CN105492791B - 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 - Google Patents

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)与轴构件(13a、13b)由中碳钢形成，作为杯状构件(12a)，准备在通过锻造加工而一体地形成杯状构件(12a)的筒状部(12a1)与底部(12a2)之后，在机械加工工序中在底部(12a2)的外表面形成了接合用端面(50)的杯状构件(12a)，作为轴构件(13a、13b)，准备在机械加工工序中形成了与杯状构件(12a)的底部(12a2)接合的接合用端面(51)的轴构件(13a、13b)，使杯状构件(12a)的接合用端面(50)与轴构件(13a、13b)的接合用端面(51)对接，从杯状构件(12a)的外侧沿径向向杯状构件的接合用端面(50)与轴构件的接合用端面(51)的对接部照射射束而进行焊接，将接合用端面(50、51)的外径(B)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以及外侧联轴 器构件

技术领域

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将驱动侧与从动侧的二轴能够传递转矩地连结，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单元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、切削加工、热处理、研磨加工等，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300mm～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15以及图16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15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16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、挡圈槽等并经由热处理、研磨加工等形成外侧联轴器构件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16中为了简化说明，省略了细微部的形状的不同点，对于作为成品件的外侧联轴器构件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16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射束焊接，来抑制摩擦压接这样的接合部表面的隆起，但在如图17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。

并且，利用了上述的图15以及图16的摩擦压接、图17的焊接的杯状构件72与轴构件73针对不同车型在不同形状、尺寸的轴部分的中途位置接合。因此，已知如后述那样在生产率的提高、杯状构件的品种统一带来的成本降低方面也存在问题。

本发明是鉴于上述的问题点而提出的，其目的在于提供一种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降低、生产率的提高、以及品种统一带来的成本降低、生产管理的负荷减轻。

用于解决课题的手段

本发明人为了实现上述的目的而进行了深入研究以及验证，发现以下的知识。并且，根据这些多方面的知识，构思出新的制造理念，形成本发明。

(1)在激光焊接、射束焊接的生产技术方面，将杯状构件与轴构件设置于封闭空间进行抽真空，在中空空洞部也被真空化的状态下进行焊接，从而抑制熔融物的涌出、气泡的产生。

(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的杯状构件与轴构件进行焊接的情况下，存在因焊接时的热量导致周边部的温度上升，热处理部的硬度下降的顾虑。对于该问题，关注了通过更换焊接工序的顺序，在不对联轴器功能造成影响的范围内最有效地通过能够实现成本降低的工序进行接合的方法。例如，若不存在焊接时的热影响，则对实施了淬火回火的热处理的完成状态的杯状构件与轴构件进行焊接，另一方面，在存在热影响的情况下，提出了焊接后的热处理的工序等，根据杯状构件、轴构件的形状、规格等而采取最佳的工序的理念。

(3)并且，在生产率、品种统一方面，明确了在图15～17所示的杯状构件72中存在如下的问题。即，杯状构件72采用如下结构：通过锻造加工等形成与杯状部的底部相比被缩径的短轴部，该短轴部以轴构件73的形状、尺寸为基准而设定，在轴部的中途位置接合。轴构件73根据所组装的车辆，除标准长度的杆、长杆这种类型的不同以外，要求各种轴径、外周形状。因此，在以轴构件73的形状、尺寸为基准而设定杯状构件72的短轴部，在轴部的中途位置接合的情况下，由于与轴构件73接合的杯状构件72的短轴部的轴径(接合直径)及形状、长度(接合位置)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，明确了基于生产率的提高、杯状构件的品种统一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单元卡合的滚道槽，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，所述杯状构件与所述轴构件由中碳钢形成，作为所述杯状构件，准备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，在机械加工工序中在所述底部的外表面形成了接合用端面的杯状构件，作为所述轴构件，准备在机械加工工序中形成了与所述杯状构件的底部接合的接合用端面的轴构件，使所述杯状构件的接合用端面与所述轴构件的接合用端面对接，从所述杯状构件的外侧沿径向向所述杯状构件的接合用端面与所述轴构件的接合用端面的对接部照射射束而进行焊接，将所述接合用端面的外径针对每个联轴器尺寸而设为相同尺寸。

另外，在作为等速万向联轴器的外侧联轴器构件的本发明中，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单元卡合的滚道槽，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与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而一体地成形出筒状部和底部，且在该底部的外表面形成有接合用端面，所述轴构件在与所述底部接合的端部形成有接合用端面，使两个所述接合用端面对接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外侧沿径向照射的射束产生的焊道而形成，并且所述接合用端面的外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，接合用端面的外径针对每个联轴器尺寸而设为相同尺寸不限于杯状构件在一个联轴器尺寸中为一个种类，即，一个编号的情况，例如，也包括如下情况，根据最大工作角的不同规格，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接合用端面的外径设为相同尺寸。另外，除此以外，例如，也包括如下情况，考虑联轴器功能、制造现场的实际情况、生产率等，为了在热处理前的中间部件与实施了热处理的成品部件的多个形态下管理杯状构件，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接合用端面的外径设为相同尺寸。

但是，无需一定将杯状构件的接合用端面的外径与轴构件的接合用端面的外径设为相同尺寸，例如，可以考虑焊接焊道的状态等，形成使轴构件的接合用端面的外径比杯状构件的接合用端面的外径稍小、或者相反使轴构件的接合用端面的外径比杯状构件的接合用端面的外径稍大等适当的尺寸差。在本说明书中，将杯状构件与轴构件的接合用端面的外径针对每个联轴器尺寸而设定为相同尺寸是指，包括在杯状构件的接合用端面的外径与轴构件的接合用端面的外径之间存在适当的尺寸差的情况的概念。

并且，在权利要求书以及说明书中，将接合用端面的外径针对每个联轴器尺寸而设定为相同尺寸是指，包括等速万向联轴器的形式不同的情况，例如，包括在内盘侧将三球销型等速万向联轴器与双圈式等速万向联轴器的上述接合用端面的外径设为相同尺寸、在外盘侧将球笼型等速万向联轴器与无根切型等速万向联轴器的上述接合用端面的外径设为相同尺寸的情况的概念。并且，可以将内盘侧与外盘侧的等速万向联轴器的上述接合用端面的外径设为相同尺寸。

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、焊接成本的降低、并且能够实现杯状构件以及轴构件的生产率的提高、以及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，可以将所述焊接前的杯状构件与所述轴构件的至少一方作为不实施热处理的中间部件。在该情况下，在焊接后，实施热处理和研磨加工、淬火后切削加工等精加工。适于具有因焊接时的热量而使周边部的温度上升且对热处理部的硬度存在影响的形状、规格的杯状构件以及轴构件。对上述的中间部件标注编号进行管理。

另外，可以将所述焊接前的所述杯状构件与所述轴构件中的至少一方作为实施了热处理的成品部件。通过采用实施了热处理以及热处理后的研磨加工、淬火后的切削加工等精加工的成品部件，能够得到针对每个联轴器尺寸而共用化的作为成品部件的杯状构件与针对每种车型而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，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与具备各种轴部规格的轴构件而言，直至经由锻造加工、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的成品部件，能够分别单独地制造，也包括减少换产调整作业等而使生产率提高。其中，作为成品部件的杯状构件、轴构件不限于上述的实施了热处理后的研磨加工、淬火后切削加工等精加工的构件，是指包括未进行该精加工的热处理结束状态的杯状构件、轴构件的概念。

通过上述的焊接为射束焊接，从而不会在卡合部产生毛刺。能够实现接合部的后加工的省略所带来的制造成本降低，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，通过射束焊接，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，将所述杯状构件与所述轴构件设置于封闭空间内而在大气压以下的状态下进行焊接。由此，抑制了熔融物的涌出、气泡的产生，焊接部的强度、品质提高。

优选为，所述杯状构件与所述轴构件的焊接部的硬度处于Hv200～Hv500的范围。在小于Hv200的情况下，难以确保产品功能方面所需的强度故而不优选。另一方面，若超过Hv500则产生破裂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，能够实现一种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、焊接成本的降低，并且能够实现杯状构件以及轴构件的生产率的提高、以及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是放大表示图1的外侧联轴器构件的局部纵剖视图。

图2b是图2a的焊接部的放大图。

图3是表示图1的外侧联轴器构件的制造工序的概要图。

图4a表示焊接前的杯状构件，是减薄拉伸加工后的杯状构件的纵剖视图。

图4b是车削加工后的杯状构件的纵剖视图。

图5a是表示焊接前的轴构件的作为原材料的棒材的主视图。

图5b是锻造加工后的轴构件的局部纵剖视图。

图5c是车削加工、花键加工后的局部纵剖视图。

图6是表示焊接工序的概要图。

图7是表示焊接工序的概要图。

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方法的第二实施方式的概要图。

图12是表示外侧联轴器构件的制造方法的第三实施方式的概要图。

图13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14是表示图13的外侧联轴器构件的局部纵剖视图。

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。

图17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3～10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以及图2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以及图2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3～10对关于外侧联轴器构件的制造方法的第一实施方式进行说明。

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是所谓的双圈式的等速万向联轴器(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与从杯状部12的底部沿轴向延伸的长条轴部(以下，也称为长杆部)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；作为转矩传递单元的滚珠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，其具有分别与外侧联轴器构件11的筒状内周面42和内侧联轴器构件16的球状外周面43嵌合的球状外周面45、球状内周面46，且保持滚珠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在轴向上向相反侧等距离偏移。

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单元的滚珠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的内侧联轴器构件16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的内侧联轴器构件16。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。为了防止润滑脂向外部泄漏、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防护罩4、5。

根据图2对第一实施方式的外侧联轴器构件进行说明。图2是放大表示本实施方式的外侧联轴器构件11的图，图2a是局部纵剖视图，图2b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和长杆部13，所述杯状部12的一端开口，且在内周面的圆周方向等间隔地形成有供滚珠41(参照图1)滚动的多个滚道槽30与筒状内周面42，所述长杆部13从杯状部12的底部沿轴向延伸，并在与杯状部12相反一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。

图2a以及图2b所示的杯状构件12a由S53C等含有0.40～0.60重量％的碳的中碳钢构成，并且是由在内周形成有滚道槽30和筒状内周面42的筒状部12a1与底部12a2构成的一体成形件。在杯状构件12a的底部12a2形成有凸部12a3。在杯状构件12a的开口侧的外周形成有防护罩安装槽32，在内周形成有挡圈槽33。轴构件13a在杯状构件12a侧的外周形成有轴承安装面14以及挡圈槽15，在相反一侧的端部形成有花键Sp。

轴构件13a由S40C等含有0.30～0.55重量％的碳的中碳钢构成。使在杯状构件12a的底部12a2的凸部12a3形成的接合用端面50(参照图4b)与轴构件13a的杯状构件12a侧端部的接合用端面51(参照图5c)对接，从杯状构件12a的外侧沿径向利用射束焊接进行焊接。如图2a以及图2b所示，焊接部49通过从杯状构件12a的径向外侧照射的射束产生的焊道而形成。详细情况后述，接合用端面50与接合用端面51的外径B针对每个联轴器尺寸而设定为相同尺寸。但是，无需一定将杯状构件12a的接合用端面50的外径B设定为与轴构件13a的接合用端面51的外径B相同的尺寸，例如，可以考虑焊接焊道的状态等，形成使接合用端面51的外径B比接合用端面50的外径B稍小、或相反使接合用端面51的外径B比接合用端面50的外径B稍大等适当的尺寸差。在本说明书中，将接合用端面50与接合用端面51的外径B针对每个联轴器尺寸而设定为相同尺寸是指，包括在接合用端面50的外径B与接合用端面51的外径B之间存在适当的尺寸差的情况的概念。

焊接部49形成在轴构件13a的比轴承安装面14靠杯状构件12a侧的接合用端面51，因此轴承安装面14等能够在之前进行加工，从而取消焊接后的后加工。另外，由于进行射束焊接在焊接部不存在毛刺，因此也能够省略焊接部的后加工，能够降低制造成本。并且，能够可靠地实施焊接部的基于超声波探伤的全部检查。

接下来，根据图3～10对本发明的制造方法的第一实施方式进行说明。图3表示外侧联轴器构件的制造工序的概要。在本实施方式中，如图所示，杯状构件12a通过包括棒材切断工序S1c、锻造加工工序S2c、减薄拉伸加工工序S3c以及车削加工工序S4c的制造工序而制造。另一方面，轴构件13a通过包括棒材切断工序S1s、车削加工工序S2s以及花键加工工序S3s的制造工序而制造。这样制造出的杯状构件12a与轴构件13a的中间部件分别被标注编号进行管理。

之后，杯状构件12a与轴构件13a经由焊接工序S6、热处理工序S7以及研磨加工工序S8而形成外侧联轴器构件11。技术方案中的机械加工工序是指，上述的制造工序中的车削加工工序S4c、车削加工工序S2s、以及后述的研磨加工工序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]

根据锻造重量将棒材以规定长度切断，制作钢坯。

[锻造加工工序S2c]

通过锻造加工将钢坯一体成形为作为杯状构件12a的毛坯的筒状部、底部以及凸部。

[减薄拉伸加工工序S3c]

对所述毛坯的滚道槽30以及筒状圆筒面42进行减薄拉伸加工，完成杯状构件12a的筒状部的内周。

[车削加工工序S4c]

在减薄拉伸加工后的毛坯上车削加工出外周面、防护罩安装槽32、挡圈槽33等与接合用端面50(参照图4b)。在本实施方式中，在车削加工工序S4c之后，对中间部件的杯状构件12a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]

根据轴部全长将棒材以规定长度切断，制作钢坯。之后，有时根据轴构件13a的形状，通过镦锻将钢坯锻造加工为概略形状。

[车削加工工序S2s]

对钢坯的外周面(轴承安装面14、挡圈槽15、花键下径、端面等)与杯状构件12a侧端部的接合用外表面51(参照图5c)进行车削加工。

[花键加工工序S3s]

在车削加工后的轴构件上滚轧加工出花键。但是，花键的加工不限于滚轧加工，也可以适当地置换为冲压加工等。在本实施方式中，在花键加工后，对中间部件的轴构件13a标注编号进行管理。

接下来，对从杯状构件12a与轴构件13a到完成外侧联轴器构件11的制造工序进行说明。

[焊接工序S6]

使杯状构件12a的接合用端面50与轴构件13a的接合用端面51对接而进行焊接。

[热处理工序S7]

对焊接后的杯状部12的至少滚道槽30、筒状内周面42以及轴部13的外周的所需范围作为热处理进行高频淬火回火。焊接部不实施热处理。杯状部12的滚道槽30、筒状内周面42形成HRC58～62左右的硬化层。另外，在轴部13的外周的规定范围形成HRC50～62左右的硬化层。

[研磨加工工序S8]

在热处理后，对轴部13的轴承安装面14等进行研磨加工从而进行精加工。由此，外侧联轴器构件11完成。

在本实施方式的制造工序中，在焊接工序后加入热处理工序，因此适于因焊接时的热量而使周边部的温度上升，对热处理部的硬度造成影响的形状、规格的杯状构件以及轴构件。

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4a是表示杯状构件12a的减薄拉伸加工后的状态的纵剖视图，图4b是表示车削加工后的状态的纵剖视图。杯状构件12a的毛坯12a’在锻造加工工序S2c中一体成形出筒状部12a1’、底部12a2’以及凸部12a3’。之后，在减薄拉伸加工工序S3c中，对滚道槽30以及筒状圆筒面42进行减薄拉伸加工，如图4a所示形成筒状部12a1’的内周。

之后，在车削加工工序S4c中，如图4b所示，对杯状构件12a的外周面、防护罩安装槽32、挡圈槽33等与底部12a2的凸部12a3的接合用端面50及其外径B进行车削加工。

在图5中示出轴构件13a的各加工工序的状态。图5a是表示将棒材切断后的钢坯13a”的主视图，图5b是表示通过镦锻将钢坯13a”锻造加工出概略形状的毛坯13a’的局部纵剖视图，图5c是表示车削加工以及花键加工后的轴构件13a的局部纵剖视图。

在棒材切断工序S1s中，制作图5a所示的钢坯13a”，根据需要，如图5b所示，通过镦锻加工将钢坯13a”制作成使规定范围的轴径扩径并且在接合侧端部(杯状构件12a侧端部)形成凹部52的毛坯13a’。

之后，在车削加工工序S2s中，如图5c所示，对轴构件13a的外径、轴承安装面14、挡圈槽15、凹部52的内径部53、接合用端面51及其外径B进行车削加工，在花键加工工序S3s中，在凹部52的相反一侧端部通过滚轧、冲压加工出花键Sp。

图4b所示的杯状构件12a的底部12a2的凸部12a3的接合用端面50的外径B在一个联轴器尺寸中设定为相同尺寸。另外，图5c所示的轴构件13a是长杆用的构件，杯状构件12a侧端部的接合用端面51的外径B与轴径、外周形状无关地，设定为与杯状构件12a的接合用端面50的外径B相同的尺寸。并且，轴构件13a的接合用端面51设定在比轴承安装面14靠杯状构件12a侧的位置。由于像这样进行尺寸设定，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，能够制作出适合于各种车型的外侧联轴器构件11。杯状构件12a的共用化的详细情况后述。

接下来，根据图6以及图7对杯状构件12a与轴构件13a的焊接方法进行说明。图6以及图7是表示焊接装置的概要图。图6表示焊接前的状态，图7表示正在进行焊接的状态。如图6所示，焊接装置100只要包括电子枪101、旋转装置102、卡盘103、中心孔引导件104、尾座105、工件载置台106、定心夹具107、壳体108以及真空泵109。

作为工件的杯状构件12a、轴构件13a载置于焊接装置100内的工件载置台106。位于焊接装置100的一端的卡盘103以及定心夹具107与旋转装置102连结，在通过定心夹具107对杯状构件12a进行对心后的状态下通过卡盘103夹持杯状构件12a，并施加旋转运动。在位于焊接装置100的另一端的尾座105一体地安装有中心孔引导件104，两者构成为能够沿轴向(图7的左右方向)进退。

使轴构件13a的中心孔安置于中心孔引导件104，并进行定心。在焊接装置100的壳体108上连接有真空泵109。在本说明书中，封闭空间是指由壳体108形成的空间111。在本实施方式中，杯状构件12a以及轴构件13a整体收容于封闭空间111。在与杯状构件12a以及轴构件13a的接合用端面50、51对应的位置设置有电子枪101。电子枪101构成为能够相对于工件接近至规定位置。

接下来，对如上述那样构成的焊接装置100的工作与焊接方法进行说明。作为工件的杯状构件12a以及轴构件13a存放在与焊接装置100不同的部位。例如，通过机器人将各工件取出，搬运至图6所示的向大气开放的焊接装置100的壳体108内，放置在工件载置台106的规定位置。此时，中心孔引导件104以及尾座105向图的右侧后退，在杯状构件12a以及轴构件13a的接合用端面50、51之间设有间隙。之后，壳体108的门(省略图示)关闭，起动真空泵109而使壳体108内形成的封闭空间111减压。由此，轴构件13a的凹部52、内径部53内也被减压。

当封闭空间111减压至规定的压力，如图7所示，中心孔引导件104以及尾座105向左侧行进，杯状构件12a与轴构件13a的接合用端面50、51的间隙消失。由此，杯状构件12a通过定心夹具107被定心且通过卡盘103而被固定，轴构件13a通过中心孔引导件104而被支承。之后，工件载置台106与工件分离。此时的工件载置台106与工件之间的间隔可以是微小的间隔，因此在图7中上述间隔省略图示。当然，也可以采用使工件载置台106向下方大幅退让的结构。

之后，虽然省略图示，电子枪101接近工件直至规定位置，使工件旋转，开始预热。预热条件与焊接条件不同，通过使电子枪101接近工件而使点径增大，从而成为比焊接温度低的温度。通过进行预热，延缓焊接后的冷却速度从而能够防止淬裂。在达到规定的预热时间后，电子枪101后退至规定的位置，从工件的外侧沿径向照射射束开始进行焊接。当焊接结束时，电子枪101后退，工件的旋转停止。

之后，虽然省略图示，将壳体108的门打开而向大气开放。并且，工件载置台106上升，在支承工件的状态下，中心孔引导件104以及尾座105向右侧后退，使卡盘103放开。之后，例如，机器人握持工件，从焊接装置100取出，排列在冷却储料器中。之后，对外侧联轴器构件11的中间产品进行超声波探伤，进入作为后工序的热处置工序S7。在本实施方式中，采用杯状构件12a以及轴构件13a整体收容于封闭空间111的方式，因此能够简化壳体108内的封闭空间111的结构。

具体而言，使用碳量为0.4～0.6％的杯状构件12a以及碳量为0.3～0.55％的轴构件13a，通过上述的焊接装置100，将壳体108内的封闭空间111的压力设定为6.7Pa以下而进行焊接。为了防止焊接后的快速冷却抑制焊接部硬度的高硬度化，杯状构件12a、轴构件13a的接合用端面50、51在通过预热均热化为300～650℃后，进行射束焊接。其结果是，得到具有不会对轴承6向外侧联轴器构件11的轴部的组装造成影响的焊接表面的隆起高度(0.5mm以下)的焊接部。另外，通过预热产生的均热化能够将焊接结束后的焊接部硬度控制在Hv200～500的范围内，焊接强度高，并且能够得到稳定的焊接状态、品质。并且，通过以将焊接装置100的封闭空间111设为大气压以下的方式进行焊接，能够抑制焊接中的中空空洞部内的压力变化，能够防止熔融物的涌出以及向内径侧的导入。

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13b是内盘侧的标准的杆用的构件。在轴构件13b上形成有与杯状构件12a的底部12a2(凸部12a3)的接合用端面50(参照图4b)对接的接合用端面51。该接合用端面51的外径B形成为与图5所示的长杆类型的轴构件13a的接合用端面51的外径B相同的尺寸。

该轴构件13b是内盘侧的标准的杆用的构件，轴部的长度短，在轴向中央部形成有滑动轴承面18，在该滑动轴承面18形成有多个油槽19。在与杯状构件12a侧相反一侧的端部形成有花键Sp与挡圈槽48。这样，即使标准长度的杆、长杆这样的类型的不同、每种车型的各种轴径、外周形状不同，也能够将轴构件13a、13b的接合用端面51的直径B设定为相同尺寸。

由于杯状构件12a与轴构件13a、13b的接合用端面50、51的外径B针对每个联轴器尺寸而设定为相同尺寸，因此能够在热处理前的状态下准备针对各个联轴器尺寸共用化的杯状构件和针对各种车型而具备各种轴部规格的轴构件，能够分别对杯状构件13a与轴构件13a、13b的中间部件标注编号进行管理。并且，即便使杯状构件12a品种统一，通过与针对各种车型而具备各种轴部规格的轴构件13a、13b组合，也能够迅速地制作出与要求对应的各种外侧联轴器构件11。因此，能够实现杯状构件12a的品种统一带来的成本降低，并且减轻生产管理的负荷。

在上述中，为了易于理解，以标准长度的杆与长杆这种类型的不同为例，进行杯状构件的品种统一的说明，但不限于此，杯状构件相对于标准长度的杆之间的针对每种车型而具备各种轴部规格的轴构件、长杆之间的针对每种车型而具备各种轴部规格的轴构件的品种统一也是同样的。

作为以上的概括，在图10中示出本实施方式的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接合用端面的外径B设为相同尺寸的情况。

在图11中示出本发明的制造方法的第二实施方式。在本实施方式的制造工序中，将在第一实施方式中上述的图3的热处理工序S7中的杯状构件的热处理工序放入到焊接工序S6之前，作为热处理工序S5c，对于杯状构件准备成品件。除此以外的内容，即，关于制造方法的第一实施方式中的上述的各工序的概要、杯状构件以及轴构件的主要的加工工序的状态、杯状构件的共用化、焊接方法、品种统一、外侧联轴器构件的结构等相同，因此将第一实施方式的全部内容适用于本实施方式，仅对不同的部分进行说明。

杯状构件12a呈从接合用端面50经由底部12a2直至直径较大的筒状部12a1的形状，并且，实施作为淬火回火的热处理的部位是筒状部12a1的内周的滚道槽30、筒状内周面42。因此，通常，对于热处理部不存在焊接时的热影响，因此对于杯状构件12a，在焊接前实施热处理作为成品部件而准备。本实施方式的制造工序在实用方面优选。

在本实施方式的制造工序中，对于杯状构件12a，不实施作为成品件的热处理，因此标注作为成品件的编号进行管理。因此，杯状构件12a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，对于杯状构件12a而言，直至经由锻造加工、车削加工、热处理的成品件，能够单独地制造，包括减少换产调整等而使生产率提高。

在本实施方式的情况下，对于表示在第一实施方式中上述的杯状构件的品种统一的例子的图10，图中的杯状构件的编号仅为作为成品件的编号，对于轴构件与外侧联轴器构件，与第一实施方式相同，因此省略说明。

在图12中示出本发明的制造方法的第三实施方式。在本实施方式的制造工序中，将在第一实施方式中上述的图3的热处理工序S7的杯状部与轴部的热处理工序以及轴部的研磨加工工序S8放入到焊接工序S6之前，作为杯状构件的热处理工序S5c、轴构件的热处理工序S4s以及研磨加工工序S5s。因此，将杯状构件与轴构件均作为成品件而准备。除此以外的内容，即，关于制造方法的第一实施方式中的上述的各工序的概要、杯状构件以及轴构件的主要的加工工序的状态、杯状构件的共用化、焊接方法，品种统一、外侧联轴器构件的结构等相同，因此将第一实施方式的全部内容适用于本实施方式，仅对不同的部分进行说明。

轴构件在花键加工工序S3s之后，在热处理工序S4s中，在外周面的规定范围通过高频淬火形成HRC50～62左右的硬化层。包括接合用端面51在内的规定的轴向部位不实施热处理。对于杯状构件的热处理、编号标注等，与关于制造方法的第二实施方式相同，因此省略重复说明。

在热处理工序S4s后，轴构件移至研磨加工工序S5s，对轴承安装面14等进行精加工。由此，得到作为成品件的轴构件。然后，对轴构件标注作为成品件的编号进行管理。本实施方式的制造工序适于具有对于热处理部不产生焊接时的热影响的形状、规格的杯状构件以及轴构件的情况。

在本实施方式的制造工序中，杯状构件与轴构件双方能够标注作为成品件的编号进行管理。因此，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更加显著。另外，对于杯状构件以及轴构件而言，直至经由锻造加工、车削加工、热处理以及热处理后的研磨加工等的成品件，能够分别单独地制造，包括减少换产调整等而使生产率进一步提高。

在本实施方式的情况下，对于表示在第一实施方式中上述的杯状构件的品种统一的例子的图10，图中的杯状构件以及轴构件的编号为成品件的编号。外侧联轴器构件与第一实施方式相同，因此省略说明。但是，作为成品部件的杯状构件、轴构件不限于实施了上述的热处理后的研磨加工、淬火后切削加工等的精加工的构件，还包括未进行该精加工的热处理结束状态的杯状构件、轴构件。

如在品种统一中所述那样，杯状构件不限于在一个联轴器尺寸中为一个种类，即，一个型号。即，如上所述，例如，也包括如下情况，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接合用端面的外径B设为相同尺寸。另外，除此以外，例如，还包括如下情况，考虑联轴器功能、制造现场的实际情况、生产率等，为了在热处理前的中间部件与成品部件的多个形态下管理杯状构件，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接合用端面的外径B设为相同尺寸。

接下来，根据图13以及图14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功能的部位标注相同的附图标记，仅对要点进行说明。

图13所示的滑动式等速万向联轴器10为三球销型等速万向联轴器(TJ)，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；作为转矩传递单元的滚子19，其配置在外侧联轴器构件11与内侧联轴器构件16之间。内侧联轴器构件16由在圆周方向上等间隔地设置有外嵌滚子19的三个脚轴18的三球销构件17构成。

与第一实施方式的外侧联轴器构件相同，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通过支承轴承6被支承为旋转自如，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14中示出外侧联轴器构件11的局部纵剖面。如图所示，外侧联轴器构件11包括有底筒状的杯状部12和长杆部13，所述杯状部的一端开口，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13)滚动的滚道槽30与内周面31，所述长杆部从杯状部12的底部沿轴向延伸，并且在与杯状部12侧相反一侧的端部外周设置有作为转矩传递用连结部的花键Sp。外侧联轴器构件11通过焊接杯状构件12a与轴构件13a而形成。

如图14所示，杯状构件12a是由在内周形成有滚道槽30与内周面31的筒状部12a1与底部12a2构成的一体成形件。在杯状构件12a的底部12a2形成有凸部12a3。在杯状构件12a的开口侧的外周形成有防护罩安装槽32。在轴构件13a在杯状构件12a侧的外周形成有轴承安装面14以及挡圈槽15，在与杯状构件12a侧相反一侧的端部形成有花键Sp。

通过使在杯状构件12a的底部12a2的凸部12a3形成的接合用端面50与轴构件13a的杯状构件12a侧端部的接合用端面51对接，并从径向的外侧利用射束焊接进行焊接。焊接部49通过从杯状构件12a的径向外侧照射的射束产生的焊道而形成。与第一实施方式的外侧联轴器构件相同，接合用端面50与接合用端面51的外径B针对每个联轴器尺寸而设定为相同尺寸。焊接部49形成在轴构件13a的比轴承安装面14靠杯状构件12a侧的接合用端面51，因此轴承安装面14等能够在之前进行加工而取消焊接后的后加工。另外，由于进行射束焊接在焊接部不存在毛刺，因此还能够省略焊接部的后加工，能够降低制造成本。并且，能够可靠地实施焊接部的基于超声波探伤的全部检查。

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第一～第三实施方式中的上述内容相同，因此能够全部适用上述的全部内容，省略重复说明。

在以上的实施方式中，示出了应用射束焊接的情况，但应同样地应用激光焊接。

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的双圈型等速万向联轴器、三球销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 防护罩

5 防护罩

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 转矩传递单元(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 转矩传递单元(滚珠)

24 保持器

30 滚道槽

31 内周面

40 滚道槽

41 转矩传递单元(滚珠)

42 筒状内周面

49 焊接部

50 接合用端面

51 接合用端面

52 凹部

100 焊接装置

101 电子枪

108 壳体

109 真空泵

111 封闭空间

B 外径

O 联轴器中心

O₁ 曲率中心

O₂ 曲率中心

Sp 花键

Claims (8)

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单元卡合的滚道槽，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，

所述杯状构件与所述轴构件由中碳钢形成，

作为所述杯状构件，准备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，在机械加工工序中在所述底部的外表面形成了接合用端面的杯状构件，

作为所述轴构件，准备在机械加工工序中形成了与所述杯状构件的底部接合的接合用端面的轴构件，

使所述杯状构件的接合用端面与所述轴构件的接合用端面对接，从所述杯状构件的外侧沿径向向所述杯状构件的接合用端面与所述轴构件的接合用端面的对接部照射射束而进行焊接，所述轴构件包含支承轴承的轴承安装面而具有与组装所述轴构件的车型对应的特定的规格，将所述接合用端面的外径与所述等速万向联轴器的形式以及所述轴构件的特定的规格无关地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，

将所述焊接前的所述杯状构件与所述轴构件中的至少一方作为不实施热处理的中间部件。

3.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，

将所述焊接前的所述杯状构件与所述轴构件中的至少一方作为实施了热处理的成品部件。

4.根据权利要求1至3中任一项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。

5.根据权利要求1至3中任一项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，

将所述杯状构件与所述轴构件设置于封闭空间内而在大气压以下的状态下进行焊接。

6.根据权利要求1至3中任一项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。

7.一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单元卡合的滚道槽，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与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而一体地成形出筒状部和底部，且在该底部的外表面形成有接合用端面，所述轴构件在与所述底部接合的端部形成有接合用端面，使两个所述接合用端面对接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外侧沿径向照射的射束产生的焊道而形成，所述轴构件包含支承轴承的轴承安装面而具有与组装所述轴构件的车型对应的特定的规格，并且所述接合用端面的外径与所述等速万向联轴器的形式以及所述轴构件的特定的规格无关地针对每个联轴器尺寸而设定为相同尺寸。

8.根据权利要求7所述的等速万向联轴器的外侧联轴器构件，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。