WO2014003149A1

WO2014003149A1 - 取付板付き転がり軸受ユニットおよびその製造方法

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Publication number: WO2014003149A1
Application number: PCT/JP2013/067737
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Inventors: 朋治杉万
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Publication date: 2014-01-03
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Description

取付板付き転がり軸受ユニットおよびその製造方法

　本発明は、自動車用変速機などを構成する回転軸の端部を、ハウジングの内面に回転自在に支持するために使用される、取付板付き転がり軸受ユニットおよびその製造方法に関する。

　図１１に示すように、自動車用変速機を構成するカウンターシャフトなどの回転軸１の端部は、自動車用変速機の構成部品を収容するハウジング２の内面に、単列深溝型の玉軸受などのラジアル転がり軸受３により、回転自在に支持される。具体的には、ハウジング２の内面に円形の保持凹部４が設けられ、この保持凹部４に、ラジアル転がり軸受３を構成する外輪５が、締り嵌めで内嵌固定される。回転軸１の端部は、ラジアル転がり軸受３を構成する内輪６に、締り嵌めなど、径方向のがたつきを抑えた嵌合状態で内嵌される。外輪５は、リテーナプレートと呼ばれる取付板７により、保持凹部４の奥部に向けて抑え付けられ、保持凹部４から抜け出すことが防止されている。

　ラジアル転がり軸受３と取付板７は、特開２００８－２６７５８５号公報、特開２００９－０３０７９４号公報、特開２００９－０３６３１９号公報などに記載されているように、取付板付き転がり軸受ユニットとして一体化され、ハウジング２への組み付けの容易化が図られている。図１２および図１３に、取付板付き転がり軸受ユニットの１例を示す。この取付板付き転がり軸受ユニット８は、ラジアル転がり軸受３を構成する外輪５の外周面の軸方向一端部に設けた小径段部９に、取付板７を外輪５に対する回転を可能に外嵌させることにより構成される。取付板付き転がり軸受ユニット８は、外輪５を保持凹部４に締り嵌めで内嵌させ、かつ、取付板７の片面をハウジング２の内面に突き当てることにより、ハウジング２内に組み付けられる。さらに、取付板７を外輪５に対し回転させ、取付板７の外径寄り部分に形成した、ねじ孔もしくは通孔からなる取付孔１０と、ハウジング２の内面に開口した通孔もしくはねじ孔（図示省略）とを整合させ、ねじもしくはボルトを用いてねじ止めすることにより、外輪５は、保持凹部４内に、がたつきなく、かつ、保持凹部４からの抜け出しが防止された状態で、支持固定される。

　取付板付き転がり軸受ユニット８では、取付板７が、相対回転可能かつ非分離に、外輪５に対して結合されている。回転可能とする理由は、外輪５を保持凹部４に締り嵌めなど、径方向のがたつきを防止した嵌合状態で内嵌させた後に、取付板７の取付孔１０と、ハウジング２の通孔またはねじ孔とを整合させるためである。また、非分離とする理由は、ラジアル転がり軸受３と取付板７とを一体として取り扱えるようにして、部品管理、組み立て作業などの容易化を図るためである。

　取付板７を相対回転可能かつ非分離に外輪５に対して結合するために、特開２００８－２６７５８５号公報に記載された構造の場合、図１４に示すように、取付板７の内周縁の円周方向複数箇所に形成した係止突部１１を、外輪５側の小径段部９の外周面に設けた係止凹溝１２に係合させている。具体的には、図１５（Ａ）に示すように、取付板７の保持孔１３に小径段部９を内嵌させた状態で、図１５（Ｂ）に示すように、内径が一定である、取付板７の保持孔１３の周縁部のうち、円周方向複数箇所を軸方向に押圧し、取付板７の内周縁の一部を径方向内方に塑性変形させることにより、複数の係止突部１１を形成し、かつ、これらの係止突部１１を係止凹溝１２に係合させている。

　この構造の取付板付き転がり軸受ユニットでは、係止突部１１と係止凹溝１２とを安定して係合させることができず、取付板付き転がり軸受ユニットの歩留りの悪化によりコストが嵩む可能性がある。すなわち、この構造では、取付板７と外輪５との相対回転を許容し、しかも、取付板７と外輪５との同心性を確保するため、取付板７側に設ける保持孔１３の内径と、外輪５側に設ける小径段部９の外径との差を僅少とする必要がある。すなわち、図１６（Ａ）に示すように、保持孔１３に小径段部９を内嵌した状態で、保持孔１３の内周面と小径段部９の外周面との間に存在する微小隙間１４の径方向に関する幅寸法は僅少である。このため、図１６（Ａ）に示すように、取付板７の内周縁に係止突部を形成するに際して、取付板７の軸方向側面で保持孔１３の周縁部の一部にパンチ１５を押し付けると、図１６（Ｂ）に示すように、取付板７の内周縁において塑性変形した部分が、小径段部９のうち係止凹溝１２から外れた軸方向端部に突き当たってしまう。この結果、係止突部１１を形成して係止凹溝１２と係合させることができないばかりか、外輪５のうちで小径段部９側の軸方向一端部に、直径が縮まる方向の有害な変形を発生させるおそれがある。

　保持孔１３の内径を小径段部９の外径よりも十分に大きくすれば、係止突部１１が形成されるよりも前に、パンチ１５の押し付けに伴って形成される、取付板７の内周縁の一部において塑性変形した部分が、小径段部９の軸方向端部に突き当たってしまうことが防止される。しかしながら、このような構造では、外輪５に対する取付板７の振れ回り量（最大偏心量）が大きくなるため、係止突部１１を十分に高く、係止凹溝１２を十分に深くしないと、係止突部１１と係止凹溝１２との係合が外れやすくなるという問題がある。また、取付板７と外輪５との同心性が損なわれるので、この取付板７をハウジング２（図１１参照）にねじ止め固定する作業が面倒になるなど、取付板付き転がり軸受ユニット８の取り扱い性が低下するという問題もある。

　特開２００９－０３６３１９号公報には、取付板に設けた保持孔の周縁部に複数の係止突部を、この取付板と外輪とを組み合わせる以前に形成しておき、これら取付板と外輪とを、それぞれを弾性変形させつつ組み合わせる製造方法が記載されている。しかしながら、この場合には、取付板と外輪とを組み合わせる際に、この外輪に有害な変形を生じる可能性がある。

　特開２００９－０３０７９４号公報には、取付板と外輪とを、この外輪側に係止した欠円環状の係止環を介して組み合わせる構造が記載されている。しかしながら、この構造では、部品点数の増大に伴って、取付板付き転がり軸受ユニットの製造コストが嵩むことが避けられない。

特開２００８－２６７５８５号公報特開２００９－０３０７９４号公報特開２００９－０３６３１９号公報

　本発明は、上述のような事情に鑑み、外輪に有害な変形を生じさせることなく、外輪と取付板との同心性が確保され、かつ、取り扱いが容易である、取付板付き転がり軸受ユニットを低コストで提供することを目的としている。

　本発明の取付板付き転がり軸受ユニットは、外輪と、内輪と、複数個の転動体と、取付板とを備える。前記外輪は、内周面に外輪軌道を備える。前記内輪は、前記外輪と同心に配置され、外周面に内輪軌道を備える。前記複数個の転動体は、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられる。前記取付板は、保持孔および該保持孔の周囲に設けられた複数個の取付孔を有する。

　本発明の取付板付き転がり軸受ユニットにおいては、前記外輪の外周面の軸方向一端部に小径段部が全周にわたって設けられており、該小径段部のうちの軸方向端部よりも軸方向中間寄り部分に、周方向に伸長する係止凹溝が設けられている。

　また、前記取付板の保持孔は、前記小径段部の外径よりも大きく、前記外輪の外周面のうち前記小径段部と軸方向に隣接する部分の外径よりも小さな内径を有する。該保持孔の周方向複数箇所には、該保持孔の内周縁から径方向外方に凹入した大径部が設けられている。

　それぞれの大径部の周縁部の一部に、該周縁部から径方向内方に突出する係止突部が設けられており、該係止突部の内接円の直径は前記小径段部の軸方向端部の外径よりも小さく、かつ、前記係止凹溝の底部の直径以上となっている。

　そして、前記係止突部が、前記係止凹溝に周方向の相対移動を可能に係合することにより、前記外輪と前記取付板とが非分離に組み合わされている。

　本発明の取付板転がり軸受ユニットにおいては、前記大径部および前記係止突部は、周方向複数箇所に設けられるが、好ましくは、周方向等間隔の３箇所位置以上に設けられる。

　前記係止凹溝は、前記小径段部の軸方向端部を除く部分に、少なくとも周方向に伸長するように形成される。該係止凹溝は、前記小径段部の軸方向端部を除く、前記小径段部の軸方向中間部から軸方向基部までにわたって、かつ、全周にわたって設けられていることが好ましい。あるいは、前記係止凹溝が、前記小径段部の軸方向端部および軸方向基部を除く、前記小径段部の軸方向中間部において、全周にわたって設けられていることが好ましい。なお、該係止凹溝が全周にわたって設けられない場合、前記係止突部が形成される前記大径部と周方向の整合する複数箇所に、該係止凹溝が形成される。

　本発明の取付板付き転がり軸受ユニットにおいて、前記保持孔の内周縁のうちで、周方向に関する位相が前記複数個の取付孔と一致する部分に、それぞれ周方向に長く、かつ、外接円の直径が前記外輪の外径よりも大きな切り欠きが形成されており、前記取付板の軸方向片側面の内径寄り部分と、前記外輪の外周面と前記小径段部の軸方向基部との間で径方向に伸長する段差面とを、周方向に関する位相が前記複数個の取付孔と異なる位置で係合させていることが好ましい。

　本発明は、前記取付板に前記保持孔が１個のみ設けられた構成の取付板付き軸受ユニットに適用可能であり、この場合、前記外輪と前記取付板とが、該外輪の周方向に相対変位可能に組み合わされる。また、本発明は、前記取付板には前記保持孔が複数個設けられた構成の取付板付き軸受ユニットにも適用可能であり、この場合、前記外輪と前記取付板とが、該保持孔の径方向に相対変位可能に組み合わされる。

　なお、本発明の取付板付き転がり軸受ユニットにおいて、前記取付板の前記取付孔の内接円の直径は、前記外輪の外径よりも大きいことが好ましい。

　本発明の取付板付き転がり軸受ユニットは、前記外輪の小径段部を、前記係止突部が形成される以前の前記取付板の保持孔に内嵌させた状態で、該取付板の軸方向他側面のうちで、前記大径部の周縁部の一部を、前記外輪の外周面と前記小径段部の軸方向基部との間で径方向に伸長する段差面に向けて押圧することにより、前記大径部の周縁部の一部を径方向内方に塑性変形させて前記係止突部を形成し、かつ、該係止突部と前記係止凹溝とを係合させて、前記外輪と前記取付板とを組み合わせる工程を備えた製造方法により、得ることが可能である。

　なお、本発明の製造方法においては、前記係止突部を形成するに際して、前記係止突部が形成される以前の前記取付板の軸方向他側面のうちで、前記大径部の周縁部の一部に、楔状の第１パンチを押し付け、該大径部の周縁部に、該取付板の軸方向他側面側の開口するＶ字状の凹溝を形成し、かつ、該大径部の周縁部の一部のうち、該凹溝よりも径方向内側に位置する部分を径方向内方に塑性変形させ、次に、該凹溝内に第２パンチを押し込み、前記凹溝よりも径方向内側に位置する部分をさらに径方向内方に塑性変形させて、前記係止突部を形成することもできる。

　また、前記外輪の周囲に、該外輪を囲むようにして、抑え治具を配置し、前記係止突部を形成するに際して、該抑え治具により前記取付板の軸方向片側面の径方向中間部分を支承させることにより、前記外輪に加工荷重が加わることを防止することが好ましい。

　本発明の取付板付き転がり軸受ユニットの構造では、外輪側の係止凹溝と係合する、取付板側の係止突部を、前記取付板の内周縁のうちで複数箇所に設けられた大径部の周縁部の一部を径方向内方に塑性変形させることにより形成するため、この係止突部の加工途中において、取付板のうち塑性変形させられる部分が、外輪の小径段部の軸方向端部に突き当たって、この部分が、小径段部の外周面を径方向内方に強く押圧することがない。よって、前記外輪と前記取付板との組み合わせ時に、いずれの部品にも有害な力が作用することがなくなり、これらの部品に有害な変形が生じることが防止され、取付板付き転がり軸受ユニットの歩留りの向上が図られる。

　また、本発明の構造では、前記取付板の内周面と前記小径段部の外周面とは、前記大径部以外の部分は、微小隙間を介して対向する。したがって、前記外輪に対する前記取付板の振れ回り量（最大偏心量）を僅少に抑えることができるため、外輪と取付板との同心性を確保することができる。

　さらに、本発明の構造では、外輪と取付板とを、別部品を使用することなく、直接組み合わせることが可能な構造であるため、部品製造コスト、部品管理コスト、組立コストをいずれも抑えることができ、取付板付き転がり軸受ユニットの低コスト化を図ることができる。

図１は、本発明の実施の形態の第１例の取付板付き転がり軸受ユニットを構成する外輪と取付板との組み合わせを、取付板を設置した側から見た正投影図である。図２は、図１のＸ－Ｘ線部分で切断した状態で示す部分斜視図である。図３は、本発明の実施の形態の第１例における、外輪と組み合わせる以前の取付板を、図１と同じ方向から見た正投影図である。図４（Ａ）～図４（Ｃ）は、本発明の実施の形態の第１例における、取付板と外輪とを組み合わせる工程を示し、図４（Ａ）は、取付板を外輪に組み付けた状態を示す断面図であり、図４（Ｂ）は、取付板の軸方向側面で保持孔の周縁部をパンチで押し付けている状態を示す断面図であり、図４（Ｃ）は、取付板に係止突部を形成すると同時に、係止突部を外輪の係止凹溝に係合させている状態を示す断面図である。図５（Ａ）～図５（Ｄ）は、本発明の実施の形態の第２例おける、取付板と外輪とを組み合わせる工程を示し、図５（Ａ）は、取付板の軸方向側面で保持孔の周縁部にパンチを押し当てている状態を示す断面図であり、図５（Ｂ）は、取付板のうちの保持孔の周縁部にＶ字状の凹溝を形成している状態を示す断面図であり、図５（Ｃ）は、取付板を外輪に組み付け、かつ、取付板の軸方向側面で保持孔の周縁部をパンチで押し付けている状態を示す断面図であり、図５（Ｄ）は、取付板に係止突部を形成すると同時に、係止突部を外輪の係止凹溝に係合させている状態を示す断面図である。図６は、本発明の実施の形態の第３例における、取付板の係止突部と外輪の係止凹溝を係合させた状態を示す部分断面図である。図７（Ａ）（ａ）は、本発明の実施の形態の第４例における、取付板を図３と同じ方向から見た模式図であり、図７（Ａ）（ｂ）は、第４例において、取付板の取付孔へのボルトの挿通に伴う、外輪の真円度の変化を示す線図であり、図７（Ｂ）（ａ）（ｂ）は、本発明の実施の形態を採用していない構造についての、図７（Ａ）（ａ）（ｂ）と同様の図である。図８は、ボルトの締め付けに伴って外輪の真円度が悪化する理由を説明するための、ハウジングに対する取付板のねじ止め固定部の断面図である。図９は、本発明の実施の形態の第５例における、外輪と組み合わせる以前の取付板を、図３と同じ方向から見た正投影図である。図１０は、本発明の実施の形態の第５例における、取付板付き転がり軸受ユニットの組み付け状態を示す断面図である。図１１は、従来構造における、取付板付き転がり軸受ユニットのハウジングへの組み付け状態の１例を示す部分断面図である。図１２は、取付板付き転がり軸受ユニットの従来構造の第１例を示す斜視図である。図１３は、従来構造の第１例を示す断面図である。図１４は、取付板付き転がり軸受ユニットの従来構造の第２例を示す部分断面図である。図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）は，従来構造の第２例の組立工程を工程順に示し、図１５（Ａ）は、取付板を外輪に組み付けた状態を示す部分断面図であり、図１５（Ｂ）は、取付板の軸方向側面で保持孔の周縁部をパンチで押し付けて、取付板に係止突部を形成すると同時に、係止突部を外輪の係止凹溝に係合させている状態を示す断面図である。図１６は、従来構造の組立工程で生じる問題を説明するための部分断面図である。

　［実施の形態の第１例］
　図１～図４は、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の取付板付き転がり軸受ユニット８ａは、ラジアル転がり軸受３ａ（図１０参照）と取付板７ａとを、相対回転可能かつ非分離に組み合わせることにより構成されている。ラジアル転がり軸受３ａは、従来構造と同様に、外輪５ａと内輪６（図１０参照）と複数個の転動体である玉２４（図１０参照）とを備える。このうち、内輪６は、軸受鋼などの硬質金属により全体を円環状に作製されており、外周面の軸方向中間部に単列深溝型の内輪軌道が設けられており、外輪５ａの内径側に、外輪５ａと同心に配置される。また、転動体である玉２４は、外輪５ａの外輪軌道１６と内輪６の内輪軌道との間に転動自在に設けられる。なお、本発明は、取付板付きのラジアル転がり軸受ユニットに、その種類を問わずに、広く適用されるが、特に、本発明においては、ラジアル転がり軸受３ａとして、単列深溝型の玉軸受を使用することが好ましい。この理由は、動トルクが小さいことと、回転支持部に組み付ける以前の状態でも、それぞれの構成部材が不用意に分離することがないためとである。なお、以下の説明は、本例の特徴部分である、ラジアル転がり軸受３ａの外輪５ａと取付板７ａの組み合わせ部分の構造、および、外輪５ａと取付板７ａの組立方法を中心に行う。なお、ラジアル転がり軸受３ａは、保持器２５（図１０参照）を備えることが好ましい。

　外輪５ａは、軸受鋼などの硬質金属により全体を円環状に作製されており、内周面の軸方向中間部に単列深溝型の外輪軌道１６が、軸方向両端部にシールリング１７（図１４参照）の外周縁を係止するための係止溝１８が、それぞれ全周にわたって形成されている。また、外輪５ａの外周面の軸方向一端部（図２および図４の左端部）には、外輪５ａの外周面の外径よりも小径である、小径段部９ａが、全周にわたって、外輪５ａの外周面（小径段部９ａが形成された軸方向一端部以外の部分の外周面）と同心に形成されている。小径段部９ａの軸方向基部（図２および図４の右端部）と外輪５ａの外周面の軸方向中間部（小径段部９ａと軸方向に隣接する部分）との間には、外輪５ａの径方向、すなわち外輪５ａの中心軸に対し直角方向に伸長する段差面１９が存在する。また、小径段部９ａの外周面のうちの軸方向端部（図２および図４の左端部）よりも軸方向中間寄り部分、より具体的には、本例では、小径段部９ａの軸方向端部を除く、小径段部９ａの軸方向中間部から軸方向基部までの全体において、係止凹溝１２ａが全周にわたって設けられている。したがって、小径段部９ａの軸方向端部（先端部）、すなわち、係止凹溝１２ａと小径段部９ａの先端面との間部分に、土手状の係止突条部２０が全周にわたって設けられている。

　取付板７ａは、軟鋼板などの塑性変形可能な金属板により、正三角形の頂部を部分円弧形に切除したような、略六角形状となっており、その中心部には１個の保持孔１３ａが設けられている。また、取付板７ａのうち保持孔１３ａの周囲には、周方向等間隔３箇所に取付孔１０ａが設けられている。なお、図２に示すように、本例では、取付板７ａの厚さＴは、小径段部９ａの長さＬとほぼ同じ（Ｔ≒Ｌ）であり、係止凹溝１２ａの幅Ｗよりも大きくなっている（Ｔ＞Ｗ）。

　本例では、保持孔１３ａの内径（保持孔１３ａの内周縁から径方向外方凹入した状態で形成された大径部２１から周方向に外れた部分の内径）Ｒ_１３（図３参照）は、小径段部９ａ（係止突条部２０）の外径ｄ_９（図１および図４参照）よりもわずかに大きく、外輪５ａのうちで小径段部９ａと軸方向に隣接する部分の外径Ｄ（図４参照）よりも小さくなっている（ｄ_９＜Ｒ_１３＜Ｄ）。このように、本例では、保持孔１３ａの内径Ｒ_１３と、小径段部９ａの外径ｄ_９との差が僅少となっている。このため、外輪５ａに対する取付板７ａの振れ回り量を僅少に抑えることができ、取付板７ａをハウジング２（図１１参照）にねじ止め固定する作業が容易になるなど、取付板付き転がり軸受ユニット８ａの取り扱い性の向上を図ることができる。なお、この内径Ｒ_１３と外径ｄ_９との差（Ｒ_１３－ｄ_９）は、内径Ｒ_１３の０．０１％～２％であることが好ましく、０．０１％～１％であることがさらに好ましい。内径Ｒ_１３と外径ｄ_９との差（Ｒ_１３－ｄ_９）が内径Ｒ_１３の０．０１％よりも小さい場合には、取付板７ａに対して外輪５ａが回転しにくくなって、取付板付き転がり軸受ユニット８ａの組み付け性が低下する。一方、内径Ｒ_１３と外径ｄ_９との差（Ｒ_１３－ｄ_９）が内径Ｒ_１３の２％よりも大きい場合には、取付板７ａが外輪５ａに対して相対回転しやすく、取付孔１０ａとハウジング２のねじ孔もしくは通孔とを整合させにくくなるため、取付板付き転がり軸受ユニット８ａの組み付け性が低下する。

　本例では、保持孔１３ａの周方向等間隔の３箇所に、切り欠き状の大径部２１が、周方向に隣接する部分よりも径方向外方に凹入する状態で形成されている。そして、保持孔１３ａ自体の周縁部ではなく、それぞれの大径部２１の周縁部の一部、具体的には、その周方向に関してほぼ中央位置に、取付板７ａを構成する金属材料（軟鋼）を塑性変形させることにより、大径部２１の周縁部から径方向内方に突出する状態で、係止突部１１ａが設けられている。それぞれの係止突部１１ａの内接円の直径Ｒ_１１ａは、小径段部９ａの軸方向端部に設けられている係止突条部２０の外径ｄ_９よりも小さく、かつ、係止凹溝１２ａの底部の直径ｄ_１２ａ以上（ｄ_１２ａ≦Ｒ_１１ａ＜ｄ_９）、好ましくはより大きくなっている（ｄ_１２ａ＜Ｒ_１１ａ＜ｄ_９）。

　小径段部９ａ（係止突条部２０および係止凹溝１２ａ）を設けた外輪５ａと、大径部２１および係止突部１１ａを備えた取付板７ａとは、係止突部１１ａと係止凹溝１２ａとを係合させることにより、相対回転可能かつ非分離に組み合わされる。すなわち、係止突部１１ａを係止凹溝１２ａに、相対回転可能に係合させ、かつ、取付板７ａの軸方向片側面（図２および図４の右側面）の内径寄り部分と、段差面１９とを係合させる。この状態で、取付板７ａが外輪５ａに対し、図２の左方に変位することは、係止突部１１ａと係止突条部２０との係合により阻止される。これに対して、図２の右方に変位することは、取付板７ａの軸方向片側面の内径寄り部分と段差面１９との係合により阻止される。また、この取付板７ａにより、外輪５ａを抑え付けることが可能となる。これら取付板７ａおよび外輪５ａの軸方向に関して、係止突部１１ａの厚さＴ_１１ａは、係止凹溝１２ａの幅Ｗよりも小さい（Ｔ_１１ａ＜Ｗ）。また、外輪５ａと取付板７ａとを同心に配置した状態で、係止突部１１ａの先端（径方向内端）と係止凹溝１２ａの底面との間には微小隙間が存在する。したがって、外輪５ａと取付板７ａとは、相対回転可能かつ非分離に組み合わされた状態となる。なお、本例では、係止凹溝１２ａを全周にわたって設けているが、代替的に、大径部２１と整合する位置に、周方向に伸長する係止凹溝を周方向の複数箇所に設けることも可能である。この場合、係止凹溝の長さは大径部２１の長さ以上とすることが好ましい。

　本例において、取付孔１０ａは、保持孔１３ａの周囲で円周方向等間隔３箇所位置に設けられている。そして、これらの取付孔１０ａの内接円の直径は、外輪５ａの外径よりも大きい。したがって、これらの取付孔１０ａに挿通したボルトやスタッドなどが、外輪５ａの一部と干渉することはない。なお、取付孔１０ａは、周方向複数箇所（２箇所以上）、好ましくは周方向等間隔複数箇所に設けられていればよく、周方向等間隔４箇所以上に取付孔１０ａを設けることも可能であるが、取付板付き転がり軸受ユニット８ａをハウジング２（図１１参照）に取り付けるという機能を果たすためには、周方向等間隔３箇所に取付孔１０ａを設ければ十分である。

　外輪５ａに対して取付板７ａを組み合わせる作業は、次のようにして行う。　まず、図４（Ａ）に示すように、外輪５ａの小径段部９ａを取付板７ａの保持孔１３ａに内嵌する。また、この状態で、取付板７ａの軸方向片側面のうちで外輪５ａよりも径方向外方に存在する部分（径方向中間部分）に、抑え治具２２の支承面を当接させる。外輪５ａの段差面１９と取付板７ａの軸方向片側面とを、わずかに離隔させて、係止突部１１ａの加工時に取付板７ａに加わるスラスト荷重が、外輪５ａに加わらないようにする。ただし、外輪の軸方向に関する強度および剛性が十分に高い場合には、必ずしも抑え治具を使用する必要はない。すなわち、この場合には、外輪の軸方向両端面のうちで小径段部を設置したのと反対側の端面を受具の支承面に当接させた状態で、係止突部を形成することも可能である。

　次に、図４（Ｂ）に示すように、取付板７ａの軸方向他側面（図２および図４の左側面）の一部で、大径部２１の周縁部の一部（周方向中央位置）に対して、周方向等間隔３箇所に突部が設けられたパンチ２３の先端面を突き当てる。この際、取付板７ａの径方向に関して、パンチ２３の内径側端縁を、大径部２１の周縁部よりも径方向内方に突出させた状態とする。この状態からパンチ２３を段差面１９に向けて押圧し、取付板７ａのうちで大径部２１の周縁部の周方向中央位置を強く押圧する。そして、図４（Ｂ）および図４（Ｃ）に示すように、大径部２１の周縁部に存在する金属材料を径方向内方に移動（塑性変形）させることにより、係止突部１１ａを形成すると同時に、係止突部１１ａと係止凹溝１２ａとを係合させる。

　係止突部１１ａの加工時に取付板７ａに加えられる加工荷重の全部もしくは大部分は、抑え治具２２が支承し、外輪５ａに加わることはないので、この外輪５ａの強度および剛性が特に大きくなくても、この外輪５ａに変形などの損傷を生じることはない。また、保持孔１３ａのうち、大径部２１から外れた部分の内径Ｒ_１３は、小径段部９ａの外径ｄ_９よりもわずかかに大きいだけであるので、外輪５ａと取付板７ａとは、互いに組み合わされた状態で、径方向に関してがたつくことはほとんどない。なお、係止突部１１ａの加工は、外輪５ａと取付板７ａとのみを組み合わせた状態で行うので、取り扱いが容易であるとともに、ラジアル転がり軸受３の他の構成部品を傷める可能性がない。また、本例では、外輪５ａと取付板７ａとを直接組み合わせているため、部品製造コスト、部品管理コスト、組立コストをいずれも抑えることができ、取付板付き転がり軸受ユニット８ａの低コスト化を図ることができる。

　係止突部１１ａは、大径部２１の周縁部を径方向内方に塑性変形させることにより形成されるが、大径部２１の内接円の直径Ｒ_２１は、係止突条部２０の外径ｄ_９よりも、保持孔１３ａのうち大径部２１から外れた部分と大径部２１との段差部の径方向高さｈ_２１の２倍分以上大きい（ｄ_９＋２ｈ_２１＜Ｒ_２１）。本例では、係止突部１１ａの内接円の直径Ｒ_１１ａが係止突条部２０の外径ｄ_９よりも小さくなるのは、図４（Ｂ）から図４（Ｃ）に示す工程の途中で、係止突部１１ａの加工がある程度進んだ状態以降である。したがって、保持孔１３ａのうち大径部２１から外れた部分と大径部２１との段差部の径方向高さｈ_２１と係止突条部２０の軸方向幅Ｗ_２０との関係を適切に規制すれば、図４（Ｂ）に示すように、係止突部１１ａの加工途中の段階で、係止突部１１ａの先端と係止突条部２０の外周面とが突き当たることはない。また、図４（Ｃ）に示すように、係止突部１１ａの加工完了の状態で、係止突部１１ａの内接円の直径Ｒ_１１ａを係止突条部２０の外径ｄ_９よりも十分に小さくすることができる。

　したがって、取付板７ａの内周縁部の係止突部１１ａと、外輪５ａの小径段部９ａの外周面に形成した係止凹溝１２ａとを係合させる際に、いずれの段階でも、小径段部９ａに径方向内方に向いた力が加わることはない。このため、外輪５ａに有害な変形を生じることはなく、不良品の発生を抑制できて、取付板付き転がり軸受ユニット８ａの歩留りの向上を図ることができる。なお、段差部の径方向高さｈ_２１は、保持孔１３ａの内径Ｒ_１３ａの０．１％～１０％であり、さらに好ましくは、０．５％～５％である。径方向高さｈ_２１が内径_１３ａの０．１％よりも小さい場合、係止突部１１ａの加工の際に、この係止突部１１ａの先端部と係止突条部２０の外周面とが干渉する可能性がある。これに対し、径方向高さｈ_２１が内径_１３ａの１０％よりも大きい場合、係止突部１１ａと係止突条部２０との係合状態が不十分となり、外輪５ａが取付板７ａから脱落する可能性がある。また、係止突条部２０の軸方向幅Ｗ_２０は、小径段部９ａの軸方向長さＬ（取付板７ａの厚さＴ）の１０％～６０％であり、さらに好ましくは、２０％～５０％である。係止突条部２０の軸方向幅Ｗ_２０が小径段部９ａの軸方向長さＬの１０％よりも小さい場合には、係止突条部２０の強度を十分確保できなくなる可能性がある。一方、係止突条部２０の軸方向幅Ｗ_２０が小径段部９ａの軸方向長さＬの６０％よりも大きい場合、係止凹溝１２ａの幅が小さくなりすぎて、係止凹溝１２ａの側面と係止突部１１ａとが干渉する可能性がある。なお、本例のその他の部分については、従来の構造と同様である。

　［実施の形態の第２例］
　図５は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、取付板７ａの保持孔１３ａのうちで、大径部２１の周縁部に係止突部１１ｂを形成する作業を、２段階に分けて行っている。

　すなわち、本例の場合、まず、図５（Ａ）に示すように、取付板７ａの軸方向他側面のうちで大径部２１の周縁部に、先端縁を尖らせた楔状の第１パンチ２６を押し付ける。そして、図５（Ｂ）に示すように、大径部２１の周縁部に、取付板７ａの軸方向他側面側の開口部の径方向に関する幅寸法が広く、奥部に向かう程この幅寸法が狭くなるＶ字状の凹溝２７を形成する。これと同時に、凹溝２７よりも径方向内側部分を径方向内方に塑性変形させて、凹溝２７よりも径方向内側に素係止突部２８を形成する。

　その後、第１パンチ２６を凹溝２７から抜き出してから、図５（Ｃ）および図５（Ｄ）に示すように、凹溝２７内に、平坦な先端面を有する第２パンチ２９を押し込んで、凹溝２７よりも径方向内側に位置する部分である素係止突部２８を、さらに径方向内方に塑性変形させる。そして、係止突部１１ｂを形成すると同時に、係止突部１１ｂと、外輪５ａ側に設けた係止凹溝１２ａとを係合させる。

　本例の場合、係止突部１１ｂの加工を、楔状の第１パンチ２６を使用する工程を含めて、２段階に分けて行うことにより、この加工時に取付板７ａに加わる荷重を低減できる。このため、抑え治具２２（図４参照）の使用を省略することもできる。ただし、この場合でも、抑え治具を使用することにより、外輪の変形をより確実に防止することが可能となる。その他の部分については、実施の形態の第１例と同様である。

　［実施の形態の第３例］
　図６は、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合、外輪５ｂ側に設けた小径段部９ｂのうちの軸方向中間部（小径段部９ｂの軸方向端部と軸方向基部を除いた部分）に、係止凹溝１２ｂが全周にわたって設けられている。このような構成により、小径段部９ｂの軸方向基部の径方向に関する肉厚が確保され、外輪５ｂの軸方向一端部で小径段部９ｂを形成した部分の強度および剛性の向上が図られる。その他の部分については、実施の形態の第１例と同様である。

　［実施の形態の第４例］
　図７（Ａ）（ａ）は、本発明の実施の形態の第４例を説明するための模式図である。本例の場合、取付板７ｂの中央部に設けた保持孔１３ｂの内周縁のうちで、周方向に関する位相が取付孔１０ｂと一致する部分に、それぞれ周方向に長い切り欠き３０が形成されている。これらの切り欠き３０の外接円の直径Ｒ_３０は、外輪５ａの外周面（外輪５ａのうちで小径段部９ａと軸方向に隣接する部分）の外径Ｄ（図８参照）よりも大きい（Ｄ＜Ｒ_３０）。したがって、取付板７ｂの軸方向側面と、外輪５ａの外周面に存在する段差面１９（図８参照）とは、切り欠き３０同士の間部分でのみ当接し、切り欠き３０が形成された部分で当接することはない。すなわち、取付板７ｂの軸方向片側面の内径寄り部分と、段差面１９とは、円周方向に関する位相が取付孔１０ｂと異なる部分でのみ係合する。なお、本例の構造を実施する場合、保持孔１３ｂの内周縁に設ける複数の大径部および係止突部（いずれも図示省略）は、それぞれ円周方向に関して切り欠き３０から外れた部分に形成される。あるいは、係止突部を形成する際の塑性変形量を確保できれば、切り欠き３０をそれぞれ大径部として利用することも可能である。

　本例の場合、取付板７ｂに、切り欠き３０を設けることにより、取付板７ｂの円周方向複数箇所（図示の例では３箇所）をハウジング２ａに対し、複数本のボルト３１により（図８参照）結合固定することに起因する、外輪５ａの真円度の悪化を抑えることができる。

　すなわち、外輪５ａをハウジング２ａに組み付けるには、外輪５ａをハウジング２ａの保持凹部４ａに内嵌し、外輪５ａの軸方向端面を保持凹部４ａの奥端面に突き当てる。また、取付板７ｂの軸方向片側面（図８の右側面）の内径寄り部分を、外輪５ａの外周面に形成した段差面１９に突き当てる。この状態で、ハウジング２ａの軸方向片面（図８の左側面）と取付板７ｂの軸方向片側面との間に、隙間δが存在する状態となる。この隙間δは、ボルト３１の締め付けに基づいて外輪５ａを、ハウジング２ａに対し、がたつきなく支持するために必要である。

　隙間δは、ハウジング２ａに設けた通孔３２を挿通し、取付孔１０ｂに螺合した、ボルト３１を締め付けることにより解消される。この際、段差面１９が取付板７ｂの軸方向片側面の内径寄り部分により押されるが、この段差面１９を押す力は、円周方向に関して均一にはならない。たとえば、図７（Ｂ）（ａ）に示すように、単なる円形の保持孔１３ａを形成した取付板７ａを使用する場合には、周方向に関する位相が取付孔１０ａと一致し、これらの取付孔１０ａに近い、図７（Ｂ）（ａ）に黒丸を付した部分で、段差面１９を押す力が、他の部分に比べて特に強くなる。この結果、段差面１９を有する外輪５ａの真円度が、図７の（Ｂ）（ｂ）に誇張して示すように悪化する。外輪５ａの真円度の悪化は、外輪５ａを組み込んだラジアル転がり軸受３（図１３および図１４参照）の音響特性や耐久性の悪化に結び付く可能性がある。

　これに対して、図７（Ａ）（ａ）に示した本例の構造によれば、切り欠き３０の存在に基づき、取付板７ｂの軸方向側面の内径寄り部分が、段差面１９を、図７（Ａ）（ａ）に黒丸で付した、取付孔１０ｂから円周方向に離れた部分で強く押圧する。また、強く押圧する箇所が、取付孔１０ｂの２倍（６箇所）になる。この結果、段差面１９が押圧される力の分布が均一に近くなり、ボルト３１の締め付けに伴う外輪５ａの真円度の悪化が緩和される。この結果、図７（Ａ）（ｂ）に示すように、ボルト３１を締め付けて外輪５ａをハウジング２ａに固定した状態でも、外輪５ａの真円度の悪化を抑えることができて、外輪５ａを組み込んだラジアル転がり軸受３の音響特性や耐久性の悪化を防止できる。なお、取付板７ｂと外輪５ａとの組み合わせに関しては、実施の形態の第１例～第３例のいずれかの構造を採用することができる。

　［実施の形態の第５例］
　図９および図１０は、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合、１枚の取付板７ｃに複数の（図示の例では２箇所の）保持孔１３ｃが設けられている。そして、それぞれの保持孔１３ｃの内側に、外輪５ａが、保持孔１３ｃの径方向に関する若干の相対変位を可能に組み付けられている。それぞれの外輪５ａを備えるラジアル転がり軸受３ａは、それぞれ別の回転軸１ａ、１ｂの端部をハウジング２ｂに対し、回転自在に支持する。

　本例の構造の場合、外輪５ａに対して取付板７ｃを回転させることはできないが、保持孔１３ｃ同士のピッチと、ハウジング２ｂに設けた保持凹部４ｂ同士のピッチとのずれを吸収できる。すなわち、外輪５ａは、保持凹部４ｂに、軽い締まり嵌めなどにより、がたつきなく内嵌されるため、保持孔１３ｃの内側に外輪５ａを、径方向に関する相対変位を不能に組み付けると、保持孔１３ｃ同士のピッチを厳密に一致させる必要がある。これに対して、本発明の構造（実施の形態の第１例～第３例参照）によれば、保持孔の内径側に外輪を回転可能に保持できるだけでなく、径方向に関する多少の相対変位も可能にすることができる。このため、本発明の構造を利用することで、保持孔１３ｃ同士のピッチを厳密に一致させる必要がなくなり、製造コストを抑えることができ、かつ、保持凹部４ｂへの外輪５ａの組み付け作業の容易化を図ることができる。なお、本例においても、取付板７ｃと外輪５ａとの組み合わせに関しては、実施の形態の第１例～第３例のいずれかを採用することができる。

　本発明の取付板付き転がり軸受ユニットは、手動変速機および自動変速機の両方を含む自動車用変速機において、回転軸の端部をハウジングの内面に回転自在に支持する場合に好適に適用されるが、自動車用変速機以外の、回転軸をハウジングに回転自在に支持する構造にも、広く適用することが可能である。

　　１、１ａ、１ｂ　回転軸
　　２、２ａ　ハウジング
　　３、３ａ　ラジアル転がり軸受
　　４、４ａ、４ｂ　保持凹部
　　５、５ａ、５ｂ　外輪
　　６　　内輪
　　７、７ａ、７ｂ、７ｃ　取付板
　　８、８ａ　取付板付き転がり軸受ユニット
　　９、９ａ、９ｂ　小径段部
　１０、１０ａ、１０ｂ　取付孔
　１１、１１ａ、１１ｂ　係止突部
　１２、１２ａ、１２ｂ　係止凹溝
　１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ　保持孔
　１４　　微小隙間
　１５　　パンチ
　１６　　外輪軌道
　１７　　シールリング
　１８　　係止溝
　１９　　段差面
　２０　　係止突条部
　２１　　大径部
　２２　　抑え治具
　２３　　パンチ
　２４　　玉
　２５　　保持器
　２６　　第一パンチ
　２７　　凹溝
　２８　　素係止突部
　２９　　第二パンチ
　３０　　切り欠き
　３１　　ボルト
　３２　　通孔

Claims

　内周面に外輪軌道を備える外輪と、
　該外輪と同心に配置され、外周面に内輪軌道を備える内輪と、
　前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に転動自在に設けられている複数個の転動体と、
　保持孔および該保持孔の周囲に設けられた複数個の取付孔を有する取付板と、
を備え、
　前記外輪の外周面の軸方向一端部に小径段部が全周にわたって設けられており、該小径段部のうちの軸方向端部よりも軸方向中間寄り部分に、周方向に伸長する係止凹溝が設けられており、
　前記取付板の保持孔は、前記小径段部の外径よりも大きく、前記外輪の外周面のうち前記小径段部と軸方向に隣接する部分の外径よりも小さな内径を有し、該保持孔の周方向複数箇所には、該保持孔の内周縁から径方向外方に凹入した大径部が設けられており、
　それぞれの大径部の周縁部の一部に、該周縁部から径方向内方に突出する係止突部が設けられており、該係止突部の内接円の直径は前記小径段部の軸方向端部の外径よりも小さく、かつ、前記係止凹溝の底部の直径以上となっており、
　前記係止突部が、前記係止凹溝に周方向の相対移動を可能に係合することにより、前記外輪と前記取付板とが非分離に組み合わされている、
取付板付き転がり軸受ユニット。
　前記大径部および前記係止突部が、周方向等間隔の３箇所位置以上に設けられている、請求項１に記載の取付板付き転がり軸受ユニット。
　前記係止凹溝が、前記小径段部の軸方向端部を除く、前記小径段部の軸方向中間部から軸方向基部までにわたって、かつ、全周にわたって設けられている、請求項１に記載の取付板付き転がり軸受ユニット。
　前記係止凹溝が、前記小径段部の軸方向端部および軸方向基部を除く、前記小径段部の軸方向中間部において、全周にわたって設けられている、請求項１に記載の取付板付き転がり軸受ユニット。
　前記保持孔の内周縁のうちで、周方向に関する位相が前記複数個の取付孔と一致する部分に、それぞれ周方向に長く、かつ、外接円の直径が前記外輪の外径よりも大きな切り欠きが形成されており、前記取付板の軸方向片側面の内径寄り部分と、前記外輪の外周面と前記小径段部の基部との間で径方向に伸長する段差面とを、周方向に関する位相が前記複数個の取付孔と異なる位置で係合させている、請求項１に記載の取付板付き転がり軸受ユニット。
　前記取付板には、前記保持孔が１個のみ設けられており、前記外輪と前記取付板とが、該外輪の周方向に相対変位可能に組み合わされている、請求項１に記載の取付板付き転がり軸受ユニット。
　前記取付板には、前記保持孔が複数個設けられており、前記外輪と前記取付板とが、該保持孔の径方向に相対変位可能に組み合わされている、請求項１に記載の取付板付き転がり軸受ユニット。
　前記取付板の前記取付孔の内接円の直径は、前記外輪の外径よりも大きい、請求項1に記載の取付板付き転がり軸受ユニット。
　請求項１に記載の取付板付き転がり軸受ユニットの製造方法であって、前記外輪の小径段部を、前記係止突部が形成される以前の前記取付板の保持孔に内嵌させた状態で、該取付板の軸方向他側面のうちで、前記大径部の周縁部の一部を、前記外輪の外周面と前記小径段部の基部との間で径方向に伸長する段差面に向けて押圧することにより、前記大径部の周縁部の一部を径方向内方に塑性変形させて前記係止突部を形成し、かつ、該係止突部と前記係止凹溝とを係合させて、前記外輪と前記取付板とを組み合わせる工程を備える、取付板付き転がり軸受ユニットの製造方法。
　前記係止突部を形成するに際して、前記係止突部が形成される以前の前記取付板の軸方向他側面のうちで、前記大径部の周縁部の一部に、楔状の第１パンチを押し付け、該大径部の周縁部に、該取付板の軸方向他側面側の開口するＶ字状の凹溝を形成し、かつ、該大径部の周縁部の一部のうち、該凹溝よりも径方向内側に位置する部分を径方向内方に塑性変形させ、次に、該凹溝内に第２パンチを押し込み、前記凹溝よりも径方向内側に位置する部分をさらに径方向内方に塑性変形させて、前記係止突部を形成する、請求項９に記載の取付板付き転がり軸受ユニットの製造方法。
　前記外輪の周囲に、該外輪を囲むようにして、抑え治具を配置し、前記係止突部を形成するに際して、該抑え治具により前記取付板の軸方向片側面の径方向中間部分を支承させることにより、前記外輪に加工荷重が加わることを防止する、請求項９に記載の取付板付き転がり軸受ユニットの製造方法。