(57)【要約】【課題】等速ジョイントにおけるアウタ部材の面取部に対して確実かつ安定して面取加工を行う。【解決手段】加工装置１０は、本体部１２の上部に設けられる回転駆動源１４によって回転する回転体１６と、前記回転体１６を回転自在に保持する軸受３６と、前記軸受３６と所定間隔離間して本体部１２の上部に設けられる支持体２２と、前記支持体２２の上部に傾動自在に軸支される加工機構２８と、前記加工機構２８のアーム部２６の先端部に回転自在に保持され、アウタ部材１８のカップ部５６の面取加工を行う加工工具７４とからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のボール溝またはローラ溝を含む凹凸状の面取部を有する等速ジョイントのアウタ部材を、回転駆動源の駆動作用下に回転する回転体に保持する工程と、前記回転体に保持された前記アウタ部材を前記回転駆動源の駆動作用下に低速度で回転させる工程と、
前記アウタ部材の開口部の内周面に沿って形成された面取部に加工機構を当接させ、前記加工機構を前記回転体より高速度で回転させて前記アウタ部材の面取部の形状に倣って加工する工程と、
を有することを特徴とする等速ジョイント用アウタ部材の加工方法。
【請求項２】
請求項１記載の等速ジョイント用アウタ部材の加工方法において、
前記アウタ部材の回転速度を前記面取部の周長における１０〜４０〔ｍｍ／秒〕の範囲内とし、前記加工機構の回転数を１８０００〜２５０００〔ｒｐｍ〕の範囲内とし、前記加工機構が前記アウタ部材のカップ部の面取部に当接した際に前記面取部に付与される荷重を５０〜３５０〔ｇｆ〕の範囲内とすることを特徴とする等速ジョイント用アウタ部材の加工方法。
【請求項３】
請求項１記載の等速ジョイント用アウタ部材の加工方法において、
前記加工機構は、スピンドルからなることを特徴とする等速ジョイント用アウタ部材の加工方法。
【請求項４】
請求項１記載の等速ジョイント用アウタ部材の加工方法において、
前記アウタ部材の面取部には、前記加工機構の傾動作用下に前記加工機構が前記面取部に当接した際、該加工機構の自重が押圧荷重として付与されることを特徴とする等速ジョイント用アウタ部材の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸部とカップ部とから一体的に構成される等速ジョイントのアウタ部材の内周面に沿って形成された面取部を加工する等速ジョイント用アウタ部材の加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車の動力伝達手段には、駆動されるシャフトの角度に影響されることなく円滑な回転力を得るために、等速ジョイントが採用されている。この種の等速ジョイントは鍛造成形により成形され、外輪部材と内輪部材に設けられた複数のボール溝にボールベアリングを介装して構成されるバーフィールド型と、外輪部材の軸線方向に沿って少なくとも３本のローラ溝が設けられ、このローラ溝に対して内輪部材に配設されているローラを嵌合して構成されるトリポート型とが知られている。
【０００３】
そして、前記外輪部材におけるカップ部開口部の内周面には、該開口部の内部側に向かって所定角度傾斜した面取部が凹凸状に形成されている。前記面取部を設けることにより、外輪部材と内輪部材とを一体的に組み付ける際の組付性を向上させている。
【０００４】
ところで、バーフィールド型の等速ジョイントの面取部には、外輪部材を鍛造成形する際にバリ等が生じるため、前記面取部における加工位置、形状等に合わせて予めプログラミングされたＮＣ加工機によって切削加工を施し、前記外輪部材の面取部に生じるバリ等を除去している。
【０００５】
また、トリポート型の等速ジョイントの面取部には、素材形状のばらつき、鍛造金型の摩耗および鍛造成形を行う際の荷重の関係からカップ部端面に生じる素材の伸び量が相違するため、予めプログラミングされたＮＣ加工機によって切削加工を施している。
【０００６】
なお、等速ジョイントの外輪部材および内輪部材の加工方法の先行技術としては、例えば、特許文献１に示されるように、等速ボールジョイントにおける外輪部材および内輪部材のボール溝の加工方法が知られている。
【０００７】
このボール溝の加工方法は、加工工具が先端に設けられた軸を回転自在に保持して、前記軸をモータによって回転させている。そして、ワーク保持部に保持された等速ジョイントの外輪部材および内輪部材を前記加工工具に対して揺動自在に設け、前記外輪部材および内輪部材を適宜に揺動させて所望のボール溝の内壁面を加工工具によって切削加工している。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭５８−２２６５１号公報（第４頁左下欄〜右上欄）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来技術に係る等速ジョイント用アウタ部材の加工方法においては、ワークとなる外輪部材の面取部に加工を施す場合、予めプログラミングされたＮＣ加工機を介して行っており、加工を行う前にワークとなる外輪部材を予め高精度に位置決めしておく必要がある。そのため、前記外輪部材の位置決め作業に多大な時間を要するという問題がある。
【００１０】
また、鍛造成形されたアウタ部材の許容寸法内の製造誤差によってＮＣ加工機による加工精度にばらつきが生じた場合、調整作業を行い加工精度を向上させるという煩雑な作業が伴い、そのために作業効率が低下するという問題がある。
【００１１】
一方、特許文献１に係る等速ジョイントのボール溝の加工方法においては、外輪部材に対して加工を施す軸部が回動自在に保持されているため、ワーク保持部の揺動動作のみで加工工具をワークのボール溝の内壁面に当接させて加工している。そして、前記ボール溝の加工が終了した後に隣接する他のボール溝の内壁面を加工する際、前記外輪部材を回転させて再度ワーク保持部に保持させて前記他のボール溝の加工を行っており、その外輪部材をワーク保持部に再び保持し直すという作業が煩雑である。
【００１２】
本発明は、前記の問題を考慮してなされたものであり、アウタ部材の開口部の面取部に対して安定して面取加工を行うことが可能な等速ジョイント用アウタ部材の加工方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明に係る等速ジョイント用アウタ部材の加工方法は、複数のボール溝またはローラ溝を含む凹凸状の面取部を有する等速ジョイントのアウタ部材を、回転駆動源の駆動作用下に回転する回転体に保持する工程と、
前記回転体に保持された前記アウタ部材を前記回転駆動源の駆動作用下に低速度で回転させる工程と、
前記アウタ部材の開口部の内周面に沿って形成された面取部に加工機構を当接させ、前記加工機構を前記回転体より高速度で回転させて前記アウタ部材の面取部の形状に倣って加工する工程と、
を有することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、回転自在に設けられる回転体にアウタ部材を一体的に保持し、前記アウタ部材を低速度で回転させるとともに、本体部に対して傾動自在に設けられる加工機構をアウタ部材の面取部に当接させた状態で高速度で回転させることにより、アウタ部材の開口部の周面に沿って形成された面取部に対して加工を施している。
【００１５】
従って、前記加工機構が低速度で回転するアウタ部材における面取部の凹凸形状に倣って傾動するため、前記面取部から加工機構が離間することがなく、アウタ部材の面取部に対して常に安定して面取加工を施すことができる。
【００１６】
また、アウタ部材の回転速度を前記面取部の周長における１０〜４０〔ｍｍ／秒〕の範囲内とし、前記加工機構の回転数を１８０００〜２５０００〔ｒｐｍ〕の範囲内とし、前記加工機構が前記アウタ部材のカップ部の面取部に当接した際に前記面取部に付与される荷重を５０〜３５０〔ｇｆ〕の範囲内とすることにより、より一層確実かつ安定して面取部の加工を行うことができる。
【００１７】
さらに、前記加工機構にはスピンドルを用いることが好ましい。
【００１８】
さらにまた、前記アウタ部材の面取部に前記加工機構の傾動作用下に前記加工機構が前記面取部に当接した際、該加工機構の自重を押圧荷重として付与することにより、前記面取部に対して常に加工機構が当接した状態を保持することができる。そのため、加工機構に対して高精度な制御を行うという煩雑な作業が不要となり、簡便に面取部の面取加工を行うことができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る等速ジョイント用アウタ部材の加工方法についてこれを実施する装置との関係において好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２０】
図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る等速ジョイント用アウタ部材の加工方法を実施するために用いられる加工装置を示す。なお、本実施の形態では、複数のボール溝５８にボールベアリングを介装して構成されるバーフィールド型の等速ジョイント用アウタ部材を加工する場合について説明する（図６参照）。
【００２１】
この加工装置１０は、図示しないボルトを介して床面等に固定される本体部１２と、前記本体部１２の上部に設けられ、電流が供給されることにより回転駆動する回転駆動源１４と、前記回転駆動源１４の駆動作用下に回転する回転体１６と、前記回転体１６の略中央部に設けられ、等速ジョイントのアウタ部材１８を保持する保持部２０と、前記本体部１２の上面に前記回転駆動源１４と所定間隔離間して設けられる支持体２２と、前記支持体２２にピン部材２４を介して傾動自在に軸支されるアーム部２６と、前記アウタ部材１８のカップ口元部６０（後述する）に面取加工を施す加工機構２８とからなる。
【００２２】
回転駆動源１４は、例えば、モータからなり、アダプタ３０を介して本体部１２の上部に一体的に固定されている。また、前記回転駆動源１４には、略中央部に回転軸３２が設けられ、図示しない電源から供給される電流によって前記回転軸３２が回転駆動する。前記回転軸３２の一端部には、前記回転軸３２より拡径された第１プーリ３４が一体的に連結されている。
【００２３】
回転体１６は、本体部１２の上部に前記回転駆動源１４と略平行に配設される軸受３６に回転自在に保持されている。前記軸受３６は、本体部１２の上部にアダプタ３０を介して一体的に固定されている。そして、軸受３６の略中央部には、軸線方向に沿って貫通した貫通孔３８が形成され、その内部に前記回転体１６の後述するシャフト部４０が挿通されて回転自在に保持されている。
【００２４】
また、回転体１６は、軸受３６の貫通孔３８に保持されるシャフト部４０と、前記シャフト部４０の一端部側に形成される拡径部４２と、前記シャフト部４０の他端部側に連結される第２プーリ４４とからなる。
【００２５】
前記拡径部４２は、前記シャフト部４０より半径外方向に拡径して形成され、その略中央部には、所定深さだけ窪み、保持部２０が装着される装着穴４６が形成されている（図３参照）。
【００２６】
前記回転体１６の第２プーリ４４と回転駆動源１４の第１プーリ３４との間には、環状の伝達ベルト４８が懸架されている。すなわち、前記回転駆動源１４の駆動作用下に、回転軸３２に連結される前記第１プーリ３４に懸架された前記伝達ベルト４８を介して回転体１６に回転駆動力が伝達される。
【００２７】
保持部２０は、図３に示されるように、断面略Ｌ字状に形成される複数（例えば、３本）のチャック５０からなり、前記チャック５０は、それぞれ周方向に沿って等角度離間して装着穴４６の内部に配設されている。
【００２８】
前記チャック５０は、装着穴４６より支持体２２側に所定長だけ突出するように配設され、前記装着穴４６より突出するチャック５０の端部には、半径内方向に略直交するように折曲した把持部５２が形成されている。前記把持部５２の内周面は、該把持部５２によって保持されるアウタ部材１８の軸部５４の外周面に対応して断面略円弧状に形成されている。
【００２９】
また、チャック５０は、図示しない駆動源の駆動力によって装着穴４６の内部において半径方向に変位自在に設けられている。
【００３０】
すなわち、チャック５０が前記駆動源の駆動作用下に最も半径内方向に変位した状態において、前記把持部５２の内周径がアウタ部材１８の軸部５４の外周径より若干小さくなるように形成されている。前記把持部５２の内周側にアウタ部材１８の軸部５４を挿入することにより、複数のチャック５０の半径内方向への変位作用下に前記把持部５２の内周面によってアウタ部材１８が保持される。
【００３１】
その結果、前記チャック５０の把持部５２によってアウタ部材１８が回転体１６に対して一体的に固定されるため、前記回転体１６の回転作用下にアウタ部材１８が回転体１６と一体的に回転する。
【００３２】
また、反対に、前記駆動源の駆動力を介して前記チャック５０を半径外方向へと変位させることにより、前記軸部５４を保持している把持部５２が一体的に半径外方向へと変位する。そのため、前記把持部５２による前記軸部５４の保持状態が解除され、前記アウタ部材１８を保持部２０より脱着させることができる。
【００３３】
前記保持部２０に保持される等速ジョイントのアウタ部材１８は、図６に示されるように、一端部側に形成される軸部５４と、他端部側に前記軸部５４より拡径して形成されるカップ部５６とからなり、このカップ部５６の球面状の内周面には、複数（例えば、６本）のボール溝５８が稜線部分を介して等角度間隔ずつ離間して設けられている。カップ部５６の開口するカップ口元部６０には、各ボール溝５８を構成する内壁面および稜線部分に位置するように内周面の全周にわたって第１面取部（面取部）６２および第２面取部（面取部）６４が鍛造成形等により形成されている。
【００３４】
なお、前記アウタ部材１８は、複数のボール溝５８にボールベアリングを介装して構成されるバーフィールド型に限定されるものではなく、アウタ部材１８の軸線方向に沿って少なくとも３本のローラ溝が設けられ、このローラ溝に対してインナ部材に配設されているローラを嵌合して構成されるトリポート型のアウタ部材６８（図７参照）でもよい。
【００３５】
支持体２２は、図１に示されるように、本体部１２の上面に略直交するように連結され、所定間隔離間して上方へと延在する薄板状の一対のプレート部６６ａ、６６ｂが形成されている。前記一対のプレート部６６ａ、６６ｂの間には加工機構２８におけるアーム部２６の一端部側が配設され、前記アーム部２６の内部を挿通するピン部材２４が、前記プレート部６６ａ、６６ｂのそれぞれの対向する位置に形成される孔部にカラー部材７０を介して挿通されている。すなわち、アーム部２６の一端部がピン部材２４を介して支持体２２に傾動自在に軸支されている。なお、前記カラー部材７０は、樹脂製材料より環状に形成されている。
【００３６】
また、支持体２２の上部には、その回転体１６と離間する方向の角部に係止ピン７２がプレート部６６ａ、６６ｂの間を連結するように設けられている。すなわち、前記加工機構２８が回転体１６に対向した状態からピン部材２４を支点として矢印Ａ方向へと傾動した際、前記加工機構２８におけるアーム部２６の外周面が係止ピン７２に当接することにより、前記アーム部２６の傾動動作が係止された状態となる。
【００３７】
加工機構２８は、略円柱状に形成され、内部に図示しない駆動部が内蔵されてるアーム部２６と、前記アーム部２６の先端部に回転体１６と略対向するように設けられ、前記アーム部２６の内部に設けられる前記駆動部の駆動作用下に回転自在に設けられる加工工具７４（例えば、切削スピンドル）とからなる。
【００３８】
前記アーム部２６の一端部は、支持体２２に挿通されるピン部材２４によって傾動自在に軸支されるとともに、他端部側の略中央部には前記駆動部と一体的に連結される加工工具７４が設けられている。
【００３９】
加工工具７４は、アーム部２６の略中央部に回転自在に支持される回転シャフト部７６と、前記回転シャフト部７６の先端部に回転シャフト部７６より半径外方向に拡径するとともに、先端部に向かって徐々に縮径するテーパ状に形成される切削部７８とからなる。前記切削部７８は、アウタ部材１８の第１および第２面取部６２、６４に切削加工を施すために設けられている。
【００４０】
本発明の実施の形態に係る加工装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、加工機構２８が、ピン部材２４を支点として矢印Ａ方向へと傾動して係止ピン７２に係止された状態として説明する（図１の二点鎖線状態）。
【００４１】
先ず、ワークとなるアウタ部材１８の軸部５４をチャック５０の内部に挿入し、図示しない駆動源による駆動作用下に前記チャック５０を半径内方向へと変位させて、チャック５０の把持部５２によって前記軸部５４を確実に保持する。すなわち、前記チャック５０を介してアウタ部材１８が回転体１６に一体的に固定される。
【００４２】
そして、図示しない電源より回転駆動源１４に電流を供給することにより、前記回転駆動源１４の回転軸３２が回転し、回転駆動力が、前記回転軸３２に連結された第１プーリ３４に懸架された伝達ベルト４８を介して回転体１６の第２プーリ４４へと伝達される。そのため、軸受３６に保持された回転体１６が回転し、前記回転体１６の回転作用下に保持部２０に保持されたアウタ部材１８が一体的に回転する。
【００４３】
そして、前記アウタ部材１８の回転速度は、９秒間で１回転する低速度に設定するとよい。換言すると、図４に示されるように、アウタ部材１８のカップ部５６の第２面取部６４の周径Ｃが１０〜４０〔ｍｍ／秒〕となるような低速度で回転させるとよい。その際、アウタ部材１８の回転速度を３０〔ｍｍ／秒〕の低速度で回転させると一層好適である。
【００４４】
次に、前記支持体２２の係止ピン７２によって係止されていたアーム部２６を例えば、シリンダ等のアクチュエータによって自動的にピン部材２４を支点として矢印Ｂ方向へと傾動させ、加工機構２８の切削部７８をアウタ部材１８の第１および第２面取部６２、６４に当接させる。
【００４５】
なお、前記加工機構２８のアウタ部材１８に対する相対位置は、支持体２２に設けられる図示しない調整機構によって任意に調整することができる。そのため、常に加工機構２８の切削部７８をアウタ部材１８の第１および第２面取部６２、６４に当接する位置とすることができる。
【００４６】
そして、前記加工機構２８の切削部７８がアウタ部材１８の第１および第２面取部６２、６４に当接した後、アーム部２６に内蔵された図示しない駆動部に電流を供給することにより加工機構２８の加工工具７４を回転させる。なお、前記加工工具７４の回転速度は、回転体１６の回転速度より高速に設定される。
【００４７】
また、前記アウタ部材１８を保持した回転体１６の回転方向と、加工工具７４の回転方向とは同一方向となるように設定されている。
【００４８】
すなわち、例えば、図４に示されるように、アウタ部材１８がカップ口元部６０側から見て時計回り（矢印Ｇ参照）に回転する際には、前記アウタ部材１８と対向する加工工具７４がアーム部２６側から見て同様に時計回り（矢印Ｈ参照）に回転する。
【００４９】
また、その際、前記加工工具７４の回転数を１８０００〜２５０００〔ｒｐｍ〕の範囲内とするとよい。
【００５０】
そして、前記加工工具７４は、図５に示されるように、アーム部２６を介して傾動自在に軸支されているため、アウタ部材１８の回転作用下に互いに形状の異なる第１および第２面取部６２、６４の内周面の形状に倣ってピン部材２４を支点として矢印Ｄ方向または矢印Ｅ方向へと傾動する。詳細には、アウタ部材１８の第１面取部６２を加工している際には、前記加工工具７４が矢印Ｄ方向に傾動するとともに、アウタ部材１８の第２面取部６４を加工している際には、加工工具７４が矢印Ｅ方向へと傾動する。
【００５１】
その結果、第１および第２面取部６２、６４の内周面が、アウタ部材１８および加工機構２８の回転作用下に切削部７８によって切削されて好適に面取加工され、アウタ部材１８を成形する際に第１および第２面取部６２、６４に生じるバリ等を確実に除去することができる。
【００５２】
一方、その際、前記切削部７８からアウタ部材１８の第１および第２面取部６２、６４に付与される荷重は、支持体２２に軸支された加工機構２８の自重のみである。
【００５３】
換言すると、傾動自在に設けられた加工機構２８は、矢印Ｂ方向へと傾動して該加工機構２８の切削部７８が第１および第２面取部６２、６４に対して当接して、その傾動動作が係止されている状態となる。すなわち、加工機構２８の自重が切削部７８を介して第１および第２面取部６２、６４に付与されている。
【００５４】
また、加工機構２８が第１および第２面取部６２、６４に当接した際、前記第１および第２面取部６２、６４に加工機構２８より付与される荷重を５０〜３５０〔ｇｆ〕の範囲内とするとよい。
【００５５】
最後に、第１および第２面取部６２、６４に対して加工機構２８によって面取加工が施されたアウタ部材１８を回転体１６より脱着する際には、図示しない駆動部の駆動作用下に回転している加工工具７４の回転を停止する。そして、図１に示されるように、例えば、シリンダ等のアクチュエータによって自動的に前記アーム部２６を矢印Ａ方向へと傾動させ、前記加工機構２８におけるアーム部２６の外周面を支持体２２の係止ピン７２へと当接させて係止させる。
【００５６】
次に、本体部１２に配設された回転駆動源１４の回転を停止することにより、伝達ベルト４８を介して駆動する回転体１６の回転動作を停止し、図示しない駆動源の作用下にチャック５０を装着穴４６の半径外方向へと変位させる。そして、前記チャック５０の把持部５２に一体的に保持されていた前記アウタ部材１８を回転体１６より脱着する。
【００５７】
以上のように、本実施の形態では、アウタ部材１８の第１および第２面取部６２、６４に面取加工を施すための加工工具７４をアーム部２６の他端部側に設け、前記アーム部２６を本体部１２に設けられる支持体２２の上部に傾動自在に軸支している。
【００５８】
そして、回転駆動源１４の駆動作用下に低速度で回転するアウタ部材１８の第１および第２面取部６２、６４の内周面に加工工具７４を高速度で回転させた状態で当接させ、前記加工機構２８が、その自重によって切削部７８を第１および第２面取部６２、６４へと押圧している。
【００５９】
そのため、前記切削部７８が第１および第２面取部６２、６４の内周面形状に倣って傾動するため、第１および第２面取部６２、６４の内周面に沿って確実かつ安定して面取加工することができる。
【００６０】
また、加工機構２８の傾動作用下に、アウタ部材１８の第１および第２面取部６２、６４の内周面形状に倣って加工を施すことできるため、煩雑な作業または操作をすることなく簡便に第１および第２面取部６２、６４の内周面に面取加工を施すことができる。
【００６１】
さらに、カップ部５６における面取形状が異なるアウタ部材１８に対して面取加工を施す場合においても、前記面取形状に対して切削部７８を当接させ、加工機構２８を前記面取形状に倣って傾動させながら面取加工を施すことにより、煩雑な作業を行うことなく種々の面取形状に対応させて容易に面取加工を施すことができる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００６３】
すなわち、高速度で回転する加工機構が低速度で回転するアウタ部材における面取部の形状に倣って傾動するため、前記面取部から加工機構が離間することがなく、アウタ部材の面取部に対して常に安定して面取加工を施すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る等速ジョイント用アウタ部材の加工装置の側面図である。
【図２】図１の等速ジョイント用アウタ部材の加工装置の正面図である。
【図３】図１のアウタ部材と加工機構の近傍の部分拡大側面図である。
【図４】図１の矢印Ｆ方向から見たアウタ部材のカップ部と加工機構とを示す拡大矢視図である。
【図５】図３において加工機構がカップ部の面取部の形状に伴って傾動した状態を示す動作説明図である。
【図６】図１のバーフィールド型の等速ジョイントのアウタ部材の斜視図である。
【図７】トリポート型の等速ジョイントのアウタ部材の斜視図である。
【符号の説明】
１０…加工装置                    １２…本体部
１４…回転駆動源                  １６…回転体
１８、６８…アウタ部材            ２０…保持部
２２…支持体                      ２４…ピン部材
２６…アーム部                    ２８…加工機構
３６…軸受                        ３８…貫通孔
４０…シャフト部                  ４２…拡径部
５０…チャック                    ５４…軸部
５６…カップ部                    ６２…第１面取部
６４…第２面取部                  ７２…係止ピン
７４…加工工具                    ７６…回転シャフト部
７８…切削部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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