JP2011122611A

JP2011122611A - 駆動部材及び駆動部材の製造方法

Info

Publication number: JP2011122611A
Application number: JP2009278605A
Authority: JP
Inventors: Hidetomi Nagai; 秀富永井
Original assignee: Otics Corp
Current assignee: Otics Corp
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2011-06-23

Abstract

【課題】寸法精度及び強固な締結強度が確保され、かつコスト高となるのが抑えられる。
【解決手段】駆動部材１０は、軸周りに回転する軸部材２０と、この軸部材２０が挿入される挿入孔６１を有して、軸部材２０に結合される外挿部材６０とを備える。軸部材２０の外周面に、外挿部材６０と軸方向で対面するフランジ２２が張り出して形成されている。外挿部材６０にかしめ爪６３が形成され、フランジ２２にかしめ溝２４が周方向に複数並んで形成されている。かしめ爪６３が、外挿部材６０との間にフランジ２２を軸方向に挟持しつつ、各かしめ溝２４に嵌合してかしめ付けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動部材及び駆動部材の製造方法に関する。

従来、軸部材とこれに外挿される外挿部材とを結合させるにあたり、電子ビーム溶接等の溶接によるのが一般的であった。この場合、以下の（１）〜（５）の工程を順次経て駆動部材が成形された。
（１）軸部材と外挿部材の脱磁
（２）軸部材と外挿部材の洗浄
（３）外挿部材の挿入孔に軸部材を圧入
（４）軸部材と外挿部材との結合部分に対する電子ビーム溶接
（５）電気ビーム溶接の検査
かかる電子ビーム溶接及びこれに代表される各種溶接では、締結強度を確保させるために深い溶接を行うと、外挿部材が熱歪により塑性変形してしまい、寸法精度が出にくいという問題があった。このため、溶接条件を厳格に管理する必要があり、また上記のように多工程を経なければならないこともあって、コストがかさむという問題もあった。なお、電子ビーム溶接に関する技術は、特許文献１に記載されている。

特開２００８−２６０３号公報

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、良好な寸法精度及び強固な締結強度が確保され、かつコスト高となるのが抑えられた駆動部材及び駆動部材の製造方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、軸周りに回転する軸部材と、この軸部材が挿入される挿入孔を有して、前記軸部材に結合される外挿部材とを備えた駆動部材であって、前記軸部材の外周面に、前記外挿部材と軸方向で対面するフランジが張り出して形成され、前記フランジと前記外挿部材のいずれか一方に、かしめ爪が形成され、他方に、かしめ溝が周方向に複数並んで形成されており、前記かしめ爪が、前記一方との間に前記他方を軸方向に挟持しつつ、前記各かしめ溝に嵌合してかしめ付けられているところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記一方が前記外挿部材で、前記他方が前記フランジであり、前記フランジが、前記軸部材と一体に形成されて、前記外挿部材よりも高い硬度を有しているところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のものにおいて、前記一方が前記外挿部材で、前記他方が前記フランジであり、前記かしめ爪が前記フランジの外周縁の外側から前記各かしめ溝にかしめ付けられているところに特徴を有する。

請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のものにおいて、前記かしめ爪が、周方向に切れ目なく連続するループ状の形態とされているところに特徴を有する。

請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のものにおいて、軸周りに回転する軸部材と、この軸部材が挿入される挿入孔を有する外挿部材とを備え、前記軸部材の外周面に、前記外挿部材と軸方向で対面するフランジが張り出して形成され、前記外挿部材に、かしめ爪が形成され、前記フランジに、かしめ溝が周方向に複数並んで形成されており、前記かしめ爪が、前記フランジの外周縁をその外側から覆い、かつ周方向に切れ目なく連続するループ状の形態とされている駆動部材の製造方法であって、前記挿入孔に前記軸部材を挿入し、支持ユニットに前記軸部材及び前記外挿部材を支持させて、前記各かしめ溝の外側に前記かしめ爪を配置させ、次いで、前記かしめ爪に、軸周りに回動するローラのかしめ力を付与して、前記かしめ爪を前記各かしめ溝側へ傾倒させ、これにより、前記かしめ爪と前記外挿部材との間に前記フランジを軸方向に挟持しつつ、前記各かしめ溝に前記かしめ爪を嵌合させてかしめ付けるところに特徴を有する。

＜請求項１の発明＞
かしめ爪が各かしめ溝に嵌合してかしめ付けられることにより、軸部材と外挿部材とが結合されるから、外挿部材が熱歪を起こしたり縮径変形したりすることがなく、良好な寸法精度が確保される。また、各かしめ溝にかしめ爪を嵌合させているため、軸部材の回転に伴って過大な回転トルクが発生しても、この回転トルクに抗してかしめ爪の各かしめ溝へのかしめ状態が保持される。さらに、かしめ爪が一方との間に他方を軸方向に挟持しているから、スラスト方向の荷重にも耐え得る。

＜請求項２の発明＞
フランジが、軸部材と一体に形成されて、外挿部材よりも高い硬度を有しており、このフランジにかしめ溝が形成され、外挿部材にかしめ爪が形成されているから、軸部材が回転トルクに耐え得るとともに、かしめ爪のかしめ動作に起因する引張応力に外挿部材が耐え得る。

＜請求項３の発明＞
かしめ爪がフランジの外周縁の外側から各かしめ溝にかしめ付けられているため、かしめ爪を通す孔をフランジに形成する必要がなく、構成が簡素化されるとともに、フランジの強度が低下するのを回避できる。

＜請求項４の発明＞
かしめ爪が周方向に切れ目なく連続するループ状の形態とされているから、各かしめ溝と対応して個別にかしめ爪が形成されている場合と違って、かしめ爪の周方向の位置決めが不要になるとともに、かしめ爪がその全周に亘ってかしめ溝に密着することにより、回転トルクに対する耐性がより向上する。

＜請求項５の発明＞
かしめ爪に、軸周りに回動するローラのかしめ力を付与して、かしめ爪を各かしめ溝側へ傾倒させ、これにより、かしめ爪と外挿部材との間にフランジを軸方向に挟持しつつ、各かしめ溝にかしめ爪を嵌合させてかしめ付けるから、かしめ工程を短時間で簡単に行うことができる。

本発明の実施形態１に係る駆動部材の断面図である。駆動部材の一部破断側面図である。駆動部材の正面図である。軸部材の正面図である。ローラかしめ装置によってかしめ爪を各かしめ溝にかしめ付ける工程を説明するための図である。

＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図５によって説明する。本実施形態に係る駆動部材１０は、自動車の自動変速機における遊星歯車装置に使用されるキャリアを例示するものであって、インプットシャフトとしての軸部材２０と、カバーとしての外挿部材６０とを備えている。

軸部材２０は、クロム鋼等の高硬度の合金鋼からなり、軸方向に細長い円柱状をなし、軸周りに回転可能とされている。軸部材２０の中心部には、潤滑油が流れる油路２１が、軸方向に延出するとともに、一端面に開口して形成されている。また、油路２１は、直角に分岐して軸部材２０の外周面にも開口している。軸部材２０の一端側の外周面には、板状のフランジ２２が一体に形成されている。フランジ２２は、周方向の全周に亘って張り出す円環状の形態とされている。

フランジ２２の外周縁部には、その一端面側を切り欠くことによって薄肉とされる突縁部２３が形成されている。突縁部２３には、複数のかしめ溝２４が形成されている。各かしめ溝２４は、図４に示すように、突縁部２３の一端面及びフランジ２２の外周縁に開口する正面視略Ｕ字の有底溝状をなしている。そして、各かしめ溝２４は、周方向にほぼ一定の間隔をあけて配置されている。

外挿部材６０は、軸部材２０よりも硬度の低い、鉄又は鉄合金からなる板状の形態であって、その中心部に、円形の挿入孔６１が開口して形成されている。挿入孔６１には軸部材２０が挿入され、その後のかしめ工程によって、外挿部材６０が軸部材２０に締結されるようになっている。かかる外挿部材６０は、図２に示すように、軸部材２０との結合状態において、キャリアプレート９０と対向に配置され、キャリアプレート９０との間に、複数のプラネタリアギア９５を回転可能に支持する構成とされる。

そして、図１に示すように、外挿部材６０の挿入孔６１の内面には段差６２が形成され、段差６２を境とする一端側が他端側よりも拡径されている。段差６２には、軸部材２０のフランジ２２が当て止めされる。

また、外挿部材６０の一端面における挿入孔６１の開口縁部には、かしめ爪６３が突出して形成されている。かしめ爪６３は、周方向に切れ目なく連続するループ状の形態をなし、突縁部２３の外側から各かしめ溝２４にかしめ付けられるようになっている。

かしめ爪６３は、かしめ前の状態で、外挿部材６０の一端面に対して略直交する向きに立ち上がる円筒状の形態をなし、かしめ後の状態で、前記円筒状の形態から内倒れすることによって突縁部２３の一端面及びかしめ溝２４の溝面に沿って周方向に波打つように連なる形態をなす（図４を参照）。

本実施形態の駆動部材１０の構造は上記の通りであり、続いて、駆動部材１０の製造方法について説明する。
本実施形態においては、軸部材２０と外挿部材６０とを結合させるにあたり、図５に示すように、ローラかしめ装置８０を使用している。このローラかしめ装置８０は、支持ユニット８１と、かしめユニット８２とを備え、かしめユニット８２の外周面に、複数のローラ８３が支持されている。かしめユニット８２は、支持ユニット８１に対して上昇位置と下降位置との間を昇降可能とされ、軸周りに回転可能とされている。

まず、かしめユニット８２を上昇位置に留め置いて、支持ユニット８１に軸部材２０及び外挿部材６０を上向きにセットし、支持ユニット８１の支持面上８４に外挿部材６０を支持させる。このとき、挿入孔６１に軸部材２０を挿入させ、段差６２にフランジ２２を当接させることで、外挿部材６０に軸部材２０を釣支させる。この状態で、軸部材２０のかしめ爪６３は、その内側に突縁部２３を配置させながら、上向きに突出してローラ８３と正対している。続いて、かしめユニット８２を下降位置に降下させ、かしめ爪６３にローラ８３を当接させる。そして、かしめユニット８２を支持ユニット８１側に加圧しながら、かしめユニット８２及びローラ８３を回転させ、もってかしめ爪６３を周方向に順次かしめ溝２４側へ傾倒させて行く。すると、かしめ爪６３が、各かしめ溝２４の溝面に沿って密着するように塑性変形させられ、言い換えれば、かしめ爪６３が、各かしめ溝２４に嵌合してかしめ付けられる。このとき、かしめ爪６３と各かしめ溝２４の溝面とが、互いに周方向で対峙して配置され、かつ、かしめ爪６３と段差６２との間に、突縁部２３が、厚み方向（軸方向）に挟持して配置される。かくして軸部材２０と外挿部材６０とが一体に結合された形態の駆動部材１０が成形される。

以上説明したように本実施形態によれば、かしめ爪６３が各かしめ溝２４に嵌合してかしめ付けられることにより、軸部材２０と外挿部材６０とが互いに締結されるから、外挿部材６０が熱歪を起こしたり縮径変形したりすることがなく、良好な寸法精度が確保される。また、かしめ爪６３が各かしめ溝２４に嵌合することにより、軸部材２０の回転トルクの作用方向となる周方向で、各かしめ溝２４の溝面とかしめ爪６３とが対峙するため、軸部材２０の回転トルクに抗して軸部材２０と外挿部材６０との結合状態を確実に維持することができる。さらに、かしめ付けに伴い、かしめ爪６３と段差６２との間にフランジ２２が強固に挟持されるから、スラスト方向の荷重にも充分に耐え得る。

また、フランジ２２が、軸部材２０と一体に形成されて、外挿部材６０よりも高い硬度を有しており、このフランジ２２に各かしめ溝２４が形成され、外挿部材６０にかしめ爪６３が形成されているから、軸部材２０が回転トルクに充分に耐え得るとともに、かしめ爪６３のかしめ動作に起因する引張応力に外挿部材６０が充分に耐え得る。

また、かしめ爪６３が突縁部２３の外側から各かしめ溝２４にかしめ付けられているため、かしめ爪６３を通す孔をフランジ２２に形成する必要がなく、フランジ２２の強度が低下するのを回避できるとともに、構成が簡素化される。

また、かしめ爪６３が周方向に切れ目なく連続するループ状の形態とされているから、各かしめ溝２４と対応して個別にかしめ爪６３が形成されている場合と違って、かしめ爪６３の周方向の位置決めが不要になるとともに、かしめ爪６３がその全周に亘って各かしめ溝２４に密着することにより、回転トルクに対する耐性がより向上する。

また、かしめ爪６３に、軸周りに回動するローラ８３のかしめ力を付与して、かしめ爪６３を各かしめ溝２４側へ傾倒させ、これにより、かしめ爪６３と段差６２との間にフランジ２２を軸方向に挟持しつつ、各かしめ溝２４にかしめ爪６３を嵌合させてかしめ付けるから、かしめ工程を短時間で簡単に行うことができる。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）フランジにかしめ爪が形成され、外挿部材にかしめ溝が周方向に複数並んで形成され、各かしめ溝に、かしめ爪が嵌合してかしめ付けられる構成であってもよい。
（２）フランジが、軸部材とは別体とされるものであってもよい。
（３）かしめ溝が、フランジ又は外挿部材を厚み方向に貫通して形成されるものであってもよい。
（４）かしめ爪が、各かしめ溝と対応して個別に形成されるものであってもよい。
（５）かしめユニットを径方向に移動してかしめ爪をかしめ溝にかしめ付けるようにしてもよい。
（６）本発明は、自動車の自動変速機における遊星歯車装置に使用されるキャリアに限らず、軸部材と外挿部材とを結合してなる駆動部材に広く適用することが可能である。

１０…駆動部材
２０…軸部材
２２…フランジ
２４…かしめ溝
６０…外挿部材
６１…挿入孔
６２…段差
６３…かしめ爪
８０…ローラかしめ装置
８１…支持ユニット
８３…ローラ

Claims

軸周りに回転する軸部材と、この軸部材が挿入される挿入孔を有して、前記軸部材に結合される外挿部材とを備えた駆動部材であって、
前記軸部材の外周面に、前記外挿部材と軸方向で対面するフランジが張り出して形成され、前記フランジと前記外挿部材のいずれか一方に、かしめ爪が形成され、他方に、かしめ溝が周方向に複数並んで形成されており、前記かしめ爪が、前記一方との間に前記他方を軸方向に挟持しつつ、前記各かしめ溝に嵌合してかしめ付けられていることを特徴とする駆動部材。
前記一方が前記外挿部材で、前記他方が前記フランジであり、前記フランジが、前記軸部材と一体に形成されて、前記外挿部材よりも高い硬度を有している請求項１記載の駆動部材。
前記一方が前記外挿部材で、前記他方が前記フランジであり、前記かしめ爪が前記フランジの外周縁の外側から前記各かしめ溝にかしめ付けられている請求項１又は２記載の駆動部材。
前記かしめ爪が、周方向に切れ目なく連続するループ状の形態とされている請求項１ないし３のいずれか１項記載の駆動部材。
軸周りに回転する軸部材と、この軸部材が挿入される挿入孔を有する外挿部材とを備え、前記軸部材の外周面に、前記外挿部材と軸方向で対面するフランジが張り出して形成され、前記外挿部材に、かしめ爪が形成され、前記フランジに、かしめ溝が周方向に複数並んで形成されており、前記かしめ爪が、前記フランジの外周縁をその外側から覆い、かつ周方向に切れ目なく連続するループ状の形態とされている駆動部材の製造方法であって、
前記挿入孔に前記軸部材を挿入し、支持ユニットに前記軸部材及び前記外挿部材を支持させて、前記各かしめ溝の外側に前記かしめ爪を配置させ、次いで、前記かしめ爪に、軸周りに回動するローラのかしめ力を付与して、前記かしめ爪を前記各かしめ溝側へ傾倒させ、これにより、前記かしめ爪と前記外挿部材との間に前記フランジを軸方向に挟持しつつ、前記各かしめ溝に前記かしめ爪を嵌合させてかしめ付けることを特徴とする駆動部材の製造方法。