KR102522747B1 - 요동 단조 장치, 요동 단조 방법, 그 요동 단조 방법을 이용한 허브 유닛 베어링의 제조 방법 및 차량의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

(과제) 성형형과 함께 요동 회전하는 샤프트가 형성된 구면 시트를 구비한 요동 단조 장치에 관해서, 소형화를 도모할 수 있는 구조를 제공한다.
(해결수단) 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 타방측 단부는 구동 기구 (17) 에 대해, 축 방향 일방측 (하측) 을 향하여 이동하는 것을 저지한 상태로 지지되어 있고, 요동 샤프트 (13) 중, 축 방향에 관해서 볼록 구면 시트 (14) 와 구동 기구 (17) 사이에 위치하는 부분에는, 요동 샤프트 (13) 가 프레임 (10) 에 대해 축 방향 일방측을 향하여 이동하는 것을 저지하기 위한 부재는 장착되어 있지 않다.

Description

요동 단조 장치, 요동 단조 방법, 그 요동 단조 방법을 이용한 허브 유닛 베어링의 제조 방법 및 차량의 제조 방법

본 발명은 허브 등의 축 부재의 축 방향 단부에 형성된 원통부를 직경 방향 외방으로 소성 변형시켜, 크림프부를 형성하기 위해 사용되는, 요동 단조 장치 및 요동 단조 방법, 이 요동 단조 방법을 이용한 허브 유닛 베어링의 제조 방법 및 차량의 제조 방법에 관한 것이다.

자동차 등의 차량에 있어서는, 차륜은, 도 4 에 나타내는 바와 같은 허브 유닛 베어링에 의해, 현가 (懸架) 장치에 대해 자유롭게 회전할 수 있도록 지지되어 있다.

도 4 에 나타낸 허브 유닛 베어링은, 사용시에 현가 장치에 결합 고정된 상태에서 회전하지 않는 외륜 (1) 과, 사용시에 차륜을 지지 고정시킨 상태에서, 이 차륜과 함께 회전하는 허브 (2) 와, 외륜 (1) 의 내주면에 형성된 복렬 (複列) 의 외륜 궤도 (3a, 3b) 와 허브 (2) 의 외주면에 형성된 복렬의 내륜 궤도 (4a, 4b) 사이에 자유롭게 전동 (轉動) 할 수 있도록 형성된 복수 개의 전동체로서의 볼 (5) 을 구비하고 있다.

허브 (2) 는, 외주면에 축 방향 외측 (도 4 의 좌측) 의 내륜 궤도 (4a) 가 형성되어 있는 허브 본체 (6) 와, 외주면에 축 방향 내측 (도 4 의 우측) 의 내륜 궤도 (4b) 가 형성되어 있는 내륜 (7) 을, 서로 결합 고정시킴으로써 구성되어 있다. 여기서, 허브 (2) 가 축 부재에 상당한다. 보다 구체적으로는, 허브 본체 (6) 의 축 방향 내단 (內端) 근처 부분에 내륜 (7) 을 외감 (外嵌) 한 상태에서, 허브 본체 (6) 의 축 방향 내단부에 형성된 원통부 (8) 의 축 방향 내단부를 직경 방향 외방으로 소성 변형시켜 크림프부 (9) 를 형성하고, 크림프부 (9) 에 의해, 내륜 (7) 의 축 방향 내단면을 억지함으로써, 허브 (2) 가 구성되어 있다. 또한, 허브 유닛 베어링에 있어서, 축 방향 외측 혹은 축 방향 내측은, 허브 유닛 베어링을 차체에 설치한 상태에서, 차체의 폭 방향 외측 혹은 폭 방향 내측을 의미한다.

또한, 승용차 등의 비교적 중량이 가벼운 차량에서는, 전동체로서 볼 (5) 을 사용한 허브 유닛 베어링에 의해 차륜이 차량에 대해 지지되는 경우가 많지만, 트럭 등의 중량이 큰 차량에서는, 일본 공개특허공보 2000-343905호 및 일본 공개특허공보 2003-083353호에 개시되고, 또한 도 5 에 나타내는 바와 같이, 전동체로서 원추 롤러 (5a) 를 사용한 허브 유닛에 의해 차륜이 차량에 대해 지지된다.

크림프부 (9) 는, 예를 들어, 요동 단조에 의해 형성된다. 이 경우, 예를 들어 도 6 에 나타내는 바와 같이, 성형형 (15) 의 중심축 (β) 을 허브 본체 (6) 의 중심축 (α) 에 대해 소정 각도 (θ) (예를 들어, 1 도 ∼ 5 도 정도) 만큼 경사시킨 상태에서, 성형형 (15) 을 원통부 (8) 의 축 방향 내단부에 가압한다. 이 상태에서, 성형형 (15) 을, 허브 본체 (6) 의 중심축 (α) 을 중심으로 하여 요동 회전, 즉 공전시킨다. 이 때, 성형형 (15) 은, 원통부 (8) 의 축 방향 내단부와의 접촉부에 작용하는 마찰력에 기초하여, 성형형 (15) 자신의 중심축 (β) 을 중심으로 하여 회전, 즉 자전한다. 이로써, 원통부 (8) 의 원주 방향 일부분에, 축 방향 외측 또한 직경 방향 외측을 향한 하중을 가하고, 또한 이 하중이 가해진 부분을 원주 방향에 관해서 연속적으로 변화시킴으로써, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 원통부 (8) 의 축 방향 내단부를 서서히 소성 변형시켜, 크림프부 (9) 가 형성된다.

또한, 크림프부 (9) 에 의해, 내륜 (7) 의 축 방향 내단부를 억지함으로써, 허브 (2) 가 구성되어 있는 허브 유닛 베어링에서는, 허브 본체 (6) 와 내륜 (7) 의 크리프를 방지하기 위해, 크림프부 (9) 에 의해 내륜 (7) 의 축 방향 내단부를 억지하는 힘을 크게 할 필요가 있다. 그러나, 성형형 (15) 의 중심축 (β) 의 허브 본체 (6) 의 중심축에 대한 경사 각도 (θ) 가 5 도 이하로 작은 경우, 크림프부 (9) 를 형성하기 위한 가공 하중이 커지기 때문에, 크림프부 (9) 에 의해 내륜 (7) 의 축 방향 내단부를 억지하는 힘의 조정이 어려워진다. 크림프부 (9) 에 의해 내륜 (7) 의 축 방향 내단부를 억지하는 힘이 과도하게 커지면, 내륜 (7) 이, 외주면에 형성된 축 방향 내측의 내륜 궤도 (4b) 가 팽출되도록 탄성 변형되는 경우가 있다. 내륜 (7) 에 탄성 변형이 발생하면, 전동체에 부여한 예압이 불안정해지는 등의 문제를 일으킨다. 특히, 내륜 (7) 의 탄성 변형에 의한 영향은, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 전동체로서 원추 롤러 (5a) 를 사용한 허브 유닛 베어링에 있어서 현저하다.

이와 같은 요동 단조를 실시하기 위한 장치로서, 일본 공개특허공보 2013-91067호 및 일본 공개특허공보 2015-77616호에는, 샤프트가 형성된 구면 시트를 구비한 요동 단조 장치가 개시되어 있다. 도 5 에, 일본 공개특허공보 2013-91067호에 개시된, 요동 단조 장치를 구성하는 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 와 성형형 (15) 의 결합체 (23) 의 일례를 나타낸다.

샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 는, 요동 샤프트 (13) 와, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 일방측 단부 (도 7 의 하단부) 에, 요동 샤프트 (13) 와 동축으로 일체 형성된 볼록 구면 시트 (14) 를 구비한다. 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 를 구성하는 볼록 구면 시트 (14) 중, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향에 관한 일방 측부에는, 성형형 (15) 이 요동 샤프트 (13) 와 동축이 되도록 유지 고정되어 있다. 볼록 구면 시트 (14) 의 요동 샤프트 (13) 의 축 방향에 관한 타방 측부 (도 7 의 상측 부분) 는, 요동 단조 장치를 구성하는 프레임에 고정된 오목 구면 시트 (16) 와 구면 걸어맞춤한다.

샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 를 구성하는 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 타방측 단부는, 요동 단조 장치의 프레임에 장착된 구동 기구에 대해, 이 구동 기구를 구성하는 구름 베어링 (28) 을 개재하여 연결된다. 또, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 중간부와 프레임 (오목 구면 시트 (16)) 사이에는, 부분 구면상의 미끄럼면을 갖는, 스러스트 미끄럼 베어링 (42) 이 장착되어 있다.

이와 같은 요동 단조 장치에서는, 구동 기구로부터, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 타방측 단부에, 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 및 성형형 (15) 을 요동 회전시키기 위한 구동력이 부여된다. 또, 볼록 구면 시트 (14) 와 오목 구면 시트 (16) 의 구면 걸어맞춤에 의해, 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 및 성형형 (15) 의 요동 회전이 허용되고, 또한 성형형 (15) 에 가해지는 가공 반력이 지지된다. 나아가, 스러스트 미끄럼 베어링 (42) 에 의해, 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 및 성형형 (15) 의 요동 회전이 허용되고, 또한 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 및 성형형 (15) 이, 프레임 (구동 기구 및 오목 구면 시트 (16)) 에 대해, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향에 관한 일방측으로 이동하는 것, 즉 요동 단조 장치로부터 탈락하는 것이 저지되어 있다.

종래의 요동 단조 장치에서는, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 타방측 단부와 구동 기구의 연결부는, 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 및 성형형 (15) 이 프레임 (구동 기구 및 오목 구면 시트 (16)) 에 대해 요동 샤프트 (13) 의 축 방향에 관한 일방측으로 이동하는 것을 저지하는 기능을 갖고 있지 않고, 스러스트 미끄럼 베어링 (42) 이 이 기능을 담당하고 있다.

일본 공개특허공보 2000-343905호 일본 공개특허공보 2003-083353호 일본 공개특허공보 2013-091067호 일본 공개특허공보 2015-077616호

종래의 요동 단조 장치에서는, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 중간부와 프레임 (오목 구면 시트 (16)) 사이에, 부분 구면상의 미끄럼면을 갖는 스러스트 미끄럼 베어링 (42) 이 장착되어 있다. 따라서, 프레임 내에, 이 스러스트 미끄럼 베어링 (42) 의 설치 스페이스를 확보할 필요가 있어, 그만큼, 요동 단조 장치가 대형화된다. 또, 스러스트 미끄럼 베어링 (42) 에 형성된 부분 구면상의 미끄럼면은 고정밀도로 형성하는 것이 요구되기 때문에, 그만큼, 요동 단조 장치의 제조 비용이 커진다.

또, 허브 유닛 베어링의 크림프부 (9) 를 요동 단조에 의해 형성하는 경우에는, 성형형 (15) 의 요동 각도 (허브 본체 (6) 의 중심축 (α) 에 대한 성형형 (15) 의 중심축 (β) 의 경사 각도 (θ)) 를, 15 도 이상 30 도 이하로 설정하는 것이, 크림프부 (9) 의 형성시에 내륜 (7) 의 변형을 억제하는 관점, 및 최대 가공 하중을 낮게 억제하고, 요동 단조 장치의 소형화를 도모하는 관점에서 바람직하다고 되어 있다 (일본 공개특허공보 2015-77616호 참조). 그러나, 종래의 요동 단조 장치에서는, 성형형 (15) 의 요동 각도 (θ) 를 15 도 이상으로 크게 설정하면, 그만큼, 스러스트 미끄럼 베어링 (42) 의 외경 치수도 커지기 때문에, 대형화나 제조 비용 증대의 문제가 현저해진다.

본 발명은 이와 같은 사정을 감안하여, 성형형과 함께 요동 회전하는 샤프트가 형성된 구면 시트를 구비한 요동 단조 장치에 관해서, 성형형의 요동 각도를 15 도 이상 30 도 이하로 크게 설정할 수 있고, 또한 그 장치의 소형화 및 제조 비용의 저감을 도모할 수 있는 구조의 제공을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 요동 단조 장치는, 프레임과, 요동 샤프트와, 볼록 구면 시트와, 성형형과, 오목 구면 시트와, 구동 기구를 구비한다.

상기 프레임은, 기준축을 갖고 있다.

상기 요동 샤프트는, 중심축과, 축 방향 일방측 단부와, 축 방향 타방측 단부를 구비하고, 그 중심축이 상기 기준축에 대해 경사지도록 배치되어 있다.

상기 볼록 구면 시트는, 상기 요동 샤프트의 축 방향에 관한 일방 측부와, 상기 요동 샤프트의 축 방향에 관한 타방 측부와, 그 타방 측부에 형성된 볼록 구면부를 구비하고, 상기 요동 샤프트의 상기 축 방향 일방측 단부에, 그 요동 샤프트와 동축이 되도록 결합되어 있다.

상기 성형형은, 상기 요동 샤프트의 축 방향에 관한 일방측 측면에 가공면부를 구비하고, 상기 볼록 구면 시트의 상기 일방 측부에, 상기 요동 샤프트와 동축이 되도록 결합되어 있다.

상기 오목 구면 시트는, 상기 프레임에 고정되고, 상기 볼록 구면부와 구면 걸어맞춤하는 오목 구면부와, 상기 요동 샤프트가 삽입 통과되는 삽입 통과공을 구비한다.

상기 구동 기구는, 상기 프레임에 장착되고, 상기 요동 샤프트의 축 방향 타방측 단부에 연결되고, 그 요동 샤프트의 축 방향 타방측 단부에 대해, 상기 요동 샤프트와 상기 볼록 구면 시트와 상기 성형형의 결합체를, 상기 기준축을 중심으로 하여, 회전시키기 위한 구동력을 부여한다.

특히, 본 발명의 요동 단조 장치에 있어서는, 상기 요동 샤프트의 축 방향 타방측 단부가 상기 구동 기구에 대해 축 방향 일방측을 향하여 이동하는 것이 저지된 상태로 지지되어 있다.

본 발명에 있어서, 예를 들어, 상기 구동 기구가, 상기 프레임에 대해 상기 기준축을 중심으로 하는 회전을 가능하게 지지된 회전체와, 그 회전체에 형성되고, 상기 요동 샤프트의 축 방향 타방측 단부가 삽입 통과된 유지공과, 그 유지공과 상기 요동 샤프트의 축 방향 타방측 단부 사이에 형성된 구름 베어링을 구비하고, 상기 구름 베어링에 의해, 상기 요동 샤프트의 축 방향 타방측 단부가 상기 회전체에 대해, 축 방향 일방측을 향하여 이동하는 것이 저지된 상태로 지지되어 있는 구성을 채용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 예를 들어, 상기 구름 베어링이, 외륜과, 내륜과, 그 외륜과 그 내륜 사이에 배치된 복수의 전동체를 구비하고, 상기 외륜과 상기 내륜 사이에 작용하는 엑시얼 하중을 지지 가능하고, 상기 내륜이, 상기 요동 샤프트의 축 방향 타방측 단부에, 상기 요동 샤프트의 축 방향에 관한 타방측으로의 변위가 저지된 상태로 외감되어 있고, 상기 외륜이, 상기 유지공에, 상기 요동 샤프트의 축 방향에 관한 일방측으로의 변위가 저지된 상태로 내감 (內嵌) 되어 있는 구성을 채용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 예를 들어, 상기 회전체가, 상기 프레임에 대해 상기 기준축을 중심으로 하는 회전을 가능하게 지지된 케이스 부재와, 상기 유지공을 갖는 베어링 홀더를 갖고, 상기 케이스 부재에 대해 상기 베어링 홀더가 착탈 가능하게 고정되어 있는 구성을 채용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 예를 들어, 상기 회전체가, 상기 케이스 부재와, 상기 베어링 홀더에 더하여, 상기 케이스 부재에 대해 착탈 가능하게 고정된 억지 부재를 추가로 구비하는 구성을 채용할 수 있다.

이 경우, 상기 케이스 부재는, 상기 기준축의 방향에 관해서 상기 성형형과 반대측의 측면에 개구되는 바닥이 있는 유지 오목부와, 그 유지 오목부의 바닥부에 대응하는 부위의 일부에 형성되어 있는 관통공을 구비한다.

상기 베어링 홀더는, 외주면과, 그 외주면의 둘레 방향 일부에 형성되고, 상기 기준축의 방향에 관해서 상기 성형형과 반대측을 향할수록, 상기 기준축과 직교하는 방향에 관해서 상기 유지공을 향하는 방향으로 경사진 제 1 경사면부를 추가로 구비한다.

상기 억지 부재는, 외주면과, 그 외주면의 둘레 방향 일부에 형성되고, 제 1 경사면부와 면접촉 가능한 제 2 경사면부를 구비한다.

상기 베어링 홀더와 상기 억지 부재가, 제 1 경사면부와 제 2 경사면부를 접촉시킨 상태에서, 상기 유지 오목부에 내감되어 있고, 상기 억지 부재에, 상기 유지 오목부의 바닥부측을 향하는 방향의 예압이 부여되고 있다.

상기 요동 샤프트의 축 방향 타방측 단부는, 상기 케이스 부재의 상기 관통공과 상기 베어링 홀더의 상기 유지공에 삽입 통과되어 있다.

본 발명에 있어서, 상기 요동 샤프트의 상기 중심축의 상기 기준축에 대한 경사 각도는, 15 도 이상 30 도 이하로 할 수 있다.

본 발명의 요동 단조 방법은, 축 부재의 축 방향 단부에 형성된 원통부를 직경 방향 외방으로 소성 변형시켜, 크림프부를 형성하는 공정을 구비하고, 본 발명의 요동 단조 장치를 사용하여, 상기 성형형의 중심축을, 축 부재의 중심축에 대해, 소정 각도로 경사시킨 상태에서, 상기 성형형을 상기 축 부재의 원통부의 축 방향 단부에 가압한다.

상기 성형형의 중심축의 상기 축 부재의 중심축에 대한 경사 각도를, 15 도 이상 30 도 이하로 설정할 수 있다.

본 발명의 허브 유닛 베어링의 제조 방법은, 사용시에 현가 장치에 결합 고정된 상태에서 회전하지 않는 외륜과, 사용시에 차륜을 지지 고정시킨 상태에서, 그 차륜과 함께 회전하는 허브와, 상기 외륜의 내주면에 형성된 복렬의 외륜 궤도와 상기 허브의 외주면에 형성된 복렬의 내륜 궤도 사이에 자유롭게 전동할 수 있도록 형성된 복수 개의 전동체를 구비하고, 상기 허브는, 외주면에 상기 복렬의 내륜 궤도 중의 축 방향 외측의 내륜 궤도가 형성되어 있는 허브 본체와, 외주면에 상기 복렬의 내륜 궤도 중의 축 방향 내측의 내륜 궤도가 형성되어 있는 내륜을, 서로 결합 고정시킴으로써 구성되어 있는, 허브 유닛 베어링으로서, 본 발명의 요동 단조 장치를 사용하여, 상기 허브 본체의 축 방향 내단 근처 부분에 상기 내륜을 외감한 상태에서, 그 허브 본체의 축 방향 내단부에 형성된 원통부의 축 방향 내단부를 직경 방향 외방으로 소성 변형시켜 크림프부를 형성하고, 그 크림프부에 의해, 상기 내륜의 축 방향 내단면을 억지하는 공정을 구비한다.

본 발명의 차량의 제조 방법은, 차륜이, 허브 유닛 베어링에 의해, 차량을 구성하는 현가 장치에 회전 지지되어 있는 구조의 차량의 제조 방법으로서, 본 발명의 허브 유닛 베어링의 제조 방법을 이용하여, 상기 허브 유닛 베어링을 제조하는 공정을 구비한다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 요동 단조 장치 및 이 요동 단조 장치를 사용한 요동 단조 방법에서는, 요동 샤프트의 축 방향 타방측 단부가 구동 기구에 대해, 축 방향 일방측을 향하여 이동하는 것이 저지된 상태로 지지되어 있다. 이 때문에, 이 지지부에 의해, 상기 요동 샤프트와 볼록 구면 시트와 성형형의 결합체가 프레임에 대해 축 방향 일방측을 향하여 이동하는 것이 방지된다.

또, 상기 요동 샤프트 중, 축 방향에 관해서 상기 볼록 구면 시트와 상기 구동 기구 사이에 위치하는 부분에, 상기 요동 샤프트가 상기 프레임에 대해 축 방향 일방측을 향하여 이동하는 것을 저지하기 위한 부재, 예를 들어, 부분 구면상의 미끄럼면을 갖는 스러스트 미끄럼 베어링이 장착되어 있지 않다.

따라서, 기준축에 대한 요동 샤프트의 경사 각도인, 성형형의 요동 각도를 15 도 이상 30 도 이하로 크게 설정할 수 있고, 또한 그 장치의 소형화 및 제조 비용의 저감을 도모하는 것이 가능해진다.

또, 본 발명의 요동 단조 장치 및 이 요동 단조 장치를 사용한 요동 단조 방법에 있어서, 구동 기구를 구성하는 회전체가, 케이스 부재와, 케이스 부재에 대해 착탈 가능하게 고정된 베어링 홀더 (혹은, 베어링 홀더 및 억지 부재) 를 갖는 구성을 채용하는 경우에는, 베어링 홀더 (혹은, 베어링 홀더 및 억지 부재) 를 교환함으로써, 기준축에 대한 유지공의 경사 각도를 변경하는 것에 의해, 기준축에 대한 요동 샤프트의 경사 각도인, 성형형의 요동 각도를 넓은 범위에서 변경하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 요동 단조 장치 및 요동 단조 방법은, 허브 유닛 베어링의 제조 방법, 및 이 허브 유닛 베어링의 제조 방법을 이용하여 허브 유닛 베어링을 제조하는 공정을 포함하는, 차량의 제조 방법에 있어서, 내륜의 변형이 억제된 허브의 제조가 가능해지고, 또한 상기 장치의 소형화에 의한 제조 비용의 저감이 도모된다.

따라서, 본 발명의 공업적 의의는 매우 크다고 할 수 있다.

도 1 은, 본 발명의 실시형태의 1 예에 관한, 요동 단조 장치를 나타내는 대략 단면도이다.
도 2(a) 는, 도 1 의 요동 단조 장치의 구동 기구를 구성하는 회전체의 일부를 구체적으로 나타내는 단면도이고, 도 2(b) 는, 도 1 의 요동 단조 장치의 구동 기구를 구성하는 회전체의 일부를 구체적으로 나타내는 평면도이다.
도 3 은, 도 1 에 나타낸 요동 단조 장치에 의해 허브 유닛 베어링의 크림프부를 형성하는 공정을 순서대로 나타내는 주요부 확대 단면도이다.
도 4 는, 종래부터 알려져 있는 허브 유닛 베어링의 1 예를 나타내는 단면도이다.
도 5 는, 종래부터 알려져 있는 허브 유닛 베어링의 다른 1 예를 나타내는 단면도이다.
도 6 은, 종래부터 알려져 있는 요동 단조 장치에 의해 허브 유닛 베어링의 크림프부를 형성하는 공정을 나타내는 단면도이다.
도 7 은, 종래부터 알려져 있는 요동 단조 장치를 구성하는, 샤프트가 형성된 구면 시트와 성형형의 결합체의 일례를 나타내는 단면도이다.

본 발명의 실시형태의 1 예에 대해, 도 1 ∼ 도 5 를 참조하면서 설명한다. 본 예의 요동 단조 장치는, 도 4 혹은 도 5 에 나타낸 허브 유닛 베어링의 크림프부 (9) 를 형성하기 위해 사용된다. 이 요동 단조 장치는, 프레임 (10) 과, 승강대 (11) 와, 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) (요동 샤프트 (13) 및 볼록 구면 시트 (14)) 와, 성형형 (15) 과, 오목 구면 시트 (16) 와, 구동 기구 (17) 를 구비한다.

프레임 (10) 은, 공장 등의 플로어면 상에 재치 (載置) 된다. 프레임 (10) 은, 상하 방향의 기준축 (α) 을 갖고 있다. 바꿔 말하면, 프레임 (10) 에는, 상하 방향의 기준축 (α) 이 설정되어 있다.

승강대 (11) 는, 프레임 (10) 내의 하부에, 기준축 (α) 을 따른 승강을 가능하게 배치되어 있다. 승강대 (11) 에는, 이 승강대 (11) 를 승강 구동시키기 위한 도시되지 않은 유압 기구가 접속되어 있다. 승강대 (11) 의 상면에는, 피가공물인 허브 본체 (6) 를, 직경 방향에 관한 덜컥거림없이 지지하기 위한 지지 지그 (18) 가 구비되어 있다.

샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 는, 중심축 (β) 을 갖고, 또한 중심축 (β) 을 따라 신장되는 요동 샤프트 (13) 와, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 일방측 단부 (도 1 에 있어서의 하단부) 에, 요동 샤프트 (13) 와 동축으로 결합된 볼록 구면 시트 (14) 를 구비하고 있다. 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 는, 중심축 (β) 을 기준축 (α) 에 대해 소정 각도 (θ) 만큼 경사시킨 상태에서, 프레임 (10) 내 중, 승강대 (11) 의 상방에 설치되어 있다. 볼록 구면 시트 (14) 는, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향에 관한 타방 측부 (도 1 에 있어서의 상측부) 측에서, 요동 샤프트 (13) 에 결합되어 있다. 볼록 구면 시트 (14) 의 요동 샤프트 (13) 의 축 방향에 관한 타방 측부는, 요동 샤프트 (13) 에 결합되어 있는 부분을 제외하고, 볼록 구면부 (19) 에 의해 구성되어 있다. 볼록 구면부 (19) 의 곡률 중심은, 요동 샤프트 (13) 의 중심축 (β) 상에 존재하고 있다. 이 때문에, 요동 샤프트 (13) 와 볼록 구면 시트 (14) 는, 동시에 배치된다. 이와 같은 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 는, 전체가 일체로 형성되어 있어도 되고, 복수의 부품을 조합하여 구성되어 있어도 된다.

성형형 (15) 은, 볼록 구면 시트 (14) 중에서 요동 샤프트 (13) 의 축 방향에 관한 일방 측부에, 요동 샤프트 (13) 와 동축으로 결합되어 있다. 성형형 (15) 중에서, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향에 관한 일방측 측면은, 요동 샤프트 (13) 의 중심축 (β) 과 동축이고 원환상의 가공면부 (20) 에 의해 구성되어 있다. 이와 같은 성형형 (15) 은, 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 와 별체로 구성되어 있어도 되고, 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 의 전체 혹은 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 를 구성하는 일부의 부품과 일체로 구성되어 있어도 된다.

오목 구면 시트 (16) 는, 프레임 (10) 내의 상하 방향 중간부에 고정되어 있다. 이 오목 구면 시트 (16) 는, 볼록 구면 시트 (14) 의 볼록 구면부 (19) 와 구면 걸어맞춤하는 오목 구면부 (22) 와, 이 오목 구면부 (22) 의 중앙부에 형성된, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 일방측 단부가 삽입 통과되는 삽입 통과공 (21) 을 구비한다. 오목 구면부 (22) 의 곡률 중심은, 기준축 (α) 상에 존재하고 있다. 이와 같은 오목 구면 시트 (16) 는, 오목 구면부 (22) 에 볼록 구면부 (19) 를 구면 걸어맞춤시키는 것에 기초하여, 성형형 (15) 과 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 의 결합체 (23) 가 기준축 (α) 을 중심으로 하여 요동 회전, 즉 공전하는 것을 허용하고, 또한 결합체 (23) 가 중심축 (β) 을 중심으로 하여 회전, 즉 자전하는 것을 허용함과 동시에, 요동 단조를 실시할 때에 성형형 (15) 에 가해지는 가공 반력을 지지한다.

본 예에서는, 오목 구면 시트 (16) 의 삽입 통과공 (21) 은, 상방을 향할수록 내경 치수가 커지는 테이퍼 구멍에 의해 구성되어 있다. 또, 프레임 (10) 의 내주면 중, 오목 구면 시트 (16) 의 삽입 통과공 (21) 의 상방에 인접하는 부분으로서, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 중간부가 삽입 통과된 부분은, 상방을 향할수록 내경 치수가 단계적으로 커지는 계단식 구멍 (24) 으로 되어 있다. 이들 삽입 통과공 (21) 및 계단식 구멍 (24) 의 내경 치수는, 상기 서술한 바와 같이, 성형형 (15) 과 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 의 결합체 (23) 가 기준축 (α) 을 중심으로 하여 요동 회전할 때에, 요동 샤프트 (13) 와 간섭하지 않는 범위에서 가능한 한 작게 되어 있다. 또한, 본 예에 있어서, 프레임 (10) 의 내주면 중, 삽입 통과공 (21) 의 상방에 인접하는 부분을 계단식 구멍 (24) 으로 하고 있는 이유는, 일반적인 가공 설비를 사용하는 경우의 가공 용이성을 고려했기 때문이다. 본 발명을 실시하는 경우, 가공 가능하면, 계단식 구멍 (24) 은, 상방을 향할수록 내경 치수가 커지는 테이퍼 구멍으로 변경하는 것도 가능하다.

구동 기구 (17) 는, 프레임 (10) 내의 상단부에 장착되어 있다. 구동 기구 (17) 에, 요동 샤프트 (13) 중, 계단식 구멍 (24) 으로부터 상방으로 돌출된 축 방향 타방측 단부가 연결되어 있다. 구동 기구 (17) 는, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 타방측 단부에 대해, 성형형 (15) 과 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 의 결합체 (23) 가 기준축 (α) 을 중심으로 하여 요동 회전하기 위한 구동력을 부여한다.

구동 기구 (17) 는, 회전체 (26) 와, 유지공 (27) 과, 구름 베어링 (28) 을 구비한다.

회전체 (26) 는, 베어링 장치 (25) 에 의해, 프레임 (10) 의 상단부의 내측에 기준축 (α) 을 중심으로 하는 회전만을 가능하게 지지되어 있다. 회전체 (26) 에는, 회전체 (26) 를 회전 구동시키기 위한 도시되지 않은 모터의 출력부가, 직접 또는 도시되지 않은 감속기를 개재하여 접속되어 있다.

유지공 (27) 은, 회전체 (26) 의 직경 방향 중간부의 원주 방향의 일부에 형성되어 있다. 유지공 (27) 의 중심축은, 기준축 (α) 에 대해 경사 각도 (θ) 와 실질적으로 동일한 각도만큼 경사져 있다.

구름 베어링 (28) 은, 유지공 (27) 의 내주면과 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 타방측 단부의 외주면 사이에 배치되어 있고, 유지공 (27) 에 대해 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 타방측 단부를 자유롭게 회전할 수 있도록 지지하고 있다.

특히, 본 예에서는, 구름 베어링 (28) 에 의해, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 타방측 단부가 구동 기구 (17) 에 대해, 축 방향 일방측을 향하여 이동하는 (도 1 의 하방으로 탈락하는) 것이 저지된 상태로 지지되어 있다.

구름 베어링 (28) 이 축 방향 일방측을 향하여 이동하는 것을 저지하는 기능을 담당하기 위해, 구름 베어링 (28) 은, 래디얼 하중의 지지 능력에 더하여, 엑시얼 하중의 지지 능력을 갖는 구성을 구비한다. 구체적으로는, 구름 베어링 (28) 으로서 자동 조심 (調心) 롤러 베어링이 사용되고 있다. 이 자동 조심 롤러 베어링에서는, 외륜 (29) 의 내주면과 내륜 (30) 의 외주면 사이에, 복수의 구면 롤러 (31) 가 자유롭게 전동할 수 있도록 배열되고, 또한 도시되지 않은 유지기에 의해, 이들 복수의 구면 롤러 (31) 의 자세 그리고 위치가 규제되고 있다. 이와 같은 구성에 의해, 구름 베어링 (28) 은, 외륜 (29) 과 내륜 (30) 사이에 작용하는 래디얼 하중을 지지할 수 있고, 또한 외륜 (29) 과 내륜 (30) 사이에 작용하는 엑시얼 하중을 지지할 수 있다. 또, 외륜 (29) 과 내륜 (30) 의 중심축끼리가 다소 경사진 경우에도, 이들 외륜 (29) 과 내륜 (30) 사이에서의 구면 롤러 (31) 의 전동을 원활하게 실시시킬 수 있다는, 자동 조심성을 갖고 있다. 이와 같은 자동 조심 롤러 베어링의 구체적인 구성에 대해서는 이미 공지되어 있기 때문에, 그 설명을 생략한다. 또한, 본 발명을 실시하는 경우, 구름 베어링 (28) 으로는, 깊은 홈 볼 베어링, 앵귤러 볼 베어링 등을 사용하는 것도 가능하다.

외륜 (29) 은, 유지공 (27) 에, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향에 관한 일방측으로의 변위를 저지한 상태로 내감되어 있다. 이 때문에, 유지공 (27) 의 내주면은, 축 방향 중간부에 축 방향 타방측 (도 1 에 있어서의 상측) 을 향한 단차면 (32) 을 갖는 계단식 구멍에 의해 구성되어 있다. 외륜 (29) 은, 유지공 (27) 중 단차면 (32) 보다 축 방향 타방측에 위치하는 부분에 덜컥거림없이 내감되고, 또한 외륜 (29) 의 축 방향 일방측 단면 (端面) 은 단차면 (32) 에 맞닿아 있다.

내륜 (30) 은, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 타방측 단부에, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향에 관한 타방측으로의 변위를 저지한 상태로 외감되어 있다. 이 때문에, 내륜 (30) 은, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 타방측 단부에 덜컥거림없이 외감되고, 또한 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 타방측 단부에 형성된 수나사부 (33) 에 너트 (34) 가 나사 결합 고정되며, 이 너트 (34) 는, 내륜 (30) 의 축 방향 타방측 단면에 맞닿아 있다.

이와 같은 구성에 의해, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 타방측 단부가, 구동 기구 (17) 에 대해, 축 방향 일방측을 향하여 이동하는 것, 즉, 결합체 (23) 가 요동 단조 장치로부터 하방으로 탈락하는 것이 저지된다.

본 예에서는, 수나사부 (33) 에 대한 너트 (34) 의 나사 결합 위치를 조절함으로써, 너트 (34) 와 볼록 구면 시트 (14) 의 간격을 조절하는 것에 의해, 성형형 (15) 의 가공면부 (20) 를 허브 본체 (6) 의 원통부 (8) 에 가압하기 전의 상태에서, 혹은 가공면부 (20) 를 원통부 (8) 에 가압한 상태에서의, 볼록 구면부 (19) 와 오목 구면부 (22) 의 구면 걸어맞춤부에 존재하는 간극 (걸어맞춤 마진) 의 크기의 적정화가 도모되어 있다.

본 발명에 있어서, 수나사부 (33) 에 너트 (34) 를 나사 결합 고정시키는 구성을 대체하여, 예를 들어, 요동 샤프트의 축 방향 타방측 단부에 내륜을 끼워서 조임으로써 외감하는 구성이나, 내륜의 축 방향 양 단면 중, 요동 샤프트의 축 방향에 관한 타방측의 단면에, 요동 샤프트의 축 방향 타방측 단부에 걸린 고정링을 맞닿게 하는 구성을 채용하여, 요동 샤프트의 축 방향 타방측 단부에 외감된 내륜이, 요동 샤프트의 축 방향에 관한 타방측으로 변위하는 것을 저지할 수도 있다.

또, 외륜 (29) 의 축 방향 일방측 단면이 단차면 (32) 에 맞닿는 구성을 대체하여, 예를 들어, 유지공에 외륜을 끼워서 조임으로써 내감하는 구성이나, 외륜의 축 방향 양 단면 중, 요동 샤프트의 축 방향에 관한 일방측의 단면에, 유지공에 나사 결합 고정시킨 너트나 유지공에 걸린 고정링을 맞닿게 하는 구성을 채용하여, 유지공에 내감된 외륜이, 요동 샤프트의 축 방향에 관한 일방측으로 변위하는 것을 저지할 수도 있다.

본 예에서는, 회전체 (26) 는, 도 2(a) 및 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 케이스 부재 (35) 와, 케이스 부재 (35) 에 대해 착탈 가능하게 고정된 베어링 홀더 (36) 및 억지 부재 (37) 를 구비한다.

케이스 부재 (35) 는, 회전체 (26) 의 하부를 구성하며, 후육 원판상의 형상을 갖고, 기준축 (α) 에 대해 동축으로 배치된다. 케이스 부재 (35) 는, 성형형 (15) 과 반대측의 측면인 상측면에 개구되는, 바닥이 있는 유지 오목부 (38) 를 갖고 있다. 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 유지 오목부 (38) 의 상방에서 본 형상은, 기준축 (α) 을 중심으로 하는 직경 방향으로 신장되는 긴 사각형상이다. 또, 케이스 부재 (35) 는, 유지 오목부 (38) 의 바닥부에 대응하는 부위의 일부에, 관통공 (39) 을 갖고 있다. 이 관통공 (39) 도, 유지 오목부 (38) 의 신장 방향과 동일 방향으로 신장되는 상태로 형성되어 있다.

베어링 홀더 (36) 는, 유지 오목부 (38) 의 길이 방향 일방측 절반부 (도 2 에 있어서의 우반부) 에 덜컥거림없이 내감되어 있다. 한편, 억지 부재 (37) 는, 유지 오목부 (38) 의 길이 방향 타절반부 (도 2 에 있어서의 좌반부) 에 덜컥거림없이 내감되어 있다.

베어링 홀더 (36) 는, 대략 사각통상의 형상을 갖고, 직경 방향 내측에 유지공 (27) 이 형성되어 있다. 베어링 홀더 (36) 의 외주면 중, 유지 오목부 (38) 의 길이 방향에 관한 타방측 (도 2(a) 에 있어서의 좌측) 의 단부에, 제 1 경사면부 (40) 를 갖고 있다. 제 1 경사면부 (40) 는, 기준축 (α) 의 방향 (도 2(a) 에 있어서의 상하 방향) 에 관해서 성형형 (15) 과 반대측 (도 2(a) 에 있어서의 상측) 을 향할수록, 기준축 (α) 과 직교하는 방향 (도 2(a) 에 있어서의 좌우 방향) 에 관해서 유지공 (27) 을 향하는 방향으로 경사져 있다. 본 예에서는, 제 1 경사면부 (40) 는, 유지공 (27) 과 동일 방향으로 동일 각도만큼 경사져 있다.

억지 부재 (37) 는, 대략 직방체상을 갖고, 억지 부재 (37) 의 외주면 중, 유지 오목부 (38) 의 길이 방향에 관한 일방측 (도 2(a) 에 있어서의 우측) 의 단부에, 제 2 경사면부 (41) 가 형성되어 있다. 제 2 경사면부 (41) 는, 제 1 경사면부 (40) 와 동일 방향으로 동일 각도만큼 경사지고, 제 1 경사면부 (40) 와 면접촉하고 있다.

이 상태에서, 베어링 홀더 (36) 의 하면은, 유지 오목부 (38) 의 바닥부에 접촉하고 있는 것에 대해, 억지 부재 (37) 의 하면은, 유지 오목부 (38) 의 바닥부에 간극을 개재하여 대향하고 있다.

본 예에서는, 예를 들어, 도시되지 않은 억지 볼트의 죄는 힘에 의해, 억지 부재 (37) 에 대해 유지 오목부 (38) 의 바닥부측 (도 2(a) 에 있어서의 하측) 을 향하는 방향의 예압이 부여되고 있다. 이로써, 제 1 경사면부 (40) 와 제 2 경사면부 (41) 의 걸어맞춤부에, 쐐기 효과가 발생하여, 유지 오목부 (38) 에 대한 베어링 홀더 (36) 의 엄밀한 위치 규제가 이루어지고 있다. 또, 이 상태에서, 억지 부재 (37) 의 탄성 변형에 의해, 억지 볼트에 축력 (軸力) 이 부여되기 때문에, 요동 단조를 실시할 때에 발생하는 진동에 의해서도, 억지 볼트에 느슨함이 발생하는 것이 유효하게 방지된다.

또한, 도시는 생략하지만, 추가적인 안전책으로서, 볼트 등에 의해 케이스 부재 (35) 에 결합 고정된 덮개 부재에 의해, 억지 부재 (37) 의 상면을 억지함으로써, 억지 부재 (37) 가 상방으로 부상하는 것을 방지하는 구성도 채용 가능하다.

어느 쪽이든, 본 예에서는, 상기 서술한 억지 볼트나 덮개 부재 등의 착탈에 기초하여, 케이스 부재 (35) 에 대해, 베어링 홀더 (36) 및 억지 부재 (37) 가 착탈 가능하게 고정되어 있다.

본 예에서는, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 타방측 단부는, 케이스 부재 (35) 의 관통공 (39) 을 통해서, 베어링 홀더 (36) 의 유지공 (27) 에 삽입 통과되어 있다.

또, 요동 샤프트 (13) 중, 축 방향에 관해서 볼록 구면 시트 (14) 와 구동 기구 (17) 사이에 위치하는 부분에는, 요동 샤프트 (13) 가 프레임 (10) 에 대해 축 방향 일방측을 향하여 이동하는 것을 저지하기 위한 부재, 즉, 성형형 (15) 과 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 의 결합체 (23) 가, 프레임 (10) 에 대해 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 일방측을 향하여 이동하는 (도 1 의 하방으로 탈락하는) 것을 저지하기 위한 부재, 예를 들어, 부분 구면상의 미끄럼면을 갖는 스러스트 미끄럼 베어링은 장착되어 있지 않다.

또한, 본 예에서는, 요동 단조를 실시할 때의 성형형 (15) 의 요동 각도인, 경사 각도 (θ) 는, 15 도 이상 30 도 이하로 설정되어 있다. 본 예에서는, 이와 같은 큰 경사 각도 (θ) 를 갖고 있음에도 불구하고, 구동 기구 (17) 와 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 타단부의 접속부에, 요동 샤프트 (13) 가 프레임 (10) 에 대해 축 방향 일방측을 향하여 이동하는 것을 저지하기 위한 기구가 형성되어 있기 때문에, 스러스트 미끄럼 베어링 등의 부재를, 프레임 (10) 내에 배치하는 스페이스가 불필요하다. 이 때문에, 장치의 소형화 및 저비용화가 도모되고 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 예의 요동 단조 장치를 사용하여, 허브 본체 (6) 의 축 방향 내단부에 크림프부 (9) 를 형성할 때에는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 크림프부 (9) 를 형성하기 전의 허브 본체 (6) 와, 허브 유닛 베어링을 구성하는 그 밖의 부품을 조립한 상태에서, 승강대 (11) 의 상면에 형성된 지지 지그 (18) 에 의해, 허브 본체 (6) 가 직경 방향으로 덜컥거리지 않고, 또한 허브 본체 (6) 의 중심축을 기준축 (α) 에 일치시킨 상태에서 지지한다.

이 상태에서, 승강대 (11) 를 상승시켜, 도 3(a) 에 나타내는 바와 같이, 성형형 (15) 의 가공면부 (20) 의 원주 방향의 일부를, 허브 본체 (6) 의 축 방향 내단부에 형성된 원통부 (8) 의 축 방향 내단부의 원주 방향의 일부에 가압한다. 이 상태에서, 기준축 (α) 을 중심으로 하여 회전체 (26) 를 회전시켜, 성형형 (15) 과 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 의 결합체 (23) 를, 기준축 (α) 을 중심으로 하여, 즉, 기준축 (α) 과 결합체 (23) 의 중심축 (β) 의 교점 (P) 을 기준으로 하여, 요동 회전시킨다. 또한, 예를 들어, 근접 센서 (도시 생략) 를 요동 단조 장치에 형성하여, 근접 센서에 의해, 성형형 (15) 의 가공면부 (20) 의 원주 방향의 일부와, 허브 본체 (6) 의 축 방향 내단부에 형성된 원통부 (8) 의 축 방향 내단부의 원주 방향의 일부 사이의 거리를 측정하고, 소정의 거리가 된 단계, 즉, 성형형 (15) 과 원통부 (8) 가 완전히 접촉하기 이전의 접근된 상태에서, 결합체 (23) 의 요동 회전을 개시하는 것도 가능하다.

이 때, 성형형 (15) 과 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 의 결합체 (23) 는, 원통부 (8) 의 축 방향 내단부와의 접촉부에 작용하는 마찰력에 기초하여, 결합체 (23) 자신의 중심축 (β) 을 중심으로 하여 회전, 즉 자전한다. 이로써, 원통부 (8) 의 원주 방향의 일부에, 축 방향 외측이면서 또한 직경 방향 외측을 향한 하중이 가해진다. 이 하중을 가하는 부분을 원주 방향에 관해서 연속적으로 변화시킴으로써, 도 3(a) 내지 도 3(b) 에 순서대로 나타내는 바와 같이, 원통부 (8) 의 축 방향 내단부를 서서히 소성 변형시켜, 크림프부 (9) 를 형성한다. 특히, 본 예에서는, 이와 같은 요동 단조에 의해, 크림프부 (9) 를 형성할 때의 성형형 (15) 의 요동 각도 (경사 각도 (θ)) 를 15 도 이상 30 도 이하로 설정하고 있기 때문에, 이 요동 단조를 실시할 때의 최대 가공 하중을 낮게 억제할 수 있다. 단, 본 발명에 있어서, 경사 각도 (θ) 를, 15 도 이상 30 도 이하로부터 벗어난 크기로 설정하는 것도 가능하다.

또, 이 경사 각도 (θ) 는, 요동 단조의 공정 중에 있어서, 일정한 것이 바람직하다. 특히, 도 5 에 나타낸, 전동체로서 원추 롤러 (5a) 를 사용한 허브 유닛 베어링을 제조하는 공정에 있어서는, 경사 각도 (θ) 를 15 도 이상 30 도 이하로 설정하여, 근접 센서를 사용한 요동 단조의 개시를 실시하고, 또한 요동 단조의 공정 중에 있어서의 경사 각도 (θ) 를 일정하게 유지함으로써, 크림프부 (9) 를 형성하기 위한 가공 하중을 작게 억제할 수 있어, 내륜 (7) 이, 외주면에 형성된 축 방향 내측의 내륜 궤도 (4b) 가 팽출되도록 탄성 변형되는 것을 방지하는 것이 가능해진다.

본 예의 요동 단조 장치에서는, 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 타방측 단부가 구동 기구 (17) 에 대해, 축 방향 일방측을 향하여 이동하는 것이 저지된 상태로 지지되어 있다. 이 때문에, 이 지지부에 의해, 성형형 (15) 과 샤프트가 형성된 구면 시트 (12) 의 결합체 (23) 가 프레임 (10) 에 대해 요동 샤프트 (13) 의 축 방향 일방측을 향하여 이동하는 (도 1 의 하방으로 탈락하는) 것이 방지된다. 또, 요동 샤프트 (13) 중, 축 방향에 관해서 볼록 구면 시트 (14) 와 구동 기구 (17) 사이에 위치하는 부분에, 요동 샤프트 (13) 가 프레임 (10) 에 대해 축 방향 일방측을 향하여 이동하는 것을 저지하기 위한 부재, 예를 들어, 부분 구면상의 미끄럼면을 갖는 스러스트 미끄럼 베어링은 장착되어 있지 않다. 따라서, 그만큼, 요동 단조 장치의 소형화 및 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.

또, 본 예에서는, 케이스 부재 (35) 에 대해 베어링 홀더 (36) 및 억지 부재 (37) 를 착탈 가능하게 고정시키고 있다. 따라서, 베어링 홀더 (36) 및 억지 부재 (37) 를 교환함으로써, 유지공 (27) 의 경사 각도를 변경하는 것에 의해, 성형형 (15) 의 요동 각도 (경사 각도 (θ)) 를 넓은 범위에서 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 피가공물 (예를 들어, 허브 본체 (6)) 의 종류에 따른 최적의 요동 각도 (θ) 를 선택하는 것이 가능하다. 또한, 케이스 부재 (35) 의 관통공 (39) 에 대한 요동 샤프트 (13) 의 삽입 통과 위치는, 성형형 (15) 의 요동 각도 (경사 각도 (θ)) 에 따라 변화된다.

1 : 외륜
2 : 허브
3a, 3b : 외륜 궤도
4a, 4b : 내륜 궤도
5 : 볼
5a : 원추 롤러
6 : 허브 본체
7 : 내륜
8 : 원통부
9 : 크림프부
10 : 프레임
11 : 승강대
12 : 샤프트가 형성된 구면 시트
13 : 요동 샤프트
14 : 볼록 구면 시트
15 : 성형형
16 : 오목 구면 시트
17 : 구동 기구
18 : 지지 지그
19 : 볼록 구면부
20 : 가공면부
21 : 삽입 통과공
22 : 오목 구면부
23 : 결합체
24 : 계단식 구멍
25 : 베어링 장치
26 : 회전체
27 : 유지공
28 : 구름 베어링
29 : 외륜
30 : 내륜
31 : 구면 롤러
32 : 단차면
33 : 수나사부
34 : 너트
35 : 케이스 부재
36 : 베어링 홀더
37 : 억지 부재
38 : 유지 오목부
39 : 관통공
40 : 제 1 경사면부
41 : 제 2 경사면부
42 : 스러스트 미끄럼 베어링

Claims (10)

1. 기준축을 갖는, 프레임과,
   중심축과, 축 방향 일방측 단부와, 축 방향 타방측 단부를 구비하고, 그 중심축이 상기 기준축에 대해 경사지도록 배치되어 있는, 요동 샤프트와,
   상기 요동 샤프트의 축 방향에 관한 일방 측부와, 상기 요동 샤프트의 축 방향에 관한 타방 측부와, 그 타방 측부에 형성된 볼록 구면부를 구비하고, 상기 요동 샤프트의 상기 축 방향 일방측 단부에, 그 요동 샤프트와 동축이 되도록 결합되어 있는, 볼록 구면 시트와,
   상기 요동 샤프트의 축 방향에 관한 일방측 측면에 가공면부를 구비하고, 상기 볼록 구면 시트의 상기 일방 측부에, 상기 요동 샤프트와 동축이 되도록 결합되어 있는, 성형형과,
   상기 프레임에 고정되고, 상기 볼록 구면부와 구면 걸어맞춤하는 오목 구면부와, 상기 요동 샤프트가 삽입 통과되는 삽입 통과공을 구비하는, 오목 구면 시트와,
   상기 프레임에 장착되고, 상기 요동 샤프트의 축 방향 타방측 단부에 연결되고, 그 요동 샤프트의 축 방향 타방측 단부에 대해, 상기 요동 샤프트와 상기 볼록 구면 시트와 상기 성형형의 결합체를, 상기 기준축을 중심으로 하여, 회전시키기 위한 구동력을 부여하는, 구동 기구를 구비하고,
   상기 구동 기구로서, 상기 프레임에 대해 상기 기준축을 중심으로 하는 회전을 가능하게 지지된 회전체와, 그 회전체에 형성되고, 상기 요동 샤프트의 축 방향 타방측 단부가 삽입 통과된 유지공과, 그 유지공과 상기 요동 샤프트의 축 방향 타방측 단부 사이에 형성된 구름 베어링을 구비하고, 상기 구름 베어링에 의해, 상기 요동 샤프트의 축 방향 타방측 단부가 상기 회전체에 대해, 축 방향 일방측을 향하여 이동하는 것이 저지된 상태로 지지되어 있고, 및,
   상기 회전체가, 상기 프레임에 대해 상기 기준축을 중심으로 하는 회전을 가능하게 지지된 케이스 부재와, 상기 유지공을 갖는 베어링 홀더를 갖고, 상기 케이스 부재에 대해 상기 베어링 홀더가 착탈 가능하게 고정되어 있는, 요동 단조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 구름 베어링이, 외륜과, 내륜과, 그 외륜과 그 내륜 사이에 배치된 복수의 전동체를 구비하고, 상기 외륜과 상기 내륜 사이에 작용하는 엑시얼 하중을 지지 가능하고, 상기 내륜이, 상기 요동 샤프트의 축 방향 타방측 단부에, 상기 요동 샤프트의 축 방향에 관한 타방측으로의 변위가 저지된 상태로 외감되어 있고, 상기 외륜이, 상기 유지공에, 상기 요동 샤프트의 축 방향에 관한 일방측으로의 변위가 저지된 상태로 내감되어 있는, 요동 단조 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 회전체가, 상기 케이스 부재에 대해 착탈 가능하게 고정된 억지 부재를 추가로 구비하고,
   상기 케이스 부재는, 상기 기준축의 방향에 관해서 상기 성형형과 반대측의 측면에 개구되는 바닥이 있는 유지 오목부와, 그 유지 오목부의 바닥부에 대응하는 부위의 일부에 형성되어 있는 관통공을 구비하고,
   상기 베어링 홀더는, 외주면과, 그 외주면의 둘레 방향 일부에 형성되고, 상기 기준축의 방향에 관해서 상기 성형형과 반대측을 향할수록, 상기 기준축과 직교하는 방향에 관해서 상기 유지공을 향하는 방향으로 경사진 제 1 경사면부를 추가로 구비하고,
   상기 억지 부재는, 외주면과, 그 외주면의 둘레 방향 일부에 형성되고, 제 1 경사면부와 면접촉 가능한 제 2 경사면부를 구비하고,
   상기 베어링 홀더와 상기 억지 부재가, 제 1 경사면부와 제 2 경사면부를 접촉시킨 상태에서, 상기 유지 오목부에 내감되어 있고, 상기 억지 부재에, 상기 유지 오목부의 바닥부측을 향하는 방향의 예압이 부여되고 있고, 및,
   상기 요동 샤프트의 축 방향 타방측 단부는, 상기 케이스 부재의 상기 관통공과 상기 베어링 홀더의 상기 유지공에 삽입 통과되어 있는, 요동 단조 장치.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 요동 샤프트의 상기 중심축의 상기 기준축에 대한 경사 각도는, 15 도 이상 30 도 이하로 하는, 요동 단조 장치.
5. 축 부재의 축 방향 단부에 형성된 원통부를 직경 방향 외방으로 소성 변형시켜, 크림프부를 형성하는 공정을 구비하는, 요동 단조 방법으로서,
   제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 요동 단조 장치를 사용하여, 상기 성형형의 중심축을, 축 부재의 중심축에 대해, 소정 각도로 경사시킨 상태에서, 상기 성형형을 상기 축 부재의 원통부의 축 방향 단부에 가압하는, 요동 단조 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 성형형의 중심축의 상기 축 부재의 중심축에 대한 경사 각도를, 15 도 이상 30 도 이하로 설정하는, 요동 단조 방법.
7. 사용시에 현가 장치에 결합 고정된 상태에서 회전하지 않는 외륜과, 사용시에 차륜을 지지 고정시킨 상태에서, 그 차륜과 함께 회전하는 허브와, 상기 외륜의 내주면에 형성된 복렬의 외륜 궤도와 상기 허브의 외주면에 형성된 복렬의 내륜 궤도 사이에 자유롭게 전동할 수 있도록 형성된 복수 개의 전동체를 구비하고, 상기 허브는, 외주면에 상기 복렬의 내륜 궤도 중의 축 방향 외측의 내륜 궤도가 형성되어 있는 허브 본체와, 외주면에 상기 복렬의 내륜 궤도 중의 축 방향 내측의 내륜 궤도가 형성되어 있는 내륜을, 서로 결합 고정시킴으로써 구성되어 있는, 허브 유닛 베어링의 제조 방법으로서,
   제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 요동 단조 장치를 사용하여, 상기 허브 본체의 축 방향 내단 근처 부분에 상기 내륜을 외감한 상태에서, 상기 허브 본체의 축 방향 내단부에 형성된 원통부의 축 방향 내단부를 직경 방향 외방으로 소성 변형시켜 크림프부를 형성하고, 그 크림프부에 의해, 상기 내륜의 축 방향 내단면을 억지하는 공정을 구비하는, 허브 유닛 베어링의 제조 방법.
8. 차륜이, 허브 유닛 베어링에 의해, 차량을 구성하는 현가 장치에 회전 지지되어 있는 구조의 차량의 제조 방법으로서, 제 7 항에 기재된 허브 유닛 베어링의 제조 방법에 의해, 상기 허브 유닛 베어링을 제조하는 공정을 구비하는, 차량의 제조 방법.
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