JPH11207431A - Method of manufacturing energy absorbing shaft - Google Patents
Method of manufacturing energy absorbing shaftInfo
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- JPH11207431A JPH11207431A JP10251888A JP25188898A JPH11207431A JP H11207431 A JPH11207431 A JP H11207431A JP 10251888 A JP10251888 A JP 10251888A JP 25188898 A JP25188898 A JP 25188898A JP H11207431 A JPH11207431 A JP H11207431A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 入力トルクの増大に対して一定限度までは高
い剛性を示して殆どねじれず、トルクがその限度を超え
れば容易にねじれる特性を有するエネルギ吸収シャフト
を低いコストで容易に製造することができる製造方法を
提供する。
【解決手段】 断面円形の鋼鉄が伸線された線材が用い
られ、少なくとも軸部g1がこの線材に対する冷間鍛造
のみにより所定の径に成形されると共に、該軸部g1の
周囲に所定の厚みの内部より硬度が大きい高硬度層g
1′が形成されるエネルギ吸収シャフトgを製造する。
(57) [Problem] To provide an energy-absorbing shaft that has high rigidity and hardly twists up to a certain limit with respect to an increase in input torque, and easily twists when the torque exceeds the limit at a low cost. The present invention provides a manufacturing method that can be manufactured. SOLUTION: A wire rod formed by drawing steel having a circular cross section is used, and at least a shaft portion g1 is formed into a predetermined diameter only by cold forging of the wire rod, and a predetermined thickness is formed around the shaft portion g1. High hardness layer g with higher hardness than inside
An energy absorbing shaft g on which 1 'is formed is manufactured.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車用シ
ートベルトのリトラクタに用いられるエネルギ吸収シャ
フトに関し、自動車部品等の製造技術分野に属する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an energy absorbing shaft used for, for example, a retractor of an automobile seat belt, and belongs to the technical field of manufacturing automobile parts and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車におけるシートベルトのリトラク
タには、シートベルトの一端に連結されて、該ベルトを
巻き取り方向に付勢すると共に、衝突時等において該シ
ートベルトに急激な引っ張り荷重が作用したときには、
その引っ張り荷重に基づくトルクによりねじられて、衝
撃エネルギを吸収するようにしたエネルギ吸収シャフト
が用いられることがある。2. Description of the Related Art A seat belt retractor in an automobile is connected to one end of a seat belt to urge the belt in a winding direction, and a sudden tensile load acts on the seat belt in a collision or the like. Sometimes
An energy absorbing shaft which is twisted by a torque based on the tensile load to absorb impact energy may be used.
【0003】図18に示すように、上記シャフトAは、
両端部に設けられてトルク入力部材と固定部材とがそれ
ぞれ係合される多角形状の係合部A1,A2と、これら
の中間部の軸部A3とを一体的に形成したもので、中間
の軸部A3は、当該自動車の衝突時等においてシートベ
ルトを介して両端部の係合部A1,A2間に大きなトル
クが作用したときに適度にねじれるように、その材料や
径ないしねじり剛性が設定されることになる。As shown in FIG. 18, the shaft A is
Polygonal engagement portions A1 and A2 provided at both ends to engage the torque input member and the fixed member, respectively, and a shaft portion A3 at an intermediate portion thereof are integrally formed. The material and the diameter or the torsional rigidity of the shaft portion A3 are set such that the shaft portion A3 is appropriately twisted when a large torque acts between the engaging portions A1 and A2 at both ends via the seat belt at the time of a collision of the vehicle. Will be done.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、このシート
ベルトのリトラクタ用のエネルギ吸収シャフトは、当該
自動車の衝突の際に作用するトルクに対しては大きな剛
性を発揮して、シートベルトを介して乗員を確実に支え
ると共に、その直後のエアバックの作動後には、乗員を
エアバックに委ねるために、十分にねじれてシートベル
トを緩めるように作用することが要求されるのである。By the way, the energy absorbing shaft for the seat belt retractor exerts a large rigidity against a torque acting in the event of a collision of the vehicle, so that the occupant can pass through the seat belt. It is required that the seat belt be sufficiently twisted to loosen the seat belt in order to reliably support the vehicle and immediately after the operation of the air bag, in order to release the occupant to the air bag.
【0005】つまり、図19に示す実線の曲線のよう
に、入力トルクの増大に対して一定限度までは高い剛性
を示して殆どねじれず、トルクがその限度を超えれば容
易にねじれるといった特性が要求されるのである。In other words, as shown by a solid line curve in FIG. 19, it is required to exhibit high rigidity to a certain limit with respect to an increase in input torque and hardly twist, and to easily twist if the torque exceeds the limit. It is done.
【0006】しかし、従来の中間部を切削加工により所
定の径の軸部に形成したシャフト(以下従来品という)
の場合、図19に従来例として示す破線の曲線のよう
に、入力トルクの増大に対して比較的早い段階からねじ
れ始め、そのため、衝突の瞬間に、エアバックの作動に
先立って緩み始めてシートベルトに作用する大きな引っ
張り荷重に十分に耐えられないおそれがあった。However, a conventional shaft in which a middle portion is formed into a shaft portion having a predetermined diameter by cutting (hereinafter referred to as a conventional product).
In the case of FIG. 19, as shown by the broken line curve shown as a conventional example in FIG. There is a possibility that it may not be able to sufficiently withstand a large tensile load acting on the steel.
【0007】また、これに対しては、この従来品に上記
のような特性を付与するために、焼き入れ等の他の加工
を施すことが考えられるが、この場合だと、製造コスト
が高くなる。On the other hand, in order to impart the above-mentioned characteristics to the conventional product, it is conceivable to perform other processing such as quenching. However, in this case, the manufacturing cost is high. Become.
【0008】そこで、入力トルクの増大に対して一定限
度までは高い剛性を示して殆どねじれず、トルクがその
限度を超えれば容易にねじれるといった特性を有するエ
ネルギ吸収シャフトの製造方法を提供することを課題と
する。Therefore, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an energy absorbing shaft having such characteristics that it exhibits high rigidity and hardly twists up to a certain limit with respect to an increase in input torque, and easily twists if the torque exceeds the limit. Make it an issue.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次のように構成したことを特徴とする。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention is characterized in that it is configured as follows.
【0010】まず、本願の請求項1に係る発明(以下、
第1発明という)は、両端部にトルク入力部材と固定部
材がそれぞれ係合される係合部を有し、中間部が上記入
力部材からの入力トルクによりねじられる軸部とされた
エネルギ吸収シャフトの製造方法に関するものであっ
て、断面円形の金属を伸線した線材を材料とし、少なく
とも軸部を、この線材に対する冷間鍛造のみによって所
定の径に成形することを特徴とする。First, the invention according to claim 1 of the present application (hereinafter, referred to as the invention)
The first aspect of the present invention is an energy absorbing shaft having an engagement portion at each end with which a torque input member and a fixed member are respectively engaged, and an intermediate portion serving as a shaft portion twisted by an input torque from the input member. The method according to claim 1, wherein a wire having a circular cross section is drawn as a material, and at least a shaft portion is formed into a predetermined diameter only by cold forging the wire.
【0011】また、請求項2に係る発明(以下、第2発
明という)は、上記第1発明の製造方法に関するもので
あって、冷間鍛造は、互いに対向するダイスとパンチと
により構成された複数のステーションを有する多段式冷
間鍛造機を用い、上段側の複数のステーションにより軸
部と該軸部の一方の端部の係合部とを成形すると共に、
分割ダイスを備えた後段側のステーションにより上記軸
部の他方の端部の係合部を成形することを特徴とする。The invention according to claim 2 (hereinafter referred to as the second invention) relates to the manufacturing method of the first invention, wherein the cold forging is constituted by a die and a punch facing each other. Using a multi-stage cold forging machine having a plurality of stations, while forming the shaft portion and the engaging portion at one end of the shaft portion by a plurality of stations on the upper stage side,
An engaging portion at the other end of the shaft is formed by a downstream station provided with a split die.
【0012】上記の構成によれば、次のような作用が得
られる。According to the above configuration, the following operation can be obtained.
【0013】まず、第1発明の方法においては、断面円
形の金属を伸線した線材を材料として用いるが、この線
材は、延伸時に表面が硬化した状態である。そして、こ
の線材を用い、少なくとも軸部については、冷間鍛造の
みによって所定の径に成形するので、上記線材の硬化し
た表面が削られたり、破壊されたりすることなく、この
硬化した表面が冷間鍛造によって内部に向かって厚くな
り、軸部の周囲に所定の厚みの内部よりも硬度が大きな
高硬度層が形成されることになる。First, in the method of the first invention, a wire drawn by drawing a metal having a circular cross section is used as a material, and the wire has a hardened surface at the time of drawing. Then, using this wire, at least the shaft portion is formed into a predetermined diameter only by cold forging, so that the hardened surface of the wire is not cut or broken, and the hardened surface is cooled. By the forging, the thickness increases toward the inside, and a high hardness layer having a higher hardness than the inside having a predetermined thickness is formed around the shaft portion.
【0014】したがって、この第1発明によれば、入力
トルクの増大に対して一定限度までは、上記高硬度層が
このトルクに耐えることにより高い剛性を示して殆どね
じれず、トルクがその限度を超えれば高硬度層が破壊さ
れることにより、全体が容易にねじれるエネルギ吸収シ
ャフトが製造されることになる。Therefore, according to the first aspect of the present invention, up to a certain limit with respect to an increase in the input torque, the high-hardness layer exhibits high rigidity due to endurance of this torque and is hardly twisted. If it exceeds, the high-hardness layer is destroyed, so that an energy absorbing shaft that is easily twisted as a whole is manufactured.
【0015】また、第2発明の方法によれば、多段式冷
間鍛造機を用い、上段側の複数のステーションにより軸
部とその一方の端部の係合部を成形すると共に、分割ダ
イスを備えた後段側のステーションにより上記軸部の他
方の端部の係合部を成形するので、両端部に係合部を有
し、しかも、軸部の周囲に所定の厚みの内部よりも硬度
が大きな高硬度層が形成されたエネルギ吸収シャフトが
連続的に効率よく製造されることになる。According to the method of the second aspect of the present invention, a shaft and an engaging portion of one end thereof are formed by a plurality of stations on an upper stage by using a multistage cold forging machine, and a split die is formed. Since the engaging portion at the other end of the shaft portion is formed by the station provided at the subsequent stage, the engaging portion is provided at both ends, and the hardness around the shaft portion is smaller than that of the inside having a predetermined thickness. The energy absorbing shaft on which the large high hardness layer is formed is continuously and efficiently manufactured.
【0016】なお、上記線材の材料としては、鋼鉄が望
ましいがステンレス、または、その他の金属等を材料と
してもよい。The material of the wire is preferably steel, but stainless steel or another metal may be used.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
エネルギ吸収シャフトの製造方法について説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for manufacturing an energy absorbing shaft according to an embodiment of the present invention will be described below.
【0018】この実施の形態に用いる線材は、鋼鉄(J
IS表示 SWCH8R)が、冷間状態で大径から小径
に数回の絞り加工により伸線され、中間のφ9.4〜1
1の生地伸線を経て、線径が9.2mmとされている。
また、この線材は、断面が円形となっており、絞り加工
により表面が硬化した状態にある。The wire used in this embodiment is made of steel (J
IS display SWCH8R) is drawn by drawing several times from a large diameter to a small diameter in the cold state, and the intermediate φ9.4 ~ 1
After the cloth drawing of No. 1, the wire diameter is 9.2 mm.
Further, this wire has a circular cross section and its surface is hardened by drawing.
【0019】そして、まず、図1に示すように、上記線
材を所定の長さに切断することにより、棒状で直径D1
が9.2mmの素材aを形成する。First, as shown in FIG. 1, the wire is cut into a predetermined length to obtain a rod-like diameter D1.
Forms a material a of 9.2 mm.
【0020】次に、第1冷間鍛造工程によって、図2に
示すように、上記素材aに対応する基準軸部b1と、そ
の一端部に設けられた小径軸部b2とを有する中間素材
bが形成される。Next, in the first cold forging step, as shown in FIG. 2, an intermediate material b having a reference shaft portion b1 corresponding to the material a and a small-diameter shaft portion b2 provided at one end thereof. Is formed.
【0021】次に、第2冷間鍛造工程によって、図3に
示すように、上記中間素材bと同様に基準軸部c1と、
その一端部の小径軸部c2とを有すると共に、基準軸部
c1の他方の端部に設けられた大径部c3とを有する中
間素材cが形成される。Next, in the second cold forging step, as shown in FIG.
An intermediate material c having a small-diameter shaft portion c2 at one end thereof and a large-diameter portion c3 provided at the other end of the reference shaft portion c1 is formed.
【0022】次に、第3冷間鍛造工程によって、図4に
示すように、基準軸部d1と小径軸部d2とを有すると
共に、上記中間素材cの大径部c3を整形してなる六面
体部d3と、これに隣接した鍔部d4とを有する中間素
材dが形成される。Next, as shown in FIG. 4, a hexahedron having a reference shaft portion d1 and a small-diameter shaft portion d2 and a large-diameter portion c3 of the intermediate material c formed by a third cold forging step. An intermediate material d having a portion d3 and a flange d4 adjacent to the portion d3 is formed.
【0023】次に、第4冷間鍛造工程によって、図5に
示すように、基準軸部e1と小径軸部e2とを有すると
共に、上記中間素材dの六面体部d3と鍔部d4とを整
形してなる係合部e3を有する中間素材eが成形され
る。Next, in a fourth cold forging step, as shown in FIG. 5, a hexagonal body part d3 and a flange part d4 of the intermediate material d having a reference shaft part e1 and a small diameter shaft part e2 are formed. The intermediate material e having the engaging portion e3 thus formed is formed.
【0024】さらに、第5冷間鍛造工程によって、図6
に示すように、基準軸部f1と、その一端側の小径軸部
f2と、他端側の係合部f3とを有すると共に、基準軸
部f1と小径軸部f2との間に、大径部f4が設けられ
た中間製品fが成形される。Further, in the fifth cold forging step, FIG.
As shown in the figure, the reference shaft portion f1, a small-diameter shaft portion f2 at one end thereof, and an engaging portion f3 at the other end thereof, and a large-diameter shaft is provided between the reference shaft portion f1 and the small-diameter shaft portion f2. The intermediate product f provided with the portion f4 is formed.
【0025】そして、必要に応じて後加工を施すことに
よって、図7に示すように、中間の軸部g1と、その両
端部の六面体に形成された係合部g2,g3と、一方の
係合部g3から延びる小径軸部g4とを有し、かつ、こ
の小径軸部g4の先端に平行二面部g5が設けられた最
終製品としてのエネルギ吸収シャフトgが成形される。By performing post-processing as necessary, as shown in FIG. 7, the intermediate shaft g1 and the engaging portions g2 and g3 formed on the hexahedrons at both ends thereof are connected to one of the engaging portions g2 and g3. An energy absorbing shaft g as a final product having a small-diameter shaft portion g4 extending from the joint portion g3 and having a parallel two-faced portion g5 provided at the tip of the small-diameter shaft portion g4 is formed.
【0026】なお、この後加工については、鍛造、切
削、プレス等のいずれの加工で行なってもよい。Incidentally, this post-processing may be performed by any processing such as forging, cutting, pressing and the like.
【0027】以上のように、この実施の形態では、上記
9.2mmの線材aに5回の冷間鍛造を施して基準軸部
を徐々に太くし、最終製品としてのエネルギ吸収シャフ
トgの軸部g1の直径D2を9.5mmに成形している
が、このように、表面が硬化してなる線材が繰り返し冷
間鍛造を施すことにより、図8に示すように、硬化した
表面が内部に向かって厚くなり、軸部g1の周囲に高硬
度層g1′が形成されることになる。As described above, in this embodiment, the wire rod a of 9.2 mm is subjected to cold forging five times to gradually increase the thickness of the reference shaft portion, and the shaft of the energy absorbing shaft g as the final product is obtained. Although the diameter D2 of the portion g1 is formed to 9.5 mm, the wire obtained by hardening the surface is repeatedly subjected to cold forging, as shown in FIG. As the thickness increases, a high-hardness layer g1 'is formed around the shaft portion g1.
【0028】図9は、このエネルギ吸収シャフトg(図
9では、鍛造品という)の軸部g1の断面における硬度
分布と、切削により該シャフトgと同じ材質で同じ形状
に成形したシャフト(以下、切削品という)の軸部の断
面における硬度分布とを比較して示したものである。FIG. 9 shows the hardness distribution in the cross section of the shaft portion g1 of the energy absorbing shaft g (in FIG. 9, referred to as a forged product), and a shaft formed of the same material and the same shape as the shaft g by cutting (hereinafter, referred to as a forged product). This is compared with a hardness distribution in a cross section of a shaft portion of a cut product.
【0029】この図9に示すように、切削品の場合、軸
部の表面が大きな硬度を有するだけであるのに対し、上
記鍛造によるエネルギ吸収シャフトgの場合、軸部g1
の表面から0.5mm以上の範囲にわたって硬度が大き
な高硬度層g1′が形成されているのである。As shown in FIG. 9, in the case of a cut product, the surface of the shaft portion only has a large hardness, whereas in the case of the energy absorption shaft g by forging, the shaft portion g1
Thus, a high hardness layer g1 'having a high hardness is formed over a range of 0.5 mm or more from the surface.
【0030】このように、このエネルギ吸収シャフトg
の軸部g1の表面には、所定の厚みを備えた内部よりも
硬度が大きな高硬度層g1′が形成されているので、こ
の軸部g1の両端部の係合部g2,g3との間に大きな
トルクが作用した時に、図10に示すように、切削品の
場合、トルク値3.5Kgf・mmの早い段階で軸部が
ねじれ始めるが、該シャフトg(図10では、鍛造品と
いう)の場合、トルク値5.8Kgf・mmまで軸部g
1は殆どねじれない。Thus, the energy absorbing shaft g
A high-hardness layer g1 'having a predetermined thickness and a higher hardness than the inside thereof is formed on the surface of the shaft portion g1, so that the high-hardness layer g1' is formed between the engaging portions g2 and g3 at both ends of the shaft portion g1. When a large torque acts on the shaft, as shown in FIG. 10, in the case of a cut product, the shaft portion starts to be twisted at an early stage of a torque value of 3.5 kgf · mm, but the shaft g (in FIG. 10, called a forged product). In the case of, the shaft g until the torque value is 5.8 kgf
1 is hardly twisted.
【0031】つまり、このシャフトgの場合、入力トル
クの増大に対して一定限度までは、上記高硬度層がこの
トルクに耐えることにより高い剛性を示して殆どねじれ
ず、トルクがその限度を超えれば高硬度層が破壊される
ことにより、全体が容易にねじれることになるのであ
る。That is, in the case of the shaft g, the hardened layer exhibits high rigidity due to endurance of this torque and hardly twists until the input torque increases to a certain limit. When the high hardness layer is broken, the whole is easily twisted.
【0032】したがって、このエネルギ吸収シャフトg
を自動車用のシートベルトのリトラクタに用いた場合、
自動車の衝突の際に作用するトルクに対して大きな剛性
を発揮して、シートベルトを介して乗員を確実に支える
と共に、その直後のエアバックの作動後には、乗員をエ
アバックに委ねるために十分にねじれてシートベルトを
緩めるように作用することになる。Therefore, the energy absorbing shaft g
When used in the seat belt retractor for automobiles,
Exhibits great rigidity against the torque that is applied in the event of a car collision, and reliably supports the occupant via the seat belt. It acts to loosen the seat belt.
【0033】なお、上記線材の材料として、鋼鉄(JI
S表示 SWCH8R)が用いられているがステンレ
ス、または、その他の金属等を材料としてもよい。As a material of the wire, steel (JI
Although S display SWCH8R) is used, stainless steel or another metal may be used as the material.
【0034】次に、この実施の形態に係るエネルギ吸収
シャフトの製造に用いる例えば1つの製造装置について
説明する。Next, for example, one manufacturing apparatus used for manufacturing the energy absorbing shaft according to this embodiment will be described.
【0035】図11に示すように、この製造装置は、5
段の冷間鍛造ステーションX1〜X5でエネルギ吸収シ
ャフトの中間製品を成形する冷間多段式鍛造装置であっ
て、機台1に、カッター装置(図示せず)と、ダイスユ
ニット11〜15とを併設すると共に、この機台1に近
接、離反するように往復運動をするラム2に、上記ダイ
スユニット11〜15にそれぞれ対向させて複数のパン
チユニット21〜25を取り付けた構成とされている。As shown in FIG.
A cold multi-stage forging device for forming an intermediate product of an energy absorbing shaft at a stage cold forging station X1 to X5, comprising a machine base 1, a cutter device (not shown), and die units 11 to 15 A plurality of punch units 21 to 25 are attached to a ram 2 which is reciprocatingly moved so as to approach and separate from the machine base 1 so as to face the die units 11 to 15 respectively.
【0036】まず、図1に示すように、線材から所定の
長さに切断された棒状の素材aが供給装置により第1冷
間鍛造ステーションX1へ供給されると、図12に示す
ように、ラム2の前進によりパンチユニット21がダイ
スユニット11に当接するまで前進して、上記素材aが
ダイスホルダ31に保持されたダイス32の成形孔32
aとパンチホルダ33に保持されたパンチ側ダイス34
の成形孔34aとの中に保持される。その後、さらに、
上記ラム2の前進により押え板35がスプリング36,
36を圧縮しながらパンチ37に当接すると共に、該パ
ンチ37がパンチ側ダイス34の成形孔34a内に打ち
込まれることによって中間素材b(図2に示す)が成形
がされる。First, as shown in FIG. 1, when a rod-shaped material a cut to a predetermined length from a wire is supplied to a first cold forging station X1 by a supply device, as shown in FIG. As the ram 2 advances, the punch unit 21 advances until it comes into contact with the die unit 11, and the material a is formed in the forming hole 32 of the die 32 held by the die holder 31.
a and the punch-side die 34 held by the punch holder 33
Is held in the molding hole 34a. After that,
As the ram 2 advances, the presser plate 35
The intermediate material b (shown in FIG. 2) is formed by abutting the punch 37 into the forming hole 34a of the punch-side die 34 while compressing the pressing member 36.
【0037】そして、ラム2の後退によりパンチユニッ
ト21が後退し、その後、ダイス32の後端面から前端
面にかけて貫通するノックアウトピン38がラム2側に
突き出ることにより中間素材bが排出されると共に、第
2冷間鍛造ステーションX2へ供給される。Then, the punch unit 21 retreats due to the retreat of the ram 2, and thereafter, the knockout pin 38 penetrating from the rear end face to the front end face of the die 32 protrudes toward the ram 2, thereby discharging the intermediate material b. It is supplied to the second cold forging station X2.
【0038】次に、中間素材bが供給装置により第2冷
間鍛造ステーションX2へ供給されると、図13に示す
ように、ラム2の前進によりパンチユニット22がダイ
スユニット12に当接するまで前進して、上記中間素材
bがダイスホルダ41に保持されたダイス42の成形孔
42aとパンチホルダ43に保持されたパンチ側ダイス
44の成形孔44aとの中に保持される。その後、さら
に、上記ラム2の前進により押え板45がスプリング4
6,46を圧縮しながらパンチ47に当接すると共に、
該パンチ47がパンチ側ダイス44の成形孔44a内に
打ち込まれることによって中間素材c(図3に示す)が
成形される。Next, when the intermediate material b is supplied to the second cold forging station X2 by the supply device, the punch unit 22 advances by the advance of the ram 2 until the punch unit 22 contacts the die unit 12, as shown in FIG. Then, the intermediate material b is held in the forming hole 42a of the die 42 held by the die holder 41 and the forming hole 44a of the punch-side die 44 held by the punch holder 43. Thereafter, the pressing plate 45 is further moved by the advance of the ram 2 so that the spring 4
While pressing the punches 47 while compressing 6, 46,
By punching the punch 47 into the forming hole 44a of the punch-side die 44, an intermediate material c (shown in FIG. 3) is formed.
【0039】そして、ラム2の後退によりパンチユニッ
ト22が後退し、その後、ダイス42の後端面から前端
面にかけて貫通するノックアウトピン48がラム2側に
突き出ることにより中間素材cが排出されると共に、第
3冷間鍛造ステーションX3へ供給される。Then, the punch unit 22 retreats due to the retraction of the ram 2, and thereafter, the knockout pin 48 penetrating from the rear end face to the front end face of the die 42 projects toward the ram 2, thereby discharging the intermediate material c. It is supplied to the third cold forging station X3.
【0040】次に、中間素材cが供給装置により第3冷
間鍛造ステーションX3へ供給されると、図14に示す
ように、ラム2の前進によりパンチユニット23が前進
して、パンチホルダ51に保持されたパンチ側ダイス5
2の成形孔52aの面が上記中間素材cの前端面に当接
すると共に、該パンチ側ダイス52の前進により中間素
材cがダイスホルダ53,54にそれぞれ保持されたダ
イス55,56の成形孔55a,56a内に打ち込まれ
ることによって中間素材d(図4に示す)が成形がされ
る。Next, when the intermediate material c is supplied to the third cold forging station X3 by the supply device, the punch unit 23 moves forward by the advance of the ram 2 as shown in FIG. Punch side die 5 held
The surface of the second forming hole 52a is in contact with the front end surface of the intermediate material c, and the intermediate material c is held by the die holders 53, 54 by the advancement of the punch-side die 52. The intermediate material d (shown in FIG. 4) is formed by being driven into 56a.
【0041】そして、ラム2の後退によりパンチユニッ
ト23が後退し、その後、ダイス56の後端面から前端
面にかけて貫通するノックアウトピン57がラム2側に
突き出ることにより中間素材dが排出されると共に、第
4冷間鍛造ステーションX4へ供給される。Then, the punch unit 23 retreats due to the retraction of the ram 2, and thereafter, the knockout pin 57 penetrating from the rear end face to the front end face of the die 56 projects toward the ram 2, thereby discharging the intermediate material d. It is supplied to the fourth cold forging station X4.
【0042】次に、中間素材dが供給装置により第4冷
間鍛造ステーションX4へ供給されると、図15に示す
ラム2の前進によりパンチユニット24が前進して、パ
ンチホルダ61に保持されたパンチ62の成形孔62a
の面が上記中間素材dの前端面に当接すると共に、該パ
ンチ62の前進により中間素材dがダイスホルダ63,
64にそれぞれ保持されたダイス65,66の成形孔6
5a,66a内に打ち込まれることによって中間素材e
(図5に示す)が成形がされる。Next, when the intermediate material d is supplied to the fourth cold forging station X4 by the supply device, the punch unit 24 is advanced by the advance of the ram 2 shown in FIG. Forming hole 62a of punch 62
Surface comes into contact with the front end face of the intermediate material d, and the advance of the punch 62 causes the intermediate material d to move into the die holder 63,
Forming holes 6 of dies 65 and 66 held at
5a, 66a into the intermediate material e
(Shown in FIG. 5) is formed.
【0043】そして、ラム2の後退によりパンチユニッ
ト24が後退し、その後、ダイス66の後端面から前端
面にかけて貫通するノックアウトピン67がラム2側に
突き出ることにより中間素材eが排出されると共に、第
5冷間鍛造ステーションX5へ供給される。Then, the punch unit 24 retreats due to the retreat of the ram 2, and thereafter, the knockout pin 67 penetrating from the rear end face to the front end face of the die 66 protrudes toward the ram 2, thereby discharging the intermediate material e. It is supplied to the fifth cold forging station X5.
【0044】次に、中間素材eが供給装置により第5冷
間鍛造ステーションX5へ供給されると、図16に示す
ラム2の前進によりパンチユニット25が前進して、パ
ンチホルダ71に保持されたパンチ72の成形孔72a
の面が上記中間素材eの前端面に当接すると共に、該素
材eがダイス側に打ち込まれる。Next, when the intermediate material e is supplied to the fifth cold forging station X5 by the supply device, the punch unit 25 is advanced by the advance of the ram 2 shown in FIG. Forming hole 72a of punch 72
Surface comes into contact with the front end surface of the intermediate material e, and the material e is driven into the die.
【0045】そして、上記パンチ72の前進動作に伴っ
て中間素材eを前部ダイス73の内に押し込む過程で、
該パンチ72が拡縮可能となるように複数個に分割され
たダイス部材74…74に当接してスプリング75…7
5を圧縮しながらダイス部材74…74が前部ダイスホ
ルダ76と共に、機台1の取付孔1a内に押し込まれ
る。この時、上記ダイス部材74…74は、外周面の第
1テーパ面74a…74aと第2テーパ面74b…74
bとが前部ダイスホルダ76の内周面の第1テーパ面7
6aと第2テーパ面76bとに案内されて、これらダイ
ス部材74…74を拡径するように付勢するスプリング
77…77を圧縮して全体として縮径される。In the process of pushing the intermediate material e into the front die 73 as the punch 72 moves forward,
The punches 72 come into contact with the plurality of divided die members 74.
The die members 74... 74 are pushed into the mounting holes 1 a of the machine base 1 together with the front die holder 76 while compressing 5. At this time, the above-mentioned die members 74... 74 have a first tapered surface 74 a.
b is the first tapered surface 7 of the inner peripheral surface of the front die holder 76
6a and the second taper surface 76b, the springs 77 ... 77 for urging the dice members 74 ... 74 to expand the diameter are compressed to reduce the diameter as a whole.
【0046】そして、この縮径されたダイス部材74…
74で構成された成形孔73aに上記中間素材eが掴持
され、この状態で中間素材eがパンチ72の前進により
後部ダイスホルダ78に保持された後部ダイス79の成
形孔79a内に打ち込まれることによって中間製品f
(図6に示す)が成形がされる。The reduced-diameter die members 74...
The intermediate material e is gripped by the forming hole 73a constituted by 74, and in this state, the intermediate material e is driven into the forming hole 79a of the rear die 79 held by the rear die holder 78 by the advance of the punch 72. Intermediate product f
(Shown in FIG. 6) is formed.
【0047】そして、図17に示すように、ラム2の後
退によりパンチユニット25が後退し、その後、圧縮し
ていたスプリング75…75の付勢力によって、前部ダ
イスホルダ76が上記中間製品fを掴持したダイス部材
74…74と共にストッパプレート76に当接するまで
後退する。その後、後部ダイス79の後端面から前端面
にかけて貫通するノックアウトピン81がラム2側に突
き出ることにより上記中間製品fを介してダイス部材7
4…74が前部ダイスホルダ76内を後退すると共に、
これらダイス部材74…74は圧縮していたスプリング
77…77の付勢力により拡径する。そして、さらに、
ノックアウトピン81がラム2側に突き出ることにより
中間製品fが排出される。Then, as shown in FIG. 17, the punch unit 25 retreats due to the retraction of the ram 2, and then the front die holder 76 grips the intermediate product f by the urging force of the compressed springs 75. 74 together with the held die members 74... 74 until they come into contact with the stopper plate 76. After that, a knockout pin 81 penetrating from the rear end face to the front end face of the rear die 79 protrudes toward the ram 2 so that the die member 7 is formed via the intermediate product f.
4. While 74 moves back in the front die holder 76,
These die members 74... 74 are expanded in diameter by the urging force of the compressed springs 77. And then,
The intermediate product f is discharged by the knockout pin 81 protruding toward the ram 2.
【0048】そして、必要に応じて後加工を施すことに
よって、最終製品としてのエネルギ吸収シャフトg(図
7に示す)が成形される。Then, by performing post-processing as required, an energy absorbing shaft g (shown in FIG. 7) as a final product is formed.
【0049】このような製造方法によれば、多段式鍛造
機において拡縮可能な分割ダイスを備えたステーション
を設けるこにより、軸部の両端部に係合部を有するエネ
ルギ吸収シャフトでも、簡単にダイス内から排出され
る。According to such a manufacturing method, by providing a station having split dies which can be expanded and contracted in a multi-stage forging machine, even if the energy absorbing shaft has engagement portions at both ends of the shaft portion, the die can be easily formed. Exhausted from inside.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上のように、まず、第1発明の方法に
おいては、断面円形の金属を伸線した線材を材料として
用いるが、この線材は、延伸時に表面が硬化した状態で
ある。そして、この線材を用い、少なくとも軸部につい
ては、冷間鍛造のみによって所定の径に成形するので、
上記線材の硬化した表面が削られたり、破壊されたりす
ることなく、この硬化した表面が冷間鍛造によって内部
に向かって厚くなり、軸部の周囲に所定の厚みの内部よ
りも硬度が大きな高硬度層が形成されることになる。As described above, first, in the method of the first invention, a wire obtained by drawing a metal having a circular cross section is used as a material, and this wire has a hardened surface at the time of drawing. Then, using this wire, at least the shaft portion is formed into a predetermined diameter only by cold forging,
The hardened surface of the wire is thickened toward the inside by cold forging without being scraped or broken, and the hardness around the shaft is larger than that of the predetermined thickness. A hard layer will be formed.
【0051】したがって、この第1発明によれば、入力
トルクの増大に対して一定限度までは、上記高硬度層が
このトルクに耐えることにより高い剛性を示して殆どね
じれず、トルクがその限度を超えれば高硬度層が破壊さ
れることにより、全体が容易にねじれるエネルギ吸収シ
ャフトを、焼き入れ等の他の加工を必要とすることな
く、低コストで容易に製造することが可能になる。Therefore, according to the first aspect of the present invention, up to a certain limit with respect to an increase in the input torque, the high-hardness layer exhibits high rigidity due to withstanding this torque and is hardly twisted. If it exceeds, the high-hardness layer is destroyed, so that the energy-absorbing shaft that is easily twisted as a whole can be easily manufactured at low cost without requiring other processing such as quenching.
【0052】また、第2発明の方法によれば、多段式冷
間鍛造機を用い、上段側の複数のステーションにより軸
部とその一方の端部の係合部を成形すると共に、分割ダ
イスを備えた後段側のステーションにより上記軸部の他
方の端部の係合部を成形するので、両端部に係合部を有
し、しかも、軸部の周囲に所定の厚みの内部よりも硬度
が大きな高硬度層が形成されたエネルギ吸収シャフトを
連続的に効率よく製造することが可能になる。According to the method of the second aspect of the present invention, a shaft and an engaging portion of one end thereof are formed by a plurality of upper stations using a multistage cold forging machine, and a split die is formed. Since the engaging portion at the other end of the shaft portion is formed by the station provided at the subsequent stage, the engaging portion is provided at both ends, and the hardness around the shaft portion is smaller than that of the inside having a predetermined thickness. It becomes possible to continuously and efficiently manufacture an energy absorbing shaft on which a large high hardness layer is formed.
【図1】 本発明に係る製造方法を用いた製造装置で加
工される前の素材の形状を示す図である。FIG. 1 is a view showing a shape of a material before being processed by a manufacturing apparatus using a manufacturing method according to the present invention.
【図2】 同製造装置の第1冷間鍛造工程によって得ら
れた中間素材の形状を示す図である。FIG. 2 is a view showing a shape of an intermediate material obtained by a first cold forging step of the manufacturing apparatus.
【図3】 同製造装置の第2冷間鍛造工程によって得ら
れた中間素材の形状を示す図である。FIG. 3 is a view showing a shape of an intermediate material obtained by a second cold forging process of the manufacturing apparatus.
【図4】 同製造装置の第3冷間鍛造工程によって得ら
れた中間素材の形状を示す図である。FIG. 4 is a view showing a shape of an intermediate material obtained by a third cold forging step of the manufacturing apparatus.
【図5】 同製造装置の第4冷間鍛造工程によって得ら
れた中間素材の形状を示す図である。FIG. 5 is a view showing a shape of an intermediate material obtained by a fourth cold forging step of the manufacturing apparatus.
【図6】 同製造装置の第5冷間鍛造工程によって得ら
れた中間製品の形状を示す図である。FIG. 6 is a view showing a shape of an intermediate product obtained by a fifth cold forging step of the manufacturing apparatus.
【図7】 後加工によって得られた最終製品の形状を示
す図である。FIG. 7 is a view showing the shape of a final product obtained by post-processing.
【図8】 最終製品の軸部の拡大断面図である。FIG. 8 is an enlarged sectional view of a shaft portion of a final product.
【図9】 鍛造品と切削品との軸部における表面から中
心までの硬度を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the hardness from the surface to the center of the shaft portion of the forged product and the cut product.
【図10】 鍛造品と切削品との軸部における入力トル
クとねじれ回転数との関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between input torque and torsional rotation speed at a shaft portion of a forged product and a cut product.
【図11】 本発明に係る製造方法を用いた製造装置の
概略正面である。FIG. 11 is a schematic front view of a manufacturing apparatus using the manufacturing method according to the present invention.
【図12】 同製造装置の第1冷間鍛造ステーションの
縦断面図である。FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a first cold forging station of the manufacturing apparatus.
【図13】 同製造装置の第2冷間鍛造ステーションの
縦断面図である。FIG. 13 is a longitudinal sectional view of a second cold forging station of the manufacturing apparatus.
【図14】 同製造装置の第3冷間鍛造ステーションの
縦断面図である。FIG. 14 is a longitudinal sectional view of a third cold forging station of the manufacturing apparatus.
【図15】 同製造装置の第4冷間鍛造ステーションの
縦断面図である。FIG. 15 is a longitudinal sectional view of a fourth cold forging station of the manufacturing apparatus.
【図16】 同製造装置の第5冷間鍛造ステーションの
ダイス部材が縮径した状態の縦断面図である。FIG. 16 is a longitudinal sectional view showing a state where a die member of a fifth cold forging station of the manufacturing apparatus is reduced in diameter.
【図17】 同製造装置の第5冷間鍛造ステーションの
ダイス部材が拡径した状態の縦断面図である。FIG. 17 is a longitudinal sectional view showing a state where a die member of a fifth cold forging station of the manufacturing apparatus is expanded in diameter.
【図18】 従来のエネルギ吸収シャフトの形状を示す
図である。FIG. 18 is a view showing a shape of a conventional energy absorbing shaft.
【図19】 エネルギ吸収シャフトにおける要求特性と
従来特性とを示す図である。FIG. 19 is a diagram showing required characteristics and conventional characteristics of an energy absorbing shaft.
g エネルギ吸収シャフト g1 軸部 g2,g3 係合部 g Energy absorption shaft g1 Shaft g2, g3 Engagement
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 清志 神奈川県藤沢市桐原町12番地 日本精工株 式会社内 (72)発明者 清水 正利 東京都江東区枝川二丁目13番1号 日発販 売株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kiyoshi Ogawa 12 Kirihara-cho, Fujisawa-shi, Kanagawa Nippon Seiko Co., Ltd. (72) Masatoshi Shimizu 2-1-1 Edagawa, Koto-ku, Tokyo Nissan Sales Inside the company
Claims (2)
れぞれ係合される係合部を有し、中間部が上記入力部材
からの入力トルクによりねじられる軸部とされたエネル
ギ吸収シャフトの製造方法であって、断面円形の金属を
伸線した線材を材料とし、少なくとも軸部を、この線材
に対する冷間鍛造のみによって所定の径に成形すること
を特徴とするエネルギ吸収シャフトの製造方法。1. Production of an energy absorbing shaft having an engaging portion at each end with which a torque input member and a fixing member are respectively engaged, and an intermediate portion serving as a shaft portion twisted by an input torque from the input member. A method for producing an energy absorbing shaft, comprising: using a wire drawn from a metal having a circular cross section as a material, and forming at least a shaft portion to a predetermined diameter by only cold forging the wire.
ンチとにより構成された複数のステーションを有する多
段式冷間鍛造機を用い、上段側の複数のステーションに
より軸部と該軸部の一方の端部の係合部とを成形すると
共に、分割ダイスを備えた後段側のステーションにより
上記軸部の他方の端部の係合部を成形することを特徴と
する請求項1に記載のエネルギ吸収シャフトの製造方
法。2. The cold forging uses a multi-stage cold forging machine having a plurality of stations constituted by dies and punches facing each other, and a plurality of upper-stage stations form a shaft and one of the shafts. 2. The energy engaging part according to claim 1, wherein the engaging part at the other end of the shaft is formed by a post-stage station provided with a split die. Manufacturing method of absorption shaft.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10251888A JPH11207431A (en) | 1997-11-20 | 1998-08-21 | Method of manufacturing energy absorbing shaft |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-337919 | 1997-11-20 | ||
| JP33791997 | 1997-11-20 | ||
| JP10251888A JPH11207431A (en) | 1997-11-20 | 1998-08-21 | Method of manufacturing energy absorbing shaft |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11207431A true JPH11207431A (en) | 1999-08-03 |
Family
ID=26540412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10251888A Pending JPH11207431A (en) | 1997-11-20 | 1998-08-21 | Method of manufacturing energy absorbing shaft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11207431A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010046715A (en) * | 2008-08-19 | 2010-03-04 | Sieber Forming Solutions Gmbh | Method and device of manufacturing fastening tool or fixing tool, particularly screw or threaded bolt each having radially outward profile |
-
1998
- 1998-08-21 JP JP10251888A patent/JPH11207431A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010046715A (en) * | 2008-08-19 | 2010-03-04 | Sieber Forming Solutions Gmbh | Method and device of manufacturing fastening tool or fixing tool, particularly screw or threaded bolt each having radially outward profile |
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000208 |