CN110891708B - 轴承单元的制造装置及轴承单元的制造方法 - Google Patents

轴承单元的制造装置及轴承单元的制造方法 Download PDF

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Abstract

制造装置制造轴承单元，该轴承单元具有内圈构件，该内圈构件外嵌于内轴的轴主体的轴向一侧的端部，并通过从该端部延伸设置的敛缝部固定于该端部。制造装置具备：旋转机构，具有旋转体，该旋转体将内轴的中心轴作为上下方向而从下方保持该内轴的轴向另一侧，并使内轴绕中心轴旋转，旋转体设置在轴承单元的加工区域的下侧；及敛缝机构，具有与敛缝部接触而使敛缝部塑性变形的冲头，并设置在加工区域的上侧。

Description

轴承单元的制造装置及轴承单元的制造方法
技术领域
本发明的方式涉及轴承单元的制造装置及制造方法。
背景技术
在机动车中，为了将车轮以能够旋转的方式支承于车身侧的悬架装置而使用轮毂单元(轴承单元)。如图8所示，轮毂单元90具备固定于未图示的悬架装置的外圈91和隔着滚动体92设置于该外圈91的径向内侧的内轴(轮毂轴)93。内轴93具有轴主体94和在该轴主体94的轴向一侧的端部95外嵌的内圈构件96。轴主体94在轴向另一侧具有凸缘部97，在该凸缘部97安装(未图示的)车轮的轮子、制动盘。
内圈构件96外嵌于轴主体94的端部95，并通过从该端部95延伸设置的敛缝部98固定成不能向轴向一侧脱落。这样的敛缝部98对内圈构件96的固定例如通过专利文献1所示那样的制造装置进行。
如图9所示，该制造装置具备固定台89、敛缝机构86、旋转机构85、推力产生机构83，固定台89将轮毂单元90的内轴93(凸缘部97)载置并固定，敛缝机构86具有与轮毂单元90的敛缝部98接触而用于使敛缝部98塑性变形的冲头88及支承该冲头88的主轴87，旋转机构85包含使主轴87旋转的电动机84，推力产生机构83产生用于将冲头88按压到敛缝部98的推力。推力产生机构83具有设置在电动机84与敛缝机构86之间的液压缸82、向该液压缸82供给工作油的未图示的液压单元。
图10(A)及10(B)是表示使用该制造装置将内圈构件96通过敛缝部98固定于轴主体94的工序的说明图。首先，设为在固定台89固定有内轴93的状态。如图10(A)所示，在加工前，敛缝部98具有从轴主体94的端部95沿轴向延伸并以轴主体94的中心轴C1为中心的圆筒形状。然后，使敛缝机构86相对于在固定台89上处于固定状态的轮毂单元90接近(下降)，在通过电动机84(参照图9)使主轴87绕着中心轴C1旋转的状态下，使冲头88与敛缝部98接触。于是，如图10(B)所示，圆筒形状的敛缝部98被该冲头88按压而逐渐扩径。内圈构件96由这样扩径后的敛缝部98沿轴向限制而被固定于轴主体94。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-45612号公报
发明内容
发明要解决的课题
如图9所示，现有的制造装置在固定于固定台89的轮毂单元90的上方设置敛缝机构86，进而在其上设置推力产生机构83的液压缸82及具有电动机84的旋转机构85。因此，如果将固定台89上的加工区域K1设定为作业者将轮毂单元90设置于制造装置或将加工完的轮毂单元90取出等的作业变得容易的高度(例如距地板为1m的高度)，则存在装置整体变高，制造装置大型化这样的问题点。
因此，本发明的方式的目的在于提供一种能够小型化的制造装置、及通过小型化的制造装置制造轴承单元的方法。
用于解决课题的方案
在本发明的一个方式中，涉及一种用于制造轴承单元的装置，该轴承单元具备外圈及隔着滚动体设置于该外圈的径向内侧的内轴，该内轴具有轴主体和内圈构件，该内圈构件外嵌于该轴主体的轴向一侧的端部，并通过从该端部延伸设置的敛缝部固定于该端部，其中，所述装置具备：旋转机构，具有旋转体，该旋转体将所述内轴的中心轴作为上下方向而从下方保持该内轴的轴向另一侧，并使该内轴绕所述中心轴旋转，该旋转体设置在所述轴承单元的加工区域的下侧；及敛缝机构，具有与所述敛缝部接触而使该敛缝部塑性变形的冲头，并设置在所述加工区域的上侧。
根据该制造装置，如果将轴承单元的加工区域设定为作业者将轴承单元设置于制造装置或将加工完的轴承单元取出等的作业变得容易的高度，则旋转体位于该加工区域的下侧，敛缝机构位于加工区域的上侧，因此能够将制造装置的高度抑制得比以往低，能够实现制造装置的小型化。
另外，优选的是，所述制造装置还具备推力产生机构，该推力产生机构产生用于将所述冲头按压到所述敛缝部的推力，所述推力产生机构具有电动机和将该电动机的旋转力作为轴力而输出的直线促动器。虽然可以通过包含液压单元及液压缸的液压设备构成推力产生机构，但是构成为具有电动机和直线促动器的情况下，消耗电力减少，足够了。即，在使用液压设备的情况下，即使在实际未进行敛缝部的加工的空闲时间中也需要预先使液压单元运转，电力消耗增大，相对于此，在具有电动机的结构的情况下，在所述空闲时间中，只要为待机电流流动的程度的电力消耗即可，能够实现节能化。
另外，优选的是，所述直线促动器设置在与固定主轴在水平方向上相邻的区域。这种情况下，成为直线促动器与固定主轴并列设置的结构，能够更有效地抑制制造装置变高而大型化的情况。
另外，优选的是，所述敛缝机构还具有固定主轴和轴承部，所述固定主轴处于旋转受到限制的状态，所述轴承部将所述冲头以能够绕该冲头的中心轴旋转的方式支承于该固定主轴。这种情况下，通过所述旋转机构使内轴旋转，当冲头与该内轴(敛缝部)接触时，成为冲头与旋转的内轴连带旋转的结构，通过该冲头能够顺畅地进行敛缝部的塑性变形。
另外，在本发明的另一个方式中，涉及一种用于制造轴承单元的方法，该轴承单元具备外圈及隔着滚动体设置于该外圈的径向内侧的内轴，该内轴具有轴主体和内圈构件，该内圈构件外嵌于该轴主体的轴向一侧的端部，并通过从该端部延伸设置的敛缝部固定于该端部，其中，在旋转体将所述内轴的中心轴作为上下方向而从下方保持该内轴的轴向另一侧的状态下，使该旋转体绕所述中心轴旋转，使冲头从上方与所述敛缝部接触而使该敛缝部塑性变形。
根据该制造方法，将冲头设置在轴承单元的加工区域的上侧，将用于使内轴旋转的旋转体设置在加工区域的下侧，来进行敛缝加工。因此，如果将所述加工区域设定为作业者将轴承单元设置于制造装置或将加工完的轴承单元取出等的作业变得容易的高度，则旋转体位于该加工区域的下侧，敛缝机构位于加工区域的上侧，能够将制造装置的高度抑制得比以往低，能够实现制造装置的小型化。
发明效果
根据本发明的方式，能够将制造装置的高度抑制得比以往低，能够实现制造装置的小型化。
另外，通过小型化的制造装置能够制造轴承单元(对敛缝部进行敛缝加工)。
附图说明
图1是表示通过本发明的实施方式的制造装置制造的轴承单元的一例的剖视图。
图2是表示轴承单元(轮毂单元)的一部分的剖视图。
图3是表示本发明的实施方式的制造装置的一例的侧视图。
图4是安装在旋转体上的轮毂单元的立体图。
图5是表示固定单元的变形例的说明图。
图6是表示固定在旋转体上的轮毂单元、敛缝机构及限制机构的说明图。
图7是表示固定在旋转体上的轮毂单元、敛缝机构及限制机构的说明图。
图8是用于说明现有技术的轮毂单元的剖视图。
图9是现有的制造装置的侧视图。
图10(A)及10(B)是表示使用现有的制造装置将内圈构件通过敛缝部固定于轴主体的工序的说明图。
具体实施方式
图1是表示通过本发明的实施方式的制造装置制造的轴承单元的一例的剖视图。图1所示的轴承单元是在机动车中用于将车轮以能够旋转的方式支承于车身侧的悬架装置的单元，称为轮毂单元。以下，将制造的轴承单元称为轮毂单元50进行说明。轮毂单元50具备固定于未图示的悬架装置的外圈51和隔着两排的滚珠(滚动体)52设置于该外圈51的径向内侧的内轴(轮毂轴)53。内轴53具有轴主体54和内圈构件56，该内圈构件56外嵌于该轴主体54的轴向一侧(图1中为右侧)的端部55。轴主体54在轴向另一侧(图1中为左侧)具有凸缘部57，在该凸缘部57安装(未图示的)车轮的轮子、制动盘。
轴主体54在轴向的中间部具有朝向轴向一侧的阶梯面59。阶梯面59形成为环状，在比该阶梯面59靠轴向一侧的部分(端部55)(除了敛缝部58之外)，轴主体54的外径变小。内圈构件56外嵌于该端部55，并处于与阶梯面59接触的状态。此外，内圈构件56通过从端部55朝向径向外侧延伸设置的敛缝部58而不能向轴向一侧脱落。因此，内圈构件56成为由阶梯面59与敛缝部58沿轴向夹持的状态而被固定于轴主体54。这样的敛缝部58对内圈构件56的固定通过图3所示的制造装置10进行。
通过制造装置10将内圈构件56向轴主体54固定之前的轮毂单元50(中间品)如图2所示地处于将外圈51隔着滚珠52组装于轴主体54的径向外侧的状态，而且，敛缝部58从轴主体54的轴向一侧的端部55朝向轴向一侧延伸，具有以轴主体54的中心轴C1为中心的圆筒形状。并且，在该端部55外嵌内圈构件56。从该状态开始，后文说明的冲头27(参照图7)与圆筒形状的敛缝部58接触，使该敛缝部58塑性变形(扩径)。由此，能够将内圈构件56固定于轴主体54。
图3是表示本发明的实施方式的制造装置的一例的侧视图。制造装置10具备旋转机构11及敛缝机构12。此外，本实施方式的制造装置10具备推力产生机构13及限制机构14。这些旋转机构11、敛缝机构12、推力产生机构13及限制机构14搭载于在地板面设置的装置框架15。在该制造装置10中，所述轮毂单元50(中间品)的加工区域(设置区域)K1设定为作业者将轮毂单元50(中间品)设置于制造装置10或将加工完的轮毂单元50取出等的作业变得容易的高度(例如距地板为1m的高度)。
在制造装置10中，轮毂单元50(中间品)将内轴53的中心轴C0作为上下方向，以敛缝部58成为上且凸缘部57成为下的姿势安装在旋转机构11具有的旋转体21上。旋转机构11除了用于载置并固定轮毂单元50的旋转体21之外，还具备电动机25及动力传递部26，电动机25的旋转力通过动力传递部26向旋转体21传递，旋转体21绕上下方向的基准轴(基准线)Z旋转。以内轴53的中心轴C0(轴主体54的中心轴C1)与该基准轴Z一致的方式将轮毂单元50安装在旋转体21上。动力传递部26可以设为基于滑轮及带的结构、或基于齿轮的结构，具备对电动机25的旋转进行减速的功能。
图4是安装在旋转体21上的轮毂单元50的立体图。此外，在图4中，为了便于说明而省略轮毂单元50的外圈51、滚珠52、内圈构件56。旋转机构11具有用于将轮毂单元50固定于旋转体21的固定单元22。图4所示的固定单元22具有在其与旋转体21之间沿上下方向夹持轴主体54的凸缘部57的夹紧构件23。根据该结构，凸缘部57除了圆板形状以外，即使如图4所示为十字形状，也能够将轴主体54固定于旋转体21，能够使轴主体54与旋转体21一体旋转。
图5是表示固定单元22的变形例的说明图。轮毂单元50的轴主体54在凸缘部57的内周侧部具有沿轴向突出的筒部60。筒部60具有以轴主体54的中心轴C1为中心的圆筒形状，与轴主体54一体成形。因此，图5所示的固定单元22具有设置成能够与旋转体21一体旋转的卡盘(套爪卡盘)24，通过该卡盘24将所述筒部60从径向夹持而将轴主体54固定于旋转体21。由此，能够使轴主体54与旋转体21一体旋转。
固定单元22可以设为图4及图5所示的结构以外。例如，可以向所述结构追加地构成为，在凸缘部57具有十字形状的情况下(参照图4)，使与旋转体21一体的未图示的销构件与凸缘部57的侧面61接触，将旋转体21的旋转力经由所述销构件向轴主体54传递。或者，可以在形成于凸缘部57的未图示的孔(例如作业用的孔)插入与旋转体21一体的销构件，将旋转体21的旋转力经由所述销构件向轴主体54传递。
如以上所述，旋转机构11(参照图3)具有旋转体21，旋转体21将轮毂单元50的内轴53的中心轴C0作为上下方向而从下方保持该内轴53的轴向另一侧(凸缘部57侧)。旋转体21通过自身旋转而能够使内轴53绕中心轴C0旋转。并且，旋转体21设置在轮毂单元50的加工区域K1的下侧。在本实施方式中，用于使旋转体21绕所述基准轴Z旋转的电动机25及动力传递部26也设置在比加工区域K1低的区域。
图6及图7是表示固定在旋转体21上的轮毂单元50、敛缝机构12及限制机构14的说明图。敛缝机构12具有冲头27、固定主轴28及将冲头27支承于固定主轴28的轴承部29。敛缝机构12设置在所述加工区域K1的上侧。在图3中，制造装置10具备以能够上下移动的方式支承于装置框架15的升降框架30。在该升降框架30安装图6所示的固定主轴28，固定主轴28通过后文说明的推力产生机构13(参照图3)的直线促动器33进行升降移动。
在图6中，固定主轴28由以制造装置10的所述基准轴(基准线)Z为中心的柱状的构件构成。固定主轴28能够与升降框架30一起在上下方向上移动，但是处于通过升降框架30及装置框架15限制了旋转的状态。即，固定主轴28能够沿基准轴Z在上下方向上移动，但是不能绕基准轴Z旋转。在固定主轴28形成有朝向下方开口的孔31。孔31的中心轴(中心线)C2相对于所述基准轴Z以规定角度倾斜。并且，在该孔31经由轴承部29设置轴状的冲头27。轴承部29是滚动轴承，能够将冲头27以能够绕中心轴(C2)旋转的方式支承于固定主轴28。孔31的中心轴C2成为冲头27的中心轴，冲头27能够绕该中心轴C2自由地旋转(自转)。
在图3中，推力产生机构13具有电动机(伺服电动机)32和将该电动机32的旋转力作为轴力而输出的直线促动器33。本实施方式的直线促动器33具有滚珠丝杆机构，将直线促动器33的直线动作方向、即滚珠丝杆机构的长度方向作为上下方向而将直线促动器33搭载于装置框架15。在该滚珠丝杆机构(直线促动器33)具有的螺母单元(移动单元)34安装所述升降框架30。当电动机32向一个方向旋转时，螺母单元34下降，由此，能够使敛缝机构12下降。当电动机32向另一个方向旋转时，螺母单元34上升，由此，能够使敛缝机构12上升。在本实施方式中，如图3所示，直线促动器33(滚珠丝杆机构)设置于与固定主轴28在水平方向上相邻的区域S1。
如以上所述，推力产生机构13能够使升降框架30上升而使敛缝机构12位于加工区域K1的上方的待机位置(图6所示的状态)，并且，能够使升降框架30下降而使敛缝机构12位于冲头27与轮毂单元50的敛缝部58接触的加工位置(图7所示的状态)。此外，推力产生机构13能够向敛缝机构12赋予朝向下方的力，由此，能够产生用于将冲头27按压到敛缝部58的推力。
在图7中，在冲头27使敛缝部58塑性变形时，轴主体54的端部55通过敛缝部58接受朝向径向外侧的力，端部55朝向径向外侧按压内圈构件56。由此，内圈构件56要向扩径方向变形。因此，限制机构14限制该变形。限制机构14具有与内圈构件56的外周面的一部分接触的环构件35。环构件35的刚性高，防止内圈构件56的变形。此外，轮毂单元50的轴主体54及内圈构件56通过旋转机构11进行旋转，因此环构件35也旋转自如。为此，限制机构14具有将环构件35支承为能够旋转的滚动轴承36。限制机构14也能够升降，当在加工区域K1固定轮毂单元50时，使环构件35下降而嵌合于内圈构件56。
说明通过如以上所述构成的制造装置10进行的轮毂单元50的敛缝部58的加工(轴端敛缝工序)。如图6所示，在旋转体21上固定轮毂单元50，使敛缝机构12从所述待机位置下降，进而，使旋转体21(轮毂单元50)绕中心轴C0旋转。冲头27以倾斜的状态下降，至与敛缝部58接触为止不进行旋转。当使敛缝机构12继续下降而冲头27与敛缝部58接触时，轮毂单元50(轴主体54)与旋转体21一起旋转，因此与敛缝部58接触的冲头27以中心轴C2为中心而随着轴主体54旋转(连带旋转)。在冲头27与敛缝部58接触之后，成为通过推力产生机构13(参照图3)将冲头27按压到敛缝部58的状态。轴主体54继续旋转，冲头27对旋转的敛缝部58进行按压，从而圆筒形状的敛缝部58(参照图2)逐渐塑性变形而扩径(参照图7)。
在本实施方式的敛缝机构12中，通过由滚动轴承构成的轴承部29将冲头27以能够绕中心轴C2旋转的方式支承于处于旋转受到限制的状态的固定主轴28。因此，通过旋转机构11使内轴53(轴主体54)旋转，当冲头27与该内轴53(轴主体54的敛缝部58)接触时，如上所述，成为冲头27与旋转的内轴53连带旋转的结构。其结果是，通过旋转的冲头27能够顺畅地进行敛缝部58的塑性变形。
并且，伴随着敛缝部58的扩径而内圈构件56也要扩径，但是处于限制机构14的环构件35与内圈构件56的一部分嵌合的状态，防止内圈构件56的变形。根据以上所述，通过前端扩径的敛缝部58将内圈构件56固定于轴主体54。
如以上所述，通过本实施方式的制造装置10进行的轮毂单元50的制造方法为，在旋转体21将轮毂单元50的内轴53的中心轴C0作为上下方向而从下方保持了该内轴53的凸缘部57侧(轴向另一侧)的状态下，使该旋转体21绕中心轴C0旋转(参照图6)，使冲头27从上方与敛缝部58接触而使该敛缝部58塑性变形(参照图7)。根据该制造方法，在轮毂单元50的加工区域K1的上侧设置冲头27，将用于使该轮毂单元50的内轴53旋转的旋转体21设置在加工区域K1的下侧，进行敛缝加工。因此，如果将加工区域K1设定为作业者将轮毂单元50设置于制造装置10或将加工完的轮毂单元50取出等的作业变得容易的高度(例如距地板为1m的高度)，则旋转体21位于该加工区域K1的下侧，敛缝机构12位于加工区域K1的上侧。因此，能够将制造装置10的高度抑制得比以往(参照图9)低，能够实现制造装置10的小型化。
此外，在本实施方式中，推力产生机构13具备的直线促动器(滚珠丝杆机构)33如上所述设置在与旋转机构11的固定主轴28在水平方向上相邻的区域S1。因此，成为直线促动器33与固定主轴28并列设置的结构。其结果是，能够更有效地抑制制造装置10变高而大型化的情况。
另外，本实施方式的推力产生机构13具有电动机32和直线促动器33而构成。虽然可以通过包含液压缸及液压单元的液压设备构成推力产生机构13，但是这种情况下，在未实际进行轮毂单元50的敛缝部58的加工的空闲时间也需要使液压单元运转，电力消耗增大。然而，在本实施方式中，推力产生机构13以电动机32为动力源，由此在所述空闲时间中只要为待机电流流动的程度的电力消耗即可，能够实现节能化。
在本实施方式的旋转机构11中，在与旋转体21连结的动力传递部26的输出轴26a的下部安装第一滑轮26b。而且，在电动机25的输出轴25a安装第二滑轮26c。并且，在这些滑轮26b、26c上卷挂带26d，在对所述输出轴26a进行支承的壳体26e的水平方向的附近配置电动机25。通过该配置，能够抑制旋转机构11的高度，对制造装置10的小型化作出贡献。
如以上所述公开的实施方式在全部的点上为例示而不受限制。即，本发明的制造装置并不局限于图示的方式，在本发明的范围内可以为其他的方式的结构。例如，旋转机构11可以为图示的结构以外。
本申请基于在2017年7月14日提出申请的日本专利申请(特愿2017-138106)，并将其内容作为参照而援引于此。
标号说明
10：制造装置 11：旋转机构 12：敛缝机构
13：推力产生机构 21：旋转体 27：冲头
28：固定主轴 29：轴承部 32：电动机
33：直线促动器 50：轮毂单元(轴承单元)
51：外圈 52：滚珠(滚动体) 53：内轴
54：轴主体 55：端部 56：内圈构件
58：敛缝部 C0：内轴的中心轴 C1：轴主体的中心轴
C2：中心轴 K1：加工区域 S1：区域

Claims (4)

1.一种轴承单元的制造装置，是用于制造轴承单元的装置，该轴承单元具备外圈及隔着滚动体设置于该外圈的径向内侧的内轴，该内轴具有轴主体和内圈构件，该内圈构件外嵌于该轴主体的轴向一侧的端部，并通过从该端部延伸设置的敛缝部固定于该端部，其中，所述轴承单元的制造装置具备：
旋转机构，具有旋转体，该旋转体将所述内轴的中心轴作为上下方向而从下方保持该内轴的轴向另一侧，并使该内轴绕所述中心轴旋转，该旋转体设置在所述轴承单元的加工区域的下侧；
敛缝机构，具有与所述敛缝部接触而使该敛缝部塑性变形的冲头，并设置在所述加工区域的上侧；及
限制机构，限制所述内圈构件的扩径方向的变形，
所述敛缝机构还具有固定主轴和轴承部，所述固定主轴处于旋转受到限制的状态，所述轴承部将所述冲头以能够绕该冲头的中心轴旋转的方式支承于该固定主轴，
所述限制机构具有环构件和滚动轴承，所述环构件与所述内圈构件的外周面的一部分接触，所述滚动轴承将所述环构件支承为能够旋转。
2.根据权利要求1所述的轴承单元的制造装置，其中，
所述轴承单元的制造装置还具备推力产生机构，该推力产生机构产生用于将所述冲头按压到所述敛缝部的推力，
所述推力产生机构具有电动机和将该电动机的旋转力作为轴力而输出的直线促动器。
3.根据权利要求2所述的轴承单元的制造装置，其中，
所述直线促动器设置在与固定主轴在水平方向上相邻的区域。
4.一种轴承单元的制造方法，是用于制造轴承单元的方法，该轴承单元具备外圈及隔着滚动体设置于该外圈的径向内侧的内轴，该内轴具有轴主体和内圈构件，该内圈构件外嵌于该轴主体的轴向一侧的端部，并通过从该端部延伸设置的敛缝部固定于该端部，其中，所述轴承单元的制造方法为：
在旋转体将所述内轴的中心轴作为上下方向而从下方保持该内轴的轴向另一侧的状态下，使该旋转体绕所述中心轴旋转，
为了限制所述内圈构件的扩径方向的变形，使由滚动轴承支承为能够旋转的环构件与该内圈构件的外周面的一部分接触，
在使冲头能够与所述轴主体连带旋转的状态下，使所述冲头从上方与所述敛缝部接触而使该敛缝部塑性变形，所述冲头由轴承部以能够旋转的方式支承于处于旋转受到限制的状态的固定主轴。
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