JP2007162954A - Constant velocity universal joint - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自動車用等の等速自在継手、特にドライブシャフトに使用される等速自在継手に関する。 The present invention relates to a constant velocity universal joint for automobiles, and more particularly to a constant velocity universal joint used for a drive shaft.
自動車用等の等速自在継手は、高速回転時には、回転バランス性能と内部発熱の抑制が要求される。回転バランス性能を良くするには、ジョイント内部の隙間を小さく押さえなければならない。一方、内部の隙間を小さくすると、発熱が大きくなるため、それを抑制するには、面粗さを小さくし、部品同士の接触による摩擦抵抗を減らさねばならない。そのため、特に固定式ボールタイプの等速自在継手においては、内・外輪およびケージの各接触部を熱処理後に研削することで、寸法精度および面粗さを確保している。また、等速自在継手の内部の摩擦抵抗を減らす手段として、固体潤滑剤の被覆層を形成するもの(特許文献1)等が知られている。
研削工程は、切削に比べて加工時間が長くなる。また、研削工程では、環境上好ましくないクーラントを使用しなくてはならない。 The grinding process takes longer processing time than cutting. Also, in the grinding process, environmentally undesirable coolant must be used.
この発明の目的は、加工時間の短縮を図りながら、外輪の球形内面およびトラック溝の精度確保が図れる等速自在継手を提供することである。
この発明の他の目的は、加工時間の短縮を図りながら、内輪の球形外面およびトラック溝の精度確保が図れるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、部品同士の接触による発熱の低減、特に使用初期の発熱の低減を図ることである。
An object of the present invention is to provide a constant velocity universal joint that can ensure the accuracy of the spherical inner surface of the outer ring and the track groove while shortening the machining time.
Another object of the present invention is to ensure the accuracy of the spherical outer surface of the inner ring and the track groove while shortening the machining time.
Still another object of the present invention is to reduce heat generation due to contact between parts, particularly to reduce heat generation in the initial stage of use.
この発明の等速自在継手は、ドライブシャフト用の等速自在継手であって、外輪の球形内面に、溝底縦断面形状が曲線状のトラック溝を軸方向に沿って形成し、内輪の球形外面に、溝底縦断面形状が曲線状のトラック溝を、外輪のトラック溝に対向して形成し、これらのトラック溝間にボールを組み込み、このボールが収容されるポケットを有する保持器に、上記外輪の球形内面と面接触する球形外面、および上記内輪の球形外面と面接触する球形内面を設け、上記外輪の軸方向断面におけるトラック溝の曲率中心と上記内輪の軸方向断面におけるトラック溝の曲率中心を、継手の角度中心に対して左右に等距離にオフセットした等速自在継手、いわゆる固定型等速自在継手において、
上記外輪の球形内面、またはトラック溝、またはこれら球形内面およびトラック溝の両方を、焼入れ後の切削面としたことを特徴とする。
この構成によると、外輪の球形内面,トラック溝を、焼入れ後の切削面とし、従来の熱処理後の研削工程の代わりに焼入れ後切削としたため、加工時間が短縮される。切削加工のため、環境上で好ましくないクーラントを使用せずに加工することも可能である。加工技術の向上により、切削加工そのものは、高精度な加工が可能となっており、焼入れ鋼等の硬い金属の切削も可能である。また焼入れ後の切削であって、その後に熱処理歪みが発生することがないため、上記のように焼入れ後の切削面とすることで、完成した外輪の球形内面およびトラック溝の精度が確保される。例えば研削加工と同等の寸法精度を得ることも可能である。
切削加工は、焼入れ前に行うことが通常であり、従来より等速自在継手の外輪では、切削加工後に焼入れが行われているが、焼入れ前の切削段階で、高精度な切削加工が行われても、その後の熱処理歪みの発生により精度が低下する。熱処理歪みを見込んだ形状に焼入れ前の切削形状を工夫することも考えられるが、形状管理が難しい。そこで、この発明は、焼入れ鋼切削の採用により、精度確保と加工時間の短縮を同時に達成したものである。これにより、性能を維持しながら、原価低減が実現される。
The constant velocity universal joint of the present invention is a constant velocity universal joint for a drive shaft, and a track groove having a curved groove bottom vertical cross-sectional shape is formed along the axial direction on the spherical inner surface of the outer ring. On the outer surface, a track groove having a curved groove bottom vertical cross-sectional shape is formed opposite to the track groove of the outer ring, a ball is incorporated between these track grooves, and a cage having a pocket in which the ball is accommodated, A spherical outer surface in surface contact with the spherical inner surface of the outer ring and a spherical inner surface in surface contact with the spherical outer surface of the inner ring are provided, and the center of curvature of the track groove in the axial section of the outer ring and the track groove in the axial section of the inner ring are provided. In a constant velocity universal joint whose center of curvature is offset equidistant from side to side with respect to the angle center of the joint, so-called fixed type constant velocity universal joint,
The spherical inner surface of the outer ring, or the track groove, or both of the spherical inner surface and the track groove are used as a cut surface after quenching.
According to this configuration, the spherical inner surface and the track groove of the outer ring are used as the cut surfaces after quenching, and the post-quenching cutting is performed instead of the grinding process after the conventional heat treatment, so that the processing time is shortened. Because of the cutting process, it is possible to perform the process without using a coolant that is undesirable in the environment. Due to the improvement of processing technology, the cutting process itself can be processed with high accuracy, and hard metal such as hardened steel can be cut. In addition, since it is a cut after quenching and heat treatment distortion does not occur thereafter, the accuracy of the spherical inner surface of the completed outer ring and the track groove is ensured by using the cut surface after quenching as described above. . For example, it is possible to obtain dimensional accuracy equivalent to that of grinding.
Cutting is usually performed before quenching. Conventionally, the outer ring of a constant velocity universal joint is quenched after cutting, but high-precision cutting is performed at the cutting stage before quenching. However, the accuracy is reduced due to subsequent heat treatment distortion. It may be possible to devise a cutting shape before quenching to a shape that allows for heat treatment distortion, but shape management is difficult. Therefore, the present invention achieves both accuracy ensuring and shortening of processing time by adopting hardened steel cutting. Thereby, cost reduction is realized while maintaining the performance.
この発明において、上記内輪の球形外面、またはトラック溝、またはこれら球形外面およびトラック溝の両方を、焼入れ後の切削面としても良い。
内輪についても、外輪と同様に、従来の熱処理後の研削工程の代わりに切削工程とすることで、加工時間の短縮を図りながら、球形外面、またはトラック溝、またはこれら球形外面およびトラック溝の両方の精度確保が可能になる。このように、外輪および内輪の両方に、焼入れ後の切削面を採用することで、生産性の向上効果が大きく得られる。
In the present invention, the spherical outer surface of the inner ring or the track groove, or both of the spherical outer surface and the track groove may be used as a cut surface after quenching.
For the inner ring, as with the outer ring, a cutting process is used instead of the conventional grinding process after the heat treatment, so that the processing time is shortened and the spherical outer surface or the track groove, or both the spherical outer surface and the track groove. Accuracy can be ensured. Thus, the effect of improving productivity can be greatly obtained by adopting the cut surfaces after quenching for both the outer ring and the inner ring.
この発明において、上記保持器の球形外面、球形内面、およびポケットのうちの、少なくともポケットの内表面を、焼入れ後の切削面としても良い。
保持器のポケット内側面は、例えば、浸炭焼入れの後、研削したと同等の寸法精度が得られ、ポケット隙間を所定の範囲内に設定する際に有利である。通常では、ポケットはプレスにより打ち抜き、ミーリングにより寸法出しが行われているが、その後の熱処理変形等のため、ポケット隙間を、マッチング等で要求される所定の範囲内に設定することは難しい。このような寸法精度上の要求を、焼入れ後の切削面とすることで満たすことができる。
In the present invention, among the spherical outer surface, spherical inner surface, and pocket of the cage, at least the inner surface of the pocket may be a cut surface after quenching.
For example, the inner surface of the pocket of the cage can have a dimensional accuracy equivalent to that obtained by grinding after carburizing and quenching, and is advantageous in setting the pocket clearance within a predetermined range. Normally, the pocket is punched out by pressing and dimensioned by milling, but it is difficult to set the pocket gap within a predetermined range required for matching or the like due to subsequent heat treatment deformation or the like. Such demands on dimensional accuracy can be satisfied by using a cut surface after quenching.
この発明の等速自在継手において、上記内外輪のトラック溝を8本形成したものとしても良い。
トラック溝を8本としたものは、一般的な6本のものより、小径のボールを使用し、ボール個数を増やして小型化を図るために溝本数を増やしたものである。そのため、溝形状の精度上の要求が厳しいが、このような精度上の要求にも、焼入れ後の切削面とすることで、対応可能である。また、トラック溝の本数が多くなると、加工の時間がかかるが、研削に比べて焼入れ鋼切削は、加工性が良いため、加工時間の短縮の効果が大きい。例えば、トラック溝が8本の場合、研削では生産性の確保のためには2台の研削機が必要となるところが、焼入れ鋼切削であると1台で済む。
In the constant velocity universal joint of the present invention, eight track grooves of the inner and outer rings may be formed.
The eight track grooves have a smaller diameter than the general six, and the number of grooves is increased in order to reduce the size by increasing the number of balls. For this reason, there is a strict requirement on the accuracy of the groove shape, but such a requirement on accuracy can be met by using a cut surface after quenching. Further, when the number of track grooves increases, it takes time for processing. However, since hardened steel cutting has better workability than grinding, the effect of shortening the processing time is great. For example, when there are eight track grooves, two grinders are required for grinding to ensure productivity, but only one is necessary for hardened steel cutting.
この発明の等速自在継手において、少なくとも上記保持器の表面に、摩擦抵抗を低減させる表面処理層を形成しても良い。表面処理層を設ける部分は、保持器の表面における球形外面および球形外面だけでも良いが、ポケット内表面を含む全面に設けることが好ましい。
焼入れ後の切削面とした場合、一応は、必要な表面粗さ上の要求を満たすことができるが、加工面にリード跡が残ることがある。上記表面処理層を設けることにより、このようなリード跡のない、より滑らかな表面を得ることができる。保持器表面を、このように表面処理層を形成した滑らかな面とすることより、部品同士の接触による摩擦抵抗を減らし、高速回転時等の発熱を低減させることができる。また、保持器側に表面処理層を設けることにより、一つの部品である保持器に表面処理層を設けるだけで、内輪および外輪の両者に対して、摩擦抵抗の低減効果が得られる。
In the constant velocity universal joint of the present invention, a surface treatment layer for reducing frictional resistance may be formed at least on the surface of the cage. The portion for providing the surface treatment layer may be only the spherical outer surface and the spherical outer surface on the surface of the cage, but is preferably provided on the entire surface including the pocket inner surface.
In the case of a cut surface after quenching, the required surface roughness requirement can be satisfied, but lead traces may remain on the processed surface. By providing the surface treatment layer, it is possible to obtain a smoother surface having no such trace of leads. By making the surface of the cage a smooth surface on which the surface treatment layer is formed in this way, it is possible to reduce frictional resistance due to contact between components and to reduce heat generation during high-speed rotation. Further, by providing the surface treatment layer on the cage side, the effect of reducing the frictional resistance can be obtained for both the inner ring and the outer ring only by providing the surface treatment layer on the cage which is one component.
上記表面処理層は、固体潤滑剤の被膜層であっても良い。このように固体潤滑剤の被膜層を設けることにより、部品同士の接触面を潤滑することができ、摩擦抵抗の低減効果が大きい。特に、使用の初期の高速回転時における摩擦低減による発熱防止効果が大きい。 継手の使用初期は、グリースが馴染んでおらず、潤滑不良を招き易い。固体潤滑剤の被膜層を設けた場合は、このような潤滑剤が馴染むまでの使用初期における過度の発熱が防止される。 The surface treatment layer may be a solid lubricant film layer. Thus, by providing the coating layer of a solid lubricant, the contact surface between components can be lubricated and the effect of reducing frictional resistance is great. In particular, the effect of preventing heat generation by reducing friction during high-speed rotation at the initial stage of use is great. In the initial use of the joint, the grease is not familiar and is liable to cause poor lubrication. When a coating layer of a solid lubricant is provided, excessive heat generation at the initial stage of use until such a lubricant becomes familiar is prevented.
上記表面処理層は、低温浸硫処理層であっても良い。低温浸硫処理は、処理が低温で行われるため、処理時に母材が焼戻されず、焼戻しによる硬度低下によって、耐摩耗性が低下することが回避される。 The surface treatment layer may be a low temperature sulfuration treatment layer. In the low-temperature sulfurization treatment, since the treatment is performed at a low temperature, the base material is not tempered during the treatment, and it is avoided that the wear resistance is lowered due to the hardness reduction due to the tempering.
この発明において、上記内外輪のトラック溝とボールとの継手径方向隙間を、0.05mm以下に設定しても良い。この継手径方向隙間は、ピッチ円上にあるボールと各トラック溝の内面との間の継手径方向の距離のことである。
このように、トラック溝とボールとの継手径方向隙間を、0.05mm以下と小さく設定することにより、回転バランス性能が向上する。トラック溝が焼入れ後の切削面であっても、上記の0.05mm以下の隙間とする加工精度が得られる。
In the present invention, the joint radial clearance between the track groove of the inner and outer rings and the ball may be set to 0.05 mm or less. The joint radial clearance is a joint radial distance between the ball on the pitch circle and the inner surface of each track groove.
Thus, by setting the joint radial clearance between the track groove and the ball as small as 0.05 mm or less, the rotation balance performance is improved. Even if the track groove is a cut surface after quenching, machining accuracy with the gap of 0.05 mm or less can be obtained.
この発明において、上記外輪のトラック溝の横断面形状を楕円弧状としても良い。このように楕円弧状とした場合、ボールがトラック溝の両側2箇所の接触点に点接触することになる。このため、接触角θのばらつきが小さくなる。横断面形状を楕円弧状とする加工は、焼入れ鋼切削では簡単に行える。 In this invention, the cross-sectional shape of the track groove of the outer ring may be an elliptical arc. In this way, when the elliptical arc shape is used, the ball makes point contact with two contact points on both sides of the track groove. For this reason, the variation of the contact angle θ is reduced. Machining to make the cross-sectional shape an elliptical arc can be easily performed by quenching steel cutting.
この発明の等速自在継手は、ドライブシャフト用の固定型の等速自在継手において、外輪の球形内面、またはトラック溝、またはこれら球形内面およびトラック溝の両方を、焼入れ後の切削面としたものであるため、加工時間の短縮を図りながら、外輪の球形内面およびトラック溝の精度確保が図れる。
内輪の球形外面、またはトラック溝、またはこれら球形外面およびトラック溝の両方を、焼入れ後の切削面とした場合は、加工時間の短縮を図りながら、内輪の球形外面やトラック溝の精度確保が図れる。
また、少なくとも保持器の表面に、摩擦抵抗を低減させる表面処理層を形成した場合は、焼入れ後切削面としながら、部品同士の接触による発熱の低減、特に使用初期の発熱の低減を図ることができる。
The constant velocity universal joint of the present invention is a fixed type constant velocity universal joint for a drive shaft, wherein the spherical inner surface of the outer ring, or the track groove, or both of the spherical inner surface and the track groove are cut surfaces after quenching. Therefore, the accuracy of the spherical inner surface of the outer ring and the track groove can be ensured while shortening the machining time.
If the spherical outer surface of the inner ring, or the track grooves, or both of these spherical outer surfaces and track grooves are used as the cut surfaces after quenching, the accuracy of the spherical outer surface of the inner ring and the track grooves can be ensured while shortening the machining time. .
In addition, when a surface treatment layer that reduces frictional resistance is formed at least on the surface of the cage, it is possible to reduce heat generation due to contact between parts, particularly heat generation in the initial stage of use while using a cut surface after quenching. it can.
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。この実施形態は、ドライブシャフト用の固定型の等速自在継手に適用した例である。この等速自在継手は、外輪1の球形内面5に複数の軸方向に沿うトラック溝7を形成し、内輪2の球形外面6に上記トラック溝7に対向するトラック溝8を形成し、これら外・内輪1,2のトラック溝7,8間に組み込んだトルク伝達用のボール3を、保持器4で保持している。保持器4は、ボール3が収容されるポケット9を有し、外輪1の球形内面5および内輪2の球形外面6にそれぞれ面接触して案内される球形外面10および球形内面11を有する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is an example applied to a fixed type constant velocity universal joint for a drive shaft. This constant velocity universal joint has a plurality of
外輪1のトラック溝7は、溝底に沿う縦断面形状が、円弧状の曲線とされている。内輪2のトラック溝8も、溝底に沿う縦断面形状が円弧状の曲線とされている。図2に示すように、外輪1のトラック溝7の軸方向断面における曲率中心O1 と、内輪2のトラック溝8の軸方向断面における曲率中心O2 は、継手の角度中心O0 に対して左右に等距離にオフセットされている。継手の角度中心O0 は、外輪1の球形内面5および内輪2の球形外面6の球面中心と一致する。
外・内輪1,2のトラック溝7,8の本数は、それぞれ6本とされ、円周方向に等配されている。これらトラック溝7,8の本数は、図8に内輪2の変形例を示すように、8本としても良い。
The
The number of
図1に示すように、外輪1は、マウス12の外径面に取付フランジ13が設けられ、マウス12と対向した奥側にマウス12よりも小径の開口14を有し、この開口14に続く円筒状装着部15が外輪端部に突設されている。この開口14に、シャフト16を挿入し、そのシャフト先端を内輪2の内径面2aに嵌合させている。内輪2の内径面2aおよびシャフト16の先端外面はそれぞれセレーションが形成してあり、それらセレーションで噛み合って嵌合している。外輪1の円筒状装着部15には、シャフト16に被せたブーツ17の一端がリング状の止め金により固定され、ブーツ17の他端はシャフト16の外周に締め付けリングで固定されている。外輪1のマウス12は、その内径面に周縁が嵌合したカバー18により蓋されている。同図の例のようにシャフト16を外輪1に挿入した等速自在継手は、ゼッパ型またはツェパ型等速自在継手と呼ばれている。なお、この等速自在継手をプロペラシャフト用に適用する場合、シャフト16はプロペラシャトである。
As shown in FIG. 1, the
外輪1のトラック溝7の横断面形状は、図10(A)に拡大して示すように、一対の対向する円弧曲線7a,7aからなるゴシックアーチ形状とされる。ゴシックアーチ形状とした場合、ボール3は、トラック溝7の両側2箇所の接触点Pに点接触することになる。このため、接触角θのばらつきが小さくなる。トラック溝7の横断面形状は、この他に、同図(B)に示すように円弧状としても良く、また同図(C)に示すように楕円弧状としても良い。楕円弧状とした場合は、ゴシックアーチ形状とした場合と同様に、ボール3は両側2点の接触点Pに点接触することになる。
The cross-sectional shape of the
図12(A)に示すように、外輪1のトラック溝7の溝深さHは、外輪1のマウス12側が次第に深くなる形状とされている。溝底から接触点Pまでの深さH1は、溝全長に渡って一定である。
トラック溝7は、上記のように溝底から接触点Pまでの深さH1を一定する代わりに、同図(B)に示すように、溝開口部から接触点Pまでの深さH2が溝全長に渡って一定となるようにしても良い。その場合、トラック溝7の溝底から接触点Pまでの深さ部分における横断面形状が、次第に変わることになる。
同図(A)の例のように、溝底から接触点Pまでの深さH1が一定の場合、接触点Pから溝開口部までの深さH2が、一方の溝端部7bで浅くなるため、ボール3の乗り上げの恐れがあるが、同図(B)の例のように溝開口部から接触点Pまでの深さH2を一定とすると、ボール3の乗り上げの問題が解消される。
As shown in FIG. 12A, the groove depth H of the
The
When the depth H1 from the groove bottom to the contact point P is constant as in the example of FIG. 5A, the depth H2 from the contact point P to the groove opening is shallow at one
図2,図7において、内輪2のトラック溝8の横断面形状は、外輪1のトラック溝7と同様に、ゴシックアーチ状、円弧状、または楕円弧状とされる。内輪2のトラック溝8の深さも、外輪1のマウス12側が次第に深くなる形状とされている。
2 and 7, the cross-sectional shape of the
図2,図4において、外輪1の球形内面5とトラック溝7の内面は、焼入れ後の切削面とされている。外輪1がS53C等の中炭素鋼等の鋼材からなる場合、上記球形内面5およびトラック溝7の内面は、高周波焼入れ後、焼入れ後の切削面となる。これらの焼入れ後の切削面は、表面粗さをRa0.8以下とすることが好ましい。
図2,図6において、肌焼鋼等からなる内輪2の球形外面6およびトラック溝8の内面も、浸炭焼入後、外輪1と同じく、焼入れ後の切削面とされている。
図2,図9において、肌焼鋼等からなる保持器4は、球形外面10、球形内面11、およびポケット9の内表面が、浸炭焼入後の焼入鋼切削面とされている。
内輪2および保持器4の各焼入れ後切削面の面粗さも、外輪1と同じく、Ra0.8以下とすることが好ましい。なお、これら外輪1,内輪2,保持器4において、焼入れ後の切削面に、後に示すような表面処理層20(図14〜図16)を設ける場合は、その表面処理層20の表面粗さがRa0.8以下とされる。
2 and 4, the spherical
2 and 6, the spherical
2 and 9, the
The surface roughness of each of the
図11に示すように、外輪1および内輪2のトラック溝7,8とボール3との継手径方向隙間はd1とd2とで表され、隙間d1,d2は、ピッチ円PCD上にあるボール3と各トラック溝7,8の内面との間の径方向距離である。継手全体でみると、トラックとボールの径方向のあそび量は、継手の角度中心O0 において、対向する2箇所のトラック溝におけるd1とd2の総和で表されることになる。このd1とd2の総和は、好ましくは0.05mm以下とされる。ドライブシャフト用の等速自在継手とする場合は、隙間d1とd2の総和は、例えば0.035〜0.125mmの範囲としても良い。なお、プロペラシャフト用の等速自在継手である場合、d1とd2の総和は、例えば0.005〜0.045mmの範囲とされる。
As shown in FIG. 11, the joint radial clearances between the
図9(A)において、保持器4のポケット9とボール3との軸方向隙間d3は、正の隙間とされる。ポケットとボールとの軸方向隙間は負(−0.01〜−0.06mm)とされる。
In FIG. 9A, the axial gap d3 between the
図14に示すように、保持器4の表面、特に球形外面10および球形内面11には、摩擦抵抗を低減させる表面処理層20を形成することが好ましい。この実施形態では、ポケット9(図9)の内表面を含む保持器4の表面の全体に表面処理層20を形成している。表面処理層20は、固体潤滑剤の被膜層としてある。固体潤滑剤としては、2硫化モリブデン、黒鉛などが使用できる。例えば、2硫化モリブデンを用い、ポリフェニレンサルファイド(pps)、ポリイミドなどの耐熱性樹脂をバインダとしてコーティングしている。
固体潤滑剤からなる表面処理層20は、図15に示すように、保持器4の鋼製の母材に対して下地層21を介して設けても良い。下地層21は、固体潤滑剤を付着し易くする層であり、例えばリン酸マンガン系の被膜とされる。
固体潤滑剤からなる表面処理層20の膜厚は、例えば12μm以下とされる。下地層21を設ける場合は、下地層21を含む膜厚が12μm以下とされる。
As shown in FIG. 14, it is preferable to form a
As shown in FIG. 15, the
The film thickness of the
図14において、表面処理層20は、低温浸硫処理層であっても良い。低温浸硫処理は、低温で硫黄を浸漬させる処理であり、コーベット処理とも呼ばれる。表面処理層20を低温浸硫処理層とする場合、10μm以上の厚さが好ましく、例えば30μm程度とされる。
低温浸硫処理は、処理が低温で行われるため、処理時に母材が焼戻されず、焼戻しによる硬度低下によって、耐摩耗性が低下することが回避される。
In FIG. 14, the
In the low-temperature sulfurization treatment, since the treatment is performed at a low temperature, the base material is not tempered during the treatment, and it is avoided that the wear resistance is lowered due to the hardness reduction due to the tempering.
上記の表面処理層20は、保持器4の他に、図16に示すように、外輪1の球形内面5や内輪2の球形外面6、および外・内輪1,2のトラック溝7,8の内面にも設けることが好ましい。外・内輪1,2に表面処理層20を設ける場合も、保持器4につき説明した固体潤滑剤や低温浸硫処理層とでき、また下地層21(図15)を設けても良い。
外・内輪1,2に設ける表面処理層20と、保持器4に設ける表面処理層20とは、互いに異なる種類のものとしても良い。例えば、外輪1の表面処理層20を固定潤滑剤からなるものとし、保持器4の表面処理層20を低温浸硫処理層としても良い。また、外・内輪1,2、および保持器4の全てに表面処理層20を設けても、外・内輪1,2に表面処理層20を設け、保持器4には表面処理層20を設けなくても良い。外・内輪1,2に表面処理層20を設けず、保持器4に表面処理層20を設けても良い。また、外輪1に表面処理層20を設け、内輪2は表面処理層20を設けなくても良い。
In addition to the
The
図17は、外輪1の製造過程を示す。まず、鋼材の円柱状素材またはパイプ状素材から、外輪1の概略形状の外輪素材1Wを鍛造する。この鍛造された外輪素材1Wの外面等を旋削加工する。外輪素材1Wの球形内面は、旋削による粗加工を行っても良い。この旋削加工された外輪素材1Wを焼入れし、焼入れ後に球形内面5(図4)およびトラック溝7の内面を焼入後切削、つまり焼入れ鋼切削する。この焼入れ鋼切削は、球形内面5については旋削により行い、トラック溝7についてはミーリング加工で行う。焼入れ鋼切削となる旋削やミーリング加工の工具には、CBN工具が用いられる。表面処理層20(図16)を施す場合は、上記焼入れ後切削の後に、処理を行う。
FIG. 17 shows the manufacturing process of the
図18は、内輪2の製造過程を示す。内輪2は、外輪1の場合と同様に、内輪素材2Wの鍛造、内輪素材2Wの切削、焼入れ、内輪素材2Wの球形外面6(図6)およびトラック溝8の焼入れ後切削、必要な場合の表面処理層20の処理を順に行う。
FIG. 18 shows the manufacturing process of the
図19は保持器4の製造過程を示す。保持器4は、保持器素材のプレス加工、ポケット9(図9)の形成、焼入れ、球形外面10,球形内面11,およびポケット9のうちの、少なくともポケット9の内表面の焼入れ後の切削、必要な場合の表面処理層20の処理を順に行う。
FIG. 19 shows the manufacturing process of the
この構成の等速自在継手によると、このように、外輪1の球形内面5、またはトラック溝7、またはこれら球形内面5およびトラック溝7の両方を、焼入れ後の切削面とし、内輪2の球形外面6、またはトラック溝8、またはこれら球形外面6およびトラック溝8の両方を、焼入れ後の切削面とし、保持器4の球形外面10、球形内面11、およびポケット9のうちの、少なくともポケット9の内表面を、焼入れ後の切削面とし、従来の熱処理後の研削工程の代わりに焼入れ後の切削としたため、加工時間が短縮される。例えば研削の半分以下の加工時間で済む。これにより原価低減効果が得られる。特に、図8に示した例のように、トラック溝7,8が8本の場合は、全工程のうちで溝加工の占める割合が多いため、焼入れ後切削による加工時間短縮,原価低減の効果が大きい。焼入れ後の切削であって、その後に熱処理歪みが発生することがないため、上記のように焼入れ後切削とすることで、各部の寸法精度が確保される。例えば、研削加工と同等の寸法精度を得ることも可能である。また、焼入れ後切削とするため、研削加工と異なり、環境上で好ましくないクーラントを使用せずに加工することも可能である。すなわち、切削加工では工具を素材に断続的に当てる断続加工となるため、工具が離れている間に自然冷却される。そのため、乾式による加工が可能である。
According to the constant velocity universal joint having this configuration, the spherical
焼入れ鋼切削のため、研削に比べて加工形状の自由度が高く、外輪1や内輪2のトラック溝7,8の横断面形状を、図10(C)に示したように楕円弧状とすることもできる。この楕円弧状とする加工は、図13に示すように、ミーリング加工の工具25の進入角度(傾斜角度)を、溝長手方向に進行するに従って次第に変えることで、工具25の素材に対するタッチ幅を変えることによって行える。また、工具25の進入角度を次第に変えることにより、図12(B)に示すように、トラック溝7の溝底から接触点Pまでの深さH1を次第に変え、接触点Pから溝開口部までの深さH2を一定とする加工も可能である。
Because of hardened steel cutting, the machining shape is more flexible than grinding, and the cross-sectional shape of the
焼入れ鋼切削の場合、表面粗さは研削加工よりも粗くなるが、表面粗さについては、図14〜図16と共に説明した表面処理層20を設けることで、改善できる。表面処理層20が固体潤滑被膜からなる場合は、使用初期の潤滑剤が馴染むまでの潤滑効果による発熱防止に効果的である。表面処理層20が低温浸硫処理層である場合は、処理時に母材が焼戻されず、焼戻しによる硬度低下によって、耐摩耗性が低下することが回避される。
In the case of hardened steel cutting, the surface roughness becomes rougher than the grinding process, but the surface roughness can be improved by providing the
1…外輪
2…内輪
3…ボール
4…保持器
5…外輪の球形内面
6…内輪の球形外面
7…外輪のトラック溝
8…内輪のトラック溝
9…ポケット
10…保持器の球形外面
11…保持器の球形内面
12…マウス
13…取付フランジ
14…開口
15…円筒状装着部
16…シャフト
20…表面処理層
21…下地層
d1,d2…継手径方向隙間
d3…軸方向隙間
O0 …継手の角度中心
O1 …外輪のトラック溝の曲率中心
O2 …内輪のトラック溝の曲率中心
DESCRIPTION OF
Claims (9)
上記外輪の球形内面、またはトラック溝、またはこれら球形内面およびトラック溝の両方を、焼入れ後の切削面としたことを特徴とする等速自在継手。 A track groove with a curved groove bottom longitudinal section is formed along the axial direction on the spherical inner surface of the outer ring, and a track groove with a curved groove bottom longitudinal section is formed on the outer ring of the outer ring. The cage is formed oppositely, and a ball is incorporated between these track grooves, and a spherical outer surface that is in surface contact with the spherical inner surface of the outer ring, and a surface contact with the spherical outer surface of the inner ring, in a cage having a pocket in which the ball is accommodated. For a drive shaft in which a spherical inner surface is provided and the center of curvature of the track groove in the axial cross section of the outer ring and the center of curvature of the track groove in the axial cross section of the inner ring are offset equidistantly to the left and right with respect to the angular center of the joint In constant velocity universal joints,
A constant velocity universal joint characterized in that the spherical inner surface of the outer ring, or the track groove, or both of the spherical inner surface and the track groove are used as a cut surface after quenching.
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-
2007
- 2007-03-16 JP JP2007068858A patent/JP2007162954A/en active Pending
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