CN114173954A - 轮毂单元轴承的制造方法、摆动压紧装置及车辆的制造方法 - Google Patents

轮毂单元轴承的制造方法、摆动压紧装置及车辆的制造方法 Download PDF

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Abstract

实现能够提高压紧部的加工效率的轮毂单元轴承的制造方法。在将轮毂圈(22)以使该轮毂圈(22)的中心轴与基准轴C同轴或平行的方式配置、且以使该轮毂圈(22)能够径向移动的方式支承的状态下，将具有相对于基准轴C倾斜的自转轴α的压模(31)按压于轮毂圈(22)的轴向内侧端部，且使压模(31)以基准轴C为中心旋转，由此将轮毂圈(22)的轴向内侧端部加工成压紧部(26)。

Description

轮毂单元轴承的制造方法、摆动压紧装置及车辆的制造方法
技术领域
本发明涉及用于将汽车等车辆的车轮相对于悬架装置可旋转地支承的轮毂单元轴承的制造方法、用于实施该制造方法的摆动压紧装置、以及车辆的制造方法。
背景技术
汽车的车轮及制动用旋转体通过轮毂单元轴承相对于悬架装置旋转自如地被支承。图8示出了从以往就已知的轮毂单元轴承的一个例子。轮毂单元轴承100将轮毂102经由多个滚动体103a、103b可旋转地支承在外圈101的内径侧。
此外，关于轮毂单元轴承100，在将轮毂单元轴承100组装于汽车的状态下，轴向外侧成为车身的宽度方向外侧、即图8的左侧，在将轮毂单元轴承100组装于汽车的状态下，轴向内侧成为车身的宽度方向中央侧、即图8的右侧。
外圈101在内周面具有多列外圈滚道104a、104b，且在轴向中间部具有用于将外圈101支承固定于悬架装置的转向节的静止凸缘105。轮毂102在外周面具有多列内圈滚道106a、106b，且在轴向外侧部具有用于将车轮及制动用旋转体支承固定于轮毂102的旋转凸缘107及筒状的引导部108。在轮毂102的轴向外侧部，旋转凸缘107向径向外侧突出，引导部108从与旋转凸缘107的径向内侧相邻的部分向轴向外侧延伸。滚动体103a、103b在多列外圈滚道104a、104b与多列内圈滚道106a、106b之间，按各列各自配置有多个。通过这样的结构，轮毂102旋转自如地支承在外圈101的内径侧。
在图示的例子中，轮毂102是将轮毂圈109和内圈110组装而成的。轮毂圈109在轴向中间部外周面具有多列内圈滚道106a、106b中的轴向外侧的内圈滚道106a，且在轴向外侧部具有旋转凸缘107及引导部108。另外，轮毂圈109在轴向内侧部具有外径比与轴向外侧相邻的部分小的嵌合轴部111。内圈110在外周面具有轴向内侧的内圈滚道106b。这样的内圈110在将轴向外侧端面抵接于嵌合轴部111的外周面的轴向外侧端部处所存在的层差面112的状态下，通过压入被外嵌于嵌合轴部111。在该状态下，利用通过使从嵌合轴部111的轴向内侧端部向轴向内侧伸长的圆筒部向径向外侧塑性变形而形成的压紧部113，将内圈110的轴向内侧端面压紧。并且，通过像这样利用压紧部113将内圈110的轴向内侧端面压紧，对滚动体103a、103b赋予了恰当的预压。
作为用于形成上述那样的压紧部113的装置，已知图9所示那样的摆动压紧装置114(例如参照日本特开2012-45612号公报(专利文献1)、日本专利第5261023号公报(专利文献2))。摆动压紧装置114具备压模115和保持座116。保持座116作为支承从压模115施加于轮毂圈109的荷载的托架而发挥功能，具有设置于上侧面的凸缘承接面117、和在凸缘承接面117上开口的插入孔118。
在形成压紧部113时，将轮毂圈109的引导部108径向无晃动地插入于保持座116的插入孔118，并且使轮毂圈109的旋转凸缘107的轴向外侧面与保持座116的凸缘承接面117接触。由此，在阻止了该轮毂圈109的径向移动的状态下，通过保持座116支承轮毂圈109。
然后，在该状态下，将具有相对于轮毂圈109的中心轴倾斜的自转轴的压模115按压于轮毂圈109的轴向内侧端部(圆筒部)，且使压模115以轮毂圈109的中心轴为中心旋转，由此将轮毂圈109的轴向内侧端部加工成压紧部113。即，从压模115向轮毂圈109的轴向内侧端部的圆周方向一部分施加关于上下方向朝向下方、且关于径向朝向外侧的加工力。另外，使施加该加工力的位置伴随着以轮毂圈109的中心轴为中心的压模115的旋转而关于轮毂圈109的轴向内侧端部的圆周方向连续变化。由此，通过使轮毂圈109的轴向内侧端部向径向外侧塑性变形，形成压紧部113。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-45612号公报
专利文献1：日本专利第5261023号公报
发明内容
另外，在如上述那样形成压紧部113的情况下，摆动压紧装置114产生用于将压模115按压于轮毂圈109的轴向内侧端部的能量、和用于使压模115以轮毂圈109的中心轴(基准轴)为中心旋转的能量。但是，这些能量(图10的输入能量E1)并不是全部作为用于形成压紧部113的能量(图10的输出能量E2)而被消耗。即，输入能量E1的一部分例如作为使构成摆动压紧装置114的部件和构成轮毂单元轴承100的部件中的轮毂圈109的轴向内侧端部以外的部分变形、振动的能量(图10的损失能量E3)而被消耗。因此，为了提高压紧部113的加工效率、即增大输出能量E2相对于输入能量E1的比例(E2/E1)，期望减小损失能量E3。
对此，在上述现有方法中，通过将轮毂圈109的引导部108径向无晃动地插入于保持座116的插入孔118，在阻止了轮毂圈109的径向移动的状态下进行压紧部113的加工。因此，在该加工中，具有摆动压紧装置114容易产生振动而与之相应地损失能量E3容易变大这一应该改进的问题。
本发明鉴于上述那样的情况，其目的在于实现能够提高压紧部的加工效率的轮毂单元轴承的制造方法、摆动压紧装置及车辆的制造方法。
成为本发明的制造对象的轮毂单元轴承具备：在内周面具有多列外圈滚道的外圈；在外周面具有多列内圈滚道的轮毂；和在上述多列外圈滚道与上述多列内圈滚道之间按各列各自配置有多个的滚动体。上述轮毂具有内圈和轮毂圈。上述内圈在外周面具有上述多列内圈滚道中的轴向内侧的内圈滚道。上述轮毂圈具有：从轴向外侧部向径向外侧突出的旋转凸缘；从与该旋转凸缘的径向内侧相邻的部分向轴向外侧延伸的筒状的引导部；直接或经由其他部件形成于与上述旋转凸缘相比位于轴向内侧的部分的外周面的、上述多列内圈滚道中的轴向外侧的内圈滚道；与该轴向外侧的内圈滚道相比位于轴向内侧且外嵌上述内圈的嵌合轴部；和通过使与该嵌合轴部相比位于轴向内侧的筒状的轴向内侧端部向径向外侧塑性变形而形成、且将上述内圈的轴向内侧端面压紧的压紧部。
本发明的轮毂单元轴承的制造方法具备压紧工序，该压紧工序中，在将上述轮毂圈以使该轮毂圈的中心轴与基准轴同轴或平行的方式配置、且以使该轮毂圈能够径向移动的方式通过保持座支承的状态下，将具有相对于上述基准轴倾斜的自转轴的压模按压于上述轮毂圈的轴向内侧端部，且使该压模一边以上述自转轴为中心旋转一边以上述基准轴为中心旋转，由此将上述轮毂圈的轴向内侧端部加工成上述压紧部。
在本发明的轮毂单元轴承的制造方法的第1方案中，将上述引导部插入到在保持座的凸缘承接面上开口、且与上述基准轴同轴地配置的、具有比上述引导部的外径大的内径的插入孔中，并且使上述旋转凸缘的轴向外侧面与上述凸缘承接面接触，由此将上述轮毂圈以使该轮毂圈的中心轴与上述基准轴同轴或平行的方式配置、且以使该轮毂圈能够径向移动的方式支承。
在上述制造方法的第1方案中，例如基于在上述压紧工序中使上述压模以上述基准轴为中心旋转所需的总能量、与将上述压模按压于上述轮毂圈的轴向内侧端部所需的总能量之和即能量和来决定上述插入孔的内径与上述引导部的外径之差即直径差。
在该情况下，例如在上述能量和为规定值以下的范围中，决定上述直径差。或者，例如在上述能量和大致固定的范围中，决定上述直径差。或者，例如在相对于上述直径差的变化量的、上述能量和的变化量为规定值以下的范围中，决定上述直径差。
在上述制造方法的第1方案中，例如通过以将上述基准轴作为中心的上述压模的旋转角度对用于使上述压模以上述基准轴为中心旋转的转矩进行积分，而求出在上述压紧工序中使上述压模以上述基准轴为中心旋转所需的总能量。
在上述制造方法的第1方案中，例如通过以上述保持座与上述压模的关于上述基准轴的方向的相对移动量对用于将上述压模和上述轮毂圈的轴向内侧端部在上述基准轴的方向相互按压的荷载进行积分，而求出在上述压紧工序中将上述压模按压于上述轮毂圈的轴向内侧端部所需的总能量。
在上述制造方法的第1方案中，例如在将上述轮毂圈的中心轴与上述基准轴同轴地配置的状态下，开始上述压紧工序。
在该情况下，例如通过将插入于上述插入孔的上述引导部内嵌于与上述基准轴同轴地配置的筒状的定心治具，而成为将上述轮毂圈的中心轴与上述基准轴同轴地配置的状态，然后在维持着将上述轮毂圈的中心轴与上述基准轴同轴地配置的状态的同时，在使上述定心治具从上述引导部向轴向退避的状态下，开始上述压紧工序。
在本发明的轮毂单元轴承的制造方法的第2方案中，将上述引导部插入到在能够进行与上述基准轴正交的方向上的移动的保持座的凸缘承接面上开口的插入孔中，并且使上述旋转凸缘的轴向外侧面与上述凸缘承接面接触，由此将上述轮毂圈以使该轮毂圈的中心轴与上述基准轴同轴或平行的方式配置、且以使该轮毂圈能够径向移动的方式支承。
在上述制造方法的第2方案中，例如在将上述轮毂圈的中心轴与上述基准轴同轴地配置的状态下，开始上述压紧工序。
本发明的摆动压紧装置的第1方案具备基准轴、保持座、压模和定心治具。上述保持座具有凸缘承接面以及插入孔，该凸缘承接面设置于保持座的关于上述基准轴的方向的一侧的侧面，用于使上述旋转凸缘的轴向外侧面与之接触，该插入孔在该凸缘承接面上开口，且与上述基准轴同轴地配置，具有比上述引导部的外径大的内径。上述压模关于上述基准轴的方向配置在上述保持座的一侧，具有相对于上述基准轴倾斜的自转轴，且能够进行以上述基准轴为中心的旋转、以及与上述保持座的关于上述基准轴的方向的相对移动。上述定心治具是在上述插入孔的内侧与上述基准轴同轴地配置的筒状的治具，能够切换通过内嵌上述插入孔中所插入的上述引导部而将上述轮毂圈的中心轴与上述基准轴同轴地配置的状态、和通过从该引导部向轴向退避而使上述轮毂圈能够径向移动的状态。
本发明的摆动压紧装置的第2方案具备基准轴、保持座、压模和定心治具。上述保持座具有凸缘承接面以及插入孔，且以能够进行与上述基准轴正交的方向上的移动的方式被支承，该凸缘承接面设置于保持座的关于上述基准轴的方向的一侧的侧面，用于使上述旋转凸缘的轴向外侧面与之接触，该插入孔在该凸缘承接面上开口，用于插入上述引导部。上述压模关于上述基准轴的方向配置在上述保持座的一侧，具有相对于上述基准轴倾斜的自转轴，且能够进行以上述基准轴为中心的旋转、以及与上述保持座的关于上述基准轴的方向的相对移动。
在上述摆动压紧装置的第2方案中，例如还具备：被阻止了与上述基准轴正交的方向上的移动的支承台；可动台；将该可动台相对于上述支承台以能够进行与上述基准轴正交的一个方向即X方向上的移动的方式支承的X方向直线导轨；以及将上述保持座相对于上述可动台以能够进行分别与上述基准轴和上述X方向正交的Y方向上的移动的方式支承的Y方向直线导轨。
在上述摆动压紧装置的第2方案中，例如还具备弹簧，该弹簧在上述保持座移动而使得上述插入孔的中心轴和上述基准轴变得不一致的情况下，向上述插入孔的中心轴和上述基准轴一致的方向对上述保持座施力。
成为本发明的制造对象的车辆具备轮毂单元轴承。本发明的车辆的制造方法通过本发明的轮毂单元轴承的制造方法来制造上述轮毂单元轴承。
发明效果
根据本发明，能够提高压紧部的加工效率。
附图说明
图1是将成为实施方式的第1例的制造对象的轮毂单元轴承在组装于车辆的状态下示出的剖视图。
图2是关于实施方式的第1例示出将轮毂单元轴承设置于摆动压紧装置的状态的剖视图。
图3是关于实施方式的第1例示出通过摆动压紧装置形成压紧部的状况的剖视图。
图4中，图4的(A)是表示压紧工序中的压模总旋转角度与压模旋转转矩之间的关系的线图，图4的(B)是表示压紧工序中的压模轴向位移量与压模轴向荷载之间的关系的线图。
图5是表示保持座的插入孔的内径与轮毂圈的引导部的外径之差即直径差、与为了进行压紧工序而产生的能量和之间的关系的线图。
图6是关于实施方式的第2例示出将轮毂单元轴承设置于摆动压紧装置的状态的剖视图。
图7是关于实施方式的第2例概略地示出构成摆动压紧装置的轮毂单元轴承的支承部以及轮毂单元轴承的一部分的立体图。
图8是表示从以往就已知的轮毂单元轴承的一个例子的半部剖视图。
图9是表示从以往就已知的摆动压紧装置及轮毂单元轴承的剖视图。
图10是表示形成轮毂单元轴承的压紧部时的输入能量E1、输出能量E2与损失能量E3之间的关系的图。
具体实施方式
[实施方式的第1例]
使用图1～图5说明本发明的实施方式的第1例。
(本例的概要)
在本例中，为了形成构成图1所示那样的轮毂单元轴承1的轮毂圈22的压紧部26，使用图2及图3所示那样的摆动压紧装置28。另外，为了提高压紧部26的加工效率，如图3所示，通过使构成摆动压紧装置28的保持座29的插入孔33的内径D比轮毂圈22的引导部13的外径d大(D＞d)，而在保持座29的插入孔33的内周面与轮毂圈22的引导部13的外周面之间设置径向的间隙37，由此，在用于形成压紧部26的加工中，使得轮毂圈22能够相对于保持座29在径向移动。但是，在用于形成压紧部26的加工开始时，事先将轮毂圈22的中心轴与插入孔33的中心轴即基准轴C同轴地配置。
以下，在对成为本例的制造对象的轮毂单元轴承1的结构、用于形成压紧部26的摆动压紧装置28的结构和轮毂单元轴承1的制造方法进行了说明后，说明能够充分地提高压紧部26的加工效率的直径差δ(＝插入孔33的内径D与引导部13的外径d之差D-d)的设定方法。
(轮毂单元轴承1的结构)
图1示出了成为本例的制造对象的轮毂单元轴承1。轮毂单元轴承1是从动轮用，具备外圈2、轮毂3和多个滚动体4a、4b。
此外，关于轮毂单元轴承1，在组装于车辆的状态下轴向外侧成为车辆的宽度方向外侧、即图1的左侧，在组装于车辆的状态下轴向内侧成为车辆的宽度方向中央侧、即图1的右侧。
外圈2是中碳钢等硬质金属制，具备多列外圈滚道5a、5b和静止凸缘6。多列外圈滚道5a、5b形成在外圈2的轴向中间部内周面，是向越朝向关于轴向相互远离的方向则直径变得越大的方向倾斜的局部圆锥状的凹面。静止凸缘6从外圈2的轴向中间部向径向外侧突出，在圆周方向多个部位具有作为螺纹孔的支承孔7。
外圈2通过将从构成车辆的悬架装置的转向节8的通孔9穿插过的螺栓10从轴向内侧螺合于静止凸缘6的支承孔7并紧固，而被支承固定于转向节8。
轮毂3与外圈2同轴地配置在外圈2的径向内侧，具备多列内圈滚道11a、11b、旋转凸缘12和引导部13。多列内圈滚道11a、11b形成在轮毂3的外周面中的与多列外圈滚道5a、5b相对的部分，是向越朝向关于轴向相互远离的方向则直径变得越大的方向倾斜的局部圆锥状的凸面。旋转凸缘12从与外圈2相比位于轴向外侧的轮毂3的轴向外侧部向径向外侧突出，在圆周方向多个部位具有安装孔14。引导部13是与外圈2相比位于轴向外侧的轮毂3的轴向外侧部中的、从与旋转凸缘12的径向内侧相邻的部分向轴向外侧延伸的圆筒状的部位。另外，引导部13的外周面是具备构成轴向内侧部的圆筒面状的大径部44、和构成轴向外侧部的外径比大径部44小的圆筒面状的小径部45的带层差圆筒面。
另外，在图示的例子中，为了将制动盘或制动鼓等制动用旋转体15结合固定于旋转凸缘12，在将制动用旋转体15外嵌于引导部13的轴向内侧部(大径部44)的状态下，将双头螺栓16的设置于靠基端的部分的细齿部压入安装孔14，并且将双头螺栓16的中间部压入于制动用旋转体15的通孔17。而且，为了将构成车轮的轮子18固定于旋转凸缘12，而在将轮子18外嵌于引导部13的轴向外侧部(小径部45)的状态下，且在将设置于双头螺栓16的前端部的外螺纹部穿插于轮子18的通孔19的状态下，将螺母20螺合于该外螺纹部并紧固。
滚动体4a、4b分别是轴承钢等硬质金属制或陶瓷制，在多列外圈滚道5a、5b与多列内圈滚道11a、11b之间按各列各自配置有多个。另外，滚动体4a、4b按各列被保持架21a、21b滚动自如地保持。此外，在本例中，滚动体4a、4b分别为圆锥滚子。
在本例中，轮毂3是将中碳钢等硬质金属制的轮毂圈22、和轴承钢等硬质金属制的内圈23组合而成。
轮毂圈22在轴向中间部外周面具有多列内圈滚道11a、11b中的轴向外侧的内圈滚道11a，且在轴向外侧部具有旋转凸缘12及引导部13。另外，轮毂圈22在与轴向外侧的内圈滚道11a相比位于轴向内侧的轴向内侧部具有外径比与轴向外侧相邻的部分小的嵌合轴部24。内圈23在外周面具有多列内圈滚道11a、11b中的轴向内侧的内圈滚道11b。这样的内圈23在将轴向外侧端面抵接于嵌合轴部24的外周面的轴向外侧端部处所存在的层差面25的状态下，通过压入外嵌于嵌合轴部24。在该状态下，利用通过使从嵌合轴部24的轴向内侧端部向轴向伸长的圆筒部27向径向外侧塑性变形而形成的压紧部26，将内圈23的轴向内侧端面压紧。并且，通过像这样利用压紧部26将内圈23的轴向内侧端面压紧，对滚动体4a、4b赋予恰当的预压。
(摆动压紧装置28的结构)
接下来，一边参照图2及图3一边说明用于形成压紧部26的摆动压紧装置28。摆动压紧装置28具备上下方向的基准轴C、保持座29、压模31和定心治具30。
保持座29是作为在形成压紧部26时对从压模31施加于轮毂圈22的荷载进行支承的托架而发挥功能的部件。保持座29具有设置于上侧面的凸缘承接面32、和在凸缘承接面32上开口的插入孔33。凸缘承接面32是与基准轴C正交的平坦面。插入孔33是具有与基准轴C同轴地配置的圆筒状的内周面的有底孔。插入孔33的内径D比轮毂圈22的引导部13的外径d大(D＞d)。在此，外径d是引导部13的大径部44的外径。另外，插入孔33的轴向深度比轮毂圈22的引导部13的轴向尺寸大。具有这样的结构的保持座29在被阻止了与基准轴C正交的方向上的移动、以及沿着基准轴C的上下方向上的移动的状态下，被支承于未图示的支承台。但是，在实施本发明的情况下，也能够是，保持座29以能够进行沿着基准轴C的上下方向上的移动的方式进行支承，并且通过向上方的移动产生用于形成压紧部26的荷载。
压模31是用于形成压紧部26的工具，配置在保持座29的上方。压模31具有相对于基准轴C倾斜了角度θ的自转轴α，且在下端部具有与自转轴α同轴的圆环状的凹面即加工面部36。压模31能够进行沿着基准轴C的上下方向上的移动以及以基准轴C为中心的旋转，并且自如地进行以自转轴β为中心的自转。此外，在实施本发明的情况下，在如上述那样通过保持座29向上方的移动产生用于形成压紧部26的荷载的情况下，也能够将压模31在阻止了沿着基准轴C的上下方向上的移动的状态下支承。
定心治具30是用于在开始形成压紧部26之前将轮毂圈22的中心轴与基准轴C同轴地配置的治具。定心治具30构成为圆筒状，在保持座29的插入孔33的内侧，与基准轴C同轴地配置，且能够进行沿着基准轴C的上下方向上的移动。因此，在图示的例子中，定心治具30以径向(水平方向)无晃动、且能够进行轴向(上下方向)的移动的方式内嵌于插入孔33的内侧。另外，定心治具30的下端部将保持座29的中心部沿上下方向贯穿，且经由连结部件35连结于能够相对于保持座29进行上下方向上的移动的致动器杆34的上端部。此外，在图示的例子中，定心治具30、致动器杆34和连结部件35被一体地制造，但也能够分体地制造。
另外，定心治具30具有能够径向无晃动地内嵌轮毂圈22的引导部13的大径部44的内径。但是，定心治具30也能设为具有能够径向无晃动地内嵌轮毂圈22的引导部13的小径部45的内径的结构。另外，在使定心治具30移动至插入孔33内侧的下端位置的状态下，定心治具30的上端面与凸缘承接面32之间的轴向距离比轮毂圈22的引导部13的轴向尺寸大。
(轮毂单元轴承1的制造方法)
接下来，说明在制造轮毂单元轴承1时使用摆动压紧装置28形成压紧部26的方法。
压紧部26的形成作业在组装了形成压紧部26之前的轮毂单元轴承1的状态下进行。因此，预先组装形成压紧部26之前的轮毂单元轴承1。
形成压紧部26之前的轮毂单元轴承1能够以适当的顺序进行组装，例如能够以下述那样的顺序进行组装。首先，在形成压紧部26之前的轮毂圈22(在轴向内侧端部具有圆筒部27的轮毂圈22)中的、轴向外侧的内圈滚道11a周围，将轴向外侧列的滚动体4a在由轴向外侧的保持架21a保持着的状态下进行配置，而且在该轮毂圈22的轴向中间部周围配置外圈2。接着，在内圈23中的轴向内侧的内圈滚道11b周围，将轴向内侧列的滚动体4b在由轴向内侧的保持架21b保持着的状态下进行配置。然后，将内圈23外嵌于形成压紧部26之前的轮毂圈22的嵌合轴部24，使内圈23的轴向外侧端面抵接于层差面25。
在使用摆动压紧装置28形成压紧部26时，首先将形成压紧部26之前的轮毂单元轴承1设置于保持座29。
具体而言，如图2所示，使压模31向上方退避，并且将定心治具30配置在保持座29的插入孔33内侧的上部。然后，在该状态下，如图2所示那样，将轮毂圈22的引导部13插入到保持座29的插入孔33的内侧。与此同时，将引导部13的大径部44径向无晃动地内嵌于定心治具30的内侧。由此，将轮毂圈22的中心轴与基准轴C同轴地配置。而且，使轮毂圈22的旋转凸缘12的轴向外侧面与保持座29的凸缘承接面32接触。
接着，如图2→图3所示那样，在维持着将轮毂圈22的中心轴与基准轴C同轴地配置的状态的同时，使定心治具30从引导部13的周围向下方退避。由此，成为在插入孔33的内周面与引导部13的大径部44的外周面之间，在整周范围内存在径向的间隙37的状态。
也就是说，在本例中，在下述的用于形成压紧部26的加工开始时，事先设为将轮毂圈22与基准轴C同轴地配置的状态。与此同时，在下述的用于形成压紧部26的加工中，基于间隙37的存在，事先使轮毂圈22能够相对于保持座29在径向移动。
接下来，在该状态下开始压紧工序。即，如图2→图3所示那样，通过使压模31向下方移动，一边将压模31的加工面部36按压于轮毂圈22的圆筒部27，一边使压模31以基准轴C为中心旋转，由此将圆筒部27加工成压紧部26。即，从压模31的加工面部36向圆筒部27的圆周方向一部分施加关于上下方向朝向下方、且关于径向朝向外侧的加工力。另外，使施加该加工力的位置伴随着以基准轴C为中心的压模31的旋转而关于圆筒部27的圆周方向连续变化。由此，通过使圆筒部27向径向外侧塑性变形，形成压紧部26。
在以上那样的本例的轮毂单元轴承1的制造方法中，在用于形成压紧部26的加工中，基于间隙37的存在，轮毂圈22能够相对于保持座29在径向移动。因此，通过这样的轮毂圈22的移动，能够减少在构成摆动压紧装置28的保持座29、支承保持座29的未图示的支承台等中产生的变形和/或振动。即，根据本例，能够减少除了形成压紧部26以外所消耗的能量(图10的损失能量E3)，与之相应地，能够提高压紧部26的加工效率(图10的输出能量E2相对于输入能量E1的比例(E2/E1))。
另外，在本例中，在用于形成压紧部26的加工开始时，轮毂圈22与基准轴C同轴地配置。换言之，能够充分地抑制在用于形成压紧部26的加工开始时的轮毂圈22的径向位置的偏差。因此，能够充分地抑制基于压紧部26的形成得到的品质特性(例如从压紧部26施加于内圈23的轴向力、与内圈23的伴随着压紧部26的形成产生的膨胀量相关的特性等)的偏差。
(直径差δ的设定方法)
接下来，说明能够提高压紧部26的加工效率的直径差δ(＝D-d)(间隙37的大小)的设定方法。
首先，根据与成为制造对象的轮毂单元轴承1的关系，准备直径差δ(＝D-d)不同的多个保持座29。然后，针对所准备的每个保持座29，使用包含该保持座29的摆动压紧装置28，将轮毂圈22的圆筒部27加工成压紧部26(进行压紧工序)。然后，求出在该压紧工序中具体而言在从用于形成压紧部26的加工开始时到加工结束时为止的期间使压模31以基准轴C为中心旋转所需的总能量Et、和将压模31按压于轮毂圈22的轴向内侧端部(圆筒部27)所需的总能量Ez，并进一步求出它们的和即能量和E(＝Et+Ez)。
在本例中，为了求出在压紧工序中使压模31以基准轴C为中心旋转所需的总能量Et，对压紧工序中的压模31的总旋转角度即“压模总旋转角度”、以及用于使压模31以基准轴C为中心旋转的转矩即“压模旋转转矩”进行测量。图4的(A)是表示像这样测量出的“压模总旋转角度”与“压模旋转转矩”之间的关系(曲线f1)的线图(假想例)。并且，在本例中，在该线图中，将曲线f1与横轴(表示“压模旋转转矩”＝0的直线)之间所夹的区域的面积作为总能量Et求出。即，通过以“压模总旋转角度”对“压模旋转转矩”进行积分(进行数值计算)，而求出上述面积(总能量Et)。此外，“压模总旋转角度”例如能够使用旋转编码器等进行测量。另外，“压模旋转转矩”例如能够基于用于使压模31以基准轴C为中心旋转的电动马达的电流值等进行测量。
另外，在本例中，为了求出在压紧工序中将压模31按压于轮毂圈22的轴向内侧端部所需的总能量Ez，而对压紧工序中的、保持座29与压模31的关于基准轴C的方向的相对移动量即“压模轴向移动量”、以及用于将压模31和轮毂圈22的轴向内侧端部在基准轴C的方向相互按压的荷载即“压模轴向荷载”进行测量。图4的(B)是表示像这样测量出的“压模轴向移动量”与“压模轴向荷载”之间的关系(曲线f2)的线图(假想例)。并且，在本例中，将在该线图中曲线f2与横轴(表示“压模轴向荷载”＝0的直线)之间所夹的区域的面积作为总能量Ez求出。即，通过以“压模轴向移动量”对“压模轴向荷载”进行积分(进行数值计算)，而求出上述面积(总能量Ez)。此外，“压模轴向移动量”例如能够使用线性标尺等进行测量。另外，“压模轴向荷载”例如能够基于用于使压模31向轴向移动的液压机构内的液压等进行测量。
接着，利用如上述那样针对直径差δ(＝D-d)不同的每个保持座29求出的能量和E(＝Et+Ez)，求出图5中例示那样的、直径差δ(＝D-d)与能量和E(＝Et+Ez)之间的关系(曲线f3)。
在该关系中，若将直径差δ(＝D-d)从0逐渐增大，则能量和E(＝Et+Ez)在开始时会逐渐变小，但从中途开始会大致固定。在能量和E大致固定的范围中，认为无论直径差δ(＝D-d)的值如何，压紧加工中的轮毂圈22的径向移动量均大致固定。此外，即使增大直径差δ(＝D-d)，基于压紧部26的形成得到的品质特性(例如从压紧部26施加于内圈23的轴向力、与内圈23的伴随着压紧部26的形成产生的膨胀量相关的特性等)也不会变差。
另外，用于形成压紧部26的能量(图10的输出能量E2)大致固定。因此，如上述那样伴随着直径差δ(＝D-d)的增大而能量和E(＝Et+Ez)(图10的输入能量E1)减小表示除了形成压紧部26以外所消耗的能量(图10的损失能量E3)减少、即压紧部26的加工效率提高。
因此，为了提高压紧部26的加工效率，只要利用图5的关系，在能量和E(＝Et+Ez)成为所期望的规定值以下的范围中设定(决定)直径差δ(＝D-d)即可。在该情况下，优选的是，可以在能量和E(＝Et+Ez)大致固定的范围中，设定直径差δ(＝D-d)。
此外，能量和E(＝Et+Ez)大致固定的范围中的、直径差δ(＝D-d)的下限值δm的选择方法是任意的。例如，针对表示图5的关系的曲线f3，能够将使以下述的具有常数A、S的(1)式表示的曲线拟合的情况下的常数S设为下限值δm。
E＝A×exp(-δ/S)-----(1)
在此，在(1)式中，E是表示能量和E(＝Et+Ez)的变量，δ是表示直径差δ(＝D-d)的变量，A是直径差δ(＝D-d)为0时的能量和E(＝Et+Ez)的值，S是与时间常数相同的考虑方法的常数。
或者，针对表示图5的关系的曲线f3，也能够将比使以上述(1)式表示的曲线拟合的情况下的参数S大的值(例如图5的曲线f3看起来大致固定的直径差δ(＝D-d)的范围中的下限值)选作下限值δm。
此外，根据本发明人的经验，确认到在以上述的现有方法进行用于形成压紧部的加工时，保持座的支承台的水平方向上的振幅为0.5mm左右。因此，若考虑这样的情况，则期望将下限值δm设为0.5mm以上的值。
或者，关于表示图5的关系的曲线f3，也能够在相对于直径差δ(＝D-d)的变化量(增大量)的、能量和E(＝Et+Ez)的变化量(减少量)成为规定值以下的范围中，决定直径差δ(＝D-d)。
但是，若使直径差δ(＝D-d)过大，即若使保持座29的插入孔33的内径过大，则在进行用于形成压紧部26的加工时旋转凸缘12有可能容易以朝向轴向内侧倒伏的方式变形。因此，为了防止发生这样的不良情况，期望将直径差δ(＝D-d)设为下限值δm的2～10倍以下。
此外，在图2及图3所示的例子中，在向旋转凸缘12的安装孔14安装双头螺栓16(参照图1)之前的状态下进行用于形成压紧部26的加工。但是，在实施本发明的情况下，也能够在旋转凸缘12的安装孔14中安装有双头螺栓16的状态下进行用于形成压紧部26的加工。在该情况下，将保持座的形状设为在该加工中双头螺栓16不会碰撞的形状(例如具有能够将双头螺栓16中的从旋转凸缘12的轴向外侧面向轴向外侧突出的部分宽松插入的双头螺栓用插入孔的形状)。
[实施方式的第2例]
使用图6及图7说明本发明的实施方式的第2例。
在本例中，构成摆动压紧装置28a的保持座29a及其周边部的构造与实施方式的第1例的情况不同。即，在本例中，保持座29a的插入孔33a能够径向无晃动地插入(内嵌)轮毂圈22的引导部13。
另外，保持座29a以能够进行与基准轴C正交的方向上的移动的方式被支承。为此，本例的摆动压紧装置28a具备支承台40、可动台38、X方向直线导轨39和Y方向直线导轨41。此外，在本例中，基准轴C是形成在处于移动前的中立位置的保持座29a上的插入孔33a的中心轴。
支承台40配置在保持座29a的下方，被阻止了与基准轴C正交的方向上的移动。可动台38关于上下方向，配置在保持座29a与支承台40之间。另外，可动台38经由X方向直线导轨39支承在支承台40的上侧面。X方向直线导轨39是能够使可动台38相对于支承台40在与基准轴C正交的一个方向即X方向移动的引导装置。另外，保持座29a经由Y方向直线导轨41支承在可动台38的上表面。Y方向直线导轨41是能够使保持座29a相对于可动台38在与基准轴C正交、且也与X方向正交的方向即Y方向移动的引导装置。因此，保持座29a通过X方向直线导轨39及Y方向直线导轨41相对于支承台40被允许与基准轴C正交的所有方向上的移动。
另外，在可动台38被配置在X方向的中立位置、且保持座29a被配置在Y方向的中立位置的状态下，保持座29a的插入孔33a的中心轴与基准轴C一致。
另外，在可动台38与未图示的固定部分之间组装有X方向弹簧42，该X方向弹簧42在可动台38从X方向的中立位置沿X方向移动了的情况下，赋予使可动台38返回到X方向的中立位置的方向上的弹力。另外，在保持座29a与未图示的固定部分之间组装有Y方向弹簧43，该Y方向弹簧43在保持座29a从Y方向的中立位置沿Y方向移动了的情况下，赋予使保持座29a返回到Y方向的中立位置的方向上的弹力。因此，在可动台38上没有作用X方向上的外力、且保持座29a上没有作用Y方向的外力的状态(例如后述的用于形成压紧部26(参照图1)的加工开始以前的状态)下，可动台38配置在X方向的中立位置，并且保持座29a配置在Y方向的中立位置。其结果为，保持座29a的插入孔33a的中心轴与基准轴C一致。也就是说，X方向弹簧42及Y方向弹簧43具有在保持座29a移动而使得插入孔33a的中心轴与基准轴C变得不一致的情况下向插入孔33a的中心轴和基准轴C一致的方向对保持座29a施力的功能。
另外，在本例中，在如后述那样使用摆动压紧装置28a形成压紧部26时，与从压模31作用于轮毂圈22的朝向径向外侧的加工力相比，将X方向弹簧42及Y方向弹簧43的弹力设为足够小(例如设为该加工力的1/10以下)。
在使用摆动压紧装置28a形成压紧部26时，首先如图6所示那样，通过将轮毂圈22的引导部13径向无晃动地插入保持座29a的插入孔33a，而将轮毂圈22的中心轴与基准轴C同轴地配置。与此同时，使轮毂圈22的旋转凸缘12的轴向外侧面与保持座29a的凸缘承接面32接触。然后，在该状态下，与实施方式的第1例同样地，使用压模31将圆筒部27加工成压紧部26。
在以上那样的本例的轮毂单元轴承1的制造方法中，在用于形成压紧部26的加工中，基于X方向直线导轨39及Y方向直线导轨41的存在，轮毂圈22能够相对于基准轴C在径向移动。并且，像这样，在用于形成压紧部26的加工中，轮毂圈22相对于基准轴C在径向移动，由此能够减少构成摆动压紧装置28a的保持座29a和支承保持座29a的支承台40等的变形和/或振动。另外，在本例中，伴随着轮毂圈22相对于基准轴C在径向移动，X方向弹簧42及Y方向弹簧43的弹性变形量发生变化，但由于X方向弹簧42及Y方向弹簧43的弹力足够小，所以能够充分抑制用于使X方向弹簧42及Y方向弹簧43的弹性变形量变化的能量。因此，在本例中，能够减少除了形成压紧部26以外所消耗的能量(图10的损失能量E3)，与之相应地，能够提高压紧部26的加工效率(图10的输出能量E2相对于输入能量E1的比例(E2/E1))。
另外，在本例中，在用于形成压紧部26的加工开始时，轮毂圈22与基准轴C同轴地配置。换言之，能够充分地抑制在用于形成压紧部26的加工开始时的轮毂圈22的径向位置的偏差。因此，能够充分地抑制基于压紧部26的形成得到的品质特性(例如从压紧部26施加于内圈23的轴向力、与内圈23的伴随着压紧部26的形成产生的膨胀量相关的特性等)的偏差。
其他结构及作用效果与实施方式的第1例相同。
此外，本发明并不限于从动轮用的轮毂单元轴承，也能够将驱动轮用的轮毂单元轴承设为制造对象。另外，本发明并不限于作为滚动体而使用了圆锥滚子的轮毂单元轴承，也能够将作为滚动体而使用了滚珠的轮毂单元轴承设为制造对象。另外，本发明并不限于将轴向外侧的内圈滚道直接形成于轮毂圈的轴向中间部外周面的轮毂单元轴承，也能够以将轴向外侧的内圈滚道形成于在轮毂圈的轴向中间部外嵌的作为其他部件的第2内圈的外周面的轮毂单元轴承设为制造对象。
附图标记说明
1：轮毂单元轴承 2：外圈 3：轮毂 4a、4b：滚动体 5a、5b：外圈滚道 6：静止凸缘7：支承孔 8：转向节 9：通孔 10：螺栓 11a、11b：内圈滚道 12：旋转凸缘 13：引导部 14：安装孔 15：制动用旋转体 16：双头螺栓 17：通孔 18：轮子 19：通孔 20：螺母 21a、21b：保持架 22：轮毂圈 23：内圈 24：嵌合轴部 25：层差面 26：压紧部 27：圆筒部 28、28a：摆动压紧装置 29、29a：保持座 30：定心治具 31：压模 32：凸缘承接面 33、33a：插入孔 34：致动器杆 35：连结部件 36：加工面部 37：间隙 38：可动台 39：X方向直线导轨 40：支承台 41：Y方向直线导轨 42：X方向弹簧 43：Y方向弹簧 44：大径部 45：小径部 100：轮毂单元轴承101：外圈 102：轮毂 103a、103b：滚动体 104a、104b：外圈滚道 105：静止凸缘 106a、106b：内圈滚道 107：旋转凸缘 108：引导部 109：轮毂圈 110：内圈 111：嵌合轴部112：层差面113：压紧部 114：摆动压紧装置 115：压模 116：保持座 117：凸缘承接面 118：插入孔。

Claims (17)

1.一种轮毂单元轴承的制造方法，其中该轮毂单元轴承具备：
在内周面具有多列外圈滚道的外圈；
在外周面具有多列内圈滚道的轮毂；和
在所述多列外圈滚道与所述多列内圈滚道之间按各列各自配置有多个的滚动体，
所述轮毂具有内圈和轮毂圈，
所述内圈在外周面具有所述多列内圈滚道中的轴向内侧的内圈滚道，
所述轮毂圈具有：从轴向外侧部向径向外侧突出的旋转凸缘；从与该旋转凸缘的径向内侧相邻的部分向轴向外侧延伸的筒状的引导部；直接或经由其他部件形成于与所述旋转凸缘相比位于轴向内侧的部分的外周面的、所述多列内圈滚道中的轴向外侧的内圈滚道；与该轴向外侧的内圈滚道相比位于轴向内侧且外嵌所述内圈的嵌合轴部；和通过使与该嵌合轴部相比位于轴向内侧的筒状的轴向内侧端部向径向外侧塑性变形而形成、且将所述内圈的轴向内侧端面压紧的压紧部，
在所述轮毂单元轴承的制造方法中，
具备压紧工序，该压紧工序中，在将所述轮毂圈以使该轮毂圈的中心轴与基准轴同轴或平行的方式配置、且以使该轮毂圈能够径向移动的方式通过保持座支承的状态下，将具有相对于所述基准轴倾斜的自转轴的压模按压于所述轮毂圈的轴向内侧端部，且使该压模一边以所述自转轴为中心旋转一边以所述基准轴为中心旋转，由此将所述轮毂圈的轴向内侧端部加工成所述压紧部。
2.如权利要求1所述的轮毂单元轴承的制造方法，其中，
将所述引导部插入到在保持座的凸缘承接面上开口、且与所述基准轴同轴地配置的具有比所述引导部的外径大的内径的插入孔中，并且使所述旋转凸缘的轴向外侧面与所述凸缘承接面接触，由此，将所述轮毂圈以使该轮毂圈的中心轴与所述基准轴同轴或平行的方式配置，并且将所述轮毂圈以使该轮毂圈能够径向移动的方式支承。
3.如权利要求2所述的轮毂单元轴承的制造方法，其中，
基于在所述压紧工序中使所述压模以所述基准轴为中心旋转所需的总能量、与将所述压模按压于所述轮毂圈的轴向内侧端部所需的总能量之和即能量和来决定所述插入孔的内径与所述引导部的外径之差即直径差。
4.如权利要求3所述的轮毂单元轴承的制造方法，其中，
在所述能量和为规定值以下的范围中，决定所述直径差。
5.如权利要求3所述的轮毂单元轴承的制造方法，其中，
在所述能量和大致固定的范围中，决定所述直径差。
6.如权利要求3所述的轮毂单元轴承的制造方法，其中，
在相对于所述直径差的变化量的、所述能量和的变化量为规定值以下的范围中，决定所述直径差。
7.如权利要求3～6中任一项所述的轮毂单元轴承的制造方法，其中，
通过以将所述基准轴作为中心的所述压模的旋转角度对用于使所述压模以所述基准轴为中心旋转的转矩进行积分，求出在所述压紧工序中使所述压模以所述基准轴为中心旋转所需的总能量。
8.如权利要求3～7中任一项所述的轮毂单元轴承的制造方法，其中，
通过以所述保持座与所述压模的关于所述基准轴的方向的相对移动量对用于将所述压模和所述轮毂圈的轴向内侧端部在所述基准轴的方向相互按压的荷载进行积分，求出在所述压紧工序中将所述压模按压于所述轮毂圈的轴向内侧端部所需的总能量。
9.如权利要求2～8中任一项所述的轮毂单元轴承的制造方法，其中，
在将所述轮毂圈的中心轴与所述基准轴同轴地配置的状态下，开始所述压紧工序。
10.如权利要求9所述的轮毂单元轴承的制造方法，其中，
通过将插入于所述插入孔的所述引导部内嵌于与所述基准轴同轴地配置的筒状的定心治具，成为将所述轮毂圈的中心轴与所述基准轴同轴地配置的状态，然后在维持将所述轮毂圈的中心轴与所述基准轴同轴地配置的状态的同时，在使所述定心治具从所述引导部向轴向退避的状态下，开始所述压紧工序。
11.如权利要求1所述的轮毂单元轴承的制造方法，其中，
将所述引导部插入到在能够进行与所述基准轴正交的方向上的移动的保持座的凸缘承接面上开口的插入孔中，并且使所述旋转凸缘的轴向外侧面与所述凸缘承接面接触，由此，将所述轮毂圈以使该轮毂圈的中心轴与所述基准轴同轴或平行的方式配置、且将所述轮毂圈以使该轮毂圈能够径向移动的方式支承。
12.如权利要求11所述的轮毂单元轴承的制造方法，其中，
在将所述轮毂圈的中心轴与所述基准轴同轴地配置的状态下，开始所述压紧工序。
13.一种摆动压紧装置，用于制造轮毂单元轴承，所述轮毂单元轴承具备：
在内周面具有多列外圈滚道的外圈；
在外周面具有多列内圈滚道的轮毂；和
在所述多列外圈滚道与所述多列内圈滚道之间按各列各自配置有多个的滚动体，
所述轮毂具有内圈和轮毂圈，
所述内圈在外周面具有所述多列内圈滚道中的轴向内侧的内圈滚道，
所述轮毂圈具有：从轴向外侧部向径向外侧突出的旋转凸缘；从与该旋转凸缘的径向内侧相邻的部分向轴向外侧延伸的筒状的引导部；直接或经由其他部件形成于与所述旋转凸缘相比位于轴向内侧的部分的外周面的、所述多列内圈滚道中的轴向外侧的内圈滚道；与该轴向外侧的内圈滚道相比位于轴向内侧且外嵌所述内圈的嵌合轴部；和通过使与该嵌合轴部相比位于轴向内侧的筒状的轴向内侧端部向径向外侧塑性变形而形成、且将所述内圈的轴向内侧端面压紧的压紧部，
在所述摆动压紧装置中，具备：
基准轴；
保持座，其具有凸缘承接面以及插入孔，该凸缘承接面设置于所述保持座的关于该基准轴的方向的一侧的侧面，用于使所述旋转凸缘的轴向外侧面与该凸缘承接面接触，该插入孔在该凸缘承接面上开口，且与所述基准轴同轴地配置，具有比所述引导部的外径大的内径；
压模，其关于所述基准轴的方向配置在所述保持座的一侧，具有相对于所述基准轴倾斜的自转轴，并且能够进行以所述基准轴为中心的旋转、以及与所述保持座的关于所述基准轴的方向的相对移动；和
筒状的定心治具，其在所述插入孔的内侧与所述基准轴同轴地配置，
所述定心治具能够切换通过内嵌所述插入孔中所插入的所述引导部而将所述轮毂圈的中心轴与所述基准轴同轴地配置的状态、和通过从该引导部向轴向退避而使所述轮毂圈能够径向移动的状态。
14.一种摆动压紧装置，用于制造轮毂单元轴承，所述轮毂单元轴承具备：
在内周面具有多列外圈滚道的外圈；
在外周面具有多列内圈滚道的轮毂；和
在所述多列外圈滚道与所述多列内圈滚道之间按各列各自配置有多个的滚动体，
所述轮毂具有内圈和轮毂圈，
所述内圈在外周面具有所述多列内圈滚道中的轴向内侧的内圈滚道，
所述轮毂圈具有：从轴向外侧部向径向外侧突出的旋转凸缘；从与该旋转凸缘的径向内侧相邻的部分向轴向外侧延伸的筒状的引导部；直接或经由其他部件形成于与所述旋转凸缘相比位于轴向内侧的部分的外周面的、所述多列内圈滚道中的轴向外侧的内圈滚道；与该轴向外侧的内圈滚道相比位于轴向内侧且外嵌所述内圈的嵌合轴部；和通过使与该嵌合轴部相比位于轴向内侧的筒状的轴向内侧端部向径向外侧塑性变形而形成、且将所述内圈的轴向内侧端面压紧的压紧部，
在所述摆动压紧装置中，具备：
基准轴；
保持座，其具有凸缘承接面以及插入孔，且以能够进行与所述基准轴正交的方向上的移动的方式被支承，该凸缘承接面设置于所述保持座的关于该基准轴的方向的一侧的侧面，用于使所述旋转凸缘的轴向外侧面与该凸缘承接面接触，该插入孔在该凸缘承接面上开口，用于插入所述引导部；
压模，其关于所述基准轴的方向配置在所述保持座的一侧，具有相对于所述基准轴倾斜的自转轴，并且能够进行以所述基准轴为中心的旋转、以及与所述保持座的关于所述基准轴的方向的相对移动。
15.如权利要求14所述的摆动压紧装置，其中，
还具备：被阻止与所述基准轴正交的方向上的移动的支承台；可动台；将该可动台相对于所述支承台以能够进行与所述基准轴正交的一个方向即X方向上的移动的方式支承的X方向直线导轨；以及将所述保持座相对于所述可动台以能够进行分别与所述基准轴和所述X方向正交的Y方向上的移动的方式支承的Y方向直线导轨。
16.如权利要求14或15所述的摆动压紧装置，其中，
还具备弹簧，该弹簧在所述保持座移动而使得所述插入孔的中心轴和所述基准轴变得不一致的情况下，向所述插入孔的中心轴和所述基准轴一致的方向对所述保持座施力。
17.一种车辆的制造方法，其中该车辆具备轮毂单元轴承，在所述车辆的制造方法中，
通过权利要求1～12中任一项所述的轮毂单元轴承的制造方法来制造所述轮毂单元轴承。
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