CN107848014A - 轴承单元的制造方法以及制造装置 - Google Patents

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Abstract

滚动轴承单元的制造方法使成形冲头(46)的轴向一端面与铆接部(20)的轴向另一端面对置，成形冲头(46)通过沿圆周方向组合被分割成多个的、分别能够进行轴向位移且周向位移受到阻止的多个冲头元件(46、46)来形成，并在轴向一端面形成有加工齿(44、44)。在上述状态下，利用具有相对于毂主体(8)的中心轴(α)倾斜的中心轴(β)的压辊(30a)的按压面(43)对上述成形冲头(46)的轴向另一端面进行按压，并且使上述压辊(30a)以上述毂主体(8)的中心轴(α)为中心旋转。

Description

轴承单元的制造方法以及制造装置
技术领域
本发明涉及轴承单元的制造方法以及制造装置。
本申请主张基于在2015年7月13日在日本申请的日本特愿2015-139543号、以及在2015年10月2日在日本申请的日本特愿2015-196510号的优先权，并在此引用其内容。
背景技术
在专利文献1中公开在内圈的端面设有传递动力用的端面花键的轴承单元。一直以来，端面花键的加工使用摆动冲压装置(rotary pressing machine)、摆动锻造机(rotary forging machine))。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-292422号公报
专利文献2：日本特开2002-81453号公报
专利文献3：国际公开第2009/139137号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的方式的目的在于提供能够确保轴承单元的耐久性同时能够抑制制造成本的轴承单元的制造方法。
并且，本发明的其它方式的目的在于提供在进行毂主体的轴向另一端部(例如铆接部、毂侧端面花键)的加工时能够减少对上述毂主体的轴向另一端部施加的偏载荷或者能够使该偏载荷实际上为零的轴承单元的制造方法以及制造装置。
用于解决课题的方案
在本发明的一个方式中，轴承单元的制造方法具有将工件放置于冲压装置的工序、和对上述工件进行塑性加工的工序。塑性加工的工序包括：使沿周向排列的多个元件的一部分沿轴向移动来对上述工件的第一区域进行冲压的部分；和使上述多个元件的另外一部分沿上述轴向来对上述工件的第二区域进行冲压的部分。
在本发明的另外一个方式中，轴承单元的制造装置具备：支架，其用于放置工件；多个元件，其沿周向排列，且分别能够沿轴向移动；以及机构，其具有使上述多个元件的一部分沿上述轴向移动来对上述工件的第一区域进行冲压的模式、和使上述多个元件的另外一部分沿上述轴向移动来对上述工件的第二区域进行冲压的模式。
在本发明的另外一个方式中，轴承单元具备毂主体和内圈。
其中的毂主体在轴向中间部外周面具有轴向一侧的内圈轨道。
并且，上述内圈在外周面具有轴向另一侧的内圈轨道，并外嵌于上述毂主体的靠近轴向另一端的部分。
而且，利用铆接部对上述内圈的轴向另一端面进行限制来将上述内圈支撑固定于上述毂主体，其中，上述铆接部通过使设于上述毂主体的轴向另一端部的圆筒部向径向外侧塑性变形来形成。并且，在上述铆接部的轴向另一端面形成有作为圆周方向上的凹凸部的毂侧端面花键。
在一个例子中，轴承单元还具备：外圈，其在内周面具有多列外圈轨道；以及滚动体，其分别设有多个的方式转动自如地设在上述两外圈轨道与上述两内圈轨道之间。
在一个例子中，在轴承单元的制造方法中，使成形冲头的轴向一端面与上述铆接部的轴向另一端面对置，其中，上述成形冲头通过在圆周方向上组合被分割成多个的多个冲头元件而形成，并在轴向一端面形成有数目与上述毂侧端面花键的齿数的数目相同的加工齿，上述多个冲头元件分别能够进行轴向位移，而且周向位移受到阻止。在该状态下，利用具有相对于上述毂主体的中心轴倾斜的中心轴的压辊的圆锥状或者圆锥台状的按压面对上述成形冲头的轴向另一端面进行按压，并且使上述压辊以上述毂主体的中心轴为中心旋转。通过这样的工序，在上述铆接部的轴向另一端面形成上述毂侧端面花键。
在一个例子中，将上述压辊的中心轴相对于上述毂主体的中心轴的倾斜角度设为15度以上。例如能够将该倾斜角度设为30度以下。上述数值是一个例子，本发明并不限定于此。
在一个例子中，将上述成形冲头设为由被分割成数目与上述各加工齿的齿数相同的上述各冲头元件形成。具体而言，将上述各冲头元件设为按照上述各加工齿的每一个来分割{在存在于相邻的加工齿彼此之间的齿底的中央位置(上述成形冲头的在圆周方向上的中央位置)处分割}，或者在上述各加工齿的齿顶的中央位置处分割。
在一个例子中，使得在上述各冲头元件中的一个冲头元件的轴向另一端面的圆周方向两侧缘中的、以上述毂主体的中心轴为中心的上述压辊的旋转方向后侧缘被上述压辊的按压面按压的状态下，存在于上述一个冲头元件的以上述毂主体的中心轴为中心的上述压辊的旋转方向前侧旁的冲头元件的轴向另一端面的圆周方向两侧缘中的以上述毂主体的中心轴为中心的上述压辊的旋转方向后侧缘(即靠上述一个冲头元件侧的侧缘)未被上述压辊的按压面按压。
换言之，对上述压辊的按压面所产生的按压量(在上述毂主体的轴向上的按压量)进行调节，以便在上述一个冲头元件的圆周方向两侧面中的以上述毂主体的中心轴为中心的上述压辊的旋转方向后侧面、与包括上述毂主体的中心轴和上述压辊的中心轴在内的假想平面处于同一平面的状态下，在上述一个冲头元件的以上述毂主体的中心轴为中心的上述压辊的旋转方向前侧相邻地存在的冲头元件的轴向另一端面的圆周方向两侧缘中的靠上述一个冲头元件侧的侧缘与上述压辊的按压面限于接触或者接近地对置(即，不强力地对在上述压辊的旋转方向前侧相邻地存在的冲头元件的轴向另一端面进行按压)。
在一个例子中，在构成形成于上述铆接部的轴向另一端面的上述毂侧端面花键的齿的齿高变成所希望的大小的状态下，使上述各冲头元件的一部分与在保持上述各冲头元件的部分设置的阶差面部抵接，由此阻止上述各冲头元件更进一步地向轴向另一方位移。
在本发明的另外一个方式中，轴承单元构成为：为了对外嵌于毂主体的内圈赋予朝向相对于上述毂主体的轴向一侧的结合力，利用铆接部对上述内圈的轴向另一端面进行限制，其中，上述铆接部通过使设于上述毂主体的轴向另一端部的圆筒部向径向外侧塑性变形来形成。
在一个例子中，轴承单元具备：毂主体，其在轴向中间部外周面具有轴向一侧的内圈轨道；以及内圈，其在外周面具有轴向另一侧的内圈轨道，并外嵌于上述毂主体的靠近轴向另一端的部分。而且，利用铆接部对上述内圈的轴向另一端面进行限制来将上述内圈固定于上述毂主体，其中，上述铆接部通过使设于上述毂主体的轴向另一端部的圆筒部向径向外侧塑性变形来形成。另外，具备：外圈，其在内周面具有多列外圈轨道；以及滚动体，其以分别设置多个的方式转动自如地设于上述两外圈轨道与上述两内圈轨道之间。
在一个例子中，轴承单元的制造方法使组合多个成形模具元件彼此来形成的铆接部用成形模具的轴向一端面(上述各成形模具元件的轴向一端面)抵接于上述圆筒部的轴向另一端面，其中，上述多个成形模具元件沿以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向排列配置，并且设为能够进行相互独立的轴向位移。并且，将多个滚筒以能够滚动的方式推压至上述铆接部用成形模具的轴向另一端面(即，上述各成形模具元件中的与上述各滚筒对置的一部分成形模具元件的轴向另一端面)，其中，上述滚筒在以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向上配置于数量比上述各成形模具元件的总数少的多个部位。而且，在该状态下，使上述各滚筒沿以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向滚动前进(即，通过将上述各滚筒依次推压至上述各成形模具元件的轴向另一端面，来将上述各成形模具元件的轴向一端面依次推压至上述圆筒部的轴向另一端面)，由此将上述圆筒部加工成上述铆接部。
在一个例子中，在上述铆接部的轴向另一端面形成作为圆周方向上的凹凸部的毂侧端面花键。
为此，使组合多个成形模具元件彼此来形成的端面花键用成形模具的轴向一端面(即，具有数目与上述毂侧端面花键的齿数相同的加工齿的面、或者上述各成形模具元件的轴向一端面)抵接于上述铆接部的轴向另一端面，其中，上述多个成形模具元件沿以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向排列配置，并且设为能够进行相互独立的轴向位移。并且，将多个滚筒以能够滚动的方式推压至上述端面花键用成形模具的轴向另一端面(即，上述各成形模具元件的中的与上述各滚筒对置的一部分成形模具元件的轴向另一端面)，其中，上述多个滚筒在以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向上配置于数量比上述各成形模具元件的总数少的多个部位。而且，在该状态下，使上述各滚筒沿以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向滚动前进(即，通过将上述各滚筒依次推压至上述各成形模具元件的轴向另一端面，来将上述各成形模具元件的轴向一端面依次推压至上述铆接部的轴向另一端面)，由此在上述铆接部的轴向另一端面形成上述毂侧端面花键。
在一个例子中，也可以在形成铆接部后形成毂侧端面花键。
在一个例子中，上述各滚筒以将上述毂主体的中心轴作为中心而旋转对称的位置关系(例如沿圆周方向呈等间隔地)配置在以上述毂主体的中心轴为中心的圆周上。
此外，上述旋转对称是指，在将m设为2以上的整数的情况下，若使某位置关系以某轴为中心旋转(360/m)°，则成为与旋转前相同的位置关系的性质(将这样的位置关系称作m次对称的位置关系)。例如，在以某轴为中心的圆周上的沿圆周方向呈等间隔的m个部位的位置关系成为m次对称的位置关系。
在一个例子中，轴承单元的制造装置具备铆接部用成形模具、按压单元、以及按压单元用驱动机构。
其中的铆接部用成形模具组合多个成形模具元件彼此来形成，并且能够使轴向一端面(上述各成形模具元件的轴向一端面)抵接于上述毂主体的圆筒部的轴向另一端面，其中，上述多个成形模具元件沿以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向排列配置，并且设为能够进行相互独立的轴向位移。
上述按压单元具备多个滚筒，该多个滚筒在以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向上配置于数量比上述各成形模具元件的总数少的多个部位，并且能够使上述各滚筒以能够滚动的方式抵接于上述铆接部用成形模具的轴向另一端面。
上述按压单元用驱动机构在使上述铆接部用成形模具的轴向一端面抵接于上述圆筒部的轴向另一端面、并且将上述各滚筒以能够滚动的方式推压至上述铆接部用成形模具的轴向另一端面的状态下，能够对上述按压单元赋予用于使上述各滚筒沿以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向滚动前进的驱动力。
在一个例子中，轴承单元的制造装置具备端面花键用成形模具、按压单元、以及按压单元用驱动机构。
其中的端面花键用成形模具组合多个成形模具元件彼此来形成，并且能够使轴向一端面(即，具有数目与上述毂侧端面花键的齿数相同的加工齿的面、或者上述各成形模具元件的轴向一端面)抵接于上述铆接部的轴向另一端面，其中，上述多个成形模具元件沿以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向排列配置，并且设为能够进行相互独立的轴向位移。
上述按压单元具备多个滚筒，该多个滚筒在以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向上配置于数量比上述各成形模具元件的总数少的多个部位，并且能够使上述各滚筒以能够滚动的方式抵接于上述端面花键用成形模具的轴向另一端面。
上述按压单元用驱动机构在使上述端面花键用成形模具的轴向一端面抵接于上述铆接部的轴向另一端面、并且将上述各滚筒以能够滚动的方式推压至上述端面花键用成形模具的轴向另一端面的状态下，能够对上述按压单元赋予用于使上述各滚筒沿以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向滚动前进的驱动力。
例如，能够将上述端面花键用成形模具设为由被分割成数目与上述各加工齿的齿数相同的上述各成形模具元件形成。具体而言，能够将上述各成形模具元件设为按照上述各加工齿的每一个来分割{在存在于加工齿彼此之间的齿底的中央位置(例如，上述端面花键用成形模具的在圆周方向上的中央位置)处分割}，或者在上述各加工齿的齿顶的中央位置处分割。
在一个例子中，上述各滚筒以将上述毂主体的中心轴作为中心而旋转对称的位置关系(例如沿圆周方向呈等间隔地)配置在以上述毂主体的中心轴为中心的圆周上。
发明的效果如下。
根据本发明的方式，能够确保轴承单元的耐久性的同时能够抑制制造成本。
并且，根据本发明的方式，在进行毂主体的轴向另一端部(例如铆接部、毂侧端面花键)的加工时，能够减少对上述毂主体的轴向另一端部施加的偏载荷或者能够使该偏载荷实际上为零。
附图说明
图1是以开始用于形成毂侧端面花键的加工之前的状态示出能够实施本发明的第一实施方式的制造方法的摆动冲压装置的一个例子的剖视图。
图2是以加工中的状态示出第一实施方式的上述摆动冲压装置的一个例子的剖视图。
图3是以加工结束的状态示出第一实施方式的上述摆动冲压装置的一个例子的剖视图。
图4A是将图2中的a部放大的放大图。
图4B是将图3中的b部放大的放大图。
图5A是将一个冲头元件提出来示出的立体图。
图5B是从上方观察图5A的冲头元件的俯视图。
图5C是与图5B中的c-c线对应的剖视图。
图6A是将压辊和成形冲头提出来示出的侧视图。
图6B是将图6A中的d部放大的放大图。
图7(A)是示意性地示出压辊的按压面与成形冲头的轴向另一端面抵接的抵接部的截面的状态的图，(B)是示出从左方观察上述(A)的状态的状态的图。
图8A是示出冲头元件的其它例子的与图5A相同的图。
图8B是示出冲头元件的其它例子的与图5B相同的图。
图8C是示出冲头元件的其它例子的与图5C相同的图。
图9是示出车轮驱动用轴承单元的一个例子的剖视图。
图10是示出车轮驱动用轴承单元的制造方法的一个例子的剖视图。
图11是示出压辊的中心轴相对于毂主体的中心轴的倾斜角度与按压力的最大值的关系的线图。
图12是示出通过摆动锻造来形成毂侧端面花键的状态的示意图。
图13是示出通过摆动锻造而形成的端面花键齿的示意图。
图14是以开始形成铆接部的加工前的状态示出与本发明的第二实施方式相关的加工装置的一部分的剖视图。
图15是第二实施方式的上述摆动冲压装置的一个例子中的省略了一部分来示出的加工装置的简要侧视图。
图16是在第二实施方式的上述摆动冲压装置的一个例子中，以接续图14所示的状态使铆接部用成形模具的下端面抵接于毂主体的圆筒部的轴向另一端面的状态示出加工装置的一部分的剖视图。
图17是在第二实施方式的上述摆动冲压装置的一个例子中，以接续图16所示的状态使多个滚筒抵接于铆接部用成形模具的上端面的状态示出加工装置的一部分的剖视图。
图18是在第二实施方式的上述摆动冲压装置的一个例子中，以接续图17所示的状态将毂主体的圆筒部加工成铆接部后的状态示出加工装置的一部分的剖视图。
图19A是将示出第二实施方式的上述摆动冲压装置的一个例子的图17中的a部放大的放大图。
图19B是将示出第二实施方式的上述摆动冲压装置的一个例子的图18中的b部放大的放大图。
图20A是将第二实施方式的上述摆动冲压装置的一个例子中的一个成形模具元件提出来示出的立体图。
图20B是从上方观察第二实施方式的上述摆动冲压装置的一个例子的图20A的成形模具元件的俯视图。
图20C是第二实施方式的上述摆动冲压装置的一个例子的与图20B中的c-c线对应的剖视图。
图21是以开始形成毂侧端面花键的加工前的状态示出与本发明的第三实施方式相关的加工装置的一部分的剖视图。
图22是以接续图21所示的状态而使端面花键用成形模具的下端面抵接于毂主体的铆接部的轴向另一端面的状态示出第三实施方式的加工装置的一部分的剖视图。
图23是以接续图22所示的状态而使多个滚筒抵接于端面花键用成形模具的上端面的状态示出第三实施方式的加工装置的一部分的剖视图。
图24是以接续图23所示的状态而将毂主体的铆接部加工成毂侧端面花键后的状态示出第三实施方式的加工装置的一部分的剖视图。
图25A是将第三实施方式的图23中的d部放大的放大图。
图25B是将第三实施方式的图24中的e部放大的放大图。
图26A是将第三实施方式的一个成形模具元件提出来示出的立体图。
图26B是从上方观察第三实施方式的图26A的成形模具元件的俯视图。
图26C是与第三实施方式的图26B中的f-f线对应的剖视图。
图27是示出车轮驱动用轴承单元的一个例子的剖视图。
具体实施方式
图9示出专利文献1所记载的车轮驱动用轴承单元。该单元具有组装有作为本发明的对象的轴承单元之一的用于支撑车轮的滚动轴承单元的构造。图9所示的车轮驱动用轴承单元通过组合车轮支撑用滚动轴承单元1和等速接头用外圈2来形成。上述车轮支撑用滚动轴承单元1具备外圈3、毂4、多个滚动体(图示例子中为圆珠)5、5。
上述外圈3在外周面具有静止侧凸缘6，并在内周面具有多列外圈轨道7a、7b。
上述毂4通过组合毂主体8和内圈9来形成。上述毂主体8在靠近外周面的轴向一端的部分具有旋转侧凸缘10。并且，上述毂主体8在外周面的轴向中间部且在轴向一侧具有内圈轨道11a。并且，上述毂主体8在外周面的轴向另一端部具有小径台阶部12，并在中心部具有中心孔13。
此外，轴向上的“一侧”是指在组装于汽车的状态下的车辆的宽度方向外侧。即，将图9的左侧、图1～图4A、图6A、图6B的下侧称作轴向上的“一侧”，相反地将在组装于汽车的状态下成为车辆的中央侧亦即图9的右侧、图1～图4A、图6A、图6B的上侧称作轴向上的“另一侧”。
在上述中心孔13的轴向一端部设有小径部14，该小径部14能够使作为结合部件的螺栓15的杆部16经由规定的引导缝隙插通。
上述内圈9在外周面的轴向另一侧具有内圈轨道11b，并以过盈配合的方式外嵌于上述毂主体8的小径台阶部12。
上述各滚动体5、5以在两列分别设有多个的方式滚动自如地设于上述两外圈轨道7a、7b与上述两内圈轨道11a、11b之间。
在该状态下，通过使设于上述毂主体8的轴向另一端部的圆筒部19中的从上述内圈9的轴向另一端开口突出的部分向径向外侧塑性变形，来形成铆接部20。通过利用上述铆接部20对上述内圈9的轴向另一端面进行限制，来对上述各滚动体5、5赋予适当的预压。
在上述铆接部20的轴向另一端面，遍及整周地形成有作为圆周方向上的凹凸部的毂侧端面花键21。
此外，在图示例子的情况下，将上述毂侧端面花键21的齿顶面作为与上述毂主体8的中心轴垂直的平面。
上述等速接头用外圈2具有杯状的口部22、作为上述口部22的底部的端壁部23、以及从上述端壁部23的中心部向轴向一侧延伸突出的圆筒状的轴部24。上述轴部24的中心孔是螺纹孔25。
在上述端壁部23的靠近轴向一端面的外周的部分，遍及整周地形成有作为圆周方向上的凹凸部的接头侧端面花键26。
此外，在图示例子的情况下，将上述接头侧端面花键26的齿顶面作为与上述等速接头用外圈2的中心轴垂直的平面。并且，使上述接头侧端面花键26的齿数与上述毂侧端面花键21的齿数相同。
而且，在使上述毂主体8与上述等速接头用外圈2的中心轴彼此一致的状态下，通过使上述毂侧、接头侧的两端面花键21、26彼此啮合，能够进行上述毂主体8与上述等速接头用外圈2之间的旋转力的传递。并且，在该状态下，将螺栓15的杆部16从轴向一侧插通至上述毂主体8的中心孔13的小径部14，并且将设于上述杆部16的前端部的外螺纹部17螺纹结合于上述螺纹孔25，从而进一步紧固。由此，当在上述螺栓15的头部18与上述等速接头用外圈2之间夹持有上述毂主体8的状态下，将这些毂主体8与等速接头用外圈2结合固定。
当将像上述那样构成的车轮驱动用轴承单元组装于车辆时，将上述外圈3的静止侧凸缘6结合固定于悬架装置，并且将车轮(驱动轮)以及制动盘等制动用旋转部件支撑固定于上述毂主体8的旋转侧凸缘10。并且，使经由变速器被发动机驱动而旋转的未图示的驱动轴的前端部花键卡合在设于上述等速接头用外圈2的内侧的等速接头用内圈27的内侧。在汽车行驶时，经由多个球体28将上述等速接头用内圈27的旋转传递至上述等速接头用外圈2以及毂主体8，从而驱动上述车轮使之旋转。
当对构成像上述那样构成的车轮驱动用轴承单元的车轮支撑用滚动轴承单元1进行组装时，首先，在上述毂主体8的周围配置上述外圈3，并且在上述两外圈轨道7a、7b中的轴向一侧的外圈轨道7a与上述轴向一侧的内圈轨道11a之间，以由轴向一侧的保持器29a保持的状态设置上述各滚动体5、5。接下来，在形成于上述内圈9的外周面的轴向另一侧的内圈轨道11b的周围，以由轴向另一侧的保持器29b保持的状态设置上述各滚动体5、5，并在该状态下将上述内圈9以过盈配合的方式外嵌在形成于上述毂主体8的轴向另一端部的小径台阶部12。而且，伴随该外嵌作业，使由上述轴向另一侧的保持器29b保持的上述各滚动体5、5(例如设于轴向另一侧列的上述各滚动体5、5)的滚动面与形成于上述外圈3的靠近轴向另一端的部分的内周面的轴向另一侧的外圈轨道7b抵接。接下来，通过使形成于上述毂主体8的轴向另一端部的圆筒部19向径向外侧塑性变形，来形成上述铆接部20。而且，通过利用上述铆接部20沿轴向对上述内圈9的轴向另一端面进行限制，来将上述内圈9固定于上述毂主体8。
另外，如图10所示，在上述铆接部20的轴向另一端面，通过使用压辊30实施摆动锻造，来形成上述毂侧端面花键21，其中，上述压辊30具有相对于上述毂主体8的中心轴(上述车轮支撑用滚动轴承单元1的中心轴)α以规定角度θ倾斜的中心轴β。
此外，在上述图10中，省略了构成上述车轮支撑用滚动轴承单元1的各部件中的除毂主体8以外的部件(外圈3、滚动体5、5以及内圈9等)来示出。上述压辊30的前端面(图10的下端面)形成有加工面31，该加工面31遍及整周交替地配置有凸部(加工齿)33、33和凹部34(参照图12)。在将上述压辊30的加工面31推压至上述铆接部20的轴向另一端面的状态下，使上述压辊30以上述毂主体8的中心轴α为中心旋转。图12是示出通过摆动锻造来形成毂侧端面花键的状态的示意图。
此处，上述压辊30被支撑为能够以自身的中心轴β为中心旋转。因此，当在上述铆接部20的轴向另一端面形成上述毂侧端面花键21(即，应成为上述毂侧端面花键21的圆周方向上的凹凸部)之前的状态下，若使上述压辊30以上述毂主体8的中心轴α为中心旋转，则基于设于上述加工面31的凸部33、33的前端面与上述铆接部20的轴向另一端面的摩擦卡合，上述压辊30以自身的中心轴β为中心旋转(自转)。另一方面，在某程度地形成有上述毂侧端面花键21(例如，上述毂侧端面花键21的齿高某程度地变大)之后，若使上述压辊30以上述毂主体8的中心轴α为中心旋转，则基于构成上述加工面31的凹部34以及凸部33、33与上述毂侧端面花键21的卡合(啮合)，上述压辊30自转。通过利用这样的结构使上述铆接部20的轴向另一端面塑性变形，来在上述铆接部20的轴向另一端面形成上述毂侧端面花键21，另外增大上述毂侧端面花键21的齿高，从而结束加工。
上述那样的车轮支撑用滚动轴承单元1的制造方法从确保上述车轮支撑用滚动轴承单元1的耐久性的同时抑制制造成本的方面看有改进的余地。即，通过在以较大的力(按压力)F将上述压辊30的加工面31推压至上述铆接部20的轴向另一端面的状态下，使上述压辊30以上述毂主体8的中心轴α为中心旋转，来进行形成上述毂侧端面花键21的作业(摆动锻造)。
在进行这样的摆动锻造时，若上述压辊30的中心轴β相对于上述毂主体8的中心轴α的倾斜角度θ较小，则上述压辊30的加工面31与上述铆接部20的轴向另一端面抵接的抵接面积、即构成上述加工面31的凸部33、33的前端面与上述铆接部20的轴向另一端面抵接的抵接面积变大。
其结果，从上述各凸部33、33的前端面对上述铆接部20的轴向另一端面(例如，上述铆接部20的轴向另一端面中的应成为上述毂侧端面花键21的齿底的部分)施加的载荷(例如，上述各凸部33、33的前端面与上述铆接部20的轴向另一端面抵接的抵接面压)变小。
因此，在上述倾斜角度θ较小的情况下，需要增大上述按压力F，来确保从上述各凸部33、33的前端面对上述铆接部20的轴向另一端面施加的载荷。
图11示出上述倾斜角度θ与上述按压力F的最大值的关系。从图11可知，在上述倾斜角度θ是5度的情况下，需要上述倾斜角度θ是15度的情况下的两倍左右的按压力F。若增大上述按压力F，则上述摆动锻造所使用的加工装置大型化，由此制造成本增大。
另一方面，若上述倾斜角度θ较大，则构成上述毂侧端面花键21的齿32的齿面(齿的侧面)的截面形状的平直度降低。即，在上述那样的车轮支撑用滚动轴承单元1的制造方法的情况下，在将构成上述压辊30的加工面31的多个凹部34中的一个凹部34的中央位置(上述压辊30的在圆周方向上的中央位置)推压至上述铆接部20的轴向另一端面的状态(在上述一个凹部34的中央位置穿过并与上述压辊30的中心轴β平行的假想线γ存在于包括上述毂主体8的中心轴α和上述中心轴β在内的假想平面内的状态)下，若由上述一个凹部34成形的齿32的齿面(即，应成为上述齿32的凸部的圆周方向侧面)如图12的(C)所示那样与上述齿32的齿面抵接，则变成与上述一个凹部34的内侧面(上述压辊30的在圆周方向上的侧面)平行。
若从该状态起，使上述压辊30以上述中心轴α为中心旋转(公转)，则上述一个凹部34的内侧面相对于由上述一个凹部34成形的齿32的齿面(即，应成为上述齿32的凸部的圆周方向侧面)倾斜。上述一个凹部34的圆周方向侧面相对于上述齿32的齿面的倾斜角度在将构成上述压辊30的加工面31的多个凸部33、33中的一个凸部33的中央位置推压至上述铆接部20的轴向另一端面的状态{图12的(B)或者(D)所示的状态}下变得最大。上述凹部34的内侧面相对于上述齿32的齿面的倾斜角度随着上述压辊30的中心轴β相对于上述毂主体8的中心轴α的倾斜角度θ变大而变大。而且，若上述凹部34的内侧面相对于上述齿32的齿面的倾斜角度变大，则上述一个凹部34的圆周方向侧面与上述齿32的齿面局部地抵接，从而使上述齿32的齿面局部地塑性变形。
图13是示出通过摆动锻造而形成的端面花键齿的示意图，图13的(A)是将压辊的中心轴相对于毂主体的中心轴的倾斜角度设为5度的情况下的示意图，图13的(B)是将压辊的中心轴相对于毂主体的中心轴的倾斜角度设为15度的情况下的示意图。如上所述使齿32的齿面局部地塑性变形的结果，如图13的(B)的点划线δ所包围的部分那样上述齿32的齿面的截面形状的曲率半径变小，或者同样地如点划线ε所包围的部分那样形成台阶部35，上述齿32的齿面的截面形状的平直度降低。若该平直度降低，则在使上述毂侧端面花键21与形成于等速接头用外圈2的接头侧端面花键26(参照图9)啮合的状态下，构成上述毂侧端面花键21的齿32与构成上述接头侧端面花键26的齿之间的齿面彼此的抵接面积变小，从而有难以确保上述毂侧端面花键21与上述接头侧端面花键26的啮合部、以及车轮支撑用滚动轴承单元1整体的耐久性的可能性。
图27示出专利文献1所记载的车轮驱动用轴承单元。该单元具有组装有作为本发明的对象的轴承单元之一的用于支撑车轮的滚动轴承单元的构造。
图27所示的车轮驱动用轴承单元通过组合车轮支撑用滚动轴承单元101和等速接头用外圈102来形成。
上述车轮支撑用滚动轴承单元101具备外圈103、毂104、多个滚动体(图示例子中为圆珠)105、105。
上述外圈103在外周面具有静止侧凸缘106，并在内周面具有多列外圈轨道107a、107b。
上述毂104通过组合毂主体108和内圈109来形成。上述毂主体108在外周面中的靠近轴向一端的部分具有旋转侧凸缘110。并且，上述毂主体108在外周面的轴向中间部且在轴向一侧具有内圈轨道111a。并且，上述毂主体108在外周面的轴向另一端部具有小径台阶部112，并在径向中心部具有轴向的中心孔113。在上述中心孔113的轴向一端部存在小径部114，该小径部114能够使作为结合部件的螺栓115的杆部116经由规定的引导缝隙插通。
此外，轴向上的“一侧”是指在组装于汽车的组装状态下的车辆的宽度方向外侧。即，将图27的左侧、图14、图16～图18、图21～图24的下侧称作轴向上的“一侧”，相反地将在组装于汽车的组装状态下成为车辆的中央侧亦即图27的右侧、图14、图16～图18、图21～图24的上侧称作轴向上的“另一侧”。
上述内圈109在外周面的轴向另一侧具有内圈轨道111b，并以过盈配合的方式外嵌于上述毂主体108的小径台阶部112。
上述各滚动体105、105以在两列分别设有多个的方式滚动自如地设于上述两外圈轨道107a、107b与上述两内圈轨道111a、111b之间。
在该状态下，通过使设于上述毂主体108的轴向另一端部的圆筒部119中的从上述内圈109的轴向另一端开口突出的部分向径向外侧塑性变形，来形成铆接部120。通过利用上述铆接部120对上述内圈109的轴向另一端面进行限制(即，对上述内圈109赋予朝向相对于上述毂主体108的轴向一侧的结合力)，来对上述各滚动体105、105赋予适当的预压，并且防止上述内圈109相对于上述毂主体108分离。
在上述铆接部120的轴向另一端面，遍及整周地形成有作为圆周方向上的凹凸部的毂侧端面花键121。
此外，在图示例子的情况下，将上述毂侧端面花键121的齿顶面作为与上述毂主体108的中心轴垂直的平面。
上述等速接头用外圈102具有杯状的口部122、作为上述口部122的底部的端壁部123、以及从上述端壁部123的中心部向轴向一方延伸突出的圆筒状的轴部124。上述轴部124的中心孔是螺纹孔125。
在上述端壁部123的靠近轴向一端面的外周部分，遍及整周地形成有作为圆周方向上的凹凸部的接头侧端面花键126。
此外，在图示例子的情况下，将上述接头侧端面花键126的齿顶面作为与上述等速接头用外圈102的中心轴垂直的平面。并且，使上述接头侧端面花键126的齿数与上述毂侧端面花键121的齿数相同。
而且，在使上述毂主体108与上述等速接头用外圈102的中心轴彼此一致的状态下，通过使上述毂侧、接头侧的两端面花键121、126彼此啮合，能够进行上述毂主体108与上述等速接头用外圈102之间的旋转力的传递。并且，在该状态下，将螺栓115的杆部116从轴向一侧插通至上述毂主体108的中心孔113的小径部114，并且将设于上述杆部116的前端部的外螺纹部117螺纹结合于上述螺纹孔125，从而进一步紧固。由此，当在上述螺栓115的头部118与上述等速接头用外圈102之间夹持有上述毂主体108的状态下，将这些毂主体108与等速接头用外圈102结合固定。
当将像上述那样构成的车轮驱动用轴承单元组装于车辆时，将上述外圈103的静止侧凸缘106结合固定于悬架装置，并且将车轮(驱动轮)以及制动盘等制动用旋转部件支撑固定于上述毂主体108的旋转侧凸缘110。并且，使经由变速器被发动机驱动而旋转的未图示的驱动轴的前端部花键卡合在设于上述等速接头用外圈102的内侧的等速接头用内圈127的内侧。在汽车行驶时，经由多个球体128将上述等速接头用内圈127的旋转传递至上述等速接头用外圈102以及毂主体108，从而驱动上述车轮使之旋转。
当对构成像上述那样构成的车轮驱动用轴承单元的车轮支撑用滚动轴承单元101进行组装时，首先，在上述毂主体108的周围配置上述外圈103，并且在上述两外圈轨道107a、107b中的轴向一侧的外圈轨道107a与上述轴向一侧的内圈轨道111a之间，以由轴向一侧的保持器129a保持的状态设置上述各滚动体105、105。接下来，在形成于上述内圈109的外周面的轴向另一侧的内圈轨道111b的周围，以由轴向另一侧的保持器129b保持的状态设置上述各滚动体105、105，并在该状态下将上述内圈109以过盈配合的方式外嵌在形成于上述毂主体108的轴向另一端部的小径台阶部112。而且，伴随该外嵌作业，使由上述轴向另一侧的保持器129b保持的上述各滚动体105、105(例如设于轴向另一侧列的上述各滚动体105、105)的滚动面与形成于上述外圈103的靠轴向另一端的部分的内周面的轴向另一侧的外圈轨道107b抵接。接下来，通过使形成于上述毂主体108的轴向另一端部的圆筒部119向径向外侧塑性变形，来形成上述铆接部120。同时，在上述铆接部120的轴向另一端面形成上述毂侧端面花键121。
上述铆接部120、上述毂侧端面花键121通过进行如下摆动锻造而能够以较小的加工力来形成，即，上述摆动锻造构成为：在将具有相对于上述毂主体108的中心轴以规定角度倾斜的中心轴的压辊的加工面推压至上述毂主体108的轴向另一端面的状态下，使上述压辊以上述毂主体108的中心轴为中心旋转(公转)，并且使其以自身的中心轴为中心旋转(自转)(例如参照专利文献2、3)。
然而，在进行上述那样的摆动锻造的情况下，从上述压辊的加工面对上述毂主体108的轴向另一端部施加的载荷成为仅圆周方向一个部位的载荷。即，在进行上述那样的摆动锻造的情况下，从上述压辊的加工面对上述毂主体108的轴向另一端部施加较大的偏载荷(例如，对沿径向从上述毂主体108的中心轴偏移的位置作用的载荷)。因此，在形成上述铆接部120、上述毂侧端面花键121后，上述铆接部120对上述内圈109的轴向另一端面进行限制的力有在圆周方向上变得不均匀的可能性。
[第一实施方式]
参照图1～图7对本发明的第一实施方式进行说明。此外，在本实施方式中，对为了确保车轮支撑用滚动轴承单元1的耐久性的同时抑制制造成本而在构成滚动轴承单元的毂主体的铆接部的轴向另一端面形成毂侧端面花键的方法进行说明。对金属材料实施锻造加工等塑性加工、车削等切削加工、研磨等精加工，对构成车轮支撑用滚动轴承单元1的各部件进行制造的顺序等与一直以来众所周知的滚动轴承单元的制造方法相同，从而省略说明。
本实施方式的情况也与上述的制造方法相同，在毂主体8的周围配置外圈3，并且在轴向一侧的外圈轨道7a与轴向一侧的内圈轨道11a之间，以由轴向一侧的保持器29a(参照图9)保持的状态设置多个滚动体5、5。接下来，在形成于内圈9的外周面的轴向另一侧的内圈轨道11b的周围，以由轴向另一侧的保持器29b保持的状态设置滚动体5、5。在该状态下将上述内圈9以过盈配合的方式外嵌在形成于上述毂主体8的轴向另一端部的小径台阶部12。
而且，伴随该外嵌作业，使轴向另一侧列的滚动体5、5的滚动面与形成于上述外圈3的靠近轴向另一端的部分的内周面的轴向另一侧的外圈轨道7b抵接。接下来，使形成于上述毂主体8的轴向另一端部的圆筒部19向径向外侧塑性变形，来形成上述铆接部20。而且，由上述铆接部20沿轴向对上述内圈9的轴向另一端面进行限制，从而将上述内圈9固定于上述毂主体8。另外，在上述铆接部20的轴向另一端面形成毂侧端面花键21(参照图9)。
使用图1～图4B所示的摆动冲压装置(制造装置)36来进行用于形成上述毂侧端面花键21的摆动锻造。图1是以开始用于形成毂侧端面花键的加工之前的状态示出能够实施本发明的第一实施方式的制造方法的摆动冲压装置的一个例子的剖视图。图2是以加工中的状态示出图1所示的摆动冲压装置的一个例子的剖视图。图3是以加工结束的状态示出上述摆动冲压装置的一个例子的剖视图。图4A是将图2中的a部放大的放大图，图4B是将图3中的b部放大的放大图。
上述摆动冲压装置36具备基台37、支撑固定于上述基台37的轴向另一侧面的支架38、压辊30a、成形冲头39、冲头升降机构40、以及控制装置(未图示)。控制装置包括电路，并构成为统一地对摆动冲压装置36的整体进行控制。
在上述支架38的轴向另一侧面设有保持凹部42，该保持凹部42能够使设于上述毂主体8的轴向一端部的被称作先导部的圆筒部41无松动地插入。
上述压辊30a被支撑为能够进行以相对于上述毂主体8的中心轴α倾斜预定角度θ的自身的中心轴β为中心的旋转(自转)，将前端面(图1～图3的下端面)作为圆锥台状的按压面43。此外，在本实施方式的情况下，将上述预定角度θ设为15度以上、30度以下(15≤θ≤30)。
图5A是将一个冲头元件提出来示出的立体图，图5B是从上方观察图5A的冲头元件的俯视图，图5C是与图5B中的c-c线对应的剖视图。上述成形冲头39整体大致呈圆筒状地构成，在轴向一端面，沿圆周方向呈等间隔地形成有数目与上述毂侧端面花键21的齿数相同的加工齿44、44，并在外周面的轴向中间部，遍及整周地设有向径向外侧突出的凸缘部45。这样的成形冲头39由数目与上述各加工齿44、44的数目相同、并按照上述各加工齿44、44的每一个分割的(在存在于上述各加工齿44、44彼此之间的齿底的中央位置处分割的)冲头元件46、46构成。换言之，上述成形冲头39通过在圆周方向上组合如下冲头元件46来构成，该冲头元件46由从轴向观察的形状呈扇形且在轴向一端面设有一个加工齿44的元件主体47、和设于上述元件主体47的外周面的轴向中间部的突出部48构成。利用构成上述冲头升降机构40的冲头保持板49，以仅允许上述各冲头元件46、46相对于上述冲头保持板49进行轴向位移的状态对具有这样的结构的成形冲头39进行支撑。
上述冲头升降机构40用于使上述成形冲头39升降(沿上述毂主体8的轴向进行位移)，具备冲头保持板49、以及设于上述冲头保持板49与上述基台37之间的液压缸50、50。在其中的冲头保持板49的中央部设有保持孔51，该保持孔51用于在径向以及圆周方向上无松动地保持上述成形冲头39。在上述保持孔51的轴向中间部，设有使轴向一侧的小径部与轴向另一侧的大径部连续的阶差面部52。此外，上述大径部的在轴向上的尺寸比上述成形冲头39的凸缘部45的在轴向上的尺寸(厚度)大。并且，当在上述保持孔51内插通有上述成形冲头39的轴向一半部分的状态下，将圆环状的封堵板53支撑固定于上述保持孔51的轴向另一侧开口的周围。这样的冲头保持板49由上述各液压缸50、50支撑为能够相对于上述基台37进行升降(能够进行轴向的位置调节)。
在使用上述那样的摆动冲压装置36来进行在上述铆接部20的轴向另一端面形成上述毂侧端面花键21的摆动锻造时，首先，如图1所示，操作上述各液压缸50、50而以使保持于上述冲头保持板49的上述成形冲头39的轴向一端面与保持于上述支架38的上述车轮支撑用滚动轴承单元1的轴向另一端面(上述铆接部20的轴向另一端面)不抵接的方式预先使上述冲头保持板49位于铅垂方向上方。在该状态下，成为上述成形冲头39的凸缘部45的轴向一端面与设于上述保持孔51的轴向中间部的阶差面部52抵接、且在上述凸缘部45的轴向另一端面与上述封堵板53的轴向一侧面的靠近径向内端的部分之间夹有缝隙的状态。并且，上述车轮支撑用滚动轴承单元1在上述毂主体8的圆筒部(先导部)41无松动地插入于上述支架38的保持凹部42的状态下，预先由上述支架38无松动地保持。
接下来，操作上述各液压缸50、50使上述冲头保持板49向下方位移，而使保持于上述冲头保持板49的上述成形冲头39的轴向一端面与上述铆接部20的轴向另一端面抵接。从该状态起，通过使上述冲头保持板49进一步向下方位移，来使上述成形冲头39相对于上述保持板49向轴向另一方位移，从而如图2以及图4A所示，使上述成形冲头39的凸缘部45的轴向另一端面与上述封堵板53的轴向一侧面的靠近内径的部分抵接。在该状态下，成为在上述凸缘部45的轴向一端面与上述保持孔51的阶差面部52之间遍及整周地夹有缝隙54{参照图4A}的状态。
在本实施方式的情况下，以使上述缝隙54的轴向尺寸L54变成与构成上述毂侧端面花键21的齿32(参照图12)的齿高相同的方式对上述凸缘部45、上述保持孔51的轴向尺寸进行限制。接下来，使支撑有上述压辊30a的滑座下降，从而使上述压辊30a的按压面43抵接于上述成形冲头39的轴向另一端面。
而且，在由上述压辊30a的按压面43以预定按压力对上述成形冲头39的轴向另一端面进行按压的状态下，使上述压辊30a以上述毂主体8的中心轴α为中心旋转。即，在使构成上述成形冲头39的冲头元件46、46的轴向另一端面朝向轴向一方、并由上述压辊30a的按压面43以预定按压力进行按压的状态下，使上述压辊30a以上述毂主体8的中心轴α为中心旋转。由此，使与上述压辊30a的按压面43抵接的上述各冲头元件46、46朝向轴向一方进行按压，将形成于上述各冲头元件46、46的轴向一端面的加工齿44、44推压至上述铆接部20的轴向另一端面，从而使上述铆接部20的轴向另一端面塑性变形。而且，由上述压辊30a的按压面43按压的上述各冲头元件46、46根据上述压辊30a以上述毂主体8的中心轴α为中心旋转(公转)，而在上述成形冲头39的圆周方向上向与公转方向相同的方向偏离。多个冲头元件(多个元件)46分别配置为至少能够在轴向上独立地移动。冲头升降机构(机构)40具有如下模式：使多个冲头元件46的一部分(一个冲头元件46或者少数冲头元件46)沿轴向移动来对轴承单元1(工件)的第一区域进行冲压的模式；和使多个冲头元件46的其它一部分(一个冲头元件46或者少数冲头元件46)沿轴向移动来对轴承单元1(工件)的第二区域进行冲压的模式。在该塑性加工中，冲压区域沿周向变化。
图6A是将压辊和成形冲头提出来示出的侧视图，图6B是将图6A中的d部放大的放大图。在本实施方式的情况下，如图6A以及图6B所示，上述各冲头元件46、46中的一个冲头元件46的轴向另一端面的圆周方向两侧缘中的、以上述毂主体8的中心轴α为中心的上述压辊30a的旋转方向{图6B的箭头λ的方向}后侧缘ζ被上述压辊30a的按压面43按压，在该状态下，在上述一个冲头元件46的以上述毂主体8的中心轴α为中心的上述压辊30a的旋转方向前侧{图6B的右侧}相邻地存在的冲头元件46的轴向另一端面的圆周方向两侧缘中的、靠上述一个冲头元件46侧的侧缘(以上述中心轴α为中心的上述压辊30a的旋转方向后侧的侧缘)η未被上述压辊30a的按压面43按压。
具体而言，在上述一个冲头元件46的圆周方向两侧面中的以上述毂主体8的中心轴α为中心的上述压辊30a的旋转方向后侧面与包括上述中心轴α以及上述压辊30a的中心轴β在内的假想平面共面的状态下，在上述一个冲头元件46的以上述中心轴α为中心的上述压辊30a的旋转方向前侧相邻地存在的冲头元件46的轴向另一端面的圆周方向两侧缘中的靠上述一个冲头元件46侧的侧缘η与上述压辊30a的按压面46限于接触或者接近地(即，不强力地对在上述压辊的旋转方向前侧相邻地存在的冲头元件的轴向另一端面进行按压)对置的方式。
为此，调节以上述毂主体8的中心轴α为中心的上述压辊30a的一圈旋转中的、上述压辊30a的按压面43对上述一个冲头元件46的轴向另一端面进行按压的按压量Δd(在上述毂主体的轴向上的按压量)。
参照图6A、图6B、图7对上述按压量Δd的大小进行说明。图7的(A)示意性地示出上述压辊30a的按压面43与上述成形冲头39的轴向一端面抵接的抵接部的截面。并且，图7的(B)示出从左方观察图7的(A)的状态。即，图7的(B)中，以如下x-y坐标系来表示上述压辊30a的按压面43的外形：原点为上述压辊30a的按压面43与上述成形冲头39的轴向一端面抵接的抵接部的径向外端部，相互正交的x轴、y轴中的x轴与图7的(A)的表背方向一致，y轴与上述毂主体8的轴向一致。图7的(A)以及(B)中的R示出上述压辊30a的按压面43与上述成形冲头39的轴向一端面抵接的抵接部的外径，图7的(A)以及(B)中的r(＝Rcosθ)示出上述按压面43的最大半径(上述抵接部的外周缘与上述压辊30a的中心轴β之间的尺寸)。在上述x-y坐标系中，上述按压面43的外形由如下的式(1)表示。
[式1]
若对该(1)式进行变形，则得到如下的式(2)。
[式2]
此处，对于上述各冲头元件46、46的宽度(上述成形冲头39的在圆周方向上的宽度)的最大值L46而言，若将上述各冲头元件46、46的总数设为N，则由如下的式(3)表示。
[式3]
通过将由这样的式(3)表示的宽度L46代入上述式(2)，能够近似地求解如下按压量Δdmax(上述压辊30a的以上述毂主体8的中心轴α为中心的一圈旋转中的上述各冲头元件46、46的按压量Δd的上限值)，即：在上述一个冲头元件46的轴向另一端面的圆周方向两侧缘中的以上述中心轴α为中心的上述压辊30a的旋转方向后侧缘ζ被上述压辊30a的按压面43按压的状态下，在上述一个冲头元件46的以上述中心轴α为中心的上述压辊30a的旋转方向前侧(图6A以及图6B的右侧)相邻地存在的冲头元件46的轴向另一端面的圆周方向两侧缘中的靠上述一个冲头元件46侧的侧缘η与上述压辊30a的按压面43不接触的按压量Δdmax。在本实施方式的情况下，具体而言，在上述倾斜角度θ是15～30度的情况下，将上述按压量Δd调整为0.13～0.3[mm]。
伴随上述摆动锻造的进行，若构成形成于上述铆接部20的轴向另一端面的毂侧端面花键21的齿32的齿高变大，则上述成形冲头39下降，上述缝隙54的轴向尺寸L54变小。而且，上述各齿32的齿高变成所希望的大小，上述成形冲头39的凸缘部45的轴向一端面与上述保持孔51的阶差面部52抵接(L54＝0)，并在状态下结束上述摆动锻造。
此外，在本实施方式的情况下，将上述压辊30a支撑为能够进行以自身的中心轴β为中心的旋转(自转)。因此，若使上述压辊30a以上述毂主体8的中心轴α为中心旋转，则基于上述压辊30a的按压面43与上述成形冲头39的轴向另一端面的摩擦卡合，上述压辊30a以自身的中心轴β为中心旋转(自转)。
根据上述那样的本实施方式的车轮支撑用滚动轴承单元1的制造方法，能够确保上述车轮支撑用滚动轴承单元1的耐久性，同时能够抑制制造成本。
即，在本实施方式的情况下，在使上述成形冲头39的轴向一端面与上述铆接部20的轴向另一端面对置的状态下，由上述压辊30a的按压面43对上述成形冲头39的轴向另一端面进行按压，并且使上述压辊30a以上述毂主体8的中心轴α为中心旋转。由此，通过将形成于上述成形冲头39的轴向一端面的加工齿44、44推压至上述铆接部20的轴向另一端面，来在上述铆接部20的轴向另一端面形成上述毂侧端面花键21。此处，构成上述成形冲头39的上述各冲头元件46、46仅能够进行轴向位移。因此，即使边使上述压辊30a以上述毂主体8的中心轴α为中心旋转边由上述压辊30a的按压面43对上述各冲头元件46、46的轴向另一端面进行按压，上述各加工齿44、44的齿面也不会相对于构成上述毂侧端面花键21的齿32的齿面倾斜。因此，能够防止产生使上述各齿32的齿面局部地塑性变形那样的上述各加工齿44、44的齿面与上述铆接部20的轴向端面的局部抵接。因此，能够使上述各齿32的截面形状的平直度良好，并且在使上述毂侧端面花键21与形成于等速接头用外圈2的接头侧端面花键26(参照图9)啮合的状态下，能够充分增大构成上述毂侧端面花键21的齿32与构成上述接头侧端面花键26的齿之间的齿面彼此的抵接面积。其结果，能够充分确保上述毂侧端面花键21与上述接头侧端面花键26啮合的啮合部、以及车轮支撑用滚动轴承单元1整体的耐久性。
并且，由于能够增大上述倾斜角度θ(能够使上述倾斜角度θ在15度以上)，所以能够防止经由上述成形冲头39朝向上述铆接部20的轴向另一端面推压上述压辊30a的按压面43的力(按压力)F变得过大。其结果，能够防止上述冲压装置36无益地大型化，从而抑制上述车轮支撑用滚动轴承单元1的制造成本的增大。尤其在本实施方式的情况下，上述各冲头元件46、46中的一个冲头元件46的轴向另一端面的圆周方向两侧缘中的、以上述中心轴α为中心的上述压辊30a的旋转方向后侧缘ζ由上述压辊30a的按压面43按压，在该状态下，在上述一个冲头元件46的以上述中心轴α为中心的上述压辊30a的旋转方向前侧存在的冲头元件46的轴向另一端面的圆周方向两侧缘中的靠上述一个冲头元件46侧的侧缘η与上述压辊30a的按压面43接触。因此，若从上述压辊30a的按压面43对上述一个冲头元件46的轴向另一端面的圆周方向两侧缘中的以上述中心轴α为中心的上述压辊30a的旋转方向后侧缘进行按压的状态起，上述压辊30a以上述毂主体8的中心轴α为中心旋转，则在上述一个冲头元件46的以上述毂主体8的中心轴α为中心的上述压辊30a的旋转方向前侧相邻地存在的冲头元件46开始被上述压辊30a的按压面43按压。这样，能够将上述压辊30a的按压力有效地利用为用于使上述铆接部20的轴向另一端面塑性变形的力，从而能够将上述力F抑制为较小，并且能够缩短加工所需要的时间。
此外，从上述的图11可知，若上述压辊30a的中心轴β相对于上述毂主体8的中心轴α的倾斜角度θ超过30度，则上述压辊30a的按压面43与上述成形冲头39的轴向另一端面抵接的抵接面积变小，上述两面彼此的抵接面压变得过大，从而有难以确保上述压辊30a的按压面43的耐久性的可能性。因此，在本实施方式的情况下，使上述倾斜角度θ在30度以下。
并且，在实施本发明的第一实施方式的情况下，也可以不在成形冲头的外周面设置向径向外侧突出的凸缘部，而将上述成形冲头的外周面设为外径在轴向上不变化的单一圆筒面。即，将上述成形冲头设为如图8A～图8C所示那样的组合多个在轴向一端面设有加工齿44的冲头元件46a的成形冲头。图8A是示出冲头元件的其它例子的与图5A相同的图，图8B是示出冲头元件的其它例子的与图5B相同的图，图8C是示出冲头元件的其它例子的与图5C相同的图。在该情况下，例如，对压辊30a的在毂主体8的轴向上的位移量进行检测，在上述位移量变成与构成毂侧端面花键21的齿32的齿高相同的时刻，结束用于形成上述毂侧端面花键21的加工。
实施例
在上述的图1～图4B所示的、使用摆动冲压装置36来实施本发明的第一实施方式的滚动轴承单元的制造方法的情况下，在一个冲头元件46的轴向另一端面的圆周方向两侧缘中的以上述毂主体8的中心轴α为中心的上述压辊30a的旋转方向后侧缘被上述压辊30a的按压面43按压的状态下，在上述一个冲头元件46的以上述毂主体8的中心轴α为中心的上述压辊30a的旋转方向前侧(图6A的左侧)相邻地存在的冲头元件46的轴向另一端面的圆周方向两侧缘中的、靠上述一个冲头元件46侧的侧缘与上述压辊30a的按压面43接触，就该接触的按压量Δdmax示出具体例。
首先，在将构成成形冲头39的冲头元件46、46的总数N设为31、将上述压辊30a的中心轴β相对于毂主体8的中心轴α的倾斜角度θ设为30度、并将上述压辊30a的按压面43的最大径R设为24[mm]的情况下，上述按压量Δdmax变为0.3[mm]。因此，例如在将以上述毂主体8的中心轴α为中心的上述压辊30a的转速(旋转速度)设为200[rpm]的情况下，以1[mm/秒]的速度朝向轴向一侧推压上述压辊30a(使上述压辊30a位移)。
或者，在将上述总数N设为31、将上述倾斜角度θ设为15度、并将上述最大径R设为24[mm]的情况下，上述按压量Δdmax变成0.13[mm]。因此，例如在将以上述毂主体8的中心轴α为中心的上述压辊30a的转速设为300[rpm]的情况下，以0.65[mm/秒]的速度朝向轴向一侧推压上述压辊30a(使上述压辊30a位移)。
[第二实施方式]
参照图14～图20对本发明的第二实施方式进行说明。
图14是以开始形成铆接部的加工前的状态示出与本发明的第二实施方式相关的加工装置的一部分的剖视图。
图15是第二实施方式的上述摆动冲压装置的一个例子中的省略了一部分来示出的加工装置的简要侧视图。
图16是在第二实施方式的上述摆动冲压装置的一个例子中，以接续图14所示的状态使铆接部用成形模具的下端面抵接于毂主体的圆筒部的轴向另一端面的状态示出加工装置的一部分的剖视图。
图17是在第二实施方式的上述摆动冲压装置的一个例子中，以接续图16所示的状态使多个滚筒抵接于铆接部用成形模具的上端面的状态示出加工装置的一部分的剖视图。
图18是在第二实施方式的上述摆动冲压装置的一个例子中，以接续图17所示的状态将毂主体的圆筒部加工成铆接部后的状态示出加工装置的一部分的剖视图。
图19A是将示出第二实施方式的上述摆动冲压装置的一个例子的图17中的a部放大的放大图。图19B是将图18的b部放大的放大图。
图20A是将第二实施方式的上述摆动冲压装置的一个例子中的一个成形模具元件提出来示出的立体图。图20B是从上方观察图20A的成形模具元件的俯视图。图20C是与图20B中的c-c线对应的剖视图。
作为本实施方式的制造方法的对象的一个例子，对上述的图27所示那样的如下车轮支撑用滚动轴承单元101进行说明：其具备外圈103、毂104(在轴向中间部外周面具有轴向一侧的内圈轨道111a的毂主体108、以及在外周面具有轴向另一侧的内圈轨道111b的内圈109)、以及多个滚动体105、105，并且在上述毂主体108的轴向内端部形成有铆接部120，并且在上述铆接部120的轴向另一端面形成有毂侧端面花键121。
此外，在本实施方式中，说明对设于上述毂主体108的轴向另一端部的圆筒部119实施塑性加工来形成铆接部120(形成上述毂侧端面花键121前的铆接部120)的方法。对于形成上述铆接部120之前的构成上述车轮支撑用滚动轴承单元101的各部件的制造方法及组装方法、形成上述铆接部120后的上述毂侧端面花键121的形成方法而言，包括上述的组装方法在内与一直以来众所周知的方法相同，从而在本实施方式中省略说明。
此外，图14、图16～图18中，仅图示出上述车轮支撑用滚动轴承单元101中的一部分(上述毂主体108的轴向另一端侧部分以及上述内圈109)，省略了其它部分的图示。
并且，在与本实施方式相关的以下的说明中，上下方向是指图14～图19B的上下方向。但是，图14～图19B的上下方向并不限定于与加工时的上下方向一致。
用于形成上述铆接部120的加工装置(制造装置)具备基台130(仅在图15中示出)、支撑固定于上述基台130的上表面的支架131(仅在图15中示出)、按压单元132、按压单元用驱动机构133、铆接部用成形模具134、成形模具用升降机构135、以及控制装置(未图示)。控制装置包括电路，并构成为统一地对摆动冲压装置36的整体进行控制。
上述支架131在使上述毂主体108的中心轴与铅垂方向(上下方向)一致、并且使上述毂主体108的轴向另一端部朝向上方的状态下，对上述车轮支撑用滚动轴承单元101进行保持。
上述按压单元132具备按压头136、滚筒夹具137、以及多个(例如2～6个)滚筒138、138，配置于上述毂主体108的上方。
上述按压头136的中心轴与上述毂主体108的中心轴一致。并且，上述按压头136具有在下端面的径向中央部开口的有底的安装孔139。
上述滚筒夹具137形成为带台阶的圆柱状，在下端部同轴地具备大径圆柱部140，在上下方向中间部同轴地具备中径圆柱部141，并在上端部同轴地具备小径圆柱部142。并且，上述滚筒夹具137在上述大径圆柱部140的下端面的圆周方向上等间隔的多个(数目与上述各滚筒138、138的数目相同)部位具有保持凹部143、143。这样的滚筒夹具137安装固定在上述按压头136的安装孔139内。因此，将上述安装孔139设为有底的带台阶的孔。在设于上述安装孔139的上端部的小径孔部的内周面，形成有未图示的外径侧挡圈槽，并在上述外径侧挡圈槽收纳有未图示的挡圈的径向外侧半部分。此外，上述外径侧挡圈槽的槽底的直径尺寸比上述挡圈的自由状态下的外径尺寸大。而且，伴随将上述小径圆柱部142压入上述小径孔部，使上述挡圈弹性地扩径，之后，在上述挡圈与形成于上述小径圆柱部142的外周面的未图示的内径侧挡圈槽匹配的时刻，通过使上述挡圈弹性地复原，来将上述挡圈架设在上述外径侧、内径侧两挡圈槽彼此之间，从而实现防止上述滚筒夹具137相对于上述安装孔139脱出。并且，通过使设于上述安装孔139的上下方向中间部的中径孔部的内周面与上述中径圆柱部141的外周面花键卡合，能够在上述按压头136与上述滚筒夹具137之间传递转矩。另外，在设于上述安装孔139的下端部的大径孔部，无松动地内嵌有上述大径圆柱部140。
上述各滚筒138、138分别各一个地保持在上述各保持凹部143、143内。因此，上述各滚筒138、138沿圆周方向呈等间隔地配置在以上述毂主体108的中心轴为中心的圆周上。即，在上述各滚筒138、138的总数是N个{N是2以上的整数(N＝2，3，4，…)}的情况下，上述各滚筒138、138以(360/N)゜的中心角间距配置在上述圆周上。并且，在使上述各滚筒138、138各自的中心轴与以上述毂主体108的中心轴(上述滚筒夹具137的中心轴)为中心的放射方向一致的状态下，上述各滚筒138、138在上述各保持凹部143、143内保持为仅能够进行以自身的中心轴为中心的旋转。并且，在该状态下，上述各滚筒138、138的外周面的一部分从上述各保持凹部143、143的下端开口向下方突出。
上述按压单元用驱动机构133用于使上述按压单元132旋转以及升降(沿上述毂主体108的轴向位移)，并由固定于上述基台130的支撑柱166支撑。这样的按压单元用驱动机构133具备由电动马达144直接(不经由减速机构)驱动而旋转的沿上下方向配设的主轴145、和驱动上述主轴145使之升降的液压式缸筒146。上述按压单元132的按压头136(图15中省略图示)安装固定于上述主轴145的下端部。
上述铆接部用成形模具134整体大致呈圆筒状地构成，在上下方向上配置于上述毂主体108与上述按压单元132之间的部分。在上述铆接部用成形模具134中，在作为轴向一端面的下端面设有具有与上述铆接部120的轴向另一端面一致的形状的(作为截面大致呈圆弧形且形成为圆环状的凹面的)加工面147，并且在外周面的轴向中间部，遍及整周地设有向径向外侧突出的凸缘部148。这样的铆接部用成形模具134通过在圆周方向上组合被分割成多个(例如20～40个)的成形模具元件149、149(例如在以上述毂主体108的中心轴为中心的圆周方向上排列地配置的多个成形模具元件149、149)来构成。换言之，上述铆接部用成形模具134通过在圆周方向上组合如下成形模具元件149来构成，该成形模具元件149由从轴向观察的形状呈扇形且在下端面设有上述加工面147的圆周方向一部分的元件主体150、和设于上述元件主体150的外周面的轴向中间部的作为上述凸缘部148的圆周方向一部分的突出部51形成。具有这样的结构的铆接部用成形模具134以能够进行上述各成形模具元件149、149的相互独立的轴向位移的状态支撑于构成上述成形模具用升降机构135的保持板152。
上述成形模具用升降机构135用于使上述铆接部用成形模具134升降(沿上述毂主体108的轴向位移)，并具备保持板152、以及设于上述保持板152与上述基台130之间的液压式或者气压式缸筒153、153。
上述保持板152沿水平方向配置，并在中央部设有保持孔154，该保持孔154用于无径向以及圆周方向上的松动地保持上述铆接部用成形模具134。上述保持孔154是通过阶差面部155使下侧的小径部与上侧的大径部连续的带台阶的孔。此外，其中的大径部的轴向尺寸比上述铆接部用成形模具134的凸缘部148的轴向尺寸大。并且，在上述大径部的上半部分设有朝内凸边部167。此外，在本实施方式的情况下，上述保持板152具有能够在径向上分割成两个的结构。
当在上述保持孔154内保持有上述铆接部用成形模具134的状态下，在上述保持孔154的大径部内嵌有圆环状的抑制板156。上述抑制板156的中心孔是通过阶差面部157使上侧的小径部与下侧的大径部连续的带台阶的孔。
在上述抑制板156的外周面的下半部分设有朝外凸边部168。
上述抑制板156的外周面的上半部分由上述朝内凸边部167的内周面引导为能够无径向的松动地进行轴向位移。
为了使上述铆接部用成形模具134的姿势稳定，利用图19A以及图19B中示意性地示出施力弹簧158，向靠近上述保持孔154的阶差面部155的方向对上述抑制板156进行施力。
在开始形成上述铆接部120的加工前的状态(图14所示的状态)下，上述铆接部用成形模具134的凸缘部148因上述施力弹簧158的弹力而被夹持在上述保持孔154的阶差面部155与上述抑制板156的阶差面部157之间。并且，在该状态下，在上述朝外凸边部168的上表面与上述朝内凸边部167的下表面之间形成有缝隙。
上述那样的保持板152由上述各缸筒153、153支撑为能够相对于上述基台130升降。
在使用上述那样的加工装置来在上述毂主体108的轴向另一端部形成铆接部120时，首先，如图14所示，操作上述各缸筒153、153使上述保持板152预先位于铅垂方向上方，以便设于上述铆接部用成形模具134的下端面的加工面147与保持于上述支架131的上述车轮支撑用滚动轴承单元101的轴向另一端面(上述毂主体108的圆筒部119的轴向另一端面)不抵接。在该状态下，如上所述，上述铆接部用成形模具134的凸缘部148成为因上述施力弹簧158的弹力而被夹持在上述保持孔154的阶差面部155与上述抑制板156的阶差面部157之间的状态。并且，上述车轮支撑用滚动轴承单元101以使上述毂主体108的中心轴与铅垂方向一致、并且使上述毂主体108的轴向另一端部朝向上方的状态预先保持于上述支架131。
接下来，如图14～图16所示，操作上述各缸筒153、153使上述保持板152向下方位移，由此使上述铆接部用成形模具134的加工面147与上述毂主体108的圆筒部119的轴向另一端面抵接。从该状态起，使上述保持板152进一步向下方位移，由此使上述铆接部用成形模具134以及上述抑制板156相对于上述保持板152克服上述施力弹簧158的弹力而向上方位移。而且，如图16以及图19A所示，使上述抑制板156的朝外凸边部168的上表面与上述保持板152的朝内凸边部167的下表面接触，并在上述铆接部用成形模具134的凸缘部148的下表面与上述保持孔154的阶差面部155之间形成轴向(上下方向)的缝隙159。在下文中对上述缝隙159的轴向尺寸L159进行说明。
接下来，如图16以及图17所示，操作上述按压单元用驱动机构133使上述按压单元132向下方位移，由此使上述各滚筒138、138的外周面以能够滚动的方式抵接于作为上述铆接部用成形模具134的轴向另一端面的上端面。
接下来，如图17以及图18{以及图19A、图19B}所示，基于操作上述按压单元用驱动机构133这一情况，来使上述按压单元132进一步向下方位移，由此将上述各滚筒138、138的外周面以能够滚动的方式推压至上述铆接部用成形模具134的上端面、即上述各成形模具元件149、149的上端面，在该状态下，通过驱动上述按压单元132使之旋转，来使上述各滚筒138、138沿圆周方向滚动前进。由此，通过将上述各滚筒138、138的滚动面依次推压至上述各成形模具元件149、149的轴向另一侧面，来将上述各成形模具元件149、149的下端面(上述加工面147的一部分)依次推压至上述毂主体108的圆筒部119的轴向另一端面，从而使上述圆筒部119向径向外侧塑性变形，而形成上述铆接部120。多个成形模具元件(多个元件)149分别配置为至少能够沿轴向独立地移动。按压单元用驱动机构(机构)133具有如下两个模式：使多个成形模具元件149的一部分(一个成形模具元件149或者少数个成形模具元件149)沿轴向移动来对毂主体108(工件)的第一区域进行冲压的模式；和使多个成形模具元件149的另外一部分沿轴向移动来对毂主体108(工件)的第二区域进行冲压的模式。在该塑性加工中，冲压区域沿周向变化。
此外，在本实施方式的情况下，在形成上述铆接部120时一个滚筒138沿圆周方向每一次在上述各成形模具元件149、149的上端面通过时，上述各成形模具元件149、149向下方位移，上述缝隙159的轴向尺寸L159比该各成形模具元件149、149向下方位移的位移量(加工行程)大。并且，上述各缸筒153、153通过持续对上述保持板152施加朝向下方的力，来防止上述缝隙159的消失。
并且，在本实施方式的情况下，用于形成上述那样的铆接部120的加工在从开始上述圆筒部119的塑性加工后经过了一定时间的时刻结束。而且，在经过上述一定时间之前的期间，在构成上述按压单元用驱动机构133的缸筒146(参照图15)的冲压载荷(用于使上述按压单元132向下方位移的载荷)达到了预定值的情况下，并且上述按压单元132处于预定位置的情况下，判定出适当地形成了上述铆接部120。与此相对，在经过上述一定时间之前的期间，在上述冲压载荷未达到上述预定值的情况下，或者上述按压单元132未处于预定位置的情况下，判定出未适当地形成上述铆接部120。
此外，在实施本发明的第二实施方式的情况下，也能够在上述冲压载荷达到上述预定值、并且上述按压单元132处于预定位置之前，继续进行用于形成上述那样的铆接部120的加工，之后在经过规定时间后结束。
根据上述那样的本实施方式的滚动轴承单元的制造方法以及制造装置，当进行上述毂主体108的轴向另一端部(上述铆接部120)的加工时，能够减少对上述毂主体108的轴向另一端部施加的偏载荷或者能够使该偏载荷实际上为零。
即，在本实施方式的情况下，在形成上述铆接部120时，对设于上述毂主体108的轴向另一端部的圆筒部119施加的载荷(加工力)成为从沿圆周方向呈等间隔地配置的上述各滚筒138、138经由一部分成形模具元件149、149施加的沿圆周方向呈等间隔的载荷。因此，能够实际上不对上述圆筒部119的轴向另一端面施加偏载荷地形成上述铆接部120。因此，在形成上述铆接部120后，上述铆接部120容易以使对上述内圈109的轴向另一端面进行限制的力遍及整周均匀的方式接近。
[第三实施方式]
参照图21～图26C对本发明的第三实施方式进行说明。
图21是以开始形成毂侧端面花键的加工前的状态示出与本发明的第三实施方式相关的加工装置的一部分的剖视图。
图22是以接续图21所示的状态使端面花键用成形模具的下端面抵接于毂主体的铆接部的轴向另一端面的状态示出第三实施方式的加工装置的一部分的剖视图。
图23是以接续图22所示的状态使多个滚筒抵接于端面花键用成形模具的上端面的状态示出第三实施方式的加工装置的一部分的剖视图。
图24是以接续图23所示的状态将毂主体的铆接部加工成毂侧端面花键后的状态示出第三实施方式的加工装置的一部分的剖视图。
图25A是将第三实施方式的图23中的d部放大的放大图。图25B是将第三实施方式的图24中的e部放大的放大图。
图26A是将第三实施方式的一个成形模具元件提出来示出的立体图。图26B是从上方观察第三实施方式的图26A的成形模具元件的俯视图。图26C是与第三实施方式的图26B中的f-f线对应的剖视图。
作为本实施方式的制造方法的一个例子，对上述的图27所示的如下车轮支撑用滚动轴承单元101进行说明：其具备外圈103、毂104(在轴向中间部外周面具有轴向一侧的内圈轨道111a的毂主体108、以及在外周面具有轴向另一侧的内圈轨道111b的内圈109)、以及多个滚动体105、105，并且在上述毂主体108的轴向内端部形成有铆接部120，另外在上述铆接部120的轴向另一端面形成有毂侧端面花键121。
此外，在本实施方式中，说明对形成于上述毂主体108的轴向另一端部的铆接部120实施塑性加工来形成上述毂侧端面花键121的方法。对于形成上述毂侧端面花键121之前的构成上述车轮支撑用滚动轴承单元101的各部件的制造方法以及组装方法(包括上述铆接部120的形成方法在内)而言，包括上述的组装方法在内与一直以来众所周知的方法、上述的实施方式的第一例的制造方法相同，从而在本实施方式中省略说明。
此外，图21～图24中，仅图示出上述车轮支撑用滚动轴承单元101中的一部分(上述毂主体108的轴向另一端侧部分以及上述内圈109)，省略了其它部分的图示。
并且，在与本实施方式相关的以下的说明中，上下方向是指图21～图25B的上下方向。但是，图21～图25B的上下方向并不限定于与加工时的上下方向一致。
用于形成上述毂侧端面花键121的加工装置(制造装置)具备端面花键用成形模具160作为成形模具来代替铆接部用成形模具134(参照图14、图16～图18)，这一点与上述的第二实施方式的加工装置不同。其它部分的构造以及作用与上述的第二实施方式的加工装置实际上相同。
上述端面花键用成形模具160的整体大致呈圆筒状地构成，在作为轴向一端面的下端面，沿圆周方向呈等间距地形成有数目与上述毂侧端面花键121的齿数相同的加工齿161、161，并且在外周面的轴向中间部，遍及整周设有向径向外侧突出的凸缘部162。这样的端面花键用成形模具160通过在圆周方向上组合被分割成多个(例如20～40个。在本实施方式的情况下，数目与上述加工齿161、161的数目相同)的成形模具元件163、163(例如，沿以上述毂主体108的中心轴为中心的圆周方向排列地配置的多个成形模具元件163、163)来构成。换言之，上述端面花键用成形模具160通过在圆周方向上组合如下成形模具元件163来构成，该成形模具元件163由从轴向观察的形状呈扇形且在下端面设有一个加工齿161的元件主体164、和设于上述元件主体164的外周面的轴向中间部的作为上述凸缘部162的圆周方向一部分的突出部165构成。
在本实施方式的情况下，也与上述的第二实施方式的铆接部用成形模具134的情况相同，上述端面花键用成形模具160以在保持孔154内能够进行上述各成形模具元件163、163的相互独立的轴向位移的状态无径向以及圆周方向的松动地被保持，其中，上述保持孔154设置在构成成形模具用升降机构135的保持板152的中央部。并且，在开始形成上述毂侧端面花键121的加工前的状态(图21所示的状态)下，上述端面花键用成形模具160的凸缘部162因用于使上述端面花键用成形模具160的姿势稳定的施力弹簧158(参照图25A、图25B)的弹力而被夹持在上述保持孔154的阶差面部155与抑制板156的阶差面部157之间。并且，在该状态下，在上述抑制板156的朝外凸边部168的上表面与上述保持板152的朝内凸边部167的下表面之间形成有缝隙。
在使用上述那样的加工装置来在上述铆接部120的轴向另一端部形成上述毂侧端面花键121时，首先，如图21所示，操作构成上述成形模具用升降机构135的缸筒153、153使上述保持板152预先位于铅垂方向上方，以便设于上述端面花键用成形模具160的下端面的加工齿161、161与保持于支架131(参照图15)的上述车轮支撑用滚动轴承单元101的轴向另一端面(上述铆接部120的轴向另一端面)不抵接。在该状态下，如上所述，上述端面花键用成形模具160的凸缘部162成为因上述施力弹簧158的弹力而被夹持在上述保持孔154的阶差面部155与上述抑制板156的阶差面部157之间的状态。并且，上述车轮支撑用滚动轴承单元101以使上述毂主体108的中心轴与铅垂方向一致、并且使上述毂主体108的轴向另一端部朝向上方的状态预先保持于上述支架131。
接下来，如图21以及图22所示，操作上述各缸筒153、153使上述保持板152向下方位移，由此使上述端面花键用成形模具160的加工齿161、161与上述铆接部120的轴向另一端面抵接。从该状态起，使上述保持板152进一步向下方位移，由此使上述端面花键用成形模具160以及上述抑制板156相对于上述保持板152克服上述施力弹簧158的弹力而向上方位移。而且，如图22以及图25A所示，使上述抑制板156的朝外凸边部168的上表面与上述保持板152的朝内凸边部167的下表面接触，并在上述端面花键用成形模具160的凸缘部162的下表面与上述保持孔154的阶差面部155之间形成轴向(上下方向)的缝隙159a。在下文中对上述缝隙159a的轴向尺寸L159a进行说明。
接下来，如图22以及图23所示，操作按压单元用驱动机构133使按压单元132向下方位移，由此使各滚筒138、138的外周面以能够滚动的方式抵接于作为上述端面花键用成形模具160的轴向另一端面的上端面。
接下来，如图23以及图24{以及图25A、图25B}所示，基于操作上述按压单元用驱动机构133这一情况，来使上述按压单元132进一步向下方位移，由此将上述各滚筒138、138的外周面以能够滚动的方式推压至上述端面花键用成形模具160的上端面、即上述各成形模具元件163、163的上端面，在该状态下，通过驱动上述按压单元132使之旋转，来使上述各滚筒138、138沿圆周方向滚动前进。由此，通过将上述各滚筒138、138的滚动面依次推压至上述各成形模具元件163、163的轴向另一侧面，来将上述各成形模具元件163、163的加工齿161、161依次推压至上述铆接部120的轴向另一端面，从而使上述铆接部120的轴向另一端面塑性变形，而形成上述毂侧端面花键121。
此外，在本实施方式的情况下，在形成上述毂侧端面花键121时一个滚筒138沿圆周方向每一次在上述各成形模具元件163、163的上端面通过时，上述各成形模具元件163、163向下方位移，上述缝隙159a的轴向尺寸L159a比该各成形模具元件163、163向下方位移的位移量(加工行程)大。并且，上述各缸筒153、153通过持续对上述保持板152施加朝下的力，来防止上述缝隙159a的消失。
并且，在本实施方式的情况下，用于形成上述那样的毂侧端面花键121的加工在从开始上述铆接部120的塑性加工后经过了一定时间的时刻结束。而且，在经过上述一定时间之前的期间，在构成上述按压单元用驱动机构133的缸筒146(参照图15)的冲压载荷(用于使上述按压单元132向下方位移的载荷)达到了预定值的情况下，并且上述按压单元132处于预定位置的情况下，判定出适当地形成了上述毂侧端面花键121。与此相对，在经过上述一定时间之前的期间，在上述冲压载荷未达到上述预定值的情况，或者上述按压单元132未处于预定位置的情况下，判定出未适当地形成上述毂侧端面花键121。
此外，在实施本发明的第三实施方式的情况下，也能够在上述冲压载荷达到上述预定值、并且上述按压单元132处于预定位置之前，继续进行用于形成上述那样的毂侧端面花键121的加工，之后在经过规定时间后结束。
根据上述那样的本实施方式的滚动轴承单元的制造方法以及制造装置，当进行上述毂主体108的轴向另一端部(上述毂侧端面花键121)的加工时，能够减少对上述毂主体108的轴向另一端部施加的偏载荷或者能够使该偏载荷实际上为零。
即，在本实施方式的情况下，在形成上述毂侧端面花键121时，对上述铆接部120的轴向另一端面施加的载荷(加工力)成为从沿圆周方向呈等间隔地配置的上述各滚筒138、138经由一部分成形模具元件163、163施加的沿圆周方向呈等间隔的载荷。因此，能够实际上不对上述铆接部120的轴向另一端面施加偏载荷地形成上述毂侧端面花键121。因此，在形成上述毂侧端面花键121后，上述铆接部120容易以使对上述内圈109的轴向另一端面进行限制的力遍及整周均匀的方式接近。
在一个实施方式中，可提供能够确保滚动轴承单元的耐久性的同时能够抑制制造成本的滚动轴承单元的制造方法。
在其它实施方式中，可提供在进行毂主体的轴向另一端部(铆接部、毂侧端面花键)的加工时能够减少对上述毂主体的轴向另一端部施加的偏载荷或者能够使该偏载荷实际上为零的滚动轴承单元的制造方法以及制造装置。
在一个实施方式中，在使成形冲头的轴向一端面与铆接部的轴向另一端面对置的状态下，利用具有相对于毂主体的中心轴倾斜的中心轴的压辊的按压面对该成形冲头的轴向另一端面进行按压，并且使该压辊以上述毂主体的中心轴为中心旋转。由此，将形成于上述成形冲头的轴向一端面的加工齿推压至上述铆接部的轴向另一端面，从而在该铆接部的轴向另一端面形成上述毂侧端面花键。此处，构成上述成形冲头的多个冲头元件能够进行轴向位移，而周向位移受到阻止。因此，在形成上述毂侧端面花键的加工时，能够防止上述各加工齿相对于构成该毂侧端面花键的齿的齿面倾斜，从而能够防止产生使构成该毂侧端面花键的齿的齿面局部地塑性变形那样的上述压辊的加工面与上述铆接部的轴向端面的局部的抵接。因此，能够使上述各齿的平直度变得良好，从而能够充分确保轴承单元的耐久性。并且，能够抑制朝向轴向另一方按压上述压辊的按压面的力无益地变大，并能够防止用于形成上述毂侧端面花键的加工所使用的加工装置的大型化，从而抑制制造成本的增大。
在其它实施方式中，在形成上述铆接部时，对设于上述毂主体的轴向另一端部的圆筒部施加的载荷(加工力)成为从在以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向多个部位配置的多个滚筒经由一部分成形模具元件施加的圆周方向多个部位的载荷。因此，与利用摆动锻造来进行上述铆接部的加工的情况相比，能够减少对设于上述毂主体的轴向另一端部的圆筒部施加的偏载荷或者能够使该偏载荷实际上为零。
并且，在形成上述毂侧端面花键时，对设于上述毂主体的轴向另一端部的铆接部施加的载荷(加工力)成为从在以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向多个部位配置的多个滚筒经由一部分成形模具元件施加的圆周方向多个部位的载荷。因此，与利用摆动锻造来进行上述毂侧端面花键的加工的情况相比，能够减少对设于上述毂主体的轴向另一端部的铆接部施加的偏载荷或者能够使该偏载荷实际上为零。
本发明的制造方法并不限定于上述的各实施方式中说明的滚动轴承单元，能够以满足权利要求书所记载的要件的各种滚动轴承单元为对象来实施。
例如，本发明中在铆接部的形成方法中具有特征的发明也能够以在完成后的状态下在铆接部的轴向另一端面不具有毂侧端面花键的滚动轴承单元作为对象来实施。
并且，在实施本发明的情况下，在以毂主体的中心轴为中心的圆周上，在将多个滚筒配置为以上述毂主体的中心轴为中心而旋转对称的位置关系的方式并不限定于沿圆周方向呈等间隔地配置的方式。例如，也能够采用在圆周方向呈等间隔的两处位置(或者三处位置、四处位置)分别沿圆周方向排列地配置各设置两个(或者各设置三个)滚筒的方式。在采用这样的方式的情况下，能够实际上不对毂主体的圆筒部(铆接部)施加偏载荷地形成铆接部(毂侧端面花键)。
符号的说明
1—车轮支撑用滚动轴承单元，2—等速接头用外圈，3—外圈，4—毂，5—滚动体，6—静止侧凸缘，7a、7b—外圈轨道，8—毂主体，9—内圈，10—旋转侧凸缘，11a、11b—内圈轨道，12—小径台阶部，13—中心孔，14—小径部，15—螺栓，16—杆部，17—外螺纹部，18—头部，19—圆筒部，20—铆接部，21—毂侧端面花键，22—口部，23—端壁部，24—轴部，25—螺纹孔，26—接头侧端面花键，27—等速接头用内圈，28—球体，29a、29b—保持器，30、30a—压辊，31—加工面，32—端面花键齿，33—加工齿，34—凹部，35—台阶部，36—摆动冲压装置，37—基台，38—支架，39—成形冲头，40—冲头升降机构，41—圆筒部，42—保持凹部，43—按压面，44—加工齿，45—凸缘部，46—冲头元件，47—元件主体，48—突出部，49—冲头保持板，50—液压缸，51—保持孔，52—阶差面部，53—封堵板，54—缝隙，101—车轮支撑用滚动轴承单元，102—等速接头用外圈，103—外圈，104—毂，105—滚动体，106—静止侧凸缘，107a、107b—外圈轨道，108—毂主体，109—内圈，110—旋转侧凸缘，111a、111b—内圈轨道，112—小径台阶部，113—中心孔，114—小径部，115—螺栓，116—杆部，117—外螺纹部，118—头部，119—圆筒部，120—铆接部，121—毂侧端面花键，122—口部，123—端壁部，124—轴部，125—螺纹孔，126—接头侧端面花键，127—等速接头用内圈，128—球体，129a、129b—保持器，130—基台，131—支架，132—按压单元，133—按压单元用驱动机构，134—铆接部用成形模具，135—成形模具用升降机构，136—按压头，137—滚筒夹具，138—滚筒，139—安装孔，140—大径圆柱部，141—中径圆柱部，142—小径圆柱部，143—保持凹部，144—电动马达，145—主轴，146—缸筒，147—加工面，148—凸缘部，149—成形模具元件，150—元件主体，151—突出部，152—保持板，153—缸筒，154—保持孔，155—阶差面部，156—抑制板，157—阶差面部，158—施力弹簧，159、159a—缝隙，160—端面花键用成形模具，161—加工齿，162—凸缘部，163—成形模具元件，164—元件主体，165—突出部，166—支撑柱，167—朝内凸边部，168—朝外凸边部。

Claims (18)

1.一种轴承单元的制造方法，其特征在于，包括：
将工件放置于冲压装置的工序；以及
对上述工件进行塑性加工的工序，
对上述工件进行塑性加工的工序包括：
使沿周向排列的多个元件的一部分沿轴向移动来对上述工件的第一区域进行冲压的工序；以及
使上述多个元件的另外一部分沿上述轴向移动来对上述工件的第二区域进行冲压的工序。
2.根据权利要求1所述的轴承单元的制造方法，其特征在于，
上述塑性加工中的冲压区域沿上述周向变化。
3.根据权利要求1或2所述的轴承单元的制造方法，其特征在于，
上述冲压装置具备进行摆动运动的压辊、或者沿上述周向移动的旋转体。
4.根据权利要求1～3任一项中所述的轴承单元的制造方法，其特征在于，
上述塑性加工包括端面花键加工或者形成铆接部的加工。
5.一种轴承单元的制造装置，其特征在于，具备：
支架，其用于放置工件；
多个元件，其沿周向排列，且分别能够沿轴向移动；以及
具有使上述多个元件的一部分沿上述轴向移动来对上述工件的第一区域进行冲压的模式和使上述多个元件的另外一部分沿上述轴向移动来对上述工件的第二区域进行冲压的模式的机构。
6.根据权利要求5所述的轴承单元的制造装置，其特征在于，
上述机构构成为冲压区域沿上述周向变化。
7.根据权利要求5或6所述的轴承单元的制造装置，其特征在于，
上述机构具备进行摆动运动的压辊或者沿上述周向移动的旋转体。
8.一种滚动轴承单元的制造方法，其特征在于，
该滚动轴承单元具备：
毂主体，其在轴向中间部外周面具有轴向一侧的内圈轨道；以及
内圈，其在外周面具有轴向另一侧的内圈轨道，并外嵌于上述毂主体的靠近轴向另一端的部分，
上述滚动轴承单元利用铆接部对上述内圈的轴向另一端面进行限制来将上述内圈固定于上述毂主体，并在上述铆接部的轴向另一端面形成有作为圆周方向上的凹凸部的毂侧端面花键，其中，上述铆接部通过使设于上述毂主体的轴向另一端部的圆筒部向径向外侧塑性变形来形成，
为了制造上述滚动轴承单元，
在使成形冲头的轴向一端面与上述铆接部的轴向另一端面对置的状态下，利用具有相对于上述毂主体的中心轴倾斜的中心轴的压辊的按压面对上述成形冲头的轴向另一端面进行按压，并且使上述压辊以上述毂主体的中心轴为中心旋转，由此在上述铆接部的轴向另一端面形成上述毂侧端面花键，
其中，上述成形冲头通过在圆周方向上组合被分割成多个的多个冲头元件来形成，并在轴向一端面形成有数目与上述毂侧端面花键的齿数的数目相同的加工齿，上述多个冲头元件分别能够进行轴向位移，而且周向位移受到阻止。
9.根据权利要求8所述的滚动轴承单元的制造方法，其特征在于，
上述压辊的中心轴相对于上述毂主体的中心轴的倾斜角度在15度以上。
10.根据权利要求8或9所述的滚动轴承单元的制造方法，其特征在于，
上述成形冲头由被分割成数目与各上述加工齿的齿数的数目相同的各上述冲头元件形成。
11.根据权利要求10所述的滚动轴承单元的制造方法，其特征在于，
使得在各上述冲头元件中的一个冲头元件的轴向另一端面的圆周方向两侧缘中的以上述毂主体的中心轴为中心的上述压辊的旋转方向后侧缘被上述压辊的按压面按压的状态下，存在于上述一个冲头元件的以上述毂主体的中心轴为中心的上述压辊的旋转方向前侧旁的冲头元件的轴向另一端面的圆周方向两侧缘中的靠上述一个冲头元件侧的侧缘未被上述压辊的按压面按压。
12.根据权利要求8～11任一项中所述的滚动轴承单元的制造方法，其特征在于，
在构成形成于上述铆接部的轴向另一端面的上述毂侧端面花键的齿的齿高已成为所希望的大小的状态下，使各上述冲头元件的一部分与设置在保持上述各冲头元件的部分的阶差面部抵接，由此阻止各上述冲头元件更进一步地向轴向另一方位移。
13.一种滚动轴承单元的制造方法，其特征在于，
该滚动轴承单元构成为：为了对外嵌于毂主体的内圈赋予朝向相对于上述毂主体的轴向一侧的结合力，利用铆接部对上述内圈的轴向另一端面进行限制，其中，上述铆接部通过使设于上述毂主体的轴向另一端部的圆筒部向径向外侧塑性变形来形成，
为了制造上述滚动轴承单元，
使组合多个成形模具元件彼此而形成的铆接部用成形模具的轴向一端面抵接于上述圆筒部的轴向另一端面，并且将滚筒以能够滚动的方式推压至上述铆接部用成形模具的轴向另一端面，在该状态下，使各上述滚筒沿以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向滚动前进，由此将上述圆筒部加工成上述铆接部，
其中，上述多个成形模具元件沿以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向排列配置，并且设为能够进行相互独立的轴向位移，上述滚筒在以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向上配置于比各上述成形模具元件的总数少的多个部位。
14.一种滚动轴承单元的制造方法，其特征在于，
该滚动轴承单元构成为：为了对外嵌于毂主体的内圈赋予朝向相对于上述毂主体的轴向一侧的结合力，利用铆接部对上述内圈的轴向另一端面进行限制，并且在上述铆接部的轴向另一端面形成有作为圆周方向上的凹凸部的毂侧端面花键，其中，上述铆接部通过使设于上述毂主体的轴向另一端部的圆筒部向径向外侧塑性变形来形成，
为了制造上述滚动轴承单元，
使组合多个成形模具元件彼此而形成的端面花键用成形模具的轴向一端面抵接于上述铆接部的轴向另一端面，并且将多个滚筒以能够滚动的方式推压至上述端面花键用成形模具的轴向另一端面，在该状态下，使各上述滚筒沿以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向滚动前进，由此在上述铆接部的轴向另一端面形成上述毂侧端面花键，
其中，上述多个成形模具元件沿以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向排列配置，并且设为能够进行相互独立的轴向位移，上述多个滚筒在以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向上配置于比各上述成形模具元件的总数少的多个部位。
15.根据权利要求13或14所述的滚动轴承单元的制造方法，其特征在于，
各上述滚筒以将上述毂主体的中心轴作为中心而旋转对称的位置关系配置在以上述毂主体的中心轴为中心的圆周上。
16.一种滚动轴承单元的制造装置，用于制造如下滚动轴承单元：
为了对外嵌于毂主体的内圈赋予朝向相对于上述毂主体的轴向一侧的结合力，利用铆接部对上述内圈的轴向另一端面进行限制，其中，上述铆接部通过使设于上述毂主体的轴向另一端部的圆筒部向径向外侧塑性变形来形成，
上述滚动轴承单元的制造装置的特征在于，具备：
铆接部用成形模具，其组合多个成形模具元件彼此而形成，并且能够使轴向一端面抵接于上述毂主体的圆筒部的轴向另一端面，其中，上述多个成形模具元件沿以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向排列配置，并且设为能够进行相互独立的轴向位移；
按压单元，其具备多个滚筒，该多个滚筒在以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向上配置于比各上述成形模具元件的总数少的多个部位，并且能够使各上述滚筒以能够滚动的方式抵接于上述铆接部用成形模具的轴向另一端面；以及
按压单元用驱动机构，其在使上述铆接部用成形模具的轴向一端面抵接于上述圆筒部的轴向另一端面、并且将各上述滚筒以能够滚动的方式推压至上述铆接部用成形模具的轴向另一端面的状态下，能够对上述按压单元赋予用于使各上述滚筒沿以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向滚动前进的驱动力。
17.一种滚动轴承单元的制造装置，用于制造如下滚动轴承单元：
为了对外嵌于毂主体的内圈赋予朝向相对于上述毂主体的轴向一侧的结合力，利用铆接部对上述内圈的轴向另一端面进行抑制，并且在上述铆接部的轴向另一端面形成有作为圆周方向上的凹凸部的毂侧端面花键，其中，上述铆接部通过使设于上述毂主体的轴向另一端部的圆筒部向径向外侧塑性变形来形成，
上述滚动轴承单元的制造装置的特征在于，具备：
端面花键用成形模具，其组合多个成形模具元件彼此而形成，并且能够使轴向一端面抵接于上述铆接部的轴向另一端面，其中，上述多个成形模具元件沿以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向排列配置，并且设为能够进行相互独立的轴向位移；
按压单元，其具备多个滚筒，该多个滚筒在以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向上配置于比各上述成形模具元件的总数少的多个部位，并且能够使各上述滚筒以能够滚动的方式抵接于上述端面花键用成形模具的轴向另一端面；以及
按压单元用驱动机构，其在使上述端面花键用成形模具的轴向一端面抵接于上述铆接部的轴向另一端面、并且将各上述滚筒以能够滚动的方式推压至上述端面花键用成形模具的轴向另一端面的状态下，能够对上述按压单元赋予用于使各上述滚筒沿以上述毂主体的中心轴为中心的圆周方向滚动前进的驱动力。
18.根据权利要求16或17所述的滚动轴承单元的制造装置，其特征在于，
各上述滚筒以将上述毂主体的中心轴作为中心而旋转对称的位置关系配置在以上述毂主体的中心轴为中心的圆周上。
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