JP4098158B2

JP4098158B2 - Axle housing and method and apparatus for manufacturing the same

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Publication number: JP4098158B2
Application number: JP2003148988A
Authority: JP
Inventors: 尚桑田
Original assignee: Press Kogyo Co Ltd
Current assignee: Press Kogyo Co Ltd
Priority date: 2003-05-27
Filing date: 2003-05-27
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2023-05-27
Also published as: JP2004351962A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の駆動車軸及びディファレンシャルギヤ等を収容するアクスルハウジング及びその製造方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８にアクスルハウジングの一例を示す。
【０００３】
アクスルハウジングａは、図示しない車両の幅方向に延出するように配置され、図に示すように、長手方向両端部に筒状の軸管部ｊを有し、長手方向中央部に、軸管部ｊに対して上下方向及び車両進行方向後方側（紙面手前側）に円状に突出したバンジョー部ｂを有している。
【０００４】
軸管部ｊ内には車両の駆動車軸等が収容され、バンジョー部ｂ内にはディファレンシャルギヤ等が収容される。バンジョー部ｂの車両進行方向前方側の面には、プロペラシャフトが貫通する穴（図示せず）が形成される。アクスルハウジングａの長手方向両端部には、外周部に車輪を支持するためのスピンドルｓが接続される。
【０００５】
従来、このようなアクスルハウジングａは、図９に示すように、長手方向中央部に上又は下方向に突出した湾曲部５０，５１を有する上部材５２及び下部材５３と、略半球形状のカバー５４と、三角板５５とに分割して構成していた。これら各部材は例えば板材のプレス成形品からなり、まず、上部材５２と下部材５３とを上下に重ね合わせて溶接接合し、次に、上部材５２と下部材５３との接合部に形成される隙間を覆うように、三角板５５及びカバー５４を溶接接合することで、図８に示すようなアクスルハウジングａが製造される。このようなアクスルハウジングは例えば、特許文献１にも記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平０９−３００９０４号公報（図７等）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のアクスルハウジングは、部品点数が多いため工程数が多く、製造コストが高かった。また、溶接接合部が多いため、耐久性及び信頼性が低下するおそれもあった。
【０００８】
ここで、製造コストを低く、かつ耐久性及び信頼性を高めるためには、アクスルハウジングをできるだけ少分割化することが好ましい。例えば、パイプ材をハイドロフォーム（液圧プレス成形）により拡管して、アクスルハウジング全体を一体的に成形することができれば、製造コストを大幅に低減し、かつ耐久性及び信頼性を高めることができる。しかしながら、従来、以下に述べる理由などから、ハイドロフォームによるアクスルハウジングの製造は実現できなかった。
【０００９】
従来のハイドロフォームによるアクスルハウジングの製造方法としては、図１０及び図１１に示すように、製造すべきアクスルハウジングの外形とほぼ同形状に形成された成形面を有する金型ｋ内に、製造すべきアクスルハウジングの最も断面の小さい部分（つまり軸管部）とほぼ同一の断面を有するパイプ材ｐを配置し、そのパイプ材ｐの内部に液体による内圧を付与しつつシールパンチｓｐにより軸方向に押圧して拡管する方法が一般的であった。
【００１０】
しかしながら、アクスルハウジングは、バンジョー部ｂと軸管部ｊ（図８参照）との周長比が大きい（大型トラックなどでは３．０を越えるものもある）ため、パイプ材ｐの長手方向中央部を大きな拡管率で拡管する必要があり、その部分ｃ（図１１参照）に割れが発生するおそれがある。特に、バンジョー部ｂは軸管部ｊに対して、上下方向と車両進行方向後方側に突出しているため、パイプ材ｐを一度に２軸方向に拡管する必要があり、割れが発生する可能性が高い。更に、部分ｃは、拡管に際して、その外面が金型ｋの内面（成形面）と接触しないため、拡管（膨張）に対する抵抗力のないフリーバルジ領域となり、これも割れの発生の一因となる。
【００１１】
また、バンジョー部ｂは、車両進行方向において片面のみが突出した形状であるため、パイプ材ｐの長手方向中央部は、その一面側（図１１中上側）のみを拡管し、他面側は直線状に維持することになる。つまり、パイプ材ｐの長手方向中央部における伸び量が、上下面で大きく異なることになり、この結果、部分ｄに座屈が発生する可能性がある。つまり、パイプ材ｐの一面側を突出（拡管）させるべく、シールパンチｓｐによりパイプ材ｐを軸方向に押圧して材料を長手方向中央側に送り込むと、他面側（下面側）で材料の行き場がなくなり、座屈してしまう。
【００１２】
以上の理由などから、ハイドロフォームによりアクスルハウジングを製造することは現実的でなかった。
【００１３】
なお、割れや座屈を生じさせることなくハイドロフォームによりアクスルハウジングを製造する方法としては、パイプ材に中間焼鈍を施しながら段階的に拡管していくことが考えられるが、この場合、製造工程が多くなってしまうためコスト低減は期待できない。特に、中間焼鈍を行うことによって、成形工程を連続して流せなくなるだけでなく、スケールを除去するための酸洗いや、ボンデライト・ボンダリューベ等の潤滑処理が必要となるため、逆にコストが増加してしまう可能性もある。
【００１４】
また、他の方法としては、軸管部ｊよりも大径のパイプ材を素材とし、中央部を拡管してバンジョー部ｂを成形すると共に、両端部をスウェージングにより縮径して軸管部ｊとする方法もある。しかしながら、この方法でも製造工程が多くなるため、コスト低減は期待できない。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、製造コストが低く、かつ耐久性及び信頼性の高いアクスルハウジング及びその製造方法及び装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、車両の幅方向に延出させて配置され、長手方向両端部に筒状の軸管部を有し、かつ長手方向中央部に上記軸管部に対して上下方向及び車両進行方向後方側に拡大されたバンジョー部を有するアクスルハウジングの製造方法であって、上記バンジョー部とほぼ同一形状に形成された凹状のバンジョー部成形面を有する成形型を設けると共に、その成形型内に、上記バンジョー部成形面に対向させて該バンジョー部成形面に近接、離間可能な機械プレスパンチを設け、上記成形型内に、上記軸管部とほぼ同一の断面を有し素材となるパイプ材を収容し、その収容されたパイプ材の長手方向中央部を、上記機械プレスパンチにより上記バンジョー部成形面に向けて押圧して、該長手方向中央部を、上記バンジョー部成形面に沿うように長手方向に伸長、湾曲させて予備成形し、次に、その予備成形されたパイプ材の内部に液体を充填して内圧を付与して該パイプ材を拡管させると共に、その拡管の際に、上記予備成形した機械プレスパンチを、上記パイプ材の長手方向中央部に接触させつつ上記バンジョー部成形面から徐々に離間させて、上記バンジョー部を形成するものである。
【００１７】
また本発明は、車両の幅方向に延出させて配置され、長手方向両端部に筒状の軸管部を有し、かつ上記軸管部の長手方向外側端部に上記軸管部に対して段差状に縮径された縮径部を有し、かつ長手方向中央部に上記軸管部に対して上下方向及び車両進行方向後方側に拡大されたバンジョー部を有するアクスルハウジングの製造方法であって、上記バンジョー部とほぼ同一形状に形成された凹状のバンジョー部成形面と上記軸管部とほぼ同一形状に形成された軸管部成形面と上記縮径部とほぼ同一形状に形成された縮径部成形面とを有する成形型を設けると共に、その成形型内に、上記バンジョー部成形面に対向させて該バンジョー部成形面に近接、離間可能な機械プレスパンチを設け、上記成形型内に、上記縮径部とほぼ同一の断面を有し素材となるパイプ材を、上記縮径部成形面を除く部分の上記成形面との間に隙間を設けて収容し、その収容されたパイプ材の長手方向中央部を、上記機械プレスパンチにより上記バンジョー部成形面に向けて押圧して、該長手方向中央部を、上記バンジョー部成形面に沿うように長手方向に伸長、湾曲させて予備成形し、次に、その予備成形されたパイプ材の内部に液体を充填して内圧を付与して該パイプ材を拡管させると共に、その拡管の際に、上記予備成形した機械プレスパンチを、上記パイプ材の長手方向中央部に接触させつつ上記バンジョー部成形面から徐々に離間させて、上記バンジョー部を形成するものである。
【００１８】
また本発明は、車両の幅方向に延出させて配置され、長手方向両端部に筒状の軸管部を有し、かつ長手方向中央部に上記軸管部に対して上下方向及び車両進行方向後方側に拡大されたバンジョー部を有するアクスルハウジングの製造装置であって、上記バンジョー部とほぼ同一形状に形成された凹状のバンジョー部成形面及び軸管部とほぼ同一形状に形成された軸管部成形面を有し、内部に、上記軸管部とほぼ同一の断面を有し素材となるパイプ材を収容するための成形型と、
上記成形型内に、上記バンジョー部成形面に対向させて、かつ上記バンジョー部成形面に近接、離間可能に設けられ、上記成形型内に収容された上記パイプ材の長手方向中央部を上記バンジョー部成形面に向けて押圧して、該長手方向中央部を上記バンジョー部成形面に沿うように長手方向に伸長、湾曲させ、予備成形するための機械プレスパンチと、上記予備成形されたパイプ材を拡管すべく、該パイプ材の内部に液体を充填して内圧を付与する充填手段と、上記内圧が付与されたパイプ材を軸方向に押圧する液圧プレスパンチと、上記予備成形されたパイプ材を拡管する際に、上記予備成形した機械プレスパンチを、上記パイプ材の長手方向中央部に接触させつつ上記バンジョー部成形面から徐々に離間させて、上記バンジョー部を形成する駆動手段とを備えたものである。
【００１９】
また本発明は、車両の幅方向に延出させて配置され、長手方向両端部に筒状の軸管部を有し、かつ上記軸管部の長手方向外側端部に上記軸管部に対して段差状に縮径された縮径部を有し、かつ長手方向中央部に上記軸管部に対して上下方向及び車両進行方向後方側に拡大されたバンジョー部を有するアクスルハウジングの製造装置であって、上記バンジョー部とほぼ同一形状に形成された凹状のバンジョー部成形面と上記軸管部とほぼ同一形状に形成された軸管部成形面と上記縮径部とほぼ同一形状に形成された縮径部成形面とを有し、内部に、上記縮径部とほぼ同一の断面を有し素材となるパイプ材を、該パイプ材と上記縮径部成形面を除く部分の上記成形面との間に隙間を設けて収容するための成形型と、上記成形型内に、上記バンジョー部成形面に対向させて、かつ上記バンジョー部成形面に近接、離間可能に設けられ、上記成形型内に収容された上記パイプ材の長手方向中央部を上記バンジョー部成形面に向けて押圧して、該長手方向中央部を上記バンジョー部成形面に沿うように長手方向に伸長、湾曲させ、予備成形するための機械プレスパンチと、上記予備成形されたパイプ材を拡管すべく、該パイプ材の内部に液体を充填して内圧を付与する充填手段と、上記内圧が付与されたパイプ材を軸方向に押圧する液圧プレスパンチと、上記予備成形されたパイプ材を拡管する際に、上記予備成形した機械プレスパンチを、上記パイプ材の長手方向中央部に接触させつつ上記バンジョー部成形面から徐々に離間させて、上記バンジョー部を形成する駆動手段とを備えたものである。
【００２０】
また、上記成形型内に、上記機械プレスパンチを駆動するための中間部材が、上記機械プレスパンチの移動方向と直交する方向に移動可能に設けられ、上記駆動手段は、上記成形型の外部に設けられ、上記中間部材を介して上記機械プレスパンチを駆動し、上記機械プレスパンチの上記中間部材側端部に、所定角度で傾斜したテーパ面が形成され、上記中間部材の端部に、上記機械プレスパンチのテーパ面と同角度で傾斜すると共に、該機械プレスパンチのテーパ面に接触するテーパ面が形成されても良い。
【００２１】
更に本発明は、請求項１記載のアクスルハウジングの製造方法により製造されたものである。
【００２２】
更に本発明は、請求項２記載のアクスルハウジングの製造方法により製造されたことを特徴とするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００２４】
図１〜図４は本実施形態のアクスルハウジングの製造装置、及びそれを用いたアクスルハウジングの製造方法を説明するための図であり、各図において、（ａ）が正面断面図、（ｂ）が幅方向中央部の側面断面図である。
【００２５】
図に示すように、本実施形態のアクスルハウジングの製造装置は、素材となるパイプ材Ｐを内部に収容するための成形型１を備える。成形型１は、図示しない駆動手段により上下に移動される上型１ａと、図示しない台座上に固定された下型１ｂとからなり、図２に示すように、上型１ａを下型１ｂ上に重ね合わせたときに、その接合部に、製造すべきアクスルハウジングの外形とほぼ同形状の成形面２が形成される。成形面２は、アクスルハウジングの軸管部Ｊ（図５参照）を成形するための軸管部成形面２Ｊと、バンジョー部Ｂを成形するためのバンジョー部成形面２Ｂとを備える。本実施形態では、上型１ａがアクスルハウジングにおける車両進行方向前方側の面を成形し、下型１ｂが車両進行方向後方側の面を成形する。
【００２６】
本実施形態の製造装置が製造するアクスルハウジングは、図５に示すように、軸管部Ｊの長手方向外側端部に、他の部分に対して段差状に縮径された縮径部Ｓを有する。従って、図２に示すように、成形型１の成形面２は、その軸管部成形面２Ｊの長手方向外側端部に、他の部分に対して段差状に縮径され、縮径部Ｓとほぼ同形状に形成された縮径部成形面２Ｓを有している。
【００２７】
上型１ａの幅方向中央部には、成形型１内に配置されたパイプ材Ｐの長手方向中央部をバンジョー部成形面２Ｂ側に押圧して湾曲させるための機械プレスパンチ３が設けられている。機械プレスパンチ３は、上型１ａ内に上下方向に移動可能に収容され、その下端部に成形部３ａを有する。機械プレスパンチ３は、上型１ａに取り付けられた駆動手段４（例えば油圧シリンダ）により上下に移動される。機械プレスパンチ３の成形部３ａは、バンジョー部成形面２Ｂとほぼ同じ曲率、より詳しくは、バンジョー部成形面２Ｂの曲率からパイプ材Ｐの板厚の２倍分だけ差し引いた曲率で湾曲している。また、機械プレスパンチ３の成形部３ａの下面は、機械プレスパンチ３が上型１ａに対して最も上方に位置したときに、上型１ａの軸管部成形面２Ｊ及び縮径部成形面２Ｓよりも下方に突出する。
【００２８】
図３及び図４に示すように、本実施形態のアクスルハウジングの製造装置は、成形型１内に収容されたパイプ材Ｐの内部に水や油等の液体を充填して、パイプ材Ｐに内圧を付与する充填手段５を備えている。充填手段５は、ポンプ６と、ポンプ６により圧送された液体を後述する液圧プレスパンチ９の内部を介してパイプ材Ｐ内に供給する液体通路７とを備えている。また、液体通路７には図示しないシャット弁等が設けられる。
【００２９】
成形型１の成形面２の両端部には、パイプ材Ｐを軸方向に押圧する液圧プレスパンチ（シールパンチ）９が、成形型１の幅方向（パイプ材Ｐの軸方向）に移動可能に収容される。液圧プレスパンチ９は、油圧シリンダ等の図示しない駆動手段により移動される。液圧プレスパンチ９は、パイプ材Ｐ内に充填された液体が、パイプ材Ｐと液圧プレスパンチ９との隙間から漏れることが無いようにシールする機能をも有している。
【００３０】
次に、この製造装置によるアクスルハウジングの製造方法を説明する。
【００３１】
まず、図１に示すように、上型１ａを上昇させて、上型１ａと下型１ｂとの間隔を開き、下型１ｂ上に素材となるパイプ材Ｐを配置する。パイプ材Ｐは、製造すべきアクスルハウジングの最も断面が小さい部分、つまり、縮径部Ｓ（図５参照）とほぼ同一の断面を有するほぼ直線状のパイプを使用する。パイプ材Ｐの板厚、材質などは製造すべきアクスルハウジングのサイズや、縮径部Ｓとバンジョー部Ｂとの周長比等に応じて適宜選択される。なお、このとき、機械プレスパンチ３は上型１ａに対して最も上方の位置に位置させておく。
【００３２】
次に、図２に示すように、上型１ａを下降させて、パイプ材Ｐが配置された下型１ｂ上に重ね合わせて型締めする。すると、機械プレスパンチ３の成形部３ａの下面が上型１ａの縮径部成形面２Ｓよりも下方に突出しているため、機械プレスパンチ３がパイプ材Ｐの長手方向ほぼ中央部を下方（バンジョー部成形面２Ｂ側）に押圧し、パイプ材Ｐを若干、下方に湾曲させる。
【００３３】
次に、図３に示すように、駆動手段４により機械プレスパンチ３を所定距離下降させて、パイプ材Ｐの長手方向ほぼ中央部を下方（バンジョー部成形面２Ｂ側）に所定圧力で押圧する。これによって、パイプ材Ｐの長手方向ほぼ中央部が湾曲・変形し、その下面が、バンジョー部成形面２Ｂにほぼ倣うように円状に突出する。この機械プレスにより、パイプ材Ｐの長手方向中央部が主として長手方向（軸方向）に伸長される。この機械プレスパンチ３によるプレス成形を、本明細書中では「予備成形」と言う。
【００３４】
次に、予備成形されたパイプ材Ｐの長手方向両端部に液圧プレスパンチ９をそれぞれ配置すると共に、その液圧プレスパンチ９に充填手段５を接続する。液圧プレスパンチ９及び充填手段５の設置は、上述した予備成形を行う前にしておいても良い。
【００３５】
その後、充填手段５により、予備成形されたパイプ材Ｐの内部に液体を所定圧力で充填して内圧を付与し、その内圧が付与されたパイプ材Ｐを液圧プレスパンチ９により軸方向に押圧して、パイプ材Ｐの材料を長手方向中央側に流入させつつ拡管させる。このとき、パイプ材Ｐの拡管に伴って、機械プレスパンチ３を適宜上昇させ、パイプ材Ｐの上面に常に適切な圧力を付与する。つまり、このときは、機械プレスパンチ３は所謂カウンターパンチとしての機能を果たす。
【００３６】
その結果、図４に示すように、パイプ材Ｐがその長手方向中央部を主として拡管されて、成形型１の成形面２に押し付けられ、所定形状のアクスルハウジングに成形される。つまり、パイプ材Ｐの長手方向両端部には、軸管部成形面２Ｊ及び縮径部成形面２Ｓの形状が転写され、長手方向中央部にはバンジョー部成形面２Ｂ及び機械プレスパンチ３の成形面３ａの形状が転写される。
【００３７】
これによって、図５に示すように、長手方向両端部に筒状の軸管部Ｊを有し、長手方向中央部に、軸管部Ｊに対して上下方向及び車両進行方向後方側に拡大されたバンジョー部Ｂを有し、かつ軸管部Ｊの長手方向外側端部に段差状に縮径された縮径部Ｓを有するアクスルハウジングＡが製造される。なお、バンジョー部Ｂの車両進行方向前方側の面は、機械プレスパンチ３の成形部３ａと同形状で内側に窪んで成形されることになるが、この面はプロペラシャフトを貫通させる穴を形成するために切り取られる面であるので問題とならない。
【００３８】
このように、本実施形態のアクスルハウジングの製造装置及び製造方法によれば、中間焼鈍やスェージングといった作業をすることなく、アクスルハウジングをハイドロフォームにより一体的に製造することができる。従って、部品点数及び工程数を低減でき、製造コストを著しく低減できる。また、溶接接合部を低減、あるいはなくすことができるので、耐久性（疲労寿命など）及び信頼性が向上する。
【００３９】
また、パイプ材Ｐをハイドロフォームにより拡管する事によって、パイプ材Ｐの全面に大きな加工歪みが与えられるので、パイプ材Ｐが加工硬化し、その強度が向上する。従って、アクスルハウジングの耐久性及び信頼性をより向上させることができる。あるいは、素材となるパイプ材Ｐとして、より低強度の材質又は薄厚のものを使用することが可能となり、製造コストの更なる低減が図れる。
【００４０】
また、本実施形態の製造装置によれば、予備成形（機械プレス）とハイドロフォームとを同じ成形型１内で行うことができるため、工程数及び型数を低減でき、製造コスト低減につながる。
【００４１】
以下、本実施形態のアクスルハウジングの製造装置及び製造方法によれば、パイプ材Ｐに割れや座屈が発生しない理由を説明する。
【００４２】
まず、バンジョー部Ｂの車両進行方向後方側となる面、つまり、図１〜図４におけるパイプ材Ｐの長手方向中央部の下面に割れが発生しない理由を説明する。
【００４３】
本実施形態の製造装置及び製造方法では、機械プレスパンチ３を用いた予備成形によりパイプ材Ｐの長手方向中央部を湾曲させて、主として長手方向（軸方向）に伸長させる。従って、ハイドロフォーム（液圧プレス成形）時に必要とされるパイプ材Ｐの伸び量が従来と比べて小さくなる。つまり、従来のようにパイプ材Ｐを２軸方向に同時に伸長・拡管させるのではなく、まず、機械プレスにより主として長手方向に伸長・拡管し、次に、ハイドロフォームにより主として幅方向（図１（ｂ）の左右方向）に伸長・拡管させる。従って、ハイドロフォームを行うときにパイプ材Ｐにかかる負荷が小さく、割れが発生する可能性が低い。また、ハイドロフォームを行う際、パイプ材Ｐの長手方向ほぼ中央部が最初からバンジョー部成形面２Ｂと接触しているので、パイプ材Ｐとバンジョー部成形面２Ｂとの間の摩擦力がパイプ材Ｐの拡管に対する抵抗力となる。従って、パイプ材Ｐの長手方向中央部がフリーバルジ領域とはならず、割れが発生しにくい。
【００４４】
次に、バンジョー部Ｂの車両進行方向前方側となる面、つまり、図１〜図４におけるパイプ材Ｐの長手方向中央部の上面に座屈が発生しない理由を説明する。
【００４５】
上述したように、本実施形態の製造装置及び製造方法では、予備成形によりパイプ材Ｐの長手方向中央部を予め伸長させるため、ハイドロフォーム時に必要とされるパイプ材Ｐの伸び量は小さい。従って、ハイドロフォーム時に長手方向中央側へと流入させる材料の量は少なくてよく、液圧プレスパンチ９の軸押し量を従来と比べて減らすことができる。言い換えれば、パイプ材Ｐの長手方向中央部における、上下面の伸び量の差が従来よりも小さくなる。このため、座屈が発生する可能性は低くなる。
【００４６】
また、ハイドロフォームを行う際には、機械プレスパンチ３がパイプ材Ｐの長手方向中央部の上面に常に適切な圧力を付与するため、パイプ材Ｐと機械プレスパンチ３との間の摩擦力によって、その部分の伸びが抑制される。つまり、パイプ材Ｐの長手方向中央部の上面側もフリーバルジ領域とはならず、割れの発生が防止される。
【００４７】
更に本実施形態では、アクスルハウジングの軸管部Ｊの端部に縮径部Ｓを設けているので、ハイドロフォームをより良好に行うことができる。この理由を以下説明する。
【００４８】
まず、図１０に示すように、縮径部Ｓを有さないアクスルハウジングを製造する場合、パイプ材ｐを金型ｋ内に収容すると、パイプ材ｐと金型ｋの成形面とが比較的大きな領域で接触することになる。つまり、金型ｋの成形面における軸管部成形面とパイプ材ｐとが成形当初から接触する。この状態で、パイプ材ｐに内圧を付与しつつ軸方向に押圧しようとすると、パイプ材ｐと金型ｋの成形面との間に大きな摩擦力が発生するため、材料を長手方向中央側へ流入させることが困難となる。
【００４９】
これに対して、本実施形態では、図１及び図２に示すように、パイプ材Ｐを成形型１内に収容したときに、縮径部成形面２Ｓを除く部分の成形面２とパイプ材Ｐとの間に隙間が形成される。言い換えれば、パイプ材Ｐと成形型１の成形面２とが、比較的小さい面積（縮径部成形面２Ｓのみ）で接触する。従って、ハイドロフォームを行う際のパイプ材Ｐと成形面２との間の摩擦力が小さく、材料を長手方向中央側へと良好に流入させることができる。なお、図２において、機械プレスパンチ３により湾曲されたパイプ材Ｐが、成形面２における軸管部成形面２Ｊとバンジョー部成形面２Ｂとの境界部分と接触しているが、この部分は線接触となるため、問題となるような摩擦力は生じない。このように、縮径部Ｓは、パイプ材Ｐと成形面２との間の摩擦力を低減させる目的で設けるものであるので、その長さは比較的短く設定される。
【００５０】
本発明は、様々な変形例が考えられるものである。
【００５１】
例えば、図６に示すように、機械プレスパンチ３を、上型１ａ内に設けた中間部材１１を介して駆動（移動）するようにしても良い。図６に示した形態では、機械プレスパンチ３の上端部に所定角度で傾斜したテーパ面３ｂが形成される。そして、そのテーパ面３ｂに対して接近・離反できるように、中間部材１１が上型１ａ内に左右方向に移動可能に設けられる。中間部材１１の端部には、機械プレスパンチ３のテーパ面３ｂとほぼ同角度で傾斜したテーパ面１１ａが形成される。中間部材１１は上型１ａの外部に設けられた駆動手段４により左右方向に移動される。駆動手段４により中間部材１１が機械プレスパンチ３側に移動されると、そのテーパ面１１ａが機械プレスパンチ３のテーパ面３ｂと接触し、くさび効果により機械プレスパンチ３を下方に押し下げる。なお、機械プレスパンチ３には、機械プレスパンチ３を上方に付勢するスプリング等の付勢手段が接続される。この形態によれば、駆動手段４を機械プレスパンチ３と直接接続する必要がないので、駆動手段４を上型１ａの外部に着脱自在に設け、複数の型で併用することが可能となる。
【００５２】
また、機械プレスパンチ３を駆動する駆動手段４は、必ずしも機械プレスパンチ３用に独立して設ける必要はなく、プレス装置が有する他の駆動手段を併用しても良い。例えば、上型１ａを上下に移動させる駆動手段の駆動力を利用して機械プレスパンチ３を駆動するようにしても良い。
【００５３】
また、図７に示すように、プレス装置が、クッション機構１３を有する場合、そのクッション機構１３を用いて機械プレスパンチ３を駆動するようにしても良い。図７の形態では、上型１ａがアクスルハウジングにおける車両進行方向後方側の面を成形し、下型１ｂが車両進行方向前方側の面を成形する。なお、図中１４はワークリフタである。
【００５５】
また、製造するアクスルハウジングの軸管部Ｊは、その長手方向全域に渡ってほぼ円形の断面を有するようにしても良いし、長手方向外側端部が円形の断面であり、長手方向中間部から角形の断面に変化するようにしても良い。
【００５６】
更に、アクスルハウジングの縮径部Ｓを、アクスルハウジングの両端部に接続されるスピンドルと同形状に形成し、縮径部Ｓとスピンドルとを突き合わせて接合するようにしてもよいし、縮径部Ｓをスピンドルよりも小径に形成し、縮径部Ｓの外周にスピンドルを嵌合させて接合するようにしても良い。
【００５７】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、製造コストが低く、かつ耐久性及び信頼性が高いアクスルハウジング及びその製造方法及び装置を提供できるという優れた効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本発明の一実施形態に係るアクスルハウジングの製造装置の正面断面図である。
（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るアクスルハウジングの製造装置の幅方向中央部の側面断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の一実施形態に係るアクスルハウジングの製造装置の正面断面図である。
（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るアクスルハウジングの製造装置の幅方向中央部の側面断面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の一実施形態に係るアクスルハウジングの製造装置の正面断面図である。
（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るアクスルハウジングの製造装置の幅方向中央部の側面断面図である。
【図４】（ａ）は、本発明の一実施形態に係るアクスルハウジングの製造装置の正面断面図である。
（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るアクスルハウジングの製造装置の幅方向中央部の側面断面図である。
【図５】図１のアクスルハウジングの製造装置により製造したアクスルハウジングの斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係るアクスルハウジングの製造装置の幅方向中央部の側面断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係るアクスルハウジングの製造装置の正面断面図である。
【図８】従来のアクスルハウジングの正面図である。
【図９】従来のアクスルハウジングの展開図である。
【図１０】（ａ）は、従来のアクスルハウジングの製造装置の正面断面図である。
（ｂ）は、従来のアクスルハウジングの製造装置の幅方向中央部の側面断面図である。
【図１１】（ａ）は、従来のアクスルハウジングの製造装置の正面断面図である。
（ｂ）は、従来のアクスルハウジングの製造装置の幅方向中央部の側面断面図である。
【符号の説明】
１成形型
２成形面
２Ｂバンジョー部成形面
２Ｊ軸管部成形面
２Ｓ縮径部成形面
３機械プレスパンチ
４駆動手段
５充填手段
９液圧プレスパンチ
１１中間部材
Ａアクスルハウジング
Ｂバンジョー部
Ｊ軸管部
Ｓ縮径部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an axle housing that houses a drive axle of a vehicle, a differential gear, and the like, and a method and apparatus for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 shows an example of an axle housing.
[0003]
The axle housing a is arranged so as to extend in the width direction of the vehicle (not shown). As shown in the figure, the axle housing a has cylindrical shaft tube portions j at both ends in the longitudinal direction, and the shaft tube at the center portion in the longitudinal direction. It has a banjo part b protruding in a circular shape in the up-down direction and the vehicle traveling direction rear side (front side in the drawing) with respect to the part j.
[0004]
A drive axle or the like of the vehicle is accommodated in the shaft tube portion j, and a differential gear or the like is accommodated in the banjo portion b. A hole (not shown) through which the propeller shaft passes is formed in the front surface of the banjo part b in the vehicle traveling direction. Spindles s for supporting the wheels on the outer periphery are connected to both ends in the longitudinal direction of the axle housing a.
[0005]
Conventionally, as shown in FIG. 9, such an axle housing a includes an upper member 52 and a lower member 53 having curved portions 50 and 51 projecting upward or downward at the center in the longitudinal direction, and a substantially hemispherical cover. 54 and a triangular plate 55. Each of these members is formed of, for example, a press-formed product of a plate material. First, the upper member 52 and the lower member 53 are overlapped and welded together, and then formed at a joint portion between the upper member 52 and the lower member 53. The axle housing a as shown in FIG. 8 is manufactured by welding the triangular plate 55 and the cover 54 so as to cover the gap. Such an axle housing is also described in Patent Document 1, for example.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 09-300904 (FIG. 7 etc.)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, such a conventional axle housing has a large number of parts and a large number of processes, and the manufacturing cost is high. Moreover, since there are many welded joints, there is a possibility that durability and reliability may be lowered.
[0008]
Here, in order to reduce the manufacturing cost and increase the durability and reliability, it is preferable to divide the axle housing as small as possible. For example, if the pipe material can be expanded by hydroforming (hydraulic press molding) and the entire axle housing can be integrally molded, the manufacturing cost can be greatly reduced and the durability and reliability can be increased. . However, conventionally, the manufacture of an axle housing by hydroform has not been realized due to the reasons described below.
[0009]
As shown in FIGS. 10 and 11, a conventional method for manufacturing an axle housing by hydroforming is to be manufactured in a mold k having a molding surface formed in substantially the same shape as the outer shape of the axle housing to be manufactured. A pipe material p having substantially the same cross section as the portion having the smallest cross section of the power axle housing (that is, the axial tube portion) is arranged, and an axial pressure is applied to the inside of the pipe material p by a seal punch sp while applying an internal pressure by liquid. The method of expanding by pressing is common.
[0010]
However, since the axle housing has a large peripheral length ratio between the banjo part b and the shaft pipe part j (see FIG. 8) (some trucks exceed 3.0 in a large truck or the like), the longitudinal center part of the pipe material p Need to be expanded at a large expansion rate, and cracks may occur in the portion c (see FIG. 11). In particular, since the banjo part b protrudes in the vertical direction and the rear side in the vehicle traveling direction with respect to the axial pipe part j, it is necessary to expand the pipe material p in two axial directions at once, which may cause cracks. Is expensive. Further, the portion c becomes a free bulge region having no resistance to expansion (expansion) because the outer surface thereof does not come into contact with the inner surface (molding surface) of the mold k during tube expansion, which also contributes to the generation of cracks. .
[0011]
Moreover, since the banjo part b has a shape in which only one side protrudes in the vehicle traveling direction, the central part in the longitudinal direction of the pipe material p expands only one side (the upper side in FIG. 11), and the other side is a straight line. Will be maintained. That is, the amount of elongation at the central portion in the longitudinal direction of the pipe material p is greatly different between the upper and lower surfaces, and as a result, the portion d may be buckled. That is, when the pipe material p is pressed in the axial direction by the seal punch sp in order to project (expand) the one surface side of the pipe material p and the material is fed to the center in the longitudinal direction, the material on the other surface side (lower surface side) There is no place to go and buckling.
[0012]
For the above reasons, it is not realistic to manufacture an axle housing by hydroforming.
[0013]
In addition, as a method of manufacturing an axle housing by hydrofoam without causing cracks or buckling, it is conceivable to expand the pipe in stages while performing intermediate annealing on the pipe material. Cost reduction cannot be expected because it increases. In particular, the intermediate annealing not only prevents the molding process from flowing continuously, but also requires pickling to remove scale and lubrication treatment such as bonderite and bonderube, which increases costs. There is also a possibility of doing.
[0014]
As another method, a pipe material having a diameter larger than that of the shaft tube portion j is used as a raw material, and the central portion is expanded to form the banjo portion b, and both ends are reduced in diameter by swaging, thereby the shaft tube portion. There is also a method of setting j. However, this method also increases the number of manufacturing steps, and therefore cannot be expected to reduce costs.
[0015]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide an axle housing that is low in manufacturing cost and high in durability and reliability, and a manufacturing method and apparatus therefor.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention is arranged to extend in the width direction of the vehicle, and has a cylindrical shaft tube portion at both longitudinal ends. And Longitudinal center On A method of manufacturing an axle housing having a banjo portion that is enlarged in the vertical direction and the vehicle traveling direction rear side with respect to the recording tube portion, A molding die having a concave banjo part molding surface formed in substantially the same shape as the banjo part is provided, and the banjo part molding surface can be brought close to and separated from the banjo part molding surface in the molding die. Provided with a mechanical press punch, Has almost the same cross section as the shaft tube The pipe material that will be used as the base material The central part of the pipe material in the longitudinal direction ,the above Mechanical press punch By Pressing toward the banjo part molding surface, the longitudinal central portion extends in the longitudinal direction along the banjo part molding surface, Curved and preformed, then the preformed The pipe material is filled with a liquid to apply an internal pressure to expand the pipe material, and at the time of the expansion, the preformed mechanical press punch is Pipe material longitudinal center While gradually contacting the banjo part molding surface while contacting the Banjo club Forming To do.
[0017]
The present invention also provides , It is arranged extending in the width direction of the vehicle, has a cylindrical shaft tube at both longitudinal ends, and is contracted in a stepped manner with respect to the shaft tube at the longitudinal outer end of the shaft tube. A method of manufacturing an axle housing having a diametrically reduced diameter portion, and having a banjo portion that is enlarged in a longitudinal direction and a rear side in a vehicle traveling direction with respect to the axial tube portion at a longitudinal center portion, The concave banjo part molding surface formed in substantially the same shape as the part, the shaft tube part molding surface formed in substantially the same shape as the shaft pipe part, and the reduced diameter part were formed in substantially the same shape. Reduced diameter molding surface In the mold, a mechanical press punch capable of being close to and separated from the banjo part molding surface is provided in the mold, Reduced diameter Department and Has almost the same cross section It becomes the material Pipe material , The molding surface of the portion excluding the molding surface of the reduced diameter portion With A gap between them The longitudinal direction center part of the accommodated pipe material is pressed against the banjo part molding surface by the mechanical press punch so that the longitudinal center part is along the banjo part molding surface. The pipe material is preliminarily formed by extending and curving in the longitudinal direction, and then the pipe material is expanded by filling the inside of the preformed pipe material with an internal pressure. The preformed mechanical press punch is gradually separated from the banjo part molding surface while contacting the longitudinal center part of the pipe material to form the banjo part. .
[0018]
Further, the present invention is arranged to extend in the width direction of the vehicle, has a cylindrical shaft tube portion at both ends in the longitudinal direction, And Longitudinal center On An axle housing manufacturing apparatus having a banjo portion that is enlarged in the vertical direction and the vehicle traveling direction rear side with respect to the shaft tube portion, Recording Formed in almost the same shape as the jaw part Shaft tube portion formed in substantially the same shape as the concave banjo molding surface and shaft tube portion Has a molding surface and inside Have substantially the same cross section as the axial tube section Accommodates pipe material for A mold,
In the above mold , Facing the banjo part molding surface, and close to and away from the banjo part molding surface Longitudinal direction of the pipe material provided and housed in the mold Muchu Center above Banjo club On the molding surface Towards Press , The longitudinal central portion extends in the longitudinal direction along the banjo part molding surface, Curved And pre-mold Machine press punch for, In order to expand the preformed pipe material, Filling means for filling the pipe material with liquid and applying internal pressure, and pressing the pipe material to which the internal pressure is applied in the axial direction Do With hydraulic press punch When expanding the preformed pipe material, the preformed mechanical press punch is gradually separated from the banjo part molding surface while contacting the longitudinal center part of the pipe material, and the banjo part Driving means to form It is equipped with.
[0019]
The present invention also provides , It is arranged extending in the width direction of the vehicle, has a cylindrical shaft tube at both longitudinal ends, and is contracted in a stepped manner with respect to the shaft tube at the longitudinal outer end of the shaft tube. An apparatus for manufacturing an axle housing having a diametrically reduced diameter portion and having a banjo portion which is enlarged in the longitudinal direction and the vehicle traveling direction rear side with respect to the axial tube portion at a longitudinal center portion, The concave banjo part molding surface formed in substantially the same shape as the part, the shaft tube part molding surface formed in substantially the same shape as the shaft pipe part, and the reduced diameter part were formed in substantially the same shape. Reduced diameter molding surface When Have Inside, Reduced diameter Department and Has almost the same cross section It becomes the material Pipe material The pipe material The molding surface of the portion excluding the molding surface of the reduced diameter portion With Gap between And a molding die that is provided in the molding die so as to face the banjo part molding surface and to be close to and away from the banjo part molding surface, and is accommodated in the molding die. A machine for pre-molding by pressing the longitudinal center part of the pipe material toward the banjo part molding surface, extending and curving the longitudinal center part in the longitudinal direction along the banjo part molding surface A press punch, a filling means for applying an internal pressure by filling a liquid in the pipe material to expand the preformed pipe material, and a liquid for pressing the pipe material to which the internal pressure is applied in the axial direction When expanding the pressure press punch and the preformed pipe material, the preformed mechanical press punch is gradually separated from the banjo part forming surface while being in contact with the longitudinal center of the pipe material. By, in which a drive means for forming the banjo portion .
[0020]
Further, the mechanical press punch is driven into the mold. for Intermediate member is In a direction perpendicular to the moving direction of the mechanical press punch Provided to be movable, The drive means is Outside the mold Provided , The intermediate member The mechanical press punch is driven, a tapered surface inclined at a predetermined angle is formed at the intermediate member side end of the mechanical press punch, and a tapered surface of the mechanical press punch is formed at the end of the intermediate member. A tapered surface that is inclined at the same angle and that contacts the tapered surface of the mechanical press punch is formed. May be.
[0021]
Furthermore, the present invention provides It was manufactured by the manufacturing method of the axle housing of Claim 1. Is.
[0022]
Furthermore, the present invention , It was manufactured by the manufacturing method of the axle housing of Claim 2. .
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0024]
1 to 4 are views for explaining an axle housing manufacturing apparatus and an axle housing manufacturing method using the same according to the present embodiment, in which (a) is a front sectional view and (b). FIG. 3 is a side cross-sectional view of the central portion in the width direction.
[0025]
As shown in the drawing, the axle housing manufacturing apparatus of the present embodiment includes a molding die 1 for accommodating a pipe material P as a material therein. The molding die 1 includes an upper die 1a that is moved up and down by a driving means (not shown) and a lower die 1b fixed on a pedestal (not shown). As shown in FIG. 2, the upper die 1a is placed on the lower die 1b. When the two are superposed, a molding surface 2 having substantially the same shape as the outer shape of the axle housing to be manufactured is formed at the joint. The molding surface 2 includes a shaft tube portion molding surface 2J for molding the shaft tube portion J (see FIG. 5) of the axle housing, and a banjo portion molding surface 2B for molding the banjo portion B. In the present embodiment, the upper mold 1a molds the front surface of the axle housing in the vehicle traveling direction, and the lower mold 1b molds the rear surface of the vehicle traveling direction.
[0026]
As shown in FIG. 5, the axle housing manufactured by the manufacturing apparatus of the present embodiment has a reduced diameter portion S that is reduced in a step shape with respect to other portions at the outer end in the longitudinal direction of the shaft tube portion J. Have. Therefore, as shown in FIG. 2, the molding surface 2 of the molding die 1 is reduced in diameter in a step shape with respect to other portions at the outer end in the longitudinal direction of the axial tube portion molding surface 2J. And a reduced-diameter portion molding surface 2S formed in substantially the same shape.
[0027]
At the center in the width direction of the upper mold 1a, a mechanical press punch 3 is provided for pressing and bending the center in the longitudinal direction of the pipe material P disposed in the mold 1 to the banjo part molding surface 2B side. Yes. The mechanical press punch 3 is accommodated in the upper mold 1a so as to be movable in the vertical direction, and has a molding portion 3a at the lower end thereof. The mechanical press punch 3 is moved up and down by driving means 4 (for example, a hydraulic cylinder) attached to the upper die 1a. The molding part 3a of the mechanical press punch 3 is curved with substantially the same curvature as the banjo part molding surface 2B, more specifically, with a curvature obtained by subtracting twice the plate thickness of the pipe material P from the curvature of the banjo part molding surface 2B. Yes. Further, the lower surface of the molding portion 3a of the mechanical press punch 3 is formed on the shaft tube portion molding surface 2J and the reduced diameter portion molding surface 2S of the upper die 1a when the mechanical press punch 3 is positioned at the uppermost position with respect to the upper die 1a. Protrude downwards.
[0028]
As shown in FIGS. 3 and 4, the axle housing manufacturing apparatus of this embodiment fills the pipe material P with a liquid such as water or oil in the pipe material P accommodated in the mold 1. A filling means 5 for applying an internal pressure is provided. The filling means 5 includes a pump 6 and a liquid passage 7 for supplying the liquid pumped by the pump 6 into the pipe material P through the inside of a hydraulic press punch 9 described later. The liquid passage 7 is provided with a shut valve (not shown).
[0029]
A hydraulic press punch (seal punch) 9 that presses the pipe material P in the axial direction is movable at both ends of the molding surface 2 of the molding die 1 in the width direction of the molding die 1 (the axial direction of the pipe material P). Is housed in. The hydraulic press punch 9 is moved by a driving means (not shown) such as a hydraulic cylinder. The hydraulic press punch 9 also has a function of sealing so that the liquid filled in the pipe material P does not leak from the gap between the pipe material P and the hydraulic press punch 9.
[0030]
Next, the manufacturing method of the axle housing by this manufacturing apparatus is demonstrated.
[0031]
First, as shown in FIG. 1, the upper mold 1 a is raised to open a space between the upper mold 1 a and the lower mold 1 b, and the pipe material P as a material is disposed on the lower mold 1 b. As the pipe material P, a portion having the smallest cross section of the axle housing to be manufactured, that is, a substantially straight pipe having substantially the same cross section as the reduced diameter portion S (see FIG. 5) is used. The thickness and material of the pipe material P are appropriately selected according to the size of the axle housing to be manufactured, the circumferential length ratio between the reduced diameter portion S and the banjo portion B, and the like. At this time, the mechanical press punch 3 is positioned at the uppermost position with respect to the upper die 1a.
[0032]
Next, as shown in FIG. 2, the upper mold 1 a is lowered, and the upper mold 1 a is overlaid on the lower mold 1 b on which the pipe material P is disposed, and the mold is clamped. Then, since the lower surface of the molding portion 3a of the mechanical press punch 3 protrudes downward from the reduced-diameter portion molding surface 2S of the upper die 1a, the mechanical press punch 3 moves downward (banjo) in the substantially central portion in the longitudinal direction of the pipe material P. The pipe material P is slightly bent downward.
[0033]
Next, as shown in FIG. 3, the mechanical press punch 3 is lowered by a predetermined distance by the driving means 4, and the substantially central portion in the longitudinal direction of the pipe material P is pressed downward (on the banjo part molding surface 2 </ b> B side) with a predetermined pressure. . As a result, the substantially central portion in the longitudinal direction of the pipe material P is curved and deformed, and the lower surface thereof protrudes in a circular shape so as to substantially follow the banjo portion molding surface 2B. By this mechanical pressing, the longitudinal center portion of the pipe material P is mainly elongated in the longitudinal direction (axial direction). This press molding by the mechanical press punch 3 is referred to as “preliminary molding” in the present specification.
[0034]
Next, the hydraulic press punches 9 are respectively arranged at both longitudinal ends of the preformed pipe material P, and the filling means 5 is connected to the hydraulic press punches 9. The hydraulic press punch 9 and the filling means 5 may be installed before the above-described pre-forming.
[0035]
Thereafter, the filling means 5 fills the preformed pipe material P with a predetermined pressure to apply an internal pressure, and presses the pipe material P to which the internal pressure is applied in the axial direction by the hydraulic press punch 9. Then, the pipe material P is expanded while flowing into the center in the longitudinal direction. At this time, as the pipe material P is expanded, the mechanical press punch 3 is appropriately raised, and an appropriate pressure is always applied to the upper surface of the pipe material P. That is, at this time, the mechanical press punch 3 functions as a so-called counter punch.
[0036]
As a result, as shown in FIG. 4, the pipe material P is mainly expanded in the center in the longitudinal direction, pressed against the molding surface 2 of the molding die 1, and molded into an axle housing having a predetermined shape. That is, the shapes of the shaft tube portion molding surface 2J and the reduced diameter portion molding surface 2S are transferred to both ends in the longitudinal direction of the pipe material P, and the banjo portion molding surface 2B and the mechanical press punch 3 are molded in the longitudinal center portion. The shape of the surface 3a is transferred.
[0037]
As a result, as shown in FIG. 5, both end portions in the longitudinal direction have cylindrical shaft tube portions J, and at the center portion in the longitudinal direction, the shaft tube portion J is enlarged in the vertical direction and the vehicle traveling direction rear side. The axle housing A having the banjo part B and the reduced diameter part S reduced in a stepped shape at the outer end in the longitudinal direction of the axial tube part J is manufactured. The front surface of the banjo part B in the vehicle traveling direction has the same shape as the molding part 3a of the mechanical press punch 3 and is recessed inwardly. This surface forms a hole through which the propeller shaft passes. This is a problem because it is a surface that is cut out.
[0038]
Thus, according to the manufacturing apparatus and manufacturing method of the axle housing of this embodiment, the axle housing can be integrally manufactured by hydroforming without performing operations such as intermediate annealing and swaging. Therefore, the number of parts and the number of processes can be reduced, and the manufacturing cost can be significantly reduced. In addition, since the weld joint can be reduced or eliminated, durability (such as fatigue life) and reliability are improved.
[0039]
Further, since the pipe material P is expanded by hydroforming, a large processing strain is applied to the entire surface of the pipe material P, so that the pipe material P is work-hardened and its strength is improved. Therefore, the durability and reliability of the axle housing can be further improved. Alternatively, it is possible to use a lower-strength material or a thinner material as the pipe material P as a material, and the manufacturing cost can be further reduced.
[0040]
Moreover, according to the manufacturing apparatus of this embodiment, since preforming (mechanical press) and hydroforming can be performed in the same mold 1, the number of steps and the number of molds can be reduced, leading to a reduction in manufacturing cost.
[0041]
Hereinafter, the reason why the pipe material P is not cracked or buckled according to the axle housing manufacturing apparatus and the manufacturing method of the present embodiment will be described.
[0042]
First, the reason why cracks do not occur on the surface of the banjo part B on the rear side in the vehicle traveling direction, that is, the lower surface of the center part in the longitudinal direction of the pipe member P in FIGS.
[0043]
In the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the present embodiment, the center part in the longitudinal direction of the pipe material P is curved by preforming using the mechanical press punch 3 and is mainly extended in the longitudinal direction (axial direction). Therefore, the amount of elongation of the pipe material P required at the time of hydroforming (hydraulic press molding) is smaller than the conventional one. That is, the pipe material P is not expanded and expanded simultaneously in the biaxial direction as in the prior art, but is first expanded and expanded mainly in the longitudinal direction by a mechanical press, and then mainly in the width direction (FIG. b) The tube is extended and expanded in the left-right direction). Therefore, the load applied to the pipe material P when hydroforming is small, and the possibility of cracking is low. Further, when hydroforming is performed, since the substantially central portion in the longitudinal direction of the pipe material P is in contact with the banjo part molding surface 2B from the beginning, the frictional force between the pipe material P and the banjo part molding surface 2B is reduced. Resistance to expansion of P. Accordingly, the central portion in the longitudinal direction of the pipe material P does not become a free bulge region, and cracks are unlikely to occur.
[0044]
Next, the reason why buckling does not occur on the front surface of the banjo part B in the vehicle traveling direction, that is, the upper surface of the center part in the longitudinal direction of the pipe member P in FIGS.
[0045]
As described above, in the manufacturing apparatus and the manufacturing method of the present embodiment, the center part in the longitudinal direction of the pipe material P is stretched in advance by preforming, so that the amount of elongation of the pipe material P required during hydroforming is small. Therefore, the amount of the material that flows into the center in the longitudinal direction at the time of hydroforming may be small, and the axial pressing amount of the hydraulic press punch 9 can be reduced as compared with the conventional case. In other words, the difference in the amount of elongation between the upper and lower surfaces at the center portion in the longitudinal direction of the pipe material P becomes smaller than that in the prior art. For this reason, possibility that buckling will generate | occur | produce becomes low.
[0046]
Further, when hydroforming is performed, the mechanical press punch 3 always applies an appropriate pressure to the upper surface of the central portion in the longitudinal direction of the pipe material P. Therefore, the friction force between the pipe material P and the mechanical press punch 3 is used. , The elongation of the portion is suppressed. That is, the upper surface side of the central portion in the longitudinal direction of the pipe material P does not become a free bulge region, and the occurrence of cracks is prevented.
[0047]
Furthermore, in this embodiment, since the reduced diameter part S is provided in the edge part of the axial pipe part J of an axle housing, hydroforming can be performed more favorably. The reason for this will be described below.
[0048]
First, as shown in FIG. 10, when manufacturing an axle housing having no reduced diameter portion S, when the pipe material p is accommodated in the mold k, the pipe material p and the molding surface of the mold k are relatively The contact will be in a large area. That is, the shaft tube part molding surface and the pipe material p on the molding surface of the mold k are in contact with each other from the beginning of molding. In this state, if an axial pressure is applied to the pipe material p while applying an internal pressure, a large frictional force is generated between the pipe material p and the molding surface of the mold k. It becomes difficult to let it flow.
[0049]
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, when the pipe material P is accommodated in the molding die 1, the molding surface 2 and the pipe material of the portion excluding the reduced diameter portion molding surface 2S. A gap is formed with P. In other words, the pipe material P and the molding surface 2 of the mold 1 are in contact with each other with a relatively small area (only the reduced diameter portion molding surface 2S). Therefore, the frictional force between the pipe material P and the molding surface 2 when performing hydroforming is small, and the material can be satisfactorily flown into the center in the longitudinal direction. In FIG. 2, the pipe material P curved by the mechanical press punch 3 is in contact with the boundary portion between the shaft tube portion molding surface 2J and the banjo portion molding surface 2B on the molding surface 2, but this portion is a line. Because of the contact, there is no frictional force that causes a problem. As described above, the reduced diameter portion S is provided for the purpose of reducing the frictional force between the pipe material P and the molding surface 2, and thus the length thereof is set to be relatively short.
[0050]
Various modifications can be considered for the present invention.
[0051]
For example, as shown in FIG. 6, the mechanical press punch 3 may be driven (moved) via an intermediate member 11 provided in the upper die 1a. In the form shown in FIG. 6, a tapered surface 3 b inclined at a predetermined angle is formed at the upper end portion of the mechanical press punch 3. And the intermediate member 11 is provided in the upper mold | type 1a so that a movement in the left-right direction is possible so that it can approach / separate with respect to the taper surface 3b. A tapered surface 11 a that is inclined at substantially the same angle as the tapered surface 3 b of the mechanical press punch 3 is formed at the end of the intermediate member 11. The intermediate member 11 is moved in the left-right direction by the driving means 4 provided outside the upper mold 1a. When the intermediate member 11 is moved to the mechanical press punch 3 side by the driving means 4, the tapered surface 11a comes into contact with the tapered surface 3b of the mechanical press punch 3, and the mechanical press punch 3 is pushed downward by the wedge effect. The mechanical press punch 3 is connected to a biasing means such as a spring that biases the mechanical press punch 3 upward. According to this embodiment, since it is not necessary to directly connect the driving means 4 to the mechanical press punch 3, the driving means 4 can be detachably provided outside the upper mold 1a and can be used in combination with a plurality of molds.
[0052]
Further, the driving means 4 for driving the mechanical press punch 3 is not necessarily provided independently for the mechanical press punch 3, and other driving means included in the press apparatus may be used in combination. For example, the mechanical press punch 3 may be driven using the driving force of the driving means that moves the upper die 1a up and down.
[0053]
Further, as shown in FIG. 7, when the press device has a cushion mechanism 13, the mechanical press punch 3 may be driven using the cushion mechanism 13. In the form of FIG. 7, the upper mold 1 a forms a surface on the rear side in the vehicle traveling direction in the axle housing, and the lower mold 1 b forms a surface on the front side in the vehicle traveling direction. In the figure, reference numeral 14 denotes a work lifter.
[0055]
Further, the axial tube portion J of the axle housing to be manufactured may have a substantially circular cross section over the entire length direction, or the outer end portion in the longitudinal direction is a circular cross section, You may make it change to a square cross section.
[0056]
Further, the reduced diameter portion S of the axle housing may be formed in the same shape as the spindles connected to both ends of the axle housing, and the reduced diameter portion S and the spindle may be abutted and joined. S may be formed to have a smaller diameter than the spindle, and the spindle may be fitted and joined to the outer periphery of the reduced diameter portion S.
[0057]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, an excellent effect that an axle housing having a low manufacturing cost and high durability and reliability, and a manufacturing method and apparatus thereof can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 (a) is a front sectional view of an axle housing manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
(B) is side surface sectional drawing of the center part of the width direction of the manufacturing apparatus of the axle housing which concerns on one Embodiment of this invention.
FIG. 2 (a) is a front sectional view of an axle housing manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
(B) is side surface sectional drawing of the center part of the width direction of the manufacturing apparatus of the axle housing which concerns on one Embodiment of this invention.
FIG. 3 (a) is a front sectional view of an axle housing manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
(B) is side surface sectional drawing of the center part of the width direction of the manufacturing apparatus of the axle housing which concerns on one Embodiment of this invention.
FIG. 4A is a front sectional view of an axle housing manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
(B) is side surface sectional drawing of the center part of the width direction of the manufacturing apparatus of the axle housing which concerns on one Embodiment of this invention.
5 is a perspective view of an axle housing manufactured by the axle housing manufacturing apparatus of FIG. 1. FIG.
FIG. 6 is a side cross-sectional view of a central portion in the width direction of an axle housing manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a front cross-sectional view of an axle housing manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a front view of a conventional axle housing.
FIG. 9 is a development view of a conventional axle housing.
FIG. 10 (a) is a front sectional view of a conventional axle housing manufacturing apparatus.
(B) is side surface sectional drawing of the width direction center part of the manufacturing apparatus of the conventional axle housing.
FIG. 11 (a) is a front sectional view of a conventional axle housing manufacturing apparatus.
(B) is side surface sectional drawing of the width direction center part of the manufacturing apparatus of the conventional axle housing.
[Explanation of symbols]
1 Mold
2 Molding surface
2B Banjo molding surface
2J Shaft tube forming surface
2S reduced diameter molding surface
3 Mechanical press punch
4 Drive means
5 Filling means
9 Hydraulic press punch
11 Intermediate member
A Axle housing
B Banjo Club
J-axis tube section
S Reduced diameter part

Claims

車両の幅方向に延出させて配置され、長手方向両端部に筒状の軸管部を有し、かつ長手方向中央部に上記軸管部に対して上下方向及び車両進行方向後方側に拡大されたバンジョー部を有するアクスルハウジングの製造方法であって、
上記バンジョー部とほぼ同一形状に形成された凹状のバンジョー部成形面を有する成形型を設けると共に、その成形型内に、上記バンジョー部成形面に対向させて該バンジョー部成形面に近接、離間可能な機械プレスパンチを設け、
上記成形型内に、上記軸管部とほぼ同一の断面を有し素材となるパイプ材を収容し、その収容されたパイプ材の長手方向中央部を、上記機械プレスパンチにより上記バンジョー部成形面に向けて押圧して、該長手方向中央部を、上記バンジョー部成形面に沿うように長手方向に伸長、湾曲させて予備成形し、
次に、その予備成形されたパイプ材の内部に液体を充填して内圧を付与して該パイプ材を拡管させると共に、その拡管の際に、上記予備成形した機械プレスパンチを、上記パイプ材の長手方向中央部に接触させつつ上記バンジョー部成形面から徐々に離間させて、上記バンジョー部を形成することを特徴とするアクスルハウジングの製造方法。Are arranged to extend in the width direction of the vehicle, has a cylindrical shaft tube portion longitudinally opposite end portions, and the vertical direction and the vehicle traveling direction rear side of the upper Kijiku tube portion in the longitudinally central portion A method for manufacturing an axle housing having an enlarged banjo part, comprising:
A molding die having a concave banjo part molding surface formed in substantially the same shape as the banjo part is provided, and the banjo part molding surface can be brought close to and separated from the banjo part molding surface in the molding die. Machine press punch
In the mold, accommodates a pipe material as a raw material have a substantially identical cross section as the shaft tube portion, a longitudinal center portion of the stowed pipe, the banjo portion molding surface by the mechanical press punch To the longitudinal direction, along the banjo part molding surface, extend and curve in the longitudinal direction, and preformed,
Next, the preformed pipe material is filled with a liquid to apply an internal pressure to expand the pipe material, and at the time of the expansion, the preformed mechanical press punch is attached to the pipe material. A method of manufacturing an axle housing, wherein the banjo part is formed by being gradually separated from the banjo part molding surface while being in contact with a central part in the longitudinal direction.

車両の幅方向に延出させて配置され、長手方向両端部に筒状の軸管部を有し、かつ上記軸管部の長手方向外側端部に上記軸管部に対して段差状に縮径された縮径部を有し、かつ長手方向中央部に上記軸管部に対して上下方向及び車両進行方向後方側に拡大されたバンジョー部を有するアクスルハウジングの製造方法であって、
上記バンジョー部とほぼ同一形状に形成された凹状のバンジョー部成形面と上記軸管部とほぼ同一形状に形成された軸管部成形面と上記縮径部とほぼ同一形状に形成された縮径部成形面とを有する成形型を設けると共に、その成形型内に、上記バンジョー部成形面に対向させて該バンジョー部成形面に近接、離間可能な機械プレスパンチを設け、
上記成形型内に、上記縮径部とほぼ同一の断面を有し素材となるパイプ材を、上記縮径部成形面を除く部分の上記成形面との間に隙間を設けて収容し、その収容されたパイプ材の長手方向中央部を、上記機械プレスパンチにより上記バンジョー部成形面に向けて押圧して、該長手方向中央部を、上記バンジョー部成形面に沿うように長手方向に伸長、湾曲させて予備成形し、
次に、その予備成形されたパイプ材の内部に液体を充填して内圧を付与して該パイプ材を拡管させると共に、その拡管の際に、上記予備成形した機械プレスパンチを、上記パイプ材の長手方向中央部に接触させつつ上記バンジョー部成形面から徐々に離間させて、上記バンジョー部を形成することを特徴とするアクスルハウジングの製造方法。 It is arranged extending in the width direction of the vehicle, has a cylindrical shaft tube at both longitudinal ends, and is contracted in a stepped manner with respect to the shaft tube at the longitudinal outer end of the shaft tube. A method of manufacturing an axle housing having a diameter-reduced diameter portion and having a banjo portion expanded in the vertical direction and the vehicle traveling direction rear side with respect to the axial tube portion at the longitudinal center portion,
A concave banjo part molding surface formed in substantially the same shape as the banjo part, a shaft tube part molding surface formed in substantially the same shape as the shaft pipe part, and a reduced diameter formed in substantially the same shape as the reduced diameter part. A molding die having a part molding surface, and a mechanical press punch capable of approaching and separating from the banjo part molding surface in the molding die so as to face the banjo part molding surface,
In the mold, the pipe member made of a material have a substantially identical cross section as the diameter reduction portion accommodates a gap is provided between the molding surface of the portion excluding the reduced diameter portion forming surface, the The central portion in the longitudinal direction of the accommodated pipe material is pressed toward the banjo part molding surface by the mechanical press punch, and the longitudinal central portion is extended in the longitudinal direction along the banjo part molding surface. Curved and preformed,
Next, the preformed pipe material is filled with a liquid to apply an internal pressure to expand the pipe material, and at the time of the expansion, the preformed mechanical press punch is attached to the pipe material. A method of manufacturing an axle housing, wherein the banjo part is formed by being gradually separated from the banjo part molding surface while being in contact with a central part in the longitudinal direction .

車両の幅方向に延出させて配置され、長手方向両端部に筒状の軸管部を有し、かつ長手方向中央部に上記軸管部に対して上下方向及び車両進行方向後方側に拡大されたバンジョー部を有するアクスルハウジングの製造装置であって、
上記バンジョー部とほぼ同一形状に形成された凹状のバンジョー部成形面及び軸管部とほぼ同一形状に形成された軸管部成形面を有し、内部に、上記軸管部とほぼ同一の断面を有し素材となるパイプ材を収容するための成形型と、
上記成形型内に、上記バンジョー部成形面に対向させて、かつ上記バンジョー部成形面に近接、離間可能に設けられ、上記成形型内に収容された上記パイプ材の長手方向中央部を上記バンジョー部成形面に向けて押圧して、該長手方向中央部を上記バンジョー部成形面に沿うように長手方向に伸長、湾曲させ、予備成形するための機械プレスパンチと、
上記予備成形されたパイプ材を拡管すべく、該パイプ材の内部に液体を充填して内圧を付与する充填手段と、
上記内圧が付与されたパイプ材を軸方向に押圧する液圧プレスパンチと、
上記予備成形されたパイプ材を拡管する際に、上記予備成形した機械プレスパンチを、上記パイプ材の長手方向中央部に接触させつつ上記バンジョー部成形面から徐々に離間させて、上記バンジョー部を形成する駆動手段とを備えたことを特徴とするアクスルハウジングの製造装置。Are arranged to extend in the width direction of the vehicle, has a cylindrical shaft tube portion longitudinally opposite end portions, and the vertical direction and the vehicle traveling direction rear side of the upper Kijiku tube portion in the longitudinally central portion An apparatus for manufacturing an axle housing having an enlarged banjo part,
Has an upper fangs Njo portion substantially banjo portion forming surface of the concave formed in the same shape and the shaft tube portion forming surface formed in almost the same shape as the axle tube portion, the inner, substantially the same as the shaft tube portion A mold for containing a pipe material having a cross section of
In the mold, it is opposed to the banjo portion forming surface, and close to the banjo portion molding surface provided to be spaced a longitudinal direction Mukonaka central portion of the pipe member which is accommodated in the mold is pressed toward the banjo portion molding surface, extending the longitudinal central portion in the longitudinal direction along the above banjo section molding surface is curved, the mechanical press punch for preforming,
In order to expand the preformed pipe material, a filling means for filling the inside of the pipe material with liquid and applying an internal pressure;
A hydraulic press punch that axially presses the pipe material to which the internal pressure is applied ;
When expanding the preformed pipe material, the preformed mechanical press punch is gradually separated from the banjo portion molding surface while contacting the longitudinal center portion of the pipe material, and the banjo portion is An axle housing manufacturing apparatus, comprising: a driving means for forming the axle housing.

車両の幅方向に延出させて配置され、長手方向両端部に筒状の軸管部を有し、かつ上記軸管部の長手方向外側端部に上記軸管部に対して段差状に縮径された縮径部を有し、かつ長手方向中央部に上記軸管部に対して上下方向及び車両進行方向後方側に拡大されたバンジョー部を有するアクスルハウジングの製造装置であって、
上記バンジョー部とほぼ同一形状に形成された凹状のバンジョー部成形面と上記軸管部とほぼ同一形状に形成された軸管部成形面と上記縮径部とほぼ同一形状に形成された縮径部成形面とを有し、内部に、上記縮径部とほぼ同一の断面を有し素材となるパイプ材を、該パイプ材と上記縮径部成形面を除く部分の上記成形面との間に隙間を設けて収容するための成形型と、
上記成形型内に、上記バンジョー部成形面に対向させて、かつ上記バンジョー部成形面に近接、離間可能に設けられ、上記成形型内に収容された上記パイプ材の長手方向中央部を上記バンジョー部成形面に向けて押圧して、該長手方向中央部を上記バンジョー部成形面に沿うように長手方向に伸長、湾曲させ、予備成形するための機械プレスパンチと、
上記予備成形されたパイプ材を拡管すべく、該パイプ材の内部に液体を充填して内圧を付与する充填手段と、
上記内圧が付与されたパイプ材を軸方向に押圧する液圧プレスパンチと、
上記予備成形されたパイプ材を拡管する際に、上記予備成形した機械プレスパンチを、上記パイプ材の長手方向中央部に接触させつつ上記バンジョー部成形面から徐々に離間させて、上記バンジョー部を形成する駆動手段とを備えたことを特徴とするアクスルハウジングの製造装置。 It is arranged extending in the width direction of the vehicle, has a cylindrical shaft tube at both longitudinal ends , and is contracted in a stepped manner with respect to the shaft tube at the longitudinal outer end of the shaft tube. An apparatus for manufacturing an axle housing having a diameter-reduced diameter portion and having a banjo portion expanded in the vertical direction and the vehicle traveling direction rear side with respect to the axial tube portion at the longitudinal center portion,
A concave banjo part molding surface formed in substantially the same shape as the banjo part, a shaft tube part molding surface formed in substantially the same shape as the shaft pipe part, and a reduced diameter formed in substantially the same shape as the reduced diameter part. and a part forming surface, the interior, between the pipe material as a raw material have a substantially identical cross section as the diameter reduction portion, the molding surface of the portion excluding the pipe member and the reduced diameter portion forming surface A mold for accommodating with a gap between,
In the molding die, the banjo part molding surface is provided so as to be close to and away from the banjo part molding surface, and the longitudinal central part of the pipe material accommodated in the molding die is disposed in the banjo. A mechanical press punch for pressing toward the part molding surface, extending and curving the longitudinal center part along the banjo part molding surface in the longitudinal direction, and preforming;
In order to expand the preformed pipe material, a filling means for filling the inside of the pipe material with liquid and applying an internal pressure;
A hydraulic press punch that axially presses the pipe material to which the internal pressure is applied;
When expanding the preformed pipe material, the preformed mechanical press punch is gradually separated from the banjo portion molding surface while contacting the longitudinal center portion of the pipe material, and the banjo portion is An axle housing manufacturing apparatus, comprising: a driving means for forming the axle housing.

上記成形型内に、上記機械プレスパンチを駆動するための中間部材が、上記機械プレスパンチの移動方向と直交する方向に移動可能に設けられ、
上記駆動手段は、上記成形型の外部に設けられ、上記中間部材を介して上記機械プレスパンチを駆動し、
上記機械プレスパンチの上記中間部材側端部に、所定角度で傾斜したテーパ面が形成され、上記中間部材の端部に、上記機械プレスパンチのテーパ面と同角度で傾斜すると共に、該機械プレスパンチのテーパ面に接触するテーパ面が形成された請求項３又は４記載のアクスルハウジングの製造装置。 An intermediate member for driving the mechanical press punch is provided in the mold so as to be movable in a direction orthogonal to the moving direction of the mechanical press punch .
The drive means is provided outside the mold , drives the mechanical press punch through the intermediate member ,
A taper surface inclined at a predetermined angle is formed at the end of the mechanical press punch on the intermediate member side, and the end of the intermediate member is inclined at the same angle as the taper surface of the mechanical press punch. The apparatus for manufacturing an axle housing according to claim 3 or 4, wherein a tapered surface that contacts the tapered surface of the punch is formed .

請求項１記載のアクスルハウジングの製造方法により製造されたことを特徴とするアクスルハウジング。 An axle housing manufactured by the method for manufacturing an axle housing according to claim 1 .

請求項２記載のアクスルハウジングの製造方法により製造されたことを特徴とするアクスルハウジング。 An axle housing manufactured by the method for manufacturing an axle housing according to claim 2 .