JP5655318B2 - Method for manufacturing universal joint yoke - Google Patents
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Description
本発明は自在継手のヨークの製造方法、特に、ステアリング装置のステアリングシャフトの回転を伝達する軸同士を連結する自在継手のヨークの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a universal joint yoke, and more particularly to a method for manufacturing a universal joint yoke that connects shafts that transmit rotation of a steering shaft of a steering device.
車両の前輪を操舵するステアリング装置では、ステアリングホイールの操作で回転するステアリングシャフトの動きを、自在継手を介してステアリングギヤの入力軸に伝達している。ステアリングホイールの動きはステアリングコラム内に回転自在に設けたステアリングシャフトおよび中間シャフトを介してステアリングギアに伝達され、ステアリングギアによって車輪の方向を操舵する。通常、ステアリングシャフトとステアリングギアの入力軸とは互いに同一直線上に設けることが出来ない。 In a steering device that steers the front wheels of a vehicle, the movement of a steering shaft that is rotated by the operation of a steering wheel is transmitted to an input shaft of a steering gear through a universal joint. The movement of the steering wheel is transmitted to the steering gear via a steering shaft and an intermediate shaft that are rotatably provided in the steering column, and the direction of the wheel is steered by the steering gear. Normally, the steering shaft and the input shaft of the steering gear cannot be provided on the same straight line.
このため従来から、ステアリングシャフトとステアリングギアへの入力軸との間に中間シャフトを設け、この中間シャフトの端部とステアリングシャフト、および、中間シャフトの端部とステアリングギアの入力軸の端部とを、自在継手を介して結合し、同一直線上に存在しないステアリングシャフトと入力軸との間での動力伝達が行えるようにしている。 For this reason, conventionally, an intermediate shaft is provided between the steering shaft and the input shaft to the steering gear, the end of the intermediate shaft and the steering shaft, and the end of the intermediate shaft and the end of the input shaft of the steering gear. Are coupled via a universal joint so that power can be transmitted between the steering shaft and the input shaft that do not exist on the same straight line.
近年、ステアリングシャフトに操舵補助力を付与するアシスト装置を、中間シャフトとステアリングホイールとの間に設けたコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置が多くなってきた。このような、コラムアシスト式の電動パワーステアリングでは、中間シャフトに負荷される回転トルクが大きくなるため、中間シャフトと自在継手との結合部の結合剛性を大きくする必要があるため、自在継手のヨークの剛性を大きくすることが必要となっている。 In recent years, there has been an increasing number of column assist type electric power steering devices in which an assist device for applying a steering assist force to a steering shaft is provided between an intermediate shaft and a steering wheel. In such column assist type electric power steering, since the rotational torque applied to the intermediate shaft increases, it is necessary to increase the coupling rigidity of the coupling portion between the intermediate shaft and the universal joint. It is necessary to increase the rigidity.
剛性の大きなヨークを製造するためには、素材強度の大きな材料を使用することが必要であるが、板材のプレス成形では素材強度の大きな材料の成形性が低いため、成形性に優れた冷間鍛造で成形することが多い。 In order to manufacture a yoke with high rigidity, it is necessary to use a material with high material strength. However, press forming of a plate material has low formability of a material with high material strength, so cold work with excellent formability. Often formed by forging.
冷間鍛造の成形では、成形荷重をできるだけ小さくして金型の寿命を長くするために、特許文献1に示すように、ヨークのアーム部が後方押し出しになるように成形することが多い。アーム部を後方押し出しで成形すると、一対のアーム部を接続する稜線部が上下の金型の合わせ面になるため、稜線部にバリが発生する。このバリは加工硬化しており、成形時の温度変化によるバリの大きさのばらつきもあって、バリの除去作業の難易度が高く、製造コスト上昇の一因になっている。 In cold forging forming, as shown in Patent Document 1, in order to make the forming load as small as possible and prolong the life of the die, the yoke arm is often formed so as to be pushed backward. When the arm part is formed by rearward extrusion, the ridge line part that connects the pair of arm parts becomes the mating surface of the upper and lower molds, so that burrs are generated in the ridge line part. This burr is work hardened, and there is a variation in the size of the burr due to a temperature change during molding, which makes it difficult to remove the burr and contributes to an increase in manufacturing cost.
特許文献2は、ヨークのアーム部が前方押し出しになるように成形するとともに、リングノックアウトに背圧を加えながら成形することで、成形品の充満度の向上と金型に加わる負荷を軽減している。しかし、特許文献2の成形方法では、アーム部の成形時に、アーム部の前端とノックアウトピンの先端との間の隙間が無くなるため、素材の体積の変動によって、金型に加わる負荷が変動し、金型の寿命が短くなる問題が生じる。
In
本発明は、金型に加わる負荷の変動を小さくして、金型の寿命を長くするとともに、アーム部を接続する稜線部のバリの発生を抑制した自在継手のヨークの製造方法を提供することを課題とする。 The present invention provides a method for manufacturing a universal joint yoke by reducing fluctuations in the load applied to the mold, extending the life of the mold, and suppressing the occurrence of burrs in the ridge line section connecting the arm sections. Is an issue.
上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第1番目の発明は、基端寄り部分に軸を嵌合するための孔部を備えた結合筒部と、上記結合筒部に、十字軸を軸支するための軸受け孔を有する一対のアーム部が一体に形成されたヨークを上金型と下金型からなる一対の金型で鍛造する自在継手のヨークの製造方法であって、上記下金型に形成され、筒状のヨーク素材の外周を拘束する内周面を有するダイスと、上記上金型に形成され、上記ヨーク素材の結合筒部側の端面を押圧するパンチと、上記下金型の上記ダイスの内周面に形成され、上記ヨーク素材の上記アーム部側の前端を押圧して、成形後のヨーク素材を一方の金型から排出するノックアウトピンとを備えた冷間鍛造装置を用いる上記自在継手のヨークの製造のための成形工程が、上記ヨーク素材を上記ダイスに装着する成形準備工程と、上記パンチを下降させて、該パンチの外周面を上記ダイスの内周面に密に嵌合させながら、該パンチの前端面で上記ヨーク素材を押圧して、結合筒部、孔部、アーム部、稜線部、面取り部、R面とりを成形し、成形された上記ヨーク素材のアーム部の前端と上記ノックアウトピンとの間に隙間を形成した予備成形ヨーク素材とする予備成形工程と、上記ノックアウトピンを上方に移動させ、上記予備ヨーク素材の上記アーム部前端に上記ノックアウトピンの先端を当接させて上記予備成形ヨーク素材を上方に押して上記下金型から排出する予備成形ヨーク素材排出工程と、上記予備成形ヨーク素材を上記ダイスの上方から該ダイスの内周面に装着し、上記パンチを下降させ、その前端面で上記予備成形ヨーク素材を押圧して、結合筒部、孔部、アーム部、稜線部、面取り部、R面取り部を有する本成形ヨーク素材を成形すると共に、上記ヨーク素材の成形完了時に、該本成形ヨーク素材の上記アーム部の前端と上記ノックアウトピンの先端との間に隙間が形成される本成形工程と、上記ノックアウトピンを上方に移動させて、上記本成形ヨーク素材の上記アーム部の前端に上記ノックアウトピンの先端を当接させ、上記本成形ヨーク素材を上方に押圧して上記下金型から排出する本成形ヨーク素材排出工程と、上記本成形ヨーク素材を上記ダイスの上方から該ダイスの内周面に装着して、上記パンチを下降させて、該パンチの前端面で上記本成形ヨーク素材を押圧し、上記アーム部の先端部に逃げ部を成形してアーム部先端逃げ部成形ヨーク素材とすると共に、該アーム部先端逃げ部成形ヨーク素材の上記アーム部の前端と上記ノックアウトピンの先端との間に隙間を形成するアーム部先端逃げ部成形工程と、上記ノックアウトピンを上方に移動させて、上記アーム部先端逃げ部成形ヨーク素材の上記アーム部の前端に上記ノックアウトピンの先端を当接させ、該アーム部先端逃げ部成形ヨーク素材を上方に押圧して、上記下金型から排出するアーム部先端逃げ部成形ヨーク素材排出工程とをこの順で含むことを特徴とする自在継手のヨークの製造方法である。 The above problem is solved by the following means. In other words, the first invention is a pair having a coupling cylinder portion provided with a hole portion for fitting a shaft in the proximal end portion, and a bearing hole for pivotally supporting the cross shaft in the coupling cylinder portion. A yoke for a universal joint forging a yoke integrally formed with a pair of molds composed of an upper mold and a lower mold, the cylindrical yoke formed on the lower mold A die having an inner peripheral surface that constrains the outer periphery of the material, a punch that is formed on the upper die and presses an end surface of the yoke material on the coupling cylinder portion side, and an inner peripheral surface of the die of the lower die The universal joint yoke is manufactured using a cold forging device that is formed and includes a knockout pin that presses the front end of the yoke material on the arm side and discharges the molded yoke material from one mold. A molding process for attaching the yoke material to the die. A molding preparation step, and lowering the punch, tightly fitting the outer peripheral surface of the punch to the inner peripheral surface of the die, pressing the yoke material at the front end surface of the punch, A preforming step of forming a hole part, an arm part, a ridge line part, a chamfered part, an R chamfer, and forming a preformed yoke material having a gap between a front end of the arm part of the molded yoke material and the knockout pin And a preformed yoke for moving the knockout pin upward, bringing the tip of the knockout pin into contact with the front end of the arm part of the preliminary yoke material, pushing the preformed yoke material upward, and discharging the preform from the lower mold. A material discharge step and the preformed yoke material are mounted on the inner peripheral surface of the die from above the die, the punch is lowered, and the preformed yoke material is pressed on the front end surface thereof. , Coupling tubular portion, the hole portion, the arm portion, ridge portion, chamfer, as well as forming the present molding yoke material having R-chamfered portion, when forming the completion of the yoke material, the front end of the arm part of the main molding yoke material A forming step in which a gap is formed between the front end of the knockout pin and the front end of the arm portion of the main forming yoke material. And a main molding yoke material discharging step of pressing the main molding yoke material upward and discharging it from the lower mold, and mounting the main molding yoke material on the inner peripheral surface of the die from above the die, Lowering the punch, pressing the main forming yoke material at the front end surface of the punch, forming an escape portion at the tip of the arm portion to obtain an arm portion tip escape portion forming yoke material, Arm part tip relief part molding step of forming an arm part tip relief part that forms a gap between the front end of the arm part of the yoke material and the tip of the knockout pin, and moving the knockout pin upward, the arm part The tip end of the knockout pin is brought into contact with the front end of the arm part of the tip relief part molding yoke material, the arm part tip relief part molding yoke material is pressed upward and discharged from the lower mold. A method of manufacturing a universal joint yoke, comprising the step of partially molding yoke material discharging in this order.
第2番目の発明は、第1番目の発明の自在継手のヨークの製造方法において、上記ヨーク素材が中空筒状であり、上記ヨーク素材の内周を拘束する外周面を有するマンドレルが上記一方の金型に固定され、上記ノックアウトピンが上記ダイスの内周面とマンドレルの外周面との間に形成されていることを特徴とする自在継手のヨークの製造方法である。
According to a second aspect of the present invention, in the method for manufacturing a universal joint yoke according to the first aspect, the yoke material has a hollow cylindrical shape, and a mandrel having an outer peripheral surface that restrains an inner periphery of the yoke material A method for manufacturing a universal joint yoke, wherein the knockout pin is fixed to a mold and the knockout pin is formed between an inner peripheral surface of the die and an outer peripheral surface of a mandrel.
本発明の自在継手のヨークの製造方法は、一方の金型に形成され、筒状のヨーク素材の外周を拘束する内周面を有するダイスと、他方の金型に形成され、ヨーク素材の結合筒部側の端面を押圧するパンチと、一方の金型にダイスの内周面に形成され、ヨーク素材のアーム部側の前端を押圧して、成形後のヨーク素材を一方の金型から排出するノックアウトピンとを備え、ヨーク素材の成形完了時に、ヨーク素材のアーム部側の前端とノックアウトピンの先端との間に隙間が形成される。 The method for manufacturing a universal joint yoke according to the present invention includes a die formed on one mold and having an inner peripheral surface that constrains the outer periphery of a cylindrical yoke material, and a coupling between the yoke materials formed on the other mold. A punch that presses the end face on the cylinder side, and a die that is formed on the inner peripheral surface of the die, presses the front end on the arm part side of the yoke material, and discharges the molded yoke material from one mold A knockout pin is provided, and when the yoke material is completely formed, a gap is formed between the front end of the yoke material on the arm portion side and the tip of the knockout pin.
従って、ヨーク素材に体積の変動があっても、上金型、下金型に加わる負荷が変動せず、金型の寿命が向上する。また、アーム部を接続する稜線部が、一方の金型内で成形されるため、稜線部に金型の合わせ面が無く、稜線部にはバリが発生しない。 Therefore, even when the volume of the yoke material varies, the load applied to the upper mold and the lower mold does not vary, and the life of the mold is improved. Moreover, since the ridge line part which connects an arm part is shape | molded in one metal mold | die, there is no mating surface of a metal mold | die in a ridge line part, and a burr | flash does not generate | occur | produce in a ridge line part.
以下、図面に基づいて本発明の実施例1から実施例2を説明する。 Hereinafter, Example 1 to Example 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施例の自在継手を備えたステアリング装置の全体図である。図1に示すように、本発明の実施例の自在継手を備えたステアリング装置は、コラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置である。ステアリングホイール101の操作力を軽減するために、コラム105の中間部に取付けたモータ102の操舵補助力をステアリングシャフトに付与し、中間シャフト106を介して、ラックピニオン式のステアリングギヤ103のラックを往復移動させ、タイロッド104を介して舵輪を操舵する方式のパワーステアリング装置である。
FIG. 1 is an overall view of a steering apparatus provided with a universal joint according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the steering apparatus provided with the universal joint of the embodiment of the present invention is a column assist type rack and pinion type power steering apparatus. In order to reduce the operating force of the
ステアリングシャフトに補助トルクを付与する為のアシスト装置(操舵補助部)107の車体前方側端面から突出した出力軸108が、自在継手(上側自在継手)109Aを介して、中間シャフト106の後端部に連結している。また、この中間シャフト106の前端部に、別の自在継手(下側自在継手)109Bを介して、ステアリングギヤ103のピニオン軸(以下軸と呼ぶ)103Aを連結している。
The
図2は本発明の実施例1の製造方法によって製造される溶接ヨークを示し、(a)は溶接ヨークの正面図、(b)は(a)の右側面図、(c)は(a)の下面図である。図3は本発明の実施例1の製造方法を示す説明図であって、(a)はヨーク素材をダイスに装着した状態を示す成形準備工程、(b)は予備成形工程である。 2A and 2B show a welding yoke manufactured by the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a front view of the welding yoke, FIG. 2B is a right side view of FIG. FIG. FIGS. 3A and 3B are explanatory views showing a manufacturing method according to the first embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is a forming preparation step showing a state where a yoke material is mounted on a die, and FIG. 3B is a pre-forming step.
図4は図3(b)の後工程を示し、(a)は本成形工程、(b)はアーム部先端の逃げ部成形工程である。図5は実施例1の製造方法によって製造される溶接ヨークの各成形工程の状態を示す説明図であって、(a)はヨーク素材、(b)は予備成形工程が完了した状態、(c)は本成形工程が完了した状態、(d)はアーム部先端の逃げ部成形工程が完了した状態を示す説明図である。 4A and 4B show the subsequent process of FIG. 3B, where FIG. 4A shows the main forming process and FIG. 4B shows the relief forming process at the tip of the arm part. FIGS. 5A and 5B are explanatory views showing the state of each forming step of the welding yoke manufactured by the manufacturing method of Example 1, wherein FIG. 5A is a yoke material, FIG. 5B is a state where the pre-forming step is completed, and FIG. ) Is an explanatory view showing a state in which the main forming step is completed, and (d) is an explanatory view showing a state in which the relief portion forming step at the tip of the arm portion is completed.
図2に示すように、溶接ヨーク2には略円筒状の結合筒部21が形成され、この結合筒部21に形成された円形の孔部22に図示しない軸(中間シャフト106等)を嵌合し、溶接によって軸を結合筒部21に固定する。溶接ヨーク2には、結合筒部21と一体に設けられた一対のアーム部23、23が形成され、アーム部23、23には、図示しない十字軸を軸支するための軸受け孔(後工程の機械加工によって形成される)が形成される。
As shown in FIG. 2, the
アーム部23、23の両側面には、ジョイント角を確保するための面取り部24、24が形成されている。また、アーム部23、23先端の対向する内側側面には、円弧状の逃げ部25、25が形成されている。また、アーム部23、23を接続する稜線部26の外周側には、R面取り27、27が形成されている。円形の孔部22は、結合筒部21の端面28から稜線部26に渡って貫通して形成されている。
図3、図4に示すように、本発明の実施例1の製造方法に使用される金型は、上金型3と下金型4で構成されている。上金型3は、図示しない上ボルスターに固定されて上下移動するパンチホルダー31と、パンチホルダー31に取り付けられた中空筒状のパンチ32で構成されている。下金型4は、図示しない下ボルスターに固定された受圧板41と、受圧板41に固定されたダイス42で構成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the mold used in the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention includes an
ダイス42には、溶接ヨーク2の外周を拘束するための内周面421が形成されている。パンチ32には、ダイス42の内周面421に密に嵌合する外周面321と、溶接ヨーク2の結合筒部21の端面28を押圧する前端面322が形成されている。下金型4には、ダイス42の内周面421の軸心に、棒状のマンドレル43が垂直に固定されている。
An inner
マンドレル43の先端側(図3、図4の上端側)には、円柱状の外周面431と角柱状の外周面432が形成されている。円柱状の外周面431は、溶接ヨーク2の孔部22を拘束する。角柱状の外周面432は、溶接ヨーク2のアーム部23、23の対向する内側側面及び稜線部26を拘束する。
A cylindrical outer
下金型4には、ダイス42の内周面421とマンドレル43の外周面432との間に、中空筒状のノックアウトピン44が介挿されている。ノックアウトピン44は、図3、図4の上下方向に移動可能である。ノックアウトピン44が上方に移動すると、成形後の溶接ヨーク2のアーム部23、23の前端(図3、図4の下端)231にノックアウトピン44の先端441が当接し、溶接ヨーク2を上方に押圧して、下金型4から排出する。
In the
図5(a)に示すように、中空円筒状のヨーク素材2Aを所定の体積に形成し、図3(a)の成形準備工程に示すように、ダイス42の上方からダイス42の内周面421にヨーク素材2Aを装着する。図3(b)の予備成形工程に示すように、パンチ32を下降し、パンチ32の外周面321をダイス42の内周面421に密に嵌合させながら、パンチ32の前端面322でヨーク素材2Aを押圧する。
As shown in FIG. 5 (a), a hollow
ヨーク素材2Aは、ダイス42の内周面421、マンドレル43の外周面431、432に拘束されて成形され、図5(b)に示す予備成形ヨーク素材2Bができる。予備成形ヨーク素材2Bには、結合筒部21、孔部22、アーム部23、稜線部26、面取り部24、R面取り27が予備成形される。本発明の実施例1の溶接ヨーク2は、形状が単純なので、予備成形工程を省略してもよい。
The
この予備成形ヨーク素材2Bの成形完了時に、予備成形ヨーク素材2Bのアーム部23、23の前端(図3(b)の下端)231とノックアウトピン44の先端441との間には、隙間が形成されている。従って、ヨーク素材2Aの体積に変動があっても、上金型3、下金型4に加わる負荷が変動せず、金型の寿命が向上する。次に、ノックアウトピン44を上方に移動し、予備成形ヨーク素材2Bのアーム部23、23の前端231にノックアウトピン44の先端441を当接させ、予備成形ヨーク素材2Bを上方に押圧して、下金型4から排出する。
When the preforming of the preformed
次に、図4(a)の本成形工程に示すように、上記した予備成形ヨーク素材2Bをダイス42の上方からダイス42の内周面421に装着する。その後、パンチ32を下降し、パンチ32の前端面322で予備成形ヨーク素材2Bを押圧し、図5(c)に示す本成形ヨーク素材2Cを成形する。本成形ヨーク素材2Cには、結合筒部21、孔部22、アーム部23、稜線部26、面取り部24、R面取り27が本成形される。
Next, as shown in the main forming step of FIG. 4A, the above-described
この本成形ヨーク素材2Cの成形完了時に、本成形ヨーク素材2Cのアーム部23、23の前端(図4(a)の下端)231とノックアウトピン44の先端441との間には、隙間が形成されている。従って、ヨーク素材2Aに体積の変動があっても、上金型3、下金型4に加わる負荷が変動せず、金型の寿命が向上する。次に、ノックアウトピン44を上方に移動し、本成形ヨーク素材2Cのアーム部23、23の前端231にノックアウトピン44の先端441を当接させ、本成形ヨーク素材2Cを上方に押圧して、下金型4から排出する。
When the molding of the main
次に、図4(b)のアーム部先端の逃げ部成形工程に示すように、上記した本成形ヨーク素材2Cをダイス42の上方からダイス42の内周面421に装着する。その後、パンチ32を下降し、パンチ32の前端面322で本成形ヨーク素材2Cを押圧し、図5(d)に示すアーム部先端の逃げ部成形ヨーク素材2Dを成形する。
Next, as shown in the step of forming the relief portion at the tip of the arm portion in FIG. 4B, the above-described formed
アーム部先端の逃げ部成形ヨーク素材2Dには、アーム部23、23先端の対向する内側側面に、円弧状の逃げ部25、25が成形される。図4(b)に示すように、マンドレル43の角柱状の外周面432には、円弧状の凸面433、433が形成されている。この円弧状の凸面433、433によって、アーム部23、23先端の対向する内側側面を拘束し、円弧状の逃げ部25、25を成形する。
Arc-shaped
このアーム部先端の逃げ部成形ヨーク素材2Dの成形完了時に、アーム部先端の逃げ部成形ヨーク素材2Dのアーム部23、23の前端(図4(b)の下端)231とノックアウトピン44の先端441との間には、隙間が形成されている。従って、ヨーク素材2Aに体積の変動があっても、上金型3、下金型4に加わる負荷が変動せず、金型の寿命が向上する。
When the forming of the escape portion
次に、ノックアウトピン44を上方に移動し、アーム部先端の逃げ部成形ヨーク素材2Dのアーム部23、23の前端231にノックアウトピン44の先端441を当接させる。アーム部先端の逃げ部成形ヨーク素材2Dを上方に押圧して、下金型4から排出すれば、溶接ヨーク2の鍛造工程が完了する。
Next, the
本発明の実施例1の製造方法では、アーム部23、23を接続する稜線部26が、一体構造の下金型4内で成形されるため、稜線部26に金型の合わせ面が無く、稜線部26にはバリが発生しない。本発明の実施例1の製造方法では、中空円筒状のヨーク素材2Aを使用しているが、中実のヨーク素材を使用してもよい。その場合には、アーム部23、23を成形した後で、孔部22を機械加工または打ち抜きによって成形すればよい。
In the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention, the
図6は本発明の実施例2の製造方法によって製造されるピンチボルトヨークを示し、(a)はピンチボルトヨークの正面図、(b)は(a)の横断面図である。図7は本発明の実施例2の製造方法を示す説明図であって、(a)はヨーク素材をダイスに装着した状態を示す成形準備工程、(b)は予備成形工程である。
6A and 6B show a pinch bolt yoke manufactured by the manufacturing method according to
図8は図7(b)の後工程を示し、(a)は本成形工程、(b)は結合筒部外周のしごき成形工程である。図9は実施例2の製造方法によって製造されるピンチボルトヨークの各成形工程の状態を示す説明図であって、(a)はヨーク素材、(b)は予備成形工程が完了した状態、(c)は本成形工程が完了した状態、(d)は結合筒部外周のしごき成形工程が完了した状態を示す説明図である。 FIG. 8 shows the post-process of FIG. 7B, where FIG. 8A shows the main forming process, and FIG. FIG. 9 is an explanatory view showing the state of each forming step of the pinch bolt yoke manufactured by the manufacturing method of Example 2, wherein (a) is a yoke material, (b) is a state where the preliminary forming step is completed, (c) is a state in which the main forming step is completed, and (d) is an explanatory view showing a state in which the ironing step on the outer periphery of the combined cylinder portion is completed.
図6に示すように、ピンチボルトヨーク5には、円弧状外周面513を有する略円筒状の結合筒部51が形成され、この結合筒部51に形成された円形の孔部52に図示しない軸(中間シャフト106等)を嵌合する。結合筒部51から接線方向に延びた左右一対のフランジ部51A、51Bが形成されている。フランジ部51A、51Bの間には、孔部52に連通するスリット51Cが形成されている。
As shown in FIG. 6, the
フランジ部51Aには、図示しないボルトを挿入するための段付きボルト孔511が形成され、フランジ部51Bにも、ボルトを挿入するためのボルト孔512が形成され、段付きボルト孔511とボルト孔512は同心状に形成されている。また、ボルト孔512には雌ねじが形成されている。ボルトを雌ねじにねじ込んで、孔部52を縮径し、孔部52に嵌合した軸を結合筒部51に固定する。
A stepped
ピンチボルトヨーク5には、結合筒部51と一体に設けられた一対のアーム部53、53が形成され、アーム部53、53には、図示しない十字軸を軸支するための軸受け孔(後工程の機械加工によって形成される)が形成される。
The
アーム部53、53を接続する稜線部56の外周側には、R面取り57、57が形成されている。円形の孔部52は、結合筒部51の端面58から稜線部56に渡って貫通して形成されている。
R chamfers 57 and 57 are formed on the outer peripheral side of the
図7、図8に示すように、本発明の実施例2の製造方法に使用される金型は、実施例1と同様に、上金型6と下金型7で構成されている。上金型6は、図示しない上ボルスターに固定されて上下移動するパンチホルダー61と、パンチホルダー61に取り付けられた中空筒状のパンチ62で構成されている。下金型7は、図示しない下ボルスターに固定された受圧板71と、受圧板71に固定されたダイス72で構成されている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the mold used in the manufacturing method of the second embodiment of the present invention is composed of an
ダイス72には、ピンチボルトヨーク5の外周を拘束するための内周面721が形成されている。パンチ62には、ダイス72の内周面721に密に嵌合する外周面621と、ピンチボルトヨーク5の結合筒部51の端面58を押圧する前端面622が形成されている。下金型7には、ダイス72の内周面721の軸心に、棒状のマンドレル73が垂直に固定されている。
The
マンドレル73の先端側(図7、図8の上端側)には、円柱状の外周面731と角柱状の外周面732が形成されている。円柱状の外周面731は、ピンチボルトヨーク5の孔部52を拘束する。角柱状の外周面732は、ピンチボルトヨーク5のアーム部53、53の対向する内側側面及び稜線部56を拘束する。
A cylindrical outer
下金型7には、ダイス72の内周面721とマンドレル73の外周面732との間に、中空筒状のノックアウトピン74が介挿されている。ノックアウトピン74は、図7、図8の上下方向に移動可能である。ノックアウトピン74が上方に移動すると、成形後のピンチボルトヨーク5のアーム部53、53の前端(図7、図8の下端)531にノックアウトピン74の先端741が当接し、ピンチボルトヨーク5を上方に押圧して、下金型7から排出する。
In the
図9(a)に示すように、中空角筒状のヨーク素材5Aを所定の体積に形成し、図7(a)の成形準備工程に示すように、ダイス72の上方からダイス72の内周面721にヨーク素材5Aを装着する。図7(b)の予備成形工程に示すように、パンチ62を下降し、パンチ62の外周面621をダイス72の内周面721に密に嵌合させながら、パンチ62の前端面622でヨーク素材5Aを押圧する。
As shown in FIG. 9A, a hollow rectangular tube-shaped
ヨーク素材5Aは、ダイス72の内周面721、マンドレル73の外周面731、732に拘束されて成形され、図9(b)に示す予備成形ヨーク素材5Bができる。予備成形ヨーク素材5Bには、結合筒部51、孔部52、アーム部53、稜線部56、R面取り57が予備成形される。本発明の実施例2のピンチボルトヨーク5は、形状が単純なので、予備成形工程を省略してもよい。
The
この予備成形ヨーク素材5Bの成形完了時に、予備成形ヨーク素材5Bのアーム部53、53の前端(図7(b)の下端)531とノックアウトピン74の先端741との間には、隙間が形成されている。従って、ヨーク素材5Aに体積の変動があっても、上金型6、下金型7に加わる負荷が変動せず、金型の寿命が向上する。次に、ノックアウトピン74を上方に移動し、予備成形ヨーク素材5Bのアーム部53、53の前端531にノックアウトピン74の先端741を当接させ、予備成形ヨーク素材5Bを上方に押圧して、下金型7から排出する。
When the preforming of the preformed
次に、図8(a)の本成形工程に示すように、上記した予備成形ヨーク素材5Bをダイス72の上方からダイス72の内周面721に装着する。その後、パンチ62を下降し、パンチ62の前端面622で予備成形ヨーク素材5Bを押圧し、図9(c)に示す本成形ヨーク素材5Cを成形する。本成形ヨーク素材5Cには、結合筒部51、孔部52、アーム部53、稜線部56、R面取り57が本成形される。
Next, as shown in the main forming step of FIG. 8A, the above-described
この本成形ヨーク素材5Cの成形完了時に、本成形ヨーク素材5Cのアーム部53、53の前端(図8(a)の下端)531とノックアウトピン74の先端741との間には、隙間が形成されている。従って、ヨーク素材2Aに体積の変動があっても、上金型6、下金型7に加わる負荷が変動せず、金型の寿命が向上する。次に、ノックアウトピン74を上方に移動し、本成形ヨーク素材5Cのアーム部53、53の前端531にノックアウトピン74の先端741を当接させ、本成形ヨーク素材5Cを上方に押圧して、下金型7から排出する。
When the molding of the main
次に、図8(b)の結合筒部外周のしごき成形工程に示すように、上記した本成形ヨーク素材5Cを180度反転(本成形ヨーク素材5Cのアーム部53の前端531を上向き)して、ダイス72の上方からダイス72の内周面721に装着する。その後、パンチ62を下降し、パンチ62の前端面622で本成形ヨーク素材5Cの稜線部56を押圧し、図9(d)に示す結合筒部外周のしごき成形ヨーク素材5Dを成形する。
Next, as shown in the ironing process of the outer periphery of the connecting cylinder portion in FIG. 8B, the above-described main forming
結合筒部外周のしごき成形ヨーク素材5Dには、結合筒部51の外周に円弧状外周面513が成形される。パンチ62の外周面621は、アーム部53、53の対向する内側側面を拘束する。図8(b)に示すように、マンドレル73の円柱状の外周面731は、結合筒部51の孔部52に内嵌して、孔部52を拘束するとともに、パンチ62の内周面623に内嵌して、パンチ62の内周面623を案内する。
An arcuate outer
この結合筒部外周のしごき成形ヨーク素材5Dの成形完了時に、結合筒部外周のしごき成形ヨーク素材5Dの結合筒部51の端面(図8(b)の下端)58とノックアウトピン74の先端741との間には、隙間が形成されている。従って、ヨーク素材2Aに体積の変動があっても、上金型6、下金型7に加わる負荷が変動せず、金型の寿命が向上する。
When the forming of the iron forming
次に、ノックアウトピン74を上方に移動し、結合筒部外周のしごき成形ヨーク素材5Dの結合筒部51の端面58にノックアウトピン74の先端741を当接させ、結合筒部外周のしごき成形ヨーク素材5Dを上方に押圧して、下金型7から排出すれば、ピンチボルトヨーク5の鍛造工程が完了する。
Next, the
本発明の実施例2の製造方法においても、アーム部53、53を接続する稜線部56が、一体構造の下金型7内で成形されるため、稜線部56に金型の合わせ面が無く、稜線部56にはバリが発生しない。本発明の実施例2の製造方法では、中空角筒状のヨーク素材5Aを使用しているが、中実角筒状のヨーク素材を使用してもよい。その場合には、アーム部53、53を成形した後で、孔部52を機械加工または打ち抜きによって成形すればよい。
Also in the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention, since the
101 ステアリングホイール
102 モータ
103 ステアリングギヤ
103A ピニオン軸
104 タイロッド
105 コラム
106 中間シャフト
107 アシスト装置(操舵補助部)
108 出力軸
109A、109B 自在継手
2 溶接ヨーク
2A ヨーク素材
2B 予備成形ヨーク素材
2C 本成形ヨーク素材
2D アーム部先端の逃げ部成形ヨーク素材
21 結合筒部
22 孔部
23 アーム部
231 前端
24 面取り部
25 逃げ部
26 稜線部
27 R面取り
28 端面
3 上金型
31 パンチホルダー
32 パンチ
321 外周面
322 前端面
4 下金型
41 受圧板
42 ダイス
421 内周面
43 マンドレル
431 円柱状の外周面
432 角柱状の外周面
433 円弧状の凸面
44 ノックアウトピン
441 先端
5 ピンチボルトヨーク
5A ヨーク素材
5B 予備成形ヨーク素材
5C 本成形ヨーク素材
5D 結合筒部外周のしごき成形ヨーク素材
51 結合筒部
511 段付きボルト孔
512 ボルト孔
513 円弧状外周面
51A、51B フランジ部
51C スリット
52 孔部
53 アーム部
531 前端
56 稜線部
57 R面取り
58 端面
6 上金型
61 パンチホルダー
62 パンチ
621 外周面
622 前端面
623 内周面
7 下金型
71 受圧板
72 ダイス
721 内周面
73 マンドレル
731 円柱状の外周面
732 角柱状の外周面
74 ノックアウトピン
741 先端
DESCRIPTION OF
108
Claims (2)
上記結合筒部に、十字軸を軸支するための軸受け孔を有する一対のアーム部が一体に形成されたヨークを上金型と下金型からなる一対の金型で鍛造する自在継手のヨークの製造方法であって、
上記下金型に形成され、筒状のヨーク素材の外周を拘束する内周面を有するダイスと、上記上金型に形成され、上記ヨーク素材の結合筒部側の端面を押圧するパンチと、上記下金型の上記ダイスの内周面に形成され、上記ヨーク素材の上記アーム部側の前端を押圧して、成形後のヨーク素材を一方の金型から排出するノックアウトピンとを備えた冷間鍛造装置を用いる上記自在継手のヨークの製造のための成形工程が、
上記ヨーク素材を上記ダイスに装着する成形準備工程と、
上記パンチを下降させて、該パンチの外周面を上記ダイスの内周面に密に嵌合させながら、該パンチの前端面で上記ヨーク素材を押圧して、結合筒部、孔部、アーム部、稜線部、面取り部、R面とりを成形し、成形された上記ヨーク素材のアーム部の前端と上記ノックアウトピンとの間に隙間を形成した予備成形ヨーク素材とする予備成形工程と、
上記ノックアウトピンを上方に移動させ、上記予備ヨーク素材の上記アーム部前端に上記ノックアウトピンの先端を当接させて上記予備成形ヨーク素材を上方に押して上記下金型から排出する予備成形ヨーク素材排出工程と、
上記予備成形ヨーク素材を上記ダイスの上方から該ダイスの内周面に装着し、上記パンチを下降させ、その前端面で上記予備成形ヨーク素材を押圧して、結合筒部、孔部、アーム部、稜線部、面取り部、R面取り部を有する本成形ヨーク素材を成形すると共に、上記ヨーク素材の成形完了時に、該本成形ヨーク素材の上記アーム部の前端と上記ノックアウトピンの先端との間に隙間が形成される本成形工程と、
上記ノックアウトピンを上方に移動させて、上記本成形ヨーク素材の上記アーム部の前端に上記ノックアウトピンの先端を当接させ、上記本成形ヨーク素材を上方に押圧して上記下金型から排出する本成形ヨーク素材排出工程と、
上記本成形ヨーク素材を上記ダイスの上方から該ダイスの内周面に装着して、上記パンチを下降させて、該パンチの前端面で上記本成形ヨーク素材を押圧し、上記アーム部の先端部に逃げ部を成形してアーム部先端逃げ部成形ヨーク素材とすると共に、該アーム部先端逃げ部成形ヨーク素材の上記アーム部の前端と上記ノックアウトピンの先端との間に隙間を形成するアーム部先端逃げ部成形工程と、
上記ノックアウトピンを上方に移動させて、上記アーム部先端逃げ部成形ヨーク素材の上記アーム部の前端に上記ノックアウトピンの先端を当接させ、該アーム部先端逃げ部成形ヨーク素材を上方に押圧して、上記下金型から排出するアーム部先端逃げ部成形ヨーク素材排出工程と
をこの順で含むこと
を特徴とする自在継手のヨークの製造方法。 A coupling tube portion having a hole for fitting the shaft to the proximal end portion;
A universal joint yoke that forges a yoke in which a pair of arm portions having bearing holes for supporting a cross shaft is integrally formed in the coupling cylinder portion with a pair of upper and lower molds. A manufacturing method of
A die formed on the lower die and having an inner peripheral surface that restrains the outer periphery of the cylindrical yoke material; a punch that is formed on the upper die and presses the end surface of the yoke material on the coupling cylinder portion side; A cold provided with a knockout pin that is formed on the inner peripheral surface of the die of the lower mold , presses the front end of the yoke material on the arm side, and discharges the molded yoke material from one mold A molding process for manufacturing the universal joint yoke using a forging device,
A molding preparation step of mounting the yoke material on the die;
While the punch is lowered and the outer peripheral surface of the punch is closely fitted to the inner peripheral surface of the die, the yoke material is pressed by the front end surface of the punch, and the combined cylinder portion, hole portion, arm portion Forming a ridge line portion, a chamfered portion, an R chamfer, and a preforming step to form a preformed yoke material in which a gap is formed between the front end of the arm portion of the molded yoke material and the knockout pin;
The knockout pin is moved upward, the tip of the knockout pin is brought into contact with the front end of the arm portion of the preliminary yoke material, and the preformed yoke material is pushed upward to be discharged from the lower mold. Process,
The preformed yoke material is mounted on the inner peripheral surface of the die from above the die, the punch is lowered, and the preformed yoke material is pressed on the front end surface thereof, so that the coupling cylinder part , hole part, arm part Forming a main yoke material having a ridge line portion, a chamfered portion, and an R chamfered portion, and when the forming of the yoke material is completed, between the front end of the arm portion of the main yoke material and the tip of the knockout pin. A main forming step in which a gap is formed;
The knockout pin is moved upward, the tip of the knockout pin is brought into contact with the front end of the arm portion of the main forming yoke material, and the main forming yoke material is pressed upward and discharged from the lower mold. A main yoke material discharge process,
The main molding yoke material is mounted on the inner peripheral surface of the die from above the die, the punch is lowered, the main molding yoke material is pressed by the front end surface of the punch, and the tip of the arm portion And forming a clearance portion between the front end of the arm portion and the tip of the knockout pin. Tip relief part molding process,
The knockout pin is moved upward to bring the tip of the knockout pin into contact with the front end of the arm part tip relief part molding yoke material, and the arm part tip relief part molding yoke material is pressed upward. A method of manufacturing a universal joint yoke, comprising, in that order, a step of forming the arm portion tip relief portion forming yoke material discharged from the lower mold in this order.
上記ヨーク素材が中空筒状であり、
上記ヨーク素材の内周を拘束する外周面を有するマンドレルが上記一方の金型に固定され、
上記ノックアウトピンが上記ダイスの内周面とマンドレルの外周面との間に形成されていること
を特徴とする自在継手のヨークの製造方法。 In the manufacturing method of the yoke of the universal joint described in Claim 1,
The yoke material is a hollow cylinder,
A mandrel having an outer peripheral surface that restrains the inner periphery of the yoke material is fixed to the one mold,
A method for manufacturing a universal joint yoke, characterized in that the knockout pin is formed between an inner peripheral surface of the die and an outer peripheral surface of a mandrel.
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