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Technisches Gebiet
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Lagereinheit-Herstellungsvorrichtung und ein Lagereinheit-Herstellungsverfahren.
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Stand der Technik
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In einem Automobil wird eine Nabeneinheit (Lagereinheit) verwendet, um ein Fahrzeugrad an einer Aufhängung einer Seite der Fahrzeugkarosserie drehbar zu lagern. Wie in 8 gezeigt, weist eine Nabeneinheit 90 einen an einer Aufhängung (nicht gezeigt) befestigten Außenring 91 und eine Innenwelle (Nabenwelle) 93 auf, die an einer radialen Innenseite des Außenrings 91 über Rollenelemente 92 vorgesehen ist. Die Innenwelle 93 weist einen Wellenhauptkörper 94 und ein Innenringelement 96 auf, das an einer Seite in einer Axialrichtung nach außen auf einen Endabschnitt 95 des Wellenhauptkörpers 94 aufgesetzt ist. Der Wellenhauptkörper 94 weist einen Flanschabschnitt 97 auf der anderen Seite in der Axialrichtung auf, und ein Rad oder eine Bremsscheibe eines Fahrzeugrads (nicht gezeigt) ist an dem Flanschabschnitt 97 montiert.
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Das Innenringelement 96 ist nach außen auf den Endabschnitt 95 des Wellenhauptkörpers 94 aufgesetzt und wird durch einen sich von dem Endabschnitt 95 erstreckenden Verstemmabschnitt 98 daran gehindert, von der einen Seite in der Axialrichtung entfernt zu werden und herauszufallen. Das Befestigen des Innenringelements 96 durch den Verstemmabschnitt 98 wird zum Beispiel durch eine in Patentdokument 1 gezeigte Herstellungsvorrichtung durchgeführt.
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Wie in 9 gezeigt, weist diese Herstellungsvorrichtung auf: eine Befestigungsstufe 89, auf der die Innenwelle 93 (Flanschabschnitt 97) der Nabeneinheit 90 montiert und befestigt ist; einen Verstemmmechanismus 86, der einen Stempel 88 aufweist, der mit dem Verstemmabschnitt 98 der Nabeneinheit 90 in Kontakt gebracht wird und den Verstemmabschnitt 98 plastisch verformt, und eine Spindel 87a trägt den Stempel 88; einen Drehmechanismus 85, der einen Elektromotor 84 aufweist, der die Spindel 87 dreht; und einen Schuberzeugungsmechanismus 83, der einen Schub zum Drücken des Stempels 88 gegen den Verstemmabschnitt 98 erzeugt. Der Schuberzeugungsmechanismus 83 ist konfiguriert, um einen Hydraulikzylinder 82, der zwischen dem Elektromotor 84 und dem Verstemmmechanismus 86 vorgesehen ist, und eine Hydraulikeinheit (nicht gezeigt) aufzuweisen, die dem Hydraulikzylinder 82 Hydrauliköl zuführt.
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10 (A) und 10 (B) sind erläuternde Ansichten, die einen Vorgang des Befestigens des Innenringelements 96 an dem Wellenhauptkörper 94 durch den Verstemmabschnitt 98 unter Verwendung der Herstellungsvorrichtung zeigen. Wie in 10 (A) gezeigt ist, hat der Verstemmabschnitt 98 vor der Bearbeitung eine Zylinderform, die sich in der Axialrichtung von dem Endabschnitt 95 des Wellenhauptkörpers 94 mit einer Mittelachse C1 des Wellenhauptkörpers 94 als ein Zentrum erstreckt. Dann nähert sich der Verstemmmechanismus 86 der Nabeneinheit 90 (wird zu dieser abgesenkt), die an der Befestigungsstufe 89 befestigt ist, und der Stempel 88 wird mit dem Verstemmabschnitt 98 in Kontakt gebracht, während die Spindel 87 um die Mittelachse C1 durch Verwendung des Elektromotors 84 (siehe 9) gedreht wird. Daraufhin wird, wie in 10 (B) gezeigt, der Verstemmabschnitt 98, der die Form eines Zylinders hat, mittels dem Stempel 88 gedrückt, so dass sein Durchmesser graduell aufgeweitet wird. Das Innenringelement 96 ist durch den Verstemmabschnitt 98, dessen Durchmesser wie zuvor beschrieben aufgeweitet wurde und der an dem Wellenhauptkörper 94 befestigt ist, in der Axialrichtung begrenzt.
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Dokumente des Standes der Technik
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Patentdokumente
- Patentdokument 1: JP-A-2012-45612
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Zusammenfassung der Erfindung
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Probleme, die durch die Erfindung zu lösen sind
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Wie in 9 gezeigt, ist in der Herstellungsvorrichtung des Stands der Technik der Verstemmmechanismus 86 oberhalb der Nabeneinheit 90 vorgesehen, die an der Befestigungsstufe 89 befestigt ist, und des Weiteren sind der Hydraulikzylinder 82 des Schuberzeugungsmechanismus 83 und der Drehmechanismus 85, der den Elektromotor 84 aufweist, darüber vorgesehen. Wenn daher ein Bearbeitungsbereich K1 auf der Befestigungsstufe 89 auf eine Höhe (zum Beispiel eine Höhe von 1 m über dem Boden) festgelegt ist, um eine Arbeit eines Bedieners zu erleichtern, wie beispielsweise das Festlegen der Nabeneinheit 90 auf der Herstellungsvorrichtung oder das Herausnehmen der bearbeiteten Nabeneinheit 90, besteht das Problem, dass die gesamte Größe der Vorrichtung in der Höhe groß wird, was zu einer Zunahme der Größe der Herstellungsvorrichtung führt.
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Daher ist es ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine Herstellungsvorrichtung, die in der Lage ist, die Größenreduktion zu erzielen, und ein Verfahren zum Herstellen einer Lagereinheit durch die Herstellungsvorrichtung bereitzustellen, welche die Größenreduktion erzielt hat.
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Mittel zum Lösen des Problems
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In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Lagereinheit-Herstellungsvorrichtung zum Herstellen einer Lagereinheit bereitgestellt, wobei die Lagereinheit einen Außenring und eine Innenwelle aufweist, die an einer radialen Innenseite des Außenrings über ein Rollenelement angeordnet ist, wobei die Innenwelle einen Wellenhauptkörper und ein Innenringelement aufweist, das nach außen auf einen Endabschnitt des Wellenhauptkörpers auf einer Seite in einer Axialrichtung aufgesetzt oder aufgepasst und durch einen Verstemmabschnitt befestigt ist, der sich von dem Endabschnitt aus erstreckt, wobei die Lagereinheit-Herstellungsvorrichtung aufweist: einen Drehmechanismus, der einen Rotor aufweist, der die andere Seite der Innenwelle in der Axialrichtung von unterhalb hält und die Innenwelle um eine Mittelachse der Innenwelle dreht, während die Mittelachse in einer Oben-Unten-Richtung ausgerichtet ist, wobei der Rotor unterhalb eines Bearbeitungsbereichs der Lagereinheit montiert ist; und einen Verstemmmechanismus, der oberhalb des Bearbeitungsbereichs montiert ist und einen Stempel aufweist, der mit dem Verstemmabschnitt in Kontakt gebracht wird, um den Verstemmabschnitt plastisch zu verformen.
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Wenn gemäß dieser Herstellungsvorrichtung der Bearbeitungsbereich der Lagereinheit auf eine Höhe festgelegt ist, um die Arbeit eines Bedieners zu erleichtern, wie beispielsweise das Festlegen der Lagereinheit auf der Herstellungsvorrichtung oder das Herausnehmen der bearbeiteten Lagereinheit, ist der Rotor unterhalb des Bearbeitungsbereichs positioniert, und der Verstemmmechanismus ist oberhalb des Bearbeitungsbereichs positioniert, wodurch es möglich ist, die Größe der Herstellungsvorrichtung in der Höhe zu reduzieren, um kleiner als die des Standes der Technik zu sein, und um die Herstellungsvorrichtung kleiner auszulegen.
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Vorzugsweise weist die Herstellungsvorrichtung des Weiteren einen Schuberzeugungsmechanismus auf, der einen Schub zum Drücken des Stempels auf den Verstemmabschnitt erzeugt, und der Schuberzeugungsmechanismus weist einen Elektromotor und einen Linearaktuator auf, der eine Drehkraft des Elektromotors als eine Axialkraft ausgibt. Der Schuberzeugungsmechanismus kann durch eine hydraulische Ausstattung ausgebildet sein, die eine Hydraulikeinheit und einen Hydraulikzylinder enthält, jedoch ist der Stromverbrauch geringer, wenn der Schuberzeugungsmechanismus konfiguriert ist, den Elektromotor und den Linearaktuator zu enthalten, die den Stromverbrauch reduzieren. Das heißt, in einem Fall, in dem die hydraulische Ausstattung verwendet wird, wird der Stromverbrauch groß, da es notwendig ist, die Hydraulikeinheit selbst während einer Leerlaufzeit zu betätigen, wenn die Bearbeitung des Verstemmabschnitts nicht tatsächlich durchgeführt wird, wohingegen in einem Fall, in dem der Elektromotor verwendet wird, ein derartiger Stromverbrauch, der durch Fließen eines Standby-Stroms verursacht wird, während der Leerlaufzeit ausreichend ist, was es ermöglicht, Energie zu sparen.
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Vorzugsweise ist der Linearaktuator in einem Bereich benachbart zu der feststehenden Spindel in einer Horizontalrichtung der feststehenden Spindel vorgesehen. In diesem Fall sind der Linearaktuator und die feststehende Spindel konfiguriert, um parallel zueinander vorgesehen zu sein, und es ist des Weiteren möglich, wirksam zu verhindern, dass die Herstellungsvorrichtung eine hohe Höhe erreicht und an Größe zunimmt.
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Vorzugsweise weist der Verstemmmechanismus des Weiteren auf: eine feststehende Spindel, deren Drehung eingeschränkt ist; und einen Lagerabschnitt, der den Stempel so lagert, dass er um eine Mittelachse des Stempels in Bezug auf die feststehende Spindel drehbar ist. In diesem Fall wird, wenn der Stempel in Kontakt mit der Innenwelle (dem Verstemmabschnitt) gebracht wird, während die Innenwelle mittels dem Drehmechanismus gedreht wird, der Stempel zusammen mit der drehenden Innenwelle gedreht, und somit ist es möglich, die plastische Verformung des Verstemmabschnitts durch den Stempel gleichmäßig durchzuführen.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Lagereinheit-Herstellungsverfahren zum Herstellen einer Lagereinheit bereitgestellt, wobei die Lagereinheit einen Außenring und eine Innenwelle aufweist, die an einer radialen Innenseite des Außenrings über ein Rollenelement angeordnet ist, wobei die Innenwelle einen Wellenhauptkörper und ein Innenringelement aufweist, das nach außen auf einen Endabschnitt des Wellenhauptkörpers auf einer Seite in einer Axialrichtung aufgesetzt und durch einen Verstemmabschnitt befestigt ist, der sich von dem Endabschnitt aus erstreckt, wobei das Lagereinheit-Herstellungsverfahren die Schritte aufweist: Drehen eines Rotors um eine Mittelachse der Innenwelle in einem Zustand, in dem der Rotor die andere Seite der Innenwelle in der Axialrichtung von unterhalb hält, während die Mittelachse in einer Oben-Unten-Richtung ausgerichtet ist; und plastisches Verformen des Verstemmabschnitts durch Inkontaktbringen eines Stempels mit dem Verstemmabschnitt von oberhalb.
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Gemäß diesem Herstellungsverfahren wird die Verstemmbearbeitung durchgeführt, während der Stempel oberhalb eines Bearbeitungsbereichs der Lagereinheit installiert ist und der Rotor zum Drehen der Innenwelle unterhalb des Bearbeitungsbereichs installiert ist. Infolgedessen ist, wenn der Bearbeitungsbereich auf eine Höhe festgelegt ist, um die Arbeit eines Bedieners zu erleichtern, wie beispielsweise das Festlegen der Lagereinheit auf der Herstellungsvorrichtung oder das Herausnehmen der bearbeiteten Lagereinheit, der Rotor unterhalb des Bearbeitungsbereichs positioniert, und der Verstemmmechanismus ist oberhalb des Bearbeitungsbereichs positioniert, wodurch es möglich ist, die Größe der Herstellungsvorrichtung in der Höhe zu reduzieren, um kleiner als die des Standes der Technik zu sein, und um die Herstellungsvorrichtung kleiner auszulegen.
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Vorteile der Erfindung
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Gemäß den Aspekten der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Größe der Herstellungsvorrichtung in der Höhe zu reduzieren, um kleiner zu sein als die des Standes der Technik, und es ist möglich, die Größenreduktion der Herstellungsvorrichtung zu erzielen.
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Des Weiteren ist es möglich, eine Lagereinheit (Durchführen der Verstemmbearbeitung des Verstemmabschnitts) mittels der Herstellungsvorrichtung herzustellen, welche die Verringerung der Größe erzielt hat.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel einer Lagereinheit zeigt, die durch eine Herstellungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt wird.
- 2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Abschnitt der Lagereinheit (Nabeneinheit) zeigt.
- 3 ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel einer Herstellungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Nabeneinheit, die an einem Rotor montiert ist.
- 5 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Abwandlungsbeispiel einer Befestigungseinheit zeigt.
- 6 ist eine erläuternde Ansicht, die eine an einem Rotor befestigte Nabeneinheit, einen Verstemmmechanismus und einen Beschränkungsmechanismus zeigt.
- 7 ist eine erläuternde Ansicht, die eine an einem Rotor befestigte Nabeneinheit, einen Verstemmmechanismus und einen Beschränkungsmechanismus zeigt.
- 8 ist eine Querschnittsansicht einer Nabeneinheit zum Beschreiben eines Standes der Technik.
- 9 ist eine Seitenansicht einer Herstellungsvorrichtung aus dem Stand der Technik.
- 10 (A) und 10 (B) sind erläuternde Ansichten, die einen Vorgang des Befestigens eines Innenringelements an einem Wellenhauptkörper mittels einem Verstemmabschnitt durch Verwendung einer Herstellungsvorrichtung des Stands der Technik zeigen.
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Art und Weise zur Durchführung der Erfindung
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1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel einer Lagereinheit zeigt, die durch eine Herstellungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt wird. Die in 1 gezeigte Lagereinheit ist eine Einheit zum drehbaren Lagern eines Fahrzeugrads an einer Aufhängungsvorrichtung einer Fahrzeugkarosserieseite in einem Fahrzeug und wird als Nabeneinheit bezeichnet. Im Folgenden wird die Lagereinheit, die hergestellt wird, als die Nabeneinheit 50 bezeichnet. Die Nabeneinheit 50 weist einen Außenring 51, der an der Aufhängungsvorrichtung (nicht gezeigt) befestigt ist, und eine Innenwelle (Nabenwelle) 53 auf, die auf einer radialen Innenseite des Außenrings 51 mittels zwei Reihen von Kugeln (Rollenelemente) 52 angeordnet ist. Die Innenwelle 53 weist einen Wellenhauptkörper 54 und ein Innenringelement 56 auf, das nach außen auf einen Endabschnitt 55 des Wellenhauptkörpers 54 auf einer Seite in einer Axialrichtung (rechte Seite in 1) aufgesetzt ist. Der Wellenhauptkörper 54 weist einen Flanschabschnitt 57 auf der anderen Seite in der Axialrichtung (auf der linken Seite in 1) auf, und ein Rad oder eine Bremsscheibe des Fahrzeugrads (nicht gezeigt) ist an dem Flanschabschnitt 57 angebracht.
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Der Wellenhauptkörper 54 weist eine abgestufte Fläche 59 auf, die in Richtung zu der einen Seite in der Axialrichtung weist und in der Axialrichtung an seinem Mittelabschnitt vorgesehen ist. Die abgestufte Fläche 59 ist ringförmig ausgebildet, und ein Abschnitt (ein Endabschnitt 55) des Wellenhauptkörpers 54, der sich weiter an der einen Seite in der Axialrichtung befindet als diese abgestufte Fläche 59 (ohne einen Verstemmabschnitt 58), hat einen kleineren Außendurchmesser. Das Innenringelement 56 ist nach außen auf diesen Endabschnitt 55 aufgesetzt, während das Innenringelement mit der abgestuften Fläche 59 in Kontakt ist. Des Weiteren wird durch den Verstemmabschnitt 58, der sich von dem Endabschnitt 55 radial nach außen erstreckt, verhindert, dass das Innenringelement 56 entfernt wird und an der einen Seite der Axialrichtung herausfällt. Daher ist das Innenringelement 56 an dem Wellenhauptkörper 54 befestigt, indem es in der Axialrichtung zwischen der abgestuften Fläche 59 und dem Verstemmabschnitt 58 angeordnet ist. Das Befestigen des Innenringelements 56 mittels einem solchen Verstemmabschnitt 58 wird durch die in 3 gezeigte Herstellungsvorrichtung 10 durchgeführt.
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Die Nabeneinheit 50 befindet sich, wie in 2 gezeigt, vor dem Befestigen des Innenringelements 56 an dem Wellenhauptkörper 54 durch die Herstellungsvorrichtung 10 (Zwischenprodukt) in einem Zustand, in dem der Außenring 51 von außen auf den Wellenhauptkörper 54 in der Radialrichtung mit den dazwischen angeordneten Kugeln 52 montiert ist, und der Verstemmabschnitt 58 sich in der Axialrichtung von dem Endabschnitt 55 des Wellenhauptkörpers 54 auf der einen Seite in der Axialrichtung erstreckt, um eine zylindrische Form mit einer Mitteachse C1 des Wellenhauptkörpers 54 als dessen Zentrum zu haben. Dann wird das Innenringelement 56 nach außen auf diesen Endabschnitt 55 aufgesetzt. Aus diesem Zustand wird ein Stempel 27 (siehe 7), der nachfolgend beschrieben wird, mit dem zylinderförmigen Verstemmabschnitt 58 in Kontakt gebracht und bewirkt dann, dass der Verstemmabschnitt 58 plastisch verformt wird (Vergrößern des Durchmessers). Daher kann das Innenringelement 54 (Wellenhauptkörper) an dem Innenringelement 56 befestigt werden.
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3 ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel der Herstellungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Herstellungsvorrichtung 10 weist einen Drehmechanismus 11 und einen Verstemmmechanismus 12 auf. Des Weiteren weist die Herstellungsvorrichtung 10 des Ausführungsbeispiels einen Schuberzeugungsmechanismus 13 und einen Beschränkungsmechanismus 14 auf. Der Drehmechanismus 11, der Verstemmmechanismus 12, der Schuberzeugungsmechanismus 13 und der Beschränkungsmechanismus 14 sind an einem Vorrichtungsrahmen 15 montiert, der wird auf einer Bodenfläche installiert ist. In dieser Herstellungsvorrichtung 10 ist ein Bearbeitungsbereich (Installationsbereich) K1 der Nabeneinheit 50 (Zwischenprodukt) auf eine Höhe (zum Beispiel 1 m über dem Boden) festgelegt, um die Arbeit eines Bedieners, wie beispielsweise das Festlegen der Nabeneinheit 50 (Zwischenprodukt) auf der Herstellungseinrichtung oder das Herausnehmen der bearbeiteten Nabeneinheit 50 zu erleichtern.
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In der Herstellungsvorrichtung 10 ist die Nabeneinheit 50 (Zwischenprodukt) auf einem Rotor 21 montiert, den der Drehmechanismus 11 in einer Lage aufweist, in der eine Mittelachse C0 der Innenwelle 53 entlang einer Oben-Unten-Richtung mit dem Verstemmabschnitt 58 nach oben und der Flanschabschnitt 57 nach unten liegt. Der Drehmechanismus 11 weist einen Elektromotor 25 und eine Kraftübertragungseinheit 26 neben dem Rotor 21 auf, auf dem die Nabeneinheit 50 platziert und befestigt ist, wobei die Drehkraft des Elektromotors 25 durch die Kraftübertragungseinheit 26 auf den Rotor 21 übertragen wird, und der Rotor 21 sich um eine Bezugsachse (Bezugslinie) Z in der Oben-Unten-Richtung dreht. Die Nabeneinheit 50 ist an dem Rotor 21 montiert, wobei die Mittelachse C0 der Innenwelle (die Mittelachse C1 des Wellenhauptkörpers 54) mit der Bezugsachse Z ausgerichtet ist. Die Kraftübertragungseinheit 26 kann durch eine Riemenscheibe oder einem Riemen oder durch Zahnrädern gebildet sein, und hat eine Funktion zum Verringern einer Drehzahl des Elektromotors 25.
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4 ist eine perspektivische Ansicht der Nabeneinheit 50, die an dem Rotor 21 montiert ist. Des Weiteren werden in 4 der Außenring 51, die Kugeln 51 und das Innenringelement 56 der Nabeneinheit 50 zur Vereinfachung der Erläuterung weggelassen. Der Drehmechanismus 11 weist eine Befestigungseinheit 22 zum Befestigen der Nabeneinheit 50 an dem Rotor 21 auf. Die in 4 gezeigte Befestigungseinheit 22 weist einen Klemmelement 23 auf, das den Flanschabschnitt 57 des Wellenhauptkörpers 54 zwischen dem Rotor 21 und dem Klemmelement in der Oben-Unten-Richtung klemmt. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, den Wellenhauptkörper 54 an dem Rotor 21 zu befestigen und den Wellenhauptkörper 54 als einheitlichen Körper mit dem Rotor 21 zu drehen, selbst wenn der Flanschabschnitt 57, wie in 4 gezeigt, eine Kreuzform und nicht eine Kreisform aufweist.
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5 ist eine erläuternde Ansicht, die ein Abwandlungsbeispiel der Befestigungseinheit 22 zeigt. Der Wellenhauptkörper 54 der Nabeneinheit 50 weist einen zylindrischen Abschnitt 60 auf, der in der Axialrichtung in einem Innenumfangsseitenabschnitt des Flanschabschnitts 57 vorsteht. Der zylindrische Abschnitt 60 hat eine zylindrische Form mit der Mittelachse C1 des Wellenhauptkörpers 54 als das Zentrum und ist in den Wellenhauptkörper 54 integriert. Die in 5 gezeigte Befestigungseinheit 22 weist ein Spannfutter (Spannzangenfutter) 24 auf, das so vorgesehen ist, dass es als einheitlicher Körper mit dem Rotor 21 drehbar ist, und dieses Drehfutter 24 fixiert den Wellenhauptkörper 54 an dem Rotor 21, indem es auf den zylindrische Abschnitt 60 aus der Radialrichtung aufgesetzt wird. Infolgedessen wird es möglich, den Wellenhauptkörper 54 und den Rotor 21 als einheitlichen Körper zu drehen.
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Die Befestigungseinheit 22 kann eine andere Konfiguration als die in den 4 und 5 gezeigte haben. Wenn zum Beispiel der Flanschabschnitt 57 eine Kreuzform hat (siehe 4), kann ein Stiftelement (nicht gezeigt), das in den Rotor 21 integriert ist, zusätzlich zu der besagten Konfiguration vorgesehen sein, so dass die Drehkraft des Rotors 21 mittels dem Stiftelement auf den Wellenhauptkörper 54 übertragen wird, indem das Stiftelement mit einer Seitenfläche 61 des Flanschabschnitts 57 in Kontakt gebracht wird. Alternativ kann das Stiftelement, das in den Rotor 21 integriert ist, konfiguriert sein, um durch ein Loch (zum Beispiel ein Loch zum Bearbeiten) (nicht gezeigt) eingesetzt zu werden, das in dem Flanschabschnitt 57 ausgebildet ist, so dass die Drehkraft des Rotors 21 mittels dem Stiftelement auf den Wellenhauptkörper 54 übertragen wird.
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Wie zuvor beschrieben, weist der Drehmechanismus 11 (siehe 3) den Rotor 21 auf, und der Rotor 21 hält die andere Seite der Innenwelle 53 in der Axialrichtung (die Seite des Flanschabschnitts 57) von unterhalb, während die Mittelachse C0 von der Innenwelle 53 der Nabeneinheit 50 in der Oben-Unten-Richtung ausgerichtet ist. Der Rotor 21 kann die Innenwelle 53 um die Mittelachse C0 drehen, indem er sich selbst dreht. Der Rotor 21 ist unterhalb des Bearbeitungsbereichs K1 der Nabeneinheit 50 installiert. In dem Ausführungsbeispiel sind der Elektromotor 25 und die Kraftübertragungseinheit 26 zum Drehen des Rotors 21 um die Bezugsachse Z ebenfalls in einem Bereich unterhalb des Bearbeitungsbereichs K1 installiert.
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6 und 7 sind erläuternde Ansichten, welche die an dem Rotor 21 befestigte Nabeneinheit 50, den Verstemmmechanismus 12 und den Beschränkungsmechanismus 14 zeigen. Der Verstemmmechanismus 12 weist den Stempel 27, die feststehende Spindel 28 und den Lagerabschnitt 29 auf, der den Stempel 27 in Bezug zu der feststehenden Spindel 28 stützt. Der Verstemmmechanismus 12 ist oberhalb des Bearbeitungsbereichs K1 installiert. In 3 weist die Herstellungsvorrichtung 10 einen Anhebe-und Absenkrahmen 30 auf, der an einem Vorrichtungsrahmen 15 so gelagert ist, um nach oben und unten bewegbar zu sein. Die in 6 gezeigte feststehende Spindel 28 ist an dem Anhebe-und Absenkrahmen 30 angebracht, und die feststehende Spindel 28 wird durch einen Linearaktuator 33 eines Schuberzeugungsmechanismus 13 (siehe 3) angehoben und abgesenkt, was nachstehend beschrieben wird.
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In 6 ist die feststehende Spindel 28 durch ein säulenförmiges Element konfiguriert, dessen Mitte auf der Bezugsachse (Bezugslinie) Z der Herstellungsvorrichtung 10 festgelegt ist. Die feststehende Spindel 28 kann zusammen mit dem Anhebe-und Absenkrahmen 30 in der Oben-Unten-Richtung bewegt werden, aber ihre Drehung wird durch den Anhebe-und Absenkrahmen 30 und den Vorrichtungsrahmen 15 beschränkt. Das heißt, die feststehende Spindel 28 ist entlang der Bezugsachse Z in der Oben-Unten-Richtung beweglich, kann jedoch nicht um die Bezugsachse Z gedreht werden. In der feststehenden Spindel 28 ist ein nach unten offenes Loch 31 ausgebildet. Eine Mittelachse (Mittellinie) C2 des Lochs 31 ist unter einem vorgegebenen Winkel in Bezug auf die Bezugsachse Z geneigt. Der säulenförmige Stempel 27 ist in dem Loch 31 mit dem dazwischen angeordneten Lagerabschnitt 29 vorgesehen. Der Lagerabschnitt 29 ist ein Rollenlager und kann den Stempel 27 in Bezug auf die feststehende Spindel 28 lagern, wodurch ermöglicht wird, dass der Stempel um die Mittelachse (C2) drehbar ist. Die Mittelachse C2 des Lochs 31 wird zu der Mittelachse des Stempels 27, und der Stempel 27 kann frei um die Mittelachse C2 gedreht (schnelle Drehung) werden.
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In 3 ist der Schuberzeugungsmechanismus 13 konfiguriert, um einen Elektromotor (Servomotor) 32 und den Linearaktuator 33 aufzuweisen, der die Drehkraft des Elektromotors 32 als eine Axialkraft ausgibt. Der Linearaktuator 33 des Ausführungsbeispiels ist einer mit einem Kugelgewindemechanismus, und der Linearaktuator 33 ist an dem Vorrichtungsrahmen 15 mit einer linearen Betätigungsrichtung des Linearaktuators 33 montiert, d.h. einer Längsrichtung des Kugelgewindemechanismus als die Oben-Unten-Richtung. Der Anhebe-und Absenkrahmen 30 ist an einer Mutterneinheit (bewegliche Einheit) 34 angebracht, in der dieser Kugelgewindemechanismus (Linearaktuator 33) montiert ist. Wenn der Elektromotor 32 in eine Richtung gedreht wird, wird die Mutterneinheit 34 abgesenkt, und somit ist es möglich, den Verstemmmechanismus 12 abzusenken. Wenn der Elektromotor 32 in die andere Richtung gedreht wird, wird die Mutterneinheit 34 angehoben, und somit ist es möglich, den Verstemmmechanismus 12 anzuheben. In dem Ausführungsbeispiel ist der Linearaktuator 33 (Kugelgewindemechanismus) in einem Bereich S1 benachbart zu der feststehenden Spindel 28 in der Horizontalrichtung der feststehenden Spindel 28 vorgesehen, wie in 3 gezeigt.
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Wie zuvor beschrieben, kann der Schuberzeugungsmechanismus 13 den Verstemmmechanismus 12 in einer Warteposition oberhalb des Verarbeitungsbereichs K1 positionieren, indem der Anhebe-und Absenkrahmen 30 (in 6 gezeigter Zustand) angehoben wird, und kann auch den Verstemmmechanismus 12 in einer Bearbeitungsposition positionieren, in der der Stempel 27 mit dem Verstemmabschnitt 58 der Nabeneinheit 50 in Kontakt ist, indem der Anhebe-und Absenkrahmen 30 (in 7 gezeigter Zustand) abgesenkt wird. Des Weiteren kann der Schuberzeugungsmechanismus 13 eine nach unten gerichtete Kraft auf den Verstemmmechanismus 12 ausüben, und dadurch wird es möglich, einen Schub zum Drücken des Stempels 27 auf den Verstemmabschnitt 58 zu erzeugen.
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In 7 wird, wenn der Stempel 27 den Verstemmabschnitt 58 plastisch verformt, der Endabschnitt 55 des Wellenhauptkörpers 54 einer Kraft ausgesetzt, die in der Radialrichtung durch den Verstemmabschnitt 58 nach außen gerichtet ist, und somit drückt der Endabschnitt 55 das Innenringelement 56 nach außen in der Radialrichtung. Infolgedessen neigt das Innenringelement 56 dazu, sich in einer Durchmesseraufweitungsrichtung zu verformen. Der Beschränkungsmechanismus 14 unterbindet eine solche Verformung. Der Beschränkungsmechanismus 14 weist ein Ringelement 35 auf, das mit einem Abschnitt der Außenumfangsfläche des Innenringelements 56 in Kontakt gebracht wird. Das Ringelement 35 hat eine hohe Steifheit und verhindert die Verformung des Innenringelements 56. Da des Weiteren der Wellenhauptkörper 54 und das Innenringelement 56 der Nabeneinheit 50 durch den Drehmechanismus 11 gedreht werden, ist das Ringelement 35 ebenfalls frei drehbar ausgestaltet. Infolgedessen enthält der Beschränkungsmechanismus 14 ein Rollenlager 36, welches das Ringelement 35 drehbar lagert. Der Beschränkungsmechanismus 14 ist auch konfiguriert, um angehoben und abgesenkt zu werden, und senkt das Ringelement 35 ab, um auf das Innenringelement 56 aufgesetzt zu werden, wenn die Nabeneinheit 50 an dem Bearbeitungsbereich K1 befestigt ist.
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Die Verarbeitung des Verstemmabschnitts 58 der Nabeneinheit 50 (Verstemm bearbeitung des Wellenendes), die durch die Herstellungsvorrichtung 10 durchgeführt wird, die wie zuvor beschrieben konfiguriert ist, wird beschrieben. Die Nabeneinheit 50 ist wie in 6 gezeigt, an dem Rotor 21 befestigt, der Verstemmmechanismus 12 ist aus der Warteposition abgesenkt, und der Rotor 21 (Nabeneinheit 50) wird um die Mittelachse C0 gedreht. Der Stempel 27 wird in einem geneigten Zustand abgesenkt und nicht gedreht, bis er mit dem Verstemmabschnitt 58 in Kontakt gebracht wird. Der Verstemmmechanismus 12 fährt fort, abgesenkt zu werden, und wenn der Stempel 27 in Kontakt mit dem Verstemmabschnitt 58 gebracht wird, wird der mit dem Verstemmabschnitt 58 in Kontakt stehende Stempel 27 einhergehend mit dem Wellenhauptkörper 54 (führt die einhergehende Drehung durch) mit der Mittelachse C2 als eine Mitte gedreht, da die Nabeneinheit 50 (Wellenhauptkörper 54) zusammen mit dem Rotor 21 gedreht wird. Nachdem der Stempel 27 mit dem Verstemmabschnitt 58 in Kontakt gebracht worden ist, bewirkt der Schuberzeugungsmechanismus 13 (siehe 3), dass der Stempel 27 den Verstemmabschnitt 58 drückt. Der Stempel 27 drückt auf den Verstemmabschnitt 58, der gedreht wird, während der Wellenhauptkörper 54 weiter gedreht wird, und somit wird der Verstemmabschnitt 58, der die zylindrische Form hat (siehe 2), graduell und plastisch verformt, um seinen Durchmesser aufzuweiten (siehe 7).
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In dem Verstemmmechanismus 12 des Ausführungsbeispiels ist der Stempel 27 so gelagert, um durch den Lagerabschnitt 29, der mit dem Rollenlager in Bezug auf die feststehende Spindel 28 konfiguriert ist, die sich in einem drehungsbeschränkten Zustand befindet, um die Mittelachse C2 drehbar zu sein. Wenn daher wie zuvor beschrieben der Stempel 27 in Kontakt mit der Innenwelle 53 (Verstemmabschnitt 58 des Wellenhauptkörpers 54) gebracht wird, während die Innenwelle 53 (Wellenhauptkörper 54) durch den Drehmechanismus 11 gedreht wird, wird der Stempel 27 zusammen mit der drehenden Innenwelle 53 gedreht. Infolgedessen ist es möglich, die plastische Verformung des Verstemmabschnitts 58 durch den Stempel 27, der gedreht wird, gleichmäßig durchzuführen.
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Und obwohl die Durchmesseraufweitung des Verstemmabschnitts 58 eine Tendenz zur Aufweitung des Durchmessers des Innenringelements 56 hervorruft, ist das Ringelement 35 des Beschränkungsmechanismus 14 auf einen Abschnitt des Innenringelements 56 aufgesetzt und verhindert die Verformung des Innenringelements 56. Bei dieser Konfiguration ist das Innenringelement 56 an dem Wellenhauptkörper 54 durch den Verstemmabschnitts 58 befestigt, dessen vorderes Ende der Durchmesseraufweitung unterzogen wurde.
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Wie zuvor beschrieben, ist bei dem Herstellungsverfahren der Nabeneinheit 50, das durch die Herstellungsvorrichtung 10 des Ausführungsbeispiels durchgeführt wird, die Mittelachse C0 der Innenwelle 53 der Nabeneinheit 50 mit der Oben-Unten-Richtung ausgerichtet, wird die Seite des Flanschabschnitts 57 (die andere Seite in der Axialrichtung) der Innenwelle 53 von unten gehalten, wird der Rotor 21 um die Mittelachse C0 gedreht (siehe 6), und wird der Stempel 27 von oberhalb in Kontakt mit dem Verstemmabschnitt 58 gebracht, so dass der Verstemmabschnitt 58 plastisch verformt wird (siehe 7). Gemäß diesem Herstellungsverfahren wird die Verstemmbearbeitung durchgeführt, während der Stempel 27 oberhalb des Bearbeitungsbereichs K1 der Nabeneinheit 50 installiert ist und der Rotor 21 zum Drehen der Innenwelle 53 der Nabeneinheit 50 unterhalb des Bearbeitungsbereichs K1 installiert ist. Wenn daher der Bearbeitungsbereich K1 auf eine Höhe (zum Beispiel eine Höhe von 1 m über dem Boden) festgelegt ist, um die Arbeit eines Bedieners zu erleichtern, wie beispielsweise das Festlegen der Nabeneinheit 50 in der Herstellungsvorrichtung 10 oder das Herausnehmen der bearbeiteten Nabeneinheit 50, ist der Rotor 21 unterhalb des Bearbeitungsbereichs K1 positioniert, und der Verstemmmechanismus 12 ist oberhalb des Bearbeitungsbereichs K1 positioniert. Infolgedessen ist es möglich, die Größe der Herstellungsvorrichtung 10 in der Höhe zu reduzieren, um kleiner zu sein als diejenige des Standes der Technik (siehe 9), und die Herstellungsvorrichtung 10 kleiner auszulegen.
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In dem Ausführungsbeispiel ist der Linearaktuator (Kugelgewindemechanismus) 33, der in dem Schuberzeugungsmechanismus 13 enthalten ist, in dem Bereich S1 benachbart zu der feststehenden Spindel 28 des Drehmechanismus 11 in der Horizontalrichtung vorgesehen. Infolgedessen sind der Linearaktuator 33 und die feststehende Spindel 28 konfiguriert, um parallel zueinander vorgesehen zu sein. Dementsprechend ist es möglich, weiterhin wirksam zu verhindern, dass die Herstellungsvorrichtung 10 eine hohe Höhe erreicht und an Größe zunimmt.
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Der Schuberzeugungsmechanismus 13 des Ausführungsbeispiels ist so konfiguriert, um den Elektromotor 32 und den Linearaktuator 33 aufzuweisen. Der Schuberzeugungsmechanismus 13 kann mit einer hydraulischen Ausstattung konfiguriert sein, die einen Hydraulikzylinder und eine Hydraulikeinheit aufweist, und der Stromverbrauch wird in diesem Fall jedoch groß, da es notwendig ist, die Hydraulikeinheit selbst während einer Leerlaufzeit zu betätigen, wenn die Verarbeitung des Verstemmabschnitts 58 der Nabeneinheit 50 nicht tatsächlich durchgeführt wird. In dem Ausführungsbeispiel weist der Schuberzeugungsmechanismus 13 jedoch den Elektromotor 32 als die Energiequelle auf, und somit ist ein solcher elektrischer Energieverbrauch, der durch Fließen eines Standby-Stroms verursacht wird, während der Leerlaufzeit ausreichend, was es möglich macht, Energie zu sparen.
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In dem Drehmechanismus 11 des Ausführungsbeispiels ist eine erste Riemenscheibe 26b an einem unteren Abschnitt einer Ausgangswelle 26a der Kraftübertragungseinheit 26 angebracht, die mit dem Rotor 21 verbunden ist. Des Weiteren ist eine zweite Riemenscheibe 26c an einer Ausgangswelle 25a des Elektromotors 25 angebracht. Ein Riemen 26d ist um diese Riemenscheiben 26b und 26c gespannt, und der Elektromotor 25 ist benachbart zu einem Gehäuse 26e angeordnet, das die Ausgangswelle 26a in der Horizontalrichtung lagert. Mit dieser Anordnung kann die Höhe des Drehmechanismus 11 begrenzt werden, was zur Reduktion der Größe der Herstellungsvorrichtung 10 beiträgt.
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Die zuvor offenbarten Ausführungsbeispiele sind hinsichtlich aller Punkte Beispiele und sind nicht als Einschränkung aufzufassen. Das heißt, die Herstellungsvorrichtung der Erfindung ist nicht auf die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt und können verschiedene Ausführungsbeispiele innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung sein. Zum Beispiel kann der Drehmechanismus 11 eine andere Konfiguration als die dargestellte aufweisen.
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Diese Anmeldung basiert auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2017 -
138106 , eingereicht am 14. Juli 2017, auf deren Inhalt hier vollinhaltlich Bezug genommen wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10:
- Herstellungsvorrichtung
- 11:
- Drehmechanismus
- 12:
- Verstemmmechanismus
- 13:
- Schuberzeugungsmechanismus
- 21:
- Rotor
- 27:
- Stempel
- 28:
- feststehende Spindel
- 29:
- Lagerabschnitt
- 32:
- Elektromotor
- 33:
- Linearaktuator
- 50:
- Nabeneinheit (Lagereinheit)
- 51:
- Außenring
- 52:
- Kugel (Rollenelement)
- 53:
- Innenwelle
- 54:
- Wellenhauptkörper
- 55:
- Endabschnitt
- 56:
- Innenringelement
- 58:
- Verstemmmabschnitt
- CO:
- Mittelachse der Innenwelle
- C1:
- Mittelachse des Wellenhauptkörpers
- C2:
- Mittelachse
- K1:
- Bearbeitungsbereich
- S1:
- Bereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2012045612 A [0006]
- JP 2017 [0040]
- JP 138106 [0040]
