JP5472697B2 - かしめ補助治具 - Google Patents

Description

この発明は、軸体と、前記軸体の端部を所定量突出させた状態で、当該軸体に外嵌されている内輪と、前記内輪に対して回転自在に外嵌されている外輪と、前記内輪および外輪の間に保持されている複数の転動体とを備える車輪用転がり軸受装置の製造時に、前記突出させた軸体の端部をかしめ加工する際に用いられるかしめ補助治具に関するものである。

自動車等の車両には、懸架装置に車輪を回転自在に支持させるための車輪用転がり軸受装置が用いられる。この種の車輪用転がり軸受装置には、例えば、筒状をなす端部を有する軸体と、前記軸体の端部を所定量突出させた状態で、当該軸体に外嵌されている内輪と、前記内輪に対して回転自在に外嵌されている外輪と、前記内輪および外輪の間に保持されている複数の転動体とを備えるものがある（例えば特許文献１参照）。

この特許文献１に係る車輪用転がり軸受装置では、軸体の端部にかしめ加工が施されている。軸体の端部は、内輪の外周面が筒状のかしめ補助治具によって拘束された状態でかしめられる。内輪の外周面を拘束しつつ軸体の端部をかしめることにより、かしめ加工による応力によって内輪が変形することを抑制または防止することができる。
かしめ補助治具は、筒状体を有しており、この筒状体の内周面によって内輪の外周面を拘束することができる。筒状体には、その一端から他端に向かって軸方向に延びる複数のスリットがその周方向に並んで形成されている。筒状体は、その一端部（把持部）が他端部を支点として揺動するように弾性変形可能となっている。

特開２００１−１８０２４号公報

前述のように、特許文献１に係るかしめ補助治具の筒状体は、その他端部を支点として把持部が揺動するようになっている。したがって、把持部で内輪を拘束するときに、内輪から受ける反力（曲げモーメント）によって把持部が揺動し、把持部が内輪に対して傾くおそれがある。そのため、把持部から内輪に与えられる荷重（拘束力）が逃げて、内輪を良好に拘束できないおそれがある。また、把持部が内輪に対して傾くと、把持部の内周面が内輪の外周面に対して片当たりして、把持部の内周面における一部の面圧が高くなるおそれがある。そのため、筒状体の寿命が短くなるおそれがある。

そこで、この発明の目的は、内輪の外周面を拘束する部材が当該内輪に対して傾くことを防止することができ、内輪の外周面を良好に拘束できるかしめ補助治具を提供することである。

前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、軸体（３）と、前記軸体の端部を所定量突出させた状態で、当該軸体に外嵌されている内輪（４）と、前記内輪に対して回転自在に外嵌されている外輪（５）と、前記内輪および外輪の間に保持されている複数の転動体（６）とを備える車輪用転がり軸受装置（１）の製造時に、前記突出させた軸体の端部をかしめ加工する際に用いられるかしめ補助治具であって、全体として環状をなしており、前記内輪の外周面（４ａ）に当接する押圧面（１７ｂ）をそれぞれの内側面に有する複数のピース（１６）に分割された分割リング（１３）と、前記複数のピースを環状に連結しており、前記内輪の外周面に対する各ピースの押圧面の傾きを規制する環状の連結プレート（１４）と、前記連結プレートおよび分割リングに外嵌され、軸方向へ加圧されることにより、前記分割リングに中心向きの圧力を加える環状のベースプレートとを備え、前記連結プレートは、軸方向に相対変位可能に前記ベースプレートに連結されており、前記分割リングの前記各ピースの上面の少なくとも一部が、前記連結プレートの下面に密着しているかしめ補助治具（１０）である。

この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものである。なお、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
この発明によれば、複数のピースを有する分割リングによって内輪の外周面を拘束することができる。複数のピースは、連結プレートによって、環状に連結されており、それぞれの内側面に設けられた押圧面が内輪の外周面に対して傾くことが規制されているので、各ピースの押圧面を内輪の外周面に押し付けたときに、ベースプレートから各ピースに与えられた荷重（拘束力）を内輪に確実に伝達することができる。具体的には、各ピースが、連結プレートの下面に密着するように連結プレートに取り付けられているので、連結プレートの下面に各ピースを当接させることにより、内輪の外周面に対する押圧面の傾きを規制することができる。これにより、内輪の外周面を良好に拘束することができる。さらに、内輪の外周面に対する押圧面の傾きを規制することにより、各押圧面が内輪の外周面に片当たりすることを防止できるので、押圧面における一部分の面圧が高くなることを防止することができる。これにより、分割リングの寿命を向上させることができる。

請求項２記載の発明は、前記連結プレートは、その下面（１４ｄ）に周方向に等間隔で配列され、それぞれ環状の内面（１４ａ）から外面（１４ｂ）に延びる複数の嵌合スロット（２１，１２１）を有し、各嵌合スロットは、断面形状が下端開放部よりも上部が膨らむ形状をなしており、前記各ピースは、前記嵌合スロットに嵌合する突部（１８，１８１）を有し、前記複数の嵌合スロットを区画する前記連結プレートの内壁面（２２）は、前記各ピースの前記突部を前記分割リングの径方向に案内する案内面を有する、請求項１記載のかしめ補助治具である。

この発明によれば、連結プレートに形成された複数の嵌合スロットは、連結プレートの周方向に等間隔で配列されているので、各嵌合スロットに突部を嵌合させることにより、複数のピースを環状に連結することができる。さらに、嵌合スロットが連結プレートの内面から外面に延びているので、各ピースを連結プレートに対して分割リングの径方向に変位させることができる。さらにまた、各嵌合スロットの断面形状が下端開放部よりも上部が膨らむ形状とされているので、嵌合スロットに突部を嵌合させることにより、連結プレートにピースを支持させることができる。突部は、嵌合スロットの形状に対応させて、下端より上側の少なくとも一部が当該下端よりも膨らむ形状とされていることが好ましい。

請求項３記載の発明は、前記連結プレートは、周方向に配列形成された複数のＴ字状スロット（２１）を備え、前記分割リングの各ピースには、前記Ｔ字状スロットに嵌合するＴ字状突部（１８）が備えられている、請求項２記載のかしめ補助治具である。
この発明によれば、嵌合スロットおよび突部が共にＴ字状とされているので、嵌合スロットに対して突部を嵌合させ易く、さらに、嵌合スロットと突部との係合によって各ピースを連結プレートに安定して保持させることができる。

車輪用転がり軸受装置と、本発明の一実施形態に係るかしめ補助治具を備える製造装置の図解的な断面図である。 かしめ補助治具をその内側から見た概略図である。 分割リングの一部であるピースの図解的な平面図である。 製造装置による車輪用転がり軸受装置の加工状態を示す図解的な断面図である。 製造装置による車輪用転がり軸受装置の加工状態を示す図解的な断面図である。 本発明の他の実施形態に係るかしめ補助治具をその内側から見た概略図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る分割リングの図解的な平面図である。

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、車輪用転がり軸受装置１と、本発明の一実施形態に係るかしめ補助治具１０を備える製造装置２の図解的な断面図である。図１に示す車輪用転がり軸受装置１は、製造装置２による加工が行われたものである。
車輪用転がり軸受装置１は、例えば自動車等の車両に備えられるものであり、懸架装置（図示せず）に車輪（図示せず）を回転自在に支持させることができる。車輪用転がり軸受装置１は、筒状の端部を有する内軸３（軸体）と、内軸３の端部（図１では、上端部）を所定量突出させた状態で当該内軸３に外嵌されている内輪４と、内輪４に対して回転自在に外嵌されている外輪５と、複数のボール６（転動体）とを備えている。車輪用転がり軸受装置１は、外輪５が懸架装置に固定されるようになっており、車輪は、ブレーキローター（図示せず）等を介して、内軸３に設けられたフランジ部７に取り付けられるようになっている。

車輪用転がり軸受装置１は、例えば複列アンギュラ玉軸受として機能するように構成されており、複数のボール６は、内軸３の軸方向（図１では、上下方向）に間隔を隔てて配置された２つの列を構成している。各列を構成する複数のボール６は、内軸３を取り囲むように配列されている。上側の列を構成する複数のボール６は、外輪５と内輪４との間に配置されており、下側の列を構成する複数のボール６は、外輪５と内軸３との間に配置されている。内軸３の端部（図１では、上端部）はかしめられており、当該端部にはかしめ部８が形成されている。製造装置２は、内軸３の端部をかしめるための装置である。

製造装置２は、内軸３の端部をかしめるための工具９と、内輪４の外周面４ａを拘束するためのかしめ補助治具１０とを備えている。工具９は、円柱状をなしており、同軸的に配置された大径部１１および小径部１２を有している。小径部１２は、大径部１１の下面から軸方向下方に突出しており、その外径は、筒状をなす内軸３の端部の内周に嵌合可能な大きさとされている。工具９は、その中心軸線が内軸３の中心軸線に対して傾けられた状態で、その下面が内軸３の端部に押し付けられるようになっている。そして、工具９は、その中心軸線が内軸３の中心軸線に対して傾けられた状態で、内軸３の中心軸線まわりに回転（すりこぎ運動）されるようになっている。

工具９が内軸３の端部に押し付けられることにより、内軸３の端部における周方向の所定範囲に工具９が当接される。さらに、工具９が内軸３の端部に押し付けられた状態で回転されることにより、内軸３の端部に対する工具９の押圧位置がその周方向に移動する。これにより、内軸３の端部の全周がその外側に押し広げられるようにかしめられ、内軸３の端部にかしめ部８が形成される。内軸３の端部に対するかしめ加工は、かしめ補助治具１０によって内輪４の外周面４ａが拘束された状態で行われるようになっている。これにより、かしめ加工による応力によって内輪４が変形することが抑制または防止されている。

かしめ補助治具１０は、その周方向に分割された全体として環状をなす分割リング１３と、この分割リング１３を環状に連結している連結プレート１４と、下向きに加圧されることにより分割リング１３に中心向きの圧力を加えることができるベースプレート１５とを備えている。図１に示すように、内輪４の外周面４ａは、分割リング１３によって拘束されるようになっている。

分割リング１３、連結プレート１４およびベースプレート１５は、それぞれ環状をなしており、それぞれの中心軸線が同一軸線上に位置するように組み付けられている。分割リング１３と連結プレート１４は、内径および外径がほぼ同じ大きさにされており、上下に並んで配置されている（分割リング１３が連結プレート１４の下方に配置されている。）。また、ベースプレート１５は、分割リング１３および連結プレート１４よりも大きくされており、その内側に分割リング１３および連結プレート１４が配置されている。

製造装置２による内軸３のかしめ加工において、かしめ補助治具１０は、分割リング１３の下端部が内輪４に外嵌するように車輪用転がり軸受装置１に取り付けられる。そして、この状態で、分割リング１３、連結プレート１４およびベースプレート１５の内周に工具９が進入され、工具９が回転（すりこぎ運動）される。分割リング１３、連結プレート１４およびベースプレート１５の内径は、工具９が干渉しない大きさに設定されている。

図２は、かしめ補助治具１０をその内側から見た概略図である。また、図３は、分割リング１３の一部であるピース１６の図解的な平面図である。以下では、かしめ補助治具１０について具体的に説明する。
図１〜図３を参照して、分割リング１３は、その周方向に等間隔を隔てて環状に配置された複数（例えば８個）のピース１６を有している。複数のピース１６は、それぞれ、同一形状とされており、図３に示すように平面視において円弧状をなしている。各ピース１６は、分割リング１３の径方向に変位可能に連結プレート１４に支持されている。

各ピース１６は、内輪４に押し付けられる押圧部１７と、この押圧部１７から分割リング１３の軸方向上方に延びる突部１８（Ｔ字状突部）とを有している。押圧部１７は、平面視において円弧状をなしており、その上面１７ａは平坦となっている。各押圧部１７の内側面は、内輪４の外周面４ａに当接する押圧面１７ｂを有している。また、押圧部１７の外側面１７ｃは、分割リング１３の周方向に沿う円弧状をなすとともに、その上端から下端にかけて外側に広がるテーパ面となっている。各ピース１６は、その押圧部１７の外側面１７ｃがベースプレート１５によって押されることにより、分割リング１３の径方向内方に変位されるようになっている。

一方、突部１８は、下端よりも上端部が膨らむ形状とされており、例えば分割リング１３の径方向から見てＴ字形状をなしている。突部１８は、図２に示すように、押圧部１７の上面１７ａから分割リング１３の軸方向上方に延びる軸方向延設部１９と、軸方向延設部１９の上端部から分割リング１３の周方向に延びる一対の周方向延設部２０，２０とを有している。一対の周方向延設部２０，２０は、分割リング１３の周方向に関して、それぞれ軸方向延設部１９の両側に配置されている。

図１および図２を参照して、連結プレート１４は、平面視において円環状をなしている。連結プレート１４の内面１４ａおよび外面１４ｂはそれぞれ環状をなしており、連結プレート１４の上面１４ｃおよび下面１４ｄは平坦となっている。連結プレート１４には、複数（例えば突部１８と同数）の嵌合スロット２１（Ｔ字状スロット）が形成されている。

複数の嵌合スロット２１は、周方向に等間隔を隔てて配置されている。複数の嵌合スロット２１は、それぞれ同一形状とされており、例えば分割リング１３の径方向から見てＴ字形状をなしている。各嵌合スロット２１は、連結プレート１４の下面１４ｄにおいて開口しており、下端開放部よりも上部が膨らむ形状をなしている。また、図示はしないが、各嵌合スロット２１は、連結プレート１４を径方向に貫通しており、連結プレート１４の内面１４ａおよび外面１４ｂにおいて開口している。

複数のピース１６の突部１８は、それぞれ、複数の嵌合スロット２１に嵌合されている。これにより、複数のピース１６が、それぞれ連結プレート１４に支持され、環状に連結されている。各ピース１６は、その押圧部１７の上面１７ａが連結プレート１４の下面１４ｄに密着するように連結プレート１４に取り付けられている。また、嵌合スロット２１を区画する連結プレート１４の内壁面２２（図２参照）と当該嵌合スロット２１に嵌合された突部１８の外表面との間には、連結プレート１４に対して各ピース１６を分割リング１３の径方向に変位させるための僅かな隙間が設けられている。

連結プレート１４に対して各ピース１６が分割リング１３の径方向に変位するとき、各ピース１６は、内壁面２２によって分割リング１３の径方向に案内されるようになっている。これにより、各ピース１６を連結プレート１４に対してスムーズに変位させることができる。
また、押圧部１７の上面１７ａが連結プレート１４の下面１４ｄに密着するようにされているので、連結プレート１４に対して各ピース１６が分割リング１３の軸方向に変位することが規制されている。さらに、突部１８が殆ど隙間なく嵌合スロット２１に嵌合されているので、連結プレート１４に対して各ピース１６が分割リング１３の周方向に変位することが規制されている。

すなわち、各ピース１６は、連結プレート１４に対して、分割リング１３の径方向にのみ変位が許容されており、分割リング１３の軸方向および周方向への変位が連結プレート１４によって規制されている。これにより、各ピース１６の押圧面１７ｂが内輪４の外周面４ａに対して垂直に押し付けられるようになっており、各ピース１６が内輪４に押し付けられた状態で各ピース１６の押圧面１７ｂが内輪４の外周面４ａに対して傾かないようにされている。

続いて図１を参照して、ベースプレート１５は、分割リング１３および連結プレート１４の周囲を取り囲む筒状周壁部２３と、この筒状周壁部２３の上端に設けられた円環状の上壁部２４とを有している。ベースプレート１５には、上壁部２４の上面から下向きの荷重が与えられるようになっている。
筒状周壁部２３は、分割リング１３および連結プレート１４を取り囲んでいる。筒状周壁部２３の内周面における下端部には、下方にいくに従って径が広がる環状テーパ面２３ａが設けられている。この環状テーパ面２３ａが分割リング１３の外周面（各押圧部１７の外側面１７ｃ）に係合することにより、ベースプレート１５から各ピース１６に荷重が伝達され、各ピース１６が分割リング１３の径方向内方に一体的に変位されるようになっている。

また、上壁部２４は、連結プレート１４の上面１４ｃを覆うように連結プレート１４の上方に配置されている。連結プレート１４の上面１４ｃと上壁部２４の下面との間には、所定の間隔が設けられている。連結プレート１４は、図示しない複数のピンを介して、軸方向に相対変位可能にベースプレート１５に連結されている。連結プレート１４と上壁部２４との間の間隔は、連結プレート１４に対してベースプレート１５が軸方向下方に変位したときに、上壁部２４が連結プレート１４に当接しない大きさとされている。

図４および図５は、それぞれ、製造装置２による車輪用転がり軸受装置１の加工状態を示す図解的な断面図である。図４は、内軸３の端部がかしめられる前の状態であり、図５は、工具９によって内輪４の端部がかしめられている状態である。
図４を参照して、かしめ補助治具１０が車輪用転がり軸受装置１に取り付けられると、ベースプレート１５に下向きの荷重が与えられ、ベースプレート１５が下方に変位する。これにより、ベースプレート１５が連結プレート１４および分割リング１３に対して軸方向下方に変位し、筒状周壁部２３の内周面に設けられた環状テーパ面２３ａが各押圧部１７の外側面１７ｃに係合する。ベースプレート１５に与えられた荷重は、環状テーパ面２３ａおよび各押圧部１７の外側面１７ｃを介して、各ピース１６に伝達される。これにより、各ピース１６が、連結プレート１４に対して分割リング１３の径方向内方に一体的に変位され（例えば１ｍｍ程度の変位量）、各ピース１６の押圧面１７ｂが内輪４の外周面４ａに押し付けられる。そして、分割リング１３に中心向きの圧力が加えられ、内輪４の外周面４ａが分割リング１３によって拘束される。

連結プレート１４に対して各ピース１６が分割リング１３の径方向内方に変位するとき、各ピース１６は、連結プレート１４の内壁面２２（図２参照）によって分割リング１３の径方向に案内される。また、各ピース１６が分割リング１３の径方向内方に変位するとき、分割リング１３の軸方向および周方向への各ピース１６の変位が連結プレート１４によって規制されている。したがって、各ピース１６は、その押圧面１７ｂが内輪４の外周面４ａに対してほぼ垂直に押し当てられる。

図５を参照して、内輪４の外周面４ａが分割リング１３によって拘束されると、次に、工具９が、分割リング１３、連結プレート１４およびベースプレート１５の内周に進入され、内軸３の端部に対して工具９が斜めに押し当てられる。そして、内軸３の端部に工具９が斜めに押し当てられた状態で工具９が内軸３の中心軸線まわりに回転（すりこぎ運動）される。これにより、内軸３の端部に対する工具９の押圧位置が周方向に移動し、内軸３の端部の全周がその外側に押し広げられるようにかしめられる（ローリングかしめ）。このようにして、内軸３の端部にかしめ部８が形成される。

以上のように本実施形態では、連結プレート１４の内壁面２２によって各ピース１６の突部１８を分割リング１３の径方向に案内することができる。これにより、各ピース１６を連結プレート１４に対して分割リング１３の径方向にスムーズに変位させることができる。
また本実施形態では、各ピース１６の押圧面１７ｂを内輪４の外周面４ａに垂直に押し当てることができるので、ベースプレート１５から各ピース１６に与えられた荷重を確実に内輪４に伝達させることができる。これにより、分割リング１３による内輪４の拘束力を向上させることができる。さらに、各ピース１６の押圧面１７ｂを内輪４の外周面４ａに垂直に押し当てることにより、各ピース１６の押圧面１７ｂが内輪４の外周面４ａに片当たりすることを防止できる。これにより、押圧面１７ｂにおける一部分の面圧が高くなることを抑制または防止して、分割リング１３の寿命を向上させることができる。

さらに本実施形態では、連結プレート１４によって分割リング１３の軸方向および周方向への各ピース１６の変位を規制することができるので、各ピース１６が内輪４に押し付けられている状態において、分割リング１３の軸方向および周方向に各ピース１６が変位して当該ピース１６の押圧面１７ｂが内輪４の外周面４ａに対して傾くことを防止することができる。これにより、分割リング１３による内輪４の拘束状態を良好に維持することができる。

この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、前述の実施形態では、嵌合スロット２１が、分割リング１３の径方向から見てＴ字形状をなす場合について説明したが、これに限らない。すなわち、嵌合スロット２１は、上部が下端開放部よりも膨らんでいればよく、例えば図６に示す嵌合スロット１２１のように、分割リング１３の径方向から見て倒立台形状をなしていてもよい。この場合、各ピース１６の突部１１８は、分割リング１３の径方向から見て、嵌合スロット１２１に対応する倒立台形状にされていることが好ましい。

また前述の実施形態おける分割リング１３において、分割リング１３の周方向に隣接するピース１６間にばね等の弾性体を介在させてもよい。具体的には、図７に示すように、ピース１６（押圧部１７）の側面に凹部２５を設け、周方向に隣接する凹部２５，２５間を掛け渡すように弾性体２６を介在させてもよい。この場合、内輪４の外周面４ａが分割リング１３によって拘束されている状態において弾性体２６が圧縮されるようにすれば、車輪用転がり軸受装置１からかしめ補助治具１０を取り外すときに、弾性体の反力によって各ピース１６を分割リング１３の径方向外方に変位させることができるので、かしめ補助治具１０を車輪用転がり軸受装置１からスムーズに取り外すことができる。

また、前述の実施形態では、転動体としてボール６が用いられ、車輪用転がり軸受装置１が複列アンギュラ玉軸受として機能するように構成されている場合について説明したが、転動体としてはボール６に限らずころであってもよいし、車輪用転がり軸受装置１は、複列アンギュラ玉軸受以外の軸受として機能するように構成されていてもよい。

１・・・車輪用転がり軸受装置、３・・・内軸（軸体）、４・・・内輪、４ａ・・・（内輪の）外周面、５・・・外輪、６・・・ボール（転動体）、１０・・・かしめ補助治具、１３・・・・分割リング、１４・・・連結プレート、１４ａ・・・内面、１４ｂ・・・外面、１４ｄ・・・下面、１６・・・ピース、１７ｂ・・・押圧面、１８・・・突部（Ｔ字状突部）、２１・・・嵌合スロット（Ｔ字状スロット）

Claims (3)

1. 軸体と、前記軸体の端部を所定量突出させた状態で、当該軸体に外嵌されている内輪と、前記内輪に対して回転自在に外嵌されている外輪と、前記内輪および外輪の間に保持されている複数の転動体とを備える車輪用転がり軸受装置の製造時に、前記突出させた軸体の端部をかしめ加工する際に用いられるかしめ補助治具であって、
   全体として環状をなしており、前記内輪の外周面に当接する押圧面をそれぞれの内側面に有する複数のピースに分割された分割リングと、
   前記複数のピースを環状に連結しており、前記内輪の外周面に対する各ピースの押圧面の傾きを規制する環状の連結プレートと、
   前記連結プレートおよび分割リングに外嵌され、軸方向へ加圧されることにより、前記分割リングに中心向きの圧力を加える環状のベースプレートとを備え、
   前記連結プレートは、軸方向に相対変位可能に前記ベースプレートに連結されており、
   前記分割リングの前記各ピースの上面の少なくとも一部が、前記連結プレートの下面に密着している、かしめ補助治具。
2. 前記連結プレートは、その下面側に周方向に等間隔で配列され、それぞれ環状の内面から外面に延びる複数の嵌合スロットを有し、
   各嵌合スロットは、断面形状が下端開放部よりも上部が膨らむ形状をなしており、
   前記各ピースは、前記嵌合スロットに嵌合する突部を有し、
   前記複数の嵌合スロットを区画する前記連結プレートの内壁面は、前記各ピースの前記突部を前記分割リングの径方向に案内する案内面を有する、請求項１記載のかしめ補助治具。
3. 前記連結プレートは、周方向に配列形成された複数のＴ字状スロットを備え、
   前記分割リングの各ピースには、前記Ｔ字状スロットに嵌合するＴ字状突部が備えられている、請求項２記載のかしめ補助治具。

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