JP2002221234A - 恒速度継手の硬化機械加工時間を短縮する方法 - Google Patents

恒速度継手の硬化機械加工時間を短縮する方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボールトラック領域および／またはケージト
ラック領域の硬化機械加工時間を短縮すること、および
熱処理後に硬化機械加工すべき機能的ボールトラック領
域および／またはケージトラック領域を最小にすること
により工具寿命を改善することにある。 【解決手段】 小角度用途に使用する非プランジング形
恒速度継手の硬化機械加工時間を短縮しかつこれに対応
して硬化機械加工工具の寿命を増大させる方法。本発明
の方法は、熱処理硬化の前に、小角度作動時に機能しな
いボールトラック領域およびケージトラック領域の部分
に大きい半径をもつ凹部を形成する工程を有する。この
新規な方法は、硬化機械加工されるボールトラック面お
よびケージトラック面を４５％ほど大幅に減少できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、広くは駆動システ
ムに関し、より詳しくは恒速度継手の硬化機械加工時間
を短縮する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】後輪駆動車両の駆動ラインおよび駆動ト
レーンにおける重要な要素は、固定アクスルと呼ばれる
動力伝達機構である。固定アクスルは、トランスミッシ
ョンと差動装置とを単一ユニットに結合する。車両に使
用される後輪駆動システムでは、駆動トレーンは、後輪
にトルクを供給するエンジン／トランスミッション／プ
ロペラシャフト／固定アクスル「パッケージ」としてパ
ッケージされている。
【０００３】駆動アクスルの主目的は、エンジントルク
を最終駆動ユニットから後輪に伝達することである。駆
動アクスル組立体の一部として、恒速度継手（constant
velocity joints：「ＣＶ継手」）は、後輪の上下運動
に適合できる種々の角度で作動するように設計されてい
る。幾つかのＣＶ継手は、後輪の上下運動およびトルク
の反作用による固定アクスルの運動により引き起こされ
る軸長変化をも許容する。
【０００４】一般に、駆動アクスルは、「内側」端およ
び「外側」端の両端にＣＶ継手を有している。内側ＣＶ
継手は、一般に、アウタレース／短軸、インナレース、
ケージ、ボールベアリングおよびボールリテーナを有し
ている。アウタレースは、前輪が上下運動するときにベ
アリングケージおよびベアリングの内方および外方への
摺動を可能にする細長い溝を有するので、「プランジ」
形と呼ばれている。内側ＣＶ継手の短軸は、差動装置側
ギヤにスプライン連結されている。
【０００５】外側ＣＶ継手は、一般に、アウタレース、
ケージ、インナレースおよびボールベアリングを有して
いる。ＣＶ継手アウタレースの短軸は、圧嵌めされかつ
かしめ形ナットにより保持されたスプライン形ハブに適
合するスプラインが形成されている。一般に、これはボ
ール形固定ＣＶ継手と呼ばれている。
【０００６】これらのＣＶ継手は、湾曲溝内の転がりボ
ールベアリングを使用して、均一運動を得ている。継手
が回転するとき、ボールは、駆動接触して横方向に移動
する。これにより、継手の２つの半部の間の駆動接触点
が、２つの軸間の角度を二等分する平面内に留まること
が可能になる。
【０００７】一般に、固定ボール形ＣＶ継手は、擬似ネ
ット形ケージおよびボールトラックを、所望の表面硬度
およびケース深さに熱処理することにより製造される。
表面は、次に、支持面の全長が硬化機械加工され、最小
４５°の関節運動が行えるようにする。
【０００８】現在利用できる製造技術に付随する１つの
問題は、ボールトラック領域および／またはケージトラ
ック領域の全表面を硬化機械加工するのに長時間を要す
ることにある。これは、工具寿命にも悪影響を与える。
後輪駆動用の場合には、外側ＣＶ継手が、前輪のように
ホイールステアリングを補償する必要がないため、４５
°の関節運動を行うことは要求されない。固定ボール形
ＣＶ継手は、機能的ボールトラック領域およびケージト
ラック領域を最小にすることにより、小さい角度で作動
するように最適化される。従って、小角度作動の場合に
は、ボールトラック領域およびケージトラック領域の一
部のみを硬化機械加工すればよい。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ボー
ルトラック領域および／またはケージトラック領域の硬
化機械加工時間を短縮すること、および熱処理後に硬化
機械加工すべき機能的ボールトラック領域および／また
はケージトラック領域を最小にすることにより工具寿命
を改善することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的は、ＣＶ継手組
立体の小角度作動時には機能しないボールトラック領域
および／またはケージトラック領域に凹部を形成するこ
とにより達成される。これは、部品の熱処理硬化前で、
鍛造工程中または非硬化部品の機械加工中に行われる。
【００１１】本発明の新規な方法により、ボールトラッ
ク面および／またはケージトラック面の硬化機械加工領
域を大幅に減少させることができる。ケージトラック逃
げ領域およびボールトラック逃げ領域は、硬化機械加工
工具の間隙を付与するため、仕上げ半径より大きい成形
半径（熱処理前の半径）を有する。硬化機械加工領域の
この縮小により、単位工具当りの硬化機械加工量が減少
するため、工具寿命も改善される。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の他の目的および長所は、
添付図面を参照して説明する以下の詳細な記載および特
許請求の範囲の記載を読むことにより明らかになるであ
ろう。
【００１３】図１を参照すると、ここには、サブフレー
ム１４に取り付けられた固定アクスル１２を備えた後輪
駆動システム１０が示されている。固定アクスル１２は
また、駆動アクスル１３にも連結されている。各駆動ア
クスル１３は、その主要部品として、第１対の外側固定
ボール形ＣＶ継手１６と、第２対のプランジング形内側
ＣＶ継手１８を有している。１つの外側ＣＶ継手１６を
１つの内側ＣＶ継手１８に連結するのに相互連結軸２０
が使用されている。外側ＣＶ継手１６は、当業界で良く
知られた方法でハブ組立体２２に連結されている。
【００１４】図２に示すように、外側固定ボール形ＣＶ
継手１６は、Rzeppa形固定ボールベアリングＣＶ継手で
ある。外側ＣＶ継手１６は、アウタレース２４と、ケー
ジ２６と、インナレース２８と、複数のボールベアリン
グ３０とを有している。一般に、外側ＣＶ継手１６には
６つのボールベアリング３０が収容されている。相互連
結軸２０は、外側ＣＶ継手１６の内部領域３４内に連結
されている。一般に、これらの外側ＣＶ継手１６は、作
動中心線４３の回りで４７°の関節運動を行うことがで
きる。小角度作動の場合には、これらのＣＶ継手１６
は、約２５°の関節運動のみが行えるように最適化され
ている。
【００１５】小角度用途の場合には、ケージトラック面
３６およびボールトラック面３８の全体が、研削または
硬化フライス加工（硬化旋削加工）工程により硬化機械
加工される。非使用面のこの余分な硬化機械加工は、単
位部品当りのサイクル時間を増大させかつ工具寿命を短
縮するため、コストの増大をもたらす。
【００１６】しかしながら、本発明では、ケージトラッ
ク面３６およびボールトラック面３８の一部のみが硬化
機械加工され、図３に示すように、仕上げボールトラッ
ク面４８と、仕上げケージトラック面４６と、非仕上げ
ボールトラック逃げ面５０と、非仕上げボールトラック
逃げ面５２とが形成される。仕上げケージトラック面４
６および仕上げボールトラック面４８の長さは、小角度
作動時のＣＶ継手１６の許容関節運動量より僅かに大き
い長さに相当する。好ましい実施形態では、この長さ
は、中心線４５に対して約２５°関節運動が行えるよう
に定められる。このことは、図４に関連して以下に述べ
るように、硬化機械加工しなければならない仕上げボー
ルトラック面４８については約４５％縮小でき、仕上げ
ケージトラック面４６については約２５％縮小できたこ
とを示す。
【００１７】図４には、本発明によるＣＶ継手を創出す
る論理フローチャートが示されている。工程１００で
は、ＣＶ継手は、当業界で良く知られた方法で鍛造され
る。この鍛造工程は、形成された第１半径を有する非仕
上げボールトラック面およびケージトラック面と、形成
された第２半径を有する仕上げボールトラック逃げ面５
０および仕上げケージトラック逃げ面５２とを創成す
る。第２半径は、一般に第１半径より大きい。
【００１８】次に工程１１０では、ＣＶ継手１６が当業
界で良く知られた方法で生機械加工（green machined）
され、その外形輪郭に付加特徴が創成される。例えば、
この生機械加工により、外形輪郭にスプライン（図示せ
ず）を形成できる。次に工程１２０では、ＣＶ継手１６
が所望硬度に熱処理硬化される。ＣＶ継手１６に使用さ
れる鋼の種類に従って、この熱処理硬化工程では、誘導
硬化法または浸炭硬化法が使用される。
【００１９】最後に、工程１３０では、非仕上げボール
トラック面およびケージトラック面を硬化機械加工し
て、仕上げ面とする。これは、表面４６、４８を研削ま
たは硬化フライス加工（硬化旋削加工）することにより
行われる。表面５０、５２は第２半径まで凹んでいるの
で、これらの表面５０、５２が硬化機械加工されること
はない。これらの表面５０、５２は、硬化機械加工され
るケージトラックおよびボールトラックの全表面領域の
約４５％の減少を示している。硬化機械加工のこの４５
％の減少により、単位部品当りの硬化機械加工時間が短
縮され、かつ硬化機械加工工具の寿命が改善される。こ
れにより、単位部品当りの製造コストが更に節約され
る。
【００２０】本発明は、硬化機械加工すべきボールトラ
ックおよびケージトラックの表面領域の大きさを減少さ
せることにより、小角度用途のＣＶ継手１６を製造する
サイクル時間を大幅に改善することができる。また、単
位ＣＶ継手１６当りに要する硬化機械加工部分が縮小さ
れるので、硬化機械加工工具の寿命が比例的に延長され
る。これらは、単位継手当りのコストを大幅に節約す
る。
【００２１】以上、本発明を好ましい実施形態に関連し
て説明したが、当業者ならば特に上記教示に基いて種々
の変更を行うことができ、従って本発明は例示の実施形
態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】後輪駆動システムを示す斜視図である。
【図２】固定ボール形ＣＶ継手を示す斜視図である。
【図３】固定ボール形ＣＶ継手を示す斜視図であり、一
般的なボール／ケージトラック領域と、本発明の好まし
い実施形態に従ってボールトラックおよびケージトラッ
クに凹部を付加することによる改善との両方を示す図面
である。
【図４】図３の固定ボール形ＣＶ継手を製造するための
論理フローチャートである。
【符号の説明】
１０ 後輪駆動システム １６ 外側ＣＶ継手 ２６ ケージ ３６ ケージトラック面 ３８ ボールトラック面 ４６ 仕上げケージトラック面 ４８ 仕上げボールトラック面 ５０ 非仕上げボールトラック面 ５２ 非仕上げケージトラック面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラルフ アー シュルハース ドイツ連邦共和国 コロン 50996 サー ルシュトラーセ 33 (72)発明者 リチャード エル セイデル アメリカ合衆国 ミシガン州 48044 マ コーム デクラレイション ドライヴ 48558 Ｆターム(参考） 4E087 AA10 DB04 DB14 DB24 HA24

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ボールトラック内に非仕上げボールトラ
    ック逃げ領域を設けることにより、硬化機械加工される
    ボールトラックの表面領域を第１割合だけ減少させる工
    程と、 ケージトラック内に非仕上げケージトラック逃げ領域を
    設けることにより、硬化機械加工されるケージトラック
    の表面領域を第２割合だけ減少させる工程とを有するこ
    とを特徴とする、小角度作動に使用するボールトラック
    およびケージトラックを備えた固定ボール形ＣＶ継手の
    硬化機械加工時間を短縮する方法。
  2. 【請求項２】 非仕上げボールトラック凹領域および仕
    上げボールトラック領域を備えたボールトラックを有
    し、非仕上げボールトラック凹領域の表面領域はボール
    トラックの全表面領域のほぼ第１割合を有し、 非仕上げボールトラック凹領域および仕上げケージトラ
    ック領域を備えたケージトラックを更に有し、非仕上げ
    ケージトラック凹領域の表面領域はケージトラックの全
    表面領域のほぼ第２割合を有することを特徴とする小角
    度用途に使用する固定ボール形ＣＶ継手。
JP2001367039A 2000-11-30 2001-11-30 恒速度継手の硬化機械加工時間を短縮する方法 Pending JP2002221234A (ja)

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