JP6840987B2 - ハブユニットの製造装置 - Google Patents

Description

本開示は、ハブユニットの製造装置に関し、より詳細には、ハブユニットの内軸の端部を押圧及び変形させてハブユニットを製造する装置に関する。

車両用の軸受装置であるハブユニットは、内軸と、外輪と、複数の転動体とを備える。内軸の端部には内輪が固定される。内軸及び内輪は、外周に軌道面を有する。外輪は、内軸及び内輪の軌道面に対応する軌道面を内周に有する。複数の転動体は、各軌道面上に配置される。

内輪を内軸に固定する方法として、例えば、かしめ固定が挙げられる。すなわち、内軸の端部を押圧して径方向外方に塑性変形させ、内輪の端面に接触させることにより、内軸に内輪を固定することができる。かしめ固定は、下記の各特許文献に記載されているような装置を使用して行われる。

特許文献１に記載の装置は、かしめ治具が固定されるヘッドを備える。当該装置を使用する際には、ヘッドを所定のストローク量だけ下降させ、受け台に載置されたハブユニットにかしめ治具を接触させる。

特許文献２に記載の装置では、スピンドルのヘッドに金型が保持されている。金型は、スピンドルの軸線に対して所定角度傾いている。当該装置を使用する際には、金型によって内軸の端部を押圧しながら、スピンドルを軸線周りに回転させて金型を揺動回転させる。

特許文献３に記載の装置は、軸部及びパンチホルダを有するヘッドを備える。軸部及びパンチホルダは、ヘッドの軸線に対して所定角度だけ傾斜した軸線の周りに回転自在に支持されている。パンチホルダには、パンチが取り付けられる。当該装置を使用する際には、ヘッドを降下させて内軸の端部にパンチを押し付ける。このとき、ヘッドは軸線を中心に回転している。パンチは、軸部及びパンチホルダとともにヘッドの軸線の周囲を旋回する。

特開２０１４−２０６１９１号公報 特開２０１５−７７６１６号公報 特開２０１６−６０２６７号公報

上記各特許文献の装置において、ヘッドは、主軸に取り付けられる。ヘッドは、ねじによって主軸の回転軸と締結される。ヘッドと回転軸とを締結するねじは、一般に、締まる方向が回転軸の回転方向と一致する。すなわち、当該ねじは、いわゆる締まり勝手の構造となっている。このため、装置を使用するほどねじが強く締まってしまい、装置のメンテナンスの際、ヘッドの交換作業に時間を要するという問題がある。

ハブユニットが大型になると、内軸の端部の寸法も当然大きくなる。この場合、内軸の端部を塑性変形させる装置では、内軸の端部への加圧力や、主軸の回転軸を回転させるトルクを大きくする必要がある。その結果、ねじの締まりがより強くなってしまい、装置のメンテナンス時にヘッドを主軸から取り外すことができないという事態が生じ得る。

本開示は、ハブユニットの内軸の端部を押圧変形させてハブユニットを製造する装置のメンテナンス性を向上させることを目的とする。

本開示に係る装置は、ハブユニットの内軸の端部を押圧変形させてハブユニットを製造する装置である。装置は、主軸と、ヘッドと、スペーサとを備える。主軸は、回転軸を含む。回転軸は、軸方向の一端部に雄ねじ部を有する。ヘッドは、雌ねじ部を有する。雌ねじ部は、雄ねじ部に対応する。ヘッドは、雄ねじ部と雌ねじ部との締結によって主軸に取り付けられる。スペーサは、主軸とヘッドとの間に配置される。スペーサは、複数のスペーサユニットを有する。複数のスペーサユニットは、雄ねじ部の周りに並ぶ。

本開示によれば、ハブユニットの内軸の端部を押圧変形させてハブユニットを製造する装置のメンテナンス性を向上させることができる。

図１は、実施形態に係るハブユニットの製造装置の概略構成を示す分解図である。 図２は、図１に示す製造装置が備えるスペーサの斜視図である。 図３は、図２に示すスペーサの平面図である。 図４は、図２に示すスペーサの側面図である。 図５は、図１に示す製造装置の使用状態を示す図である。

実施形態に係る装置は、ハブユニットの内軸の端部を押圧変形させてハブユニットを製造する装置である。装置は、主軸と、ヘッドと、スペーサとを備える。主軸は、回転軸を含む。回転軸は、軸方向の一端部に雄ねじ部を有する。ヘッドは、雌ねじ部を有する。雌ねじ部は、雄ねじ部に対応する。ヘッドは、雄ねじ部と雌ねじ部との締結によって主軸に取り付けられる。スペーサは、主軸とヘッドとの間に配置される。スペーサは、複数のスペーサユニットを有する。複数のスペーサユニットは、雄ねじ部の周りに並ぶ（第１の構成）。

第１の構成によれば、主軸とヘッドとの間にスペーサが配置されている。このスペーサによって、主軸の雄ねじ部とヘッドの雌ねじ部との締まりが抑制される。よって、雄ねじ部と雌ねじ部との締結が解除されやすく、主軸からヘッドを容易に取り外すことができる。

第１の構成によれば、スペーサは、複数のスペーサユニットを有する。スペーサユニットは、主軸とヘッドとの間からそれぞれ単独で取り出すことができる。スペーサユニットの少なくとも一部を取り出せば、主軸及びヘッドとスペーサとの接触のバランスが崩れる。これにより、主軸の雄ねじ部とヘッドの雌ねじ部との間に緩みが生じ、雄ねじ部と雌ねじ部との締結を容易に解除することができる。よって、主軸からヘッドを容易に取り外すことができる。

このように、第１の構成によれば、ヘッドの取外しが容易になり、装置のメンテナンス性を向上させることができる。

スペーサは、さらに、円環部材を有していてもよい。円環部材の内周には、複数のスペーサユニットが取り付けられる（第２の構成）。

第２の構成によれば、スペーサユニットが円環部材の内周に取り付けられている。すなわち、スペーサユニットが円環部材によってまとめられ、スペーサの形状が全体として円環状になる。このため、スペーサの軸心と主軸及びヘッドの軸心との位置合わせをしやすくなり、スペーサの位置決めを容易に行うことができる。

回転軸は、さらに、台座部を有していてもよい。台座部は、雄ねじ部に隣接して設けられる。台座部は、円環部材の外径と等しい外径を有する（第３の構成）。

第３の構成によれば、スペーサの円環部材の外径が、主軸の回転軸の台座部の外径と等しい。このため、円環部材の外周と台座部の外周を一致させるだけで、主軸に対するスペーサの位置を定めることができる。よって、スペーサの位置決めをより容易且つ正確に行うことができる。

複数のスペーサユニットは、等間隔に配置されていてもよい（第４の構成）。

第４の構成によれば、スペーサユニットが等間隔に配置されているため、主軸及びヘッドとスペーサとを安定して接触させることができる。よって、主軸及びヘッドがスペーサによって傾くのを防止することができる。このため、主軸とヘッドとの間にスペーサを介在させた場合であっても、高い加工精度を維持することができる。

以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。図中同一及び相当する構成については同一の符号を付し、同じ説明を繰り返さない。説明の便宜上、各図において、構成を簡略化又は模式化して示したり、一部の構成を省略して示したりする場合がある。

[製造装置の構成]
図１は、実施形態に係るハブユニットの製造装置１０の分解図である。図１０には、直線Ｘを含む平面で切断した製造装置１０の断面（縦断面）を示している。直線Ｘは、製造装置１０の軸心である。

図１に示すように、製造装置１０は、主軸１と、ヘッド２と、スペーサ３とを備える。以下、説明の便宜上、製造装置１０において、主軸１側を上、ヘッド２側を下という。また、直線Ｘが延びる方向を軸方向又は上下方向、直線Ｘに直交する各方向を径方向という。

主軸１は、例えば、鋼等の金属で形成される。主軸１は、ハウジング１１と、回転軸１２とを有する。ハウジング１１は、直線Ｘを軸心とする概略円筒状をなす。回転軸１２は、直線Ｘを軸心とする概略円柱状をなす。ハウジング１１内には、回転軸１２が配置される。ハウジング１１と回転軸１２との間には、玉軸受１３ａ，１３ｂ，１３ｃ等が設けられる。回転軸１２は、軸心Ｘを中心として回転するよう構成される。回転軸１２は、例えば流体圧やボールねじ等を利用して、ハウジング１１に対して相対的に上下動するよう構成される。

回転軸１２は、軸本体１２１と、台座部１２２と、雄ねじ部１２３とを有する。軸本体１２１、台座部１２２、及び雄ねじ部１２３は、回転軸１２の上から下に向かってこの順で配置されている。

軸本体１２１は、ハウジング１１内で上下方向に延びている。軸本体１２１の上端は、回転軸１２に回転力を与えるためのモータ（図示略）に、直接又は間接的に接続されている。

台座部１２２は、軸本体１２１の下端に接続されている。台座部１２２は、回転軸１２において、雄ねじ部１２３に隣接して設けられる。台座部１２２は、軸本体１２１と雄ねじ部１２３との間に配置されている。台座部１２２及び雄ねじ部１２３は、ハウジング１１から下方に突出している。

台座部１２２は、軸本体１２１から径方向外方に突出している。台座部１２２は、直線Ｘを軸心とする円柱状をなす。すなわち、台座部１２２は、下面視で、実質的に円形をなす。

台座部１２２は、外径Ｄ１２２を有する。外径Ｄ１２２は、台座部１２２の下面の直径である。台座部１２２の外径Ｄ１２２は、軸本体１２１の外径Ｄ１２１よりも大きい。外径Ｄ１２１は、軸本体１２１と台座部１２２との境界位置における軸本体１２１の直径とする。

雄ねじ部１２３は、回転軸１２の軸方向の一端部（下端部）に配置されている。雄ねじ部１２３は、回転軸１２の下端部の外周面に形成される。雄ねじ部１２３は、回転軸１２において、台座部１２２よりも下方に配置される。雄ねじ部１２３は、直線Ｘを軸線とするねじである。

雄ねじ部１２３は、外径Ｄ１２３を有する。外径Ｄ１２３は、雄ねじ部１２３の最大外径（直径）である。雄ねじ部１２３の外径Ｄ１２３は、台座部１２２の外径Ｄ１２２よりも小さい。

主軸１には、ヘッド２が着脱可能に取り付けられる。ヘッド２は、鋼等の金属で形成することができる。ヘッド２は、ハウジング２１と、軸部２２と、雌ねじ部２３とを有する。

ハウジング２１は、軸部２２を支持している。ハウジング２１は、その内周面において、玉軸受２４ａ及び針状ころ軸受２４ｂ，２４ｃ等を介して軸部２２を支持する。ハウジング２１は、雌ねじ部２３用の穴２１１を有する。穴２１１は、ハウジング２１の上面に開口している。穴２１１は、直線Ｘを軸心とする円筒状をなす。

軸部２２は、直線Ｙを軸心とする円柱状又は円筒状をなす。軸部２２は、製造装置１０の軸心Ｘに対して所定角度θ２２だけ傾斜している。すなわち、軸部２２の軸心Ｙは、製造装置の軸心Ｘと角度θ２２をなす。軸部２２は、軸心Ｙを中心として回転可能なようハウジング２１に支持される。

軸部２２の下端部には、金型４が取り付けられる。金型４は、軸部２２に対し、ボルト等によって着脱可能に取り付けられる。金型４は、軸部２２に取り付けられた状態で、直線Ｙを軸心とする概略円柱状又は円筒状をなす。金型４の下面には、例えば、凹状の押圧部４１が設けられる。押圧部４１は、例えば、直線Ｘ及びＹを含む断面視で、概略円弧状である。

雌ねじ部２３は、ハウジング２１の穴２１１の側壁に形成される。雌ねじ部２３は、主軸１の雄ねじ部１２３に対応する。すなわち、雌ねじ部２３は、雄ねじ部１２３とかみ合うねじである。雄ねじ部１２３及び雌ねじ部２３は、例えば、Ｍ６０ねじである。回転軸１２の下端部を穴２１１に挿入し、雄ねじ部１２３と雌ねじ部２３とを締結することにより、ヘッド２が主軸１に取り付けられる。

スペーサ３は、主軸１とヘッド２との間に配置される。スペーサ３は、主軸１及びヘッド２と同軸に配置される。主軸１とヘッド２との間にスペーサ３を挟んだ状態で、主軸１の雄ねじ部１２３とヘッド２の雌ねじ部２３とが締結される。

以下、スペーサ３の構造について詳細に説明する。図２は、スペーサ３の斜視図である。

図２に示すように、スペーサ３は、複数のスペーサユニット３１と、円環部材３２とを有する。本実施形態において、スペーサ３は、８つのスペーサユニット３１を有する。しかしながら、スペーサユニット３１の数は、８つ未満であってもよいし、９つ以上であってもよい。スペーサユニット３１の数は、スペーサ３のサイズ等に応じて適宜決定すればよい。

複数のスペーサユニット３１は、直線Ｘの周りに並んでいる。スペーサユニット３１は、直線Ｘを軸心とする仮想円上に並んでいる。図１に示す製造装置１０を組み立てた状態では、スペーサユニット３１は、主軸１の雄ねじ部１２３の周りに並ぶ。

円環部材３２は、直線Ｘを軸心とする円環状をなす。円環部材３２の内周には、スペーサユニット３１が取り付けられている。各スペーサユニット３１は、着脱可能に取り付けられる。各スペーサユニット３１は、例えば、少なくとも１つのノックピン３３によって円環部材３２に取り付けられる。

円環部材３２は、複数部分に分割されている。本実施形態では、円環部材３２は、それぞれ半円状の第１部分３２１と第２部分３２２とで構成されている。円環部材３２は、３つ以上の部分に分割されていてもよい。

スペーサユニット３１の材質は、特に限定されるものではないが、鉄又は鉄合金（鋼）等の金属であることが好ましい。円環部材３２の材質も、特に限定されるものではない。円環部材３２の材質は、スペーサユニット３１と同様に鉄又は鋼等の金属であってもよいが、樹脂等とすることもできる。

図３は、スペーサ３の平面図である。図３に示すように、複数のスペーサユニット３１は、全体として円環状を形成する。スペーサユニット３１の各々は、概略扇状をなす。

スペーサユニット３１は、実質的に等間隔に配置されている。本実施形態では、スペーサ３の平面視において、スペーサ３の軸心Ｘ及び各スペーサユニット３１の中心を通る直線を各スペーサユニット３１の中心線Ｌ３１として、隣り合うスペーサユニット３１の中心線Ｌ３１間の角度θ３１をスペーサユニット３１の間隔と定義する。スペーサユニット３１が等間隔に配置されている場合、角度θは、（３６０°／スペーサユニット３１の数）で求められる。本実施形態では、８つのスペーサユニット３１が等間隔に設けられているため、角度θ３１は４５°である。

スペーサユニット３１は、円環部材３２の内周面に取り付けられている。円環部材３２の内周面のうち、スペーサユニット３１が取り付けられる部分の面積は、スペーサユニット３１が取り付けられない部分の面積と実質的に同じであるか、スペーサユニット３１が取り付けられない部分の面積よりも大きいことが好ましい。

複数のスペーサユニット３１によって構成される円環の内径Ｄ３１は、主軸１の雄ねじ部１２３の外径Ｄ１２３（図１）よりも大きい。すなわち、製造装置１０を組み立てたときに、スペーサ３が雄ねじ部１２３に接触しない。

図４は、スペーサ３の側面図である。図４に示すように、各スペーサユニット３１の厚みＴ３１は、円環部材３２の厚みＴ３２よりもわずかに大きい。円環部材３２の外径Ｄ３２は、主軸１の台座部１２２の外径Ｄ１２２（図１）と実質的に等しい。

スペーサユニット３１の厚みＴ３１は、例えば、１０〜１５ｍｍ程度とすることができる。円環部材３２の厚みＴ３２は、スペーサユニット３１の厚みＴ３１よりも１〜３ｍｍ程度小さくすることができる。

［製造装置の使用方法］
次に、製造装置１０の使用方法について説明する。図５は、製造装置１０の使用状態を示す図である。製造装置１０は、ハブユニット２０の内軸の端部を押圧変形させるために使用される。

図５に示すように、加工対象のハブユニット２０は、外輪５と、内軸６と、内輪７と、複数列の転動体８１，８２とを備える。

外輪５は、外輪本体５１と、外輪フランジ５２とを有する。外輪本体５１は、概略円筒状をなす。外輪フランジ５２は、外輪本体５１の外周面から径方向外方に突出する。

内軸６は、外輪５に挿入される。内軸６は、外輪５と同軸に配置される。内軸６は、内軸本体６１と、内軸フランジ６２とを有する。内軸本体６１は、概略円柱状をなす。内軸フランジ６２は、内軸本体６１の外周面から径方向外方に突出する。内軸本体６１の軸方向の一端側には、内輪７が装着される。

外輪５と内軸６及び内輪７との間には、転動体８１，８２が配置される。

ハブユニット２０のうち、内軸６の軸方向の一端部、つまり内輪７が装着されている側の内軸本体６１の端部６１１が、製造装置１０によって加工される。加工に際し、内軸本体６１の端部６１１が上側になるように、ハブユニット２０を支持台等に載置する。図５において二点鎖線で示すように、製造装置１０による加工の前には、内軸本体６１の端部６１１は、ハブユニット２０の軸方向に沿って延びる円筒状となっている。

製造装置１０は、ハブユニット２０の上方に配置される。製造装置１０は、その軸心Ｘがハブユニット２０の軸心と一致するように配置される。内軸本体６１の端部６１１の加工時には、主軸１の回転軸１２及びヘッド２が降下し、金型４の押圧部４１によって端部６１１が押圧される。

加工の間、回転軸１２は軸心Ｘを中心に回転する。ヘッド２は、回転軸１２とともに軸心Ｘを中心に回転する。ヘッド２の軸部２２が軸心Ｘに対して傾斜していることにより、軸部２２及び金型４は、軸心Ｘの周りを旋回する。

内軸本体６１の端部６１１は、金型４によって押し広げられる。端部６１１は、径方向外方に塑性変形して内輪７の端面に接触する。すなわち、端部６１１がかしめられ、内軸６にかしめ部６１２が形成される。かしめ部６１２により、内輪７が内軸６１に固定される。

［実施形態の効果］
本実施形態に係る製造装置１０では、主軸１とヘッド２との間にスペーサ３が配置されている。このスペーサ３によって、回転軸１２の雄ねじ部１２３とヘッド１の雌ねじ部２３との締まりが抑制される。よって、雄ねじ部１２３と雌ねじ部２３との締結が解除されやすく、主軸１からヘッド２を容易に取り外すことができる。

本実施形態に係る製造装置１０によれば、スペーサ３は、複数のスペーサユニット３１を有している。スペーサユニット３１は、雄ねじ部１２３の周りに並んでいる。主軸１からヘッド２を取り外す際には、各スペーサユニット３１を主軸１とヘッド２との間から法線方向（径方向外方）に引き抜くことができる。これにより、雄ねじ部１２３と雌ねじ部２３との間に緩みが生じ、雄ねじ部１２３と雌ねじ部２３との締結を容易に解除することができる。よって、主軸１からヘッド２を容易に取り外すことができる。

ヘッド２の取外しに際しては、スペーサユニット３１の少なくとも一部を主軸１とヘッド２との間から引き抜けばよい。これにより、主軸１及びヘッド２とスペーサ３との接触のバランスが崩れ、雄ねじ部１２３が雌ねじ部２３から抜けやすくなる。このため、ヘッド２の取外しを簡単に行うことができる。

このように、本実施形態によれば、ヘッド２の取外しが容易になり、製造装置１０のメンテナンス性を向上させることができる。

本実施形態に係る製造装置１０では、スペーサユニット３１が円環部材３２の内周に取り付けられている。すなわち、複数のスペーサユニット３１が円環部材３２によってまとめられ、スペーサ３の形状が全体として円環状になっている。このため、スペーサ３の軸心と主軸１及びヘッド２の軸心とを位置合わせしやすくなり、スペーサ３の位置決めを容易に行うことができる。

主軸１とヘッド２との間からスペーサユニット３１を引き抜く際には、まず、スペーサユニット３１から円環部材３２を取り外せばよい。本実施形態の場合、公知のノックピン抜きを利用してノックピン３３を取り外す。続いて、円環部材３２の第１部分３２１又は第２部分３２２を取り外し、スペーサユニット３１を法線方向に取り出す。スペーサユニット３１は、円環部材３２の締結用のねじ穴を利用して、ノックピン抜きで取り出すことができる。

本実施形態に係る製造装置１０では、スペーサ３の円環部材３２の外径Ｄ３２が、主軸１の台座部１２２の外径Ｄ１２２と等しい。このため、円環部材３２の外周を台座部１２２の外周に一致させるだけで、主軸１に対するスペーサ３の位置を定めることができる。よって、スペーサ３の位置決めをより容易且つ正確に行うことができる。

本実施形態に係る製造装置１０では、スペーサユニット３１が等間隔に配置されているため、主軸１及びヘッド２とスペーサ３とを安定して接触させることができる。よって、主軸１及びヘッド２がスペーサ３によって傾くのを防止することができる。このため、主軸１とヘッド２との間にスペーサ３を介在させた場合であっても、高い加工精度を維持することができる。

本実施形態に係る製造装置１０において、複数のスペーサユニット３１は、互いに間隔を空けて配置されている。このようにすることで、各スペーサユニット３１のサイズが小さくなる。よって、各スペーサユニット３１と主軸１及びヘッド２との接地面積を小さくすることができる。このため、各スペーサユニット３１を主軸１とヘッド２との間から取り出しやすくなり、主軸１からヘッド２を取り外す作業がより容易になる。

以上、実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。

上記実施形態において、複数のスペーサユニットは、互いに間隔を空けて配置されている。しかしながら、スペーサユニットは、間隔を空けず、互いに接触した状態で配置されてもよい。

上記実施形態において、円環部材の外径は台座部の外径と実質的に等しい。しかしながら、円環部材の外径が台座部の外径よりも大きくてもよいし、円環部材の外径が台座部の外径よりも小さくてもよい。

上記実施形態では、複数のスペーサユニットが円環部材に取り付けられている。しかしながら、スペーサユニットは、円環部材に取り付けられていなくてもよい。すなわち、スペーサが円環部材を有していなくてもよい。

１０：製造装置
１：主軸
１２：回転軸
１２２：台座部
１２３：雄ねじ部
２：ヘッド
２３：雌ねじ部
３：スペーサ
３１：スペーサユニット
３２：円環部材

Claims (4)

1. ハブユニットの内軸の端部を押圧変形させて前記ハブユニットを製造する装置であって、
   軸方向の一端部に雄ねじ部を有する回転軸、を含む主軸と、
   前記雄ねじ部に対応する雌ねじ部を有し、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部との締結によって前記主軸に取り付けられるヘッドと、
   前記主軸と前記ヘッドとの間に配置され、前記雄ねじ部の周りに並ぶ複数のスペーサユニットと前記複数のスペーサユニットが内周にそれぞれ着脱可能に取り付けられる円環部材とを有するスペーサと、を備える、装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、
   前記複数のスペーサユニットは、前記円環部材の径方向外方にそれぞれ取り外し可能に構成される、装置。
3. 請求項２に記載の装置であって、
   前記回転軸は、さらに、
   前記雄ねじ部に隣接して設けられ、前記円環部材の外径と等しい外径を有する台座部、を有する、装置。
4. 請求項１から３にいずれか１項に記載の装置であって、
   前記複数のスペーサユニットは、等間隔に配置されている、装置。

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