JP2023055639A - 部品の収縮ばめ対象面と収縮ばめで協働する少なくとも１つの軌道輪の組付け方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品のスプラインの直線性が悪化するのを防ぎ、伝動部と同部品との間の完璧なトルク伝達を保証しつつ、同部品に少なくとも１つの軸受輪を組み付ける組付け方法、組付け用品および組付け品を提供する。【解決手段】部品１００の収縮ばめ対象面１１０と収縮ばめで協働する少なくとも１つの軌道輪の組付け方法は、部品１００の内壁に、軸方向に延びるスプライン１０３を形成する工程と、軌道輪を、部品１００の収縮ばめ対象面１１０に、当該軌道輪の下側横面が部品１００のショルダー部１０５に当接するようにして収縮ばめする工程と、スプライン１０３を形成する工程後から軌道輪を部品１００の収縮ばめ対象面１１０に収縮ばめする工程前までに、部品１００の上側部位を径方向に弾塑性拡張させることで、スプライン１０３の一部および収縮ばめ対象面１１０を拡径させる工程、を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、概して、機械部品の組付けの技術分野に関する。

本発明は、より詳細に、車両の駆動輪ハブなどの部品の、伝動椀状体との組付けに関する。

一般的に、車輪主軸上のハブの回転は、軸受を用いて行われる。大抵の場合、この軸受は、外輪、複列の転動体、およびハブの軸受面のショルダー部に対して軸方向に当接するように同ハブに嵌合した少なくとも１つの内輪からなる。

一方の列の転動体は、外輪の転走面のうちの一方と内輪の転走面とで転動する。他方の列の転動体は、外輪の転走面のうちの他方とハブの転走面又は２個目の内輪の転走面とで転動する。いわゆる内輪とは、ハブに嵌合しているほうである。

いずれの形態にしろ、内輪は、嵌合によってハブに対して径方向に固定される。また、軸受は、ハブのショルダー部に圧接することによって軸方向の一方が固定されると共に、ハブのうちの、維持対象となる内輪が取り付けられている部分を塑性変形させることで形成した環状鍔部によって、あるいは、場合にもよるが、伝動椀状体によって軸方向の他方が固定される。この鍔部や伝動椀状体の押さえ面が軌道輪の上側面に押し付けられることにより、同軌道輪がハブの軸受面のショルダー部に軸方向に押し当てられて軸方向に固定される。鍔部の形成や伝動部の締付け固定が済み、この鍔部や伝動椀状体によって内輪の軸方向保持が確保されることで、組付け品は使用可能な状態となる。

車輪のハブは、トルク伝達目的のスプラインが内壁に設けられた軸方向空洞部を有して幾何学的な回転軸を形成している部品からなる。実際、同スプラインは、伝動椀状体とのカップリングを可能にすることで、トルクを車輪に伝えるという機能を確保する。

ハブの軸方向空洞部は、内輪の保持手段が位置する側の端部が開口している。この開口は、伝動椀状体をハブに組み付ける際に当該伝動椀状体のスプライン付き軸部を受け入れてハブの軸方向空洞部の内部スプラインと協働させるように構成されている。

スプラインを得るためのブローチ加工工程は、軸受の組付けに先立ち、ハブ単独に対して行われ得る。例えば、US 7,707,724 B2（特許文献１）に記載されている解決手段が、これに該当する。しかし、この場合、スプラインを形成した後に軸受を組み付けることでスプラインが縮径し、幾何学的な正確性、具体的には、同スプラインの直線性が低下するという影響がある。これは、ブローチ加工工程時に収縮ばめ領域の拘束工程を行っていてもそうなる。

上記の課題を解消するための解決手段としては、軸受の最終組付け後にブローチ加工を行うことが考えられる。しかし、製造工程内の段階でブローチ加工手段の使用が必要となることや、ごく一般的に言っても、追加のコスト要因がより数多くなってしまうことから、この手法は、製法の観点からみて制限が大きい。

米国特許第７７０７７２４号明細書

本発明は、先行技術の欠点の一部又は全てを解消することを目的としており、具体的に述べると、駆動輪ハブに少なくとも１つの軸受輪を組み付けてなる組付け品の製造方法として、スプライン形成後に同スプラインの直線性が悪化するのを防ぎ、伝動椀状体と車輪のハブとの間の完璧なトルク伝達を保証すると共に、これら２つの部品の簡単な組付けを確実にできる製造方法を提案することで同目的を達成する。

これを行うために、本発明の第１の態様では、部品の収縮ばめ対象面と収縮ばめで協働する少なくとも１つの軌道輪の組付け方法が提案される。前記部品は、基準軸を形成しているとともに軸方向空洞部が貫通している。前記収縮ばめ対象面は、前記基準軸の径方向反対側に向いている。前記部品は、上側自由端部および内壁を有している。前記内壁は、前記基準軸周りに延在し、前記基準軸との径方向対向側に向き、前記軸方向空洞部の少なくとも一部を形成しながら軸方向に延びており、好ましくは、前記収縮ばめ対象面と軸方向に少なくとも部分的に重複するようにして軸方向に延びている。前記組付け方法は：前記内壁に、軸方向に延びるスプラインを形成する工程と；前記軌道輪を、前記部品の前記収縮ばめ対象面に、当該軌道輪の下側横面が前記部品のショルダー部に当接するようにして収縮ばめする工程と；を備える。前記組付け方法は：前記スプラインを形成する前記工程後から前記軌道輪を前記部品の前記収縮ばめ対象面に収縮ばめする前記工程前までに、前記部品の上側部位を径方向に弾塑性拡張させる工程であって、これにより、前記スプラインの一部および前記収縮ばめ対象面を拡径させる工程；を備え、当該工程後に、前記収縮ばめ対象面を機械加工する工程を必要に応じて行った後、前記軌道輪が当該収縮ばめ対象面に収縮ばめされることによって前記上側部位が変形し、前記スプラインの前記一部が前記基準軸に接近するという点が顕著な点である。

「弾塑性」拡張とは、始めに弾性変形として展開し、次に塑性変形として進展する拡張のことを意味するものと理解されたい。このため、前記部品の前記上側部位の前記径方向の弾塑性拡張が実施された後は、前記部品が最初の形状に復元することはなく、前記スプラインの前記一部と前記収縮ばめ対象面の両方の拡径が保たれる。

このような方法により、前記径方向の拡張工程を、前記スプラインを形成する前記工程から独立させて実施することができる。これには、本方法を、場合によって別の装置や別々の場所で実行される可能性がある他工程から独立させて実施できるという直接的な利点がある。

このような方法が奏するその他の利点としては、前記部品での内輪の軸方向保持形態がどのようなものであるかに関わらず、必要な弾塑性変形をその軸受の種類に基づいて調節することで、縮径予測の必要性に忠実に対応することができるという点が挙げられる。この変形調節は、特に、試験を何回も続けることによって予め定めておくことが可能であり、かつ、前記上側部位の変形に影響を及ぼすであろう後続の様々な工程の影響を考慮に入れることができる。

一実施形態において、前記スプラインの前記一部は、前記収縮ばめ対象面と軸方向に少なくとも部分的に重複する部位を含むか、あるいは、そのような部位で構成される。

一実施形態において、前記部品は、単一物である。

一実施形態において、前記部品は、金属製で、好ましくは鋼系で、好ましくは鋼からなる。このような材料を選択する理由としては、同材料の構造的特性、さらには、同材料の弾塑性挙動が挙げられる。

一実施形態において、前記部品の前記上側部位の前記径方向の弾塑性拡張により、前記軸方向空洞部の少なくとも１つの円筒状部位は、同じ円筒状部位の拡張後の小径側径が拡張前の呼び径以上となる末広がり状部位へと変形する。その結果、対応する前記軸方向空洞部の同部位の径方向拡張は、前記基準軸に沿って徐々に進行したものとなる。この末広がりは、前記上側部位のうちの、伝動部を受け入れるように構成された軸方向の前記上側自由端部側に広がるような方向に向いている。

一実施形態では、前記部品の前記上側部位の径方向の弾塑性拡張の前記工程にて、当該拡張の連続的制御が実行される。好ましくは、前記部品の前記上側部位を径方向に弾塑性拡張させる前記工程が、実行された前記連続的制御のデータに従って制御される。これにより、弾塑性拡張工程の完全な制御が行われる。

一実施形態において、前記部品の前記上側部位の前記径方向の弾塑性拡張の軸方向位置は、前記部品の前記軸受面の前記ショルダー部と前記上側自由端部との間である。

一実施形態において、前記軸方向空洞部は、前記上側自由端部に向かって前記円筒状軸受面の肉厚を減少させる方向に向いた少なくとも１つの内径変化部を有しており、当該少なくとも１つの内径変化部の軸方向位置が、前記部品の前記円筒状軸受面の前記ショルダー部と前記上側自由端部との間である。

一実施形態において、前記径方向の弾塑性拡張の工程は、径方向拡張ツール、特には、軸方向の変位を径方向の拡張変位に変換する径方向拡張ツールを用いること、好ましくは、拡張コーンの回りに分布した複数の拡張セグメントを前記上側自由端部に挿通させて配置する工程および前記拡張コーンに軸方向の力を加える工程、を含む。当然ながら、その他の弾塑性拡張方法、例えば、末広がり状にしたい領域に所定形状の拡張ツール（例えば、コーン等）（軸方向の力）を直接当てる方法、流体加圧を実施するツールの導入によって拡張ツールの拡張を行う方法、さらには、目的の変形を確実に行うそれ以外のあらゆる方法を使用することが可能である。

一実施形態において、開口したスプラインを前記内壁に形成する前記工程は、ブローチ加工工程である。

一実施形態において、前記内壁は、回転内壁である。

一実施形態において、前記組付け方法は、さらに、前記軌道輪を収縮ばめする前記工程後に、前記部品の前記上側自由端部から環状鍔部を形成する工程であって、前記軌道輪の上側横面に当てられる当該環状鍔部の押さえ面によって前記軌道輪を前記部品の前記軸受面の前記ショルダー部に軸方向に支持して軸方向に固定する工程、を備える。当然ながら、前記軌道輪の設置態様として、それ以外の代替的な又は補完的な設置態様も可能である。例えば、螺合した伝動部を、前記環状鍔部ではなく前記軌道輪に圧接するように設けることも可能である。

一実施形態において、前記環状鍔部を形成する前記工程は、前記スプラインのうちの、例えば、前記収縮ばめ対象面と重複する部位が前記基準軸に接近するように、前記上側部位を局所的に変形させる。このような構成では、前記部品の前記上側部位の径方向の弾塑性変形の前記工程が、その後の前記軌道輪を前記収縮ばめ対象面に収縮ばめする前記工程だけでなく前記上側部位の変形の本工程も考慮に入れるように構成される。これにより、前記スプラインは、実施した本組付け方法の様々な工程で変形しているにもかかわらず、同組付け方法の完了後、最大限真っ直ぐなものとなる。

一実施形態において、前記環状鍔部を形成する前記工程は、加締め工程、好ましくは揺動加締め工程からなる。この揺動加締め工程は、「ヘッディング加工」とも称されることがある。本場合、前記軌道輪を前記部品の前記収縮ばめ対象面に収縮ばめする前記工程は、当該軌道輪の前記下側横面を前記部品のショルダー部に当接させるようにして、かつ、前記部品の前記上側自由端部を前記軌道輪の上側横面から軸方向に突出させるようにして構成される。これにより、前記部品の前記上側自由端部から突出したその部分から、前記環状鍔部を形成することが可能になる。

一実施形態において、前記部品の前記上側部位の径方向の弾塑性拡張の前記工程は、前記スプラインのうちの、例えば、前記収縮ばめ対象面と重複する前記部位と前記収縮ばめ対象面の両方を、予め定められた末広がりとするように構成される。この拡径は、前記スプラインのうちの、例えば、前記収縮ばめ対象面と重複する前記部位などといった前記上側部位を前記基準軸に接近する方向に局所的に変形させる傾向がある後続の工程に応じて、組付け品のスプラインが最大限真っ直ぐになるように予め定められたものである。

一実施形態において、前記軌道輪は、軸受の内輪であり、前記部品は、ハブ、好ましくは駆動輪ハブである。

本発明は、さらに、前述の組付け方法で少なくとも１つの軌道輪が組み付けられるように意図された部品、特には、自動車の駆動輪ハブであって、
基準軸を形成しているとともに軸方向空洞部が貫通しており、少なくとも１つの収縮ばめ軌道輪を受けるように構成されていて、かつ、前記基準軸の径方向反対側に向いている、収縮ばめ対象面と、
上側自由端部と、
前記基準軸周りに延在し、前記基準軸との径方向対向側に面し、前記軸方向空洞部の少なくとも一部を形成しながら軸方向に延びている、内壁と、
前記内壁上を軸方向に延びるスプラインと、
を有する、部品において、さらに、
径方向に弾塑性的に拡張し、前記スプラインの一部および前記収縮ばめ対象面が拡径した上側部位、
を有する、という点が顕著な部品に関する。

本発明は、さらに、前述の部品、特には、自動車の駆動輪ハブと、前記部品の収縮ばめ対象面と収縮ばめで協働するように構成された少なくとも１つの軌道輪と、を備える、キットなどの組付け用品において、組付け後の状態で、前記軌道輪は、前記部品の前記収縮ばめ対象面に当該軌道輪の下側横面が前記部品のショルダー部に当接するようにして収縮ばめされており、当該軌道輪の前記収縮ばめ対象面への同収縮ばめによって前記上側部位が変形して前記スプラインの前記一部が前記基準軸に接近するように構成されている、という点が顕著な組付け用品に関する。

本発明の他の態様は、部品と当該部品の収縮ばめ対象面に収縮ばめされた軌道輪との組付け品において、前述の方法によって直接得られたことを特徴とする、組付け品に関する。

本発明のその他の特徴および利点は、添付の図面を参照しながら以下の開示内容を参酌することによって明らかになる。

一実施形態におけるブローチ加工工程前の駆動輪ハブの断面図である。 図１のハブの、ブローチ加工工程時の断面図である。 図２のハブの、スプラインを形成する工程後の断面図である。 図３のハブに軸受内輪が収縮ばめされた状態の断面図である。 図４のハブの、加締め工程後の断面図である。 図５のハブのスプライン部分の断面図である。 本組付け方法において径方向の弾塑性拡張の工程が実施されなかった場合の、ハブのスプライン部分の寸法に対するブローチ加工、収縮ばめおよび加締めの影響の曲線を描いたグラフである。 図３のハブに拡張ツールが設置された状態の断面図である。 図７の等角図である。 図７または図８のハブの、同ハブの径方向拡張の工程中の断面図である。 図９のハブを径方向に拡張させる工程後の、拡張した同ハブの断面図である。 図５のハブのスプライン部分の断面図である。 本組付け方法として径方向の弾塑性拡張の工程を収縮ばめ工程および加締め工程の前に実施した場合の、ハブのスプライン部分の寸法に対するブローチ加工、同収縮ばめおよび同加締めの影響の曲線を描いたグラフである。

分かり易いように、同じ参照符号は、全ての図で同一又は同様の構成要素を指しているものとする。

図１～図５は、軸受の内輪１０である軌道輪１０を同ハブ１００に組み付ける方法の様々な工程における自動車の駆動輪のハブを構成する部品１００の縦断面図である。

上記以外の図もそうであるが、上記の図では、前記軸受について、内輪１０しか描いていない。一般的に述べると、内輪１０とハブ１００の組付け品１は、軸受を用いてサスペンション部材（図示せず）に対して幾何学的な回転軸Ｘ回りに回転案内されるように意図されている回転装置に属したものである。

このような軸受は、一般的に、２つの外側転走面を有する外輪、ハブ１００の本体部に直に形成された第１の内側転走面１３１、ハブ１００の円筒状軸受面１１０に嵌合した軸受内輪１０に形成されている第２の内側転走面１３２、および転走面間に介在する例えばボール等の複列の転動体（図示せず）の例で構成される。外輪は、一般的に、前記サスペンション部材に固定するインターフェース部が設けられた固定フランジを具備している。当該インターフェース部は、例えば、前記サスペンション部材に固定するためのねじを挿通させる孔を有する。

部品１００は、基準軸Ｘを形成しているとともに軸方向空洞部１２０が貫通している。軌道輪１０の収縮ばめ対象であって本例において円筒状とされる収縮ばめ対象面１１０は、基準軸Ｘの径方向反対側に向いている。収縮ばめ対象面１１０の径方向反対側である内壁１０２は、基準軸Ｘとの径方向対向側に向き、基準軸Ｘ周りに延在し、かつ、収縮ばめ対象面１１０と軸方向に少なくとも部分的に重複するようにして同軸Ｘに沿って軸方向に延びている。

ハブ１００は、伝動部の運動連鎖出力部材によって回転駆動されるように意図されている。具体的に述べると、当該出力部材は、等速又は擬似等速であり得る伝動密封椀状体（図示せず）で構成されている。当該椀状体を構成する部品には、スプライン軸部分が設けられている。当該スプライン軸部分は、ハブ１００に形成された対となる形状の軸方向空洞部１２０に挿入されるように意図されており、具体的に述べると、当該軸方向空洞部１２０の内壁１０２上を軸方向に延びるスプライン１０３（図３を参照）に挿入されるように意図されている。

図２に示すように、内壁１０２に、軸方向のスプライン１０３を形成する工程が実施される。具体的に述べると、開口したスプライン１０３を回転内壁１０２に形成する本例の工程は、ブローチ加工工程である。同工程では、スプラインブローチ加工ツール２４０が軸方向空洞部１２０に強制挿入されて、ブローチ加工による軸方向空洞部１２０の機械加工に寄与する。空洞部１２０へのブローチ加工ツール２４０の強制挿通によって発生した切屑は、空洞部１２０のうちの、軸方向に開いてブローチ加工ツール２４０のアクセスを可能にしている開口部を形成する上側自由端部１０１の軸方向反対側にある、下側端部の幅広な開口部から、難なく排出される。部品１０１の「上側」や「下側」端部という表記は、組付け品の最終的な姿勢を指しているのではなく、本記載の好適な組付け方法中の同部品の向きのことを指している。当然ながら、同組付け方法は、本発明を歪曲することなく別の向きで実施されることも可能であり、上記の「下側」や「上側」という特徴は、２つの端部を互いに区別できるように図中の向きに合わせて選んだまでである。同様に、いわゆる上側「自由」端部という概念は、例えば前述の鍔部を形成するための加締め工程等の機械加工を事後的に受けなければならない点は承知の上で、組付け前のものを命名している。

ブローチ加工ツール２４０は、達成したい外形に対応した断面を有する一連の歯部が設けられた例えば鋼製のピンからなる。同ブローチの長さは、歯部の数で定まり、歯部の数は、除去対象の材料肉量で定まる。一般的に、各々の歯部が除去する金属肉厚は、その形状および詳細な断面に応じて０．０１～０．０３ｍｍで変化する。

ここで、ハブ１００は、収縮ばめ対象面１１０と軸方向に少なくとも部分的に重複する部位１０４をスプライン１０３が有するように構成される（図３を参照）。つまり、スプライン１０３形成後のハブ１００は、スプライン１０３の対応部分と収縮ばめ対象面１１０の対応部分とが径方向に重なり合った、軸方向に延びる部位１０４を含んでいる。

図４に、軌道輪１０を部品１００の収縮ばめ対象面１１０に当該軌道輪１０の下側横面１１が部品１００のショルダー部１０５に当接するようにして収縮ばめする工程を示す。ここで、前記軸受の内輪１０の収縮ばめが実行された後の部品１００の上側自由端部１０１は、軌道輪１０のうちの、当該軌道輪１０を基準として下側横面１１の軸方向反対側になる上側横面１２から軸方向に突出している。

図５では、内輪１０の嵌合後、具体的に述べると、内輪１０の収縮ばめ後に、ハブ１００の軸方向上側の環状端部１０１が径方向外方に、好ましくは、さらに、軸方向に内輪１０側へと、折り曲げられていることが見て取れる。この図５には、軌道輪１０を収縮ばめする前記工程の後の工程、すなわち、部品１００の上側自由端部１０１から環状鍔部１０７を形成する工程によって得られた組付け品１が描かれている。このようにして形成された環状鍔部１０７は、軌道輪１０の上側横面１２に当てられた押さえ面１０８により、当該軌道輪１０の軸方向一方を部品１００の軸受面１１０のショルダー部１０５に軸方向に圧接させて且つ当該軌道輪１０の軸方向他方を鍔部１０７に圧接させて、当該軌道輪１０を軸方向に固定する。

環状鍔部１０７を形成する同工程は、必要に応じて前記部品を局所的に加熱した後、材料変形、好ましくは、加締め機を用いた材料変形によって行われる。このようにして変形されることで、鍔部１０７が形成される。ここで、それは、具体的に述べると、加締め工程であり、具体的に述べると、揺動加締めである。

軌道輪１０を部品１００の収縮ばめ対象面１１０上に収縮ばめする工程と、鍔部１０７を形成するための揺動加締めの工程は、上側部位１０６の変形、具体的に述べると、スプライン１０３のうちの収縮ばめ対象面１１０と重複する部位１０４を含む上側部位１０６の変形を、いずれも生じさせるという作用が共通している。これらの変形は、上側部位１０６を基準軸Ｘに近付ける方向に向かう変形である。換言すると、軌道輪１０の収縮ばめ工程により、上側部位１０６の縮径が起きる。揺動加締めの場合、その工程によって同縮径が一般的に増大する。この結果は、図６Ｂに具体的に描き出されている。図６Ｂは、ハブ１００のスプライン部分１３０に連続して実施されるブローチ加工工程Ｃ１、収縮ばめ工程Ｃ３および揺動加締め工程Ｃ４の、寸法的な影響の曲線を描いたグラフであり、ハブ１００のスプライン部分１３０の詳細断面図である図６Ａと対比するかたちで同曲線が提示されている。同グラフは、横軸にハブ１００のスプライン部分１０３の軸方向位置データ（ｍｍ）を、縦軸に直径誤差の測定値（ミクロン）を取ったものである。

得られる組付け品１は、伝動密封椀状体のスプライン軸部分を軸方向空洞部１２０に受入れるように構成されている。このスプライン軸と、対応するスプライン付きの前記軸方向空洞部とがそのように協働することで、これら２つの部品の相対回転を阻止することができ、それによって車両使用時のトルク伝達が可能となる。

また、ハブ１００は、前記椀状体の軸方向係止にも関与するように構成されている。具体的に述べると、軸方向空洞部１２０は、前記椀状体のうちの、雄ねじ部又は雌ねじ部付きの先端部が設けられている本体部を挿通させるように寸法決めされており、当該雄ねじ部又は雌ねじ部付きの先端部は、ねじ又はナットのうちの、雌ねじ部又は雄ねじ部付きの本体部を受け付けるものとなっている。同ねじの頭部は、ハブ１００の環状面１２５に圧接した座金に押し付けられることで、軸方向空洞部１２０を覆う円状冠部を当該ハブ１００の下側端部に形成する。軸方向空洞部１２０の軸方向反対側では、前記椀状体の環状面が、ハブ１００のうちの、鍔部１０７により形成される対応した面に圧接する。

本発明では、スプライン１０３を形成する前記工程後から軌道輪１０を部品１００の収縮ばめ対象面１１０に収縮ばめする前記工程前までに、部品１００の上側部位１０６の径方向の弾塑性拡張の工程が実施される。

このような工程により、ハブ１００の上側部位１０６、具体的に述べると、スプライン１０３の一部１０４と収縮ばめ対象面１１０の両方、具体的に述べると、収縮ばめ対象面１１０と重複する部位１０４および収縮ばめ対象面１１０を、拡径させることができる。

生じる径方向拡張が最大となる場所は、上側自由端部１０１である。本例において、上側端部１０１で測定される最大の径方向拡張は、２００ミクロンに達し得るか、あるいは、２００ミクロンを上回り得る。径方向拡張の必要量は、予め定められており、前記ブローチ加工工程および収縮ばめ工程で観測される変形と関係している。

この弾塑性拡張の工程後から前記収縮ばめ工程前までに、収縮ばめ対象面１１０に機械加工または調整を施す工程が行われる。その後の、収縮ばめ対象面１１０への軌道輪１０の収縮ばめは、上側部位１０６を変形させるものなので、スプライン１０３のうちの、収縮ばめ対象面１１０と重複する部位１０４を基準軸Ｘに接近させることの、少なくとも部分的な一因となる。その後の加締め工程が設けられなかった場合には、この収縮ばめ工程が、基準軸Ｘに接近させる唯一の変形工程となり得る。しかし、軌道輪１０の収縮ばめ後に加締め工程がさらに設けられている場合の前記径方向の弾塑性拡張の工程は、鍔部１０７を形成するというその工程による基準軸Ｘ接近変形についても、考慮に入れるように構成される。

図７および図８は、いずれも、拡張ツール２００を用いた部品１００の上側部位１０６のそのような径方向の弾塑性拡張の工程中の、ハブ１００の断面図である（そのうちの一方は、等角図になっている）。この拡張ツール２００は、軸方向の変位を径方向の変位に変換するように構成されている。具体的に述べると、拡張ツール２００は、拡張コーン２１０の回りに分布して上側自由端部１０１に挿通させられる複数の拡張セグメント２２０の支持体２３０からなる。支持体２３０があることで、拡張コーン２１０に軸方向の力を加えた際に、拡張セグメント２２０にも力を加えることが可能になる。拡張セグメント２２０一式は、拡張コーン２１０の回りに分布した拡張セグメント２２０からなる環状集合体を形成するように構成されている。

部品１００の上側部位１０６は、軸方向空洞部１２０が保持する円筒状の内側接触面を含む。当該円筒状の内側接触面は、基準軸Ｘと同軸であり、かつ、基準軸Ｘ側に向いている。この径方向の内側接触面の軸方向位置は、上側自由端部１０１と前記スプライン部分のスプライン１０３の上側端部との間である。前記スプライン部分のスプライン１０３の上側端部から前記内側接触面への軸方向遷移部は、ほぼ環状に且つ途切れなし又は途切れ有りで延在する少なくとも１つの内径変化部１２１によって表される。また、この内径変化部１２１の軸方向位置は、部品１００の円筒状軸受面１１０のショルダー部１０５と上側自由端部１０１との間である。内径変化部１２１は、上側自由端部１０１に向かってハブ１００の壁厚を減少させる方向に向いている。

支持体２３０は、前記ハブの前記軸方向空洞部へと、当該ハブ１００のうちの、上側部位１０６の軸方向反対側である下側部分で挿通されて配置される。拡張位置では、この支持体２３０の大径の基部が、ハブ１００の環状面１２５に軸方向に当接するように寸法決めされている。支持体２３０は、さらに、軸方向空洞部１２０に差し込まれる軸体を具備している。この軸体の上側部位は、拡張コーン２１０の回りに分布した拡張セグメント２２０にとっての前記拡張工程中の軸方向移動の移動終点当接部となることができる当接インターフェース部を含む。

支持体２３０は、拡張コーン２１０側の先端部に、軸方向に開いた凹所を有している。この軸方向の凹所により、拡張コーン２１０の軸方向移動を確保することができる。

部品１００の上側部位１０６の前記径方向の弾塑性拡張の工程を実施するには、支持体２３０を、鉛直に配置したハブ１００の下側部分で、前記軸方向空洞へと、ハブ１００に軸方向に当接するまで、具体的に述べると、当該支持体の幅広な基部が、ハブ１００のうちの、軸方向空洞部１２０よりも径方向寸法が大きい環状面１２５に支承されるまで挿入する。

それにより、拡張セグメント２２０が、上側自由端部１０１に挿通されて上側部位１０６内に配置される。各拡張セグメント２２０は、上側部位１０６のうちの、軸方向空洞部１２０が保持する円筒状の径方向接触面の一部に径方向に当接支承されるように、かつ、支持体２３０の先端部の支承面に軸方向に支承されるように配置される。配置された拡張セグメント２２０同士は、環状集合体２２０’を形成する。環状集合体２２０’では、一つ一つのセグメント２２０が、当該環状集合体のうちの、所定角の扇形に及ぶ一部分に相当する。この環状集合体２２０’は、セグメント２２０の個々の外表面が周方向に続くことで形成された径方向外表面２２１’、および拡張コーン２１０を収容するための空間を形成する径方向内表面２２２’を有している。この内表面は、対応角の扇形に沿ったセグメント２２０の個々の内表面同士が周方向にほぼ途切れなく続くことで形成されたものであり、かつ、軸方向空洞部１２０の中側に向かって直径が減少する方向の円錐台形の、基準軸Ｘ回りの回転表面を形成するように延在している。

具体的に述べると、本方法では、少なくともこの径方向の拡張工程において、部品１００の上側部位１０６を垂直方向上方に上げて基準軸Ｘが鉛直配置となるようにしてハブ１００が向けられるのが好ましい。このような形態であれば、使用されるツールを限定すると共に、重力を巧みに利用することで安定性、具体的には、部品１００と支持体２３０の安定性が確保されることから、本方法の実施が容易かつ単純なものになる。

図７および図８に描かれているように、少なくとも１つのばね２２３が、全てのセグメント２２０を径方向で囲繞するように環状に配置されている。この目的のために、少なくとも１つの円状溝２２４が、セグメント２２０一式によって保持される径方向外表面２２１’を取り囲むように設けられ得る。このようなばね２２３は、セグメント２２０一式を集合状態で径方向内方に、すなわち、基準軸Ｘ側に拘束することによって同セグメント２２０一式を一体に維持することを目的としている。これにより、特に、セグメント２２０の操作、具体的には、上側自由端部１０１に挿通されて軸方向空洞部１２０の上側部位１０６に配置された際のセグメント２２０の操作を容易にする。

環状集合体２２０’の径方向内表面２２２’が形成する形状と相補的な略円錐台形状の外形状を実際に有する拡張コーン２１０を用いて、内表面２２２’に軸方向の力が加えられる。円錐台形状のこれら２つの表面同士が摺動することで、環状集合体２２０’に対し、軸方向成分と径方向成分を有する力が生成される。

なお、拡張コーン２２０とセグメント２２０の設置は、同時に行われ得る。これは、特に、環状集合体２２０’を囲繞する前記環状のばねによって当該環状集合体２２０’を拡張コーン２１０に径方向に当接した状態に保持し、かつ、円錐状の形状によって当該環状集合体２２０’の軸方向一方を拡張コーン２１０に保持すると共に、拡張コーン２１０の小径の基部から環状に突設された鍔部によって当該環状集合体２２０’の軸方向他方を保持している場合にそうなる。

前記力の軸方向成分は、支持体２３０により、基準軸Ｘと直交する平面に含まれると共に当該支持体２３０の先端部を形成している平坦な支承面で吸収される。拡張ツール２００および支持体２３０の構造を踏まえて、前記スプライン部分のスプライン１０３にセグメント２２０が接触したり同スプライン１０３と同セグメント２２０が相互に作用したりするのを防ぐために、支持体２３０の先端部を形成する当該平坦な支承面は、軸方向で、前記スプライン部分のスプライン１０３の上側端部よりも、より一般的には、直径変化部１２１よりも、上側自由端部１０１側に略位置している。これにより、前記力の軸方向合力については、支持体２３０で吸収される。

この平坦な支承面に開口すると共に支持体２３０の先端部と基準軸Ｘの両方に心合わせされている前記軸方向に開いた凹所により、拡張コーン２１０は、セグメント２２０が載置される前記平坦な支承面と干渉することなく十分かつ必要なストロークを確保することができる。

前記力の径方向成分は、軸方向空洞部１２０が保持する上側部位１０６に吸収される。これにより、予め定められた十分な力で、スプライン１０３のうちの、収縮ばめ対象面１１０と少なくとも重複する部位１０４、および収縮ばめ対象面１１０が拡径される。この末広がりは、図９および図１０に、対応する上側部位１０６の点線で描かれている。同末広がり全体の軸方向位置は、上側自由端部１０１と部品１００の収縮ばめ対象面１１０のショルダー部１０５との間である。

部品１００の上側部位１０６の前記径方向の弾塑性拡張により、軸方向空洞部１２０の少なくとも１つの円筒状部位は、同じ円筒状部位の拡張後の小径側径Ｄｓが拡張前の呼び径Ｄｎ以上となる末広がり状部位へと変形する。

前記径方向の拡張は、弾塑性であって、つまり、始めに弾性変形として展開し、次に塑性変形として進展するものであり、拡張力が消えれば適宜弾性復元するものの、拡張前の元の状態には戻らない。前記ハブの損傷を防ぐため、この塑性変形は完全に制御されたものでなければならない。図９に示すように、変形の制御は、部品１００の上側部位１０６の前記径方向の拡張の工程にて当該拡張の連続的制御が実行されることによって確保される。好ましくは、前記拡張の工程が、実行された前記連続的制御のデータに従って制御される。好ましくは、この制御も連続的制御とされる。

図１１Ｂは、ハブ１００のスプライン部分１０３の寸法に対する、ブローチ加工工程Ｃ１’、拡張工程C２’、収縮ばめ工程Ｃ３’、そして、揺動加締め工程Ｃ４’の影響を表す曲線のグラフであり、ハブ１００のスプライン部分１０３の詳細断面図である図１１Ａと対比するかたちで同曲線が示されている。

前記ブローチ加工後には、上側部位１０６を拡径させる傾向がある前記拡張工程が実施される。後続の収縮ばめ工程および加締め工程は、上側部位１０６、特に、収縮ばめ対象面１１０を、基準軸Ｘ側に接近する方向に変形させる傾向がある。これにより、軌道輪１０の収縮ばめ対象面１１０への適切な取付けを確実に行うことができるだけでなく、スプライン１０３の直線性を確実に前記ブローチ加工直後の元のスプラインに極めて近いものにすることができる。特に、前記拡張によって収縮ばめ径が前記軌道輪の内径を上回った場合には、前記拡張工程と収縮ばめ工程との間に、前記軌道輪の組付けを可能にするための機械加工工程が実施され得る。

具体的に述べると、前記グラフには、実行される工程における前記スプラインの直線性の変化が示されており、曲線Ｃ１は、前記ブローチ加工工程で得られたスプライン１０３の直線性を表し、曲線Ｃ２’は、後続の弾塑性拡張の工程後のスプライン１０３の直線性を表し、曲線Ｃ３’は、内輪１０を収縮ばめする後続の工程後のスプライン１０３の直線性を表し、そして、最後の曲線Ｃ４’は、前記加締め工程後のスプライン１０３の最終的な直線性を表す。

これにより、元の数値（欠陥：２０μｍ未満）に近い直線性が得られること、つまり、本方法の効率が立証される。実際に、本組付け方法は、上側部位１０６の径方向の弾塑性拡張の工程前と、軌道輪１０の組付け方法の実施後との間での、スプライン１０３で測定される軸方向空洞部１２０の直径誤差が、組付け品１を前記伝動椀状体と連結させることが可能な時点（例えば、軌道輪１０の収縮ばめおよび任意の加締めの後）で２０μｍとなるように構成されている。このような測定は、例えば、球フィーラ方式で行われる。

内輪１０をハブ１００に収縮ばめする時点では、組付け用品が、組付け前の状態となっている。軌道輪１０の部品１００への前記組付け前の同状態において、部品１００の上側部位１０６は、径方向に弾塑性的に拡張しており、スプライン１０３のうちの収縮ばめ対象面１１０と重複する部位および収縮ばめ対象面１１０が拡径している。

本記載の実施形態での組付け後の状態において、軌道輪１０は、部品１００の収縮ばめ対象面１１０に、当該軌道輪の下側横面１１が部品１００のショルダー部１０５に当接するようにして、かつ、同部品の上側自由端部１０１が軌道輪１０の上側横面１２から軸方向に突出するようにして収縮ばめされる。好ましくは、後続の工程に応じて、収縮ばめ対象面１１０が少なくとも部分的に機械加工される。少なくとも軌道輪１０が収縮ばめ対象面１１０に収縮ばめされることによって上側部位１０６が弾性変形し、スプライン１０３のうちの、少なくとも収縮ばめ対象面１１０と重複する部位１０４が基準軸Ｘに接近する。

前記弾塑性拡張の工程と収縮ばめ工程は、簡単に別々の地理学的場所で実行できることが分かる。つまり、このような弾塑性拡張の工程は、実施が容易であるし、同じ生産場所でスプライン形成手段を利用する必要もない。

当然ながら、これまでの本発明の説明は、例示に過ぎない。当業者であれば、本発明の範囲を逸脱しない範疇で、本発明の様々な変形例を作り出すことができると考えられる。

例えば、前記収縮ばめ工程が、複数の軌道輪１０、例えば、２つの軌道輪１０を、部品１００の収縮ばめ対象面１１０に収縮ばめすることからなるものであってもよい。この場合の軌道輪１０同士は、基準軸Ｘと同軸に連なって配置される。これらの軌道輪１０のうちの、例えば第１の軌道輪である一方の軌道輪１０については、その下側横面１１が部品１００のショルダー部１０５に当接することが分かるであろう。第２の軌道輪の下側横面１１は、前記第１の軌道輪１０の上側面に当接する場合もあれば、当接しない場合もある。

本明細書、図面および添付の特許請求の範囲から当業者に明白となる全ての構成は、その他の所定の構成との関係でしか具体的に説明していない。しかし、そのような構成単独や構成同士の適当な組合せは、本開示の別の構成や構成同士の集まりと組み合わされてもよく、これは、そのような組合せが明示的に排除されていない限り、あるいは、技術的な条件からそのような組合せが不可能であったり意味のないものになったりしない限り許されるという点を強調したい。

Claims (15)

1. 部品（１００）の収縮ばめ対象面（１１０）と収縮ばめで協働する少なくとも１つの軌道輪（１０）の組付け方法であって、
   前記部品（１００）は、基準軸（Ｘ）を形成しているとともに軸方向空洞部（１２０）が貫通しており、
   前記収縮ばめ対象面（１１０）は、前記基準軸（Ｘ）の径方向反対側に向いており、
   前記部品（１００）は、上側自由端部（１０１）および内壁（１０２）を有しており、
   前記内壁（１０２）は、前記基準軸（Ｘ）周りに延在し、前記基準軸（Ｘ）との径方向対向側に向き、前記軸方向空洞部（１２０）の少なくとも一部を形成しながら軸方向に延びており、
   当該組付け方法が、
   前記内壁（１０２）に、軸方向に延びるスプライン（１０３）を形成する工程と、
   前記軌道輪（１０）を、前記部品（１００）の前記収縮ばめ対象面（１１０）に、当該軌道輪（１０）の下側横面（１１）が前記部品（１００）のショルダー部（１０５）に当接するようにして収縮ばめする工程と、
   を備える、組付け方法において、さらに、
   前記スプライン（１０３）を形成する前記工程後から前記軌道輪（１０）を前記部品（１００）の前記収縮ばめ対象面（１１０）に収縮ばめする前記工程前までに、前記部品（１００）の上側部位（１０６）を径方向に弾塑性拡張させる工程であって、これにより、前記スプライン（１０３）の一部（１０４）および前記収縮ばめ対象面（１１０）を拡径させる工程、
   を備え、当該工程後に前記軌道輪（１０）が前記収縮ばめ対象面（１１０）に収縮ばめされることによって前記上側部位（１０６）が変形し、前記スプライン（１０３）の前記一部（１０４）が前記基準軸（Ｘ）に接近することを特徴とする、組付け方法。
2. 請求項１に記載の組付け方法において、前記スプライン（１０３）の前記一部（１０４）が、前記収縮ばめ対象面（１１０）と軸方向に少なくとも部分的に重複する部位を含むことを特徴とする、組付け方法。
3. 請求項１または２に記載の組付け方法において、前記部品（１００）の前記上側部位（１０６）の前記径方向の弾塑性拡張により、前記軸方向空洞部（１２０）の少なくとも１つの円筒状部位は、同じ円筒状部位の拡張後の小径側径（Ｄｓ）が拡張前の呼び径（Ｄｎ）以上となる末広がり状部位へと変形することを特徴とする、組付け方法。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の組付け方法において、前記部品（１００）の前記上側部位（１０６）の径方向の弾塑性拡張の前記工程にて、当該拡張の連続的制御が実行されること、好ましくは、前記部品（１００）の前記上側部位（１０６）を径方向に弾塑性拡張させる前記工程が、実行された前記連続的制御のデータに従って制御されることを特徴とする、組付け方法。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の組付け方法において、前記部品（１００）の前記上側部位（１０６）の前記径方向の弾塑性拡張の軸方向位置が、前記部品（１００）の前記収縮ばめ対象面（１１０）の前記ショルダー部（１０５）と前記上側自由端部（１０１）との間であることを特徴とする、組付け方法。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の組付け方法において、前記軸方向空洞部（１２０）は、前記上側自由端部（１０１）に向かって前記円筒状軸受面の肉厚を減少させる方向に向いた少なくとも１つの内径変化部（１２１）を有しており、当該少なくとも１つの内径変化部（１２１）の軸方向位置が、前記部品（１００）の前記円筒状軸受面（１１０）の前記ショルダー部（１０５）と前記上側自由端部（１０１）との間であることを特徴とする、組付け方法。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の組付け方法において、前記径方向の弾塑性拡張の工程が、径方向拡張ツール（２００）、特には、軸方向の変位を径方向の拡張変位に変換する径方向拡張ツール（２００）を用いること、好ましくは、拡張コーン（２１０）の回りに分布した複数の拡張セグメント（２２０）を前記上側自由端部（１０１）に挿通させて配置する工程および前記拡張コーン（２１０）に軸方向の力を加える工程、を含むことを特徴とする、組付け方法。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の組付け方法において、開口したスプライン（１０３）を前記内壁（１０２）、好ましくは回転内壁（１０２）、に形成する前記工程が、ブローチ加工工程であることを特徴とする、組付け方法。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の組付け方法において、さらに、
   前記軌道輪（１０）を収縮ばめする前記工程後に、前記部品（１００）の前記上側自由端部（１０１）から環状鍔部（１０７）を形成する工程であって、前記軌道輪（１０）の上側横面（１２）に当てられる当該環状鍔部（１０７）の押さえ面（１０８）によって前記軌道輪（１０）を前記部品（１００）の前記軸受面（１１０）の前記ショルダー部（１０５）に軸方向に支持して軸方向に固定する工程、
   を備えることを特徴とする、組付け方法。
10. 請求項８に記載の組付け方法において、前記環状鍔部（１０７）を形成する前記工程は、前記スプライン（１０３）のうちの、前記収縮ばめ対象面（１１０）と重複する部位が前記基準軸（Ｘ）に接近するように、前記上側部位（１０６）を局所的に変形させることを特徴とする、組付け方法。
11. 請求項８または９に記載の組付け方法において、前記環状鍔部（１０７）を形成する前記工程が、加締め工程、好ましくは揺動加締め工程からなることを特徴とする、組付け方法。
12. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の組付け方法において、前記軌道輪（１０）が、軸受の内輪であり、前記部品（１００）が、ハブ、好ましくは駆動輪ハブであることを特徴とする、組付け方法。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載の組付け方法で少なくとも１つの軌道輪（１０）が組み付けられるように意図された部品（１００）、特には、自動車の駆動輪ハブであって、
    基準軸（Ｘ）を形成しているとともに軸方向空洞部（１２０）が貫通しており、少なくとも１つの収縮ばめ軌道輪（１０）を受けるように構成されていて、かつ、前記基準軸（Ｘ）の径方向反対側に向いている、収縮ばめ対象面（１１０）と、
    上側自由端部（１０１）と、
    前記基準軸（Ｘ）周りに延在し、前記基準軸（Ｘ）との径方向対向側に面し、前記軸方向空洞部（１２０）の少なくとも一部を形成しながら軸方向に延びている、内壁（１０２）と、
    前記内壁（１０２）上を軸方向に延びるスプライン（１０３）と、
    を有する、部品（１００）において、さらに、
    径方向に弾塑性的に拡張し、前記スプライン（１０３）の一部および前記収縮ばめ対象面（１１０）が拡径した上側部位（１０６）、
    を有することを特徴とする、部品（１００）。
14. 請求項１３に記載の部品（１００）と、
    前記部品（１００）の収縮ばめ対象面（１１０）と収縮ばめで協働するように構成された少なくとも１つの軌道輪（１０）と、
    を備える、組付け用品（１）において、
    組付け後の状態で、前記軌道輪（１０）は、前記部品（１００）の前記収縮ばめ対象面（１１０）に当該軌道輪の下側横面（１１）が前記部品（１００）のショルダー部（１０５）に当接するようにして収縮ばめされており、当該軌道輪（１０）の前記収縮ばめ対象面（１１０）への同収縮ばめによって前記上側部位（１０６）が変形して前記スプライン（１０３）の前記一部（１０４）が前記基準軸（Ｘ）に接近するように構成されていることを特徴とする、組付け用品。
15. 部品（１００）と当該部品（１００）の収縮ばめ対象面（１１０）に収縮ばめされた軌道輪（１０）との組付け品（１）において、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法によって直接得られたことを特徴とする、組付け品（１）。

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