JP3132503B2 - 自在継手用フォークの製造方法 - Google Patents

自在継手用フォークの製造方法

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JP3132503B2
JP3132503B2 JP11099430A JP9943099A JP3132503B2 JP 3132503 B2 JP3132503 B2 JP 3132503B2 JP 11099430 A JP11099430 A JP 11099430A JP 9943099 A JP9943099 A JP 9943099A JP 3132503 B2 JP3132503 B2 JP 3132503B2
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弘幸 沢井
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術の分野】本発明は、フォークを備え
た円筒状のハブと軸線に垂直な腕部をもつ十字軸とを接
続する自在継手用フォークの製造方法に関する。 【0002】 【従来の技術】この種の自在継手は通常、十字形腕部を
もつ十字軸と伝動軸等の回転軸との角度連結に用いら
れ、円筒状ハブの先端に形成した一対のフォークに十字
軸の腕部をニードル入りカップを介して挿入される。フ
ォークをもつ円筒状ハブを平坦な金属板から塑性加工に
よって製造することは従来から知られている。例えば図
7〜図8(a),(b)に示すように、金属板の素材1
を円筒状のハブを形成すべき矩形板2と、該矩形板の両
端に連続しかつ該矩形板を円筒形に曲げて円筒形ハブ5
(図8)を形成したときにボルト締め用の突出部6とな
る耳片3と、フォーク8を形成するための一対のタブ4
とを備えたブランクとして打ち抜き、矩形板2を円筒状
に曲げかつ耳部3を図8(b)のように中途部から内側
へ折り返して緊締ボルトの挿通孔14およびねじ孔16
を穿け、またフォーク8には十字形腕部19を挿し込む
ための貫通孔13を形成し、さらにハブ内周面にスプラ
イン溝17の加工を行って図8(a)のような自在継手
用フォークを得ている。 【0003】前記耳部を折り返すのは緊締用ボルトに螺
合するねじ孔部分の肉厚を厚くしてめねじの長さを長く
し、めねじの強度を保つためであるが、この耳部の折り
返し工程をなくしたものとして、特開昭59−1212
29号公報に示される自在継手がある。これは図9
(a),(b)のような一対のタブ4および一対の耳部
7をもつ矩形板2を2枚一体に連結したブランクを用
い、押込加工によってその耳部に凹部10および凸部2
3を形成するとともに、図10(a),(b)の如くタ
ブ4を矩形板2の中央部分に対して所要の高さの差が生
じるように加工し、これを図11(a),(b)の如く
矩形板2に曲げ加工を行った後、上下2体に分割し、真
直な端部をもつフォーク枝片8と平行な耳部7を有する
自在継手用フォークを得る方法が知られている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】上述した図8(a),
(b)に示す従来の自在継手は、耳部3を折り重ねる工
程と、折り曲げた先端部3aをスプライン加工に支障を
起さないように切削する工程が必要であり、この工程に
大きな手数がかかる。またそのために長い耳部3が必要
でこれを矩形板2の両端に設けるため素材全体の長さが
長くなり、タブ4との関係から素材を打ち抜くときの材
料の歩留りが悪いという欠点がある。さらに素材を打ち
抜いた時の加工硬化作用により、以後の曲げ加工の際、
打抜部にワレが発生するので加工硬化を除去するための
焼なまし工程が必要である。 【0005】図11(a),(b)に示す自在継手用フ
ォークは、図7、図8の方法よりは工数が減り、歩留り
も向上するものの、耳部の板厚が充分でなく、またフォ
ーク枝片8は円筒状ハブの軸線方向からみて該ハブと同
芯状に曲げられておらず、ハブから略直線状に平行に延
びているので伝動の際のねじり応力に対し剛性が弱く、
また図7、図8のものと同様にタブ4の連結部分におけ
る加工硬化作用でワレ等が発生し易いという問題があっ
た。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明は、上述した従来
の欠点、問題点を解決したものであって、本発明におけ
る自在継手用フォークの製造方法は、矩形状平板の片側
部に一対のフォーク枝片となるタブと該平板の両端部に
一対の耳片とをもつように金属薄板素材を裁断する工程
と、前記耳片が互いに向き合うように前記矩形状平板を
前記タブと同芯的な円筒形状に曲げ込んでハブ管状部を
形成する工程と、十字軸の十字形腕を挿入し得るように
前記タブに2個の整合した貫通孔を穿孔するとともに前
記円筒形状に曲げられたハブ管状部の内周にスプライン
加工を施す切削工程とを有する自在継手用フォークの製
造方法において、前記金属薄板素材の裁断以後焼きなま
しを行うことなく前記各タブの両側部と前記矩形状平板
との連接部を押圧加工する工程と、前記耳片の少なくと
も一方のめねじ部に相当する部分を片面側からポンチ押
込変形によって、該ポンチ押込みによる該片面側の凹部
の内径より大外径の膨出部を生じせしめてその周囲の板
厚を厚くする工程と、前記タブが前記ハブ管状部と略同
芯の円形横断面形状をもつように曲げ込む工程と、緊締
ボルトを通すために該耳片の一方にボルト挿通孔を、該
耳片の他方の前記ポンチ押込み部位に前記ポンチ押込み
による前記片面側の凹部の内径より大径で前記膨出部の
外径より小径のねじ孔を整合して穿孔する切削工程とを
有して成るものである。 【0007】この場合、耳片部分の板厚を厚くする方法
として前述の耳片の少なくとも一方のめねじ部に相当す
る部分を片面側からポンチ押込変形させる工程に代え
て、前記耳片をその両端側から圧縮して肉盛変形させて
もよい。 【0008】 【作用】本発明においては、耳片の少なくともめねじ部
に相当する部分をポンチ加工あるいは圧縮加工等の塑性
加工で板厚を厚くするので、従来のスプライン加工時に
おける耳片折り曲げ端の機械加工が不要となり、工数が
節減され、かつ、素材の長さも小として材料の歩留向上
が図られる。フォーク枝片部分は円筒状ハブと略同芯に
内側に凹となるようにわん曲しているので、ねじり応力
に対して高い剛性を発揮でき、またタブの基部分の打抜
部を押圧することにより面粗度が向上し、焼なまし処理
が不要となる。 【0009】 【発明の実施の形態】次に本発明を、好適な実施形態に
ついて図面を参照して説明する。図1ないし図3は本発
明の第1の発明における実施例の製造工程を示した図で
ある。まず図1(a)に示す素材25は金属の板材ある
いはコイル材からプレス加工で打ち抜かれ、矩形板2の
片側部(上側部)に一対のタブ4が、またその両端部に
耳片7が形成されている。なお、矩形板2の部分は、後
述するハブ管状部となり、タブ4はフォーク枝片、耳片
7はボルト締め付け用のハブ管状部の切離縁の位置で軸
線方向に沿ってのびる一対の平行突出部となる。この第
1の打抜工程に続いて図1(b)に示す第2の工程で
は、プレスで打ち抜かれた切断面のうち、フォーク枝片
部分となるタブ4の付根部21,22a,22bの切断
面箇所を破線の如く押圧して塑性変形を与え、面粗度を
向上させる。次に図1(c)に示す第3の工程では、一
対の耳片7の少なくとも片側の耳片、つまり後工程で穿
けられるねじ孔に対応する箇所に、片側から細径ポンチ
を打ち込んで反対側へ突起(膨出部)9を形成する。図
1(d)の第4の工程では、タブ4が一部円形横断面形
状をもつように該タブ4のみを、矩形板2の中心Cから
外側へややずれた点Aを中心として曲率半径Rで円弧形
に曲げる。 【0010】次の工程(第5工程)では、図1(e)に
示すように、矩形板2を円筒形に成形する前段階とし
て、その中心Cのまわりに大略放物線状に、第1次の曲
げを行う。図1(f)に示す第6の工程では、この放物
線状の矩形板2をより完全な円筒形にするために第2次
の曲げ加工を行ってハブ管状部11を形成するととも
に、一対の耳片7,7がこのハブ管状部11から半径方
向にほぼ平行に向い合うようにする。このとき第4の工
程で円弧形に曲げられたタブの部分はハブ管状部11と
略同芯状にわん曲したフォーク枝片12となる。以上に
よりプレスによる冷間鍛造工程が終了し、図2(a),
(b),(c)に示すような冷間鍛造完成品が得られ
る。 【0011】図2からも分かるようにこの鍛造品は、タ
ブ4から曲げ加工されて成形された一対のフォーク枝片
12は所要の間隔dをもって互いに対向し、また該フォ
ーク枝片を連接し矩形板2から成形されたハブ管状部1
1は周上の1箇所で切離位置の両縁部が突き合せとな
り、この両縁部に続いて第6工程の曲げ加工で互いに平
行に半径方向に延在した耳片7が或る間隔Dをもって対
向している。 【0012】この後、第7の工程として切削およびスプ
ライン加工工程が施されて図3(a)〜(c)に示す自
在継手用フォーク20が得られる。即ち、フォーク枝片
12,12には十字軸の十字腕およびニードル入りカッ
プを嵌入すべき貫通孔13が整合して穿孔され、耳片
7,7の一方にはボルト挿通孔14および座15が、他
方にはボルトねじ部と螺合するねじ孔16が穿孔加工さ
れ、ハブ管状部11の内周面にはスプライン軸と連結す
るためのスプライン溝17が施されて自在継手の一部品
としてのフォーク20が完成する。図1(c)に示す第
3の工程でポンチ押込みによる環状の突起9の形成で図
3(c)の如く耳片7のねじ孔16の部分の板厚が厚く
なり、充分な長さのねじ孔が得られるので、従来のよう
に耳片を折り曲げることなく確実なボルト締めが可能と
なる。 【0013】図4〜図6は本発明の第2の発明の工程説
明図であり、この場合は矩形板2の両端に形成される耳
部7′,7′はその外縁が凸状に膨らんでいる。図1
(a),(b)と同じ第1、第2の工程(図4(a),
(b))を経た後、図4(c)の第3の工程で耳片
7′,7′の両端を素材の打抜面に対して直角な方向に
圧縮力を加え、局部据込加工を行うことにより、めねじ
部周辺の板面形状を変形させ、突面9′を形成する。こ
の場合は両耳片の対向部分が同時に該突面により厚肉状
態となる。以後は図1(d)〜(f)、図2、図3で述
べたのと同様の加工を行う。なお図5は図1(f)に、
図6は図3(c)に対応する。耳片の板厚増加により確
実なボルト締めが可能となる。 【0014】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、
(イ)耳片に塑性加工を施し、該耳片のねじ孔該当部に
突部を加工することにより、ねじ孔の補強、確実なボル
ト締めができ、(ロ)前記ねじ孔の補強によって従来の
ような耳片の折り返し加工、スプライン加工のための折
り返し端の前処理(切削)が不要となり、かつ耳片部分
が小形化、素材長さの短縮化がもたらされ、素材の打抜
加工において材料の歩留りが向上する。また(ハ)フォ
ーク枝片付根部の打抜切断面を押圧し面粗度を向上させ
ることにより、その曲げに伴なうクラックの発生を防止
でき、焼なまし工程を省略でき、さらに(ニ)フォーク
枝片はその軸方向に垂直な断面が内側に凹となるように
わん曲しているので、使用時のねじり応力に対して高い
剛性を発揮するなど、実用上大きな利点、効果がもたら
される。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1の発明における自在継手用フォー
クの冷間鍛造の工程説明図である。 【図2】フォーク中間品たる冷間鍛造完成品の一部裁断
正面図、側面図および横断面図である。 【図3】切削完了したフォーク完成品の一部裁断正面
図、側面図および横断面図である。 【図4】本発明の第2の発明における自在継手用フォー
クの冷間鍛造の一部工程を示す説明図である。 【図5】本発明の第2の発明における自在継手用フォー
クの冷間鍛造の一部工程を示す説明図である。 【図6】本発明の第2の発明におけるフォーク完成品の
横断面図である。 【図7】従来の自在継手用フォークの素材の平面図であ
る。 【図8】従来の自在継手用フォークの一部裁断側面図お
よび横断面図である。 【図9】他の従来例によるフォーク製造工程の一部を示
す図である。 【図10】他の従来例によるフォーク製造工程の一部を
示す図である。 【図11】他の従来例によるフォーク製造工程の一部を
示す図である。 【符号の説明】 2…矩形板 4…タブ 7…耳片 9…突起 11…ハブ管状部 12…フォーク枝片 13…貫通孔 14…ボルト挿通孔 16…ねじ孔 17…スプライン溝 20…自在継手用フォーク 25…素材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−121229(JP,A) 特開 昭57−195544(JP,A) 実開 昭62−199537(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16D 3/26 B23P 15/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.矩形状平板の片側部に一対のフォーク枝片となるタ
    ブと該平板の両端部に一対の耳片とをもつように金属薄
    板素材を裁断する工程と、前記耳片が互いに向き合うよ
    うに前記矩形状平板を前記タブと同芯的な円筒形状に曲
    げ込んでハブ管状部を形成する工程と、十字軸の十字形
    腕を挿入し得るように前記タブに2個の整合した貫通孔
    を穿孔するとともに前記円筒形状に曲げられたハブ管状
    部の内周にスプライン加工を施す切削工程とを有する自
    在継手用フォークの製造方法において、前記金属薄板素
    材の裁断以後焼きなましを行うことなく前記各タブの両
    側部と前記矩形状平板との連接部を押圧加工する工程
    と、前記耳片の少なくとも一方のめねじ部に相当する部
    分を片面側からポンチ押込変形によって、該ポンチ押込
    みによる該片面側の凹部の内径より大外径の膨出部を生
    じせしめてその周囲の板厚を厚くする工程と、前記タブ
    が前記ハブ管状部と略同芯の円形横断面形状をもつよう
    に曲げ込む工程と、緊締ボルトを通すために該耳片の一
    方にボルト挿通孔を、該耳片の他方の前記ポンチ押込み
    部位に前記ポンチ押込みによる前記片面側の凹部の内径
    より大径で前記膨出部の外径より小径のねじ孔を整合し
    て穿孔する切削工程とを有することを特徴とする自在継
    手用フォークの製造方法。 2.矩形状平板の片側部に一対のフォーク枝片となるタ
    ブと該平板の両端部に一対の耳片とをもつように金属薄
    板素材を裁断する工程と、前記耳片が互いに向き合うよ
    うに前記矩形状平板を前記タブと同芯的な円筒形状に曲
    げ込んでハブ管状部を形成する工程と、十字軸の十字形
    腕を挿入し得るように前記タブに2個の整合した貫通孔
    を穿孔するとともに前記円筒形状に曲げられたハブ管状
    部の内周にスプライン加工を施す切削工程とを有する自
    在継手用フォークの製造方法において、前記タブと前記
    矩形状平板との連接部を押圧加工する工程と、前記耳片
    をその両端側から圧縮して該耳片の板厚を厚くする工程
    と、前記タブが前記ハブ管状部と略同芯の円形横断面形
    状をもつように曲げ込む工程と、緊締ボルトを通すため
    に該耳片の一方にボルト挿通孔を、該耳片の他方にねじ
    孔を整合して穿孔する切削工程とを有することを特徴と
    する自在継手用フォークの製造方法。
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