(57)【要約】【課題】  潤滑処理をインラインで実行することができ、安価で良好な潤滑性能を確保する。【解決手段】  外球面に複数のトラック溝を円周方向等間隔に軸方向に沿って形成した等速自在継手用内輪の製造装置であって、内輪の素形材１６ｂを鍛造成形するプレス機２９の出力側に、素形材１６ｂの表面に水溶性潤滑材３４を被着させ、鍛造余熱でもって水溶性潤滑材３４の溶媒を蒸発させることにより水溶性潤滑被膜を形成する被膜形成装置３１を設置する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外球面に複数のトラック溝を円周方向等間隔に軸方向に沿って形成した等速自在継手用内輪の製造方法であって、前記内輪の素形材を鍛造成形した後、前記素形材の表面に水溶性潤滑材を被着させ、鍛造余熱でもって前記水溶性潤滑材の溶媒を蒸発させることにより水溶性潤滑被膜を形成することを特徴とする等速自在継手用内輪の製造方法。
【請求項２】
前記内輪の素形材の鍛造工程と被膜形成工程とをインラインで構成した請求項１に記載の等速自在継手用内輪の製造方法。
【請求項３】
外球面に複数のトラック溝を円周方向等間隔に軸方向に沿って形成した等速自在継手用内輪の製造装置であって、前記内輪の素形材を鍛造成形する鍛造装置の出力側に、前記素形材の表面に水溶性潤滑材を被着させ、鍛造余熱でもって前記水溶性潤滑材の溶媒を蒸発させることにより水溶性潤滑被膜を形成する被膜形成装置を設置したことを特徴とする等速自在継手用内輪の製造装置。
【請求項４】
前記被膜形成装置は、素形材の表面に水溶性潤滑材を噴霧する噴霧装置である請求項３に記載の等速自在継手用内輪の製造装置。
【請求項５】
前記被膜形成装置は、素形材が浸漬される水溶性潤滑材を収容した槽である請求項３に記載の等速自在継手用内輪の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速自在継手用内輪の製造方法及び製造装置に関し、詳しくは、自動車や各種産業機械の動力伝達系において使用され、例えば４ＷＤ車やＦＲ車などで使用されるドライブシャフトやプロペラシャフトに組み込まれた等速自在継手の一つの構成部品である内輪を製造する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のドライブシャフト等の連結用継手として使用されている固定式等速自在継手（バーフィールド型等速自在継手：ＢＪ）は、図７および図８に示すように内球面１に曲線状のトラック溝２を軸方向に形成した外輪３と、外球面４に曲線状のトラック溝５を軸方向に形成した内輪６と、外輪３のトラック溝２とこれに対応する内輪６のトラック溝５とが協働して形成されるボールトラックに配された複数のトルク伝達用ボール７と、それらのボール７を保持するポケット８が形成されたケージ９とで構成される。複数のボール７は、ケージ９に形成されたポケット８に収容されて円周方向等間隔に配置されている。
【０００３】
この等速自在継手では、大きな作動角を取り得る構造とするため、図７に示すように、外輪３のトラック溝２の曲率中心Ｏ１と内輪６のトラック溝５の曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏに対して等距離Ｆだけ軸方向逆向きにオフセットさせている。これにより、対をなす外輪３のトラック溝２と内輪６のトラック溝５とで構成されるボールトラックは、外輪３の奥側から開口側に向かって径方向間隔が徐々に拡大する楔状を呈している。なお、外輪３の内球面１の曲率中心と内輪６の外球面４の曲率中心は継手中心Ｏと一致している。
【０００４】
ところで、この等速自在継手の構成部品の一つである内輪６は、トラック溝５の曲率中心Ｏ２と外球面４の曲率中心（継手中心Ｏ）とを軸方向にオフセットさせていることから、トラック溝５の曲率中心Ｏ２の位置で軸方向に２分割した金型を用いた閉塞鍛造や内輪６の素形材の軸方向略半分ずつを２回に分けて成形する鍛造方法などで製作している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭５７−５６１３２号公報（第２頁左右下欄および第５図、第６図、第７図参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述した鍛造方法の内、内輪６の素形材の軸方向略半分ずつを２回に分けて成形する鍛造方法では、使用する金型の焼付きを防止して金型寿命の向上を図るため、以下のいずれかの潤滑処理を施している。まず第一に、２回の鍛造処理のそれぞれの鍛造前にボンデ処理を施す。ここで、ボンデ処理とは、素形材の表面に不溶性のリン酸マンガンやリン酸亜鉛を含むリン酸塩被膜を形成する処理を意味する。第二に、１回目の鍛造前にボンデ処理を施し、２回目の鍛造時にプレス機内で素形材または金型、あるいは素形材と金型の両方に潤滑油を噴霧して潤滑被膜を形成する。第三に、１回目の鍛造前に二硫化モリブデン処理を施して２回目の鍛造時には特に処理を施さない。以上のような潤滑処理を施すことにより、金型の焼付きを防止して金型寿命の向上を図っている。
【０００６】
しかしながら、前述した第一の潤滑処理の場合、１回目の鍛造後にボンデ処理を施すには、この潤滑処理を一旦オフラインで実行しなければならず、生産性が悪くなるという問題がある。また、第二の潤滑処理の場合、潤滑油は比較的高価であると共に、ボンデ粉と混ざると粘土状に固まり、金型の動作不良や金型への充填不良の原因になる。また、廃油処理が必要であり、プレス機内が油雰囲気となって金型交換などの作業環境が悪くなるという問題がある。さらに、第三の潤滑処理の場合、二硫化モリブデンが高価であるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、潤滑処理をインラインで実行することができ、安価で良好な潤滑性能を確保し得る等速自在継手用内輪の製造方法及び製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するための技術的手段として、本発明は、外球面に複数のトラック溝を円周方向等間隔に軸方向に沿って形成した等速自在継手用内輪の製造方法であって、内輪の素形材を鍛造成形した後、素形材の表面に水溶性潤滑材を被着させ、鍛造余熱でもって水溶性潤滑材の溶媒を蒸発させることにより水溶性潤滑被膜を形成することを特徴とする。この場合、内輪の素形材の鍛造工程と被膜形成工程とをインラインで構成することが可能である。
【０００９】
また、本発明は、外球面に複数のトラック溝を円周方向等間隔に軸方向に沿って形成した等速自在継手用内輪の製造装置であって、内輪の素形材を鍛造成形する鍛造装置の出力側に、素形材の表面に水溶性潤滑材を被着させ、鍛造余熱でもって水溶性潤滑材の溶媒を蒸発させることにより水溶性潤滑被膜を形成する被膜形成装置を設置したことを特徴とする。なお、この被膜形成装置としては、素形材の表面に水溶性潤滑材を噴霧する噴霧装置あるいは素形材が浸漬される水溶性潤滑材を収容した槽が実現容易である。
【００１０】
本発明では、１回目の鍛造後にその鍛造余熱を利用して水溶性潤滑被膜を形成することにより、素形材の鍛造工程と被膜形成工程とをインラインで構成することができる。また、２回目の鍛造時に金型の動作不良や金型への充填不良が発生することなく、廃油処理も不要となり、作業環境を改善でき、その結果、安価で良好な潤滑性能を確保することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、内輪の素形材を鍛造成形した後、素形材の表面に水溶性潤滑材を被着させ、鍛造余熱でもって水溶性潤滑材の溶媒を蒸発させることにより水溶性潤滑被膜を形成することにより、素形材の鍛造工程と被膜形成工程とをインラインで構成することができ、安価に潤滑被膜を形成することができる。また、鍛造余熱を利用していることから、予熱および乾燥工程のない簡単な装置での潤滑被膜形成が可能となり、設備の簡素化を実現でき、製品コストの低減化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図３および図４は、本発明の実施形態における内輪を組み込んだ固定式等速自在継手（バーフィールド型等速自在継手：ＢＪ）の全体構成を例示する。なお、本発明はこれに限定されることなく、アンダーカットフリー型等速自在継手（ＵＪ）などの他の固定式等速自在継手や、ダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）などの摺動式等速自在継手にも適用可能である。
【００１３】
図３および図４に示す固定式等速自在継手は、外輪１３と、内輪１６と、ボール１７と、ケージ１９を主要な構成要素としている。この等速自在継手によって連結すべき二軸、例えば従動側の回転軸（図示せず）を外輪１３と結合し、駆動側の回転軸（図示せず）を結合して、両者が角度をなした状態でも等速でトルクを伝達するようになっている。
【００１４】
外輪１３はマウス部とステム部とからなり、ステム部にて従動側の回転軸とトルク伝達可能に結合する。マウス部は一端にて開口した椀状で、その内球面１１に、軸方向に延びた複数のトラック溝１２が円周方向等間隔に形成されている。そのトラック溝１２はマウス部の開口端まで延びている。
【００１５】
内輪１６は、その外球面１４に、軸方向に延びた複数のトラック溝１５が円周方向等間隔に形成されている。そのトラック溝１５は内輪１６の軸方向に切り通されている。内輪１６は駆動側の回転軸とトルク伝達可能に結合するためのスプライン孔を有している。
【００１６】
外輪１３のトラック溝１２と内輪１６のトラック溝１５とは対をなし、各対のトラック溝１２，１５で構成されるボールトラックに１個ずつ、ボール１７が転動可能に組み込んである。ボール１７は外輪１３のトラック溝１２と内輪１６のトラック溝１５との間に介在してトルクを伝達する。
【００１７】
各ボール１７はケージ１９の円周方向に配設したポケット１８内に収容されている。ボール１７の数、換言すれば、トラック溝１２，１５の数は任意であるが、例を挙げるならば６あるいは８である。特に、ボール１７が８個の場合、コンパクトな等速自在継手を実現することができる。
【００１８】
この等速自在継手では、大きな作動角を取り得る構造とするため、図３に示すように、外輪１３のトラック溝１２の曲率中心Ｏ１と内輪１６のトラック溝１５の曲率中心Ｏ２は継手中心Ｏに対して等距離Ｆだけ軸方向逆向きにオフセットさせている。これにより、対をなす外輪１３のトラック溝１２と内輪１６のトラック溝１５とで構成されるボールトラックは、外輪１３の奥側から開口側に向かって径方向間隔が徐々に拡大する楔状を呈している。なお、外輪１３の内球面１１の曲率中心と内輪１６の外球面１４の曲率中心は継手中心Ｏと一致している。
【００１９】
この等速自在継手の構成部品の一つである内輪１６は、トラック溝１５の曲率中心Ｏ２と外球面１４の曲率中心（継手中心Ｏ）とを軸方向にオフセットさせていることにより、内輪１６の素形材の軸方向略半分ずつを２回に分けて成形する鍛造方法などで製作する。
【００２０】
図５は１回目の鍛造を行う一次成形金型２７を例示し、図６は２回目の鍛造を行う二次成形金型２８を例示する。図５および図６において、右半分は鍛造加工前の状態を示し、左半分は鍛造加工後の状態を示す。なお、これら一次成形金型２７および二次成形金型２８は、図示の構造に限らず、他の構造のものであってもよい。
【００２１】
一次成形金型２７は、図５に示すように内輪１６の素形材１６ａを所定の形状（素形材１６ｂ）に鍛造するためのダイス２１、それと協動するパンチ２２およびカウンターパンチ２３を備えている。同様に、二次成形金型２８は、図６に示すように一次成形金型２７により鍛造加工された素形材１６ｂを最終の形状（内輪１６）に鍛造するためのダイス２４、それと協動するパンチ２５およびカウンターパンチ２６を備えている。
【００２２】
図５に示す一次成形金型２７により、内輪１６の素形材１６ａ（図中鎖線参照）の軸方向略半分に関してトラック溝１５および外球面１４をそれぞれ所定の点を曲率中心とする曲線状に鍛造加工することにより片側成形する（図中左半分参照）。その後、一次成形金型２７により片側成形された素形材１６ｂを上下反転させた上で、図６に示す二次成形金型２８により、素形材１６ｂ（図中鎖線参照）の残りの軸方向半分に関してトラック溝１５および外球面１４をそれぞれ所定の点を曲率中心とする曲線状に鍛造加工することにより片側成形する（図中左半分参照）。なお、図示しないが、この二次成形後、内輪１６の軸心に貫通する孔を孔抜き工程で形成する。
【００２３】
この１回目の鍛造を行う一次成形後、金型の焼付きを防止して金型寿命の向上を図るため、以下の潤滑処理を施す。この１回目の鍛造による一次成形後、素形材１６ｂの表面に水溶性潤滑材を被着させ、鍛造余熱でもって水溶性潤滑材の溶媒である水分を蒸発させることにより水溶性潤滑被膜を形成する。
【００２４】
その素形材１６ｂの表面に水溶性潤滑被膜を形成する被膜形成装置を図１および図２に例示する。この被膜形成装置は、一次成形金型２７を内蔵した鍛造装置であるプレス機２９の出力側に配設される。図１に示す実施形態の被膜形成装置３１は、プレス機２９の出力側に設けられたコンベア３２に、そのコンベア３２上で搬送される素形材１６ｂに水溶性潤滑材３４を噴霧する噴霧装置３３を付設したものである。また、図２に示す実施形態の被膜形成装置３５は、プレス機２９の出力側に設けられたコンベア３６の中央部を下方へ屈曲させた部位に、そのコンベア３６上で搬送される素形材１６ｂが浸漬される水溶性潤滑材３８を収容した槽３７を付設したものである。
【００２５】
プレス機２９の一次成形金型２７により１回目の鍛造加工が施され、そのプレス機２９から排出された素形材１６ｂは、コンベア３２，３６上を搬送されて前述の被膜形成装置３１，３４へ供給される。この被膜形成装置３１，３４では、コンベア３２，３６上の素形材１６ｂに、図１の噴霧装置３３により水溶性潤滑材３４を噴霧したり、あるいは図２の槽３７内の水溶性潤滑材３８へ浸漬したりすることによりその水溶性潤滑材３４，３８を被着させる。このようにして素形材１６ｂの表面に被着された水溶性潤滑材３４，３８の溶媒である水分は、鍛造余熱でもって蒸発するため、素形材１６ｂの表面に水溶性潤滑被膜を形成することができる。図１、図２では、水溶性潤滑皮膜を形成した素形材はコンベア３２，３６からコンテナ内に運ばれるようになっているが、プレス機２台を上記装置で繋いで連結することも可能である。
【００２６】
このように、１回目の鍛造後にその鍛造余熱を利用して水溶性潤滑被膜を形成することにより、素形材１６ｂの鍛造工程と被膜形成工程とをインラインで構成することができ、安価に潤滑被膜を形成することができる。また、鍛造余熱を利用していることから、予熱および乾燥工程のない簡単な装置での潤滑被膜形成が可能となる。さらに、２回目の鍛造時に金型の動作不良や金型への充填不良が発生することなく、廃油処理も不要となり、作業環境を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態で、プレス機の排出側に配設された被膜形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】本発明の他の実施形態で、プレス機の排出側に配設された被膜形成装置の他例を示す概略構成図である。
【図３】本発明を適用する等速自在継手で、固定式等速自在継手の一種でバーフィールド型等速自在継手を示す縦断面図である。
【図４】図３の等速自在継手の横断面図である。
【図５】図３の等速自在継手の内輪について、１回目の鍛造加工を施す一次成形金型を示す断面図である。
【図６】図３の等速自在継手の内輪について、２回目の鍛造加工を施す二次成形金型を示す断面図である。
【図７】等速自在継手の内輪の従来例を説明するためのもので、固定式等速自在継手の一種であるバーフィールド型等速自在継手を示す縦断面図である。
【図８】図７の等速自在継手の横断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１６  内輪
１６ａ，１６ｂ  内輪の素形材
２９  鍛造装置（プレス機）
３１，３５  被膜形成装置
３４，３８  水溶性潤滑材
【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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【図８】
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