JP3672295B2 - 軽量ドライブシャフトの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本願発明は、自動車等に使われるドライブシャフト等に適用される。ドライブシャフトの両端には、継手が連結される。本願発明は、パイプ等の中空素材を成形して軽量ドライブシャフトを得る。
【０００２】
【従来の技術】
従来、これら軽量ドライブシャフト及びその製造方法としては、特開平１０―２６７０２７を挙げることができる。当該公開公報には、スプラインが形成された両端部材（スタブ）をパイプ２に摩擦圧接して得る軽量ドライブシャフト及びその製造方法が開示されている。この方法によれば、予め切削加工されたスタブを準備すること、摩擦圧接の装置、更には、摩擦圧接後の熱処理が必要なため、数種の装置が必要になると言う問題がある。他の従来例として、特開平５―１０３１９を挙げることができる。特開平５―１０３１９には、中空部を有した第１の軸部材と第２の軸部材の端部を突き合わせて摩擦圧接によって合体させ、軽量ドライブシャフトを得る方法が開示されている。この方法によれば、摩擦圧接を伴うため上記の従来技術と同様の問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明の目的は、合目的な塑性加工方法を組み合わせ、これらの加工方法でパイプ等の中空素材を成形して得た軽量ドライブシャフト及びその製造方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
パイプ等の中空素材の両端部を口絞り成形する工程、張力引き抜き工程等の工程により軽量ドライブシャフトを得る。即ち請求請項１の発明は、パイプ素材を用いて、該パイプ素材の両端部を成形する口絞り成形の工程と、中間成形品の長手方向に張力を掛けた状態で引き抜く張力引き抜き加工の工程とを含む加工工程により、前記パイプ素材から一体物として成形して得られる軽量ドライブシャフト。
請求項２の発明は、請求項１の発明の構成に加えて、前記口絞りされた両先端部と中央部との間に存在するつなぎ部の角度が２０°から４５°である軽量ドライブシャフト。
請求項３の発明は、パイプ素材を用いて、該パイプ素材の両端部を成形する口絞り成形の工程と、中間成形品の長手方向に張力を掛けた状態で引き抜く張力引き抜き加工の工程とを含む加工工程により、前記パイプ素材から一体物として成形する軽量ドライブシャフトの製造方法。
請求項４の発明は、請求項３の構成に加えて、前記口絞りされた両先端部と中央部との間に存在するつなぎ部の角度が２０°から４５°である軽量ドライブシャフトの製造方法。
【０００５】
【発明の実施の形態】
図１は、 軽量ドライブシャフトを示す。中央部３は、内径がｄで外形がＤ１であるパイプ状になっている。内径ｄは成形前のパイプ素材の内径と変わらず、外径Ｄ１はパイプ素材の外径よりも小さくなっている。先端部１、４は、パイプ素材の両端部が縮径され、外径が小さくなっていると同時に肉厚が増大している。先端部１にはスプラインが形成されている。このスプライン部に等速継手が固定される。中央部３と先端部１、４との間には、つなぎ部２が存在する。つなぎ部２の角度θ は２０°から４５°が好ましい。
【０００６】
図２は、軽量ドライブシャフトの製造工程を示す。パイプ素材８は、内径がｄで外形がＤ０である。当該パイプ素材８は、この後、口絞り成形の工程ｂ、ｃ、引き抜き成形の工程ｄ及びスプライン成形の工程ｅを経て軽量ドライブシャフトである成形品になる。
【０００７】
図２の口絞り成形工程ｂにおいて、パイプ素材８の中央部を拘束した状態で、両端部を金型を用いて口絞り加工即ちネッキング加工を施す。ネッキング加工され縮径した部分と中央部との間に存在するつなぎ部２の角度は２０°から４５°が望ましい。ちなみに、ロータリスエージング加工によれば、その加工法の宿命として１０°以下になる。この角度が小さくなれば、大径の中央部の長さが減り、その分ドライブシャフトの剛性が減る。口絞り加工された中間成形品の中央部の内径はｄで、外形はＤ０であって、これらの寸法はパイプ素材８のものと変わりは無い。口絞りされた両端部は、縮径し肉厚が増し、増肉部７を形成する。この中間成形品の全長は加工前のパイプ素材８の全長と変わり無い。尚、本実施例においては、口絞り工程を１工程で行っているが、形状、寸法の都合で成形が困難であれば２工程にしても良い。
【０００８】
図２のｃのクランプ部を形成させる工程においては、前工程で口絞りした部分を金型を用いて次工程で必要なクランプ部６が形成される。この段階の中間成形品の全長は、前工程の中間成形品のものと変わり無い。
【０００９】
図２の引き抜き成形の工程ｄにおいては、クランプ部６を工具でクランプし、中間成形品の長手方向に張力を与えた状態で、当該中間成形品の中央部を金型に設けられた穴に通し、外径部をしごく。この成形によって、中間成形品の外径がＤ０からＤ１になり、縮径する。即ち、中間成形品の中央部の肉厚が減少し、全長が伸びる。
【００１０】
図２のスプライン成形の工程ｅにおいて、クランプ部６に金型を用い押出し加工にてスプラインが成形される。スプライン部５が成形された段階でドライブシャフトが完成する。このスプライン部５に等速継手が固定される。尚、このスプライン部の成形は、本実施例では押出し加工によって行われるが、転造により成形してもよい。
【００１１】
【発明の効果】
本願発明によれば、パイプ素材を用いて、中央部の外径が大で肉が薄くかつ両端部の径が小で肉厚の、軽量化したドライブシャフトを作ることができる。製造されたドライブシャフトは一体構造なので欠陥が無く、信頼性が高い。両先端部は、中央部を拘束しながら金型で同時に口絞り加工するので曲がりの少ない成形品が得られる。また、中央部の加工方法として張力引き抜き加工工程を採用 したので、加工硬化による強度向上の期待がもてる。つなぎ部の角度は２０°から４５°なので剛性の高い中央部の占める割合を大にできる、等の効果がある。
以上
【図面の簡単な説明】
【図１】ドライブシャフトの長手方向の断面図
【図２】工程説明図
【符号の説明】
１は先端部、２はつなぎ部、３は中央部、４は先端部、５はスプライン部、６はクランプ部、７は増肉部、８はパイプ素材である。
Claims (2)
- パイプ素材を用いて、該パイプ素材の中央部を拘束した状態で両先端部を金型で縮径・増肉する口絞り成形工程と、両先端部をクランプして張力を与えながら中央部をしごき加工して減肉する、張力引き抜き加工工程からなる、前記パイプ素材から一体物として成形することを特徴とする軽量ドライブシャフトの製造方法。
- 前記口絞りされた両先端部と中央部との間に存在するつなぎ部の角度が２０°から４５°であることを特徴とする請求項１記載の軽量ドライブシャフトの製造方法。
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