JPS61189835A - 中空ドライブシヤフトの製造方法 - Google Patents
中空ドライブシヤフトの製造方法Info
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- JPS61189835A JPS61189835A JP60029821A JP2982185A JPS61189835A JP S61189835 A JPS61189835 A JP S61189835A JP 60029821 A JP60029821 A JP 60029821A JP 2982185 A JP2982185 A JP 2982185A JP S61189835 A JPS61189835 A JP S61189835A
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- JP
- Japan
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- diameter part
- drive shaft
- small diameter
- large diameter
- pipe material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
- B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
- B21D26/033—Deforming tubular bodies
- B21D26/047—Mould construction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
- B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
- B21D26/033—Deforming tubular bodies
- B21D26/041—Means for controlling fluid parameters, e.g. pressure or temperature
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、耐久性の優れた中空ドライブシャフトを一体
のパイプ材から成形する中空ドライブシャフトの製造方
法に関する。
のパイプ材から成形する中空ドライブシャフトの製造方
法に関する。
省資源あるいは省エネルギー等の見地から、自動車の各
部構成部品を軽量化することが重要な課題となっている
。軽量化を図るために、従来中実量であったものを中空
にすることが行なわれており、一部“のスタビライザや
ステアリングリンケージ、テンションロッド、ドライブ
シャフトなどに適用されている。
部構成部品を軽量化することが重要な課題となっている
。軽量化を図るために、従来中実量であったものを中空
にすることが行なわれており、一部“のスタビライザや
ステアリングリンケージ、テンションロッド、ドライブ
シャフトなどに適用されている。
ドライブシャフトは車両の動力伝達部品として重要なも
のであるが、自動車の前輪駆動化によるエンジンおよび
トランスミッション等の配置の関係から、左右のドライ
ブシャフトの長さが興なる傾向にある。この場合、従来
の中実材で対応すると、トルクステアやエンジン回転ト
ルクの変動による振動あるいは騒音等を生じ易い。この
ため、長い方のドライブシャフトを中空化して左右の重
量および剛性のバランスをとることが考えられている。
のであるが、自動車の前輪駆動化によるエンジンおよび
トランスミッション等の配置の関係から、左右のドライ
ブシャフトの長さが興なる傾向にある。この場合、従来
の中実材で対応すると、トルクステアやエンジン回転ト
ルクの変動による振動あるいは騒音等を生じ易い。この
ため、長い方のドライブシャフトを中空化して左右の重
量および剛性のバランスをとることが考えられている。
一般にドライブシャフトの形状は第２図に示されている
ように、ドライブシャフト１の両端部に位置する小径部
２．３と、これら小径部２，３間にわたる大径部４とか
らなり、各小径部２，３の端末部分には、トランスミッ
ション側の部材あるいは車輪側の部材に連結されるセレ
ーションなどの取付は部６．７が一体に形成される。大
径部４はドライブシャフトとして必要な剛性を得る部分
である。一方、小径部２．３は周辺部品との干渉を避け
なければならないから、充分細くする必要がある。従っ
て、小径部２．３の外径ｄ２と大径部４の外径Ｄ２との
径差はかなり大きなものとなる。
ように、ドライブシャフト１の両端部に位置する小径部
２．３と、これら小径部２，３間にわたる大径部４とか
らなり、各小径部２，３の端末部分には、トランスミッ
ション側の部材あるいは車輪側の部材に連結されるセレ
ーションなどの取付は部６．７が一体に形成される。大
径部４はドライブシャフトとして必要な剛性を得る部分
である。一方、小径部２．３は周辺部品との干渉を避け
なければならないから、充分細くする必要がある。従っ
て、小径部２．３の外径ｄ２と大径部４の外径Ｄ２との
径差はかなり大きなものとなる。
このため加工上の問題から、小径部と大径部とを別々に
製作し、第３図に例示したように摩擦圧接やかしめ加工
などにより、小径部側の部材２′。
製作し、第３図に例示したように摩擦圧接やかしめ加工
などにより、小径部側の部材２′。
３′と大径部側の部材４′を一体化させることも行なわ
れている。同口において８，９は摩擦圧接される部位を
示す。
れている。同口において８，９は摩擦圧接される部位を
示す。
しかし強度部材としての品質安定性を保障するには、上
記のような接合による製品よりも、一体のパイプ材から
成形する方が望ましい。
記のような接合による製品よりも、一体のパイプ材から
成形する方が望ましい。
一体のパイプ材から成形する従来の製造方法は、大径部
に相当する太さの金属パイプ材を用い、第４図に示され
るように例えばロータリースウエージングや押出し成形
によってパイプ材４″の端部を線管加工し、そののち熱
間アプセット加工により端部を中実化する方法が考えら
れていた。
に相当する太さの金属パイプ材を用い、第４図に示され
るように例えばロータリースウエージングや押出し成形
によってパイプ材４″の端部を線管加工し、そののち熱
間アプセット加工により端部を中実化する方法が考えら
れていた。
しかし上記方法では、線管加工のみによって形状を出し
ていたので、素材の段階から小径部を形成するまでの加
工度が非常に大きく、第５図に例示されるように線管加
工部３“の内面が凹凸状に座屈して真円度が極端に低下
していた。この座屈部分は、復工程の熱間アプセット加
工で中実化したときに内面皺傷として残り、耐久性を著
しく低下させる原因となる。このため従来は線管加工部
３″の内面を切削し真円にしたのちにアプセット加工を
行なうといった余分な工程が必要となり、生産性が非常
に悪かった。
ていたので、素材の段階から小径部を形成するまでの加
工度が非常に大きく、第５図に例示されるように線管加
工部３“の内面が凹凸状に座屈して真円度が極端に低下
していた。この座屈部分は、復工程の熱間アプセット加
工で中実化したときに内面皺傷として残り、耐久性を著
しく低下させる原因となる。このため従来は線管加工部
３″の内面を切削し真円にしたのちにアプセット加工を
行なうといった余分な工程が必要となり、生産性が非常
に悪かった。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、両端部に設けられた小径部と、これら小径部
間にわたる大径部とを有する中空ドライブシャフトを一
体の金属パイプ材から製造する方法である。本発明にお
いては、上記小径部と大径部の中間太さの金属パイプ材
を素材として用い、上記大径部は液圧バルジ加工によっ
て内径側から押し広げて成形し、小径部は線管加工によ
って外径側から潰して成形することを特徴とする。
間にわたる大径部とを有する中空ドライブシャフトを一
体の金属パイプ材から製造する方法である。本発明にお
いては、上記小径部と大径部の中間太さの金属パイプ材
を素材として用い、上記大径部は液圧バルジ加工によっ
て内径側から押し広げて成形し、小径部は線管加工によ
って外径側から潰して成形することを特徴とする。
液体バルジ加工では、内部から圧力を加える手段として
高圧水あるいは高圧油などの流体を用いる。また小径部
の線管加工は、例えばロータリースウエージングあるい
は押出し加工によって行なわれる。現在実用化されてい
る液圧バルジ法では、一般に加工部の長さ２とパイプ外
径ｄとの比２／ｄが２ないし３の短尺物であり、かつパ
イプの肉厚ｔとパイプ外径ｄとの比（肉厚比）ｔ／ｄが
０゜０５ないし０．０８程度の薄肉管であった。
高圧水あるいは高圧油などの流体を用いる。また小径部
の線管加工は、例えばロータリースウエージングあるい
は押出し加工によって行なわれる。現在実用化されてい
る液圧バルジ法では、一般に加工部の長さ２とパイプ外
径ｄとの比２／ｄが２ないし３の短尺物であり、かつパ
イプの肉厚ｔとパイプ外径ｄとの比（肉厚比）ｔ／ｄが
０゜０５ないし０．０８程度の薄肉管であった。
これに対し本発明ではドライブシャフトという長尺で厚
肉な部品にバルジ加工を適用するのであり、加工部の長
さ２とパイプ外径ｄとの比Ｒ／ｄが８ないし１５と大き
く、また肉厚比も例えば０゜１２ないし０．１３前後と
、現在実用化されているバルジ加工に比べるとかなり大
きい。本発明方法によれば、大径部と小径部との径差の
大きい中空ドライブシャフトを製造するに当って、小径
部と大径部の中間太さの金属パイプ材を用い、かつバル
ジ加工と線管加工とを組合わせるようにしたから、素材
に加わる加工度が軽減され、大径部と小径部の内外面と
も良好な表面状態と真円度が得られる。
肉な部品にバルジ加工を適用するのであり、加工部の長
さ２とパイプ外径ｄとの比Ｒ／ｄが８ないし１５と大き
く、また肉厚比も例えば０゜１２ないし０．１３前後と
、現在実用化されているバルジ加工に比べるとかなり大
きい。本発明方法によれば、大径部と小径部との径差の
大きい中空ドライブシャフトを製造するに当って、小径
部と大径部の中間太さの金属パイプ材を用い、かつバル
ジ加工と線管加工とを組合わせるようにしたから、素材
に加わる加工度が軽減され、大径部と小径部の内外面と
も良好な表面状態と真円度が得られる。
モして座屈を除去するための内面切削が不要となり、生
産効率の大幅な向上が図れる。
産効率の大幅な向上が図れる。
本発明方法において更に好ましくは、大径部を液圧バル
ジ加工するにあたり、パイプ材に降伏点以上の圧縮力を
軸方向に付加すれば、ドライブシャフトのように長尺な
大径部をもつものであっても、座屈の発生が押えられ、
内外面とも極めて良好な表面状態が得られる。
ジ加工するにあたり、パイプ材に降伏点以上の圧縮力を
軸方向に付加すれば、ドライブシャフトのように長尺な
大径部をもつものであっても、座屈の発生が押えられ、
内外面とも極めて良好な表面状態が得られる。
第１図に示された加工装置において、一方のフレーム１
１は固定であり、他方のフレーム１２はこの固定フレー
ム１１に対して接離する方向に移動可能である。そして
固定フレーム１１の内部には、ストッパ１４．１５間に
型１７ａ、１７ｂ。
１は固定であり、他方のフレーム１２はこの固定フレー
ム１１に対して接離する方向に移動可能である。そして
固定フレーム１１の内部には、ストッパ１４．１５間に
型１７ａ、１７ｂ。
１７ｃが収容され、可動フレーム１２にはストッパ２０
．２１間に型２３ａ、２３ｂ、２３ｃが収容される。こ
れら各型の内面形状は、成形すべきドライブシャフトの
外形に応じて、大径部２６を有している。この型内には
ドライブシャフトの素材となる金属パイプ材が収容され
る。
．２１間に型２３ａ、２３ｂ、２３ｃが収容される。こ
れら各型の内面形状は、成形すべきドライブシャフトの
外形に応じて、大径部２６を有している。この型内には
ドライブシャフトの素材となる金属パイプ材が収容され
る。
また、一方の型１７Ｃと他方の型２３ｃにポンチ３０．
３１が挿入される。各ポンチ３０．３１は、それぞれシ
リンダ機構３４．３５によって、パイプ材の軸方向に圧
縮力を付加できるようになっている。
３１が挿入される。各ポンチ３０．３１は、それぞれシ
リンダ機構３４．３５によって、パイプ材の軸方向に圧
縮力を付加できるようになっている。
また一方のポンチ３０には高圧液体の供給機構４０が接
続される。この供給機構４０は、水あるいは油などの液
体を収容するタンク４１と増圧機４２とを備え、送液管
４３を介してパイプ材の内部に高圧の液体を送り込める
ようになっている。
続される。この供給機構４０は、水あるいは油などの液
体を収容するタンク４１と増圧機４２とを備え、送液管
４３を介してパイプ材の内部に高圧の液体を送り込める
ようになっている。
他方のポンチ３１にはエア抜き孔４５が形成され、この
エア扱き孔４５にエア抜きバルブ４６が接続される。
エア扱き孔４５にエア抜きバルブ４６が接続される。
一例として大径部の外径［）２−４０ｍｌｌ、小径部の
外径ｄ２−２２ｍｍの中空ドライブシャフトを製造する
場合、小径部２．３と大径部４の中間の太さである外径
３２ｍｇｔの直管状パイプ材を素材として用いる。パイ
プ材の肉厚ｔ１は４１ｍである。
外径ｄ２−２２ｍｍの中空ドライブシャフトを製造する
場合、小径部２．３と大径部４の中間の太さである外径
３２ｍｇｔの直管状パイプ材を素材として用いる。パイ
プ材の肉厚ｔ１は４１ｍである。
パイプ材の具体的材質としては、例えば機械構造用炭素
鋼鋼管（Ｇ Ｉ Ｓ Ｇ３４４５）が使用される。
鋼鋼管（Ｇ Ｉ Ｓ Ｇ３４４５）が使用される。
本実施例ではＳＴＫＭｌ ６Ａ相当材を使用するが、こ
れ以外にＳＴＫＭ１５ＡあるいはＳＴＫＭ１７Ａ相当材
などが実用上好ましい材質である。
れ以外にＳＴＫＭ１５ＡあるいはＳＴＫＭ１７Ａ相当材
などが実用上好ましい材質である。
型内に上記パイプ材をセットしたのち、増圧機４２を働
かせて高圧（例えば１６００〜２０００ｋＱｆ ／ａｄ
”）の水または油をパイプ材に封入し、その後シリンダ
機構３４．３５を作動させることにより、パイプ材に降
伏点以上の圧縮力を軸方向に付加する。
かせて高圧（例えば１６００〜２０００ｋＱｆ ／ａｄ
”）の水または油をパイプ材に封入し、その後シリンダ
機構３４．３５を作動させることにより、パイプ材に降
伏点以上の圧縮力を軸方向に付加する。
こうして、大径部（外径［）２−４０ｅ＋＋ａ、肉厚ｔ
。
。
−３，７＋ｕ ）をもつ半製品Ａの成形を高精度に達成
することができる。すなわち、パイプ材に液圧バルジ加
工による高い内圧を作用させつつ軸方向に圧縮力を付加
するので、ドライブシャフトのように大径部が比較的長
くとも、型との馴染みが良くなり、軸方向に圧縮されて
も座屈や割れを生じることなく拡管することができ、表
面状態が良好となり、かつ寸法精度も向上する。なお、
素材となるパイプ材の外径が３２１の場合、外径５ｈ＋
ｍまでの拡管が限度であり、それ以上に拡管すると割れ
てしまう。
することができる。すなわち、パイプ材に液圧バルジ加
工による高い内圧を作用させつつ軸方向に圧縮力を付加
するので、ドライブシャフトのように大径部が比較的長
くとも、型との馴染みが良くなり、軸方向に圧縮されて
も座屈や割れを生じることなく拡管することができ、表
面状態が良好となり、かつ寸法精度も向上する。なお、
素材となるパイプ材の外径が３２１の場合、外径５ｈ＋
ｍまでの拡管が限度であり、それ以上に拡管すると割れ
てしまう。
また上記加工による副次的効果として、大径部４の加工
硬化による強度の向上が得られることが判明した。本発
明者の行なった研究によると、加工前のパイプ材ではロ
ックウェルＢ硬さが８７（引張り強さσＯ−５８ｋｇｆ
７ｍｍ２ ）であったものが、拡管後の大径部４のロ
ックウェルＢ硬さが９５（引張り強さσｏ −７２ｋｏ
ｆ ７ｍｍ２ ）となり、次表に示されるように中空ド
ライブシャフトとして用いた時の耐久性が大幅に向上す
ることが判った。大径部の寸法は両者とも外径４０ｍｍ
、肉厚３．７１１１１６である。
硬化による強度の向上が得られることが判明した。本発
明者の行なった研究によると、加工前のパイプ材ではロ
ックウェルＢ硬さが８７（引張り強さσＯ−５８ｋｇｆ
７ｍｍ２ ）であったものが、拡管後の大径部４のロ
ックウェルＢ硬さが９５（引張り強さσｏ −７２ｋｏ
ｆ ７ｍｍ２ ）となり、次表に示されるように中空ド
ライブシャフトとして用いた時の耐久性が大幅に向上す
ることが判った。大径部の寸法は両者とも外径４０ｍｍ
、肉厚３．７１１１１６である。
上記半製品Ａを得たのち、その両端部に例えばロータリ
ースウエージングあるいは押出し加工などの線管加工が
行なわれ、小径部２．３が形成される。端末取付は部６
．７は周知のアプセット加工およびセレーション加工等
により形成される。
ースウエージングあるいは押出し加工などの線管加工が
行なわれ、小径部２．３が形成される。端末取付は部６
．７は周知のアプセット加工およびセレーション加工等
により形成される。
上記方法によれば、パイプ材を線管させて小径部２．３
を得るまでの加工度が従来方法に比べて小さくて済み、
線管後の内面真円度が高い。このため内面切削という余
分な工程を行なう必要がない。
を得るまでの加工度が従来方法に比べて小さくて済み、
線管後の内面真円度が高い。このため内面切削という余
分な工程を行なう必要がない。
なお、パイプ材はシームレス管あるいは電縫管のいずれ
を用いてもよい。
を用いてもよい。
本発明によれば、加工後の内外面の表面状態が良好で、
かつ内面側の真円度が向上し、内面切削工程を省くこと
ができる。しかも耐久性の優れた中空ドライブシャフト
が得られる。
かつ内面側の真円度が向上し、内面切削工程を省くこと
ができる。しかも耐久性の優れた中空ドライブシャフト
が得られる。
第１図は本発明方法の一工程を実施するための装置の断
面図、第２図は中空ドライブシャフトの一例を示す断面
図、第３図は摩擦圧接による従来の中空ドライブシャフ
トの断面図、第４図は従来の線管加工によるパイプ材の
断面図、第５図は第４図中のｖ−ｖ線に沿う断面図であ
る。 １・・・中空ドライブシャフト、２．３・・・小径部、
４・・・大径部。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３図
面図、第２図は中空ドライブシャフトの一例を示す断面
図、第３図は摩擦圧接による従来の中空ドライブシャフ
トの断面図、第４図は従来の線管加工によるパイプ材の
断面図、第５図は第４図中のｖ−ｖ線に沿う断面図であ
る。 １・・・中空ドライブシャフト、２．３・・・小径部、
４・・・大径部。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第３図
Claims (2)
- （１）両端部に設けられた小径部と、これら小径部間に
わたる大径部とを有する中空ドライブシャフトを一体の
金属パイプ材により製造する方法であって、上記小径部
と大径部の中間の太さの金属パイプ材を素材として用い
、上記大径部は液圧バルジ加工によつて内径側から押し
広げて成形し、小径部は線管加工により、外径側から押
圧して成形することを特徴とする中空ドライブシャフト
の製造方法。 - （２）上記パイプ材に降伏点以上の圧縮力を軸方向に付
加しながら上記液圧バルジ加工を行なうことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の中空ドライブシャフトの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029821A JPS61189835A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 中空ドライブシヤフトの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60029821A JPS61189835A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 中空ドライブシヤフトの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61189835A true JPS61189835A (ja) | 1986-08-23 |
Family
ID=12286686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60029821A Pending JPS61189835A (ja) | 1985-02-18 | 1985-02-18 | 中空ドライブシヤフトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61189835A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05263819A (ja) * | 1990-03-08 | 1993-10-12 | Gkn Automot Ag | 自動車用の駆動軸 |
| EP0985465A3 (en) * | 1998-09-09 | 2000-07-12 | Kabushiki Kaisha Opton | Bulging device and bulging method |
| EP2873472A1 (de) * | 2013-11-14 | 2015-05-20 | Bombardier Transportation GmbH | Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Ausstattungselements für ein Schienenfahrzeug |
| JP2016502478A (ja) * | 2012-11-08 | 2016-01-28 | デーナ、オータモウティヴ、システィムズ、グループ、エルエルシー | 二次的形状を持つハイドロフォーミングされたドライブシャフト管 |
-
1985
- 1985-02-18 JP JP60029821A patent/JPS61189835A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05263819A (ja) * | 1990-03-08 | 1993-10-12 | Gkn Automot Ag | 自動車用の駆動軸 |
| EP0985465A3 (en) * | 1998-09-09 | 2000-07-12 | Kabushiki Kaisha Opton | Bulging device and bulging method |
| JP2016502478A (ja) * | 2012-11-08 | 2016-01-28 | デーナ、オータモウティヴ、システィムズ、グループ、エルエルシー | 二次的形状を持つハイドロフォーミングされたドライブシャフト管 |
| EP2873472A1 (de) * | 2013-11-14 | 2015-05-20 | Bombardier Transportation GmbH | Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Ausstattungselements für ein Schienenfahrzeug |
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