JP2011085169A - 回転軸およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受部材に歪みが生じること無く軸受部材を回転軸に強固に固定でき、かつ加工装置を高精度で制御する必要の無い回転軸およびその製造方法の提供。
【解決手段】アーマチュア軸２４に形成した環状溝２４ｂにボールベアリング４０の軸方向一側への移動を規制するＣ型止め輪２７を支持させ、ボールベアリング４０の軸方向他側への移動を規制するワッシャ２８を設け、アーマチュア軸２４のワッシャ２８よりも軸方向他側にアーマチュア軸２４を塑性変形させることで径方向外側に膨出される移動規制凸部２４ｃを設け、移動規制凸部２４ｃによりワッシャ２８の軸方向他側への移動を規制した。
【選択図】図４

Description

本発明は、非回転体に軸受部材を介して回転自在に支持される回転軸およびその製造方法に関する。

非回転体に軸受部材を介して回転自在に支持される回転軸としては、例えばモータ装置の回転軸が挙げられる。モータ装置としては、自動車等の車両に搭載されるワイパ装置の駆動源として用いられるワイパモータ等があり、ワイパモータにおいては、小型でありながら大きな出力が得られる減速機構付きの電動モータを採用している。ワイパモータはモータ部および減速機構部を備え、モータ部に回転自在に収容されるアーマチュア軸（回転軸）の先端側は、減速機構部の内部にまで延ばされている。このようにアーマチュア軸は長尺となるため、アーマチュア軸の軸方向略中央部分を、例えば減速機構部を形成するギヤケース（非回転体）にベアリング（軸受部材）を介して回転自在に支持するようにしている。

このようなワイパモータにおいては、その組み立て性向上の観点や、アーマチュア軸のギヤケースに対する軸方向への移動防止の観点等から、アーマチュア軸の軸方向略中央部分に予めベアリングを固定しておき、ベアリングをギヤケースに固定することでアーマチュア軸をギヤケースに組み付けることが行われる。これにより、アーマチュア軸はギヤケースに回転自在に支持され、かつアーマチュア軸のギヤケースに対する軸方向への移動を防止することができる。また、アーマチュア軸はギヤケースに対して軸方向に移動しないため、アーマチュア軸の軸方向両端側にスラストベアリングを設ける必要が無い等のメリットもある。

このように、軸受部材を回転軸に固定する技術としては、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載された技術は、軸受部材を回転軸に固定する固定方法に関し、回転軸の外周部にローリング工具を所定圧で押し当てて回転軸の所定箇所を塑性変形させ、これにより回転軸の径方向外側に向けて突出する隆起部を成形するようにしている。そして、塑性変形により生じた隆起部により軸受部材を回転軸に固定している。ここで、ローリング工具の回転軸側を軸受部材側に向くよう所定角度（０°〜４５°）で傾斜させており、これにより軸受部材側に隆起部を適正に生じるよう制御している。

特表２００１−５１１２３９号公報（図１）

しかしながら、上述の特許文献１に記載された技術によれば、回転軸を塑性変形して成形した隆起部を軸受部材に直接接触させる構造を採っており、回転軸の塑性変形途中において、軸受部材の径方向内側には大きな負荷が掛かることになる。この場合、隆起部の成形具合によっては軸受部材の径方向内側が歪む可能性があり、軸受部材の径方向内側が歪んだ場合には軸受として機能しなくなる、つまり回転軸のスムーズな回転が阻害される虞がある。

そこで、軸受部材の歪みを無くすために軸受部材に掛かる負荷を小さくすることが考えられるが、この場合は軸受部材の回転軸に対する固定強度が低下してしまう。ここで、固定強度の低下の原因としては、軸受部材の回転軸への装着を容易にするために軸受部材の軸方向端部でかつ径方向内側に、予め環状の円弧部やテーパ部等が形成されていることが挙げられる。つまり、具体的には、軸受部材に掛かる負荷を小さくすることで塑性変形した隆起部が円弧部（テーパ部）と回転軸との間の隙間に行き渡らずに、これが軸受部材の回転軸に対する固定強度の低下を招くことになる。

さらには、回転軸に対して軸受部材が軸方向に移動可能な状態で隆起部を成形するため、軸受部材の軸方向両側でローリング工具を高精度で制御する必要が生じる。仮に、各ローリング工具の制御（押圧力等）にばらつきが生じた場合には、加工中において軸受部材が回転軸に対して移動する等の問題が生じ、また、軸受部材の軸方向両側に成形される隆起部の突出高さが異なってしまう等の不具合も生じ得る。

本発明の目的は、軸受部材に歪みが生じること無く軸受部材を回転軸に強固に固定でき、かつ加工装置を高精度で制御する必要の無い回転軸およびその製造方法を提供することにある。

本発明の回転軸は、非回転体に軸受部材を介して回転自在に支持される回転軸であって、前記回転軸の周方向に延びるよう形成される支持部と、前記支持部に支持され、前記軸受部材の軸方向一側を支持して前記軸受部材の前記回転軸に対する軸方向一側への移動を規制する第１移動規制部材と、前記軸受部材の軸方向に沿う前記第１移動規制部材側とは反対側に設けられ、前記軸受部材の軸方向他側を支持して前記軸受部材の前記回転軸に対する軸方向他側への移動を規制する第２移動規制部材と、前記回転軸の前記第２移動規制部材よりも軸方向他側に設けられ、前記回転軸を塑性変形させることで径方向外側に膨出され、前記第２移動規制部材の前記回転軸に対する軸方向他側への移動を規制する移動規制凸部とを備えることを特徴とする。

本発明の回転軸は、前記第２移動規制部材の軸方向他側と前記回転軸との間の隙間寸法が、前記軸受部材の軸方向他側と前記回転軸との間の隙間寸法よりも小さいことを特徴とする。

本発明の回転軸の製造方法は、非回転体に軸受部材を介して回転自在に支持される回転軸の製造方法であって、前記回転軸の周方向に延びるよう形成した支持部に、前記軸受部材の軸方向一側を支持して前記軸受部材の前記回転軸に対する軸方向一側への移動を規制する第１移動規制部材を装着する第１工程と、前記軸受部材を、前記回転軸の軸方向他側から臨ませて前記第１移動規制部材の軸方向他側に配置する第２工程と、前記軸受部材の軸方向他側を支持して前記軸受部材の前記回転軸に対する軸方向他側への移動を規制する第２移動規制部材を、前記回転軸の軸方向他側から臨ませて前記軸受部材の軸方向他側に配置する第３工程と、少なくとも２つのローラダイスを有する加工装置に前記回転軸を装着し、前記各ローラダイスを回転駆動しつつ前記回転軸に近接させ、前記回転軸の前記第２移動規制部材よりも軸方向他側を塑性変形することにより、前記回転軸の一部を径方向外側に膨出させて前記第２移動規制部材の軸方向他側を支持する移動規制凸部を成形する第４工程とを備えることを特徴とする。

本発明の回転軸の製造方法は、前記第４工程において、前記各ローラダイスを、前記各ローラダイスの前記回転軸側が軸方向他側を向くよう所定角度傾斜させることを特徴とする。

本発明の回転軸によれば、回転軸に形成した支持部に軸受部材の軸方向一側への移動を規制する第１移動規制部材を支持させ、軸受部材の軸方向他側への移動を規制する第２移動規制部材を設け、回転軸の第２移動規制部材よりも軸方向他側に回転軸を塑性変形させることで径方向外側に膨出される移動規制凸部を設け、移動規制凸部により第２移動規制部材の軸方向他側への移動を規制する。したがって、回転軸の塑性変形により成形される移動規制凸部は、軸受部材に直接接触せずに第２移動規制部材に接触するので、軸受部材が歪むのを防止することができる。よって、軸受としての機能を損ねること無く軸受部材を回転軸に強固に固定できる。また、第１移動規制部材により軸受部材を軸方向一側に移動規制した状態で移動規制凸部を成形できるので、移動規制凸部の成形時に軸受部材が回転軸に対して移動することが無い。よって、加工装置を高精度で制御する必要が無くなる。

本発明の回転軸によれば、第２移動規制部材の軸方向他側と回転軸との間の隙間寸法が、軸受部材の軸方向他側と回転軸との間の隙間寸法よりも小さいので、移動規制凸部を径方向外側に大きく膨出させなくても第２移動規制部材の軸方向他側への移動を規制することができる。したがって、移動規制凸部の成形に要する加工時間を削減して、加工工程の簡素化と省エネルギ化とを実現できる。また、回転軸の変形による回転軸の歪みを抑えることができる。

本発明の回転軸の製造方法によれば、回転軸の支持部に第１移動規制部材を装着する第１工程と、軸受部材を第１移動規制部材の軸方向他側に配置する第２工程と、第２移動規制部材を軸受部材の軸方向他側に配置する第３工程と、加工装置に回転軸を装着し、各ローラダイスを回転駆動しつつ回転軸に近接させ、回転軸の第２移動規制部材よりも軸方向他側を塑性変形することにより、回転軸の一部を径方向外側に膨出させて第２移動規制部材の軸方向他側を支持する移動規制凸部を成形する第４工程とを備える。これにより第１工程ないし第４工程を経ることで、軸受部材に歪みが生じること無くかつ軸受部材が強固に固定された回転軸を製造することができる。また、移動規制凸部を第２移動規制部材の軸方向他側にのみ成形するので加工装置を高精度で制御する必要が無くなる。

本発明の回転軸の製造方法によれば、第４工程において、各ローラダイスを、各ローラダイスの回転軸側が軸方向他側を向くよう所定角度傾斜させるので、各ローラダイスと第２移動規制部材との間に、断面が略三角形形状の環状隙間を形成することができる。各ローラダイスの回転軸に対する押圧方向を回転軸の他側に向けることができ、移動規制凸部を環状隙間に効率良く導くことができる。移動規制凸部を第２移動規制部材の軸方向他側の端面に沿わせて成形することができ、第２移動規制部材の回転軸に対する固定強度を向上させることができる。

本発明に係る回転軸を備えたワイパモータを搭載した車両を示す説明図である。 図１のワイパモータの詳細構造を示す斜視図である。 図２の破線円I部分の断面を矢印Ａ方向から見た拡大断面図である。 図２の破線円II部分の断面を矢印Ａ方向から見た拡大断面図である。 図２の破線円III部分の断面を矢印Ａ方向から見た拡大断面図である。 ボールベアリングをアーマチュア軸に固定する際の作業手順を説明する説明図である。 アーマチュア軸に移動規制凸部を成形する際の加工装置の動作（準備段階）を説明する説明図である。 アーマチュア軸に移動規制凸部を成形する際の加工装置の動作（加工段階）を説明する説明図である。 （ａ），（ｂ）は、移動規制凸部の成形状態（アーマチュア軸の塑性変形状態）を説明する図８の破線円Ｂ部の部分拡大図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る回転軸について、図面を用いて詳細に説明する。

図１は本発明に係る回転軸を備えたワイパモータを搭載した車両を示す説明図を、図２は図１のワイパモータの詳細構造を示す斜視図を、図３は図２の破線円I部分の断面を矢印Ａ方向から見た拡大断面図を、図４は図２の破線円II部分の断面を矢印Ａ方向から見た拡大断面図を、図５は図２の破線円III部分の断面を矢印Ａ方向から見た拡大断面図をそれぞれ表している。

図１に示すように、自動車等の車両１０の前方側には、フロントウィンドシールド１１が設けられ、車両１０におけるフロントウィンドシールド１１の前端部分には、フロントウィンドシールド１１に付着した雨水や埃等を払拭するワイパ装置１２が搭載されている。ワイパ装置１２は、運転席側および助手席側で対となったワイパ部材１３を備え、さらに一のワイパモータ１４を備えている。ワイパモータ１４は、リンク機構１５を介して各ワイパ部材１３の基端側に連結され、各ワイパ部材１３の先端側に設けられた各ワイパブレード１３ａを、フロントウィンドシールド１１上で揺動駆動するようになっている。

ワイパモータ１４は、所定の制御ロジックに基づいて、正回転と逆回転とを交互に行う正逆回転式のワイパモータ（所謂リバーシングワイパモータ）となっている。したがって、ワイパモータ１４が正逆回転を繰り返すことにより、各ワイパブレード１３ａは、図１に示す各払拭範囲１１ａを往復払拭動作し、これにより、フロントウィンドシールド１１に付着した雨水や埃等を払拭することができる。

ワイパモータ１４は、図２に示すようにモータ部２０と減速機構部３０とを備え、モータ部２０および減速機構部３０は、それぞれ複数の締結ネジ１６（図示では１つのみ示す）によって互いに連結されている。なお、図２においては、内部構造を分かり易くするために、減速機構部３０のギヤケース３１を覆うカバー部材５０（図５参照）を省略している。

モータ部２０は、図２および図３に示すように、有底筒状に形成されたモータケース（ヨーク）２１を備え、モータケース２１は、鋼板等の磁性材料を深絞り成形（プレス成形）することにより、底部側（図中左側）が段付き形状となるよう形成されている。モータケース２１の底部２１ａには第１ラジアル軸受２２が設けられ、第１ラジアル軸受２２は、鋼板よりなる固定部材２３により底部２１ａに固定されている。第１ラジアル軸受２２は、回転軸としてのアーマチュア軸２４の一端側（図中左側）を回転自在に支持している。

モータケース２１の内側には、断面が略円弧形状の複数の永久磁石２５（例えば４つ）がそれぞれ対向するよう配置されている。各永久磁石２５の内側には、所定隙間を介してコイル（図示せず）が巻装されたアーマチュア２６が回転自在に設けられ、アーマチュア２６の回転中心にはアーマチュア軸２４が貫通して固定されている。

アーマチュア軸２４のアーマチュア２６よりもギヤケース３１側（図中右側）には、複数のブラシ（例えば３つ）が摺接する整流子（いずれも図示せず）が設けられ、ブラシおよび整流子を介してアーマチュア２６のコイルに駆動電流が供給される。これにより、アーマチュア２６には電磁力（回転力）が発生して、アーマチュア２６はアーマチュア軸２４とともに所定の回転方向／回転数で回転するようになっている。

減速機構部３０は、図２および図５に示すように、有底状のギヤケース３１を備えている。ギヤケース３１は、溶融したアルミ材料等を鋳造成形することにより所定形状に形成され、内部には、プラスチック等の樹脂材料よりなるウォームホイール３２が回転自在に収容されている。ウォームホイール３２の回転中心には、出力軸３３の基端側が固定され、出力軸３３の先端側はギヤケース３１の外部に延出されている。出力軸３３の先端側には、図１に示すようにリンク機構１５を形成するリンクプレート１５ａの一端側が固定されている。

ウォームホイール３２の外周部にはギヤ歯３２ａが形成され、ギヤ歯３２ａには、アーマチュア軸２４の他端側（図中右側）に一体に設けられたウォーム２４ａが噛み合わされている。ここで、ウォーム２４ａおよびウォームホイール３２は減速機構を構成しており、この減速機構は、アーマチュア軸２４の回転を所定の回転速度にまで減速して高トルク化し、高トルク化した回転を出力軸３３から外部（リンク機構１５）に出力するようになっている。

ギヤケース３１には、図２，４および５に示すようにアーマチュア軸支持部３４およびベアリング支持部３５が一体に形成されている。アーマチュア軸支持部３４は略筒状に形成され、その内側には筒状の第２ラジアル軸受３６が嵌合して固定され、第２ラジアル軸受３６はアーマチュア軸２４の他端側を回転自在に支持している。

ベアリング支持部３５においても略筒状に形成され、ベアリング支持部３５はアーマチュア軸支持部３４よりも大径となっている。ベアリング支持部３５の内側には、軸受部材としてのボールベアリング４０が嵌合して固定されている。図４に示すようにボールベアリング４０は、アーマチュア軸２４とともに図中矢印（ａ）方向からベアリング支持部３５に嵌合され、その後、鋼板よりなるストッパ部材３７を図中矢印（ｂ）方向からギヤケース３１に差し込むことにより、抜け止めされた状態となる。つまり、ボールベアリング４０は、ベアリング支持部３５とストッパ部材３７とによって挟持され、これによりギヤケース３１に強固に固定される。なお、ベアリング支持部３５を備えたギヤケース３１は、本発明における非回転体を構成している。

アーマチュア軸２４は、ワイパモータ１４の長手方向（図中左右方向）に沿うよう平行に設けられ、モータケース２１からギヤケース３１に亘って延びている。アーマチュア軸２４の一端側は、図３に示すように第１ラジアル軸受２２のみによって回転自在に支持され、スラスト軸受による支持を省略している。また、アーマチュア軸２４の他端側は、図５に示すように第２ラジアル軸受３６のみにより回転自在に支持され、スラスト軸受による支持を省略している。

アーマチュア軸２４の軸方向に沿う略中央部分、つまりアーマチュア２６とウォーム２４ａとの間には、図４に示すように、アーマチュア軸２４を回転自在に支持するボールベアリング４０が固定されている。ボールベアリング４０は、鋼鉄製の内輪（インナーレース）４１，外輪（アウターレース）４２および複数の鋼球４３を備えている。また、ボールベアリング４０の軸方向両側には、内輪４１，外輪４２および各鋼球４３間に保持される摺動グリス（図示せず）の外部への漏洩を防止するシールド４４がそれぞれ設けられている。

内輪４１の軸方向端部でかつ径方向内側には、ボールベアリング４０のアーマチュア軸２４への装着を容易にするための一対の環状テーパ面４１ａが設けられている。各環状テーパ面４１ａとアーマチュア軸２４との間には環状隙間Ｓ（図９参照）が形成されている。また、外輪４２の軸方向端部で径方向外側には、ボールベアリング４０のベアリング支持部３５への装着を容易にするための一対の環状テーパ面４２ａが設けられている。

このように、外輪４２がベアリング支持部３５に固定され、内輪４１がアーマチュア軸２４に固定されることにより、アーマチュア軸２４はモータケース２１およびギヤケース３１に対して軸方向に移動不可能に固定される。したがって、アーマチュア軸２４の軸方向両側でのスラスト軸受による支持を省略可能として、部品点数の削減を図っている。

図４に示すように、アーマチュア軸２４の軸方向略中央部分には、所定深さの環状溝２４ｂが形成されている。環状溝２４ｂはアーマチュア軸２４の周方向に延びるよう形成され、本発明における支持部を形成している。環状溝２４ｂには、第１移動規制部材としてのＣ型止め輪２７が装着され、Ｃ型止め輪２７の外径寸法は、アーマチュア軸２４の外径寸法よりも大きい寸法に設定されている。これにより、アーマチュア軸２４の外周には周方向に延びる段差が形成されている。

Ｃ型止め輪２７の径方向内側は環状溝２４ｂによって支持され、Ｃ型止め輪２７の径方向外側はボールベアリング４０における内輪４１の軸方向一側を支持している。つまり、Ｃ型止め輪２７は、ボールベアリング４０のアーマチュア軸２４に対する軸方向一側への移動を規制している。ここで、Ｃ型止め輪２７は一般に流通する汎用部品であり、これによりワイパモータ１４のコストアップを抑えている。ただし、Ｃ型止め輪２７に換えて他の形式のＥ型止め輪等を用いることもできる。

ボールベアリング４０の軸方向に沿うＣ型止め輪２７側とは反対側には、鋼材よりなるワッシャ２８が設けられている。ワッシャ２８は、本発明における第２移動規制部材を構成しており、Ｃ型止め輪２７と同様に、アーマチュア軸２４の外周に周方向に延びる段差を形成している。ワッシャ２８の軸方向他側とアーマチュア軸２４との間の隙間寸法は、内輪４１における軸方向他側の環状テーパ面４１ａとアーマチュア軸２４との間の隙間寸法（環状隙間Ｓ）よりも遙かに小さく設定されている。ワッシャ２８は、ボールベアリング４０における内輪４１の軸方向他側を支持しており、つまり、ワッシャ２８はボールベアリング４０のアーマチュア軸２４に対する軸方向他側への移動を規制している。

ここで、Ｃ型止め輪２７およびワッシャ２８の外径寸法は、各環状テーパ面４１ａとアーマチュア軸２４との間に形成される環状隙間Ｓの外径寸法よりも大きく設定され、これによりＣ型止め輪２７およびワッシャ２８は、環状隙間Ｓの内部に入り込むことが無い。

アーマチュア軸２４のワッシャ２８よりも軸方向他側には、ワッシャ２８のアーマチュア軸２４に対する軸方向他側への移動を規制する移動規制凸部２４ｃが設けられている。移動規制凸部２４ｃは、アーマチュア軸２４の全周に亘って形成され、Ｃ型止め輪２７，ボールベアリング４０およびワッシャ２８をアーマチュア軸２４に装着した状態のもとで、アーマチュア軸２４の外周部分を塑性変形させることで径方向外側に膨出して形成される。したがって、移動規制凸部２４ｃはワッシャ２８の軸方向他側から密着し、ボールベアリング４０およびワッシャ２８のがたつきを確実に抑制するようになっている。

ギヤケース３１は、図５に示すようにカバー部材５０（詳細図示せず）によって閉塞されている。カバー部材５０はプラスチック等の樹脂材料によりギヤケース３１の開口部と略同じ外形形状に形成され、その内側には制御基板５１が装着されている。制御基板５１には、アーマチュア軸２４の回転状態を検出するアーマチュア軸用磁気センサ（図示せず）やウォームホイール３２の回転状態を検出するウォームホイール用磁気センサＷＳが装着され、さらにコンデンサＣやチョークコイル（図示せず）等の電子部品も装着されている。

また、ウォームホイール３２と制御基板５１との間には、ウォームホイール３２とウォーム２４ａとの間に塗布した摺動グリス（図示せず）が制御基板５１に飛散して付着するのを防止する仕切部材５２が設けられている。

次に、アーマチュア軸２４へのボールベアリング４０の固定手順、つまりアーマチュア軸２４の製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。

図６はボールベアリングをアーマチュア軸に固定する際の作業手順を説明する説明図を、図７はアーマチュア軸に移動規制凸部を成形する際の加工装置の動作（準備段階）を説明する説明図を、図８はアーマチュア軸に移動規制凸部を成形する際の加工装置の動作（加工段階）を説明する説明図を、図９（ａ），（ｂ）は移動規制凸部の成形状態（アーマチュア軸の塑性変形状態）を説明する図８の破線円Ｂ部の部分拡大図をそれぞれ表している。

［準備工程］
まず、図６に示すように、別の製造工程（図示せず）において、転造加工や切削加工等によりウォーム２４ａおよび環状溝２４ｂを予め形成したアーマチュア軸２４を準備する。さらに、Ｃ型止め輪２７，ワッシャ２８およびボールベアリング４０を準備する。

［第１工程］
次に、図中矢印（１）に示すように、Ｃ型止め輪２７を図示しない治具等を用いて径方向外側に拡開させる。次いで、その状態のもとで図中矢印（２）に示すように、Ｃ型止め輪２７の開口側をアーマチュア軸２４の環状溝２４ｂに臨ませる。そして、Ｃ型止め輪２７を環状溝２４ｂに装着するとともにＣ型止め輪２７から治具等を取り外す。これにより、環状溝２４ｂへのＣ型止め輪２７の装着工程が完了する。ここで、環状溝２４ｂへのＣ型止め輪２７の装着工程は、本発明の製造方法における第１工程を構成している。

［第２工程］
次に、図中矢印（３）に示すように、アーマチュア軸２４の軸方向他側、つまりウォーム２４ａ側からボールベアリング４０を臨ませる。そして、ボールベアリング４０における内輪４１にアーマチュア軸２４を挿通し、ボールベアリング４０をＣ型止め輪２７の軸方向他側に配置する。このとき、内輪４１の径方向内側には環状テーパ面４１ａがあるので、アーマチュア軸２４の挿通を容易に行うことができる。これにより、Ｃ型止め輪２７の軸方向他側に内輪４１の軸方向一側が当接して、アーマチュア軸２４へのボールベアリング４０の装着工程が完了する。ここで、アーマチュア軸２４へのボールベアリング４０の装着工程は、本発明の製造方法における第２工程を構成している。

［第３工程］
次に、図中矢印（４）に示すように、アーマチュア軸２４のウォーム２４ａ側からワッシャ２８を臨ませる。そして、ワッシャ２８にアーマチュア軸２４を挿通し、ワッシャ２８をボールベアリング４０の軸方向他側に配置する。これにより、ボールベアリング４０における内輪４１の軸方向他側にワッシャ２８の軸方向一側が当接して、アーマチュア軸２４へのワッシャ２８の装着工程が完了する。ここで、アーマチュア軸２４へのワッシャ２８の装着工程は、本発明の製造方法における第３工程を構成している。

［第４工程］
次に、第３工程を終えた仮組状態のアーマチュア軸２４を、加工装置（転造装置）Ｍの支持台（図示せず）に装着する。

図７に示すように加工装置Ｍは、一対のローラダイスＲＤを備えている。各ローラダイスＲＤは、アーマチュア軸２４を加工装置Ｍにセットした状態のもとで、アーマチュア軸２４を径方向外側から挟むよう対向配置され、図示しない駆動機構により同一方向（例えば反時計回り方向）に回転制御される。また、各ローラダイスＲＤは、図示しない駆動機構により互いに近接制御または離間制御され、さらには、図８に示すようにアーマチュア軸２４に対してその傾斜角度を制御可能となっている。ただし、ローラダイスＲＤを２つ備えた加工装置Ｍに限らず、例えば、３つのローラダイスを等間隔（６０°間隔）で備えた加工装置であっても良い。

まず、各ローラダイスＲＤを所定の回転数で図中矢印（５）の方向に回転駆動する。次いで、図中矢印（６）の方向に各ローラダイスＲＤを移動、つまり各ローラダイスＲＤの回転軸Ｃ１を互いに近接するように移動させる。すると、図８に示すように、各ローラダイスＲＤの外周縁部が、アーマチュア軸２４におけるワッシャ２８の軸方向他側に近接する箇所に接触するようになる。各ローラダイスＲＤのアーマチュア軸２４への接触に伴い、図中矢印（７）に示すように、回転軸Ｃ２を中心にアーマチュア軸２４が各ローラダイスＲＤとは逆の方向に回転する。

その後、加工装置Ｍの駆動力を増加させて各ローラダイスＲＤの回転軸Ｃ１をさらに近接移動させ、また、図中矢印（８）に示すように、各ローラダイスＲＤをアーマチュア軸２４に対して徐々に傾斜させる。このとき、各ローラダイスＲＤのアーマチュア軸２４側がボールベアリング４０の軸方向他側を向くよう各ローラダイスＲＤをボールベアリング４０側に倒していく。ここで、各ローラダイスＲＤの傾斜角度（所定角度）α°は、各ローラダイスＲＤがボールベアリング４０およびワッシャ２８に接触しない程度の「０°〜−５°」に設定する。

次いで、図９（ａ）の矢印（９）に示すように、加工装置Ｍの駆動力をさらに増加させていくと、アーマチュア軸２４には、図中矢印（１０）の方向に移動する力が作用する。これにより、ボールベアリング４０はＣ型止め輪２７に密着し、ワッシャ２８はボールベアリング４０の内輪４１に密着するようになる。また、アーマチュア軸２４の各ローラダイスＲＤとの接触部分には、徐々に環状溝Ｇが形成され、これに伴いアーマチュア軸２４の一部が図中矢印（１１）に示すように塑性流動する。これにより、アーマチュア軸２４の軸方向に沿う各ローラダイスＲＤの両側が径方向外側に膨出していく。

このとき、各ローラダイスＲＤを所定角度α°で傾斜させるため、塑性流動したアーマチュア軸２４の一部、つまり成形途中の移動規制凸部２４ｃは、各ローラダイスＲＤとワッシャ２８との間に形成された断面が略三角形形状の環状隙間Ｔに導かれ、ワッシャ２８の軸方向他側の端面２８ａに沿って大きくなる。よって、移動規制凸部２４ｃは、ワッシャ２８を軸方向一側へ押圧しつつワッシャ２８に密着するようになる。また、ワッシャ２８とアーマチュア軸２４との間の隙間（図示せず）は、各環状テーパ面４１ａとアーマチュア軸２４との間の環状隙間Ｓよりも遙かに小さく、そのため成形途中の移動規制凸部２４ｃは入り込むことができない。よって、ワッシャ２８に歪みや亀裂が発生することが無い。さらに、ワッシャ２８とアーマチュア軸２４との間の隙間が小さい分、移動規制凸部２４ｃの膨出量を少なくしてもボールベアリング４０およびワッシャ２８をアーマチュア軸２４に強固に固定できる。よって、加工装置Ｍの消費エネルギを抑えて省エネを図ることができる。さらに、アーマチュア軸２４に対して、同時に各ローラダイスＲＤを均等に押し付けるため、塑性変形されるアーマチュア軸２４の歪みを抑えることができる。

その後、図９（ｂ）に示すように、移動規制凸部２４ｃの膨出高さが所定高さＣＨとなったところで加工装置Ｍを初期状態に戻す。つまり、図中矢印（１２）に示すように各ローラダイスＲＤをアーマチュア軸２４から離間制御し、これによりアーマチュア軸２４にボールベアリング４０が固定され、ボールベアリング４０を備えたアーマチュア軸２４が完成する。なお、移動規制凸部２４ｃの所定高さＣＨは、必要とされるボールベアリング４０の固定強度やアーマチュア軸２４の剛性により決定する。ここで、加工装置Ｍによるボールベアリング４０のアーマチュア軸２４への固定工程は、本発明の製造方法における第４工程を構成している。

以上詳述したように本実施の形態に係るアーマチュア軸２４によれば、アーマチュア軸２４に形成した環状溝２４ｂにボールベアリング４０の軸方向一側への移動を規制するＣ型止め輪２７を支持させ、ボールベアリング４０の軸方向他側への移動を規制するワッシャ２８を設け、アーマチュア軸２４のワッシャ２８よりも軸方向他側にアーマチュア軸２４を塑性変形させることで径方向外側に膨出される移動規制凸部２４ｃを設け、移動規制凸部２４ｃによりワッシャ２８の軸方向他側への移動を規制した。

したがって、アーマチュア軸２４の塑性変形により成形される移動規制凸部２４ｃは、ボールベアリング４０に直接接触せずにワッシャ２８に接触するので、ボールベアリング４０が歪むのを防止することができる。よって、軸受としての機能を損ねること無くボールベアリング４０をアーマチュア軸２４に強固に固定できる。また、Ｃ型止め輪２７によりボールベアリング４０を軸方向一側に移動規制した状態で移動規制凸部２４ｃを成形できるので、移動規制凸部２４ｃの成形時にボールベアリング４０がアーマチュア軸２４に対して移動することが無い。よって、加工装置Ｍを高精度で制御する必要が無くなる。

また、本実施の形態に係るアーマチュア軸２４によれば、ワッシャ２８の軸方向他側とアーマチュア軸２４との間の隙間寸法が、内輪４１の軸方向他側とアーマチュア軸２４との間の隙間寸法よりも小さいので、移動規制凸部２４ｃを径方向外側に大きく膨出させなくてもワッシャ２８の軸方向他側への移動を規制することができる。したがって、移動規制凸部２４ｃの成形に要する加工時間を削減して、加工工程の簡素化と省エネルギ化とを実現できる。また、アーマチュア軸２４の変形によるアーマチュア軸２４の歪みを抑えることができる。

さらに、本実施の形態に係るアーマチュア軸２４の製造方法によれば、Ｃ型止め輪２７を装着する第１工程と、ボールベアリング４０を装着する第２工程と、ワッシャ２８を装着する第３工程と、加工装置Ｍにアーマチュア軸２４を装着して移動規制凸部２４ｃを塑性変形により成形する第４工程とを備えている。これにより第１工程ないし第４工程を経ることで、ボールベアリング４０に歪みが生じること無くかつボールベアリング４０が強固に固定されたアーマチュア軸２４を製造することができる。また、移動規制凸部２４ｃをワッシャ２８の軸方向他側にのみ成形するので加工装置Ｍを高精度で制御する必要が無くなる。

また、本実施の形態に係るアーマチュア軸２４の製造方法によれば、第４工程において、各ローラダイスＲＤを、各ローラダイスＲＤのアーマチュア軸２４側が軸方向他側を向くよう所定角度α°傾斜させたので、各ローラダイスＲＤとワッシャ２８との間に、断面が略三角形形状の環状隙間Ｔを形成することができる。各ローラダイスＲＤのアーマチュア軸２４に対する押圧方向を回転軸の他側に向けることができ、移動規制凸部２４ｃを環状隙間Ｔに効率良く導くことができる。移動規制凸部２４ｃをワッシャ２８の軸方向他側の端面２８ａに沿わせて成形することができ、ワッシャ２８のアーマチュア軸２４に対する固定強度を向上させることができる。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態においては、各ローラダイスＲＤを、各ローラダイスＲＤのアーマチュア軸２４側が軸方向他側に向くよう所定角度α°傾斜させたものを示したが、本発明はこれに限らず、ボールベアリング４０のアーマチュア軸２４に対する固定強度等に応じて、各ローラダイスＲＤを０°のまま傾斜させなくても良い。この場合、加工装置Ｍの制御をより簡素化することが可能となる。

また、上記実施の形態においては、軸受部材としてボールベアリング４０を用いたものを示したが、本発明はこれに限らず、円筒ころ軸受（ローラベアリング）等の他の形式の軸受部材を用いることもできる。

さらに、上記実施の形態においては、回転軸としてワイパモータ１４のアーマチュア軸２４としたものを示したが、本発明はこれに限らず、パワーウィンド装置やパワースライドドア装置等の駆動源として用いられる減速機構付きモータのアーマチュア軸にも適用できる。要は、非回転体に軸受部材を介して回転自在に支持される回転軸であればその用途は問わない。

１０ 車両
１１ フロントウィンドシールド
１１ａ 払拭範囲
１２ ワイパ装置
１３ ワイパ部材
１３ａ ワイパブレード
１４ ワイパモータ
１５ リンク機構
１５ａ リンクプレート
１６ 締結ネジ
２０ モータ部
２１ モータケース
２１ａ 底部
２２ 第１ラジアル軸受
２３ 固定部材
２４ アーマチュア軸（回転軸）
２４ａ ウォーム
２４ｂ 環状溝（支持部）
２４ｃ 移動規制凸部
２５ 永久磁石
２６ アーマチュア
２７ Ｃ型止め輪（第１移動規制部材）
２８ ワッシャ（第２移動規制部材）
２８ａ 端面
３０ 減速機構部
３１ ギヤケース（非回転体）
３２ ウォームホイール
３２ａ ギヤ歯
３３ 出力軸
３４ アーマチュア軸支持部
３５ ベアリング支持部
３６ 第２ラジアル軸受
３７ ストッパ部材
４０ ボールベアリング（軸受部材）
４１ 内輪
４１ａ 環状テーパ面
４２ 外輪
４２ａ 環状テーパ面
４３ 鋼球
４４ シールド
５０ カバー部材
５１ 制御基板
５２ 仕切部材
Ｃ コンデンサ
Ｇ 環状溝
Ｍ 加工装置
Ｓ，Ｔ 環状隙間
ＲＤ ローラダイス
ＷＳ ウォームホイール用磁気センサ

Claims (4)

1. 非回転体に軸受部材を介して回転自在に支持される回転軸であって、
   前記回転軸の周方向に延びるよう形成される支持部と、
   前記支持部に支持され、前記軸受部材の軸方向一側を支持して前記軸受部材の前記回転軸に対する軸方向一側への移動を規制する第１移動規制部材と、
   前記軸受部材の軸方向に沿う前記第１移動規制部材側とは反対側に設けられ、前記軸受部材の軸方向他側を支持して前記軸受部材の前記回転軸に対する軸方向他側への移動を規制する第２移動規制部材と、
   前記回転軸の前記第２移動規制部材よりも軸方向他側に設けられ、前記回転軸を塑性変形させることで径方向外側に膨出され、前記第２移動規制部材の前記回転軸に対する軸方向他側への移動を規制する移動規制凸部とを備えることを特徴とする回転軸。
2. 請求項１記載の回転軸において、前記第２移動規制部材の軸方向他側と前記回転軸との間の隙間寸法が、前記軸受部材の軸方向他側と前記回転軸との間の隙間寸法よりも小さいことを特徴とする回転軸。
3. 非回転体に軸受部材を介して回転自在に支持される回転軸の製造方法であって、
   前記回転軸の周方向に延びるよう形成した支持部に、前記軸受部材の軸方向一側を支持して前記軸受部材の前記回転軸に対する軸方向一側への移動を規制する第１移動規制部材を装着する第１工程と、
   前記軸受部材を、前記回転軸の軸方向他側から臨ませて前記第１移動規制部材の軸方向他側に配置する第２工程と、
   前記軸受部材の軸方向他側を支持して前記軸受部材の前記回転軸に対する軸方向他側への移動を規制する第２移動規制部材を、前記回転軸の軸方向他側から臨ませて前記軸受部材の軸方向他側に配置する第３工程と、
   少なくとも２つのローラダイスを有する加工装置に前記回転軸を装着し、前記各ローラダイスを回転駆動しつつ前記回転軸に近接させ、前記回転軸の前記第２移動規制部材よりも軸方向他側を塑性変形することにより、前記回転軸の一部を径方向外側に膨出させて前記第２移動規制部材の軸方向他側を支持する移動規制凸部を成形する第４工程とを備えることを特徴とする回転軸の製造方法。
4. 請求項３記載の回転軸の製造方法において、前記第４工程において、前記各ローラダイスを、前記各ローラダイスの前記回転軸側が軸方向他側を向くよう所定角度傾斜させることを特徴とする回転軸の製造方法。

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