JP4098158B2 - アクスルハウジング及びその製造方法及び装置 - Google Patents
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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
【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
Claims (7)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。
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