JP2007100805A - トリポード型等速自在継手のトリポードの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鍛造パーティングラインを効率的に低減ないし除去し、トラニオンジャーナル付根部の強度を向上すること。
【解決手段】トリポードの鍛造パーティングラインＰを、バレル加工で低減ないし完全除去した後、旋削、熱処理、研磨などの後加工を施すことを特徴とするトリポードの製造方法である。
【選択図】 図１

Description

この発明に係るトリポード型等速自在継手のトリポードの製造方法は、トリポードの鍛造パーティングラインをバレル加工で低減ないし完全除去した後、旋削、熱処理、研磨などの後加工を行うものである。

自動車の駆動系には、図７のようなトリポード型等速自在継手１が広く使用されている（たとえば特許文献１参照）。このトリポード型等速自在継手１は、駆動軸等の第一の回転軸２の端部に固定される中空筒状のハウジング３と、車輪側の回転軸等の第二の回転軸４の端部に固定されるトリポード５とから構成される。

ハウジング３の内周面には、円周方向三等分位置に、ハウジング３の軸方向に延びる凹溝６が形成されている。一方、トリポード５は、第二の回転軸４の端部に固定するためのボス７と、ボス７の円周方向三等分位置から半径方向に突出した円柱状のトラニオンジャーナル８とから構成されている。各トラニオンジャーナル８の横断面は、継手の円周方向に長軸を有する楕円とされている。また、トラニオンジャーナル８の外周面は図８のように側面視ではジャーナルの軸線方向と平行な直線状とされている。このトラニオンジャーナル８の外周面にダブルローラタイプのローラカセットが嵌合されている。ローラカセット９は、たとえば図２のように、内側ローラ９ａと、外側ローラ９ｂと、内外ローラ間に挟持された複数の針状ころ９ｃで構成されている。外側ローラ９ｂの内周部の内外両端位置にスナップリング９ｄが嵌合され、このスナップリング９ｄで内側ローラ９ａと針状ころ９ｃの抜止めがなされている。ローラカセット９は、トラニオンジャーナル８の回りで回転自在であって、ハウジング３の凹溝６を構成する一対の円弧状ガイド面６ａ間に、ローラカセット９の外側ローラ９ｂが嵌合されている。

上述のように構成されたトリポード型等速自在継手１の使用時、たとえば第一の回転軸２が回転すると、この回転力は、ハウジング３からローラカセット９の外側ローラ９ｂ、針状ころ９ｃ、内側ローラ９ａ、トラニオンジャーナル８を介してトリポード５のボス７に伝わり、第二の回転軸４を回転させる。また、第一の回転軸２の中心軸と第二の回転軸４の中心軸とが不一致の場合、つまりトリポード型等速自在継手１が作動角をとった場合には、両回転軸２，４の回転に伴って、各トラニオンジャーナル８がローラカセット９の内側ローラ内で継手軸線方向に傾斜変位する。この際、各トラニオンジャーナル８に支承されたローラカセット９の外側ローラ９ｂが、凹溝６のガイド面６ａ上を転動するとともに、ローラカセット９全体がトラニオンジャーナル８の軸方向に相対変位する。これらの動きにより、周知のように、第一、第二の回転軸２，４間で等速性が確保される。

特開昭６２−２３３５２２号公報

トリポードの製造法としては、通常、冷間鍛造が採用される。冷間鍛造されたトリポードは、焼入れによりさらに強度向上が図られる。この冷間鍛造に使用する金型としては、通常、トラニオンジャーナル８の３軸を含む平面（以下、「トリポード中央平面」という）を境として分割可能な一対の金型が使用される。このような金型は、分割面部分で不連続となるため、鍛造成形後のトリポードの表面に図８のようにパーティングラインＰが不可避的に残存する。このパーティングラインＰの位置は、トリポード５の表面と、トリポード中央平面とが交わる位置である。なお、図８（Ｃ）で符号１０はトラニオンジャーナル８の外周面であって内側ローラ９ａの内周面と当接する部分を研削加工した研削面を示す。

ところで、ハウジング３からローラカセット９を経てトリポード５にトルクが伝達する際、トリポード５において、図８（Ｃ）のトリポード中央平面Ｄにおけるジャーナル８の付根部（３箇所）に応力が集中する。そのため、この応力集中するジャーナル付根部の表層には、切欠き係数が高くなるような微小な凹凸や傷はできるだけ少なくする必要がある。

しかし、前述のようにトリポード５を鍛造成形する際、トリポード中央平面Ｄにより二等分するような金型を用いると、一般的にトリポード中央平面Ｄの表層部に鍛造パーティングラインＰが形成される。この鍛造パーティングラインＰはトリポード中央平面Ｄの表層に隆起しており、また鍛造パーティングラインＰの表層は不規則に凸凹しているため、トリポード中央平面Ｄにおけるジャーナル付根部の切欠き係数を非常に高めてしまう。さらに、鍛造パーティングラインＰおよびその周辺には熱処理後に不完全焼入れ層が生成されやすい。ジャーナル付根部の鍛造パーティングラインＰに不完全焼入れ層が多いと、トリポードに過大トルクが入力される際、不完全焼入れ層を起点として亀裂が発生しやすい。

このように、鍛造パーティングラインＰがトリポード中央平面におけるジャーナル付根部に存在すると、トリポード５に過大トルクが入力される際、トリポード中央平面におけるジャーナル付根部を起点とする亀裂が進展し易くなる。

本発明の目的は、鍛造パーティングラインを効率的に低減ないし除去し、トラニオンジャーナル付根部の強度を向上することにある。

前記目的を達成するため、請求項１の発明は、鍛造にて一体形成されるトリポードを有するトリポード型等速自在継手において、前記トリポードの鍛造パーティングラインを、バレル加工で低減させた後、後加工を施すことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記トリポードの鍛造パーティングラインを、バレル加工で完全に除去した後、後加工を施すことを特徴とする。

このように、旋削、熱処理、研磨などの後加工前にパーティングラインを低減ないし完全除去することで、後加工後に行うより短時間で処理でき、かつ、バレル加工により必要な部位が削れ落ちたり研磨面に傷がつくのを防止できる。

また、鍛造パーティングラインを以上のようにして除去することにより、ジャーナル付根部表層の切欠き係数増大や、トリポード中央平面におけるジャーナル付根部での不完全焼入れ層の増加を防ぐことができ、過大トルクが入力される際、トリポード中央平面でのジャーナル付根部の強度を向上することができる。

従来、鍛造パーティングラインが存在することによるトリポードの強度低下を防ぐために、ジャーナル付根部の肉厚を余分に確保したり、鍛造パーティングラインを時間をかけて切削やショットブラストなどで除去する必要があったが、本発明は旋削、熱処理、研磨などの後加工前にバレル加工でパーティングラインを低減ないし完全除去するため、後加工後に行うより短時間で処理でき、かつ、バレル加工により必要な部位が削れ落ちたり研磨面に傷がつくのを防止できる。また、パーティングラインを除去することにより、鍛造パーティングラインないし不完全焼入れ層を起点とする亀裂進展が解消されるから、ジャーナル付根部の肉厚を減らすことができ、トリポードの軽量、コンパクト化を図れるという効果がある。

以下、図面に従って本発明の実施形態を説明する。本発明の製造方法を適用するトリポード型等速自在継手は、構造的には、図７のトリポード型等速自在継手と同じである。トリポード型等速自在継手は、図１、図２に示すように、駆動軸等の第一の回転軸２の端部に固定される中空筒状のハウジング３と、車輪側の回転軸等の第二の回転軸４の端部に固定されるトリポード５とから構成される。ハウジング３の内周面には、円周方向三等分位置に、ハウジング３の軸方向に延びる凹溝６が形成される。一方、トリポード５は、第二の回転軸４の端部に固定するためのボス７と、ボス７の円周方向三等分位置から半径方向に突出した円柱状のトラニオンジャーナル８とから構成される。各トラニオンジャーナル８の横断面は、継手の円周方向に長軸を有する楕円とされる。また、トラニオンジャーナル８の外周面は図２のように側面視でジャーナルの軸線方向と平行な直線状とされる。このトラニオンジャーナル８の外周面にダブルローラタイプのローラカセット９が嵌合される。ローラカセット９は、内側ローラ９ａと、外側ローラ９ｂと、内外ローラ間に介設された複数の針状ころ９ｃで構成される。外側ローラ９ｂの内周部の内外両端位置にスナップリング９ｄが嵌合され、このスナップリング９ｄで内側ローラ９ａと針状ころ９ｃの抜止めがなされる。ローラカセット９は、トラニオンジャーナル８の回りで回転自在であって、ハウジング３の凹溝６を構成する一対の円弧状ガイド面６ａ間にローラカセット９の外側ローラ９ｂが嵌合される。

図８に示すトリポード５の表面の鍛造パーティングラインＰは、鍛造後にバレル処理により低減または完全除去され、その後、旋削、熱処理、研磨などの後加工がトリポード５に施される。

次に、図３（Ａ）〜（Ｃ）に基づき本発明の第２適用例を説明する。この第２適用例はジャーナルとローラカセットが図１のものと異なる。すなわち、ジャーナル８ａの外周面は図３（Ａ）〜（Ｃ）のように側面視で直線ではなく凸面とされている。また、ローラカセット１９の内側ローラ１９ａの内周面は凹球面とされている。ジャーナル８ａの継手円周方向両側凸面が内側ローラ１９ａの凹球面に嵌合することで内側ローラ１９ａが抜止めされるとともに、内側ローラ１９ａに対するジャーナル８ａの継手軸線方向の揺動が許容される構成となっている。ジャーナル８ａの先端には図３（Ｂ）のように切欠き平面２０が形成され、ジャーナル８ａにローラカセット１９を傾斜して嵌合させる際の内側ローラ１９ａとの干渉を防止するようになっている。外側ローラ１９ｂの外側鍔部２１が凹溝２２の案内肩部２２ｂに摺動ガイドされつつ、外側ローラ１９ｂが凹溝２２のガイド面２２ａに沿って転動する。針状ころ１９ｃは外側ローラ１９ｂの外側鍔部２１によって抜止めされる。

鍛造直後のトリポード５の表面には、図３（Ｄ）〜（Ｆ）のようにパーティングラインＰが残っているが、このパーティングラインＰは、バレル加工により比較的短時間のうちに大幅に低減ないし完全除去される。

次に、図４（Ａ）〜（Ｃ）に基づき本発明の第３適用例を説明する。この適用例はローラカセットを使用せず、単一のローラ３０を使用した点が図１のものと異なる。ジャーナル８ｂの外周面は側面視で直線であるが、先端側の環状溝にサークリップ３１とアウターワッシャ３２が取付けられ、アウターワッシャ３２で針状ころ３３の抜止めがなされている。ローラ３０の外周面は凸球面とされ、凹溝３４のガイド面３４ａと嵌合している。このトリポード型等速自在継手では、ローラ３０は凹溝３４の方向に直線動自在で、かつ、継手軸線方向に揺動自在である。

次に、図５（Ａ）〜（Ｃ）に基づき本発明の第４適用例を説明する。この適用例はローラカセットを使用せず、単一のローラ４０を使用した点が図１のものと異なる。ジャーナル８ｃの外周面は側面視で直線で、円筒ころ４１を介してローラ４０が嵌合される。ローラ４０の外周面は内周面と比べやや幅狭の凸球面とされ、凹溝４２のガイド面４２ａと嵌合している。このトリポード型等速自在継手では、ローラ４０は凹溝４２の方向に直線動自在で、かつ、継手軸線方向に揺動自在である。

次に、図６（Ａ）〜（Ｃ）に基づき本発明の第５適用例を説明する。この適用例は図１と同様にローラカセット５０を使用したものであるが、ジャーナル８ｄの外周面を球面で構成した点が図１と異なる。従って、ジャーナル８ｄの外周面は側面視で凸曲面である。ローラカセット５０は、内側ローラ５０ａ、外側ローラ５０ｂ、針状ころ５０ｃ及びスナップリング５０ｄで構成される。

内側ローラ５０ａの内周面は側面視で直線とされ、この内周面にジャーナル８ｄの外周面の継手円周方向両端部が嵌合する。外側ローラ５０ｂの外周面は凸球面とされ、凹溝５１のガイド面５１ａと嵌合している。このトリポード型等速自在継手では、ローラカセット５０は外側ローラ５０ｂの外側鍔部５２が凹溝５１の底面にガイドされることでローラカセット５０が継手軸線方向に揺動するのが阻止され、凹溝５１の方向に直線動自在とされる。

前述した図４〜図６のトリポード型等速自在継手においても、鍛造直後のトリポード５の表面に残存するパーティングラインが、バレル加工によって比較的短時間のうちに大幅に低減ないし完全除去され、その後、旋削、熱処理、研磨などの後加工が施される。

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、鍛造トリポードを使用する各種型式のトリポード型等速自在継手に適用可能である。

（Ａ）は本発明の第１適用例に係るトリポード型等速自在継手の横断面図、（Ｂ）はトリポードの正面図、（Ｃ）はトリポードの一部切欠き側面図。 本発明の第１適用例に係るトリポード型等速自在継手の縦断面図。 （Ａ）は本発明の第２適用例に係るトリポード型等速自在継手の横断面図、（Ｂ）はトリポードの側面図、（Ｃ）はトリポードの正面図、（Ｄ）は鍛造直後のトリポードの側面図、（Ｅ）は（Ｄ）のトリポードのＡ−Ａ線矢視断面図、（Ｆ）は（Ｅ）のＦ−Ｆ線矢視部分拡大断面図。 （Ａ）は本発明の第３適用例に係るトリポード型等速自在継手の横断面図、（Ｂ）はトリポードの一部切欠き側面図、（Ｃ）はトリポードの正面図。 （Ａ）は本発明の第４適用例に係るトリポード型等速自在継手の横断面図、（Ｂ）はトリポードの一部切欠き側面図、（Ｃ）はトリポードの正面図。 （Ａ）は本発明の第５適用例に係るトリポード型等速自在継手の横断面図、（Ｂ）はトリポードの一部切欠き側面図、（Ｃ）はトリポードの正面図。 従来のトリポード型等速自在継手の斜視図。 （Ａ）は従来のトリポードの断面図であって（Ｃ）のＡ−Ａ線矢視断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視拡大断面図、（Ｃ）はトリポードの一部切欠き側面図。

符号の説明

１ トリポード型等速自在継手
２，４ 回転軸
３ ハウジング
４ 回転軸
５ トリポード
６ 凹溝
６ａ 円弧状ガイド面
７ ボス
８ ジャーナル
８ａ ジャーナル
８ｂ ジャーナル
８ｃ ジャーナル
８ｄ ジャーナル
９ ローラカセット
９ａ 内側ローラ
９ｂ 外側ローラ
９ｃ 針状ころ
９ｄ スナップリング
１９ ローラカセット
１９ａ 内側ローラ
１９ｂ 外側ローラ
１９ｃ 針状ころ
２０ 平面
２１ 外側鍔部
２２ 凹溝
２２ａ ガイド面
２２ｂ 案内肩部
３０ ローラ
３１ サークリップ
３２ アウターワッシャ
３３ 針状ころ
３４ 凹溝
３４ａ ガイド面
４０ ローラ
４１ 円筒ころ
４２ 凹溝
４２ａ ガイド面
５０ ローラカセット
５０ａ 内側ローラ
５０ｂ 外側ローラ
５０ｃ 針状ころ
５０ｄ スナップリング
５１ 凹溝
５１ａ ガイド面
５２ 外側鍔部
Ｄ トリポード中央平面
Ｐ 鍛造パーティングライン

Claims (2)

1. 軸方向一端側にて開口し内周面の円周方向三等分位置に軸方向に延びる凹溝を形成した、第一の回転軸の端部に固定される中空円筒状のハウジングと、第二の回転軸の端部に固定されるボスと、ボスの円周方向三等分位置から半径方向に突出したトラニオンジャーナルとからなり、鍛造にて一体形成されるトリポードと、トラニオンジャーナルの外周面にはめ込まれ、ハウジングの凹溝に収容させてハウジング軸方向に転動自在なローラとを有するトリポード型等速自在継手において、
   前記トリポードの鍛造パーティングラインを、バレル加工で低減させた後、後加工を施すことを特徴とするトリポード型等速自在継手のトリポードの製造方法。
2. 前記トリポードの鍛造パーティングラインを、バレル加工で完全に除去した後、後加工を施すことを特徴とする請求項１のトリポード型等速自在継手のトリポードの製造方法。

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