WO2019159935A1 - 搬送システム、揺動鍛造方法、揺動鍛造装置、軸受の製造方法、車両の製造方法、機械装置の製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a conveyance system, a method for subjecting a workpiece to rocking forging, and the like.
- This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018-023722 for which it applied on February 14, 2018, and uses the content here.
- swing forging is known as a forging method that can suppress a load applied to a workpiece from a mold.
- oscillating forging the workpiece is processed by pressing a oscillating mold on the workpiece.
- Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-091067 relates to a swing forging apparatus for performing swing forging on a workpiece, and describes a work for conveying a workpiece to a processing space located below a mold. It describes that it is performed using.
- the processing space of the swing forging device exists in the internal space of the exterior.
- the workpiece is transferred to the machining space through an opening that communicates the internal space of the exterior with the external space.
- the opening may be particularly narrow, and a design must be made to prevent the robot arm from colliding with the exterior. This increases costs.
- a transport system that transports a workpiece through an opening in a wall disposed between a set area and a processing area.
- the transport system includes a base, a guide member provided on the base, a first moving body guided by the guide member to move between the set area and the processing area, and a workpiece.
- a second moving body disposed on the first moving body; and a support mechanism for supporting the second moving body with respect to the first moving body, between the first moving body and the second moving body.
- the support mechanism, and a fixing mechanism that fixes the second moving body to the base in the processing area, the spring having a spring that supports the weight of at least a part of the second moving body.
- the swing forging method includes a carry-in process and a machining process.
- the carrying-in process the moving body holding the workpiece is guided from the external space of the exterior to the internal space of the exterior through the opening provided in the exterior constituting the swing forging device while being guided by the guide member.
- Carry in. the workpiece is subjected to swing forging using a mold provided in the internal space.
- the swing forging device includes an exterior, a forming die, a support table, a guide member, and a moving body.
- the exterior has an opening that communicates the internal space and the external space in the horizontal direction.
- the mold is for subjecting the workpiece to rocking forging, and is disposed in the internal space.
- the support table is disposed below the mold in the internal space.
- the guide member is supported on the support table, and is provided to extend in the horizontal direction from the internal space to the external space through the opening.
- the movable body can hold a workpiece, and can move in the horizontal direction while being guided by the guide member between the inner space and the outer space through the opening, and holds the workpiece. Can be positioned below the mold.
- the bearing manufacturing method is directed to a bearing including a component having a caulking portion, and the caulking portion of the component is processed by the swing forging method of the present invention.
- a vehicle manufacturing method is directed to a vehicle including a hub unit bearing that is a bearing for supporting wheels, and the hub unit bearing is manufactured by the bearing manufacturing method of the present invention. Manufacturing.
- a method for manufacturing a mechanical device is intended for a mechanical device including a bearing, and the bearing is manufactured by the method for manufacturing a bearing according to the present invention.
- the kind of motive power is not ask
- the workpiece can be transferred to the processing space without using the robot arm.
- FIG. 1 is a partial schematic view of a vehicle including a hub unit bearing (bearing unit).
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing a hub unit bearing which is a target of the first example of the embodiment.
- FIG. 3 is a diagram illustrating a rocking forging device according to a first example of the embodiment. Specifically, in FIG. 3, (a) is a front view (front view), (b) is a left side view, and (c) is a right side view.
- FIG. 4 is a partial side view of the rocking forging device shown in a state in which the moving body holding the hub unit bearing is located in the external space of the exterior in the first example of the embodiment.
- FIG. 3 is a partial schematic view of a vehicle including a hub unit bearing (bearing unit).
- FIG. 2 is a cross-sectional view showing a hub unit bearing which is a target of the first example of the embodiment.
- FIG. 3 is a diagram illustrating a rocking forging device according to
- FIG. 5 shows the first example of the embodiment in which the moving body holding the hub unit bearing is positioned below the mold in the internal space of the exterior and before the moving body is fixed to the support table. It is a partial side view of a rocking forge device shown in a state.
- FIG. 6 shows the first example of the embodiment after the moving body holding the hub unit bearing is located below the mold in the internal space of the exterior and the moving body is fixed to the support table. It is a partial side view of a rocking forge device shown in a state.
- FIG. 7 is an enlarged AA cross-sectional view of FIG.
- FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
- FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which the caulking portion is processed with the molding die in contact with the inner end portion in the axial direction of the hub wheel constituting the hub unit bearing from the state shown in FIG.
- FIG. 1 is a partial schematic diagram of a vehicle 200 including a hub unit bearing (bearing unit) 1.
- the present invention can be applied to both a hub unit bearing for a driving wheel and a hub unit bearing for a driven wheel.
- the hub unit bearing 1 is for a drive wheel and includes an outer ring 2, a hub 3, and a plurality of rolling elements 4.
- the outer ring 2 is fixed to the knuckle 201 of the suspension device using bolts or the like.
- the wheel (and braking rotating body) 202 is fixed to a flange (rotating flange) 9 provided on the hub 3 using bolts or the like.
- the vehicle 200 can have a support structure similar to the above with respect to the hub unit bearing 1 for the driven wheel.
- FIG. 2 shows a hub unit bearing (bearing unit) 1 for a driven wheel.
- the hub unit bearing 1 includes an outer ring 2, a hub 3, and a plurality of rolling elements 4.
- the outer side in the axial direction is the left side in FIG. 2, which is the outer side in the width direction of the vehicle when assembled to the vehicle.
- the inner side in the axial direction is the right side of FIG.
- the outer ring 2 has a double row outer ring raceway 5 on the inner peripheral surface, and has a stationary flange 6 projecting radially outward at an axially intermediate portion.
- the stationary flange 6 has support holes 7 at a plurality of locations in the circumferential direction.
- the outer ring 2 is coupled and fixed to the knuckle of the suspension device by a bolt inserted or screwed into the support hole 7.
- the hub 3 is arranged coaxially with the outer ring 2 on the inner diameter side of the outer ring 2, and has a double row inner ring raceway 8 on the outer peripheral surface. Further, the hub 3 has a rotating flange 9 that protrudes outward in the radial direction on an axially outer side portion that protrudes outward in the axial direction from the outer ring 2.
- the rotating flange 9 has mounting holes 10 at a plurality of locations in the circumferential direction. The wheel and the braking rotator are supported and fixed to the rotating flange 9 by using a hub bolt press-fitted, fixed, or screwed into the mounting hole 10.
- a plurality of rolling elements 4 are arranged between a double row outer ring raceway 5 and a double row inner ring raceway 8 so as to be freely rollable in each row.
- a tapered roller is used as the rolling element 4.
- a ball can be used as the rolling element 4.
- the hub 3 has a hub ring (hub body, unit body) 11 and a pair of inner rings 12a and 12b.
- the double row inner ring raceways 8 are provided one by one on the outer peripheral surfaces of the pair of inner rings 12a, 12b.
- the hub wheel 11 has a rotating flange 9 on the outer side in the axial direction, and has a cylindrical fitting surface 13 in a range from the axially intermediate portion to the inner side in the axial direction of the outer peripheral surface.
- the hub 3 has a cylindrical portion (shaft end) 14 provided at the inner end in the axial direction of the hub wheel 11 in the radial direction in a state where the pair of inner rings 12a and 12b are fitted on the fitting surface portion 13 of the hub wheel 11.
- the caulking portion 15 is formed by plastic deformation outward. By the caulking portion 15, the axially inner end face of the inner ring 12 a on the axially inner side is suppressed. A pair of inner rings 12 a and 12 b are coupled and fixed to the hub ring 11.
- FIG. 2 shows a rocking forging device (caulking device, rocking caulking device, machining device) 16 for machining the cylindrical portion 14 (FIG. 2) of the hub wheel 11 into the caulking portion 15
- 3A shows a front view (front view) of the swing forging device 16
- FIG. 3B shows a left side view
- FIG. 3C shows the same view.
- a right side view is shown.
- the swing forging device 16 includes an exterior (housing, wall) 17, a molding die 18, a support table (base) 19, a guide member 20, a moving body 21, a moving body driving means 47, and a fixing mechanism. 22, outer ring drive means 49, and a stopper 50.
- the swing forging device 16 includes a transport system 100.
- the conveyance system 100 conveys the workpiece through the opening 25 of the wall 17 arranged between the processing area (internal space 23) and the set area (exchange area, external space).
- the exterior 17 is formed by combining a plurality of frames (frame members) and a plurality of covers (cover members such as panels, wall members). It has a rectangular box shape and has an internal space 23.
- the plurality of frames constituting the exterior 17 include four pillar frames 24 respectively arranged in the vertical direction at four horizontal corners of the exterior 17.
- the exterior 17 has a rectangular front side opening (opening) 25 that is long in the vertical direction on the wall between the two pillar frames 24 on the front side.
- the wall between the two pillar frames 24 on the left side and the wall between the two pillar frames 24 on the right side have rectangular side openings 26 that are long in the vertical direction. ing.
- the internal space 23 and the external space of the exterior 17 communicate with each other in the horizontal direction.
- FIG. 4 is an enlarged view of a part of FIG. 3 (b), and shows a state where the moving body 21 holding the hub unit bearing 1 is located in the external space of the exterior 17.
- FIG. 4 only a part of the exterior 17 is illustrated by a virtual line (two-dot chain line), and the remaining part is not illustrated.
- FIG. 5 shows a state in which the moving body 21 holding the hub unit bearing 1 has moved horizontally along the guide member 20 to the internal space 23 from the state shown in FIG. FIG.
- FIG. 6 shows a state in which the moving body 21 is fixed to the support table 19 by lowering the holding member 42 constituting the fixing mechanism 22 from the state shown in FIG.
- FIG. 7 is an enlarged AA cross-sectional view of FIG.
- FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 9, the support table 19 on which the moving body 21 and the like are placed rises from the state shown in FIG. 8, and the inner end in the axial direction of the hub wheel 11 constituting the hub unit bearing 1 comes into contact with the mold 18. Indicates the state.
- the forming die 18 is a tool for forming a caulking portion 15 by subjecting the cylindrical portion 14 (FIG. 2) of the hub wheel 11 to a swing forging process, and is disposed in the upper portion of the internal space 23 of the exterior 17.
- the mold 18 has a main axis ⁇ in the vertical direction and a rotation axis ⁇ inclined by a predetermined angle ⁇ with respect to the main axis ⁇ , and an annular shape centering on the rotation axis ⁇ at the tip (lower end).
- a processed surface portion 27 is provided.
- Such a mold 18 can be rotated (oscillated and rotated) about the main axis ⁇ by using an electric motor for molding mold (not shown) as a drive source, and can freely rotate about the rotation axis ⁇ . It is said that.
- the support table (base) 19 is configured so that the hub unit bearing 1 is moved vertically with respect to the mold 18 when the cylindrical portion 14 (FIG. 2) of the hub wheel 11 is subjected to swing forging to form the caulking portion 15. It is to be moved.
- the support table 19 is disposed below the mold 18 in the internal space 23 of the exterior 17.
- the support table 19 can be moved (lifted) in the vertical direction by a support table hydraulic cylinder (not shown).
- the guide member 20 is supported on the support table 19.
- the guide member 20 is provided so as to extend in the horizontal direction from the internal space 23 of the exterior 17 to the external space of the exterior 17 through the front side opening 25 of the exterior 17.
- the moving body 21 can hold the hub unit bearing 1 which is a workpiece.
- the movable body 21 can move in the horizontal direction while being guided by the guide member 20 between the internal space 23 and the external space of the exterior 17 through the front side opening 25 of the exterior 17.
- the movable body 21 can position the held hub unit bearing 1 below the molding die 18 (processing space). Further, the moving body 21 moves along the guide member 20 by a driving force applied from a moving body driving means (driving device) 47 (shown in the block diagram only in FIGS. 7 to 9).
- the guide member 20 includes a substrate portion (base) 28 and a pair of guide rails (guide members) 29.
- a pair of guide rails (guide members) 29 are provided on the support table 19 or the substrate portion 28 as a base.
- the substrate portion 28 has a rectangular flat plate shape (band plate shape) in which the longitudinal direction of the rocking forging device 16 is a longitudinal direction and the lateral direction of the rocking forging device 16 is a short direction.
- the substrate portion 28 has a rear side portion in the longitudinal direction fixed to the upper surface of the support table 19 and is positioned below the mold 18. In the substrate portion 28, the front side portion in the longitudinal direction protrudes into the external space of the exterior 17 through the front side opening 25 of the exterior 17.
- the pair of guide rails 29 are straight rails parallel to each other.
- the guide rails 29 are fixed to both sides in the short side direction (left-right direction) of the upper surface of the substrate portion 28 and are provided over the entire length of the substrate portion 28. Accordingly, the pair of guide rails 29 also have the rear side in the longitudinal direction positioned below the mold 18, and the front side in the longitudinal direction passes through the front opening 25 of the exterior 17 and is outside the exterior 17. It protrudes into space.
- the moving body 21 is configured by combining a plurality of parts.
- the moving body 21 includes, as its constituent elements, a moving body base (first moving body) 30 guided by the guide member 20 and a moving body holding section (second movement) that can hold the hub unit bearing 1.
- One moving body base (first moving body) 30 is provided for each guide rail 29.
- Each of the mobile body bases 30 is also configured by combining a plurality of parts.
- each of the movable body bases 30 includes a pair of guide blocks 33 and a support plate 34 as its component parts.
- the pair of guide blocks 33 are arranged apart from each other in the longitudinal direction of the guide rail 29.
- Each of the guide blocks 33 is arranged to engage with the guide rail 29, and the guide block 33 can move along the guide rail 29.
- the movement of the moving body base (first moving body) 30 between the processing area and the set area is guided by the guide rail (guide member) 29.
- the support plate 34 is fixed to the upper surfaces of the pair of guide blocks 33 at both ends in the front-rear direction in a state where the support plate 34 is stretched over the pair of guide blocks 33.
- Guide pins 35 protruding upward from the upper surface of the support plate 34 are fixed to a plurality of locations (three locations in this example) in the front-rear direction of the support plate 34.
- the moving body holding unit (second moving body) 31 is also configured by combining a plurality of parts. Specifically, the moving body holding unit 31 includes a moving table 36 and a receiving die 37 as its component parts. A workpiece is mounted on the moving body holding unit (second moving body) 31. The moving body holding unit 31 is disposed on the moving body base (first moving body) 30.
- the moving table 36 has a substantially rectangular plate shape.
- the moving table 36 has guide holes 38 penetrating in the vertical direction at a plurality of positions in the front-rear direction (locations aligned with the guide pins 35) at both ends in the left-right direction.
- a guide pin 35 fixed to the support plate 34 of the pair of moving body bases 30 is inserted into each of the guide holes 38.
- maintenance part 31) with respect to a pair of moving body base 30 is substantially controlled only to the up-down direction.
- the moving table 36 has a central concave portion 39 that is a moving body side engaging portion in the central portion of the lower surface.
- the inner peripheral surface of the central recess 39 is a simple cylindrical surface whose inner diameter does not change in the vertical direction. Further, the moving table 36 moves to a plurality of locations on the lower surface that are out of the central recess 39 (in this example, four locations on the front and rear, left and right positions between the pair of moving body bases 30 in the left and right direction). It has a tapered recess 40 which is a body side engaging portion. The inner peripheral surface of the tapered recess 40 is a conical surface whose inner diameter increases as it goes downward.
- the receiving die 37 has a bottomed cylindrical shape with an open upper end, and is fixed to the center of the upper surface of the moving table 36.
- the receiving die 37 has such a shape that the upper surface of the bottom plate portion can be placed on the hub wheel 11 coaxially with the axially outer end of the hub wheel 11 constituting the hub unit bearing 1 facing downward. Yes.
- the spring 32 is, for example, a coil spring, a lap spring, or a ring spring.
- the spring 32 is sandwiched between the upper surface of the support plate 34 and the lower surface of the moving table 36 while being loosely fitted to each of the guide pins 35.
- the movable body holding portion 31 is floatingly supported by the springs 32 with respect to the pair of movable body base portions 30. That is, the movable body holding portion 31 is lifted by a predetermined amount from the upper surface of the support plate 34 of the pair of movable body base portions 30 due to the elasticity of the spring 32.
- the movable body holding portion 31 is displaced downward based on the fact that the spring 32 is elastically deformed (the vertical dimension is elastically reduced) when a downward force is applied. Is acceptable. However, for example, when the weight of the hub unit bearing 1 or the weight of a person (for example, 100 kg) is added to the moving body holding portion 31, the strength of the spring 32 is prevented so that the moving body holding portion 31 is not substantially displaced downward. Has been adjusted.
- a moving body holding portion (second moving body) 32 is supported by the support mechanism 110 with respect to the moving body base portion (first moving body) 30.
- the support mechanism 110 includes a spring 32, a guide pin 35, and a guide hole 38.
- the spring 32 is arranged between the moving body base 30 and the moving body holding part 31 and supports the weight of at least a part of the moving body holding part 31.
- the support mechanism 110 allows the movement of the moving body holding part (second moving body) 31 relative to the moving body base (first moving body) 30 in the direction in which the elastic force of the spring 32 acts, and the moving body base in another direction.
- the movement of the moving body holding part (second moving body) 31 relative to the (first moving body) 30 is mechanically restricted.
- the spring 32 can be provided at a position that does not fit around the guide pin 35 and is out of the guide pin 35.
- the number of springs 32 is not particularly limited, and an appropriate number can be adopted.
- the moving body drive means 47 includes a ball nut fixed to the moving body base 30, a ball screw shaft in which the ball nut is screwed through a plurality of balls, and a movement for rotationally driving the ball screw shaft.
- a body electric motor The moving body 21 moves along a pair of guide rails 29 based on the rotation of the ball screw shaft by the moving body electric motor.
- a belt-type one using a moving body electric motor as a drive source an air cylinder, or the like may be employed as the moving body drive means 47.
- the fixing mechanism 22 includes the central concave portion (first concave portion) 39 and the tapered concave portion (second concave portion) 40, the backup plate 41, the restraining member 42 that is a displacement force applying member, and the restraining member driving means 48. It is configured to include.
- the fixing mechanism 22 the moving body 21 (moving body holding section 31) is held and fixed with respect to the support table 19 or the substrate section 28 as a base in the processing area.
- the fixing mechanism 22 has a first mode and a second mode.
- a predetermined force is applied in addition to the weight of the moving body holding portion (second moving body) 31, whereby the spring 32 is elastically deformed, and the support table 19 or the substrate portion 28 as a base,
- the moving table 36 (moving body holding part (second moving body) 31) is mechanically engaged with each other.
- a predetermined force on the spring 32 is released (released), and the mechanical relationship between the base (the support table 19 or the substrate portion 28) and the moving table 36 (the moving body holding portion (second moving body) 31) is mechanical. The engagement is released (released).
- the backup plate 41 is configured as a rectangular flat plate.
- the backup plate 41 is disposed coaxially with the main axis ⁇ of the molding die 18 in the internal space 23 of the exterior 17 and below the molding die 18.
- the backup plate 41 is fixed to a portion between the pair of guide rails 29 on the upper surface of the substrate portion 28 constituting the guide member 20.
- the backup plate 41 has a central convex portion (first convex portion) 43 that is a support table side engaging portion at the central portion of the upper surface aligned with a central concave portion (first concave portion) 39 provided on the lower surface of the moving table 36.
- the backup plate 41 has a taper convex portion (second convex portion) which is a support table side engaging portion at a plurality of positions on the upper surface aligned with each of the taper concave portions (second concave portions) 40 provided on the lower surface of the moving table 36. 44.
- the upper end surface of the central convex portion 43 is located in the same virtual horizontal plane as the upper end surface of the tapered convex portion 44, or is located slightly below the virtual horizontal plane. As will be described later, the lower surface of the moving table 36 is positioned above the virtual horizontal plane before the movable body holding portion 31 is displaced downward by the holding member 42.
- the outer peripheral surface of the taper convex portion 44 has a conical surface whose outer diameter decreases toward the top. Further, the conical surface that is the outer peripheral surface of the taper convex portion 44 and the conical surface that is the inner peripheral surface of the taper concave portion 40 have the same apex angle (taper angle), and can be taper-fitted to each other. It is possible.
- the inclined outer peripheral surface of the convex portion 44 and the inclined inner peripheral surface of the concave portion 40 are in surface contact, and the convex portion 44 is inserted so as to fit into the concave portion 40.
- the inclination angles of the convex portion 44 and the concave portion 40 with respect to the central axis are equal to each other.
- the moving table 36 (moving body holding portion (second moving body) 31) is positioned with respect to the backup plate 41 provided on the substrate portion 28 as a base.
- the outer peripheral surface of the central convex portion 43 has a simple cylindrical surface whose outer diameter does not change in the vertical direction.
- the outer peripheral surface of the convex portion 43 has a peripheral surface parallel to the central axis.
- the central convex portion 43 has an outer diameter dimension that is slightly smaller than the inner diameter dimension of the central concave portion 39.
- the central convex portion 43 has a cylindrical fit with a clearance fit with respect to the central concave portion 39 without interfering with the opening peripheral edge portion of the central concave portion 39 when the tapered convex portion 44 and the tapered concave portion 40 are taper-fitted. It can be mated.
- the number of combinations (number of pairs) of the tapered concave portion 40 and the tapered convex portion 44 is not particularly limited, and an appropriate number can be adopted.
- the central convex portion 43 and the tapered convex portion 44 are provided indirectly to the support table 19 as in this example (such as the backup plate 41 fixed to the support table 19).
- the machining area in the internal space 23 includes a machining axis (center vertical axis, machining center axis, machining center position) ( ⁇ ) arranged between the two guide rails 29.
- the fixing mechanism 22 includes at least three engagement pairs (40 used for mechanical engagement between the support table 19 or the substrate unit 28 as a base and the moving table 36 (moving body holding unit (second moving body) 31). , 44), (39, 43). At least three engagement pairs (40, 44), (39, 43) are provided between the first pair (39, 43) disposed at a position corresponding to the machining axis ( ⁇ ) and the two guide rails 29.
- Each of the at least two second pairs (40, 44) has a combination of a tapered recess 40 and a tapered protrusion 44.
- at least a part of the tapered concave part 40 and at least a part of the tapered convex part 44 are arranged in the range of the outer shape of the workpiece in the direction orthogonal to the machining axis ( ⁇ ).
- a forged portion and a second pair (tapered concave portion 40 and tapered convex portion 44) of the workpiece are arranged between the processed axis ( ⁇ ) and the guide rail 29, and Between the forging part and the guide rail 29, at least one part of the second pair (tapered concave part 40 and tapered convex part 44) is arranged.
- the restraining member 42 is configured in a partially cylindrical shape having a discontinuous portion 45 at one place in the circumferential direction, and a stepped surface 46 that can contact the upper end surface of the receiving die 37 at an axially intermediate portion of the inner circumferential surface. have.
- the discontinuous portion 45 has a circumferential width dimension capable of passing the axially inner portion of the hub unit bearing 1 in the radial direction.
- Such a restraining member 42 has the discontinuous portion 45 positioned in the front and the main shaft of the molding die 18 between the molding die 18 and the guide member 20 in the vertical direction with the stepped surface 46 facing downward. It is arranged coaxially with ⁇ .
- the holding member drive means 48 (shown in the block diagram only in FIGS. 7 to 9) supports the holding member 42 so as to be movable in the vertical direction with respect to the support table 19.
- a restraining member driving means 48 for example, one or a plurality of (for example, 1 to 3) restraining hydraulic cylinders fixed to the upper surface of the support table 19 and coupled to the restraining member 42 are provided. Can be used.
- the outer ring drive means 49 (shown in the block diagram only in FIGS. 7 to 9) is supported by the holding member 42.
- the outer ring driving means 49 rotates the outer ring 2 with respect to the hub ring 11 and the inner rings 12a and 12b when the swaging forging process is performed on the cylindrical portion 14 (FIG. 2) of the hub ring 11 to form the caulking portion 15. It is for making it happen.
- an outer wheel drive means 49 for example, a device provided with a rotating body that can be engaged with the outer ring 2 and an outer wheel electric motor that rotates the rotating body together with the outer ring 2 can be adopted.
- the stopper 50 is fixed to the rear end of the guide member 20 in the longitudinal direction.
- the stopper 50 is intended to position the moving body 21 in the front-rear direction by contacting the rear end of the moving body 21 moving from the front to the rear along the pair of guide rails 29.
- the moving body 21 With the moving body 21 thus positioned in the front-rear direction, the moving body 21 is disposed coaxially with the main axis ⁇ of the mold 18. That is, the receiving die 37 constituting the moving body 21 and the hub wheel 11 of the hub unit bearing 1 held by the receiving die 37 are arranged coaxially with the main axis ⁇ of the forming die 18.
- central recess 39 provided on the lower surface of the moving table 36 and the central protrusion 43 provided on the upper surface of the backup plate 41 are aligned, and the tapered recess 40 provided on the lower surface of the moving table 36; The taper convex portion 44 provided on the upper surface of the backup plate 41 is aligned.
- a swing forging method using the swing forging device 16 of this example ⁇ a method for subjecting the cylindrical portion 14 (FIG. 2) of the hub wheel 11 constituting the hub unit bearing 1 to swing swing forging ⁇ will be described below.
- the setting process, the carrying-in process, the fixing process, the processing process, the fixing release process, the unloading process, and the unloading process are executed in order.
- the hub unit bearing 1 is shown in a state in which a caulking portion 15 is formed at the inner end portion in the axial direction of the hub wheel 11, but in practice, the caulking portion 15 described later is used.
- the cylindrical portion 14 (FIG. 2) exists at the inner end in the axial direction of the hub wheel 11 and the caulking portion 15 is not formed.
- the moving body 21 is arranged in the external space of the exterior 17. Further, the support table 19 is sufficiently lowered with respect to the mold 18. Further, by raising the restraining member 42 with respect to the support table 19, the lower end surface of the restraining member 42 is positioned above the upper end surface of the moving body holding portion 31 that constitutes the moving body 21. In this state, the hub unit bearing 1 is held by the moving body 21. Specifically, as shown in FIG. 7, the hub wheel 11 is placed coaxially on the upper surface of the bottom plate portion of the receiving die 37 with the axially outer end portion of the hub wheel 11 facing downward.
- the axially inner portion of the hub unit bearing 1 protrudes above the upper end edge of the receiving die 37.
- the operation of holding the hub unit bearing 1 on the moving body 21 can be performed by an operator's hand or automatically by a robot arm.
- the carrying-in process is a process of carrying the moving body 21 holding the hub unit bearing 1 from the external space of the exterior 17 to the internal space 23 of the exterior 17.
- the moving body 21 holding the hub unit bearing 1 is moved backward while being guided by a pair of guide rails 29 constituting the guide member 20.
- the outer space 17 is carried in the horizontal direction from the outer space of the outer casing 17 to the inner space 23 of the outer casing 17.
- the movement of the movable body 21 is stopped below the mold 18 by bringing the rear end of the loaded movable body 21 into contact with the stopper 50.
- the hub wheel 11 of the hub unit bearing 1 is arranged coaxially with the main axis ⁇ of the mold 18.
- the axially inner side portion of the hub unit bearing 1 protruding upward from the upper end edge of the receiving die 37 passes through the discontinuous portion 45 of the holding member 42, thereby Enter the inner diameter side.
- the fixing step is a step of fixing the moving body 21 to the support table 19.
- the holding member 42 constituting the fixing mechanism 22 is lowered and the upper end surface of the receiving die 37 is formed by the step surface 46 of the holding member 42. Press. Accordingly, the movable body holding portion 31 is displaced downward by elastically deforming the spring 32 (elastically reducing the vertical dimension of the spring 32). Then, the lower surface of the moving table 36 constituting the moving body holding unit 31 is brought into contact with the upper surface of the backup plate 41.
- a central convex portion 43 provided on the upper surface of the backup plate 41 is fitted into the central concave portion 39 provided on the lower surface of the moving table 36 with a clearance fit, and provided on the lower surface of the moving table 36.
- a taper convex portion 44 provided on the upper surface of the backup plate 41 is taper-fitted to each of the taper concave portions 40 without rattling.
- the movable body 21 is fixed to the support table 19 via the backup plate 41 and the guide member 20.
- the amount of lowering of the restraining member 42 and the amount of downward displacement of the movable body holding portion 31 when performing the fixing step can be reduced as much as possible.
- the vertical distance between the lower surface of the moving table 36 and the upper end surface of the taper convex portion 44 before being displaced downward is sufficiently small (for example, about 0.5 mm to 1 mm). .
- the machining step is a step of forming the caulking portion 15 by subjecting the cylindrical portion 14 (FIG. 2) of the hub wheel 11 constituting the hub unit bearing 1 to a swing forging process.
- the outer ring drive means 49 supported by the holding member 42 is engaged with the outer ring 2 of the hub unit bearing 1 with the movable body holding portion 31 displaced downward as described above.
- wheel 2 is rotated with respect to the hub ring
- the mold 18 is swung and rotated about the main axis ⁇ .
- the cylindrical portion 14 is plastically deformed radially outward to form a caulking portion 15, and the caulking portion 15 suppresses the axial inner end surface of the inner ring 12 a on the inner side in the axial direction.
- the mold 18 rotates around the rotation axis ⁇ based on the frictional force acting on the contact portion with the cylindrical portion 14 (caulking portion 15). It swings and rotates around the main axis ⁇ . That is, the contact of the molding die 18 with the cylindrical portion 14 (caulking portion 15) is a rolling contact. For this reason, wear and heat generation at the contact portion can be sufficiently suppressed.
- 10% to 100% of the load applied from the mold 18 to the cylindrical portion 14 (caulking portion 15) during the processing of the caulking portion 15 is a load directed outward in the radial direction. If such a radially outward load is supported only by the taper fitting portion between the taper concave portion 40 and the taper convex portion 44, the load on the taper fitting portion becomes too large. For this reason, in this example, the load directed outward in the radial direction as described above can be supported also by the cylindrical surface fitting portion between the central concave portion 39 and the central convex portion 43, and the load on the tapered fitting portion can be reduced. I am doing so.
- the hub unit bearing 1 is retracted downward from the molding die 18 by lowering the support table 19 as shown in FIGS. The rocking rotation of 18 and the rotation of the outer ring 2 are stopped.
- the unloading step is a step of unloading the moving body 21 holding the hub unit bearing 1 from the internal space 23 of the exterior 17 to the external space of the exterior 17.
- the moving body 21 holding the hub unit bearing 1 is moved forward while being guided by a pair of guide rails 29 constituting the guide member 20, Through the provided front side opening 25, it is carried out horizontally from the internal space 23 of the exterior 17 to the external space of the exterior 17.
- the hub unit bearing 1 is taken out from the moving body 21.
- This take-out operation can be performed by an operator's hand or automatically by a robot arm.
- the transfer operation of the hub unit bearing 1 to the processing space located below the mold 18 can be performed without using the robot arm.
- the swing forging device 16 of this example has a case where the opening portion of the outer casing 17 is so small that the transfer operation of the hub unit bearing 1 to the processing space cannot be performed using a robot arm (for example, the rigidity of the outer casing 17 is reduced). Even when the opening of the outer casing 17 is made small in order to ensure enough or prevent the lubricant used in the processing space from scattering into the outer space of the outer casing 17) Structure.
- the swing forging method and the swing forging device according to the present invention are not limited to those in which the hub unit bearing is a workpiece, and can be applied to various objects such as a bearing other than the hub unit bearing as a workpiece. .
- the bearing provided with the component which performs rocking forge processing is not restricted to what is incorporated in a vehicle, but can be intended for what is incorporated in various mechanical devices.
- the swing forging device of the present invention can adopt a configuration in which the forming die moves in the vertical direction instead of the support table moving in the vertical direction.
- the transport system (100) transports the workpiece through the opening (25) of the wall (17) disposed between the set area and the processing area.
- the transport system (100) includes a base (19, 28), a guide member (29) provided on the base (19, 28), a first moving body (30), and a second moving body (31).
- the first moving body (30 is guided by the guide member (29) to move between the set area and the processing area.
- the second moving body (31) has a workpiece mounted thereon,
- the support mechanism (110) supports the second moving body (31) with respect to the first moving body (30), and the spring (32) is arranged on the first moving body (30).
- the movable body (30) is disposed between the second movable body (31) and supports the weight of at least a part of the second movable body (31). 110), and the second moving body (31) is fixed to the base (19, 28) in the processing area, and the fixing mechanism (22) is added to the weight of the second moving body (31).
- the spring (32) is elastically deformed and A first mode in which the spring (19, 28) and the second moving body (31) are mechanically engaged with each other, the predetermined force on the spring (32) is released, and the base (19, 28) is released. And the second mode in which the mechanical engagement between the second moving body (31) is released.
- the support mechanism (110) allows the movement of the second moving body (31) relative to the first moving body (30) in the direction in which the elastic force of the spring (32) acts.
- the movement of the second moving body (31) relative to the first moving body (30) in the direction of can be mechanically restricted.
- the guide member (29) includes two guide rails (29), and the processing area includes a processing axis disposed between the two guide rails (29), and the fixing mechanism (22 ) Includes at least three engagement pairs ((40, 44), (39, 43)) used for the mechanical engagement between the base (19, 28) and the second moving body (31).
- the at least three engagement pairs ((40, 44), (39, 43)) include a first pair (39, 43) disposed at a position corresponding to the machining axis, and the two guide rails (29).
- each of the at least two second pairs (40, 44) may have a combination of a tapered concave portion and a tapered convex portion.
- the conveyance system (100) of the above embodiment can be preferably used for swing forging.
- the swing forging method includes a carry-in process and a machining process.
- the carrying-in process the moving body (21) holding the workpiece is guided by the guide member (20) through the opening (25) provided in the exterior (17) constituting the swing forging device (16). It carries in from the external space of the said exterior (17) to the internal space (23) of the said exterior (17) in a horizontal direction.
- the processing step after the carry-in step, the workpiece is subjected to swing forging using a mold (18) provided in the internal space (23).
- the fixing process can be executed after the carry-in process is completed and before the machining process is started.
- a part of the moving body (21) is elastically deformed to displace a part of the moving body (21) holding the workpiece downward, so that the workpiece Is fixed to the support table (19) provided in the internal space (23).
- the moving body (21) is provided at a portion of the moving body (21) that holds the workpiece based on a downward displacement of the portion that holds the workpiece.
- a combination of the movable body side engaging portion (40) and the support table side engaging portion (44) a combination of a tapered concave portion (40) and a tapered convex portion (44) that can be taper fitted to each other is adopted. Can do.
- the swing forging device (16) includes an exterior (17), a forming die (18), a support table (19), a guide member (20), and a moving body (21). Yes.
- the exterior (17) has an opening (25) that connects the internal space (23) and the external space in the horizontal direction.
- the mold (18) is for subjecting the workpiece to a swing forging process, and is disposed in the internal space (23).
- the support table (19) is disposed below the mold (18) in the internal space (23).
- the guide member (20) is supported on the support table (19) and is provided to extend in the horizontal direction from the internal space (23) to the external space through the opening (25).
- the movable body (21) can hold a workpiece and is horizontally guided by the guide member (20) between the internal space (23) and the external space through the opening (25).
- the workpiece can be moved in the direction and the held workpiece can be positioned below the mold 818).
- the movable body (21) is arranged with respect to the movable body base (30) guided by the guide member (20), the movable body holding section (31) capable of holding a workpiece, and the movable body base (30). And a spring (32) that supports the moving body holding part (31) and allows the moving body holding part (31) to be displaced downward relative to the moving body base (30) by elastic deformation of the moving body holding part (31). Can be.
- the movable body holding section (31) is moved downward by elastically deforming the spring (32) at a position where the workpiece held by the moving body holding section (31) is positioned below the mold (18).
- the movable body holding portion (31) may be provided with a fixing mechanism (22) for fixing the movable body holding portion (31) to the support table (19).
- the fixing mechanism (22) is a displacement force applying member that applies a force that elastically deforms the spring (32) and displaces the moving body holding portion (31) downward with respect to the moving body holding portion (31). (42) and a movable body side engaging portion (40) provided in the movable body holding portion (31), which are engaged with each other when the movable body holding portion (31) is displaced downward by the force.
- the support table side engagement part (44) provided directly or indirectly on the support table (19) may be provided.
- a combination of the movable body side engaging portion (40) and the support table side engaging portion (44) a combination of a tapered concave portion (40) and a tapered convex portion (44) that can be taper fitted to each other is adopted. Can do.
- a bearing manufacturing method is directed to a bearing (1) having a part having a caulking part (15), and the caulking part (15) of the part is subjected to the swing forging method of the present invention. Process by.
- a vehicle manufacturing method is directed to a vehicle including a hub unit bearing (1) that is a bearing for supporting wheels.
- the hub unit bearing ( 1) is manufactured.
- a method for manufacturing a mechanical device is intended for a mechanical device including a bearing, and the bearing (1) is manufactured by the method for manufacturing a bearing according to the present invention.
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Abstract
揺動鍛造装置(16)を構成する外装(17)に設けられた開口部(前面側開口部(25))を通じて、ワークピース(ハブユニット軸受(1))を保持した移動体(21)をガイド部材(20)により案内しながら外装(17)の外部空間から外装(17)の内部空間(23)へと水平方向に搬入する。搬入工程の終了後、成形型(18)を用いてワークピースに揺動鍛造加工を施す。
Description
本発明は、搬送システム、ワークピースに揺動鍛造加工を施す方法などに関する。
本願は、2018年2月14日に出願された特願2018-023722号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2018年2月14日に出願された特願2018-023722号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
例えば、従来、成形型からワークピースに加わる荷重を小さく抑えられる鍛造方法として、揺動鍛造が知られている。揺動鍛造では、揺動回転する成形型をワークピースに押し付けることによって、該ワークピースを加工する。
特開2013-091067号公報(特許文献1)には、ワークピースに揺動鍛造加工を施すための揺動鍛造装置に関して、成形型の下方に位置する加工スペースに対するワークピースの搬送作業を、ロボットを用いて行う旨が記載されている。
しかしながら、揺動鍛造装置の加工スペースは、外装の内部空間に存在している。加工スペースに対するワークピースの搬送作業は、外装の内部空間と外部空間とを連通する開口部を通じて行うことになる。このようなワークピースの搬送作業をロボットで行う場合には、特に開口部が狭いこともあり、ロボットのアームが外装にぶつからないようにするための設計を行わなければならず、生産ラインの設備コストが嵩む原因となる。
本発明の目的は、加工スペースに対するワークピースの搬送作業を、ロボットのアームを用いることなく行える手段を提供することにある。
本発明の一態様において、セットエリアと加工エリアとの間に配される壁の開口を介してワークピースを搬送する搬送システムが提供される。搬送システムは、ベースと、前記ベースに設けられたガイド部材と、前記セットエリアと前記加工エリアとの間の移動が前記ガイド部材に案内される第1移動体と、ワークピースが搭載され、前記第1移動体上に配される第2移動体と、前記第1移動体に対して前記第2移動体を支持する支持機構であり、前記第1移動体と前記第2移動体との間に配されかつ前記第2移動体の少なくとも一部の重量を支持するバネを有する、前記支持機構と、前記加工エリアにおいて前記ベースに対して前記第2移動体を固定する固定機構であり、前記第2移動体の重量に加えて所定の力が付与されることにより前記バネが弾性変形されかつ前記ベースと前記第2移動体とが機械的に互いに係合される第1モードと、前記バネに対する前記所定の力が開放されかつ前記ベースと前記第2移動体との前記機械的な係合が開放される第2モードと、を有する、前記固定機構と、を備える。
本発明の別の一態様において、揺動鍛造方法は、搬入工程と、加工工程とを備えている。搬入工程では、揺動鍛造装置を構成する外装に設けられた開口部を通じて、ワークピースを保持した移動体を、ガイド部材により案内しながら前記外装の外部空間から前記外装の内部空間へと水平方向に搬入する。前記加工工程では、前記搬入工程の終了後、前記内部空間に設けられた成形型を用いて前記ワークピースに揺動鍛造加工を施す。
本発明の別の一態様において、揺動鍛造装置は、外装と、成形型と、支持テーブルと、ガイド部材と、移動体とを備えている。前記外装は、内部空間と外部空間とを水平方向に連通する開口部を有する。前記成形型は、ワークピースに対して揺動鍛造加工を施すためのものであり、前記内部空間に配置されている。前記支持テーブルは、前記内部空間で、前記成形型の下方に配置されている。前記ガイド部材は、前記支持テーブル上に支持され、前記開口部を通じて前記内部空間から前記外部空間へと水平方向に延びるように設けられている。前記移動体は、ワークピースを保持可能であり、かつ、前記開口部を通じて前記内部空間と前記外部空間との間を前記ガイド部材に案内されながら水平方向に移動可能であると共に、保持したワークピースを前記成形型の下方に位置させることが可能である。
本発明の別の一態様において、軸受の製造方法は、かしめ部を有する部品を備えた軸受を対象とするもので、前記部品のかしめ部を、本発明の揺動鍛造方法によって加工する。
本発明の別の一態様において、車両の製造方法は、車輪を支持するための軸受であるハブユニット軸受を備えた車両を対象とするもので、本発明の軸受の製造方法により前記ハブユニット軸受を製造する。
本発明の別の一態様において、機械装置の製造方法は、軸受を備えた機械装置を対象とするもので、本発明の軸受の製造方法により前記軸受を製造する。なお、製造対象となる機械装置は、動力の種類を問わない(動力が人力以外のものであっても良いし、動力が人力であっても良い)。
本発明の態様によれば、加工スペースに対するワークピースの搬送作業を、ロボットのアームを用いることなく行うことができる。
[実施の形態の第1例]
実施の形態の第1例について、図1~図9を用いて説明する。
実施の形態の第1例について、図1~図9を用いて説明する。
図1は、ハブユニット軸受(軸受ユニット)1を備える車両200の部分的な模式図である。本発明は、駆動輪用のハブユニット軸受、及び従動輪用のハブユニット軸受のいずれにも適用することができる。図1において、ハブユニット軸受1は、駆動輪用であり、外輪2と、ハブ3と、複数の転動体4とを備えている。外輪2は、ボルト等を用いて、懸架装置のナックル201に固定されている。車輪(および制動用回転体)202は、ボルト等を用いて、ハブ3に設けられたフランジ(回転フランジ)9に固定されている。また、車両200は、従動輪用のハブユニット軸受1に関して、上記と同様の支持構造を有することができる。
図2は、従動輪用のハブユニット軸受(軸受ユニット)1を示している。図2の例において、ハブユニット軸受1は、外輪2と、ハブ3と、複数個の転動体4とを備えている。
なお、ハブユニット軸受1に関して、軸方向外側は、車両に組み付けた状態で車両の幅方向外側となる、図2の左側である。軸方向内側は、車両に組み付けた状態で車両の幅方向中央側となる、図2の右側である。
外輪2は、内周面に複列の外輪軌道5を有し、かつ、軸方向中間部に、径方向外方に突出した静止フランジ6を有している。静止フランジ6は、円周方向複数箇所に支持孔7を有している。外輪2は、支持孔7に挿通あるいは螺合されたボルトにより、懸架装置のナックルに結合固定される。
ハブ3は、外輪2の内径側に、この外輪2と同軸に配置されており、外周面に複列の内輪軌道8を有する。また、ハブ3は、外輪2よりも軸方向外方に突出した軸方向外側部に、径方向外方に突出した回転フランジ9を有している。回転フランジ9は、円周方向複数箇所に取付孔10を有している。車輪および制動用回転体は、取付孔10に圧入固定あるいは螺合されたハブボルトを用いて、回転フランジ9に対し支持固定される。
複数個の転動体4は、複列の外輪軌道5と複列の内輪軌道8との間に、それぞれの列ごとに複数個ずつ、転動自在に配置されている。なお、図示の例では、転動体4として、円すいころを使用している。他の例において、転動体4として、玉を使用することができる。
図示の例では、ハブ3は、ハブ輪(ハブ本体、ユニット本体)11と、1対の内輪12a、12bとを有する。複列の内輪軌道8は、1対の内輪12a、12bの外周面に1つずつ設けられている。ハブ輪11は、軸方向外側部に回転フランジ9を有し、かつ、外周面の軸方向中間部から軸方向内側部にかけての範囲に、円筒状の嵌合面部13を有している。ハブ3は、1対の内輪12a、12bをハブ輪11の嵌合面部13に外嵌した状態で、ハブ輪11の軸方向内端部に設けられた円筒部(軸端)14を径方向外方に塑性変形させてかしめ部15が形成される。かしめ部15により、軸方向内側の内輪12aの軸方向内端面が抑え付けられる。1対の内輪12a、12bがハブ輪11に結合固定される。
次に、ハブ輪11の円筒部14(図2)をかしめ部15に加工するための揺動鍛造装置(かしめ装置、揺動かしめ装置、加工装置)16について、図3~図9を用いて説明する。なお、図3(a)は、揺動鍛造装置16の前面図(正面図)を示しており、図3(b)は、同じく左側面図を示しており、図3(c)は、同じく右側面図を示している。
揺動鍛造装置16は、外装(筐体、壁)17と、成形型18と、支持テーブル(ベース)19と、ガイド部材20と、移動体21と、移動体用駆動手段47と、固定機構22と、外輪用駆動手段49と、ストッパ50とを備えている。揺動鍛造装置16は、搬送システム100を備える。搬送システム100は、加工エリア(内部空間23)とセットエリア(交換エリア、外部空間)との間に配される壁17の開口25を介してワークピースを搬送する。
外装17は、図3(a)~図3(c)に略示するように、複数のフレーム(骨格部材)と複数のカバー(パネルなどの覆い部材、壁部材)とを組み合わせることによって、縦長の矩形箱状に構成されており、内部空間23を有している。外装17を構成する複数のフレームには、外装17の水平方向の四隅部にそれぞれ上下方向に配置された、4本の柱フレーム24が含まれている。外装17は、正面側の2本の柱フレーム24同士の間の壁に、上下方向に長い矩形の前面側開口部(開口)25を有している。左側面側の2本の柱フレーム24同士の間の壁と、右側面側の2本の柱フレーム24同士の間の壁とに、それぞれ上下方向に長い矩形の側面側開口部26を有している。前面側開口部25および側面側開口部26を通じて、外装17の内部空間23と外部空間とが水平方向に連通している。
ここで、以下の説明で参照する、図4~図9の関係について簡単に触れておく(詳しい説明については後述する)。図4は、図3(b)の一部を拡大して示す図であり、ハブユニット軸受1を保持した移動体21が、外装17の外部空間に位置する状態を示している。なお、図4において、外装17は、一部のみが仮想線(二点鎖線)で図示されており、残りの部分の図示は省略されている。図5は、図4に示した状態から、ハブユニット軸受1を保持した移動体21が、ガイド部材20に沿って内部空間23に水平移動した状態を示している。図6は、図5に示した状態から、固定機構22を構成する抑え部材42が下降することにより、移動体21が支持テーブル19に対して固定された状態を示している。図7は、図5の拡大A-A断面図である。図8は、図6の拡大B-B断面図である。図9は、図8に示した状態から、移動体21などを載せた支持テーブル19が上昇し、ハブユニット軸受1を構成するハブ輪11の軸方向内端部が成形型18に当接した状態を示している。
成形型18は、ハブ輪11の円筒部14(図2)に揺動鍛造加工を施してかしめ部15を形成するための工具であり、外装17の内部空間23の上部に配置されている。成形型18は、上下方向の主軸αと、主軸αに対し所定角度θだけ傾斜した自転軸βとを有し、かつ、先端部(下端部)に、自転軸βを中心とする円環状の加工面部27を有している。このような成形型18は、図示しない成形型用電動モータを駆動源として主軸αを中心とする回転(揺動回転)を可能とされており、かつ、自転軸βを中心とする自転を自在とされている。
支持テーブル(ベース)19は、ハブ輪11の円筒部14(図2)に揺動鍛造加工を施してかしめ部15を形成する際に、ハブユニット軸受1を成形型18に対して上下方向に移動させるものである。支持テーブル19は、外装17の内部空間23で、成形型18の下方に配置されている。支持テーブル19は、図示しない支持テーブル用油圧シリンダにより、上下方向の移動(昇降)を可能とされている。
ガイド部材20は、支持テーブル19上に支持されている。ガイド部材20は、外装17の前面側開口部25を通じて、外装17の内部空間23から外装17の外部空間に水平方向に延びるように設けられている。移動体21は、ワークピースであるハブユニット軸受1を保持可能である。移動体21は、外装17の前面側開口部25を通じて、外装17の内部空間23と外部空間との間をガイド部材20に案内されながら水平方向に移動可能である。移動体21は、保持したハブユニット軸受1を成形型18の下方(加工スペース)に位置させることが可能である。また、移動体21は、移動体用駆動手段(駆動装置)47(図7~図9にのみブロック図で図示)から付与される駆動力により、ガイド部材20に沿って移動する。
ガイド部材20は、基板部(ベース)28と、1対のガイドレール(ガイド部材)29とを備えている。あるいは、ベースとしての支持テーブル19又は基板部28に、2つのガイドレール(ガイド部材)29が設けられる。
基板部28は、揺動鍛造装置16の前後方向を長手方向とし、かつ、揺動鍛造装置16の左右方向を短手方向とする矩形の平板状(帯板状)である。基板部28は、長手方向の後方側部が、支持テーブル19の上面に固定されて、成形型18の下方に位置している。基板部28において、長手方向の前方側部が、外装17の前面側開口部25を通じて外装17の外部空間に突出している。
1対のガイドレール29は、互いに平行な直線レールである。ガイドレール29は、基板部28の上面の短手方向(左右方向)の両側部に固定されており、基板部28の全長にわたって設けられている。したがって、1対のガイドレール29も、長手方向の後方側部が、成形型18の下方に位置しており、長手方向の前方側部が、外装17の前面側開口部25を通じて外装17の外部空間に突出している。
移動体21は、複数の部品を組み合わせることにより構成されている。具体的には、移動体21は、その構成要素として、ガイド部材20に案内される移動体基部(第1移動体)30と、ハブユニット軸受1を保持可能な移動体保持部(第2移動体)31と、移動体基部30に対して移動体保持部31をフローティング支持するばね32とを備えている。すなわち、ばね32は、移動体基部30に対して移動体保持部31を支持すると共に、自身の弾性変形によって移動体基部30に対する前記移動体保持部31の下方への変位を許容するものである。
移動体基部(第1移動体)30は、ガイドレール29ごとに1つずつ設けられている。移動体基部30のそれぞれも、複数の部品を組み合わせることにより構成されている。具体的には、移動体基部30のそれぞれは、その構成部品として、1対のガイドブロック33と、支持プレート34とを備えている。1対のガイドブロック33は、ガイドレール29の長手方向に離隔して配置されている。ガイドブロック33のそれぞれがガイドレール29に係合して配され、ガイドレール29に沿ってガイドブロック33が移動可能である。加工エリアとセットエリアとの間の移動体基部(第1移動体)30の移動がガイドレール(ガイド部材)29に案内される。支持プレート34は、1対のガイドブロック33に掛け渡す状態で、前後方向両端部を1対のガイドブロック33の上面に固定されている。支持プレート34の前後方向複数箇所(本例では3箇所)には、支持プレート34の上面から上方に突出するガイドピン35が固定されている。
移動体保持部(第2移動体)31も、複数の部品を組み合わせることにより構成されている。具体的には、移動体保持部31は、その構成部品として、移動テーブル36と、受型37とを備えている。移動体保持部(第2移動体)31にワークピースが搭載される。移動体保持部31は、移動体基部(第1移動体)30上に配される。
移動テーブル36は、略矩形板状に構成されている。移動テーブル36は、左右方向両端部の前後方向複数箇所(ガイドピン35と整合する箇所)に、上下方向に貫通するガイド孔38を有している。ガイド孔38のそれぞれには、1対の移動体基部30の支持プレート34に固定されたガイドピン35が挿通している。これにより、1対の移動体基部30に対する移動テーブル36(移動体保持部31)の変位方向が、実質的に上下方向のみに規制されている。また、移動テーブル36は、下面の中央部に、移動体側係合部である中央凹部39を有している。中央凹部39の内周面は、上下方向に関して内径寸法が変化しない単なる円筒面になっている。また、移動テーブル36は、下面のうち、中央凹部39から外れた複数箇所(本例では、左右方向に関して1対の移動体基部30同士の間に位置する、前後左右の4箇所)に、移動体側係合部であるテーパ凹部40を有している。テーパ凹部40の内周面は、下方に向かう程内径寸法が大きくなる円すい面になっている。
受型37は、上端が開口した有底円筒状に構成されており、移動テーブル36の上面の中央部に固定されている。受型37は、底板部の上面が、ハブユニット軸受1を構成するハブ輪11の軸方向外端部を下方に向けた状態で、ハブ輪11を同軸に載置可能な形状を有している。
ばね32は、たとえばコイルばね、重ね皿ばね、輪ばねなどである。ばね32は、ガイドピン35のそれぞれに緩く外嵌された状態で、支持プレート34の上面と移動テーブル36の下面との間に挟持されている。この状態で、これらのばね32により、1対の移動体基部30に対して移動体保持部31がフローティング支持されている。すなわち、移動体保持部31は、ばね32の弾力により、1対の移動体基部30の支持プレート34の上面から所定量だけ浮き上がっている。また、この状態で、移動体保持部31は、下方に向く力が加わった場合に、ばね32が弾性変形する(上下方向寸法が弾性的に減少する)ことに基づいて、下方に変位することを許容されている。ただし、例えば、移動体保持部31にハブユニット軸受1の重量や人の体重(たとえば100kg)が加わった程度では、移動体保持部31が実質的に下方に変位しないように、ばね32の強さが調整されている。移動体基部(第1移動体)30に対して移動体保持部(第2移動体)32が支持機構110によって支持されている。一例において、支持機構110は、ばね32と、ガイドピン35と、ガイド孔38とを有する。ばね32は、移動体基部30と移動体保持部31との間に配され、移動体保持部31の少なくとも一部の重量を支持する。支持機構110は、バネ32の弾性力が作用する方向における移動体基部(第1移動体)30に対する移動体保持部(第2移動体)31の動きを許容し、別の方向における移動体基部(第1移動体)30に対する移動体保持部(第2移動体)31の動きを機械的に規制する。なお、本発明を実施する場合、ばね32は、ガイドピン35に外嵌せず、ガイドピン35から外れた位置に設けることもできる。ばね32の個数は、特に限定されず、適宜の個数を採用することができる。
移動体用駆動手段47は、移動体基部30に固定されたボールナットと、該ボールナットを複数のボールを介して螺合させたボールねじ軸と、該ボールねじ軸を回転駆動するための移動体用電動モータとを含んで構成されている。移動体用電動モータにより前記ボールねじ軸を回転させることに基づいて、移動体21が1対のガイドレール29に沿って移動する。なお、本発明を実施する場合には、移動体用駆動手段47として、たとえば、移動体用電動モータを駆動源とするベルト式のもの、或いは、エアシリンダなどを採用することもできる。
固定機構22は、上述した中央凹部(第1凹部)39およびテーパ凹部(第2凹部)40と、バックアッププレート41と、変位力付与部材である抑え部材42と、抑え部材用駆動手段48とを含んで構成されている。固定機構22によって、加工エリアにおいて、ベースとしての支持テーブル19又は基板部28に対して、移動体21(移動体保持部31)が保持及び固定される。固定機構22は、第1モード及び第2モードを有する。第1モードにおいて、移動体保持部(第2移動体)31の重量に加えて所定の力が付与されることにより、ばね32が弾性変形され、ベースとしての支持テーブル19又は基板部28と、移動テーブル36(移動体保持部(第2移動体)31)とが機械的に互いに係合される。第2モードにおいて、ばね32に対する所定の力が開放(解除)され、ベース(支持テーブル19又は基板部28)と移動テーブル36(移動体保持部(第2移動体)31)との機械的な係合が開放(解除)される。
バックアッププレート41は、矩形の平板状に構成されている。バックアッププレート41は、外装17の内部空間23で、成形型18の下方に、成形型18の主軸αと同軸に配置されている。バックアッププレート41は、ガイド部材20を構成する基板部28の上面のうち、1対のガイドレール29同士の間部分に固定されている。
バックアッププレート41は、移動テーブル36の下面に設けられた中央凹部(第1凹部)39と整合する上面の中央部に、支持テーブル側係合部である中央凸部(第1凸部)43を有している。バックアッププレート41は、移動テーブル36の下面に設けられたテーパ凹部(第2凹部)40のそれぞれと整合する上面の複数箇所に、支持テーブル側係合部であるテーパ凸部(第2凸部)44を有している。中央凸部43の上端面は、テーパ凸部44の上端面と同一の仮想水平面内に位置しているか、又は、該仮想水平面よりも少しだけ下方に位置している。なお、後述するように抑え部材42によって移動体保持部31が下方に変位させられる前の状態で、移動テーブル36の下面は、前記仮想水平面よりも上方に位置している。
テーパ凸部44の外周面は、上方に向かう程外径が小さくなる円すい面を有する。また、テーパ凸部44の外周面である円すい面と、テーパ凹部40の内周面である円すい面とは、互いの頂角(テーパ角)が等しくなっており、互いにテーパ嵌合することが可能になっている。凸部44の傾斜外周面と凹部40の傾斜内周面とが面接触し、凹部40に凸部44がフィットするように挿入される。中心軸に対する凸部44及び凹部40の傾斜角度が互いに等しい。この嵌め合いにより、ベースとしての基板部28に設けられたバックアッププレート41に対して移動テーブル36(移動体保持部(第2移動体)31)が位置決めされる。一方、中央凸部43の外周面は、上下方向に関して外径寸法が変化しない単なる円筒面を有する。凸部43の外周面は、中心軸に平行な周面を有する。また、中央凸部43は、中央凹部39の内径寸法よりも少しだけ小さい外径寸法を有している。これにより、中央凸部43は、テーパ凸部44とテーパ凹部40とがテーパ嵌合する際に、中央凹部39の開口周縁部と干渉することなく、中央凹部39に対して隙間嵌で円筒面嵌合できるようになっている。なお、本発明を実施する場合、テーパ凹部40およびテーパ凸部44の組み合わせ数(ペア数)は、特に限定されず、適宜の数を採用することができる。また、本発明を実施する場合には、中央凸部43およびテーパ凸部44を、本例のように支持テーブル19に対して間接的に設ける(支持テーブル19に固定されたバックアッププレート41などの他の部材に設ける)構成に代えて、支持テーブル19に直接設ける構成を採用することもできる。内部空間23における加工エリアは、2つのガイドレール29の間に配される加工軸(中心鉛直軸、加工中心軸、加工中心位置)(α)を含む。固定機構22は、ベースとしての支持テーブル19又は基板部28と移動テーブル36(移動体保持部(第2移動体)31)との機械的な係合に用いられる少なくとも3つの係合ペア(40、44)、(39、43)を有する。少なくとも3つの係合ペア(40、44)、(39、43)は、加工軸(α)に対応する位置に配される第1ペア(39、43)と、2つのガイドレール29の間に配されかつ第1ペア(39、43)を囲うように配される少なくとも2つの第2ペア(40、44)と、を有する。少なくとも2つの第2ペア(40、44)の各々は、テーパ凹部40とテーパ凸部44との組み合わせを有する。一例において、加工軸(α)と直交する方向において、ワークピースの外形の範囲内に、テーパ凹部40の少なくとも一部、テーパ凸部44の少なくとも一部が配される。加工軸(α)と直交する方向において、加工軸(α)とガイドレール29との間に、ワークピースにおける鍛造箇所と第2ペア(テーパ凹部40及びテーパ凸部44)とが配され、さらに、鍛造箇所とガイドレール29との間に、第2ペア(テーパ凹部40及びテーパ凸部44)の少なくとも1部が配される。機械的係合部の適切な配置により、加工時においても、ワークピースが搭載された移動体保持部(第2移動体)31の確実な保持が維持される。
抑え部材42は、円周方向1箇所に不連続部45を有する欠円筒状に構成されたもので、内周面の軸方向中間部に、受型37の上端面に接触可能な段差面46を有している。不連続部45は、ハブユニット軸受1の軸方向内側部を径方向に通過可能な周方向幅寸法を有している。このような抑え部材42は、不連続部45を前方に位置させると共に、段差面46を下方に向けた状態で、上下方向に関して成形型18とガイド部材20との間に、成形型18の主軸αと同軸に配置されている。
抑え部材用駆動手段48(図7~図9にのみブロック図で図示)は、抑え部材42を、支持テーブル19に対して上下方向の移動を可能に支持している。このような抑え部材用駆動手段48としては、たとえば、支持テーブル19の上面に固定されると共に、抑え部材42に結合された、1乃至複数(たとえば1~3個)の抑え用油圧シリンダを備えたものを採用することができる。
外輪用駆動手段49(図7~図9にのみブロック図で図示)は、抑え部材42に支持されている。外輪用駆動手段49は、ハブ輪11の円筒部14(図2)に揺動鍛造加工を施してかしめ部15を形成する際に、ハブ輪11および内輪12a、12bに対して外輪2を回転させるためのものである。このような外輪用駆動手段49としては、たとえば、外輪2に係合可能な回転体と、この回転体を外輪2と共に回転させる外輪用電動モータとを備えたものを採用することができる。
ストッパ50は、ガイド部材20の長手方向後端部に固定されている。ストッパ50は、1対のガイドレール29に沿って前方から後方に移動してくる移動体21の後端部と当接することによって、移動体21の前後方向の位置決めを図るものである。このように移動体21の前後方向の位置決めが図られた状態で、移動体21は、成形型18の主軸αと同軸に配置される。すなわち、移動体21を構成する受型37、および、受型37に保持されたハブユニット軸受1のハブ輪11は、成形型18の主軸αと同軸に配置される。また、移動テーブル36の下面に設けられた中央凹部39と、バックアッププレート41の上面に設けられた中央凸部43とが整合し、かつ、移動テーブル36の下面に設けられたテーパ凹部40と、バックアッププレート41の上面に設けられたテーパ凸部44とが整合する。
本例の揺動鍛造装置16を用いた揺動鍛造方法{ハブユニット軸受1を構成するハブ輪11の円筒部14(図2)に揺動鍛造加工を施す方法}について、以下に説明する。
本例の揺動鍛造方法では、セット工程と、搬入工程と、固定工程と、加工工程と、固定解除工程と、搬出工程と、取出し工程とを、順番に実行する。
なお、図3~図9では、便宜上、ハブユニット軸受1を、ハブ輪11の軸方向内端部にかしめ部15が形成された状態で示しているが、実際には、後述するかしめ部15の加工を行う前の状態で、ハブ輪11の軸方向内端部には、円筒部14(図2)が存在しており、かしめ部15は形成されていない。
(セット工程)
セット工程は、かしめ部15を形成する直前のハブユニット軸受1(図2に示したハブユニット軸受1であって、同図に鎖線で示すように、ハブ輪11の軸方向内端部に、かしめ部15が形成される前の円筒部14を有しているもの)を、移動体21にセットする工程である。
セット工程は、かしめ部15を形成する直前のハブユニット軸受1(図2に示したハブユニット軸受1であって、同図に鎖線で示すように、ハブ輪11の軸方向内端部に、かしめ部15が形成される前の円筒部14を有しているもの)を、移動体21にセットする工程である。
セット工程では、図3および図4に示すように、移動体21を、外装17の外部空間に配置しておく。また、成形型18に対して支持テーブル19を十分に下降させておく。また、支持テーブル19に対して抑え部材42を上昇させることで、抑え部材42の下端面を、移動体21を構成する移動体保持部31の上端面よりも上方に位置させておく。そして、この状態で、ハブユニット軸受1を移動体21に保持する。具体的には、図7に示すように、ハブ輪11の軸方向外端部を下方に向けた状態で、ハブ輪11を、受型37の底板部の上面に同軸に載置する。このようにハブユニット軸受1を移動体21に保持した状態で、ハブユニット軸受1の軸方向内側部は、受型37の上端縁よりも上方に突出している。なお、上述のようにハブユニット軸受1を移動体21に保持する作業は、作業者の手で行うこともできるし、ロボットのアームで自動的に行うこともできる。
(搬入工程)
搬入工程は、ハブユニット軸受1を保持した移動体21を、外装17の外部空間から外装17の内部空間23へと搬入する工程である。
搬入工程は、ハブユニット軸受1を保持した移動体21を、外装17の外部空間から外装17の内部空間23へと搬入する工程である。
搬入工程では、図4→図5に示すように、ハブユニット軸受1を保持した移動体21を、ガイド部材20を構成する1対のガイドレール29により案内しながら後方へ移動させ、外装(外装の壁)17に設けられた前面側開口部25を通じて、外装17の外部空間から外装17の内部空間23へと水平方向に搬入する。搬入した移動体21の後端部をストッパ50に当接させることにより、成形型18の下方で移動体21の移動を停止させる。これにより、ハブユニット軸受1のハブ輪11を成形型18の主軸αと同軸に配置する。なお、この搬入の際に、受型37の上端縁よりも上方に突出しているハブユニット軸受1の軸方向内側部は、抑え部材42の不連続部45を通過することにより、抑え部材42の内径側に進入する。
(固定工程)
固定工程は、移動体21を支持テーブル19に対して固定する工程である。固定工程では、図5→図6(図7→図8)に示すように、固定機構22を構成する抑え部材42を下降させて、抑え部材42の段差面46により、受型37の上端面を押圧する。これにより、ばね32を弾性変形させる(ばね32の上下方向寸法を弾性的に減少させる)ことによって、移動体保持部31を下方に変位させる。そして、移動体保持部31を構成する移動テーブル36の下面を、バックアッププレート41の上面に当接させる。これと共に、移動テーブル36の下面に設けられた中央凹部39に、バックアッププレート41の上面に設けられた中央凸部43を隙間嵌めで円筒面嵌合させ、かつ、移動テーブル36の下面に設けられたテーパ凹部40のそれぞれに、バックアッププレート41の上面に設けられたテーパ凸部44をがたつきなくテーパ嵌合させる。この結果、移動体21が支持テーブル19に対して、バックアッププレート41およびガイド部材20を介して固定される。
固定工程は、移動体21を支持テーブル19に対して固定する工程である。固定工程では、図5→図6(図7→図8)に示すように、固定機構22を構成する抑え部材42を下降させて、抑え部材42の段差面46により、受型37の上端面を押圧する。これにより、ばね32を弾性変形させる(ばね32の上下方向寸法を弾性的に減少させる)ことによって、移動体保持部31を下方に変位させる。そして、移動体保持部31を構成する移動テーブル36の下面を、バックアッププレート41の上面に当接させる。これと共に、移動テーブル36の下面に設けられた中央凹部39に、バックアッププレート41の上面に設けられた中央凸部43を隙間嵌めで円筒面嵌合させ、かつ、移動テーブル36の下面に設けられたテーパ凹部40のそれぞれに、バックアッププレート41の上面に設けられたテーパ凸部44をがたつきなくテーパ嵌合させる。この結果、移動体21が支持テーブル19に対して、バックアッププレート41およびガイド部材20を介して固定される。
なお、本例では、固定工程を行う際の、抑え部材42の下降量、および、移動体保持部31の下方への変位量を、極力少なくできるようにしている。このために、具体的には、抑え部材42が下降する前の状態での、抑え部材42の下端面と受型37の上端面との間の上下方向の間隔、および、移動体保持部31が下方に変位する前の状態での、移動テーブル36の下面とテーパ凸部44の上端面との間の上下方向の間隔を、それぞれ十分に小さく(たとえば、0.5mm~1mm程度)としている。
(加工工程)
加工工程は、ハブユニット軸受1を構成するハブ輪11の円筒部14(図2)に揺動鍛造加工を施して、かしめ部15を形成する工程である。加工工程では、上述のように移動体保持部31を下方に変位させた状態で、抑え部材42に支持された外輪用駆動手段49を、ハブユニット軸受1の外輪2に係合させる。そして、外輪用駆動手段49により、ハブ輪11および内輪12a、12bに対して外輪2を回転させる。これと共に、成形型18を、主軸αを中心として揺動回転させる。
加工工程は、ハブユニット軸受1を構成するハブ輪11の円筒部14(図2)に揺動鍛造加工を施して、かしめ部15を形成する工程である。加工工程では、上述のように移動体保持部31を下方に変位させた状態で、抑え部材42に支持された外輪用駆動手段49を、ハブユニット軸受1の外輪2に係合させる。そして、外輪用駆動手段49により、ハブ輪11および内輪12a、12bに対して外輪2を回転させる。これと共に、成形型18を、主軸αを中心として揺動回転させる。
この状態で、図8→図9に示すように、支持テーブル19を上昇させて、成形型18の加工面部27を、ハブ輪11の円筒部14(図2)に押し付ける。これにより、成形型18から円筒部14の円周方向一部に、上下方向に関して下方に、かつ、径方向に関して外方に向いた荷重を加える。このようにして円筒部14に荷重を加える位置は、主軸αを中心とする成形型18の回転に伴って、円筒部14の円周方向に関して連続的に変化する。これにより、円筒部14を径方向外方に塑性変形させてかしめ部15を形成し、このかしめ部15により、軸方向内側の内輪12aの軸方向内端面を抑え付ける。なお、このようにかしめ部15を形成する際に、成形型18は、円筒部14(かしめ部15)との接触部に作用する摩擦力に基づいて、自転軸βを中心として自転しながら、主軸αを中心として揺動回転する。すなわち、円筒部14(かしめ部15)に対する成形型18の接触は、転がり接触となる。このため、この接触部の摩耗や発熱を十分に抑えられる。
また、かしめ部15の加工中、成形型18から円筒部14(かしめ部15)に加わる荷重の10%~100%は、径方向外方に向いた荷重となる。このような径方向外方に向いた荷重を、テーパ凹部40とテーパ凸部44とのテーパ嵌合部だけで支承すると、該テーパ嵌合部の負荷が大きくなり過ぎる。このため、本例では、上述のような径方向外方に向いた荷重を、中央凹部39と中央凸部43との円筒面嵌合部でも支承し、前記テーパ嵌合部の負荷を軽減できるようにしている。
かしめ部15の形成が完了したならば、次に、図9→図8に示すように、支持テーブル19を下降させることによって、成形型18からハブユニット軸受1を下方に退避させると共に、成形型18の揺動回転、および、外輪2の回転を停止させる。
(固定解除工程)
固定解除工程では、図8→図7(図6→図5)に示すように、抑え部材42を上昇させることによって、外輪2に対する外輪用駆動手段49の係合を解除すると共に、ばね32の弾力により移動体保持部31を上方に変位させることで、支持テーブル19に対する移動体保持部31の固定状態を解除する。
固定解除工程では、図8→図7(図6→図5)に示すように、抑え部材42を上昇させることによって、外輪2に対する外輪用駆動手段49の係合を解除すると共に、ばね32の弾力により移動体保持部31を上方に変位させることで、支持テーブル19に対する移動体保持部31の固定状態を解除する。
(搬出工程)
搬出工程は、ハブユニット軸受1を保持した移動体21を、外装17の内部空間23から外装17の外部空間へと搬出する工程である。搬出工程では、図5→図4に示すように、ハブユニット軸受1を保持した移動体21を、ガイド部材20を構成する1対のガイドレール29により案内しながら前方へ移動させ、外装17に設けられた前面側開口部25を通じて、外装17の内部空間23から外装17の外部空間へと水平方向に搬出する。
搬出工程は、ハブユニット軸受1を保持した移動体21を、外装17の内部空間23から外装17の外部空間へと搬出する工程である。搬出工程では、図5→図4に示すように、ハブユニット軸受1を保持した移動体21を、ガイド部材20を構成する1対のガイドレール29により案内しながら前方へ移動させ、外装17に設けられた前面側開口部25を通じて、外装17の内部空間23から外装17の外部空間へと水平方向に搬出する。
(取出し工程)
取出し工程では、移動体21からハブユニット軸受1を取り出す。この取り出し作業は、作業者の手で行うこともできるし、ロボットのアームで自動的に行うこともできる。
取出し工程では、移動体21からハブユニット軸受1を取り出す。この取り出し作業は、作業者の手で行うこともできるし、ロボットのアームで自動的に行うこともできる。
上述のように、本例の揺動鍛造装置16および揺動鍛造方法によれば、成形型18の下方に位置する加工スペースに対するハブユニット軸受1の搬送作業を、ロボットのアームを用いることなく行える。このため、このような搬送作業をロボットのアームを用いて行う場合のように、ロボットのアームが外装17にぶつからないようにするための設計が不要になるため、生産ラインの設備コストを抑えられる。特に、本例の揺動鍛造装置16は、加工スペースに対するハブユニット軸受1の搬送作業を、ロボットのアームを用いて行えないほど、外装17の開口部が小さい場合(たとえば、外装17の剛性を十分に確保したり、加工スペースで使用される潤滑油が外装17の外部空間に飛散するのを防止したりするために、外装17の開口部を小さくする場合)でも、前記搬送作業を行える有利な構造となる。
本発明の揺動鍛造方法および揺動鍛造装置は、ハブユニット軸受をワークピースとするものに限らず、ハブユニット軸受以外の軸受など、各種の対象をワークピースとするのに適用することができる。また、揺動鍛造加工を施す部品を備えた軸受は、車両に組み込まれるものに限らず、各種の機械装置に組み込まれるものを対象とすることができる。
また、本発明の揺動鍛造装置は、支持テーブルが上下方向に移動する代わりに、成形型が上下方向に移動する構成を採用することもできる。
一実施形態において、搬送システム(100)は、セットエリアと加工エリアとの間に配される壁(17)の開口(25)を介してワークピースを搬送する。搬送システム(100)は、ベース(19、28)と、前記ベース(19、28)に設けられたガイド部材(29)と、第1移動体(30)と、第2移動体(31)と、支持機構(110)と、バネ(32)と、固定機構(22)とを備える。第1移動体(30は、前記セットエリアと前記加工エリアとの間の移動が前記ガイド部材(29)に案内される。第2移動体(31)は、ワークピースが搭載され、前記第1移動体(30)上に配される。支持機構(110)は、前記第1移動体(30)に対して前記第2移動体(31)を支持する。バネ(32)は、前記第1移動体(30)と前記第2移動体(31)との間に配されかつ前記第2移動体(31)の少なくとも一部の重量を支持する。固定機構(22)は、前記支持機構(110)と、前記加工エリアにおいて前記ベース(19、28)に対して前記第2移動体(31)を固定する。固定機構(22)は、前記第2移動体(31)の重量に加えて所定の力が付与されることにより前記バネ(32)が弾性変形されかつ前記ベース(19、28)と前記第2移動体(31)とが機械的に互いに係合される第1モードと、前記バネ(32)に対する前記所定の力が開放されかつ前記ベース(19、28)と前記第2移動体(31)との前記機械的な係合が開放される第2モードと、を有する。
上記実施形態において、前記支持機構(110)は、前記バネ(32)の弾性力が作用する方向における前記第1移動体(30)に対する前記第2移動体(31)の動きを許容し、別の方向における前記第1移動体(30)に対する前記第2移動体(31)の動きを機械的に規制する、ように構成できる。
一例において、前記ガイド部材(29)は、2つのガイドレール(29)を含み、前記加工エリアは、前記2つのガイドレール(29)の間に配される加工軸を含み、前記固定機構(22)は、前記ベース(19、28)と前記第2移動体(31)との前記機械的な係合に用いられる少なくとも3つの係合ペア((40、44)、(39、43))を有する。前記少なくとも3つの係合ペア((40、44)、(39、43))は、前記加工軸に対応する位置に配される第1ペア(39、43)と、前記2つのガイドレール(29)の間に配されかつ前記第1ペア(39、43)を囲うように配される少なくとも2つの第2ペア(40、44)と、を有することができる。
例えば、前記少なくとも2つの第2ペア(40、44)の各々は、テーパ凹部とテーパ凸部との組み合わせを有することができる。
上記実施形態の搬送システム(100)は、揺動鍛造加工に好ましく用いることができる。
一実施形態において、揺動鍛造方法は、搬入工程と、加工工程とを備えている。搬入工程では、揺動鍛造装置(16)を構成する外装(17)に設けられた開口部(25)を通じて、ワークピースを保持した移動体(21)を、ガイド部材(20)により案内しながら前記外装(17)の外部空間から前記外装(17)の内部空間(23)へと水平方向に搬入する。前記加工工程では、前記搬入工程の終了後、前記内部空間(23)に設けられた成形型(18)を用いて前記ワークピースに揺動鍛造加工を施す。
前記搬入工程の終了後、前記加工工程の開始前に、固定工程を実行することができる。前記固定工程では、前記移動体(21)の一部を弾性変形させることにより、前記移動体(21)のうちで前記ワークピースを保持した部分を下方に変位させることに基づいて、該ワークピースを保持した部分を、前記内部空間(23)に設けられた支持テーブル(19)に対して固定する。
前記固定工程では、前記移動体(21)のうちで前記ワークピースを保持した部分を下方に変位させることに基づいて、前記移動体(21)のうちで前記ワークピースを保持した部分に設けられた移動体側係合部(40)と、前記支持テーブル(19)に対して直接又は間接的に設けられた支持テーブル側係合部(44)とを係合させることにより、前記移動体(21)のうちで前記ワークピースを保持した部分を前記支持テーブル(19)に対して固定することができる。
前記移動体側係合部(40)と前記支持テーブル側係合部(44)との組み合わせとして、互いにテーパ嵌合可能なテーパ凹部(40)とテーパ凸部(44)との組み合わせを採用することができる。
一実施形態において、揺動鍛造装置(16)は、外装(17)と、成形型(18)と、支持テーブル(19)と、ガイド部材(20)と、移動体(21)とを備えている。前記外装(17)は、内部空間(23)と外部空間とを水平方向に連通する開口部(25)を有する。前記成形型(18)は、ワークピースに対して揺動鍛造加工を施すためのものであり、前記内部空間(23)に配置されている。前記支持テーブル(19)は、前記内部空間(23)で、前記成形型(18)の下方に配置されている。前記ガイド部材(20)は、前記支持テーブル(19)上に支持され、前記開口部(25)を通じて前記内部空間(23)から前記外部空間へと水平方向に延びるように設けられている。前記移動体(21)は、ワークピースを保持可能であり、かつ、前記開口部(25)を通じて前記内部空間(23)と前記外部空間との間を前記ガイド部材(20)に案内されながら水平方向に移動可能であると共に、保持したワークピースを前記成形型818)の下方に位置させることが可能である。
前記移動体(21)は、前記ガイド部材(20)に案内される移動体基部(30)と、ワークピースを保持可能な移動体保持部(31)と、前記移動体基部(30)に対して前記移動体保持部(31)を支持すると共に、自身の弾性変形によって前記移動体基部(30)に対する前記移動体保持部(31)の下方への変位を許容するばね(32)とを有するものとすることができる。前記移動体保持部(31)に保持されたワークピースが前記成形型(18)の下方に位置する箇所で、前記ばね(32)を弾性変形させることにより前記移動体保持部(31)を下方に変位させることに基づいて、前記移動体保持部(31)を前記支持テーブル(19)に対して固定する固定機構(22)を備えたものとすることができる。
前記固定機構(22)は、前記移動体保持部(31)に対し、前記ばね(32)を弾性変形させて前記移動体保持部(31)を下方に変位させる力を付与する変位力付与部材(42)と、該力によって前記移動体保持部(31)が下方に変位した場合に、互いに係合する、前記移動体保持部(31)に設けられた移動体側係合部(40)と、前記支持テーブル(19)に直接又は間接的に設けられた支持テーブル側係合部(44)とを有するものとすることができる。
前記移動体側係合部(40)と前記支持テーブル側係合部(44)との組み合わせとして、互いにテーパ嵌合可能なテーパ凹部(40)とテーパ凸部(44)との組み合わせを採用することができる。
一実施形態において、軸受の製造方法は、かしめ部(15)を有する部品を備えた軸受(1)を対象とするもので、前記部品のかしめ部(15)を、本発明の揺動鍛造方法によって加工する。
一実施形態において、車両の製造方法は、車輪を支持するための軸受であるハブユニット軸受(1)を備えた車両を対象とするもので、本発明の軸受の製造方法により前記ハブユニット軸受(1)を製造する。
一実施形態において、機械装置の製造方法は、軸受を備えた機械装置を対象とするもので、本発明の軸受の製造方法により前記軸受(1)を製造する。
1 ハブユニット軸受
2 外輪
3 ハブ
4 転動体
5 外輪軌道
6 静止フランジ
7 支持孔
8 内輪軌道
9 回転フランジ
10 取付孔
11 ハブ輪
12a、12b 内輪
13 嵌合面部
14 円筒部
15 かしめ部
16 揺動鍛造装置
17 外装
18 成形型
19 支持テーブル
20 ガイド部材
21 移動体
22 固定機構
23 内部空間
24 柱フレーム
25 前面側開口部
26 側面側開口部
27 加工面部
28 基板部
29 ガイドレール
30 移動体基部
31 移動体保持部
32 ばね
33 ガイドブロック
34 支持プレート
35 ガイドピン
36 移動テーブル
37 受型
38 ガイド孔
39 中央凹部
40 テーパ凹部
41 バックアッププレート
42 抑え部材
43 中央凸部
44 テーパ凸部
45 不連続部
46 段差面
47 移動体用駆動手段
48 抑え部材用駆動手段
49 外輪用駆動手段
50 ストッパ
100 搬送システム
110 支持機構
2 外輪
3 ハブ
4 転動体
5 外輪軌道
6 静止フランジ
7 支持孔
8 内輪軌道
9 回転フランジ
10 取付孔
11 ハブ輪
12a、12b 内輪
13 嵌合面部
14 円筒部
15 かしめ部
16 揺動鍛造装置
17 外装
18 成形型
19 支持テーブル
20 ガイド部材
21 移動体
22 固定機構
23 内部空間
24 柱フレーム
25 前面側開口部
26 側面側開口部
27 加工面部
28 基板部
29 ガイドレール
30 移動体基部
31 移動体保持部
32 ばね
33 ガイドブロック
34 支持プレート
35 ガイドピン
36 移動テーブル
37 受型
38 ガイド孔
39 中央凹部
40 テーパ凹部
41 バックアッププレート
42 抑え部材
43 中央凸部
44 テーパ凸部
45 不連続部
46 段差面
47 移動体用駆動手段
48 抑え部材用駆動手段
49 外輪用駆動手段
50 ストッパ
100 搬送システム
110 支持機構
Claims (16)
- セットエリアと加工エリアとの間に配される壁の開口を介してワークピースを搬送する搬送システムであって、
ベースと、
前記ベースに設けられたガイド部材と、
前記セットエリアと前記加工エリアとの間の移動が前記ガイド部材に案内される第1移動体と、
ワークピースが搭載され、前記第1移動体上に配される第2移動体と、
前記第1移動体に対して前記第2移動体を支持する支持機構であり、前記第1移動体と前記第2移動体との間に配されかつ前記第2移動体の少なくとも一部の重量を支持するバネを有する、前記支持機構と、
前記加工エリアにおいて前記ベースに対して前記第2移動体を固定する固定機構であり、前記第2移動体の重量に加えて所定の力が付与されることにより前記バネが弾性変形されかつ前記ベースと前記第2移動体とが機械的に互いに係合される第1モードと、前記バネに対する前記所定の力が開放されかつ前記ベースと前記第2移動体との前記機械的な係合が開放される第2モードと、を有する、前記固定機構と、
を備える、搬送システム。 - 前記支持機構は、前記バネの弾性力が作用する方向における前記第1移動体に対する前記第2移動体の動きを許容し、別の方向における前記第1移動体に対する前記第2移動体の動きを機械的に規制する、請求項1に記載の搬送システム。
- 前記ガイド部材は、2つのガイドレールを含み、
前記加工エリアは、前記2つのガイドレールの間に配される加工軸を含み、
前記固定機構は、前記ベースと前記第2移動体との前記機械的な係合に用いられる少なくとも3つの係合ペアを有し、
前記少なくとも3つの係合ペアは、前記加工軸に対応する位置に配される第1ペアと、前記2つのガイドレールの間に配されかつ前記第1ペアを囲うように配される少なくとも2つの第2ペアと、を有する、
請求項1又は2に記載の搬送システム。 - 前記少なくとも2つの第2ペアの各々は、テーパ凹部とテーパ凸部との組み合わせを有する、請求項3に記載の搬送システム。
- 揺動鍛造加工に用いられる、請求項1~4のうちの何れか1項に記載の搬送システム。
- 揺動鍛造装置を構成する外装に設けられた開口部を通じて、ワークピースを保持した移動体をガイド部材により案内しながら前記外装の外部空間から前記外装の内部空間へと水平方向に搬入する搬入工程と、
前記搬入工程の終了後、前記内部空間に設けられた成形型を用いて前記ワークピースに揺動鍛造加工を施す加工工程と、を備えた、
揺動鍛造方法。 - 前記搬入工程の終了後、前記加工工程の開始前に実行される、固定工程を備え、
前記固定工程では、前記移動体の一部を弾性変形させることにより、前記移動体のうちで前記ワークピースを保持した部分を下方に変位させることに基づいて、該ワークピースを保持した部分を、前記内部空間に設けられた支持テーブルに対して固定する、
請求項6に記載の揺動鍛造方法。 - 前記固定工程では、前記移動体のうちで前記ワークピースを保持した部分を下方に変位させることに基づいて、前記移動体のうちで前記ワークピースを保持した部分に設けられた移動体側係合部と、前記支持テーブルに対して直接又は間接的に設けられた支持テーブル側係合部とを係合させることにより、前記移動体のうちで前記ワークピースを保持した部分を前記支持テーブルに対して固定する、
請求項7に記載の揺動鍛造方法。 - 前記移動体側係合部と前記支持テーブル側係合部との組み合わせとして、互いにテーパ嵌合可能なテーパ凹部とテーパ凸部との組み合わせを採用する、
請求項8に記載の揺動鍛造方法。 - 内部空間と外部空間とを水平方向に連通する開口部を有する外装と、
前記内部空間に配置された、ワークピースに対して揺動鍛造加工を施すための成形型と、
前記内部空間で、前記成形型の下方に配置された支持テーブルと、
前記支持テーブル上に支持され、前記開口部を通じて前記内部空間から前記外部空間へと水平方向に延びるように設けられたガイド部材と、
ワークピースを保持可能であり、かつ、前記開口部を通じて前記内部空間と前記外部空間との間を前記ガイド部材に案内されながら水平方向に移動可能であると共に、保持したワークピースを前記成形型の下方に位置させることが可能な移動体と、を備えた
揺動鍛造装置。 - 前記移動体は、前記ガイド部材に案内される移動体基部と、ワークピースを保持可能な移動体保持部と、前記移動体基部に対して前記移動体保持部を支持すると共に、自身の弾性変形によって前記移動体基部に対する前記移動体保持部の下方への変位を許容するばねとを有しており、
前記移動体保持部に保持されたワークピースが前記成形型の下方に位置する箇所で、前記ばねを弾性変形させることにより前記移動体保持部を下方に変位させることに基づいて、前記移動体保持部を前記支持テーブルに対して固定する固定機構を備えている、
請求項10に記載の揺動鍛造装置。 - 前記固定機構は、前記移動体保持部に対し、前記ばねを弾性変形させて前記移動体保持部を下方に変位させる力を付与する変位力付与部材と、該力によって前記移動体保持部が下方に変位した場合に、互いに係合する、前記移動体保持部に設けられた移動体側係合部と、前記支持テーブルに直接又は間接的に設けられた支持テーブル側係合部とを有するものである、
請求項11に記載の揺動鍛造装置。 - 前記移動体側係合部と前記支持テーブル側係合部との組み合わせとして、互いにテーパ嵌合可能なテーパ凹部とテーパ凸部との組み合わせを有している、
請求項12に記載の揺動鍛造装置。 - かしめ部を有する部品を備えた軸受の製造方法であって、
前記部品のかしめ部を、請求項6~9のうちの何れか1項に記載の揺動鍛造方法によって加工する、
軸受の製造方法。 - 車輪を支持するための軸受であるハブユニット軸受を備えた車両の製造方法であって、
請求項14に記載の軸受の製造方法により前記ハブユニット軸受を製造する、
車両の製造方法。 - 軸受を備えた機械装置の製造方法であって、
請求項14に記載の軸受の製造方法により前記軸受を製造する、
機械装置の製造方法。
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