(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長方形の板からなる素材をプレス加工することで、アクスルケースを略半割りにした形状であって、長手方向の中央部に半割りの角断面部を有し、両端に半割りの丸断面部を有し、該丸断面部の半割り端部に余剰部分を有するフォーム品を成形し、
そのフォーム品を上下の型の間に挟みつつ、上記角断面部の半割り端部及び上記丸断面部の半割り端部をリストライクすることで、上記角断面部の角部を上記型の角形凹部に押し付けてアールを小さくし、上記丸断面部の余剰部分を圧縮して上記丸断面部の板厚を増したリストライク品を成形し、
そのリストライク品を２個半割り端部同士で溶接するようにしたアクスルケースの製造方法。
【請求項２】
上記リストライクによって、上記フォーム品の上記角断面部の半割り端部及び上記丸断面部の半割り端部を真直ぐに整えるようにした請求項１に記載のアクスルケースの製造方法。
【請求項３】
上記リストライクによって、上記フォーム品の上記角断面部の半割り端部及び上記丸断面部の半割り端部に溶接用開先を形成するようにした請求項１又は２に記載のアクスルケースの製造方法。
【請求項４】
上記フォーム品を、その断面中央部に長手方向に沿って凹凸部を有するように成形し、上記リストライクが、上記半割り端部に加えてその凹凸部になされることにより、上記リストライク品の断面中央部の板厚をその他の部分に比べて厚くするようにした請求項１〜３いずれかに記載のアクスルケースの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクスルケースの製造方法に関する
【０００２】
【従来の技術】
トラックやバス等の後ろ二軸の車両では、その前側の駆動車軸にはデフギヤが収容される通常のアクスルケースが用いられ、後側の従動車軸にはデッドアクスルケースが用いられる。かかるデッドアクスルケース（以下単にアクスルケースという）は、図１(d) に示すように、中央は剛性を上げるために角断面部１となっており、その両端はエンドチューブを溶接するために丸断面部２となっている。このアクスルケース３の代表的な製造方法を図１を用いて説明する。
【０００３】
まず、図１(a) に示すように長方形の板からなる素材４をプレス加工し、図１(b) に示すようなアクスルケース３を略半割りにした形状のフォーム品５を成形する。次に、フォーム品５の半割り端部６をガス切断によってトリムし、図１(c) に示すように真直ぐな形状７に整えると共に溶接のための開先８を形成する。そして、このトリム品９を図１(d) に示すように２個突き合わせて溶接し、アクスルケース３を製造する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかるアクスルケース３は、車両のレイアウト上、角断面部１や丸断面部２の外形寸法は決められており、この外形寸法の中でいかに必要な曲げ剛性と疲労強度を確保するかが設計上のポイントとなる。曲げ剛性は、図２に示す角断面部１の板厚ｔ１とＲ１の大きさで決まり、疲労強度のネック箇所は丸断面部２とエンドチューブとの溶接部１０であるが、その強度は丸断面部２の板厚ｔ２で決まる。よって、曲げ剛性および疲労強度上、角断面部１のＲ１を出来るだけ小さくし、丸断面部２の板厚ｔ２をｔ１より厚くすることが望ましい。
【０００５】
しかし、従来方法で製造したアクスルケースにおいては、長方形板状の素材４をプレス加工して成形しているので、当然ながら角断面部１と丸断面部２との板厚ｔ１，ｔ２は同じであり、丸断面部２の板厚ｔ２のみを厚くすることはできない。また、角断面部１のＲ１の大きさを小さくしすぎると、プレス加工時に割れや肉引けの問題が生じるため、Ｒ１を小さくするには限界があった。
【０００６】
また、図２に示すように、角断面部１の周長Ｌ１に対して丸断面部２の周長Ｌ２が短いため、長方形板状の素材４をプレス加工する従来方法においては丸断面部２の半割り端部６のトリムが必要であり、他方、角断面部１においても溶接に必要な精度をプレス成形のみで確保するのは不可能なため、半割り端部６にトリム代を設ける必要があり、その結果、材料歩留りが悪化せざるを得なかった。
【０００７】
また、トリムをガス切断により行っているため熱歪みが生じやすく、切断後に熱変形が生じる。よって、この熱変形を見込んだトリムラインの設定する必要があるが、それは極めて難しく、不良品発生の原因となる。また、ガス切断時に切断部にノロ（溶断屑）が発生し、そのノロが切断部に付着するため、ノロ落としの工程が必要となる。
【０００８】
また、ガス切断によるトリム工程は加熱作業なので、プレス工場とは別の場所で行う必要があり、トリム前製品の在庫管理、搬送、作業場所の確保、ガスによる発光の安全対策である遮光眼鏡・遮光板の義務付け、ガス管理等、様々な問題を抱えていた。
【０００９】
また、長方形板状の素材４をプレス加工して成形しているので、図２に示すように、最大応力発生部位である断面中央部１１，１２も、最小応力発生部位である断面両端部１３、１４も同じ板厚で構成されるため、強度部材として不適切な板厚分布であった。
【００１０】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、寸法精度の高いアクスルケースを材料の歩留りを悪化させることなく製造できるアクスルケースの製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく本発明に係るアクスルケースの製造方法は、長方形の板からなる素材をプレス加工することで、アクスルケースを略半割りにした形状であって、長手方向の中央部に半割りの角断面部を有し、両端に半割りの丸断面部を有し、該丸断面部の半割り端部に余剰部分を有するフォーム品を成形し、そのフォーム品を上下の型の間に挟みつつ、上記角断面部の半割り端部及び上記丸断面部の半割り端部をリストライクすることで、上記角断面部の角部を上記型の角形凹部に押し付けてアールを小さくし、上記丸断面部の余剰部分を圧縮して上記丸断面部の板厚を増したリストライク品を成形し、そのリストライク品を２個半割り端部同士で溶接するようにしたものである。
【００１２】
上記リストライクによって、上記フォーム品の上記角断面部の半割り端部及び上記丸断面部の半割り端部を真直ぐに整えるようにしてもよい。
【００１３】
上記リストライクによって、上記フォーム品の上記角断面部の半割り端部及び上記丸断面部の半割り端部に溶接用開先を形成するようにしてもよい。
【００１４】
上記フォーム品を、その断面中央部に長手方向に沿って凹凸部を有するように成形し、上記リストライクが、上記半割り端部に加えてその凹凸部になされることにより、上記リストライク品の断面中央部の板厚をその他の部分に比べて厚くするようにしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１７】
まず、図１(a) に示すように、均一の厚さ（10mm以上）の長方形の板からなる素材４を準備する。次に、上記素材４を公知のプレス加工によって、図１(b) に示すように、アクスルケース３を略半割りにした形状のフォーム品５に成形する。このフォーム品５は、長手方向の中央が角断面部１に成形され、両端が丸断面部２に成形される。
【００１８】
ここで、図２に示すように角断面部１の周長Ｌ１に対して丸断面部２の周長Ｌ２が短いため、丸断面部２の半割り端部６には、余剰部分が成形される。また、角断面部１の半割り端部６にも、後述する溶け込み 100％の突合せ溶接時（図１(d) 参照）に必要な精度を確保するため、リストライク用の所定の余剰部分を成形しておく。
【００１９】
次に、かかるフォーム品５を図３および図４に示すような下型ダイブロック１５の凹部１６，１７に収容する。凹部１６，１７は、アクスルケース３（完成品）の正確な半割り形状である図１(c) に示すリストライク品９の外形に合わせて形成されており、図３に示す角形凹部１６と、図４に示す丸形凹部１７と、これら角形凹部１６と丸形凹部１７との間に形成されるテーパ状の凹部（図示せず）とから構成されている。角形凹部１６には、リストライク後のワークをエジェクトするためのパッド１８およびクッションピン１９が設けられている。
【００２０】
凹部１６，１７には、上型パンチ２０が所定圧力で挿入される。上型パンチ２０は、下型ダイブロック１５の角形凹１６部、丸形凹部１７、テーパ状の凹部に係合する幅を有するように一体的に形成され自在に昇降する幅広部２１と、幅広部２１の下面に設けられリストライク品９の角断面部２２、丸断面部２３、テーパ状断面部２４に応じて形成された角形凸部２５、丸形凸部２６、テーパ状凸部（図示せず）と、幅広部２１の下面の左右縁部に形成される押圧部２７と、押圧部２７に形成されリストライク品９に溶接用開先８を形成すべく断面三角状に形成された開先型部２８とからなっている。
【００２１】
上記上型パンチ２０を下型ダイブロック１５の凹部１６、１７内に引き下ろして、フォーム品５を上下型２０、１５内に拘束しつつ、フォーム品５の半割り端部６を押圧部２７でリストライクする。これにより、フォーム品５の左右の半割り端部６、６同士が前述の余剰部分の範囲でＵ字状の断面方向に圧縮されつつ、フォーム品５が下型ダイブロック１５の凹部１６、１７に押し付けられる。この結果、図１(c) に示すように、半割り端部６が真直ぐな形状７に整えられ、外形が凹部１６、１７と一致し、形状７に溶接開先８が形成されたリストライク品９が製造される。
【００２２】
詳しくは、上記下型ダイブロック１５と上型パンチ２０とを用いてフォーム品５の半割り端部６をリストライクすると（熱間でも冷間でもよい）、図１(a) から図１(b) へのプレス加工時の割れや肉引けを回避するために下型ダイブロック１５の角形凹部１６のＲ２より大きく設定されているフォーム品５の角部のＲ１が、図３に示すリストライクによって角形凹部１６のＲ２に押し付けられて小さくなる。これにより、断面係数が大きくなって曲げ剛性が向上する。
【００２３】
ここで、リストライクは、フォーム品５の左右の半割り端部６、６同士をＵ字状の断面方向に圧縮しつつ、フォーム品５を下型ダイブロック１５の角形凹部１６のＲ２に押し付けるので、Ｒ１を小さくするときに割れや肉引けが生じることはない。また、下型ダイブロック１５のＲ２と上型パンチ２０の角形凸部２５のＲ３との間隔を広げておけば、その間隔に余分な材料が押し込まれ、リストライク品９の角断面部２２の角部２９の板厚が厚くなり、さらに曲げ剛性が向上する。
【００２４】
また、フォーム品５の図４に示す丸断面部においては、下型ダイブロック１５の丸形凹部１７と、上型パンチ２０の丸形凸部２６との間隔ｔ３がフォーム品５の板厚ｔ２よりも厚く設定されている。このため、フォーム品５の半割り端部６をリストライクすると、余分な材料がＵ字状の断面方向に圧縮されてその間隔ｔ３に押し込まれ、リストライク品９の板厚がｔ２からｔ３増加する。これにより、疲労強度が向上する。
【００２５】
このとき、フォーム品５の形状がもともと丸断面であり、素材４が10mm以上と厚いため、左右の半割り端部６、６をリストライクしてもワークが座屈することはなく、外形形状が下型ダイブロック１５の凹部１７に押し付けられて完全になじむ。よって、板厚増加のみならず、製品の真円度も向上する。なお、丸形凸部２６とワークとの間の隙間３０はなくてもよい。
【００２６】
このように、本製造方法によって得られたアクスルケース３は、従来方法によって得られたアクスルケースよりも図１(d) における角断面部１のＲを小さくできると共に丸断面部２の板厚ｔを厚くできるので、曲げ剛性が向上すると共に疲労強度が向上する。逆をいえば、従来品と同等の剛性でよければ素材４の板厚を従来より薄くすることができ、軽量化および低コスト化を図ることができる。
【００２７】
また、フォーム品５の半割り端部６を従来のガス切断によるトリムの代わりにリストライクによって真直ぐに整えているので、無駄な溶接カット部が一切生じることはなく、材料の歩留りが100 ％となる。また、ガス切断による熱変形も、ノロ処理の必要も生じない。また、このリストライクによって、半割り端部６を整えると同時に、フォーム品５を下型ダイブロック１５の凹部１６、１７に押し付けて変形させているので、寸法精度の高いリストライク品９を得ることができる。よって、これを図１(d) に示すように溶接することにより精度の高いアクスルケース１を製造できる。図中３１は突合せ溶接部（溶け込み100 ％）である。
【００２８】
なお、図１(c) において角断面部２２と丸断面部２３のリストライクは、勿論同時に行うので、従来方法と比べて工程数が増えることはない。また、図１(a) から図１(b) のプレス加工と図１(b) から図１(c) のリストライク加工とを同時に行うようにし、工数低減を図るようにしてもよい。この場合、変形量が大きいため熱間加工することが望ましい。
【００２９】
変形例を図５および図６に示す。
【００３０】
この変形例は、上記フォーム品５をプレス加工によって、その断面中央部に長手方向に沿って凹凸部３２を有するように成形し、上記リストライクを、上記半割り端部６に加えてその凹凸部３２に行うことにより、リストライク品９の断面中央部３３の板厚ｔ４をその他の部分に比べて厚くするようにしたものである。なお、図中、ｔ１とｔ２は素材４の板厚と同じである。
【００３１】
すなわち、この変形例は、図１(b) に示すフォーム品５の断面を図５(a) および図６(a) に示すようにプレス加工し、そのフォーム品５を前実施形態と同じ図３および図４に示す上下型２０、１５によってリストライクし、上記半割り端部６に加えてその凹凸部３２を集中的に圧縮して、リストライク品９の断面中央部３３の板厚ｔ４をその他の部分に比べて厚くするようにしたものである。
【００３２】
このリストライク品９を２個図１(d) に示すように溶接することにより、中央の角断面部１とその両端の丸断面部２とからなるアクスルケース本体の上下部に、当該ケース本体の長手方向に沿って板厚ｔ４の厚肉部を形成したアクスルケース３を得ることができる。このアクスルケース３によれば、最大応力発生部位である断面中央部３３の板厚ｔ４が最小応力発生部位である溶接部３１側よりも厚くなっているため、強度部材として適切な板厚分布となり、剛性がさらに向上する。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るアクスルケースの製造方法によれば、次のような効果を発揮できる。
【００３４】
(1) 寸法精度の高いアクスルケースを材料の歩留りを悪化させることなく製造できる。
【００３５】
(2) アクスルケースの軽量化を図りつつ曲げ剛性および疲労強度を向上させることができる
【図面の簡単な説明】
【図１】アクスルケースの製造工程を示す説明図である。
【図２】図２(a) は図１(c) のａ−ａ線断面図、図２(b) はｂ−ｂ線断面図を示す。
【図３】角断面部のリストライクの様子を示す断面図である。
【図４】丸断面部のリストライクの様子を示す断面図である。
【図５】変形例を示す角断面部のリストライクの様子を示す断面図である。
【図６】変形例を示す丸断面部のリストライクの様子を示す断面図である。
【符号の説明】
１  角断面部
２  丸断面部
３  アクスルケース
４  素材
５  フォーム品
６  半割り端部
９  リストライク品
１５  下型
２０  上型
３２  凹凸部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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