WO2016013668A1

WO2016013668A1 - 転がり軸受ユニットの製造方法

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Publication number: WO2016013668A1
Application number: PCT/JP2015/071148
Authority: WO
Inventors: 信行荻原; 中村　敏男; 寛小山; 功新藤; 小林　一登
Original assignee: 日本精工株式会社
Priority date: 2014-07-25
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2016-01-28
Also published as: EP3173164A4; CN106573290B; CN106573290A; US9956607B2; EP3173164A1; JP2016030260A; EP3173164B1; US20170209914A1; JP6379798B2

Abstract

　ハブ側フェイススプライン（２１）を構成するそれぞれの歯の歯先面に放射状の筋が形成されることを防止できる構造を実現する。揺動中心距離をＬとし、ハブ本体（８）の中心軸に対するロール（３０）の中心軸の傾斜角度である揺動角度をθとし、ハブ側フェイススプライン（２１）のピッチ円直径をＤ_ｈとし、ハブ側フェイススプライン（２１）の歯数をＮ_ｈとし、ロール（３０）の加工面（３１）に形成された歯の歯数Ｎ_ｒとした場合に、Ｎ_ｒ／Ｎ_ｈ＝ｃｏｓθ＋（２Ｌ／Ｄ_ｈ）・ｓｉｎθの関係を満たすように、ハブ本体（８）とロール（３０）との位置関係、すなわち、揺動中心距離Ｌ、揺動角度θ、およびハブ側フェイススプラインのピッチ円直径Ｄ_ｈのうちの少なくとも何れか１つを規制する。

Description

転がり軸受ユニットの製造方法

　本発明は、等速ジョイントと組み合わされて車輪駆動用軸受ユニットを構成する車輪支持用転がり軸受ユニットなどの転がり軸受ユニットの製造方法に関する。

　図５は、特開２００９－２９２４２２号公報に開示されている、本発明の対象となる転がり軸受ユニットの１種である、車輪支持用転がり軸受ユニットが組み込まれた車輪駆動用軸受ユニットの従来構造の１例を示している。車輪駆動用軸受ユニットは、車輪支持用軸受ユニット１と、等速ジョイント用外輪２とを備える。車輪支持用軸受ユニット１は、外輪３と、ハブ４と、複数個の転動体５とを備える。

　外輪３の外周面には静止側フランジ６が設けられ、外輪３の内周面には複列の外輪軌道７ａ、７ｂが設けられている。ハブ４は、ハブ本体８と内輪９とを備える。ハブ本体８の外周面の軸方向片側端部寄り部分には、回転側フランジ１０が設けられており、ハブ本体８の外周面の軸方向中間部には、軸方向片側の内輪軌道１１ａが設けられており、ハブ本体８の外周面の軸方向他端部には、小径段部１２が設けられている。なお、軸方向に関して「片側」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側（図５の左側）をいう。反対に、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側（図５の右側）を、軸方向に関して「他側」という。

　ハブ本体８の中心部には、中心孔１３が設けられている。中心孔１３の軸方向片端部には、小径部１４が設けられている。中心孔１３の小径部１４には、車輪転がり軸受ユニット１と等速ジョイント用外輪２とを結合するための結合部材であるボルト１５の杆部１６が、所定の案内隙間を介して挿通されている。内輪９の外周面には、軸方向他側の内輪軌道１１ｂが設けられており、内輪９は、ハブ本体８の小径段部１２に締り嵌めで外嵌されている。転動体５は、外輪軌道７ａ、７ｂと内輪軌道１１ａ、１１ｂとの間に、列ごとに複数個ずつ転動自在に配置されている。図示の例では、転動体５として、玉が使用されているが、転動体５として、玉に代替して、円すいころを使用することもできる。

　ハブ本体８の軸方向他端部を構成する円筒部１９のうち、内輪９の軸方向他側開口から軸方向他方に突出した部分を径方向外方に塑性変形させることにより、ハブ本体８の軸方向他端部には、かしめ部２０が設けられている。かしめ部２０の軸方向片端面により内輪９の軸方向他端面を抑えつけることで、内輪９がハブ本体８に対して固定され、かつ、転動体５に適正な予圧が付与されている。かしめ部２０の軸方向他端面には、円周方向に関する凹凸面であるハブ側フェイススプライン２１が、全周にわたって形成されている。なお、図示の例では、ハブ側フェイススプライン２１の歯先面は、ハブ本体８の中心軸に対して直角な平面となっている。

　等速ジョイント用外輪２は、カップ状のマウス部２２と、マウス部２２の底部である端壁部２３と、端壁部２３の中心部から軸方向片方に延出する円筒状の軸部２４とを備える。軸部２４の中心孔はねじ孔２５となっている。端壁部２３の軸方向片端面の径方向外寄り部分に、円周方向に関する凹凸面であるジョイント側フェイススプライン２６が、全周にわたって形成されている。なお、図示の例では、ジョイント側フェイススプライン２６の歯先面は、等速ジョイント用外輪２の中心軸に対して直角な平面となっている。

　ハブ本体８と等速ジョイント用外輪２との中心軸同士を一致させた状態で、ハブ側フェイススプライン２１とジョイント側フェイススプライン２６とを噛み合わせることにより、ハブ本体８と等速ジョイント用外輪２との間での回転力の伝達を可能としている。また、ハブ本体８の中心孔１３の小径部１４に、軸方向片側からボルト１５の杆部１６を挿通するとともに、杆部１６の先端部に設けられた雄ねじ部１７をねじ孔２５に螺合し、さらに締め付けている。このような構造により、ボルト１５の頭部１８と等速ジョイント用外輪２との間にハブ本体８を挟持した状態で、ハブ本体８と等速ジョイント用外輪２とが結合固定されている。

　上述のような車輪駆動用軸受ユニットを車両に組み付ける際には、外輪３の静止側フランジ６を懸架装置に結合固定するとともに、ハブ本体８の回転側フランジ１０に車輪（駆動輪）およびディスクなどの制動用回転部材を支持固定する。エンジンによりトランスミッションを介して回転駆動される、図示しない駆動軸の先端部を、等速ジョイント用外輪２の内側に配置された等速ジョイント用内輪２７の内側にスプライン係合させる。自動車の走行時には、等速ジョイント用内輪２７の回転を、複数のボール２８を介して、等速ジョイント用外輪２およびハブ本体８に伝達し、車輪を回転駆動する。

　上述のような車輪駆動用軸受ユニットを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、まず、ハブ本体８の周囲に外輪３を配置するとともに、外輪軌道７ａ、７ｂのうち、軸方向片側の外輪軌道７ａと、軸方向片側の内輪軌道１１ａとの間に転動体５を、軸方向片側の保持器２９ａにより保持した状態で設ける。次に、内輪９の外周面に形成された軸方向他側の内輪軌道１１ｂの周囲に転動体５を、軸方向他側の保持器２９ｂにより保持した状態で設置し、この状態で、内輪９を、ハブ本体８の軸方向他端部に形成された小径段部１２に締り嵌めで外嵌する。この外嵌作業に伴って、軸方向他側の保持器２９ｂにより保持された軸方向他側列の転動体５の転動面を、外輪３の軸方向他端寄り部分の内周面に形成された軸方向他側の外輪軌道７ｂに当接させる。その後、ハブ本体８の軸方向他端部を構成する円筒部１９のうち、内輪９の軸方向他側開口から軸方向他方に突出した部分を径方向外方に塑性変形させて、かしめ部２０を形成し、かつ、かしめ部２０の軸方向片端面により内輪９の軸方向他端面を軸方向に抑えつけることで、内輪９をハブ本体８に対して固定する。

　図６に示すように、組立後の車輪支持用転がり軸受ユニット１のかしめ部２０の軸方向他端面に、ハブ本体８の中心軸に対して傾斜した中心軸を有するロール３０を用いて揺動鍛造を施すことにより、かしめ部２０の軸方向他端面に、ハブ側フェイススプライン２１を形成する。ロール３０の先端面（下端面）である加工面３１には、複数の歯が円周方向等間隔に設けられている。ロール３０の加工面３１をかしめ部２０の軸方向他端面に押し付けた状態で、ロール３０を、ハブ本体８の中心軸回りに回転（公転）させると、ロール３０の加工面３１とかしめ部２０の軸方向他端面との係合に基づいて、ロール３０は、ロール３０の中心軸回りに回転（自転）する。このような揺動鍛造により、かしめ部２０の軸方向他端面に、円周方向に関する凹凸面であるハブ側フェイススプライン２１が形成される。

　揺動鍛造により、かしめ部２０の軸方向他端面にハブ側フェイススプライン２１を形成した場合、図６に示すように、ハブ側フェイススプライン２１を構成するそれぞれの歯の歯先面に、１本以上の筋（微小凹溝）３２が放射状に形成される可能性がある。すなわち、揺動鍛造の際に、かしめ部２０の軸方向他端面に形成すべきハブ側フェイススプライン２１を構成するそれぞれの歯の円周方向に関するピッチと、ロール３０の加工面３１に形成されたそれぞれの歯の円周方向に関するピッチとの間にずれが生ずる場合がある。このずれが大きいと、ロール３０がハブ本体８の中心軸回りに回転するごとに、かしめ部２０の軸方向他端面のうちで、ロール３０の加工面３１に形成された歯により押圧される部分が円周方向にずれて移動する。そして、ロール３０の加工面３１の歯により、ハブ側フェイススプライン２１を構成するそれぞれの歯の歯先面の同じ部分が繰り返し押圧されると、それぞれの歯の歯先面に形成された筋３２の深さが深くなる。筋３２の深さが深くなると、かしめ部２０の軸方向他端面の一部が破損したり剥離したりしやすくなる。そして、かしめ部２０の軸方向他端面が破損すると、ハブ側フェイススプライン２１とジョイント側フェイススプライン２６との噛合状態が不良になったり、発生した金属粉が車輪支持用転がり軸受ユニット１の内部空間に侵入して、車輪支持用転がり軸受ユニット１の寿命を低下させたりする可能性がある。

　なお、国際公開第２００９／１３９１３７号公報には、かしめ部を形成すると同時に、このかしめ部の軸方向他端面にハブ側フェイススプラインを形成する方法が記載されている。ただし、国際公開第２００９／１３９１３７号公報には、ハブ側フェイススプラインを形成する際に、このハブ側フェイススプラインを構成するそれぞれの歯の歯先面に放射状の筋が形成されることの防止策については、何らの検討もなされていない。

特開２００９－２９２４２２号公報国際公開第２００９／１３９１３７号パンフレット

　本発明の目的は、ハブ側フェイススプラインを構成するそれぞれの歯の歯先面に放射状の筋が形成されてしまうことを防止可能な、転がり軸受ユニットの製造方法を提供することにある。

　本発明の製造方法の対象となる転がり軸受ユニットは、ハブ本体と、内輪とを備える。前記ハブ本体は、該ハブ本体の軸方向中間部の外周面に設けられた軸方向片側の内輪軌道と、該ハブ本体の軸方向他端寄り部分に設けられた円筒部と、該ハブ本体の軸方向他端部に設けられ、前記円筒部の軸方向他端部から径方向外方に伸長するかしめ部とを有する。前記内輪は、該内輪の外周面に軸方向他側の内輪軌道を有し、前記円筒部に外嵌されている。前記かしめ部は、前記内輪の軸方向他端面を抑えつける軸方向片端面と、円周方向に関する凹凸面であるハブ側フェイススプラインが設けられた軸方向他端面とを有する。

　本発明の転がり軸受ユニットの製造方法では、前記ハブ本体の中心軸に対し傾斜した中心軸を有するロールを用い、該ロールの加工面を、前記かしめ部の軸方向他端面に押し付けた状態で、前記ロールを、前記ハブ本体の中心軸を中心に回転させて、前記ロールの加工面と前記かしめ部の軸方向他端面との係合に基づいて、前記ロールを、該ロールの中心軸を中心に回転させることにより、前記かしめ部の軸方向他端面に前記ハブ側フェイススプラインを形成する。

　特に、本発明の転がり軸受ユニットの製造方法では、前記ロールの加工面を前記かしめ部の軸方向他端面に押し付けた状態で、前記ロールを前記ハブ本体の中心軸を中心に回転させる際に、前記ロールの加工面のうちで、該ロールの加工面に形成された複数の歯のうちの何れかの歯の歯先が、前記かしめ部の軸方向他端面と最初に接触する部分の径方向位置における、前記加工面に形成されたそれぞれの歯の間隔と、前記かしめ部の軸方向他端面のうちで、該かしめ部の軸方向他端面が、前記ロールの加工面に形成された複数の歯のうちの何れかの歯の歯先と最初に接触する部分の径方向位置における、前記ハブ側フェイススプラインを構成するそれぞれの歯の間隔とを一致させることを特徴とする。

　上述のような本発明を実施する場合に、具体的には、前記ロールの加工面を前記かしめ部の軸方向他端面に押し付けた状態における、
　前記ハブ本体の中心軸と前記ロールの中心軸との交点と、前記かしめ部の軸方向他端面を含む仮想平面との間の該ハブ本体の軸方向の距離である揺動中心距離をＬとし、
　前記ハブ本体の中心軸に対する前記ロールの中心軸の傾斜角度である揺動角度をθとし、
　前記ハブ本体の中心軸を中心とし、かつ、該ハブ本体の中心軸と、前記かしめ部の軸方向他端面のうちで、該かしめ部の軸方向他端面が、前記ロールの加工面に形成された複数の歯のうちの何れかの歯の歯先と最初に接触する部分の径方向位置との間の距離を半径とする仮想円（ハブ側フェイススプラインのピッチ円）の直径をＤ_ｈとし、
　該ハブ側フェイススプラインの歯数をＮ_ｈとし、
　前記ロールの加工面に形成された歯の歯数Ｎ_ｒとした場合に、
　Ｎ_ｈ／Ｎ_ｒ＝ｃｏｓθ＋（２Ｌ／Ｄ_ｈ）・ｓｉｎθの関係を満たすように、前記ハブ本体と前記ロールとの位置関係、すなわち、前記揺動中心距離Ｌ、前記揺動角度θ、および前記ハブ側フェイススプラインのピッチ円直径Ｄ_ｈのうちの少なくとも何れか１つを規制する。

　代替的に、前記ロールの加工面を前記かしめ部の軸方向他端面に押し付けた状態における、
　前記ハブ本体の中心軸と前記ロールの中心軸との交点と、前記かしめ部の軸方向他端面を含む仮想平面との間の該ハブ本体の軸方向の距離である揺動中心距離Ｌと、
　前記ハブ本体の中心軸に対する前記ロールの中心軸の傾斜角度である揺動角度θと、
のうちの一方を任意の値に決定した後、
　前記ハブ側フェイススプラインに所定形状を付与するため、すなわち、前記ハブ本体の中心軸を中心とし、かつ、該ハブ本体の中心軸と、前記かしめ部の軸方向他端面のうちで、該かしめ部の軸方向他端面が、前記ロールの加工面に形成された複数の歯のうちの何れかの歯の歯先と最初に接触する部分の径方向位置との間の距離を半径とする仮想円である、前記ハブ側フェイススプラインのピッチ円の直径Ｄ_ｈと、前記ハブ側フェイススプラインの歯数Ｎ_ｈとが所定値を採るようにするための、
　前記揺動中心距離Ｌと前記揺動角度θとのうちの他方の値と、
　前記ロールの加工面に形成されたそれぞれの歯の間隔と前記ハブ側フェイススプラインを構成するそれぞれの歯の間隔との差と、
の関係を求め、
　該関係から前記差を０にする、すなわち、前記ロールの加工面に形成されたそれぞれの歯の間隔と、前記ハブ側フェイススプラインを構成するそれぞれの歯の間隔とを互いに一致させることができるように、前記揺動中心距離Ｌと前記揺動角度θとのうちの他方の値を決定することもできる。

　本発明の転がり軸受ユニットの製造方法は、かしめ部の軸方向他端面に揺動鍛造を施す際に、ロールの加工面のうちで、該ロールの加工面に形成された複数の歯のうちの何れかの歯の歯先が、前記かしめ部の軸方向他端面と最初に接触する部分の径方向位置における、前記ロールの加工面に形成されたそれぞれの歯の間隔と、前記かしめ部の軸方向他端面のうちで、該かしめ部の軸方向他端面が、前記ロールの加工面に形成された複数の歯のうちの何れかの歯の歯先と最初に接触する部分の径方向位置における、ハブ側フェイススプラインを構成するそれぞれの歯の間隔とを一致させている。

　これにより、前記ハブ側フェイススプラインを構成するそれぞれの歯の歯先面に放射状の筋が形成されることが防止される。この結果、前記かしめ部の軸方向他端面が破損または剥離することを抑止できて、前記ハブ側フェイススプラインと、相手側のフェイススプラインとの噛合状態を長期間にわたって適正に維持できるとともに、転がり軸受ユニットの寿命を十分に確保することができる。

図１は、本発明の転がり軸受ユニットの製造方法の１例を示す断面図である。図２は、本発明の実施の形態の第２例に関して、揺動中心距離Ｌとピッチ円直径Ｄ_ｒとピッチの差ΔＰとの関係を求めるために行う作図の３例を示す図である。図３は、本発明の実施の形態の第２例に関して、揺動中心距離Ｌとピッチ差ΔＰとの関係を示す線図である。図４は、本発明の実施の形態の第３例に関して、揺動角度θとピッチ差ΔＰとの関係を示す線図である。図５は、本発明の対象となる転がり軸受の１種である車輪支持用軸受ユニットを組み込んだ、車輪駆動用軸受ユニットの従来構造の１例を示す断面図である。図６は、従来の転がり軸受ユニットの製造方法の１例を示す断面図である。図７は、従来の転がり軸受ユニットの製造方法の問題点を説明するためのハブ側フェイススプラインの要部拡大斜視図である。

　［実施の形態の第１例］
　本発明の実施の形態の第１例について、図１により説明する。なお、本例を含めて本発明の特徴は、かしめ部２０の軸方向他端面に揺動鍛造を施すことにより、ハブ側フェイススプライン２１を形成する際に、ハブ側フェイススプライン２１を構成するそれぞれの歯の歯先面に、この揺動鍛造に起因する放射状の筋３２（図７参照）が形成されることを防止する点にある。金属材料に、鍛造加工などの塑性加工、旋削などの削り加工や研磨などの仕上げ加工を施して、転がり軸受ユニット１（図５参照）を構成するそれぞれの部材を製造する手順などについては、従来から知られている転がり軸受ユニットの製造方法と同じである。

　本発明の製造方法の対象となる転がり軸受ユニットの１例である車輪支持用転がり軸受ユニット１は、ハブ本体８と、内輪５とを備える（図５参照）。ハブ本体８は、ハブ本体８の軸方向中間部の外周面に設けられた軸方向片側の内輪軌道１１ａと、ハブ本体８の軸方向他端寄り部分に設けられた円筒部１９と、ハブ本体８の軸方向他端部に設けられ、円筒部１９の軸方向他端部から径方向外方に伸長するかしめ部２０とを備える。内輪５は、内輪５の外周面に内輪軌道１１ｂを有し、円筒部１９に外嵌されている。かしめ部２０は、内輪５の軸方向他端面を抑えつける軸方向片端面と、円周方向に関する凹凸面であるハブ側フェイススプライン２１が設けられた軸方向他端面とを有する。

　車輪支持用転がり軸受ユニット１を組み立てる際には、まず、ハブ本体８の周囲に外輪３を配置するとともに、軸方向片側の外輪軌道７ａと、軸方向片側の内輪軌道１１ａとの間に複数の転動体５を、軸方向片側の保持器２９ａにより保持した状態で配置する。次に、内輪９の外周面に形成された軸方向他側の内輪軌道１１ｂの周囲に転動体５を、軸方向他側の保持器２９ｂにより保持した状態で配置し、この状態で内輪９を、ハブ本体８の軸方向中間部から軸方向他側に伸長する円筒部１９により形成された小径段部１２に締り嵌めで外嵌する。この外嵌作業に伴い、軸方向他側列の転動体５の転動面を、外輪３の軸方向他端寄り部分の内周面に形成された軸方向他側の外輪軌道７ｂに当接させる。その後、かしめ部２０の形成前の状態において、ハブ本体８の軸方向他端寄り部分から軸方向他端部にかけて軸方向に伸長する円筒部１９のうち、内輪９の軸方向他側開口から軸方向他方に突出した部分を径方向外方に塑性変形させて、ハブ本体８の軸方向他端部に、かしめ部２０を形成する。そして、かしめ部２０の軸方向片端面により内輪９の軸方向他端面を軸方向に抑えつけることで、内輪９をハブ本体８に対し固定する。

　このようにして組み立てられた車輪支持用転がり軸受ユニット１のかしめ部２０の軸方向他端面に、ハブ本体８の中心軸に対し傾斜した中心軸を有するロール３０を用いて揺動鍛造を施すことにより、ハブ側フェイススプライン２１を形成する。より具体的には、ロール３０の加工面を、かしめ部２０の軸方向他端面に押し付けた状態で、ロール３０を、ハブ本体８の中心軸を中心に回転させて、ロール３０の加工面とかしめ部２０の軸方向他端面との係合に基づいて、ロール３０を、ロール３０の中心軸を中心に回転させることにより、ハブ側フェイススプライン２１を形成する。

　本例では、かしめ部２０の軸方向他端面に揺動鍛造を施す際に、ロール３０の加工面３１のうちで、ロール３０の加工面３１に形成された複数の歯のうちの何れかの歯の歯先が、かしめ部２０の軸方向他端面と最初に接触する部分の径方向位置における、加工面３１に形成されたそれぞれの歯の間隔（加工面３１に形成された歯の円周方向に関するピッチ）Ｐ_ｒと、かしめ部２０の軸方向他端面のうちで、かしめ部２０の軸方向他端面が、ロール３０の加工面３１に形成された複数の歯のうちの何れかの歯の歯先と最初に接触する部分の径方向位置における、ハブ側フェイススプライン２１を構成するそれぞれの歯の間隔（かしめ部２０の軸方向他端面に形成すべきハブ側フェイススプライン２１の円周方向に関するピッチ）Ｐ_ｈを一致させる。すなわち、加工面３１に形成された歯の円周方向に関するピッチＰ_ｒと、かしめ部２０の軸方向他端面に形成すべきハブ側フェイススプライン２１の円周方向に関するピッチＰ_ｈとの差ΔＰ（＝Ｐ_ｒ－Ｐ_ｈ）を０にしている。

　このため、具体的には、ロール３０の加工面３１をかしめ部２０の軸方向他端面に押し付けた状態において、ハブ本体８の中心軸とロール３０の中心軸との交点と、かしめ部２０の軸方向他端面を含む仮想平面との間のハブ本体８の軸方向の距離である揺動中心距離Ｌと、ハブ本体８の中心軸に対するロール３０の中心軸の傾斜角度である揺動角度θとを、式（１）の関係を満たすように規制している。

　Ｎ_ｈ／Ｎ_ｒ＝ｃｏｓθ＋（２Ｌ／Ｄ_ｈ）・ｓｉｎθ　・・・（１）

　式（１）中、Ｄ_ｈは、ハブ本体８の中心軸を中心とし、かつ、ハブ本体８の中心軸と、かしめ部２０の軸方向他端面のうちで、かしめ部２０の軸方向他端面が、ロール３０の加工面３１に形成された複数の歯のうちの何れかの歯の歯先と最初に接触する部分の径方向位置との間の距離を半径とする仮想円の直径（ハブ側フェイススプライン２１のピッチ円直径）を示す。また、Ｎ_ｈはハブ側フェイススプライン２１の歯数を示し、Ｎ_ｒはロール３０の加工面３１に形成された歯の歯数を示している。

　このような式（１）の関係を満たすことで、加工面３１に形成された歯の円周方向に関するピッチＰ_ｒと、かしめ部２０の軸方向他端面に形成すべきハブ側フェイススプライン２１の円周方向に関するピッチＰ_ｈとを互いに一致させられる理由は、以下のとおりである。

　ロール３０の加工面３１に形成された歯の円周方向に関するピッチＰ_ｒは、式（２）で表され、かしめ部２０の軸方向他端面に形成すべきハブ側フェイススプライン２１の円周方向に関するピッチＰ_ｈは、式（３）で表される。

　Ｐ_r＝πＤ_r／Ｎ_r　・・・（２）

　Ｐ_h＝πＤ_h／Ｎ_h　・・・（３）

　なお、式（２）中のＤ_ｒは、ロール３０の中心軸を中心とし、ロール３０の中心軸と、ロール３０の加工面３１のうちで、加工面３１に形成された複数の歯のうちの何れかの歯の歯先が、かしめ部２０の軸方向他端面と最初に接触する部分の径方向位置との間の距離を半径とする仮想円（加工面３１に形成された歯のピッチ円直径）を示している。式（２）および式（３）から、ピッチの差ΔＰ（＝Ｐ_ｒ－Ｐ_ｈ）は、式（４）のように表される。

　ΔＰ＝π（Ｄ_r／Ｎ_r―Ｄ_h／Ｎ_h）　・・・（４）

　ハブ側フェイススプライン２１のピッチ円直径Ｄ_ｈと、ロール３０の加工面３１に形成された歯のピッチ円直径Ｄ_ｒとの関係は、図１から明らかなとおり、式（５）で表すことができる。

　Ｄ_r／２＝（Ｄ_h／２＋Ｌ・ｔａｎθ）・ｃｏｓθ　・・・（５）

　式（５）を、式（４）に代入すると、式（６）が得られる。

　ΔＰ＝π・{（Ｄ_h／Ｎ_r）・ｃｏｓθ＋（２Ｌ／Ｎ_r）・ｓｉｎθ－Ｄ_h／Ｎ_h}　・・・（６）　

　式（６）から明らかなとおり、ピッチの差ΔＰは、揺動中心距離Ｌ、揺動角度θが変化すると変化する。ここで、ピッチの差ΔＰ＝０とすると、式（４）は、式（７）で表すことができる。

　Ｄ_r／Ｎ_r＝Ｄ_h／Ｎ_h　・・・（７）

　式（７）と式（５）とから、式（１）を導き出すことができる。

　本例の転がり軸受ユニットの製造方法では、かしめ部２０の軸方向他端面に揺動鍛造を施して、ハブ側フェイススプライン２１を設ける際に、かしめ部２０の軸方向他端面のうちで、かしめ部２０の軸方向他端面が、ロール３０の加工面３１に形成された複数の歯のうちの何れかの歯の歯先と最初に接触する部分の径方向位置における、ハブ側フェイススプライン２１を構成するそれぞれの歯の間隔（かしめ部２０の軸方向他端面に形成すべきハブ側フェイススプライン２１の円周方向に関するピッチ）Ｐ_ｈと、ロール３０の加工面３１のうちで、ロール３０の加工面３１に形成された複数の歯のうちの何れかの歯の歯先が、かしめ部２０の軸方向他端面と最初に接触する部分の径方向位置における、加工面３１に形成されたそれぞれの歯の間隔（ロール３０の加工面３１に形成された歯の円周方向に関するピッチ）Ｐ_ｒとを一致させている（Ｐ_ｈ＝Ｐ_ｒ）。

　これにより、ハブ側フェイススプライン２１を構成するそれぞれの歯の歯先面に、図７に示したような放射状の筋３２が形成されることを防止でき、かしめ部２０の軸方向他端面に剥離などの損傷が発生することを防止できる。したがって、本例の製造方法により造られた車輪支持用転がり軸受ユニット１と、等速ジョイント用外輪２と組み合わせて、図５に示すような車輪駆動用軸受ユニットを構成した場合に、ハブ側フェイススプライン２１と、ジョイント側フェイススプライン２６との噛合状態を適正に維持できるとともに、車輪支持用転がり軸受ユニット１の寿命を十分に確保することができる。

　さらに、揺動中心距離Ｌと揺動角度θとを規制することにより、加工面３１に形成された歯の円周方向に関するピッチＰ_ｒと、かしめ部２０の軸方向他端面に形成すべきハブ側フェイススプライン２１の円周方向に関するピッチＰ_ｈとを一致させている。したがって、ロール３０を交換することなく、揺動中心距離Ｌと揺動角度θとを調節することにより、様々な形状（歯数Ｎ_ｈ、ピッチ円直径Ｄ_ｈ）のハブ側フェイススプライン２１を形成することができる。

　なお、本例の転がり軸受ユニットの製造方法では、ハブ側フェイススプライン２１のピッチ円直径Ｄ_ｈ、ハブ側フェイススプライン２１の歯数Ｎ_ｈ、ロール３０の加工面３１に形成された歯の歯数Ｈ_ｒを所定値とした状態で、式（１）の関係を満たすように、揺動中心距離Ｌと、揺動角度θとを規制している。しかしながら、本発明では、他のパラメータを所定値として、ハブ本体８とロール３０との位置関係を定める、揺動中心距離Ｌ、揺動角度θ、および歯部側フェイススプライン２１のピッチ円直径Ｄ_ｈのうちの少なくとも何れか１つを規制するようにすることができる。

　［実施の形態の第２例］
　本発明の実施の形態の第２例について、図１～図３により説明する。本例では、まず、ハブ本体８の中心軸に対するロール３０の中心軸の傾斜角度である揺動角度θを任意の値に決定する。その後、ハブ本体８の中心軸とロール３０の中心軸との交点と、かしめ部２０の軸方向他端面を含む仮想平面との間のハブ本体８の軸方向の距離である揺動中心距離Ｌと、ロール３０の加工面３１に形成された歯の円周方向に関するピッチＰ_ｒとハブ側フェイススプライン２１の円周方向に関するピッチＰ_ｈとの差ΔＰ（＝Ｐ_ｒ－Ｐ_ｈ）との関係（図３）を求める。

　ハブ本体８の中心軸に対するロール３０の中心軸の傾斜角度である揺動角度θを一定とした状態で、ハブ側フェイススプライン２１に所定の形状（歯数Ｎ_ｈ、ピッチ円直径Ｄ_ｈ）を付与するための、揺動中心距離Ｌと、ロール３０の加工面３１に形成された歯のピッチ円直径Ｄ_ｒとの組み合わせを、図２に示すように作図するなどして複数（本例の場合には３組）求める。このようにして求めた、揺動中心距離Ｌ、ピッチ円直径Ｄ_ｈ、Ｄ_ｒ、および歯数Ｎ_ｈ、Ｎ_ｒの組み合わせを、次の表１に示す。

　このような揺動中心距離Ｌ、ピッチ円直径Ｄ_ｈ、Ｄ_ｒ、および歯数Ｎ_ｈ、Ｎ_ｒを、式（４）に代入することにより、ピッチの差ΔＰを算出する。ピッチの差ΔＰと揺動中心距離Ｌとの間には、図３に示すように、一次関数の関係が成立する。図３からピッチの差ΔＰが０となる揺動中心距離Ｌ（図示の例の場合には約３．１ｍｍ）を求めることで、揺動鍛造の際に、ロール３０の加工面３１に形成された歯の円周方向に関するピッチＰ_ｒと、ハブ側フェイススプライン２１の円周方向に関するピッチＰ_ｈとを互いに一致させることができる。その他の部分の構成および作用は、実施の形態の第１例の場合と同様である。

　［実施の形態の第３例］
　本発明の実施の形態の第３例について、図１および図４により説明する。本例では、まず、ハブ本体８の中心軸とロール３０の中心軸との交点と、かしめ部２０の軸方向他端面を含む仮想平面との間のハブ本体８の軸方向の距離である揺動中心距離Ｌを任意の値に決定する。その後、ハブ本体８の中心軸に対するロール３０の中心軸の傾斜角度である揺動角度θと、ロール３０の加工面３１に形成された歯の円周方向に関するピッチＰ_ｒと、ハブ側フェイススプライン２１の円周方向に関するピッチＰ_ｈとの差ΔＰ（＝Ｐ_ｒ－Ｐ_ｈ）との関係（図４）を求める。すなわち、ハブ本体８の中心軸とロール３０の中心軸との交点と、かしめ部２０の軸方向他端面を含む仮想平面との間のハブ本体の８の軸方向の距離である揺動中心距離Ｌを一定とした状態で、ハブ側フェイスライン２１に所定の形状（歯数Ｎ_ｈ、ピッチ円直径Ｄ_ｈ）を付与するための、揺動角度θと、ロール３０の加工面３１に形成された歯のピッチ円直径Ｄ_ｒとの組み合わせを、作図するなどして複数（本例の場合には６組）求める。

　次に、揺動角度θおよびピッチ円直径Ｄ_ｒを、式（４）に代入することで、ピッチの差ΔＰを算出する。図４は、ピッチの差ΔＰと揺動角度θとの関係を示している。図４からピッチの差ΔＰが０となる揺動角度θ（図示の例の場合には約５．５度）を求めることで、揺動鍛造の際に、ロール３０の加工面３１に形成された歯の円周方向に関するピッチＰ_ｒと、ハブ側フェイススプライン２１の円周方向に関するピッチＰ_ｈとを互いに一致させることができる。その他の部分の構成および作用は、実施の形態の第１例の場合と同様である。

　本発明を実施する場合、所定の形状を有するハブ側フェイススプラインを得る面からは、実施の形態の各例のように、ロールの揺動角度θと揺動中心距離Ｌとのうちの少なくとも一方を調節することにより、ピッチの差ΔＰを０にすることが好ましい。ただし、ハブ側フェイススプラインの形状を厳密に規制する必要がない場合には、このハブ側フェイススプラインを構成するそれぞれの歯のピッチ円直径を調節することによって、ピッチの差ΔＰを０にすることもできる。

　　１　車輪支持用軸受ユニット
　　２　等速ジョイント用外輪
　　３　外輪
　　４　ハブ
　　５　転動体
　　６　静止側フランジ
　　７ａ、７ｂ　外輪軌道
　　８　ハブ本体
　　９　内輪
　１０　回転側フランジ
　１１ａ、１１ｂ　内輪軌道
　１２　小径段部
　１３　中心孔
　１４　小径部
　１５　ボルト
　１６　杆部
　１７　雄ねじ部
　１８　頭部
　１９　円筒部
　２０　かしめ部
　２１　ハブ側フェイススプライン
　２２　マウス部
　２３　端壁部
　２４　軸部
　２５　ねじ孔
　２６　ジョイント側フェイススプライン
　２７　等速ジョイント用内輪
　２８　ボール
　２９ａ、２９ｂ　保持器
　３０　ロール
　３１　加工面

Claims

　ハブ本体と、内輪とを備え、
　前記ハブ本体は、該ハブ本体の軸方向中間部の外周面に設けられた軸方向片側の内輪軌道と、該ハブ本体の軸方向他端寄り部分に設けられた円筒部と、該ハブ本体の軸方向他端部に設けられ、前記円筒部の軸方向他端部から径方向外方に伸長するかしめ部とを有しており、
　前記内輪は、該内輪の外周面に軸方向他側の内輪軌道を有し、前記円筒部に外嵌されており、
　前記かしめ部は、前記内輪の軸方向他端面を抑えつける軸方向片端面と、円周方向に関する凹凸面であるハブ側フェイススプラインが設けられた軸方向他端面とを有している、
　転がり軸受ユニットの製造方法であって、
　前記ハブ本体の中心軸に対し傾斜した中心軸を有するロールを用い、該ロールの加工面を、前記かしめ部の軸方向他端面に押し付けた状態で、前記ロールを、前記ハブ本体の中心軸を中心に回転させて、前記ロールの加工面と前記かしめ部の軸方向他端面との係合に基づいて、前記ロールを、該ロールの中心軸を中心に回転させることにより、前記かしめ部の軸方向他端面に前記ハブ側フェイススプラインを形成する工程を備え、
　前記ロールの加工面を前記かしめ部の軸方向他端面に押し付けた状態で、前記ロールを前記ハブ本体の中心軸を中心に回転させる際に、前記ロールの加工面のうちで、該ロールの加工面に形成された複数の歯のうちの何れかの歯の歯先が、前記かしめ部の軸方向他端面と最初に接触する部分の径方向位置における、前記加工面に形成されたそれぞれの歯の間隔と、前記かしめ部の軸方向他端面のうちで、該かしめ部の軸方向他端面が、前記ロールの加工面に形成された複数の歯のうちの何れかの歯の歯先と最初に接触する部分の径方向位置における、前記ハブ側フェイススプラインを構成するそれぞれの歯の間隔とを一致させることを特徴とする、
転がり軸受ユニットの製造方法。
　前記ロールの加工面を前記かしめ部の軸方向他端面に押し付けた状態における、
　前記ハブ本体の中心軸と前記ロールの中心軸との交点と、前記かしめ部の軸方向他端面を含む仮想平面との間の該ハブ本体の軸方向の距離である揺動中心距離をＬとし、
　前記ハブ本体の中心軸に対する前記ロールの中心軸の傾斜角度である揺動角度をθとし、
　前記ハブ本体の中心軸を中心とし、かつ、該ハブ本体の中心軸と、前記かしめ部の軸方向他端面のうちで、該かしめ部の軸方向他端面が、前記ロールの加工面に形成された複数の歯のうちの何れかの歯の歯先と最初に接触する部分の径方向位置との間の距離を半径とする仮想円の直径をＤ_ｈとし、
　前記ハブ側フェイススプラインの歯数をＮ_ｈとし、
　前記ロールの加工面に形成された歯の歯数Ｎ_ｒとした場合に、
　Ｎ_ｈ／Ｎ_ｒ＝ｃｏｓθ＋（２Ｌ／Ｄ_ｈ）・ｓｉｎθの関係を満たすように、前記揺動中心距離Ｌ、前記揺動角度θ、および前記ハブ側フェイススプラインのピッチ円直径Ｄ_ｈのうちの少なくとも何れか１つを規制する、
請求項１に記載の転がり軸受ユニットの製造方法。
　前記ロールの加工面を前記かしめ部の軸方向他端面に押し付けた状態における、
　前記ハブ本体の中心軸と前記ロールの中心軸との交点と、前記かしめ部の軸方向他端面を含む仮想平面との間の該ハブ本体の軸方向の距離である揺動中心距離Ｌと、
　前記ハブ本体の中心軸に対する前記ロールの中心軸の傾斜角度である揺動角度θと、
のうちの一方を任意の値に決定した後、
　前記ハブ本体の中心軸を中心とし、かつ、該ハブ本体の中心軸と、前記かしめ部の軸方向他端面のうちで、該かしめ部の軸方向他端面が、前記ロールの加工面に形成された複数の歯のうちの何れかの歯の歯先と最初に接触する部分の径方向位置との間の距離を半径とする仮想円である、前記ハブ側フェイススプラインのピッチ円の直径Ｄ_ｈと、前記ハブ側フェイススプラインの歯数Ｎ_ｈとが所定値を採るようにするための、
　前記揺動中心距離Ｌと前記揺動角度θとのうちの他方の値と、
　前記ロールの加工面に形成されたそれぞれの歯の間隔と前記ハブ側フェイススプラインを構成するそれぞれの歯の間隔との差と、
の関係を求め、
　該関係から前記差を０にすることができる前記揺動中心距離Ｌと前記揺動角度θとのうちの他方の値を決定する、
請求項１に記載の転がり軸受ユニットの製造方法。
　ハブ本体と、内輪とを少なくとも備え、
　前記ハブ本体は、該ハブ本体の軸方向中間部の外周面に設けられた軸方向片側の内輪軌道と、該ハブ本体の軸方向他端寄り部分に設けられた円筒部と、該ハブ本体の軸方向他端部に設けられ、前記円筒部の軸方向他端部から径方向外方に伸長するかしめ部とを備えており、
　前記内輪は、該内輪の外周面に内輪軌道を有し、前記円筒部に外嵌されており、
　前記かしめ部は、前記内輪の軸方向他端面を抑えつける軸方向片端面と、円周方向に関する凹凸面であるハブ側フェイススプラインが設けられた軸方向他端面とを有しており、
　前記ハブ側フェイススプラインを構成するそれぞれの歯の歯先面に、該ハブ側フェイススプラインを形成するための揺動鍛造に起因する放射状の筋が形成されていないことを特徴とする、
転がり軸受ユニット。