JP3787767B2 - 鍔付き連結シャフトの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として自動車のエンジン側の出力を変速機側に伝える鍔付き連結シャフトの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の鍔付き連結シャフトの製造方法としては、線材を一定長さに切断した素材を用い、該素材を個別に独立設置された複数のプレス機により各プレス機ごとで独立的にプレス加工して、軸部の一端に鍔付き頭部が一体形成された成形品を形成し、その後、該成形品における頭部の軸穴の内面と軸部の先端部の外面とにスプラインを切削加工などにより形成して鍔付き連結シャフトを段階的に製造するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記連結シャフトは、比較的長軸で、頭部における鍔部の径と軸部の径との径差も大きく、その上、頭部の軸孔内面と軸部の先端側外面とにスプラインが形成される複雑な構造上、独立した複数のプレス機で成形を行う場合には、各プレス機ごとで前以て素材にボンデ処理を施し、そのうえでプレス加工を施す必要があるし、また、後工程で成形品における頭部の軸穴の内面と軸部の先端部の外面とにスプラインを切削加工により行うようにしているため、スプラインを備えた鍔付き連結シャフトを一貫して連続的に製造することができず、作業性が非常に悪いばかりか、大がかりな設備も必要となる問題があった。
【０００４】
そこで本発明は、多段式の圧造成形により一貫して連続的に製造することができ、その上、高精度なスプラインを備えた鍔付き連結シャフトを製造することができる製造方法の提供を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の請求項１の発明は、軸部の一端に鍔付き頭部が一体形成され、頭部の軸穴内面と軸部の先端側外面とにスプラインがそれぞれ形成されてなる鍔付き連結シャフトの製造方法であって、線材を一定長さに切断してボンデ処理を施した第１素材を用い、まず、最初の工程において、第１素材を一方向からダイスに押し込んで、一端に頭部を有し、他端に第１素材よりも小径の軸部を有してなる第２素材を形成し、次に、次工程において、第２素材の頭部にセンターピンを押し込むと共に、該頭部及び軸部を圧造加工して予備凹所を有する鍔付きの頭部を備え、かつ、軸部の先端にテーパー部を介して小径部を有してなる第３素材を形成し、その後、さらに次の工程において、第３素材の頭部に成形ピンを押し込んで、軸穴を有する大径の鍔付き頭部を備えてなる第４素材を形成し、然る後、最終工程において、第４素材をパンチによりダイ側に打ち込むことにより、第４素材における頭部の軸穴内面にスプラインをスプライン加工すると同時に、小径部を除く軸部の先端部外面にテーパー部を介してスプラインをスプライン加工して最終成形品を形成するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
また、本願の請求項２の発明は、請求項１の発明の最終工程において、ダイを、第４素材が打ち込まれる側に配置された可動ダイと、可動ダイと所定間隔を空けて弾性部材で連結される固定ダイとから構成し、第４素材が打ち込みによって固定ダイ側へ所定量移動したときに、第４素材における頭部の軸穴内面にスプラインをスプライン加工すると同時に、小径部を除く軸部の先端部外面にテーパー部を介してスプラインをスプライン加工して最終成形品を形成するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
なお、特許請求の範囲でいうスプラインとは、セレーションや歯車状の条痕などを含む概念である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図面は、線材を一定長さに切断してボンデ処理を施した第１素材Ａから自動車のエンジン側の出力を変速機側に伝える鍔付き連結シャフト１を製造する場合の実施の形態を示す。ここで、鍔付き連結シャフト１は、図１に示すように軸部１１の一端に鍔１３付き頭部１２が一体形成され、頭部１２の軸穴１４内面と軸部１１の先端側外面とにスプライン１５，１６が形成された形状となっている。
【０００９】
図１〜図７は、鍔付き連結シャフト１を線材から多段式圧造成形機により製造する場合の成形工程における形状の変化を示している。
図２に示すように、線材を素材として用いるに際し、外径が上記連結シャフト１の頭部１２の外径とほぼ同一とした線材を一定長さに切断してボンデ処理を施した第１素材Ａを用いる。
【００１０】
まず、第１工程において、第１素材Ａを一方向からダイスに押し込んで、図３に示すように一端に端面矯正部Ａ１を形成する。なお、この工程は省略することも可能である。
【００１１】
そして、第２工程において、端面矯正が施された第１′素材Ａ′を一方向からダイスに押し込んで、図４に示すように第１′素材Ａ′の外径よりも小径の軸部Ｂ１と、その一端に第１素材Ａの外径とほぼ同径の頭部Ｂ２とを有してなる第２素材Ｂを形成する。
【００１２】
次に、第３工程において、第２素材Ｂの頭部Ｂ２にセンターピンを押し込むと共に、該頭部Ｂ２及び軸部Ｃを圧造加工して、図５に示すように軸部Ｃ１の一端に予備凹所Ｃ４を有する鍔Ｃ３付きの頭部Ｃ２を備え、かつ、軸部Ｃ１の先端にテーパー部を介して小径部を有してなる第３素材Ｃを形成する。
【００１３】
その後、第４工程において、第３素材Ｃの頭部Ｃ１に成形ピンを押し込んで、図６に示すような軸部Ｃ１′の一端に軸穴Ｃ４′を有する鍔Ｃ３′付きの頭部Ｃ２′を備えてなる第３′素材Ｃ′を形成する。なお、この工程は省略することも可能である。
【００１４】
さらに、第５工程において、第３′素材Ｃ′の頭部Ｃ１′に成形ピンを押し込んで、図７に示すような軸部Ｄ１の一端に軸穴Ｄ４を有する大径の鍔Ｄ３付きの頭部Ｄ２を備えてなる第４素材Ｄを形成する。
【００１５】
最終工程において、第４素材Ｄをパンチによりダイ側に打ち込むことにより、第４素材Ｄにおける頭部Ｄ２の軸穴Ｄ４内面にスプライン１５をスプライン加工すると同時に、小径部を除く軸部Ｄ１の先端部外面にテーパー部を介してスプライン１６をスプライン加工して、図１に示すように軸部１１の一端に鍔１３付き頭部１２が一体形成され、頭部１２の軸穴１４内面と軸部１１の先端側外面とにスプラインが形成された最終成形品１を形成する。
【００１６】
ここで、最終工程の圧造ステーションにおいては、図８及び図９に示すように、ダイ３を、第４素材が打ち込まれる側に配置された可動ダイ３ａと、可動ダイ３ａと所定間隔を空けてスプリング３ｃで連結される固定ダイ３ｂとから構成し、第４素材Ｄが打ち込みによって固定ダイ３ｂ側へ所定量移動したときに、第４素材Ｄにおける頭部Ｄ２の軸穴Ｄ４の内面と軸部Ｄ１の先端部の外面とにスプライン１５，１６を同時にスプライン加工するようになされている。
【００１７】
以上のように、本発明の製造方法によれば、スプライン１５，１６を備えた鍔付き連結シャフト１を、線材を一定長さに切断してボンデ処理を施した第１素材Ａから多段式の圧造成形により一貫して連続的に製造することができる。しかも、ボンデ処理を施した第１素材Ａを用いることにより、軸物のシャフトにおいて加工限界付近の絞り加工が可能であり、軸径の差が大きい連結シャフトに適用できるし、また、鍔径が軸径に比べて比較的大きくても、外周部に割れ、つまり据え込み割れを発生させずに成形が可能である。その上、スプラインの加工時に新生面ではないので、製品の焼き付きもなく高精度のスプラインが成形できる。
【００１８】
また、最終工程において、図８及び図９に示すようにダイ３を、第４素材が打ち込まれる側に配置された可動ダイ３ａと、可動ダイ３ａと所定間隔を空けてスプリング３ｃで連結される固定ダイ３ｂとから構成し、第４素材Ｄが打ち込みによって固定ダイ３ｂ側へ所定量移動したときに、第４素材Ｄにおける頭部Ｄ２の軸穴Ｄ４の内面と軸部Ｄ１の先端部の外面とにスプライン１５，１６を同時にスプライン加工するようになされているので、第４素材Ｄの軸部Ｄ１と頭部Ｄ２とを可動ダイ３ａ内に入り込ませて、その軸部Ｄ１と頭部Ｄ２との形状を確保したうえで、パンチ２と固定ダイ３ｂ及びカウンターパンチ４とによって頭部Ｄ２の軸穴Ｄ４の内面と軸部Ｄ１の先端部の外面とに正確な形状のスプライン１５，１６を同時にスプライン加工することができる。これにより、頭部１２の外周部分での膨み変形がなくなり、形状の整った鍔付き連結シャフト１が得られると共に、両スプライン１５，１６を高精度に成形できる。
【００１９】
以上の実施の形態では、第４素材Ｄにおける頭部Ｄ２の軸穴Ｄ４の内面と軸部Ｄ１の先端部の外面とにスプライン１５，１６を形成したものについて説明したけれども、スプラインに代えて例えばセレーションや歯車状の条痕などであってもよいことは勿論である。
【００２０】
以上のように本発明によれば、多段式の圧造成形により線材から一貫して連続的にスプラインを備えた鍔付き連結ボルトを製造でき、作業性を向上できると共に、設備の小型化を図ることができる。その上、一度だけボンデ処理を施した第１素材を用いて、多段式の圧造成形により圧造成形することにより、軸物のシャフトにおいて加工限界付近の絞り加工が可能であり、軸径の差が大きい連結シャフトに適用できるし、また、鍔径が軸径に比べて比較的大きくても、外周部に割れ、つまり据え込み割れを発生させずに成形が可能である。その上、スプラインの加工時に新生面ではないので、製品の焼き付きもなく高精度のスプラインが成形できる。
しかも、前工程で予備凹所を有する鍔付きの頭部を備え、かつ、軸部の先端にテーパー部を介して小径部を有してなる第３素材を形成し、その後、さらに次の工程において、第３素材の頭部に成形ピンを押し込んで、軸穴を有する大径の鍔付き頭部を備えてなる第４素材を形成し、然る後、最終工程において、第４素材をパンチによりダイ側に打ち込むことにより、第４素材における頭部の軸穴内面にスプラインをスプライン加工すると同時に、小径部を除く軸部の先端部外面にテーパー部を介してスプラインをスプライン加工して最終成形品を形成するようにしたから、特に、軸部の先端部外面にスプライン加工を施す際に発生する余分な肉を小径部に効果的に逃がすことができ、これにより、軸部の先端にバリの発生を防止して、バリを取るための特別な後処理を不要にできる。
【００２１】
また、最終工程において、ダイを、第４素材が打ち込まれる側に配置された可動ダイと、可動ダイと所定間隔を空けて弾性部材で連結される固定ダイとから構成し、第４素材が打ち込みによって固定ダイ側へ所定量移動したときに、第４素材における頭部の軸穴の内面と軸部の先端部の外面とにスプラインを同時にスプライン加工するようにしたから、第４素材の軸部と頭部とを可動ダイ内に入り込ませて、その軸部と頭部との形状を確保したうえで、パンチとダイ及びカウンターパンチとによって頭部の軸穴の内面と軸部の先端部の外面とに正確な形状のスプラインを同時にスプライン加工することができ、これにより、頭部の外周部分での膨出がなくなり、形状の整った鍔付き連結シャフトが得られると共に、各スプラインを高精度に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る製造方法で製造する鍔付き連結シャフト（最終成形品）の一部切欠き正面図である。
【図２】 本発明に係る製造方法で製造する鍔付き連結シャフトの製造過程における第１素材の一部切欠き正面図である。
【図３】 同第１工程で成形された第１′素材の一部切欠き正面図である。
【図４】 同第２工程で成形された第２素材の一部切欠き正面図である。
【図５】 同第３工程で成形された第３素材の一部切欠き正面図である。
【図６】 同第４工程で成形された第３′素材の一部切欠き正面図である。
【図７】 同第５工程で成形された第４素材の一部切欠き正面図である。
【図８】 第４工程で用いられる圧造ステーションの説明図である。
【図９】 同圧造ステーションの動作説明図である。
【符号の説明】
１ 鍔付き連結シャフト
３ ダイ
３ａ 可動ダイ
３ｂ 固定ダイ
３ｃ 弾性部材
１１ 軸部
１２ 頭部
１３ 鍔部
１４ 軸穴
１５ スプライン
１６ スプライン
Ａ 第１素材
Ｂ 第２素材
Ｂ１ 軸部
Ｂ２ 頭部
Ｃ 第３素材
Ｃ１ 軸部
Ｃ２ 頭部
Ｃ３ 鍔部
Ｃ４ 予備凹所
Ｄ 第４素材
Ｄ１ 軸部
Ｄ２ 頭部
Ｄ３ 鍔部
Ｄ４ 軸穴

Claims (2)

1. 軸部の一端に鍔付き頭部が一体形成され、頭部の軸穴内面と軸部の先端側外面とにスプラインがそれぞれ形成されてなる鍔付き連結シャフトの製造方法であって、線材を一定長さに切断してボンデ処理を施した第１素材を用い、まず、最初の工程において、第１素材を一方向からダイスに押し込んで、一端に頭部を有し、他端に第１素材よりも小径の軸部を有してなる第２素材を形成し、次に、次工程において、第２素材の頭部にセンターピンを押し込むと共に、該頭部及び軸部を圧造加工して予備凹所を有する鍔付きの頭部を備え、かつ、軸部の先端にテーパー部を介して小径部を有してなる第３素材を形成し、その後、さらに次の工程において、第３素材の頭部に成形ピンを押し込んで、軸穴を有する大径の鍔付き頭部を備えてなる第４素材を形成し、然る後、最終工程において、第４素材をパンチによりダイ側に打ち込むことにより、第４素材における頭部の軸穴内面にスプラインをスプライン加工すると同時に、小径部を除く軸部の先端部外面にテーパー部を介してスプラインをスプライン加工して最終成形品を形成するようにしたことを特徴とする鍔付き連結シャフトの製造方法。
2. 最終工程において、ダイを、第４素材が打ち込まれる側に配置された可動ダイと、可動ダイと所定間隔を空けて弾性部材で連結される固定ダイとから構成し、第４素材が打ち込みによって固定ダイ側へ所定量移動したときに、第４素材における頭部の軸穴内面にスプラインをスプライン加工すると同時に、小径部を除く軸部の先端部外面にテーパー部を介してスプラインをスプライン加工して最終成形品を形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の鍔付き連結シャフトの製造方法。

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