JPH0371929B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は軸部を有するユニバーサルジヨイン
ト用ヨークの製造方法に関する。

（従来の技術） 従来、この種のユニバーサルジヨイント用ヨー
クの製造方法としては、例えば特公昭60−8128号
公報のものがあり、その技術内容はブランクを一
対のダイとパンチとにより冷間鍛造してユニバー
サルジヨイント用のＵ字状ヨークを製造する方法
において、そのＵ字状に屈曲すべき辺の両端をあ
らかじめ巾方向に弧形状に形成すると共に長手方
向の両端を所定の傾斜面に形成したブランクを用
い、その型面をヨークの外周面に対応する形状に
形成したダイを用い、前記ブランクのＵ字状に屈
曲すべき辺の長さよりも短い巾であつて、その外
形形状をヨークの内周面に対応する形状に形成す
ると共に側面に互いに対向する凸部を設けたパン
チを用い、前記ダイ内に設置したブランクを、前
記パンチによりヨークの両腕部に相当する部分に
当接しないように、その中央部に当接させた状態
で押圧加工し、これによつて前記一対の傾斜面が
同一平面上に配されてヨークの両腕部の頂面とな
し、かつ前記両腕部の内壁面にジヨイント導入用
凹部を有するヨークを形成するものである。

（解決しようとする問題点） したがつて、上記冷間鍛造によるユニバーサル
ジヨイント用ヨークの製造方法ではアーム部の成
形を異形形状の後方押出し加工により行つている
ため、アーム部成形時の断面減少率が75％程度と
高く、また、この成形時の成形外力が型の圧壊荷
重の80％以上となるため、 型の弾性変形が大きくなり、ダイスとパンチ
の合わせ部よりバリが発生する。

型の寿命が短くなる。

等の問題点があり、また、この従来の方法による
ヨークは回転運動伝達用の軸を溶着手段等により
結合しなければならないため安定した強度の確保
が困難である等の問題点があつた。

本発明は上記従来の問題点を解決すべくなされ
たもので、各成形工程の加工面圧が低くなる成形
工程とすることにより、 バリを発生することなくヨークを成形するこ
とができる。

型寿命を大幅に向上することができる。

フアイバーフローの有効活用、加工硬化等の
活用により製品強度を向上することができる。

回転運動伝達用の軸をヨークと一体成形して
ヨークと軸との結合強度を向上することができ
る。

軸部を有すユニバーサルジヨイント用ヨークの
製造方法を提供することを目的とし、とくに、回
転運動伝達用の軸をヨークと一体成形してヨーク
と軸との結合強度を向上することができる軸部を
有すユニバーサルジヨイント用ヨークの製造方法
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記技術課題を解決するため、軸部
の一端に同軸部の軸芯と直交する補強肉厚部を有
するヨーク基部と、このヨーク基部より前記軸部
と反対方向へ延出する対をなすアームを一体に備
えたヨーク部材の製造方法において、粗成形部材
の粗ヨーク部をつぶし成形して余肉部を有する粗
基部と左右に粗アーム部を延出成形した予成形部
材の予軸部を挿入する受け孔をダイスに貫設し
て、同受け孔の端部に前記ヨーク基部および補強
肉厚部を成形する型孔を形成し、この型孔の軸芯
上にパンチを配設して、前記粗基部をつぶし押圧
してヨーク基部および補強肉厚部を成形するとと
もに、このつぶし押圧で余肉部をつぶすことで前
記粗アーム部をほぼ対設状に曲げ成形する構成と
したことを特徴とする軸部を有するユニバーサル
ジヨイント用ヨークの製造方法に存する。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を図面にしたがつて説
明する。

第１図および第２図は本発明に係る軸部を有す
るユニバーサルジヨイント用ヨーク（以下、軸部
付きヨークという）１の具体例を示すもので、該
軸部付きヨーク１は軸部２とヨーク部４とが一体
に形成され、軸部２の端部側の外周には所定の範
囲にわたつて他部品と結合されてトルクを伝達す
るためのセレーシヨン部３が形成されている。な
お、この軸部２は所定の長さＬを有し、外径ｄに
形成されている。５はヨーク部４のヨーク基部で
あつて、所定の肉厚ｔ１を有し、所定径Ｄを有す
る円形状に形成されるとともに、その背面側、す
なわち、軸部３側には略円形状の肉厚ｔ２の補強
肉厚部６が一体に形成されている。また、ヨーク
基部５の直径方向には軸部２の軸線に平行で等長
Ｈの一対のアーム７が軸部２とは反対方向へ所定
の幅Ｓで延出形成されてアーム７間は回転径Ｒに
形成されている。また、同アーム７の先端側の所
定位置にはベアリングを保持するための孔９が対
応して貫設されている。このように形成された本
例軸部付きヨーク１は相手ヨーク１０に対し十字
軸１１およびニードルベアリング１２を介して回
転可能に連繋されて、一方のヨークから他方のヨ
ークへ揺動角をもつてトルク伝達が可能とされて
いる。なお、１３はシール部材である。

次に、上記のように構成された軸部付きヨーク
１を冷間鍛造によつて製造する方法について説明
する。この冷間鍛造による加工工程としては(1)材
料取り工程、(2)粗成形部材１５を成形する予備成
形工程、(3)粗成形部材１５を予成形部材１９に成
形するアーム延出工程、(4)予成形部材３０をヨー
ク部材に成形するアーム曲げ成形工程とよりなつ
ている。

１４は冷間鍛造用素材であつて、材料取り工程
において、所定の径Ｄ１の丸棒鋼を所定の長さｈ
１に材料取りされたもので、この素材１４の体積
は軸部２およびヨーク部４を一体成形するに足る
体積に材料取りされている。このように材料取り
された素材１４は予備成形工程において第５図に
示す粗成形部材１５に冷間鍛造される。

この予備成形工程では素材１４を冷間押出し成
形して粗軸部１６と略円柱状の粗ヨーク部１７と
からなる粗成形部材１５に成形するもので、粗軸
部１６は径ｄ１を有し、長さｌ１に形成され、ま
た、粗ヨーク部１７は直径Ｄ２で長さｈ２に形成
されるとともに、同粗軸部１６と粗ヨーク部１７
との接合部には斜状の略円錐面部１８が形成され
ている。また、粗ヨーク部１７の体積はヨーク部
４と軸部２の一部を形成する体積に形成されてい
る。このように成形された粗成形部材１５はその
粗ヨーク部１７がパンチＰにより冷間つぶし成形
されて予成形部材１９に成形される。

このアーム延出工程においては粗成形部材１５
の略円柱状の粗ヨーク部１７を冷間つぶし成形し
て粗基部２０、粗アーム部２１とを成形するとと
もに、その一部はΔlだけ冷間押出しされて粗軸
部１６とにより予軸部２２に成形されるもので、
一般的にこの略円柱状の粗ヨーク部１７を異形形
状に成形する場合の性状としては、第９図および
第１０図に示すように先端部に半径Ｒで略くさび
状の成形部Ａを有するパンチＰと中央に粗軸部１
６を挿通する受け孔２６を有し、同受け孔２６の
上部に粗基部２０を成形する凹部２７を有すると
ともに、受け孔２６の中心に対し左右方向（Ｘ方
向）へ所定の角度αで形成された成形面２８を有
するダイス２５とによりパンチＰを粗軸部１６の
軸線に沿つてつぶし押圧すると、パンチＰのくさ
び効果により、粗ヨーク部１７には図示Ｘ方向へ
材料を流動させようとする成形力Pxが発生する
が、Ｙ方向へ成形力Pyは極めて小さく、したが
つて、つぶし幅Ｗ（Ｘ方向幅）はＹ方向の幅WO
より大きく成形されて、本例における粗アーム部
２１が成形され、この場合の粗アーム部２１の図
示下面（凸状曲面８となる）２３側は成形面２８
に沿つて角度αに成形され、図示上面２４はダイ
ス２５の成形面２８に対し素材１４の材質とパン
チＰの成形部Ａの半径Ｒにより角度βで延出成形
される。したがつて、このアーム延出工程におい
てはダイス２５に粗成形部材１５の粗軸部１６が
受け孔２６に挿通されるとともに、円錐面部１８
は凹部２７内に納められて、粗ヨーク部１７は受
け孔２６の中心線と同心に立設される。しかし
て、パンチＰが押圧作動される。なお、パンチＰ
には図示のように成形部Ａの両側にはダイス２５
の成形面２８と対応して延出成形される粗アーム
部２１の上面と近接状にほぼ平行な角度βOで規
制面２９が形成されている。また、ダイス２５の
Ｘ方向に形成された成形面２８の受け孔２６を中
心とするＹ方向には粗アーム部２１の幅側面を所
定の幅寸法Ｓに成形規制する壁面が成形面２８と
連続して鉛直状に設けられている。したがつて、
パンチＰの押圧作動により略円柱状の粗ヨーク部
１７はつぶし加工されて、左右のＸ方向へ角度α
で粗アーム部２１が延出成形されるとともに、凹
部２７により肉厚状でかつ略円形凸状の粗基部２
０が成形されて同粗基部２０にはハツチイングで
示す余肉部２０ａが附されている。また、同時に
その一部は受け孔２６により長さΔl押出し成形
されて粗軸部１６は長さｌ２の予軸部２２に形成
される。また、パンチＰは粗アーム部２１の幅側
面を成形規制する壁面に沿つて押圧作動されるも
のであるが、この粗アーム部２１の上面２４の延
出角度βは成形部Ａの半径Ｒと材質により決定さ
れるものであるからパンチＰの角度βOで形成し
た規制面２９にほとんど当接せずバリ等の発生す
ることがない。また、ダイス２５の中央のＺ方向
に粗軸部１６を挿通する受け孔２６を設けて粗軸
部１６を挿入するものであるから、同粗軸部１６
はパンチＰに対し荷重逃げとなる。以上の効果に
よりパンチＰによるダイス２５の中央部近傍の最
大加工面圧を型の圧壊荷重の50％以下に下げるこ
とができて、型寿命を著高することができ、さら
に、型の弾性変形が著減されるためバリ等の発生
がない。このように成形された予成形部材１９は
アーム曲げ成形工程においてヨーク部材３０に成
形される。

このアーム曲げ成形工程においては、粗基部２
０をつぶしによりヨーク基部５と補強肉厚部６と
を成形するとともに、粗アーム部２１を曲げ成形
し、さらに粗アーム部２１をしごき成形してアー
ム７を成形するもので、一般に余肉部２０ａを有
する肉厚の粗基部２０をパンチP′によりつぶし成
形してヨーク基部５と補強肉厚部６とを成形する
場合、第１１図に示すようにパンチP′とダイス
D′とで粗基部２０を押しつぶすとダイスD′側の
伸び率がパンチP′側の伸び率より大きくなり、こ
れにより左右の粗アーム部２１は図示のように曲
げられる。したがつて、このアーム曲げ成形工程
においてはこの圧縮加工による曲げ現象を利用し
て粗アーム部２１の曲げ成形を行うもので、この
アーム曲げ成形工程における装置としては固定さ
れたカウンタパンチ３１とこのカウンタパンチ３
１に対向して可動可能なアウタパンチ３２が設け
られ、同アウタパンチ３２にはカウンタパンチ３
１の軸線に沿つてスリーブ３３が摺動可能に嵌装
され、同スリーブ３３の軸線に沿つて予成形部材
１９の予軸部２２を挿入する受け孔３４が貫設さ
れるとともに、同スリーブ３３の対向面にはヨー
ク基部５および補強肉厚部６を成形する型孔３５
が形成されている。なお、３６はノツクアウトで
ある。このように設けられた装置において、第１
３図に示すようにスリーブ３３の受け孔３４に予
成形部材１９の予軸部２２を挿入して図示のよう
にセツトする。しかる後、スリーブ３３とアウタ
パンチ３２とを同時に前進して粗基部２０をつぶ
し成形する。このつぶし成形することにより粗基
部２０の粗アーム部２１の下部側となる余肉部２
０ａがつぶされて粗アーム部２１の下面２３側の
伸び率が上面２４側より高くなり左右の粗アーム
部２１は図示のように圧縮によるつぶし加工と同
時に曲げ加工も同時に行うことができるととも
に、粗アーム部２１の下部の厚さＨを大きく成形
することができる。そしてアウタパンチ３２のみ
が前進してカウンタパンチ３１とにより粗アーム
部２１がしごき成形されて長さＨ、幅Ｓで外側面
（下面２３）が凸状曲面８に成形されてアーム７
が形成される。なお、このアーム７の先端側の形
状は第８図イ，ロ，ハに太線で示すように素材径
の一部分が各工程において型に当ることなく、し
かも大幅に変形されることがなく先端部形状を円
弧形状に成形することができるので、従来、冷間
鍛造により成形したヨークのアーム先端のトリム
加工等する工程を省略することができる。

このようにしてヨーク基部５およびアーム７が
成形されるとアウチパンチ３２およびスリーブ３
３が後退されるとともに、ノツクアウト３６が作
動されてヨーク部材３０はスリーブ３３より払い
出される。かくして成形されたヨーク部材３０は
機械加工工程においてベアリング用孔９およびセ
レーシヨン部３（塑性加工にても可）が加工され
て軸部付きヨーク１が形成される。

なお、通常ヨークには十字軸１１の組付け時の
干渉を避けるため、第１６図および第１７図に示
すようにアーム７の先端に切削により逃し部３７
を設けるが本例においては上記第２工程において
パンチＰの規制面２９の所定位置に逃し部３７を
成形する凸部（図示せず）を設けることで粗アー
ム部２１の成形時に逃し部３７を成形することが
でき、この逃し部３７はアーム曲げ成形工程後に
おいても、同形状がほぼそのままの形状で残るの
で逃し部３７の切削工程を省略することができ
る。また、アーム曲げ成形工程は第３図Ｂに示す
ように粗基部２１および粗アーム部２２のつぶ
し・曲げ成形するアーム曲げ工程と粗アーム部を
曲げ・しごき成形するアーム部成形工程に分離し
てもよく、この場合パンチ・ダイスの構造を単純
化することができるとともに、一般のプレスを使
用することができる。

このように本実施例の軸部付きヨーク１の製造
方法によれば、とくに、アーム延出工程およびア
ーム曲げ成形工程における最大加工面圧は型の圧
壊荷重の50％以下となるため、型の弾性変形が著
減されてパンチＰとダイス２５との合せ部分によ
るバリの発生がなく、また、加工面圧が型の圧壊
荷重の50％以下であるため、型が疲労によつて圧
壊することが著減されて型寿命を大幅に向上する
ことができる。また、アーム曲げ成形工程におい
てはつぶし成形と曲げ成形とが同時に行われ、と
くに粗アーム部２１の基部側の粗基部２０に余肉
部２０ａを設けたものであるから、アーム７の基
部の厚さを大きく成形することができて、最大応
力の発生する同基部の断面係数を高めることがで
きるとともに、このアームの曲げ成形は通常の曲
げでは外側が引張られて割れが発生するか、もし
くは肉厚減少および引張り残留応力により強度低
下の原因となるが、この点、同アームの基部は圧
縮による曲げ加工であるためアームの基部表面側
に圧縮応力が残留させることができて疲労強度に
優れる。さらに、冷間鍛造による連続したフアイ
バーフローおよび加工硬化の活用ができるため、
静的強度、疲労強度に優れた軸部付きヨークを得
ることができる。また、トルク伝達用の軸部２を
一体に形成したものであるから、溶接等によつて
接合されたヨークのように接合部からの破断の恐
れがないので、信頼性を高めることができるとと
もに、加工コストを低減することができる。

（発明の効果） 本発明は、上記構成としたことにより、とく
に、アーム曲げ成形工程においてはつぶし成形と
曲げ成形とが同時に行われ、とくに粗アーム部２
１の基部側の粗基部に余肉部を設けたものである
から、アームの基部の厚さを大きく成形すること
ができて、最大応力の発生する同基部の断面係数
を高めることができるとともに、このアームの曲
げ成形は通常の曲げでは外側が引張られて割れが
発生するか、もしくは肉厚減少および引張り残留
応力により強度低下の原因となるが、この点、同
アームの基部は圧縮による曲げ加工であるためア
ームの基部表面側に圧縮応力を残留させることに
より疲労強度に優れる。また、トルク伝達用の軸
部を一体に形成したものであるから、溶接等によ
つて接合されたヨークのように接合部からの破断
の恐れがないので、信頼性を高めることができる
とともに、加工コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
Ａは本発明に係る完成した軸部を有するユニバー
サルジヨイント用ヨークの一部破断した正面図、
第１図Ｂは同じく側面図、第２図は本発明ヨーク
の使用例を示す一部破断図、第３図Ａ，Ｂは冷間
鍛造成形工程図、第４図は素材の正面図、第５図
は粗成形部材の正面図、第６図は予成形部材の正
面図、第７図はヨーク部材の正面図、第８図は
イ，ロは粗成形部材および予成形部材の平面図、
第８図ハはヨーク部材の側面図、第９図および第
１０図はアーム延出工程における粗ヨーク部のつ
ぶし成形の性状説明図、第１１図および第１２図
はアーム延出工程における粗基部および粗アーム
部のつぶし・曲げ成形の性状説明図、第１３図な
いし第１５図はアーム曲げ成形工程装置の作用説
明図、第１６図は十字軸の組付けの説明図、第１
７図は粗アーム部に逃し部を成形した斜視図であ
る。 １……軸部を有するユニバーサルジヨイント用
ヨーク、２……軸部、５……ヨーク基部、７……
アーム、１４……冷間鍛造用素材、１５……粗成
形部材、１６……粗軸部、１７……粗ヨーク部、
１９……予成形部材、２０……粗基部、２０ａ…
…余肉部、２１……粗アーム部、２２……予軸
部、２５……ダイス、２６，３４……受け孔、２
７……凹部、Ａ，２８……成形面、２９……規制
面、３０……ヨーク部材、３５……型孔、Ｐ……
パンチ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軸部の一端に同軸部の軸芯と直交する補強肉
   厚部を有するヨーク基部と、このヨーク基部より
   前記軸部と反対方向へ延出する対をなすアームを
   一体に備えたヨーク部材の製造方法において、粗
   成形部材の粗ヨーク部をつぶし成形して余肉部を
   有する粗基部と左右に粗アーム部を延出成形した
   予成形部材の予軸部を挿入する受け孔をダイスに
   貫設して、同受け孔の端部に前記ヨーク基部およ
   び補強肉厚部を成形する型孔を形成し、この型孔
   の軸芯上にパンチを配設して、前記粗基部をつぶ
   し押圧してヨーク基部および補強肉厚部を成形す
   るとともに、このつぶし押圧で余肉部をつぶすこ
   とで前記粗アーム部をほぼ対設状に曲げ成形する
   構成としたことを特徴とする軸部を有するユニバ
   ーサルジヨイント用ヨークの製造方法。