JP2000513661A - 回転自在機械構成要素を統合する方法および機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ハブ(2)は、ハウジング(4)を通って突出するスピンドル(14)を備え、かつ、スピンドル(14)とハウジング(4)の間に配置されたベアリング(6)上でハウジング(4)に相対して回転する。ベアリング(6)は、軸Xに対して斜行する2組の軌道（28、40）を有し、また、回転要素(36)が２列で各組の軌道（28、40）の間に配置される。スピンドル(14)の周囲に嵌合し、かつ、背面(32)を有する内側軌道(28)は、軌道輪(26)のうちの1つについての背面(32)が、スピンドル(14)が突出する基部であるショルダ(18)に対して押圧状態にある。最初、スピンドル(14)の端部は外側軌道輪の背面(32)を超えて真っ直ぐに突出し、実際には、軌道輪(26)がスピンドル(14)上に据付けられ得るようにする。しかし、ハウジング(4)および軌道輪(26)がスピンドル(14)の周囲の位置に来ると、回転式形成動作の際にスピンドル(14)の突出端部は半径方向および軸方向に変形され、それが軌道輪(26)の背面(32)の背部に存する形成端部(20)へと変形するようにする。形成端部(20)とショルダー(18)の間には２つの軌道輪(26)が備わる。回転式形成動作期間中は、ハブ(26)が回転し、そのスピンドル(14)の端部は回転する形成端部を押圧するように強制され、この力が監視される。ハウジング(4)は制止され、回転するハブ(2)からハウジング(4)に伝達されたトルクが監視される。

Description

【発明の詳細な説明】 回転自在機械構成要素を統合する方法および機械 本発明は一般に、減摩ベアリングが挿間された、一方の構成要素を他方の構成 要素に相対的に回転可能にさせるための機械構成要素に関するものであり、特に 、機械構成要素およびベアリングを統合するための回転式形成方法および機械に 関連する。 自動車の車輪(road wheel)をかかる車両のサスペンションシステムに装着する 手段となる幾つかの基本的構成が在り、その全てが1種またはその他の回転自在 ハブに関与する。一構成では、ハブは駆動フランジと、フランジから突出するス ピンドルとを有する。スピンドルはハウジング内では減摩ベアリング上で回転す る。車輪はハブのフランジにボルト固着されるが、ハウジングは車両のサスペン ションシステムにボルト固着される。従って、ハブおよび車輪は、最小摩擦で、 ハウジングおよびサスペンションシステムに相対して回転する。ベアリングは角 度付けされた軌道を有し、各軌道は、それらが半径方向荷重と同様に、スラスト 荷重を両方の軸方向に受けるように、配向される。典型例では、ベアリングは内 側軌道輪がスピンドル上に配置され、内側軌道輪上の軌道とハウジング内の更な る軌道との間に２列で回転要素が配置される。ナットはスピンドルの端部上にね じ固着されて、スピンドル上の内側軌道を維持し、これは、全構成を一緒に保持 する効果、すなわち、ハブアセンブリを単体化する効果を有する。 しかし、各ねじ部はハブの製造に際して余剰の機械加工作業を必要とし、ナッ トの取り付けは別なアセンブリ作業を意味する。これら作業は、ハブアセンブリ の究極的なコストに影響する。更に、ナットは、恐らくは車輪揺れ（wobble）を 生じたり、ベアリングの内部を隔絶させるシールを損傷して、ベアリングのセッ ティング部の緩みや破損をもたらすことがある。 他の構成は、ハブスピンドルの端部に回転形成式ビーズを採用して、ハブアセ ンブリを一緒に保持する。しかし、少なくとも耐摩擦ベアリング用内側軌道の背 面に抗してビーズを形成するには、形成作業がベアリングを歪ませたり、その作 業から損ねることがないのを確実にするように、形成作業の精度と密着した監視 作業とを必要とする。 本発明は、２つの機械構成要素と、各構成要素の間に在って、一方の構成要素 が他方の構成要素と相対して回転するのを可能にするためのベアリングとを統合 するための過程に属する。ベアリングは、回転軸に対して斜行する軌道と、2列 の回転要素とを備え、その構成としては、各回転要素がそれらの間の半径方向荷 重と軸方向荷重の両方を遷移させるようになる。軌道のうちの少なくとも１つは 、機械構成要素のうちの一方に嵌合する軌道輪上にある。初期状態で、同機械構 成要素は、軌道輪を遮蔽すること無く、軌道輪を超えて突出するが、その後、同 構成要素の端部は、軌道輪の背部に存する形成端を生成するための回転式形成動 作中に半径方向および軸方向に変形されて、アセンブリを単体化する。回転式形 成動作期間中は、変形された同構成要素は他方の構成要素に相対して、形成機材 に抗して回転する。他方の構成要素は制止状態にあるのが好ましい。回転する構 成要素から静止構成要素に伝達されるトルクは監視され得る。例えば、これら構 成要素の一方はフランジを備え、同フランジがトルクアームとして働くように静 止状態に保持される。 本発明は、第１および第２の機械構成要素と、各構成要素間に在って、一方の 構成要素が他方の構成要素に相対して回転軸を中心として回転可能になるように するベアリングとを統合するための機械を更に提供するが、同ベアリングは軌道 と、各軌道の間で少なくとも１列に配置される回転要素とを備えて、各回転要素 が各機械構成要素間で半径方向荷重および軸方向荷重を伝達するようにし、同ベ アリングは第２構成要素に嵌合する分離軌道輪を備え、初期状態で第２構成要素 は端部の準備に軌道輪上の背面を超えて突出するが、同機械は、軸を中心として 回転し、また、第２機械構成要素を受容し、かつ、それと係合するように構成さ れるテーブルであって、ベアリングの軸およびテーブルの軸が一致する状態にあ り、それにより、第２構成要素がテーブルと共に回転する、テーブルと、第１機 械構成要素と係合し、かつ、同構成要素が第２構成要素と共に回転するのを阻止 するように構成された制止部材と、テーブルを越えて軸方向に配置されるがテー ブルに向けられ、回転するスピンドルを有するヘッドと、ヘッドのスピンドルに より保有され、かつ、テーブルとヘッドが互いに向けて近寄せられると、第２構 成要素の端部を半径方向と軸方向とに変形させるように構成される形成機材であ って、変形により同端部の金属がベアリングのための分離軌道輪の背面の後ろへ 流れるようにし、それにより、機械が第１構成要素、第２構成要素、およびベア リングを統合する、形成機材とを備える。 別な局面では、本発明は、上述の方法に従って製造される２つの機械構成要素 間で単体化されるベアリングを提供し、この場合、機械構成要素のうちの一方の 端部は、ベアリングの一方端の外側表面を中心として半径方向および軸方向に変 形させられ、同変形端部の外側表面の一部は実質的に平坦なクランプ表面を描く 。 更に別な局面では、本発明は上述の方法で使用するための機械構成要素を提供 し、同機械構成要素は、実質的に平坦な内側表面と外側表面とが複数のテーパ状 表面から同構成要素の回転軸に対して各々が異なる角度を成して形成された端部 を有する。同端部の外側表面は３つの接続テーパ状表面により描出され、中間テ ーパ状表面は外側の２つのテーパ状表面よりも回転軸に対して小さい角度を成す のが、好ましい。 本発明はまた、以下に記載および請求される各部分と、各部分から成る配置お よび組み合わせとに構成される。 図1は、本発明に従った形成端部と共に単体化されたハブアセンブリの断面図 である。 図２は、図１の線２-２に沿って破断されたハブアセンブリの端面図である。 図３は、ハブアセンブリを単体化する形成端部の拡大部分断面図である。 図４は、図３の形成端部に変形する前の端部の部分断面図である。 図５は、図４に例示される端部を図５に例示される形成端部に変形するための 機械の正面立面図である。 図６は、図５の線６-６に沿って破断された機械の断面図である。 図７Ａ、図７Ｂ、および図７Ｃは、端部を変形させるための機材を示し、かつ 、変形を連続的に例示する立面断面図である。 対応する参照番号は、図面の各図全体で使用される。 以下の詳細な説明は、限定としてではなく具体例として、本発明を例示する。 この説明は、当業者が本発明を使用できるようにし、本発明を実施する最良のモ ードであると目下信じられているものを記載する。 ここで図面を参照すると、車両用の車輪を車両のサスペンションシステムに装 着するためのハブアセンブリＡ（図１）は、ハブ２、ハウジング４、および、比 較的小さい摩擦で回転軸Ｘを中心としてハウジング４に相対してハブ２を回転可 能にするベアリング６を含む。車輪とブレーキディスクはハブ２に装着されるが 、ハウジング４は車両用のサスペンションシステムの構成要素に抗して堅固に固 着される。 ハブ２（図１）は、フランジ10、フランジ10の一方側の短いパイロット直径部 12、他方側のスピンドル14を有する。パイロット直径部12およびスピンドル14の 両方が軸Ｘに沿って延びる。フランジ10は、そこからパイロット直径部12の方向 に軸方向に突出するが、そこから半径方向外側に延びる耳付きボルト16を含む。 パイロット直径部12は、ホイールがフランジ10に抗して前進させられると、ホイ ールをハブ２と整列させるためのパイロットとして機能するが、このフランジ10 には、ボルト16上にねじ固着される耳付きナットでホイールが固着される。スピ ンドル14は、フランジ10の内側面から内方向に設定されたショルダ18から合わさ れ、形成端部20がその反対端に配置された状態で終端する。スピンドル14は、そ こから形成端部20で外に開放される穴22を含む。 ベアリング6は、スピンドル14の周囲に嵌合する２つの円錐体26の形態の内側 軌道を備え（図１）、そこでそれらは、ショルダ18と形成端部20の間で捕捉され るが、各円錐体26とスピンドル14の間には締まりばめが存在する。各円錐体26は 、軸Xから離れる方向に外方向に向けられたテーパ状軌道輪28、その軌道輪28の 大端部に位置するスラストリブ30、および、スラストリブ30の端部の軸Xに関し て抱き込まれる背面32を有する。内寄り円錐体26は、その軌道輪28の小端部を超 えて突出する円筒型円錐体拡張部34のせいで、外寄り円錐体26よりも幾分長い。 その円錐体拡張部34に位置する内寄り円錐体26は、スピンドル14に沿って外寄り 円錐体26の小端部に当接し、すなわち、２つの円錐体26はそれらの前面に当接す る。 外寄り円錐体26の背面32は、フランジ10から直ぐ内側に延びるショルダ１８に当 接する。形成端部20は内寄り円錐体26を外方向に越えて、円錐体の背面32に抗し て延びる。従って、２つの円錐体26は、ショルダ18と形成端部20の間のスピンド ル14上に捕捉される。２つの円錐体26はそれらの反対端部に、すなわち、それら の前面で当接し、拡張部34が２つの円錐体26から外れて各軌道28の間に存在する ようにする。 円錐体26に加えて、ベアリング６は２列に配置されたテーパ状ローラー36を備 えるが、各円錐体26の周囲に別個の列が存在する。実際には、ローラー36は円錐 体26のための軌道28の周囲に延び、それらのテーパ状側面は軌道28に沿っており 、それらの大端面はスラストリブ30を押圧する。各列のローラー36は本質的に頂 角上にあり、その意味するところは、それらのテーパ状側面が延在する包絡面は 、それぞれの頂角が軸Xに沿った共通点に配置される、ということである。各列 のローラー36は、その列の各ローラー36の間に適切な間隔を維持するためのケー ジ38を備える。 リング状ハウジング４は、２つの円錐体26および２列のローラー36並びに、ス ピンドル14を包囲する。これは、それが軸Xに向かって内方向に向けられるテー パ状軌道40を有するという点で、ベアリング６の一部を形成する。実際に、ハウ ジング４はベアリング６の外側軌道輪を構成する。ハウジング４上の軌道40は、 それらを分離する介在表面42に向かって下方向にテーパ状になる。ローラー36は 同様に、ハウジング４の軌道40に沿って延び、それらのテーパ状側面で各軌道40 と接触する。それらの大端部では、軌道40が短い端部孔44内へと開放し、ここに は、２つの円錐体26のスラストリブ30が配置される。 ハウジング４は、その両端部の間の略中間で、車両用サスペンションシステム の構成要素に抗して嵌合する三角形フランジ46（図２）を有する。ここでは、ハ ウジングAは、三角形フランジ46の丸突出部に配置されたねじ加工孔47に係合す るボルトを利用して、サスペンションシステム構成要素に堅固に固着される。三 角形フランジ46の端縁のうちの１つに沿って、ハウジング４は、内方向に延び、 軸Xに対して斜行し、かつ、介在表面42を通ってハウジング４の内部へと開放す る孔48（図１）を含む。 斜行孔48は速度センサー50を含み、その内側端部は、内寄り円錐体26の小端部 で拡張部34上に嵌合する励磁リング52の方に向かう。従って、励磁リング52は２ 列のローラー36の間で延びる。リング52は歯または他の崩壊部(disruption)を有 し、これら破壊部がセンサー50の端部を超えて移動すると、パルス信号をセンサ ーに生成させ、これは勿論、スピンドル14およびその周囲の円錐体26が回転する と、発生する。信号の周波数は、スピンドル14の角速度と、実際はハブ２全体の 角速度を反映する。 ハウジング４内の端部孔44は、円錐体26上のスラストリブ30の周囲に嵌合する シール54を含み、ハウジング４の端部で動的流体障壁を確立する。これら障壁は 、水、氷融解塩、泥などの路上汚染物からローラー36、軌道28、および軌道40を 隔絶する。 形成端部20は内寄り円錐体の背面32の背部で延び、２つの円錐体26はショルダ 18と形成端部20の間で、それらの小端部が当接状態で、捕捉される。これは円錐 体26をスピンドル14内に保持するのみならず、ハウジング４およびローラー36を 適所に維持するが、これはテーパ状形状に寄与し得る。簡単に言うと、形成端部 20はハブ５をアセンブリAに一体化させる。 より特定すると、形成端部20は、輪郭または湾曲内側コーナー56（図３）で内 寄りコーンの周囲を包囲し、コーナー56から直ぐ外方向には、内寄り円錐体26の 背面32に沿って延びる平坦な内部端面58を有する。形成端部20は、その両側で、 軸Xに直交して延びる平坦外側端面62と合わさる湾曲外側端面60を有する。湾曲 外側端面60および平坦内側端面58は、比較的先鋭だが湾曲した外側コーナー64を 通して接続される。平坦外側端面62は、軸Xに関して斜角で延在する第１の勾配 付き表面66へと合わさり、勾配付き表面66は、軸Xに対して幾分急峻な角度で配 置された別な第２の勾配付き表面68へと合わさる。このより急峻な勾配付き表面 68は孔22内へと通ずる。外側コーナー64は、内寄り円錐体26上の軌道28の大端部 で半径方向に、またはそこからわずかに内方向に延在する。平坦な外側端面62は 、一定速度ジョイントまたは他のかかる部材に抗してクランプされる時に、ハブ アセンブリにクランプ表面を提供する。 ハブ２は必ずしも形成端部20を有するとは限らない。初期状態で、これはプレ フォーム70として存在し（図４）、これは、それらが鍛造された後に旋盤加工さ れる状態をいう。プレフォーム70では、スピンドル14は真っ直ぐであり、すなわ ち、円筒型外部表面は、軸方向にスピンドル14のまさにその端部まで継続する。 ２つの円錐体26、２列のローラー36、およびローラー36により捕捉されるハウジ ング４は全て、プレフォーム70の真っ直ぐなスピンドル14上に設置されて、内寄 り円錐体26を超えて突出するスピンドル14の端部71をそのままにする。これと同 時に、突出端部71は半径方向外側および軸方向に変形されて、回転式形成作業で 形成端部20となる（図７）。 プレフォーム70では、スピンドル14は、孔22から離れる方向に通じる第１の勾 配付き表面68を有する（図４）。勾配付き表面68は、遷移のコーナーまたはサー クルCでわずかにテーパ状の表面72へと合わさる。わずかにテーパ状の表面72は 、より大きい角度へと導く別なテーパ状表面74へと合わさる。より急峻なテーパ 状表面74は平坦端面78へと外角へ導き、同端面と、同表面は湾曲表面80で合わさ る。平坦端面78はその周辺部に面取り部82を有する。 プレフォーム70の端部71は、初期状態では、外径の変化無しで内寄り円錐体26 の背面32を超えて突出するが、その後、回転式形成手順で形成端部20へと変形さ れる（図７）。この手順では、端部71の金属は、割れ目をもたらすことが全く無 いまま、半径方向と軸方向に流れ、究極的には、形成端部20の形状を呈する。こ の変形は回転式形成機械Bで行われる。 回転式形成機械Bは、垂直軸Yを中心として回転するテーブル92を搬送するフレ ーム90を備える（図５および図６）。実際は、テーブル92は、電子式であれ、油 圧式であれ、ベース94中に存するモータにより供給される回転生成用動力で、ベ ース94上で回転する。ベース94はフレーム90上で各垂直方向進路96を追従するが 、この並進運動は、フレーム90の低部とベース94の間に配置されたラム98に由来 する。ラム98は、それにより及ぼされる力を測定するための荷重セルを備える。 テーブル92は上方向に向けられた表面を有し、そこから外ヘソケット100が開放 し、また、ソケット100はプレフォーム70のパイロット直径部12およびフランジ1 0を受容するように構成され、プレフォーム70の軸Xはテーブル92用の回転の軸Y と一致し、かつ、スピンドル14は上方向に突出する。ソケット100は耳付きボル ト16 も同様に受容し、各ボルトはプレフォーム70をテーブル92と係合させて、プレフ ォーム70が、テーブル92上にある場合には、滑り無しでテーブル92と共に回転す るようにする。 機械Bはまた、筒耳112によりフレーム90上に搭載される交差ヘッド110を備え 、その共通軸Zはテーブル92のための軸Yと直角に交差する。交差ヘッド110は、 筒耳の軸Zおよびテーブル軸Yと交差する軸Sを中心として回転するスピンドル114 を有し、軸Yに関するその傾斜は可変であり、交差ヘッド110の位置に依存する。 その位置は、交差ヘッド110とフレーム90の間で接続される電子式スクリュージ ャック116により制御される。交差ヘッド110は、電子式であれ、油圧式であれ、 スピンドル114を回転させるモータを保有する。 スピンドル114は、その下方端で、形成機材120がそこに装着され、機材120は 、テーブル92の方を向けられた外郭成形面122（図７）を有して、テーブル92が 上昇させられた時に、プレフォーム70上でスピンドル14の端部71に抗して耐える ようにする。この外郭は機材120を離れ、その状態で、周辺リブ124と陥凹中央領 域とは、形成端部20上の湾曲端面60の曲率を合わせる弧状表面128に沿ってリブ1 24と合わさる平坦表面126を有する。 最後に、機械Bは、ベース94からテーブル92の上方の隆起部まで上昇するポス ト142へと一方端で装着される制止アーム140を有する。その他方端では、アーム 140は、テーブル92のソケット100に存する特定ハブアセンブリAのためのハウジ ング４のフランジ46のうちの１つに抗して嵌合するように、構成される。アーム 140は、テーブル92が回転する時に、ハウジング４がハブ２と共に回転するのを 阻止する。この状況下で、ハウジング４のフランジ46は、トルクアームとして働 く。制止アーム140は、フランジ46により形成されたトルクアームとほぼ直交す るテーブル92上で伸張し、かつ、ハウジング４のフランジ46によりアーム140に 及ぼされた力を測定するためのセンサー144を備える。このため、センサー144は 、回転ハブ２によりハウジング４に及ぼされるトルクを人が測定できるようにす る。 アセンブリAをその構成要素部分から完成させるために、いくつかの部分がま ずプレアセンブリを必要とする。例えば、ボルト16はハブ２上でフランジ10に嵌 合されるか、より正確には、最終的にはハブ２になるプレフォーム70上のフラン ジ10に嵌合される。また、封鎖部54は、外寄り円錐体26のリブ30上に押圧される 。それと同時に、外寄り円錐体26はプレフォーム70上の真っ直ぐなスピンドル14 にわたり十二分に、すなわち、背面32がスピンドル14の端部でショルダ18に当接 するまで、押圧される。潤滑剤が外寄り円錐体26およびそれを包囲するローラー 36に付与された後で、ハウジング４は、外寄り円錐体26およびその列のローラー 34上に降下させられ、かつ、外寄り円錐体26上の封鎖部26と整列させられる。そ れ以上の前進は封鎖部26を外寄り端部孔44内へと強制し、ハウジング４の外寄り 軌道40に抗してローラー36を載置させる。次に、内寄り円錐体26は、拡張部34が その小端部で外寄り円錐体26の端部と押圧状態になるまで、プレフォーム70のス ピンドル14上に押圧される。これは、励磁リング52をハウジング４の介在表面42 内に位置決めし、かつ、ハウジング４の内寄り軌道40に抗して内寄り円錐体26を 包囲するローラー34を載置させる。更に、あらゆる意図と目的で、適切な設定へ と形成されるベアリング６をもたらす。この時点で、内寄り封鎖部54はハウジン グ４の内寄り端部孔44内へ、内寄り円錐体26のスラスト30にわたり押圧されれば よい。組立手順におけるこの重要な場面で、プレフォーム70のスピンドル14上の 端部71は、内寄り円錐体26の背面32を超えて十分に突出する。 ハウジング４とベアリング６がプレフォーム70に嵌合されてしまうと、部分的 に完了したアセンブリが機械Bに転送され、ハブ２、ハウジング４、およびベア リング６を恒久的に一体化する。この点で、ハブ２になるプレフォーム70は機械 Bのテーブル92におけるソケット100に嵌合し、プレフォーム70上のパイロット直 径部12は下方向を向けられ、かつ、プレフォーム70を位置決めするように働き、 その軸Xはテーブル92の回転軸Yと一致する。プレフォーム70のフランジ10におけ るボルト16は下方向に突出し、テーブル92と係合して、テーブル92が回転すると 、プレフォーム70は滑り無しに回転する。 テーブル92は実際に回転し、これはベース94のモータにより回転される。形成 機材120は同様に、より低速でではあるが、同一方向に回転し、これは、交差へ ッド110におけるモータにより駆動される。次いで、ラム98が付勢され、これが 回転するテーブル92と、その上に在る部分組立されたハブアセンブリAとを上昇 させる。スピンドル14の拡張端部71は、交差ヘッド110の回転する形成機材120に 対して押圧状態となり、機材120は同端部71を変形させて、円錐体26に向けて半 径方向外側と軸方向に在る金属を変位させる。この変形は、形成端部20を生じる 。従って、端部71は、半径方向と軸方向両方の変形を受け、今度は、この変形が 、より少ない破損リスクで形成端部上の湾曲外側表面と平坦外側表面の両方の形 成を可能にするように、端部71の所望の作業硬化を生じる。 より特定すると、スピンドル14の端部71は、機材120の外郭成形面122上の平坦 表面126と整列し、スピンドル14が軸Yに沿って前進するにつれて、端部71上の平 坦端部78は機材120の平坦表面126に抗して押圧状態となる。スピンドル14の連続 的前進により、端部71も、機材120の面122上の弧状表面128に向けて半径方向外 方向に回転させられる。その結果、まずテーパ状表面74が、その後に端部71上の テーパ状表面72が、機材120の平坦表面126に抗して押圧状態となる。最終的には 、端部71の機材120への連続的前進に伴って、端部71は弧状表面128の形状を呈す るように外方向に変形する一方で、機材120上の平坦表面126に抗して存在するせ いで、隣接領域は平坦となる。これは、スピンドル14に付与された形成端部20上 の湾曲端部表面60と隣接平坦表面62の原因となる。 ラム98は機材120へとスピンドル14を一定速度で前進させる訳ではない。最初 、この速度は端部付近よりも速い。従って、ラム98は、それが内寄り円錐体26の 背面32に抗して、かつ、それにそって端部71の金属に作用するにつれて、よりゆ っくりと前進する。更に、ラム98が前進するにつれて、それにより及ぼされる力 は、ラム98における荷重セルにより入力され、監視される。ラム98は最終増分の 前進後も残留して、機材120により形成された形成端部20が所望の形状を維持す ることを確保する。スピンドル14が45mm外径を有するハブ２については、ラム98 により及ぼされた力は６トンと８トンの間であるのが好ましく、10トンから12ト ンを超過するべきではない。 形成機材120は、プレフォーム70上のスピンドル14がそこへ前進するにつれて 、プレフオーム70の金属が徐々に変位させられ、言いかえると、流れる。このた めには、プレフォーム70の金属は、割れ目または破損を発生させずに流れに耐え るのに十分な延性を有していなければならない。0.05重量％より低いか、好まし くは0.02重量％よりも低い硫黄含量を有する1040スチールはこの能力を有する。 変 形作業はスチールを硬化させ、形成端部20の硬度は、ハブ２の残余の部分の硬度 よりも幾分大きい。 プレフォーム70の拡張部71の形状、それが内寄り円錐体26の背面32を超えて突 出する距離、および、ラム98によりテーブル92に付与された前進は、全て、形成 端部20が内奇り円錐体26を変形させないように、または、ベアリング６に過剰な 予備荷重を付与しないようにする。例えば、プレフォーム70の端部71が内寄り円 錐体26の背面32を超えて遠くに延びすぎた場合、或いは、その領域に過剰な材料 を包含する場合は、形成機材と円錐体背面32との間の空間は全ての材料を収容し 得ず、内寄り円錐体26はそのスラストリブ30および軌道28の領域で歪みを受ける 。同様に、ラム98の残留高さが高すぎる場合は、再び、円錐体背面32に沿って流 れる金属を包含するのには不適切な空間が存在し、円錐体26は歪みを受ける。 形成端部20の視覚検査では、同端部が内奇り円錐体26を歪ませたかどうかが明 らかにならない。しかし、ベアリング６のトルクと、制止アーム140のセンサー1 44とは、そのトルクを効果的に測定する。更に、センサー144は、ハブアセンブ リAを除去して別個の試験用の別な取り付け具へと移す必要無しにトルクを明示 し、従って、排除されるべきハブアセンブリAを直ちに同定する。45ｍｍ直径を 有するハブスピンドル14の周囲に嵌合するベアリング６については、ベアリング の最大トルクは35から40 in-lbを超過するべきではない。回転式形成処理期間中 のトルクの変化は、８から10 in-lbを超過するべきではない。 ラム98の荷重セルにより入力される力も、排除を必要とするベアリングアセン ブリを同定するのに役立つ。この点で、ラムにより及ぼされる過剰な力はプレフ ォーム71の形状の誤差を示し、或いは多分、機械Bを設定する際の誤差を示す。 いずれにせよ、ラム98により及ぼされる過剰な力は内寄り円錐体26を歪ませ、ベ アリングアセンブリAに恒久的損傷を引き起こす可能性がある。45mm外径を有す るスピンドル14を有するハブ２に付いては、10トンから12トンを越えるラム力は 、あり得る欠陥の指標となる。 制止アーム140はトルクの測定を容易にするのみならず、ハブ２およびローラ ー36がハウジング２内部で回転する間、同ハウジングを固定状態に保持する。こ れは各ローラーを軌道28に沿って、かつ、２つの円錐体26のスラストリブ30に抗 して載置させ、また、同ローラーをハウジング４の軌道40に沿って載置させる。 これは更に、軌道28および40のブリネル（brinnelling）を阻止する。 別個の構成要素である外寄り円錐体26は、代わりにハブ２に一体化されてもよ い。言いかえると、外寄り内側軌道28は、外側軌道40がハウジング４上に直接形 成されるのと丁度同じように、スピンドル14上に直接形成され得る。他方で、外 側軌道40は、ハウジング４内に嵌合する別個の軌道輪またはカップ上に形成され 得る。回転要素はテーパ状ローラー36である必要なないが、当該技術で公知のボ ールまたは他の回転要素であり得、勿論、その場合の軌道はそれらと同じである が、軸に対して斜行状態に留まるのが好ましい。 上記に鑑みれば、本発明の幾つかの利点が達成され、他の有利な結果が得られ ているのが、解るであろう。 本発明の範囲から逸脱せずに、多様な変更が上記構成において行い得るが、上 記説明に含まれ、かつ、添付の図面に示される全ての事項は、限定的な意味では 無く、例示と解釈されるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ， ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 スタンドリング，ピーター イギリス国 エヌジー２ ７ジェイユー ノッティンガム，ウエスト ブリッグフォ ード，エルム ツリー アベニュー １ (72)発明者 スミス，ダグラス エイチ. フランス国 エフ―68280 サンドホッフ ェン，ル ド イル，７ (72)発明者 バーニー，ラリー エル. アメリカ合衆国 オハイオ 44721，ノー ス カントン，ウィクリフ エヌ．イー. 6103 【要約の続き】 のスピンドル(14)の端部は回転する形成端部を押圧する ように強制され、この力が監視される。ハウジング(4) は制止され、回転するハブ(2)からハウジング(4)に伝達 されたトルクが監視される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． スピンドル上のベアリングを固着させる方法において、該ベアリングは 内側軌道輪および外側軌道輪を有し、それらの間に回転要素が挿入され、 該内側軌道輪は回転用スピンドルおよび該内側軌道輪を超えて延びる変形 可能スピンドル端部を有するスピンドルに受容され、該スピンドル端部は 、スピンドル軸に対して傾斜された機材軸を中心として回転する形成機材 と係合して、該スピンドル端部を徐々に変形させると共に、内側ベアリン グ軌道輪の端面に抗して位置する形成端部を設け、 形成動作期間中は、該スピンドルおよび該内側軌道輪は、該外側軌道輪が本 質的に静止状態に維持されている間に、回転させられることを特徴とする、方 法。 ２． 前記機材軸の傾斜角度が可変である、請求項１に記載の方法。 ３． 前記形成動作期間中は、前記形成機材と前記スピンドルの両方が同一方 向に回転させられる、請求項１または請求項２に記載の方法。 ４． 前記形成機材は、前記スピンドルよりも低速で回転させられる、請求項 ３に記載の方法。 ５． 前記スピンドルおよび前記形成機材は、前記スピンドルおよび前記形成 機材のうち少なくとも一方を他方に向けて、前記形成動作の初期段階と中 間段階の期間は第１速度で、また、前記内側ベアリング軌道輪の前記端面 に抗して前記形成端部が作動される該形成動作期間の最終段階では、該第 １速度よりも遅い第２速度で移動させることにより、互いに係合される、 請求項１から請求項４のいずれかに記載の方法。 ６． 前記形成動作期間中は、前記スピンドル端部および前記形成機材は、12 トンを超過しない力で、互いに係合する、請求項１から請求項５のいずれ かに記載の方法。 ７． 前記力の大きさは監視される、請求項６に記載の方法。 ８． 前記力は６トンから８トンの間である、請求項６に記載の方法。 ９． 前記スピンドル端部および前記形成機材は、本質的に固定された位置 に留まる回転する前記形成機材に向けて軸方向に前記スピンドルを線形移 動させることにより、互いに係合させられる、請求項１から請求項８のい ずれかに記載の方法。 １０．スピンドル上にベアリングを固着させる装置において、該ベアリングは 内側軌道輪および外側軌道輪を有し、それらの間に回転要素が挿入され、 該内側ベアリング軌道輪は回転用スピンドルおよび該内側軌道輪を越えて 延びる変形可能スピンドル端部を有するスピンドル上に受容され、該装置 は、 回転可能スピンドル支持体であって、スピンドル軸を中心として該スピンドル 支持体を用いて回転用の該スピンドルを支持するスピンドル支持体と、 該スピンドルおよび該内側ベアリング軌道輪を用いた回転に抗して、該外側ベ アリング軌道輪を制止する、制止装置と、 該スピンドルの軸に対して傾斜させられた機材軸を中心として回転可能な形成 機材とを備え、 該スピンドル支持体および該形成機材のうち少なくとも一方は他方に向けて線 形運動可能であって、該形成機材を該変形可能スピンドル端部と係合させ、か つ、該内側ベアリング軌道輪の端面に抗して位置する形成端部を設ける、装置 。 １１．前記機材軸の傾斜角度が可変である、請求項10に記載の装置。 １２．前記形成機材および前記スピンドル支持体が同一方向に回転させられる 、請求項10または請求項11に記載の装置。 １３．前記形成機材は、前記スピンドルよりも低速で回転させられる、請求項 12に記載の装置。 １４．前記形成機材および前記スピンドル支持体のうち少なくとも一方は他方 に向けて、前記形成動作の初期段階と中間段階の期間は第１速度で、また 、前記内側ベアリング輪の前記端面に抗して前記形成端部が作動される該 形成動作の最終段階では、該第１速度よりも遅い第２速度で移動可能であ る、請求項10から請求項13のいずれかに記載の装置。 １５．前記スピンドルおよび前記形成機材が互いに係合する力の大きさを監視 する力監視装置を含む、請求項10から請求項14のいずれかに記載の装 置。 １６． 前記形成機材が本質的に固定された位置に留まる間に、前記スピンドル 支持体を前記形成機材に向けて線形に移動させるラムを含む、請求項10か ら請求項15のいずれかに記載の装置。 １７． 前記スピンドルと前記形成機材の間の、前記ラムが供与する係合の力が 、12トンを超過しない、請求項16に記載の装置。 １８． 前記スピンドルと前記形成機材の間の、前記ラムが供与する係合の力が 、８トンを超過しない、請求項16に記載の装置。 １９． 前記ラムは、前記スピンドルと前記形成機材の間の、６トンから８トン の間である係合の力を供与する、請求項16に記載の装置。 ２０． 開口を有する第１構成要素と、軸方向孔、および、該開口に受容され、 かつそこを通って延びる端部を有する第２構成要素とを備え、該端部は軸 に関して半径方向に変形されて、該第１構成要素の周囲を包囲する形成端 部を設け、該形成端部は、該軸に直交する、平坦外側端面と合わさる湾曲 外側端面を含み、該端面は該軸に対して斜角で形成された、第１勾配付き 表面へと合わさり、該表面は、該第１勾配付き表面よりも該軸に対して急 峻な角度で形成された、第２勾配付き表面に合わさり、同表面は該軸方向 孔に合わさる、アセンブリ。 ２１． スピンドル上に構成要素を固着させる方法において、該構成要素は該ス ピンドルが受容される開口を有して、該スピンドルを用いた該構成要素の 回転に備え、該スピンドルは変形可能スピンドル端部が該開口を越えて延 び、該スピンドル端部はスピンドル軸に対して傾斜された機材軸を中心と して回転する形成機材と係合して、該スピンドル端部を徐々に変形させ、 かつ、該スピンドル上の該構成要素を固着させるように、該構成要素の端 面に抗して位置する形成端面を設け、形成動作期間中は、該形成機材と該 スピンドルの両方が同一方向に回転させられることを特徴とする、方法。 ２２． 前記形成機材は、前記スピンドルよりも低速で回転させられる、請求項 21に記載の方法。 ２３． 前記機材軸の傾斜角度は可変である、請求項21または請求項22に記載の 方法 ２４． 前記スピンドルは、前記スピンドルおよび前記形成機材のうち少なくと も一方を他方に向けて、前記形成動作の初期段階と中間段階の期間は第１ 速度で、また、前記構成要素の前記端面に抗して前記形成端部が作動され る前記形成動作の最終段階では、該第１速度よりも遅い第２速度で移動さ せることにより、前記形成機材と係合される、請求項21から請求項23のい ずれかに記載の方法。 ２５． 前記形成動作期間中は、前記スピンドル端部および前記形成機材は、12 トンを超過しない力で、互いに係合する、請求項21から請求項24のいずれ かに記載の方法。 ２６． 前記力の大きさは監視される、請求項25に記載の方法。 ２７． 前記力は６トンから８トンの間である、請求項25に記載の方法。 ２８． 前記スピンドル端部および前記形成機材は、本質的に固定された位置に 留まる回転する前記形成機材に向けて軸方向に、回転する前記スピンドル を線形移動させることにより、互いに係合させられる、請求項21から請求 項27のいずれかに記載の方法。 ２９． スピンドル上に構成要素を固着させる方法において、該構成要素は該ス ピンドルが受容される開口を有して、該スピンドルを用いた該構成要素の 回転に備え、該スピンドルは変形可能スピンドル端部が該開口を越えて延 び、該スピンドル端部はスピンドル軸に対して傾斜された機材軸を中心と して回転する形成機材と係合して、該スピンドル端部を徐々に変形させ、 かつ、該スピンドル上の該構成要素を固着させるように、該構成要素の端 面に抗して位置する形成端面を設け、形成動作期間中は、該形成機材と該 スピンドルが、12トンを越えない力で一緒にされることを特徴とする、方 法。 ３０． 前記形成機材と前記スピンドル端部の間の係合の力が、８トンを越えな い、請求項29に記載の方法。 ３１． 前記形成機材と前記スピンドル端部の間の係合の力が、６トンから８ トンの間である、請求項30に記載の方法。 ３２． 前記形成機材と前記スピンドル端部の間の係合の力の大きさが監視され る、請求項29から請求項31のいずれかに記載の方法。 ３３． 前記スピンドル端部および前記形成機材は、前記スピンドルおよび前記 形成機材のうち少なくとも一方を他方に向けて、前記形成動作の初期段階 と中間段階の期間は第１速度で、また、前記構成要素の前記端面に抗して 前記形成端部が作動される該形成動作の最終段階では、該第１速度よりも 遅い第２速度で移動させることにより、互いに係合される、請求項29から 請求項32のいずれかに記載の方法。 ３４． 前記スピンドル端部および前記形成機材が、本質的に固定された位置に 留まる回転する前記形成機材に向けて軸方向に前記スピンドルを移動させ ることにより、互いに係合される、請求項29から請求項33のいずれかに記 載の方法。 ３５． 前記形成動作期間中は、前記スピンドルは、その軸を中心として、前記 形成機材と同一回転方向に回転させられる、請求項29から請求項34のいず れかに記載の方法。 ３６． スピンドル上に構成要素を固着させる方法において、該構成要素は該ス ピンドルが受容される開口を有して、該スピンドルを用いた該構成要素の 回転に備え、該スピンドルは変形可能スピンドル端部が該開口を越えて延 び、該スピンドル端部はスピンドル軸に対して傾斜された機材軸を中心と して回転する形成機材と係合して、該スピンドル端部を徐々に変形させ、 かつ、該スピンドル上の該構成要素を固着させるように、該構成要素の端 面に抗して位置する形成端面を設け、前記形成機材および前記スピンドル のうち少なくとも一方は他方に向けて、前記形成動作の初期段階と中間段 階の期間は第１速度で、また、前記構成要素の前記端面に抗して前記形成 端部が作動される前記形成動作の最終段階では、該第１速度よりも遅い第 ２速度で移動させられる、方法。 ３７． 前記形成動作期間中は、前記スピンドルは、その軸を中心として、前記 形成機材と同一方向に回転させられる、請求項36に記載の方法。 ３８．前記スピンドル端部は、本質的に固定された位置に留まる前記形成機材 に向けて軸方向に前記スピンドルを線形移動させることにより、前記形成 機材と係合させられる、請求項36または請求項37に記載の方法。 ３９．スピンドル上に構成要素を固着させる装置において、該構成要素は該ス ピンドルが受容される開口を有して、該スピンドルを用いた該構成要素の 回転に備え、該スピンドルは変形可能スピンドル端部が該開口を越えて延 び、該装置は、 該スピンドルを支持し、かつ、スピンドル軸を中心として回転する回転可能ス ピンドル支持体と、 該スピンドル軸に対して傾斜した機材軸を中心として、回転可能に駆動される 形成機材と、 該スピンドル支持体を該形成機材と同一回転方向に回転させる、スピンドル支 持体回転装置と、 該スピンドル支持体および該形成機材のうちの少なくとも一方を他方に向けて 線形に移動させ、該スピンドル端部を該形成機材と係合させて、該スピンドル端 部を徐々に変形させ、かつ、該構成要素の端面に抗して位置する形成端部を設け た線形アクチュエータとを備える、装置。 ４０．前記線形アクチュエータは、前記スピンドル支持体および前記形成機材 のうち少なくとも一方を、前記形成動作の初期段階と中間段階の期間は第 １速度で、また、前記構成要素の前記端面に抗して前記形成端部が作動さ れる該形成動作の最終段階では、該第１速度よりも遅い第２速度で線形に 移動させる、請求項39に記載の装置。 ４１．前記機材軸の傾斜角度を調節するための形成機材調節装置を含む、請求 項39または請求項40に記載の装置。 ４２．前記線形アクチュエータは、本質的に固定された位置に留まる前記形成 機材に向けて前記スピンドル支持体を線形に移動させる、請求項39から請 求項41のいずれかに記載の装置。 ４３．前記スピンドルおよび前記形成機材が互いに係合する力の大きさを監視 する力監視装置を含む、請求項39から請求項42のいずれかに記載の装 置。 ４４． 前記線形アクチュエータは、前記スピンドル端部と前記形成機材の間の 、12トンを超過しない係合の力を供与する、請求項39から請求項43のいず れかに記載の装置。 ４５． 前記線形アクチュエータは、前記スピンドル端部と前記形成機材の間の 、８トンを超過しない係合の力を供与する、請求項39から請求項43のいず れかに記載の装置。 ４６． 前記線形アクチュエータは、前記スピンドル端部と前記形成機材の間の 、６トンから８トンの間である係合の力を供与する、請求項39から請求項 43のいずれかに記載の装置。 ４７． 変形されたスピンドル端部によりスピンドル上に構成要素が固着された アセンブリにおいて、該スピンドルは外側円筒型スピンドル表面と内部軸 方向円筒型スピンドル孔を有し、該構成要素は該スピンドルが受容される 開口を有して、該スピンドルを用いた該構成要素の回転に備え、該スピン ドルは、外方向に変形されて該構成要素の端面と係合状態になって、該構 成要素を該スピンドル上に固着させる形成端部を有し、該形成端部はスピ ンドル軸に対して90℃で外方向に延び、該形成端部は、内部交差部で該外 側円筒型スピンドル表面へと合わさる内部端面を有し、該形成端部は、外 部交差部で該円筒型スピンドル孔の表面へと合わさる軸方向に面する外部 端面を有し、 該外部交差部は平滑な曲線ではなく、該スピンドル孔表面を交差して切断し、 該形成端部の該軸方向に面した外部端面は該内部交差部により近接して、該内部 交差部および該外部交差部を斜めに横断する方向に厚みを減じた該形成端を設け ることを特徴とした、アセンブリ。 ４８． 前記外部交差部は、前記スピンドル軸に対して斜角で延びる、少なくと も１つの勾配付き表面を含み、かつ、前記スピンドル孔表面および前記形 成端部の前記軸方向に面した外部端面のうちの少なくとも一方で交差する 、請求項47に記載のアセンブリ。 ４９． 前記形成端部は、前記軸方向に面した外部端面から前記内部端面に向 けて湾曲する湾曲外部端面を有する、請求項47または請求項48のいずれか に記載のアセンブリ。 ５０． 前記軸方向に面した外部端面は平坦で、前記スピンドル軸に直交する、 請求項47から請求項49のいずれかに記載のアセンブリ。 ５１． 前記構成要素はベアリングアセンブリの内側ベアリングリングであって 、該リングは、外側ベアリングリング、および、該内側ベアリングリング と該外側ベアリングリングの間に挿間された複数の回転要素を含み、前記 形成端部は該内側ベアリングリングに係合してそこに過剰な歪みを付与し ない状態であり、ベアリングの最大トルクが40in−lbを超過しないように する、請求項47から請求項50に記載のアセンブリ。 ５２． 外側円筒型表面と内側円筒型表面を備えた軸方向孔とを有するスピンド ルであって、該スピンドルは、終端端面を有する変形可能端部と、該終端 端面から該内側円筒型表面に向けて該変形可能端部の長さの一部に沿って 延びる急峻なテーパ状表面とを有する、スピンドル。 ５３． 前記変形可能端部は、内側円筒型表面と外側円筒型表面の間で前記スピ ンドルの半径方向厚さよりも薄い半径方向厚さを有し、該変形可能端部は 、前記スピンドル上の該外側円筒型表面の継続部である外側円筒型表面を 有し、該変形可能端部は、該変形可能端部の該外側円筒型表面に向かう方 向に該スピンドルの該内側円筒型表面から間隔を設けた内側表面を有する 、請求項52に記載のスピンドル。 ５４． 前記変形可能端部の長さの一部に沿って前記急峻なテーパ状表面から前 記内側円筒型表面に向けて延びる、わずかにテーパ状の表面を含む、請求 項52に記載のスピンドル。 ５５． 前記わずかにテーパ状の表面は、前記急峻なテーパ状表面よりも前記変 形可能端部の前記長さのより大きい部分に沿って延びる、請求項54に記載 のスピンドル。 ５６． 前記スピンドルはスピンドル軸を有し、前記わずかにテーパ状の表面は 、該スピンドル軸に対する前記急峻なテーパ状表面の傾斜の角度よりも小 さい角度で、該スピンドル軸に対して傾斜された、請求項55に記載 のスピンドル。 ５７． 前記内側円筒型表面から前記わずかにテーパ状の表面との交差部まで延 びる勾配付き表面を備える、請求項54に記載のスピンドル。 ５８． 前記スピンドルはスピンドル軸を有し、前記勾配付き表面は前記急峻な テーパ状表面よりも大きい角度で該スピンドル軸に対して傾斜され、前記 わずかにテーパ状状の表面は、該勾配付き表面と該急峻なテーパ状表面の 両方の傾斜角度よりも小さい角度だけ該スピンドル軸に対して傾斜された 、請求項57に記載のスピンドル。 ５９． 前記変形可能端部の前記終端端面は平坦である、請求項52に記載のスピ ンドル。 ６０． 前記終端端面と前記急峻なテーパ状表面の間の交差部は丸み付けされる 、請求項52に記載のスピンドル。