JPH09234538A - 等速ジョイントおよびその外輪の成形方法 - Google Patents
等速ジョイントおよびその外輪の成形方法Info
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Abstract
る。 【解決手段】 外輪1の球形内面2と内輪4の球形外面
5のそれぞれにトラック溝3、6を設ける。外輪トラッ
ク溝3と内輪トラック溝6間に組込まれたトルク伝達ボ
ール7をケージ8で保持する。外輪1の球形内面2およ
びトラック溝3の内面を塑性加工成形による仕上げ面と
して上記両面の研削仕上げ加工を不要とし、製造コスト
の低減を図る。
Description
およびその外輪の成形方法に関するものである。
のが従来から知られている。この等速ジョイントは、外
輪70の球形内面71に軸方向に曲線状の複数のトラッ
ク溝72を設け、内輪73の球形外面74に軸方向に円
弧状の複数のトラック溝75を形成し、その両トラック
溝72、75間に組込まれたトルク伝達ボール76をケ
ージ77で保持し、上記トルク伝達ボール76を介して
外輪70と内輪73の相互間でトルクを伝達している。
心Aと内輪トラック溝75のトラック中心Bはジョイン
トの角度中心Oに対して左右に等距離オフセットされ、
外輪70の軸と内輪73の軸とが作動角をとったとき、
その角度の2等分位置にトルク伝達ボール76が保持さ
れるようにしている。
際し、切削による加工法を採用すると、製造に時間がか
かり、歩溜りも低下する。
−5814号公報においては、割型パンチと絞り込みダ
イスとを用いて外輪を冷間鍛造により成形する製造方法
を提案している。
ンチを示す。この割型パンチ80は図15に示す外輪7
0のトラック溝72を成形するトラック成形部81と、
外輪70の球形内面71を成形する球面成形部82とを
有し、トラック成形部81の曲率中心O8 と球面成形部
82の球面中心O9 は軸方向にオフセットされている。
成形部81を図17に示す溝付き砥石90で研削仕上げ
にすると、同図の一点鎖線で示すように、その溝付き砥
石90によって球面成形部82がほぼ全域にわたって削
除され、トラック成形部81のみを研削仕上げすること
はできない。
は、トラック成形部81および球面成形部82のそれぞ
れを放電加工により形成している。
形成された割型パンチ80においては、トラック成形部
81および球面成形部82の面精度が低いため、外輪7
0のトラック溝72および球形内面71を高精度に仕上
げることはできず、高い寸法精度が要求される外輪70
においては、冷間鍛造後の研削加工により、トラック溝
72の内面および球形内面71の面精度を確保してお
り、外輪70の製造に時間を要し、製造コストも高くつ
くという問題が生じる。
ることができる等速ジョイントおよびそのジョイントの
外輪の成形方法を提供することである。
めに、この発明に係る等速ジョイントにおいては、球形
内面に曲線状のトラック溝が形成された外輪と、球形外
面に外輪のトラック溝と同数のトラック溝が設けられた
内輪と、内外輪のトラック溝間に組込まれたトルク伝達
ボールと、外輪の球形内面および内輪の球形外面に案内
され前記トルク伝達ボールを保持するケージとから成
り、前記外輪トラック溝の中心と前記内輪トラック溝の
中心とをジョイントの角度中心より左右に等距離オフセ
ットさせた等速ジョイントにおいて、前記外輪のトラッ
ク溝における表面および外輪の球形内面を塑性加工成形
による仕上げ面とした構成としている。
輪の成形方法においては、前後両端から中央部に至るに
従って幅寸法が次第に大きくなる球面成形部と、その球
面成形部の両端方向に長く延びて球面成形部上に盛り上
がり、球面成形部の球面中心に対して球面成形部の後端
方向に片寄った位置に曲率中心をもつ曲線状のトラック
成形部と、そのトラック成形部の両側後端部に形成され
てトラック成形部の曲率中心上に曲率中心をもつ円弧状
の膨出部とを有し、その膨出部の表面を除くトラック成
形部の表面全体と球面成形部の表面全体が研削面とされ
た複数のポンチを円形に配置し、その複数のポンチを開
口端に向けて拡がりをもつ外輪素材の内側に挿入し、そ
の外輪素材の内周面に形成された複数のトラック溝に各
ポンチのトラック成形部を挿入させた状態で絞り込みダ
イスにより外輪素材の外径面を絞り込んで外輪素材の内
面をポンチの球面成形部およびトラック成形部に押し付
ける構成としている。ここで、外輪素材の絞り込みは、
冷間、温間、熱間のいずれでもよい。
塑性加工成形するに先だって、外輪素材の球形内面とト
ラック溝の奥側半分を前成形ポンチで前成形すると共
に、球形内面とトラック溝の表面とが交差するエッジ部
の奥側端部に盗み部を前成形しておくのがよい。
半球状の球面成形部を先端に有し、その球面成形部の外
周に複数の曲線状のトラック成形部が形成され、そのト
ラック成形部の表面と球面成形部の表面とが交差する部
分に先端に向けて幅寸法が次第に大きくなる円弧状の膨
出部が形成されたものを用いる。
間、熱間のいずれでもよい。
1乃至図14に基づいて説明する。
ョイントは、外輪1の球形内面2に複数の曲線状トラッ
ク溝3を形成し、内輪4の球形外面5に上記トラック溝
3と同数のトラック溝6を設け、その外・内輪1、4の
トラック溝3、6間に組込んだトルク伝達ボール7を両
輪1、4間に組込んだケージ8で保持している。
の球形外面5で接触案内される球面9を内外に有する。
のトラック溝6の中心O2 は、ジョイントの角度中心O
0 に対して左右に等距離オフセットされている。
輪1の球形内面2および内輪4の球形外面5の球面中心
と一致する。
を拡大して示す。トラック溝3の表面両側には逃げ部1
0が設けられており、トラック溝3の有効溝深さH1 は
外輪1の軸心と直交して球形内面2の球面中心を含む直
線より角度αsだけ外輪奥側に片寄った位置イから外輪
開口端に至る範囲にわたって均一深さとされている。
におけるジョイントの許容負荷トルクのかね合いから決
定され、5°以上とされる。
角度中心O0 から角度αsだけ外輪奥側に片寄った位置
を先端として、それより奥側の部分が施削されて盗み部
11が設けられている。上記盗み部11は、鍛造成形さ
れた後述の外輪素材の形状において設ける場合と設けな
い場合とがある。
3の表面は塑性加工成形による仕上げ面とされている。
ンチを示す。ポンチ20は球面成形部21と、その球面
成形部21上に設けられた曲線状のトラック成形部22
とを有する。
けて幅寸法が次第に大きくなっている。トラック成形部
22は球面成形部21の先端から後端に向けて円弧状に
延びている。
形部22の曲率中心O3 は、球面成形部21の球面中心
O4 に対して、球面成形部21の後端方向に距離L1 だ
けオフセットされている。このオフセット量L1 は、図
1に示す外輪1の球面中心O0 とトラック溝3の中心O
1 のオフセット量と一致している。
さ方向中央部に至る円弧状の膨出部23が設けられてい
る。膨出部23の先端はトラック成形部22の長さ方向
中央より後端方向に至り、その先端ロと球面中心O4 結
ぶ直線と球面中心O4 を通る垂線とでなす球面角度αs
は、図2に示す角度αsと一致している。
2の先端部両側に沿って切り込み溝24が形成され、そ
の切り込み溝24の底面は前記膨出部23の上面に滑ら
かに連続している。
トラック成形部22も膨出部23を除く表面全体が研削
仕上げされており、そのトラック形成部22の上記膨出
部23を有する部分は全長に亘ってトラック有効成形高
さH1 が一定とされている。
は図4に示すポンチ素材20aからの研削によって形成
される。
0と同形状であって、球面成形部21aおよびトラック
成形部22aのそれぞれに膨出部23の厚みに相当する
研削代を与えた大きさとされ、そのポンチ素材20aの
球面成形部21aおよびトラック成形部22aは放電加
工により形成されている。
すように、曲率中心O3 回りに移動される円形砥石25
によって研削代分だけ研削される。
すように、円弧状の溝25aを外周に有し、その溝25
aの両側縁から内径方向に向けてテーパ面25bが形成
されている。
率中心O3 回りに移動させることにより、トラック成形
部22aの表面が研削され、トラック成形部22aの後
端部に未研削の部分が残る。この未研削の部分が膨出部
23とされる。
形部21aの先端部にトラック成形部22に沿う切り込
み溝24が形成される。
示すように、球面中心O4 回りに移動される砥石26に
よって表面が研削される。砥石26は図6(II)に示す
ように、溝27を外周に有し、その溝27の両側に球面
28が形成されている。溝27の深さはトラック成形部
22の最大高さより深く、球面中心O4 回りに移動した
際に、トラック成形部22を研削しない深さとされてい
る。
せることにより、球面成形部21aが研削仕上げされ
る。
いた外輪成形装置を示す。この外輪成形装置は、絞り込
みダイス30と組合わせポンチ40とから成る。
1にテーパベース42と、その外側に設けられたテーパ
状の保持筒43とを固定し、テーパベース42と保持筒
43との間にポンチホルダ44に取付けられた図3に示
すポンチ20の複数を、側面間に所要の間隔をおいて組
込んでいる。
れた貫通孔45に先端ポンチ46に設けられた軸部47
をスライド自在に挿通し、その軸部47の外側に設けら
れたスプリング48によって先端ポンチ46を上方に引
き上げている。
50は開口端に向けて拡がりをもち、内周にはポンチ2
0と同数のトラック溝51が形成されている。
内側に挿入したのち、プレススライド41を下降させる
と、先端ポンチ46が外輪素材50球面底部に当接し、
成形ポンチ20がトラック溝51に嵌合する。その状態
でプレススライド41をさらに下降させることにより、
外輪素材50は絞り込みダイス30により絞り込み作用
を受けて縮径する(図8、図9参照)。その絞り込み
時、トラック溝51の表面は成形ポンチ20のトラック
成形部22により拘束され、一方、外輪素材50の球形
内面52は球面成形部21により拘束され、トラック溝
51および球形内面52のそれぞれが、トラック成形部
22および球面成形部21によって塑性成形され、所定
の形状、寸法に仕上げられる。ここで、外輪素材50の
絞り込みは、冷間、温間、熱間のいずれでもよい。
1を上昇させると、そのプレススライド41と共にテー
パベース42および保持筒44が上昇し、その上昇によ
って複数の成形ポンチ42が縮径して、トラック溝51
からトラック成形部22が外れ、成形ポンチ20および
先端ポンチ46が成形後の外輪1から引き抜かれる。
て、外輪成形用ポンチ20に形成された球面成形部21
およびトラック成形部22の表面それぞれは研削加工さ
れたものであるため、各部の面精度は高く、その面精度
の高い球面成形部21とトラック成形部22とでもって
トラック溝51および球形内面52が形成されるため、
トラック溝51および球形内面52の面精度も高く、後
加工を不要とすることができる。したがって、外輪1の
製造コストを大巾にコストダウンさせることができる。
トラック成形部22はその後端部両側に膨出部23を有
するため、図10(I)、(II)に示すように、成形さ
れた外輪1のトラック溝3の両側部には逃げ部10が形
成される。この逃げ部10は等速ジョイントの組立て時
にグリース溜まりとなり、逃げ部10内に保持されるグ
リースによってボール転動面を良好に潤滑することがで
きる。
中心O4 を越える位置までのトラック有効成形高さが一
定であるため、成形されたトラック溝3の有効溝深さは
外輪1の開口端から球面中心O0 を越える位置までは均
一深さであり、それより外輪1の閉塞端に向けて有効溝
深さが次第に小さくなる。
成形されたトラック溝3の入口側の有効溝深さが図15
に示す外輪70のトラック溝72における入口側の有効
溝深さより浅くなり、外輪1の許容負荷トルクが小さく
なる。しかし、トラック溝3の入口側は、もともと大き
な許容負荷トルクをもつ領域であるため、等速ジョイン
トの機能上問題とはならない。
1の先端部にトラック成形部22に沿う切り込み溝24
を有するため、外輪1の成形時、余肉が切り込み溝24
に侵入して盛り上がるおそれがある。
外輪1を示す。54は盛り上がり部を示す。上記外輪1
においては、旋削によって盛り上がり部54を除去す
る。
ることは技術的に困難であるため、球形内面52を図1
0(I)に示す破線位置から旋削する。図1に示す外輪
1は図10(I)の球形内面2を旋削したものを示す。
輪1と内輪4の相互間でトルクを伝達するトルク伝達ボ
ール7は外輪1のトラック溝3と内輪4のトラック溝6
に沿って転動自在であり、両輪1、4のトラック溝3、
6は開口端に向けて拡がりをもつため、ボール7は常に
外側に向けて押圧され、外側に飛び出そうとしている。
と接触せず、その球形内面2の奥側に盗み部11を設け
ても問題となることは少ない。仮に、等速ジョイントが
角度をとってトルクを伝達するとき、ケージ8に押し込
み方向の負荷が作用しても、上記盗み部11は球形内面
の球面中心O0 を越えた位置であるため、上記球形内面
2によってケージ8に作用する軸方向の負荷を受けるこ
とができ、実用上何も問題はない。
る球形内面52に軸方向の逃げ溝55を設けておくと、
外輪素材50の塑性加工成形時における余肉は上記逃げ
溝55に侵入するため、外輪1の球面状内面52の中央
部軸方向に盛り上がり部が形成されるのを防止すること
ができる。
形された外輪素材50′の他の例を示す。外輪素材5
0′の球形内面52とトラック溝51の表面とが交差す
るエッジ部には、外輪素材50′の奥側端部に盗み部5
6が設けられている。この盗み部56は外輪素材50′
の奥から開口端に向けて次第に小さくなり、その先端ハ
と球形内面52の球面中心O0 を結ぶ直線と上記球面中
心O0 を通って外輪素材50′の軸心と直交する直線と
でなす球面角度βは、図2に示す球面角度αsと略等し
くなっている。
8に示す成形装置でもって塑性加工成形すると、トラッ
ク溝51の内面および球形内面52の余肉は上記盗み部
56に逃げる。
が形成されるという不都合の発生を防止することがで
き、塑性加工成形後の球形内面52の施削加工を不要と
し、製造コストの低減を図ることができる。
示す前成形装置によって成形される。この前成形装置
は、ダイス60と前成形ポンチ61とから成る。絞り込
みダイス60内面形状は、図7に示す外輪素材50の外
径形状と同一とされている。
の下面に取付けられたポンチホルダ65で支持され、上
記プレススライド41の上下動により上記ダイス60に
対して移動される。
は、半球状の球面成形部62を先端に有し、その球面成
形部62の外周に複数のトラック成形部63が形成され
ている。トラック成形部63は曲線状をなし、その曲率
中心O5 は、球面成形部62の球面中心O6 に対してポ
ンチ61の後端側に距離L1 だけオフセットされてい
る。そのオフセット量は、図5に示すトラック成形部2
2の中心O3 と球面成形部21の中心O4 のオフセット
量L1 に等しくされている。
交差する部分には曲線状の膨出部64が形成されてい
る。膨出部64の曲率は球面成形部62の曲率と等し
く、その曲率中心O7 は球面成形部62の球面中心O6
に対して、前成形ポンチ61の先端側に距離L2 だけオ
フセットされ、その膨出部64の後端は球面成形部62
の表面に滑らかに連続している。
先端から後端に至るに従って幅寸法が次第に小さくなっ
ている。
レススライド41の下端に取付けられたポンチホルダ6
5で支持し、一方、図7に示す外輪素材50をダイス6
0の内側に挿入してプレススライド41を下降させるこ
とにより、前成形ポンチ61の先端部が外輪素材50の
内面奥側に押し付けられ、トラック溝51および球形内
面52の奥側が成形されると共に、トラック溝51の表
面と球形内面52とが交差する先端部分に図12で示す
盗み部56が形成される。
0を図7および図8に示す成形装置でもって塑性加工成
形する前に、図13に示す前成形装置でもって前成形す
ることにより、前述のように、塑性加工成形後の球形内
面2の奥側部分の施削が不要であるため、製造コストを
さらに低減させることができると共に、盗み部11がグ
リース溜りとなり、潤滑性の向上を図ることができる。
クを伝達するとき、ケージ8に軸方向の押し込み力が作
用し、その押し込み力は上記角度が大きくなるに従って
次第に大きくなる。このとき、図12で示す盗み部56
を有する外輪1においては球形内面52の全体が図7に
示すポンチ20で塑性加工成形されているため、ケージ
8に作用する上記軸方向の負荷を球形内面52の奥側で
も受けることができる。
面成形部およびトラック成形部の表面を研削面とした成
形用ポンチを用いて外輪の球形内面およびトラック溝の
表面を塑性加工成形したことによって成形後の研削加工
を不要とすることができるため、製造コストの低減を図
ることができる。
ポンチにより球形内面およびトラック溝の表面を前成形
すると同時に、球形内面とトラック溝の表面とが交差す
る部分の奥側に盗み部を設けたことにより、塑性加工成
形時の余肉は盗み部に逃げることになり、塑性加工成形
後の球形内面の奥側の施削を不要とし、製造コストをさ
らに低減させることができる。
することができるため、潤滑性に優れた外輪を提供する
ことができる。
示す断面図
す断面図、(II)は側面図
す斜視図、(II)は(I)のII−II線に沿った断面図、
(III)は(I)のIII −III 線に沿った断面図、(IV)
は底面図
状態を示す正面図、(II)は側面図
す正面図、(II)は側面図
外輪の断面図、(II)は平面図
す断面図、(II)は球面部を示す正面図、(III)は(I
I)のXII − XII線に沿った断面図
装置の断面図、(II)は成形状態を示す断面図
I)はポンチ先端部の断面図、(III)は(II)のXIV −
XIV 線に沿った断面図
角度中心O0 から角度αsだけ外輪奥側に片寄った位置
を先端として、それより奥側の部分が旋削されて盗み部
11が設けられている。上記盗み部11は、鍛造成形さ
れた後述の外輪素材の形状において設ける場合と設けな
い場合とがある。
が形成されるという不都合の発生を防止することがで
き、塑性加工成形後の球形内面52の旋削加工を不要と
し、製造コストの低減を図ることができる。
0を図7および図8に示す成形装置でもって塑性加工成
形する前に、図13に示す前成形装置でもって前成形す
ることにより、前述のように、塑性加工成形後の球形内
面2の奥側部分の旋削が不要であるため、製造コストを
さらに低減させることができると共に、盗み部11がグ
リース溜りとなり、潤滑性の向上を図ることができる。
ポンチにより球形内面およびトラック溝の表面を前成形
すると同時に、球形内面とトラック溝の表面とが交差す
る部分の奥側に盗み部を設けたことにより、塑性加工成
形時の余肉は盗み部に逃げることになり、塑性加工成形
後の球形内面の奥側の旋削を不要とし、製造コストをさ
らに低減させることができる。
Claims (6)
- 【請求項1】 球形内面に曲線状のトラック溝が形成さ
れた外輪と、球形外面に外輪のトラック溝と同数のトラ
ック溝が設けられた内輪と、内外輪のトラック溝間に組
込まれたトルク伝達ボールと、外輪の球形内面および内
輪の球形外面に案内され前記トルク伝達ボールを保持す
るケージとから成り、前記外輪トラック溝の中心と前記
内輪トラック溝の中心とをジョイントの角度中心より左
右に等距離オフセットさせた等速ジョイントにおいて、
前記外輪のトラック溝における表面および外輪の球形内
面を塑性加工成形による仕上げ面としたことを特徴とす
る等速ジョイント。 - 【請求項2】 前記外輪のトラック溝における有効溝深
さを、外輪の開口端から球形内面の球面中心を越える位
置にわたって均一深さとしたことを特徴とする請求項1
に記載の等速ジョイント。 - 【請求項3】 前記球形内面の球面中心を越えた奥側部
分を旋削して盗み部を形成した請求項1又は2に記載の
等速ジョイント。 - 【請求項4】 前記球形内面とトラック溝の表面とが交
差するエッジ部の外輪奥側端部に盗み部が形成されてい
ることを特徴とする請求項1又は2に記載の等速ジョイ
ント。 - 【請求項5】 前後両端から中央部に至るに従って幅寸
法が次第に大きくなる球面成形部と、その球面成形部の
両端方向に長く延びて球面成形部上に盛り上がり、球面
成形部の球面中心に対して球面成形部の後端方向に片寄
った位置に曲率中心をもつ曲線状のトラック成形部と、
そのトラック成形部の両側後端部に形成されてトラック
成形部の曲率中心上に曲率中心をもつ円弧状の膨出部と
を有し、その膨出部の表面を除くトラック成形部の表面
全体と球面成形部の表面全体が研削面とされた複数のポ
ンチを円形に配置し、その複数のポンチを開口端に向け
て拡がりをもつ外輪素材の内側に挿入し、その外輪素材
の内周面に形成された複数のトラック溝に各ポンチのト
ラック成形部を挿入させた状態で絞り込みダイスにより
外輪素材の外径面を絞り込んで外輪素材の内面をポンチ
の球面成形部およびトラック成形部に押し付ける等速ジ
ョイントの外輪の成形方法。 - 【請求項6】 半球状の球面成形部を先端に有し、その
球面成形部の外周に複数の曲線状のトラック成形部が形
成され、そのトラック成形部の表面と球面成形部の表面
とが交差する部分に先端に向けて幅寸法が次第に大きく
なる円弧状の膨出部が形成された前成形ポンチをダイス
で受けられた外輪素材の奥側内面に押し付けて球形内面
およびトラック溝の奥側端部を塑性変形させると共に球
形内面とトラック溝の表面とが交差するエッジ部の奥側
端部に盗み部を前成形したのち、請求項5に記載の成形
方法でもって塑性加工成形する等速ジョイントの外輪の
成形方法。
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