JP4118528B2 - クロスグルーブジョイント用外輪の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プロペラシャフト等に使用されるクロスグルーブジョイント用外輪の製造方法に関し、特に、クロスグルーブジョイント用外輪のトラック溝を含む内周面を成形する内周面成形用型を分割して構成することにより、外輪の内周面の円周方向に傾斜するトラック溝を精度良く鍛造により成形し、大幅なコストダウンを図ることができるクロスグルーブジョイント用外輪の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のプロペラシャフト等に使用されるクロスグルーブジョイントは、例えば、図９に示すように、外輪２内に内輪９を内装し、外輪２内面のトラック溝１と内輪９外面のトラック溝９１との間に数個のボール１０を介装し、外輪２と内輪９との間にボール１０を規制する窓を設けたリング状の保持器９２を配置している。
このようなクロスグルーブジョイントにおいては、図４に示すように、隣接するトラック溝１ａ、１ｂが内周面の円周方向で異なる方向に傾斜するように形成された、ハの字状のトラック溝１を有する外輪２を備えるものがある。
【０００３】
従来では、このような内周面の円周方向に傾斜するトラック溝を有する外輪を製造するに際しては、熱間鍛造又はリングロール機でリング状に成形された素材を旋削した後、このトラック溝をブローチ加工や切削加工による機械加工により成形していた。
しかしながら、この加工は、トラック溝が内周面の円周方向に傾斜しているため、非常に困難でコスト高になるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を解決するために、鍛造による製造方法が考えられるが、やはりトラック溝形状が内周面の円周方向に傾斜していることから、通常の鍛造方法では鍛造型から製品を取り出すことができないという問題が発生する。
【０００５】
本発明は、上記従来のクロスグルーブジョイント用外輪の製造方法が有する問題点に鑑み、クロスグルーブジョイント用外輪のトラック溝を含む内周面を成形する内周面成形用型を分割して構成することにより、外輪の内周面の円周方向に傾斜するトラック溝を精度良く鍛造により成形し、大幅なコストダウンを図ることができるクロスグルーブジョイント用外輪の製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のクロスグルーブジョイント用外輪の製造方法は、ボールが嵌合するトラック溝を内周面の軸方向に有し、該トラック溝を内周面の円周方向に傾斜するように形成したクロスグルーブジョイント用外輪の製造方法において、トラック溝を含む外輪を鍛造する型のうち、外輪の内周面を成形する内周面成形用型を放射状に複数個の扇状のブロックに分割し、該ブロックを、外輪のトラック溝の上向きの傾斜面を含む内周面を成形する内周面成形用上型と、トラック溝の下向きの傾斜面を含む内周面を成形する内周面成形用下型とで構成するとともに、該内周面成形用上型と内周面成形用下型とを円周上に交互に配置するようにし、該分割した内周面成形用上型と内周面成形用下型とを上下から合わせて外輪の内周面を成形するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
このクロスグルーブジョイント用外輪の製造方法は、トラック溝を含む外輪を鍛造する型のうち、外輪の内周面を成形する内周面成形用型を、放射状に複数個の扇状のブロックに分割し、該ブロックを、外輪のトラック溝の上向きの傾斜面を含む内周面を成形する内周面成形用上型と、トラック溝の下向きの傾斜面を含む内周面を成形する内周面成形用下型とで構成するとともに、該内周面成形用上型と内周面成形用下型とを円周上に交互に配置するようにし、該分割した内周面成形用上型と内周面成形用下型とを上下から合わせて外輪の内周面を成形するようにしたことから、外輪の内周面の円周方向に傾斜するトラック溝を有するクロスグルーブジョイント用外輪においても、成形された製品の型からの取り出しを可能として、鍛造により製造することができ、これにより、従来のブローチ加工や切削加工を省略することができる。
【０００８】
この場合において、外輪の前素材の外周部に、鍛造時にトラック溝周辺に肉を充満する余肉部を有するようにすることができる。
【０００９】
これにより、外輪の前素材を、鍛造時にトラック溝周辺に肉が充満しやすいプリフォーム形状に予備成形し、トラック溝の鍛造を容易にするとともに、鍛造後のトラック溝の精度を向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のクロスグルーブジョイント用外輪の製造方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図２に、本発明のクロスグルーブジョイント用外輪の製造方法の一実施例を示す。
この外輪の製造方法は、例えば、図４に示すように、ボール（図示省略）が嵌合するトラック溝１を内周面の軸方向に有し、このトラック溝１を内周面の円周方向に傾斜するようにしたクロスグルーブジョイント用外輪２を成形するためのもので、図３に示すように、筒状の外輪の前素材２１を軸方向が上下となるように配設し、上下から冷間鍛造により製造するものである。
なお、本実施例で製造する外輪２は、隣接するトラック溝１ａ、１ｂとが内周面の円周方向で異なる方向に傾斜するように形成された、ハの字状のトラック溝１ａ、１ｂを有している。
【００１２】
本実施例の外輪の製造方法では、図１〜図２に示すように、トラック溝１を含む外輪２を鍛造する型のうち、外輪２の内周面を成形する内周面成形用型３を、外輪のトラック溝１の上向きの傾斜面１１を含む内周面を成形する内周面成形用上型（上パンチ。以下、単に、「上型」という。）３１と、トラック溝１の下向きの傾斜面１２を含む内周面を成形する内周面成形用下型（下パンチ。以下、単に、「下型」という。）３２とに分割して構成し、分割した上型３１と下型３２とを上下から合わせて外輪２の内周面を成形するようにしている。
この場合、上型３１は、ハの字状に隣接する２本のトラック溝１ａ、１ｂを同時に鍛造する扇状の３個のブロック３１ａを周方向の等分位置に備え、一方、下型３２は、逆ハの字状に隣接する２本のトラック溝１ｂ、１ａを同時に鍛造する扇状の３個のブロック３２ａを周方向の等分位置に備えている。
これら上型３１と下型３２の各ブロック３１ａ、３２ａは、図１〜図２に示すように、上型３１と下型３２とを合わせたときに、トラック溝１の上向きの傾斜面１１を形成する刃３３と、トラック溝１の下向きの傾斜面１２を形成する刃３４とが一体化して、傾斜するトラック溝１を形成する刃を構成するようにする。
なお、この刃３３と刃３４の合わせ面は、上型３１と下型３２を上下に抜くために、垂直に形成されている。
【００１３】
また、本実施例では、例えば、図５〜図７に示すように、外輪２の前素材２１の外周部に、鍛造時にトラック溝周辺に肉を充満する余肉部４を形成するようにし、これにより、外輪２の前素材２１を、上型３１と下型３２とによる鍛造の際に、トラック溝周辺に肉が充満しやすいプリフォーム形状に予備成形している。
この場合、前素材２１の予備成形は、熱間又は温間鍛造により、逆テーパにならない範囲でトラック溝１ａ、１ｂの形状をあらかじめ成形しておくことが望ましい。
ただし、この前素材２１の形状は、最終製品形状により、図８に示すような、余肉部の予備成形を行わない単なるリング状の形状とすることもできる。
【００１４】
次に、この外輪の製造方法を、工程順に詳しく説明する。
先ず、上記のような外輪２の前素材２１を、球状化焼鈍、ボンデ処理した後、図３に示すように、冷間鍛造用で中継ぎ台がガスクッションタイプになっているダイセット装置にセットする。
このとき、前素材２１の位置が型の中に決まるように、図３の左半に示すように、下型３２を持ち上げておく。
【００１５】
次に、この前素材２１に成形圧力がかかる時点では、図１に示すように、上型３１が上からパンチされ、上型３１のブロック３１ａと、下型３２のブロック３２ａとが、隙間なくはまり込む。
この状態から、図３に示すように、上スリーブ５により、上方から前素材２１を押し下げることにより、外周面成形用型（ダイス）６のアプローチ部６１でしごきながら、前素材２１の外周面を拘束し、外輪２の外周面を成形するとともに、前素材２１の外周部の凸状余肉部４を、内側の内周面成形用型３の外周面に充満させる（最終成形時は図３の右半の状態）。
また、このとき最終成形時点では、型に負荷がかからないようにガスクッションで持ち上げていて、製品の外輪２の厚み方向の位置決めは上型３１と下型３２で合わせ面によって決めるようにしている。
【００１６】
次に、成形終了後、図１（ａ）に示す状態から上型３１と下型３２とを上下に移動させることにより、トラック溝１の形状を崩さないように上下に分離し、製品の外輪２は下に残るように、上から上スリーブ５で上型３１から取り外すようにする。
また、下型３２と製品との分離は、センターのメカノックアウトピン７により、下スリーブ８を介して下型３２から分離させて持ち上げるようにする。
【００１７】
本実施例の外輪の製造方法では、トラック溝１が最小取り代（例えば０．１〜０．５ｍｍ）で鍛造できるため、複雑なハの字状トラック溝１の加工、例えば、ブローチ加工を省略することができ、研磨のみで仕上げられる等、大幅なコストダウンが可能になる。
【００１８】
以上、本発明のクロスグルーブジョイント用外輪の製造方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、上記実施例のように、上型３１と下型３２とを、３個ずつのブロック３１ａ、３２ａで各々構成し、６本のトラック溝１ａ、１ｂを鍛造することに代えて、トラック溝１ａ、１ｂの数に応じ、例えば、８本のトラック溝の場合は、上型と下型で４個ずつのブロックを等分位置に形成し、トラック溝を鍛造するようにする等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【００１９】
【発明の効果】
本発明のクロスグルーブジョイント用外輪の製造方法によれば、トラック溝を含む外輪を鍛造する型のうち、外輪の内周面を成形する内周面成形用型を、放射状に複数個の扇状のブロックに分割し、該ブロックを、外輪のトラック溝の上向きの傾斜面を含む内周面を成形する内周面成形用上型と、トラック溝の下向きの傾斜面を含む内周面を成形する内周面成形用下型とで構成するとともに、該内周面成形用上型と内周面成形用下型とを円周上に交互に配置するようにし、該分割した内周面成形用上型と内周面成形用下型とを上下から合わせて外輪の内周面を成形するようにしたことから、外輪の内周面の円周方向に傾斜するトラック溝を有するクロスグルーブジョイント用外輪においても、成形された製品の型からの取り出しを可能として、鍛造により製造することができ、これにより、従来のブローチ加工や切削加工を省略し、研磨のみで仕上げられることから、大幅なコストダウンを実現することができる。
【００２０】
また、外輪の前素材の外周部に、鍛造時にトラック溝周辺に肉を充満する余肉部を有するようにすることにより、外輪の前素材を、鍛造時にトラック溝周辺に肉が充満しやすいプリフォーム形状に予備成形し、トラック溝の鍛造を容易にするとともに、鍛造後のトラック溝の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のクロスグルーブジョイント用外輪の製造方法の一実施例を示し、（ａ）は上型と下型によるトラック溝の形成工程を示す断面図、（ｂ）は上型と下型の配置を示す平面図である。
【図２】 上型と下型を示す斜視図である。
【図３】 同実施例の鍛造工程を示す断面図である。
【図４】 同実施例の製造方法により製造する外輪を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＰ矢視図である。
【図５】 同実施例の製造方法により製造する外輪の前素材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図６】 外輪の他の前素材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図７】 外輪のまた他の前素材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図８】 外輪のさらにまた他の前素材を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。
【図９】 クロスグルーブジョイントの一例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１ トラック溝
１ａ、１ｂ トラック溝
１１ 上向きの傾斜面
１２ 下向きの傾斜面
２ 外輪
２１ 前素材
３ 内周面成形用型
３１ 内周面成形用上型
３１ａ ブロック
３２ 内周面成形用下型
３２ａ ブロック
３３ 刃
３４ 刃
４ 余肉部
５ 上スリーブ
６ 外周面成形用型
６１ アプローチ部
７ メカノックアウトピン
８ 下スリーブ

Claims (2)

1. ボールが嵌合するトラック溝を内周面の軸方向に有し、該トラック溝を内周面の円周方向に傾斜するように形成したクロスグルーブジョイント用外輪の製造方法において、トラック溝を含む外輪を鍛造する型のうち、外輪の内周面を成形する内周面成形用型を放射状に複数個の扇状のブロックに分割し、該ブロックを、外輪のトラック溝の上向きの傾斜面を含む内周面を成形する内周面成形用上型と、トラック溝の下向きの傾斜面を含む内周面を成形する内周面成形用下型とで構成するとともに、該内周面成形用上型と内周面成形用下型とを円周上に交互に配置するようにし、該分割した内周面成形用上型と内周面成形用下型とを上下から合わせて外輪の内周面を成形するようにしたことを特徴とするクロスグルーブジョイント用外輪の製造方法。
2. 外輪の前素材の外周部に、鍛造時にトラック溝周辺に肉を充満する余肉部を有するようにすることを特徴とする請求項１記載のクロスグルーブジョイント用外輪の製造方法。

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