JP2017002926A - 車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】各ワーク毎のかしめ加工の加工時間の最適化を図れる製造方法を実現する。【解決手段】ハブ本体７の中心軸に対して傾斜すると共に、自身の中心軸を中心とする回転を可能な状態で支持されたロール２２を、ハブ本体７の中心軸を中心として揺動させながらハブ本体７の軸方向内端部に設けられた円筒部１２に押し付ける事によりかしめ部１３を形成する際、ロール２２を駆動する電動モータ１９に流れる電流値を検出し、この検出値に基づいて、かしめ加工を終了する時間を決定する。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車の車輪を懸架装置に支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法の改良に関する。

図６は、本発明の対象となる車輪支持用転がり軸受ユニットの１例として、特許文献１に記載されたものを示している。この図６に示した車輪支持用転がり軸受ユニット１は、外輪２と、ハブ３と、複数個の転動体（図示の例では玉）４、４とを備えている。
このうちの外輪２は、外周面に静止側フランジ５を、内周面に複列の外輪軌道６ａ、６ｂを、それぞれ有している。又、前記ハブ３は、ハブ本体７と内輪８とを組み合わせて成る。このうちのハブ本体７は、外周面の軸方向外端寄り部分に回転側フランジ９を、同じく軸方向中間部に軸方向外側の内輪軌道１０ａを、同じく軸方向内端部に小径段部１１を、それぞれ有している。尚、本明細書及び特許請求の範囲で、「軸方向」、「径方向」、「円周方向」とは、特に断らない限り、ハブ本体に関するそれぞれの方向を言う。又、本明細書及び特許請求の範囲で、軸方向に関して「外側」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側を言い、図６の左側を言う。反対に、自動車への組み付け状態で車両の中央側となる、図６の右側を、軸方向に関して「内側」と言う。

前記内輪８は、外周面に軸方向内側の内輪軌道１０ｂを有するもので、前記ハブ本体７の小径段部１１に締り嵌めで外嵌されている。又、前記各転動体４、４は、前記両外輪軌道６ａ、６ｂと前記両内輪軌道１０ａ、１０ｂとの間に、両列毎に複数個ずつ転動自在に設けられている。又、この状態で、前記ハブ本体７の軸方向内端部に設けた円筒部１２のうち、前記内輪８の軸方向内端開口から突出した部分を径方向外方に塑性変形させる事によりかしめ部１３を形成している。そして、このかしめ部１３により前記内輪８の軸方向内端面を抑え付ける事で、前記各転動体４、４に適正な予圧が付与されている。

上述の様に構成する車輪支持用転がり軸受ユニット１を組み立てる際には、先ず、前記ハブ本体７の周囲に前記外輪２を配置すると共に、前記両外輪軌道６ａ、６ｂのうち、軸方向外側の外輪軌道６ａと、前記軸方向外側の内輪軌道１０ａとの間に前記各転動体４、４を、軸方向外側の保持器１４ａにより保持した状態で設ける。次に、前記内輪８の外周面に形成した軸方向内側の内輪軌道１０ｂの周囲に前記各転動体４、４を、軸方向内側の保持器１４ｂにより保持した状態で設置し、この状態で前記内輪８を、前記ハブ本体７の軸方向内端部に形成した小径段部１１に締り嵌めで外嵌する。そして、この外嵌作業に伴い、前記軸方向内側の保持器１４ｂにより保持した（軸方向内側列の）前記各転動体４、４の転動面を、前記軸方向外側の外輪軌道６ａに当接させる。次いで、前記ハブ本体７の円筒部１２の軸方向内端部（内輪８の軸方向内端開口から突出した部分）を径方向外方に塑性変形させ、前記かしめ部１３を形成する。そして、このかしめ部１３により前記内輪８の軸方向内端面を軸方向に抑え付ける事で、この内輪８を前記ハブ本体７に固定する。

前記ハブ本体７に前記内輪８を固定する為の前記かしめ部１３は、例えば、特許文献１〜３に記載された様な揺動かしめ加工により形成する。この揺動かしめ加工により前記かしめ部１３を形成する場合には、例えば、図７に示す様な揺動かしめ装置１５を使用する。この揺動かしめ装置１５は、押型１６と、抑え治具１７と、ホルダ１８とを備えている。前記円筒部１２をかしめ広げて前記かしめ部１３を形成する際には、前記ホルダ１８を介して前記ハブ３を上方に押圧しつつ、前記押型１６をアクチュエータ（図示省略）により揺動回転させる。即ち、この押型１６の中心軸と前記ハブ３の中心軸とを角度θだけ傾斜させた状態で、この押型１６を、このハブ３の中心軸を中心として回転させる。この様な揺動かしめ装置１５を使用して行う揺動かしめ加工により前記かしめ部１３を形成する際には、前記押型１６の円周方向の一部が前記円筒部１２の軸方向内端部を押圧する事になり、前記かしめ部１３への加工作業は部分的に且つ円周方向に連続して進行する事になる（押型１６の中心軸をハブ３の中心軸の回りで歳差運動による中心軸の軌跡の如く振れ回り運動させる）。この為、一般的な鍛造加工により前記かしめ部１３を形成する場合に比べて、加工に要する荷重を小さくできる。

上述の様に形成する前記かしめ部１３は、前記内輪８の軸方向内端面を抑え付ける事で、前記各転動体４、４に適正な予圧を付与している。この様に適切な大きさの予圧を付与する為には、前記かしめ部１３が前記内輪８の軸方向内端面を軸方向外方に押圧する力（軸力）を一定にする（安定させる）事が望まれている。この為に、前述した様な揺動かしめ装置１５を使用して行う揺動かしめ加工の場合、前記押型１６により前記円筒部１２に付与する荷重、及びこの様な荷重を付与する時間を一定にする様にしている。しかしながら、この様な方法の場合、各ワーク毎に（製造誤差や性状の違いに応じて）、付与する荷重の大きさ及びこの荷重を付与する時間を最適化できていない可能性がある。即ち、例えば、製造誤差に基づく前記円筒部１２のうち、前記内輪８の軸方向内端開口から突出した部分の突出量（突出長さ）のばらつき等によっては、所望の大きさの予圧を付与する為に必要な荷重よりも大きな荷重を付与したり、この荷重を付与する時間が必要以上に長くなってしまう可能性がある。

特開２０１０−１７５０７９号公報 特開２０００−３１７５５２号公報 特開２００２−０８１４５３号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、各ワーク毎のかしめ加工の加工時間の最適化を図れる製造方法を実現すべく発明したものである。

本発明の製造方法の対象となる車輪支持用転がり軸受ユニットは、ハブ本体と、内輪とを備えている。
このうちのハブ本体は、軸方向中間部外周面に軸方向外側の内輪軌道を有している。
又、前記内輪は、外周面に軸方向内側の内輪軌道を有し、このハブ本体の軸方向内端寄り部分に外嵌されている。
そして、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットは、前記ハブ本体の軸方向内端部に設けた円筒部（円筒部のうち、内輪の軸方向内端開口から突出した部分）を径方向外方に塑性変形させる事で形成したかしめ部により、前記内輪の軸方向内端面を抑え付けてこの内輪を前記ハブ本体に固定している。

上述の様な構成を有する車輪支持用転がり軸受ユニットを対象とする本発明の製造方法は、前記ハブ本体の中心軸に対して傾斜した、自身の中心軸を中心とする回転を可能な状態で支持されたロールを、電動モータにより、前記ハブ本体の中心軸を中心として揺動させながら前記円筒部に押し付ける事により、前記かしめ部を形成する。
又、本発明の製造方法は、前記かしめ部を形成する為のかしめ加工中に、前記電動モータが発生する回転トルク、又はこの回転トルクと相関関係を有する物理量を検出し、この検出の結果に基づいて、前記かしめ加工を終了する条件を決定する。

上述の様な本発明の製造方法を実施する場合には、具体的に、請求項２に記載した発明の様に、前記物理量として、前記電動モータの電流値を採用する事ができる。

上述の様な本発明の製造方法を実施する場合には、追加的に、請求項３に記載した発明の様に、前記回転トルク又は物理量の大きさが所定値以上の変化率で減少した時点から所定の時間が経過した後、前記かしめ加工を終了する構成を採用できる。
又、上述の様な本発明の製造方法を実施する場合には、追加的に、請求項４に記載した発明の様に、前記回転トルク又は前記物理量の大きさが所定値以上の変化率で減少した後、この回転トルク又はこの物理量の変化率が所定の範囲内に収まっている事を条件に、前記かしめ加工を終了する構成を採用できる。具体的には、前記回転トルク又は前記物理量の大きさが、所定時間以上に亙り、前記所定の範囲にある場合に、前記かしめ加工を終了する。

上述の様に構成する本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法によれば、各ワーク毎のかしめ加工の加工時間の最適化を図れる。
即ち、本発明の場合、かしめ部を形成する為のかしめ加工中に、ロールに作用する回転トルク、又はこの回転トルクと相関関係を有する物理量を検出し、この検出により得られる回転トルク又は物理量の状態に基づいて、前記かしめ加工を終了する条件を決定する。この様に検出された前記回転トルク又は前記物理量は、前記かしめ部が内輪に付与する軸力並びに転動体に付与される予圧の大きさと相関関係を有する。この為、各ワーク毎に（製造誤差や性状の違い等に応じて）、前記検出により得られる前記回転トルク又は前記物理量の状態に基づいてかしめ加工を終了する条件を決定すれば、各ワーク毎にかしめ加工の加工時間の最適化を図る（加工時間が短過ぎたり、徒に長くなるのを防止する）事ができる。

本発明の実施の形態の第１例の製造方法を実施可能な揺動かしめ装置の断面模式図。 同じく、かしめ加工によりかしめ部を形成する過程を説明する為の図であって、ロールとハブ本体の円筒部との当接部の部分拡大図。 かしめ加工の時間と、モータ電流との関係を示す線図。 揺動かしめ加工装置の別例を示す、図１と同様の図。 かしめ加工時に、ロールが、ハブ本体の円筒部を押圧する様子を模式的に示す斜視図（Ａ）と、（Ａ）の左側から見た図（Ｂ）。 従来の車輪支持用軸受ユニットの製造方法の１例を示す断面図。 従来の揺動かしめ装置の構造の１例を示す断面図。

［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例に就いて、図１〜３を参照しつつ説明する。以下、本例の製造方法で使用する事ができる揺動かしめ装置１５ａの構造を簡単に説明し、その後、本例の製造方法に就いて説明する。尚、本発明の製造方法で使用する事ができる揺動かしめ装置の構造は、以下で説明する本例の揺動かしめ装置１５ａの構造に限定されるものではない。

本例の製造方法に使用する揺動かしめ装置１５ａは、図１に示す様に、電動モータ１９と、スピンドル２０と、ロール把持部２１と、ロール２２と、押圧手段２３と、電流計測手段（図示省略）とを備えている。
このうちの電動モータ１９は、例えば、回転速度を調節する為のインバータとインダクションモータで構成される。又、電動モータとして、サーボモータを使用しても良い。この他、電動モータとしては、ＤＣモータ、ステッピングモータを使用する事が可能である。この様な電動モータ１９は、図示しないハウジングに支持されている。
前記スピンドル２０は、このスピンドル２０の軸方向一端部（図１の上端部）が前記電動モータ１９の出力軸（図示省略）に、直接（ギヤ等のトルクや速度を変化させる機構を介する事なく）結合固定されている。この様なスピンドル２０は、前記電動モータ１９により回転駆動される。

前記ロール把持部２１は、断面略六角形状であり、基端側半部（図１の上半部）に設けられた円柱部２４と、先端側半部（図１の下半部）に設けられた部分円錐部２５とから成る。
このうちの円柱部２４は、外径寸法が前記スピンドル２０の外径寸法よりも大きい。この様な円柱部２４は、この円柱部２４の軸方向一端部（図１の上端部）を、前記スピンドル２０の軸方向他端部（図１の下端部）に結合固定されている。この状態で、前記円柱部２４の中心軸と前記スピンドル２０の中心軸α_２０とは同心である。

前記部分円錐部２５は、外径寸法がこの部分円錐部２５の軸方向一方に向かうほど大きくなる状態に形成されている。この様な部分円錐部２５は、前記円柱部２４の軸方向他端側に、この円柱部２４と一体且つ同心に形成されている。
以上の様な構成を有するロール把持部２１は、前記部分円錐部２５から前記円柱部２４の軸方向他端寄り部分に掛けて、把持凹部２６が形成されている。具体的には、この把持凹部２６は、円筒状の内周面を有しており、前記部分円錐部２５（ロール把持部２１）の軸方向他端面に、この軸方向他端面から前記ロール把持部２１の軸方向に関して一方側に凹入した状態で形成されている。この様な把持凹部２１は、中心軸β_２１が、前記電動モータ１９の出力軸、前記スピンドル２０の中心軸α_２０、及び前記ロール把持部２１の中心軸に対して、所定角度θ（例えば、５〜３０度程度）だけ傾斜した状態で形成されている。

前記ロール２２は、軸状部材であり、支持部２７と、かしめ形成部２８とから成る。
このうちの支持部２７は、小径軸部２９と、大径軸部３０とから成る段付きの軸状に形成されている。このうちの小径軸部２９は、前記ロール２２の軸方向全長に亙り外径寸法が変化しない円柱状である。この様な小径軸部２９は、前記支持部２７のうち、前記ロール２２の軸方向一端（図１の上端）寄り部分から同じく軸方向一端部に掛けての部分に形成されている。
前記大径軸部３０は、前記ロール２２の軸方向全長に亙り外径寸法が変化しない円柱状である。この様な大径軸部３０は、前記支持部２７のうち、前記小径軸部２９よりも前記ロール２２の軸方向他端側（図１の下端）に形成されている。

又、前記かしめ形成部２８は、外径寸法が前記支持部２７の大径軸部３０よりも大きい略円柱状である。この様なかしめ形成部２８の軸方向他端面のうち、このかしめ形成部２８の径方向中間部には、全周に亙りこの軸方向他端面からこのかしめ形成部２８の軸方向に関して一方側に凹んだ状態でかしめ形成凹溝３１が形成されている。このかしめ形成凹溝３１の、前記ロール２２の中心軸を通る仮想平面に関する断面形状は、このロール２２の径方向に関する中央部が最も深い凹円弧形状に形成されている。尚、前記かしめ形成部２８と前記支持部２７とを分割して、取り外し可能に構成する事もできる。この様な構成を採用する事により、前記かしめ形成部２８が摩耗して交換が必要となった場合に、このかしめ形成部２８のみの交換が可能となり、前記ロール２２の加工費、材料費を下げる事ができる。

以上の様な構成を有する前記ロール２２は、前記ロール把持部２１の把持凹部２６の内側に、自身の中心軸β_２２を中心とした回転（自転）を可能な状態で把持されている。具体的には、前記ロール２２は、このロール２２を構成する支持部２７の小径軸部２９を、前記把持凹部２１の奥端部に内嵌固定された円輪状の把持円輪状部材３２の内側に挿入されている。又、この状態で、前記ロール２２を構成する支持部２７の大径軸部３０は、前記保持凹部２１の軸方向中間部に内嵌固定されたスリーブ３３の内側に、一対の転がり軸受３４ａ、３４ｂを介して、このスリーブ３３に対する回転を可能な状態に内嵌されている。又、この状態で、前記ロール２２の軸方向他端面のうち、このロール２２の中心軸β_２２の前記スピンドル２０の中心軸α_２０に対する傾斜方向側の半部は、前記ロール把持部２１の軸方向他端面よりも、このロール把持部２１の軸方向他方に突出している。

前記押圧手段２３は、前記ロール２２を下方に押圧する為のものである。この様な押圧手段２３は、図示しないポンプと、油圧シリンダ３５とにより構成されている。この様な油圧シリンダ３５は、その内側に前記スピンドル２０を、このスピンドル２０の中心軸α_２０を中心とする回転を可能に、且つ、この中心軸α_２０の軸方向の変位を可能に支持している。又、この様な油圧シリンダ３５は、前記ポンプから送り出された作動油が、供給口３６を介して供給され、同時に排出口３７から作動油が排出されると、前記スピンドル２０を、軸方向他方（図１の下方）に変位させる。一方、前記油圧シリンダ３５は、前記排出口３７から作動油が供給され、同時に前記供給口３６から排出されると、前記スピンドル２０を軸方向一方（図１の上方）に変位させる。尚、押圧手段の構造は、本例の構造に限定されるものではない。この様な押圧手段として、例えば、空気圧により前記スピンドル２０を軸方向に変位させるエアシリンダや、電動モータによって回転させられるボールねじ等を採用する事もできる。何れにしても、前記押圧手段は、前記スピンドル２０を軸方向に変位させる事が可能な各種構造を採用できる。

前記電流計測手段は、前記電動モータ１９の駆動制御にインバータを使用する場合は、このインバータに備えられた電流計測手段を使用する事ができるので、特別に設置する必要はない。又、前記電動モータ１９としてサーボモータを使用する場合には、モータドライバに電流計測手段が備わっている場合が多いので、この場合には特別に設置する必要はない。一方、前記電動モータ１９の駆動制御にインバータを使用しない場合や、電流計測手段を備えたサーボモータを使用しない場合には、前記電動モータ１９を流れる電流を計測する為の電流計測手段として、従来から知られている各種手段を採用する事ができる。

次に、以上の様な構成を有する揺動かしめ装置１５ａを使用して行う、本例の車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法に就いて説明する。
本例の車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法は、ハブ本体７の軸方向内端部に設けた円筒部１２のうち、内輪８の軸方向内端開口から突出した部分を径方向外方に塑性変形させる事によりかしめ部１３を形成する為のかしめ加工を工夫した点にその特徴を有している。

この様な本例の車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法は、ハブ本体７の周囲に外輪２を配置すると共に、両外輪軌道６ａ、６ｂのうち、軸方向外側の外輪軌道６ａと、軸方向外側の内輪軌道１０ａとの間に各転動体４、４を、軸方向外側の保持器１４ａ（図６参照）により保持した状態で設ける。次に、内輪８の外周面に形成した軸方向内側の内輪軌道１０ｂの周囲に前記各転動体４、４を、軸方向内側の保持器１４ｂにより保持した状態で設置し、この状態で前記内輪８を、前記ハブ本体７の軸方向内端部に形成した小径段部１１に締り嵌めで外嵌する。そして、この外嵌作業に伴い、前記軸方向内側の保持器１４ｂにより保持した前記各転動体４、４の転動面を、前記軸方向外側の外輪軌道６ａに当接させて、中間組立体（図示省略）とする。

次いで、前記中間組立体を、軸方向内端側が上方となる状態で、前記揺動かしめ装置１５ａを構成する固定台３８の固定部３９に固定する。この状態で、前記中間組立体を構成するハブ本体７の中心軸α_７と、前記スピンドル２０の中心軸α_２０とが同心となる。
次いで、前記電動モータ１９を、所定の回転速度（一定の回転速度）で回転駆動して、前記スピンドル２０を回転駆動し、この状態のまま、前記ロール２２を下方に変位させて、このロール２２のかしめ形成凹溝３１の一部を、前記ハブ本体７の円筒部１２の円周方向一部に当接させる。そして、この状態から、前記押圧手段２３により、前記ロール２２のかしめ形成凹溝３１を前記円筒部１２の軸方向内端面に向けて下方に所定の力で押圧する。この状態では、前記ロール２２は、前記スピンドル２０の中心軸α_２０を中心として揺動している（ハブ本体７の中心軸の回りで歳差運動している）。すると、前記ロール２２は、前記ロール把持部２１の把持凹部２６に回転可能に把持されている為、このロール２２は、このロール２２のかしめ形成凹溝３１と前記円筒部１２との当接部の摩擦に基づいて、自身の中心軸α_２２を中心に回転する。

次に、上述の様なかしめ加工により前記ハブ本体７の円筒部１２に、前記かしめ部１３が形成される際の、この円筒部１２の塑性変形の状態に就いて、図２を参照しつつ説明する。
先ず、上述の様に前記ロール２２のかしめ形成部２８が、前記円筒部１２に当接してこの円筒部１２を下方に押圧すると、この円筒部１２の軸方向内端面（図２の上端面）が、この軸方向内端面の径方向内端縁｛図２（Ａ）に二点鎖線で示す部分の左端縁｝から徐々に押し潰されて、図２（Ａ）に実線で示す様に、前記かしめ形成凹溝３１の径方向内側寄り部分３１ａに沿った形状となる。尚、この様な変形は、前記ロール２２の、前記ハブ本体７及びスピンドル２０の中心軸α_７、α_２０周りの揺動に伴い、前記円筒部１２の全周に亙り連続して進行する。図２（Ａ）に示す状態では、前記円筒部１２の軸方向内端部（内輪８の軸方向内端開口から突出した部分）の外周面は、前記内輪８の軸方向内端面と、この内輪８の内周面の軸方向内端縁とを連続する、断面円弧状の曲面部４０に当接していない。

図２（Ａ）に示す状態から、更にかしめ加工が進むと、図２（Ｂ）に示す様に、前記円筒部１２の軸方向内端面が、前記かしめ形成凹溝３１の底面を、前記ロール２２の径方向に関して内側から外側に沿う様に移動しつつ、前記円筒部１２が、軸方向内側に向かうほど内径寸法が大きくなる方向に折れ曲がり始める。そして、前記円筒部１２は、図２（Ｃ）に示す様に、前記円筒部１２の軸方向内端面が、前記かしめ形成凹溝３１の径方向外側寄り部分３１ｂに位置するまで、径方向外方に折れ曲がる。尚、図２（Ｂ）及び（Ｃ）に示す状態では、依然として前記円筒部１２の軸方向内端部の外周面は、前記曲面部４０に当接していない。

図２（Ｃ）に示す状態では、前記円筒部１２は、前記かしめ形成凹溝３１の径方向外側寄り部分３１ｂに拘束されて、それ以上径方向外方に折れ曲がり難くなる。この様な図２（Ｃ）に示す状態から、更にかしめ加工が進むと、前記円筒部１２は、軸方向外側に押し潰される様に変形して、図２（Ｄ）に示す状態となる。尚、この図２（Ｄ）に示す状態では、前記円筒部１２の軸方向内端部の外周面が、前記曲面部４０に、図２（Ｄ）のＸ位置で当接している。

図２（Ｄ）に示す状態では、前記円筒部１２の外周面と前記曲面部４０との当接部に応力集中が生じる事により、この円筒部１２の軸方向内端部が、軸方向外側に変形し易くなる。この様な図２（Ｄ）に示す状態から、更にかしめ加工が進むと、前記円筒部１２の外周面と前記曲面部４０との当接部（Ｘ位置）が起点となり、前記円筒部１２の軸方向内端部が軸方向外側に押し潰される様にして変形して、図２（Ｅ）に示す状態となる。即ち、前記円筒部１２の軸方向内端部の変形に伴って、変形前の前記円筒部１２の軸方向中間部外周面に相当する部分と、前記内輪８の軸方向内端面との当接面積が徐々に増えていく。
図２（Ｆ）は、図２（Ｅ）に示す状態から或る程度の時間（例えば、１０秒程度）が径かした後の状態を示している。図２（Ｅ）に示す状態と、図２（Ｆ）に示す状態とを比較すると、かしめ部の形状はほとんど変化していない。従って、形状的な観点から見て、図２（Ｅ）に示す状態でかしめ部の形成は終了している。しかし、後述する、図３（へ）と（ト）との境界付近は、形状的な観点のみでは、かしめ部の形成の終了を正確に把握できない。この為、かしめ部の形成の終了を正確に把握する為に、電流値（回転トルク）といった観点からの判断が必要となる。

本例の製造方法の場合、上述の様なかしめ加工の間中、前記電動モータ１９に流れる電流の大きさを前記電流計測手段により計測する様にしている。尚、一般的に電動モータを流れる電流と、電動モータが発生する回転トルクとは相関関係（比例関係）を有しており、計測した電動モータに流れる電流値に基づいて、電動モータが発生する回転トルクを求める事もできる。この際、鉄損等のモータの損失、滑りの影響が考えられるが、通常は無視できる。即ち、本例の場合、前記電流計測手段により計測する前記電動モータ１９に流れる電流が、特許請求の範囲に記載した物理量に相当する。尚、物理量としては、前記電動モータ１９に流れる電流以外に、この電動モータ１９、又はこの電動モータ１９と同期して回転する部分の回転速度｛電圧、電流が一定でかしめに必要なトルクが増加（低下）すると回転速度が低下（上昇）する｝、電流計を付けて測定した電力（トルクが上昇すると電力が増加する）等を採用する事ができる。又、例えば、前記スピンドル２０にトルクセンサを設けて直接トルクを測定する方法を採用する事もできる。
本例の場合、前記電動モータ１９を一定の回転速度で回転駆動させている為、この電動モータ１９に流れる電流の大きさは、前記円筒部１２とロール２２との当接部に生じる回転トルクの大きさに応じて変動する。
そして、本例の場合、前記電流計測手段により計測した電流値（回転トルク）に基づいて、かしめ加工を終了する条件（タイミング）を決定している。

以下、前記電流計測手段により計測した電流値（回転トルク）に基づいて、かしめ加工を終了するタイミングを決定する方法に就いて説明する。
先ず、前述した様なかしめ加工の際、前記電動モータ１９を駆動してから、図２（Ｆ）の状態に至るまでに計測したこの電動モータ１９に流れる電流値と、加工時間との関係は図３に示す線図の様になる。従って、この電流値と相関を有する、前記電動モータ１９が発生する回転トルクも、図３に示す線図とほぼ同様の軌跡を描く。

この様な図３に示す線図のうち、（イ）で示す部分は、前記電動モータ１９に通電を開始した直後であり、電流値（回転トルク）が急激に上昇している。
又、図３に（ロ）で示す部分は、電流値（回転トルク）が緩やかに上昇している。この（ロ）で示す部分は、前記ロール２２のかしめ形成凹溝３１が前記円筒部１２の軸方向内端面の径方向内端縁に当接した状態から、この円筒部１２が徐々に押し潰されて図２（Ａ）に示す状態にまで変形する際の電流値（回転トルク）の変化の様子を示している。尚、前記円筒部１２と前記ロール２２との当接部に生じる負荷トルクＴ_ａは、このロール２２がこの円筒部１２を押圧する圧下領域の軸方向断面積Ｓと、この円筒部１２の変形抵抗Ｙと、前記ハブ本体７（スピンドル２０）の中心軸α_７、α_２０から前記当接部の中心までの距離Ｒとの影響が大きく、下記の式（１）により近似的に求める事ができる。ここで、前記圧下領域の軸方向断面積Ｓとは、図５に示す様に、前記ロール２２が、前記スピンドル２０の中心軸α_２０を中心として図５に矢印Ｇで示す方向に揺動する場合に、前記ロール２２が前記円筒部１２を押圧している部分の径方向寸法ｄと、このロール２２がこの円筒部１２を軸方向に押し潰す量（潰し代）ｔとの積（Ｓ＝ｄ・ｔ）で近似する事ができる。従って、前記電動モータ１９に通電を開始した直後の始動トルクをＴ_Ｓとした場合に、前記ロール２２に対して前記負荷トルクＴ_ａが作用した場合に、前記電動モータ１９が発生する回転トルクＴは、下記の式（２）により近似的に求める事ができる。
Ｔ_ａ＝Ｓ・Ｙ・Ｒ −−−−− （１）
Ｔ＝Ｔ_Ｓ＋Ｔ_ａ −−−−− （２）

前記図３に（ロ）で示す部分では、前記ロール２２のかしめ形成凹溝３１が前記円筒部１２の軸方向内端面の径方向内端縁に当接した状態から、この円筒部１２が徐々に押し潰されていく。従って、上記式（１）のうち、前記当接部の当接面積Ｓが少しずつ増加するのに伴って、前記電流値（回転トルク）が緩やかに増加している。

又、図３に（ハ）で示す部分では、比較的急勾配に、前記電流値（回転トルク）が上昇している。この図３に（ハ）で示す部分は、図２（Ａ）に示す状態から図２（Ｂ）に示す状態を介して図２の（Ｃ）に示す状態にまで変化する際の電流値（回転トルク）の変化の様子を示している。前述した様に、図２（Ａ）の状態から図２（Ｃ）の状態にまで変化する際、前記円筒部１２の軸方向内端面が、前記かしめ形成凹溝３１の底面を、前記ロール２２の径方向に関して内側から外側に沿う様に移動しつつ、前記円筒部１２が、軸方向内側に向かうほど内径寸法が大きくなる方向に折れ曲がる様に変形する。前記円筒部１２がこの様に変形すると、前記式（１）のうちの前記距離Ｒが大きくなり、この距離Ｒの増加に比例する様にして、前記電流値（回転トルク）が増加する。

又、図３に（ニ）で示す部分では、図３に（ハ）で示す部分よりも比較的緩やかに、前記電流値（回転トルク）が上昇している。この図３に（ニ）で示す部分は、図２（Ｃ）に示す状態から図２（Ｄ）に示す状態にまで変化する際の電流値（回転トルク）の変化の様子を示している。前述した様に、図２（Ｃ）に示す状態では、前記かしめ形成凹溝３１の径方向外側寄り部分３１ｂに拘束されて、前記円筒部１２は、この円筒部１２の径方向外方に変形し難くなる。この為、図２（Ｃ）に示す状態から、更にかしめ加工が進むと、前記円筒部１２は、軸方向外側に押し潰される様に変形して、図２（Ｄ）に示す状態となる。従って、前記円筒部１２が軸方向外側に押し潰される分だけ、前記式（１）のうちの、前記当接部の当接面積Ｓが大きくなる。但し、この当接面積Ｓの増加率は、図３に（ハ）に示す部分の、前記距離Ｒの増加率よりも小さくなる為、図３に（ニ）で示す部分では、図３に（ハ）で示す部分よりも緩やかに、前記電流値（回転トルク）が上昇している。

又、図３に（ホ）で示す部分では、前記電流値（トルク）が所定の変化率以上で急激に減少している。この図３に（ホ）で示す部分は、図２（Ｄ）に示す状態から図２（Ｅ）に示す状態にまで変化するうちの前半部の電流値（回転トルク）の変化の様子を示している。前述した様に、図２（Ｄ）に示す状態では、前記円筒部１２の外周面と前記曲面部４０との当接部に応力集中が生じる事により、この円筒部１２の軸方向内端部が、軸方向外側に変形し易くなる。この様に、図３に（ホ）で示す部分では、前記式（１）のうちの、前記変形抵抗Ｙが急激に減少している為、前記電流値（回転トルク）が急激に（所定値以上の変化率で）減少している。

又、図３に（ヘ）で示す部分では、時間が経つに連れて電流値（回転トルク）の減少が徐々に緩やかになっている。この図３に（ヘ）で示す部分は、図２（Ｄ）に示す状態から図２（Ｅ）に示す状態にまで変化するうちの後半部の電流値（回転トルク）の変化の様子を示している。即ち、図３に（ホ）で示す部分では、前述した様に変形抵抗Ｙの急激な減少に伴い、前記電流値（回転トルク）も急激に減少しているが、その後、変形前の前記円筒部１２の軸方向中間部外周面に相当する部分と、前記内輪８の軸方向内端面との当接面積が徐々に増えるに従って、前記変形抵抗Ｙが徐々に大きくなる。そして、前記円筒部１２の軸方向内端部が、前記押圧手段２３により付与される押圧力によっては、それ以上変形し難くなる。この為、図３に（ヘ）で示す部分では、時間が経つに連れて電流値（回転トルク）の減少が徐々に緩やかになっている。

又、図３に（ト）で示す部分では、電流値（回転トルク）の変化率が所定の範囲内に収束している。この図３に（ト）で示す部分は、図２（Ｅ）に示す状態から図２（Ｆ）に示す状態にまで変化する際の電流値（回転トルク）の変化の様子を示している。前述した様に、図２（Ｅ）に示す状態と、図２（Ｆ）に示す状態とでは、前記かしめ部１３の形状はほとんど変化していない。従って、前記電流値（回転トルク）と言った観点から見ると、図２（Ｅ）の状態で、前記かしめ部１３は完成している。

本例の製造方法の場合、以上の様に前記電流計測手段により計測した電流値、又は、この電流値に基づいて求めた回転トルクに基づいて、かしめ加工を終了するタイミングを決定している。具体的には、本例の場合、図３に（ホ）で示す部分の様に、前記電流値（回転トルク）が急激に（所定値Ａ_ｒ以上の変化率で）減少した時点（図３にγで示す時点）から、所定時間Ｔ_ｐが経過した後に、かしめ加工を終了する様にしている。本例の場合、この所定時間を３．５秒としている。これは、図３に示す様に、図３にγで示す時点から約２．７秒経過後に、前記電流（回転トルク）の変化が所定の範囲内に収束し始めているからである。尚、電流値（回転トルク）が急激に減少する時点や、この時点から前記電流（回転トルク）の変化が所定の範囲内に収束し始めるまでに掛かる時間は、車輪支持用転がり軸受ユニットのサイズ（型番）や、電動モータのサイズ等により異なるものである。この為、前記所定時間Ｔ_ｐは、予め行ったシミュレーションや実験等の結果に基づいて、適宜決定する事ができる。同様に、前記変形抵抗Yが急激に減少する際の、前記電流値の変化率Ａ_ｒも、各種条件により異なるもので、予めシミュレーションや実験により求める事ができる。

上述の様に構成する本例の車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法によれば、各ワーク毎のかしめ加工の加工時間の最適化を図れる。
即ち、本例の場合、前記かしめ部１３を形成する為のかしめ加工中に、前記電動モータ１９に流れる電流値を検出し、この検出により得られる電流値又はこの電流値から求めた回転トルクの状態に基づいて、前記かしめ加工を終了する時間を決定する様に構成している。具体的には、前述した様に、図３に（ホ）で示す部分の様に、前記電流値（回転トルク）が急激に（所定値A_ｒ以上の変化率で）減少した時点（図３にγで示す時点）から、所定時間T_ｐ（本例の場合３．５秒）が経過した後に、かしめ加工を終了する様にしている。この様に、各ワーク毎に、前記検出により得られる電流値（回転トルク）の状態に基づいてかしめ加工を終了する時間を決定すれば、各ワーク毎にかしめ加工の加工時間の最適化を図る（加工時間が短すぎたり、徒に長くなるのを防止する）事ができる。

［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例に就いて、図２、３を参照しつつ説明する。本例の車輪支持用転がり軸受ユニット製造方法の場合も、かしめ加工中に電動モータ１９に流れる電流値を計測している。
特に、本例の場合、かしめ加工を開始して、前記電流値又はこの電流値から求めた回転トルクが、図３に（ロ）〜（ニ）に示す様に上昇し、図３に（ホ）で示す様に急激に減少した後、図３に（ト）で示す部分の様に、前記電流値（回転トルク）の変化が所定の範囲内に収束した事を確認した時点で、かしめ加工を終了する様にしている。具体的には、本例の場合、前記電流値（回転トルク）の変化量εが所定時間（本例の場合、０．５〜１秒）の間、所定の範囲（−０．５≦ε≦０．５）に収まった状態で、前記電流値（回転トルク）が一定になったと判断し、かしめ加工を終了する様にしている。その他の部分の構成、及び作用・効果は、前述した実施の形態の第１例と同様である。

前述した実施の形態の各例では、かしめ加工中に電動モータが発生する回転トルクを、この電動モータに流れる電流値から求めている。但し、例えば、電動モータの出力軸、或いはこの出力軸に結合固定されたスピンドルに設けた、所謂磁歪式のトルクセンサ等により前記回転トルクを直接測定する様に構成する事もできる。
又、揺動かしめ装置を構成する押圧手段は、前述した実施の形態に各例の構造に限定されるものではない。例えば、図４に示す揺動かしめ装置１５ｂを構成する押圧手段２３ａの様に、スピンドル２０を軸方向に変位させる為の油圧シリンダ３５ａを、このスピンドル２０から離れた位置に設ける構造を採用する事もできる。

１ 車輪支持用転がり軸受ユニット
２ 外輪
３ ハブ
４ 転動体
５ 静止側フランジ
６ａ、６ｂ 外輪軌道
７ ハブ本体
８ 内輪
９ 回転側フランジ
１０ａ、１０ｂ 内輪軌道
１１ 小径段部
１２ 円筒部
１３ かしめ部
１４ａ、１４ｂ 保持器
１５、１５ａ、１５ｂ 揺動かしめ装置
１６ 押型
１７ 抑え治具
１８ ホルダ
１９ 電動モータ
２０ スピンドル
２１ ロール把持部
２２ ロール
２３、２３ａ 押圧手段
２４ 円柱部
２５ 部分円錐部
２６ 把持凹部
２７ 支持部
２８ かしめ形成部
２９ 小径軸部
３０ 大径軸部
３１ かしめ形成凹溝
３１ａ 径方向内側寄り部分
３１ｂ 径方向外側寄り部分
３２ 把持円輪状部材
３３ スリーブ
３４ａ、３４ｂ 転がり軸受
３５、３５ａ 油圧シリンダ
３６ 供給口
３７ 排出口
３８ 固定台
３９ 固定部
４０ 曲面部

Claims (4)

1. 軸方向中間部外周面に軸方向外側の内輪軌道を有するハブ本体と、
   外周面に軸方向内側の内輪軌道を有し、このハブ本体の軸方向内端寄り部分に外嵌された内輪とを備え、
   前記ハブ本体の軸方向内端部に設けた円筒部を径方向外方に塑性変形させる事で形成したかしめ部により、前記内輪の軸方向内端面を抑え付けてこの内輪を前記ハブ本体に固定しており、
   前記かしめ部は、前記ハブ本体の中心軸に対して傾斜した、自身の中心軸を中心とする回転を可能な状態で支持されたロールを、電動モータにより前記ハブ本体の中心軸を中心として揺動させながら前記円筒部に押し付ける事により形成されたものである車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法であって、
   前記かしめ部を形成する為のかしめ加工中に、前記電動モータが発生する回転トルク、又はこの回転トルクと相関関係を有する物理量を検出し、この検出の結果に基づいて、前記かしめ加工を終了する条件を決定する車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法。
2. 前記物理量が、前記電動モータの電流値である、請求項１に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法。
3. 前記回転トルク又は物理量の大きさが所定値以上の変化率で減少した時点から所定の時間が経過した後、前記かしめ加工を終了する、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法。
4. 前記回転トルク又は物理量の大きさが所定値以上の変化率で減少した後、所定時間の間、この回転トルク又は物理量の変化率が所定の範囲内に収まっている事を条件に、前記かしめ加工を終了する、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法。

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