CN104884832B - 等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法 - Google Patents

等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法 Download PDF

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Abstract

在等速万向联轴器(10)的外侧联轴器构件(11)的制造方法中，杯状构件(12a)和轴构件(13a)由中碳钢形成，在制造杯状构件(12a)的工序中，在通过锻造加工而一体地形成其筒状部(12a1)和底部(12a2)之后，包括机械加工工序以及热处理工序，在机械加工工序中，在底部(12a2)的壁厚内形成接合用孔(50)而准备出作为成品部件的杯状构件(12a)，在制造轴构件(13a)的工序中，包括机械加工工序以及热处理工序，在轴构件(13a)的机械加工工序中，在与杯状构件(12a)的底部(12a2)接合的轴构件(13a)的端部形成接合用外表面(51)而准备出作为成品部件的轴构件(13a)，使作为成品部件的杯状构件(12a)的接合用孔(50)与作为成品部件的轴构件(13a)的接合用外表面(51)嵌合，从杯状构件(12a)的内侧向所述接合用孔与所述接合用外表面的嵌合部(60)照射射束进行焊接，将嵌合部(60)的直径针对每个联轴器尺寸而设为相同尺寸。

Description

等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法
技术领域
该发明涉及等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法以及外侧联轴器构件。
背景技术
构成机动车、各种工业机械的动力传递系统的等速万向联轴器能够以能够传递转矩的方式连结驱动侧和从动侧的二轴，并且即使所述二轴具有工作角也能够等速地传递旋转转矩。等速万向联轴器大致分为仅允许角度位移的固定式等速万向联轴器、允许角度位移以及轴向位移双方的滑动式等速万向联轴器，例如，在机动车的从发动机向驱动车轮传递动力的驱动轴中，在差速器侧(内盘侧)使用滑动式等速万向联轴器，在驱动车轮侧 (外盘侧)使用固定式等速万向联轴器。
无论滑动式或固定式，等速万向联轴器具备外侧联轴器构件作为主要的构成构件，所述外侧联轴器构件具有：在内周面形成有供转矩传递要件卡合的滚道槽的杯状部、从该杯状部的底部沿轴向延伸的轴部。就该外侧联轴器构件而言，经常通过对实心的棒状材料(棒材)实施锻造加工、减薄拉伸等塑性加工、切削、热处理、研磨等加工，从而将杯状部与轴部一体成形。
然而，作为外侧联轴器构件，有时使用具有长条的轴部(长杆)。为了使左右的驱动轴的长度相等，将一侧的驱动轴的内盘侧外侧联轴器构件设为长杆，该长杆被滚动轴承旋转支承。长杆部的长度根据车型而有所不同，但大致为300～400mm左右。在该外侧联轴器构件中，由于轴部为长条，因此难以将杯状部与轴部高精度地一体成形。因此，由独立构件构成杯状部和轴部，通过摩擦压接将两构件接合。例如，在专利文献1中记载了这样的摩擦压接技术。
根据图14以及图15对专利文献1所记载的外侧联轴器构件的摩擦压接技术的概要进行说明。外侧联轴器构件71的中间产品71’由杯状构件 72以及轴构件73构成，并通过摩擦压接而接合。如图14所示，接合部 74随着压接而在内外径产生毛刺75。为了在外侧联轴器构件71的中间产品71’的轴部安装滚动轴承(参照图1)，如图15所示，需要通过车削等加工去除接合部74的外径侧的毛刺75。虽然省略图示，但中间产品71’通过机械加工出花键、挡圈槽等而成为外侧联轴器构件71的成品件。因此，虽然在外侧联轴器构件71与中间产品71’之间，存在细微部的形状不同的地方，但在图15中为了简化说明，省略了细微部的形状的不同点，对于作为完成品的外侧联轴器构件71和中间产品71’，对相同的部分标注了附图标记。在以下的说明中也是相同的。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-57696号公报
发明内容
发明要解决的课题
通过上述摩擦压接而产生的接合部74的毛刺75通过摩擦热和之后的冷却而被淬火从而具有较高的硬度，并且呈向径向和轴向延展的歪曲的形状。因此，如图15所示，在通过车削加工去除外径侧的毛刺75时，由于高硬度导致车削刀片剧烈磨损，另外，容易因歪曲的形状而导致车削刀片产生缺口。因此，难以提高车削速度，由于车削刀片的一个循环的切削量较少导致循环数增大，因此存在周期时间变长制造成本上升的问题。
另外，为了检查外侧联轴器构件71的接合部74的接合状态，即使进行能够高速探伤的超声波探伤，也会由于残留于接合部74的内径侧的毛刺75而使超声波散射因而无法确认接合状态。因此，还存在在刚刚接合之后无法进行基于超声波探伤的全数检查的问题。
对于上述问题，可以考虑通过在接合时使用激光焊接或电子束焊接，来抑制摩擦压接这样的接合部表面的隆起，但在如图16所示那样使杯状构件72和轴构件73对接并进行焊接的情况下，由于焊接中的加工热量，导致中空空洞部76内的气体压力上升，在焊接结束后产生压力的减小。由于该中空空洞部76的内压的变化，产生熔融物的涌出，在焊接部的外径的表面产生凹陷、焊接深度不良、在焊接内部产生气泡导致焊接状态恶化。其结果是，焊接部的强度不稳定，对品质带来负面影响。
作为其对策，虽然也可以考虑将形成于对接部位的中空空洞部76真空化而对杯状构件72和轴构件73进行焊接，但已知如后述那样在技术方面、成本方面等存在问题。
并且，上述的图14以及图15的使用了摩擦压接、图16的使用了焊接的杯状构件72和轴构件73在轴部分的中途位置进行接合。因此，已知如后述那样在生产率的提高、由杯状构件的品种统一带来的成本降低方面也存在问题。
本发明是鉴于上述问题点而提出的，其目的在于提供一种如下的外侧联轴器构件的制造方法以及外侧联轴器构件，其能够实现焊接部的强度、品质的提高，并且能够实现焊接成本的削减、生产率的提高、以及品种统一带来的成本降低、生产管理的负荷降低。
用于解决课题的手段
本发明人们为了实现上述目的而进行了认真研究以及验证，发现以下的知识。并且，根据这些多方面的知识，而构思出新的制造理念，形成本发明。
(1)在激光焊接、电子束焊接的生产技术方面，当将杯状构件72和轴构件73设置于封闭空间中进行抽真空，使中空空洞部76真空化而进行焊接时，存在根据产品尺寸而导致抽真空所需的时间不同的问题。特别是，在对长杆类型的外侧联轴器构件那样的较长的轴构件进行焊接的情况下，需要较多的抽真空时间，因此导致周期时间变长，接合工序的成本提高。
(2)另外，在生产率方面，为了实现生产率提高，在对实施了淬火回火的热处理后的完成状态的杯状构件和轴构件进行焊接的情况下，存在由于焊接时的热量而使周边部的温度上升，导致热处理部的硬度降低的问题。作为其对策，可以考虑在焊接过程中通过水冷、空冷等对作为工件的杯状构件和轴构件进行冷却的方法，但在应用于封闭空间的情况下，已知依然存在真空度降低，上述焊接部的强度的不稳定、对品质带来负面影响的问题。
(3)并且，在生产率、品种统一方面，图14～16所示的杯状构件72 是具有由于锻造加工等而比杯状部的底部缩径的短轴部的形状，杯状构件 72与轴构件73在轴部的中途位置接合。轴构件73根据所安装的车辆而存在标准的长度的轴杆、长杆这样的类型的不同，此外要求各种轴径、外周形状。因此，与该轴构件73接合的杯状构件72的短轴部的轴径(接合径) 及形状、长度(接合部位)双方不同，因此对于一个种类的轴构件73需要专用的杯状构件72。因此，已知在由生产率的提高、杯状构件的品种统一带来的成本降低方面也存在问题。
作为用于实现上述目的技术手段，本发明涉及一种等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法，所述外侧联轴器构件的杯状部和轴部由独立构件构成，所述杯状部在内周形成有供转矩传递要件卡合的滚道槽，所述轴部形成于该杯状部的底部，并且所述外侧联轴器构件通过对形成所述杯状部的杯状构件和形成所述轴部的轴构件进行焊接而成，所述等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法的特征在于，所述杯状构件和所述轴构件由中碳钢形成，在制造所述杯状构件的工序中，在通过锻造加工而一体地形成所述杯状构件的筒状部和底部之后，包括机械加工工序以及热处理工序，在所述机械加工工序中，在所述底部的壁厚内形成接合用孔而准备出作为成品部件的杯状构件，在制造所述轴构件的工序中，包括机械加工工序以及热处理工序，在所述轴构件的机械加工工序中，在与所述杯状构件的底部接合的所述轴构件的端部形成接合用外表面而准备出作为成品部件的轴构件，使所述作为成品部件的杯状构件的接合用孔与所述作为成品部件的轴构件的接合用外表面嵌合，从所述杯状构件的内侧向所述接合用孔与所述接合用外表面的嵌合部照射射束而进行焊接，将所述嵌合部的直径针对每个联轴器尺寸而设为相同尺寸。
另外，作为等速万向联轴器的外侧联轴器构件的本发明涉及一种等速万向联轴器的外侧联轴器构件，所述外侧联轴器构件的杯状部和轴部由独立构件构成，所述杯状部在内周形成有供转矩传递要件卡合的滚道槽，所述轴部形成于该杯状部的底部，并且所述外侧联轴器构件通过对形成所述杯状部的杯状构件和形成所述轴部的轴构件进行焊接而成，所述等速万向联轴器的外侧联轴器构件的特征在于，所述杯状构件和所述轴构件由中碳钢构成，所述杯状构件通过锻造加工一体成形筒状部和底部，且在该底部的壁厚内形成有接合用孔，所述轴构件在与所述底部接合的端部形成有接合用外表面，将所述接合用外表面嵌合于所述接合用孔中并对所述杯状构件和所述轴构件进行焊接，所述杯状构件与所述轴构件的焊接部通过从所述杯状构件的内侧照射而成的焊道而形成，并且，所述接合用孔和所述接合用外表面的嵌合部的直径针对每个联轴器尺寸而设定为相同尺寸。
这里，在权利要求书以及本说明书中，将接合用孔与接合用外表面的嵌合部的直径针对每个联轴器尺寸而设为相同尺寸并不是杯状构件在一个联轴器尺寸中限定为一个种类、即一个编号，而是指包括例如根据最大工作角的不同规格而在一个联轴器尺寸中设定多个种类(多个编号)的杯状构件，将这些杯状构件的上述嵌合部的直径设为相同尺寸的概念。另外，将接合用孔与接合用外表面的嵌合部的直径针对每个联轴器尺寸而设为相同尺寸还包括等速万向联轴器的形式不同的情况，是指包括例如在内盘侧将三球销型等速万向联轴器和双圈型等速万向联轴器的上述嵌合部的直径设为相同尺寸、在外盘侧将球笼型等速万向联轴器、全根切型等速万向联轴器的上述嵌合部的直径设为相同尺寸的概念。并且，也可以将内盘侧和外盘侧的等速万向联轴器的上述嵌合部的直径设为相同。
根据上述的结构，能够实现如下的外侧联轴器构件的制造方法以及外侧联轴器构件，其能够实现焊接部的强度、品质的提高、焊接成本的削减、并且实现杯状构件以及轴构件的生产率的提高、以及由杯状构件的品种统一带来的成本降低，生产管理的减轻。
具体而言，优选为，在上述焊接前对杯状构件和轴构件的至少一方实施作为成品部件的热处理后的研磨加工、淬火后切削加工等精加工。由此，能够得到对于每个联轴器尺寸共用化的作为成品部件的杯状构件和对于每种车型具备各种轴部规格的轴构件，因此能够分别标注编号进行管理。因此，由杯状构件的品种统一带来的成本降低、生产管理的负荷减轻变得显著。另外，对于共用化的杯状构件和具备各种轴部规格的轴构件而言，直至经过锻造加工、车削加工、热处理、以及研磨加工、淬火后的切削加工等精加工后的成品部件，能够分别独立地制造，包括程序削减等在内生产率提高。但是，在本说明书以及权利要求书中，作为成品部件的杯状构件、轴构件并不限于上述实施了热处理后的研磨加工、淬火后的切削加工等精加工(例如，轴承安装面、滑动轴承面)的构件，而是指包括尚未进行上述精加工的热处理结束状态的杯状构件、轴构件的概念。
通过将上述焊接设为电子束焊接，从而不会在接合部产生毛刺。能够实现由省略接合部的后加工带来的制造成本削减、并且能够可靠地实施接合部的基于超声波探伤的全数检查。另外，通过电子束焊接，能够得到较深的熔深，因此焊接强度较高，并且能够减小热应变。
优选为，在使上述杯状部的内部成为大气压以下的状态下进行焊接。由于对杯状构件的内部空间进行抽真空，因此由于减少抽真空的空间，能够缩短周期时间，并且能够减小因产品尺寸造成的抽真空时间之差，能够不增加周期时间地对应其他型号、品种。另外，在品质方面，由于对杯状构件的内部空间进行抽真空，因此能够提高焊接部的品质。
优选为，一边对上述杯状部以及轴部进行冷却一边进行焊接。由此，即使在对实施了淬火回火的热处理的作为成品部件的杯状构件和作为成品部件的轴构件进行焊接的情况下，也能够消除因焊接时的热量而使周边部的温度上升导致热处理部的硬度降低的问题。另外，由于对杯状部以及轴部进行冷却的部位与进行抽真空的杯状构件的内部空间隔断，因此还消除了因真空度降低导致的焊接部的强度的不稳定、对品质带来负面影响的问题。
优选为，在上述焊接前将杯状构件与轴构件的接合部位预热至 200℃～650℃、在焊接后将杯状构件与轴构件的接合部位后加热至 200℃～650℃。由此，通过延缓焊接后的冷却速度能够防止烧裂，能够调节焊接部位的硬度，得到良好的焊接状态。
优选为，上述杯状构件与轴构件的焊接部的硬度为Hv200～Hv500的范围。在小于Hv200的情况下在产品功能上难以确保所需的强度故而不优选。另一方面，若超过Hv500则存在产生裂纹的可能性故而不优选。
发明效果
根据本发明的等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法以及外侧联轴器构件，能够实现如下的外侧联轴器构件的制造方法以及外侧联轴器构件，其能够实现焊接部的强度、品质的提高、焊接成本的削减，并且能够实现杯状构件以及轴构件的生产率的提高、以及由杯状构件的品种统一带来的成本降低、生产管理的减轻。
附图说明
图1是表示应用了关于本发明的外侧联轴器构件的第一实施方式的驱动轴的整体结构的图。
图2a是将外侧联轴器构件放大后的局部纵剖视图。
图2b是外侧联轴器构件的左视图。
图2c是图2a的A部的放大图。
图3是表示上述的外侧联轴器构件的制造工序的概要图。
图4是表示焊接前的杯状构件的纵剖视图。
图5是表示焊接前的轴构件的主视图。
图6是表示在焊接前使杯状构件与轴构件嵌合的状态的局部纵剖视图。
图7是表示关于本发明的制造方法的实施方式中的焊接方法的概要图。
图8是表示编号不同的轴构件的主视图。
图9是表示使用图8的轴构件制造出的外侧联轴器构件的局部纵剖视图。
图10是表示杯状构件的品种统一的例子的图。
图11是表示外侧联轴器构件的制造工序的部分变形例的概要图。
图12是表示使用了关于本发明的外侧联轴器构件的第二实施方式的等速万向联轴器的局部纵剖视图。
图13是表示图12的外侧联轴器构件的局部纵剖视图。
图14是表示以往技术的外侧联轴器构件的纵剖视图。
图15是表示以往技术的外侧联轴器构件的纵剖视图。
图16是表示以往技术的外侧联轴器构件的纵剖视图。
具体实施方式
以下，根据附图对本发明的实施方式进行说明。
在图3～11中示出关于本发明的等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法的实施方式，在图1、图2a、图2b以及图2c中示出关于本发明的外侧联轴器构件的第一实施方式。首先，根据图1、图2a、图2b以及图2c对关于外侧联轴器构件的第一实施方式进行说明，接着，根据图3～ 11对关于外侧联轴器构件的制造方法的实施方式进行说明。
图1是表示使用了第一实施方式的外侧联轴器构件11的驱动轴1的整体结构的图。驱动轴1主要包括：配置在差速器侧(图中右侧：以下，也称为内盘侧)的滑动式等速万向联轴器10、配置在驱动车轮侧(图中左侧：以下，也称为外盘侧)的固定式等速万向联轴器20、以能够传递转矩的方式连结两等速万向联轴器10、20的中间轴2。
图1所示的滑动式等速万向联轴器10是所谓的三球销型等速万向联轴器(TJ)，且具备：具有杯状部12和从杯状部12的底部沿轴向延伸的长条轴部(长杆部)13的外侧联轴器构件11、收容于外侧联轴器构件11 的杯状部12的内周的内侧联轴器构件16、配置在外侧联轴器构件11与内侧联轴器构件16之间的作为转矩传递要件的滚子19。内侧联轴器构件16由三球销构件17构成，该三球销构件17在圆周方向上等间隔地设置有外嵌滚子19的三根脚轴18。
在长杆部13的外周面固定有支承轴承6的内圈，该支承轴承6的外圈经由未图示的托架固定于变速器箱体。外侧联轴器构件11被支承轴承6 支承为旋转自如，通过设置这样的支承轴承6，从而尽可能地防止运转时等的外侧联轴器构件11的振动。
图1所示的固定式等速万向联轴器20是所谓的球笼型等速万向联轴器，且具备：具有有底筒状的杯状部21a和从杯状部21a的底部沿轴向延伸的轴部21b的外侧联轴器构件21、收容于外侧联轴器构件21的杯状部 21a的内周的内侧联轴器构件22、配置在外侧联轴器构件21的杯状部21a 与内侧联轴器构件22之间的作为转矩传递要件的滚珠23、配置在外侧联轴器构件21的杯状部21a的内周面与内侧联轴器构件22的外周面之间并保持滚珠23的保持器24。需要说明的是，作为固定式等速万向联轴器20，有时也使用无根切(undercutfree)型等速万向联轴器。
中间轴2在其两端部外径具有转矩传递用的花键(包括锯齿。以下相同)3。并且，通过使内盘侧的花键3与滑动式等速万向联轴器10的三球销构件17的孔部花键嵌合，从而以能够转矩传递的方式连结中间轴2与滑动式等速万向联轴器10的三球销构件17。另外，通过使外盘侧的花键 3与固定式等速万向联轴器20的内侧联轴器构件22的孔部花键嵌合，从而以能够传递转矩的方式连结中间轴2与固定式等速万向联轴器20的内侧联轴器构件22。作为该中间轴2，示出了实心类型，但也可以使用中空类型。
在两等速万向联轴器10、20的内部封入有作为润滑剂的润滑脂。为了防止润滑脂的外部泄漏、来自联轴器外部的异物侵入，在滑动式等速万向联轴器10的外侧联轴器构件11与中间轴2之间、以及固定式等速万向联轴器20的外侧联轴器构件21与中间轴2之间，分别安装有蛇腹状的保护罩4、5。
根据图2a、图2b以及图2c，对第一实施方式的外侧联轴器构件进行说明。图2a是将本实施方式的外侧联轴器构件11放大表示的局部纵剖视图，图2b是左视图。图2c是图2a的A部的放大图。外侧联轴器构件11 包括：有底筒状的杯状部12，其一端开口，且在内周面的圆周方向三等分位置形成有供滚子19(参照图1)滚动的滚道槽30和内周面31；长杆部 13，其从杯状部12的底部沿轴向延伸，并在与杯状部12的开口侧相反的一侧(内盘侧)的端部外周设置有作为转矩传递用连结部的花键Sp。在本实施方式中，外侧联轴器构件11通过焊接杯状构件12a、轴构件13a而形成。
如图2a以及图2c所示，杯状构件12a是由在内周形成有滚道槽30 和内周面31的筒状部12a1与底部12a2构成的一体成形品。轴构件13a 在靠近杯状构件12a的外周形成有轴承安装面14以及挡圈槽15，在内盘侧的端部形成有花键Sp。杯状构件12a的底部12a2的接合用孔50与轴构件13a的外侧端部的接合用外表面51嵌合(参照图6)，接合用孔50与接合用外表面51的嵌合部60通过电子束焊接进行焊接。如图2a以及图2c 所示，焊接部49通过从杯状构件12a的内侧照射而成的焊道而形成。详细情况后述，接合用孔50与接合用外表面51的嵌合部60的直径针对每个联轴器尺寸而设定为相同尺寸。焊接部49形成于轴构件13a的端部，因此能够省略轴承安装面14等的后加工，另外，由于进行电子束焊接，因此不会在焊接部产生毛刺，因此还能够省略焊接部的后加工，能够削减制造成本。并且，能够可靠地实施基于焊接部的超声波探伤的全数检查。
接下来，根据图3～11对关于本发明的制造方法的实施方式进行说明。在图3中示出外侧联轴器构件的制造工序的概要。如图所示，杯状构件12a 以棒材切断工序S1c、锻造加工工序S2c、减薄拉伸工序S3c、车削加工工序S4c以及热处理工序S5c为主要的制造工序而形成为成品部件。另一方面，轴构件13a以棒材切断工序S1s、车削加工工序S2s、花键滚轧加工工序S3s、热处理工序S4s以及研磨加工工序S5s为主要的制造工序而形成为成品部件。作为成品部件的杯状构件12a和轴构件13a分别被标注编号进行管理。之后，杯状构件12a和轴构件13a经过焊接工序S6而完成外侧联轴器构件11。权利要求书中的机械加工工序是指，上述制造工序中的、车削加工工序S4c、车削加工工序S2s以及研磨加工工序S5s。
对各工序的概要进行说明。各工序是表示代表性的例子的工序，能够根据需要适当地进行变更、追加。首先，对杯状构件12a的制造工序进行说明。
[棒材切断工序S1c]
根据锻造重量以规定长度进行切断，制作钢坯。
[锻造加工工序S2c]
通过锻造加工将钢坯一体成形杯状构件12a的筒状部12a1和底部 12a2从而制作出毛坯。
[减薄拉伸工序S3c]
对所述毛坯的滚道槽30以及圆筒面31进行减薄拉伸，完成杯状构件 12a的筒状部12a1的内周。
[车削加工工序S4c]
对减薄拉伸后的毛坯车削加工出对外周面、保护罩安装槽32等，在底部12a2的壁厚内车削加工出接合用孔50(参照图4)。
[热处理工序S5c]
在车削加工后，至少对杯状构件12a的滚道槽30进行作为热处理的淬火回火。由此，杯状构件12a成为成品部件，被标注编号进行管理。
接下来，对轴构件13a的制造工序进行说明。
[棒材切断工序S1s]
根据轴部全长以规定长度进行切断，制作钢坯。
[车削加工工序S2s]
车削加工出钢坯的外周面(轴承安装面14、挡圈槽15、花键大径、端面等)和外盘侧端部的接合用外表面51(参照图5)。
[花键滚轧加工工序S3s]
对车削加工后的轴构件的中间产品滚轧加工出花键。但是，花键的加工并不限于滚轧加工，也可以适当置换为冲压加工等。
[热处理工序S4s]
对轴构件的外周的所需范围进行作为热处理的高频淬火回火。轴端的接合用外表面不实施热处理。
[研磨加工工序S5s1
在热处理后，对轴构件13a的轴承安装面14等进行研磨而完成该轴承安装面14等。由此，轴构件13a成为成品部件，被标注编号进行管理。
[焊接工序S6]
将作为成品部件的杯状构件12a和轴构件13a嵌合并进行焊接。由此，完成外侧联轴器构件11。
接下来，对本实施方式的制造方法的特征部分进行详细说明。图4是表示作为成品部件的杯状构件12a的焊接前的状态的纵剖视图。杯状构件 12a包括在内周形成有滚道槽30和内周面31的筒状部12a1和从该筒状部 12a1的内侧端部向径向内侧延伸的底部12a2，在底部12a2的壁厚内形成有接合用孔50。杯状构件12a由S53C等含有0.40～0.60重量％的碳的中碳钢构成。在上述车削加工工序S4c中切削加工出接合用孔50。虽然省略图示，但在滚道槽30、其他的规定部分形成有HRC58～62左右的硬化层。
在图5中示出作为成品部件的轴构件13a的焊接前的状态。轴构件13a 在外盘侧端部形成有与杯状构件12a的接合用孔50嵌合的接合用外表面51，在与接合用外表面51相邻的位置形成有轴承安装面14、挡圈槽15，并且在内盘侧端部形成有花键Sp。轴构件13a由S40C等含有0.30～0.55 重量％的碳的中碳钢构成。虽然省略图示，但在外周面的规定范围内通过作为热处理的高频淬火而形成有HRC50～62左右的硬化层。接合用外表面51不实施热处理。在热处理工序S4s后，轴承安装面14通过研磨加工等进行精加工。
图4所示的杯状构件12a的底部12a2的接合用孔50的直径B在一个联轴器尺寸中设定为相同尺寸。图5所示的轴构件13a是长杆用的轴构件，与接合用孔50嵌合的外侧端部的接合用外表面51的直径C与轴径、外周形状无关地设定为与直径B具有相同的恒定的间隙的尺寸。由于以这种方式进行尺寸设定，因此使杯状构件12a共用化，仅将轴构件13a制作成与车型对应的各种轴径、长度、外周形状，通过对两构件12a、13a进行焊接，能够制作与适合于各种车型的外侧联轴器构件11。
如图6所示，将作为如上述那样制作出的完成品的杯状构件12a与轴构件13a压入嵌合。由于杯状构件12a的压入部77与轴构件13a的压入部 78被压入嵌合，因此两构件12a、13a在定心为同轴的状态下临时固定。
接下来，根据图7对关于本发明的制造方法的实施方式的焊接工序S6 进行说明。图7表示焊接工序S6的概要。将通过压入嵌合而临时固定的杯状构件12a与轴构件13a设置于焊接装置(省略图示)。如图7所示，使设置于罩构件52的密封构件53与杯状构件12a的开口端部抵接，在杯状构件12a的内部形成封闭空间54。在罩构件52内设置有电子枪55并且为了对封闭空间54进行抽真空而经由管路57连接有真空泵56。在杯状构件12a的外周面的外侧与轴构件13a的外周面的外侧设置有冷却套58。
具体而言，是设置于罩构件52的密封构件53与杯状构件12a的开口端部抵接，在杯状构件12a的内部形成封闭空间54后，将封闭空间54抽真空至大气压以下的1.3pa左右。在本实施方式中，封闭空间54限定于杯状构件12a的内部，由于空间容积减小，因此缩短了抽真空的周期时间。一边进行抽真空，一边为了防止焊接后的急剧冷却抑制焊接部的高硬度化而通过电子束59对包括接合用孔50和接合用外表面51的嵌合部60在内的周边预热至200～650℃。通过扩大电子束59的射束宽度，并使射束高速回旋而进行预热。在预热后，如图示那样缩小电子束59的射束进行焊接，通过冷却套58，一边对杯状构件12a的筒状部12a1的外周与轴构件 13a的轴承安装面14的周边外周进行冷却一边进行焊接。通过预热，将焊接部的硬度调节为Hv200～Hv500，从而能够得到满足所需强度的良好的焊接部，并且能够防止进行了热处理后的部分的硬度降低。
在上述的焊接工序S6中，对为了调节焊接部的硬度而在焊接前实施预热的例子进行了说明，但也可以在焊接后将接合部位后加热至200℃～650℃，调节焊接部的硬度。另外，预热、后加热也可以通过电子束以外的感应加热等的热源来实施。
接下来，关于杯状构件的品种统一，例示与上述的图5所示的长杆类型的轴构件13a不同编号的轴构件进行补充说明。图8以及图9所示的轴构件13a’是内盘侧的标准的轴杆用的构件。在轴构件13a’上形成有与杯状构件12a的底部12a2的接合用孔50(参照图4)嵌合的接合用外表面51。该接合用外表面51的直径C形成为与图5所示的长杆类型的轴构件13a的接合用外表面51的直径C相同的尺寸。
由于该轴构件13a’为内盘侧的标准的轴杆用的构件，因此轴部的长度较短，在轴向中央部形成有滑动轴承面18，在滑动轴承面18上形成有多个油槽19。在内盘侧的端部形成有花键Sp和挡圈槽48。这样，即使标准的长度的轴杆及长杆这样的类型的不同、每种车型的轴径及外周形状不同，也能够将轴构件13a、13a’的接合用外表面51的直径C设定为相同尺寸。
由于杯状构件12a和轴构件13a、13a’的接合用孔50与接合用外表面51的嵌合部的直径B、C针对每个联轴器尺寸而设定为相同尺寸，因此能够准备对于每个联轴器尺寸共用化的杯状构件和对于每种车型而具备各种轴部规格的轴构件作为成品部件，能够分别对杯状构件和轴构件标注编号进行管理。并且，即使将杯状构件品种统一，通过与对于每种车型具备各种轴部规格的轴构件组合，能够迅速地制作与要求相应的各种外侧联轴器构件11。因此，能够实现由杯状构件的品种统一带来的成本降低和生产管理的负荷减轻。
作为以上的概括，在图10中示出杯状构件的品种统一的例子。如图所示，杯状构件在一个联轴器尺寸中共用化，例如，标注编号C001进行管理。与此相对，轴构件针对每种车型而具备各种轴部规格，例如，标注编号S001、S002、～S(n)而进行管理。并且，例如，当组合编号C001 的杯状构件和编号S001的轴构件并进行焊接时，能够制作编号A001的外侧联轴器构件。这样，通过杯状构件的品种统一，能够实现成本降低、减轻生产管理的负荷。就该品种统一而言，杯状构件在一个联轴器尺寸中并不限定为一个种类、即一个型号，例如，也包括根据最大工作角的不同规格而在一个联轴器尺寸中设定多个种类(多个型号)的杯状构件，将这些杯状构件的上述嵌合部的直径设为相同尺寸的情况。
在图11中示出将上述图3所示的制造工序部分变更后的例子。在图 11的制造工序中，将图3的轴构件的研磨加工工序S5s变更为焊接工序 S6之后，成为研磨加工工序S7。在该制造工序中，在对杯状构件与轴构件进行焊接后，通过研磨加工而完成轴构件的轴承安装面、滑动轴承面。因此，在图11的轴构件的制造工序中，在热处理工序S4s中标注为轴构件基本完成。其他的结构与图3所示的制造工序相同，因此对相同的加工工序标注相同的附图标记并省略重复说明。这样，在本说明书以及权利要求书中，作为成品部件的杯状构件、轴构件并不限于上述实施方式这样的实施了热处理后的研磨加工、淬火后的切削加工等精加工(例如，轴承安装面、滑动轴承面)的构件，而是包括尚未进行所述精加工的热处理结束状态的杯状构件、轴构件的概念。
接下来，根据图12以及图13对关于本发明的外侧联轴器构件的第二实施方式进行说明。在本实施方式中，对具有与关于外侧联轴器构件的第一实施方式相同的功能的部位标注相同的附图标记，并省略重复说明。
图12所示的滑动式等速万向联轴器10是双圈型等速万向联轴器 (DOJ)。该等速万向联轴器10具备：外侧联轴器构件11，其具有杯状部 12和从杯状部12的底部沿轴向延伸的长杆部13；内侧联轴器构件16，其收容于外侧联轴器构件11的杯状部12的内周；作为转矩传递要件的滚珠 41，其配置在外侧联轴器构件11与内侧联轴器构件16的滚道槽30、40 之间；保持器44，其具有与外侧联轴器构件11的筒状内周面42和内侧联轴器构件16的球状外周面43分别嵌合的球状外周面45、球状内周面46，并且该保持器44保持滚珠41。保持器44的球状外周面45的曲率中心O1与球状内周面46的曲率中心O2相对于联轴器中心O在轴向上向相反侧偏移。
与关于外侧联轴器构件的第一实施方式相同，在长杆部13的外周面上固定有支承轴承6的内圈，该支承轴承6的外圈经由未图示的托架固定于变速器箱体。外侧联轴器构件11被支承轴承6支承为旋转自如，从而尽可能地防止运转时等的外侧联轴器构件11的振动。
在图13中示出外侧联轴器构件11的部分纵剖面。如图所示，外侧联轴器构件11包括：有底筒状的杯状部12，其一端开口，且在内周面42形成有配置有滚珠41(参照图12)的六个或八个的滚道槽30；长杆部13，其从杯状部12的底部沿轴向延伸，在与杯状部12相反的一侧(内盘侧) 的端部外径设置有作为转矩传递用连结部的花键Sp。与第一实施方式相同，外侧联轴器构件11是杯状构件12a与轴构件13a焊接而成的构件。
本实施方式的外侧联轴器构件与上述的关于外侧联轴器构件的第一实施方式以及关于制造方法的实施方式相同，因此关于他们全部适用上述的内容，并省略重复说明。
在以上的实施方式中，示出了应用电子束焊接的情况，但也能够同样应用激光焊接。
在以上的关于外侧联轴器构件的实施方式中，对应用于作为滑动式等速万向联轴器10的三球销型等速万向联轴器、双圈型等速万向联轴器的情况进行了说明，但本发明也能够应用于十字槽型等速万向联轴器等其他滑动式等速万向联轴器的外侧联轴器构件、以及固定式等速万向联轴器的外侧联轴器构件。另外，以上，将本发明应用于构成驱动轴的等速万向联轴器的外侧联轴器构件，但本发明也能够应用于构成传动轴的等速万向联轴器的外侧联轴器构件。
本发明并不受上述实施方式任何限定，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然也能够通过各种方式来实施，本发明的范围由权利要求书示出，并且包括与权利要求书的记载等同的含义、以及范围内的全部变更。
附图标记说明
1 驱动轴
2 中间轴
3 花键
4 保护罩
5 保护罩
6 支承轴承
10 滑动式等速万向联轴器
11 外侧联轴器构件
12 杯状部
12a 杯状构件
12a1 筒状部
12a2 底部
13 长条轴部
13a 轴构件
14 轴承安装面
16 内侧联轴器构件
17 三球销构件
19 转矩传递要件(滚子)
20 固定式等速万向联轴器
21 外侧联轴器构件
22 内侧联轴器构件
23 转矩传递要件(滚珠)
24 保持器
30 滚道槽
31 内周面
40 滚道槽
41 转矩传递要件(滚珠)
49 焊接部
50 接合用孔
51 接合用外表面
52 罩构件
54 封闭空间
55 电子枪
56 真空泵
58 冷却套
59 电子束
60 嵌合部
77 压入部
78 压入部
B 直径
C 直径
O 联轴器中心
O1 曲率中心
O2 曲率中心
Sp 花键

Claims (7)

1.一种等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法，所述外侧联轴器构件的杯状部和轴部由独立构件构成，所述杯状部在内周形成有供转矩传递要件卡合的滚道槽，所述轴部形成于该杯状部的底部，并且所述外侧联轴器构件通过对形成所述杯状部的杯状构件和形成所述轴部的轴构件进行焊接而成，所述等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法的特征在于，
所述杯状构件和所述轴构件由中碳钢形成，
在制造所述杯状构件的工序中，在通过锻造加工而一体地形成所述杯状构件的筒状部和底部之后，包括机械加工工序以及热处理工序，在所述机械加工工序中，在所述底部的壁厚内形成接合用孔，准备经过了所述热处理工序的作为成品部件的杯状构件，
在制造所述轴构件的工序中，包括机械加工工序以及热处理工序，在所述轴构件的机械加工工序中，在与所述杯状构件的底部接合的所述轴构件的端部形成接合用外表面，准备经过了所述热处理工序的作为成品部件的轴构件，
使所述作为成品部件的杯状构件的接合用孔与所述作为成品部件的轴构件的接合用外表面嵌合，从所述杯状构件的内侧向所述接合用孔与所述接合用外表面的嵌合部照射射束而进行焊接，在焊接时对所述杯状部和所述轴部的外周进行冷却，将所述嵌合部的直径针对每个联轴器尺寸而设为相同尺寸。
2.根据权利要求1所述的等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法，其特征在于，
在所述焊接前对所述杯状构件和所述轴构件中的至少一方实施热处理后的精加工。
3.根据权利要求1或2所述的等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法，其特征在于，
所述焊接是电子束焊接。
4.根据权利要求1或2所述的等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法，其特征在于，
在使所述杯状部的内部成为大气压以下的状态下进行焊接。
5.根据权利要求1或2所述的等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法，其特征在于，
在所述焊接前将所述杯状构件与所述轴构件的接合部位预热至200℃～650℃。
6.根据权利要求1或2所述的等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法，其特征在于，
在所述焊接后将所述杯状构件与所述轴构件的接合部位后加热至200℃～650℃。
7.根据权利要求1或2所述的等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法，其特征在于，
所述杯状构件与所述轴构件的焊接部的硬度为Hv200～Hv500。
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