(57)【要約】【課題】かしめ等により中空穴が変形されても、精度の高い加工穴を有するユニット組立品及びそのブローチ加工方法を提供。【解決手段】中空穴２の有する部品１４を非可逆的に変形させ外周側に複数の玉１７と外輪１６を有する軸受１２が一体に組み立てられたようなユニット組立品１を、水平テーブル３６上にジグ３７を介して中空穴が垂直になるように載置して、ねじれ刃溝ブローチ３１を垂直方向に移動させ中空穴に加工穴１４ｂを加工する。ジグの下面又はジグ内部３８に配置した切り屑ブラシ３２と、ジグの下方にブローチのブローチ刃３１ａに近接しかつ対向して配置した複数個のエアブローノズル３３により、ブローチ刃に付着した切り屑を除去するようにし、ドライ又は微量ミストをかけてブローチ加工速度を１０ｍ／ｍｉｎ以上８０ｍ／ｍｉｎ以下で穴加工する。【選択図】　　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空穴を有する部品がかしめ又は溶接等により非可逆的に変形され他部品と一体に組み立てられたユニット組立品であって、前記中空穴を有する部品の前記非可逆的変形に伴う前記中空穴の変形部の全部又は一部を含む中空穴がブローチにより穴加工されていることを特徴とするユニット組立品。
【請求項２】
前記ユニット組立品は前記中空穴の有する部品の外周側に複数の玉及び前記複数の玉が転動する外輪を有する軸受ユニットであり、ブローチによる穴加工はスプライン穴加工であることを特徴とする請求項１に記載のユニット組立品。
【請求項３】
中空穴を有する部品をかしめ又は溶接等により非可逆的に変形させ他部品と一体に組み立てた後、ドライ又は中空穴の加工部に微量ミストをかけて前記中空穴をブローチにより穴加工することを特徴とするユニット組立品のブローチ加工方法。
【請求項４】
前記中空穴は、前記中空穴を有する部品の前記非可逆的変形に伴う前記中空穴の変形部の全部又は一部含む中空穴であることを特徴とする請求項３に記載のユニット組立品のブローチ加工方法。
【請求項５】
前記ブローチ加工法に使用するブローチは、ねじれ刃溝ブローチであることを特徴とする請求項３又は４に記載のユニット組立品のブローチ加工方法。
【請求項６】
前記ブローチ加工速度が１０ｍ／ｍｉｎ以上で８０ｍ／ｍｉｎ以下でブローチ加工することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか一に記載のユニット組立品のブローチ加工方法。
【請求項７】
前記組立ユニットは水平テーブル上にジグを介して前記中空穴が前記水平テーブルに対して垂直となるように載置し、前記ブローチを前記水平テーブルに垂直方向に移動させ前記中空穴を加工するようにされており、前記ジグの下面又はジグ内部に配置した切り屑ブラシと、前記ジグの下方に前記ブローチのブローチ刃に近接しかつ対向して配置した複数個のエアブローノズルと、により、前記ブローチ刃に付着した切り屑を、加工途中または戻し時に除去するようにしたことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか一に記載のユニット組立品のブローチ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空の軸状部品の外側に軸受を有する自動車用ハブユニット等のユニット組立品に代表される中空穴を有するユニット組立品及びそのブローチ加工方法に関する
【０００２】
【従来の技術】
中空の軸状部品の外側に軸受を有し、中空穴（貫通穴）にスプライン部を有する、自動車のハブユニットなどのユニット組立品は、例えば図２に示すように、ハブホイール１１の軸１４の外周に転がり軸受１２を装着し、軸の軸端をローリングかしめにより径方向外向きに膨出変形させてかしめ部１４ａを形成し、このかしめ部で軸受内輪１５の端面にかしめ付けることで軸受１２に予圧と抜け止めを行っている。かかるハブユニット１０の駆動輪用の軸にはドライブシャフト２０がスプライン結合により挿入されるインボリュートスプライン穴１４ａが形成された中空穴２が設けられている。このインボリュートスプライン穴１４ａは、組み立て工程で加えられるかしめ力により変形することがあり、ドライブシャフト等の相手部品が嵌入できなくなるなどの問題があった。さらに、かしめによるものは非可逆的変形であり、変形したものは、かしめを外しても元に戻ることがなく、また、再加工は困難であり製品として使用できない場合がほとんどである。そこで、ハブユニットの中空穴のスプライン形成部とかしめ部との間に緩衝部分を設け、製品設計面から、スプラインの変形を少なくしていた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２９２１０号公報（図２、図５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、こうした対応は、設計面での制約が多く、また、緩衝部分を余分に作る必要があり、軸方向長さが長くなり、無駄が多く、製品品質のばらつきも大きい。また、中空穴にスプライン加工等を施した後、かしめるのでスプライン穴と軸受との同心精度が悪くなるおそれがあった。また、組立前の保管中や、加工中等での外傷等の問題があった。また、近年、燃費向上のため車両の軽量化が進み、部品の肉厚はますます薄く、変形しやすいものとなっている。さらに、小型化が求められている。
【０００５】
本発明の課題はかかる問題点に鑑みて、中空穴を有する部品をかしめ、あるいは溶接等のような非可逆的に変形され他部品と一体に組み立てられたユニット組立品において、中空穴等の変形があっても、ドライブシャフト等の相手部品が容易に挿入結合可能な小型で精度の高いユニット組立品を提供することである。また、かかるユニット組立品の加工方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明においては、中空穴を有する部品がかしめ又は溶接等により非可逆的に変形され他部品と一体に組み立てられたユニット組立品であって、前記中空穴を有する部品の前記非可逆的変形に伴う前記中空穴の変形部の全部又は一部を含む中空穴がブローチにより穴加工されているユニット組立品を提供することにより上記課題を解決した。即ち、ユニット組立品の変形された中空穴をブローチでスプライン等の穴加工をしてあるので、かしめ等の変形の影響は取り除かれており、ユニット組立品に対する中空穴の穴加工部分の同心度は精度がよい。また、緩衝部分等の必要もない。なお中空穴はブローチ加工を施す為に貫通されていることは言うまでもない。
【０００７】
かかる、ユニット組立品は、自動車用のハブユニットのようなユニット組立品に適している。そこで、請求項２に記載の発明においては、前記ユニット組立品は前記中空穴の有する部品の外周側に複数の玉及び前記複数の玉が転動する外輪を有する軸受ユニットであり、ブローチによる穴加工はスプライン穴加工であるユニット組立品とした。
【０００８】
かかるユニット組立品を得るためには、中空穴の穴加工するブローチ加工をユニットとして組立てた後に行うことにより可能である。そこで、請求項３に記載の発明においては、中空穴を有する部品をかしめ又は溶接等により非可逆的に変形させ他部品と一体に組み立てた後、ドライ又は中空穴の加工部に微量ミストをかけて前記中空穴をブローチにより穴加工するユニット組立品のブローチ加工方法を提供するものとした。即ち、かしめ等により変形された中空穴をブローチを用いて穴加工するので、ユニット組立品に対する中空穴の穴加工部の加工精度は高いものとなる。さらに、ドライ又はミスト加工で行うので、既にユニット部品として組み立て完了していても、スプライン穴等の穴加工を行っても、部品、例えば、軸受部に切削油などをかけることなく、また、切り屑などで汚すことなく、軸受部品を初めとする各部品を清浄な状態に保って加工できる。なお、ミスト状の油の量は１時間に２ＣＣ〜４０ＣＣ程度が好ましい。また、このミスト量はブローチ加工に十分なミスト量であるが、２〜３秒程度で終わるブローチ加工中に部品に付着する油はごく微量であり、製品に悪い影響を及ぼすことはない。
【０００９】
さらに、請求項４に記載の発明においては、前記中空穴は、前記中空穴を有する部品の前記非可逆的変形に伴う前記中空穴の変形部の全部又は一部含む中空穴とした。これによれば、かしめ等により変形された中空穴の変形部をブローチを用いて穴加工するので、変形部分は削除あるいは成形され、加工精度が向上するばかりでなく加工されるスプライン穴等の加工穴に変形の影響がない。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明においては、前記ブローチ加工法に使用するブローチは、ねじれ刃溝ブローチとした。これにより、切り屑形状がスパイラル状になり、ブローチポケットにはまりこみにくくなり、切り屑がブローチに残らず、加工時に被加工物の下方に落下しやすくなる。従って、軸受部等への切り屑の侵入等が防止される。
【００１１】
また、請求項６に記載の発明においては、前記ブローチ加工速度を１０ｍ／ｍｉｎ以上で８０ｍ／ｍｉｎ以下でブローチ加工するようにした。これにより切り屑の回収率がよくなり、ユニット組立品への切削屑等の付着が少なくなる。１０ｍ／ｍｉｎ未満では切削屑のカール径が小さくブローチの刃溝間に付着し易くなり、戻り時にユニット組立品上に落下するおそれがある。８０ｍ／ｍｉｎ超ではブローチ盤が大型となり実用的ではないからである。
【００１２】
さらに、切削屑を効率的に排除するために、請求項７に記載の発明においては、前記組立ユニットは水平テーブル上にジグを介して前記中空穴が前記水平テーブルに対して垂直となるように載置し、前記ブローチを前記水平テーブルに垂直方向に移動させ前記中空穴を加工するようにされており、前記ジグの下面又はジグ内部に配置した切り屑ブラシと、前記ジグの下方に前記ブローチのブローチ刃に近接しかつ対向して配置した複数個のエアブローノズルと、により、前記ブローチ刃に付着した切り屑を、加工途中または戻し時に除去するようにした。これにより、切り屑はほとんどジグ下方に落下することとなり、ユニット組立品に切り屑が付着することがない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について、中空穴を有する部品がかしめ又は溶接等により非可逆的に変形され他部品と一体に組み立てられたユニット組立品の典型的な事例として、自動車のハブユニットに適用した場合について図に基づき説明する。図１は従来の車両用ハブユニットのかしめ前の縦断面図、図２はかしめ後の縦断面図である。図に示す車両用ハブユニット１０は、中空の軸状部品１４の外側に軸受１２を有し、中空穴２にスプライン部１４ｂを有するユニット組立品である。即ち、ハブホイール１１およびアンギュラ玉軸受１２を備える。ハブホイール１１は、図示しない車輪が取り付けられる径方向外向きのフランジ１３と、アンギュラ玉軸受１２がその外周の軸受嵌合領域に固定される中空軸１４とを有する。アンギュラ玉軸受１２は、斜接形式の転がり軸受の一種としての復列外向きの形式であって、中空軸１４の小径外周面に外嵌される単一軌道を有する内輪１５と、二列の軌道溝を有する単一の外輪１６と、二列で配設される複数の玉１７と、二つの冠形保持器１８とを備えており、前述のハブホイール１１の中空軸１４の大径外周面を一方内輪とする構成になっている。外輪１６の外周には、径方向の外向きのフランジ１９が設けられている。
【００１４】
従来、このようなハブユニット１０は、図１の中空軸１４の軸端１４ａが図１の状態から図２の状態に内輪１５のかしめ側外端面にかしめられた後、車両のドライブシャフト２０を取り付ける。つまり、ハブホイール１１の中空軸１４がドライブシャフト２０にスプライン嵌合されてナット２２により結合される。ここで、１４ｂは、中空軸１４の内周に形成されたスプライン部であり、これら両スプライン部１４ｂ、２０ａにより前記スプライン嵌合が行われる。しかしながら、前記内輪１５のかしめ工程で加えられる加工力により、スプライン部１４ｂが変形し、ドライブシャフト２０のとのスプライン嵌合に支障をきたすことがあった。これらのことは前述した通りである。
【００１５】
本発明では、かかることのないように、前述した図１の状態では中空穴のスプライン穴１４ｂを加工せず、かしめ後にスプライン穴等を加工するようにしたものである。図３は本発明の工程を示す工程図、図４は本発明のかしめ終了後のユニット組立品の縦断面図、図５は図４のかしめ後のユニット組立品の中空穴のブローチ加工状態を示す縦断面図である。なお、前述したと同様な部分については同符号を付し説明を省略する。本発明の実施の形態においては、図３に示すように、ハブホーイール３４の部品加工段階で、中空軸１４のスプライン１４ｂを未加工状態として、組立を行い、内輪１５のかしめを行う。この段階では、図４に示すように、ハブユニット１の組立、内輪１５のかしめが終わり、中空軸１４の中空穴２のスプライン穴１４ｂが未加工の状態となる。また、中空穴２内にかしめによる変形が発生する。その後、中空穴２にスプライン穴１４ｂのブローチ加工を行い、その後に、ドライブシャフトの組み付けを行う工程とした。ブローチ加工後にドライブシャフト２０等を組付けることで、従来と同じく図２の状態となる。かしめによる変形はブローチ加工により除去または影響がないようにされる。
【００１６】
ハブユニット１を組立、かしめるまでは特にゴミ等の影響は少ないが、ブローチ加工を行うと切り屑の発生を伴う。そこで、本発明の実施の形態においては、図５に示すように、使用するブローチは、ねじれ刃溝ブローチ３１とし、加工部に１時間当たり１０ｃｃのミストをかけ、ブローチ加工速度を３０ｍ／ｍｉｎとした。使用するブローチ盤は、水平テーブル３６上のブローチ切削位置に設置したワークである中空穴２のブローチ穴１４ｂが未加工のユニット組立品１を取付けるジグ３７の下側３８又はジグ内部に配置した切り屑ブラシ３２と、ジグの下方にブローチ刃に近接しかつ対向して複数個のエアブローノズル３３を配置し、切削時に前記ブローチ刃３１ａに付着した切り屑を、切削途中または戻し時に除去するようにした。また、ブローチ加工時は、ハブホイール３４で加工反力を受けるようにし、軸受部１２に力が加わらないようにした。
【００１７】
かかる構成により、ハブホイールの中空軸１４のスプライン部１４ｂはかしめによる変形を受けないため、ドライブシャフト２０のとのスプライン嵌合に支障をきたすことがなくなった。また、ねじれ刃溝ブローチ３１を用いたので、切り屑形状がスパイラル状になり、ブローチポケットにはまりこみにくくなり、切り屑がブローチに残らず、加工時に被加工物の下方に落下しやすくなる。さらに、切り屑ブラシ３２と、エアブローノズルとにより、切り屑はほとんどジグ下方に落下することとなり、ユニット部品に切り屑が付着することがない。また、ミスト加工であり、切削剤が軸受部１２にかかることもない。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明においては、かしめ等の非可逆的組立加工の後に、ユニット組立品の変形された後の中空穴をブローチで穴加工し、かしめ等の変形の影響を取り除き、中空穴の穴加工部分の同心度精度がよく、さらに、変形を避けるための緩衝部も不要であるので、相手部品が容易に挿入結合可能な小型で精度の高いユニット組立品を提供するものとなった。また、自動車用のハブユニットのようなユニット組立品に適用でき、加工し易く、小型で量産に適したものとなった。スプライン穴の変形もなく加工歩留まりもよく品質が安定する等の効果を奏する。
【００１９】
また、ユニット組立品の加工方法は、中空穴を有する部品を非可逆的に変形させ他部品と一体に組み立てた後、ドライ又は中空穴の加工部に微量ミストをかけて前記中空穴をブローチにより穴加工し、切削油や切り屑などの付着のない清浄な状態に保って容易に加工できるので、従来の加工機械が利用でき、また、スプライン穴等の変形もなく、部品精度も高く、さらに、切り屑や切削油剤などで製品を汚すことなく加工することができ、後工程での処理が簡単である等の効果を奏するものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の車両用ハブユニットのかしめ前の縦断面図である。
【図２】従来の車両用ハブユニットのかしめ後の縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態である組立加工程を示す工程図である。
【図４】本発明の実施の形態を示すかしめ終了後のユニット組立品の縦断面図である。
【図５】本発明の実施の形態を示すかしめ後のユニット組立品の中空穴のブローチ加工状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１　　ユニット組立品（ハブユニット）
２　　中空穴
１２　軸受ユニット
１４　中空穴を有する部品
１４ｂ　加工穴（スプライン穴）
１６　　外輪
１７　玉
３１　ブローチ
３１ａ　ブローチ刃
３２　切り屑ブラシ
３３　エアーノズル
３６　水平テーブル
３７　ジグ
３８　ジグの下面又は内部
【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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