JP2003343592A

JP2003343592A - トリポード組立体およびトリポード粗形材の冷間塞鍛造方法

Info

Publication number: JP2003343592A
Application number: JP2002154069A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Koide; 宏小出; Satoshi Suzuki; 聡鈴木; Yoshimi Aoki; 芳実青木
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyoda Koki KK
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2003-12-03
Anticipated expiration: 2022-05-28
Also published as: JP4100602B2

Abstract

(57)【要約】【課題】軸受を抜止めするリテーナの、トリポードに
対する取付構造を変更することにより機械加工を削減す
ると共に、トラニオン軸の短縮を図り、もって生産性の
向上と等速自在継手の小型化に寄与するトリポード組立
体を提供する。【解決手段】冷間閉塞鍛造品であるトリポード４のト
ラニオン軸３に軸受５を介してローラ６を嵌装し、軸受
５をトラニオン軸３に取付けたリテーナ１１により抜止
めしたトリポード組立体１０において、前記トリポード
４を冷間閉塞鍛造する際、閉塞鍛造型のインプレッショ
ンの先端に連設した逃げ部内に材料を流入させて、その
トラニオン軸３の先端に小径のボス部１７を同軸に一体
成形し、前記リテーナ１１を、このボス部１７のかしめ
によりトラニオン軸３の鍛造肌の端面３ａに接合固定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、等速自在継手特に
トリポード型等速自在継手のサブアセンブリ体であるト
リポード組立体および該トリポード組立体を構成するト
リポードの中間体であるトリポード粗形材を鍛造成形す
る冷間閉塞鍛造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のトリポード組立体は、図８に符
号１にて示すように、軸孔（スプライン付き）２ａを有
する軸本体２の周りに放射状に３本のトラニオン軸３
（１本は省略）を備えたトリポード４と、このトリポー
ド４の各トラニオン軸３に軸受５を介して嵌装されたロ
ーラ６と、前記軸受５をトラニオン軸３に対して抜止め
する環状のリテーナ７とからなっている。このようなト
リポード組立体１において、上記リテーナ７は、従来一
般には、トラニオン軸３の先端部に形成した環状溝８に
装着したスナップリング９により抜止めされる構造とな
っていた。なお、トリポード組立体１は、その３つのロ
ーラ６を、図示を略すチューリップの保持溝に嵌合させ
ることにより、該チューリップと共に等速自在継手を構
成する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来、上記ト
リポード４は、冷間閉塞鍛造によりトリポード粗形材を
を成形した後、軸孔２ａに対応する部分の穴抜きを行
い、しかる後、この軸孔２ａ、軸受５の嵌合面となるト
ラニオン軸３の外周面、スナップリング９を装着するた
めの環状溝（スナップリング溝）８およびトラニオン軸
３の端面を機械加工することにより製造されていた。こ
こで、トラニオン軸３の端面加工を必要とする理由は、
閉塞鍛造型を完全密閉にすると、型にかかる面圧が過大
となって型破損を招く危険があり、これを避けるべくイ
ンプレッションのトラニオン軸成形部の長さを必要以上
に長く設定しているためである。すなわち、従来は、ト
リポード４の完成までにかなり多くの機械加工を必要と
し、特にスナップリング溝８を形成するための溝加工に
多くの時間を要し、機械加工を削減して生産性を高める
ことを目的とした冷間閉塞鍛造のせっかくの利点が失わ
れてしまう、という問題があった。また、リテーナ７と
して必要とする板厚がわずかであるのに対し、スナップ
リング溝８を含めてトラニオン軸３の先端側に必要とす
る長さＬはかなりの大きさとなり、結果としてトラニオ
ン軸３の全長が長くなって、完成品としての等速自在継
手が大型化する、という問題もあった。なお、例えば、
特開２００1−３３００４７号公報に記載の等速自在継
手においては、トラニオン軸の先端にリテーナをボルト
で止めるようにしているが、この場合でも、トラニオン
軸の端面加工が依然として残ることに加え、新たにねじ
穴の加工が必要になり、機械加工の削減にはほとんど寄
与しない。

【０００４】本発明は、上記した従来の問題点に鑑みて
なされたもので、その課題とするところは、軸受を抜止
めするリテーナの、トリポードに対する取付構造を変更
することにより機械加工を削減すると共に、トラニオン
軸の短縮を図り、もって生産性の向上と等速自在継手の
小型化に寄与するトリポード組立体を提供し、併せてこ
のトリポード組立体を構成するトリポードの中間体であ
るトリポード粗形材を円滑に鍛造成形できる閉塞鍛造方
法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明に係るトリポード組立体は、冷間閉塞鍛造品で
あるトリポードのトラニオン軸に軸受を介してローラを
嵌装し、前記軸受を前記トラニオン軸に取付けたリテー
ナにより抜止めした等速自在継手用トリポード組立体に
おいて、前記リテーナを、前記トラニオン軸の先端に予
め一体成形したボス部をかしめることにより、該トラニ
オン軸の端面に接合固定したことを特徴とする。このよ
うに構成したトリポード組立体においては、トラニオン
軸の先端のボス部のかしめによりリテーナを取付けるの
で、トラニオン軸に対する面倒なスナップリング溝の加
工が不要になり、また、スナップリング溝が不要になる
分、トラニオン軸が短縮する。本トリポード組立体にお
いて、上記トリポードは、リテーナが接合固定されるト
ラニオン軸の端面を、鍛造肌とすることができ、この場
合は、スナップリング溝の加工が不要になることに加
え、トラニオン軸の端面加工も不要になる。

【０００６】一方、上記課題を解決するための本発明に
係るトリポード粗形材の冷間閉塞鍛造方法は、閉塞鍛造
型のインプレッションの先端に縮小断面の逃げ部を連設
し、鍛造中、材料を前記逃げ部に流入させて、トラニオ
ン軸相当部の先端にかしめ用ボス部を一体に成形するこ
とを特徴とする。このように行うトリポード粗形材の冷
間閉塞鍛造方法においては、インプレッションの先端に
連設した逃げ部内に材料が逃げるので、型にかかる面圧
はそれほど上昇せず、したがって型破損を招くことはな
い。本発明の方法においては、材料を、インプレッショ
ンの先端にフィルアップさせながら逃げ部内に流入させ
るようにしてもよく、この場合は、端面の精度が十分と
なるので、該端面を鍛造肌のまま、リテーナの接合面と
して用いることが可能になる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基いて説明する。図１は、本発明に係るトリポー
ド組立体（サブアセンブリ体）１０を示したものであ
る。なお、本トリポード組立体１０の全体構造は前記図
８に示した従来のものと同じであるので、ここでは、図
８に示した部分と同一部分に同一符号を付し、重複する
説明は省略することとする。本実施の形態の特徴とする
ところは、後述（図４）のトリポード粗形材１５を冷間
閉塞鍛造する際、そのトラニオン軸相当部１６の先端に
小径のボス部１７を一体成形し、前記軸受５を抜止めす
るためのリテーナ１１を、このボス部１７のかしめによ
りトラニオン軸３の端面３ａに接合固定した点にある。

【０００８】サブアセンブリ前のトリポード４は、図２
に示すように、各トラニオン軸３の先端に前記小径のボ
ス部１７を同軸に有している。このトリポード４は、内
径スプライン２ｂを有する軸孔２ａおよび軸受５の嵌合
面となるトラニオン軸３の外周面以外は、前記トリポー
ド粗形材１５の鍛造肌がそのまま残された状態となって
おり、したがって、前記トラニオン軸３の端面３ａおよ
びかしめ前のボス部１７の外面は、鍛造肌のままとなっ
ている。一方、リテーナ１１は、平板リング状の単純形
状となっており、軸受５の外径よりわずか小さな外径を
有しかつ前記ボス部１７の外径よりわずか大きな内径を
有するようにその大きさが設定されている。なお、軸受
５は、ここでは、ころ５ａの両端部を保持器５ｂに支承
させてなる保持器付きころからなっているが、本発明で
用いる軸受５の種類は任意であり、例えば内輪と外輪と
の間にころを配した、いわゆる針状ころ軸受を用いるこ
とができ、この場合は、前記外輪の外周面を所定の曲率
の湾曲面とすることで、該外輪を前記ローラ６の代替と
することができる。

【０００９】上記トリポード組立体１０を組立てるに
は、図３に示すように、トリポード４（図２）のトラニ
オン軸３に軸受５とローラ６とを嵌合してサブアセンブ
リした後、これを図示を略す自動かしめ機に投入し、先
ずトラニオン軸３の先端のボス部１７に、別途用意した
リテーナ１１を嵌合し（）、続いて、自動かしめ機を
起動させる。すると、自動かしめ機内の図示を略すヘッ
ドが前進して、ボス部１７が軸方向へ押し潰され、これ
によりリテーナ１１が、トラニオン軸３の端面にかしめ
部１２により接合固定される（）。

【００１０】このように構成したトリポード組立体１０
においては、従来必要としていたスナップリング９（図
８）が不要になり、したがって、トラニオン軸３に対す
る環状溝８（図８）の機械加工も不要になっている。ま
た、トラニオン軸３の端面３ａおよびかしめ前のボス部
１７の外面は、鍛造肌のまま用いるので、従来必要であ
ったトラニオン軸３に対する端面加工（機械加工）も不
要となっている。すなわち、本実施の形態においては、
トリポード４のトラニオン軸３に対する溝加工および端
面加工が一切不要になっており、これらの機械加工が不
要になる分、トリポード４の生産性は著しく向上するよ
うになっている。また、上記リテーナ１１のおもて側に
は、前記ボス部１７が押し潰されて形成されたかしめ部
１２が扁平状に存在するだけであるので、リテーナ１１
およびかしめ部１２を含めたトラニオン軸３の全長は従
来よりも大幅に削減されている。すなわち、トラニオン
軸３の全長が削減される分、トリポード組立体１０は小
型となり、結果として、トリポード組立体１０とチュー
リップ（図示略）とを合せた等速自在継手も小型とな
る。

【００１１】ここで、上記トリポード粗形材１５は、後
述の閉塞鍛造型（図５、６）による冷間閉塞鍛造により
成形されたもので、図４に示すように、前記軸本体２に
相当する軸本体相当部１８の周りに前記トラニオン軸相
当部１６を放射状に３本備えた形状となっている。軸本
体相当部１８の上下端面には、前記閉塞鍛造型を構成す
るポンチ２２（図５，６）の押込み跡としての凹穴１
９、１９が形成されており、この凹穴１９の底には所定
の厚さの残肉部１８ａが存在している。トリポード４を
製造するには、上記トリポード粗形材１５の軸本体相当
部１８に残存する残肉部１８ａを抜き型により打抜いた
後、これに必要な機械加工を施すようにする。この場合
の機械加工の範囲は、前記したように内径スプライン２
ｂを有する軸孔２ａおよび軸受５の嵌合面となるトラニ
オン軸３の外周面だけとなる。

【００１２】上記トリポード粗形材１５を冷間閉塞鍛造
する閉塞鍛造型は、図５および６に示す構造となってい
る。両図において、２０は上下一対のダイ、２１は、各
ダイ２０を嵌合保持する上下一対の補強リング、２２
は、各ダイ２０の透孔２０ａ内に摺動可能に嵌入された
上下一対のポンチ（組立ポンチ）である。補強リング２
１を含む上下一対のダイ２０と上下一対のポンチ２２と
は、複動プレス装置に組込まれ、それぞれ専用の駆動機
構により昇降駆動されるようになっている。そして、補
強リング２１を含む上下一対のダイ２０は、鍛造時には
所定の型締力Ｆで型閉じされ、この型閉じ状態で、両者
の間には前記トリポード４の外形状に倣うインプレッシ
ョン２３が画成される。一方、上下一対のポンチ２２
は、鍛造時には、対応するダイ２０の透孔２０ａ内を相
互に接近する方向へ駆動され、予め両者の間に供給され
た素材Ｗを前記インプレッション２３内に押込むように
作動する。なお、組立ポンチ２２は、中実のインナポン
チ２２ａとこのインナポンチ２２ａを囲む筒状のアウタ
ポンチ２２ｂとからなっており、インナポンチ２２ａ
は、常時はアウタポンチ２２ｂの先端から所定の長さだ
け突出する状態に位置決めされている。また、上下一対
の補強リング２１の相互間には、型開閉時の案内となり
かつ上下一対のダイ２０を正確に位置決めするためのガ
イド孔（ブッシュ）２４とガイドピン２５とが設けられ
ている。

【００１３】しかして、上記上下一対のダイ２０の相互
間に画成されたインプレッション２３のトラニオン軸成
形部２３ａの先端には、縮小断面の逃げ部２６が連設さ
れている。この逃げ部２６は、前記トラニオン軸相当部
１６（図４）の先端のボス部１７を一体成形するための
もので、ここでは、ボス部１７として必要な体積よりも
大きくなるようにその内容積が設定されている。

【００１４】以下、上記閉塞鍛造型による冷間閉塞鍛造
方法を、図７も参照して説明する。冷間閉塞鍛造に際し
ては、先ず、専用の駆動機構の作動により、図５に示す
ように補強リング２１を含む上下一対のダイ２０を所定
の型締力Ｆで型閉じした状態とし、その後、上側のダイ
２０の透孔２０ａ内に一定寸法の素材（ブランク）Ｗを
装入し、これを、下側のダイ２０の透孔２０ａ内に予め
嵌入されていた下側のポンチ２２に支承させる。次に、
図示を略す昇降機構の作動により上側のポンチ２２を下
降させ、その先端が前記素材Ｗの上端に当接する上側の
ダイ２０の透孔２０ａ内に嵌入させ、その後、専用の駆
動機構の作動により上下一対のポンチ２２を相互に接近
する方向へ駆動する。

【００１５】すると、素材Ｗが上下一対のポンチ２２に
より据込まれ、図７に示すように、その材料Ｗ´がイ
ンプレッション２３のトラニオン軸成形部２３ａ内に流
入し、続いて、図７に示すように材料Ｗ´の先端部が
インプレッション２３の先端に到達する。このインプレ
ッション２３の先端に到達した材料Ｗ´は、同図に小矢
印で示すように、その一部がトラニオン軸成形部２３ａ
の先端の隅角部Ｐ１へ向かう共に、残りが逃げ部２６内
へ向かう。そして遂には、図７に示すように、材料Ｗ
´の先端が逃げ部２６の底面に当接するまで流入し、こ
の段階で、図６に示すようプレスは下死点となり、各ト
ラニオン相当部１６の先端にボス部１７を備えたトリポ
ード粗形材１５が完成する。

【００１６】上記冷間閉塞鍛造に際しては、図７に示
したように、インプレッション２３の先端に到達した材
料Ｗ´が、トラニオン軸成形部２３ａの隅角部Ｐ１と逃
げ部２６とへ向けて分流するので、面圧がそれほど上昇
せず、これにより型破損が未然に防止される。また、逃
げ部２６の内容積がボス部１７として必要な体積よりも
大きく設定されているので、鍛造の最終段階では、図７
に示すように、逃げ部２６内に材料Ｗ´がフィルアッ
プせず、その隅角部Ｐ２に空隙が存在する状態となり、
したがって、この最終段階でも面圧はそれほど上昇せ
ず、型破損が未然に防止される。一方、隅角部Ｐ１も含
めてトラニオン軸成形部２３ａ内には材料Ｗ´が十分に
フィルアップすることから、得られたトリポード粗形材
１５におけるトラニオン軸相当部１６の端面１６ａ（図
４）の形状精度も十分となり、これにより、該端面１６
ａを鍛造肌のまま前記リテーナ１１の接合面（トラニオ
ン軸３の端面３ａ）として用いても全く問題は生じな
い。

【００１７】なお、上記実施の形態においては、トリポ
ード粗形材１５の端面１６ａを、リテーナ１１の接合面
として用いるようにしたが、本発明は、リテーナ１１の
接合面を機械加工により仕上げるようにしてもよいもの
である。この場合は、インプレッション２３のトラニオ
ン軸成形部２３ａの隅角部Ｐ１まで材料をフィルアップ
させる必要がないので、面圧の上昇はより押えられ、型
破損はより確実に防止される。ただし、機械加工による
取代分だけ、トラニオン軸成形部２３ａを延長する必要
があるので、完成品としてのトリポード４におけるトラ
ニオン軸３は、上記実施の形態の場合よりも若干長くな
る。

【００１８】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係るト
リポード組立体によれば、トラニオン軸の先端に予め一
体成形したボス部のかしめにより、軸受の抜止め用リテ
ーナを取付けるようにしたので、トラニオン軸に対する
面倒なスナップリング溝の加工が不要になり、その分、
生産性が向上する。また、スナップリング溝が不要にな
る分、トラニオン軸が短縮するので、等速自在継手の小
型化にも寄与するものとなる。そして、リテーナが接合
固定されるトラニオン軸の端面を、鍛造肌とした場合
は、スナップリング溝の加工が不要になることに加え、
トラニオン軸の端面加工も不要になるので、生産性はよ
り一層向上する。一方、本発明に係るトリポード粗形材
の冷間閉塞鍛造によれば、インプレッションの先端に連
設した逃げ部内に材料が逃げるので、型にかかる面圧は
それほど上昇せず、したがって型破損を招くことはな
い。そして、インプレッションの先端にフィルアップさ
せながら逃げ部内に材料を流入させるようにした場合
は、トラニオン軸の端面の精度が十分となるので、該端
面を鍛造肌のままリテーナ接合面として用いることが可
能になり、トリポード組立体のコスト低減に大きく寄与
するものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトリポード組立体の全体的構造
を、一部断面として示す平面図である。

【図２】本トリポード組立体を構成するトリポードの構
造を示す断面図である。

【図３】本トリポード組立体の組立手順を順を追って示
す断面図である。

【図４】本トリポード組立体を構成するトリポードとし
て用いるトリポード粗形材の形状を示す断面図である。

【図５】トリポード粗形材を冷間閉塞鍛造するための閉
塞鍛造型の構造と使用初期態様とを示す断面図である。

【図６】トリポード粗形材を冷間閉塞鍛造するための閉
塞鍛造型の構造と使用末期態様とを示す断面図である。

【図７】冷間閉塞鍛造中における材料の挙動を順を追っ
て示す断面図である。

【図８】従来のトリポード組立体の全体的構造を、一部
断面として示す平面図である。

【符号の説明】

３トリポードのトラニオン軸４トリポード５軸受６ローラ１０トリポード組立体１１リテーナ１２かしめ部１５トリポード粗形材１６トラニオン軸相当部１７ボス部２０ダイ２２ポンチ２３インプレッション２６逃げ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鈴木聡愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地豊田工機株式会社内 (72)発明者青木芳実愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地豊田工機株式会社内Ｆターム(参考） 4E087 AA10 CA33 CC03 DB01 DB24 EC13 HA21

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷間閉塞鍛造品であるトリポードのトラ
ニオン軸に軸受を介してローラを嵌装し、前記軸受を前
記トラニオン軸に取付けたリテーナにより抜止めした等
速自在継手用トリポード組立体において、前記リテーナ
を、前記トラニオン軸の先端に予め一体成形したボス部
をかしめることにより、該トラニオン軸の端面に接合固
定したことを特徴とするトリポード組立体。
【請求項２】リテーナが接合固定されるトラニオン軸
の端面を、鍛造肌としたことを特徴とする請求項１に記
載のトリポード組立体。
【請求項３】閉塞鍛造型のインプレッションの先端に
縮小断面の逃げ部を連設し、鍛造中、前記逃げ部に材料
を流入させて、トラニオン軸相当部の先端にかしめ用ボ
ス部を一体に成形することを特徴とするトリポード粗形
材の冷間閉塞鍛造方法。
【請求項４】材料を、インプレッションの先端にフィ
ルアップさせながら逃げ部内に流入させることを特徴と
する請求項３に記載のトリポード粗形材の冷間閉塞鍛造
方法。