JP2017196708A - 圧入治具 - Google Patents

Abstract

【課題】環状プレートの第２円筒面を環状部材の第１円筒面の周りに適正に圧入嵌合する。【解決手段】本発明の一態様によれば、環状部材１に環状プレート３を同軸に圧入嵌合するための圧入治具４０が提供される。環状部材は固定軸２の周りに同軸に固定され、固定軸はその前端面に中心穴６を同軸に有する。環状部材は、その前端面に第１円筒面８を同軸に有し、環状プレートは、その中心部に第２円筒面１０を同軸に有し、圧入治具は、第２円筒面を第１円筒面の周りに同軸に圧入嵌合するよう適用される。圧入治具は、固定軸の中心穴に挿入される芯決めピン４１と、芯決めピンの周りに嵌合されるガイド軸４２と、ガイド軸の周りに軸方向スライド可能に配置され、環状プレートにおける第２円筒面の周囲部分１０Ｃを押圧するように構成された圧入具４３とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は圧入治具に係り、特に、環状部材に環状プレートを同軸に圧入嵌合するための圧入治具に関する。

例えば車両用変速機の構成部品であるハブ等の環状部材に、環状プレートを同軸に圧入嵌合する場合がある。特に、環状部材の前端面に同軸に形成された第１円筒面の周りに、環状プレートの中心部に同軸に形成された第２円筒面を同軸に圧入嵌合する場合がある。

特開２０１４−４６４１５号公報

一般に、かかる圧入嵌合は、単に環状プレートを環状部材に向かって押圧することによって行われる。しかしこれだと、第２円筒面が第１円筒面に斜めに嵌合され、適正に嵌合されず、後に環状プレートが外れてしまうなどの不具合が生じる虞がある。

そこで本発明は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、環状プレートの第２円筒面を環状部材の第１円筒面の周りに適正に圧入嵌合することができる圧入治具を提供することにある。

本発明の一の態様によれば、
環状部材に環状プレートを同軸に圧入嵌合するための圧入治具であって、
前記環状部材は固定軸の周りに同軸に固定され、前記固定軸は、その軸方向前方に位置する前端面に中心穴を同軸に有し、
前記環状部材は、その前端面に第１円筒面を同軸に有し、
前記環状プレートは、その中心部に第２円筒面を同軸に有し、
前記圧入治具は、前記第２円筒面を前記第１円筒面の周りに同軸に圧入嵌合するよう適用され、
前記圧入治具は、
前記固定軸の前記中心穴に挿入される芯決めピンと、
前記芯決めピンの周りに嵌合されるガイド軸と、
前記ガイド軸の周りに軸方向スライド可能に配置され、前記環状プレートにおける前記第２円筒面の周囲の部分を押圧するように構成された圧入具と、を備える
ことを特徴とする圧入治具が提供される。

好ましくは、前記中心穴が、前記固定軸の機械加工時に形成されるセンタ穴である。

好ましくは、前記圧入具は、前記ガイド軸に離脱不能に連結されると共に、前記ガイド軸に対し伸縮可能に連結され、
前記圧入治具は、前記圧入具を伸長方向に付勢する付勢部材を有する。

好ましくは、前記環状部材は、車両用変速機のハブであり、前記固定軸は、前記車両用変速機の回転軸である。

本発明によれば、環状プレートの第２円筒面を環状部材の第１円筒面の周りに適正に圧入嵌合することができる。

ハブ、カウンタ軸および環状プレートを示す斜視図である。 ハブ、カウンタ軸、環状プレートおよび圧入治具を示す断面図である。 図２の詳細を示す断面図である。 比較例を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

図１に、本実施形態に係る圧入治具の適用対象である環状部材と環状プレートを示す。本実施形態において、環状部材は車両用変速機（図示せず）の構成部品としてのハブ（クラッチハブ）１である。ハブ１は、同じく車両用変速機の構成部品である回転軸、本実施形態ではカウンタ軸２の周りに予め同軸に固定されている。このハブ１に環状プレート３が同軸に圧入嵌合される。

車両用変速機は車両用手動変速機である。かかる変速機には様々な環状部材と回転軸があり、そのいずれにも本発明は適用可能である。例えば回転軸は、入力軸または出力軸であってもよい。また例えば環状部材は、入力軸に固定されるギア、カウンタ軸に固定されるギア、または出力軸に固定されるギアであってもよい。

本実施形態において、カウンタ軸２は組立中の変速機に既に組み付けられており、適宜な手段で空間に対し移動しないよう固定されている。この意味でカウンタ軸２は特許請求の範囲にいう固定軸をなす。もっとも本発明は、固定軸が空間に対し単独で固定されている場合にも適用可能である。

カウンタ軸２の中心軸Ｃ２を基準とし、中心軸Ｃ２に沿った方向を「軸方向」という。軸方向の一端側（図１の上側）を「前」、他端側（図１の下側）を「後」とする。但しこの前後方向は説明のため便宜上定めたものに過ぎず、必ずしも実際の使用状況と一致しない。本実施形態では、鉛直方向上側が前、下側が後となるよう、各部品が配置される。

カウンタ軸２の前端部はハブ１より前方に突出され、これによりカウンタ軸２には突出部４が形成される。カウンタ軸２は、その前端面５に中心穴６を同軸に有する。中心穴６は、カウンタ軸２の機械加工時、特に旋盤による切削加工時に予め形成されるセンタ穴である。前端面５は軸方向に垂直である。

ハブ１は、全体として概ね円環状に形成される。ハブ１は、その前端面７かつ中心部に、前方に突出する第１円筒面８を同軸かつ一体に有する。第１円筒面８は、中心軸Ｃ２を基準とした一定の半径を有する。またハブ１は、その外周面に、カップリングスリーブ（図示せず）を軸方向移動可能に嵌合させるためのキー９を一体に有する。図３に示すが、第１円筒面８とハブ中心穴１５の間に、軸方向に垂直な前端環状面１６が形成される。

ハブ中心穴１５の内周面とカウンタ軸２の外周面とには軸方向に延びる図示しないスプラインが形成され、これらスプライン同士が係合しつつ、ハブ１がカウンタ軸２の周りに圧入嵌合され、固定されている。

環状プレート３は、全体として概ね円環状に形成され、比較的薄い金属板により一体に形成されている。環状プレート３は、その中心部に、第２円筒面１０を同軸かつ一体に有する。第２円筒面１０は、中心軸Ｃ２を基準とした一定の半径を有する。第２円筒面１０は、環状プレート３の内周縁部を前側に９０°曲げることにより形成される。第２円筒面１０の半径方向内側に円形のプレート中心穴１１が形成される。また環状プレート３は、その外周縁部を前側に９０°曲げることにより形成される外側円筒部１２Ａと、外側円筒部１２Ａの前端部を半径方向外側に９０°曲げることにより形成される鍔部１２Ｂとを有する。

詳しくは後述するが、本実施形態に係る圧入治具は、第２円筒面１０を第１円筒面８の周りに同軸に圧入嵌合するよう適用される。

図２には、ハブ１、カウンタ軸２、環状プレート３および圧入治具４０の構成を示す。また図３には図２の細部詳細を示す。

図３に示すように、ハブ１の第１円筒面８は、中心軸Ｃ２を基準とした一定の半径Ｒ１を有する。他方、環状プレート３の第２円筒面１０は、中心軸Ｃ２を基準とした一定の半径Ｒ２を有する。圧入嵌合を達成すべく、半径Ｒ２は半径Ｒ１より僅かに小さくされる。

図２および図３は、環状プレート３の圧入完了後の状態を示す。このとき、環状プレート３の後面内周部１３が、ハブ１の前端面内周部１４に押し付けられる。なおハブ１の前端面７は段差状に形成され、前端面内周部１４より外周側の部分が前端面内周部１４より後方に位置される。

ハブ１の第１円筒面８の後端部には所定の曲率半径ｒ１を有する第１アール面８Ａが形成される。また環状プレート３の第２円筒面１０の後端部には所定の曲率半径ｒ２を有する第２アール面１０Ｄが形成される。第２アール面１０Ｄの曲率半径ｒ２は第１アール面８Ａの曲率半径ｒ１より大きい。これにより、圧入完了後、環状プレート３の後面内周部１３が、ハブ１の前端面内周部１４に押し付けられることが可能となる。

カウンタ軸２の中心穴６は、一定半径Ｒ３の定径穴６Ｂと、定径穴６Ｂの前側ないし穴入口側に連なり前端面５に開放するテーパ穴６Ａとを有する。テーパ穴６Ａは前側に向かうほど拡径される。

次に、圧入治具４０の構成を説明する。

図２および図３に示すように、圧入治具４０は、カウンタ軸２の中心穴６に挿入される芯決めピン４１と、芯決めピン４１の周りに嵌合されるガイド軸４２と、ガイド軸４２の周りに軸方向スライド可能に配置され、環状プレート３における第２円筒面１０の周囲部分１０Ｃを押圧するように構成された圧入具４３とを備える。

図３に示すように、芯決めピン４１は、その後端部に位置され中心穴６の定径穴６Ｂ内に同軸且つスライド可能に嵌合される後側定径部４４と、その前端部に位置されガイド軸４２のガイド中心穴４５内に同軸且つスライド可能に嵌合される前側定径部４６と、後側定径部４４および前側定径部４６の間の軸方向中間位置に形成されテーパ穴６Ａ内に配置される拡径部４７とを一体に有する。

後側定径部４４は、定径穴６Ｂの半径Ｒ３と等しいかそれより僅かに小さい半径Ｒ４を有する。前側定径部４４は、ガイド中心穴４５の半径Ｒ５と等しいかそれより僅かに小さい半径Ｒ６を有する。

ガイド軸４２は、後端部が概ね閉止された略中空円筒状に形成されている。ガイド軸４２は、芯決めピン４１の周りに嵌合されたときにカウンタ軸２の前端面５に面接触させられる後端面５１を有する。後端面５１の外周部には、後方に向かって突出し、カウンタ軸２の前端部の周りを僅かな隙間を隔てて囲繞する突出筒部５２が形成される。ガイド軸４２の外周面全体に、圧入具４３の軸方向のスライド移動を案内するガイド面５３が形成される。

圧入具４３は、前端部が閉止された略中空円筒状に形成されている。圧入具４３の後端部には、環状プレート３の圧入嵌合の際に環状プレート３の周囲部分１０Ｃに押し付けられる押圧面５４が形成される。圧入具４３の前端面には、環状プレート３の圧入嵌合の際に外部から軸方向後向きの押圧力ないし打撃力Ｆを受ける凸部５５が中心部に形成される。圧入具４３の前端部および後端部には、半径方向外側に突出する前側フランジ５６および後側フランジ５７が形成され、これらフランジの間で圧入具４３を掴み易くし、操作性を向上させている。圧入嵌合時、後側フランジ５７は環状プレート３の鍔部１２Ｂに面接触し、環状プレート３の最外周部を安定的に支持する。

圧入具４３は、ガイド軸４２に離脱不能に連結されると共に、ガイド軸４２に対し伸縮可能に連結される。また圧入治具４０は、圧入具４３を伸長方向に付勢する付勢部材としてのスプリング６０を有する。

すなわち、前側フランジ５６および後側フランジ５７の間に位置する圧入具４３の円筒部６３には、軸方向に延びる二つの長穴６１が、互いに反対側となる角度位置に貫通形成されている。そしてこれら長穴６１を通じて外部に臨むガイド軸４２の部分に、半径方向外側からそれぞれボルト６２が取り付けられている。本実施形態においてボルト６２は六角穴付きボルトからなるが、ボルト６２の種類は任意に変更可能である。圧入具４３がガイド軸４２に対し最大に伸長したとき、ボルト６２の頭部６２Ａが長穴６１の後端に引っ掛かって両者の離脱が防止される。また圧入具４３がガイド軸４２に対し最大に収縮したときにも、ボルト６２の頭部６２Ａが長穴６１の前端に引っ掛かって収縮移動が規制される。

スプリング６０は、コイルスプリングからなり、圧入具４３およびガイド軸４２の中に圧縮状態で同軸に配置され、両者を離反させる方向に付勢する。これにより圧入具４３は、ガイド軸４２に対し伸長方向に付勢される。

次に、圧入治具４０を用いた圧入嵌合方法を述べる。

まず予め、カウンタ軸２およびハブ１が固定状態に保持され、ハブ１上に環状プレート３が配置される。このとき、環状プレート３は、ハブ１の第１円筒面８の周りに、環状プレート３の第２円筒面１０が軽く嵌合された初期状態に置かれる。

次に、カウンタ軸２の中心穴６に芯決めピン４１が前方から挿入して取り付けられる。芯決めピン４１の後側定径部４４が中心穴６の定径穴６Ｂ内に嵌合されることにより、芯決めピン４１はガタつき無くしっかりと中心穴６に嵌合され、圧入治具４０の芯決めを行う。なお芯決めとは、一方の部材の中心軸に対し他方の部材の中心軸を同軸に位置決めすることをいう。

次に、カウンタ軸２の前端面５より前方に突出する芯決めピン４１の前側定径部４６の周りに、ガイド軸４２のガイド中心穴４５を嵌合させることで、ガイド軸４２を芯決めピン４１の周りに嵌合させる。このとき、前側定径部４６とガイド中心穴４５の嵌合がガタつき無くしっかりと行われるので、ガイド軸４２は芯決めピン４１ひいてはカウンタ軸２に対しガタつき無く、しっかりと芯決めされる。

これに加え、ガイド軸４２の後端面５１がカウンタ軸２の前端面５に面接触させられるので、これによってもガイド軸４２の確実な芯決めが達成される。

ガイド軸４２が嵌合されると、圧入具４３の押圧面５４が、環状プレート３の第２円筒面１０の周囲に位置する周囲部分１０Ｃに軽く押し付けられる。これによりスプリング６０が若干収縮され、圧入具４３がガイド軸４２に対し若干収縮される。

この状態から、圧入具４３の凸部５５に、外部から後向きの押圧力ないし打撃力Ｆが加えられる。これによって圧入具４３はガイド軸４２に対し後方にスライド移動し、圧入具４３の押圧面５４が環状プレート３の周囲部分１０Ｃを後方に強力に押し出すようになる。

これにより、環状プレート３はハブ１に対し後方に移動し、図２，３に示すような圧入完了後の状態ないし位置まで移動する。すると、環状プレート３の第２円筒面１０がハブ１の第１円筒面８に強力に密着され、環状プレート３の圧入嵌合が完了する。同時に、環状プレート３の後面内周部１３が、圧入具４３の押圧面５４により、ハブ１の前端面内周部１４に強固に押し付けられる。

このとき、圧入具４３がカウンタ軸２に対し芯決めされた状態でスライド移動することから、移動中に圧入具４３がカウンタ軸２に対し芯ずれすることがなく、すなわち、圧入具４３の中心軸がカウンタ軸２の中心軸Ｃ２に対し斜めに傾いたりガタついたりすることがない。よって圧入具４３の押圧面５４は、軸方向に垂直な状態を保ったまま、軸方向に正確に移動し、環状プレート３を周方向に均等に押圧する。従って、環状プレート３はハブ１に対し斜めに嵌合されること無く、適正に同軸に真っ直ぐ圧入嵌合される。

ここで、本発明が適用されない比較例においては、簡略化された図４に示すように、芯決め機能のないリング状押圧面を有した押圧具８０により、環状プレート３が圧入嵌合される。しかしこれだと、押圧中に押圧具８０が中心軸Ｃ２に対し傾き、第２円筒面１０が第１円筒面８に斜めに嵌合され、適正に嵌合されないことがある。

斜めに嵌合された場合、環状プレート３の中心穴１１が若干楕円形状に変形してしまう。そしてその状態のまま、外見上、環状プレート３がハブ１に固定されてしまう。この状態で変速機が車両に組み付けられ、車両が走行されると、振動等でやがて環状プレート３がハブ１から外れてしまうなどの不具合が生じる虞がある。

しかし、本実施形態によれば、圧入具４３ひいては圧入治具４０全体の芯決めを行う芯決めピン４１を設けたので、同軸状態を保ったまま圧入具４３を環状プレート３に押し付け、環状プレート３の第２円筒面１０をハブ１の第１円筒面８の周りに適正に圧入嵌合することができる。よって、環状プレート３をハブ１に適正に圧入嵌合し、後に環状プレート３が外れてしまうなどの不具合を確実に回避することができる。

また本実施形態では、カウンタ軸２の機械加工時に形成された中心穴６（センタ穴）を利用して芯決めを行うので、別途中心穴６を設ける必要が無く、作業工程を簡略化できる。

圧入具４３をガイド軸４２に離脱不能に連結したので、圧入治具４０の取り扱いが容易になると共に、作業も容易となる。また、圧入具４３を伸長方向に付勢するスプリング６０を設けたので、圧入治具４０の初期位置決め時に環状プレート３の第２円筒面１０をハブ１の第１円筒面８に軽く押し付けておくことができ、作業の容易化と共に適正な圧入嵌合を促進できる。

圧入嵌合時、圧入具４３の後側フランジ５７が環状プレート３の鍔部１２Ｂを支持するので、これによっても環状プレート３の傾きを抑制できる。

以上、本発明の実施形態を詳細に述べたが、本発明は他の実施形態も可能である。例えば、環状部材および固定軸は、車両用変速機のハブおよび回転軸以外のものであってもよい。ガイド軸は中実であってもよく、芯決めピンは中空であってもよい。

上記実施形態では、空間に対し固定された固定軸（カウンタ軸２）に、環状部材（ハブ１）を相対移動できぬよう固定した。しかしながら、環状部材は固定軸に対し、少なくとも環状プレートの圧入方向に固定されていればよく、環状プレートの反圧入方向に移動可能であってもよい。このようにかかる「固定」には、環状プレートの圧入方向に固定され反圧入方向に移動可能な態様が含まれる。

本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１ ハブ
２ カウンタ軸
３ 環状プレート
６ 中心穴
８ 第１円筒面
１０ 第２円筒面
１０Ｃ 周囲部分
４０ 圧入治具
４１ 芯決めピン
４２ ガイド軸
４３ 圧入具
６０ スプリング

Claims (4)

1. 環状部材に環状プレートを同軸に圧入嵌合するための圧入治具であって、
   前記環状部材は固定軸の周りに同軸に固定され、前記固定軸は、その軸方向前方に位置する前端面に中心穴を同軸に有し、
   前記環状部材は、その前端面に第１円筒面を同軸に有し、
   前記環状プレートは、その中心部に第２円筒面を同軸に有し、
   前記圧入治具は、前記第２円筒面を前記第１円筒面の周りに同軸に圧入嵌合するよう適用され、
   前記圧入治具は、
   前記固定軸の前記中心穴に挿入される芯決めピンと、
   前記芯決めピンの周りに嵌合されるガイド軸と、
   前記ガイド軸の周りに軸方向スライド可能に配置され、前記環状プレートにおける前記第２円筒面の周囲の部分を押圧するように構成された圧入具と、を備える
   ことを特徴とする圧入治具。
2. 前記中心穴が、前記固定軸の機械加工時に形成されるセンタ穴である
   ことを特徴とする請求項１に記載の圧入治具。
3. 前記圧入具は、前記ガイド軸に離脱不能に連結されると共に、前記ガイド軸に対し伸縮可能に連結され、
   前記圧入治具は、前記圧入具を伸長方向に付勢する付勢部材を有する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の圧入治具。
4. 前記環状部材は、車両用変速機のハブであり、前記固定軸は、前記車両用変速機の回転軸である
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧入治具。

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