CN105531050A - 车轮支承用滚动轴承单元的制造方法 - Google Patents

Abstract

提供可以低成本制造车轮支承用滚动轴承单元的方法。在制造车轮支承用滚动轴承单元(1)时，将形成于轮毂(2)的轴向一端部的圆筒部(11)贯穿插入于内圈(3)中，将模具(23)按压到圆筒部(11)的比内圈(3)向轴向端部侧突出的前端部分而进行摆动铆接加工，利用将圆筒部(11)的前端部分向径向外侧铆接扩展而形成的铆接部(12)按压内圈(3)的轴向端面(3a)。由此，将内圈(3)和轮毂(2)固定为一体。此时，摆动铆接加工的摆动角度为15°以上且30°以下。

Description

车轮支承用滚动轴承单元的制造方法

技术领域

本发明涉及将机动车等的车轮旋转自如地支承于悬架装置的车轮支承用滚动轴承单元的制造方法。

背景技术

将机动车等的车轮旋转自如地支承于悬架装置的车轮支承用滚动轴承单元具备：内侧部件，其外周面具有多列滚道面；外侧部件，其内周面具有多列滚道面；和多个滚动体，其滚动自如地配置在内侧部件的滚道面与外侧部件的滚道面之间。并且，内侧部件借助滚动体的滚动而旋转自如地被支承于外侧部件。此外，在内侧部件的外周面上设置有用于安装车轮的凸缘，在外侧部件的外周面上设置有用于安装悬架装置的凸缘。

在这样的以往的车轮支承用滚动轴承单元中，内侧部件由轮毂(ハブ輪)和内圈构成，所述轮毂具有多列滚道面中的一个滚道面，所述内圈具有另一滚道面。通过将形成于轮毂的轴向一端部的圆筒部贯穿插入于内圈中，并将模具按压到比内圈向轴向端部侧突出的圆筒部的前端部分以进行摆动铆接加工，利用将圆筒部的前端部分向径向外侧铆接扩展而形成的铆接部按压内圈的轴向端面，从而轮毂和内圈一体地被固定而构成内侧部件。上述那样的摆动铆接加工可使用摆动锻造机(例如专利文献1中公开的装置)来进行。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-47741号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，由于以往的摆动锻造机是最大加工载荷高且大型的装置，因而有时设备费高。因此，有可能产生车轮支承用滚动轴承单元的制造成本高这样的问题。

因此，本发明的课题在于，解决所述这样的以往技术具有的问题，提供可以低成本制造车轮支承用滚动轴承单元的方法。

用于解决课题的手段

为了解决所述课题，本发明的一个方式的车轮支承用滚动轴承单元的制造方法如下：该车轮支承用滚动轴承单元具备：内侧部件，其外周面具有第一内侧滚道面和第二内侧滚道面；外侧部件，其具有与所述第一内侧滚道面对置的第一外侧滚道面和与所述第二内侧滚道面对置的第二外侧滚道面，该外侧部件配置在所述内侧部件的外侧；和滚动体，其分别滚动自如地配置在所述第一内侧滚道面与所述第一外侧滚道面之间和所述第二内侧滚道面与所述第二外侧滚道面之间，所述内侧部件是将轮毂和内圈固定为一体而成的，所述轮毂在外周面直接或借助内侧滚道圈部件而形成有所述第一内侧滚道面，所述内圈在外周面形成有所述第二内侧滚道面，所述车轮支承用滚动轴承单元的制造方法的特征在于，将形成于所述轮毂的轴向一端部的圆筒部贯穿插入到所述内圈中，将模具按压到所述圆筒部的比所述内圈向轴向端部侧突出的前端部分而进行摆动铆接加工，利用将所述圆筒部的前端部分向径向外侧铆接扩展而形成的铆接部，按压所述内圈的轴向端面，由此将所述内圈和所述轮毂固定为一体，此时，使所述摆动铆接加工的摆动角度为15°以上且30°以下。

在该车轮支承用滚动轴承单元的制造方法中，也可以这样：所述摆动铆接加工的摆动旋转速度在100min^-1以上且299min^-1以下。

此外，也可以这样：所述模具的材质为JISG4404中规定的SKD11，在所述摆动铆接加工中不使用润滑剂。

并且，也可以这样：采用最大加工载荷为150kN以下的铆接机进行所述摆动铆接加工。也可以这样：所述铆接机具备：主轴，其安装有所述模具；以及马达，其使所述主轴旋转，所述主轴与所述马达直接连结。并且，也可以这样：所述马达的旋转被逆变控制，该逆变控制是矢量控制。

并且，在该车轮支承用滚动轴承单元的制造方法中，也可以这样：进行所述摆动铆接加工，使得所述铆接部的表面粗糙度在Ra20μm以下。此外，也可以这样：进行所述摆动铆接加工，使得所述铆接部的等效应变在0.015应变以下。

并且，在该车轮支承用滚动轴承单元的制造方法中，也可以这样：作为预备试验而进行至少两个摆动角度下的所述摆动铆接加工，测定各个所述铆接部的表面粗糙度Ra，将这些摆动角度和表面粗糙度Ra代入表示摆动角度α与所述铆接部的表面粗糙度Ra之间的关系的下述式(1)中，计算出下述式(1)成立的常数A和C，采用确定了该常数A和C的下述式(1)，计算出所述铆接部的表面粗糙度Ra成为预先确定的值的摆动角度，按该计算出的摆动角度进行用于制造所述车轮支承用滚动轴承单元的所述摆动铆接加工。

[式1]

$Ra=A\sqrt{1-{\left(\frac{sin\mathrm{\α}-\mathrm{\ϵ}}{sin\mathrm{\α}}\right)}^2}+C\mathrm{...}\left(1\right)$

另外，所述式(1)中的ε是所述摆动铆接加工的压下量δ与所述模具的半径r之比δ/r。

发明效果

根据本发明的车轮支承用滚动轴承单元的制造方法，可以低成本制造车轮支承用滚动轴承单元。

附图说明

图1是示出车轮支承用滚动轴承单元的结构的剖视图。

图2是示出摆动铆接加工装置的结构的剖视图。

图3是说明摆动铆接加工的方法的主要部位放大图。

图4是说明摆动铆接加工的方法的主要部位放大图。

图5是示出摆动铆接加工的摆动角度与最大加工载荷的关系的图表。

图6是示出摆动铆接加工的摆动角度与铆接部的表面粗糙度的关系的图表。

图7是示意性地示出模具与轮毂的图。

图8是示出摆动铆接加工的摆动角度、和模具与圆筒部的前端部分接触的接触面积之间的关系的图表。

图9是示出模具与圆筒部的前端部分接触的接触面积与铆接部的等效应变之间的关系的图表。

图10是示出铆接部的等效应变与表面粗糙度之间的关系的图表。

图11是示出摆动铆接加工的摆动角度与铆接部的磨损量之间的关系的图表。

图12是示出铆接机的结构的图。

具体实施方式

参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。图1是示出车轮支承用滚动轴承单元的结构的剖视图。另外，在本实施方式中，在将车轮支承用滚动轴承单元安装于机动车等车辆的状态下，将车辆的宽度方向外侧称为外端侧，将宽度方向中央侧称为内端侧。即，在图1中，左侧是外端侧，右侧是内端侧。

图1中的车轮支承用滚动轴承单元1具备：大致圆筒状的轮毂2；内圈3，其与轮毂2固定成一体；大致圆筒状的外圈4，其同轴地配置在轮毂2和内圈3的外侧；两列滚动体5、5；以及保持器6、6，其对滚动体5进行保持。此外，在外圈4的内端侧部分的内周面与内圈3的内端侧部分的外周面之间、以及外圈4的外端侧部分的内周面与轮毂2的轴向中间部的外周面之间分别设置有密封装置7a、7b。

并且，在配置于外圈4的内侧的轮毂2中的从外圈4突出的外端侧部分的外周面上，设置有用于支承未图示的车轮的车轮安装用凸缘10。并且，在外圈4的外周面上，在远离车轮安装用凸缘10的一侧的端部设置有悬架装置安装用凸缘13。

在轮毂2的内端侧部分形成有外径小的圆筒部11，该圆筒部11被贯穿插入于内圈3的内侧，圆筒部11与内圈3嵌合。并且，圆筒部11的比内圈3向内端侧突出的前端部分被向径向外侧铆接扩展，利用因该铆接产生的塑性变形而形成于圆筒部11的铆接部12，按压内圈3的轴向端面3a(内端侧端面)，从而内圈3与轮毂2被固定成一体。另外，内圈3与轮毂2被固定成一体而形成的结构相当于作为本发明的构成要素的内侧部件，外圈4相当于作为本发明的构成要素的外侧部件。

在轮毂2的外周面的轴向中间部和内圈3的外周面分别形成有滚道面，轮毂2的滚道面是第一内侧滚道面20a，内圈3的滚道面为第二内侧滚道面20b。此外，在外圈4的内周面上形成有与所述两内侧滚道面20a、20b对置的滚道面，与第一内侧滚道面20a对置的滚道面是第一外侧滚道面21a，与第二内侧滚道面20b对置的滚道面是第二外侧滚道面21b。并且，在第一内侧滚道面20a与第一外侧滚道面21a之间、以及第二内侧滚道面20b与第二外侧滚道面21b之间分别滚动自如地配置有多个滚动体5。

为了将这样的车轮支承用滚动轴承单元1装配于机动车等车辆，将悬架装置安装用凸缘13固定于未图示的悬架装置，将未图示的车轮固定于车轮安装用凸缘10。这样，利用车轮支承用滚动轴承单元1使车轮旋转自如地被支承于悬架装置。即，内圈3和轮毂2被固定为一体而成的结构成为与车轮一体地旋转的旋转轮，外圈4成为借助滚动体5的滚动而将旋转轮(内圈3与轮毂2被固定为一体而成的结构)支承成旋转自如的固定轮(非旋转轮)。

另外，在图示的示例中，使用了滚珠作为滚动体，但也可以根据车轮支承用滚动轴承单元1的用途等而使用滚子。

此外，本发明可应用于各种车轮支承用滚动轴承单元。例如，既可以将本发明应用于例如图1中的车轮支承用滚动轴承单元1那样的所谓第三代的车轮支承用滚动轴承单元(第一内侧滚道面20a直接形成于轮毂2的外周面的车轮支承用滚动轴承单元)，也可以将本发明应用于如下说明的种类的车轮支承用滚动轴承单元(第一内侧滚道面借助内侧滚道圈部件而形成于轮毂的外周面的车轮支承用滚动轴承单元)。

即，后者的车轮支承用滚动轴承单元具备：轮毂；一对内圈，其与轮毂固定成一体；同轴地配置于轮毂和一对内圈的外侧的外圈；以及两列滚动体。该车轮支承用滚动轴承单元也可以具备对滚动体进行保持的保持器。此外，也可以在外圈的内端侧部分的内周面与一对内圈中的内端侧的内圈的内端侧部分的外周面之间、以及外圈的外端侧部分的内周面与轮毂的轴向中间部的外周面之间分别设置密封装置。

在配置于外圈的内侧的轮毂中的从外圈突出的外端侧部分的外周面上，设置有用于支承车轮的车轮安装用凸缘。并且，在外圈的外周面上，在远离车轮安装用凸缘的一侧的端部设置有悬架装置安装用凸缘。

在轮毂的内端侧部分形成有外径小的圆筒部，该圆筒部被贯穿插入到沿轴向排列的一对内圈的内侧，圆筒部与一对内圈嵌合。并且，比一对内圈中的内端侧的内圈向内端侧突出的圆筒部的前端部分被向径向外侧铆接扩展，利用因该铆接产生的塑性变形而形成于圆筒部的铆接部按压内端侧的内圈的轴向端面(内端侧端面)，从而一对内圈与轮毂被固定成一体。

另外，一对内圈与轮毂被固定成一体而形成的结构相当于作为本发明的构成要素的内侧部件，外圈相当于作为本发明的构成要素的外侧部件。此外，一对内圈中的外端侧(即，圆筒部的基端侧)的内圈相当于作为本发明的构成要素的内侧滚道圈部件，内端侧(即，圆筒部的前端侧)的内圈相当于作为本发明的构成要素的内圈。

在一对内圈的外周面分别形成有滚道面，外端侧的内圈的滚道面是第一内侧滚道面，内端侧的内圈的滚道面是第二内侧滚道面。此外，在外圈的内周面形成有与所述两内侧滚道面对置的滚道面，与第一内侧滚道面对置的滚道面是第一外侧滚道面，与第二内侧滚道面对置的滚道面是第二外侧滚道面。并且，在第一内侧滚道面与第一外侧滚道面之间、以及第二内侧滚道面与第二外侧滚道面之间分别滚动自如地配置有多个滚动体。

为了将这样的车轮支承用滚动轴承单元装配于机动车等车辆，将悬架装置安装用凸缘固定于未图示的悬架装置，将未图示的车轮固定于车轮安装用凸缘。这样，利用车轮支承用滚动轴承单元使车轮旋转自如地被支承于悬架装置。即，一对内圈和轮毂被固定为一体而成的结构成为与车轮一体地旋转的旋转轮，外圈成为借助滚动体的滚动而将旋转轮(一对内圈与轮毂被固定为一体而成的结构)支承成旋转自如的固定轮(非旋转轮)。

在该车轮支承用滚动轴承单元1的制造工序中，如上所述地通过铆接加工进行内圈3与轮毂2的一体化。下面，对车轮支承用滚动轴承单元1的制造方法进行说明。

在如图1所示地将轮毂2、外圈4、滚动体5、保持器6、6等组装起来后，将内圈3嵌合于轮毂2的圆筒部11中而形成车轮支承用滚动轴承单元1的半成品。并且，将该半成品安装于摆动铆接加工装置中进行摆动铆接加工。

如图2所示，摆动铆接加工装置具备：基盘26，其用于固定所述半成品；模具23，其与轮毂2的圆筒部11抵接来进行摆动铆接加工；以及主轴24，将模具23保持在该主轴24的上端部(头)而进行旋转。

在摆动铆接加工时，将车轮安装用凸缘10载置在设置于基盘26的底座28上，并且将形成于所述半成品的外端侧部分的凸部29嵌合到形成于底座28的孔部内，将所述半成品的中心轴线A铅垂地固定于基盘26，并且设定所述半成品的中心位置。也可以根据期望将悬架装置安装用凸缘13进一步固定于基盘26。

下面，如图3所示，在将模具23的轴线相对于所述半成品的中心轴线A倾斜规定角度θ的状态下，使模具23与圆筒部11的前端部分的内周面抵接并朝向图3中的下方按压，并且使主轴24以所述半成品的中心轴线A为旋转中心旋转以使模具23摆动旋转。此时，使所述角度θ、即摆动铆接加工的摆动角度在15°以上且30°以下。

这样，如图4所示，圆筒部11的比内圈3向内端侧突出的前端部分塑性变形而被向径向外侧侧铆接扩展。并且，利用因该摆动铆接加工产生的塑性变形而形成的铆接部12按压内圈3的轴向端面3a(内端侧端面)，从而进行轮毂2与内圈3的一体式固定及预压的施加，可得到成品的车轮支承用滚动轴承单元1。

若按这样的制造方法制造车轮支承用滚动轴承单元1，则摆动铆接加工的摆动角度在15°以上且30°以下，因此可降低摆动铆接加工的最大加工载荷。其结果是，可采用小型的摆动铆接加工装置来进行摆动铆接加工，因而可抑制设备费，并可以低成本制造车轮支承用滚动轴承单元1。

另外，铆接部12是指圆筒部11中的通过摆动铆接加工而塑性变形的部分，但不仅包括圆筒部11的被向径向外侧铆接扩展而按压内圈3的轴向端面3a的前端部分，还包括圆筒部11的位于比所述前端部分靠基端侧并与内圈3的内周面接触的基端部分。这是因为，该基端部分受到所述前端部分的塑性变形的影响。即，图4中的施加有网眼状阴影的部分是塑性区域，并且是铆接部12。

并且，具体情况后面说明，在铆接部12中图4所示的区域(即，位于圆筒部11的比被向径向外侧铆接扩展而按压内圈3的轴向端面3a的前端部分靠基端侧并与内圈3的内周面接触的圆筒部11的基端部分的外周面)的表面粗糙度Ra具有耐久性和良好的相关性。

下面，对摆动铆接加工的各种条件、该条件下的各数值的临界意义进行说明。

[A.关于摆动角度]

(A-1关于摆动角度与设备费的关系)

如图5中的图表所示，当摆动角度大时，摆动铆接加工的最大加工载荷变低，若摆动角度为15°以上，则可使最大加工载荷降到摆动角度为5°的情况下的60％以下。其结果是，可采用小型的摆动铆接加工装置来进行摆动铆接加工，可抑制设备费，因此可以低成本制造车轮支承用滚动轴承单元1。另外，图5的图表的纵轴的数值(最大加工载荷)是以摆动角度为5°的情况下的最大加工载荷为100％的相对值。

但是，在以往的摆动锻造机(例如，专利文献1中公开的装置)中，由于摆动角度是2～5°，因此，在采用以往的摆动锻造机作为上述摆动铆接加工装置的情况下，为了能够形成15°以上的摆动角度，需要改造摆动锻造机。但是，为了能够形成15°以上的摆动角度，安装有模具的主轴的上端部(头)大型化，因此整个装置的平衡变差(装置的上侧部分大于下侧部分)，这样的改造不容易。此外，由于是大规模的改造，因此有时摆动铆接加工装置的设备费变高、车轮支承用滚动轴承单元的制造成本上升。

因此，作为上述摆动铆接加工装置，优选的是，采用铆接机。若是铆接机，则通过小规模的改造就能够形成15°以上的摆动角度，因此可得到最大加工载荷低且小型的摆动铆接加工装置。因此，若采用将铆接机改造后的摆动铆接加工装置，则可抑制设备费，因此可以低成本制造车轮支承用滚动轴承单元。

另外，作为铆接机的改造内容，可列举例如模具的变更、模具相对于主轴的设置角度的变更(例如，设置于主轴的前端部的模具安装用孔相对于旋转中心的角度的变更)、将模具支承于主轴的前端部的轴承的变更等。

(A-2关于摆动角度与铆接部的耐久性的关系)

可知通过铆接而塑性变形的部分的表面粗糙度小时耐久性高。因此，在车轮支承用滚动轴承单元中铆接部的表面粗糙度是重要的，在如运动用多用途车(SUV：SportUtilityVehicle：运动型多用途车)及高档车等那样铆接部的耐久性要求严格的车种中，铆接部的表面粗糙度特别重要。

图6的图表中示出了在铆接部中位于比圆筒部的前端部分靠基端侧并与内圈的内周面接触的圆筒部的基端部分的外周面(在图4中表示成“表面粗糙度的测定范围”的区域)的表面粗糙度与摆动角度的关系。根据图6的图表可知，若摆动角度在15°以上，则可缩小铆接部的所述外周面的表面粗糙度Ra，因此可提高铆接部的耐久性。因此，从铆接部的耐久性的方面考虑，优选的是，摆动角度在15°以上。

这里，关于若增大摆动角度则铆接部的表面粗糙度变小的原因详细地进行说明。若增大摆动角度，则模具与轮毂的圆筒部的前端部分之间的接触面积变大。这样，铆接部的等效应变降低，因此铆接部的表面粗糙度变小。

首先，对摆动角度与接触面积的关系进行说明。但是，由于铆接轮毂的圆筒部的模具的形状复杂，因此，为了简化计算，可考虑如图7所示圆锥形状的模具100。图7的(a)是示意性地示出模具100(上模100A和下模100B)和轮毂102的剖视图，(b)是示意性地示出模具100和轮毂102的侧视图。

在利用圆锥形状的模具100(上模100A)将轮毂102的圆筒部的前端部分铆接时，若设压下量δ时的模具100(上模100A)与圆筒部的前端部分接触的接触面积为S，则通过几何近似，接触面积S用以摆动角度α为变量的下述式(2)表示。并且，若将式(2)图表化，则为图8中的图表。另外，式(2)中的A’、C’是常数，r是圆锥形状的模具100(上模100A)的半径，ε是δ/r。

[式2]

$S=A^{,}\sqrt{1-{\left(\frac{sin\mathrm{\α}-\mathrm{\ϵ}}{sin\mathrm{\α}}\right)}^2}+C^{,}\mathrm{...}\left(2\right)$

下面，对模具100与轮毂102的圆筒部的前端部分接触的接触面积与铆接部的等效应变的关系进行说明。关于设摆动角度为5°、15°、30°或45°而进行摆动铆接所得到的轮毂102的圆筒部的铆接部，分别进行弹塑性FEM(FiniteElementMethod：有限元素法)分析而得到铆接部(具体而言是铆接部中的位于比圆筒部的前端部分靠基端侧并与内圈的内周面接触的圆筒部的基端部分)的等效应变。图9的图表中示出了结果。另外，该图表的横轴的数值(接触面积)是以摆动角度为5°的情况下的接触面积为100％的相对值。

下面，对铆接部的等效应变与铆接部的表面粗糙度的关系进行说明。关于设摆动角度为5°、15°、30°或45°而进行摆动铆接得到的轮毂102的圆筒部的铆接部(具体而言是铆接部中的位于比圆筒部的前端部分靠基端侧并与内圈的内周面接触的圆筒部的基端部分的外周面)，分别测定了表面粗糙度。并且，将铆接部的等效应变与铆接部的表面粗糙度的关系做成了图表(参照图10)。另外，摆动铆接前的轮毂102的圆筒部的表面粗糙度是Ra7～8μm。

将图8的图表和图6的图表相比可知，图表的形状类似。下面，对其原因进行说明。

首先，用函数来表示图8至图10的图表的形状。设摆动角度为α、接触面积S的函数为S(α)，则表示图8的图表的函数是x＝S(α)。由于图9、图10的图表是一次直线，因此表示图9的图表的函数是y＝B·x+D(B、D是常数)，表示图10的图表的函数是z＝E·y+F(E、F是常数)。

图6的图表可按将图8至图10的图表合成后的函数近似。首先，若将图8的图表和图9的图表合成，则为y＝B·S(α)+D。并且，若将图10的图表与之合成，则图6的图表为z＝E·(B·S(α)+D)+F＝E·B·S(α)+E·D+F。

另外，图表的形状类似是指变化的方式相同。常数仅使图表平行移动或改变轴的比例尺，与变化无关。因此，若除去常数E·B、E·D、F而仅为与变化有关的函数，则与图6的图表的变化有关的函数是z’＝S(α)，与图8的图表的函数相同。由此，可以说明图6的图表与图8的图表的形状类似。

同样，对图5的图表与图8的图表的形状类似的情况进行说明。图5的最大加工载荷的函数可通过所述接触面积与屈服应力的积来近似。设屈服应力为Y，则图5的图表是w＝Y·S(α)。由于材料相同，因此屈服应力为常数，若仅取出与变化相关的函数，则图5的图表的与变化相关的函数是w’＝S(α)，与图8的图表的函数相同。由此可以说明图5的图表与图6、图8的图表的形状类似。

此外，S(α)是所述式(2)。式(2)是将实际的复杂形状的模具简化成圆锥形状来计算的近似式，但与实际的复杂形状的模具的实验结果很一致。因此，式(2)可用作用于预测铆接部的表面粗糙度并确定摆动角度的设计工具。

在设计铆接部时通过分析来评价耐久性的情况下利用等效应变。根据图10的图表，铆接部的等效应变优选的是0.015应变以下。

这里，对预测铆接部的表面粗糙度并确定摆动铆接加工的摆动角度的方法进行说明。首先，作为预备试验进行与前述同样的摆动铆接加工。在预备试验中，以至少两个摆动角度进行摆动铆接加工，并分别测定所形成的铆接部的表面粗糙度Ra。摆动角度可选择任意值。此外，表面粗糙度的测定部位是在图4中表示成“表面粗糙度的测定范围”的区域。

由于用所述式(1)表示摆动角度α与铆接部的表面粗糙度Ra之间的关系，因此将在预备试验中得到的摆动角度和表面粗糙度Ra的数据代入式(1)，通过采用例如最小二乘法计算出式(1)成立的常数A和C。若采用该常数A和C所确定的式(1)，则可计算出用于铆接部的表面粗糙度Ra在所希望的值以下的摆动角度的范围。

因此，只要利用该计算出的摆动角度进行用于制造车轮支承用滚动轴承单元的摆动铆接加工，则可制造铆接部的表面粗糙度良好且耐久性优异的车轮支承用滚动轴承单元。

(A-3关于摆动角度与磨损的关系)

根据图11的图表可知，若摆动角度超过30°，则铆接部的磨损量显著增加。因此，若考虑铆接部的耐久性，则优选的是使摆动角度在30°以下来抑制磨损。因此，优选的摆动角度在15°以上且30°以下。另外，图11的图表的纵轴的数值(磨损量)是以摆动角度为5°的情况下的磨损量为100％的相对值。

此外，综合上述A-1项所示的摆动角度与最大加工载荷的关系(参照图5的图表)、上述A-2项所示的摆动角度与铆接部的表面粗糙度的关系(参照图6的图表)、以及本A-3项所示的摆动角度与磨损的关系(参照图11的图表)，可以说，优选的是，摆动角度在15°以上且30°以下，更优选的是18°以上且27°以下。

[B.关于摆动旋转速度]

比较摆动锻造机和铆接机，在使用的模具方面，由于铆接机更小型，因此，在模具的质量方面，铆接机更小。质量小的情况下模具成本低，但相应于质量小，热容量也小，因此有可能由于热的熔敷而使模具寿命变短。

若提高摆动旋转速度，则热量增加，因此需要根据摆动铆接加工的摆动旋转速度进行模具的热对策。因此，在各种摆动旋转速度中，调查满足模具寿命的模具材质和润滑条件，并评价了模具成本。表1示出了结果。另外，摆动旋转速度是指，使倾斜规定的摆动角度的模具的自转轴线以公转轴线(摆动铆接加工装置的旋转轴线)为中心公转时的公转速度。

[表1]

根据表1可知，当摆动旋转速度是751min^-1～1000min^-1时，需要采用超硬合金作为模具材质，此外，在摆动铆接加工中需要采用润滑剂来进行模具与轮毂的润滑。因此，模具成本变高(在表1中用记×号表示)。

此外，当摆动旋转速度是501min^-1～750min^-1时，需要采用JISG4403规定的SKH51作为模具材质，需要对模具实施涂布碳氮化钛等的表面处理。不需要润滑剂的润滑，但需要表面处理，因此模具成本高(在表1中用×记号表示)。

并且，当摆动旋转速度是300min^-1～500min^-1时，需要采用JISG4403规定的SKH51作为模具材质。不需要模具的表面处理及润滑剂的润滑，但需要采用SKH51，因此模具成本稍高(在表1中用△记号表示)。

并且，当摆动旋转速度是100min^-1～299min^-1时，可采用JISG4404规定的SKD11作为模具材质。此外，不需要模具的表面处理及润滑剂的润滑。因此，模具成本低(在表1中用○记号表示)。

根据这些结果，若摆动旋转速度在100min^-1以上且299min^-1以下、模具材质是SKD11(无表面处理)、无润滑剂的润滑，则可降低摆动铆接加工的成本。

此外，根据上述A项和B项所示的结果，若摆动角度在15°以上且30°以下、摆动旋转速度在100min^-1以上且299min^-1以下，则可以低成本进行摆动铆接加工，并且可提高铆接部的耐久性。

[C.铆接机与摆动锻造机的比较]

关于采用铆接机作为摆动铆接加工装置的情况和采用摆动锻造机的情况，比较进行说明。

(C-1关于摆动旋转的稳定性)

以往的摆动锻造机在安装有模具的主轴与使该主轴旋转的马达之间具备减速器，因此，即使降低摆动旋转速度(例如100min^-1以上且299min^-1以下)，也很少担心扭矩不足。

相对于此，铆接机200(参照图12)在安装有模具201的主轴202与使该主轴202旋转的马达203之间不具备减速器，主轴202与马达203直接连结。因此，若将摆动旋转速度降低成例如100min^-1以上且299min^-1以下，则在马达203的旋转被逆变控制的情况下，有可能摆动旋转速度受逆变控制的影响。

逆变控制中有V/F(电压频率转换器)控制和矢量控制，但在V/F控制的情况下，有可能扭矩不足而摆动旋转速度变得不稳定，因此，优选的是，在铆接机中逆变控制为矢量控制。并且，优选的是，监视扭矩和摆动旋转速度以防止扭矩不足。设备费方面，与逆变控制相比，减速器更高，因此，即使不采用减速器而进行逆变控制，摆动铆接加工装置的设备费也不会高。

(C-2设置更换的容易性)

通常，由于摆动锻造机的框架的形状是框状(参照专利文献1)，因此，在更换模具时，在框架中的沿上下方向延伸的柱子位于模具与更换作业者之间，作业被柱子遮挡。此外，模具的质量大。因此，模具更换(设置更换)的作业性低。并且，由于摆动锻造机是利用螺栓将模具固定于球面座的结构，因此，更换模具需要时间。

相对于此，通常，铆接机200的框架204的形状大致是C字状。因此，在更换模具201时，从更换作业者的角度观察，框架204的中沿上下方向延伸的柱子205位于模具201的后方(在图12中是右方)，因此作业不会被柱子205遮挡。此外，模具201的质量也小。因此，更换模具(设置更换)的作业性良好。并且，铆接机200是利用轴承(未图示)支承模具201而将其从上方悬吊的结构，因此只按一次就可更换模具201，更换模具不需要时间。

(C-3关于设备费)

以往的摆动锻造机的市售品多是最大加工载荷在200kN以上。因此，为了使摆动铆接加工装置小型，需要对摆动锻造机实施大规模的改造、或者新开发设备。因此，不容易降低设备费。

相对于此，铆接机多是最大加工载荷在150kN以下的小型装置。因此，几乎不需要用于使摆动铆接加工装置小型的改造，容易降低设备费。

标号说明

1：车轮支承用滚动轴承单元

2：轮毂

3：内圈

3a：轴向端面

4：外圈

5：滚动体

10：车轮安装用凸缘

11：圆筒部

12：铆接部

13：悬架装置安装用凸缘

20a：第一内侧滚道面

20b：第二内侧滚道面

21a：第一外侧滚道面

21b：第二外侧滚道面

23：模具

24：主轴

100：模具

102：轮毂

200：铆接机

201：模具

202：主轴

203：马达

Claims (9)

1.一种车轮支承用滚动轴承单元的制造方法，该车轮支承用滚动轴承单元具备：内侧部件，其外周面具有第一内侧滚道面和第二内侧滚道面；外侧部件，其具有与所述第一内侧滚道面对置的第一外侧滚道面和与所述第二内侧滚道面对置的第二外侧滚道面，该外侧部件配置在所述内侧部件的外侧；和滚动体，其分别滚动自如地配置在所述第一内侧滚道面与所述第一外侧滚道面之间和所述第二内侧滚道面与所述第二外侧滚道面之间，所述内侧部件是将轮毂和内圈固定为一体而成的，所述轮毂在外周面直接或借助内侧滚道圈部件而形成有所述第一内侧滚道面，所述内圈在外周面形成有所述第二内侧滚道面，所述车轮支承用滚动轴承单元的制造方法的特征在于，

将形成于所述轮毂的轴向一端部的圆筒部贯穿插入到所述内圈中，将模具按压到所述圆筒部的比所述内圈向轴向端部侧突出的前端部分而进行摆动铆接加工，利用将所述圆筒部的前端部分向径向外侧铆接扩展而形成的铆接部，按压所述内圈的轴向端面，由此将所述内圈和所述轮毂固定为一体，此时，使所述摆动铆接加工的摆动角度为15°以上且30°以下。

2.根据权利要求1所述的车轮支承用滚动轴承单元的制造方法，其特征在于，

所述摆动铆接加工的摆动旋转速度在100min^-1以上且299min^-1以下。

3.根据权利要求1或2所述的车轮支承用滚动轴承单元的制造方法，其特征在于，

所述模具的材质为JISG4404中规定的SKD11，在所述摆动铆接加工中不使用润滑剂。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的车轮支承用滚动轴承单元的制造方法，其特征在于，

采用最大加工载荷为150kN以下的铆接机进行所述摆动铆接加工。

5.根据权利要求4所述的车轮支承用滚动轴承单元的制造方法，其特征在于，

所述铆接机具备：主轴，其安装有所述模具；以及马达，其使所述主轴旋转，所述主轴与所述马达直接连结。

6.根据权利要求5所述的车轮支承用滚动轴承单元的制造方法，其特征在于，

所述马达的旋转被逆变控制，该逆变控制是矢量控制。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的车轮支承用滚动轴承单元的制造方法，其特征在于，

进行所述摆动铆接加工，使得所述铆接部的表面粗糙度在Ra20μm以下。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的车轮支承用滚动轴承单元的制造方法，其特征在于，

进行所述摆动铆接加工，使得所述铆接部的等效应变在0.015应变以下。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的车轮支承用滚动轴承单元的制造方法，其特征在于，

作为预备试验而进行至少两个摆动角度下的所述摆动铆接加工，测定各个所述铆接部的表面粗糙度Ra，将这些摆动角度和表面粗糙度Ra代入表示摆动角度α与所述铆接部的表面粗糙度Ra之间的关系的下述式(1)中，计算出下述式(1)成立的常数A和C，采用确定了该常数A和C的下述式(1)，计算出所述铆接部的表面粗糙度Ra成为预先确定的值的摆动角度，按该计算出的摆动角度进行用于制造所述车轮支承用滚动轴承单元的所述摆动铆接加工，

$Ra=A\sqrt{1-{\left(\frac{sin\mathrm{\α}-\mathrm{\ϵ}}{sin\mathrm{\α}}\right)}^2}+C\mathrm{...}\left(1\right)$

所述式(1)中的ε是所述摆动铆接加工的压下量δ与所述模具的半径r之比δ/r。