JP2012051068A - ヨークシャフト製造方法及びそのヨークシャフト - Google Patents
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Abstract
【解決手段】管素材1の一端側を他端側より小径に絞り加工して、該管素材1の一端側にシャフト部A2を一体的に形成する。かつ、該管素材1の一端側周壁内面に沿ってスプラインのメス型部1dを形成する。一方、管素材1の他端側に、該管素材1の他端側を長手方向と直交する方向に塑性変形させて矩形状のヨーク成形部1bを一体的に成形した後、該ヨーク成形部1bの対向する幅広側周壁にU字状の切欠き部1eを切欠き加工し、該ヨーク成形部1bの対向する幅狭側周壁に丸形状の孔部1fを穴開け加工して、管素材1の他端側にU字状のヨーク部A4を一体的に成形するヨークシャフトA1の製造方法である。
【選択図】図1
Description
成形工程は、固定金型と、マンドレルを備えた第1の成形装置と、矩形金型と、幅広金型と、幅狭金型を備えた第2の成形装置で構成することができる。
穴開け工程は、穴開け用のドリルを備えた穴開け装置で構成することができる。
切削工程は、切削刃を備えた切削装置で構成することができる。
ボンデ工程は、管素材をボンデ処理するためのボンデ室を備えたボンデ装置で構成することができる。
シャフト部A2は、図示しないシャフトに対しスプライン嵌合によって伸縮自在に連結される。また、ヨーク部A4は、図示しないシャフトに対し自在継手によって回動自在に連結される。
該押圧型プレス装置2は、金属製の管素材1が固定金型2aに装填された後(図中左側)、凸状の押圧部を有する押圧金型2bにより固定金型2aに装填された管素材1の一端側(図中上端側)を長手方向(又は軸方向)に加圧する。
つまり、管素材1の一端側外周縁を外側に向けて塑性変形させ、該管素材1の一端側外周縁に沿って環状の鍔部1aを一体的に成形する(図中右側)。
なお、前記押圧型プレス装置2以外に、例えばインパクトプレス装置、冷間型鍛造装置等を用いて、図2に示す管素材1を作ることもできる。
なお、次の矢通し工程では、鍔出し工程にて鍔部1aが形成された管素材1を、矢通し装置3の固定金型3aに装填して加工する方法を説明する。
該矢通し装置3は、鍔出し工程にて鍔部1aが形成された管素材1の一端側から中央部に至る範囲の周壁内面をマンドレル3cにより外側に塑性変形させて径方向に拡張し、管素材1の一端側から中央部に至る範囲の周壁内面を、他端側周壁内面の内径より大径に加工する。
続いて、矢通し工程にて管素材1の加工が完了した後、次の鍔落し工程にて鍔落し加工を行う。
該鍔落し装置4は、鍔出し工程にて管素材1の一端側外周縁に形成された鍔部1aを切削刃4aにより切削して、管素材1の一端側から他端側に至る周壁全長を、一端側から他端側に向けて同一の外径に切削加工する(図中左側)。
なお、前記鍔落し工程以降の後工程では、管素材1を、一端側と他端側とが上下逆向きとなるように反転して加工する方法を説明する。
該第1の成形装置5は、鍔落し工程にて鍔部1aが切除された管素材1を固定金型5aに装填した後(図中左側)、棒状又は軸状のマンドレル5bを、固定金型5aに装填された管素材1の内部に対し他端側(図中上端側)から一端側(図中下端側)に向けて長手方向に圧入する。
かつ、管素材1の他端側から中央部に至る範囲の周壁を、管素材1の長手方向と直交する方向に向けて外側へ塑性変形させ、該管素材1の軸中心から外周側に向けて径方向に拡張する(図中右側)。
かつ、一方の対向する幅広側周壁間の間隔より、他方の対向する幅狭側周壁間の間隔が狭くなるような楕円形状の断面に成形する(図6の左上に示すヨーク成形部1bの水平断面図参照)。
これにより、管素材1の他端側に、ヨークシャフトA1のヨーク部A4となる楕円形状のヨーク成形部1bが一体的に成形される。
続いて、第1の成形工程にて管素材1の成形が完了した後、次の成形部切削工程にて切削加工を行う。
該成形部切削装置6は、第1の成形工程にて成形された管素材1のヨーク成形部1bの周壁外面(図中左側の点線部分)を切削刃6aにより切削して、管素材1の他端側周壁から中央部周壁に至る範囲のヨーク成形部1bの周壁外面を、該管素材1の一端側周壁の外径とほぼ同径となるように加工する。
要するに、ヨーク成形部1bの周壁内面を、長手方向から見て楕円形状に成形したまま、管素材1の周壁全長を、一端側から他端側に向けて同一の外径となるように切削加工する(図中右側)。
続いて、成形部切削工程にて管素材1の切削加工が完了した後、次の未成形部切削工程にて切削加工を行う。
該未成形部切削装置7は、成形部切削工程にて切削されなかった管素材1の未成形側周壁外面(図中下端側)を切削刃7aにより切削して、管素材1の中央部周壁から一端側周壁に至る範囲の周壁を、該管素材1の他端側周壁の外径より小径となるように加工する。
また、後述する第2の絞り工程にて管素材1の筒状部1cを絞り加工する際に、管素材1の中央部周壁及び一端側周壁に割れや亀裂等が生じることがなく、絞り加工が簡単且つ容易に行える。さらにまた、筒状部1cの強度を低下させることなく軽量化することができる。この結果、ヨークシャフトA1の軽量化が図れる。
続いて、未成形部切削工程にて管素材1の切削加工が完了した後、次の第1の絞り工程にて絞り加工を行う。
該第1の絞り装置8は、未成形部切削工程にて切削加工された管素材1の内部に、段付き芯金8aを該管素材1のヨーク成形部1b側(図中上端側)から挿入した後、該管素材1の一端側周壁から中央部周壁に至る範囲の筒状部1cの周壁をダイス8bにより縮径方向に塑性変形させながら、該芯金8aの中径部8d外面に押し付けて所望する径に絞り加工する。
これにより、管素材1の他端側周壁(図中上端側)を絞り加工することなく、該管素材1の筒状部1cの周壁が、芯金8aの大径部8cより小径に絞り加工される(図中右側)。
続いて、第1の絞り工程にて管素材1の絞り加工が完了した後、次の焼鈍工程にて焼鈍処理を行う。
該焼鈍装置9は、第1の絞り工程にて絞り加工された管素材1を、焼鈍室9a内に扉9bを開放して搬入した後、管素材1の全体を均一に加熱して焼鈍処理(図中の矢印参照)する。
続いて、焼鈍加工にて管素材1の焼鈍処理が完了した後、次のボンデ工程にてボンデ処理を行う。
該ボンデ装置10は、焼鈍加工にて焼鈍処理された管素材1を、ボンデ槽10aに貯液されたリン酸塩皮膜液10bに浸漬して、管素材1の表面全体(周壁の内面及び外面)にリン酸化合物の層10c(又は膜)を均一に形成する(図10のa部に示す拡大縦断面図参照)。
続いて、ボンデ工程にて管素材1のボンデ処理が完了した後、次の第2の絞り工程にて絞り加工を行う。
該第2の絞り装置11は、ボンデ工程にてボンデ処理された管素材1の内部に、段付き芯金11aを該管素材1の他端側開口部(図中上端側)から挿入した後、該管素材1の筒状部1cの先端側周壁を、ダイス11bにより管径が小さくなる方向に塑性変形させながら、該芯金11aの小径部11e外面に押し付けて所望する径に絞り加工する。
なお、スウェージング加工法を用いて、管素材1の一端側周壁内面に沿ってスプラインのメス型部1dを加工してもよい。
なお、次の第2の成形工程では、第2の絞り工程にて絞り加工された管素材1を、管素材1の他端側が下方で一端側が上方となるように保持して成形する方法を説明する。
該第2の成形装置12は、第1の成形工程にて成形された管素材1のヨーク成形部1b内部に矩形金型12aを挿入した後、ヨーク成形部1bの前後幅広面に一対の幅広金型12bを押し付け、同ヨーク成形部1bの左右幅狭面に一対の幅狭金型12cを押し付けて、ヨーク成形部1bを長手方向と直交する方向に加圧する。
つまり、ヨーク成形部1bの周壁を、該管素材1の軸芯を中心として、前後に対向する幅広側周壁の肉厚が薄く、左右に対向する幅狭側周壁の肉厚が前後の周壁より厚くなるような矩形状の断面形状に塑性変形する。
かつ、ヨーク成形部1bの前後に対向する周壁幅が広く、左右に対向する周壁幅が前後の周壁幅より狭くなるような矩形状の断面に成形する。かつ、ヨーク成形部1bの左右幅狭面を平坦に成形する。
続いて、第2の成形工程にて管素材1の成形が完了した後、次の切揃え工程にて切揃え加工を行う。
該切揃え装置13は、第2の成形工程にて成形された管素材1のヨーク成形部1b及び筒状部1cの端部を切揃え刃13aにより切除して、管素材1の一端側及び他端側を、該管素材1の長手方向(又は軸方向)と直交する面と平行して平坦な端面に切り揃える。
続いて、切揃え工程にて管素材1の切揃えが完了した後、次の切欠き工程にて加工を行う。
該切欠き装置14は、第1の成形工程にて成形された管素材1のヨーク成形部1bに切欠き金型14aを挿入し、ヨーク成形部1bの一方の幅広側周壁の角隅部外面に一対の受け金型14bを押し付けた後、ヨーク成形部1bの一方の幅広側周壁と他方の幅広側周壁に、側面から見てU字状の切欠き部1eを切欠き加工する。
このとき、切欠き金型14aを、一方の幅広側周壁の内面と対向して後述する切欠き部1eの一部が切欠き形成される長さだけ挿入する。
これにより、ヨーク成形部1bの一方の幅広側周壁に、後述する切欠き部1eの一部が切欠き形成される。
これにより、ヨーク成形部1bの一方の幅広側周壁に、図15の(e)に示す番号1の部分と、番号2の部分とからなるU字状の切欠き部1eが切欠き加工される。
該穴開け装置16は、第1の成形工程にて成形されたヨーク成形部1bの一方の幅狭側周壁と他方の幅狭側周壁に、ドリル16aを高速回転させながら管素材1の長手方向と直交する方向に突き刺して、図中横方向から見て丸形状の孔部1fを、一方の幅狭側周壁と他方の幅狭側周壁に対し厚み方向に貫通して穴開け加工する。
これにより、管素材1の他端側(図中上端側)には、ヨークシャフトA1のU字状を有するヨーク部A4が一体的に成形されることになる。
また、シャフト部A2と、ロアチューブ部A3と、ヨーク部A4を別々に加工するか、各部を一体的に溶接するような手間及び作業が省けるので、ヨークシャフトA1を製造する作業が簡単且つ容易に行える。また、製造に要する時間が大幅に短縮されるだけでなく、製造時の工程数や部品数が少なくなるので、製造コストの低減を図ることができる。
この発明の絞り工程は、実施例の第1及び第2の絞り工程に対応し、
以下同様に、
成形工程は、第1及び第2の成形工程に対応するも、
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、多くの実施の形態を得ることができる。
A2…シャフト部
A3…ロアチューブ部
A4…ヨーク部
1…管素材
1a…鍔部
1b…ヨーク成形部
1c…筒状部
1d…メス型部
1e…切欠き部
1f…孔部
2…押圧型プレス装置
3…矢通し装置
4…鍔落し装置
5…第1の成形装置
6…成形部切削装置
7…未成形部切削装置
8…第1の絞り装置
9…焼鈍装置
10…ボンデ装置
11…第2の絞り装置
12…第2の成形装置
13…切揃え装置
14…切欠き装置
16…穴開け装置
Claims (7)
- 金属製の管素材の一端側に設けられたシャフト部と、該管素材の他端側に設けられたヨーク部とからなるヨークシャフトの製造方法であって、
前記管素材の一端側に、該管素材の一端側を他端側より小径に絞り加工してシャフト部を形成する絞り工程と、
前記管素材の他端側に、該管素材の他端側を該管素材の長手方向と直交する方向に塑性変形して矩形状のヨーク成形部を成形する成形工程と、
前記ヨーク成形部の対向する幅広側周壁に、該ヨーク成形部の幅広側周壁を厚み方向に切欠き加工してなるU字状の切欠き部を形成する切欠き工程と、
前記ヨーク成形部の対向する幅狭側周壁に、該ヨーク成形部の幅狭側周壁を厚み方向に貫通してなる孔部を形成する穴開け工程と、を備えたヨークシャフト製造方法。 - 前記絞り工程において、前記管素材の一端側を小径に絞り加工する際に、該管素材の一端側周壁内面に沿って長手方向にスプラインを加工する
請求項1に記載のヨークシャフト製造方法。 - 前記絞り工程の前段に、前記管素材の周壁外面を所望する厚み分だけ切削する切削工程を備えた
請求項1又は2に記載のヨークシャフト製造方法。 - 前記絞り工程と前記切削工程の間に、前記管素材に生じた歪みを除去するための焼鈍処理を行う焼鈍工程と、該管素材の表面全体にリン酸化合物の層を均一に形成するためのボンデ処理を行うボンデ工程とを備えた
請求項3に記載のヨークシャフト製造方法。 - 前記切削工程の前段に、前記管素材の他端側を該管素材の長手方向と直交する方向に塑性変形させて、該管素材の他端側に楕円形状のヨーク成形部を成形する工程を備えた
請求項3に記載のヨークシャフト製造方法。 - 金属製の管素材の一端側に、該管素材の一端側を他端側より小径に絞り加工してなるシャフト部が形成され、
前記管素材の他端側に、該管素材の他端側を一端側より大径に成形された矩形状のヨーク部が形成され、
前記ヨーク部の対向する幅広側周壁に、該幅広側周壁を厚み方向に切欠き加工してなる切欠き部が形成され、
前記ヨーク部の対向する幅狭側周壁に、該幅狭側周壁を厚み方向に貫通してなる孔部が形成された
ヨークシャフト。 - 前記管素材の一端側周壁内面に沿って長手方向にスプラインが加工された
請求項6に記載のヨークシャフト。
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