(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材から成る第１の部材と、該第１の部材との間にクリアランスを形成してセットされた後、かしめによって前記クリアランスが均等に小さくされた状態で第１の部材と接合された回転部材から成る第２の部材とを有するとともに、前記第１、第２の部材は芯合せが行われ、前記第２の部材の接合部分にローレット加工が施されることを特徴とするかしめ構造体。
【請求項２】
前記第２の部材は、第１、第２の面から成る段差部を備え、前記第１の面はかしめが行われるときの受け部になり、前記第２の面にローレット加工が施される請求項１に記載のかしめ構造体。
【請求項３】
前記第１の部材の接合部分にあらかじめ面取部が形成される請求項１に記載のかしめ構造体。
【請求項４】
第１、第２の部材を、両者間にクリアランスを形成してセットし、該第２の部材の接合部分にかしめローラを当て、前記クリアランスを均等に小さくした状態で前記接合部分を押し潰して第１の部材に食い込ませ、第１、第２の部材の芯合せを行うとともに、前記第２の部材の接合部分にローレット加工が施されることを特徴とするかしめ構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、かしめ構造体及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、自動変速機においては、トルクコンバータから伝達された回転を変速装置において変速し、変速後の回転を駆動輪に伝達するようにしている。そのために、前記変速装置に、ブレーキ、クラッチ等の摩擦係合要素が配設されるほか、プラネタリギヤユニット、ワンウェイクラッチ等が配設され、各プラネタリギヤのサンギヤ、リングギヤ及びキャリヤを前記摩擦係合要素によって選択的に固定したり、連結したりして各種の変速比を形成することができる。
【０００３】
ところで、前記変速装置において、例えば、所定の変速比を形成するためにサンギヤの一方向の回転を停止させる場合がある。そのために、サンギヤとブレーキとをワンウェイクラッチを介して連結し、前記ブレーキを油圧サーボによって係合させるようにしている。そして、前記ワンウェイクラッチとブレーキとを連結するために、ワンウェイクラッチのアウタレースとブレーキのブレーキハブとを電子ビーム溶接によって固定して、ハブ・レースユニットを形成するようにしている。
【０００４】
図２は従来のブレーキハブの部分断面図、図３は従来のアウタレースの部分断面図、図４は従来のハブ・レースユニットの部分断面図である。
図において、１１１はブレーキを構成する環状のブレーキハブであり、該ブレーキハブ１１１は径方向に延びる平板状部Ｐ１、該平板状部Ｐ１の外周縁から斜めに延びる湾曲部Ｐ２、該湾曲部Ｐ２の外周縁から軸方向に延びる筒状部Ｐ３から成り、該筒状部Ｐ３にブレーキの内側薄板を係止させるためのスプライン１１１ａが形成される。また、１１２はワンウェイクラッチを構成する環状のアウタレースであり、該アウタレース１１２の外周面の一方の縁に段差部Ｐ４が形成される。
【０００５】
そして、１１３は従来の電子ビーム溶接によって形成されたハブ・レースユニットであり、該ハブ・レースユニット１１３は、ブレーキハブ１１１内にアウタレース１１２を圧入し、前記平板状部Ｐ１の内周縁を前記段差部Ｐ４に当接させ、当接部分に電子ビーム溶接を施すことによって形成される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のハブ・レースユニット１１３においては、電子ビーム溶接を行うための溶接装置が必要になるので、コストが高くなってしまう。
また、電子ビーム溶接を行うに当たり、電子ビームを飛ばす必要があるので、溶接部分の周囲が図示されない真空ポンプ等によって真空にされる。このとき、ブレーキハブ１１１又はアウタレース１１２に油が付着していると、溶接室の内部が汚れ、汚れの進行に伴って所定の真空度を達成するのに必要な時間が長くなり、時間当たりの生産能力が低くなってしまう。また、前記ブレーキハブ１１１又はアウタレース１１２に油が付着していると、電子ビーム溶接に伴って溶接部分にブローホールが形成されてしまうことがあり、その場合、溶接部分における接合面積が不足して接合強度が低下してしまう。そこで、電子ビーム溶接を行う前にブレーキハブ１１１及びアウタレース１１２を図示されない脱脂洗浄機によって洗浄する必要がある。したがって、ハブ・レースユニット１１３を形成するための工数が多くなり、作業が煩わしいだけでなく、ハブ・レースユニット１１３のコストが高くなってしまう。
【０００７】
また、ブレーキハブ１１１の中心とアウタレース１１２の中心とを合わせる作業、すなわち、芯（しん）出しを行うためにブレーキハブ１１１内にアウタレース１１２を圧入する必要があるので、作業が煩わしいだけでなく、ハブ・レースユニット１１３のコストが高くなってしまう。そして、ブレーキハブ１１１とアウタレース１１２との間にクリアランスが形成されていると、電子ビーム溶接の開始点において、ブレーキハブ１１１とアウタレース１１２とが引き寄せられて歪（ひず）みが生じ、精度良く芯出しを行うことができない。
【０００８】
さらに、ブレーキハブ１１１及びアウタレース１１２を高炭素鋼によって形成すると、電子ビーム溶接に伴って溶接部分が加熱され冷却されるので、高炭素鋼の組織がマルテンサイト変態してしまう。その結果、溶接部分において割れが発生する恐れが生じる。
本発明は、前記従来のハブ・レースユニット１１３の問題点を解決して、コストを低くすることができるかしめ構造体及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明のかしめ構造体においては、回転部材から成る第１の部材と、該第１の部材との間にクリアランスを形成してセットされた後、かしめによって前記クリアランスが均等に小さくされた状態で第１の部材と接合された回転部材から成る第２の部材とを有する。
そして、前記第１、第２の部材は芯合せが行われる。また、前記第２の部材の接合部分にローレット加工が施される。
本発明の他のかしめ構造体においては、さらに、前記第２の部材は、第１、第２の面から成る段差部を備える。
そして、前記第１の面はかしめが行われるときの受け部になる。また、前記第２の面にローレット加工が施される。
【００１０】
本発明の更に他のかしめ構造体においては、さらに、前記第１の部材の接合部分にあらかじめ面取部が形成される。
本発明のかしめ構造体の製造方法においては、第１、第２の部材を、両者間にクリアランスを形成してセットし、該第２の部材の接合部分にかしめローラを当て、前記クリアランスを均等に小さくした状態で前記接合部分を押し潰（つぶ）して第１の部材に食い込ませ、第１、第２の部材の芯合せを行う。
そして、前記第２の部材の接合部分にローレット加工が施される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図５は本発明の第１の実施の形態における自動変速機の概念図、図６は本発明の第１の実施の形態における自動変速機の要部概略図である。
図５において、１１は出力軸であり、図示されないエンジンによって発生させられた回転は前記出力軸１１を介してトルクコンバータ１２に伝達される。該トルクコンバータ１２は、前記回転を、流体（作動油）を介して出力軸１４に伝達するが、車速が設定値以上になると、ロックアップクラッチＬ／Ｃが係合させられ、前記回転を出力軸１４に直接伝達することができるようになっている。なお、該出力軸１４は変速装置１６の入力軸を構成する。
【００１３】
そして、前記出力軸１４から変速装置１６に伝達された回転は、カウンタドライブギヤ２１及びカウンタドリブンギヤ２２を介してカウンタシャフト２３に伝達され、出力ギヤ２４及びリングギヤ２５を介してディファレンシャル装置２６に伝達される。
該ディファレンシャル装置２６に伝達された回転は、分配されて左右の駆動軸２７、２８を介して図示されない駆動輪に伝達される。
【００１４】
前記変速装置１６は、第１〜第３のプラネタリギヤユニット３１〜３３を有するとともに、前記第１〜第３のプラネタリギヤユニット３１〜３３の各要素間においてトルクの伝達を選択的に行うために、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、第３ブレーキＢ３、第４ブレーキＢ４、及びワンウェイクラッチＦ１〜Ｆ３を有する。
【００１５】
前記第１のプラネタリギヤユニット３１は、互いに直列に配設されたワンウェイクラッチＦ１及び第２ブレーキＢ２、並びに第１ブレーキＢ１を介して駆動装置ケース３４と連結され、かつ、第２クラッチＣ２を介して出力軸１４と連結されたサンギヤＳ1 、第３ブレーキＢ３及びワンウェイクラッチＦ２を介して前記駆動装置ケース３４と連結されたリングギヤＲ1 、前記カウンタドライブギヤ２１と接続されたキャリヤＣＲ1 、及び前記リングギヤＲ1 とサンギヤＳ1 との間において噛（し）合させられるとともに、前記キャリヤＣＲ1 によって回転自在に支持されたピニオンＰ1 、Ｐ2 から成る。また、前記第２のプラネタリギヤユニット３２は、前記サンギヤＳ1 、第１クラッチＣ１を介して出力軸１４と連結されたリングギヤＲ2 、前記キャリヤＣＲ1 及び前記ピニオンＰ2 から成る。そして、前記第３のプラネタリギヤユニット３３は、ワンウェイクラッチＦ３を介して駆動装置ケース３４に接続されたサンギヤＳ3 、前記カウンタドリブンギヤ２２に接続されたリングギヤＲ3 、前記カウンタシャフト２３に接続されたキャリヤＣＲ3 、及び該キャリヤＣＲ3 によって回転自在に支持されたピニオンＰ3 から成る。
【００１６】
ところで、前記第２ブレーキＢ２は、図６に示されるように、外周縁が駆動装置ケース３４とスプライン係合させられた複数の外側薄板５１、該外側薄板５１と交互に配設された内側薄板５２、該内側薄板５２の内周縁とスプライン係合させられた第１の部材としてのブレーキハブ５３、及び油圧が選択的に供給されて係脱させられ、係合時に前記ブレーキハブ５３を固定する油圧サーボＢ−２を備える。また、前記ワンウェイクラッチＦ１は、前記ブレーキハブ５３に固定された第２の部材としてのアウタレース５５、サンギヤＳ1 とスプライン係合させられたインナレース５６、及び前記アウタレース５５とインナレース５６との間に配設され、一方向にだけ回転を伝達するスプラグ機構５７から成る。そして、前記ブレーキハブ５３とアウタレース５５とはかしめによって接合され、かしめ構造体としてのハブ・レースユニット６１が形成される。
【００１７】
次に、該ハブ・レースユニット６１の製造方法について説明する。
図７は本発明の第１の実施の形態におけるブレーキハブの部分断面図、図８は本発明の第１の実施の形態におけるアウタレースの部分断面図、図９は本発明の第１の実施の形態におけるアウタレースの要部を示す第１の斜視図、図１０は本発明の第１の実施の形態におけるアウタレースの要部を示す第２の斜視図、図１１は本発明の第１の実施の形態におけるかしめが行われる前の状態を示す図、図１２は本発明の第１の実施の形態におけるハブ・レースユニットの部分断面図、図１３は本発明の第１の実施の形態におけるハブ・レースユニットの要部拡大図である。
【００１８】
図において、５３は第２ブレーキＢ２（図５）を構成する環状のブレーキハブであり、該ブレーキハブ５３は径方向に延びる平板状部Ｐ１１、該平板状部Ｐ１１の外周縁から斜めに延びる湾曲部Ｐ１２、該湾曲部Ｐ１２の外周縁から軸方向に延びる筒状部Ｐ１３から成り、該筒状部Ｐ１３に第２ブレーキＢ２の内側薄板５２（図６）を係止させるためのスプライン５３ａが形成される。また、５５はワンウェイクラッチＦ１を構成する環状のアウタレースであり、該アウタレース５５の外周面の一方の縁に段差部Ｐ１４が形成される。
【００１９】
該段差部Ｐ１４は、前記アウタレース５５の端面５５ａと平行な第１の面６２、及び該第１の面６２に対して直角の方向に形成され、アウタレース５５の外周面５５ｂと平行な第２の面６３から成り、該第２の面６３にローレット加工が施される。
ところで、前記第２の面６３側の部分が軸方向に突出させられ、かしめの変形代としての凸部６６が形成されるとともに、前記平板状部Ｐ１１の内周縁の外側に面取部６４が形成される。そして、前記凸部６６を前記面取部６４に向けてかしめると、図１２に示されるように、凸部６６が押し潰されて平板状部Ｐ１１の内周縁に食い込み、押し潰された部分及び前記第２の面６３によって前記平板状部Ｐ１１の内周縁が挟まれる。なお、凸部６６によってアウタレース５５側の接合部分が、面取部６４によってブレーキハブ５３側の接合部分がそれぞれ構成される。また、前記第１の面６２によってかしめが行われるときの受け部が構成される。
【００２０】
したがって、ハブ・レースユニット６１を製造するための作業を簡素化することができるだけでなく、ハブ・レースユニット６１のコストを低くすることができる。また、前記第１、第２の面６２、６３によって前記平板状部Ｐ１１の内周縁を挟むようになっているので、ハブ・レースユニット６１に軸方向の力が加わってもブレーキハブ５３とアウタレース５５とが分離することはない。
【００２１】
そして、前記第２の面６３にはローレット加工が施されるので、図１３に示されるように、凸部６６が押し潰されたときに、凸部６６を平板状部Ｐ１１の内周縁に良好に食い込ませることができるだけでなく、平板状部Ｐ１１の内周縁の材料を塑性流動によってローレットの歯間に容易に進入させることができる。なお、第１、第２の面６２、６３の交線に沿ってくびれ６５が形成される。したがって、第２の面６３に十分にかつ容易にローレット加工を施すことができるので、図示されないローレットの歯を一層立てることができる。その結果、かしめを行うときにローレットの効果が低下することがない。
【００２２】
さらに、前記平板状部Ｐ１１に面取部６４が形成されるので、かしめが行われた後の加工部分Ｐ１６が前記端面５５ａから大きく突出することがなく、かしめ高さｈを低くすることができる。
なお、前記凸部６６を平板状部Ｐ１１の内周縁に食い込ませるために、アウタレース５５をブレーキハブ５３より硬度の高い材料で形成するのが好ましいが、第２の面６３にローレット加工を施すことによって第２の面６３の硬度を高くすることができるので、アウタレース５５及びブレーキハブ５３を硬度が同じ材料で形成することもできる。
【００２３】
しかも、ハブ・レースユニット６１を製造するのに電子ビーム溶接を行う必要がないので、溶接装置が不要になる。したがって、ハブ・レースユニット６１のコストを低くすることができる。
また、電子ビーム溶接を行う必要がないので、ブレーキハブ５３及びアウタレース５５を脱脂洗浄機によって洗浄する必要がない。したがって、ハブ・レースユニット６１を製造するための工数が少なくなり、作業を簡素化することができるだけでなく、ハブ・レースユニット６１のコストを低くすることができる。
【００２４】
さらに、電子ビーム溶接による接合を行う必要がないので、例えば、ブレーキハブ５３及びアウタレース５５を高炭素鋼によって形成することができる。
なお、本実施の形態においては、アウタレース５５にローレット加工を施すようにしているが、ブレーキハブ５３にローレット加工を施して、ブレーキハブ５３側をかしめローラによって押し潰してかしめを行うこともできる。すなわち、軸方向及び回転方向において応力を必要とする箇所であれば、いずれの箇所にも本発明を適用することもできる。
【００２５】
特に、自動変速機において、電子ビーム溶接によってハブ・レースユニットを形成すると、ハブ・レースユニットの静的応力を大きくすることができるが、トルクをそのまま伝達してしまうので、切欠等において応力集中が発生し、疲労強度が低くなってしまう。これに対して、本発明のハブ・レースユニット６１は、かしめによって形成されているので、ハブ・レースユニット６１の静的応力を大きくすることはできないが、加工部分Ｐ１６の弾性的な作用があるので、トルクがそのまま伝達されることがない。したがって、切欠等において応力集中が発生するのを抑制することができ、疲労強度を高くすることができるので、自動変速機を小型化することができるだけでなく、自動変速機において伝達されるトルクを大きくすることができる。
【００２６】
次に、ハブ・レースユニット６１の製造装置について説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態におけるのハブ・レースユニットの製造装置の概略図である。
図において、５３はブレーキハブ、５５はアウタレース、７１は駆動手段７２によって回転させられるヘッド、７３は該ヘッド７１の下面の円周方向における３箇所に、回転自在に配設されたかしめローラである（図においては、２個のかしめローラ７３だけが示される。）。また、７４は前記アウタレース５５を支持する治具である。
【００２７】
該治具７４の上にアウタレース５５をセットし、該アウタレース５５の段差部Ｐ１４に、平板状部Ｐ１１（図７）の内周縁をセットし、前記ヘッド７１を回転させながら、駆動手段７２によって下方に荷重を加え、かしめローラ７３によって凸部６６を押し潰す。かしめが行われる前の状態においては、ブレーキハブ５３とアウタレース５５との間、すなわち、ブレーキハブ５３の内周縁と第１の面６２（図１１）との間には、所定のクリアランスが形成される。
【００２８】
そして、ヘッド７１の下面の円周方向における３箇所で同時にかしめが行われる。この場合、ヘッド７１を繰り返し回転させ、徐々に凸部６６を押し潰すことによって、円周方向において凸部６６を均等に潰し、前記クリアランスを均等に小さくしていく。そして、凸部６６がブレーキハブ５３の内周縁に食い込むのに伴って、ブレーキハブ５３の内周縁の材料が塑性流動によってローレットの歯間に進入し、かしめが行われる。
【００２９】
したがって、ブレーキハブ５３にアウタレース５５を圧入することなく、ブレーキハブ５３とアウタレース５５とをかしめることによって、芯合せを行うことができる。
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。
【００３０】
図１４は本発明の第２の実施の形態におけるかしめが行われる前の状態を示す図である。
この場合、平板状部Ｐ１１の内周縁の外側にブレーキハブ５３側の接合部分としての崚（りょう）部８１が形成される。そして、該崚部８１はピン角に形成される。したがって、アウタレース５５側の接合部分としての凸部６６を平板状部Ｐ１１の内周縁に食い込ませたときに、第１の部材としてのブレーキハブ５３の内周縁の材料を塑性流動によってローレットの歯間に容易に進入させることがことができる。
【００３１】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、かしめ構造体においては、回転部材から成る第１の部材と、該第１の部材との間にクリアランスを形成してセットされた後、かしめによって前記クリアランスが均等に小さくされた状態で第１の部材と接合された回転部材から成る第２の部材とを有する。
そして、前記第１、第２の部材は芯合せが行われ、前記第２の部材の接合部分にローレット加工が施される。
この場合、第２の部材をかしめによって第１の部材に接合することができるので、かしめ構造体を製造するための作業を簡素化することができるだけでなく、かしめ構造体のコストを低くすることができる。また、第２の部材の接合部分にローレット加工が施されるので、前記接合部分が押し潰されたときに、前記接合部分を第１の部材に良好に食い込ませることができるだけでなく、第１の部材の材料を塑性流動によってローレットの歯間に容易に進入させることができる。
【００３３】
本発明の他のかしめ構造体においては、さらに、前記第２の部材は、第１、第２の面から成る段差部を備える。
そして、前記第１の面はかしめが行われるときの受け部になる。また、前記第２の面にローレット加工が施される。
この場合、前記第１、第２の面によって第１の部材を挟むようになっているので、かしめ構造体に力が加わっても第１の部材と第２の部材とが分離することはない。
【００３４】
本発明の更に他のかしめ構造体においては、さらに、前記第１の部材の接合部分にあらかじめ面取部が形成される。
この場合、かしめが行われた後の接合部分のかしめ高さを低くすることができる。
【００３５】
本発明のかしめ構造体の製造方法においては、第１、第２の部材を、両者間にクリアランスを形成してセットし、該第２の部材の接合部分にかしめローラを当て、前記クリアランスを均等に小さくした状態で前記接合部分を押し潰して第１の部材に食い込ませ、第１、第２の部材の芯合せを行う。
そして、前記第２の部材の接合部分にローレット加工が施される。
この場合、第２の部材をかしめによって第１の部材に接合することができるので、かしめ構造体を製造するための作業を簡素化することができるだけでなく、かしめ構造体のコストを低くすることができる。また、第２の部材の接合部分にローレット加工が施されるので、前記接合部分が押し潰されたときに、前記接合部分を第１の部材に良好に食い込ませることができるだけでなく、第１の部材の材料を塑性流動によってローレットの歯間に容易に進入させることができる。
【００３６】
また、徐々に接合部分を押し潰して均等にクリアランスを小さくすることができ、かつ、接合部分を第１の部材に一層良好に食い込ませることができるだけでなく、第２の部材の材料を塑性流動によってローレットの歯間に進入させることができる。
【００３７】
したがって、第１の部材に第２の部材を圧入することなく、第１の部材と第２の部材との芯合せを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるのハブ・レースユニットの製造装置の概略図である。
【図２】従来のブレーキハブの部分断面図である。
【図３】従来のアウタレースの部分断面図である。
【図４】従来のハブ・レースユニットの部分断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における自動変速機の概念図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における自動変速機の要部概略図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるブレーキハブの部分断面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態におけるアウタレースの部分断面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるアウタレースの要部を示す第１の斜視図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるアウタレースの要部を示す第２の斜視図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態におけるかしめが行われる前の状態を示す図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態におけるハブ・レースユニットの部分断面図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態におけるハブ・レースユニットの要部拡大図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態におけるかしめが行われる前の状態を示す図である。
【符号の説明】
５３    ブレーキハブ
５５    アウタレース
６１    ハブ・レースユニット
６２    第１の面
６３    第２の面
６４    面取部
７３    かしめローラ
Ｐ１４    段差部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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