(57)【要約】【課題】  製造コストの高騰を抑えつつ、ガイドスプラインとの間の位相ずれを小さくした高精度の雌スプラインを形成できる車輪用軸受のスプライン加工方法を提供する。【解決手段】  車輪用軸受は、内周面に複列の外側軌道面が形成された外方部材５と、外周面に前記外側軌道面と対向する複列の内側軌道面が形成された内方部材１，２と、外方部材の外側軌道面と内方部材の内側軌道面との間に介装された複列の転動体３，４と、この転動体を保持する保持器１５，１６とを有する。内方部材１，２の内周に締め代付スプライン３９が形成され、この締め代付スプラインのインボード側端部にガイドスプライン４４が形成される。内方部材の中間部品１’に、締め代付スプライン３９に対応する第一切削刃８１と、ガイドスプライン４４に対応する第二切削刃８２とを有するスロッター工具８０を用いたスロッター加工により、締め代付きスプライン３９とガイドスプライン４４を形成する。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に複列の外側軌道面が形成された外方部材と、外周面に前記外側軌道面と対向する複列の内側軌道面が形成された内方部材と、前記外方部材の外側軌道面と前記内方部材の内側軌道面との間に介装された複列の転動体と、この転動体を保持する保持器とからなり、前記内方部材の内周に締め代付スプラインが形成され、この締め代付スプラインのインボード側端部にガイドスプラインが形成された車輪用軸受のスプライン加工方法において、
前記内方部材の中間部品に、締め代付スプラインに対応する第一切削刃と、ガイドスプラインに対応する第二切削刃とを有するスロッター工具を用いたスロッター加工により、締め代付きスプラインとガイドスプラインを形成することを特徴とする車輪用軸受のスプライン加工方法。
【請求項２】
前記内方部材の中間部品の、前記締め代付スプラインが形成される領域よりもアウトボード側に、第一切削刃を逃がすための第一逃げ部を形成する請求項１に記載の車輪用軸受のスプライン加工方法。
【請求項３】
前記内方部材の中間部品の、前記締め代付スプラインが形成される第一領域と、ガイドスプラインが形成される第二領域との境界部に、第二切削刃を逃がすための第二逃げ部を形成する請求項１または２記載の車輪用軸受のスプライン加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪用軸受のスプライン加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の懸架装置に対して駆動車輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車の後輪、４ＷＤ車の全輪）を回転自在に支持する車輪用軸受装置として、車輪用軸受のハブ輪と等速自在継手の外側継手部材との分離を可能としてメンテナンス性に優れた車輪用軸受装置が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載された車輪用軸受装置は、内周に複列の外側軌道面が形成された外方部材と、外周に外側軌道面と対向する複列の内側軌道面を有し、ハブ輪および内輪からなる内方部材と、外方部材の外側軌道面と内方部材の内側軌道面との間に介装された複列の転動体とからなる車輪用軸受を備え、車輪用軸受のハブ輪の内径に等速自在継手の外側継手部材のステム部を嵌合することにより車輪用軸受に等速自在継手をねじ締め付け構造により分離可能に結合させた車輪用軸受装置であり、外側継手部材のステム部に形成された軸方向に延びる複数の凸部（雄スプライン）を、凸部に対して締め代を有する複数の凹部（雌スプライン）が形成されたハブ輪に圧入し、ハブ輪に凸部の形状を転写することにより、凸部と凹部との嵌合接触部位全域が密着する凹凸嵌合構造を構成している。
【０００４】
上記の車輪用軸受装置では、外側継手部材のステム部の軸端に形成された雌ねじ部と、この雌ねじ部に螺合した状態でハブ輪の内壁の座面に係止されるボルトとにより、ねじ締め付け構造が構成されている。
【０００５】
上記の車輪用軸受装置では、外側継手部材のステム部に形成された雄スプラインに対して締め代を有する雌スプラインをハブ輪に予め形成しているので、雄スプラインと雌スプラインとの嵌合接触部位全域で密着させるための圧入荷重を下げることができ、自動車メーカでの車両組み立ての際に、ボルトの締め付けにより発生する軸力以下でハブ輪に対して外側継手部材を圧入可能にできる優れた利点を有する。
【０００６】
ハブ輪の雌スプラインの成形は、従来、切削加工としてのブローチ加工により実施していた。また、プレス加工よる軸内径への高精度な雌スプライン成形技術が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２３３８４２号公報
【特許文献２】特開２００９−１７２６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献１の車輪用軸受の場合、等速自在継手の外側継手部材をハブ輪に引き込むためのボルトの座面がハブ輪の内壁に設けられている。このため、ブローチ工具が抜ききれず、従来から実施されてきたブローチ加工が採用できない。
【０００９】
また、上記の車輪用軸受では、ハブ輪の内周面に、外側継手部材のステム部が圧入される雌スプラインと、この雌スプラインの一端に形成されたステム部を圧入する際の挿入ガイドとしてのガイドスプラインとからなる２段階のスプラインが形成される。このような２段階のスプラインは、特許文献２のようなスプラインマンドレルを引き抜く方式では成形が困難である。
【００１０】
さらに、雌スプラインはガイドスプラインと位相を合わせる必要があるが、スプラインのモジュール（基準円直径／歯数）が小さいため、雌スプライン成形後にガイドスプライン成形を別に行う２工程の成形では、両スプラインの位相を合わせることが困難であることが判明した。
【００１１】
加えて、ハブ輪と外側継手部材のステム部の嵌合接触部位全域で雌スプラインの締め代（圧入代）を満たすためには、雌スプラインの高精度化が必要であることが判明した。
【００１２】
本発明は、上記の問題に鑑み、製造コストの高騰を抑えつつ、ガイドスプラインとの間の位相ずれを小さくした高精度の雌スプラインを形成できる車輪用軸受のスプライン加工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】
【００１３】
本発明者は、上記の目的を達成するために種々検討した結果、雌スプライン（締め代付スプライン）に対応した切削刃とガイドスプラインに対応した切削刃とを有するスロッター工具を用いたスロッター加工により、両スプラインを形成するという着想に至った。
【００１４】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、内周面に複列の外側軌道面が形成された外方部材と、外周面に前記外側軌道面と対向する複列の内側軌道面が形成された内方部材と、前記外方部材の外側軌道面と前記内方部材の内側軌道面との間に介装された複列の転動体と、この転動体を保持する保持器とからなり、前記内方部材の内周に締め代付スプラインが形成され、この締め代付スプラインのインボード側端部にガイドスプラインが形成された車輪用軸受のスプライン加工方法において、前記内方部材の中間部品に、締め代付スプラインに対応する第一切削刃と、ガイドスプラインに対応する第二切削刃とを有するスロッター工具を用いたスロッター加工により、締め代付きスプラインとガイドスプラインを形成することを特徴とする。
【００１５】
スロッター加工では、基本的に一つの切削刃（バイト）を一方向に送ることで溝加工が行われる。従って、ハブ輪の中間部品の内周で工具に軸方向の送りを与えた際に、工具が内壁と干渉するよりも前に溝加工を完了することができる。また、スロッター工具に、締め代付スプラインに対応する第一切削刃と、ガイドスプラインに対応する第二切削刃とを設けることで、締め代付スプラインとガイドスプラインを、１回の工具送りで同時に加工することができる。従って、締め代付スプラインとガイドスプラインの位相ずれを防止してスプラインの高精度化を図ることができる。この際、両スプラインの位相合わせ作業も不要となるので、製造コストの高騰も防止することができる。
【００１６】
内方部材の中間部品の、締め代付スプラインが形成される領域よりもアウトボード側に、第一切削刃を逃がすための第一逃げ部を形成することで、第一切削刃による切削で形成された切粉を中間部品から自然に分離することができる。
【００１７】
また、内方部材の中間部品の、締め代付スプラインが形成される第一領域と、ガイドスプラインが形成される第二領域との境界部に、第二切削刃を逃がすための第二逃げ部を形成することで、第二切削刃による切削で形成された切粉を中間部品から自然に分離することができる。従って、切粉の除去工程を省略することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、製造コストの高騰を抑えつつ、ガイドスプラインとの間の位相ずれを小さくした高精度の雌スプラインを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る車輪用軸受のスプライン加工方法に基づく車輪用軸受と等速自在継手を組み付けた状態を示す縦断面図である。
【図２】図１の車輪用軸受と等速自在継手を組み付ける前の状態を示す縦断面図である。
【図３】（ａ）図は車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材のステム部を圧入する前の状態を示す要部拡大縦断面図で、（ｂ）図は、（ａ）図のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。
【図４】（ａ）図は車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材のステム部を圧入する途中の状態を示す要部拡大縦断面図で、（ｂ）図は、（ａ）図のＢ−Ｂ線に沿う横断面図である。
【図５】（ａ）図は車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材のステム部を圧入した後の状態を示す要部拡大縦断面図で、（ｂ）図は、（ａ）図のＣ−Ｃ線に沿う横断面図である。
【図６】ハブ輪の中間部品を示す縦断面図である。
【図７】スロッター工具を示す斜視図である。
【図８】スロッター工具の縦断面図である。
【図９】スロッター工具の切削刃に設けた刃部を図７のＹ方向から見た拡大正面図である。
【図１０】スプライン加工装置を示す側面図である。
【図１１】スプライン加工工程を拡大して示す縦断面図である。
【図１２】スロッター工具の他の実施形態を示す、図７のＹ方向から見た正面図である。
【図１３】ハブ輪の中間部品の他の実施形態を示す縦断面図である。
【図１４】図１３に示す中間部品におけるスプライン加工工程を拡大して示す縦断面図である。
【図１５】車輪用軸受と等速自在継手を組み付ける前の状態を示す縦断面図である。
【図１６】車輪用軸受装置の縦断面図である。
【図１７】ハブ輪の加工工程を示し、（ａ）図は素材、（ｂ）図は一次旋削加工、（ｃ）図はスプライン加工、（ｄ）は二次旋削加工、（ｅ）図は熱処理、（ｆ）図は研削加工、のそれぞれの概要を示す縦断面図である。
【図１８】ブローチ加工によるスプライン加工法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の第１の実施形態に係る車輪用軸受のスプライン加工方法を説明する前に、当該スプライン加工方法により得られた車輪用軸受と、この車輪用軸受に組付けられる等速自在継手を図１〜図５に基づいて説明する。図１は、車輪用軸受と等速自在継手を組み付けた状態を示す縦断面図で、図２は、車輪用軸受と等速自在継手を組み付ける前の状態を示す縦断面図である。
【００２１】
図１および図２に示すように、車輪用軸受２０は、内方部材であるハブ輪１および内輪２、複列の転動体３、４、外方部材５および保持器１５、１６を主な構成とする。車輪用軸受２０と等速自在継手６を組み付けて車輪用軸受装置となる。以下の説明では、車体の外側寄りとなる側をアウトボード側（図面左側）と呼び、中央寄りとなる側をインボード側（図面右側）と呼ぶ。
【００２２】
ハブ輪１は、その外周面にアウトボード側の内側軌道面７が形成されると共に、車輪（図示省略）を取り付けるための車輪取付フランジ９を備えている。この車輪取付フランジ９の円周方向等間隔に、ホイール、ディスクを固定するためのハブボルト１０が植設されている。このハブ輪１のインボード側外周面に形成された小径段部１２に内輪２を嵌合させ、この内輪２の外周面にインボード側の内側軌道面８が形成されている。
【００２３】
内輪２は、クリープを防ぐために適当な締め代をもって圧入されている。ハブ輪１の外周面に形成されたアウトボード側の内側軌道面７と、内輪２の外周面に形成されたインボード側の内側軌道面８とで複列の軌道面を構成する。この内輪２をハブ輪１の小径段部１２に圧入し、その小径段部１２の端部を外側に加締めることにより、加締め部１１でもって内輪２を抜け止めしてハブ輪１と一体化し、車輪用軸受２０に予圧を付与している。
【００２４】
外方部材５は、内周面にハブ輪１および内輪２の内側軌道面７、８と対向する複列の外側軌道面１３、１４が形成されている。この外方部材５の車体取付フランジ１９を車体の懸架装置（図示省略）から延びるナックルに固定することにより、車輪用軸受２０を車体に取り付けるようにしている。
【００２５】
車輪用軸受２０は、複列のアンギュラ玉軸受構造で、ハブ輪１および内輪２の外周面に形成された内側軌道面７、８と外方部材５の内周面に形成された外側軌道面１３、１４との間に転動体３、４を介在させ、各列の転動体３、４を保持器１５、１６により円周方向等間隔に支持した構造を有する。
【００２６】
車輪用軸受２０の両端開口部には、ハブ輪１と内輪２の外周面に摺接するように、外方部材５とハブ輪１および内輪２との環状空間を密封する一対のシール１７、１８が外方部材５の両端部内径面に嵌合され、内部に充填されたグリースの漏洩ならびに外部からの水や異物の侵入を防止するようになっている。
【００２７】
等速自在継手６は、ドライブシャフト２１を構成する中間シャフト２２の一端に設けられ、内周面にトラック溝２３が形成された外側継手部材２４と、その外側継手部材２４のトラック溝２３と対向するトラック溝２５が外周面に形成された内側継手部材２６と、外側継手部材２４のトラック溝２３と内側継手部材２６のトラック溝２５との間に組み込まれたトルク伝達ボール（単に、ボールともいう）２７と、外側継手部材２４の内周面と内側継手部材２６の外周面との間に介在してボール２７を保持するケージ２８とで構成されている。
【００２８】
外側継手部材２４は、内側継手部材２６、ボール２７およびケージ２８からなる内部部品を収容したマウス部２９と、マウス部２９から軸方向に一体的に延びるステム部３０とで構成されている。内側継手部材２６は、中間シャフト２２の軸端が圧入されてスプライン嵌合によりトルク伝達可能に結合されている。
【００２９】
等速自在継手６の外側継手部材２４と中間シャフト２２との間に、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩を防ぐと共に継手外部からの異物侵入を防止するための樹脂製の蛇腹状ブーツ３１を装着して、外側継手部材２４の開口部を閉塞した構造としている。
【００３０】
図２に示すように、外側継手部材２４のステム部３０のアウトボード側外周面に雄スプライン３７が形成され、ハブ輪１の軸孔３８のアウトボード側内周面に雌スプライン３９が形成されている。雌スプライン３９に外側継手部材２４のステム部３０の雄スプライン３７が圧入される。雌スプライン３９が締め代付スプラインであり、雄スプライン３７の周方向側壁部４７に対して締め代ｎを有する〔図４（ｂ）参照〕。この締め代付スプライン３９が本明細書および特許請求の範囲における締め代付スプラインを意味する。以降の説明では、締め代付スプライン３９と称する。締め代付スプライン３９のインボード側端部にガイドスプライン４４が形成されている。ガイドスプライン４４は、ステム３０の圧入開始時に雄スプライン３７をガイドするものである。ガイドスプライン４４は、締め代付スプライン３９と同位相で、ステム部３０の雄スプライン３７より大きめのスプライン形状に形成されている。
【００３１】
ハブ輪１の軸孔３８のアウトボード側に内壁４３が設けられ、ボルト３２の座面３６と挿通孔３５が形成されている。一方、外側継手部材２４のステム部３０の軸端に雌ねじ部３３が形成されている。外側継手部材２４のステム部３０をハブ輪１の軸孔３８に嵌挿した状態で、ボルト３２の雄ねじ部３４を内壁４３の挿通孔３５に挿通し、雄ねじ部３４を外側継手部材２４のステム部３０の雌ねじ部３３に螺合させ、ボルト３２の頭部５１が座面３６に係止させた状態で締め付けることにより、外側継手部材２４をハブ輪１に圧入し、最終的に、車輪用軸受２０と等速自在継手６とを固定する。外側継手部材２４およびハブ輪１の材質としては、Ｓ５３Ｃ等に代表される機械構造用の中炭素鋼が好適である。
【００３２】
外側継手部材２４のステム部３０をハブ輪１の軸孔３８に嵌挿した際、ステム部３０の雄スプライン３７がハブ輪１のガイドスプライン４４に嵌り込むので、ステム部３０の雄スプライン３７はハブ輪１の締め代付スプライン３９に確実に圧入するように誘導することができ、安定した圧入が可能になって圧入時の芯ずれや芯傾きを防止することができる。
【００３３】
車輪用軸受のハブ輪へ外側継手部材のステム部を圧入する過程の詳細を図３〜図５に基づいて説明する。図３（ａ）は車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材のステム部を圧入する前の状態を示す要部拡大縦断面図で、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。図４（ａ）は車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材のステム部を圧入する途中の状態を示す要部拡大縦断面図で、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う横断面図である。図５（ａ）は車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材のステム部を圧入した後の状態を示す要部拡大縦断面図で、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う横断面図である。
【００３４】
図３（ａ）に示すように、ステム部３０の雄スプライン３７の先端がガイドスプライン４４に嵌り込んだ状態では、図３（ｂ）に示すように雄スプライン３７とガイドスプライン４４との間に隙間ｍが形成される。この隙間ｍの存在により、雄スプライン３７のガイドスプライン４４への嵌合が容易であり、かつ、確実に圧入するように誘導することができる。
【００３５】
続いて、図４（ａ）に示すように、雄スプライン３７が締め代付スプライン３９に圧入される。図４（ｂ）に示すように、締め代付スプライン３９の周方向寸法は雄スプライン３７より小さく設定されている。このため、締め代付スプライン３９は雄スプライン３７の周方向側壁部４７のみに対して締め代ｎを有する。スプラインの歯面の両側の締め代ｎを合計した２ｎは１０〜５０μｍ程度である。また、締め代付スプライン３９の径方向寸法を雄スプライン３７よりも大きく設定している。このため、雄スプライン３７の周方向側壁部４７を除く部位、つまり、雄スプライン３７の径方向先端部４８と締め代付スプライン３９との間に隙間ｐを有する。なお、雄スプライン３７は断面台形の歯形状としているが、インボリュート歯形状であってもよい。雄スプライン３７のモジュールは、０．３〜０．７５の範囲で、従来スプラインのモジュール１．０以上に比べて、小さく設定されている。
【００３６】
図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、ステム部３０をハブ輪１の軸孔３８に圧入するに際して、雄スプライン３７の周方向側壁部４７により締め代付スプライン３９の表面を極僅かに切削加工し、また極僅かな塑性変形や弾性変形を付随的に伴いながら、締め代付スプライン３９に雄スプライン３７の周方向側壁部４７の形状が転写され凹表面４０が形成されることになる。図５（ａ）に示すように、上記の転写によって生じる食み出し部４５は収容部４６に保持されるので、食み出し部４５の除去処理が不要となり、作業工数の削減、作業性の向上およびコスト低減を図ることができる。雄スプライン３７の表面硬度は、締め代付スプライン３９の表面硬度よりも大きくすることが好ましく、例えば、雄スプライン３７の表面硬度と締め代付スプライン３９の表面硬度との差をＨＲＣで２０以上とし、雄スプライン３７の表面硬度は、ＨＲＣ５０〜６５、締め代付スプライン３９の表面硬度は、ＨＲＣ１０〜３０が好適である。
【００３７】
圧入の際、雄スプライン３７の周方向側壁部４７が締め代付スプライン３９に食い込んでいくことによってハブ輪１の内径が僅かに拡径した状態となって、雄スプライン３７の軸方向の相対的移動が許容される。雄スプライン３７の軸方向相対移動が停止すれば、ハブ輪１の軸孔３８が元の径に戻ろうとして縮径することになる。これによって、雄スプライン３７と締め代付スプライン３９の凹表面４０との嵌合接触部位全域Ｘで密着し、外側継手部材２４とハブ輪１を強固に結合一体化することができる。
【００３８】
上記のような圧入状態であるので、大きな圧入荷重を必要としない。このことから、自動車メーカでの車両組立時、車輪用軸受２０を車体の懸架装置から延びるナックルに取付けた後、締め付け固定用のボルト３２による引き込み力でもって、ハブ輪１の軸孔３８に外側継手部材２４のステム部３０を圧入することができ、車輪用軸受２０に等速自在継手６を簡易に組み付けることが可能となる、その結果、車体への組付けにおける作業が向上し、組付け時の部品の損傷を未然に防止することができる。
【００３９】
車輪用軸受および等速自在継手の全体構成は以上に述べたとおりである。次に、本発明の第１の実施形態にかかる車輪用軸受のスプライン加工方法を図６〜図１２に基づいて説明する。本実施形態の車輪用軸受のスプライン加工方法は、締め代付スプライン３９に対応する第一切削刃８１と、ガイドスプライン４４に対応する第二切削刃８２とを有するスロッター工具８０を用いたスロッター加工により、円周方向で同じ位置の締め代付きスプラインとガイドスプラインを形成することにより、内壁４３が存在している状況でも締め代付スプライン３９とガイドスプライン４４とを精度よく形成できるようにしたことを特徴とする。
【００４０】
まず、ハブ輪１の中間部品１’を図６に基づいて説明する。図６はハブ輪１の中間部品１’を示す縦断面図である。ハブ輪１の中間部品１’は、鍛造加工した素形材を旋削加工や穴あけ加工により、車輪取付フランジ９、アウトボード側内側軌道面７’、小径段部１２’、軸孔３８、スプライン形成内周面５０、逃げ部５２、挿通孔３５、ハブボルト孔（図示省略）等が機械加工される。逃げ部５２は、スプライン形成内周面５０の内径よりも適宜の寸法で大きな内径を有する。逃げ部５２の作用の詳細は後述する。
【００４１】
次に、スプライン加工に用いるスロッター工具８０を図７〜図９に基づいて説明する。図７はスロッター工具の概略構成を示す斜視図であり、図８はスロッター工具の縦断面図であり、図９はスロッター工具に設けた切削刃の刃部を図７のＹ方向から見た拡大正面図である。
【００４２】
図７に示すように、スロッター工具８０は、第一切削刃８１および第二切削刃８２と、二つの切削刃８１，８２を保持する段付き円筒状の保持部材８３とを有する。
【００４３】
第一切削刃８１および第二切削刃８２は、ベース部８１ａ，８２ａと、ベース部８１ａ，８２ａから、保持部材８３の外径側となる方向に突出する突出部８１ｂ，８２ｂとを一体に有する。第一切削刃８１の突出部８１ｂは、締め代付スプライン３９（図２参照）の歯溝に対応した形状を有し、第二切削刃８２の突出部８２ｂは、ガイドスプライン４４（図２参照）の歯溝に対応した形状を有する。各突出部８１ｂ，８２ｂの先端面の両側に形成された斜めの縁部が、相手材を切削する刃部８１１，８２１を構成する。
【００４４】
保持部材８３は、円筒状の軸状部８３ａとフランジ８３ｂとを有する。軸状部８３ａに、軸方向に離間させて二つの切削刃８１，８２が取り付けられる。この時、第一切削刃８１は、保持部材８３の先端（軸状部８３ａのフランジ８３ｂとは反対側の端部）に取り付けられる。各切削刃８１，８２を保持部８３へ取り付けるための取り付け構造は，各切削刃８１，８２が着脱可能となる限り任意である。例えば、図８に示すように、第一切削刃８１を軸状部８３ａの先端面に開口する取り付け用凹部８３１に嵌合すると共に、軸状部８３ａの中間部に設けた取り付け用凹部８３２に第二切削刃８２とスペーサ８４とを収容し、この状態で、第１切削刃８１、スペーサ８４、および第二切削刃８２を貫通するねじを締め込むことで（図示省略）、二つの切削刃８１，８２を軸状部８３aに固定することが考えられる。
【００４５】
図９に示すように、各切削刃８１，８２を保持部材８３に取り付けた状態では、突出部８１ｂ、８２ｂは、軸状部８３ａの外周面８３３よりも外径側に突出している。この時、第一切削刃８１および第二切削刃８２の刃中心Ｏの位相（保持部材８３の円周方向における位相）は一致している。第一切削刃８１の刃部８１１と第二切削刃８２の刃部８２１は大きさが異なり、正面（Ｙ方向）から見ると、第二切削刃８２の刃部８２１が第一切削刃８１の刃部８１１よりも大きい。具体的には、第二切削刃８２の刃部８２１は、第一切削刃８１の刃部８１１よりも、高さ（図９の上下方向）および幅（図９の左右方向）の双方が大きい。なお、図９では、第一切削刃８１の突出部８１ｂと第二切削刃８２の突出部８２ｂを相似形に形成しているが、両者を非相似形としても構わない。
【００４６】
図１０は、上記スロッター工具８０によるスプライン加工を行うスプライン加工装置の側面図である。
図１０に示すように、スロッター工具８０は、そのフランジ８３ｂを加工装置９０の加工ヘッド９１にボルト止め等することで加工ヘッド９１に取り付けられる。一方、ハブ輪１の中間部品１’は、その小径段部１２’を加工ヘッド９１側に向けて、インデックス機能を有する位置決め装置９２により保持される。加工ヘッド９１は、中間部品１’の半径方向となる方向（図９のＸ方向）、および軸方向となる方向（図９のＹ方向）に往復移動可能である。
【００４７】
この加工装置によるスロッター加工は、図１１に示すように、中間部品１’のスプライン形成内周面５０よりもインボード側に配置したスロッター工具８０を、中間部品１’の軸方向アウトボード側に向けて送りこむことで行われる（工程Ｉ）。スロッター工具８０の送り込みに伴い、第一切削刃８１の刃部８１１（図７参照）が中間部品１’のスプライン形成内周面５０に食い込み、中間部品１’の肉を軸方向に切削して溝加工を行う。これに引き続いて、第二切削刃８２の刃部８２１（図７参照）が第一切削刃８１によって形成された溝３９’に食い込み、その表面を切削する。スロッター工具８０の送り込みは、二点鎖線で示すように、スロッター工具８０の先端に設けた第一切削刃８１がスプライン形成内周面５０を貫通して逃げ部５２の内周に達するまで行われる。
【００４８】
これにより、スプライン形成内周面５０のアウトボード側に第一切削刃８１に切削された第一溝３９’が形成され、スプライン形成内周面５０のインボード側に、第一切削刃８１に一次切削され、さらに第二切削刃８２に二次切削された第二溝４４’が形成される。第二溝４４’の深さおよび円周方向の幅は、何れも第一溝３９’よりも大きい。従って、１回のスロッター加工で、インボード側とアウトボード側で断面積の異なる溝を同位相に形成することができる。スロッター工具８０の一回の送り込みで十分な切り込み深さが得られる場合は、一回のスロッター加工でスプライン加工が完了する。従って、この場合は、第一溝３９’が締め代付スプライン３９の歯溝となり、第二溝４４’がガイドスプライン４４の歯溝となる。
【００４９】
その後、スロッター工具８０を中間部品１’の内径側に移動させて両刃部８１１，８２１を溝３９’、４４’の表面から離反させる（工程II）。この状態で、スロッター工具８０を、中間部品１’の軸方向インボード側に移動させ（工程III）、さらに中間部品１’の外径側に移動させて初期位置に復帰させる（工程IV）。併せてチャック装置９２で中間部品１’を１ピッチ分回転させて次段のスロッター加工のための割り出しを行う。以下、上記の手順を全歯数分繰り返すことで、中間部品１’のスプライン形成内周面５０に締め代付スプライン３９およびガイドスプライン４４を形成することができる。
【００５０】
１回のスロッター加工で両スプライン３９，４４の歯溝に必要とされる切り込み深さが得られない場合は、複数回のスロッター加工で当該歯溝を形成する。すなわち、図１１に破線で示すように、１回目のスロッター加工の完了後、スロッター工具８０を外径側へ移動させて既設の溝に対する切り込みを確保した上で（工程V）、スロッター工具８０を軸方向アウトボード側に送り込んで既設溝の表面を削り（工程VI）、その後、スロッター工具８０を内径側に退避させる（工程II）。以下、必要に応じて同様の工程を繰り返すことで、必要な切り込み深さを有する歯溝を形成する。
【００５１】
以上の説明では、スロッター工具８０として、各切削刃８１，８２に一つの刃部８１１，８２１を設けて、１回のスロッター加工で一つの歯溝を形成するようにしているが、図１２に示すように、第１切削刃８１および第２切削刃８２のそれぞれに複数（図１２では３つ）の刃部８１１，８２１を設け、１回のスロッター加工で同時に複数の歯溝を形成するようにしてもよい。かかる構成であれば、中間部品１’の円周方向の複数箇所で同時に溝加工を行うことができるため、チャック装置９２の割り出し回数が少なくなり、加工効率を向上させることができる。
【００５２】
雌スプラインを形成する際の一般的な加工法として、図１８に示すように、ブローチ１００を用いるブローチ加工が知られているが、本発明の車輪用軸受においてブローチ加工を行うと、ハブ輪１の中間部品１’が内壁４３を有しているため、ブローチ工具１００が内壁４３と干渉してブローチ加工を行うことができない。これに対し、本発明で採用するスロッター加工では、一つの切削刃（バイト）を一方向に送ることで一つの溝が形成される。従って、ハブ輪の中間部品の内周で工具に軸方向の送りを与えた際に、工具が内壁４３と干渉するよりも前に溝加工を完了することができる。また、スロッター工具８０に、締め代付スプライン３９に対応する第一切削刃８１と、ガイドスプライン４４に対応する第二切削刃８２とを設けているため、締め代付スプライン３９とガイドスプライン４４を同時加工することができる。従って、締め代付スプライン３９とガイドスプライン４４の位相ずれを抑制して、両者間の位相ずれによる締め代ｎ（図４（ｂ）参照）の不均一化等を防止することができる。従って、雄スプライン３７と締め代付スプライン３９の凹表面４０との嵌合接触部位全域を確実に密着させることが可能となる。また、後加工による両スプライン３９，４４の位相合わせ作業も不要となるので、製造コストの高騰も防止することができる。
【００５３】
図６に示すように、スプライン形成内周面５０よりもアウトボード側に逃げ部５２（第一逃げ部）を形成し、かつ、図２に示すように、この逃げ部５２の内径寸法を締め代付スプライン３９の大径寸法よりも大きくしておくことにより、図１１に示すスロッター加工時に、第一切削刃８１をスプライン形成内周面５０に対して貫通させ、第一切削刃８１を逃げ部５２に逃がすことができる。そのため、第一切削刃８１による切削で形成された食み出し部（切粉）は、第一切削刃８１が逃げ部５２に到達した地点で中間部品１’から自然に脱落する。その一方で、第二切削刃８２による切削で形成された食み出し部は、スロッター加工後も中間部品１’から脱落せず、中間部品１’と繋がった状態で残る。そのため、スプライン加工後は食み出し部の除去工程が必要となり、コストアップを招く懸念がある。
【００５４】
以上の不具合を防止するため、図１３に示すように、中間部品１’のスプライン形成内周面５０のうち、締め代付スプライン３９が形成される第一領域５０１と、ガイドスプライン４４が形成される第二領域５０２との境界部に、第二切削刃８２を逃がすための第二逃げ部５４を形成するのが好ましい。この第二逃げ部５４は、円周方向に延びる溝、例えば環状溝で形成することができる。図１５に示すように、第二逃げ部５４の底面の内径寸法は、締め代付スプライン３９およびガイドスプライン４４の大径寸法よりも大きい。
【００５５】
このように中間部品１’に第二逃げ部５４を形成することにより、図１４に示すように、第一切削刃８１が第一逃げ部５２に到達するのと同時に第二切削刃８２も第二逃げ部５４に到達するため、第一切削刃８１で形成される食み出し部５５および第二切削刃８２で形成される食み出し部５６の双方を中間部品１’から自然に脱落させることができる。従って、食み出し部の除去工程を不要とすることができ、ハブ輪１の製作コストを低廉化することができる。
【００５６】
この第二逃げ部５４は、図１５の拡大図に示すように、完成したハブ輪１の内周面にも残存する。この場合、車輪用軸受のハブ輪の内周面に形成された締め代付スプライン３９とガイドスプライン４４の間に、ガイドスプライン４４よりも大径の第二逃げ部５４が形成される。また、図１６に示すように車輪用軸受２０と等速自在継手６を結合してできた車輪用軸受装置においても、ハブ輪１の内周面に第二逃げ部５４が残存する。
【００５７】
以下、参考までに、本実施形態の車輪用軸受の加工方法が適用されたハブ輪の加工工程の概要を図１７（ａ）〜（ｆ）に示す。まず、図１７（ａ）に示す鍛造加工工程で素形材を製作する。その後、図１７（ｂ）に示す一次旋削加工工程で、素形材の外周面、内周面、挿通孔等（その他、第一逃げ部５２や第二逃げ部５４も含む）を旋削加工し、中間部品１’を製作する。続いて、図１７（ｃ）に示すスプライン加工工程で、中間部品１’に前述したスプライン加工を施し、スプライン成形完了品１”が得られる。このスプライン加工工程が本実施形態のスプライン加工方法に基づくものである。図１７（ｄ）に示す二次旋削加工工程で、スプライン成形完了品１”の円筒状外周面、小径段部等を旋削加工する。その後、図１７（ｅ）に示す熱処理工程で、車輪取付フランジの付根、内側軌道面、円筒状外周面、小径段部の一部に熱処理硬化層を形成する。最後に、図１７（ｆ）に示す研削加工工程で、車輪取付フランジの付根、内側軌道面、小径段部を研削加工し、ハブ輪が完成する。
【００５８】
以上の実施形態に係る車輪用軸受のスプライン加工方法では、ハブ輪１および内輪からなる内方部材に形成された複列の内側軌道面７、８の一方、つまり、アウトボード側の内側軌道面７をハブ輪１の外周に形成した（第三世代と称される）タイプの車両用軸受に適用した場合を例示したが、本発明はこれに限定されることはなく、ハブ輪の外周に一対の内輪を圧入し、アウトボード側の軌道輪７を一方の内輪の外周に形成すると共に、インボード側の軌道面８を他方の内輪の外周に形成した（第一、第二世代と称される）タイプの車輪用軸受にも適用可能である。
【００５９】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００６０】
１            ハブ輪
１’          中間部品
２            内輪
３            転動体
４            転動体
５            外方部材
６            等速自在継手
７            内側軌道面
８            内側軌道面
１２          小径段部
１３          外側軌道面
１４          外側軌道面
１５          保持器
１６          保持器
２０          車輪用軸受
２４          外側継手部材
３０          ステム部
３２          ボルト
３７          雄スプライン
３８          軸孔
３９          締め代付スプライン
４４          ガイドスプライン
５０          スプライン形成内周面
５２          第一逃げ部
５４          第二逃げ部
８０          スロッター工具
８１          第一切削刃
８２          第二切削刃
８３          保持部材
ｍ            隙間
ｎ            締め代
ｐ            隙間
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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