JPS61222655A - 軸締付け部を有するユニバ−サルジヨイント用ヨ−クの製造方法 - Google Patents

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。

Description

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

（従来の技術） 従来、冷間鍛造による締付はヨークとしてはその軸線に
対しアンバランスな形状のものでは成形が困難なことか
ら、第２０図ないし第２３図に示すように略Ｕ字形状で
その軸線Ｃに対し対称形状のものが多く、この締付はヨ
ーク１０１は図示のように水平状の基部１０２の両側に
はベアリング孔１０４を有する等長のアーム１０３が対
設され、基部１０２のほぼ中心部には軸を取付ける軸孔
１０５が貫設されるとともに、一方のアーム１０３と基
部１０２とのコーナ一部１０６には図示のように軸孔１
０５に連通状に締付は用溝１０７が形成され、また、基
部１０２にはこの締付は用溝１０７と直行する方向に締
付は用孔１０８が貫設されて同締付は用孔１０８にボル
トナツト１０９を挿通して軸を締付ける構成のものであ
った。そして、この締付はヨーク１０１の冷間ｊｌ造に
よる予成形品の成形における所定の径ｄ１を有し高さ１
２を有する円柱状のヨーク素材１１０の固定方法として
は、第２４図に示すよう２に、ダイス１１１の型孔１１
２の対設する壁面１１３に円柱状ヨーク素材１１０の中
心をヨーク１０１の中心に整合するため同素材１１０の
外周の一部を嵌込み可能とする凹部１１４を形成して素
材１１０を固定するか、また、第２５図ないし第２７図
に示すように型孔゛１１２の底部に設けられるエジェク
タビン１１６の挿通孔１１７を利用して円柱状ヨーク素
材１１０の中心をヨーク１０１の軸心Ｃに整合するため
用孔１１７の中心にヨーク素材１１０の中心を整合させ
て端面側を嵌込んで固定する方法か、あるいは、この孔
１１７と上記凹部１１４とを併用して固定し、パンチに
より同ヨーク素材１１０を押圧して略Ｕ字形状の予成形
品が形成され、同予成形品は機械加工が施されて締付は
ヨーク１０１が製作されていた。

（解決しようとする問題点） したがって、この締付はヨーク１０１は図示でも明らか
なように、軸締付は方向の強度が高いため、ボルト１０
９の締付は力に対し軸締付は力が弱く、このため締付は
部の破損、あるいはボルト１０９の緩みが発生する等の
問題点があった。そにで、この従来の締付はヨーク１０
１の問題点を解決すべく、第１図ないし第３図に示１締
付はヨークトを製造する場合、このヨーク１の予成形品
１９を冷間鍛造で成形するに際し、第２８図および第２
９図に示すダイス１１８の型孔１１９は図示のように予
成形品１９の同基部２０．締付は凸部２１およびアーム
部凸部２２を成形する各成形部１２０，１２１．１２２
が設けられ、ヨーク素材１１０の固定方法としては従来
のエジェクタビン１１６の挿通孔１１７を利用して素材
１１０の中心を用孔１１７の中心に整合して嵌込み固定
する構成としてヨーク素材１１０を用孔１１７に嵌込む
とヨーク素材１１０と締付は部２１の成形部１２１との
間に隙間を生ずることからパンチにより押圧するとボリ
ュウムのアンバランスにより第３０図に示すようにヨー
ク素材１１０に座屈を生じて、予成形品１９にしわが発
生したり、フフイバー７０−が切断する等の問題点があ
り、また、ヨーク素材１１０が大幅に締付は凸部２１を
成形する成形部１２１に移動するため、パンチに曲げ力
が作用するとともに、ダイス１１８を破損する等の問題
点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記従来の問題点に鑑みなされたもので、材料
歩留りが良好で、機械加工工数が少く、強度に優れ、か
つ冷ｒｔ！ｉ鍛造による成形性の良好な軸締付は部を右
するユニバーサルジヨイントのヨークの製造方法を掟供
することを目的とし、その要旨は基部の中心部に軸を挿
入する孔を有し、同基部の両側に前記孔の軸線と平行に
延出するアームを形成し、前記基部の一側に張出して前
記孔に連通ずる溝部を有する軸締付は部を一体に備えた
軸締付は部を有するユニバーサルジヨイント用ヨークの
製造方法であって、 （イ）前記ヨークの全体体積とほぼ等しい体積の素材を
材料取りする材料取り工程と、（ロ）前記素材を前記ヨ
ークの基部、軸締付は部、アームの体積にほぼ客しい同
基部、締付は凸部、アーム部凸部とからなる予成形品に
成形する予成形工程と、 （ハ）前記予成形品のアーム部凸部を所定の幅、厚さに
つぶし成形するつぶし成形工程を含み、前記予成形品を
後方押出しして同基部、締付は凸部、アーム部凸部を基
部、締付は部、アーム部とからなるヨーク部材に成形す
る曲げ、しごき工程とからなり、 前記材料取り工程においては円柱状であって、前記ヨー
クの軸締付は部の体積に相当する割内部とその余の体積
部をヨークの基部とアームとに相当する体積のヨーク素
材に材料取りするとともに、前記予成形工程においては
、その成形型孔を粗基部成形部、締付は凸部成形部およ
びアーム部成形部とにより平面路Ｔ字形状に形成して前
記ヨーク素材はその割内部を前記締付は凸部成形部に、
かつ三点支持して型孔に設定する構成とした軸締付は部
を有するユニパーナルジヨイント用ヨークの製造方法に
存する。

（第１実施例） 次に本発明の第１実施例を図面にしたがって説明する。

第１図ないし第４図は本発明に係るヨーク１の具体例を
示すもので、２は基部であって高さＨを有する略直角台
形状に形成されるとともに、その中心にはトルク伝達の
ためのスプライン孔３が開設されている。また、！１部
２の一側面４には突出状に軸締付は部５が形成されると
ともに、同軸締付は部の中心にはスプライン孔３の軸心
Ｃに向って軸締付けのための幅０１のスリット状の溝部
６が連通、形成されている。また、基部２の対応する側
面７の上部側には軸心Ｃを中心にして対称に図示側方上
部に向って湾曲部８が形成されるとともに、さらに上方
へスプライン孔３の軸心に平行に等長・Ｌの一対のアー
ム９．９が延出形成されている。

このアーム９．９間は距離（回転径）Ｄに形成されると
ともに、同アーム９は幅Ｗで厚さＴに形成されている。

また、両アーム９，９の先端側の所定の位置にはベアリ
ングを保持するための孔１０が対応して貫設されている
。また、軸締付は部５には孔１１が貫設され、一方の孔
１１には締付は用ねじのねじ孔１１ａが螺設されている
。このように形成された本例ヨーク１は相手ヨーク１２
に対し十字軸１３およびニードルベアリング１４を介し
て回転可能に連繋されている。なお、１５はシール部材
である。

次に、上記のように構成された本例ヨーク１を冷開Ｓ造
によっ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）予成形工程、（３）つぶし成形工程、（４）
曲げ、しごき工程の各工程よりなっている。

１６は冷間鍛造用素材であって、材料取り工程において
従来のヨーク素材１１０の径ｄ１より若干大径の径ｄの
丸棒をその径ｄに太くした石だけ若下低い長さ１に切断
して材料取りされたもので、この素材１６の体積は図示
二点鎖線で区画した割内部１７の体積がヨーク１の軸締
付は部５の体積に相当し、余の体積部１８はヨーク１の
基部２とアーム９，９の体積に相当するように材料取り
されている。このように材料取りされた素材１６は予成
形工程において第７図に示す形状の予成形品１９に予備
成形される。

この予成形工程では素材１６を予成形品１９に成形する
もので、同予成形品１９は基部２となる同基部２０と同
相基部の一側には軸締付は部５となる締付は凸部２１が
成形されるとともに、同基部２０の両側にはアーム９お
よび湾曲部８となるアーム部凸部２２とがそれぞれ成形
されている。

この予成形品１９を成形するダイス２３としては第１０
図および第１１図に示すようにその型孔２４は同基部２
０を形成する粗基部成形部２５と締付は凸部成形Ｗ２６
とアーム部成形部２７とが第１１図に示すように平面路
Ｔ字形状に形成されるとともに、この型孔２４に素材１
６を装填すると同素材１６は図示のようにその中心Ｐは
ヨーク１の軸心Ｃとは所定の距離凸部成形部２６側へ位
置ずれされてｐｉ、ｐ２．ｐ３の３点で固定支持され、
このｐｌ、９２間の幅ｓ１は上述した割内部１７の弦の
長さに設けられ、パンチ３１により素材１６が押圧され
ると同割円部１７が締付は凸部成形部２６で充填状に押
圧成形されるとともに、余の体積Ｐ１１１８は粗基部成
形部２５および左右のアーム部成形部２６に押出されて
同基部２０およびアーム部凸部２２にそれぞれ抑圧成形
されて予成形品１９に成形される。このように成形され
た予成形品１９は次位のつぶし成形工程において、さら
に各部が押圧成形される。

このつぶし成形工程では予成形品１９をつぶし成形品３
２に成形するもので、同基部２０および締付は凸部２１
の高さ旧をヨーク１の基部２および軸締付は部５の高さ
Ｈに押圧成形されてヨーク１の基部２に相当する基部３
３が成形されるとともに、アーム部凸部２２はヨーク１
の湾曲部８に相当する８部３６とアーム８１Ｉ３７につ
ぶし成形され、このアーム部３７はヨーク１のアーム９
の厚さＴより厚肉ｔでアーム９の長さＬより若干短尺に
長さＪｌｌにつぶし成形されている。このように成形さ
机たつぶし成形品３２は曲げ、しごき工程においてヨー
ク部材３８に成形される。

この曲げ、しごき工程では主としてつぶし成形品３２の
アーム部３７と８部３６とを曲げながらアーム部３７の
厚さｔを厚さＴにしごき成形してヨーク部材３８に成形
するもので、パンチの前進にともない左右のアーム部３
７は基部３３の中心軸線Ｃに平行に折曲され、同アーム
部３７はダイスのアーム部成形面に押圧されるとともに
、ダイスとアーム部成形面とで形成される隙間をパンチ
の前進方向とは逆の後方へ押出されてヨーク１のアーム
９の長さし１幅Ｗ１厚さＴで回転径りのアーム、部３９
にしごき成形されるとともに、８部３６はヨーク１の湾
曲部８の形状と同様の湾曲部に形成され、この場合、と
くにアーム部３９の材料の流れはアーム部３９の長手方
向に沿って流れる。

このため同アーム部３９の金属組織の流れ（ファイバー
フ０−）は基部３３の中心軸線Ｃに平行に流れるため、
アーム部３８に大きな強度が与えられる。

このようにして成形されたヨーク部材３８はヨーク１の
体積に見合って体積の円柱状素材１６を冷間鍛造により
成形するものであるから熱間ＷＩ造のようにパリが発生
しないので材料歩留りを向上することができるとともに
、パリ取り作業をする必要がなく、また、冷間鍛造によ
ればヨーク部材３８の各部の寸法精度を高＄ｉ　１１に
確保することができるので機械加工のための基準面、干
渉逃げ部等の加工が不要となり材料歩留りの向上と相俟
ってコストの低減を計ることができる。また、曲げ、し
ごき工程によりアーム部３９のファイバーフローの改質
により母材強度を向上することができるとともに、最弱
部位の肉厚を上げることにより断面係数を上げることが
できるため大幅に強度を向上することができる。　　　
　゛ とくに、予成形工程においてヨーク素材１６を予成形品
１９に成形するに際し、ヨーク素材１６の割内部１７を
ヨーク１の軸締付は部５の体積に、また、余の体積部１
８をヨーク１の基部２とアーム９．９の体積に相当する
体積比率に材料取りして、このヨーク素材１６をダイス
２３の型孔２４内でＰｉ、Ｐ２．Ｐ３の３点により支持
して押圧成形するものであるから、とくに、締付は凸部
２１の成形にあっては、素材１６の径ｄを従−来の素材
１１０の径ｄ１より大径にしてその中心Ｐをヨーク１の
軸心Ｃより位置ずれして割内部１７を図示のように締付
は凸部成形部２６に突出状に配して押圧するものである
から、従来のように素材の移動がほとんど無いため座屈
が発生しにくく、また、ファイバーフローも安定する。

また、成形時に大幅に材料の移動がないためパンチに働
く曲げ荷重が小さく、このためダイスの寿命が長くなる
経済性を有す、る。また、本例により成形されたヨーク
部材３８により形成されたヨーク１はボルト締付は力が
有効に槽締付は力に変換できるためボルトのゆるみを防
止することができる等多くの特長がある。

（第２実施例） 次に本発明の第２実施例を第１２図ないし第１６図にし
たがって説明すると、この第２実施例における冷間鍛造
による加工工程は（１）材料取り工程、（２）予成形工
程、（３）後方押出し工程よりなり、第１実施例におけ
るつぶし成形工程が省略されている。この第２実施例に
供する素材は第１実施例と同様の素材１６が使用され、
予成形工程において第１４図に示す予成形品４１に成形
されるもので、予成形品４１は第１実施例の予成形品１
９と同様に基部２となる同基部４２と同相基部４２の片
側には軸締付は部５となる締付は凸部４３が成形される
とともに、同基部４２の両側にはアーム９および湾曲部
８となるアーム部凸部４４とがそれぞれ成形される。ま
た、このアーム部凸部４４は後方押出し工程によりアー
ム部４８と湾曲部４９とに後方押出し成形されるもので
あるから、同凸部４４は第１実施例のアーム部凸部２２
より若干上方へ延出状に成形されている。このように成
形された予成形品４１は後方押出し工程により、同基部
４２および締付は凸部４３の高さｈｌをヨーク１の基部
２および軸締付は部５の高さＨに押圧成形されてヨーク
１の基部２に相当する基部４６が成形されるとともに、
締付は凸部４３はヨーク１の軸締付は部５に相当する張
出幅を有する締付は部４７に成形されている。また、ア
ーム部凸部４４はパンチにより後方押出しされてヨーク
１のアーム９の長さし、幅Ｗ１厚さＴで回転径りのアー
ム部４８とヨーク１の湾曲部８の形状と同様の湾曲部４
９にしごき成形されてヨーク部材４５が成形されている
。また、この後方押出し工程においては高い加工圧力に
より成形されるものであるから、とくに、アーム部の曲
げ、しごき加工時にあっては幅ｄＯを有するダイス５０
は幅肝を有するパンチ５１の押出し過程で密閉度が高く
なるにともないダイス５０は外側へ弾性変形して幅Ｗと
なりアーム部４８間の間隔にパリが発生することとなる
が、加工精度等を考慮して針−一一〇となるようにダイ
ス５０の幅ＷＤとパンチ５１の幅ＷＰとが設定されてパ
リの発生を防止している。

（第３実施例） 次に、本発明の第３実施例を第１７図ないし第１９図に
したがって説明すると、この第３実施例は上記した第１
．２実施例における予成形工程において例えば予成形品
１９の成形過程で第１７図のアーム凸部２２の丸印部位
に欠肉の発生することを防止しようとするもので、ダイ
ス２３の型孔２４の締付は凸部成形部２６の壁面２８の
中央部の下部には底部側が断面略山型形状で所定の高さ
位置で山の古さが減衰する略三角垂形状の凸部２９が形
成され、この凸部２９はヨーク１の溝部６に対応する位
置に形成され、その基部側の幅寸法は溝部６の幅Ｃ１よ
り若干広い幅ｅ２に形成されている。

したがって、この予成形品１９は同基部２０の側面に締
付は凸部２１を突出するアンバランスな形状であるため
、予成形品１９のアーム部凸部２２の図示丸印部位に欠
肉の発生が予測されるが、締付は凸部２１の側面の中央
部下部に凹部３０を凹設することにより、体積のバラン
スを補正することができて、座屈のない安定した締付は
凸部２１を成形することができるとともに、欠肉の発生
を防止することができて、その後の工程での成形を円滑
かつ正確に実施することができ、また、この凹部３０を
ヨーク１の軸締付は部５の溝部の幅０１より広い幅ｅ２
に成形したことで、軸締付は用の溝部６の加工工数の短
縮および同加工時のパリ発生を減少することができてパ
リ取り工数を低減することができる。

（発明の効果） さて、本発明は基部の中心部に軸を挿入する孔を有し、
同基部の両側に前記孔の軸線と平行に延出するアームを
形成し、前記基部の一側に張出して前記孔に連通する溝
部を有する軸締付は部を一体に備えた軸締付は部を有す
るユニバーサルジヨイント用ヨークの製造方法であって
、 （イ）前記ヨークの全体体積とほぼ等しい体積の素材を
材料取りする材料取り工程と、（ロ）前記素材を前記ヨ
ークの基部、軸締付は部、アームの体積にほぼ等しい同
基部、締付は凸部、アーム部凸部とからなる予成形品に
成形する°予成形工程と、 （ハ）前記予成形品のアーム部凸部を所定の幅、厚さに
つぶし成形するつぶし成形工程を含み、前記予成形品を
曲げ、しごきして同基部、締付は凸部、アーム部凸部を
基部、締付は部、アーム部とからなるヨーク部材に成形
する曲げ、しごき工程とからなり、 前記材料取り工程においては円柱状であって、前記ヨー
クの軸締付は部の体積に相当する割内部とその余の体積
部をヨークの基部とアームとに相当する体積のヨーク素
材に材料取りするとともに、前記予成形工程においては
、その成形型孔を粗基部成形部、締付は凸部成形部およ
びアーム部成形部とにより平面路Ｔ字形状に形成して前
記ヨーク素材はその割内部を前記締付は凸部成形部に、
かつ三点支持して型孔に設定する構成としたことにより
、冷間Ｉｌｌ″＆により成形されたヨーク部材はヨーク
の体積に見合って体積の円柱状素材を冷間鍛造により成
形するものであるから熱間Ｒ造のようにパリが発生しな
いので材料歩留りを向上することができるとともに、パ
リ取り作業をする必要がなく、また、冷間鍛造によれば
ヨーク部材の各部の寸法精度を高精度に確保することが
できるので機械加工のための基準面、干渉逃げ部等の加
工が不要となり材料歩留りの向上と相俟ってコストの低
減を計ることができる。また、曲げ、しごき工程により
アーム部のファイバーフローの改質により母材強度を向
上することができるとともに、最弱部位の肉厚を上げる
ことにより断面係数を上げることができるため大幅に強
度を向上することができる。

とくに、本発明の方法によれば、予成形工程においてヨ
ーク素材を予成形品に成形するに際し、ヨーク素材の割
内部をヨークの軸締付は部の体積に、また、余の体積部
をヨークの基部とアームの体積に相当する体積比率に材
料取りして、このヨーク、素材をダイスの型孔内で３点
支持して押圧成形するものであるから、とくに、締付は
凸部の成形にあっては、素材の径を従来の素材の径より
大径にしてそ・の中心をヨークの軸心より位置をずらし
て割内部を締付は凸部成形部に突出状に配して押圧する
ものであるから、従来のように素材の移動がほとんど無
いため座屈が発生しにくく、また、ファイバーフローも
安定する。また、成形時に大幅に材料の移動がないため
パンチに働く曲げ荷重が小さく、このためダイスの寿命
が長くなる経済性を有する。また、本発明により成形さ
れたヨーク部材により形成されたヨークはボルト締付は
力が有効に軸締付Ｃツカに変換できるためボルトのゆる
みを防止することができる。

また、本発明の方法によれば、その予成形工程において
、締付は凸部にヨークの溝部に対応する凹部を設けるこ
とで、この予成形品は同基部の側面に締付は凸部を突出
するアンバランスな形状であっても、凹部を凹設するこ
とにより、体積のバランスを補正することができてアー
ム部凸部に欠肉の発生することを防止することができ、
座屈のない安定した締付は凸部を成形することができて
、その後の工程での成形を円滑かつ正確に実施すること
ができ、また、この凹部を成形したことで、軸締付は用
の溝部の加工工数の短縮および同加工時のパリ発生を減
少することができてパリ取り工数を低減することができ
るので、軸締付は部を有するユニバーサルジヨイント用
ヨークの製造り法として、その資するところ極めて大で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明による完成ヨークを示し、
第１図は正面図、第２図−は平面図、第３図は側面図、
第４図は本発明のヨークの使用例を示す一部破断図、第
５図ないし第１１図は本発明の第１実施例を示し、第５
図は冷間鍛造成形工程図、第６ＦＡは素材の斜視図、第
７図は予成形品の斜視図、第８図はつぶし成形品の斜視
図、第９図はヨーク部材の斜視図、第１０図はダイスの
型孔の縦断面図、第１１図は型孔と素材との関係を示す
平面図、第１２図ないし第１６図は本発明の第２実施例
を示し、第１２図は冷間Ｒ造成形工程図、第１３図は素
材の斜視図、第１４図は予成形品の斜視図、第１５図は
ヨーク部材の斜視図、第１６図は曲げ、しごき工程のパ
ンチとダイスのクリアランスの関係を説明する説明図、
第１７図ないし第１９図は本発明の第３実施例を示し第
１７図は予成形品の斜視図、第１８図はダイスの型孔の
縦断面図、第１９図は型孔と素材との関係を示す平面図
、第２０図ないし第３０図は従来のヨークおよびその製
造を説明する説明図である。 １・・・ヨーク　　　　　２・・・基部３・・・スプラ
イン孔　　５・・・軸締付は部６・・・溝部　　　　　
　９・・・アーム１６・・・素材　　　　　　１７・・
・割内部１８・・・余の体積部　１９．４１・・・予成
形品２０、４２・・・同基部　　２１．４３・・・締付
は凸部２２、４４・・・アーム部凸部　２３・・・ダイ
ス２４・・・型孔　　　　　　２５・・・粗基部成形部
２６・・・締付は凸部成形部 ２１・・・アーム部成形部　３０．３５・・・凹部３２
・・・つぶし成形品　３３．４６・・・基部３４．４７
・・・締付は部　３７．３９．４８・・・アーム部３８
、４５・・・ヨーク部材 ｐｌ、ｐ２、ｐ３・・・支持点

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基部の中心部に軸を挿入する孔を有し、同基部の
   両側に前記孔の軸線と平行に延出するアームを形成し、
   前記基部の一側に張出して前記孔に連通する溝部を有す
   る軸締付け部を一体に備えた軸締付け部を有するユニバ
   ーサルジョイント用ヨークの製造方法であって、 （イ）前記ヨークの全体体積とほぼ等しい体積の素材を
   材料取りする材料取り工程と、 （ロ）前記素材を前記ヨークの基部、軸締付け部、アー
   ムの体積にほぼ等しい粗基部、締付け凸部、アーム部凸
   部とからなる予成形品に成形する予成形工程と、 （ハ）前記予成形品のアーム部凸部を所定の幅、厚さに
   つぶし成形するつぶし成形工程を含み、前記予成形品を
   曲げ、しごきして粗基部、締付け凸部、アーム部凸部を
   基部、締付け部、アーム部とからなるヨーク部材に成形
   する曲げ、しごき工程とからなり、 前記材料取り工程においては円柱状であって、前記ヨー
   クの軸締付け部の体積に相当する割円部とその余の体積
   部をヨークの基部とアームとに相当する体積のヨーク素
   材に材料取りするとともに、前記予成形工程においては
   、その成形型孔を粗基部成形部、締付け凸部成形部およ
   びアーム部成形部とにより平面略Ｔ字形状に形成して前
   記ヨーク素材はその割円部を前記締付け凸部成形部に、
   かつ三点支持して型孔に設定する構成としたことを特徴
   とする軸締付け部を有するユニバーサルジョイント用ヨ
   ークの製造方法。
2. （２）前記予成形工程において、その粗基部の一側に張
   出す締付け凸部に前記ヨークの溝部に対応する凹部を成
   形する構成としたことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の軸締付け部を有するユニバーサルジョイント用
   ヨークの製造方法。