CN105065483A - 十字轴式万向节及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种十字轴式万向节及其制造方法,根据该十字轴式万向节的构造,事后也能够容易地判定因碰撞事故或驾驶操作的失误而向万向节施加了过大的转矩这一事实。在构成万向节叉(12c)的结合腕部(15c)的外侧面,形成从这些结合腕部(15c)的外侧面侧观察时的形状为直线状的突条(20)。若作用过大的转矩,导致结合腕部(15c)塑性变形,则突条(20)从直线状变成非直线状。根据该变化,能够容易地确认包含万向节叉(12c)在内的十字轴式万向节被施加了过大的转矩这一事实。另外,将结合腕部(15c)的内侧面彼此的间隔设为D、将这些结合腕部(15c)的轴向长度设为L的情况下,以满足3<L/D≤4的方式限制万向节叉(12c)的各部分的尺寸。

Description

十字轴式万向节及其制造方法
[0001] 本申请是国际申请日为2012年07月23日、国际申请号为PCT/JP2012/068592、国家申请号为201280000794.0、发明名称为“十字轴式万向节及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及用于能够传递转矩地对构成汽车用转向装置的旋转轴彼此进行连接的十字轴式万向节(万向接头)。
背景技术
[0003] 如图11所示,汽车用转向装置构成为,将方向盘I的旋转传递到转向齿轮单元2的输入轴3,随着该输入轴3的旋转,推拉左右一对拉杆4,向转向轮(前车轮)赋予转向角。方向盘I被支承固定在转向轴5的后端部,转向轴5以沿轴向穿插转向柱6的状态能够自由旋转地支承在该转向柱6上。另外,转向轴5的前端部经由万向节7与中间轴8的后端部连接,该中间轴8的前端部经由另一个万向节9与输入轴3连接。此外,在图示的例子中,装入了将电动马达10作为辅助动力源来谋求降低操作方向盘I所需的力的电动式动力转向装置。因此,将转向轴5的前端部与该电动式动力转向装置的输入侧连接,通过万向节7能够自由传递转矩地连接该电动式动力转向装置的输出轴和中间轴8的后端部。
[0004] 作为被装入如上所述的汽车用转向装置且连接相互不处于同一直线上的旋转轴即转向轴5、中间轴8和输入轴3的万向节7、9,采用十字轴式万向节。作为如上所述的十字轴式万向节的构造,如日本特开平6-280889号公报、日本特开平8-270669号公报、日本特开平11-325098号公报、日本特开2009-299706号公报等记载的那样,公知各种构造。图12示出了日本特开平8-270669号公报所记载的以往构造的一例。
[0005] 图12所示的万向节11通过一个十字轴13能够自由传递转矩地结合一对万向节叉12a、12b而构成。这些万向节叉12a、12b通过对金属材料实施冲压加工或锻造加工而制成,各万向节叉12a (12b)具有基部14a (14b)和一对结合腕部15a (15b)。在各结合腕部15a(15b)的前端,相互同心地形成有一对圆孔16a(16b)。另外,十字轴13由4根轴部17以相邻的轴部17的中心轴彼此相互正交的方式构成。而且,分别通过杯壳型径向滚针轴承18将这些轴部17能够自由旋转地支承在圆孔16a、16b的内侧,从而构成万向节11。
[0006] 搭载有装入了如上所述的万向节7、9、11的转向装置的车辆在发生碰撞事故或因驾驶操作的失误使转向轮骑上路牙的情况下,存在从转向齿轮单元2这一侧向万向节7、9、11冲击性地施加过大的转矩这种情况。而且,基于如上所述的冲击性地施加的过大的转矩,有可能导致该结构部件的全部或一部分损伤而对继续的安全运行带来障碍。例如,结合腕部15a(15b)变形,形成在这些结合腕部15a(15b)前端部的圆孔16a(16b)的同心性被破坏。在该同心性被破坏的情况下,产生径向滚针轴承18的功能受损、各部分容易产生磨损等问题。在如上所述的情况下,即使使用者将该车辆交给修理厂,对于经验不足的工人来说,根据损伤的程度,可能不会发现万向节7、9、11的异常。而且,在冲击性地施加过大的转矩的情况下,还存在如下不良情况:结合腕部15a (15b)的圆孔16a (16b)扩张,十字轴13的径向滚针轴承18从该圆孔16a(16b)脱落,从而导致作为十字轴式万向节的功能受损。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1:日本特开平6-280889号公报
[0010] 专利文献2:日本特开平8-270669号公报
[0011] 专利文献3:日本特开平11-325098号公报
[0012] 专利文献4:日本特开2009-299706号公报
发明内容
[0013] 发明的概要
[0014] 发明所要解决的课题
[0015] 本发明是鉴于上述情况而研发的,其目的是实现一种十字轴式万向节的构造,即使在因碰撞事故或驾驶操作的失误而向万向节施加了过大的转矩的情况下,事后也能够容易地对其进行判定,并且实现一种十字轴式万向节的构造,能够防止十字轴的脱落,保持最低限度的功能。
[0016] 用于解决课题的方案
[0017] 本发明的十字轴式万向节具有一对万向节叉和能够自由摆动位移地结合这些万向节叉彼此的一个十字轴。这些万向节叉分别由碳素钢等铁合金或者铝合金、镁合金等轻合金这样的金属制成,并具有:用于结合固定旋转轴的端部的基部;从该基部的轴向一端缘中的相对于该旋转轴而处于直径方向相反侧的两个位置沿轴向延伸的一对结合腕部;相互同心地形成在这些结合腕部的前端部的一对圆孔。另外,所述十字轴由轴承钢、高速工具钢、碳素钢等铁合金制成,并具有以相邻的轴部的中心轴彼此相互正交的状态设置的4根轴部。而且,所述十字轴的轴部的前端部分别经由轴承能够自由旋转地支承在设置于所述万向节叉的所述圆孔的内侧。
[0018] 特别是,在本发明的十字轴式万向节中,在构成所述万向节叉中的至少一个万向节叉的所述结合腕部的外侧面的、至少比所述圆孔靠所述基部的部分,分别显示出在所述基部的轴向上长且从所述结合腕部的外侧面侧观察时的形状为直线状的基准线。
[0019] 在本发明的十字轴式万向节中,优选的是,将这些结合腕部的刚性限制在如下程度,即,在施加了过大的转矩的情况下,所述结合腕部的所述圆孔扩张到所述十字轴的所述轴承脱落这种程度之前,所述结合腕部沿扭转方向塑性变形的程度。
[0020] 为实现如上所述的结构,例如,在将构成所述至少一个万向节叉的所述结合腕部的内侧面彼此的间隔设为D、将这些结合腕部的轴向长度设为L的情况下,以满足3 < L/D ^ 4的方式限制构成十字轴式万向节的各部分的尺寸,即,能够使所述结合腕部的轴向长度比以往的十字轴式万向节的情况长。
[0021] 此外,也可以使所述基准线从所述结合腕部的外侧面延长到所述基部的外周面。
[0022] 另外,还可以使所述基部与转向齿轮单元的输入轴、中间轴(外轴或内轴)等的圆管状的轴部的端部连续,使所述万向节叉与该圆管状的轴部一体地形成。
[0023] 所述基准线的构造只要能够通过视觉判断容易地确认其变化即可,可以是任意的构造,所述基准线可以由从所述结合腕部的外侧面在所述基部的径向上以向外侧突出的状态设置的突条或以向内侧凹陷的状态设置的凹槽构成。
[0024] 另外,在制造与所述圆管状的轴部一体地形成且所述基准线由所述突条或所述凹槽构成的本发明的十字轴式万向节的情况下,(I)对金属制的圆柱状的坯料实施前方挤压加工,得到轴向一端部设有圆柱部且从轴向中间部到另一端部设有圆管状的轴部的第一中间坯料,(2)将第一中间坯料设定在冲模内,该冲模在包围所述圆柱部的部分的内周面的径向相反侧的两个位置,设有与所述结合腕部对应的一对腕部成形用模腔,所述冲模还设有在这些腕部成形用模腔的周向中央部形成且分别在所述圆柱部的轴向上长的凹槽或突条,在将第一中间坯料设定在冲模内的状态下,使冲头压在第一中间坯料的轴向一端面的中央部,沿轴向挤扁所述圆柱部的径向中央部,从而将金属材料送入所述腕部成形用模腔内,由此,在形成所述结合腕部的同时,在这些结合腕部的外侧面的中央部分别形成作为所述基准线的突条或凹槽,从而得到第二中间坯料,(3)对第二中间坯料实施包含在所述结合腕部的前端部形成相互同心的圆孔的加工在内的精加工,得到与所述轴部一体形成的万向节叉,并通过所述十字轴结合该万向节叉和其他的万向节叉。
[0025] 发明的效果
[0026] 根据本发明的十字轴式万向节,因碰撞事故或驾驶操作的失误而向万向节的万向节叉施加了过大的转矩,其结果是,构成该万向节叉的结合腕部变形,此时,在这些结合腕部的外侧面显示出的基准线的形状从直线状变成非直线状。即使是经验不足的工人,也能够容易地判断该变化,因此能够容易且可靠地判定该十字轴式万向节产生了异常,能够实施适当的修理或更换作业。
[0027] 另外,在本发明的十字式万向节中,对于构成万向节叉的一对结合腕部的轴向长度而言,根据上述轴向长度与所述结合腕部的内侧面彼此的间隔之间的关系,使上述轴向长度比以往长,从而适度地降低这些结合腕部的刚性,于是能够使在设置在这些结合腕部前端部的圆孔彼此之间架设的十字轴难以脱落。即,在向所述结合腕部冲击性地施加了过大的转矩的情况下,在所述圆孔扩张到设置在该圆孔内侧的径向滚针轴承脱落这种程度之前,所述结合腕部沿扭转方向塑性变形。随着该塑性变形,虽然所述圆孔的同心性被破坏,所述十字轴式万向节的功能多少有些损失,但所述径向滚针轴承还被保持在所述圆孔的内侦U,因此,能够保持在一对轴彼此之间传递转矩这样的最低限度的功能。
[0028] 而且,圆管状的轴部和万向节叉成为一体,在构成该万向节叉的一对结合腕部的外侧面,分别具有作为基准线的突条或凹槽,上述构造能够高效率地形成,能够实现低成本化。
附图说明
[0029] 图1(A)是表示本发明的实施方式的一例的万向节叉的主视图,图1(B)是其通常状态的侧视图,图1(C)是其变形后的状态的侧视图。
[0030] 图2是关于本发明的实施方式的一例的、用于说明万向节叉的连接腕部因过大的转矩而变形的状态的示意图。
[0031] 图3是关于本发明的实施方式的一例的、用于说明构成万向节叉的一对结合腕部的内侧面彼此的间隔和这些结合腕部的轴向长度之间的关系的示意图。
[0032] 图4是关于本发明的实施方式的一例的、用于说明通过延长所述结合腕部的轴向长度,即使在施加了过大的转矩的情况下,在设置于这些结合腕部前端部的圆孔彼此之间架设的十字轴也难以脱落的理由的示意图。
[0033] 图5是用于说明方向盘的中立位置基于因过大的转矩引起的万向节叉的连接腕部的塑性变形而变化的状态的示意图。
[0034]图6(A)是表示基于基准线的斜度求出向万向节叉施加的过大的转矩值、再基于该过大的转矩值求出十字轴万向节的耐久性的过程的万向节叉的示意图,图6(B)、图6(C)是表示基准线的斜度、过大的转矩值和耐久性之间的关系的线图。
[0035] 图7是按工序表示与外管一体的万向节叉的制造方法的一例的图,图7A-图7C是表示端面(a)和剖面(b)的图,图7D-图7E是表示剖面(b)的图。
[0036] 图8是表示通过后方挤压加工形成一对结合腕部的同时在这些结合腕部的外侧面形成突条的工序的剖视图。
[0037] 图9是该工序所使用的冲模的剖视图。
[0038] 图10 (A)是该冲头的侧视图,图10⑶是图10 (A)的a部分放大图,图10 (C)是图10(A)的沿b-b线的剖视图。
[0039] 图11是表示装入了十字轴式万向节的汽车用转向装置的一例的局部剖切侧视图。
[0040] 图12是表示十字轴式万向节的以往构造的一例的分解立体图。
具体实施方式
[0041] 图1〜图10示出了本发明的实施方式的一例。此外,包含本实施例在内,本发明的特征是:在构成十字轴式万向节的一对万向节叉中的至少一个万向节叉的一对结合腕部的外侧面,显示出从这些结合腕部的外侧面侧观察时的形状为直线状的基准线;以及适当地限制构成万向节叉的一对结合腕部的刚性。其他部分的基本结构及作用与以往的十字轴式万向节相同,因此省略或简化重复的图示和说明。以下,以本实施例的特征部分为中心进行说明。
[0042] 构成本实施例的十字轴式万向节的十字轴13与以往同样地由轴承钢、高速工具钢、碳素钢等铁合金制成,并具有以相邻的轴部17的中心轴彼此相互正交的状态设置的4根轴部17。另外,构成本实施例的十字轴式万向节的万向节叉12c通过对碳素钢等铁合金或者铝合金、镁合金等轻合金这样的金属材料实施冷锻加工而制成,并具有基部14c和一对结合腕部15c。
[0043] 在本实施例的构造的情况下,构成万向节叉12c的基部14c与圆管状的外轴19 一体地构成。换言之,在该外轴19的轴向端部(图1〜图3的上侧)一体地设置基部14c。该基部14c是圆筒状,一对结合腕部15c从该基部14c中的与外轴19相反的一侧的端缘中的在直径方向处于相反侧的两个位置分别向与外轴19相反的一侧沿轴向延伸。在本实施例的情况下,结合腕部15c的形状是平板状,在各自的前端部形成有相互同心的圆孔16c。此外,外轴19与未图示的内轴花键结合(包含滚珠花键),而构成能够伸缩的中间轴8(参照图11)。关于这一点,由于是以往公知的构造,所以省略详细的图示和说明。
[0044] 特别是,构成本实施例的十字轴式万向节的万向节叉12c在各自的结合腕部15c的外侧面的宽度方向(基部14c的周向)中央部,分别形成有基准线即突条20。这些突条20分别在基部14c的轴向上长且从结合腕部15c的外侧面侧观察时的形状为直线状。突条20只要是通过肉眼观察就能够容易地确认的构造即可。优选的是,不会相反地因这些突条20的存在而使结合腕部15c的强度及刚性相对于设计值变化。因此,在将基准线形成为突条的情况下,突条20的高度优选只要在狭窄的发动机舱内能够可靠地被肉眼观察即可,尽可能地使其小,最大限于0.5mm左右。另外,也可以由凹槽构成基准线,在该情况下,凹槽的深度的值优选只要在狭窄的发动机舱内能够可靠地被肉眼观察到即可,尽可能地使其小,最大限于0.5mm左右。关于宽度,为了能够通过肉眼容易地确认突条20或凹槽的变形,优选宽度较小,但应该考虑到防止应力向形成这些突条20或凹槽的部分集中。若考虑到这一点,则突条20优选形成为截面形状的曲率半径为1mm〜20mm左右的、部分圆筒面状的凸面形状。另外,采用凹槽的情况下,优选形成为截面形状的曲率半径为1mm〜30mm左右的、部分圆筒面状的凹面形状。此外,突条20或凹槽必须形成在结合腕部15c的外侧面的、比圆孔16c更靠基部14c的部分,但在本实施例的情况下,为便于加工,也形成在比圆孔16c更靠前端的部分。另外,优选的是,突条20设置成从结合腕部15c延长到基部14c的外周面。
[0045] 在本实施例的情况下,构成万向节叉12c的所述结合腕部15c的轴向长度比以往构造的情况稍长。具体来说,将这些结合腕部15c的内侧面彼此的间隔设为D、将这些结合腕部15c的轴向长度(从基部14c的端缘到这些结合腕部15c的前端缘为止的轴向距离)设为L的情况下,以满足3 < L/D彡4的方式限制各部分的尺寸。S卩,以往,以使该比L/D为大约2左右(L/D〜2)的方式限制各部分的尺寸,而在本实施例中,使结合腕部15c的轴向长度L相对于间隔D增大,以使与转矩传递方向相关的结合腕部15c的刚性比以往构造稍低。
[0046] 搭载有装入了具有如上所述的万向节叉12c的本实施例的十字轴式万向节的汽车用转向装置的车辆,在发生碰撞事故的情况、因驾驶操作的失误使转向轮骑上路牙的情况等情况下,向万向节叉12c施加过大的转矩。该过大的转矩被施加在构成十字轴式万向节且通过十字轴13相互结合的一对万向节叉的基部彼此之间,因此,构成万向节叉12c的结合腕部15c从图1(B)所示的状态向图1(C)所示的状态、或者从图2所示的实线状态向点划线状态,朝与过大的转矩的作用方向对应的方向塑性变形。该塑性变形的结果是,在这些结合腕部15c的外侧面显示出的基准线即突条20的形状从图1 (B)所示的直线状向图1 (C)所示的非直线状变化。
[0047] 突条20是否是直线状能够通过肉眼,再通过根据需要用尺等进行测量而容易地进行判断,因此,若准确地形成图1(B)所示的正常状态下的直线形状,则即使是经验不足的工人也能够容易地判断过大的转矩施加在包含万向节叉12c而构成的十字轴式万向节上。因此,若将搭载有可能被施加了过大的转矩的十字轴式万向节的车辆交给修理厂,则即使是经验不足的工人,也能够容易且可靠地判定该十字轴式万向节产生了异常,能够实施适当的修理或更换作业。
[0048] 另外,在本实施例的构造的情况下,相对于结合腕部15c的内侧面彼此的间隔D,这些结合腕部15c的轴向长度L成为大于3倍且4倍以下,因此能够适度地降低这些结合腕部15c的刚性。而且,在向包含万向节叉12c的十字轴式万向节冲击性地作用过大的转矩的情况下,也难以使架设于设置在结合腕部15c前端部的圆孔16c彼此之间的十字轴13脱落。关于这一点,参照图4进行说明。
[0049] 向装入了万向节叉12c及十字轴13的十字轴式万向节冲击性地施加过大的转矩时,从构成十字轴13的任意的轴部17的两端部,向构成万向节叉12c的一对结合腕部15c,在图4(A)所示的4个位置的α部分施加大的载荷。在这些结合腕部15c的轴向长度L与结合腕部15c的内侧面彼此的间隔D之比L/D减小到3以下,这些结合腕部15c的扭转刚性比在结合腕部15c的前端部形成有圆孔16c的部分的强度(这些圆孔16c的变形难易程度)高的情况下,施加过大的转矩时,如图4(B)所示,形成在这些结合腕部15c前端部的圆孔16c扩张,设置在这些圆孔16c内侧的径向滚针轴承18有可能从这些圆孔16c中拔出。其结果是,装入了十字轴式万向节的汽车用转向装置的功能降低或丧失。
[0050] 与此相对,在本实施例的构造的情况下,使结合腕部15c的轴向长度增长(3 < L/D < 4)。因此,在圆孔16c扩张到径向滚针轴承18脱落这种程度之前,结合腕部15c如图1 (C)及图2的点划线所示地沿扭转方向塑性变形。随着该塑性变形,圆孔16c的同心性被破坏,十字轴式万向节的功能(位移的顺畅性)多少有些损失,但径向滚针轴承18还被保持在圆孔16c的内侧,因此,可以保持在一对轴彼此之间传递转矩这样的、十字轴式万向节所要求的最低限度的功能。
[0051] 此外,即使是驾驶员,也能够判定向十字轴式万向节冲击性地施加了过大的转矩这一事实。其理由是,结合腕部15c因该过大的转矩而沿扭转方向塑性变形,由此,与万向节叉12c —体形成的外轴19和经由十字轴13及另外的万向节叉与该外轴19连接的另一轴之间的与旋转方向相关的相位偏移。该相位偏移的结果是,用于使车辆处于直行状态的方向盘I的中立状态的姿势发生变化。即,在万向节叉12c塑性变形之前的状态下,在车辆处于直行状态的情况下,方向盘I的姿势被维持在图5(A)所示的初期状态的姿势。与此相对,通过过大的转矩的能量,向万向节叉12c冲击性地施加过大的转矩,结合腕部15c沿扭转方向塑性变形,两侧的轴19之间的旋转方向上的相位偏移,此时,用于使车辆处于直行状态的方向盘I的中立状态的姿势如图5(B)所示地变化。该变化在向转向轮施加冲击前后突然出现,因此操作方向盘I的驾驶员自身也能够容易地意识到转向装置产生了某些不良情况。因此,能够促使驾驶员进行修理,避免继续驾驶损伤的车辆而带来的危险。
[0052] 另一方面,方向盘I的姿势从图5(A)所示的状态向图5(B)所示的状态的变化也会因车轮定位不正常而产生。因此,在接收了车辆的修理厂,难以直接判断图5(B)所示的状态是因车轮定位的偏差导致的、还是因十字轴式万向节的结构部件的塑性变形等其他的要件导致的。特别是,在驾驶员向作业者传达产生从图5(A)所示的状态向图5(B)所示的状态的变化前后的状况的情况下,即使是万向节叉12c塑性变形的情况,在确定姿势变化产生的原因、即注意到该万向节叉12c的变形之前,可能需要花费大量时间。与此相对,根据本实施例的构造,只要肉眼观察突条20,就能够容易地确认十字轴式万向节因过大的转矩而产生变形,从而能够尽快确定方向盘姿势变化的原因。
[0053] 另外,能够基于图6 (A)所示的伴随结合腕部15塑性变形而产生的、在这些结合腕部15c的外侧面显示出的基准线即突条20相对于轴向的位移量(倾斜角度)δ,例如根据图6(B)求出作用于十字轴式万向节的过大的转矩的大小。而且,还能够基于如上所述求出的过大的转矩的大小,根据图6(C)求出十字轴式万向节的剩余寿命。此外,图6(B)及图6(C)能够通过计算机解析或实验预先求出。
[0054] 此外,在本发明的十字轴式万向节中,这些结合腕部15c的刚性被限制在如下程度即可,即,在冲击性地施加了过大的转矩的情况下,在结合腕部15c的圆孔16c扩张到十字轴13的轴承18脱落的程度之前,结合腕部15c沿扭转方向塑性变形的程度,用于限制如上所述的结合腕部15c的刚性的结构不限于本实施例的构造。
[0055] 以下,参照图7〜图10说明如上所述的分别在一对结合腕部15c的外侧面设置有突条20且使万向节叉12c和外轴19成为一体的所谓的管式万向节叉的制造方法。如以往公知的那样,如上所述的管式万向节叉由SlOC〜S45C等碳素钢制成,对图7(A)所示的圆柱状的坯料21依次实施前方挤压加工、后方挤压加工等冷锻加工,经由图7(B)所示的第一中间坯料22、图7(C)所示的第二中间坯料23、图7(D)所示的第三中间坯料24,制成图7 (E)所示的与外轴19成为一体的万向节叉12c。其中,在对图7(B)所示的第一中间坯料22实施后方挤压加工而制成图7(C)所示的第二中间坯料23的过程中,在结合腕部15c的外侧面分别形成突条20。因此,通过图8〜图10说明形成这些突条20的后方挤压加工的实施状况。
[0056] 如图8所示,后方挤压加工通过如下方式进行:在将第一中间坯料22设置在受压方向的模具即冲模25内的状态下,利用挤压方向的模具即冲头26强力地挤压第一中间坯料22的轴向端面的中央部。冲模25具有:圆筒状空间部28,其几乎没有间隙地收纳第一中间坯料22中的圆管状部27;成形用空间30,其用于使第一中间坯料22的圆柱状部29塑性变形。如图9所示,该成形用空间30构成为,在圆形部31的径向相反侧(图8的左右两侦叭图9的上下两侧)两个位置,以分别向径向外侧突出的状态设置突出部32。圆形部31具有:比圆柱状部29的外径稍大的内径;能够几乎没有间隙地将图10所示的设置在冲头26前端部的大致长圆形(椭圆形)的挤压部33的长径方向(图10的左右方向)两端部压入的形状及大小。
[0057] 另外,突出部32用于形成结合腕部15c,并具有与这些结合腕部15c的外侧面及圆周方向两侧缘部的外形相匹配的内表面形状。另外,在突出部32的里面中央部形成有用于形成突条20的凹槽36。此外,在图9中,为了更加明了,较大地描绘出该凹槽36。另外,冲头26的挤压部33的外周面是轴向中央部向径向外侧突出的山形,在前端部,遍及整周形成有平刃口凸台部35。该平刃口凸台部35的轴向宽度w比一般的后方挤压成型用的冲头的平刃口凸台部的宽度小。这样做的理由是,将挤压部33与被加工物即第一中间坯料22的圆柱状部29之间的摩擦抑制得低,谋求降低后方挤压加工所需的力,能够增大结合腕部15c的轴向长度L。在本实施例的情况下,将平刃口凸台部35的轴向宽度w设定为0.1mm〜0.5_左右。另外,该平刃口凸台部35中的与突出部32的内侧面相对的部分分别制成平坦面34。此外,冲模25也可以米用在凹槽36处沿径向被分成两部分的分开模。另外,在将基准线制成凹槽的情况下,设置在冲模25内周面的该基准线形成用的构造也可以采用突条代替凹槽36,或者,也可以通过使一对销的半部分内嵌于这些凹槽36,沿这些凹槽36配置销,由这些销的另一半部分形成成为基准线的凹槽。
[0058] 在后方挤压加工中,通过冲头26的挤压部33沿轴向对第一中间坯料22的圆柱状部29进行挤压(挤扁),将由此产生的多余材料送入突出部32,在形成结合腕部15c的同时,在这些结合腕部15c的外侧面分别形成直线状的突条20。其结果是,得到图7(C)所示的第二中间坯料23。在第二中间坯料23中的结合腕部15c冲压形成圆孔16c,并将这些结合腕部15c前端部的多余部分除去(去毛边),从而制成图7 (D)所示的第三中间坯料24。进而,对存在于圆管状部27和结合腕部15c彼此之间的部分的多余部分进行冲压,同时,调整各部分的形状及尺寸,得到图7(E)所示的与外轴19成为一体的万向节叉12c。
[0059] 此后,优选对与外轴19 一体形成的万向节叉12c在470°C〜580°C下实施软氮化处理等热处理,使其表面硬化并使心部软化。其理由是,通过使表面硬化来确保耐久性,并且除去通过后方挤压加工在内部产生的应变,进一步提高万向节叉12c的能量吸收性能。
[0060] 此外,在本发明中,为了能够事后容易地确认过大的转矩作用的情况而形成在构成万向节叉的一对结合腕部的外侧面的基准线,只要不会对这些结合腕部的强度、刚性、耐久性带来不良影响并且即便长期使用也不会因损耗等而导致看不到该基准线,也可以采用突条和凹槽以外的构造。另外,关于万向节叉,不一定需要是与外轴一体的构造,也可以与构成中间轴的内轴或转向轴分体地构成并构成与这些轴的端部结合固定的构造。
[0061] 附图标记的说明
[0062] I 方向盘
[0063] 2转向齿轮单元
[0064] 3输入轴
[0065] 4 拉杆
[0066] 5 转向轴
[0067] 6转向柱
[0068] 7万向节
[0069] 8 中间轴
[0070] 9万向节
[0071] 10电动马达
[0072] 11万向节
[0073] 12a、12b、12c 万向节叉
[0074] 13十字轴
[0075] 14a、14b、14c 基部
[0076] 15a、15b、15c 结合腕部
[0077] 16a、16b、16c 圆孔
[0078] 17 轴部
[0079] 18径向滚针轴承
[0080] 19 外轴
[0081] 20 突条
[0082] 21 坯料
[0083] 22第一中间坯料
[0084] 23第二中间坯料
[0085] 24第三中间坯料
[0086] 25 冲模
[0087] 26 冲头
[0088] 27圆管状部
[0089] 28圆筒状空间部
[0090] 29圆柱状部
[0091] 30成形用空间
[0092] 31圆形部
[0093] 32突出部
[0094] 33挤压部
[0095] 34平坦面
[0096] 35平刃口凸台部
[0097] 36 凹槽

Claims (2)

1.一种十字轴式万向节,其特征在于,具有一对万向节叉和能够自由摆动位移地结合所述万向节叉彼此的一个十字轴, 所述万向节叉分别由金属制成并具有:用于结合固定旋转轴的端部的基部;从该基部的轴向一端缘中的就该旋转轴而言的直径方向相反侧的两个位置向轴向延伸的一对结合腕部;相互同心地形成在所述结合腕部的前端部的一对圆孔, 所述十字轴由铁合金制成并具有以相邻的轴部的中心轴彼此相互正交的状态设置的4根轴部,所述轴部的前端部分别经由轴承能够自由旋转地支承在设置于所述万向节叉的所述圆孔的内侧, 在构成所述万向节叉中的至少一个万向节叉的所述结合腕部的外侧面中的、至少比所述圆孔更靠所述基部的部分,分别显示出在所述基部的轴向上长且从所述结合腕部的外侧面侧观察时的形状为直线状的基准线, 所述基部与圆管状的轴部的端部连续,所述万向节叉与所述圆管状的轴部一体地形成, 所述基准线由从所述结合腕部的外侧面在所述基部的径向上以向外侧突出的状态设置的突条或以向内侧凹陷的状态设置的凹槽构成。
2.一种十字轴式万向节的制造方法,该十字轴式万向节是权利要求1所述的、所述基部与圆管状的轴部的端部连接且所述万向节叉与所述轴部一体地形成的十字轴式万向节,其特征在于,具有如下工序: 对金属制的圆柱状的坯料实施前方挤压加工,得到在轴向一端部设有圆柱部且从轴向中间部到另一端部设有圆管状的轴部的第一中间坯料; 将第一中间坯料设定在冲模内,该冲模在包围所述圆柱部的部分的内周面的径向相反侧的两个位置,设有与所述结合腕部对应的一对腕部成形用模腔,所述冲模还设有在所述腕部成形用模腔的周向中央部形成且分别在所述圆柱部的轴向上长的凹槽或突条,在将第一中间坯料设定在冲模内的状态下,将冲头推压于第一中间坯料的轴向一端面的中央部,在轴向上挤扁所述圆柱部的径向中央部,从而将金属材料送入所述腕部成形用模腔内,由此,在形成所述结合腕部的同时,在所述结合腕部的外侧面的中央部分别形成作为所述基准线的突条或凹槽,得到第二中间坯料; 对第二中间坯料实施包含在所述结合腕部的前端部形成相互同心的圆孔的加工在内的精加工,得到与所述轴部一体形成的万向节叉,经由所述十字轴结合该万向节叉和另外的万向节叉。
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