轮毂单元制造装置的制造方法
【专利说明】轮穀单元制造装置
[0001]在2014年9月15日提出申请的日本专利申请2014-187166的说明书、附图及摘要作为参照而包含于此。
技术领域
[0002]本发明涉及制造轮毂单元的制造装置，即在向内轴的轴端压入了内圈构件之后、在对该轴端进行铆接的工序中使用的制造装置。尤其是涉及提高了对铆接的冲头进行支承的主轴的强度的制造装置。
【背景技术】
[0003]作为对车辆的车轮进行旋转支承的轴承装置，使用轮毂单元。轮毂单元的内轴向轮毂轴的轴端装入内圈构件。在制造轮毂单元的工序中，为了防止组装的内圈构件的脱落，而对轮毂轴的轴端进行铆接。在该铆接加工中，使用例如日本特开2000-38005号公报的摆动铆接装置。
[0004]图8示出使用了摆动铆接装置100的铆接方法的概要。轮毂轴101在轴端具有圆筒形状的轴端部106。向轴端部106压入内圈构件102。此时，轴端部106的一部分从内圈构件102的端面突出。在摆动铆接装置100中，向该突出的部分按压冲头104，向径向外方扩开。在图8中，塑性变形之前的轴端部106的形状由双点划线表示。
[0005]冲头104装配在主轴105的前端。主轴105相对于摆动铆接装置100的轴线而倾斜规定的角度Θ。因此，冲头104与轴端部106在轴端部106的圆周上的一点处接触。通过将冲头104压紧于轴端部106，其接触的部分向径向外方进行塑性变形。使主轴105绕着轮毂轴101的轴线回旋，并向轮毂轴侧下降，由此轴端部106在整周向径向外方塑性变形。这样，在摆动铆接装置100中，使轴端部106部分地塑性变形，因此与使整周同时塑性变形的方法相比，能够以比较小的铆接载荷对轴端部106进行加工。
[0006]这样，在轮毂轴101的轴端形成铆接部103。通过该铆接部103，将内圈构件102的移动沿轴向限制，因此会防止内圈构件102的脱落。
[0007]冲头104根据轮毂单元107的大小而适当更换地使用。因此，在主轴105的轴端形成有安装冲头104的冲头支架108。冲头支架108的外形尺寸与冲头104的外形尺寸同等，为比较大径。另一方面，主轴105中的冲头支架108以外的轴部109仅支承比较小的铆接载荷，因此其直径尺寸可以较小。减小了直径尺寸的轴部109的形状的例子如图8的虚线所示。通过减小轴部109的直径尺寸，能够使摆动铆接装置100紧凑。
[0008]这样，摆动铆接装置100的主轴105设为使轴部109为小径的圆筒形状而在其轴端设有大径的冲头支架108的结构。
[0009]然而，通过形成为上述的形状，在主轴105上，在冲头支架108与轴部109的相连的部分形成“相连部”K。使用装入了该主轴105的摆动铆接装置100作为量产设备而制造大量的轮毂单元时，存在“相连部”K比较早地破损这样的问题。
【发明内容】
[0010]本发明的目的之一是在将轮毂轴的轴端铆接的工序所使用的轮毂单元制造装置中，在轴部为小径的主轴的轴端具备直径比轴部大的冲头支架，避免主轴的提前破损，提高轮毂单元制造装置的耐久性。
[0011]本发明的一方案的轮毂单元制造装置的结构上的特征在于，在向轮毂单元的轮毂轴装配了内圈构件之后，使冲头与所述轮毂轴的轴端部抵接，使所述轴端部塑性变形并扩开，利用所述轮毂轴限制所述内圈构件，其中，装配所述冲头的主轴具有:圆筒形状的轴部；及与所述轴部一体形成且比所述轴部大径的冲头支架，所述轴部的外周面与所述冲头支架的外周面相连的接连部的轴向截面的形状由与所述轴部的外周面相连的第一圆弧和与所述冲头支架的外周面相连的第二圆弧形成，所述第一圆弧与所述第二圆弧彼此相切，所述第二圆弧的曲率半径比所述第一圆弧的曲率半径小。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的第一实施方式的主轴的主要部分放大图。
[0013]图2是说明使用本发明的轮毂单元制造装置进行铆接加工时的轮毂单元和摆动铆接装置的配置的图。
[0014]图3是说明在本发明的第一实施方式的接连部产生的应力分布的图。
[0015]图4是说明铆接加工时的载荷的产生状况的图。
[0016]图5是说明在比较例I的接连部产生的应力分布的图。
[0017]图6是说明在比较例2的接连部产生的应力分布的图。
[0018]图7是说明在本发明的第二实施方式的接连部产生的应力分布的图。
[0019]图8是说明以往的轮毂单元制造装置的剖视图。
【具体实施方式】
[0020]使用图2，说明本发明的轮毂单元制造装置的一实施方式的摆动铆接装置34的结构和使用了该摆动铆接装置34的铆接加工方法。图2中的图的上下方向是铅垂方向。在轮毂单元10的铅垂方向上方配置摆动铆接装置34，示出对轮毂轴的轴端进行铆接加工的状态。需要说明的是，为了容易理解铆接加工状态，在图2中，仅示出摆动铆接装置34的头部35。而且，在实际加工时，头部35的下方端部与轮毂单元10的上方端部接触。然而，由于图变得烦杂，因此头部35与轮毂单元10上下分离显示。
[0021]首先，对轮毂单元10进行说明。轮毂单元10在安装于车辆时，图2的下侧成为车辆的外侧，因此在以下的说明中，以下侧为外侧，以上侧为内侧进行说明。而且，在以下的关于轮毂单元10的说明中，“轴向”是指轮毂单元10的轴线37的方向，将与之正交的方向称为“径向”。
[0022]轮毂单元10具有外圈11、内轴12、滚珠13、13、保持器14、14。
[0023]外圈11通过S55C等的碳素钢来制造。在外圈11的外周一体形成凸缘部15。在外圈11的内周形成有2列的外侧滚道面16a、16b。外侧滚道面16a、16b的轴向的截面为圆弧形状。
[0024]内轴12由轮毂轴17和向其内侧的轴端压入的内圈构件18构成。轮毂轴17由S55C等的碳素钢来制造。在轮毂轴17 —体地形成有轴部19和凸缘部20。
[0025]在轴部19的外周的整周形成有倾斜型的内侧滚道面21b。内侧滚道面21b的轴向的截面为圆弧形状。在内侧滚道面21b的内侧的部分设有圆筒面22。圆筒面22是与内侧滚道面21b同轴的圆筒形状，其外径尺寸与内侧滚道面21b的最小径大致相等。在内侧滚道面21b的外侧的部分形成有肩28。肩28是与内侧滚道面21b同轴地形成的圆筒形状。
[0026]在轴部19的内侧轴端部的外周形成有内圈嵌合面23。内圈嵌合面23是与圆筒面22同轴的圆筒形状，外径尺寸比圆筒面22小径。圆筒面22与内圈嵌合面23由在径向扩开的平面即侧面24连结。内圈嵌合面23的轴向长度比内圈构件18的轴向长度长。因此，在内圈嵌合面23嵌合有内圈构件18时，内圈嵌合面23的一部分从内圈构件18的端面突出。
[0027]在内圈嵌合面23的内侧形成有在径向上扩开的平面即端面25。在端面25上设有与内圈嵌合面23同轴的孔26。孔26的距端面25的深度在内圈构件18嵌合于内圈嵌合面23时，比从端面25到内圈构件18的内侧端面的长度深。这样，在轴部19的内侧轴端形成有比内圈构件18沿轴向突出的圆筒部43。圆筒部43在铆接加工后进行塑性变形而成为铆接部27。在图2中，铆接加工前的圆筒部43的形状由双点划线表示。
[0028]凸缘部20为圆盘状，在轴部19的外侧连续形成。为了在凸缘部20安装车轮(图示省略)，而设置多个沿轴向贯通的螺栓29。在凸缘部20的外侧侧面上同轴地设置圆筒形状的车轮用凹坑30。
[0029]内圈构件18由轴承钢制造。在内圈构件18的外周形成有内侧滚道面21a，在其轴向的两侧形成有肩31a和肩31b。内侧滚道面21a的轴向的截面为圆弧形状。肩31a、31b分别是与内侧滚道面21a同轴的圆筒面，轴向内侧的肩31a的直径尺寸大于外侧的肩31b的直径尺寸。内圈构件18的内周是与内侧滚道面21a同轴的圆筒面。在内圈构件18的轴向两端分别形成小端面32和大端面33。小端面32和大端面33是在径向上扩开的平面，且相互平行。
[0030]内圈构件18使小端面32朝向外侧地嵌合于内圈嵌合面23，小端面32被压入至与侧面24接触为止。在将内圈构件18嵌合于内圈嵌合面23时，在相互沿径向相对的外侧滚道面16a与内侧滚道面21a之间、及外侧滚道面16b与内侧滚道面21b之间分别装入多个滚珠13。滚珠13通过保持器14沿着各滚道面以规定的间隔被保持。这样，轮毂轴17与外圈11被同轴地组装。
[0031]然后，通过后述的摆动铆接装置34，使圆筒部43向径向外方塑性变形，形成铆接部27。通过铆接部27，进行内圈构件18的防脱，组装轮毂单元10。
[0032]接下来，同样地，通过图2，说明摆动铆接装置34的头部35的结构。头部35将其轴线(以下称为“头轴线”)36与轮毂单元的轴线(以下称为“轮毂轴线”)37同轴地配置。虽然省略了图示，但是头部35由滚动轴承支承为旋转自如，能够绕着轴线36旋转。绕着头轴线36的旋转力由未图示的电动马达等赋予。头部35以能够沿铅垂方向移动的方式由未图示的直动轴承等支承。并且，铅垂方向的移动通过未图示的滚珠丝杠、液压缸等进行。