(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略カップ状の外輪の底板部に同軸的に形成した結合穴に、軸部の一端に同軸的に形成した突出部を挿入して結合する等速ジョイントの外輪と軸部の結合方法において、前記結合穴と突出部の径は挿入可能な程度に前記突出部の径の方を大にすると共に同突出部の突出長は前記外輪の底板部の板厚とほゞ同じとして、前記軸部の突出部が前記外輪内に突出しないように同外輪の結合穴に高速で打込んで圧入することを特徴とする等速ジョイントの外輪と軸部の結合方法。
【請求項２】
略カップ状の外輪の底板部に同軸的に形成した結合穴に、軸部の一端に同軸的に形成した突出部を挿入して結合する等速ジョイントの外輪と軸部の結合方法において、前記結合穴と突出部の径は挿入可能な程度に前記突出部の径の方を大にすると共に同突出部の突出長は前記外輪の底板部の板厚とほゞ同じとして、前記外輪と軸部を高速で相対回転させながら前記突出部が前記外輪内に突出しないように前記結合穴に圧入することを特徴とする等速ジョイントの外輪と軸部の結合方法。
【請求項３】
前記外輪及び軸部には硬度差がないことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の等速ジョイントの外輪と軸部の結合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに別体に成形した等速ジョイントの外輪と軸部とを、互いに一体的に結合する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のドライブシャフトやプロペラシャフト等の駆動伝達軸に用いられる等速ジョイントには、軽量化のために外輪を引抜きパイプ材などからプレス成形したものがある。この場合は軸部を同時に成形することができないので、軸部を別途成形して外輪と一体的に結合する必要がある。このような結合構造の一例を開示した特開平８−４９７２７号公報では、内周面に多角形面またはセレーション溝を形成した外輪の孔部に軸部一端の突出部を圧入した後、その先端をかしめて抜け止めする方法が記載されている。孔部は浸炭焼入れまたは高周波焼入れにより表面硬化処理をほどこし、軸部の突出部は生材のままとし、孔部と軸部に硬度差を持たせることによって、孔部の形状が突出部に転写されやすくして、結合部のトルク伝達容量を増大させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、外輪と軸部の結合のトルク伝達容量を増大するには、孔部に高硬度の浸炭焼入れをすることが望ましいが、浸炭焼入れ処理には数時間を要するため、等速ジョイントの外輪の製造ラインに組み込んで一連の工程とすることができない。高周波焼入れは処理時間が短いので製造ラインに組み込むことは可能であるが、浸炭焼入れに比して硬度が低いので、トルク伝達容量を増大するには結合部である軸部の突出部の径を増大させる必要があり、その部分の形状を大きくしなければならない。また、何れの場合にもかしめのために軸部の突出部の先端を外輪内に突出させる必要があるので、その分だけ外輪の長さを大きくしなければならないという問題がある。
【０００４】
本発明は、孔部に高硬度の浸炭焼入れをする必要がなく、また外輪や軸部が大きくなることもない外輪と軸部の結合方法を提案して、このような各問題を解決することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明による等速ジョイントの外輪と軸部の結合方法は、略カップ状の等速ジョイントの外輪の底板部に同軸的に形成した結合穴に、軸部の一端に同軸的に形成した突出部を挿入して結合する等速ジョイントの外輪と軸部の結合方法において、結合穴と突出部の径は挿入可能な程度に突出部の径の方を大にすると共に同突出部の突出長は外輪の底板部の板厚とほゞ同じとして、軸部の突出部が外輪内に突出しないように外輪の結合穴に高速で打込んで圧入することを特徴とするものである。突出部を結合穴に高速で打ち込む際の移動部分の運動エネルギは、結合穴と突出部の間の圧入面の摩擦により吸収されるので、この圧入面は摩擦熱により加熱される。しかもこの発熱は周囲に伝熱される間もなく瞬間的に生じるのでこの圧入面だけが局部的にきわめて高温となるので、結合穴と突出部は瞬間的に溶着される。
【０００６】
また、第２の本発明による等速ジョイントの外輪と軸部の結合方法は、第１の発明において、軸部の突出部を外輪の結合穴に高速で打込んで圧入する代わりに、外輪と軸部を高速で相対回転させながら突出部を結合穴に圧入するようにしたものである。突出部を結合穴に圧入する際の回転部分の運動エネルギは、結合穴と突出部の間の圧入面の摩擦により吸収されるので、この圧入面は摩擦熱により加熱される。しかもこの発熱は周囲に伝熱される間もなくきわめて短時間に生じるのでこの圧入面の付近だけがきわめて高温となるので、結合穴と突出部は短時間で溶着される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図３は、本発明により結合された外輪１０と軸部１５よりなる外輪アセンブリＡを用いた等速ジョイントの一例を示し、外輪アセンブリＡと、伝達軸２３にスプライン結合された内輪２０と、ケージ２２により保持されて外輪アセンブリＡと内輪２０の間の回転を伝達するボール２１により構成されている。外輪アセンブリＡは略カップ状の外輪１０と軸部１５とを互いに同軸的に一体結合したもので、外輪１０はパイプ材などからプレスにより成形されており、その外周面には円周方向等間隔に配置されて軸線方向に延びる６本の張出し突起１１が形成されている。軸部１５は、外輪１０の底板部１０ａに連結される一端側にやや大径のボス部１５ａが形成され、その先端面には円形の突出部１６が形成され、この両部分１５ａ，１６は何れも軸部１５と同軸的である。外輪１０の底板部１０ａには軸部１５を結合するための結合穴１２が同軸的に形成されており、軸部１５の突出部１６の径は弾性変形あるいは多少の塑性変形により挿入可能な程度に結合穴１２よりも大である。
【０００８】
各張出し突起１１の内面により形成されるボール溝１１ａと、内輪２０の外面に形成されて軸線方向に延びる円弧状の６本のボール溝２０ａの間には各ボール２１が係合されて、軸部１５と伝達軸２３の間で回転が伝達されるようになっている。なお、突出部１６の外側となるボス部１５ａの端面には環状溝１７が形成され、また突出部１６の先端には挿入を容易にするために多少の面取り（図示省略）がなされている。
【０００９】
図１に示す第１の実施の形態では、外輪１０及び軸部１５はいずれも焼入れ硬化処理されない生材である。軸部１５はその突出部１６を高速にて結合穴１２に圧入することにより、外輪１０に同軸的に結合される。これにつき説明すれば、先ずボール溝１１ａ及び結合穴１２が形成された外輪１０は、圧入装置の機枠に固定された外輪支持治具２５に底板部１０ａの内面を当接させて固定支持される。環状溝１７内にシールリング（図示省略）を装着した軸部１５は、外輪１０と同軸的で長手方向摺動自在となるように導管（図示省略）により案内支持され、実線で示す離れた位置から矢印Ｘに示すように空気圧などにより加速され、軸部１５及びこれとともに移動する部分の慣性により打ち込まれる。これにより軸部１５の突出部１６は外輪１０の結合穴１２に圧入され、二点鎖線１５Ａに示すようにボス部１５ａの端面が底板部１０ａの外面に当接して停止される。
【００１０】
突出部１６が結合穴１２に打ち込まれる際の軸部１５の速度は、外輪１０に設けられた結合孔１２の内径と、軸部１５に設けられた突出部１６の間の圧入代により変わるが、例えば圧入代が０．１ｍｍのとき、５０〜１００ｍ／ｓであり、軸部１５及びこれと共に移動する部分の運動エネルギは、結合穴１２と突出部１６の間の圧入面の摩擦により吸収されるので、この圧入面は摩擦熱により加熱される。この発熱は周囲に伝熱される間もなく瞬間的に生じるので、結合穴１２と突出部１６の間の圧入面だけが局部的にきわめて高温となり、外輪１０と軸部１５はこの圧入面で瞬間的に溶着されて一体的に結合される。
【００１１】
この第１の実施の形態によれば、突出部１６の突出長は外輪１０の底板部１０ａの板厚とほゞ同じであり、外輪１０内に突出することがないのでその分だけ外輪１０の長さを短くすることができ、結合穴１２と突出部１６は圧入面で溶着されるので突出部１６が外輪１０内に突出していなくても、回転及び抜け方向における外輪１０と軸部１５の結合は充分に強固であり、突出部１６の径を増大させる必要はない。従って外輪１０と軸部１５よりなる外輪アセンブリＡは小形になる。また、結合穴１２と突出部１６は瞬間的に溶着結合されるので、結合孔１２と突出部１６に硬度差を持たせる必要はない。従って、この実施の形態の結合方法では、従来のような焼入れ硬化処理が不要となって等速ジョイントの外輪の製造ラインに組み込むことができる。
【００１２】
なお、結合穴１２と突出部１６は全周で一様に溶着されて良好なシール性が得られるので、環状溝１７及びその中に装着されるシールリングは必ずしも必要ない。また、外輪１０と軸部１５の結合の後に行われるボール溝１１ａの焼入れと同時に、結合穴１２と突出部１６の結合部を焼入れしてもよく、そのようにすればこの結合部の硬度が高まり、また結合穴１２と突出部１６の圧入面における固体拡散が進展するので結合部の強度は一層増大する。また上記実施の形態では、結合穴１２と突出部１６は何れも円形としたが、この両部材１２，２６のいずれか一方をセレーションまたは多角形とすれば、回転に対する結合強度は一層増大する。
【００１３】
次に図２に示す第２の実施の形態の説明をする。この第２の実施の形態の外輪１０及び軸部１５は第１の実施の形態で説明したものと同一であり、いずれも焼入れ硬化処理されない生材である。軸部１５は矢印ωに示すように高速で回転され、その突出部１６を矢印Ｙに示すように結合穴１２に圧入することにより、外輪１０に同軸的に結合される点が第１の実施の形態と相違するだけである。
【００１４】
外輪１０は、第１の実施の形態と同様、底板部１０ａの内面が外輪支持治具２５に当接されるように固定支持される。軸部１５は、外輪１０と同軸的に設けられた回転軸（図示省略）の先端に支持されて矢印ωに示すように高速で回転され、慣性により回転させながら実線で示す位置から矢印Ｙに示すように移動され、二点鎖線１５Ａに示すように軸部１５の突出部１６は外輪１０の結合穴１２に圧入され、ボス部１５ａの端面が底板部１０ａの外面に当接して停止される。結合穴１２に対する突出部１６の圧入は、第１の実施の形態と同様高速で打ち込んでもよいし、比較的遅い速度で圧入してもよい。
【００１５】
軸部１５の回転速度は、結合部の圧入代及び径により増減するが、例えば圧入代が０．１ｍｍ、接合径φ３０のとき、１８，０００〜２５，０００ｒｐｍ  であり、軸部１５及びこれと共に回転する部分の運動エネルギは、結合穴１２と突出部１６の間の圧入面の摩擦により吸収されるので、この圧入面は摩擦熱により加熱される。この発熱は周囲に伝熱される間もなく短時間に生じるので、結合穴１２と突出部１６の間の圧入面付近だけが局部的にきわめて高温となり、外輪１０と軸部１５はこの圧入面で瞬間的に溶着されて一体的に結合される。
【００１６】
この第２の実施の形態も第１の実施の形態と同様、突出部１６の突出長は外輪１０の底板部１０ａの板厚とほゞ同じであるので、外輪１０と軸部１５よりなる外輪アセンブリＡを小形にすることができ、しかも外輪１０と軸部１５の結合は充分に強固である。また、結合穴１２と突出部１６は短時間に溶着結合されるので、第１の実施の形態と同様、結合孔１２と突出部１６に硬度差を持たせる必要がない。従って、従来のような焼入れ硬化処理が不要となって、等速ジョイントの外輪の製造ラインに組み込むことができる。
【００１７】
この第２の実施の形態の結合穴１２と突出部１６の形状は、図に示すように円筒形とする代わりに円錐台形状としてもよい。その他の変形及び結合部の付加的焼入れについては第１の実施の形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００１８】
また上記各実施の形態では、内輪２０が外輪１０に対し軸線方向に移動可能なスライド型等速ジョイントの外輪１０と軸部１５を結合するのに本発明を適用した例を示したが、本発明は内輪が外輪に対し軸線方向に移動しない固定型等速ジョイントの外輪と軸部を結合するのに適用することもできる。また、上述のようにボールを使う代わりに、トラニオンとローラを用いたトリポード型等速ジョイントの外輪と軸部を結合するのに適用することもできる。
【００１９】
【発明の効果】
結合穴と突出部の径は挿入可能な程度に突出部の径の方を大にすると共に同突出部の突出長は外輪の底板部の板厚とほゞ同じとして、軸部の突出部が外輪内に突出しないように外輪の結合穴に高速で打込んで圧入する第１の発明によれば、結合穴と突出部は圧入面で溶着されて互いに強固に結合されるので結合部である軸部の突出部の径を増大させる必要はなく、しかも軸部の突出部の先端が外輪内に突出することもないので外輪と軸部よりなる外輪アセンブリは小形となる。また、外輪と軸部は瞬間的に溶着結合されるので、外輪と軸部に硬度差を持たせる必要がなく、この発明による結合方法では、従来のような焼入れ硬化処理が不要となって等速ジョイントの外輪の製造ラインに組み込むことができる。
【００２０】
第１の発明において軸部の突出部を外輪の結合穴に高速で打込む代わりに、外輪と軸部を高速で相対回転させながら突出部を結合穴に圧入する第２の発明でも、結合穴と突出部は圧入面で溶着されるので互いに強固に結合される。従って第１の発明と同様、外輪と軸部よりなる外輪アセンブリは小形となり、また等速ジョイントの外輪の製造ラインに組み込むことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による等速ジョイントの外輪と軸部の結合方法の第１実施形態の説明図である。
【図２】本発明による等速ジョイントの外輪と軸部の結合方法の第２実施形態の説明図である。
【図３】本発明により結合された外輪と軸部よりなる外輪アセンブリを用いた等速ジョイントの一例を示す図である。
【符号の説明】
１０…外輪、１０ａ…底板部、１２…結合穴、１５…軸部、１６…突出部。
【図１】
0003622479.tif 000002
【図２】
0003622479.tif 000003
【図３】
0003622479.tif 000004