JP2000230571A - ヨーク及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 筒状部が過剰品質になるのを防止すると共
に、重量の軽減及びハンドリングの操作性の向上を図る
ことのできるヨーク及びその製造方法を提供することを
課題としている。 【解決手段】 筒状部２と、この筒状部２の一端から軸
方向に突出し、互いに対向するように配置された腕部３
とを有するヨークであって、筒状部２の一端側の部分の
板厚を他端側の部分より厚く構成したことを特徴とする
ヨークを提供している。さらに、せん断加工によりブラ
ンク４を成形し、このブランク４を深絞り加工して、筒
状部２に成形し、この筒状部２の他端側の部分を薄く成
形することにより、上記ヨークを製造する方法を提供し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自在継手に用い
られるヨーク及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車のステアリングシャフト
は、その途中に自在継手が設けられており、ステアリン
グギアボックスへの接続が容易になっている。また、自
在継手は、タイヤ側で生じた振動を吸収するためのダン
パを備えており、ハンドリングの操作性の向上に貢献し
ている。

【０００３】そして、自在継手は、２つのヨークと、こ
れらのヨークを接続する十字状にクロスした２軸ピンと
を備えたもので構成されている。各ヨークは平行に突出
する一対の腕部を有しており、一方のヨークの腕部には
２軸ピンの一方の軸が回転自在に連結され、他方のヨー
クの腕部には２軸ピンの他方の軸が回転自在に連結され
るようになっている。

【０００４】また、ヨークは、一対の腕部をチューブ
（筒状部）の一端に溶接したもので構成されており、そ
のチューブ内に上述したダンパを保持するようになって
いる。また、チューブは、厚さが一定の通常のパイプに
よって構成されている。このため、チューブは、最大荷
重の作用する部分の厚さに合わせて、全体を一定の厚さ
に形成することにより、強度的に十分なものを得てい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ヨーク
のチューブにおいては、小さな荷重しか作用しない部分
も最大荷重がかかる部分と同じ厚さになるため、過剰品
質になると共に、重量の増大や、この重量の増大に伴っ
てハンドリングの操作性が低下するという恐れがあっ
た。

【０００６】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
のであり、筒状部が過剰品質になるのを防止すると共
に、重量の軽減及びハンドリングの操作性の向上を図る
ことのできるヨーク及びその製造方法を提供することを
課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、筒状部（２）と、この筒状
部（２）の一端から軸方向に突出し、互いに対向するよ
うに配置された腕部（３）とを有するヨークであって、
前記筒状部（２）の一端側の部分の板厚を他端側の部分
より厚く構成したことを特徴とするヨークを提供してい
る。

【０００８】請求項２記載の発明は、筒状部（２）と、
この筒状部（２）の一端から軸方向に突出し、互いに対
向するように配置された腕部（３）とを有するヨークの
製造方法であって、せん断加工により、円板部（４ａ）
及びこの円板部（４ａ）の外周から左右対称に突出する
腕部（３）を有するブランク（４）を成形するせん断工
程と、深絞り加工により、前記円板部（４ａ）の周縁部
及び中央部をそれぞれ筒状部（２）及び底部（４ｂ）に
成形し、これにより前記腕部（３）を筒状部（２）の一
端から軸方向に突出して互いに対向するようにすると共
に、筒状部（２）の一端側の部分を他端側の部分より厚
く成形する深絞り工程とを備えたことを特徴とするヨー
クの製造方法を提供している。

【０００９】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、深絞り工程で筒状部（２）を円筒状に成形
し、この深絞り工程より後の工程で、前記筒状部（２）
を円形とは異なる断面形状に成形することを特徴とする
ヨークの製造方法を提供している。

【００１０】そして、上記のように構成された請求項１
記載の発明においては、筒状部（２）の一端側の部分が
腕部（３）の付け根部に相当し、腕部（３）からの力が
集中的にかかる部分に相当するが、この一端側の部分が
厚く構成されているので、強度の向上を図ることができ
る。一方、筒状部（２）の他端側の部分は腕部（３）か
らの力が分散されて伝えられ、同力が集中的にかかるこ
とがないので、一端側の部分に対して相対的に薄くて
も、強度の低下を来すことがない。すなわち、筒状部
（２）において大きな荷重が作用する部分は厚く、小さ
な荷重が作用する部分は薄く形成されているから、筒状
部（２）が過剰品質になるのを防止することができる
（適正な品質のものとなる）と共に、重量、材料費の軽
減や、ハンドリングの操作性の向上を図ることができ
る。

【００１１】請求項２記載の発明においては、深絞り加
工により、筒状部（２）の厚さを素材としての円板部
（４ａ）の厚さより厚くすることができると共に、筒状
部（２）の一端側の部分を厚く保持したまま、同筒状部
（２）の他端側の部分を薄く成形することができる。そ
して、このように必要な部分のみを厚く形成した筒状部
（２）と、この筒状部（２）から軸方向に突出する腕部
（３）とを塑性加工により一体に成形することができる
から、筒状部（２）と腕部（３）とを例えば溶接により
一体的に形成する場合に比べて、強度の向上、精度の向
上、強度や精度に対する信頼性の向上、コストの低減等
を図ることができる。また、塑性加工に伴う加工硬化に
より、筒状部（２）及び腕部（３）の抗張力の向上を図
ることができる。

【００１２】また、ブランク（４）をせん断加工、例え
ば打ち抜きにより成形する際には、隣接する円板部（４
ａ）同士の間に空きスペースが生じるが、このスペース
に腕部（３）を配置することができるから、供給される
金属板（素材）を有効に使用することができる。すなわ
ち、材料の歩留まりの向上を図ることができる。

【００１３】請求項３記載の発明においては、深絞り工
程より後の工程で、筒状部（２）を円形とは異なる断面
形状に成形しているから、深絞り加工で最初から異形断
面形状の筒状部（２）を形成する場合に比べて、より簡
単に異形断面形状の筒状部（２）を得ることができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を実
施例に基づき、図１〜図２２を参照して説明する。

【００１５】この実施例で示すヨーク１は、図１〜図５
及び図２２に示すように、筒状部２と、この筒状部２の
一端から軸方向に突出し、互いに対向するように配置さ
れた腕部３とを有するものであって、筒状部２の一端側
の部分の板厚を厚く構成したことを特徴としている。

【００１６】以下、上記構成についてさらに詳細に説明
する。すなわち、筒状部２は、図１及び図３に示すよう
に、その一端側の部分が厚肉部２ａとなっており、この
厚肉部２ａより他端側の部分が薄肉部２ｂとなってい
る。ただし、筒状部２の内面は、一端側から他端側の部
分に向かって徐々に板厚が薄くなるテーパー状に形成さ
れている。

【００１７】また、筒状部２は、図４及び図５に示すよ
うに、角部が丸く形成された小判形状（異形状）の断面
形状をしており、その対向する一対の側壁部には、外側
に広がるように膨出壁部２ｃが形成されている。この膨
出壁部２ｃは、図１〜図３、図５に示すように、筒状部
２の他端から厚肉部２ａに達するように形成されてい
る。このように、筒状部２を小判形の断面形状に形成す
ると共に、膨出壁部２ｃを形成することにより、筒状部
２の内部に挿入する振動緩衝用のダンパ（図示せず）を
確実に保持し、かつダンパの回転止めをするようになっ
ている。また、筒状部２の一端は、図３に示すように、
筒状部２の内側へ折曲された曲面２ｄに形成されてい
る。

【００１８】腕部３は、上述した側壁部の一端から軸方
向に突出している。そして、各腕部３には、ベアリング
（図示せず）を嵌合保持するための軸受孔３ａが設けら
れている。さらに、各腕部３の内面には、軸受孔３ａの
直径の長さを確保し、ベアリングを確実に保持するため
の環状補強部３ｂが突出している。各ベアリングには、
従来例で示した２軸ピンの一方の軸あるいは他方の軸の
各端部が嵌合保持されるようになっている。また、腕部
３の厚さは、厚肉部２ａより薄く、薄肉部２ｂより厚く
なっている。

【００１９】上記のように構成されたヨーク１において
は、筒状部２の一端側の部分が腕部３の付け根部に相当
し、腕部３からの力が集中的にかかる部分に相当する
が、この一端側の部分が厚肉部２ａによって構成されて
いるから、強度の向上を図ることができる。一方、筒状
部２の他端側の部分は腕部３からの力が分散されて伝え
られ、同力が集中的にかかることがないから、一端側の
部分に対して相対的に薄い薄肉部２ｂになっていても、
強度の低下を来すことがない。すなわち、筒状部２にお
いて力が大きく作用する部分が厚肉部２ａとなり、力が
それほど作用しない部分が薄肉部２ｂとなっているか
ら、過剰品質になるのを防止することができると共に、
重量、材料費の軽減や、ハンドリングの操作性の向上を
図ることができる。

【００２０】次に、上記ヨーク１の製造方法について説
明する。すなわち、ヨーク１の製造方法は、図６〜図２
２に示すように、せん断加工により、円板部４ａ及びこ
の円板部４ａの外周から左右対称に突出する一対の腕部
３を有するブランク４を成形するせん断工程と、深絞り
加工により、円板部４ａの周縁部及び中央部をそれぞれ
筒状部２及び底部４ｂに成形し、これにより腕部３を筒
状部２の一端から軸方向に突出して互いに対向するよう
にすると共に、同筒状部２の他端側の部分を薄く成形す
る深絞り工程とを備えていることを特徴としている。さ
らに、深絞り工程で筒状部２を円筒状に形成し、この深
絞り工程より後の工程で、筒状部２を円形とは異なる断
面形状に成形することを特徴としている。

【００２１】以下、上記ヨーク１の製造方法についてさ
らに詳細に説明する。すなわち、ヨーク１を製造するに
は、まず、せん断工程において、図６に示すように、冷
間圧延によって提供された鋼板（素材）５から、ブラン
ク４を打ち抜く。この際、隣接する円板部４ａと円板部
４ａとの間に生じる空きスペースに、腕部３が位置する
ようにしてブランク４を打ち抜く。これにより、本来無
駄になってしまう鋼板５の部分を有効に使用することが
できるから、材料歩留まりの向上、及びコストの低減を
図ることができる。

【００２２】次に、図７〜図９に示すように、深絞り加
工により、ブランク４から、円筒状の筒状部２及び円板
状の底部４ｂを成形する。この際、円板部４ａの周縁部
が絞られて厚くなるので、筒状部２の周縁部の厚さは、
もとの鋼板５の厚さより厚くなる。すなわち、筒状部２
の一端側の部分は腕部３より厚くなる。

【００２３】そして、筒状部２の他端側（底部４ｂ側）
の部分は薄く成形される。これにより、筒状部２の一端
側の部分に厚肉部２ａが形成され、この厚肉部２ａより
他端側の部分に薄肉部２ｂが形成された状態になる。な
お、この深絞り加工の後に、図１０〜図１２に示すよう
に、円筒状の筒状部２を断面小判形状に成形する。

【００２４】さらに、図１３及び図１４に示すように、
ピアス加工（せん断による穴あけ加工）により、底部４
ｂに穴をあける。続いて、図１５及び図１６ａに示すよ
うに、残りの底部４ｂをバーリング加工により押し広げ
て、筒状部２の他端形状を整える。その後、図１６ｂに
示すように、腕部３をカットして最終形状に仕上げる。

【００２５】次に、図１７〜図１９に示すように、張り
出し加工により、筒状部２に膨出壁部２ｃを成形すると
共に、筒状部２の一端を筒状部２の内側へ折曲された曲
面２ｄに成形する。なお、筒状部２の他端及び腕部３の
縁部についても曲面に成形してもよい。そして、以上の
図６〜図１９までの成形は、冷間加工であり、トランス
ファープレスにより全自動で行なう。

【００２６】以上に続いて、図２０及び図２１に示すよ
うに、ピアス加工により、腕部３に軸受孔３ａを成形す
るための下孔３ｃをあける。そして、図２２に示すよう
に、バーリング加工により、下孔３ｃを押し広げること
により軸受孔３ａを成形すると共に、腕部３の内面側に
突出する環状補強部３ｂを成形する。これにより、ヨー
ク１が完成する。そして、以上の図２０〜図２２までの
成形は、冷間加工であり、専用のプレスにより全自動で
行なう。

【００２７】以上説明したようにヨーク１の製造方法に
おいては、図７〜図９に示す深絞り加工により、円板部
４ａの板厚より厚い筒状部２を得ることができると共
に、筒状部２の一端側の部分を厚くした状態のまま、筒
状部の他端側の部分を薄く成形することができる。そし
て、このように必要な部分のみを厚く形成した筒状部２
と、この筒状部２から軸方向に突出する腕部３とを塑性
加工により一体に成形することができるから、筒状部と
腕部とを例えば溶接により一体化する場合に比べて、強
度の向上、精度の向上、強度及び精度に対する信頼性の
向上、コストの低減等を図ることができる。しかも、塑
性加工に伴う加工硬化により、筒状部２及び腕部３の抗
張力の向上を図ることができる。

【００２８】また、ブランク４を打ち抜きにより成形す
る際には、互いに隣接する円板部４ａの間に空きスペー
スが必然的に生じるが、このスペースに腕部３を配置す
ることができるから、供給される鋼板（金属板）として
の素材を有効に使用することができる。すなわち、材料
の歩留まりを向上させ、コストの低減を図ることができ
る。

【００２９】さらに、図７〜図９に示す深絞り工程より
後の工程で、筒状部２を円形とは異なる小判形の異形断
面形状に成形しているから、深絞り加工で最初から異形
断面形状の筒状部２を形成する場合に比べて、容易に筒
状部２を得ることができる。

【００３０】なお、上記実施例においては、筒状部２に
おける異形断面形状として、小判形状のもで、かつ膨出
壁部２ｃを有するものを示したが、この異形断面形状と
しては、膨出壁部２ｃを有さないものであってもよく、
また他の多角形状や、長円形、楕円形状等であってもよ
い。

【００３１】

【発明の効果】上記のように構成された請求項１記載の
発明においては、筒状部（２）の一端側の部分が腕部
（３）の付け根部に相当し、腕部（３）からの力が集中
的にかかる部分に相当するが、この一端側の部分が厚く
構成されているので、強度の向上を図ることができる。
一方、筒状部（２）の他端側の部分は腕部（３）からの
力が分散されて伝えられ、同力が集中的にかかることが
ないので、一端側の部分に対して相対的に薄くても、強
度の低下を来すことがない。すなわち、筒状部（２）に
おいて大きな荷重が作用する部分は厚く、小さな荷重が
作用する部分は薄く形成されているから、筒状部（２）
が過剰品質になるのを防止することができる（適正な品
質のものとなる）と共に、重量、材料費の軽減や、ハン
ドリングの操作性の向上を図ることができる。

【００３２】請求項２記載の発明においては、深絞り加
工により、筒状部（２）の厚さを素材としての円板部
（４ａ）の厚さより厚くすることができると共に、筒状
部（２）の一端側の部分を厚く保持したまま、同筒状部
（２）の他端側の部分を薄く成形することができる。そ
して、このように必要な部分のみを厚く形成した筒状部
（２）と、この筒状部（２）から軸方向に突出する腕部
（３）とを塑性加工により一体に成形することができる
から、筒状部（２）と腕部（３）とを例えば溶接により
一体的に形成する場合に比べて、強度の向上、精度の向
上、強度や精度に対する信頼性の向上、コストの低減等
を図ることができる。また、塑性加工に伴う加工硬化に
より、筒状部（２）及び腕部（３）の抗張力の向上を図
ることができる。

【００３３】また、ブランク（４）をせん断加工、例え
ば打ち抜きにより成形する際には、隣接する円板部（４
ａ）同士の間に空きスペースが生じるが、このスペース
に腕部（３）を配置することができるから、供給される
金属板（素材）を有効に使用することができる。すなわ
ち、材料の歩留まりの向上を図ることができる。

【００３４】請求項３記載の発明においては、深絞り工
程より後の工程で、筒状部（２）を円形とは異なる断面
形状に成形しているから、深絞り加工で最初から異形断
面形状の筒状部（２）を形成する場合に比べて、より簡
単に異形断面形状の筒状部（２）を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例として示したヨークの正面
図である。

【図２】同ヨークを示す図であって、図１のII−II線に
沿う断面図である。

【図３】同ヨークを示す図であって、図２のIII−III線
に沿う断面図である。

【図４】同ヨークを示す平面図である。

【図５】同ヨークを示す底面図である。

【図６】同ヨークの製造方法を示す図であって、鋼板及
びブランクを示す平面図である。

【図７】同ヨークの製造方法を示す図であって、深絞り
加工によりブランクから筒状部等を成形した状態を示す
斜視図である。

【図８】同ヨークの製造方法を示す図であって、深絞り
加工によりブランクから筒状部等を成形した状態を示す
断面図である。

【図９】同ヨークの製造方法を示す図であって、深絞り
加工によりブランクから筒状部等を成形した状態を示す
平面図及びその断面図である。

【図１０】同ヨークの製造方法を示す図であって、小判
形状に成形した状態を示す斜視図である。

【図１１】同ヨークの製造方法を示す図であって、小判
形状に成形した状態を示す断面図である。

【図１２】同ヨークの製造方法を示す図であって、小判
形状に成形した状態を示す平面図及びその断面図であ
る。

【図１３】同ヨークの製造方法を示す図であって、ピア
ス加工により底部に穴をあける状態を示す斜視図であ
る。

【図１４】同ヨークの製造方法を示す図であって、ピア
ス加工により底部に穴をあける状態を示す断面図であ
る。

【図１５】同ヨークの製造方法を示す図であって、筒状
部の他端側に残った底部をバーリング加工により押し出
して、筒状部の他端を成形した状態を示す斜視図であ
る。

【図１６】同ヨークの製造方法を示す図であって、
（ａ）は筒状部の他端側に残った底部をバーリング加工
により押し出して、筒状部の他端を成形した状態を示す
断面図、（ｂ）は腕部の根元部カット加工を示す断面図
である。

【図１７】同ヨークの製造方法を示す図であって、筒状
部に膨出壁部等を成形した状態を示す斜視図である。

【図１８】同ヨークの製造方法を示す図であって、筒状
部に膨出壁部等を成形した状態を示す断面図である。

【図１９】同ヨークの製造方法を示す図であって、図１
８のXIX−XIX線に沿う断面図である。

【図２０】同ヨークの製造方法を示す図であって、ピア
ス加工により腕部に軸受孔の下孔を成形する状態を示す
斜視図である。

【図２１】同ヨークの製造方法を示す図であって、ピア
ス加工により腕部に軸受孔の下孔を成形した状態を示す
断面図である。

【図２２】同ヨークの製造方法を示す図であって、バー
リング加工により腕部に軸受孔及び環状補強部を成形し
た状態を示す斜視である。

【符号の説明】

２ 筒状部 ３ 腕部 ４ ブランク ４ａ 円板部 ４ｂ 底部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒状部（２）と、この筒状部（２）の一
   端から軸方向に突出し、互いに対向するように配置され
   た腕部（３）とを有するヨークであって、 前記筒状部（２）の一端側の部分の板厚を他端側の部分
   より厚く構成したことを特徴とするヨーク。
2. 【請求項２】 筒状部（２）と、この筒状部（２）の一
   端から軸方向に突出し、互いに対向するように配置され
   た腕部（３）とを有するヨークの製造方法であって、 せん断加工により、円板部（４ａ）及びこの円板部（４
   ａ）の外周から左右対称に突出する腕部（３）を有する
   ブランク（４）を成形するせん断工程と、 深絞り加工により、前記円板部（４ａ）の周縁部及び中
   央部をそれぞれ筒状部（２）及び底部（４ｂ）に成形
   し、これにより前記腕部（３）を筒状部（２）の一端か
   ら軸方向に突出して互いに対向するようにすると共に、
   筒状部（２）の一端側の部分を他端側の部分より厚く成
   形する深絞り工程とを備えたことを特徴とするヨークの
   製造方法。
3. 【請求項３】 深絞り工程で筒状部（２）を円筒状に成
   形し、この深絞り工程より後の工程で、前記筒状部
   （２）を円形とは異なる断面形状に成形することを特徴
   とする請求項２記載のヨークの製造方法。