WO2018092673A1 - 車輪用軸受のスプライン加工方法 - Google Patents

車輪用軸受のスプライン加工方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2018092673A1
WO2018092673A1 PCT/JP2017/040399 JP2017040399W WO2018092673A1 WO 2018092673 A1 WO2018092673 A1 WO 2018092673A1 JP 2017040399 W JP2017040399 W JP 2017040399W WO 2018092673 A1 WO2018092673 A1 WO 2018092673A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spline
forming
guide
punch
peripheral surface
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/040399
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
和樹 平松
松永　浩司
拓也 藤田
Original Assignee
Ntn株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ntn株式会社 filed Critical Ntn株式会社
Priority to CN201780065662.9A priority Critical patent/CN109862974A/zh
Priority to US16/344,402 priority patent/US20190264745A1/en
Priority to EP17871387.1A priority patent/EP3542920A4/en
Publication of WO2018092673A1 publication Critical patent/WO2018092673A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/64—Special methods of manufacture
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D1/108—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially having retaining means rotating with the coupling and acting by interengaging parts, i.e. positive coupling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/12—Forming profiles on internal or external surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/28—Making machine elements wheels; discs
    • B21K1/30—Making machine elements wheels; discs with gear-teeth
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/18—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/063—Fixing them on the shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
    • F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
    • F16C35/06—Mounting or dismounting of ball or roller bearings; Fixing them onto shaft or in housing
    • F16C35/063—Fixing them on the shaft
    • F16C35/0635—Fixing them on the shaft the bore of the inner ring being of special non-cylindrical shape which co-operates with a complementary shape on the shaft, e.g. teeth, polygonal sections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/05—Making machine elements cages for bearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2310/00—Manufacturing methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2380/00—Bearings
    • B60B2380/10—Type
    • B60B2380/12—Ball bearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2380/00—Bearings
    • B60B2380/30—Cage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2380/00—Bearings
    • B60B2380/70—Arrangements
    • B60B2380/75—Twin or multiple bearings having identical diameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00—Hubs
    • B60B27/0005—Hubs with ball bearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00—Hubs
    • B60B27/0094—Hubs one or more of the bearing races are formed by the hub
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B35/00—Axle units; Parts thereof ; Arrangements for lubrication of axles
    • B60B35/12—Torque-transmitting axles
    • B60B35/14—Torque-transmitting axles composite or split, e.g. half- axles; Couplings between axle parts or sections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/18—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
    • F16C19/181—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact
    • F16C19/183—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles
    • F16C19/184—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement
    • F16C19/186—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement with three raceways provided integrally on parts other than race rings, e.g. third generation hubs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/01—Parts of vehicles in general
    • F16C2326/02—Wheel hubs or castors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/10—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially
    • F16D2001/103—Quick-acting couplings in which the parts are connected by simply bringing them together axially the torque is transmitted via splined connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
    • F16D2003/22326—Attachments to the outer joint member, i.e. attachments to the exterior of the outer joint member or to the shaft of the outer joint member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2250/00—Manufacturing; Assembly
    • F16D2250/0023—Shaping by pressure

Definitions

  • the present invention relates to a spline processing method for a wheel bearing.
  • the hub wheel of the wheel bearing has a constant velocity.
  • Patent Document 1 A wheel bearing device that can be separated from an outer joint member of a universal joint and has excellent maintainability has been proposed (Patent Document 1).
  • the wheel bearing device described in Patent Document 1 has an outer member having a double row outer raceway surface formed on the inner circumference, and a double row inner raceway surface facing the outer raceway surface on the outer circumference.
  • a wheel bearing comprising: an inner member comprising a ring and an inner ring; and a double row rolling element interposed between an outer raceway surface of the outer member and an inner raceway surface of the inner member.
  • a screw tightening structure is configured.
  • the mating contact between the male spline and the female spline It is possible to reduce the press-fit load for close contact with the entire region, and to make it possible to press-fit the outer joint member to the hub wheel with less than the axial force generated by tightening the bolt when the vehicle is assembled by an automobile manufacturer.
  • Patent Document 2 The forming of the female spline of the hub wheel has been conventionally performed by broaching as a cutting process.
  • Patent Document 2 a highly accurate female spline forming technique to the shaft inner diameter by press working has been proposed.
  • a female spline into which the stem portion of the outer joint member is press-fitted into the inner peripheral surface of the hub wheel and an insertion guide for press-fitting the stem portion formed at one end of the female spline.
  • a two-stage spline consisting of a plurality of guide splines is formed. Such a two-stage spline is difficult to form by a method of drawing a spline mandrel as in Patent Document 2.
  • the female spline needs to be in phase with the guide spline.
  • the spline module reference circle diameter / number of teeth
  • an object of the present invention is to provide a spline processing method for a wheel bearing in which the precision of the spline is improved and the mold and the processing equipment are simplified.
  • the present inventors have used an integrated spline punch having a female spline (tightening spline) molding surface and a guide spline molding surface, and a hub as an inner member.
  • the idea of devising the shape of the intermediate part of the ring has led to the present invention.
  • the present invention comprises an outer member having a double row outer raceway surface formed on an inner peripheral surface, and an inner side of the double row facing the outer raceway surface on an outer peripheral surface.
  • An inner member formed with a raceway surface, a double row rolling element interposed between an outer raceway surface of the outer member and an inner raceway surface of the inner member, and a holding for holding the rolling element
  • a spline for tightening is formed on the inner periphery of the inner member, and a guide spline is formed at an inboard side end of the tightening spline.
  • a punch used for spline processing is constituted by an integrated spline punch having a fastening spline forming surface for forming the fastening spline and a guide spline forming surface for forming the guide spline, and the inner peripheral surface of the spline forming
  • the fastening spline and the guide spline are formed by pressing with an integral spline punch.
  • the chamfered portion is formed at the connecting part between the clamping spline molding surface and the guide spline molding surface of the above integrated spline punch, which further improves the axial accuracy of the clamping spline and guide spline.
  • the mold life is also improved.
  • the quality and accuracy of the spline are further improved by forming a heat treatment hardened layer on the outer diameter surface of the intermediate part of the inner member.
  • FIG. 3b is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3a. It is a principal part expanded vertical sectional view which shows the state in the middle of press-fitting the stem part of an outer joint member to the hub ring of a wheel bearing.
  • FIG. 4b is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 4a. It is a principal part expanded vertical sectional view which shows the state after press-fitting the stem part of an outer joint member to the hub ring of the wheel bearing.
  • FIG. 5b is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 5a. It is a longitudinal cross-sectional view which shows the intermediate components of the hub ring in the spline processing method of the wheel bearing which concerns on the 1st Embodiment of this invention. It is a side view which shows an integrated spline punch. It is a cross section of the spline tooth
  • FIG. 8 is a partial side view of the integrated spline punch of FIG. 7.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of three parts in the axial direction of a tightening spline, showing the knowledge of the development process regarding the processing state of the spline. It is a front view of the spline forming surface of the integrated spline punch, showing the knowledge of the development process regarding the processing state of the spline.
  • FIG. 3 is a partial side view of an integrated spline punch, showing knowledge of a development process regarding a spline machining state.
  • This is a longitudinal sectional view of an intermediate part of a hub wheel, showing the knowledge of the development process regarding the spline molding state.
  • FIG. 17B is a cross-sectional view of a tightening spline and a guide spline taken along line DD in FIG. 17A. It is explanatory drawing which gathered the knowledge in the development process.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a state in which a wheel bearing and a constant velocity universal joint are assembled
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a state before the wheel bearing and the constant velocity universal joint are assembled.
  • the wheel bearing 20 mainly includes hub wheels 1 and 2 that are inner members, double-row rolling elements 3 and 4, outer members 5, and cages 15 and 16.
  • the wheel bearing device is assembled by assembling the wheel bearing 20 and the constant velocity universal joint 6.
  • the side closer to the outside of the vehicle body is referred to as the outboard side (left side of the drawing), and the side closer to the center is referred to as the inboard side (right side of the drawing).
  • the hub wheel 1 has an inner raceway surface 7 on the outboard side formed on the outer peripheral surface thereof, and includes a wheel mounting flange 9 for mounting a wheel (not shown). Hub bolts 10 for fixing the wheel and the disk are implanted at equal intervals in the circumferential direction of the wheel mounting flange 9.
  • the inner ring 2 is fitted to the small-diameter step portion 12 formed on the inboard side outer peripheral surface of the hub wheel 1, and the inboard-side inner raceway surface 8 is formed on the outer peripheral surface of the inner ring 2.
  • the inner ring 2 is press-fitted with an appropriate tightening allowance to prevent creep.
  • the outboard side inner raceway surface 7 formed on the outer peripheral surface of the hub wheel 1 and the inboard side inner raceway surface 8 formed on the outer peripheral surface of the inner ring 2 constitute a double row raceway surface.
  • the inner ring 2 is press-fitted into the small-diameter step portion 12 of the hub wheel 1, and the end portion of the small-diameter step portion 12 is crimped to the outside, so that the inner ring 2 is prevented from being detached by the crimping portion 11 and integrated with the hub wheel 1.
  • the preload is applied to the wheel bearing 20.
  • the outer member 5 has double-row outer raceways 13 and 14 facing the inner raceways 7 and 8 of the hub wheel 1 and the inner ring 2 on the inner peripheral surface.
  • the wheel bearing 20 is attached to the vehicle body by fixing the vehicle body mounting flange 19 of the outer member 5 to a knuckle extending from a suspension device (not shown) of the vehicle body.
  • the wheel bearing 20 has a double-row angular ball bearing structure, and the inner raceway surfaces 7 and 8 formed on the outer peripheral surfaces of the hub wheel 1 and the inner ring 2 and the outer raceway surface formed on the inner peripheral surface of the outer member 5.
  • the rolling elements 3, 4 are interposed between the rolling elements 3, 14, and the rolling elements 3, 4 in each row are supported by the cages 15, 16 at equal intervals in the circumferential direction.
  • a pair of seals 17, 18 for sealing the annular space between the outer member 5, the hub wheel 1, and the inner ring 2 so as to be in sliding contact with the outer peripheral surfaces of the hub wheel 1 and the inner ring 2, at both end openings of the wheel bearing 20. are fitted to the inner diameter surfaces of both ends of the outer member 5 to prevent leakage of grease filled inside and intrusion of water and foreign matters from the outside.
  • the constant velocity universal joint 6 is provided at one end of an intermediate shaft 22 constituting the drive shaft 21 and is opposed to the outer joint member 24 having a track groove 23 formed on the inner peripheral surface thereof and the track groove 23 of the outer joint member 24.
  • Torque transmission balls also referred to simply as balls
  • 27 and a cage 28 that holds the ball 27 interposed between the inner peripheral surface of the outer joint member 24 and the outer peripheral surface of the inner joint member 26.
  • the outer joint member 24 is composed of a mouse part 29 that accommodates internal parts including the inner joint member 26, the ball 27, and the cage 28, and a stem part 30 that extends integrally from the mouse part 29 in the axial direction.
  • the inner joint member 26 is coupled so that torque can be transmitted by fitting the shaft end of the intermediate shaft 22 by spline fitting.
  • a resin bellows for preventing leakage of a lubricant such as grease enclosed in the joint and preventing foreign matter from entering from the outside of the joint.
  • the boot 31 is attached and the opening of the outer joint member 24 is closed.
  • a male spline 37 is formed on the outer peripheral surface of the outboard side of the stem portion 30 of the outer joint member 24, and a female spline 39 is formed on the inner peripheral surface of the shaft hole 38 of the hub wheel 1. ing.
  • the male spline 37 of the stem portion 30 of the outer joint member 24 is press-fitted into the female spline 39.
  • the female spline 39 is a fastening spline, and has a fastening allowance n with respect to the circumferential side wall portion 47 of the male spline 37 (see FIG. 4b).
  • This tightening spline 39 means a tightening spline in the present specification and claims.
  • a guide spline 44 is formed at the end of the inboard side of the tightening spline 39.
  • the guide spline 44 guides the male spline 37 at the start of press-fitting of the stem 30.
  • the guide spline 44 has the same phase as the fastening spline 39 and is formed in a spline shape larger than the male spline 37 of the stem portion 30.
  • the inner wall 43 is provided on the outboard side of the shaft hole 38 of the hub wheel 1, and the seat surface 36 of the bolt 32 and the insertion hole 35 are formed.
  • a female thread portion 33 is formed at the shaft end of the stem portion 30 of the outer joint member 24.
  • the outer joint member 24 is press-fitted into the hub wheel 1 by being screwed into the female thread portion 33 of the portion 30 and tightened in a state where the head portion 51 of the bolt 32 is engaged with the seat surface 36, and finally, for the wheel.
  • the bearing 20 and the constant velocity universal joint 6 are fixed.
  • As the material of the outer joint member 24 and the hub wheel 1, medium carbon steel for machine structure represented by S53C and the like is suitable.
  • the male spline 37 of the stem portion 30 is fitted into the guide spline 44 of the hub wheel 1.
  • the hub wheel 1 can be guided so as to be securely pressed into the fastening spline 39 of the hub wheel 1 and stable press-fitting is possible, thereby preventing misalignment and tilting during press-fitting.
  • FIG. 3a is an enlarged vertical cross-sectional view of the main part showing a state before the stem portion of the outer joint member is press-fitted into the hub wheel of the wheel bearing
  • FIG. 3b is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3a.
  • FIG. 4A is an enlarged vertical sectional view of the main part showing a state in which the stem portion of the outer joint member is being press-fitted into the hub wheel of the wheel bearing
  • FIG. 4B is a transverse sectional view taken along the line BB in FIG. 4A.
  • FIG. 5a is an enlarged vertical cross-sectional view of a main part showing a state after the stem portion of the outer joint member is press-fitted into the hub wheel of the wheel bearing
  • FIG. 5b is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 5a. .
  • the male spline 37 is press-fitted into the tightening spline 39.
  • the circumferential dimension of the fastening spline 39 is set smaller than that of the male spline 37.
  • the tightening allowance spline 39 has an allowance n for the circumferential side wall 47 of the male spline 37 only.
  • the total 2n of the interference n on both sides of the tooth surface of the spline is about 10 to 50 ⁇ m.
  • the radial dimension of the fastening spline 39 is set larger than that of the male spline 37.
  • the male spline 37 has a trapezoidal tooth shape, but may have an involute tooth shape.
  • the module of the male spline 37 is set to be smaller than the conventional spline module 1.0 or more in the range of 0.3 to 0.75.
  • the surface hardness of the male spline 37 is preferably higher than the surface hardness of the fastening spline 39.
  • the difference between the surface hardness of the male spline 37 and the surface hardness of the fastening spline 39 is 20 or more in HRC.
  • the surface hardness of the male spline 37 is preferably HRC 50 to 65, and the surface hardness of the fastening spline 39 is preferably HRC 10 to 30.
  • the circumferential side wall 47 of the male spline 37 bites into the tightening spline 39 so that the inner diameter of the hub wheel 1 is slightly expanded, and the axial direction relative to the male spline 37 is increased. Movement is allowed.
  • the shaft hole 38 of the hub wheel 1 is reduced in diameter to return to the original diameter. Accordingly, the male spline 37 and the concave contact surface 40 of the tightening spline 39 are brought into close contact with each other in the entire contact area X, and the outer joint member 24 and the hub wheel 1 can be firmly coupled and integrated.
  • the spline processing method for a wheel bearing according to the present embodiment uses an integrated spline punch having a fastening spline forming surface and a guide spline forming surface, and forms a fastening spline for an intermediate part of the hub wheel.
  • the precision of the fastening spline is improved and the mold and the processing equipment are simplified.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the intermediate part 1 ′ of the hub wheel 1.
  • the intermediate part 1 ′ of the hub wheel 1 is formed by turning or drilling a forged material into a wheel mounting flange 9, an outboard side inner raceway surface 7 ′, a small diameter step portion 12 ′, a shaft hole 38, and a spline.
  • the inner peripheral surface 50, the escape portion 52, the insertion hole 35, the hub bolt hole (not shown), and the like are machined.
  • the escape portion 52 has an inner diameter larger than the inner diameter of the spline-forming inner peripheral surface 50 with an appropriate size. Details of the operation of the escape portion 52 will be described later.
  • FIG. 7 is a side view showing an integrated spline punch
  • FIG. 8a is a cross-sectional view of the spline teeth on the molding surface of the integrated spline punch
  • FIG. 8b is a front view of the spline molding surface of the integrated spline punch
  • FIG. FIG. 3 is a partial side view of an integrated spline punch.
  • the integrated spline punch 80 is formed with a cylindrical guide surface 81, a fastening spline molding surface 82 and a guide spline molding surface 83 formed at the tip.
  • the integrated spline punch 80 has a chamfered portion 84 formed at the connecting portion between the cylindrical guide surface 81 and the fastening spline forming surface 82, and the fastening spline forming surface 82.
  • a chamfered portion 85 is formed at a connection portion between the guide spline forming surface 83 and the guide spline forming surface 83.
  • the fastening spline forming surface 82 and the guide spline forming surface 83 are in phase with each other.
  • the inclination angles of the chamfered portions 84 and 85 are set as appropriate in consideration of material flow, suppression of axial dimensions, and the like.
  • the inclination angle of the chamfered portion 84 is preferably about 20 to 30 °, and the inclination angle of the chamfered portion 85 is preferably about 2 to 8 °.
  • the spline tooth shape of the guide spline forming surface 83 is formed larger than the spline tooth shape of the tightening spline forming surface 82.
  • a broken line inside the spline tooth shape of the guide spline forming surface 83 indicates the spline tooth shape of the tightening spline forming surface 82.
  • FIG. 9a is a schematic view showing a state where the intermediate part of the hub wheel is set on the die
  • FIG. 9b is a schematic view showing a state where the upper punch is in contact with the intermediate part of the hub wheel
  • FIG. 9d is a schematic diagram showing a state in which the hub wheel is discharged.
  • the main mold used in the spline processing method is composed of an upper punch 90, a die 91, a base 92, an integrated spline punch 80, and a work knockout 93.
  • a compression spring 94 is incorporated between the two.
  • the upper punch 90 is retracted upward, and the die 91 is positioned at the upper end by the pressing force of the compression spring 94.
  • the integrated spline punch 80 is fixed to the base 92.
  • the work knockout 93 is retracted downward.
  • the intermediate part 1 ′ of the hub wheel 1 is set in the die 91.
  • the outer peripheral surface of the intermediate part 1 ′ is restrained by a die 91.
  • the upper punch 90 advances downward and contacts the wheel mounting flange 9 of the intermediate part 1 '.
  • the intermediate part 1 ′ constrained by the die 91 descends, and the fastening spline 39 and the guide are attached to the spline-forming inner peripheral surface 50 of the intermediate part 1 ′.
  • the spline 44 is formed into a spline-formed product 1 ′′. In this way, the fastening spline 39 and the guide spline 44 can be formed with one press stroke.
  • the upper punch 90 is retracted to the upper end, the work knockout 93 is advanced upward, and the spline-formed product 1 ′′ is completed. It is discharged from the die 91.
  • FIG. 10 shows a completed spline-formed product 1 ′′ of the hub wheel 1.
  • the integrated spline punch 80 is used, and the intermediate component 1 ′ obtained based on the knowledge of the development process described later is included in the spline formation.
  • the escape portion 52 having an inner diameter larger than the inner diameter of the peripheral surface 50
  • the spline completed product 1 ′′ is provided with a high-accuracy tightening spline 39 and a guide spline 44 on its inner periphery.
  • highly accurate phase alignment of the fastening spline 39 and the guide spline 44 can be realized.
  • FIG. 11 shows an outline of a hub wheel machining process to which the wheel bearing machining method of this embodiment is applied.
  • a base material is manufactured in the forging process shown in FIG. 11a.
  • the outer peripheral surface, the inner peripheral surface, the insertion hole, and the like of the base material are turned to produce the intermediate part 1 '.
  • the intermediate part 1 ′ is subjected to the above-described spline processing to obtain a spline-formed product 1 ′′.
  • This spline processing step is based on the spline processing method of the present embodiment.
  • FIG. 12a is a cross-sectional view before processing
  • FIG. 12b is a cross-sectional view after processing
  • FIG. 12c is a cross-sectional view of a guide spline portion.
  • the fastening spline 39 indicated by a broken line is formed on the intermediate part 1 ′ shown in FIG. 12a
  • the outer diameter of the spline-formed product 1 ′′ is indicated by a two-dot chain line, as shown in FIG.
  • the outer diameter of the intermediate part 1 ′ is slightly increased from the outer diameter.
  • the overall slight increase in the outer diameter of the spline-formed product 1 ′′ as described above is performed by the secondary turning process of FIG. 11d described above. Can be dealt with.
  • a spline machining method for a wheel bearing according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • a feature that a heat-treated hardened layer is formed on the outer diameter side of the spline-formed inner peripheral surface of the intermediate part 1 ′ of the hub wheel 1 is added to the first embodiment.
  • the inner surface of the spline formation of the intermediate part of the hub wheel obtained based on the knowledge of the development process described later
  • a heat-treated hardened layer H is formed in advance on the outer diameter side of the spline-formed inner peripheral surface 50 of the intermediate part 1 ′.
  • the heat-treated hardened layer H extends from the root 9a of the wheel mounting flange to the inner raceway surface 7 ', the cylindrical outer peripheral surface 41, and a part of the small diameter step portion 12'.
  • the heat-treated cured layer H is shown in the range of the total cured layer depth.
  • the total hardened layer depth is a range hardened by heat treatment more than the material hardness before heat treatment, and the material hardness before heat treatment is about HRC 10-30.
  • FIG. 14 shows an outline of a hub wheel machining process to which the wheel bearing machining method of this embodiment is applied. Similar to the first embodiment, the base material is manufactured in the forging process shown in FIG. 14a. Next, in the turning process shown in FIG. 14b, the outer peripheral surface, the inner peripheral surface, the insertion hole and the like of the shaped material are turned. Thereafter, in the heat treatment step shown in FIG. 14c, an intermediate part 1 'having a heat treatment hardened layer formed on the root of the wheel mounting flange, the inner raceway surface, the cylindrical outer peripheral surface, and the small diameter stepped portion is manufactured. In the spline processing step shown in Fig.
  • spline processing is performed on the intermediate part 1 'on which the heat-treated hardened layer is formed, and a spline-formed product 1 "is obtained.
  • This spline processing step is based on the spline processing method of this embodiment.
  • the root of the wheel mounting flange, the inner raceway surface, and the small diameter step portion of the spline-formed product 1 " are ground to complete the hub wheel. Since the heat treatment step is incorporated before the spline processing step, the processing step is also shortened as compared with the first embodiment.
  • FIG. 15 is a schematic diagram showing the knowledge of the development process related to the material flow
  • FIG. 16a shows the knowledge of the development process related to the processing state of the spline
  • FIG. 16C is a front view of the spline forming surface of the integrated spline punch
  • FIG. 16C is a partial side view of the integrated spline punch.
  • FIG. 17A is a longitudinal sectional view of an intermediate part of the hub wheel
  • FIG. 17B is a sectional view of a tightening spline and a guide spline taken along line DD in FIG. 17A.
  • FIG. 18 is a collection of findings in the development process.
  • the left half from the center line is a longitudinal sectional view of the intermediate part without the relief part, and the right half from the center line is the intermediate part in which the relief part and the heat treatment hardened layer are formed.
  • an intermediate part 1 ′ 1 composed of a straight inner peripheral surface having no escape portion shown in the left half of FIG. 18 is prepared, and an integrated spline punch 80 composed of a tightening spline molding surface 82 and a guide spline molding surface 83 is formed.
  • the press processing of the spline was experimented.
  • the integrated spline punch 80 when the integrated spline punch 80 is used, the material flow is pushed into the fastening spline 39 1 side that has already been formed when the guide spline 44 1 portion is formed due to the material flow indicated by the arrow in FIG. Therefore, the shape of the fastening allowance spline 39 1 collapses in the axial direction, and as shown in FIG. 15, the fastening allowance spline 39 1 has a barrel shape, and the fastening allowance n shown in FIG. 4b varies.
  • the press-fit load becomes larger than the pull-in force of the bolt 32 (see FIG. 2). It turns out that the function is not satisfied.
  • the state of the barrel shape of the interference splined 39 1 16 will be described with reference to FIG. 17.
  • the axial ends of the interference splined 39 1 is in contact with the interference splined molding surface 82 of the integrated spline punch 80, the interference splined 39 1 in the axial direction
  • the central portion is formed in a state separated from the spline forming surface 82 with a fastening allowance by a tooth gap s.
  • FIG. 17b shows a tooth trace direction of the state of the spline teeth of interference splined 39 1 and the guide spline 44 1 Figure 17a, Figure 17b.
  • the spline tooth width t of the axial central portion of the interference splined 39 1 is formed smaller than the spline teeth width of the interference splined molding surface 82 indicated by the two-dot chain line, splined interference 39 so that the interference n varies in one axial direction.
  • cross-sectional hatching of the spline teeth is omitted.
  • the idea has been to form the escape portion 52 having the following.
  • the intermediate part 1 ′ 1 having no escape portion shown in the left half of FIG. 18, when pressing is performed with the integrated spline punch 80, the flow of the material during spline forming is indicated by an arrow shown in the left half of FIG. Only the rear side of the integrated spline punch 80 becomes the deformation of the fastening spline 39 in the axial direction.
  • the heat-hardened layer H is formed on the outer diameter side of the spline-forming inner peripheral surface 50 of the intermediate part 1 ′ of the hub wheel 1 to increase the rigidity of the intermediate part 1 ′.
  • the integral spline punch 80 is pushed into the spline forming inner peripheral surface 50 of the intermediate part 1 ′, thereby forming the barrel shape of the tightening spline 39. It was verified that the deformation in the axial direction was alleviated and machining was possible with high accuracy.
  • the integral spline punch 80 is pushed into the intermediate part 1 ′ formed with the heat treatment hardened layer, and the spline is formed, so that the material flows in the axial direction toward the inboard side, and the outer diameter side of the intermediate part 1 ′ Cracks are likely to occur.
  • the inner diameter of the material is increased to reduce the cross-sectional reduction rate in order to suppress the flow of the material, cracks on the outer diameter side are less likely to occur.
  • the spline molding quality is likely to deteriorate. For this reason, it was found that the range of processing conditions (cross-section reduction rate) with good spline quality and accuracy without causing cracks on the outer diameter side was very narrow.
  • the cross-sectional reduction rate is expressed by the following equation.
  • Cross-sectional reduction rate (%) [(cross-sectional area before molding ⁇ cross-sectional area after molding) / cross-sectional area before molding] ⁇ 100
  • forming the relief portion 50 on the outboard side of the spline-forming inner peripheral surface 50 of the intermediate part 1 ′ of the hub wheel 1 described above is a crack on the outer diameter side of the intermediate part 1 ′ in which the heat treatment hardened layer H is formed. It was found to be effective in preventing A relief portion 52 having an inner diameter larger than that of the spline-forming inner peripheral surface 50 is formed in advance on the outboard side of the spline-forming inner peripheral surface 50 of the intermediate part 1 ′, and press working with the integrated spline punch 80 is performed as described above.
  • the flow of the material at the time of the spline molding occurs not only on the rear side of the integrated spline punch 80 but also in the direction of the punch tip, toward the outer diameter side where the heat treatment hardened layer of the intermediate part 1 ′ is formed. It was found that the tensile stress in the axial direction was greatly relaxed and cracking on the outer diameter side could be prevented.
  • the clearance 52 having an inner diameter larger than the spline forming inner peripheral surface 50 is formed in advance on the outboard side of the spline forming inner peripheral surface 50 of the intermediate part 1 ′.
  • the improvement of the spline accuracy improves the forming accuracy of the fastening spline 39, and the first embodiment has been achieved.
  • a heat treatment hardened layer is formed on the outer diameter side of the spline-forming inner peripheral surface 50 of the intermediate part 1 ′ of the hub wheel 1.
  • the relief portion 52 of the intermediate part 1 ′ of the hub wheel 1 is formed by the turning process, but the present invention is not limited to this. It may be formed by a forging process of the shaped member of the wheel 1, and in the case of the second embodiment, the relief portion 52 may be formed after the heat treatment process.
  • one of the double row inner raceway surfaces 7 and 8 formed on the inner member including the hub wheel 1 and the inner ring that is, the inner side on the outboard side.
  • the vehicle bearing of the type it is called the 3rd generation
  • this invention is not limited to this, A pair of inner rings are press-fitted to the outer periphery, and the outboard side race ring 7 is formed on the outer periphery of one inner ring, and the inboard side raceway surface 8 is formed on the outer periphery of the other inner ring (first and second generations). It can also be applied to a type of wheel bearing.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

内周面に複列の外側軌道面１３、１４が形成された外方部材５と、外周面に外側軌道面１３、１４と対向する複列の内側軌道面７、８が形成された内方部材１、２と、外方部材５の外側軌道面１３、１４と内方部材１、２の内側軌道面７、８との間に介装された複列の転動体３、４と、この転動体３、４を保持する保持器１５、１６とからなり、内方部材１、２の内周に締め代付スプライン３９が形成され、この締め代付スプライン３９のインボード側端部にガイドスプライン４４が形成された車輪用軸受２０のスプライン加工方法において、内方部材１、２の中間部品１'に、締め代付スプライン３９とガイドスプライン４４が形成されるスプライン形成内周面５０と、このスプライン形成内周面５０よりアウトボード側にスプライン形成内周面５０より直径の大きい逃げ部５２を形成し、スプライン加工に用いるパンチを、締め代付スプライン３９を成形する締め代付スプライン成形面８２とガイドスプライン４４を成形するガイドスプライン成形面８３を有する一体型スプラインパンチ８０により構成し、スプライン形成内周面５０を一体型スプラインパンチ８０でプレス加工することにより、締め代付スプライン３９とガイドスプライン４４を形成することを特徴とする。

Description

車輪用軸受のスプライン加工方法
　本発明は、車輪用軸受のスプライン加工方法に関する。
　例えば、自動車の懸架装置に対して駆動車輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車の後輪、４ＷＤ車の全輪）を回転自在に支持する車輪用軸受装置として、車輪用軸受のハブ輪と等速自在継手の外側継手部材との分離を可能としてメンテナンス性に優れた車輪用軸受装置が提案されている（特許文献１）。
　特許文献１に記載された車輪用軸受装置は、内周に複列の外側軌道面が形成された外方部材と、外周に外側軌道面と対向する複列の内側軌道面を有し、ハブ輪および内輪からなる内方部材と、外方部材の外側軌道面と内方部材の内側軌道面との間に介装された複列の転動体とからなる車輪用軸受を備え、車輪用軸受のハブ輪の内径に等速自在継手の外側継手部材のステム部を嵌合することにより車輪用軸受に等速自在継手をねじ締め付け構造により分離可能に結合させた車輪用軸受装置であり、外側継手部材のステム部に形成された軸方向に延びる複数の凸部（雄スプライン）を、凸部に対して締め代を有する複数の凹部（雌スプライン）が形成されたハブ輪に圧入し、ハブ輪に凸部の形状を転写することにより、凸部と凹部との嵌合接触部位全域が密着する凹凸嵌合構造を構成している。
　上記の車輪用軸受装置では、外側継手部材のステム部の軸端に形成された雌ねじ部と、この雌ねじ部に螺合した状態でハブ輪の内壁の座面に係止されるボルトとにより、ねじ締め付け構造が構成されている。
　上記の車輪用軸受装置では、外側継手部材のステム部に形成された雄スプラインに対して締め代を有する雌スプラインをハブ輪に予め形成しているので、雄スプラインと雌スプラインとの嵌合接触部位全域で密着させるための圧入荷重を下げることができ、自動車メーカでの車両組み立ての際に、ボルトの締め付けにより発生する軸力以下でハブ輪に対して外側継手部材を圧入可能にできる優れた利点を有する。
　ハブ輪の雌スプラインの成形は、従来、切削加工としてのブローチ加工により実施していた。また、プレス加工よる軸内径への高精度な雌スプライン成形技術が提案されている（特許文献２）。
特開２０１３－２３３８４２号公報 特開２００９－１７２６６３号公報
　ところが、特許文献１の車輪用軸受の場合、等速自在継手の外側継手部材をハブ輪に引き込むためのボルトの座面がハブ輪の内壁に設けられている。このため、ブローチ工具が抜ききれず、従来から実施されてきたブローチ加工が採用できない。
　また、上記の車輪用軸受では、ハブ輪の内周面に、外側継手部材のステム部が圧入される雌スプラインと、この雌スプラインの一端に形成されたステム部を圧入する際の挿入ガイドとしてのガイドスプラインとからなる２段階のスプラインが形成される。このような２段階のスプラインは、特許文献２のようなスプラインマンドレルを引き抜く方式では成形が困難である。
　さらに、雌スプラインはガイドスプラインと位相を合わせる必要があるが、スプラインのモジュール（基準円直径／歯数）が小さいため、雌スプライン成形後にガイドスプライン成形を別に行う２工程の成形では、両スプラインの位相を合わせることが困難であることが判明した。
　加えて、ハブ輪と外側継手部材のステム部の嵌合接触部位全域で雌スプラインの締め代（圧入代）を満たすためには、雌スプラインの高精度化が必要であることが判明した。
　本発明は、上記の問題に鑑み、スプラインの高精度化と共に、金型、加工設備の簡素化を図った車輪用軸受のスプライン加工方法を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記の目的を達成するために種々検討した結果、雌スプライン（締め代付スプライン）成形面とガイドスプライン成形面を有する一体型スプラインパンチを用いると共に、内方部材としてのハブ輪の中間部品の形状を工夫するという着想により、本発明に至った。
　前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、内周面に複列の外側軌道面が形成された外方部材と、外周面に前記外側軌道面と対向する複列の内側軌道面が形成された内方部材と、前記外方部材の外側軌道面と前記内方部材の内側軌道面との間に介装された複列の転動体と、この転動体を保持する保持器とからなり、前記内方部材の内周に締め代付スプラインが形成され、この締め代付スプラインのインボード側端部にガイドスプラインが形成された車輪用軸受のスプライン加工方法において、前記内方部材の中間部品に、前記締め代付スプラインと前記ガイドスプラインが形成されるスプライン形成内周面と、このスプライン形成内周面よりアウトボード側に前記スプライン形成内周面より直径の大きい逃げ部を形成し、前記スプライン加工に用いるパンチを、前記締め代付スプラインを成形する締め代付スプライン成形面と前記ガイドスプラインを成形するガイドスプライン成形面を有する一体型スプラインパンチにより構成し、前記スプライン形成内周面を前記一体型スプラインパンチでプレス加工することにより、前記締め代付スプラインと前記ガイドスプラインを形成することを特徴とする。
　上記の構成により、スプラインの高精度化と共に、金型、加工設備の簡素化を図った車輪用軸受のスプライン加工方法を実現することができる。また、締め代付スプラインとガイドスプラインの高精度な位相合わせが実現できる。
　上記の一体型スプラインパンチの締め代付スプライン成形面とガイドスプライン成形面との接続部に面取り部が形成されていることにより、締め代付スプラインとガイドスプラインの軸方向精度が一層向上し、金型寿命も向上する。
　上記の内方部材の中間部品の外径面に熱処理硬化層が形成されていることにより、スプラインの品質、精度がさらに向上する。
　本発明によれば、スプラインの高精度化と共に、金型、加工設備の簡素化を図った車輪用軸受のスプライン加工方法を実現することができる。
本発明の実施形態に係る車輪用軸受のスプライン加工方法に基づく車輪用軸受と等速自在継手を組み付けた状態を示す縦断面図である。 図１の車輪用軸受と等速自在継手を組み付ける前の状態を示す縦断面図である。 車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材のステム部を圧入する前の状態を示す要部拡大縦断面図である。 図３ａのＡ－Ａ線に沿う横断面図である。 車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材のステム部を圧入する途中の状態を示す要部拡大縦断面図である。 図４ａのＢ－Ｂ線に沿う横断面図である。 車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材のステム部を圧入した後の状態を示す要部拡大縦断面図である。 図５ａのＣ－Ｃ線に沿う横断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る車輪用軸受のスプライン加工方法におけるハブ輪の中間部品を示す縦断面図である。 一体型スプラインパンチを示す側面図である。 図７の一体型スプラインパンチの成形面のスプライン歯の横断面である。 図７の一体型スプラインパンチのスプライン成形面の正面図である。 図７の一体型スプラインパンチの部分側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る車輪用軸受のスプライン加工方法におけるハブ輪の中間部品をダイスにセットした状態を示す概要図である。 本発明の第１の実施形態に係る車輪用軸受のスプライン加工方法における上側パンチがハブ輪の中間部品に当接した状態を示す概要図である。 本発明の第１の実施形態に係る車輪用軸受のスプライン加工方法におけるスプライン加工が終了した状態を示す概要図である。 本発明の第１の実施形態に係る車輪用軸受のスプライン加工方法におけるハブ輪を排出する状態を示す概要図である。 スプライン加工後のハブ輪を示す縦断面図である。 ハブ輪の加工工程における素材の概要図である。 ハブ輪の加工工程における一次旋削加工の概要図である。 ハブ輪の加工工程におけるスプライン加工の概要図である。 ハブ輪の加工工程における二次旋削加工の概要図である。 ハブ輪の加工工程における熱処理の概要図である。 ハブ輪の加工工程における研削加工の概要図である。 スプラインの加工前の横断面図である。 スプラインの加工後の横断面図である。 ガイドスプライン部分の横断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る車輪用軸受のスプライン加工方法におけるハブ輪の中間部品示す縦断面図である。 ハブ輪の加工工程における素材の概要図である。 ハブ輪の加工工程における旋削加工の概要図である。 ハブ輪の加工工程における熱処理の概要図である。 ハブ輪の加工工程におけるスプライン加工の概要図である。 ハブ輪の加工工程における研削加工の概要図である。 材料流れに関する開発過程の知見を示す模式図である。 スプラインの加工状態に関する開発過程の知見を示すもので、締め代付スプラインの軸方向の３部位における横断面図である。 スプラインの加工状態に関する開発過程の知見を示すもので、一体型スプラインパンチのスプライン成形面の正面図である。 スプラインの加工状態に関する開発過程の知見を示すもので、一体型スプラインパンチの部分側面図である。 スプラインの成形状態に関する開発過程の知見を示すもので、ハブ輪の中間部品の縦断面図である。 図１７ａのＤ－Ｄ線で矢視した締め代付スプラインおよびガイドスプラインの断面図である。 開発過程における知見を集約した説明図である。
　本発明の第１の実施形態に係る車輪用軸受のスプライン加工方法を説明する前に、当該スプライン加工方法により得られた車輪用軸受と、この車輪用軸受に組付けられる等速自在継手を図１～図５に基づいて説明する。図１は、車輪用軸受と等速自在継手を組み付けた状態を示す縦断面図で、図２は、車輪用軸受と等速自在継手を組み付ける前の状態を示す縦断面図である。
　図１および図２に示すように、車輪用軸受２０は、内方部材であるハブ輪１および内輪２、複列の転動体３、４、外方部材５および保持器１５、１６を主な構成とする。車輪用軸受２０と等速自在継手６を組み付けて車輪用軸受装置となる。以下の説明では、車体の外側寄りとなる側をアウトボード側（図面左側）と呼び、中央寄りとなる側をインボード側（図面右側）と呼ぶ。
　ハブ輪１は、その外周面にアウトボード側の内側軌道面７が形成されると共に、車輪（図示省略）を取り付けるための車輪取付フランジ９を備えている。この車輪取付フランジ９の円周方向等間隔に、ホイール、ディスクを固定するためのハブボルト１０が植設されている。このハブ輪１のインボード側外周面に形成された小径段部１２に内輪２を嵌合させ、この内輪２の外周面にインボード側の内側軌道面８が形成されている。
　内輪２は、クリープを防ぐために適当な締め代をもって圧入されている。ハブ輪１の外周面に形成されたアウトボード側の内側軌道面７と、内輪２の外周面に形成されたインボード側の内側軌道面８とで複列の軌道面を構成する。この内輪２をハブ輪１の小径段部１２に圧入し、その小径段部１２の端部を外側に加締めることにより、加締め部１１でもって内輪２を抜け止めしてハブ輪１と一体化し、車輪用軸受２０に予圧を付与している。
　外方部材５は、内周面にハブ輪１および内輪２の内側軌道面７、８と対向する複列の外側軌道面１３、１４が形成されている。この外方部材５の車体取付フランジ１９を車体の懸架装置（図示省略）から延びるナックルに固定することにより、車輪用軸受２０を車体に取り付けるようにしている。
　車輪用軸受２０は、複列のアンギュラ玉軸受構造で、ハブ輪１および内輪２の外周面に形成された内側軌道面７、８と外方部材５の内周面に形成された外側軌道面１３、１４との間に転動体３、４を介在させ、各列の転動体３、４を保持器１５、１６により円周方向等間隔に支持した構造を有する。
　車輪用軸受２０の両端開口部には、ハブ輪１と内輪２の外周面に摺接するように、外方部材５とハブ輪１および内輪２との環状空間を密封する一対のシール１７、１８が外方部材５の両端部内径面に嵌合され、内部に充填されたグリースの漏洩ならびに外部からの水や異物の侵入を防止するようになっている。
　等速自在継手６は、ドライブシャフト２１を構成する中間シャフト２２の一端に設けられ、内周面にトラック溝２３が形成された外側継手部材２４と、その外側継手部材２４のトラック溝２３と対向するトラック溝２５が外周面に形成された内側継手部材２６と、外側継手部材２４のトラック溝２３と内側継手部材２６のトラック溝２５との間に組み込まれたトルク伝達ボール（単に、ボールともいう）２７と、外側継手部材２４の内周面と内側継手部材２６の外周面との間に介在してボール２７を保持するケージ２８とで構成されている。
　外側継手部材２４は、内側継手部材２６、ボール２７およびケージ２８からなる内部部品を収容したマウス部２９と、マウス部２９から軸方向に一体的に延びるステム部３０とで構成されている。内側継手部材２６は、中間シャフト２２の軸端が圧入されてスプライン嵌合によりトルク伝達可能に結合されている。
　等速自在継手６の外側継手部材２４と中間シャフト２２との間に、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩を防ぐと共に継手外部からの異物侵入を防止するための樹脂製の蛇腹状ブーツ３１を装着して、外側継手部材２４の開口部を閉塞した構造としている。
　図２に示すように、外側継手部材２４のステム部３０のアウトボード側外周面に雄スプライン３７が形成され、ハブ輪１の軸孔３８のアウトボード側内周面に雌スプライン３９が形成されている。雌スプライン３９に外側継手部材２４のステム部３０の雄スプライン３７が圧入される。雌スプライン３９が締め代付スプラインであり、雄スプライン３７の周方向側壁部４７に対して締め代ｎを有する（図４ｂ参照）。この締め代付スプライン３９が本明細書および請求の範囲における締め代付スプラインを意味する。以降の説明では、締め代付スプライン３９と称する。締め代付スプライン３９のインボード側端部にガイドスプライン４４が形成されている。ガイドスプライン４４は、ステム３０の圧入開始時に雄スプライン３７をガイドするものである。ガイドスプライン４４は、締め代付スプライン３９と同位相で、ステム部３０の雄スプライン３７より大きめのスプライン形状に形成されている。
　ハブ輪１の軸孔３８のアウトボード側に内壁４３が設けられ、ボルト３２の座面３６と挿通孔３５が形成されている。一方、外側継手部材２４のステム部３０の軸端に雌ねじ部３３が形成されている。外側継手部材２４のステム部３０をハブ輪１の軸孔３８に嵌挿した状態で、ボルト３２の雄ねじ部３４を内壁４３の挿通孔３５に挿通し、雄ねじ部３４を外側継手部材２４のステム部３０の雌ねじ部３３に螺合させ、ボルト３２の頭部５１が座面３６に係止させた状態で締め付けることにより、外側継手部材２４をハブ輪１に圧入し、最終的に、車輪用軸受２０と等速自在継手６とを固定する。外側継手部材２４およびハブ輪１の材質としては、Ｓ５３Ｃ等に代表される機械構造用の中炭素鋼が好適である。
　外側継手部材２４のステム部３０をハブ輪１の軸孔３８に嵌挿した際、ステム部３０の雄スプライン３７がハブ輪１のガイドスプライン４４に嵌り込むので、ステム部３０の雄スプライン３７はハブ輪１の締め代付スプライン３９に確実に圧入するように誘導することができ、安定した圧入が可能になって圧入時の芯ずれや芯傾きを防止することができる。
　車輪用軸受のハブ輪へ外側継手部材のステム部を圧入する過程の詳細を図３～図５に基づいて説明する。図３ａは車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材のステム部を圧入する前の状態を示す要部拡大縦断面図で、図３ｂは、図３ａのＡ－Ａ線に沿う横断面図である。図４ａは車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材のステム部を圧入する途中の状態を示す要部拡大縦断面図で、図４ｂは、図４ａのＢ－Ｂ線に沿う横断面図である。図５ａは車輪用軸受のハブ輪に外側継手部材のステム部を圧入した後の状態を示す要部拡大縦断面図で、図５ｂは、図５ａのＣ－Ｃ線に沿う横断面図である。
　図３ａに示すように、ステム部３０の雄スプライン３７の先端がガイドスプライン４４に嵌り込んだ状態では、図３ｂに示すように雄スプライン３７とガイドスプライン４４との間に隙間ｍが形成される。この隙間ｍの存在により、雄スプライン３７のガイドスプライン４４への嵌合が容易であり、かつ、確実に圧入するように誘導することができる。
　続いて、図４ａに示すように、雄スプライン３７が締め代付スプライン３９に圧入される。図４ｂに示すように、締め代付スプライン３９の周方向寸法は雄スプライン３７より小さく設定されている。このため、締め代付スプライン３９は雄スプライン３７の周方向側壁部４７のみに対して締め代ｎを有する。スプラインの歯面の両側の締め代ｎを合計した２ｎは１０～５０μｍ程度である。また、締め代付スプライン３９の径方向寸法を雄スプライン３７よりも大きく設定している。このため、雄スプライン３７の周方向側壁部４７を除く部位、つまり、雄スプライン３７の径方向先端部４８と締め代付スプライン３９との間に隙間ｐを有する。なお、雄スプライン３７は断面台形の歯形状としているが、インボリュート歯形状であってもよい。雄スプライン３７のモジュールは、０．３～０．７５の範囲で、従来スプラインのモジュール１．０以上に比べて、小さく設定されている。
　図５ａ、図５ｂに示すように、ステム部３０をハブ輪１の軸孔３８に圧入するに際して、雄スプライン３７の周方向側壁部４７により締め代付スプライン３９の表面を極僅かに切削加工し、また極僅かな塑性変形や弾性変形を付随的に伴いながら、締め代付スプライン３９に雄スプライン３７の周方向側壁部４７の形状が転写され凹表面４０が形成されることになる。図５ａに示すように、上記の転写によって生じる食み出し部４５は収容部４６に保持されるので、食み出し部４５の除去処理が不要となり、作業工数の削減、作業性の向上およびコスト低減を図ることができる。雄スプライン３７の表面硬度は、締め代付スプライン３９の表面硬度よりも高くすることが好ましく、例えば、雄スプライン３７の表面硬度と締め代付スプライン３９の表面硬度との差をＨＲＣで２０以上とし、雄スプライン３７の表面硬度は、ＨＲＣ５０～６５、締め代付スプライン３９の表面硬度は、ＨＲＣ１０～３０が好適である。
　圧入の際、雄スプライン３７の周方向側壁部４７が締め代付スプライン３９に食い込んでいくことによってハブ輪１の内径が僅かに拡径した状態となって、雄スプライン３７の軸方向の相対的移動が許容される。雄スプライン３７の軸方向相対移動が停止すれば、ハブ輪１の軸孔３８が元の径に戻ろうとして縮径することになる。これによって、雄スプライン３７と締め代付スプライン３９の凹表面４０との嵌合接触部位全域Ｘで密着し、外側継手部材２４とハブ輪１を強固に結合一体化することができる。
　上記のような圧入状態であるので、大きな圧入荷重を必要としない。このことから、自動車メーカでの車両組立時、車輪用軸受２０を車体の懸架装置から延びるナックルに取付けた後、締め付け固定用のボルト３２による引き込み力でもって、ハブ輪１の軸孔３８に外側継手部材２４のステム部３０を圧入することができ、車輪用軸受２０に等速自在継手６を簡易に組み付けることが可能となる、その結果、車体への組付けにおける作業が向上し、組付け時の部品の損傷を未然に防止することができる。
　車輪用軸受および等速自在継手の全体構成は以上に述べたとおりである。次に、本発明の第１の実施形態にかかる車輪用軸受のスプライン加工方法を図６～図１２に基づいて説明する。本実施形態の車輪用軸受のスプライン加工方法は、要約すると、締め代付スプライン成形面とガイドスプライン成形面を有する一体型スプラインパンチを用いると共に、ハブ輪の中間部品の締め代付スプラインを形成する内周面のアウトボード側に逃げ部を形成したことにより、締め代付スプラインの高精度化と共に、金型、加工設備の簡素化を図ったことを特徴とする。
　まず、ハブ輪１の中間部品１’を図６に基づいて説明する。図６はハブ輪１の中間部品１’を示す縦断面図である。ハブ輪１の中間部品１’は、鍛造加工した素形材を旋削加工や穴あけ加工により、車輪取付フランジ９、アウトボード側内側軌道面７’、小径段部１２’、軸孔３８、スプライン形成内周面５０、逃げ部５２、挿通孔３５、ハブボルト孔（図示省略）等が機械加工される。逃げ部５２は、スプライン形成内周面５０の内径よりも適宜の寸法で大きな内径を有する。逃げ部５２の作用の詳細は後述する。
　次に、スプライン加工に用いる一体型スプラインパンチを図７、図８に基づいて説明する。図７は、一体型スプラインパンチを示す側面図で、図８ａは一体型スプラインパンチの成形面のスプライン歯の横断面で、図８ｂは一体型スプラインパンチのスプライン成形面の正面図で、図８ｃは一体型スプラインパンチの部分側面図である。図７に示すように、一体型スプラインパンチ８０には、先端に形成された円筒状ガイド面８１、締め代付スプライン成形面８２およびガイドスプライン成形面８３が形成されている。
　図８ｂ、図８ｃに示すように、一体型スプラインパンチ８０には、円筒状ガイド面８１と締め代付スプライン成形面８２との接続部に面取り部８４が形成され、締め代付スプライン成形面８２とガイドスプライン成形面８３との接続部に面取り部８５が形成されている。締め代付スプライン成形面８２とガイドスプライン成形面８３は位相が一致している。面取り部８４、８５の傾斜角は材料流れや軸方向寸法の抑制等を考慮して適宜設定される。面取り部８４の傾斜角は２０～３０°程度、面取り部８５の傾斜角は２～８°程度が好ましい。
　図８ａに示すように、締め代付スプライン成形面８２のスプライン歯形状に対してガイドスプライン成形面８３のスプライン歯形状は大きめに形成されている。ガイドスプライン成形面８３のスプライン歯形状の内側の破線が締め代付スプライン成形面８２のスプライン歯形状を示す。これにより、図３ｂで前述した隙間ｍが確保される。図８ａでは、図を見やすくするために断面のハッチングを省略している。
　次に、スプラインの加工工程を図９に基づいて説明する。図９ａはハブ輪の中間部品をダイスにセットした状態を示す概要図で、図９ｂは上側パンチがハブ輪の中間部品に当接した状態を示す概要図で、図９ｃはスプライン加工が終了した状態を示す概要図で、図９ｄはハブ輪を排出する状態を示す概要図である。図９ａ～図９ｄに示すように、スプライン加工方法に用いる主な金型は、上側パンチ９０、ダイス９１、ベース９２、一体型スプラインパンチ８０およびワークノックアウト９３とからなり、ダイス９１とベース９２との間に圧縮ばね９４が組み込まれている。このように、本実施形態のスプライン加工方法は、簡素な金型構造、設備構造を実現することができる。
　図９ａに示すように、上側パンチ９０が上方に後退し、ダイス９１が圧縮ばね９４の押圧力により上方端に位置する。一体型スプラインパンチ８０はベース９２に固定されている。ワークノックアウト９３は下方に後退している。この状態で、ハブ輪１の中間部品１’がダイス９１内にセットされる。中間部品１’の外周面はダイス９１により拘束される。
　図９ｂに示すように、上側パンチ９０が下方へ前進し、中間部品１’の車輪取付フランジ９に当接する。そして、上側パンチ９０がさらに前進すると、図９ｃに示すように、ダイス９１に拘束された中間部品１’が下降し、中間部品１’のスプライン形成内周面５０に締め代付スプライン３９およびガイドスプライン４４が成形され、スプライン成形完了品１”となる。このように、プレス１ストロークで締め代付スプライン３９とガイドスプライン４４を成形することができる。
　締め代付スプライン３９およびガイドスプライン４４の成形が終了した後、図９ｄに示すように、上側パンチ９０が上方端まで後退し、ワークノックアウト９３が上方に前進して、スプライン成形完了品１”がダイス９１から排出される。
　図１０にハブ輪１のスプライン成形完了品１”を示す。本実施形態では、一体型スプラインパンチ８０を用いると共に、後述する開発過程の知見に基づいて得られた中間部品１’にスプライン形成内周面５０の内径よりも大きな内径を有する逃げ部５２を設けたことにより、スプライン完了品１”は、その内周に高精度の締め代付スプライン３９、ガイドスプライン４４が形成されている。加えて、一体型スプラインパンチ８０を用いたことにより、締め代付スプライン３９、ガイドスプライン４４の高精度な位相合わせが実現できる。
　本実施形態の車輪用軸受の加工方法が適用されたハブ輪の加工工程の概要を図１１に示す。まず、図１１ａに示す鍛造加工工程で素形材を製作する。その後、図１１ｂに示す一次旋削加工工程で、素形材の外周面、内周面、挿通孔等を旋削加工し、中間部品１’を製作する。続いて、図１１ｃに示すスプライン加工工程で、中間部品１’に前述したスプライン加工を施し、スプライン成形完了品１”が得られる。このスプライン加工工程が本実施形態のスプライン加工方法に基づくものである。図１１ｄに示す二次旋削加工工程で、スプライン成形完了品１”の円筒状外周面、小径段部等を旋削加工する。その後、図１１ｅに示す熱処理工程で、車輪取付フランジの付根、内側軌道面、円筒状外周面、小径段部の一部に熱処理硬化層を形成する。最後に、図１１ｆに示す研削加工工程で、車輪取付フランジの付根、内側軌道面、小径段部を研削加工し、ハブ輪が完成する。
　前述したスプライン加工では、スプラインの成形に伴う断面減少率の関係でスプライン成形完了品の外周面の直径が全体的に僅かに拡径する。その状態を図１２に示す。図１２ａ図は加工前の横断面図で、図１２ｂは加工後の横断面図で、図１２ｃはガイドスプライン部分の横断面図である。図１２ａに示す中間部品１’に破線で示す締め代付スプライン３９を成形すると、断面減少率に基づいて図１２ｂに示すように、スプライン成形完了品１”の外径が、二点鎖線で示す中間部品１’の外径よりも僅かに拡径することになる。このようなスプライン成形完了品１”の外径の全体的な僅かな拡径は、前述した図１１ｄの二次旋削加工により対処することができる。
　次に、本発明の第２の実施形態に係る車輪用軸受のスプライン加工方法を図１３、図１４に基づいて説明する。本実施形態は、第１の実施形態に対して、さらに、ハブ輪１の中間部品１’のスプライン形成内周面の外径側に熱処理硬化層を形成する特徴を加えたものである。一体型スプラインパンチを用いると共に、スプライン形成内周面より大きい内径を有する逃げ部を設けることに加えて、後述する開発過程の知見に基づいて得られたハブ輪の中間部品のスプライン形成内周面の外径側に熱処理硬化層を形成することにより、双方が相俟って、スプラインの品質、精度がさらに向上する。
　本実施形態の車輪用軸受のスプライン加工方法に用いるハブ輪１の中間部品１’を図１３に基づいて説明する。中間部品１’のスプライン形成内周面５０の外径側に熱処理硬化層Ｈが事前に形成されている。熱処理硬化層Ｈは、車輪取付フランジの付根９ａから、内側軌道面７’、円筒状外周面４１、小径段部１２’の一部にまで延びている。熱処理硬化層Ｈは全硬化層深さの範囲で示している。全硬化層深さは、熱処理前の素材硬度以上に熱処理により硬化した範囲であり、熱処理前の素材硬度としては、ＨＲＣ１０～３０程度である。中間部品１’のその他の構成は、第１の実施形態における中間部品１’と同様であるので、同じ機能を有する部位には、同一の符号を付して、説明を省略する。また、本実施形態におけるスプライン加工工程は、第１の実施形態と同様であるので、その内容を準用し、説明を省略する。
　本実施形態の車輪用軸受の加工方法が適用されたハブ輪の加工工程の概要を図１４に示す。第１の実施形態と同様、図１４ａに示す鍛造加工工程で素形材を製作する。次に、図１４ｂに示す旋削加工工程で、素形材の外周面、内周面、挿通孔等を旋削加工する。その後、図１４ｃに示す熱処理工程で、車輪取付フランジの付根、内側軌道面、円筒状外周面、小径段部に熱処理硬化層が形成された中間部品１’を製作する。図１４ｄに示すスプライン加工工程で、熱処理硬化層が形成された中間部品１’にスプライン加工を施し、スプライン成形完了品１”が得られる。このスプライン加工工程が本実施形態のスプライン加工方法に基づくものである。最後に、図１４ｅに示す研削加工工程で、スプライン成形完了品１”の車輪取付フランジの付根、内側軌道面、小径段部を研削加工し、ハブ輪が完成する。スプライン加工工程の前に熱処理工程が組み込まれるので、第１の実施形態に比べて、加工工程も短縮される。
　最後に、本発明の第１および第２の実施形態に至った開発過程における知見を図１５～図１８に基づいてまとめて説明する。図１５は材料流れに関する開発過程の知見を示す模式図で、図１６ａはスプラインの加工状態に関する開発過程の知見を示し、締め代付スプラインの軸方向の３部位における横断面図で、図１６ｂは一体型スプラインパンチのスプライン成形面の正面図で、図１６ｃは一体型スプラインパンチの部分側面図である。図１７ａはハブ輪の中間部品の縦断面図で、図１７ｂは、図１７ａのＤ－Ｄ線で矢視した締め代付スプラインおよびガイドスプラインの断面図である。図１８は、開発過程における知見を集約したもので、中心線から左半分は逃げ部を設けない中間部品の縦断面図で、中心線から右半分は逃げ部、熱処理硬化層を形成した中間部品の縦断面図である。
　まず、図１８の左半分に示す逃げ部のないストレートな内周面からなる中間部品１’1を作成し、締め代付スプライン成形面８２とガイドスプライン成形面８３とからなる一体型スプラインパンチ８０によりスプラインのプレス加工を実験した。
　しかし、一体型スプラインパンチ８０を使用した場合、図１５に矢印で示す材料流れにより、ガイドスプライン４４1部分の成形時に、すでに成形されている締め代付スプライン３９1側へ材料を押し込むことになるため、締め代付スプライン３９1の形状が軸方向で崩れ、図１５に示すように、締め代付スプライン３９1が樽型形状になり、図４ｂに示す締め代ｎにばらつきが生じる。これにより、ハブ輪１にステム部３０との嵌合の際に、嵌合接触部位全域Ｘで締め代をつけた場合、圧入荷重がボルト３２（図２参照）の引き込み力より大きくなり、製品機能を満足しないことが判明した。
　締め代付スプライン３９1の樽型形状の状態を図１６、図１７に基づいて説明する。図１６に示すように、締め代付スプライン３９1の軸方向の両端は、一体型スプラインパンチ８０の締め代付スプライン成形面８２に接触しているが、締め代付スプライン３９1の軸方向の中央部分は締め代付スプライン成形面８２との間に歯隙間ｓだけ離れた状態に成形される。
　さらに、締め代付スプライン３９1とガイドスプライン４４1のスプライン歯の歯筋方向の状態を図１７ａ、図１７ｂに示す。図１７ｂに示すように、締め代付スプライン３９1の軸方向の中央部分のスプライン歯幅ｔが二点鎖線で示す締め代付スプライン成形面８２のスプライン歯幅より小さく成形され、締め代付スプライン３９1の軸方向で締め代ｎがばらつくことになる。図１７ｂではスプライン歯の断面のハッチングは省略している。
　以上の知見を基に種々検討した結果、図１８の右半分に示すように、ハブ輪１の中間部品１’のスプライン形成内周面５０のアウトボード側にスプライン形成内周面５０より大きい内径を有する逃げ部５２を形成するという着想に至った。図１８の左半分に示す逃げ部のない中間部品１’1では、一体型スプラインパンチ８０でプレス加工を行うと、図１８の左半分に示す矢印のように、スプライン成形時の材料の流動が一体型スプラインパンチ８０の後方側のみとなり締め代付スプライン３９の軸方向の変形が大きくなる。これに対して、中間部品１’に逃げ部５２を設け、一体型スプラインパンチ８０でプレス加工を行うことにより、図１８の右半分に示す矢印のように、スプライン成形時の材料の流動が、一体型スプラインパンチ８０の後方側だけでなく、パンチ先端方向への流れも発生し、ガイドスプライン４４成形時の締め代付スプライン３９の軸方向の変形が抑えられることが判明した。その結果、締め代付スプライン３９の成形精度が向上し、締め代付スプライン３９の歯隙間ｓ、ひいては締め代ｎのばらつきを抑制できることが検証できた。
　さらに、ハブ輪１の中間部品１’のスプライン形成内周面５０の外径側に熱処理硬化層Ｈを形成し中間部品１’の剛性が高めるという着想に至った。中間部品１’の外径側に熱処理硬化層Ｈを形成した段階で、一体型スプラインパンチ８０を中間部品１’のスプライン形成内周面５０に押し込むことにより、締め代付スプライン３９の樽型形状の軸方向変形が緩和され、精度良く加工することができることが検証できた。
　一方で、熱処理硬化層を形成した中間部品１’に一体型スプラインパンチ８０を押し込み、スプラインを成形することで、材料がインボード側へ軸方向に流動し、中間部品１’の外径側の割れが発生しやすくなる。割れ対策として、材料の流動を抑えるために、素材の内径を大きくして断面減少率を下げると、外径側の割れは起こりにくくなるものの、スプライン部は切削加工のようにバリ、切粉が発生し、スプラインの成形品質が悪化しやすい。そのため、外径側の割れを起こさず、スプラインの品質、精度が良い加工条件（断面減少率）の範囲は非常に狭いことが判明した。
ここで、上記の断面減少率は、次の式で表される。
断面減少率（％）＝〔（成形前の断面積－成形後の断面積）／成形前の断面積〕×１００
　しかし、前述したハブ輪１の中間部品１’のスプライン形成内周面５０のアウトボード側に逃げ部５０を形成することが、熱処理硬化層Ｈを形成した中間部品１’の外径側の割れの防止に効果があることが判明した。中間部品１’のスプライン形成内周面５０のアウトボード側にスプライン形成内周面５０より大きい内径を有する逃げ部５２を事前に形成し、一体型スプラインパンチ８０でプレス加工を行うことにより、前述したように、スプライン成形時の材料の流動が一体型スプラインパンチ８０の後方側だけでなく、パンチ先端方向への流れも発生し、中間部品１’の熱処理硬化層が形成された外径側への軸方向の引張応力が大幅に緩和され、外径側の割れが防止できることが判明した。
　以上より、一体型スプラインパンチ８０でプレス加工する場合、中間部品１’のスプライン形成内周面５０のアウトボード側にスプライン形成内周面５０より大きい内径を有する逃げ部５２を事前に形成することにより、スプライン精度が向上することが締め代付スプライン３９の成形精度が向上することが検証でき、第１の実施形態に至った。さらに、スプライン形成内周面５０より大きい内径を有する逃げ部を設けることに加えて、ハブ輪１の中間部品１’のスプライン形成内周面５０の外径側に熱処理硬化層を形成することにより、双方が相俟って、スプラインの品質、精度がさらに向上することが検証でき、第２の実施形態に至った。
　以上の実施形態に係る車輪用軸受のスプライン加工方法では、ハブ輪１の中間部品１’の逃げ部５２を旋削加工工程で形成したものを例示したが、これに限定されることはなく、ハブ輪１の素形材の鍛造加工工程で形成してもよく、また、第２の実施形態の場合では、熱処理工程後に逃げ部５２を形成してもよい。
　また、以上の実施形態に係る車輪用軸受のスプライン加工方法では、ハブ輪１および内輪からなる内方部材に形成された複列の内側軌道面７、８の一方、つまり、アウトボード側の内側軌道面７をハブ輪１の外周に形成した（第三世代と称される）タイプの車両用軸受に適用した場合を例示したが、本発明はこれに限定されることはなく、ハブ輪の外周に一対の内輪を圧入し、アウトボード側の軌道輪７を一方の内輪の外周に形成すると共に、インボード側の軌道面８を他方の内輪の外周に形成した（第一、第二世代と称される）タイプの車輪用軸受にも適用可能である。
　本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
１　　　　　　ハブ輪
１’　　　　　中間部品
２　　　　　　内輪
３　　　　　　転動体
４　　　　　　転動体
５　　　　　　外方部材
６　　　　　　等速自在継手
７　　　　　　内側軌道面
８　　　　　　内側軌道面
１２　　　　　小径段部
１３　　　　　外側軌道面
１４　　　　　外側軌道面
１５　　　　　保持器
１６　　　　　保持器
２０　　　　　車輪用軸受
２４　　　　　外側継手部材
３０　　　　　ステム部
３２　　　　　ボルト
３７　　　　　雄スプライン
３８　　　　　軸孔
３９　　　　　締め代付スプライン
４４　　　　　ガイドスプライン
５０　　　　　スプライン形成内周面
５２　　　　　逃げ部
８０　　　　　一体型スプラインパンチ
８２　　　　　締め代付スプライン成形面
８３　　　　　ガイドスプライン成形面
８５　　　　　面取り部
９０　　　　　上側パンチ
９１　　　　　ダイス
９２　　　　　ベース
Ｈ　　　　　　熱処理硬化層
ｍ　　　　　　隙間
ｎ　　　　　　締め代

Claims (3)

  1. 　内周面に複列の外側軌道面が形成された外方部材と、外周面に前記外側軌道面と対向する複列の内側軌道面が形成された内方部材と、前記外方部材の外側軌道面と前記内方部材の内側軌道面との間に介装された複列の転動体と、この転動体を保持する保持器とからなり、前記内方部材の内周に締め代付スプラインが形成され、この締め代付スプラインのインボード側端部にガイドスプラインが形成された車輪用軸受のスプライン加工方法において、
    　前記内方部材の中間部品に、前記締め代付スプラインと前記ガイドスプラインが形成されるスプライン形成内周面と、このスプライン形成内周面よりアウトボード側に前記スプライン形成内周面より直径の大きい逃げ部を形成し、
    　前記スプライン加工に用いるパンチを、前記締め代付スプラインを成形する締め代付スプライン成形面と前記ガイドスプラインを成形するガイドスプライン成形面を有する一体型スプラインパンチにより構成し、
    　前記スプライン形成内周面を前記一体型スプラインパンチでプレス加工することにより、前記締め代付スプラインと前記ガイドスプラインを形成することを特徴とする車輪用軸受のスプライン加工方法。
  2. 　前記一体型パンチの前記締め代付スプライン成形面と前記ガイドスプライン成形面との接続部に面取り部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車輪用軸受のスプライン加工方法。
  3. 　前記内方部材の中間部品の外径面に熱処理硬化層が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車輪用軸受のスプライン加工方法。
PCT/JP2017/040399 2016-11-17 2017-11-09 車輪用軸受のスプライン加工方法 WO2018092673A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780065662.9A CN109862974A (zh) 2016-11-17 2017-11-09 车轮用轴承的花键加工方法
US16/344,402 US20190264745A1 (en) 2016-11-17 2017-11-09 Method for splining wheel bearing
EP17871387.1A EP3542920A4 (en) 2016-11-17 2017-11-09 METHOD FOR INTERLOCKING A WHEEL BEARING

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-224073 2016-11-17
JP2016224073A JP2018079498A (ja) 2016-11-17 2016-11-17 車輪用軸受のスプライン加工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018092673A1 true WO2018092673A1 (ja) 2018-05-24

Family

ID=62145452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/040399 WO2018092673A1 (ja) 2016-11-17 2017-11-09 車輪用軸受のスプライン加工方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20190264745A1 (ja)
EP (1) EP3542920A4 (ja)
JP (1) JP2018079498A (ja)
CN (1) CN109862974A (ja)
WO (1) WO2018092673A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112303138A (zh) * 2020-09-22 2021-02-02 北京京东乾石科技有限公司 滚珠花键装置、自动引导运输车及立体库系统
WO2024024645A1 (ja) * 2022-07-27 2024-02-01 Ntn株式会社 車輪用軸受装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6537915B2 (ja) * 2015-07-27 2019-07-03 Ntn株式会社 ピッチ円錐角測定方法及び測定装置
US20230003256A1 (en) * 2017-10-24 2023-01-05 Ntn Corporation Wheel bearing device and method for manufacturing said device
EP3734112B1 (de) * 2019-04-30 2024-09-11 Flender GmbH Planetengetriebe
CN113638946B (zh) * 2021-07-09 2022-12-27 浙江万里扬新能源驱动有限公司 一种花键配合结构及装配方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1133662A (ja) * 1997-05-21 1999-02-09 Toyota Motor Corp 多段内溝部材鍛造用パンチ
JP2009172663A (ja) 2008-01-28 2009-08-06 Shoda Seisakusho:Kk 中空シャフトの内径スプライン成形方法および成形装置
JP2010127305A (ja) * 2008-11-25 2010-06-10 Jtekt Corp 転がり軸受装置の製造方法
JP2012196695A (ja) * 2011-03-22 2012-10-18 Toyota Motor Corp 鍛造歯形成形方法及びその成形品
JP2013177973A (ja) * 2013-03-25 2013-09-09 Ntn Corp 車輪用軸受装置、およびその製造方法
JP2013233842A (ja) 2012-05-08 2013-11-21 Ntn Corp 車輪用軸受、等速自在継手および車輪用軸受装置
JP2015036266A (ja) * 2013-08-12 2015-02-23 Ntn株式会社 車輪用軸受装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8757887B2 (en) * 2007-03-22 2014-06-24 Ntn Corporation Bearing device for a wheel
CN101802425B (zh) * 2007-09-12 2012-08-08 Ntn株式会社 车轮用轴承装置及车轴模块
JP5829173B2 (ja) * 2012-04-27 2015-12-09 Ntn株式会社 車輪用軸受装置の製造方法
CN204307968U (zh) * 2014-11-28 2015-05-06 江苏森威精锻有限公司 一种反挤压花键冲头

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1133662A (ja) * 1997-05-21 1999-02-09 Toyota Motor Corp 多段内溝部材鍛造用パンチ
JP2009172663A (ja) 2008-01-28 2009-08-06 Shoda Seisakusho:Kk 中空シャフトの内径スプライン成形方法および成形装置
JP2010127305A (ja) * 2008-11-25 2010-06-10 Jtekt Corp 転がり軸受装置の製造方法
JP2012196695A (ja) * 2011-03-22 2012-10-18 Toyota Motor Corp 鍛造歯形成形方法及びその成形品
JP2013233842A (ja) 2012-05-08 2013-11-21 Ntn Corp 車輪用軸受、等速自在継手および車輪用軸受装置
JP2013177973A (ja) * 2013-03-25 2013-09-09 Ntn Corp 車輪用軸受装置、およびその製造方法
JP2015036266A (ja) * 2013-08-12 2015-02-23 Ntn株式会社 車輪用軸受装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3542920A4

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112303138A (zh) * 2020-09-22 2021-02-02 北京京东乾石科技有限公司 滚珠花键装置、自动引导运输车及立体库系统
CN112303138B (zh) * 2020-09-22 2022-01-07 北京京东乾石科技有限公司 滚珠花键装置、自动引导运输车及立体库系统
WO2024024645A1 (ja) * 2022-07-27 2024-02-01 Ntn株式会社 車輪用軸受装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018079498A (ja) 2018-05-24
EP3542920A1 (en) 2019-09-25
EP3542920A4 (en) 2020-07-01
CN109862974A (zh) 2019-06-07
US20190264745A1 (en) 2019-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018092673A1 (ja) 車輪用軸受のスプライン加工方法
JP5261023B2 (ja) 車輪用軸受装置の加工方法
US9656517B2 (en) Wheel bearing and bearing device
US8998731B2 (en) Wheel bearing device
US8708570B2 (en) Bearing device for wheel
US8360655B2 (en) Bearing device for wheel
US9829048B2 (en) Bearing device for wheel
WO2009123254A1 (ja) 車輪用軸受装置およびアクスルモジュール
JP5355938B2 (ja) 駆動車輪用軸受装置
EP2127902A1 (en) Bearing device for driving wheel, and its assembling method
JP2008174208A (ja) 車輪用軸受装置のハブ輪およびその製造方法
US9393836B2 (en) Bearing for wheel, and bearing device for wheel
JP2018079824A (ja) 車輪用軸受のスプライン加工方法
JP2010137676A (ja) 駆動車輪用軸受装置
JP2015031303A (ja) 車輪用軸受装置
JP2010137766A (ja) 車輪用軸受装置のための接合方法及び接合用治具
JP5331334B2 (ja) 駆動車輪用軸受装置
JP2017047716A (ja) 車輪用軸受装置
JP4807773B2 (ja) 駆動車輪用軸受装置
JP2009090969A (ja) 車輪用軸受装置
KR20160136936A (ko) 휠 베어링 및 그 제작 방법
JP6009495B2 (ja) 車輪用軸受装置の製造方法
JP2010158957A (ja) 車輪用軸受装置
JP2005240942A (ja) 駆動車輪用軸受装置及びその加工方法
JP2007315545A (ja) 駆動車輪用軸受装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17871387

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017871387

Country of ref document: EP

Effective date: 20190617