JP2702412B2 - 中間膨出部に窓穴を有する管状製品の製造方法 - Google Patents
中間膨出部に窓穴を有する管状製品の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車のリヤア
クスルハウジングのような中間膨出部に窓穴を有する管
状製品を製造する方法に関する。
クスルハウジングのような中間膨出部に窓穴を有する管
状製品を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば後輪駆動車のリヤアクスル
ハウジングは、図７に示すように、板材をプレス加工し
た１０点の部材１１〜２０を溶接して製作されていた。
各部材を簡単に説明すれば、記号１１及び１４はフラン
ジ部、１２及び１３はケース半体、１５は窓穴の形状を
決める補強リング、１６〜１９はケース半体１２，１３
相互の隙間を埋める接続板、２０は窓穴の背面側を塞ぐ
盲カバである。その後、溶接長を短くして製品の信頼性
と作業性を向上させるために、図８に示すように８点の
部材２１〜２８を溶接して製作する８ピース法に改善さ
れ、コストダウンが図られている。図中、２１及び２４
はフランジ部、２２及び２３はデフケース半体、２５及
び２６はチューブ、２７は補強リング、２８は盲カバで
ある。
ハウジングは、図７に示すように、板材をプレス加工し
た１０点の部材１１〜２０を溶接して製作されていた。
各部材を簡単に説明すれば、記号１１及び１４はフラン
ジ部、１２及び１３はケース半体、１５は窓穴の形状を
決める補強リング、１６〜１９はケース半体１２，１３
相互の隙間を埋める接続板、２０は窓穴の背面側を塞ぐ
盲カバである。その後、溶接長を短くして製品の信頼性
と作業性を向上させるために、図８に示すように８点の
部材２１〜２８を溶接して製作する８ピース法に改善さ
れ、コストダウンが図られている。図中、２１及び２４
はフランジ部、２２及び２３はデフケース半体、２５及
び２６はチューブ、２７は補強リング、２８は盲カバで
ある。
【０００３】ところで、リヤアクスルハウジング（又は
ディファレンシャルギヤボックス）を一体成形すること
も提案されており、日本塑性加工学会編「チューブフォ
ーミング」（コロナ社1992年版）には以下の方法が例示
されている。これによれば、図９（ａ）に示した管材３
１の両端をスエージ加工で絞って細くして同図（ｂ）に
示す中間体３２を作り、さらに、同図（ｃ），（ｄ）の
ように中間体３２の中央部をバルジ加工にて数回膨らま
せドーム部３３を経てドーム部３４を成形し、その後、
図１０参照、ドーム部３４の片側を円形状に切削で除去
し、この周縁に補強プレート３５を溶接して作動歯車収
納口（窓穴）３６を設け、図示したようなディファレン
シャルギヤボックス３８を形成している。なお図１０
中、３７は中間体３２と同一径のエンド部である。
ディファレンシャルギヤボックス）を一体成形すること
も提案されており、日本塑性加工学会編「チューブフォ
ーミング」（コロナ社1992年版）には以下の方法が例示
されている。これによれば、図９（ａ）に示した管材３
１の両端をスエージ加工で絞って細くして同図（ｂ）に
示す中間体３２を作り、さらに、同図（ｃ），（ｄ）の
ように中間体３２の中央部をバルジ加工にて数回膨らま
せドーム部３３を経てドーム部３４を成形し、その後、
図１０参照、ドーム部３４の片側を円形状に切削で除去
し、この周縁に補強プレート３５を溶接して作動歯車収
納口（窓穴）３６を設け、図示したようなディファレン
シャルギヤボックス３８を形成している。なお図１０
中、３７は中間体３２と同一径のエンド部である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の溶接を主体にし
た製造方法では、溶接管理等の工数削減と信頼性向上の
ために溶接部材点数を削減するとともに溶接長さをさら
に短くすることが要請されている。なお、上述の一体成
形法は、ドーム部における管材からの加工度が３倍前後
と比較的大きいため各工程ごとに焼鈍と成形を繰り返す
必要があり、生産性を上げ難いことから実用化されてい
ないのが現状である。
た製造方法では、溶接管理等の工数削減と信頼性向上の
ために溶接部材点数を削減するとともに溶接長さをさら
に短くすることが要請されている。なお、上述の一体成
形法は、ドーム部における管材からの加工度が３倍前後
と比較的大きいため各工程ごとに焼鈍と成形を繰り返す
必要があり、生産性を上げ難いことから実用化されてい
ないのが現状である。
【０００５】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、中間膨出部に窓穴を有する管状製品を管状材料
から製作するとともに、その際の生産性と製品の信頼性
とを上げることを目的とする。
もので、中間膨出部に窓穴を有する管状製品を管状材料
から製作するとともに、その際の生産性と製品の信頼性
とを上げることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このために、以下のよう
な中間膨出部に窓穴を有する管状製品の製造方法を創出
した。すなわち、本発明は、管状材料の一端を拡径又は
縮径させて一対の管状部材を形成し、それらの管状部材
の大径側端部を相互に突き合わせて中間膨出部を形成す
る際にその中間膨出部の所定位置に中子を収容した状態
で両管状部材を一体に接合し、しかる後、前記中間膨出
部を型鍛造することにより前記中子を管状部材の軸線直
角方向に突き出させるようにしたことを特徴としてい
る。
な中間膨出部に窓穴を有する管状製品の製造方法を創出
した。すなわち、本発明は、管状材料の一端を拡径又は
縮径させて一対の管状部材を形成し、それらの管状部材
の大径側端部を相互に突き合わせて中間膨出部を形成す
る際にその中間膨出部の所定位置に中子を収容した状態
で両管状部材を一体に接合し、しかる後、前記中間膨出
部を型鍛造することにより前記中子を管状部材の軸線直
角方向に突き出させるようにしたことを特徴としてい
る。
【０００７】
【作用】先ず、管状材料の一端を例えばスピニング加工
等で拡径又は縮径させて一対の管状部材を形成する。そ
して、それらの管状部材の大径側端部を相互に突き合わ
せて中間膨出部を形成する際に中間膨出部の所定位置に
中子を収容した状態で両管状部材を一体に接合する。し
かる後、前記中間膨出部を型鍛造し、前記中子をパンチ
として作用せしめて管状部材の軸線直角方向に突き出さ
せることによって窓穴を形成する。
等で拡径又は縮径させて一対の管状部材を形成する。そ
して、それらの管状部材の大径側端部を相互に突き合わ
せて中間膨出部を形成する際に中間膨出部の所定位置に
中子を収容した状態で両管状部材を一体に接合する。し
かる後、前記中間膨出部を型鍛造し、前記中子をパンチ
として作用せしめて管状部材の軸線直角方向に突き出さ
せることによって窓穴を形成する。
【０００８】
【実施例】本発明の一実施例を図面を参照して説明す
る。この実施例は、図６に示す形状の自動車のリヤアク
スルハウジング（本発明でいう管状製品）を、スクラッ
プをほとんど出さないようにして製造することを目的の
一つとしている。以下、工程順に説明する。先ず、図１
（ａ）に示すように、鋼管等の管状材料１をマンドレル
２に押しつけて一方の口を拡げる。本例の場合、素材径
ｄ0 をＤに拡げて、直径比で約３０％の拡管をする。
る。この実施例は、図６に示す形状の自動車のリヤアク
スルハウジング（本発明でいう管状製品）を、スクラッ
プをほとんど出さないようにして製造することを目的の
一つとしている。以下、工程順に説明する。先ず、図１
（ａ）に示すように、鋼管等の管状材料１をマンドレル
２に押しつけて一方の口を拡げる。本例の場合、素材径
ｄ0 をＤに拡げて、直径比で約３０％の拡管をする。
【０００９】次に、上記管状材料１の小径側から複数個
のコントラクションリング（ダイス）を数段階に分けて
通して絞り、同図（ｂ）参照、素材径ｄ0 をｄ1 に縮径
した中間体１ａを作る。縮径部においては肉厚が増大す
るとともに、全長はｌ0 からｌ1 に伸びている。なお、
この縮径工程においては前記マンドレル２は必ずしも必
要としない。
のコントラクションリング（ダイス）を数段階に分けて
通して絞り、同図（ｂ）参照、素材径ｄ0 をｄ1 に縮径
した中間体１ａを作る。縮径部においては肉厚が増大す
るとともに、全長はｌ0 からｌ1 に伸びている。なお、
この縮径工程においては前記マンドレル２は必ずしも必
要としない。
【００１０】次に、上記の中間体１ａの中間部をスピニ
ング加工（へら絞りを含む）して、図１（ｃ）に示す形
状の中間体１ａ’を作る。つまり、端部に肉厚部を残し
た状態で中間部の肉厚を減少させるとともに縮径し（外
径ｄ2 ）、その分全長をｌ1からｌ2 に増大させるので
ある。
ング加工（へら絞りを含む）して、図１（ｃ）に示す形
状の中間体１ａ’を作る。つまり、端部に肉厚部を残し
た状態で中間部の肉厚を減少させるとともに縮径し（外
径ｄ2 ）、その分全長をｌ1からｌ2 に増大させるので
ある。
【００１１】さらに次工程で、中間体１ａ’の小径側端
部を鍛造して、同図（ｄ）に示すようなフランジ１ｂを
成形し、リヤアクスルハウジングを長手方向に二分割し
た形状のハーフピース（本発明でいう管状部材）１ｃを
作る。なお、製品の種類によっては、左右（長手方向）
非対称に分割しても良い。
部を鍛造して、同図（ｄ）に示すようなフランジ１ｂを
成形し、リヤアクスルハウジングを長手方向に二分割し
た形状のハーフピース（本発明でいう管状部材）１ｃを
作る。なお、製品の種類によっては、左右（長手方向）
非対称に分割しても良い。
【００１２】次に、摩擦圧接工程を説明する。図２に示
すように、一対のハーフピース１ｃ，１ｃの大径側端部
１ｄ，１ｄを相互に突き合わせて接合するのであるが、
予めねじ等の係合手段にて中子（芯金）４を先端に係合
させた支持棒４ａを、固定側とするハーフピース１ｃの
フランジ１ｂ側から差し込んで所定の位置に保持してお
く。そして、回転側とするハーフピース１ｃをチャック
（図示省略）で掴んで高速回転させつつ押しつけ、端部
を摩擦圧接することによって一対のハーフピース１ｃ，
１ｃを一体化するとともに中間膨出部を形成する。中子
４は、図３参照、大径側端部１ｄの内径に対応する外径
寸法に形成され、前後両面（図３において左右）には溝
４ｂ，４ｃが設けられているから、摩擦圧接時にできる
ばり１ｅ（図４参照）がこの溝４ｂ，４ｃに嵌まり込ん
で中子４を適宜かつ所定の姿勢に固定することができ
る。摩擦圧接工程が済んだら支持棒４ａを中子４から分
離させて引き抜いた後、ハーフピース１ｃ，１ｃの接合
体を次の型鍛造工程に移送する。
すように、一対のハーフピース１ｃ，１ｃの大径側端部
１ｄ，１ｄを相互に突き合わせて接合するのであるが、
予めねじ等の係合手段にて中子（芯金）４を先端に係合
させた支持棒４ａを、固定側とするハーフピース１ｃの
フランジ１ｂ側から差し込んで所定の位置に保持してお
く。そして、回転側とするハーフピース１ｃをチャック
（図示省略）で掴んで高速回転させつつ押しつけ、端部
を摩擦圧接することによって一対のハーフピース１ｃ，
１ｃを一体化するとともに中間膨出部を形成する。中子
４は、図３参照、大径側端部１ｄの内径に対応する外径
寸法に形成され、前後両面（図３において左右）には溝
４ｂ，４ｃが設けられているから、摩擦圧接時にできる
ばり１ｅ（図４参照）がこの溝４ｂ，４ｃに嵌まり込ん
で中子４を適宜かつ所定の姿勢に固定することができ
る。摩擦圧接工程が済んだら支持棒４ａを中子４から分
離させて引き抜いた後、ハーフピース１ｃ，１ｃの接合
体を次の型鍛造工程に移送する。
【００１３】次に、型鍛造工程について図４を参照して
説明する。この工程では同図（ａ）に示すように、ホー
ルディングダイ５にてハーフピース１ｃ，１ｃの大径
部、すなわち中間膨出部１ｆを保持し、これに対し中子
４に対応する形状の上型ダイ６を押圧してその中子４を
パンチとして作用せしめ、同図（ｂ）参照、中間膨出部
１ｆにほぼフラットなリップ部１ｇと窓穴１ｈとを成形
するのである。この型鍛造の際にはダイスを管内に挿入
する必要がないから簡易迅速に加工できる。また、中子
４等の形状を変えれば窓穴形状を比較的自由に設定でき
る。
説明する。この工程では同図（ａ）に示すように、ホー
ルディングダイ５にてハーフピース１ｃ，１ｃの大径
部、すなわち中間膨出部１ｆを保持し、これに対し中子
４に対応する形状の上型ダイ６を押圧してその中子４を
パンチとして作用せしめ、同図（ｂ）参照、中間膨出部
１ｆにほぼフラットなリップ部１ｇと窓穴１ｈとを成形
するのである。この型鍛造の際にはダイスを管内に挿入
する必要がないから簡易迅速に加工できる。また、中子
４等の形状を変えれば窓穴形状を比較的自由に設定でき
る。
【００１４】次に、前記窓穴１ｈの周縁を折り曲げて整
形する工程を説明する。図５（ａ）は図４（ｂ）と同じ
く型鍛造後の中間膨出部１ｆの断面を示しているが、比
較的薄肉の鋼管を使用した例である。そのリップ部１ｇ
に必要に応じて熱を加えながらスピニング加工（カーリ
ング）を施し、同図（ｂ）〜（ｄ）に示す順で内側に折
り曲げて所定のフランジを成形する。したがって、この
場合には従来のように補強リングを取付ける必要がない
から、溶接工数を削減できる。
形する工程を説明する。図５（ａ）は図４（ｂ）と同じ
く型鍛造後の中間膨出部１ｆの断面を示しているが、比
較的薄肉の鋼管を使用した例である。そのリップ部１ｇ
に必要に応じて熱を加えながらスピニング加工（カーリ
ング）を施し、同図（ｂ）〜（ｄ）に示す順で内側に折
り曲げて所定のフランジを成形する。したがって、この
場合には従来のように補強リングを取付ける必要がない
から、溶接工数を削減できる。
【００１５】上記のようにして、図６に示すリヤアクス
ルハウジング１ｋが製造され、リヤアクスルハウジング
１ｋは、その後、必要に応じて、ねじ加工等の機械加工
工程に送られる。
ルハウジング１ｋが製造され、リヤアクスルハウジング
１ｋは、その後、必要に応じて、ねじ加工等の機械加工
工程に送られる。
【００１６】本例では、リヤアクスルハウジングを長手
方向に二分割した形状のハーフピース１ｃ同士を突き合
わせて一体にしているから、接合手段として摩擦圧接を
用いることが容易になっている。摩擦圧接では接合部の
酸化皮膜などが外部に押し出されるために接合強度が非
常に大きく、この結果製品の信頼性が向上するという効
果が期待できる。なお、摩擦圧接に代えて溶接等の接合
手段を用いることもできる。また、従来例として説明し
た溶接構造のものでは、通常、板材を所定形状に切断し
たうえで曲げ加工を施しているから、材料の歩留りが悪
い。この点、本例では、窓穴を抜く以外にはスクラップ
を出さない極めて効率の良い製造方法であるということ
ができる。
方向に二分割した形状のハーフピース１ｃ同士を突き合
わせて一体にしているから、接合手段として摩擦圧接を
用いることが容易になっている。摩擦圧接では接合部の
酸化皮膜などが外部に押し出されるために接合強度が非
常に大きく、この結果製品の信頼性が向上するという効
果が期待できる。なお、摩擦圧接に代えて溶接等の接合
手段を用いることもできる。また、従来例として説明し
た溶接構造のものでは、通常、板材を所定形状に切断し
たうえで曲げ加工を施しているから、材料の歩留りが悪
い。この点、本例では、窓穴を抜く以外にはスクラップ
を出さない極めて効率の良い製造方法であるということ
ができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、管状部
材同士を長手方向に接合したうえでさらに型鍛造して窓
穴を形成するものであり、型鍛造の際にダイスを管内に
挿入しなくてもよいから簡易迅速に加工することができ
る。また、塑性加工を主体にしているからスクラップを
殆ど出さず、従来と比べて溶接面積が小さいから、生産
性と製品の信頼性を上げることが可能である。
材同士を長手方向に接合したうえでさらに型鍛造して窓
穴を形成するものであり、型鍛造の際にダイスを管内に
挿入しなくてもよいから簡易迅速に加工することができ
る。また、塑性加工を主体にしているからスクラップを
殆ど出さず、従来と比べて溶接面積が小さいから、生産
性と製品の信頼性を上げることが可能である。
【図１】管状材料からハーフピースを成形する工程を説
明する図であり、（ａ）は口拡げをした状態、（ｂ）は
縮径した状態、（ｃ）はスピニング加工をした状態、
（ｃ）はフランジを成形した状態を示している。
明する図であり、（ａ）は口拡げをした状態、（ｂ）は
縮径した状態、（ｃ）はスピニング加工をした状態、
（ｃ）はフランジを成形した状態を示している。
【図２】摩擦圧接工程の説明図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】型鍛造工程の説明図であり、（ａ）はホールデ
ィングダイにセットした状態を示し、（ｂ）は型鍛造後
の状態を示している。
ィングダイにセットした状態を示し、（ｂ）は型鍛造後
の状態を示している。
【図５】スピニング工程の説明図であり、（ａ）〜
（ｄ）は被成形部位の形状の変化を段階的に示してい
る。
（ｄ）は被成形部位の形状の変化を段階的に示してい
る。
【図６】リヤアクスルハウジングを示す斜視図である。
【図７】従来の溶接構造のリヤアクスルハウジングを示
す図である。
す図である。
【図８】従来の溶接構造のリヤアクスルハウジングの別
例を示す図である。
例を示す図である。
【図９】リヤアクスルハウジングを一体成形する工程を
説明する図であり、（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ中間成形
過程での形状を示している。
説明する図であり、（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ中間成形
過程での形状を示している。
【図１０】一体成形したリヤアクスルハウジングを示し
ており、（ａ）は横断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図、
（ｃ）はＣ−Ｃ断面図である。
ており、（ａ）は横断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図、
（ｃ）はＣ−Ｃ断面図である。
１ 管状材料 １ｃ ハーフピース（管状部材） １ｄ 大径側端部 １ｆ 中間膨出部 １ｈ 窓穴 １ｋ リヤアクスルハウジング（管状製品） ４ 中子 ５ ホールディングダイ ６ 上型ダイ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 20/12 Ｂ２３Ｋ 20/12 Ｇ Ｂ６０Ｂ 35/16 Ｂ６０Ｂ 35/16
Claims (1)
- 【請求項１】 管状材料の一端を拡径又は縮径させて一
対の管状部材を形成し、それらの管状部材の大径側端部
を相互に突き合わせて中間膨出部を形成する際にその中
間膨出部の所定位置に中子を収容した状態で両管状部材
を一体に接合し、しかる後、前記中間膨出部を型鍛造す
ることにより前記中子を管状部材の軸線直角方向に突き
出させるようにしたことを特徴とする中間膨出部に窓穴
を有する管状製品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6181519A JP2702412B2 (ja) | 1994-08-02 | 1994-08-02 | 中間膨出部に窓穴を有する管状製品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6181519A JP2702412B2 (ja) | 1994-08-02 | 1994-08-02 | 中間膨出部に窓穴を有する管状製品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0839178A JPH0839178A (ja) | 1996-02-13 |
| JP2702412B2 true JP2702412B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=16102181
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6181519A Expired - Fee Related JP2702412B2 (ja) | 1994-08-02 | 1994-08-02 | 中間膨出部に窓穴を有する管状製品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2702412B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3781099B2 (ja) | 2000-06-02 | 2006-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | 中空製品、流体処理システム、および中空部材の接合方法 |
| JP2007283375A (ja) * | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Nippon Spindle Mfg Co Ltd | 絞り加工方法及びその装置 |
| JP2007290009A (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Nippon Spindle Mfg Co Ltd | 絞り加工方法及びその装置 |
| CN112157173A (zh) * | 2020-09-22 | 2021-01-01 | 合肥明辉汽车零部件制造有限公司 | 一种桥壳热成型工艺自动生产线 |
| CN112570488B (zh) * | 2020-12-21 | 2022-06-10 | 燕山大学 | 中小型胀压成形汽车桥壳用阶梯形管坯的旋压-缩径成形方法 |
-
1994
- 1994-08-02 JP JP6181519A patent/JP2702412B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0839178A (ja) | 1996-02-13 |
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