JP5095232B2 - Outer joint member of constant velocity universal joint - Google Patents
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Description
本発明は、等速自在継手の外側継手部材に関するものである。 The present invention relates to an outer joint member of a constant velocity universal joint.
等速自在継手(例えば、トリポード型等速自在継手)は、外側継手部材と、内側継手部材としてのトリポード部材と、トルク伝達部材としてのローラを主要な構成要素としている。 A constant velocity universal joint (for example, a tripod type constant velocity universal joint) mainly includes an outer joint member, a tripod member as an inner joint member, and a roller as a torque transmission member.
前記外側継手部材には、カップ部品101と、このカップ部品101から突設するように外嵌固定されるフランジ部品102とを備えたものがある。カップ部品101は内周の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝105が形成してある。このカップ部品101は、軸方向断面で見ると、大径部と小径部が交互に現れる非円筒形状である。カップ部品101は、大径部と小径部とを形成することによって、その内周面に、軸方向に延びる3本の前記トラック溝が形成される。
Some of the outer joint members include a
このような外側継手部材を形成する場合、カップ部品101とフランジ部品102とを冷間鍛造や熱間鍛造等にて一体的に形成する方法がある(特許文献1)。また、図5や図6に示すように、フランジ部品102とカップ部品101とを別々に製造して接合する方法もある。接合する方法は、カップ部品101にフランジ部品102の取付部108(フランジ部品102が嵌合する凸部)を形成し、この取付部108にフランジ部品102を外嵌(圧入)する。そして、その嵌合部を円形溶接軌跡で溶接することによって、カップ部品101にフランジ部品102を取付けるものである。
前記特許文献1に記載のものでは、冷間鍛造の場合、加工度が大きくなる為、フランジの成形が困難である。熱間鍛造では、鍛造工程後にブローチ加工等の別加工を内部に施す必要があり、製造工数が多くなる。また、内部形状の精度を高めたカップ部品を製造するにあたり、ブローチ加工工程後に行う熱処理での変形量を、ブローチ加工工程にフィードバックして内部形状を加工することが考えられるが、ブローチ加工の加工形態により困難である。 In the thing of the said patent document 1, in the case of cold forging, since a workability becomes large, shaping | molding of a flange is difficult. In hot forging, it is necessary to perform another process such as broaching after the forging process, which increases the number of manufacturing steps. Also, when manufacturing cup parts with improved internal shape accuracy, it is conceivable to process the internal shape by feeding back the amount of deformation in the heat treatment performed after the broaching process to the broaching process. Difficult depending on form.
また、フランジ部品102とカップ部品101とを別々に製造して接合する場合、従来においては、ビード部113(溶接部分に形成された溶接跡)にて溶接表面に盛り上がりが生じて、このビード部113がフランジ部品102の外側面(フランジ面111)よりも突出する。この場合、フランジ面111を基準にした相手部材への取付けを行うためには、このビード部113を切削等の手段を用いて取り除く必要がある。このため、フランジ面111の旋削工程が必要となり、加工工数の増加、及び製造コストが大となる。
In addition, when the
盛り上ったビード部113の表面の除去を避けるためには、図7に示すように、フランジ部品102を溶接前に切削加工して溶接部を取付面に接触しないように一段低い形状にする必要がある。すなわち、フランジ部品102の肉厚を、ビード部113の突出量だけ大とするとともに、溶接部分はフランジ部品102の取付部108の軸方向長さと略同一としている。これにより、ビード部113は、フランジ面111の外側面内に位置することになる。しかしながら、フランジ部品102の形状が複雑になり製造コストが上がる。更に、溶接部の強度を確保するためフランジ部品全体の肉厚を厚くする必要もあり、材料コストも上がる。また、溶接部の溶接状態(溶接深さ)の良否を判断するには、外観では無理があり、超音波探傷機やレントゲンなどの非破壊検査を行う必要がある。
In order to avoid the removal of the surface of the raised
本発明は、上記課題に鑑みて、溶接後のフランジ面の旋削工程の工数削減又は省略を可能とし、コストの低減を図ることができて、溶接部の溶接状態の良否を外観で判断することができる等速自在継手の外側継手部材を提供する。 In view of the above problems, the present invention makes it possible to reduce the number of man-hours or omission of the turning process of the flange surface after welding, to reduce the cost, and to judge the quality of the welded state of the welded portion from the appearance. Provided is an outer joint member of a constant velocity universal joint.
本発明の等速自在継手の外側継手部材は、筒状の本体部とこの本体部の一方の開口部を塞ぐ底部とを有するカップ部品と、このカップ部品の底部に装着されるリング状のフランジ部品とを備え、前記底部の軸方向一端に、外径寸法を底部の他所よりも小さくしたフランジ部品嵌合用突部を設けて、フランジ部品の内径面を突部の外径面に嵌合させ、フランジ部品の内径面と突部の外径面とが接合面となるように、レーザ又は電子ビームをフランジ部品の内径面及び突部の外径面に沿う方向に照射して、フランジ部品と突部とを溶接にて接合した等速自在継手の外側継手部材であって、前記カップ部品の底部の外側面とフランジ部品の内側面との間に、フランジ部品の内側面に面し、かつ前記溶接面とは異なる面に前記溶接で生じた溶融金属が流れ込む隙間を設けたものである。 The outer joint member of the constant velocity universal joint according to the present invention includes a cup part having a cylindrical main body part and a bottom part closing one opening of the main body part, and a ring-shaped flange attached to the bottom part of the cup part. A flange part fitting protrusion having an outer diameter smaller than that of the bottom part is provided at one end in the axial direction of the bottom part, and the inner diameter surface of the flange part is fitted to the outer diameter surface of the protrusion part. The flange component is irradiated with a laser or an electron beam in a direction along the inner diameter surface of the flange component and the outer diameter surface of the protrusion so that the inner diameter surface of the flange component and the outer diameter surface of the protrusion become a joint surface. An outer joint member of a constant velocity universal joint joined by welding with a protrusion, facing the inner surface of the flange component between the outer surface of the bottom of the cup component and the inner surface of the flange component; and molten metal produced in the welding surface different from the said welding plane Is Komu is provided with a gap.
本発明の等速自在継手の外側継手部材では、フランジ部品の内側面側の隙間に溶融金属が流れ込む。このため、ビード部は、軸方向外方端が前記フランジ部品の外側面と同一乃至外側面よりも内方側に位置することとなる。このため、ビード部がフランジ部品の外側面から突出しない。なお、ビード部とは、溶接部分に形成された溶接跡をいう。 In the outer joint member of the constant velocity universal joint of the present invention, the molten metal flows into the gap on the inner surface side of the flange part. For this reason, the bead portion has an axially outer end located on the same side as the outer surface of the flange part or on the inner side of the outer surface. For this reason, the bead portion does not protrude from the outer surface of the flange part. In addition, a bead part means the welding trace formed in the welding part.
前記隙間は、隙間幅を外径側で拡大させたテーパ状としている。このため、この隙間がフランジ部品の内径面と突部の外径面との接合部からの溶融金属の流出をガイドすることになる。 The gap has a tapered shape in which the gap width is increased on the outer diameter side. For this reason, this gap guides the outflow of molten metal from the joint between the inner diameter surface of the flange part and the outer diameter surface of the protrusion.
カップ部品に、前記テーパ状の隙間を形成するテーパ面を設け、テーパ面の傾斜角を3°〜20°に設定したものである。これにより、溶融金属が流れ込む隙間の形成が安定する。また、このテーパ角度によりビード部の盛り上がりを調整できる。 The cup part is provided with a tapered surface that forms the tapered gap, and the inclination angle of the tapered surface is set to 3 ° to 20 °. Thereby, formation of the gap into which the molten metal flows is stabilized. Further, the rise of the bead portion can be adjusted by the taper angle.
前記フランジ部品の外側面と、突部の外側面とを同一面上に配設するようにすることができる。すなわち、突部の外側面をフランジ部品の外側面よりも一段低い形状とならない。 The outer surface of the flange part and the outer surface of the protrusion can be arranged on the same surface. That is, the outer surface of the protrusion does not have a lower shape than the outer surface of the flange part.
前記接合は、レーザ溶接又は電子ビーム溶接にて接合することができる。レーザ溶接とは、レーザ光を熱源として主として金属に集光した状態で照射し、金属を局部的に溶融・凝固させることによって接合する方法である。電子ビーム溶接とは、高真空中でフィラメントを加熱して、放出した電子を高電圧で加速し電磁コイルで、集束し被溶接部に衝突させ、電子ビームの運動エネルギーを熱エネルギーに変換して溶接する方法である。 The said joining can be joined by laser welding or electron beam welding. Laser welding is a method in which laser light is irradiated as a heat source mainly focused on metal, and the metal is locally melted and solidified for joining. Electron beam welding means heating a filament in a high vacuum, accelerating the emitted electrons at a high voltage, converging it with an electromagnetic coil, causing it to collide with the welded part, and converting the kinetic energy of the electron beam into thermal energy. It is a method of welding.
本発明の等速自在継手の外側継手部材は、ビード部がフランジ部品の外側面から突出するのを防止することができるため、ビード部を旋削することなく、フランジ部品の相手部材への取り付けが可能となる。このため、従来において必要としていたビード部の旋削工程の工数削減又は省略が可能となり、製品(外側継手部材)の製造コストを低減することができるとともに、歩留り向上も達成できる。しかも、ビード部がフランジ部品の外側面から突出しないので、相手部材への取り付け性の向上を図ることができる。 Since the outer joint member of the constant velocity universal joint of the present invention can prevent the bead portion from protruding from the outer surface of the flange part, the flange part can be attached to the mating member without turning the bead part. It becomes possible. For this reason, it is possible to reduce or eliminate the man-hours required in the conventional turning process of the bead part, and it is possible to reduce the manufacturing cost of the product (outer joint member) and to improve the yield. And since a bead part does not protrude from the outer surface of a flange component, the improvement of the attachment property to a counterpart member can be aimed at.
フランジ部品とカップ部品との間に隙間を設けたことによって、この隙間がフランジ部品の内径面と突部の外径面との接合部からの溶融金属の流出をガイドする。特に、テーパ面を、フランジ部品に対して3°〜20°傾斜させた場合、溶融金属が流れ込む隙間の形成が安定するので、ビード部がフランジ部品の外側面側に盛り上がるのを確実に抑制することができる。また、テーパ面とフランジ部品との間に形成された隙間は外径方向に開口するため、この隙間に流れ込んだ溶融金属を外観することができて、溶接部の溶接状態(溶接深さ)の良否を外観で判断することができる。これにより、従来のように、超音波探傷機やレントゲン等の非破壊検査を行う必要がなくなって、製品検査のコスト低減を図ることができる。 By providing a gap between the flange part and the cup part, this gap guides the outflow of molten metal from the joint between the inner diameter surface of the flange part and the outer diameter surface of the protrusion. In particular, when the taper surface is inclined by 3 ° to 20 ° with respect to the flange component, the formation of the gap through which the molten metal flows is stabilized, so that the bead portion is reliably prevented from rising to the outer surface side of the flange component. be able to. In addition, since the gap formed between the tapered surface and the flange part opens in the outer diameter direction, the molten metal flowing into this gap can be seen, and the welded state (weld depth) of the welded portion can be seen. The quality can be judged by appearance. This eliminates the need for nondestructive inspection such as ultrasonic flaw detectors and X-rays as in the prior art, and can reduce the cost of product inspection.
フランジ部品の内径側、つまり溶接によってビード部が形成される部位を溶接前に切削加工して、フランジ部品の外側面から溶接部が突出して取付面に接触しないように、一段低い形状にする必要がなくなる。このため、フランジ部品を単純な平板形状にでき、切削加工を用いずプレス等のコスト安な加工にてフランジ部品を加工することができる。また、溶接部の強度を確保するためフランジ部品全体の肉厚を厚くする必要もなく、軽量化を図ることができるとともに、材料コストも低減することができる。 The inner diameter side of the flange part, that is, the part where the bead part is formed by welding is cut before welding so that the weld part protrudes from the outer surface of the flange part and does not contact the mounting surface. Disappears. For this reason, a flange component can be made into a simple flat plate shape, and a flange component can be processed by cost-effective processing such as pressing without using cutting. In addition, it is not necessary to increase the thickness of the entire flange part in order to secure the strength of the welded portion, so that the weight can be reduced and the material cost can be reduced.
前記接合は、レーザ溶接又は電子ビーム溶接にて接合することができるため、接合作業が安定してカップ部品とフランジ部品とを強固に固定することができる。なお、レーザ溶接や電子ビーム溶接のようなエネルギー密度の高い熱源を用いた溶接では、従来の溶接法に比較して、高速溶接することができ、また、溶接熱影響が非常に少なく溶接変形が少ない等の利点がある。 Since the said joining can be joined by laser welding or electron beam welding, joining operation can be stabilized and a cup component and a flange component can be fixed firmly. Note that welding using a heat source with a high energy density, such as laser welding or electron beam welding, can be welded at a higher speed than conventional welding methods, and there is very little welding heat effect, resulting in welding deformation. There are advantages such as fewer.
本発明に係る等速自在継手の外側継手部材の第1の実施形態を図1〜図4に基づいて説明する。 1st Embodiment of the outer joint member of the constant velocity universal joint which concerns on this invention is described based on FIGS.
等速自在継手(例えば、トリポード型等速自在継手)は、外側継手部材と、内側継手部材としてのトリポード部材と、トルク伝達部材としてのローラを主要な構成要素としている。 A constant velocity universal joint (for example, a tripod type constant velocity universal joint) mainly includes an outer joint member, a tripod member as an inner joint member, and a roller as a torque transmission member.
前記外側継手部材は、図3に示すように、筒状の本体部1とこの本体部1の一方の開口部を塞ぐ底部12とを有するカップ部品13と、このカップ部品13の底部12に装着されるリング状のフランジ部品2とを備える。
As shown in FIG. 3, the outer joint member is attached to a
フランジ部品2は、図2に示すように、平板リング状体の円盤であって、周方向に沿って所定ピッチ(例えば180°)で貫通孔11が設けられており、この貫通孔11を介して外側継手部材を他の部材に取付けることができる。
As shown in FIG. 2, the
カップ部品13とフランジ部品2との接合は、後述するように溶接にて接合される。底部12にフランジ部品嵌合用突部8を形成し、このフランジ部品嵌合用突部8にフランジ部品2を嵌合し、この状態で、フランジ部品2の内径面4と突部8の外径面3とを溶接にて接合する。
The
この場合、図1に示すように、本体部1の底部12対応部の外周面を旋削して、カップ部品13にフランジ部品嵌合用突部8を形成する。また、底部12の外側面に内径側から外径側に反フランジ側に向かって拡径するテーパ面10を設ける。これによって、フランジ部品嵌合用突部8にフランジ部品2を嵌合した状態において、フランジ部品2の内側面側に隙間Sが形成される。
In this case, as shown in FIG. 1, the flange part
前記テーパ面10のフランジ部品2に対する傾斜角αは、3°〜20°とするのが好ましい。
The inclination angle α of the tapered
次に、前記のような構成を有する外側継手部材において、カップ部品13とフランジ部品2とを接合する方法を説明する。まず、カップ部品13の開口部が下方を向くようにカップ部品13を配置して、カップ部品13の突部8にフランジ部品2を外嵌する。次に、所定点(溶接始点)から溶接熱源(例えば、レーザ)を、例えば時計方向に移動させる。この際、接合箇所Wは図2に示すような円形となる。この溶接時には、フランジ部品2の内側面とカップ部品13の底部12の外側面との間に設けられた隙間Sに溶融金属を流入させつつ、フランジ部品2の内径面4と突部8の外径面3とを溶接して一体化させる。前記接合は、例えば、レーザ溶接又は電子ビーム溶接にて接合するのが好ましい。
Next, a method of joining the
このように、本発明の等速自在継手の外側継手部材では、フランジ部品2の内側面側の隙間Sに溶融金属が流れ込む。このため、ビード部18がフランジ部品2の外側面14から突出するのを防止することができて、ビード部18を旋削することなく、フランジ部品2の相手部材への取り付けが可能となる。これにより、従来において必要としていたビード部18の旋削工程の工数削減又は省略が可能となり、製品(外側継手部材)の製造コストを低減することができるとともに、歩留り向上も達成できる。しかも、ビード部18がフランジ部品2の外側面14から突出しないので、相手部材への取り付け性の向上を図ることができる。
Thus, in the outer joint member of the constant velocity universal joint of the present invention, the molten metal flows into the gap S on the inner surface side of the
前記隙間Sは、隙間幅を外径側で拡大させたテーパ状としている。このため、この隙間Sがフランジ部品2の内径面4と突部8の外径面3との接合部からの溶融金属の流出をガイドすることになる。特に、テーパ面10を、フランジ部品2に対して3°〜20°傾斜させた場合、溶融金属が流れ込む隙間Sの形成が安定するので、ビード部18がフランジ部品2の外側面側に盛り上がるのを確実に抑制することができる。また、このテーパ角度によりビード部18の盛り上がりを調整できる。テーパ面10の角度が3°未満では、隙間Sに溶融金属が流れず、ビード部18が溶接部表面に盛り上がる。20°を越えれば、隙間Sに流れる溶融金属が多いため、溶接部のビード部18が表面より窪む量が大きく、溶接部の強度に必要な溶接面積(体積)が確保できない、又は溶接部のビード部18にクラックが発生する。
The gap S has a tapered shape in which the gap width is increased on the outer diameter side. For this reason, this gap S guides the outflow of molten metal from the joint between the inner diameter surface 4 of the
また、テーパ面10とフランジ部品2との間に形成された隙間Sは外径方向に開口するため、この隙間Sに流れ込んだ溶融金属を外観することができて、溶接部の溶接状態(溶接深さ)の良否を外観で判断することができる。これにより、従来のように、超音波探傷機やレントゲン等の非破壊検査を行う必要がなくなって、製品検査のコスト低減を図ることができる。
Further, since the gap S formed between the
前記接合は、レーザ溶接又は電子ビーム溶接にて接合することができるため、接合作業が安定してカップ部品13とフランジ部品2とを強固に固定することができる。
Since the said joining can be joined by laser welding or electron beam welding, joining operation can be stabilized and the
次に、図4は本発明の第2実施形態を示す。この場合、フランジ部品2の肉厚を前記第1実施形態の等速自在継手のフランジ部品2の肉厚よりも小としている。すなわち、前記フランジ部品2の外側面14と、突部8の外側面15とを同一面上に配設するようにしている。
Next, FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. In this case, the thickness of the
第2実施形態のフランジ部品2の取付方法も、前記第1実施形態のフランジ部品2の取付方法と同様の方法により行う。
The method of attaching the
このため、第2実施形態の等速自在継手の外側継手部材も前記第1実施形態の等速自在継手の外側継手部材と同様の作用効果を奏する。特に、フランジ部品2の内径側、つまり溶接によってビード部18が形成される部位を溶接前に切削加工して、フランジ部品2の外側面14から溶接部が突出して取付面に接触しないように、一段低い形状にする必要がなくなる。このため、フランジ部品2を単純な平板形状にでき、切削加工を用いずプレス等のコスト安な加工にてフランジ部品2を加工することができる。また、溶接部の強度を確保するためフランジ部品全体の肉厚を厚くする必要もなく、軽量化を図ることができるとともに、材料コストも低減することができる。なお、図4に示す等速自在継手の外側継手部材において、図1〜図3に示す等速自在継手の外側継手部材と同様の構成については、図1〜図3と同一符号を付してその説明を省略する。
For this reason, the outer joint member of the constant velocity universal joint of the second embodiment also has the same effects as the outer joint member of the constant velocity universal joint of the first embodiment. In particular, the inner diameter side of the
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、溶接熱源の移動方向も時計回りに限るものではなく、反時計回りであってもよい。また、溶接する場合、溶接熱源側を移動させても、逆に外側継手部材側を移動させてよい。 As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, the moving direction of the welding heat source is not limited to the clockwise direction. It may be clockwise. Moreover, when welding, even if it moves the welding heat source side, you may move an outer joint member side conversely.
等速自在継手としては、トリポード型等速自在継手に限られるものではなく、外側継手部材にフランジ部を有しているものであれば他のものであってもよい。 The constant velocity universal joint is not limited to the tripod type constant velocity universal joint, and may be other as long as the outer joint member has a flange portion.
1 本体部
2 フランジ部品
3 外径面
4 内径面
8 フランジ部品嵌合用突部
9 内側面
10 テーパ面
12 底部
13 カップ部品
14 外側面
S 隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main-
Claims (5)
前記カップ部品の底部の外側面とフランジ部品の内側面との間に、フランジ部品の内側面に面し、かつ前記溶接面とは異なる面に前記溶接で生じた溶融金属が流れ込む隙間を設けたことを特徴とする等速自在継手の外側継手部材。 A cup part having a cylindrical main body part and a bottom part that closes one opening of the main body part, and a ring-shaped flange part attached to the bottom part of the cup part, and at one axial end of the bottom part, A flange part fitting protrusion with an outer diameter smaller than the other part of the bottom is provided, the inner diameter surface of the flange part is fitted to the outer diameter surface of the protrusion, and the inner diameter surface of the flange part and the outer diameter surface of the protrusion A constant velocity universal joint in which the flange part and the projecting part are welded together by irradiating a laser or electron beam in a direction along the inner diameter face of the flange part and the outer diameter surface of the projecting part so An outer joint member of
Between the outer side surface of the bottom of the cup part and the inner side surface of the flange part, a gap that faces the inner side surface of the flange part and that is different from the welding surface flows in the molten metal generated by the welding . An outer joint member for a constant velocity universal joint.
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