JPS5838256B2 - 自動車用アクスル・ハウジングの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、管材を利用して該管材に絞り加工と液圧バル
ジ加工を施すことにより自動車用アクスル・ハウジング
を製造する方法に関するものである。

従来、自動車用アクスル・ハウジングは、板材のプレス
加工を主体として得られる数点の部品を溶接して製作さ
れている。

即ち、第１図に例示するように、中央で分割した板金製
ハウジング１，２、エンドチューブ３，４、及び差動薗
車収容ドーム５を主要構成部品とし、さらにハウジング
におげる差動歯車挿入口に取付けられる図示しない補強
板等がそれに付加され、これらを溶接によって接合して
いる。

また、エンドチューブ３，４を軸線方向に二分割して、
それらを二分割された板金製ハウジング１，２のそれぞ
れと一体化したものとして製造する方法もあるが、いず
れにしても個々の部品を板金製として製作しているため
、板取りから板金プレス戊形、トリミング、部品相互間
の接合部分の調整、接合、接合部の検査に至る多くの工
程を必要とするばかりでなく、溶接に起因する形状寸法
のばらつきが大きく、この形状修正をするための歪み除
去工程も必要となる。

従って、その製作には多くの工程を要し、しかも晦接個
所の欠陥による内部収容歯車用潤滑油の漏れの検査を行
う工程も必要である。

本発明は、このような従来の方法と比較して工程数を著
しく減少させ、併せて製品の軽量化を図ると共に、高品
質にして量産容易な自動車用アクスル・ハウジングを製
造するための方法を提供するものである。

以下、図面を参照して本発明の方法について詳述する。

本発明による自動車用アクスル・ハウジングの製造方法
は、素材管の両端部の直径を減少させてエンドチューブ
部分を戒形する絞り加工工程と、素材管の中央部を膨出
させて差動歯車を収容するドーム部分を成形する液圧バ
ルジ加工工程と、上記両工程によって得られた戒形管に
駆動機構の挿入口を設けると共にその挿入口の周辺に補
強板を接合する後処理工程から威るものである。

第２図は、このような工程によってアクスル・ハウジン
グを製造するための素材管１０を示すもので、この素材
管１０は低炭素鋼管等からなり、その断面形状は必ずし
も円形である必要がなく、角部に含みをもった断面多角
形の管を用いることもできる。

上記絞り加工工程は、素材管１０の両端部の直径を減少
させる工程で、この絞り加工においては素材管１０の中
央部外表面を保持型によって抱持させ、所定の直径の絞
り孔とテーパ状の絞り部を有する絞りダイスを素材管１
０の両端から中央に向けて押し込むことにより、素材管
の両端を絞り加工し、第３図に示すような絞り加工管１
１を得る。

この絞り加工においては、素材管１０が円形断面の場合
にも多角形状の絞り加工を行うことができる。

１回の絞り加工で得られる直径減少率は、この種の絞り
加工では１０〜１５％程度であり、これを越えるような
絞り加工を行うと、素材管の中央部が変形したり、絞り
部分に座屈が発生する。

従って、順次絞り孔を小さくした絞りダイスにより複数
回の絞り加工を行い、所要形状の絞り加工管とする。

液圧バルジ加工工程では、膨出成形型内において上記絞
り加工管１１の内部にバルジ液圧を作用させると共に、
膨出或形型を軸方向に圧縮し、絞り加工管１１の中央部
分１２を膨出加工する。

これによって、絞り加工管１１の中央部は膨出成形型の
型窩形状にならって冷間状態で膨出成形され、第４図及
び第５図に示す膨出加工管１３を得る。

１回の膨出或形で得られる直径増加率は、この種の形状
では５０％程度であり、これを越えるような加工を行う
場合には中間膨出或形工程を設け、中間焼なましを介在
させて複数回の膨出威形を行う。

この液圧バルジ加工工程において特に重要なことは、絞
り加工管１１の中央部分１２に差動歯車収容ドーム１４
と余肉吸収ドーム１５を対称的に設けることである。

絞り加工管１１の中央部分１２における一個のみを膨出
させて差動歯車収容ドーム１４を形成すると、影出或形
時に座屈や破裂を生じて所期の成形を行うことができず
、あるいはたとえ威形できたとしても多くの皺が生じる
ことになるが、本発明のように差動歯車収容ドーム１４
と対称の位置に余肉吸収ドーム１５を設け、絞りカロエ
管１１の１わりにおける膨出量を略均等化することにお
ける膨出量を略均等化することによりそのような問題を
解消することができる。

上述した絞り加工工程及び液圧バルジ加工工程は、いず
れの工程を先に実施しても差支えなく、両工程において
それぞれ複数回の戊形を行う場合には、両成形を並行的
に実施することもできるが、この場合には両成形のため
の中間焼なましを同時に行うように考慮されるべきであ
る。

かくして得られた或形管（膨出加工管１３）は、後処理
工程として余肉吸収ドーム１５をその周辺に７ランジ部
１６を残して切除し、駆動機構を挿入するための挿入口
を形設し、該挿入口１８の周辺のフランジ部１６に駆動
軸の取付部となる補強板１９を溶接等により接合して、
第６図に示す自動車用アクスル・ハウジングの基本構造
体１７を得る。

実用に供されるアクスル・ハウジングは、上記基本構造
体１７に補助的部品が接合される。

第７図及び第８図は、上記アクスル・ハウジングが自動
車に装備された状態を概略的に示すもので、２０ａｔ２
０ｂは懸架機構取付金具、２１ａ，２１ｂはブレーキ取
付用金具、２２ａ ｚ ２２ｂはタイヤ、２３は駆動軸
、２４はユニバーサルジョイントであり、またＦ，はス
プリングを介して負荷される車体荷重を示している。

このように、本発明の方法によれば、素材管に絞り加工
及び液圧バルジ加工を施すことにより、接合部分を持た
ないアクスル・ハウジングの或形を行うことができ、従
来の方法に比して工程数が著しく減少すると共に、量産
を容易に行うことができ、しかも軽量で高品質の製品を
得ることができる。

特に、上記液圧バルジ加工においては、差動歯車収容ド
ームと対称の位置に余肉吸収ドームを或形するようにし
ていることは、上記高品質の製品を得るために有効であ
る。

また、一般にアクスル・ハウジングはそれを自動車に装
備させた場合に軸線方向に均等の曲げモーメントが作用
することになるが、本発明によって製造されたアクスル
・ハウジングは、細径部分の肉厚が太き《、大径部分の
肉厚が薄くなって曲げモーメントに対する強度が略一定
となり、従って強度的にも無駄のないアクスル・ハウジ
ングを得ることができる。

なお、前述したように素材管の絞り加工部分を多角形状
に或形すれば、懸架機構取付金具を平面部分に対して接
合できるため、その接合を容易に行うことができる。

次に、上述した加工を行う加工装置について説明する。

第９図は、素材管１０の両端に絞り加工を施すための装
置の構威を示し、その上半は絞り加工前の状態を、下半
ば絞り加工後の状態を示している３この絞り加工装置に
おいては、素材管１０の中央部外表面を上下に分割した
保持型３０，３１間において強固に抱持させ、素材管１
０の両端外方部に位置させた絞りダイス３２ａｙ３２ｂ
を油圧プレス３ ３ ａ ，３ ３ ｂのピストン３
４ ａ ｔ ３ ４ ｂにより素材管の中央側に向けて
加圧し該ダイス３２ａ ｐ ３２ｂにおげるテーパ状絞
り部３５ａ，３５ｂ及び絞り孔３ ６ ａ ，３ ６
ｂとにより素材管１０の両端部の直径を減少させ、絞り
加工管１１を得る。

なお、図中３ ７ ａ ，３ ７ ｂは絞りダイスを案
内するガイドを示している。

上記保持型３０，３１は、絞り加工時、及び加工完了後
のダイスの後退時における素材管の左右への移動を抑制
するものであり、加工の過程では図示しない油圧プレス
によって保持型３０に荷重Ｆ２ を作用させる。

素材管においてこの保持型３０，３１に抱持される部分
は、液圧バルジ加工によって膨出成型される部分に相当
し、その部分が絞り加工時に変形すると膨出威形を阻害
する。

この変形を避けるためには、前述したように直径減少率
を１０〜１５％程度とし、これに相当する直径の絞り孔
を有する複数個の絞りダイスにより複数回の絞り加工を
行う。

第１０図は、上記絞り加工によって得られた絞り加工管
１１に膨出加工を施す液圧バルジ加工装置の構或を示し
、その上半は膨出加工前の状態を、下半は膨出加工後の
状態を示している。

この液圧バルジ加工装置においては、左右の膨出或形型
４０ａ ，４０ｂが加工管の着脱を容易にするために軸
線面で上下に分割された分割成形型４１ａ，４２ａ，及
び４ｌｂ，４２ｂによって形或されており、且つこれら
の膨出成形型にはその接合時にアクスル・ハウジングの
形状に相当する中空部を形成するための対をなす型窩４
３ａ，４４ａ、及び４３ｂ，４４ｂが凹設されている。

これらの左右の膨出威形型４０ａ ｔ ４０ｂは上下の
案内型４５，４６間において左右に摺動自在に保持され
ており、膨出或形に際して絞り加工管１１は第１０図上
半に示すように中央に隙間４７を置いて配置された膨出
或形型４０ａ ｔ ４０ｂ内に収容される。

上記上方の分割或形型４１ａｔ４ｌｂは、膨出或形時に
おげるバルジ液圧によって浮上するのを抑止するため、
案内型４５を介して型締めプレスのラム４８により荷重
Ｆ３が加えられるものであるが、加工管の装着または取
出しに際しては上記ラム４８により上方の分割成形型４
１ａｔ４ｌｂが上昇せしめられる。

絞り加工管１１にバルジ液圧Ｐを作用させるに際しては
、絞り加工管１１０両端面において管内に導入されるバ
ルジ液圧を封隙させるため、まず、圧縮用プレスのシリ
ンダ４ ９ ａ ｔ ４ ９ ｂに油圧ｐａ，を作用さ
せ、封隙用ロツド５０ａｔ５０ｂを中央に向けて前進さ
せる。

これにより、該ロツド５０ａ ｔ ｓｏｂの先端は絞り
加工管１１の端面に接触し、それを封隙できる状態とな
る。

また、このときに膨出或型４０ａ ｔ ４０ｂは連結具
５１ａ，５１ｂを介して中央に向けて前進し、その型窩
の一部が絞り加工管１１のテーパ部に密接する。

上記油圧Ｐａ１ は、絞り加工管１１内にバルジ液圧Ｐ
が導入されてから該管を圧縮するときに必要とする油圧
Ｐａよりもはるかに小さいものである。

次に、バルジ液圧導入孔５２より送油し、空気排出孔５
３の制止弁５４を開放して絞り加工管１１内の空気を放
出した後、該制止弁５４を閉じてバルジ液圧Ｐを絞り加
工管１１内に作用させると共に、圧縮用プレスのシリン
グ４９ａ ，４９ｂに油圧Ｐａを作用させて、膨出成形
型４０ａ，４０ｂ及び封隙用ロツド５０ａ，５０ｂを中
央に向けて前進させ、絞り加工管１１を両側から圧縮す
る。

而して、この圧縮過程中に絞り加工管１１内に作用する
バルジ液圧Ｐを上昇させ、絞り加工管１１の中央部を所
望の形窩形状に膨出或形し、膨出加工管１３を得る。

成形完了後は、圧縮用プレスのピストン５５ａ，５５ｂ
を或形開始の位置まで後退させると共に、型締めプレス
のラム４８により分割或形型４１ａ，４１ｂを上昇させ
、膨出加工管１３を取出す。

なお、図中５６は案内型４６及び圧縮用プレスのシリン
ダ４９ａｔ４９ｂを固定した戒形機のテーブルである。

第１１図は、上記液圧パルジ加工装置によって成形され
る膨出部の形状を明確に示すための中央横断面図で、こ
の中央位置においては最も大きな膨出成形が行われ、こ
の位置を中心として従来一体成形が困難とされている差
動歯車の収容ドーム１４が形威されている。

この差動歯車収容ドーム１４の対称位置にある余肉吸収
ドーム１５は、成形後にそれを切断することにより駆動
機構の挿入口１８（第６図）を形成するためのもので、
この余肉吸収ドーム１５の周囲には補強板１９を取付け
るための７ランジ部１６を形設している。

上記余肉吸収ドーム１５は、前述したように液圧バルジ
加工において重要な作用をなすものであり、これによっ
て絞り加工管１１の中心軸線のまわりにおける膨出量が
略均等化され、膨出或形時に座屈あるいは破裂が生じる
のを防止することができる。

なお、図中５７は或形後に余肉吸収ドーム１５を押圧し
て膨出加工管１３を押圧するためのノックアウト棒、５
８は膨出過程において膨出戒形型の型窩あるいは相互の
隙間に存する油を外部へ排出する油溝、５９，６０は分
割成形型４１ａ，４１ｂ，４２ａ＞４２ｂを案内型４５
，４６に摺動可能に保持する装着片である。

このような膨出或形において、直径増加率が５０％を越
えるような場合、前述したように中間膨出戒形工程を設
ける必要がある。

上記液圧バルジ加工装置においては、中間或形用補助型
を用いることによりこの中間膨出或形を行うことができ
、第１２図はその態様を示している。

同図において、上半は膨出加工前、下半は膨出加工後を
示す。

この中間膨出戒形工程において用いる中間或形用補助型
６１，６２は、前記液圧バルジ加工装置における左右の
膨出成形型４ ０ ａ ｔ ４ ０ ｂ間の隙間４７の
中央に配置するもので、上下に二分し、次の膨出或形時
において膨出量に適合した圧縮量を中間膨出加工管１３
′に与えるため、その圧縮量に相当する厚みをもたせ、
また絞り加工管１１の膨出部直径増加率を５０％程度に
規制できるような型窩６３，６４を設けている。

中間膨出或形の順序は、第１０図によって説明した場合
と同様である。

中間膨出或形完了時の加工管１３′の形状は、膨出成形
型４０ａｙ４０ｂの型窩内で空隙６５を残した状態とな
るが、次の膨出或形によってその空隙６５はなくなり、
直径増加率が５０％を越えるアクスル・ハウジングを或
形できる。

なお、中間膨出加工管１３′にはその後の膨出戒形に先
立って中間焼なましを施す。

次に、本発明の実施例を示す。

素材管としては、外径４０朋、肉厚２間、全長３８０７
Ｗ７Ｍの継目のない低炭素鋼管を用い、第１段階として
、第９図に示すような絞り加工装置により素材管の両端
部直径を減少させた。

このような絞り加工において１回に実施できる直径減少
率はｌＯ〜１５％程度であることから、４回の絞り加工
を行った。

その加工条件を第１表に示す。第２段階の液圧バルジ加
工工程としては、膨出加工管の最犬膨出部直径増加率が
５０％を越えるため中間膨出威形工程を設けた。

この工程に使用した中間成形用補助型の型窩寸法は中間
膨出加工管の素材管に対する直径増加率が５０％程度に
なるように直径５６朋とし、その厚みを１２朋とした。

この或形に必要なバルジ液圧は、開始時３ ０ ０ ｋ
ｇ／Ｃｄ、終了時４ ０ ０ ｋｇ／ｃｒｒｉ程度であ
った。

ついで、中間膨出加工管に７００℃の中間焼なましを施
した後、それを第１０図に示すよ５な液圧バルジ加工装
置によりアクスル・ハウジングに必要な形状に膨出或形
した。

バルジ液圧としては、開始時２００ｋｇ／ｃｄ、終了時
１ ５ ０ ０ｋｇ／ｃｎｆ９度を作用させた。

最終的な膨出部の寸法は、第１１図におけるＲ，及びＲ
２がそれぞれ７６朋、７２關である。

第３段階としては、上記加工によって得られた戒形管の
余肉吸収ドームを除去し、駆動機構の挿入口を設けると
共に、その周辺に補強板１９を接合してアクスル・ハウ
ジングを得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の自動車用アクスル・ノ・ウジングの構成
例を示す分解図、第２図は本発明により加工する素材管
の正面図、第３図は絞り加工管の正面図、第４図及び第
５図は膨出加工管の正面図及び平面図、第６図は本発明
によって製造されたアクスル・ハウジングの断面図、第
７図及び第８図は自動車に装備されたアクスル・ハウジ
ングの正面図及び平面図、第９図は絞り加工装置の縦断
面図、第１０図は液圧バルジ加工装置の縦断面図、第１
１図は第１０図におげるＡ−Ａ線での拡大断面図、第１
２図は液圧バルジ加工装置において中間戒形用補助型を
用いた状態を示す要部断面図である。 １０・・・素材管、１１・・・絞り加工管、１３・・・
膨出加工管、１４・・・差動歯車収容ドーム、１５・・
・余肉吸収ドーム、１８・・・挿入口、１９・・・補助
板、３０，３１・・・保持型、３ ２ ａ ｔ ３ ２
ｂ・・・絞りダイス、３ ５ ａ ｙ ３ ５ ｂ・
・・テーパ状絞り部、３６ａｔ３６ｂ・・・絞り孔、４
０ａｙ４０ｂ・・・膨出成形型、４３ａ，４３ｂ ｔ
４４ａ ｔ ４４ｂ・−型窩。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 素材管の中央部外表面を保持型で抱持させて、テー
   パ状の絞り部と絞り孔を有する絞りダイスを上記素材管
   の両端から押し込むことにより、素材管の両端部の直径
   を減少させる絞り加工工程と：分割された膨出成形型内
   において絞り加工管の内部にバルジ液圧を作用させると
   共に、膨出戒形型を軸方向に圧縮し、絞り加工管の中央
   部分に膨出或形型内の形窩形状にならって差動歯車収容
   ドームと余肉吸収ドームを対称的に備えた膨出加工管を
   膨出或形する液圧バルジ加工工程と；上記両工程によっ
   て威形された或形管におげる余肉吸収ドームを切除して
   駆動機構の挿入口を形設すると共にその挿入口の周辺に
   補強板を接合する後処理工程と：からなる自動車用アク
   スル・ハウジングの製造方法。