JP6332572B1 - 揺動鍛造装置の検査装置、検査用ツール、検査方法、軸受ユニットの製造装置、軸受ユニット及び自動車の製造方法 - Google Patents

Abstract

揺動鍛造装置の検査装置は、自身の中心軸を中心とする回転駆動を可能とされたヘッドと、自身の中心軸をヘッドの中心軸に対して傾斜させた状態で、ヘッドに対し、自身の中心軸を中心とする回転を可能に支持された加工用ロールと、揺動鍛造装置の検査を行う際に、加工用ロールが支持されていない状態でのヘッドに対して、加工用ロールと実質的に同じ条件で支持されると共に、自身の中心軸線上にレーザ光線を発射可能な機能を有する検査用ツールと、揺動鍛造装置の検査を行う際に、ヘッドの軸方向に関するヘッドとの相対位置を変化可能に、且つ、レーザ光線を照射可能に設置されるレーザ照射面と、を備えている。

Description

本発明は、揺動鍛造装置の検査装置、検査用ツール、検査方法、軸受ユニ
ットの製造装置、軸受ユニット及び自動車の製造方法に関する。

図８は、自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットの１例を示している。この車輪支持用転がり軸受ユニットは、外輪１と、ハブ２と、複数の転動体５、５と、を備える。外輪１は、懸架装置に結合固定された状態で、使用時にも回転しない。ハブ２は、車輪を支持固定した状態で、この車輪と共に回転する。複数の転動体５、５は、外輪１の内周面に設けられた複列の外輪軌道３ａ、３ｂと、ハブ２の外周面に設けられた複列の内輪軌道４ａ、４ｂと、の間に設けられる。

ハブ２は、外周面に軸方向外側（図８の左側）の内輪軌道４ａが直接形成されたハブ本体６と、外周面に軸方向内側（図８の右側）の内輪軌道４ｂが直接形成された内輪７とを、互いに結合固定して成る。ハブ本体６の軸方向内端寄り部分には、内輪７を外嵌する。そして、ハブ本体６の軸方向内端部に設けられた円筒部８を径方向外方に塑性変形させて成るかしめ部９により、内輪７の軸方向内端面を抑え付けている。

かしめ部９は、特許文献１等に記載されて従来から知られている様な、各種の揺動鍛造装置により形成する事ができる。この様な揺動鍛造装置は、ヘッドと、加工用ロールとを備える。ヘッドは、自身の中心軸を中心とする回転駆動を可能とされている。又、加工用ロールは、自身の中心軸をヘッドの中心軸に対して傾斜させた状態で、ヘッドに対し、自身の中心軸を中心とする回転を可能に支持されている。

ワーク（被加工物）であるハブ本体６の軸方向内端部にかしめ部９を形成する際には、ハブ本体６の中心軸をヘッドの中心軸に一致させた状態で、加工用ロールを、円筒部８の軸方向内端部の円周方向一部分に押し付ける。そして、この状態で、ヘッドを、ヘッドの中心軸を中心として回転駆動する事により、加工用ロールを、このヘッドの中心軸を中心として回転（公転）させると共に、この加工用ロールの中心軸を中心として回転（自転）させる。この結果、円筒部８を径方向外方に塑性変形させる加工が、部分的に、且つ、円周方向に連続して進行する事により、かしめ部９が形成される。

ところで、上述の様な揺動鍛造装置に関しては、ヘッドやヘッドを駆動する機構部分の製造誤差が主な原因となって、完成後の加工用ロールの揺動中心の位置や傾斜角が、設計通りにならない場合がある。この様な場合でも、完成後の加工用ロールの揺動中心の位置や傾斜角が分かれば、かしめ部９を適切に形成する為の管理がし易くなるが、従来は、完成後の加工用ロールの揺動中心の位置や傾斜角を知る事が困難であった。この為、代替策として、完成後の揺動鍛造装置を用いてかしめ部９を形成する試験を行い、その結果、かしめ部９を適切に形成できなかった場合には、加工条件を変更したり、揺動鍛造装置を構成する部品を交換したりする作業を行い、これらの試験及び作業を繰り返す事で、かしめ部９を適切に形成する管理を行っていた。しかしながら、この様な方法では、上述の試験に供される車輪支持用転がり軸受ユニットが廃品になると言った問題がある。

尚、以上に述べた様な事情は、ハブ本体６のかしめ部９を形成する為の揺動鍛造装置に限らず、従来から知られている各種ワークを加工対象とした揺動鍛造装置（例えば、特許文献２〜３参照）に関しても、同様に存在する。

日本国特開平１１−１２９７０３号公報 日本国特開２０１３−２１５７３８号公報 日本国特開２０１３−１５４３７１号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑み、完成後の揺動鍛造装置を構成する加工用ロールの揺動中心の位置や傾斜角を精度良く推定する為の装置（ツール）及び方法を実現すべく発明したものである。

本発明の対象となる揺動鍛造装置は、ヘッドと、加工用ロールとを備える。
このうちのヘッドは、自身の中心軸を中心とする回転駆動を可能とされている。
又、前記加工用ロールは、自身の中心軸を前記ヘッドの中心軸に対して傾斜させた状態で、このヘッドに対し、自身の中心軸を中心とする回転を可能に支持されている。
この様な揺動鍛造装置の使用時には、前記加工用ロールをワークに押し付けた状態で、前記ヘッドを、このヘッドの中心軸を中心として回転駆動する事により、前記加工用ロールを、このヘッドの中心軸を中心として回転させると共に、この加工用ロールの中心軸を中心として回転させる。

そして、揺動鍛造装置の検査装置は、検査用ツールと、レーザ照射面とを備え、揺動鍛造装置を構成する加工用ロールの揺動中心の位置や傾斜角を検査する。
このうちの検査用ツールは、前記揺動鍛造装置の検査を行う際に、前記加工用ロールが支持されていない状態での前記ヘッドに対して、この加工用ロールと実質的に同じ条件で支持されると共に、自身の中心軸線上にレーザ光線を発射可能な機能を有する。
又、前記レーザ照射面は、前記揺動鍛造装置の検査を行う際に、前記ヘッドの軸方向に関するこのヘッドとの相対位置を変化可能に、且つ、前記レーザ光線を照射可能に設置される。

第２の態様においては、前記揺動鍛造装置の検査を行う際に、前記レーザ照射面に対する前記レーザ光線の照射位置を検知可能に設置される、センサを備えたものとする事ができる。

この様な第２の態様を実施する場合には、例えば、第３の態様として、前記揺動鍛造装置の検査を行う際に、前記検査用ツールに所定の荷重（例えば、前記加工用ロールによりワークを加工する際に、この加工用ロールに加わる荷重）を加えながら又は加える事なく、前記ヘッドを自身の中心軸を中心として回転駆動しつつ、前記検査用ツールからこの検査用ツールの中心軸線上に発射したレーザ光線を前記レーザ照射面に照射した状態で、前記ヘッドの軸方向に関するこのヘッドと前記レーザ照射面との相対位置を変化させる事により、このレーザ照射面に対する前記レーザ光線の照射位置の軌跡の半径を変化させ、この半径が最小（零を含む）となった場合に、前記センサの検知信号に基づいて、前記揺動鍛造装置に設定された座標系に於ける前記最小の半径となった軌跡（当該最小の半径が零となった場合には、点。前記検査用ツールの揺動中心）の位置を求める機能を有する、演算器を備えたものとする事ができる。

第３の態様を実施する場合には、例えば、第４の態様として、前記最小の半径となった軌跡の位置を、前記加工用ロールが前記ヘッドに支持された状態における前記加工用ロールの揺動中心の位置であると推定してもよい。

又、第２〜第４の態様を実施する場合には、例えば、第５の態様として、前記揺動鍛造装置の検査を行う際に、前記検査用ツールに所定の荷重（例えば、前記加工用ロールによりワークを加工する際に、この加工用ロールに加わる荷重）を加えながら又は加える事なく、前記ヘッドを自身の中心軸を中心として回転駆動しつつ、前記検査用ツールからこの検査用ツールの中心軸線上に発射したレーザ光線を前記レーザ照射面に照射した状態で、前記ヘッドの軸方向に関するこのヘッドと前記レーザ照射面との相対位置を変化させる事により、このレーザ照射面に対する前記レーザ光線の照射位置の軌跡を変化させた場合に、前記相対位置が変化量△Ｌだけ変化した場合の、前記照射位置の軌跡の半径の変化量△Ｒを、前記センサの検知信号に基づいて求めると共に、これら各変化量△Ｌ、△Ｒを利用して、前記ヘッドの中心軸に対する前記検査用ツールの中心軸の傾斜角を求める機能を有する、演算器を備えたものとする事ができる。

第６の態様を実施する場合には、例えば、第６の態様として、前記ヘッドの中心軸に対する前記検査用ツールの中心軸の傾斜角を、前記加工用ロールが前記ヘッドに支持された状態における前記ヘッドの中心軸に対する前記加工用ロールの中心軸の傾斜角であると推定してもよい。

尚、以上の第３〜第６の態様の演算器は、互いに独立したものとする事もできるし、単一のものとする事もできる。

第７の態様として、揺動鍛造装置の検査用ツールは、自身の中心軸を中心とする回転駆動を可能とされたヘッドと、自身の中心軸を前記ヘッドの中心軸に対して傾斜させた状態で、前記ヘッドに対し、自身の中心軸を中心とする回転を可能に支持された加工用ロールと、を備え、前記揺動鍛造装置の検査を行う際に、前記加工用ロールが支持されていない状態での前記ヘッドに対して、前記加工用ロールと実質的に同じ条件で支持されると共に、自身の中心軸線上にレーザ光線を発射可能な機能を有してもよい。

第８の態様の揺動鍛造装置の検査方法は、上述の第１〜第４の態様の揺動鍛造装置の検査装置を使用して、前記揺動鍛造装置の検査を行う際に、前記検査用ツールに所定の荷重（例えば、前記加工用ロールによりワークを加工する際に、この加工用ロールに加わる荷重）を加えながら又は加える事なく、前記ヘッドを自身の中心軸を中心として回転駆動しつつ、前記検査用ツールからこの検査用ツールの中心軸線上に発射したレーザ光線を前記レーザ照射面に照射した状態で、前記ヘッドの軸方向に関するこのヘッドと前記レーザ照射面との相対位置を変化させる事により、このレーザ照射面に対する前記レーザ光線の照射位置の軌跡の半径を変化させる事で、この半径を最小（零を含む）にし、前記揺動鍛造装置に設定された座標系に於ける前記最小の半径となった軌跡（当該最小の半径が零となった場合には、点。前記検査用ツールの揺動中心）の位置を求める。
尚、この様な検査方法を実施する場合に、前記照射位置の軌跡は、作業者が目視で検知しても良いし、前記センサにより検知しても良い。又、前記最小の半径となった軌跡の位置を求める作業は、作業者が行っても良いし、前記演算器が行っても良い。

第９の態様の揺動鍛造装置の検査方法は、上述の第１〜第６の態様の揺動鍛造装置の検査装置を使用して、前記揺動鍛造装置の検査を行う際に、前記検査用ツールに所定の荷重（例えば、前記加工用ロールによりワークを加工する際に、この加工用ロールに加わる荷重）を加えながら又は加える事なく、前記ヘッドを自身の中心軸を中心として回転駆動しつつ、前記検査用ツールからこの検査用ツールの中心軸線上に発射したレーザ光線を前記レーザ照射面に照射した状態で、前記ヘッドの軸方向に関するこのヘッドと前記レーザ照射面との相対位置を変化させる事により、このレーザ照射面に対する前記レーザ光線の照射位置の軌跡を変化させる事で、前記相対位置が変化量△Ｌだけ変化した場合の、前記照射位置の軌跡の半径の変化量△Ｒを求めると共に、これら各変化量△Ｌ、△Ｒを利用して、前記ヘッドの中心軸に対する前記検査用ツールの中心軸の傾斜角を求める。
尚、この様な検査方法を実施する場合に、前記照射位置の軌跡は、作業者が目視で検知しても良いし、前記センサにより検知しても良い。又、前記各変化量△Ｌ、△Ｒや前記傾斜角を求める作業は、作業者が行っても良いし、前記演算器が行っても良い。

上述の様な本発明の揺動鍛造装置の検査装置、検査用ツール、及び検査方法によれば、完成後の揺動鍛造装置を構成する加工用ロールの揺動中心の位置（この揺動鍛造装置に設定された座標系に於ける位置）や、この加工用ロールの傾斜角を精度良く推定する事ができる。
即ち、本発明によれば、レーザ照射面に対するレーザ光線の照射位置の軌跡を利用して、検査用ツールの揺動中心の位置や、この検査用ツールの中心軸の傾斜角を求める事ができるが、この検査用ツールは、前記加工用ロールが支持されていない状態でのヘッドに対して、この加工用ロールと実質的に同じ条件で支持されている。この為、上述の様に求めた、前記検査用ツールの揺動中心の位置及び中心軸の傾斜角を、完成後の揺動鍛造装置を構成する前記加工用ロールの揺動中心の位置及び中心軸の傾斜角と精度良く推定する事ができる。
又、前記検査用ツールに所定の荷重（例えば、前記加工用ロールによりワークを加工する際に、この加工用ロールに加わる荷重Ｆα）を加えながら、前記検査用ツールの揺動中心の位置及び中心軸の傾斜角を求めれば、この様に求めた検査用ツールの揺動中心の位置及び中心軸の傾斜角を、前記所定の荷重が加わった状態での（例えば、この所定の荷重が前記Ｆαである場合には、前記ワークの成形中の）前記加工用ロールの揺動中心の位置及び中心軸の傾斜角と精度良く推定する事ができる。

実施の形態の第１例に関する、検査対象である揺動鍛造装置を示す略側面図。 実施の形態の第１例に関する、検査対象である揺動鍛造装置により車輪支持用転がり軸受ユニットのかしめ部を形成する加工の開始状態を示す部分断面図。 実施の形態の第１例に関する、検査対象である揺動鍛造装置により車輪支持用転がり軸受ユニットのかしめ部を形成する加工の終了状態を示す部分断面図。 実施の形態の第１例に関する、揺動鍛造装置の検査装置を示す部分断面図。 （Ａ）及び（Ｂ）は、レーザ照射面に対するレーザ光線の照射位置の軌跡が変化する原理を説明する為の概略図。 （Ａ）及び（Ｂ）は、レーザ照射面に対するレーザ光線の照射位置の軌跡を上方から見た図。 （Ａ）及び（Ｂ）は、レーザ照射面に対するレーザ光線の照射位置の軌跡の変化に基づいて検査用ツールの傾斜角を求める原理を説明する為の概略図。 揺動鍛造装置により形成されるかしめ部を備えた車輪支持用転がり軸受ユニットの１例を示す断面図。

［実施の形態の１例］
本発明の実施の形態の１例について、図１〜７により説明する。

先ず、本例の検査対象である揺動鍛造装置について、図１〜３により説明する。
この揺動鍛造装置は、前述の図８に示した車輪支持用転がり軸受ユニットのかしめ部９を形成可能である。揺動鍛造装置は、基台１０と、支持コラム１１と、ホルダ１２と、ヘッド１３と、ヘッド駆動手段１４と、加工用ロール１５とを備える。

ホルダ１２は、基台１０の上面に固定されている。ホルダ１２は、車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブ本体６を保持固定可能である。ホルダ１２に保持固定されたハブ本体６は、その軸方向内端部が上方に向かう。また、ホルダ１２にハブ本体６が保持固定された状態では、両者の中心軸が上下方向に一致する。

ヘッド１３は、ホルダ１２の上方に配置される。ヘッド１３は、ヘッド駆動手段１４を介して、基台１０に固定された支持コラム１１により、支持されている。ヘッド１３が支持コラム１１に支持された状態では、ヘッド１３の中心軸αはホルダ１２（ハブ本体６）の中心軸に一致する。ヘッド１３の下面には、このヘッド１３の中心軸αに対して傾斜した中心軸を有する、保持凹孔１６が設けられている。

ヘッド駆動手段１４は、スピンドル装置１７と、シリンダ１８とを備える。

スピンドル装置１７は、上下方向に配設されている。スピンドル装置１７は、その上端部に配置された電動モータ１９により、径方向中心部に配置された図示しないスピンドル軸を、ダイレクトに（減速機構を介する事なく）回転駆動可能である。

シリンダ１８は、油圧式であり、支持コラム１１に対してスピンドル装置１７を上下方向に変位駆動可能である。

ヘッド１３は、スピンドル装置１７のスピンドル軸の下端部に結合固定されている。この状態で、ヘッド１３は、スピンドル装置１７により、自身の中心軸αを中心とする回転駆動を可能とされていると共に、シリンダ１８により、上下方向（自身の軸方向）に関する変位駆動を可能とされている。

加工用ロール１５は、軸部２０と、軸部２０と、頭部２１と、押付け面２２と、を備えている。頭部２１は、軸部２０の下端部に設けられ、軸部２０よりも大径である。押付け面２２は、頭部２１の下面に全周に亙り設けられ、円環状である。

加工用ロール１５の軸部２０は、ヘッド１３の保持凹孔１６の内側に挿入される。この状態で、この軸部２０の上端部をスラスト転がり軸受２３により回転可能に支持され、軸部２０の軸方向中間部をラジアル転がり軸受２４により回転可能に支持されている。即ち、加工用ロール１５は、頭部２１をヘッド１３の下面から突出させると共に、自身の中心軸βをヘッド１３の中心軸αに対して傾斜角θだけ傾斜させた状態で、ヘッド１３に対し、自身の中心軸βを中心とする回転を可能に支持されている。

上述の様な構成を有する揺動鍛造装置により、ワークであるハブ本体６の軸方向内端部にかしめ部９を形成する方法を説明する。

かしめ部９を形成する前のハブ本体６と、車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するその他の部品と、を組み立てた状態で、ホルダ１２により、ハブ本体６を保持固定する事で、図２に示す様に、ハブ本体６の中心軸をヘッド１３の中心軸αに一致させる。尚、図２及び図３では、車輪支持用転がり軸受ユニットのうち、ハブ本体６の軸方向内端部及び内輪７のみを図示しており、その他の部分の図示は省略している。

そして、この状態で、図２に示す様に、加工用ロール１５の押付け面２２の円周方向一部分を、ハブ本体６の軸方向内端部に設けられた円筒部８の軸方向内端部の円周方向一部分に押し付ける。尚、この際の押し付け力は、シリンダ１８により発生させる。

そして、この状態で、ヘッド１３を自身の中心軸αを中心として回転駆動する事により、加工用ロール１５を、このヘッド１３の中心軸αを中心として回転（公転）させると共に、自身の中心軸βを中心として回転（自転）させる。この結果、円筒部８を径方向外方に塑性変形させる加工が、部分的に、且つ、円周方向に連続して進行する事により、図３に示す様に、かしめ部９が形成される。

次に、本例の揺動鍛造装置の検査装置について、図４〜７により説明する。

本例の揺動鍛造装置の検査装置は、完成後の揺動鍛造装置に関して、加工用ロール１５の揺動中心Ｐの位置、及び、ヘッド１３の中心軸αに対する加工用ロール１５の中心軸βの傾斜角θを求める（精度良く推定する）。

揺動中心Ｐは、ヘッド１３の中心軸αと加工用ロール１５の中心軸βとの交点である。また、揺動中心Ｐの位置は、揺動鍛造装置に設定された座標系に於ける位置であり、本例の場合には、揺動鍛造装置のコントローラ（制御器）の指令によりシリンダ１８を駆動する事によって変化する。また、揺動中心Ｐの位置は、基台１０の上面である基準面３４からの高さＺの位置である。

この様な本例の揺動鍛造装置の検査装置は、検査用ツール２５と、受台２６と、レーザ照射面２７と、図示しないセンサと、演算器を備えた図示しないコンピュータと、を備える。

検査用ツール２５は、揺動鍛造装置の検査を行う際に、加工用ロール１５が支持されていない状態でのヘッド１３に対して、加工用ロール１５と実質的に同じ条件で支持される。検査用ツール２５は、自身の中心軸線上に（中心軸β_A上に）レーザ光線Ｂ_Lを発射可能である。検査用ツール２５は、検査用ロール部２９と、レーザ発生器３０とを備える。

検査用ロール部２９は、加工用ロール１５と実質的に等しい剛性を有する。検査用ロール部２９は、軸部２０ａと、頭部２１ａと、押付け面２２ａと、を備えている。頭部２１ａは、軸部２０ａの下端部に設けられ、軸部２０ａよりも大径である。押付け面２２ａは、頭部２１ａの下面に全周に亙り設けられ、円環状である。

尚、本例の場合、押付け面２２ａの形状は、加工用ロール１５の押付け面２２の形状と異なっている（単なる円すい面になっている）。但し、本発明を実施する場合には、押付け面２２ａの形状を、押付け面２２の形状と等しくする事もできる。

何れにしても、検査用ロール部２９は、加工用ロール１５が支持されていない状態でのヘッド１３に対して、加工用ロール１５と実質的に同じ条件で支持されている。即ち、検査用ロール部２９は、軸部２０ａをヘッド１３の保持凹孔１６の内側に挿入した状態で、この軸部２０ａの上端部をスラスト転がり軸受２３ａにより回転可能に支持され、軸部２０ａの軸方向中間部をラジアル転がり軸受２４ａにより回転可能に支持されている。

これらスラスト転がり軸受２３ａ及びラジアル転がり軸受２４ａは、加工用ロール１５を支持する為のスラスト転がり軸受２３及びラジアル転がり軸受２４と同じ諸元を有する。したがって、これら各軸受２３、２４をそのまま使用する事もできるし、或いは、これら各軸受２３、２４とは別に用意されたものを使用する事もできる。

レーザ発生器３０は、検査用ロール部２９の径方向中心部に組み付けられる。レーザ発生器３０の先端部は、検査用ロール部２９を構成する頭部２１ａの下面の中央部から突出している。そして、レーザ発生器３０の先端部から、検査用ツール２５の中心軸線上にレーザ光線Ｂ_Lを発射可能としている。尚、本例の場合、レーザ発生器３０は、給電用のバッテリ（電池）を備えている。

受台２６は、揺動鍛造装置の検査を行う際に、ヘッド１３の下方に配置された状態で、ホルダ１２（図４には図示省略、図１参照。）により保持固定される。受台２６は、鋼材等の金属材により有底円筒状に造られる。受台２６は、円筒状部３１と、底板部３２と、を備える。

円筒状部３１の中心軸は、ヘッド１３の中心軸αに一致する。底板部３２は、円筒状部３１の下端開口を塞ぐ。円筒状部３１の上端部には、ヘッド１３の回転位置に拘わらず、検査用ツール２５の押付け面２２ａを押し付け可能となっている。すなわち、円筒状部３１の上端部に検査用ツール２５の押付け面２２ａを押し付けたまま、ヘッド１３を自身の中心軸αを中心として回転させる事により、検査用ツール２５を、ヘッド１３の中心軸αを中心として回転（公転）させつつ、自身の中心軸β_Aを中心として回転（自転）させる事ができる様になっている。

レーザ照射面２７は、揺動鍛造装置の検査を行う際に、ヘッド１３の下方に配置され、レーザ光線Ｂ_Lが照射される。本例の場合、レーザ照射面２７は、受台２６の内側に設置された昇降テーブル３３の上面に設けられている。レーザ照射面２７は、ヘッド１３の中心軸αに対して直交する平面である。

昇降テーブル３３は、受台２６の内側に設置された、図示しない電動式の昇降装置により昇降可能である。即ち、昇降テーブル３３を昇降させる事により、ヘッド１３の軸方向に関して、レーザ照射面２７とヘッド１３（検査用ツール２５）との相対位置を変えられる。別な言い方をすれば、レーザ照射面２７は、基準面３４からの高さＺを変えられる。

センサは、揺動鍛造装置の検査を行う際に、受台２６の内側に設置され、レーザ照射面２７に対するレーザ光線Ｂ_Lの照射位置を検知可能である。
本例の場合、センサは、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の平面的なイメージセンサであり、レーザ照射面２７に対するレーザ光線Ｂ_Lの照射位置を、このレーザ照射面２７上のＸ−Ｙ座標で取得可能である。

コンピュータは、センサの検知信号（レーザ照射面２７に対するレーザ光線Ｂ_Lの照射位置を表す信号）を利用して、検査用ツール２５の揺動中心Ｐ_Aの位置、及び、ヘッド１３の中心軸αに対する検査用ロール部２９の中心軸β_Aの傾斜角θ_Aを求める機能を有する。この機能については、以下で具体的に説明する。
なお、揺動中心Ｐ_Aは、ヘッド１３の中心軸αと検査用ツール２５の中心軸β_Aとの交点である。また、揺動中心Ｐ_Aの位置は、揺動鍛造装置に設定された座標系に於ける位置であり、本例の場合には、基準面３４からの高さＺの位置である。

上述の様な構成を有する本例の検査装置により、揺動鍛造装置の検査を行う方法を説明する。

図４に示す様に、検査用ツール２５の押付け面２２ａを、受台２６を構成する円筒状部３１の上端部に押し付ける。尚、この際の押し付け力は、シリンダ１８により発生させる。これにより、かしめ部９の加工を行う際に加工用ロール１５に加わる荷重と実質的に同じ荷重を、検査用ツール２５に加える事で、各転がり軸受２３ａ、２４ａを弾性変形させる。これにより、この検査用ツール２５の揺動中心Ｐ_Aの位置及び傾斜角θ_Aを、かしめ部９の加工を行う際の加工用ロール１５の揺動中心Ｐの位置及び傾斜角θと同じ様に変化させる。そして、この状態で、ヘッド１３を自身の中心軸αを中心として回転駆動する事により、検査用ツール２５を公転（及び自転）させながら、レーザ発生器３０からレーザ光線Ｂ_Lを発射し、レーザ光線Ｂ_Lをレーザ照射面２７に照射する。

上述の様な検査用ツール２５の公転に伴って、レーザ光線Ｂ_Lは、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示す様な円すいを描く。この為、レーザ照射面２７に照射されたレーザ光線Ｂ_Lの軌跡λは、このレーザ照射面２７の高さＺを変える事によって、例えば、図６（Ａ）及び図７（Ａ）に示す様な円になったり、図６（Ｂ）及び図７（Ｂ）に示す様な点になったりする。そして、この点の位置（高さＺ）が、検査用ツール２５の揺動中心Ｐ_Aの位置となる。

そこで、本例の場合、コンピュータは、レーザ照射面２７の高さＺ（ヘッド１３の軸方向に関する、レーザ照射面２７と検査用ツール２５との相対位置）を変化させながら、センサの検知信号に基づいて、照射位置の軌跡λが点になる高さＺである、検査用ツール２５の揺動中心Ｐ_Aの位置を求める。

尚、本例を実施する場合には、部品精度等に起因して、レーザ照射面２７の高さＺを変化させても、軌跡λが完全な点にはならない場合があり得る。この様な場合には、軌跡λの半径が最小となった場合の高さＺを、揺動中心Ｐ_Aの位置として求める。

又、本例の場合、コンピュータは、レーザ照射面２７に照射されたレーザ光線Ｂ_Lの軌跡λが点になった位置から、このレーザ照射面２７の高さＺを（上下どちらでも良いが）△Ｌだけ変化させる。すると、例えば、図７に示す様に、レーザ照射面２７に照射されたレーザ光線Ｂ_Lの軌跡λが、半径△Ｒの円になる。コンピュータは、センサの検知信号に基づいて、この半径△Ｒを求めると共に、図７に示された幾何学的関係｛ｔａｎθ_A＝△Ｒ／△Ｌ→θ_A=ｔａｎ^−１（△Ｒ／△Ｌ）｝に基づいて、検査用ツール２５の傾斜角θ_Aを算出する。尚、本発明を実施する場合、この傾斜角θ_Aは、軌跡λが円となる位置からレーザ照射面２７の高さを△Ｌだけ変化させ、この変化量△Ｌと、この際に生じた軌跡λの半径の変化量△Ｒとを利用して、上記の式｛θ_A=ｔａｎ^−１（△Ｒ／△Ｌ）｝から算出する事もできる。

ところで、本例の場合、上述の様な検査を行う際に、検査用ツール２５は、加工用ロール１５が支持されていない状態でのヘッド１３に対して、この加工用ロール１５と実質的に同じ条件で支持されている。又、検査用ツール２５には、かしめ部９の加工を行う際に加工用ロール１５に加わる荷重と実質的に同じ荷重を加えている。

この為、ヘッド１３が互いに同じ軸方向位置にある条件下で、上述の様な検査により求めた検査用ツール２５の揺動中心Ｐ_Aの位置と、かしめ部９の加工を行う際の前記加工用ロール１５の揺動中心Ｐの位置とは、精度良く一致している。従って、ヘッド１３が互いに同じ軸方向位置にある条件下で、上述の様にして求めた検査用ツール２５の揺動中心Ｐ_Aの位置を、かしめ部９の加工を行う際の加工用ロール１５の揺動中心Ｐの位置として精度良く推定する事ができる。

尚、揺動鍛造装置のコントローラの指令によりシリンダ１８を駆動する事によって、加工用ロール１５の揺動中心Ｐの位置はヘッド１３の軸方向に移動する。ここで、上述の様に推定した揺動中心Ｐの位置を（その際のヘッド１３の軸方向位置とセットで）コントローラに記憶させれば、その後、揺動中心Ｐがヘッド１３の軸方向に移動したとしても、コントローラは、移動した後の揺動中心Ｐの位置を正確に把握できる。

同様に、上述の様に算出した検査用ツール２５の傾斜角θ_Aは、かしめ部９の加工を行う際の加工用ロール１５の傾斜角θと精度良く一致している。従って、上述の様に算出した検査用ツール２５の傾斜角θ_Aを、かしめ部９の加工を行う際の加工用ロール１５の傾斜角θとして精度良く推定する事ができる。

尚、上述の様に推定した（コントローラに認識させた）、かしめ部９の加工を行う際の加工用ロール１５の揺動中心Ｐの位置は、かしめ部９を適切に形成する為の管理に利用する事ができる。例えば、加工用ロール１５の揺動中心Ｐの位置を基準にして、ハブ本体６の設計を行う事により、かしめ部９を形成する際に、加工用ロール１５の揺動中心Ｐの位置が、ハブ本体６の中心軸上の所定の位置に達した時点で加工を終了するようにしても良い。この場合、かしめ部９を適切に形成する事ができる。

又、上述の様に推定した、かしめ部９の加工を行う際の加工用ロール１５の傾斜角θも、かしめ部９を適切に形成する為の管理に利用する事ができる。即ち、当該加工用ロールの傾斜角θは、設計時に想定された傾斜角と異なっていても、その差が予め設定された許容範囲に収まっていれば、かしめ部９を適切に形成する事ができる。これに対し、差が許容範囲に収まっていない場合には、かしめ部９を適切に形成する事ができなくなる。この様に差が許容範囲に収まっていない場合には、揺動鍛造装置の部品交換を行う等により、差が許容範囲に収まる様にする事によって、かしめ部９を適切に形成する事ができる。

又、本例の場合、上述の様な揺動鍛造装置の検査を、検査用ツール２５の押付け面２２ａを円筒状部３１の上端部に押し付ける事なく（検査用ツール２５に荷重を加える事なく）行ってもよい。この場合、コンピュータにより求めた検査用ツール２５の揺動中心Ｐ_Aの位置及び傾斜角θ_Aを、かしめ部９の加工を行っていない状態での加工用ロール１５の揺動中心Ｐの位置及び傾斜角θと精度良く推定する事ができる。

尚、上述の様に推定した、かしめ部９の加工を行っていない状態での加工用ロール１５の揺動中心Ｐの位置及び傾斜角θは、完成後の揺動鍛造装置が設計通りに製造されているか否かを確認する為に利用する事ができる。加えて、上述の様な揺動鍛造装置を含む軸受ユニットの製造工程（ライン）が複数存在し、且つ、それらの工程で同じ型番の軸受ユニットを製造する場合に於いて、各々の工程に含まれる揺動鍛造装置の揺動中心の位置及び傾斜角を測定し、それらの差を小さくする様に調整する事で、複数の製造工程で同じ型番の軸受ユニットを、品質のばらつきを十分に抑えた状態で製造する事ができる。また、この軸受ユニットが搭載される自動車を製造する事ができる。

本出願は、２０１６年７月１２日出願の日本特許出願２０１６−１３７７１０に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

本発明は、図１〜３に示した揺動鍛造装置に限らず、特許文献１〜３に記載された揺動鍛造装置を含む、各種構造の揺動鍛造装置を対象として実施する事ができる。

又、本発明を実施する場合で、検査用ツールに所定の荷重を加えながら揺動鍛造装置の検査を行う場合、この所定の荷重は、加工用ロールによりワークを加工する際に、加工用ロールに加わる荷重に限らず、ヘッドに対する検査用ツールのがたつきを抑える為の軽荷重であっても良い。

１ 外輪
２ ハブ
３ａ、３ｂ 外輪軌道
４ａ、４ｂ 内輪軌道
５ 転動体
６ ハブ本体
７ 内輪
８ 円筒部
９ かしめ部
１０ 基台
１１ 支持コラム
１２ ホルダ
１３ ヘッド
１４ ヘッド駆動手段
１５ 加工用ロール
１６ 保持凹孔
１７ スピンドル装置
１８ シリンダ
１９ 電動モータ
２０、２０ａ 軸部
２１、２１ａ 頭部
２２、２２ａ 押付け面
２３、２３ａ スラスト転がり軸受
２４、２４ａ ラジアル転がり軸受
２５ 検査用ツール
２６ 受台
２７ レーザ照射面
２９ 検査用ロール部
３０ レーザ発生器
３１ 円筒状部
３２ 底板部
３３ 昇降テーブル
３４ 基準面

Claims (12)

1. 自身の中心軸を中心とする回転駆動を可能とされたヘッドと、
   自身の中心軸を前記ヘッドの前記中心軸に対して傾斜させた状態で、前記ヘッドに対し、前記自身の前記中心軸を中心とする回転を可能に支持された加工用ロールと、
   を備えた揺動鍛造装置において、前記揺動鍛造装置を構成する前記加工用ロールの揺動中心の位置や傾斜角を検査する揺動鍛造装置の検査装置であって、
   前記揺動鍛造装置の検査を行う際に、前記加工用ロールが支持されていない状態での前記ヘッドに対して、前記加工用ロールと実質的に同じ条件で支持されると共に、自身の中心軸線上にレーザ光線を発射可能な機能を有する検査用ツールと、
   前記揺動鍛造装置の検査を行う際に、前記ヘッドの軸方向に関する前記ヘッドとの相対位置を変化可能に、且つ、前記レーザ光線を照射可能に設置されるレーザ照射面と、
   を備えている揺動鍛造装置の検査装置。
2. 前記揺動鍛造装置の検査を行う際に、前記レーザ照射面に対する前記レーザ光線の照射位置を検知可能に設置されるセンサを備えている、請求項１に記載した揺動鍛造装置の検査装置。
3. 前記揺動鍛造装置の検査を行う際に、
   前記ヘッドを自身の中心軸を中心として回転駆動しつつ、前記検査用ツールから前記検査用ツールの中心軸線上に発射したレーザ光線を前記レーザ照射面に照射した状態で、
   前記ヘッドの軸方向に関する前記ヘッドと前記レーザ照射面との相対位置を変化させる事により、前記レーザ照射面に対する前記レーザ光線の照射位置の軌跡の半径を変化させ、
   前記半径が最小となった場合に、前記センサの検知信号に基づいて、前記揺動鍛造装置に設定された座標系に於ける前記最小の半径となった軌跡の位置を求める機能
   を有する演算器を備えている、請求項２に記載した揺動鍛造装置の検査装置。
4. 前記最小の半径となった軌跡の位置を、前記加工用ロールが前記ヘッドに支持された状態における前記加工用ロールの揺動中心の位置であると推定する、請求項３に記載した揺動鍛造装置の検査装置。
5. 前記揺動鍛造装置の検査を行う際に、前記ヘッドを自身の中心軸を中心として回転駆動しつつ、前記検査用ツールから前記検査用ツールの中心軸線上に発射したレーザ光線を前記レーザ照射面に照射した状態で、
   前記ヘッドの軸方向に関する前記ヘッドと前記レーザ照射面との相対位置を変化させる事により、前記レーザ照射面に対する前記レーザ光線の照射位置の軌跡を変化させた場合に、
   前記相対位置が変化量△Ｌだけ変化した場合の、前記照射位置の軌跡の半径の変化量△Ｒを、前記センサの検知信号に基づいて求めると共に、前記変化量△Ｌ、△Ｒを利用して、前記ヘッドの中心軸に対する前記検査用ツールの中心軸の傾斜角を求める機能
   を有する演算器を備えている、請求項２〜４のうちの何れか１項に記載した揺動鍛造装置の検査装置。
6. 前記ヘッドの中心軸に対する前記検査用ツールの中心軸の傾斜角を、前記加工用ロールが前記ヘッドに支持された状態における前記ヘッドの中心軸に対する前記加工用ロールの中心軸の傾斜角であると推定する、請求項５に記載した揺動鍛造装置の検査装置。
7. 自身の中心軸を中心とする回転駆動を可能とされたヘッドと、
   自身の中心軸を前記ヘッドの中心軸に対して傾斜させた状態で、前記ヘッドに対し、自身の中心軸を中心とする回転を可能に支持された加工用ロールと、
   を備えた揺動鍛造装置において、前記揺動鍛造装置を構成する前記加工用ロールの揺動中心の位置や傾斜角を検査する揺動鍛造装置の検査用ツールであって、
   前記揺動鍛造装置の検査を行う際に、前記加工用ロールが支持されていない状態での前記ヘッドに対して、前記加工用ロールと実質的に同じ条件で支持されると共に、自身の中心軸線上にレーザ光線を発射可能な機能を有する、
   揺動鍛造装置の検査用ツール。
8. 請求項１〜４のうちの何れか１項に記載した揺動鍛造装置の検査装置を使用して、前記揺動鍛造装置の検査を行う際に、
   前記ヘッドを自身の中心軸を中心として回転駆動しつつ、前記検査用ツールから前記検査用ツールの中心軸線上に発射したレーザ光線を前記レーザ照射面に照射した状態で、
   前記ヘッドの軸方向に関する前記ヘッドと前記レーザ照射面との相対位置を変化させる事により、前記レーザ照射面に対する前記レーザ光線の照射位置の軌跡の半径を変化させる事で、前記半径を最小にし、
   前記揺動鍛造装置に設定された座標系に於ける前記最小の半径となった軌跡の位置を求める、揺動鍛造装置の検査方法。
9. 請求項１〜６のうちの何れか１項に記載した揺動鍛造装置の検査装置を使用して、前記揺動鍛造装置の検査を行う際に、
   前記ヘッドを自身の中心軸を中心として回転駆動しつつ、前記検査用ツールから前記検査用ツールの中心軸線上に発射したレーザ光線を前記レーザ照射面に照射した状態で、
   前記ヘッドの軸方向に関する前記ヘッドと前記レーザ照射面との相対位置を変化させる事により、前記レーザ照射面に対する前記レーザ光線の照射位置の軌跡を変化させる事で、前記相対位置が変化量△Ｌだけ変化した場合の、前記照射位置の軌跡の半径の変化量△Ｒを求めると共に、前記変化量△Ｌ、△Ｒを利用して、前記ヘッドの中心軸に対する前記検査用ツールの中心軸の傾斜角を求める、揺動鍛造装置の検査方法。
10. 内周面に複列の外輪軌道が設けられた外輪と、
    外周面に複列の内輪軌道が設けられたハブと、
    前記複列の外輪軌道と前記複列内輪軌道との間に設けられた複数の転動体と、
    を備え、
    前記ハブは、外周面の軸方向一方側に前記内輪軌道が直接形成されたハブ本体と、外周面の軸方向他方側に前記内輪軌道が直接形成された内輪と、を互いに結合して成り、
    前記ハブ本体の軸方向他方側には、前記内輪が外嵌され、
    前記ハブ本体の軸方向他端部に設けられた円筒部が径方向外方に塑性変形させて成るかしめ部により、前記内輪の軸方向端面が抑え付けられる軸受ユニットの製造装置であって、
    前記製造装置は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の揺動鍛造装置の検査装置によって検査された揺動鍛造装置を備え
    前記揺動鍛造装置は、
    前記ハブ本体の中心軸を前記ヘッドの前記中心軸に一致させた状態で、前記加工用ロールを、前記円筒部の軸方向他端部の円周方向一部分に押し付け可能であり、
    この状態で、前記ヘッドを、前記ヘッドの中心軸を中心として回転駆動する事により、前記加工用ロールを、前記ヘッドの中心軸を中心として公転可能である共に、前記加工用ロールの中心軸を中心として回転可能であり、
    前記ハブ本体の前記円筒部を径方向一方に塑性変形させて、前記かしめ部を形成可能である、軸受ユニットの製造装置。
11. 内周面に複列の外輪軌道が設けられた外輪と、
    外周面に複列の内輪軌道が設けられたハブと、
    前記複列の外輪軌道と前記複列内輪軌道との間に設けられた複数の転動体と、
    を備え、
    前記ハブは、外周面の軸方向一方側に前記内輪軌道が直接形成されたハブ本体と、外周面の軸方向他方側に前記内輪軌道が直接形成された内輪と、を互いに結合して成り、
    前記ハブ本体の軸方向他方側には、前記内輪が外嵌され、
    前記ハブ本体の軸方向他端部に設けられた円筒部が径方向外方に塑性変形させて成るかしめ部により、前記内輪の軸方向端面が抑え付けられる
    軸受ユニットの製造方法であって、
    前記製造方法は、請求項１〜６のいずれか１項に記載の揺動鍛造装置の検査装置によって検査された揺動鍛造装置を使用し、
    前記ハブ本体の中心軸を前記ヘッドの前記中心軸に一致させた状態で、前記加工用ロールを、前記円筒部の軸方向他端部の円周方向一部分に押し付ける工程と、
    この状態で、前記ヘッドを、前記ヘッドの中心軸を中心として回転駆動する事により、前記加工用ロールを、前記ヘッドの中心軸を中心として公転させると共に、前記加工用ロールの中心軸を中心として回転させる工程と、
    前記ハブ本体の前記円筒部を径方向一方に塑性変形させて、前記かしめ部を形成する工程と、
    を含む軸受ユニットの製造方法。
12. 請求項１１に記載の軸受ユニットの製造方法を有する自動車の製造方法。

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