(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
等速形自在軸継手における凹溝部が内周面に形成されたカップ体であり、底部には軸部材先端の結合端部のが嵌め込まれる非円形の結合孔が貫通されている外輪部材と、外輪部材の結合孔に遊嵌し得る寸法・断面形状であり、その基部に外輪部材が当接する止め部が形成され、先端面に凹穴部が形成された結合端部をもつ軸部材とを次の工程で結合する結合方法。
（１）軸部材の結合端部に外輪部材の結合孔を外輪部材の底外面が結合端部の止め部に当るまで嵌め込み、結合端部を外輪部材の底部内面から適宜長さ突出させる。
（２）軸部材の結合端部の先端面に形成された凹穴部に丁度嵌合する形状寸法のマンドレルを嵌め込み、外輪部材の底部内面から突出した結合端部の凹穴部周辺の端面をかしめパンチで打撃する。
（３）前記打撃により、軸部材の結合端部の外周面を外方に押し広げると共に、結合端部の端面を外輪部材の底部の結合孔周辺の内面にかぶせるように外周に向って拡げかしめる。
【請求項２】
結合孔の非円形及び結合端部の断面形状の非円形が、多角形又は夫々の内周面及び外周面にセレーション形状が形成された円形である請求項１に記載の結合方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、等速形自在軸継手の外輪部における外輪部材と軸部材との結合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術による等速形自在軸継手の外輪部における外輪部材と軸部材との結合方法には、例えば特開平８−４９７２７号公報に開示されている次のような方法がある。
【０００３】
等速形自在軸継手の外輪部における外輪部材１の底部１ａに円形の結合孔部４を形成し、その内周面に多角形面又はセレーション溝を形成し、内周面を浸炭焼入れや高周波焼入れ等の表面硬化処理を施し、その結合孔部４に軸部材５の端部に形成した突出部７を圧入嵌合し、更に、外輪部材１内部に突出した突出部７を先端面をカシメ具９により軸方向に打撃して突出部７をの先端にカシメ部１４を形成して外輪部材１と軸部材５とを抜け止め・回り止めして固着結合する。（特開平８−４９７２７号公報・要約図参照）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の技術による等速形自在軸継手の外輪部における外輪部材と軸部材との結合方法では次のような問題点がある。
（１）軸部材５の突出部７を外輪部材１の結合孔部４に圧入嵌合させることにより結合孔部４におけるセレーション又は多角形状を軸部材５の突出部７に転写させて回転方向に拘束した結合を得ているので、軸部材５の突出部７と外輪部材１の結合孔部４とに硬度差が必要である。
【０００５】
従って、外輪部材１の結合孔部４に対し浸炭焼入れや高周波焼入れ等の表面硬化処理が必要となる。
浸炭焼入れは、処理に数時間を要し、その後の結合工程と一連の工程とすることができない。
高周波焼入れは、短時間の処理であるので、その後の結合工程と一連の工程とすることが可能であるが、浸炭焼入れに比し得られる表面硬度が低く、又熱処理により発生する歪が大きいので、結合工程のための結合部分の寸法精度が悪くなる。
【０００６】
（２）外輪部材の結合孔部に軸部材の突出部を圧入嵌合させるために、圧入時の荷重を高くする必要があり、嵌合部にかかる負荷により、外輪部材の割れ及び変形の発生の恐れがある。
上記の従来の技術の欠点を避けるために、軸部材５の突出部７と外輪部材１の結合孔部４との両者にセレーションや多角形状を成形して両者を遊嵌し、突出部７の先端面をカシメ具９により打撃して結合した場合、その対向面間の隙間により回転方向の拘束が不完全となる。又軸部材５の突出部７のセレーションや多角形の成形加工が突出部の基部までは不可能となり、これを避けるために結合孔部４にヌスミが必要となり、結合が不完全となる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明による等速形自在軸継手における凹溝部が内周面に形成されたカップ体であり、底部には軸部材先端の結合端部が嵌め込まれる非円形の結合孔が貫通されている外輪部材と結合されて等速形自在軸継手の外輪部を構成する軸部材を製造する製造方法は、次のような工程を行う。
【０００８】
（１）軸部材の結合端部の先端面から軸方向に所要距離離れた位置の外周面に所要径の鍔部を形成する。
（２）軸部材の先端面から鍔部までの間の軸部材の断面形状を非円形の結合孔に対応する非円形に形成し、結合端部とする。
（３）結合端部の基部の鍔部を、結合端部にかぶさるように結合端部側に向って変形させ、その先端縁を結合される外輪部材に対する止め部とすると共に結合端部の外周面との間に環状凹溝部を形成する。
そして、結合端部の断面形状が非円形が、例えば多角形又は外周面にセレーション形状が形成された円形である。
【０００９】
又、この発明による等速形自在軸継手における凹溝部が内周面に形成されたカップ体であり、底部には軸部材先端の結合端部が嵌め込まれる非円形の結合孔が貫通されている外輪部材と、外輪部材の結合孔に遊嵌し得る寸法・断面形状であり、その基部に外輪部材が当接する止め部が形成され、先端面に凹穴部が形成された結合端部をもつ軸部材とを結合する結合方法は、次の工程を行う。
【００１０】
（１）軸部材の結合端部に外輪部材の結合孔を外輪部材の底外面が結合端部の止め部に当るまで嵌め込み、結合端部を外輪部材の底部内面から適宜長さ突出させる。
（２）軸部材の結合端部の先端面に形成された凹穴部に丁度嵌合する形状寸法のマンドレルを嵌め込み、外輪部材の底部内面から突出した結合端部の凹穴部周辺の端面をかしめパンチで打撃する。
【００１１】
（３）前記打撃により、軸部材の結合端部の外周面を外方に押し広げると共に、結合端部の端面を外輪部材の底部の結合孔周辺の内面にかぶせる。
そして、結合孔の非円形及び結合端部の断面形状の非円形は、多角形又は夫々の内周面及び外周面にセレーション形状が形成された円形である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態における外輪部材と軸部材とから構成された等速形自在軸継手の一方の部材である外輪部の製造に際しての軸部材の製造方法及びその軸部材と外輪部材との結合方法について説明するのに当って、先ず、等速形自在軸継手自体について図面に従って説明する。
【００１３】
トリポード形軸継手として例示された等速形自在軸継手は、図１に示すように軸部材１０の先端にカップ状の外輪部材２０が結合された外輪部Ａと夫れ夫れが転動体、例えば球面ローラＣを回転自在に支持した３本のトリポード軸４０ａが円周等間隔（１２０度間隔）で放射方向に外周面から突出した内輪部材４０が軸部材３０の先端に結合された内輪部Ｂとが球面ローラＣを介して接続されて構成されている。即ち、球面ローラＣを支持した内輪部材４０が外輪部材２０内に挿入され、外輪部材２０の内周面に平行に列設された軸方向の各凹溝部２１に内輪部材３に支持された球面ローラＣが係合されている。
【００１４】
外輪部Ａの外輪部材２０は、図２及び図３に示すように、球面ローラＣが係合する凹溝部２１，２１，２１を円周等配に形成して、略クローバ葉形状の断面となったカップ体であり、底部２２には軸部材１の結合端部１２の小径部１４（後出）が嵌め込まれる結合孔２３が貫通されている。結合孔２３は非円形孔である。例えば、多角形孔であったり、図示の例のように内周面にセレーションが形成された円形孔であったりする。
【００１５】
外輪部Ａの軸部材１０は、次のようにして形成される。
（１）先端面に円筒形凹部１１が形成され、鍔部１４ａが形成された軸部材１０の素材１０ａを鍛造で成形して用意する。（図４参照）
場合によっては、例えば特開平８−４９７２７号公報に記載の結合方法に適用する場合には、円筒形凹部１１は省略されていてもよい。
この実施の形態においては、特許請求の範囲請求項３に記載の発明に適用するべく円筒形凹部１１が形成された素材１０ａで説明する。
【００１６】
（２）素材１０ａは、ダイスＤ１に装填される。その場合、ダイスＤ１の段部に鍔部１４ａが支えられ、結合端部は、中心から順に同心的に嵌挿されたマンドレルＭ、押えリングＲ、内周面にセレーション成形刃を備えたパンチＰ１から成る工具が嵌挿されるダイスＤ１の大径部に突出する。そして、鍔部１４ａの外径は、ダイスＤ１の大径部の径より適宜小さい。
そして、押えリングＲ及びパンチＰ１は、結合端部の先端面に当接すると共に、マンドレルＭは、円筒形凹部１１内に押し込まれる。（図５右半分参照）
【００１７】
（３）押えリングＲは、結合端部の先端面を押圧して、マンドレルＭと共にダイスＤ１に素材１０ａを固定すると共に、パンチＰ１が押込まれ、セレーション成形刃により結合端部１３の外周面にセレーション成形が施される。セレーション成形刃は、軸方向先端が図示のようにテーパが付けられているので、切り上がりが可能である。
それと共に、ダイスＤ１の段部に支えられた鍔部１４ａに対しパンチＰの先端面により打撃が加えられ、鍔部１４ａは、ダイスＤ１の大径部に相当する所定寸法にまで拡大し、鍔部１４に成形される。（図５左半分参照）
【００１８】
（４）次に、素材１０ａは、ダイスＤ２に装填される。その場合、ダイスＤ２のしごき段部に鍔部１４が支えられる。
そして、マンドレルＭに相当する先端小径部と鍔部１４の外径に相当する大径部とからなり、ダイスＤ２に嵌挿されるパンチＰ２の先端小径部は円筒形凹部１１内に押し込まれると共に、段部は結合端部の先端面に当接する。（図６右半分参照）
【００１９】
（５）そして、パンチＰ２の押し込みにより、鍔部１４は、ダイスＤ２のしごき段部により結合端部１３側へ向って押し曲げられ、セレーション１３ａの切り上がり部に円筒状にかぶさるように変形し、環状凹溝部１５が成形される。（図６左半分参照）
しごき加工において、必要に応じて、先端縁が環状凹溝部１５に相当する型が結合端部１３側から鍔部１４に当てられていてもよい。
【００２０】
（６）彎曲断面の鍔部１４の軸方向の環状先端面は、同一平面上になるよう仕上げ切削される。
セレーション１３ａの切り上がり部の外周に変形された鍔部１４で囲われた環状凹溝部１５は、液状シールやＯリング等のシール材溜りとして利用され得るし（図４参照）、鍔部１４の軸方向の環状先端面１４ａは、後述のようにカップ状の外輪部材２０のストッパとして機能する。従って、後述する外輪部材２０の嵌め込みに際して、セレーションの切り上がり部が影響しない。
【００２１】
かくして、先端面に円筒形凹部１１及び外周端面１２が形成されており、先端部がセレーション１３ａ形成の結合端部１３となり、結合端部１３の基部には環状凹溝部１５及びその周囲の鍔部１４が形成された外輪部Ａの軸部材１０が製造される。そして鍔部１４の軸方向の環状先端面１４ａと軸部材１０の端面、即ち結合端部１３の外周端面１２との間の軸方向の寸法は、後述のようにカップ状の外輪部材２０の底部の厚さより適宜の寸法だけ大きい。
【００２２】
外輪部Ａの外輪部材２０は、図２及び図５に示すように、球面ローラＣが係合する凹溝部２１，２１，２１を円周等配に形成して、略クローバ葉形状の断面となったカップ体であり、底部２２には軸部材１の結合端部１３の結合端部１３が遊嵌され結合孔２３が貫通されている。結合孔２３の内周面にセレーション２３ａが形成されている。
上記のような外輪部材２０は板金材から塑性加工により形成される。
【００２３】
等速形自在軸継手の外輪部Ａは、軸部材１０と外輪部材２０と結合されて構成されているが、その結合は、次のような工程で行われる。
先ず、図６（ａ）に示すように、軸部材１０の結合端部１３の結合端部１３に外輪部材２０の結合孔２３を、外輪部材２０の底外面が軸部材１０の鍔部１４の環状先端面１４ａに当るまで嵌め込む。その嵌め込みはセレーション同士１３ａ，２３ａを合わせて抵抗なく容易に行い得る。そして、外輪部材２０の結合孔２３が嵌め込まれた軸部材１０の結合端部１３は、外輪部材２０の底部の厚さより適宜の寸法だけ長いので、先端面が外輪部材２０の底内面より突出している。
【００２４】
次に、結合端部１３の円筒形凹部１１に丁度嵌まる円筒状のマンドレルＭとその外周に滑動可能に嵌められた中空円筒のかしめパンチＰ３とが用意される。かしめパンチＰ３の肉厚は、軸部１１の結合端部１３の外周端面１２の幅より多少大きい程度である。円筒形凹部１１が省略されている場合には、かしめパンチＰ３が中実のものでもよい。
【００２５】
外輪部材２０の結合孔２３が十分に嵌め込まれた軸部材１０に対してマンドレルＭを同心位置において対向接近させ、先端が結合端部１３の円筒形凹部１１の底内面に当接するまで嵌め込み押圧する（又は結合端部１３の先端面に熱接するまで押圧する）（図６（ａ）参照）。
それから、マンドレルＭの外周に滑動可能に嵌められた中空円筒のかしめパンチＰ３により、マンドレルＭの案内の下、軸部１１の結合端部１３の外周端面１２に対して軸方向に打撃を加える。
【００２６】
すると、外輪部材２０の底内面より突出している結合端部１３の突出部分は、結合孔２３の縁部から底内面にかぶさるように外周に向って拡がりかしめられると共に、結合端部１３は管状となり、その肉厚は変形し易いが、内周面側はマンドレルＭにより拘束されているので、外周面側は拡径し、結合端部１３の外周面のセレーション１３ａは、外輪部材２０の結合孔２３の内周面のセレーション２３ａに十分に食い込む（図６（ｂ）参照）。
【００２７】
かくして、外輪部材２０の結合孔２３の周辺は、軸部材１０の軸部材１０の鍔部１４の環状先端面１４ａと結合端部１３の突出部分のかしめ部との間に挟まれて、軸部材１０と外輪部材２０とは軸方向に強固に結合される。
それと共に、結合端部１３の外周面のセレーション１３ａが外輪部材２０の結合孔２３の内周面のセレーション２３ａに強固に食い込むことにより、軸部材１０と外輪部材２０とは回転方向に強固に結合される。
【００２８】
結合端部１３の外周面と外輪部材２０の結合孔２３の内周面とが、セレーションでなく、共に多角形であり、互に遊嵌されるものであってもよい。
なお、上記の実施の形態における等速形自在軸継手は、ローラを介してトルク伝達を行うトリポード形軸継手であるが、他の形式の等速形自在軸継手、例えばボールを介してトルク伝達を行うバーフィールド形軸継手等であってもよい。
【００２９】
【発明の効果】
この発明の製造方法で製造された軸部材と外輪部材とをこの発明の結合方法で結合する場合には、軸部材の断面形状が外輪部材の結合孔への圧入による転写でないので、外輪部材の結合孔の周辺の熱処理は不要の上、外輪部材の結合孔と軸部材の結合軸端部との嵌め合いが圧入でなく、抵抗ない挿入によるので、外輪部材の結合孔周辺の割れや変形が生じない上、一工程のかしめパンチの打撃により、外輪部材と軸部材とに対し軸方向及び回転方向に拘束された強固な結合を与えることができる。
【００３０】
又、マンドレルの外周に滑動可能に嵌められた中空円筒のかしめパンチは、軸部材の小径部に略等しい径でよく、外輪部材の底部と干渉しないので、外輪部材の底部の形状の自由度は増す。
更に軸部材の結合端部の基部の鍔部を、結合端部にかぶさるように結合端部側に向って変形させ、その先端縁を結合される外輪部材に対する止め部とすると共に結合端部の外周面との間に環状凹溝部を形成しているので、結合における非円形部が完全に有効となると共に環状凹溝部はシール材溜りとして利用し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態における結合方法により軸部材と外輪部材とが結合された外輪部が構成する等速形自在軸継手の断面図である。
【図２】この発明の実施の形態における結合方法により結合される等速形自在軸継手の軸部材と外輪部材との断面図である。
【図３】この発明の実施の形態における結合方法により軸部材に結合される外輪部材の側面図である。
【図４】この発明の実施の形態における軸部材の製造方法の説明図である。
【図５】この発明の実施の形態における軸部材の製造方法の説明図である。
【図６】この発明の実施の形態における軸部材の製造方法の説明図である。
【図７】この発明の実施の形態における軸部材の拡大図である。
【図８】この発明の実施の形態における軸部材と外輪部材との結合方法の説明図である。
【図９】図８の詳細説明図である。
【符号の説明】
Ａ  外輪部
１０  軸部材
１１  円筒形凹部
１２  外周端面
１３  結合端部
１３ａ  セレーション
１４  鍔部
１４ａ  環状先端面
１５  環状凹溝部。
２０  外輪部材
２１  凹溝部
２２  底部
２３  結合孔
Ｂ  内輪部
３０  軸部材
４０  内輪部材
４０ａ  トリポード軸
Ｃ  球面ローラ
Ｄ１，Ｄ２  ダイス
Ｍ  マンドレル
Ｒ  押えリング
Ｐ１，Ｐ２  パンチ
Ｐ３  かしめパンチ
【図１】
0003589281.tif 000002
【図２】
0003589281.tif 000003
【図３】
0003589281.tif 000004
【図４】
0003589281.tif 000005
【図５】
0003589281.tif 000006
【図６】
0003589281.tif 000007
【図７】
0003589281.tif 000008
【図８】
0003589281.tif 000009
【図９】
0003589281.tif 000010