装置の製造方法によれば、フランジが支持部材に対して非接触状態で支持された内輪に対してかしめ加工を行うので、かしめ加工時にフランジに作用するモーメント荷重を小さくすることができる。この結果、フランジやフランジの基端部付近に生じる変形を抑制することができ、フランジを含む内輪の寸法精度の低下を抑制することができる。このように、かしめ加工に起因して車輪用転がり軸受装置に生じる寸法精度の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の車輪用転がり軸受装置の製造方法によれば、かしめ加工に起因して生じる寸法精度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る車輪用転がり軸受装置の断面図である。
【図２】内輪の他端部に対するかしめ加工の態様を示した断面図であり、かしめ加工を行うためのかしめ装置に車輪用転がり軸受装置がセットされている状態を示している。
【図３】支持台の支持部と、内輪とが接触する部分を示す拡大断面図である。
【図４】他の例に係る、支持台と、内輪とが接触する部分を示す拡大断面図である。
【図５】評価方法を説明するための図である。
【図６】従来の車輪用転がり軸受装置に対するかしめ加工の態様を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る車輪用転がり軸受装置１の断面図である。この車輪用転がり軸受装置１は、電気自動車などの電動車両に用いられるインホイールモータ（図示せず）が駆動する駆動輪（図示せず）を車体に対して回転自在に支持する軸受装置として用いられるものである。
【００１４】
この車輪用転がり軸受装置１は、円筒状の内輪２と、内輪２の外周側に同心に配置された外輪３と、複列に配置され内輪２と外輪３との間に転動自在に介在している複数の転動体としての玉４と、複列の玉４をそれぞれ周方向に保持する一対の保持器５とを備えており、複列のアンギュラ玉軸受を構成している。
【００１５】
外輪３は、機械構造用炭素鋼や機械構造用合金鋼を用いて形成された円筒状の部材である。外輪３の外周面には、駆動輪を一体回転可能に固定するための固定部材３ｃが突設されている。つまり、外輪３は、前記駆動輪が取り付けられる車軸であるとともに、当該車輪用転がり軸受装置１の回転輪を構成している。
外輪３の内周面には、複列の玉４が転動する第１および第２外輪軌道３ａ，３ｂが形成されている。
【００１６】
内輪２も、外輪３と同様、機械構造用炭素鋼や機械構造用合金鋼を用いて形成された軸方向に沿う円筒状の部材である。
内輪２の軸方向一端部には、車輪用転がり軸受装置１を車両側のナックル等に固定するためのフランジ６が形成されている。つまり、内輪２は、車体側に固定される固定輪を構成している。
【００１７】
内輪２の外周面には、第１外輪軌道３ａに対向する第１内輪軌道２ａが形成されている。内輪２の他端部には、第１内輪軌道２ａよりも小径の小径部７が形成されている。この小径部７には、円環状の内輪部材１０が外嵌されている。
内輪部材１０の外周面には、第２外輪軌道３ｂに対向する第２内輪軌道２ｂが形成されている。
【００１８】
内輪部材１０の一端面１０ａは、内輪２の外周面と、小径部７の外周面７ａとをつなぐ段差面８に当接している。また内輪部材１０の他端面１０ｂは、小径部７の他端部を径方向外側にかしめることで形成されたかしめ部９に当接している。
内輪部材１０は、段差面８と、かしめ部９との間で挟持されて固定されている。内輪部材１０は、このかしめ部９によって、内輪２に抜け止め固定されている。
【００１９】
また、内輪２の内周面には、歯車１１が形成されている。歯車１１は、前記インホイールモータの回転力を駆動輪に伝達するための減速機構の一部を構成している。
【００２０】
第１内輪軌道２ａと、第１外輪軌道３ａとの間、及び、第１内輪軌道２ａよりも軸方向他端側に位置する第２内輪軌道２ｂと、第２外輪軌道３ｂとの間には、それぞれ上述の複数の玉４が転動自在に複列に配置されている。
【００２１】
以上の構成によって、車輪用転がり軸受装置１は、内輪２が車体側に固定されることで、外輪３に固定される前記駆動輪を車体に対して回転自在に支持する。
次に、上記車輪用転がり軸受装置１の製造方法について説明する。
【００２２】
上記車輪用転がり軸受装置１を製造するには、第１内輪軌道２ａに、保持器５にセットされた複数の玉４を配置し、次いで、外輪３を内輪２の外周側に配置する。
その後、内輪２の他端部側から玉４とともに内輪部材１０を小径部７に外嵌し、小径部７の他端部を径方向外側にかしめる。
なお、内輪２や、外輪３といった各部材は、それぞれ部品として完成したものを用いる。
【００２３】
図２は、内輪２の他端部に対するかしめ加工の態様を示した断面図であり、かしめ加工を行うためのかしめ装置に車輪用転がり軸受装置１がセットされている状態を示している。
かしめ装置は、支持台２０と、かしめパンチ２１と、拘束リング２２とを備えている。
支持台２０は、かしめ加工の対象物である車輪用転がり軸受装置１を支持する。かしめパンチ２１は、内輪２の他端部に押し当てられ当該他端部を径方向外側に変形させる。拘束リング２２は、かしめパンチ２１をかしめ加工する間、内輪部材１０の外周面に外嵌される。これにより、拘束リング２２は、内輪部材１０が拡径変形するのを防止する。
【００２４】
上記かしめ装置を用いてかしめ加工を行うには、まず、外輪３、玉４、及び内輪部材１０を組み込んだ内輪２を支持台２０上に配置する。
内輪２は、フランジ６が形成された一端部側を下側にして支持台２０上に配置される。支持台２０の上面２０ａは水平に形成されている。内輪２は、軸中心Ｃ１が鉛直方向に沿う状態で支持台２０上に配置される。
支持台２０の上面２０ａには、当該上面２０ａから上方に突出した円柱状の支持部２３が形成されている。
【００２５】
図３は、支持台２０の支持部２３と、内輪２とが接触する部分を示す拡大断面図である。図３に示すように、内輪２の一端面２ｃの内周縁部には、軸方向他端側に向かって凹むインロー部１２が形成されている。このインロー部１２は、内輪２の一端面側の内周縁部先端を切り欠くことで、軸方向他端側に凹むように形成されている。
【００２６】
内輪２は、支持台２０の支持部２３がインロー部１２に挿入された状態で支持台２０上に配置される。
支持部２３は、水平に形成された上面２３ａがインロー部１２の底面１２ａに当接している。上面２０ａに対する支持部２３上面２３ａの軸方向への突出高さは、内輪２の一端面２ｃに対するインロー部１２の底面１２ａの軸方向深さよりも大きく設定されている。よって、支持部２３がインロー部１２に挿入された状態では、内輪２の一端面２ｃに含まれているフランジ６のフランジ面６ａと、支持台２０の上面２０ａとの間には、すき間Ｓが形成されている。
このため、支持台２０は、フランジ６と非接触状態で内輪２の一端面２ｃにおける内周縁部に形成されたインロー部１２の底面１２ａに当接し、内輪２を軸方向に支持している。
【００２７】
また、支持部２３の外周面２３ｂは、インロー部１２の内周面１２ｂに対して、着脱が容易な程度にわずかなクリアランスが形成される寸法に設定されている。よって、内輪２に支持部２３を挿入するのを容易としつつ、内輪２に支持部２３を挿入することで、支持台２０の上面２０ａ上における内輪２の位置決めを行うことができる。
【００２８】
図２に戻って、内輪２を支持台２０上に配置した後、拘束リング２２を、内輪部材１０の外周面に外嵌する。
次いで、かしめパンチ２１を内輪２の他端部に接近させ、かしめ加工を行う。
かしめパンチ２１は、その軸中心Ｃ２を内輪２の軸中心Ｃ１に対して所定角度で傾斜させた上で、軸中心Ｃ１回りに回転することができる。
内輪２の小径部７の他端部には、内輪部材１０の他端面１０ｂよりも軸方向に突設してかしめられることでかしめ部９となる円筒部１０ｃが形成されている。
【００２９】
上記かしめパンチ２１を軸中心Ｃ１回りに回転させながら、内輪２の円筒部１０ｃに当接させ、当該円筒部１０ｃを押圧することで円筒部１０ｃを周方向に沿って順次径方向外側に塑性変形させ、かしめ部９を形成する。
【００３０】
上記かしめ加工の際、かしめパンチ２１によって押圧されることで、内輪２には、図中矢印に示す方向（図２において左斜め下方）に荷重が作用する。この点、上記構成の車輪用転がり軸受装置１の製造方法によれば、内輪２の一端面２ｃにおいて内周縁部に形成されたインロー部１２の底面１２ａに当接し、フランジ６と非接触状態で内輪２を支持する支持台２０によって内輪２を支持し、内輪２に対してかしめ加工を行うことができる。
これによって、かしめ加工時にフランジ６に作用するモーメント荷重を小さくすることができる。
【００３１】
つまり、かしめパンチ２１の押圧によって荷重が作用したときにおける、フランジ６に作用するモーメントの腕の長さＬ１は、図２に示すように、実質的に支持部２３と、インロー部１２の底面１２ａとの間の接触面における径方向の幅寸法となる。このため、本実施形態では、フランジ６に作用するモーメントの腕の長さＬ１を、上記従来例で示したようなフランジの先端まで接触している場合と比較して、短くすることができる。
これにより、かしめ加工時にフランジ６に作用するモーメント荷重をより小さくすることができる。よって、フランジ６やフランジ６の基端部付近に生じる変形を抑制することができ、フランジ６を含む内輪２の寸法精度の低下を抑制することができる。
この結果、かしめ加工に起因して車輪用転がり軸受装置１に生じる寸法精度の低下を抑制することができる。
【００３２】
本発明は、上記実施形態に限定されることはない。例えば、上記実施形態では、内輪２の一端面２ｃの内周縁部には、インロー部１２が形成されている場合を示したが、一端面２ｃにインロー部１２が形成されていない内輪２に対しても本発明は適用することができる。
【００３３】
図４は、他の例に係る、支持台２０と、内輪２とが接触する部分を示す拡大断面図である。図４で示す内輪２には、上記実施形態のようにインロー部１２が形成されておらず、内輪２は、支持台２０に形成された支持部２３の上面２３ａに当接した状態で支持台２０上に配置されている。
【００３４】
支持部２３は、内輪２の内周面２ｄの内径よりもわずかに大きい外径に形成されている。よって、支持部２３の上面２３ａは、内輪２の一端面２ｃにおける内周縁部に当接している。
支持部２３の上面２３ａには、当該上面２３ａから上方に突出した円柱状の突出部２４が形成されている。
【００３５】
内輪２は、突出部２４が内輪２の内周面２ｄに挿入された状態で支持部２３の上面２３ａに配置されている。よって、フランジ面６ａと、支持台２０の上面２０ａとの間には、支持部２３の上面２０ａに対する突出寸法分のすき間Ｓが形成されている。
このため、本例の支持台２０は、フランジ６と非接触状態で内輪２の一端面２ｃにおける内周縁部に当接し、内輪２を軸方向に支持している。
【００３６】
突出部２４は、内輪２の内周面２ｄに対して、着脱が容易な程度にわずかなクリアランスが形成される寸法に設定されている。よって、内輪２に突出部２４を挿入するのを容易としつつ、内輪２に突出部２４を挿入することで、支持台２０の上面２０ａ上における内輪２の位置決めを行うことができる。
【００３７】
このように、図４に示す例においても、フランジ６と非接触状態で内輪２の一端面２ｃにおける内周縁部に当接して当該内輪２を支持する支持台２０によって内輪２を支持し、内輪２に対してかしめ加工を行うので、かしめ加工に起因して車輪用転がり軸受装置１に生じる寸法精度の低下を抑制することができる。
【００３８】
本発明者らは、上記効果を検証するために、本実施形態にて示した製造方法によって製造した車輪用転がり軸受装置（実施例品）と、上記従来例にて示した製造方法によって製造した車輪用転がり軸受装置（比較例品）とを比較し評価した。以下、その評価試験の結果について説明する。
図５は、評価方法を説明するための図である。評価方法としては、両製造方法で製造した車輪用転がり軸受装置を、水平面Ｂに一端面２ｃを突き合わせた状態で、水平面Ｂ上に配置する。このとき、水平面Ｂと、フランジ６の先端部との間に生じるすき間Ｗの寸法を測定することで、フランジ６の変形度合を比較した。
【００３９】
なお、評価に用いた内輪２は、かしめ加工前においては、すき間Ｗの寸法が０ｍｍであることを予め確認して用いた。
また、評価に用いた内輪２は、図５に示す寸法Ｄ１〜Ｄ３が下記に示す値のものを用いた。
内輪２の外径寸法Ｄ１    ＝  φ１２３  ｍｍ
内輪２の内径寸法Ｄ２    ＝  φ１０５  ｍｍ
フランジ６の外径寸法Ｄ３＝  φ１４７  ｍｍ
フランジ６の厚み寸法Ｔ  ＝  φ１０    ｍｍ
【００４０】
上記評価試験の結果、比較例品のすき間Ｗの寸法は、０．３ｍｍであったのに対して、実施例品のすき間Ｗの寸法は、０．１ｍｍと、小さくなっており、本実施形態による車輪用転がり軸受装置の製造方法によれば、かしめ加工に起因するフランジ６の変形を抑制することができることを確認できた。
【符号の説明】
【００４１】
１：軸受装置        ２：内輪            ２ｃ：一端面      ３：外輪
４：玉              ６：フランジ        ６ａ：フランジ面
１０：内輪部材（内輪構成部材）            １２：インロー部
２０：支持台        ２３：支持部          ２４：突出部
【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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