(57)【要約】【課題】機能面及びコスト面からコマ型ジョイントが主流であった分野において、採用することができるトリボールジョイントである等速自在継手の製造方法を低コストで提供する。【解決手段】一端が開口する環状空間を有する外輪と、外輪の環状空間内に先端テーパ部を構成するトルクチューブと、トルクチューブのポケット内に組込まれるボールとを備えた等速自在継手の製造方法である。外輪を焼結加工又は鋳造加工にて成形する。トルクチューブを鋼管絞り加工にて成形する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が開口する環状空間を有し、その環状空間の外壁面と内壁面の少なくとも一方に軸方向に延びる３本のトラック溝が周方向に１２０°の間隔をおいて形成された外輪と、その外輪の前記環状空間内に端部が組込まれ、前記トラック溝のそれぞれと対応する位置にポケットが形成され、かつ先端部がテーパ形状の先端テーパ部とされたトルクチューブと、このトルクチューブのポケット内に組込まれて前記トラック溝に沿って転動可能なボールとを備えた等速自在継手の製造方法であって、
前記外輪を焼結加工又は鋳造加工にて成形し、前記トルクチューブを鋼管絞り加工にて成形することを特徴とする等速自在継手の製造方法。
【請求項２】
前記焼結加工には、金属粉末射出成形を含むことを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手の製造方法。
【請求項３】
前記鋳造加工には、ロストワックス製法を含むことを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手の製造方法。
【請求項４】
外輪は、前記環状空間を形成するカップ部と、駆動軸又は被駆動軸が嵌入される嵌入孔を有する連結軸とを備え、焼結加工又は鋳造加工による成形後に、カップ部の開口部内径面にストッパリングが嵌着される周方向凹溝の形成と、連結軸にこの連結軸の軸線に直交する方向のねじ穴の形成とを行うことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の等速自在継手の製造方法。
【請求項５】
トルクチューブは、ボールが組み込まれるポケットと被駆動軸又は駆動軸に連結される角筒部とを備え、かつ、先端部がテーパ形状の先端テーパ部とされ、トルクチューブの鋼管絞り加工後に、ボールが組み込まれるポケットの形成と、角筒部にこの角筒部の軸線に直交する方向のねじ穴の形成とを行うことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の等速自在継手の製造方法。
【請求項６】
トルクチューブは、先端テーパ部と角筒部との間に絞り部を形成し、絞り部に継手内部にグリースの漏れを防止する漏れ防止部材を配設することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の等速自在継手の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速自在継手の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
等速自在継手として、特許文献１〜特許文献３等に示されるトリボールジョイントと称されるものがある。トリボールジョイントは、図１６と図１７に示すように、中心軸１と一体となった外輪３と、３個のボール穴（ポケット）が形成されたトルクチューブ７が、３個のボール１０を介して伝達力を伝えるようになっている。
【０００３】
すなわち、図１６と図１７に示すように、外輪３には、環状空間２の外壁面と内壁面の少なくとも一方に軸方向に延びる３本のトラック溝５，６が周方向に１２０°の間隔をおいて形成される。トルクチューブ７は、外輪３の前記環状空間２内に端部が組込まれ、前記トラック溝５，６のそれぞれと対応する位置にポケット８が形成され、角度を取った際、外輪内球部２５とトルクチューブ７の干渉を防ぐ為に、テーパ部９及びテーパ部２６が形成されている。そして、このポケット８にボール１０が保持されている。
【０００４】
また、外輪３の開口側の外壁面内径面に、ボール抜け止め用にストップリング１１が配設され、外輪３の開口部はブーツ１２にて密封されている。すなわち、ブーツ１２は、大径部１２ａと、小径部１２ｂと、大径部１２ａと小径部１２ｂとを連結する蛇腹部１２ｃとからなる。そして、大径部１２ａを外輪３の開口端部に外嵌してブーツバンド１３で締め付け、小径部１２ｂをトルクチューブ７の所定位置に外嵌してブーツバンド１３で締め付ける。
【０００５】
このため、このようなトリボールジョイントは、図１８に示すようなコマ型ジョイントに対し、グリース密封性に優れた等速自在継手であることが特徴と言える。
【０００６】
ところで、コマ型ジョイントは、図１８に示すように、一対のドライブヨーク１５，１６をコマ１７等を介して連結するものである。ドライブヨーク１５，１６には、それぞれ、一対の相対面する支持部１８ａ、１８ａ、１９ａ、１９ａを有する脚部１８、１９が設けられる。コマ１７は立方体形状をなし、支持部１８ａ、１８ａ、１９ａ、１９ａ間に介在される。そして、コマ１７は、支持部１８ａ、１８ａ、１９ａ、１９ａにピン２０，２１を介して支持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３８２０４号公報
【特許文献２】特開２００６−１１８７０３号公報
【特許文献３】特開２０１０−４３６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１７及び図１８に示すトリボールジョイント等の外輪３は、中心軸を中繰り切削で加工し、トラック溝をドリル加工・ミーリング加工にて形成することになる。また、トルクチューブ７は、外径面や内径面等全て削り加工としている。
【０００９】
このため、トリボールジョイントでは、サイズが小さいほど加工がしづらくコスト高となり、図１８に示すコマ型ジョイントに対抗できる低コストでの提供が困難であった。すなわち、作動角が１０度以下で比較的簡素な使用箇所（例えば、原子力設備のドア開閉システム、楽器ペダル部など低負荷で角度位相変化のみの運転等の過剰な品質が不要な用途）に最適な小型のトリボールジョイントの低コストでの提供が困難であった。
【００１０】
そこで、本発明は、機能面及びコスト面からコマ型ジョイントが主流であった分野において、採用することができるトリボールジョイントである等速自在継手の低コストな製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の等速自在継手の製造方法は、一端が開口する環状空間を有し、その環状空間の外壁面と内壁面の少なくとも一方に軸方向に延びる３本のトラック溝が周方向に１２０°の間隔をおいて形成された外輪と、その外輪の前記環状空間内に端部が組込まれ、前記トラック溝のそれぞれと対応する位置にポケットが形成され、先端部にテーパ形状の先端テーパ部とされたトルクチューブと、このトルクチューブのポケット内に組込まれて前記トラック溝に沿って転動可能なボールとを備えた等速自在継手の製造方法であって、前記外輪を焼結加工又は鋳造加工にて成形し、前記トルクチューブを鋼管絞り加工にて成形するものである。トルクチューブは、角度付与時の干渉を防ぐ為に、先端テーパ部が形成されるとともに、中央に絞り加工が施される。
【００１２】
本発明の等速自在継手の製造方法によれば、外輪を焼結加工又は鋳造加工にて成形するので、従来において行っていた、外輪の中心軸の中ぐり加工等を廃止できる。また、トルクチューブを鋼管絞り加工にて成形するので、従来において行っていた、削り加工等を廃止できる。
【００１３】
前記焼結加工として、金属粉末射出成形であってもよい。金属粉末射出成形（Metal Injection Molding、以下、ＭＩＭ加工と呼ぶ場合がある。）は、金属粉末とバインダー（プラスチック樹脂など）を混ぜ合わせ、金型内に射出成形を行った後、脱脂工程でバインダーを除去し、高温焼結することで高密度の金属製品を作り出す成形方法である。加工が難しいとされる材料にも対応できる金属粉末冶金と、形状の自由度が高いプラスチック射出成形のメリットを組み合わせた金属加工技術である。
【００１４】
鋳造加工としては、ロストワックス製法がある。ロストワックス製法は、ロウ（ワックス）を利用した鋳造方法であり、金型で製作した部品形状にワックスを圧入して原型を製作し、耐火材（セラミック等）でコーティングした後、加熱してロウ（ワックス）を除去して空洞を作り、これを鋳型として溶解した金属を流し鋳造する製法である。
【００１５】
外輪は、前記環状空間を形成するカップ部と、駆動軸又は被駆動軸が嵌入される嵌入孔を有する連結軸とを備え、焼結加工又は鋳造加工による成形後に、カップ部の開口部内径面にストッパリングが嵌着される周方向凹溝の形成と、連結軸にこの連結軸の軸線に直交する方向のねじ穴の形成とを行うのが好ましい。
【００１６】
トルクチューブは、ボールが組み込まれるポケットと被駆動軸又は駆動軸に連結される角筒部とを備え、かつ、先端部がテーパ形状の先端テーパ部とされ、トルクチューブの鋼管絞り加工後に、ボールが組み込まれるポケットの形成と、角筒部にこの角筒部の軸線に直交する方向のねじ穴の形成とを行うのが好ましい
【００１７】
また、トルクチューブは、先端テーパ部と角筒部との間に絞り部を形成し、絞り部に継手内部にグリースの漏れを防止する漏れ防止部材を配設するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、外輪の中心軸の中ぐり加工、及びトルクチューブの外径面及び内径面の削り加工等を廃止できるので、従来において、製造しにくかった小型のトリボールジョイントタイプの等速自在継手を低コストにて製造することができる。特に、機能面及びコスト面からコマ型ジョイントが主流であった分野において、採用することができるトリボールジョイントである等速自在継手の製造方法を低コストで提供すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る等速自在継手の製造方法にて製造された等速自在継手の断面図である。
【図２】図１に示す等速自在継手の外輪の断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図１に示す等速自在継手のトルクチューブの断面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】図５のＤ−Ｄ線断面図である。
【図８】周方向凹溝とねじ穴とが形成されていない外輪構成体の断面図である。
【図９】図８のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１０】図８のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１１】絞り加工前の素材の縦断面図である。
【図１２】絞り加工前の素材の横断面図である。
【図１３】絞り加工後のトルクチューブ構成体の縦断面図である。
【図１４】図１３のＧ−Ｇ線断面図である。
【図１５】図１３のＨ−Ｈ線断面図である。
【図１６】従来のトリボールジョイントの縦断面図である。
【図１７】図１６に示すトリボールジョイントの横断面図である。
【図１８】コマ型ジョイントの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下本発明の実施の形態を図１〜図１５に基づいて説明する。図１と図２に本発明に係る製造方法で製造された等速自在継手（トリボールジョイント）を示し、この等速自在継手は、トラック溝４０，４１が形成された外輪３１と、トラック溝４０，４１のそれぞれと対応する位置にポケット３２を構成するトルクチューブ３４と、このトルクチューブ３４のポケット３２内に組込まれて前記トラック溝４０，４１に沿って転動可能なボール３５とを備えたものである。
【００２１】
外輪３１は、図２〜図４に示すように、円筒部３６を有するカップ部３１ａと、嵌入孔（六角穴）３７を有する転結軸３１ｂとからなる。そして、カップ部３１ａ内には中心軸３８が設けられ、これによって、一端が開口する環状空間３９が形成される。そして、環状空間３９の外壁面と内壁面とにトラック溝４０，４１が、それぞれ周方向に沿って１２０°間隔に形成される。また、カップ部３１ａの内径面の開口部側には、周方向凹溝４２が形成され、この周方向凹溝４２にボール抜け止め用のストッパリング４３（図１参照）が嵌着される。連結軸３１ｂには、嵌入孔３７に対して直交する方向に沿ってねじ穴（タップ穴）４４が設けられている。
【００２２】
トルクチューブ３４は、図５〜図７に示すように、ボール３５が組み込まれるポケット３２と、被駆動軸又は駆動軸に連結される角筒部（六角筒部）４６とを備え、かつ、先端部がテーパ形状（外径面が先端に向って縮径する形状）の先端テーパ部３３とされる。ポケット３２は、周方向に沿って１２０°ピッチに３個形成され、先端テーパ部３３と角筒部４６との間に絞り部４５が形成される。六角筒部４６には、その軸心に対して直交する方向に沿ってねじ穴（タップ穴）４７が設けられている。
【００２３】
また、絞り部４５内には、図１に示すように、継手内部のグリースの流出を防止する漏れ防止部材４８が内装されている。この漏れ防止部材４８としては、例えば、ＣＲゴム（クロロプレンゴム）等の弾性材からなる。
【００２４】
図１に示すように、外輪３１の開口部はブーツ５０にて密封されている。すなわち、ブーツ５０は、大径部５０ａと、小径部５０ｂと、大径部５０ａと小径部５０ｂとを連結する変形可能部５０ｃとからなる。そして、大径部５０ａを外輪３の開口端部に外嵌し、小径部５０ｂをトルクチューブ３４の絞り部４５に外嵌している。この場合、ブーツバンドを用いることなく、大径部５０ａ及び小径部５０ｂの締め代で密着性（シール性）を確保している。なお、大径部５０ａと変形可能部５０ｃとの間において、内径側へ膨出する内鍔部５０ｄが設けられ、この内鍔部５０ｄが外輪３１の開口端面５２に当接している。外輪３の開口部外周には鍔部３６ａが形成されており、ブーツ５０は鍔部３６ａを大径部５０ａと内鍔部５０ｄとで挟むことで軸方向の位置決めを行っている。
【００２５】
次に、外輪３１の製造方法を説明する。まず、図８〜図１０に示すように、ストッパリング４３が嵌着される周方向凹溝４２及びねじ穴（タップ穴）４４が形成されていない外輪構成体５５を形成する。この場合、焼結加工又は鋳造加工にて成形する。焼結とは、材料の粉末に圧力を加えながら融点よりも低い温度で加熱して一体化する加工技術である。
【００２６】
この場合、まず、焼結品の主原料となる金属粉を混合機を用いて混合する。なお、金属粉としては、鉄、銅、アルミニウム、チタン、ニッケル等の粉末にできる原料を用いることができる。次に、この金属粉を金型に充填して、圧縮成形する。その後、この圧縮された成形品を焼結炉内において焼き固めた後、再度金型にセットして圧力を加えて焼結品の寸法精度を高める。これによって、図８〜図１０に示すように、外輪構成体５５を成形することができる。
【００２７】
このように、外輪構成体５５を成形した後、図２〜図４に示すように、ストッパリング４３が嵌着される周方向凹溝４２及びねじ穴（タップ穴）４４を形成する削り加工を行う。必要に応じて、浸炭焼入れ・焼戻し等の熱処理や防錆処理（例えば、りん酸マンガン皮膜処理等）を行う。
【００２８】
また、外輪３１としては、焼結加工の一種の金属粉末射出成形で成形してもよい。金属粉末射出成形（Metal Injection Molding、以下、ＭＩＭ加工と呼ぶ場合がある。）は、金属粉末とバインダー（プラスチック樹脂など）を混ぜ合わせ、金型内に射出成形を行った後、脱脂工程でバインダーを除去し、高温焼結することで高密度の金属製品を作り出す成形方法である。加工が難しいとされる材料にも対応できる金属粉末冶金と、形状の自由度が高いプラスチック射出成形のメリットを組み合わせた金属加工技術である。
【００２９】
外輪３１の成形方法として、前記の焼結加工でなく、鋳造加工であってもよい。鋳造加工としては、ロストワックス製法がある。ロストワックス製法は、ロウ（ワックス）を利用した鋳造方法であり、金型で製作した部品形状にワックスを圧入して原型を製作し、耐火材（セラミック等）でコーティングした後、加熱してロウ（ワックス）を除去して空洞を作り、これを鋳型として溶解した金属を流し鋳造する製法である。
【００３０】
次に、トルクチューブ３４の製造方法を説明する。まず、図１１と図１２に示すように、軸方向長さ、外径寸法、及び内径寸法が所定寸の鋼管素材６０を用意する。この鋼管素材６０に対して絞り加工を施すことによって、図１３〜図１５に示すように、ポケット３２が形成されていない先端テーパ部３３、絞り部４５、ねじ穴（タップ穴）４７が形成されていない六角筒部４６を有するトルクチューブ構成体６１を成形する。
【００３１】
トルクチューブ構成体６１を成形した後、ポケット３２及び六角筒部４６にねじ穴（タップ穴）４７を形成する削り加工を行う。この場合も、必要に応じて、浸炭焼入れ・焼戻し等の熱処理や防錆処理（例えば、りん酸マンガン皮膜処理等）を行う。なお、外輪３１及びトルクチューブ３４への防錆処理として、リン酸マンガン皮膜処理やリン酸亜鉛皮膜処理などのリン酸塩処理、黒染め処理、クロメート処理等が採用できる。
【００３２】
成形された外輪３１及びトルクチューブ３４を用いて、図１に示すように、等速自在継手を組み立てることができる。すなわち、ポケット３２にボール３５が組み込まれたトルクチューブ３４を、その先端テーパ部３３が外輪３１の環状空間３９に嵌入されるように組み込む。その際、ボール３５をトラック溝４０，４１に嵌合させておくとともに、トルクチューブ３４には、漏れ防止部材４８を内装させておく。
【００３３】
その後、外輪３１の周方向凹溝４２にボール抜け止め用のストッパリング４３を嵌着して、ブーツ５０を装着する。この場合、先端テーパ部３３を外輪３１の環状空間３９に嵌入させる際には、ブーツ５０の小径部５０ｂをトルクチューブ３４の絞り部４５に取付けておき、ストッパリング４３を嵌着した後、ブーツ５０の大径部５０ａを外輪３１の開口部に締め代で外嵌固定する。これによって、この等速自在継手を組み立てることができる。
【００３４】
本発明では、外輪３１の中心軸３８の中ぐり加工やトルクチューブ３４の外径面及び内径面の削り加工等を廃止できるので、従来において、製造しにくかった小型のトリボールジョイントタイプの等速自在継手を低コストにて製造することができる。特に、機能面及びコスト面からコマ型ジョイントが主流であった分野において、採用することができるトリボールジョイントである等速自在継手の製造方法を低コストで提供することができる。
【００３５】
金属粉末射出成形やロストワックス製法等にて外輪３１を成形することができ、これらの製法の特性を生かした外輪を構成できる。また、外輪３１では、焼結加工又は鋳造加工による成形後に、ストッパリング４３が嵌着される周方向凹溝４２の形成と、連結軸３１ｂにこの連結軸３１ｂの軸線に直交する方向のねじ穴４４の形成とを行うことができるので、加工性に優れ、安定して高品質の製品を提供できる。
【００３６】
鋼管絞り加工にてトルクチューブ３４を成形することができ、絞り加工の特性を生かしたトルクチューブ３４を構成できる。また、トルクチューブ３４では、鋼管絞り加工後に、ボール３５が組み込まれるポケット３２の形成と、角筒部４６にこの角筒部４６の軸線に直交する方向のねじ穴４７の形成とを行うことができるので、このトルクチューブ３４としても、加工性に優れ、安定して高品質の製品を提供できる。
【００３７】
漏れ防止部材４８を配設したものでは、継手内部からのグリースの流出を防止でき、グリースの不足による潤滑不良を招かず、またトルクチューブ３４を介して継手内部への異物の混入を防止できる。トルクチューブは、角度付与時の干渉を防ぐ為に、先端テーパ部３３が形成されるとともに、中央に絞り加工が施されてなる絞り部４５が形成されている。
【００３８】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、使用するブーツ５０として、樹脂ブーツやゴムブーツであってもよく、ブーツバンドを介して、大径部及び小径部を締め付けるようにしてもよい。また、適用箇所（使用箇所）としては、原子力設備のドア開閉システム、楽器ペダル部に限るものではなく、作動角が１０度以下で比較的簡素な使用箇所で、低負荷で角度位相変化のみの運転等の過剰な品質が不要な用途に用いることができる。
【符号の説明】
【００３９】
３１   外輪
３１ａ カップ部
３１ｂ 連結軸
３２   ポケット
３３   先端テーパ部
３４   トルクチューブ
３５   ボール
３７   嵌入孔（六角穴）
３９   環状空間
４０，４１    トラック溝
４２   周方向凹溝
４３   ストッパリング
４５   絞り部
４６   角筒部（六角筒部）
４８   漏れ防止部材
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2017053399.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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