(57)【要約】      （修正有）【課題】軸部材ユニットの組立を効率良く行える軸部材ユニットの組立方法を提供する。【解決手段】圧入工程では、軸部材１の中心軸線方向Ｘ１に駆動される押圧ヘッド７０の内周テーパ部７４が、リング３を縮径側に塑性変形させることなく、リング３を介して内輪２１を位置決めされる位置まで軸部材１に外嵌圧入する。また、かしめ工程では、押圧ヘッド７０の内周テーパ部７４が、リング３を内輪２１側へ押すときに、リング３に塑性変形荷重以上の縮径力を与えて、リング３の一部を縮径側に塑性変形させて軸部材１の外周溝１６にかしめ付ける。押圧ヘッド７０を駆動する駆動部（昇降駆動部）の駆動力の変更により圧入工程およびかしめ工程に対応する。【選択図】図９
2018194155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に位置決め段部と外周溝とを有する軸部材と、一端面と他端面とを有する内輪であって前記軸部材に外嵌圧入され前記一端面が前記位置決め段部に直接または介在部材を介して位置決めされた内輪を有する軸受と、一端部と他端部とを有し前記軸部材に外嵌され前記内輪の前記他端面に前記一端部が突き当てられた状態で一部が前記軸部材の前記外周溝にかしめ固定されたリングと、を含む軸部材ユニットを組み立てる、軸部材ユニットの組立方法であって、
前記軸部材に外嵌される環状の押圧ヘッドを駆動部によって前記軸部材の中心軸線方向に駆動することにより、前記押圧ヘッドの端面に開口する開口部の縁部に面取り状に形成された内周テーパ部によって、前記リングの前記他端部の外周縁部を前記中心軸線方向に押圧し、前記リングの前記一端部が前記内輪の前記他端面に突き当てられた状態で前記内輪の前記一端面が前記軸部材の前記位置決め段部に直接または前記介在部材を介して間接的に位置決めされるまで、前記内輪を前記リングを介して前記軸部材に外嵌圧入する圧入工程と、
前記圧入工程の後で、前記押圧ヘッドを前記駆動部によって前記中心軸線方向に駆動することにより、前記押圧ヘッドの前記内周テーパ部によって、前記リングの前記一部を縮径させて前記軸部材の前記外周溝にかしめ固定するかしめ工程と、を備え、
前記駆動部から前記押圧ヘッドに与えられる前記中心軸線方向の駆動力が、前記テーパ部によって前記リングを縮径させる縮径力に変換され、
前記圧入工程における前記縮径力が、前記リングの塑性変形荷重未満とされ、且つ前記かしめ工程における前記縮径力が、前記リングの塑性変形荷重以上とされるように、前記圧入工程および前記かしめ工程における前記駆動力が異ならせてある、軸部材ユニットの組立方法。
【請求項２】
前記圧入工程では、圧入荷重と圧入変位とが検出され、前記圧入荷重と前記圧入変位との関係に基づいて圧入工程の異常が判定される、請求項１に記載の軸部材ユニットの組立方法。
【請求項３】
前記かしめ工程では、前記中心軸線方向に関してかしめ荷重とかしめ変位とが検出され、前記かしめ荷重と前記かしめ変位との関係に基づいて圧入工程の異常が判定される、請求項１に記載の軸部材ユニットの組立方法。
【請求項４】
外周面に位置決め段部と外周溝とを有する軸部材と、一端面と他端面とを有する内輪であって前記軸部材に外嵌圧入され前記一端面が前記位置決め段部に直接または介在部材を介して位置決めされた内輪を有する軸受と、一端部と他端部とを有し前記軸部材に外嵌され前記内輪の前記他端面に前記一端部が突き当てられた状態で一部が前記軸部材の前記外周溝にかしめ固定されたリングと、を含む軸部材ユニットを組み立てる、軸部材ユニットの組立装置であって、
前記軸部材を支持する支持機構と、
前記支持機構で支持された前記軸部材に外嵌されて前記軸部材の中心軸線方向に移動可能な環状の押圧ヘッドであって、端面と、この端面に開口する開口部の縁部に面取り状に形成された内周テーパ部とを含み、前記リングを介して前記内輪を前記中心軸線方向に押圧する押圧ヘッドと、
前記押圧ヘッドを前記中心軸線方向に駆動する駆動部と、を備え、
前記駆動部から前記押圧ヘッドに与えられる前記中心軸線方向の駆動力は、前記内周テーパ部によって前記リングを縮径させる縮径力に変換され、
前記駆動力は、前記内周テーパ部によって前記リングの前記他端部の外周縁部を前記中心軸線方向に押圧することにより、前記リングの前記一端部が前記内輪の前記他端面に突き当てられた状態で前記内輪の前記一端面が前記位置決め段部に直接または前記介在部材を介して間接的に位置決めされるまで、前記内輪を前記リングを介して前記軸部材に外嵌圧入するときの圧入時駆動力と、前記内周テーパ部によって前記リングを前記位置決め段部に位置決めされた前記内輪側へ前記中心軸線方向に押圧することにより、前記内周テーパ部によって前記リングの前記一部を縮径させて前記軸部材の前記外周溝にかしめ固定するときのかしめ時駆動力と、を含み、
前記圧入時駆動力が変換された圧入時縮径力が、前記リングの塑性変形荷重未満とされ、前記かしめ時駆動力が変換されたかしめ時縮径力が、前記リングの塑性変形荷重以上とされている、軸部材ユニットの組立装置。
【請求項５】
前記軸部材の端面に当接する端面と、前記内輪および前記リングが外嵌されて仮保持される外周面とを含み、前記軸部材と同心的に配置され、前記押圧ヘッドに前記開口部を通して進退可能に内嵌された仮保持部材と、
前記仮保持部材を前記軸部材側へ弾性的に付勢する付勢部材と、を備える、請求項４に記載の軸部材ユニットの組立装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸部材ユニットの組立方法および組立装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイールの回転がステアリングホイールに連結されたコラムシャフトを介してピニオンシャフトに伝えられ、このピニオンシャフトに噛み合うラックシャフトを介して車輪が転舵される。また、コラムシャフトに発生しているトルクをトルクセンサが検出し、このトルクに応じて電動モータが発生するアシストトルクが、ウォームギヤ機構を介してピニオンシャフトに伝達される電動パワーステアリング装置が提案されている（例えば特許文献１を参照）。
【０００３】
前記ピニオンシャフトは、軸受を介してギヤハウジングに支持される。軸受の内輪は、ピニオンシャフトに外嵌圧入される。前記内輪は、ピニオンシャフトに外嵌固定されたウォームホイールの端面と、ピニオンシャフトにかしめ付けられたリングとの間に挟持される場合がある。また、前記内輪は、ピニオンシャフトの外周面に設けられた環状段部と、ピニオンシャフトにかしめ付けられたリングとの間に挟持される場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２５５１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通例、圧入装置において圧入治具を用いて、ピニオンシャフトに軸受を圧入する（圧入工程）。その後、リングをピニオンシャフトに外嵌し、かしめ装置においてかしめ治具を用いてリングをピニオンシャフトの外周にかしめ付けて（かしめ工程）、サブアセンブリとしてのピニオンシャフトユニット（軸部材ユニット）を組み立てている。
しかしながら、工程毎に設備や治具を替えるため、軸部材ユニットの組立を効率良く行えないという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、軸部材ユニットの組立を効率良く行える軸部材ユニットの組立方法および組立装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、外周面（１ｃ）に位置決め段部（１４）と外周溝（１６）とを有する軸部材（１）と、一端面（２１ａ）と他端面（２１ｂ）とを有する内輪（２１）であって前記軸部材に外嵌圧入され前記一端面が前記位置決め段部に直接または介在部材（２００）を介して位置決めされた内輪を有する軸受（２）と、一端部（３１ａ）と他端部（３１ｂ）とを有し前記軸部材に外嵌され前記内輪の前記他端面に前記一端部が突き当てられた状態で一部が前記軸部材の前記外周溝にかしめ固定されたリング（３）と、を含む軸部材ユニット（Ｕ）を組み立てる、軸部材ユニットの組立方法であって、前記軸部材に外嵌される環状の押圧ヘッド（７０）を駆動部（４３）によって前記軸部材の中心軸線方向（Ｘ１）に駆動することにより、前記押圧ヘッドの端面（７１ａ）に開口する開口部（７３ａ）の縁部に面取り状に形成された内周テーパ部（７４）によって、前記リングの前記他端部の外周縁部（３１ｅ）を前記中心軸線方向に押圧し、前記リングの前記一端部が前記内輪の前記他端面に突き当てられた状態で前記内輪の前記一端面が前記軸部材の前記位置決め段部に直接または前記介在部材を介して間接的に位置決めされるまで、前記内輪を前記リングを介して前記軸部材に外嵌圧入する圧入工程と、前記圧入工程の後で、前記押圧ヘッドを前記駆動部によって前記中心軸線方向に駆動することにより、前記押圧ヘッドの前記内周テーパ部によって、前記リングの前記一部を縮径させて前記軸部材の前記外周溝にかしめ固定するかしめ工程と、を備え、前記駆動部から前記押圧ヘッドに与えられる前記中心軸線方向の駆動力（Ｆ１，Ｆ２）が、前記テーパ部によって前記リングを縮径させる縮径力（Ｇ１，Ｇ２）に変換され、前記圧入工程における前記縮径力（Ｇ１）が、前記リングの塑性変形荷重未満とされ、且つ前記かしめ工程における前記縮径力（Ｇ２）が、前記リングの塑性変形荷重以上とされるように、前記圧入工程および前記かしめ工程における前記駆動力が異ならせてある、軸部材ユニットの組立方法を提供する。
【０００８】
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項２のように、前記圧入工程では、圧入荷重と圧入変位とが検出され、前記圧入荷重と前記圧入変位との関係に基づいて圧入工程の異常が判定されてもよい。
【０００９】
請求項３のように、前記かしめ工程では、前記中心軸線方向に関してかしめ荷重とかしめ変位とが検出され、前記かしめ荷重と前記かしめ変位との関係に基づいて圧入工程の異常が判定されてもよい。
請求項４に記載の発明では、外周面に位置決め段部と外周溝とを有する軸部材と、一端面と他端面とを有する内輪であって前記軸部材に外嵌圧入され前記一端面が前記位置決め段部に直接または介在部材を介して位置決めされた内輪を有する軸受と、一端部と他端部とを有し前記軸部材に外嵌され前記内輪の前記他端面に前記一端部が突き当てられた状態で一部が前記軸部材の前記外周溝にかしめ固定されたリングと、を含む軸部材ユニットを組み立てる、軸部材ユニットの組立装置（４０）であって、前記軸部材を支持する支持機構（６１，５２）と、前記支持機構で支持された前記軸部材に外嵌されて前記軸部材の中心軸線方向に移動可能な環状の押圧ヘッド（７０）であって、端面（７１ａ）と、この端面に開口する開口部（７３ａ）の縁部に面取り状に形成された内周テーパ部（７４）とを含み、前記リングを介して前記内輪を前記中心軸線方向に押圧する押圧ヘッドと、前記押圧ヘッドを前記中心軸線方向に駆動する駆動部（４３）と、を備え、前記駆動部から前記押圧ヘッドに与えられる前記中心軸線方向の駆動力は、前記内周テーパ部によって前記リングを縮径させる縮径力に変換され、前記駆動力は、前記内周テーパ部によって前記リングの前記他端部の外周縁部（３１ｅ）を前記中心軸線方向に押圧することにより、前記リングの前記一端部が前記内輪の前記他端面に突き当てられた状態で前記内輪の前記一端面が前記位置決め段部に直接または前記介在部材を介して間接的に位置決めされるまで、前記内輪を前記リングを介して前記軸部材に外嵌圧入するときの圧入時駆動力（Ｆ１）と、前記内周テーパ部によって前記リングを前記位置決め段部に位置決めされた前記内輪側へ前記中心軸線方向に押圧することにより、前記内周テーパ部によって前記リングの前記一部を縮径させて前記軸部材の前記外周溝にかしめ固定するときのかしめ時駆動力（Ｆ２）と、を含み、前記圧入時駆動力が変換された圧入時縮径力（Ｇ１）が、前記リングの塑性変形荷重未満とされ、前記かしめ時駆動力が変換されたかしめ時縮径力（Ｇ２）が、前記リングの塑性変形荷重以上とされている、軸部材ユニットの組立装置を提供する。
【００１０】
請求項５のように、前記軸部材の端面（１ｅ）に当接する端面（８１ｃ）と、前記内輪および前記リングが外嵌されて仮保持される外周面（８４）とを含み、前記軸部材と同心的に配置され、前記押圧ヘッドに前記開口部を通して進退可能に内嵌された仮保持部材（８０）と、前記仮保持部材を前記軸部材側へ弾性的に付勢する付勢部材（５３）と、を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載の発明では、圧入工程では、軸部材の中心軸線方向に駆動される押圧ヘッドの内周テーパ部が、リングを塑性変形させることなく、リングを介して内輪を位置決めされる位置まで軸部材に外嵌圧入する。また、かしめ工程では、前記押圧ヘッドの内周テーパ部が、リングを内輪側へ押すときに、リングに塑性変形荷重以上の縮径力を与えて、リングの一部を縮径側に塑性変形させて軸部材の外周溝にかしめ付ける。駆動部の駆動力の変更により各工程に対応することができるので、工程毎に設備や治具を代えたりする等の段取り替え作業が不要であり、効率良く軸部材ユニットの組立が行える。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、圧入工程において、圧入荷重と圧入変位との関係に基づいて圧入工程の異常を検出することができる。
請求項３の発明では、かしめ工程において、かしめ荷重とかしめ変位との関係に基づいて、かしめ工程の異常を検出することができる。
請求項４に記載の発明では、押圧ヘッドの圧入時駆動力を用いて、リングを塑性変形させることなく、リングを介して内輪を位置決めされる位置まで軸部材に外嵌圧入する。また、押圧ヘッドのかしめ時駆動力を用いて、リングに塑性変形荷重以上の縮径力を与えて、リングの一部を軸部材の外周溝にかしめ付ける。このため、共通の組立装置において共通の押圧ヘッドを用いて、圧入工程とかしめ工程とを実施することができる。したがって、工程毎に設備や治具を代えたりする等の段取り替え作業が不要となり、効率良く軸部材ユニットの組立が行える。
【００１３】
請求項５に記載の発明では、外周面に内輪およびリングを仮保持した仮保持部材の端面が軸部材と当接する状態で軸部材側に弾性付勢されている。軸部材に押された仮保持部材が押圧ヘッド内に後退するに伴って、押圧ヘッドの内周テーパ部によって、容易に、リングを介して内輪を軸部材に外嵌圧入し、またリングの一部を軸部材にかしめ付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態の組立方法により組み立てられた軸部材ユニットの概略断面図である。
【図２】図２は、組立前の軸部材ユニットの分解断面図である。
【図３】図３は、軸部材ユニットの組立装置の概略断面図である。
【図４】図４（ａ）は、組立装置の仮保持部材に軸受およびリングが仮保持された状態を示す組立装置の概略断面図である。図４（ｂ）は、仮保持部材の周辺の構造の拡大断面図である。
【図５】図５は、仮保持部材に仮保持された軸受と同軸的にピニオンシャフトが支持された状態を示す組立装置の概略断面図である。
【図６】図６は、軸受をピニオンシャフトに圧入する圧入工程の準備段階を示す組立装置の概略断面図である。
【図７】図７は、圧入工程の開始直前の段階を示す組立装置の概略断面図である
【図８】図８は、圧入工程の終了段階を示す組立装置の概略断面図である。
【図９】図９（ａ）は、軸受の内輪が軸部材の内輪嵌合部に嵌合される直前の状態を示す圧入工程の説明図である。図９（ｂ）は、内輪が軸部材の位置決め段部に当接されて圧入が完了した状態を示す圧入工程の説明図である。図９（ｃ）は、圧入工程において、押圧ヘッドの内周テーパ部による力変換を説明する説明図である。
【図１０】圧入工程において検出された圧入変位と圧入荷重との関係を示すグラフ図である。
【図１１】図１１は、リングのかしめ工程の準備段階を示す組立装置の概略断面図である。
【図１２】図１２は、かしめ工程の終了段階を示す組立装置の概略断面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、リングのかしめが完了した状態を示すかしめ工程の説明図である。図１３（ｂ）は、かしめ工程において、押圧ヘッドの内周テーパ部による力変換を説明する説明図である。
【図１４】図１４は、検出されたかしめ変位とかしめ荷重との関係を示すグラフ図である。
【図１５】図１５は、ノックアウト工程の終了段階を示す組立装置の概略断面図である。
【図１６】本発明の別の実施形態の圧入工程の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に従って説明する。
図１は、本発明の組立方法により組み立てられた軸部材ユニットＵの概略断面図である。図２（ａ）は、軸部材ユニットＵの分解断面図であり、軸部材ユニットＵの組立前の状態を示している。図２（ｂ）は、軸部材の要部の拡大断面図である。
図１および図２（ａ）に示すように、軸部材ユニットＵは、ピニオンシャフトからなる軸部材１と、軸受２と、リング３とを含む。軸部材１は、中心軸線ＣＣを有しており、中心軸線方向Ｘ１の第１端部１ａと、第１端部１ａの反対側に配置された第２端部１ｂとを含む。第１端部１ａは、軸部材１の残りの部分よりも小径とされた細軸部１１を構成している。
【００１６】
軸部材１の外周面１ｃは、細軸部１１側から、ピニオン歯部１２と、第１端部１ａ側に向く第１位置決め段部１３と、第２端部１ｂ側に向く第２位置決め段部１４と、内輪嵌合部１５と、外周溝１６とを順に有している。
また、第１端部１ａの端面である第１端面１ｄには、軸部材１の中心軸線ＣＣを中心とする円孔からなる第１中心孔１７が開口されている。第２端部１ｂの端面である第２端面１ｅには、軸部材１の中心軸線ＣＣを中心とする円孔からなる第２中心孔１８が開口されている。
【００１７】
これら第１中心孔１７および第２中心孔１８は、組立時において、軸部材１をセンタリングするために用いられるセンタリング孔として機能する。具体的には、センタリングに際して、第１中心孔１７の開口縁部１７ａが、対応する上側センタリングロッド６１の先端部６１ａの先細り状のテーパ部６１ｂと係合される（図７を参照）。
また、図１および図２（ａ）に示すように、第２中心孔１８は、第２端面１ｅに開口するガイド孔部１８ａと、ガイド孔部１８ａの底部に開口するセンタリング孔部１８ｂとを含む。センタリングに際して、センタリング孔部１８ｂの入口の開口縁部１８ｃが、対応する下側センタリングロッド５２の先端部５２ａの先細り状のテーパ部５２ｃと係合される（図８を参照）。
【００１８】
図２（ｂ）に示すように、外周溝１６の内面は、第１端部１ａ側の第１傾斜部１６ａと、第２端部１ｂ側の第２傾斜部１６ｂとを含む。第１傾斜部１６ａおよび第２傾斜部１６ｂは、中心軸線ＣＣに対して互いに逆向きに傾斜している。中心軸線ＣＣに対する第１傾斜部１６ａの傾斜角度θ１は、中心軸線ＣＣに対する第２傾斜部１６ｂの傾斜角度θ２よりも小さくされている。
【００１９】
図１および図２（ａ）に示すように、軸受２は、内輪２１と、外輪２２と、玉２３とを含む。内輪２１は、一端面２１ａと、他端面２１ｂとを含む。図１に示すように、内輪２１は、一端面２１ａが、第２位置決め段部１４に当接する状態で、内輪嵌合部１５に外嵌圧入されている。
内輪嵌合部１５は、外嵌された内輪２１に対して締め代を有して嵌合する（すなわち、タイトフィットとなる）外径寸法に設定されている。一方、軸部材１の外周溝１６よりも第２端部１ｂ側の外周面１ｃの部分は、内輪２１に対して隙間嵌め（ルーズフィット）となる外径寸法に設定されている。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、リング３は、筒状部３１と、外向フランジ３２とを含む。筒状部３１は、軸方向の一端部３１ａと、他端部３１ｂと、外周面３１ｃと、内周面３１ｄとを有している。外向フランジ３２は、筒状部の一端部３１ａから径方向の外向きに延設された環状フランジである。
図２（ａ）に示すように、かしめ前（塑性変形前）の状態のリング３においては、筒状部３１の内周面３１ｄは、円筒面に形成されている。筒状部３１の外周面３１ｃは、他端部３１ｂ側が小径となるようにテーパ面に形成されている。
【００２１】
図１に示すように、軸部材ユニットＵの組立状態では、リング３の外向フランジ３２が内輪２１の他端面２１ｂに当接する状態で、リング３の筒状部３１が、その内周面３１ｄが外周溝１６の第１傾斜部１６ａに沿うようにして、外周溝１６内にかしめ付けられている。
次いで、図１の軸部材ユニットＵの組立に用いられる軸部材ユニットの組立装置４０（以下では、単に組立装置４０とも言う）を説明する。
【００２２】
図３に示すように、組立装置４０は、ベース４１と、昇降台４２と、昇降駆動部４３と、下治具５０と、上治具６０と、ノックアウト機構９０と、制御部１００とを含む。制御部１００は、昇降駆動部４３およびノックアウト機構９０の動作を主に制御する。
ベース４１は、載置面に載置された板部材であり、鉛直な基準軸線Ｃ１を有している。図示していないが、上治具６０は、ベース４１の上面４１ａから立設されたフレーム（図示せず）によって、下治具５０の上方から退避できるように支持されている。
【００２３】
上治具６０は、支持機構としての上側センタリングロッド６１と、上治具本体部６２と、付勢部材６３と、受け部６４とを含む。上側センタリングロッド６１は、基準軸線Ｃ１を中心とする円柱状部材である。上側センタリングロッド６１の先端部６１ａの外周面は、基準軸線Ｃ１を中心とする円錐台状に先細るテーパ部６１ｂに形成されている。
上治具本体部６２は、円筒状部材であり、上側センタリングロッド６１を基準軸線Ｃ１に沿って移動可能に収容支持している。上側センタリングロッド６１の先端部６１ａ側の部分が、上治具本体部６２から下治具５０側へ突出している。付勢部材６３は、上治具本体部６２内に収容され、上側センタリングロッド６１を下治具５０側に向けて付勢する、例えば圧縮コイルばねである。
【００２４】
受け部６４は、上側センタリングロッド６１の突出部分を隙間を設けて取り囲む筒状突起からなる。図７に示すように、受け部６４は、軸部材１の外周面１ｃに第１端部１ａ側から外嵌されたカラー６５の一端６５ａを受ける。カラー６５の他端６５ｂは、軸部材１の第１位置決め段部１３に当接される。受け部６４は、下治具５０側から軸部材１に与えられる押圧荷重（押し上げ荷重）をカラー６５を介して受ける機能を果たす。
【００２５】
図３に示すように、昇降台４２は、ベース４１と平行な水平板からなり、上面４２ａと、下面４２ｂとを含む。昇降駆動部４３は、ベース４１と昇降台４２との間に介在する例えば直動形のサーボモータからなる。昇降駆動部４３は、モータ本体４３ａと、駆動ロッド４３ｂとを含む。モータ本体４３ａは、ベース４１の上面４１ａに固定されている。駆動ロッド４３ｂは、モータ本体４３ａから昇降台４２側へ突出しており、モータ本体４３ａから伸縮される。駆動ロッド４３ｂの先端部は昇降台４２の下面４２ｂに連結されており、駆動ロッド４３ｂの伸縮に伴って、昇降台４２が昇降される。
【００２６】
昇降駆動部４３は、駆動ロッド４３ｂのストローク位置を検出する変位センサ４４と、駆動ロッド４３ｂの負荷荷重を検出する荷重センサ４５とを含む。荷重センサ４５は、例えば昇降駆動部４３に内蔵されたロードセルである。変位センサ４４および荷重センサ４５は、制御部１００に接続されている。変位センサ４４により検出されたストローク位置と荷重センサ４５により検出された負荷荷重とは、制御部１００に入力される。
【００２７】
また、制御部１００は、圧入工程において前記入力されたストローク位置および負荷荷重に基づいて、圧入変位と圧入荷重を検出し、これら圧入変位と圧入荷重との関係に基づいて、圧入工程の異常を判定する機能を有する。また、制御部１００は、かしめ工程において前記入力されたストローク位置および負荷荷重に基づいて、かしめ変位とかしめ荷重を検出し、これらかしめ変位とかしめ荷重との関係に基づいて、かしめ工程の異常を判定する機能を有する。
【００２８】
制御部１００には、圧入工程およびかしめ工程の異常を報知する異常報知部１０１（例えば報知音を発したり、報知ランプを点灯させたりするもの）が接続されている。制御部１００は、各工程での判定結果に基づいて異常報知部１０１に信号を出力し、異常報知部１０１に異常を報知させる。
下治具５０は、下治具本体部５１と、押圧ヘッド７０と、仮保持部材８０と、支持機構としての下側センタリングロッド５２と、第１付勢部材５３と、第２付勢部材５４とを含む。
【００２９】
下治具本体部５１は、基準軸線Ｃ１を中心とする円筒状の部材であり、昇降台４２の上面４２ａに固定されている。下治具本体部５１は、基準軸線Ｃ１と同心の貫通孔５１ａと、上端面５１ｂと、下端面５１ｃとを含む。
押圧ヘッド７０は、下治具本体部５１の上端部に固定された筒状（環状）の部材であり、基準軸線Ｃ１と同心に配置されている。押圧ヘッド７０は、上端面７１ａおよび下端面７１ｂを有するヘッド本体部７１と、インロー部７２と、貫通孔７３と、内周テーパ部７４と、外周面７５と、フランジ部７６とを含む。
【００３０】
インロー部７２は、ヘッド本体部７１の下端面７１ｂから昇降台４２側へ突出する筒状突起であり、基準軸線Ｃ１と同心に形成されている。インロー部７２は、下治具本体部５１の貫通孔５１ａの上端の開口部の縁部にインロー嵌合されている。
貫通孔７３は、基準軸線Ｃ１と同心の孔であり、ヘッド本体部７１の上端面７１ａおよびインロー部７２を貫通する。貫通孔７３は、上端面７１ａにおいて開口部７３ａで開口する。内周テーパ部７４は、開口部７３ａの縁部に面取り状に形成される。内周テーパ部７４は、上向きに開く円錐台状に形成されている［図９（ａ）も参照］。
【００３１】
図３に示すように、フランジ部７６は、ヘッド本体部７１の下端部の外周面７５から外向きに延設されている。フランジ部７６は、下治具本体部５１の上端面５１ｂにねじにより締結されている。
仮保持部材８０は、主部材８１と、ばね座部材８２とを含む。主部材８１は、基準軸線Ｃ１と同心の円筒状の部材である。主部材８１は、第１端部８１ａと、第２端部８１ｂと、案内孔８３と、外周面８４と、ストッパ８５とを含む。第１端部８１ａは、上治具６０側に配置され、第２端部８１ｂは、昇降台４２側に配置される。第１端部８１ａは、軸部材１の第２端面１ｅに当接される端面８１ｃを含む（図７を参照）。
【００３２】
図３に示すように、案内孔８３は、主部材８１の第１端部８１ａから第２端部８１ｂまで貫通されている。案内孔８３は、第１端部８１ａに設けられた第１開口部８３ａと、第２端部８１ｂに設けられた第２開口部８３ｂとを含む。ばね座部材８２は、案内孔８３の第２開口部８３ｂに嵌合され、ねじ８６により主部材８１と固定されている。
第１付勢部材５３は、ばね座部材８２と昇降台４２の上面４２ａとの間に介在しており、仮保持部材８０を上治具６０側に弾性的に付勢している。主部材８１のストッパ８５は、主部材８１の第２端部８１ｂにおいて外周面８４に設けられた拡径部である。ストッパ８５は、押圧ヘッド７０のインロー部７２と当接することにより、仮保持部材８０が、押圧ヘッド７０の貫通孔７３から抜脱されないようにする。
【００３３】
下側センタリングロッド５２は、基準軸線Ｃ１を中心とする円柱状の部材である。下側センタリングロッド５２は、案内孔８３の第１開口部８３ａ内に挿通され、第１開口部８３ａの内周面によって、基準軸線Ｃ１に沿って移動可能に支持される。
下側センタリングロッド５２は、先端部５２ａと、基端部５２ｂとを含む。下側センタリングロッド５２の先端部５２ａは、第１開口部８３ａから上治具６０側へ突出している。先端部５２ａの外周面は、基準軸線Ｃ１を中心とする円錐台状に先細るテーパ部５２ｃに形成されている。
【００３４】
下側センタリングロッド５２の基端部５２ｂには、外径が拡径されたストッパ部５２ｄが設けられている。ストッパ部５２ｄは、案内孔８３において第１開口部８３ａに隣接して設けられた環状段部８３ｃに当接することにより、下側センタリングロッド５２が、仮保持部材８０の案内孔８３から抜脱されないようにする。
第２付勢部材５４は、案内孔８３内に収容されている。第２付勢部材５４は、下側センタリングロッド５２のストッパ部５２ｄと仮保持部材８０のばね座部材８２との間に介在している。第２付勢部材５４は、仮保持部材８０に対し下側センタリングロッド５２を上治具６０側（下側センタリングロッド５２が仮保持部材８０から突出する方向）に弾性的に付勢する。
【００３５】
ノックアウト機構９０は、ノックアウト用のスライダ９１と、ノックアウト駆動部９２とを含む。スライダ９１は、昇降台４２の上面４２ａに沿って水平方向にスライド移動されることにより、下治具本体部５１の側面を貫通するガイド孔５１ｄを通して貫通孔５１ａ内に進退される。スライダ９１は、先端部９１ａと、基端部９１ｂと、被案内面９３と、ノックアウト面９４とを含む。先端部９１ａは、貫通孔５１ａ側に配置される。基端部９１ｂはノックアウト駆動部９２側に配置される。
【００３６】
被案内面９３は、昇降台４２の上面４２ａに沿う平坦面からなる。ノックアウト面９４は、被案内面９３の反対側の面である。ノックアウト面９４は、カム部９４ａと、保持部９４ｂとを含む。カム部９４ａは、先端部９１ａから基端部９１ｂに向かうにしたがって、被案内面（昇降台４２の上面４２ａ）からの高さが次第に高くなる傾斜面からなる。保持部９４ｂは、カム部９４ａと連続し前記高さが一定である平坦面からなる。
【００３７】
ノックアウト駆動部９２は、例えば油圧シリンダからなる。ノックアウト駆動部９２は、シリンダ９２ａと、駆動ロッド９２ｂとを含む。シリンダ９２ａは、昇降台４２に固定されたフレーム（図示せず）に固定される。駆動ロッド９２ｂは、シリンダ９２ａから突出しており、シリンダ９２ａから伸縮される。駆動ロッド９２ｂの先端部は、スライダ９１の基端部９１ｂに連結されており、駆動ロッド９２ｂの伸縮に伴って、スライダ９１がスライド駆動される。
【００３８】
図示していないが、ノックアウト機構９０では、第１付勢部材５３との干渉を避けるように、一対のスライダ９１が設けられている。一対のスライダ９１の間に、第１付勢部材５３の端部が配置される。また、ノックアウト機構９０では、一対のスライダ９１を各別に駆動する一対のノックアウト駆動部９２が設けられている。
次いで、図４〜図１５に基づいて、組立方法を説明する。図４〜図７は、圧入工程の前の準備工程を順次に示している。
【００３９】
まず、図４（ａ）に示すように、仮保持部材８０によって軸受２およびリング３を仮保持する。具体的には、仮保持部材８０の第１端部８１ａが、押圧ヘッド７０から突出しており、その第１端部８１ａの外周面８４に、リング３および軸受２（内輪２１）が外嵌されて、仮保持される。
図４（ｂ）に示すように、仮保持されたリング３の筒状部３１の他端部３１ｂの外周縁部３１ｅが、押圧ヘッド７０のヘッド本体部７１の上端面７１ａに開口する開口部７３ａの縁部に形成された内周テーパ部７４に当接されて受けられる。
【００４０】
次いで、図５に示すように、上治具６０を下治具５０の上方位置から退避させて、軸部材１を支持機構としての下側センタリングロッド５２に上方から装着する。具体的には、下側センタリングロッド５２が軸部材１の第２中心孔１８に挿通される状態で、下側センタリングロッド５２によって軸部材１が支持される。
また、軸部材１の外周面１ｃに第１端部１ａ側からカラー６５が外嵌される。カラー６５は、ピニオン歯部１２を覆う状態で、カラー６５の他端６５ｂが軸部材１の第１位置決め段部１３によって受けられる。軸部材１に対するカラーの６５の装着は、下側センタリングロッド５２によって軸部材１を支持する前であってもよいし、軸部材１を支持した後であってもよい。
【００４１】
次いで、図６に示すように、上治具６０を下側センタリングロッド５２により支持された軸部材１の上方位置に復帰させる。
次いで、図７に示すように、昇降駆動部４３の駆動ロッド４３ｂを伸長させることで、下治具５０およびノックアウト機構９０を昇降台４２とともに上昇させる。これにより、軸部材１の第１中心孔１７に、支持機構としての上側センタリングロッド６１が挿通される状態で、上側センタリングロッド６１によって、軸部材１の第１端部１ａが支持される。
【００４２】
その結果、支持機構としての上側センタリングロッド６１および下側センタリングロッド５２によって支持された軸部材１の中心軸線ＣＣが、組立装置４０の基準軸線Ｃ１に一致される。すなわち、軸部材１が、仮保持部材８０（主部材８１）、仮保持部材８０に仮保持された軸受２およびリング３、並びに押圧ヘッド７０と同心に配置されることになる。また、仮保持部材８０の主部材８１の第１端部８１ａの端面８１ｃが、軸部材１の第２端面１ｅと当接される。
【００４３】
次いで、図８は、圧入工程を示している。昇降駆動部４３の駆動ロッド４３ｂを伸長させることで、下治具５０およびノックアウト機構９０を昇降台４２とともに上昇させる。これにより、押圧ヘッド７０を軸部材１の中心軸線方向Ｘ１に移動させ、図９（ａ）に示すように、押圧ヘッド７０の内周テーパ部７４によって、内輪２１の他端面２１ｂに当接されたリング３を介して内輪２１を中心軸線方向Ｘ１に押圧する。そして、図９（ｂ）に示すように、内輪２１の一端面２１ａが軸部材１の外周面１ｃの第２位置決め段部１４に直接位置決めされるまで、内輪２１が軸部材１に外嵌圧入される。
【００４４】
圧入工程において、駆動部４３から押圧ヘッド７０に与えられる中心軸線方向Ｘ１の圧入時駆動力Ｆ１は、図９（ｃ）に示すように、リング３の筒状部３１の他端部３１ｂの外周縁部３１ｅに当接する内周テーパ部７４の働きで、リングの筒状部３１を縮径させる圧入時縮径力Ｇ１に変換される。圧入時縮径力Ｇ１が、リング３の筒状部３１の塑性変形荷重よりも小さくなるように、圧入時駆動力Ｆ１が設定されている。このため、図９（ｂ）に示すように、筒状部３１が縮径側へ塑性変形することなく（すなわち筒状部３１が外周溝１６にかしめ付けられることなく）、リング３によって内輪２１を第２位置決め段部１４に当接する位置まで圧入することができる。
【００４５】
圧入工程では、荷重センサ４５で検出された駆動部４３の負荷荷重に基づいて内輪２１の圧入荷重が検出される。また、変位センサ４４で検出された駆動部４３（駆動ロッド４３ｂ）の変位に基づいて内輪２１の圧入変位（移動変位）が検出される。制御部１００では、検出された圧入荷重と検出された圧入変位との関係に基づいて圧入工程の異常を判定する。
【００４６】
具体的には、図９（ｂ）および、圧入変位と圧入荷重との関係を示す図１０を参照して、内輪２１の一端面２１ａ側の内周面が内輪嵌合部１５に達する（図１０において位置Ｐ１に相当）と、内輪２１が一端面２１ａ側の部分から拡径され始めるため、位置Ｐ１を境にして圧入変位の増加に対して圧入荷重が急峻に立ち上がる。さらに圧入変位が増加して、内輪２１の一端面２１ａが第２位置決め段部１４に当接して、圧入変位が変化しなくなる位置（図１０において位置Ｐ２に相当）で、制御部１００が、駆動部４３の駆動を停止する。
【００４７】
制御部１００では、圧入変位の増加に対して圧入荷重の急峻な立ち上がりが検出されないとき（図１０において破線で示す）に、圧入工程の異常を判定する。
位置Ｐ１での荷重が圧入開始荷重Ｗ１であり、位置Ｐ２での荷重が圧入終了荷重Ｗ２である。制御部１００では、検出された圧入荷重と圧入変位との関係に基づいて、圧入開始荷重Ｗ１と、圧入終了荷重Ｗ２（最大圧入荷重に相当）とを求める。制御部１００では、求められた圧入開始荷重Ｗ１が、予め記憶している許容荷重範囲を逸脱するときに、圧入工程の異常を判定する。また、求められた圧入終了荷重Ｗ２が、予め記憶している許容荷重範囲を逸脱するときに、圧入工程の異常を判定する。
【００４８】
次いで、図１１は、かしめ工程の準備段階を示している。昇降駆動部４３が駆動ロッド４３ｂを短縮させて、押圧ヘッド７０を所定量下降させて、リング３から離隔させる。これにより、圧入荷重が解放されるとともに、圧入工程で制御部１００に入力された入力値（変位や荷重等）、制御部１００で演算された演算値（変位や荷重等）がリセットされて、かしめ工程の準備が完了する。
【００４９】
次いで、かしめ工程では、図１２に示すように、昇降駆動部４３が駆動ロッド４３ｂを伸長させて、押圧ヘッド７０を上昇させる。上昇された押圧ヘッド７０の内周テーパ部７４が、リング３を第２位置決め段部１４に位置決めされた内輪２１側へ中心軸線方向Ｘ１に押圧する。
具体的には、図１３（ａ）に示すように、押圧ヘッド７０のヘッド本体部７１の上端面７１ａが、リング３の外向フランジ３２に当接する位置まで、押圧ヘッド７０が上昇される。この上昇に伴って、押圧ヘッド７０は、その内周テーパ部７４がリング３の筒状部３１の外周面３１ｃに沿い、且つ筒状部３１の内周面３１ｄが軸部材１の外周溝１６の第１傾斜部１６ａに沿うように、筒状部３１の一部を縮径させて塑性変形させる。これにより、内周テーパ部７４が、筒状部３１の一部を外周溝１６にかしめ固定する。これにより、軸部材ユニットＵの組立が完了する。
【００５０】
かしめ工程において、駆動部４３から押圧ヘッド７０に与えられる中心軸線方向Ｘ１のかしめ時駆動力Ｆ２は、図１３（ｂ）に示すように、内周テーパ部７４の働きで、リングの筒状部３１を縮径させるかしめ時縮径力Ｇ２に変換される。かしめ時縮径力Ｇ２が、リング３の筒状部３１の塑性変形荷重よりも大きくなるように、かしめ時駆動力Ｆ２が設定されている。
【００５１】
前述した圧入工程における圧入時駆動力Ｆ１が、例えば１〜７ＫＮに設定されるのに対して、かしめ工程におけるかしめ時駆動力Ｆ２は、例えば７０ＫＮ以上に設定される。
かしめ工程では、荷重センサ４５で検出された駆動部４３の負荷荷重に基づいて、中心軸線方向Ｘ１に関するリング３の筒状部３１のかしめ荷重が検出される。また、変位センサ４４で検出された駆動部４３（駆動ロッド４３ｂ）の変位に基づいて、中心軸線方向Ｘ１の押圧ヘッド７０の変位に相当するかしめ変位が検出される。制御部１００では、検出されたかしめ荷重と検出されたかしめ変位との関係に基づいてかしめ工程の異常を判定する。
【００５２】
具体的には、図１３（ａ）および、かしめ変位とかしめ圧入荷重との関係を示す図１４を参照して、上昇された押圧ヘッド７０の内周テーパ部７４が、リング３の筒状部３１の他端部３１ｂの外周縁部３１ｅに当接して、筒状部３１を縮径させ始める（図１４における位置Ｐ３に相当）と、位置Ｐ３を境にして、かしめ変位の増加に対してかしめ荷重が急峻に立ち上がる。さらに、かしめ変位が増加して、押圧ヘッド７０のヘッド本体部７１の上端面７１ａが、リング３の外向フランジ３２に当接して、かしめ変位が変化しなくなる位置（図１４における位置Ｐ４に相当）で、制御部１００が、駆動部４３の駆動を停止する。
【００５３】
制御部１００では、かしめ変位の増加に対してかしめ荷重の急峻な立ち上がりが検出されないとき（図１４において破線で示す）に、かしめ工程の異常を判定する。
位置Ｐ３での荷重がかしめ開始荷重Ｗ３であり、位置Ｐ４での荷重がかしめ終了荷重Ｗ４である。制御部１００では、検出されたかしめ荷重とかしめ変位との関係に基づいて、かしめ開始荷重Ｗ３と、かしめ終了荷重Ｗ４（最大かしめ荷重に相当）とを求める。制御部１００では、求められたかしめ開始荷重Ｗ３が、予め記憶している許容荷重範囲を逸脱するときに、かしめ工程の異常を判定する。また、求められたかしめ終了荷重Ｗ４が、予め記憶している許容荷重範囲を逸脱するときに、かしめ工程の異常を判定する。
【００５４】
図１３（ａ）に示すかしめ完了状態では、押圧ヘッド７０の内周テーパ部７４と外周溝１６との間に、リング３の筒状部３１がかしめられて強く嵌まり込んだ状態にある。このため、筒状部３１と内周テーパ部７４とを離隔させるべく、図１５に示されるノックアウト工程が実施される。
具体的には、上治具６０を離隔させた状態で、ノックアウト機構９０のノックアウト駆動部９２が駆動ロッド９２ｂを伸長させてスライダ９１を下治具本体部５１の貫通孔５１ａ内に進出させる。スライダ９１の進出に伴って、スライダ９１のノックアウト面９４が、傾斜状のカム部９４ａで仮保持部材８０の主部材８１の第２端部８１ｂ（下端部）を徐々に押し上げた後、水平な保持部９４ｂで仮保持部材８０の主部材８１の第２端部８１ｂを受けて仮保持部材８０の位置を保持する。
【００５５】
仮保持部材８０の主部材８１の第１端部８１ａ（上端部）の端面８１ｃは、軸部材１の第２端面１ｅに当接しているため、ノックアウト面９４で押し上げられた仮保持部材８０が、軸部材１を押圧ヘッド７０に対して押し上げる。これにより、軸部材１とともに上昇したリング３の筒状部３１が、押圧ヘッド７０の内周テーパ部７４から上方に離隔される（ノックアウトされる）。これにより、下治具５０から、軸部材ユニットＵを取り外すことが可能となる。
【００５６】
本実施形態の組立方法によれば、圧入工程では、図９（ａ），（ｂ）に示すように、軸部材１の中心軸線方向Ｘ１に駆動される押圧ヘッド７０の内周テーパ部７４が、リング３を塑性変形させることなく、リング３を介して内輪２１を位置決めされる位置まで軸部材１に外嵌圧入する。また、かしめ工程では、図１３（ａ）に示すように、押圧ヘッド７０の内周テーパ部７４が、リング３を内輪２１側へ押すときに、図１３（ｂ）に示すように、リング３に塑性変形荷重以上の縮径力（かしめ時縮径力Ｇ２）を与えて、リング３の一部を縮径側に塑性変形させて軸部材１の外周溝１６にかしめ付ける。
【００５７】
押圧ヘッド７０を駆動する駆動部（昇降駆動部４３）の駆動力の変更により各工程（圧入工程およびかしめ工程）に対応することができるので、工程毎に設備や治具を代えたりする等の段取り替え作業が不要であり、効率良く軸部材ユニットＵの組立が行える。
また、圧入工程において、圧入荷重と圧入変位との関係（図１０参照）に基づいて圧入工程の異常を検出することができる。
【００５８】
また、かしめ工程において、かしめ荷重とかしめ変位との関係（図１４参照）に基づいて、かしめ工程の異常を検出することができる。
また、本実施形態の組立装置４０によれば、図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、押圧ヘッド７０の圧入時駆動力Ｆ１を用いて、リング３を塑性変形させることなく、リング３を介して内輪２１を位置決めされる位置まで軸部材１に外嵌圧入する。また、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、押圧ヘッド７０のかしめ時駆動力Ｆ２を用いて、リング３に塑性変形荷重以上の縮径力（かしめ時縮径力Ｇ２）を与えて、リング３の一部を軸部材１の外周溝１６にかしめ付ける。
【００５９】
このため、共通の組立装置４０において共通の押圧ヘッド７０を用いて、圧入工程とかしめ工程とを実施することができる。したがって、工程毎に設備や治具を代えたりする等の段取り替え作業が不要となり、効率良く軸部材ユニットＵの組立が行える。
また、組立装置４０では、図７に示すように、外周面８４に内輪２１およびリング３を仮保持した仮保持部材８０の端面（主部材８１の端面８１ｃに相当）が、軸部材１と当接する状態で、付勢部材５３によって、軸部材１側に弾性付勢されている。このため、図８に示すように、軸部材１に押された仮保持部材８０が環状の押圧ヘッド７０内に後退するに伴って、図９（ｂ）に示すように、押圧ヘッド７０の内周テーパ部７４によって、容易に、リング３を介して内輪２１を軸部材１に外嵌圧入し、また、図１３（ａ）に示すように、リング３の一部を軸部材１にかしめ付けることができる。
【００６０】
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、前記実施形態では、圧入工程において、図９（ｂ）に示すように、内輪２１が軸部材１の第２位置決め段部１４に直接、位置決めされる。これに代えて、図１６に示すように、内輪２１が、例えばウォームホイール等のギヤ部材からなる介在部材２００を介して、軸部材１の第２位置決め段部１４に位置決めされるものであってもよい。その他、本発明は、特許請求の範囲記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００６１】
１…軸部材、１ｃ…外周面、２…軸受、３…リング、１４…第２位置決め段部、１５…内輪嵌合部、１６…外周溝、１７…第１中心孔、１８…第２中心孔、２１…内輪、２１ａ…一端面、２１ｂ…他端面、２２…外輪、２３…玉、３１…筒状部、３１ａ…一端部、３１ｂ…他端部、３１ｃ…外周面、３１ｄ…内周面、３１ｅ…外周縁部、３２…外向フランジ、４０…組立装置、４２…昇降台、４３…昇降駆動部、４４…変位センサ、４５…荷重センサ、５０…下治具、５２…下側センタリングロッド（支持機構）、５３…第１付勢部材、６０…上治具、６１…上側センタリングロッド（支持機構）、７０…押圧ヘッド、７１…ヘッド本体部、７１ａ…上端面（押圧ヘッドの端面）、７３…貫通孔、７３ａ…開口部、７４…内周テーパ部、８０…仮保持部材、８１…主部材、８１ｃ…端面（仮保持部材の端面）、８４…外周面、１００…制御部、１０１…異常報知部、２００…ウォームホイール（介在部材）、Ｆ１…圧入時駆動力、Ｆ２…かしめ時駆動力、Ｇ１…圧入時縮径力、Ｇ２…かしめ時縮径力、Ｕ…軸部材ユニット、Ｘ１…中心軸線方向
【図１】
2018194155.tif 000003
【図２】
2018194155.tif 000004
【図３】
2018194155.tif 000005
【図４】
2018194155.tif 000006
【図５】
2018194155.tif 000007
【図６】
2018194155.tif 000008
【図７】
2018194155.tif 000009
【図８】
2018194155.tif 000010
【図９】
2018194155.tif 000011
【図１０】
2018194155.tif 000012
【図１１】
2018194155.tif 000013
【図１２】
2018194155.tif 000014
【図１３】
2018194155.tif 000015
【図１４】
2018194155.tif 000016
【図１５】
2018194155.tif 000017
【図１６】
2018194155.tif 000018