JP4692817B2 - Drive shaft manufacturing method - Google Patents
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Description
この発明は、自動車のステアリング装置のインターミディエイトシャフト等の駆動軸の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a drive shaft such as an intermediate shaft of an automobile steering device.
上述のインターミディエイトシャフトは、例えば、一端同士が互いにスプライン嵌合された一対の軸部材と、これら一対の軸部材の他端にそれぞれ固定された一対の自在継手ヨークとを有している。
従来の駆動軸の製造方法として、自在継手ヨークと、対応する軸部材の他端とを、かしめにより互いに接合する製造方法がある（例えば、特許文献１，２参照。）。
The above-described intermediate shaft has, for example, a pair of shaft members whose ends are spline-fitted with each other and a pair of universal joint yokes fixed to the other ends of the pair of shaft members.
As a conventional drive shaft manufacturing method, there is a manufacturing method in which a universal joint yoke and the other end of a corresponding shaft member are joined together by caulking (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
特許文献１では、一方の軸部材は、中空軸からなる。この軸部材の他端の外周が、対応する自在継手ヨークの筒状の端部に嵌め込まれていて、軸部材の他端の内周に軸部材とは別体のプラグが嵌め込まれている。このプラグがかしめパンチでかしめられることにより、軸部材と自在継手ヨークとが接合される。
特許文献２では、一方の軸部材は、中実軸からなり、その他端の外周が円筒面に形成されている。この軸部材の他端の外周が、自在継手ヨークの筒状の端部に嵌め込まれている。軸部材の他端がかしめパンチでかしめられて拡径されることにより、軸部材と自在継手ヨークとが接合される。
In patent document 2, one shaft member consists of a solid shaft, and the outer periphery of the other end is formed in a cylindrical surface. The outer periphery of the other end of the shaft member is fitted into the cylindrical end of the universal joint yoke. The other end of the shaft member is caulked with a caulking punch to increase the diameter, thereby joining the shaft member and the universal joint yoke.
しかし、特許文献１では、かしめ接合の際に、軸部材と自在継手ヨークとが、プラグを介してかしめられるので、かしめパンチからのかしめ力が、軸部材に伝わり難い。その結果、かしめによる接合強度を所要値で得るために、大きなかしめ力が必要とされている。大きなかしめ力が必要な場合には、利用可能な加工設備が限定されるので、生産数量の増加に柔軟に対応し難く、また、製造コストが高くなる傾向にある。 However, in Patent Document 1, since the shaft member and the universal joint yoke are caulked through the plug during caulking, it is difficult for the caulking force from the caulking punch to be transmitted to the shaft member. As a result, a large caulking force is required in order to obtain the required bonding strength by caulking. When a large caulking force is required, the available processing equipment is limited, so that it is difficult to flexibly cope with an increase in production quantity, and the manufacturing cost tends to increase.
また、特許文献２では、一方の軸部材の他端の外周面が円筒面からなるので、軸部材がかしめパンチでかしめられたときに軸部材が変形し難い。その結果、かしめによる接合強度を所要値で得るために、大きなかしめ力が必要とされている。
そこで、この発明の目的は、所要の接合強度を小さなかしめ力で得ることのできるかしめを利用した駆動軸の製造方法を提供することである。
Moreover, in patent document 2, since the outer peripheral surface of the other end of one shaft member consists of a cylindrical surface, when a shaft member is caulked with a caulking punch, a shaft member is hard to deform | transform. As a result, a large caulking force is required in order to obtain the required bonding strength by caulking.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a drive shaft using caulking that can obtain a required joining strength with a small caulking force.
本発明は、一対の自在継手ヨークと、各自在継手ヨークの嵌合孔にそれぞれ嵌合固定され互いに軸方向に伸縮自在に嵌合された一対の軸部材とを備える駆動軸を製造する方法であって、各軸部材を対応する自在継手ヨークの嵌合孔にセレーション嵌合するセレーション嵌合工程と、対応する自在継手ヨークにセレーション嵌合された各軸部材を、対応する自在継手ヨークにかしめ接合するかしめ接合工程と、対応する自在継手ヨークにかしめ接合された一対の軸部材を、軸方向に相対移動自在に嵌合させる嵌合工程とを備え、上記かしめ接合工程において、少なくとも一方の軸部材の端面の周縁近傍に、対応するかしめ治具のかしめパンチを押し込み、当該軸部材の外周面の円周方向溝よりも端部側にある余肉を径方向外方へ拡げてかしめ、前記軸部材が中空軸で且つ肉厚が５ｍｍ以下の場合、軸部材のうち前記円周方向溝よりも端部側部分としての先端部分の軸方向長さは、先端部分の外径の５％の値以上であり且つ２０％の値以下の範囲内の値とされ、前記軸部材が５ｍｍを超える肉厚の中空軸、または、中実軸の場合、前記先端部分の軸方向長さは、先端部分の外径の５％の値以上であり且つ２５％の値以下の範囲内の値とされることを特徴とする。この発明によれば、かしめ接合工程では、かしめパンチを押し込んだときに、円周方向溝がない場合に比べて、例えば等しいかしめ力での余肉の変形量を大きくできるので、自在継手ヨークと軸部材とを確実に接合することができる。従って、自在継手ヨークと軸部材との所要の接合強度を小さなかしめ力で得ることができる。また、かしめ接合工程では、まだ一対の軸部材は互いに嵌合されていない。この状態であれば、例えば一方の自在継手ヨークと対応する軸部材とをかしめ接合する場合において、かしめ接合される端部とは反対側の当該軸部材の端部を受けて容易に保持することができ、かしめ接合の作業の手間を軽減することができる。 The present invention relates to a method of manufacturing a drive shaft comprising a pair of universal joint yokes and a pair of shaft members that are fitted and fixed in the fitting holes of the universal joint yokes and are extendably fitted to each other in the axial direction. A serration fitting process in which each shaft member is serrated and fitted into the fitting hole of the corresponding universal joint yoke, and each shaft member serrated and fitted to the corresponding universal joint yoke is caulked to the corresponding universal joint yoke. A caulking joining step for joining, and a fitting step for fitting a pair of shaft members caulked to the corresponding universal joint yoke so as to be relatively movable in the axial direction, and in the caulking joining step, at least one of the shafts in the vicinity of the peripheral edge of the end face of the member, the corresponding pushing the caulking punch clamping jig, swaging by expanding the excess material on the end portion side from the circumferential groove in the outer peripheral surface of the shaft member radially outwardly, When the shaft member is a hollow shaft and the wall thickness is 5 mm or less, the axial length of the tip portion of the shaft member as the end portion side portion from the circumferential groove is 5% of the outer diameter of the tip portion. When the shaft member is a hollow shaft having a thickness exceeding 5 mm, or a solid shaft, the axial length of the tip portion is: is a value within 5% when the value or more and a range of more than 25% of the value of the outer diameter of the tip portion, characterized in Rukoto. According to the present invention, in the caulking joining process, when the caulking punch is pushed in, for example, the deformation amount of the surplus with the same caulking force can be increased as compared with the case where there is no circumferential groove. The shaft member can be securely joined. Therefore, the required joint strength between the universal joint yoke and the shaft member can be obtained with a small caulking force. In the caulking and joining step, the pair of shaft members are not yet fitted together. In this state, for example, when caulking and joining one universal joint yoke and the corresponding shaft member, the end of the shaft member opposite to the end to be caulked is received and easily held. And the labor of caulking and joining work can be reduced.
また、本発明において、上記セレーション嵌合工程の前に、各軸部材を形成するための素材の端部の外周にプレス成形によりセレーションを形成する工程を含む場合がある。この場合、セレーションをコスト安価に形成することができる。例えば、軸部材の形成と、セレーションの形成とを単一の工程で行うことが可能となる。また、セレーションの歯が、歯筋の延びる方向について先細りになっているので、スムーズにセレーション嵌合することができる。 Moreover, in this invention, before the said serration fitting process, the process of forming a serration by press molding on the outer periphery of the edge part of the raw material for forming each shaft member may be included. In this case, the serration can be formed at a low cost. For example, the shaft member and the serration can be formed in a single step. Further, since the serrated teeth are tapered in the extending direction of the tooth trace, serration fitting can be smoothly performed.
また、本発明において、上記一対の軸部材の少なくとも一方は、中空の軸部材を含み、上記かしめ接合工程において、中空の軸部材の端部へのかしめパンチの押し込みに先立って中空の軸部材の端部の内径を押し拡げるための拡径軸を含むかしめ治具が用いられる場合がある。この場合、拡径軸が軸部材の端部の内径を押し拡げると、軸部材の端部の外径が拡径し、自在継手ヨークと軸部材との嵌合隙間が小さくなる。その結果、かしめ接合による接合強度をより一層高めることができる。また、拡径軸による拡径加工とかしめパンチによるかしめ加工とを、かしめ治具を押し込みながら一括して単一工程で実施でき、かしめ接合の手間の増加を防止できる。 In the present invention, at least one of the pair of shaft members includes a hollow shaft member, and in the caulking and joining step, prior to pushing the caulking punch into the end portion of the hollow shaft member, There is a case where a caulking jig including a diameter expanding shaft for expanding the inner diameter of the end portion is used. In this case, when the diameter-expanding shaft expands the inner diameter of the end portion of the shaft member, the outer diameter of the end portion of the shaft member increases, and the fitting gap between the universal joint yoke and the shaft member decreases. As a result, the bonding strength by caulking can be further increased. Further, the diameter expansion processing by the diameter expansion shaft and the caulking processing by the caulking punch can be performed collectively in a single process while pushing the caulking jig, and an increase in the labor of caulking can be prevented.
また、本発明において、上記セレーション嵌合工程の前に、各軸部材を形成するための素材の端部の外周にプレス成形によりセレーションを形成する工程を備え、この工程では、少なくとも一方の軸部材と対応する自在継手ヨークの嵌合孔のセレーションの歯数Ｎは、第１および第２の自在継手ヨーク間で許容される位相角の公差を第１の公差２Ａとし、第１の自在継手ヨークおよびこれに接合される一方の軸部材の間に許容される位相角の公差、一対の軸部材間に許容される位相角の公差、並びに他方の軸部材および第２の自在継手ヨークの間に許容される位相角の公差の総和を第２の公差２Ｂとして、次式(1) を満足する整数に設定され、式(1) は、Ｎ≧３６０／（２Ａ−２Ｂ）である場合がある。この場合、セレーションの歯数Ｎが上記の整数とされたセレーション嵌合において、互いに噛み合う歯同士を、例えば１歯ずらすことで、自在継手ヨークと軸部材との位相角をわずかな角度で微調整することができる。その結果、第１および第２の自在継手ヨークの位相角を、その公差範囲内に確実に調整することができる。従って、第１および第２の自在継手ヨークの位相角が互いに異なる複数の仕様の駆動軸を製造するのに、共通の部品にて対応することが可能となる。
また、本発明において、前記自在継手ヨークは、前記軸部材が嵌合される嵌合孔を含み、前記嵌合孔は、前記軸部材とセレーション嵌合するセレーションと、このセレーションに対して前記先端部分側に形成され前記セレーションにおける嵌合孔より大径の開口端とを含み、前記かしめ接合工程において、前記かしめパンチによって、前記先端部分の余肉が前記開口端に拡げられて受けられる場合がある。
Moreover, in this invention, before the said serration fitting process, it has the process of forming a serration by press molding in the outer periphery of the edge part of the raw material for forming each shaft member, In this process, at least one shaft member The number N of the serrations of the fitting hole of the universal joint yoke corresponding to the first universal joint yoke is defined as the first tolerance 2A, which is the tolerance of the phase angle allowed between the first and second universal joint yokes. And the tolerance of the phase angle allowed between one shaft member joined thereto, the tolerance of the phase angle allowed between the pair of shaft members, and between the other shaft member and the second universal joint yoke The sum of the tolerances of the allowable phase angle is set as an integer that satisfies the following equation (1) as the second tolerance 2B, and equation (1) may satisfy N ≧ 360 / (2A − 2B). . In this case, in the serration fitting in which the number of teeth N of the serration is the above-mentioned integer, the phase angle between the universal joint yoke and the shaft member is finely adjusted by a slight angle by shifting, for example, one tooth between the meshing teeth. can do. As a result, the phase angle of the first and second universal joint yokes can be reliably adjusted within the tolerance range. Therefore, it is possible to use a common component to manufacture a plurality of specification drive shafts having different phase angles of the first and second universal joint yokes.
In the present invention, the universal joint yoke includes a fitting hole into which the shaft member is fitted, and the fitting hole has a serration that is serrated with the shaft member, and the tip with respect to the serration. In the case of the caulking and joining step, the caulking punch may receive the surplus portion of the distal end portion expanded to the opening end. is there.
以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態では、駆動軸の製造方法を、駆動軸が自動車のステアリング装置のインターミディエイトシャフトである場合に則して説明するが、本発明はこれに限らず、例えば、駆動軸が各種機械等の動力伝達軸である場合の駆動軸の製造方法に適用することもできる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
In the present embodiment, the method for manufacturing the drive shaft will be described based on the case where the drive shaft is an intermediate shaft of an automobile steering device. However, the present invention is not limited to this, and the drive shaft may be various machines, for example. It can also be applied to a drive shaft manufacturing method in the case of a power transmission shaft.
図１は、本発明の実施形態の製造方法が適用される駆動軸としてのインターミディエイトシャフトの斜視図である。
インターミディエイトシャフト１は、伸縮自在シャフト２と、第１の自在継手３と、第２の自在継手４とを有する。伸縮自在シャフト２の中心軸線２ａに沿う方向である軸方向Ｓについて、伸縮自在シャフト２の一方の端部に第１の自在継手３が設けられ、伸縮自在シャフト２の他方の端部に第２の自在継手４が設けられている。
FIG. 1 is a perspective view of an intermediate shaft as a drive shaft to which a manufacturing method according to an embodiment of the present invention is applied.
The intermediate shaft 1 has a telescopic shaft 2, a first universal joint 3, and a second
伸縮自在シャフト２は、互いに同心に嵌め合わされる外軸としての第１の軸部材５および内軸としての第２の軸部材６を有する。第１および第２の軸部材５，６は、伸縮自在シャフト２の軸方向に沿って延びている。
第１の軸部材５は、筒状をなす中空軸であり、軸方向Ｓの第１および第２の端部５ａ，５ｂを有する。
The telescopic shaft 2 has a
The
第２の軸部材６は、内部が詰まった中実軸であり、軸方向Ｓの第１および第２の端部６ａ，６ｂを有する。ただし、第２の軸部材６としては、中空軸を用いてもよい。
第１の軸部材５と、第２の軸部材６とは、互いに同心にスプライン嵌合されていて、トルク伝達可能に且つ伸縮自在シャフト２の軸方向に互いに相対移動自在に接続されている。これにより、伸縮自在シャフト２が全体として伸縮自在である。
The
The
具体的には、第１および第２の軸部材５，６は、ボールスプライン継手を介して接続されている。第１の軸部材５の内周には、第１の軸部材５の軸方向に延びるスプライン係合部としての２つの第１の軌道溝７（一部のみ図示。）が互いに中心軸線２ａを挟んだ反対側に設けられている。第２の軸部材６の外周には、第２の軸部材６の軸方向に延びるスプライン係合部としての２つの第２の軌道溝８（一部のみ図示。）が互いに中心軸線２ａを挟んだ反対側に設けられている。
Specifically, the first and
２つの第１の軌道溝７と２つの第２の軌道溝８とは、対応するもの同士が、互いに対向して配置されている。互いに対応する軌道溝７，８の間に、転動可能な複数の転動体としてのボール９が介在している。なお、図１には、２つの第１の軌道溝７のうちの一方と、２つの第２の軌道溝８のうちの一方と、その間のボール９とが図示されている。
第１の自在継手３は、自在継手ヨーク１０と、自在継手ヨーク１１と、十字軸１２とを有する。十字軸１２は、４つの軸部を有し、自在継手ヨーク１０と、自在継手ヨーク１１とを揺動可能に連結している。
The two first raceway grooves 7 and the two
The first universal joint 3 includes a
第２の自在継手４は、自在継手ヨーク１３と、自在継手ヨーク１４と、十字軸１５とを有する。十字軸１５は、４つの軸部を有し、自在継手ヨーク１３と、自在継手ヨーク１４とを揺動可能に連結している。
自在継手ヨーク１０は、互いに対向する一対のアーム１０ａと、一対のアーム１０ａを接続した接続部１０ｂとを有していて、プレス成形されてなる。各アーム１０ａには、軸受孔（図示せず）が形成されている。軸受孔に、十字軸１２の軸部が回動自在に嵌め入れられている。接続部１０ｂは、嵌合孔（図示せず）を有する。この嵌合孔には、例えばステアリングシャフト（図示せず）が接続される。
The second
The universal
図２は、図１に示すインターミディエイトシャフト１の要部を模式的に図示した分解図である。
自在継手ヨーク１１は、互いに対向する一対のアーム１１ａと、一対のアーム１１ａを接続した接続部１１ｂとを有していて、プレス成形されてなる。各アーム１１ａには、軸受孔（図示せず）が形成されている。軸受孔に、十字軸１２（図１参照）の軸部が回動自在に嵌め入れられている。
FIG. 2 is an exploded view schematically showing a main part of the intermediate shaft 1 shown in FIG.
The universal
図２を参照して、接続部１１ｂは、筒形状に形成されている。接続部１１ｂには、嵌合孔１１ｃが形成されている。嵌合孔１１ｃは、接続部１１ｂの筒形状の中心軸線が延びる方向に沿って延びていて、接続部１１ｂを貫通している。嵌合孔１１ｃの内周面に、セレーション１６が形成されている。セレーション１６は、アーム１１ａとは反対側にある開口端から軸方向に所定長さで延びる複数のセレーション歯を有している。セレーション歯の歯数は、後述する歯数Ｎである。自在継手ヨーク１１の接続部１１ｂの嵌合孔１１ｃに、第１の軸部材５の第１の端部５ａが同心に嵌め込まれて、セレーション嵌合されて、固定状態で接続されている。
With reference to FIG. 2, the
第１の軸部材５の第１の端部５ａ側の部分は、円筒形状に形成され、第１の軸部材５の第２の端部５ｂ側から所定距離の部分は、断面矩形の筒形状に形成されている。第１の軸部材５は、プレス成形されてなる。第１の軸部材５は、Ｓ４５Ｃ等の高炭素鋼により形成され、軌道溝７は高周波焼き入れ処理を施されてなる。焼き入れ処理には、高炭素鋼が必要であるが、この高炭素鋼は、溶接には適していない。そこで、本実施形態では、第１の軸部材５と自在継手ヨーク１１とは、かしめにより接合されている。
A portion of the
第１の軸部材５の第１の端部５ａの外周には、セレーション１７が形成されている。セレーション１７は、端面５ｃから軸方向に所定長さで延びる複数のセレーション歯を有している。このセレーション１７の歯数は、自在継手ヨーク１１のセレーション１６と同じ歯数Ｎである。セレーション１７は、セレーション１６と圧入状態で噛み合っていて、第１の軸部材５は、自在継手ヨーク１１とかしめにより抜け止めされている。
A
また、本実施形態では、第１の軸部材５の第１の端部５ａの外周には、円周方向溝５０が形成されている。円周方向溝５０は、セレーション１７のセレーション歯を横切って、無端状に周方向に延びている。円周方向溝５０は、端面５ｃから軸方向に所定距離を離れて位置している。円周方向溝５０よりも端部としての端面５ｃ寄りにある先端部分５１の一部が、余肉５２（図４Ｄ参照。）としてかしめられることより、抜け止めかしめ部として機能する。ここで、円周方向溝５０の位置は、以下のように設定されている。例えば、中空軸（第１の軸部材５の第１の端部５ａに相当する。）の肉厚が５ｍｍ以下の場合には、先端部分５１の軸方向長さが、先端部分５１の外径の直径の５％の値以上であり且つ２０％の値以下の範囲内の値とされている。また、上述の中空軸の肉厚が５ｍｍを越えて厚い場合には、先端部分５１の軸方向長さは、後述する中実軸の場合と同様の関係とされ、先端部分５１の直径の５％の値以上であり且つ２５％の値以下の範囲内の値とされている。
In the present embodiment, a
第２の軸部材６の第１の端部６ａから所定距離の部分は、断面四角の柱形状に形成され、第２の軸部材６の第２の端部６ｂ側の部分は、断面略円形の柱形状に形成されている。第２の軸部材６は、プレス成形されてなる。第２の軸部材６は、Ｓ４５Ｃ等の高炭素鋼により形成され、軌道溝８は高周波焼き入れ処理を施されてなる。
第２の軸部材６の第２の端部６ｂの外周には、セレーション１８が形成されている。セレーション１８は、端面６ｃから軸方向に所定長さで延びる複数のセレーション歯を有している。また、第２の軸部材６の第２の端部６ｂの外周には、円周方向溝１９が形成されている。円周方向溝１９は、セレーション１８のセレーション歯を横切って、無端状に周方向に延びている。円周方向溝１９は、端面６ｃから軸方向に所定距離を離れて位置している。円周方向溝１９よりも端部としての端面６ｃ寄りにある先端部分２０の一部が、余肉３６（図７参照）としてかしめられることより、抜け止めかしめ部として機能する。ここで、円周方向溝１９の位置は、以下のように設定されている。例えば、先端部分２０の軸方向長さが、先端部分２０の直径の５％の値以上であり且つ２５％の値以下の範囲内の値とされている。
A portion at a predetermined distance from the
A
第２の軸部材６の第２の端部６ｂは、自在継手ヨーク１３の接続部１３ｂの嵌合孔１３ｃに同心に嵌め込まれてセレーション嵌合され、固定状態で接続されている。
自在継手ヨーク１３は、互いに対向する一対のアーム１３ａと、一対のアーム１３ａを接続した接続部１３ｂとを有していて、プレス成形されてなる。各アーム１３ａには、軸受孔（図示せず）が形成されている。軸受孔に、十字軸１５（図１参照。）の軸部が回動自在に嵌め入れられている。
The
The universal
図２を参照して、接続部１３ｂは、筒形状に形成されている。接続部１３ｂには、嵌合孔１３ｃが形成されている。嵌合孔１３ｃは、接続部１３ｂの筒形状の中心軸線が延びる方向に沿って延びて、接続部１３ｂを貫通している。嵌合孔１３ｃの内周面にセレーション２１が形成されている。セレーション２１は、アーム１３ａとは反対側にある開口端から軸方向に所定長さで延びる複数のセレーション歯を有している。このセレーション２１の歯数は、第２の軸部材６のセレーション１８と同じ歯数Ｎである。セレーション１８，２１は、互いに圧入状態で噛み合っていて、第２の軸部材６は、自在継手ヨーク１３にかしめにより抜け止めされている。
Referring to FIG. 2,
図１を参照して、自在継手ヨーク１４は、互いに対向する一対のアーム１４ａと、一対のアーム１４ａを接続した接続部１４ｂとを有していて、プレス成形されてなる。各アーム１４ａには、軸受孔（図示せず）が形成されている。軸受孔に、十字軸１５の軸部が回動自在に嵌め入れられている。接続部１４ｂは、嵌合孔（図示せず）を有している。この嵌合孔には、例えば操舵装置（図示せず）の入力軸が接続され、操舵装置を介して車輪が転舵可能に接続される。
＜製造方法＞ 図１および図２を参照して、本実施の形態のインターミディエイトシャフト１の製造方法は、インターミディエイトシャフト１の複数の上述の各部品５，６，１０，１１，１３，１４をそれぞれ形成する複数の部品形成工程を有している。
Referring to FIG. 1, universal
<Manufacturing Method> With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the manufacturing method of the intermediate shaft 1 of the present embodiment is a plurality of the above-described
自在継手ヨーク１０を形成する工程では、自在継手ヨーク１０をプレス成形により形成する。
自在継手ヨーク１１を形成する工程では、自在継手ヨーク１１をプレス成形により形成する。すなわち、自在継手ヨーク１１の概略形状をプレス成形するととともに、自在継手ヨーク１１の端部としての接続部１１ｂの嵌合孔１１ｃの内周にセレーション１６をプレス成形により形成する。
In the step of forming the universal
In the step of forming the universal
自在継手ヨーク１３を形成する工程では、自在継手ヨーク１１を形成する工程と同様に、自在継手ヨーク１３をプレス成形により形成する。すなわち、自在継手ヨーク１３の概略形状をプレス成形するととともに、自在継手ヨーク１３の端部としての接続部１３ｂの嵌合孔１３ｃの内周にセレーション２１をプレス成形により形成する。
自在継手ヨーク１４を形成する工程では、自在継手ヨーク１４をプレス成形により形成する。
In the step of forming the universal
In the step of forming the universal
図３は、第１の軸部材５を形成する工程を説明するための第１の軸部材５の素材と一対の金型の模式図である。図３および図２を参照する。
第１の軸部材５を形成する工程では、第１の軸部材５を形成するための筒状の素材２２を、互いに対をなす第１の金型２３および第２の金型２４によりプレス成形して塑性変形させ、第１の軸部材５を得る。当該工程では、第１の軸部材５の概略形状を形成し、これとともに、第１の端部５ａになる素材２２の端部２２ａの外周２２ｂにプレス成形によりセレーション１７を形成する。
FIG. 3 is a schematic view of a material of the
In the step of forming the
第１の金型２３は、パンチであり、凹部２３ａを有している。凹部２３ａは、素材２２が入ることができるようにされている。凹部２３ａにおける素材２２の一方の端部２２ａの外周２２ｂに対向する内面には、セレーション１７を形成するためのセレーション成形部２３ｂが設けられている。セレーション成形部２３ｂは、セレーション１７の複数のセレーション歯を成形するための複数の成形用歯溝（図示せず）を有している。セレーション成形部２３ｂは、端部５ｃに近くなるほどにセレーション１７の歯厚が薄くなるような形状を有し、具体的には、成形用歯溝の溝幅は、凹部２３ａの底に近くなるほどに狭くされている。
The
また、第２の金型２４は、ダイであり、凹部２４ａを有している。凹部２４ａは、素材２２の端部２２ｃを保持しつつ縮径する。凹部２４ａは、真直に延びた内奥部２４ｂと、テーパ状に徐々に拡径された入口部２４ｃとを有している。
第１の軸部材５を形成する工程では、第１および第２の金型２３，２４が相対向して配置され、その間に素材２２が保持される。第１の金型２３が、第２の金型２４へ向けて移動し、その間にある素材２２を押圧する。素材２２は、その中心軸線が延びる方向に押圧力を受けて、素材２２の端部２２ｂが第２の金型２４内に押し込まれて縮径し、素材２２の端部２２ａが第１の金型２３に保持されつつ拡径し、端部２２ａの外周２２ｂにセレーション１７が形成される。
Moreover, the 2nd metal mold | die 24 is a die | dye, and has the recessed
In the step of forming the
第２の軸部材６を形成する工程では、図示しないが、第１の軸部材５を形成する工程と同様にして、第２の軸部材６を形成するための素材を、第１の金型および第２の金型によりプレス成形して塑性変形させ、第２の軸部材６を得る。当該工程では、第２の軸部材６の概略形状を形成し、第２の端部６ｂになる素材の端部の外周にプレス成形によりセレーション１８を形成する。当該工程で、素材には柱状部材が用いられる。
In the step of forming the
図４Ａ，図４Ｂ，図４Ｃおよび図４Ｄは、図２に示すインターミディエイトシャフト１の要部の断面図であり、図４Ａ，図４Ｂ，図４Ｃ，および図４Ｄの順に、第１の軸部材５と自在継手ヨーク１１とを互いに接続する過程を模式的に図示している。
製造方法は、第１の軸部材５および第１の自在継手３について、図４Ａと図４Ｂに示すように第１の軸部材５を自在継手ヨーク１１の接続部１１ｂの嵌合孔１１ｃに圧入状態でセレーション嵌合する第１のセレーション嵌合工程と、図４Ｃと図４Ｄに示すように第１の軸部材５と自在継手ヨーク１１とを互いにかしめ接合する第１のかしめ接合工程と、かしめ接合された自在継手ヨーク１１を含む第１の自在継手３（図１参照）を組み立てる第１の組立工程とを含んでいる。
4A, FIG. 4B, FIG. 4C, and FIG. 4D are cross-sectional views of the main part of the intermediate shaft 1 shown in FIG. 2, and the first shaft member in the order of FIG. 4A, FIG. 4B, FIG. 5 schematically illustrates a process of connecting the universal
In the manufacturing method, the
第１のセレーション嵌合工程の後で、第１のかしめ接合工程が行われる。これらの２つの工程により、自在継手ヨーク１１と第１の軸部材５とが互いに組み付けられた第１のサブ組立品が得られる。この後、第１の組立工程が行われる。この工程で、第１のサブ組立品に、十字軸１２と、自在継手ヨーク１０とが組み付けられる。
図４Ａを参照して、第１のセレーション嵌合工程では、先ず、第１の軸部材５がその第２の端部５ｂから保持用治具２５の保持孔２６に入れられる。これにより、第１の軸部材５が保持用治具２５により保持された状態であって第１の軸部材５の第２の端部５ｂが保持用治具２５の保持孔２６の底部２７により受けられた状態とする。
After the first serration fitting process, a first caulking joining process is performed. By these two steps, a first subassembly in which the universal
Referring to FIG. 4A, in the first serration fitting step, first, the
次に、図４Ｂを参照して、第１の軸部材５の第１の端部５ａのセレーション１７が、自在継手ヨーク１１の接続部１１ｂの嵌合孔１１ｃのセレーション１６に互いに予め定める位相角で噛み合わされる。次に、自在継手ヨーク１１が押圧されて、自在継手ヨーク１１の接続部１１ｂの嵌合孔１１ｃに第１の軸部材５が押し込まれて、自在継手ヨーク１１の接続部１１ｂと第１の軸部材５とが締まり嵌め状態で相対摺動する。これにより、自在継手ヨーク１１および第１の軸部材５が圧入状態で嵌合している状態とする。
Next, referring to FIG. 4B, the
この状態で、円周方向溝５０は、自在継手ヨーク１１の接続部１１ｂの嵌合孔１１ｃ内、好ましくはセレーション１６内に配置され、接続部１１ｂの端面１１ｄから軸方向に所定距離で奥側に配置されている。また、第１の軸部材５の端部５ａの端面５ｃが、自在継手ヨーク１１の接続部１１ｂにおいてアーム１１ａ寄りのセレーション１６の開口端としての端面１１ｄよりも若干突出しているのが、好ましい。また、本実施形態では、第１の軸部材５の端部５ａの端面５ｃが、自在継手ヨーク１１の接続部１１ｂにおいて最もアーム１１ａ寄りに位置する部分としての開口端１１ｅよりも若干突出している。
In this state, the
図４Ｃおよび図４Ｄを参照して、第１のかしめ接合工程においては、かしめ治具２８と上述の保持用治具２５とが用いられる。
図５は、第１のかしめ接合工程で用いられるかしめ治具２８と、第１の軸部材５と、自在継手ヨーク１１との一部断面図である。図５および図４Ｃを参照する。
かしめ治具２８は、一方向に延びて軸状に形成されている。かしめ治具２８は、先端２８ａに設けられたテーパ形状の傾斜面２９と、第１の軸部材５の内径を拡径するために先端２８ａ寄りに設けられた拡径軸３０と、拡径軸３０に軸方向に隣接して設けられたかしめパンチ３１とを有している。かしめ治具２８は、保持用治具２５の保持孔２６に対向して同心に配置されている。かしめ治具２８は、先端２８ａとは反対側の端部を駆動されて、その軸方向に往復移動でき、保持用治具２５の保持孔２６に接近することができ、また、この保持孔２６から遠ざかることができる。
Referring to FIGS. 4C and 4D, in the first caulking joining step,
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the
The
傾斜面２９は、先端２８ａ寄り部分であるほどに縮径されている。傾斜面２９の最小径は、セレーション嵌合工程で自在継手ヨーク１１に圧入された直後の状態の第１の軸部材５の第１の端部５ａの内径Ｄ０よりも小径とされている。
拡径軸３０は、傾斜面２９と軸方向に隣接して形成され、傾斜面２９と連続してつながっていて、曲面で滑らかに接続されている。拡径軸３０の外径Ｄ１は、第１のセレーション嵌合工程でセレーション嵌合された第１の軸部材５の第１の端部５ａの内径Ｄ０よりも所定量大径（Ｄ１＞Ｄ０）に形成されている。拡径軸３０の外周面は、円筒面により形成され、軸方向に所定長さＬ１で延びている。拡径軸３０の所定長さＬ１は、第１の軸部材５と、自在継手ヨーク１１との嵌合長さＬ０よりも所定量長い（Ｌ１＞Ｌ０）。拡径軸３０は、中空状の第１の軸部材５の第１の端部５ａへのかしめパンチ３１の押し込みに先立って、第１の軸部材５の第１の端部５ａの内径を押し拡げるためのものである。
The
The
かしめパンチ３１は、拡径軸３０の外周面から径方向外方に突出した複数の突起３２を有している。複数の突起３２は、軸方向について同じ位置であって、周方向に均等に離れた複数の位置に配置されている。各突起３２は、第１の軸部材５の第１の端部５ａの端面５ｃに当接することにより第１の軸部材５の第１の端部５ａを拡径させるための傾斜部を有している。この傾斜部は、かしめ治具２８の軸方向に対して傾斜し、先端２８ｃから遠い部分であるほどに径方向外方に位置している。
The
図４Ｃを参照して、第１のかしめ接合工程では、第１のセレーション嵌合工程に引き続いて、互いにセレーション嵌合された自在継手ヨーク１１および第１の軸部材５が、保持用治具２５に保持されている。
このように保持された第１の軸部材５の第１の端部５ａの内周５ｅに、かしめ治具２８が先端２８ａから近接し押し込まれる。先ず、第１の軸部材５の第１の端部５ａの内周５ｅが拡径軸３０によりしごかれる。これにより、内周５ｅが拡径し、これに伴い、第１の軸部材５の第１の端部５ａの外周５ｆも拡径する一方、自在継手ヨーク１１の接続部１１ｂの嵌合孔１１ｃの拡径量は第１の軸部材５の内周の拡径量よりも小さい。その結果、第１の軸部材５および自在継手ヨーク１１の圧入状態が強められて、接合強度が高められる。
Referring to FIG. 4C, in the first caulking and joining step, following the first serration fitting step, the universal
The
次に、図４Ｄに示すように、かしめパンチ３１による抜け止めかしめ加工が行われる。かしめパンチ３１の各突起３２が、第１の軸部材５の第１の端部５ａの端面５ｃに当接し、この端面５ｃを押圧し、この端面５ｃの周縁近傍を局部的に塑性変形させる。すなわち、第１の軸部材５の第１の端部５ａにおいて、円周方向溝５０の近傍に応力集中が生じ、先端部分５１が径方向外方へ局部的に塑性変形して屈曲し易くなる。かしめパンチ３１の径方向外側にある傾斜面が、第１の軸部材５の第１の端部５ａの先端部分５１を径方向外方へ押圧し、塑性変形させて径方向外方へ拡げてかしめる。これに伴い、先端部分５１の一部が余肉５２になり、その結果、第１の軸部材５および自在継手ヨーク１１は、互いに強固に接合される。
Next, as shown in FIG. 4D, a retaining caulking process by the
第１の軸部材５および自在継手ヨーク１１は、先ず締まり嵌め状態で嵌合され、次に拡径軸３０で内側からしごかれるようにされている。このように圧入状態が段階的に強められるので、第１のセレーション嵌合工程において第１の軸部材５の外径および自在継手ヨーク１１の内径との寸法差（圧入しろに相当する。）を小さくすることができ、第１の軸部材５の外径および自在継手ヨーク１１の内径を無理なく嵌合することができる。例えば、第１の軸部材５の外径および自在継手ヨーク１１の内径の寸法差を大きくして無理嵌め状態で圧入する場合には、かじりが生じることがあるが、かじりが生じた部品は利用できないし、また、無理嵌め状態でかじりを生じないように圧入するのは困難である。これに対して、本実施形態では、かじりが生じることがない。
The
図６Ａ，図６Ｂ，図６Ｃおよび図６Ｄは、図２に示すインターミディエイトシャフト１の要部の断面図であり、図６Ａ，図６Ｂ，図６Ｃ，および図６Ｄの順に、第２の軸部材６と自在継手ヨーク１３とを互いに接続する過程を模式的に図示している。図７は、図６Ｃの要部拡大図である。
本実施形態の製造方法は、第２の軸部材６および自在継手ヨーク１３について、図６Ａと図６Ｂに示すように第２の軸部材６を自在継手ヨーク１３の接続部１３ｂの嵌合孔１３ｃに圧入状態でセレーション嵌合する第２のセレーション嵌合工程と、図６Ｃと図６Ｄに示すように第２の軸部材６と自在継手ヨーク１３とを互いにかしめ接合する第２のかしめ接合工程と、かしめ接合された自在継手ヨーク１３を含む第２の自在継手４（図１参照）を組み立てる第２の組立工程とを含んでいる。
6A, 6B, 6C, and 6D are cross-sectional views of the main part of the intermediate shaft 1 shown in FIG. 2, and the second shaft member in the order of FIGS. 6A, 6B, 6C, and 6D. 6 schematically shows a process of connecting the universal
In the manufacturing method of this embodiment, the
第２のセレーション嵌合工程の後で、第２のかしめ接合工程が行われる。これらの２つの工程により、自在継手ヨーク１３と第２の軸部材６とが互いに組み付けられた第２のサブ組立品が得られる。この後、第２の組立工程が行われる。この工程で、第２のサブ組立品に、十字軸１５と、自在継手ヨーク１４とが組み付けられる。
図６Ａを参照して、第２のセレーション嵌合工程では、先ず、第２の軸部材６がその第１の端部６ａから保持用治具２５の保持孔２６に入れられる。これにより、第２の軸部材６が保持用治具２５により保持された状態であって第２の軸部材６の第１の端部６ａが保持用治具２５の保持孔２６の底部２７により受けられた状態とする。
After the second serration fitting process, a second caulking joining process is performed. By these two steps, a second subassembly in which the universal
Referring to FIG. 6A, in the second serration fitting step, first, the
次に、図６Ｂを参照して、第２の軸部材６の第２の端部６ｂのセレーション１８が、自在継手ヨーク１３の接続部１３ｂの嵌合孔１３ｃのセレーション２１に互いに予め定める位相角で噛み合わされる。次に、自在継手ヨーク１３が押圧されて、自在継手ヨーク１３の接続部１３ｂの嵌合孔１３ｃに第２の軸部材６の第２の端部６ｂが押し込まれて、自在継手ヨーク１３の接続部１３ｂと第２の軸部材６とが締まり嵌め状態で相対摺動する。これにより、自在継手ヨーク１３および第２の軸部材６が圧入状態で嵌合している状態とする。
Next, referring to FIG. 6B, the
この状態で、円周方向溝１９は、自在継手ヨーク１３の接続部１３ｂの嵌合孔１３ｃ内、好ましくはセレーション２１内に配置され、接続部１３ｂの端面１３ｄから軸方向に所定距離で奥側に配置されている。また、第２の軸部材６の第２の端部６ｂの端面６ｃが、自在継手ヨーク１３の接続部１３ｂにおいてアーム１３ａ寄りのセレーション２１の開口端としての端面１３ｄよりも若干突出しているのが、好ましい。また、本実施形態では、第２の軸部材６の第２の端部６ｂの端面６ｃが、自在継手ヨーク１３の接続部１３ｂにおいて最もアーム１３ａ寄りに位置する部分としての開口端１３ｅよりも若干突出している。
In this state, the
図６Ｃを参照して、第２のかしめ接合工程においては、第２のセレーション嵌合工程で互いに嵌め合わされた自在継手ヨーク１３および第２の軸部材６が互いに接合され、かしめ治具３３と上述の保持用治具２５とが用いられる。
図７および図６Ｃを参照して、かしめ治具３３は、中心軸線に沿って延びる軸部３４と、軸部３４の先端に設けられた突起状の複数のかしめパンチ３５とを有している。かしめ治具３３は、保持用治具２５の保持孔２６に対向して同心に配置されている。かしめ治具３３は、かしめパンチ３５とは反対側の端部を駆動されて、その軸方向に往復移動でき、保持用治具２５の保持孔２６に接近することができ、また、この保持孔２６から遠ざかることができる。
Referring to FIG. 6C, in the second caulking joining step, the universal
7 and 6C, the
複数のかしめパンチ３５は、かしめ治具３３の軸方向に突出していて、所定半径の円周上に周方向に均等に離れて配置されている。各かしめパンチ３５が、第２の軸部材６の第２の端部６ｂの端面６ｃの周縁近傍に当接し、さらに当接状態で上述の端面６ｃを押圧することにより、第２の軸部材６の外周面６ｆの先端部分２０を径方向外方へ拡げてかしめる。これにより、先端部分２０の一部が余肉３６になり、第２の軸部材６と自在継手ヨーク１３とが接合される。
The plurality of caulking punches 35 project in the axial direction of the
図６Ｃおよび図６Ｄを参照して、第２のかしめ接合工程では、第２のセレーション嵌合工程に引き続いて、互いにセレーション嵌合された自在継手ヨーク１３および第２の軸部材６が、保持用治具２５に保持されている。
このように保持された第２の軸部材６に、かしめ治具３３が近接し、第２の軸部材６の第２の端部６ｂの端面６ｃにかしめ治具３３のかしめパンチ３５が押し込まれる。このとき、第２の軸部材６の第２の端部６ｂにおいて、円周方向溝１９の近傍に応力集中が生じ、先端部分２０が径方向外方へ局部的に塑性変形して屈曲し易くなる。かしめパンチ３５の径方向外側にある傾斜面が、第２の軸部材６の第２の端部６ｂの先端部分２０の周縁部分を径方向外方へ押圧し、塑性変形させて径方向外方へ拡げてかしめる。これに伴い、自在継手ヨーク１３の接続部１３ｂの嵌合孔１３ｃの内周が、局部的に塑性変形する。その結果、第２の軸部材６および自在継手ヨーク１３は、強固に接合される。
6C and 6D, in the second caulking and joining step, the universal
The
また、本実施の形態の製造方法は、第１および第２の組立工程よりも後に行われて第１および第２の軸部材５，６を互いに軸方向に相対移動自在にスプライン嵌合させるスプライン嵌合工程を有している。スプライン嵌合工程では、第１の軸部材５と第２の軸部材６とを予め定めた位相角であるようにして、互いに位置合わせして嵌合される。
＜セレーションの歯数＞ 図１に戻って、インターミディエイトシャフト１の自在継手ヨーク１１と自在継手ヨーク１３との間には、予め定める位相角Ｐが設定されている。この位相角Ｐは、伸縮自在シャフト２の軸方向に沿って見るときに、自在継手ヨーク１１の一対のアーム１１ａ同士が対向する方向Ｄ１１と、自在継手ヨーク１３の一対のアーム１３ａ同士が対向する方向Ｄ１３とのなす角度であり、換言すると、インターミディエイトシャフト１の両端部間の位相角である。位相角Ｐは、車種ごとに異なるインターミディエイトシャフト１の仕様に応じて種々の値に設定されている。また、位相角Ｐには、公差が設定されるが、通例、トルク変動を小さくするために、小さな公差（例えば、±３度）に設定される。
In addition, the manufacturing method of the present embodiment is performed after the first and second assembling steps, and the first and
<Number of Teeth of Serration> Returning to FIG. 1, a predetermined phase angle P is set between the universal
しかし、小さな公差に設定されているので、予め定められた第１の仕様のインターミディエイトシャフトの部品を用いて、位相角Ｐが異なる第２の仕様のインターミディエイトシャフトを構成しようとしても、第２の仕様の位相角Ｐの小さな公差を通例実現できない。その結果、従来のインターミディエイトシャフト１には、仕様ごとの専用部品、例えば自在継手ヨーク１１、第１の軸部材５等が用いられていた。従って、例えば、上述の位相角Ｐが異なるだけで他の諸元が等しい２つの仕様の間においても、一方の仕様の部品（例えば自在継手ヨーク１１）を、他方の仕様で利用することはできなかった。
However, since the tolerance is set to a small tolerance, even if an intermediate shaft having a second specification with a different phase angle P is configured by using a predetermined intermediate shaft component having a first specification, The small tolerance of the phase angle P in the specifications of the above cannot be realized normally. As a result, the conventional intermediate shaft 1 uses dedicated parts for each specification, such as the universal
そこで、本実施形態では、互いに異なる仕様間での部品の共用化を図るために、セレーション１６，１７，１８，２１の歯数Ｎを以下のように設定している。
本実施の形態のインターミディエイトシャフト１では、セレーションの歯数Ｎは、次式(1) ：Ｎ≧３６０／（２Ａ−２Ｂ）を満足する整数に設定される。
ここで、第１の自在継手ヨークとしての上述の自在継手ヨーク１１および第２の自在継手ヨークとしての上述の自在継手ヨーク１３との間で許容される位相角Ｐの公差を第１の公差２Ａとする。これとともに、自在継手ヨーク１１およびこれに接合される第１の軸部材５との間に許容される位相角の公差、第１および第２の軸部材５，６間に許容される位相角の公差、並びに第２の軸部材６および自在継手ヨーク１３の間に許容される位相角の公差の総和を第２の公差２Ｂとする。また、公差は、対象とする寸法等の許容される範囲の最大値と最小値との差である。また、以下では、寸法等の許容される最大値と最小値との間の範囲を公差範囲とする。
Therefore, in the present embodiment, the number of teeth N of the
In the intermediate shaft 1 of the present embodiment, the number of teeth N of the serration is set to an integer that satisfies the following formula (1): N ≧ 360 / (2A − 2B).
Here, the allowable tolerance of the phase angle P between the above-described universal
なお、部品の共用化のためには、セレーション１６，１７およびセレーション１８，２１の何れか一方のセレーション対の歯数をＮとすればよい。
式(1) は、以下のようにして導出される。すなわち、上述の位相角Ｐには、通例、目標中心値と、その公差２Ａが設定される。その一方で、上述の位相角Ｐは、インターミディエイトシャフト１の複数の部品を互いに組み立てた結果として結果的に得られる値でもある。この結果的に得られる値は、通例、インターミディエイトシャフト１の各部品の寸法の公差および各部品間の寸法または位置の公差の累積により決まる範囲内で、個体ごとにばらついている。このように個体ごとに結果的に得られる各値が、上述の目標中心値および公差２Ａにより決まる公差範囲に入ることが求められている。
In order to share the parts, the number of teeth of one of the
Equation (1) is derived as follows. That is, the target center value and its tolerance 2A are usually set for the above-described phase angle P. On the other hand, the above-described phase angle P is also a value obtained as a result of assembling a plurality of components of the intermediate shaft 1 with each other. The resulting values typically vary from individual to individual within a range determined by the tolerance of the dimensions of each part of the intermediate shaft 1 and the accumulation of the tolerances of dimensions or positions between the parts. Thus, each value obtained as a result for each individual is required to fall within a tolerance range determined by the above-described target center value and tolerance 2A.
以下では、先ず、自在継手ヨーク１１，１３間の位相角Ｐが０度である場合に、上述のように結果的に得られる位相角Ｐについて説明し、次に、位相角Ｐを任意の値に設定する場合について説明する。また、公差としては、中心軸線の回りの角（位相角に相当する。）に換算された値である。
図８Ａは、インターミディエイトシャフト１の要部の模式的な分解図であり、図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄ、および図８Ｅは、自在継手ヨーク１１、第１の軸部材５、第２の軸部材６および自在継手ヨーク１３を、伸縮自在シャフト２の軸方向からそれぞれ見た状態を図示した模式図である。
Hereinafter, first, the phase angle P obtained as described above when the phase angle P between the universal
8A is a schematic exploded view of the main part of the intermediate shaft 1. FIGS. 8B, 8C, 8D, and 8E show the universal
図８Ａと図８Ｂを参照して、自在継手ヨーク１１では、接続部１１ｂの中心軸線の回りの角度位置について、基準となる一方のアーム１１ａの軸受孔（基準孔ＳＴ１ともいう。）と、セレーション１６の基準となる歯溝（基準歯溝ＳＴ２ともいう。）との角度位置の差（位相角に相当する。後述する他の角度位置の差も同様である。）が、目標中心値０度で公差範囲が±ｂ１度に設定されている。
With reference to FIGS. 8A and 8B, in the universal
図８Ｃを参照して、第１の軸部材５では、中心軸線の回りの角度位置について、基準となるセレーション歯（基準歯ＳＴ３ともいう。）と、基準となる軌道溝（基準軌道溝ＳＴ４ともいう。）との角度位置の差が、目標中心値０度で公差範囲が±ｂ２度に設定されている。
また、互いにスプライン嵌合される第１および第２の軸部材５，６の間の位相角には、互いにスプライン嵌合される一対の軌道溝７，８の寸法の公差が影響する。
Referring to FIG. 8C, in the
In addition, the phase angle between the first and
第１の軸部材５の軌道溝７の寸法には、所定の中心値と公差範囲が設定されている。これらの値に起因して第１および第２の軸部材５，６の間の位相角が変化する。この位相角の変化幅が、中心軸線の回りの角度位置について目標中心値０度±ｂ３度になる。換言すれば、この目標中心値０度±ｂ３度になるように、上述の所定の中心値と公差範囲が設定されている。第２の軸部材６の軌道溝８の寸法にも同様に、目標中心値０度±ｂ４度が設定されている。
A predetermined center value and a tolerance range are set for the dimensions of the
図８Ｄを参照して、第２の軸部材６では、中心軸線の回りの角度位置について、基準となるセレーション歯（基準歯ＳＴ６ともいう。）と、基準となる軌道溝（基準軌道溝ＳＴ５ともいう。）との角度位置の差が、目標中心値０度で公差範囲が±ｂ５度に設定されている。
図８Ａと図８Ｅを参照して、自在継手ヨーク１３では、接続部１３ｂの中心軸線の回りの角度位置について、基準となる一方のアーム１３ａの軸受孔（基準孔ＳＴ８ともいう。）と、セレーション２１の基準となる歯溝（基準歯溝ＳＴ７ともいう。）との角度位置の差が、目標中心値０度で公差範囲が±ｂ６度に設定されている。
Referring to FIG. 8D, in the
Referring to FIGS. 8A and 8E, in universal
図８Ａ〜図８Ｅを参照して、インターミディエイトシャフト１の組立時には、自在継手ヨーク１１のセレーション１６の基準歯溝ＳＴ２に、第１の軸部材５の基準歯ＳＴ３が、互いに対向して噛み合うように位置合わせされる。第１および第２の軸部材５，６の基準軌道溝ＳＴ４，ＳＴ５同士が互いに対向して位置合わせされる。自在継手ヨーク１３のセレーション１８の基準歯溝ＳＴ７に、互いに対向して噛み合うように第２の軸部材６の基準歯ＳＴ６が位置合わせされて嵌め込まれる。
8A to 8E, when the intermediate shaft 1 is assembled, the reference teeth ST3 of the
また、上述の各部品単品の公差から、複数の部品間の寸法または位置の公差が導かれる。すなわち、自在継手ヨーク１１およびこれに圧入で接合される第１の軸部材５の軌道溝７との間に許容される位相角の公差は、上述の値ｂ１と値ｂ２との和の２倍の値に相当する。また、互いにスプライン嵌合される第１および第２の軸部材５，６間に許容される位相角の公差は、上述の値ｂ３と値ｂ４との和の２倍の値に相当する。なお、ボールの公差は、実際上極めて小さく、位相角の公差に影響しない。また、第２の軸部材６およびこれに圧入で接合される自在継手ヨーク１３の間に許容される位相角の公差は、上述の値ｂ５と値ｂ６との和の２倍の値に相当する。
Moreover, the tolerance of the dimension or position between several components is guide | induced from the tolerance of each above-mentioned each component. That is, the tolerance of the phase angle allowed between the universal
なお、自在継手ヨーク１１と第１の軸部材５との間に許容される位相角の公差、第１および第２の軸部材５，６間に許容される位相角の公差、および自在継手ヨーク１３と第２の軸部材６との間に許容される位相角の公差について、部品間の隙間量およびその公差を考慮してもよい。
このようにして組み立てられた組立品としてのインターミディエイトシャフト１では、自在継手ヨーク１１の基準孔ＳＴ１の角度位置と自在継手ヨーク１３の基準孔ＳＴ８との角度位置が一致するようにされる。また、値Ｂ＝ｂ１＋ｂ２＋ｂ３＋ｂ４＋ｂ５＋ｂ６とすると、自在継手ヨーク１１，１３間の位相角Ｐは、公差範囲が、０度±Ｂ度で結果的に実現され、各部品単品の公差の総和であり、且つ上述の各部品間の寸法または位置の公差の総和である値２Ｂの範囲で実現される。
The tolerance of the phase angle allowed between the universal
In the intermediate shaft 1 as an assembly assembled in this way, the angular position of the reference hole ST1 of the universal
一方で、仕様において、インターミディエイトシャフト１の位相角Ｐには、予め定められた公差範囲の中心値に相当する目標中心値と、その公差２Ａとが設定されている。任意の目標値を実現するには、以下のような操作をすることが考えられる。すなわち、上述の説明では、セレーション１６の基準溝ＳＴ２とセレーション１７の基準歯ＳＴ３とを互いに対向させて噛み合わせていたが、基準溝ＳＴ２と基準歯ＳＴ３とを互いにずらしてセレーション嵌合することにより、位相角における公差範囲の中心値を異ならせることができる。
On the other hand, in the specification, for the phase angle P of the intermediate shaft 1, a target center value corresponding to a center value of a predetermined tolerance range and its tolerance 2A are set. In order to realize an arbitrary target value, the following operation may be considered. That is, in the above description, the reference groove ST2 of the
図９は、自在継手ヨーク１１と自在継手ヨーク１３との基準となる部分同士の位置を互いにずらす場合の、ずらし量と、このずらし量から結果的に得られる位相角Ｐとの関係を示すグラフであり、縦軸に基準溝ＳＴ２と基準歯ＳＴ３とのずらし量としての歯数を示し、横軸に、位相角Ｐ（度）を示す。また、横軸の位相角Ｐは、縦軸に示すずらし量に対応して結果的に得られる値であって、公差範囲とその中心（丸印）とを示す。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the shift amount and the phase angle P resulting from the shift amount when the positions of the reference portions of the universal
図９を参照して、基準溝ＳＴ２と基準歯ＳＴ３とを互いにずらしてセレーション嵌合すると、結果的に実現された位相角Ｐの取りうる範囲は、飛び飛びに存在することがある。例えば、１歯をずらすときの公差範囲Ｈ１と、２歯をずらすときの公差範囲Ｈ２との間には、位相角として実現されない範囲Ｇ１が存在する。このような実現されない範囲Ｇ１が存在する場合であっても任意の目標値を実現する必要がある。そこで、公差範囲の中心値を小刻みに調節できるようにして、互いに１歯ずらして得られる２つの公差範囲Ｈ１，Ｈ２とその間の実現されない範囲Ｇ１とを含む範囲全体Ｇ２が、目標としての公差２Ａに含まれるようにする。これにより、任意の目標値を確実に実現することができる。 Referring to FIG. 9, when the reference groove ST <b> 2 and the reference tooth ST <b> 3 are shifted from each other and serrated, the range that can be taken by the resulting phase angle P may be scattered. For example, a range G1 that is not realized as a phase angle exists between the tolerance range H1 when shifting one tooth and the tolerance range H2 when shifting two teeth. Even in the case where there is such a range G1 that is not realized, it is necessary to realize an arbitrary target value. Therefore, the center value of the tolerance range can be adjusted in small increments, and the entire range G2 including two tolerance ranges H1 and H2 obtained by shifting one tooth from each other and the unrealized range G1 between them is set as the target tolerance 2A. To be included. Thereby, an arbitrary target value can be realized with certainty.
このような関係は、次式で表される。
インターミディエイトシャフト１のセレーション１６，１７の歯数Ｎが、例えば整数Ｎ１であるときに、セレーション１６，１７を一歯ずらしたときの、位相角のずれ量Ｇ３は、ずれ量Ｇ３＝（３６０／Ｎ１）度となる。このずれ量Ｇ３と、公差範囲Ｈ１の半分と、公差範囲Ｈ２の半分との和（上述の範囲全体Ｇ２に相当する。）が、目標としての公差２Ａよりも小さくなり、式(2) ：
（３６０／Ｎ１）＋２Ｂ≦２Ａ
、が成り立つ。
Such a relationship is expressed by the following equation.
When the number of teeth N of the
(360 / N1) + 2B ≦ 2A
, Holds.
この式(2) から、上記式(1) ：
Ｎ≧３６０／（２Ａ−２Ｂ）
、が導かれる。
次に、図８と図９を参照して、各部品の公差、自在継手ヨーク１１，１３間の位相角Ｐの目標としての公差、歯数等の仕様の例を、具体的に説明する。
From this equation (2), the above equation (1):
N ≧ 360 / (2A - 2B)
, Is guided.
Next, with reference to FIGS. 8 and 9, examples of specifications such as tolerance of each part, tolerance as a target of the phase angle P between the universal
上述のように各部品に設定された公差範囲±ｂ１，±ｂ２，±ｂ３，±ｂ４，±ｂ５，±ｂ６がそれぞれ±１０分に設定され、位相角Ｐの目標中心値が５５度であり、且つ目標としての位相角Ｐの公差２Ａ＝６度（±３度）とした場合について説明する。なお、図９のグラフは、この例をグラフ化したものである。
この場合の目標となる位相角Ｐの公差範囲は、５２度（５５度−３度）から、５８度（５５度＋３度）までの範囲である。
As described above, the tolerance ranges ± b1, ± b2, ± b3, ± b4, ± b5, ± b6 set for each component are set to ± 10 minutes, and the target center value of the phase angle P is 55 degrees. A case where the tolerance 2A of the target phase angle P is 6 degrees (± 3 degrees) will be described. The graph in FIG. 9 is a graph of this example.
The target tolerance range of the phase angle P in this case is a range from 52 degrees (55 degrees-3 degrees) to 58 degrees (55 degrees + 3 degrees).
セレーション１６，１７の歯数Ｎを求める。
Ａ＝３度、Ｂ＝１０分＋１０分＋１０分＋１０分＋１０分＋１０分＝６０分＝１度、の各値を式(1) に代入し、Ｎを求める。結果は、歯数Ｎ≧９０（歯）である。
次に、セレーション１６，１７の歯数が９０である場合について、上述の目標としての位相角Ｐが実現できることを説明する。この場合、基準溝ＳＴ２と基準歯ＳＴ３との噛み合わせを１歯ずらすときの公差範囲の中心値の変化量（１歯当たりの調整角度に相当する。）は、３６０（度）／９０（歯）＝４（度／歯）である。
The number of teeth N of
N is obtained by substituting each value of A = 3 degrees, B = 10 minutes + 10 minutes + 10 minutes + 10 minutes + 10 minutes + 10 minutes = 60 minutes = 1 degree into the equation (1). The result is the number of teeth N ≧ 90 (tooth).
Next, it will be described that the phase angle P as the above target can be realized when the number of teeth of the
ここで、自在継手ヨーク１３と自在継手ヨーク１１との位相角Ｐを５５度にするためには、５５（度）／４（度／歯）＝１３．７５（歯）の歯数（歯のずらし量）だけ、基準溝ＳＴ２と基準歯ＳＴ３との噛み合わせをずらせばよい。
歯のずらし量は整数しかありえないため、１３．７５に最も近い整数である１４を歯のずらし量として採用する。基準溝ＳＴ２と基準歯ＳＴ３との噛み合わせにおいて１４歯をずらす場合には、位相角Ｐは、結果的に範囲Ｈ１４の範囲内で得られることになる。この結果的に得られる範囲Ｈ１４の中央値は、（一歯当たりの調整角度）と（歯のずらし量）との積で表され、この例では、４×１４＝５６度である。また、結果的に得られる範囲Ｈ１４は、５５度（５６度−１度）から、５７度（５６度＋１度）までの範囲である。この範囲は、目標としての位相角Ｐの公差範囲Ｇ４（５２度〜５８度）内にある。
Here, in order to set the phase angle P between the universal
Since the tooth shift amount can only be an integer, 14 which is an integer closest to 13.75 is adopted as the tooth shift amount. When the 14 teeth are shifted in the meshing of the reference groove ST2 and the reference tooth ST3, the phase angle P is consequently obtained within the range H14. The median value of the resulting range H14 is represented by the product of (adjustment angle per tooth) and (tooth shift amount), and in this example, 4 × 14 = 56 degrees. The resultant range H14 is a range from 55 degrees (56 degrees-1 degree) to 57 degrees (56 degrees + 1 degree). This range is within the tolerance range G4 (52 degrees to 58 degrees) of the target phase angle P.
なお、歯のずらし量として１３歯をずらす場合には、位相角Ｐは、５１度（５２度−１度）から５３度（５２度＋１度）までの範囲Ｈ１３内の値で実現される。この範囲Ｈ１３の一部は、目標としての位相角Ｐの公差範囲Ｇ４から外れていて、好ましくない。
このように歯を小さくして、歯数を大きくすることで、調節した結果として得られる位相角Ｐが、任意の目標中心値と目標公差とを満足することができる。
When 13 teeth are shifted as the tooth shift amount, the phase angle P is realized by a value within a range H13 from 51 degrees (52 degrees-1 degree) to 53 degrees (52 degrees + 1 degree). A part of the range H13 is not preferable because it is out of the tolerance range G4 of the target phase angle P.
Thus, by reducing the teeth and increasing the number of teeth, the phase angle P obtained as a result of the adjustment can satisfy an arbitrary target center value and target tolerance.
一方で、歯数には上限値がある。というのは、ピッチ円直径が同じであれば、歯数が大きいほどに、歯の大きさは小さくなる。一方で、実用的に加工可能なセレーション歯の大きさには限界がある。例えば、最小の歯の大きさは、モジュール０．２であり、モジュール０．２未満の歯の加工は困難である。従って、最小の大きさの歯を採用するときの歯数が、ピッチ円直径（ＰＣＤとも示す。）に対応した歯数の上限値となる。 On the other hand, there is an upper limit for the number of teeth. This is because if the pitch circle diameter is the same, the larger the number of teeth, the smaller the size of the teeth. On the other hand, there is a limit to the size of serration teeth that can be practically processed. For example, the smallest tooth size is module 0.2, and it is difficult to process teeth less than module 0.2. Therefore, the number of teeth when the smallest tooth is employed is the upper limit value of the number of teeth corresponding to the pitch circle diameter (also referred to as PCD).
また、歯数には下限値がある。これは、上述の式(1) において、位相角Ｐの公差２Ａが最大で、部品寸法公差の総和２Ｂが最小のときの歯数の値である。例えば、位相角Ｐの公差２Ａの最大値は、６度である。この最大値が６度以下の場合には、トルク変動が生じないが、位相角の公差が６度を越えて大きく設定されると、トルク変動が生じる場合があることから、実質的な最大値として６度を示すことができる。また、公差の総和２Ｂの最小値としては、０とすることができる。 There is a lower limit for the number of teeth. This is the value of the number of teeth when the tolerance 2A of the phase angle P is the maximum and the sum 2B of the component dimension tolerances is the minimum in the above equation (1). For example, the maximum value of the tolerance 2A of the phase angle P is 6 degrees. If this maximum value is 6 degrees or less, torque fluctuation does not occur. However, if the phase angle tolerance is set larger than 6 degrees, torque fluctuation may occur. 6 degrees can be shown. Further, the minimum value of the total tolerance 2B can be set to 0.
これらの値を式(1) に当てはめると、歯数は６０枚以上となる。従って、歯数の下限値は、６０である。
また、セレーション歯の大きさとしてのモジュールの下限値は、上述のように、加工上の理由から、０．２である。また、歯数の下限値から、セレーションのピッチ円直径に応じて決まるセレーション歯の大きさとしてのモジュールの上限値が決まる。モジュールの上限値は、式(3) ：（ピッチ円直径（ｍｍ））／（歯数の下限値）から求められる。
When these values are applied to the equation (1), the number of teeth becomes 60 or more. Therefore, the lower limit of the number of teeth is 60.
Further, the lower limit value of the module as the size of the serration tooth is 0.2 as described above for processing reasons. Further, the upper limit value of the module as the size of the serration tooth determined according to the pitch circle diameter of the serration is determined from the lower limit value of the number of teeth. The upper limit value of the module is obtained from the equation (3): (pitch circle diameter (mm)) / (lower limit value of the number of teeth).
ピッチ円直径と、歯数と、モジュールとの具体的な関係を表１に示す。また、ピッチ円直径と、モジュールとの具体的な関係を図１０のグラフに示す。
図１０は、図８のセレーション１６，１７のピッチ円直径とモジュールとの関係を示すグラフであり、縦軸にモジュールを示し、横軸にピッチ円直径（ＰＣＤ）（ｍｍ）を示す。
Table 1 shows a specific relationship among the pitch circle diameter, the number of teeth, and the module. The specific relationship between the pitch circle diameter and the module is shown in the graph of FIG.
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the pitch circle diameters and the modules of the
図１０のグラフにおいて、モジュールの上限値を結ぶ直線Ｘ１と、モジュールの下限値０．２を結ぶ直線Ｘ２との間に挟まれた領域内における、任意のピッチ円直径およびこれに対応するモジュールであれば、式(1) を満たすことができるセレーション歯となる。
また、モジュールの下限値として０．３を採用してもよい。モジュールが０．３の場合には、モジュールが０．２の場合よりも加工が容易であり、好ましい。この場合には、図１０のグラフにおいて、モジュールの上限値を結ぶ直線Ｘ１と、モジュールの下限値（０．３）を結ぶ直線Ｘ３との間に挟まれた領域内における、任意のピッチ円直径およびこれに対応するモジュールであれば、式(1) を満たすことができるセレーション歯となる。
In the graph of FIG. 10, an arbitrary pitch circle diameter in a region sandwiched between a straight line X1 connecting the upper limit value of the module and a straight line X2 connecting the lower limit value 0.2 of the module, and a module corresponding thereto. If it exists, it becomes a serration tooth which can satisfy | fill Formula (1).
Moreover, you may employ | adopt 0.3 as a lower limit of a module. When the module is 0.3, processing is easier than when the module is 0.2, which is preferable. In this case, in the graph of FIG. 10, an arbitrary pitch circle diameter in a region sandwiched between a straight line X1 connecting the upper limit value of the module and a straight line X3 connecting the lower limit value (0.3) of the module. And if it is a module corresponding to this, it will become a serration tooth which can satisfy | fill Formula (1).
また、モジュールの上限値としては、部品のばらつきを考慮した値を採用してもよい。例えば、部品寸法公差２Ｂは、通例、０よりも大きな所定値で設定されるから、歯数の下限値は、実用的には、６０を越えて大きな値であるのが好ましく、上述の例のように各部品の公差が設定される場合には、歯数の下限値が９０歯となる。
このように本発明の実施形態によれば、図７に示すように、第２の軸部材６の端面６ｃの周縁近傍に、対応するかしめ治具３３のかしめパンチ３５を押し込み、第２の軸部材６の外周面６ｆの円周方向溝１９よりも端面６ｃ側にある余肉３６を径方向外方へ拡げてかしめるようにしている。これにより、第２のかしめ接合工程では、かしめパンチ３５を押し込んだときに、円周方向溝１９がない場合に比べて、例えば等しいかしめ力での余肉３６の変形量を大きくできるので、自在継手ヨーク１３と第２の軸部材６とを確実に接合することができる。従って、自在継手ヨーク１３と第２の軸部材６との所要の接合強度を小さなかしめ力で得ることができる。
Further, as the upper limit value of the module, a value that takes into account the variation of components may be adopted. For example, since the part dimension tolerance 2B is usually set to a predetermined value larger than 0, it is preferable that the lower limit value of the number of teeth is practically a large value exceeding 60. Thus, when the tolerance of each part is set, the lower limit of the number of teeth is 90 teeth.
Thus, according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7, the
同様に、図４Ｄに示すように、第１の軸部材５の端面５ｃの周縁近傍に、対応するかしめ治具２８のかしめパンチ３１を押し込み、第１の軸部材５の外周面５ｆの円周方向溝５０よりも端面５ｃ側にある余肉５２を径方向外方へ拡げてかしめるようにしている。これにより、自在継手ヨーク１１と第１の軸部材５とを確実に接合することができる。従って、自在継手ヨーク１１と第１の軸部材５との所要の接合強度を小さなかしめ力で得ることができる。
Similarly, as shown in FIG. 4D, the
また、第１および第２のかしめ接合工程はスプライン嵌合工程よりも先に行われ、第１および第２のかしめ接合工程では、まだ第１および第２の軸部材５，６は互いにスプライン嵌合されていない。この状態であれば、例えば自在継手ヨーク１１と対応する第１の軸部材５とをかしめ接合する場合において、図４Ａに示すように、かしめ接合される第１の端部５ａとは反対側の当該第２の軸部材５の第２の端部５ｂを受けて容易に保持することができ、かしめ接合の作業の手間を軽減することができる。
The first and second caulking joining steps are performed before the spline fitting step. In the first and second caulking joining steps, the first and
また、第１および第２の軸部材５，６のセレーション１７，１８をプレス成形によりコスト安価に形成することができる。従って、例えば、セレーション１７，１８の形成に、転造加工、ホブ切削加工を利用しないで済む。転造加工、ホブ切削加工を利用してセレーションを形成する場合には、セレーションの形成工程と、対応する軸部材の形成のために通常採用されるプレス成形の工程とが、別々となるので、製造コストが高くなる。これに対して、セレーション１７，１８をプレス成形することにより、第１および第２の軸部材５，６の概略形状の形成と、セレーション１７，１８の形成とを単一の工程で行うことが可能となる。
Further, the
また、セレーションがホブ切削加工された従来の場合には、セレーションの歯厚が一定になるので、セレーション同士をかみ合わせ難い。これに対して、本実施形態では、セレーション１７，１８はプレス成形により形成されているので、歯筋の延びる方向である軸方向の先端側になるほどにセレーションの歯厚を薄くすることができ、ホブ切削加工されたセレーションに比べて、セレーション嵌合が容易である。
Further, in the conventional case where the serration is hobbed, the tooth thickness of the serration is constant, and it is difficult to engage the serrations. On the other hand, in the present embodiment, since the
また、図４Ｃに示すように、第１のかしめ接合工程で、拡径軸３０を含むかしめ治具２８を用いることにより、拡径軸３０が第１の軸部材５の第１の端部５ａの内径を押し拡げると、第１の軸部材５の第１の端部５ａの外径５ｆが拡径し、自在継手ヨーク１１と第１の軸部材５との嵌合隙間が小さくなる。その結果、かしめ接合による接合強度をより一層高めることができる。また、拡径軸３０による拡径加工とかしめパンチ３１によるかしめ加工とを、かしめ治具２８を押し込みながら一括して単一工程で実施でき、かしめ接合の手間の増加を防止できる。
Further, as shown in FIG. 4C, in the first caulking and joining step, the
また、拡径軸３０により第１の軸部材５が拡径されることにより、第１の軸部材５と自在継手ヨーク１１との嵌合隙間を小さくしさらに無くすることもできるので、第１の軸部材５と自在継手ヨーク１１との同軸度を高くすることができる。
また、セレーション１６，１７の歯数Ｎは式(1) を満足する上記の整数とすることにより、このセレーション嵌合において、互いに噛み合う歯同士を、例えば１歯ずらすことで、自在継手ヨーク１１と第１の軸部材５との位相角をわずかな角度で微調整することができる。その結果、自在継手ヨーク１１，１３の位相角Ｐを、その公差範囲内に確実に調整することができる。従って、自在継手ヨーク１１，１３の位相角Ｐが互いに異なる複数の仕様のインターミディエイトシャフト１を製造するのに、共通の部品にて対応することが可能となる。
Further, since the diameter of the
In addition, by setting the number of teeth N of the
例えば自在継手ヨーク１１のセレーション１７を仕様ごとに位相角を異ならせて形成することを廃止でき、また、位相角を異ならせてセレーション１７を形成するための設備の段取り替えの作業を廃止することができる。
また、セレーション１６，１７の歯数は６０歯以上であるのが、良好な操舵フィーリングを得ることができて、好ましい。
For example, it is possible to abolish the formation of the
Further, it is preferable that the number of teeth of the
また、本実施形態について、以下のような変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。
例えば、部品形成工程としては、プレス成形以外の方法により各自在継手ヨーク１０，１１，１３，１４および各軸部材５，６を形成することも考えられる。
Moreover, the following modifications can be considered about this embodiment. In the following description, differences from the above-described embodiment will be mainly described, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
For example, as the component forming step, it is conceivable to form the universal
スプライン嵌合工程では、第１および第２の組立工程実施前の第１および第２のサブ組立品同士を互いに組み付けてもよく、この場合には、スプライン嵌合工程の後に、組立工程が行われ、スプライン嵌合工程で互いにスプライン嵌合された第１および第２のサブ組立品において、対応する第１および第２の自在継手３，４を組み立てる。
上述の実施形態において、セレーション１６，１７の歯数を式(1) を満足する整数とすること、セレーション１６，１７，１８，２１をプレス成形すること、および第１のかしめ接合工程で用いるかしめ治具２８が拡径軸３０付きであること、の少なくとも一つを採用しない構成も考えられる。
In the spline fitting process, the first and second subassemblies before the first and second assembly processes may be assembled to each other. In this case, the assembly process is performed after the spline fitting process. The corresponding first and second
In the above-described embodiment, the number of teeth of the
また、スプライン嵌合として、以下の構成も考えられる。例えば、第１の軸部材５の内周に、軸方向に延びるスプライン係合部としての複数のスプライン歯が形成されている。第２の軸部材６の外周に、軸方向に延びる複数のスプライン係合部としてのスプライン歯が形成されている。両スプライン歯は、互いに同数で形成され、互いに対向して配置され噛み合っていて、互いに相対摺動可能に、直接に接続されている。要は、互いに対向して配置される一対のスプライン係合部が、トルク伝達可能且つ軸方向に相対移動可能に直接にまたは間接的に互いに接続されていればよい。
Moreover, the following structures are also considered as spline fitting. For example, a plurality of spline teeth serving as spline engaging portions extending in the axial direction are formed on the inner periphery of the
また、第２の軸部材６として、中実軸に代えて中空軸を採用することも考えられる。中空軸の場合には、第２のかしめ接合工程において、第１のかしめ接合工程と同様に拡径軸３０付きのかしめ治具２８を用いてもよい。また、第２の軸部材６が中空軸の場合には、円周方向溝１９がある場合と、ない場合とが考えられる。
また、第１の軸部材５の円周方向溝５０を廃止することも考えられる。この場合であっても、第１のかしめ接合工程で、拡径軸３０を含むかしめ治具２８を用いることにより、かしめ接合による接合強度をより一層高めることができる。
It is also conceivable to employ a hollow shaft as the
It is also conceivable to eliminate the
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。 In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.
１…インターミディエイトシャフト（駆動軸）、５…第１の軸部材（軸部材、中空の軸部材）、６…第２の軸部材（軸部材）、５ｃ…（第１の軸部材の）端面（端部）、６ｃ…（第２の軸部材の）端面（端部）、５ａ…（第１の軸部材の）第１の端部（中空の軸部材の端部）、５ｅ…内周（中空の軸部材の端部の内径）、６ｆ…（第２の軸部材の）外周面、１１…自在継手ヨーク（第１の自在継手ヨーク）、１１ｃ，１３ｃ…嵌合孔、１３…自在継手ヨーク（第２の自在継手ヨーク）、１６，２１…セレーション（自在継手ヨークの嵌合孔のセレーション）、１７，１８…セレーション（軸部材のセレーション）、１９，５０…円周方向溝、２０，５１…先端部分、２２…（軸部材の）素材、２２ａ…（素材の）端部、２２ｂ…（素材の端部の）外周、２８，３３…かしめ治具、３０…拡径軸、３１，３５…かしめパンチ、３６，５２…余肉、Ｓ…軸方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Intermediate shaft (drive shaft), 5 ... 1st shaft member (shaft member, hollow shaft member), 6 ... 2nd shaft member (shaft member), 5c ... End surface (of 1st shaft member) (End part), 6c ... (end part of second shaft member) end face (end part), 5a ... (first shaft member) first end part (end part of hollow shaft member), 5e ... inner circumference (Inner diameter of the end of the hollow shaft member), 6f ... (the second shaft member) outer peripheral surface, 11 ... universal joint yoke (first universal joint yoke), 11c, 13c ... fitting hole, 13 ... free Joint yoke (second universal joint yoke), 16, 21 ... serration (serration of fitting hole of universal joint yoke), 17, 18 ... serration (serration of shaft member), 19, 50 ... circumferential groove, 20 , 51 ... tip portion, 22 ... material of shaft member, 22a ... end of material, 22b ... (end of material) ) Periphery, 28, 33 ... crimping
Claims (5)
各軸部材を対応する自在継手ヨークの嵌合孔にセレーション嵌合するセレーション嵌合工程と、
対応する自在継手ヨークにセレーション嵌合された各軸部材を、対応する自在継手ヨークにかしめ接合するかしめ接合工程と、
対応する自在継手ヨークにかしめ接合された一対の軸部材を、軸方向に相対移動自在に嵌合させる嵌合工程とを備え、
上記かしめ接合工程において、少なくとも一方の軸部材の端面の周縁近傍に、対応するかしめ治具のかしめパンチを押し込み、当該軸部材の外周面の円周方向溝よりも端部側にある余肉を径方向外方へ拡げてかしめ、
前記軸部材が中空軸で且つ肉厚が５ｍｍ以下の場合、軸部材のうち前記円周方向溝よりも端部側部分としての先端部分の軸方向長さは、先端部分の外径の５％の値以上であり且つ２０％の値以下の範囲内の値とされ、
前記軸部材が５ｍｍを超える肉厚の中空軸、または、中実軸の場合、前記先端部分の軸方向長さは、先端部分の外径の５％の値以上であり且つ２５％の値以下の範囲内の値とされることを特徴とする駆動軸の製造方法。 A method of manufacturing a drive shaft comprising a pair of universal joint yokes and a pair of shaft members that are respectively fitted and fixed in the fitting holes of the universal joint yokes and are axially expandable and contractible.
A serration fitting process in which each shaft member is serrated into the fitting hole of the corresponding universal joint yoke;
A caulking and joining step of caulking and joining each shaft member serrated to the corresponding universal joint yoke to the corresponding universal joint yoke;
A fitting step of fitting a pair of shaft members caulked and joined to corresponding universal joint yokes so as to be relatively movable in the axial direction;
In the caulking and joining step, the caulking punch of the corresponding caulking jig is pushed into the vicinity of the periphery of the end surface of at least one shaft member, and the surplus on the end side of the circumferential groove on the outer peripheral surface of the shaft member is removed. Squeezing radially outward ,
When the shaft member is a hollow shaft and the wall thickness is 5 mm or less, the axial length of the tip portion of the shaft member as the end portion side portion with respect to the circumferential groove is 5% of the outer diameter of the tip portion. And a value within a range of 20% or less.
When the shaft member is a hollow shaft having a thickness exceeding 5 mm or a solid shaft, the axial length of the tip portion is not less than 5% of the outer diameter of the tip portion and not more than 25%. method of manufacturing a drive shaft is within a range of characterized Rukoto.
上記セレーション嵌合工程の前に、各軸部材を形成するための素材の端部の外周にプレス成形によりセレーションを形成する工程を含むことを特徴とする駆動軸の製造方法。 In the manufacturing method of the drive shaft of Claim 1,
A method for manufacturing a drive shaft, comprising a step of forming serrations by press molding on an outer periphery of an end portion of a material for forming each shaft member before the serration fitting step.
上記一対の軸部材の少なくとも一方は、中空の軸部材を含み、
上記かしめ接合工程において、中空の軸部材の端部へのかしめパンチの押し込みに先立って中空の軸部材の端部の内径を押し拡げるための拡径軸を含むかしめ治具が用いられることを特徴とする駆動軸の製造方法。 In the manufacturing method of the drive shaft of Claim 1 or 2,
At least one of the pair of shaft members includes a hollow shaft member,
In the caulking and joining step, a caulking jig including a diameter increasing shaft for expanding the inner diameter of the end portion of the hollow shaft member prior to pushing the caulking punch into the end portion of the hollow shaft member is used. A manufacturing method of a drive shaft.
上記セレーション嵌合工程の前に、各軸部材を形成するための素材の端部の外周にプレス成形によりセレーションを形成する工程を備え、この工程では、
少なくとも一方の軸部材と対応する自在継手ヨークの嵌合孔のセレーションの歯数Ｎは、
第１および第２の自在継手ヨーク間で許容される位相角の公差を第１の公差２Ａとし、 第１の自在継手ヨークおよびこれに接合される一方の軸部材の間に許容される位相角の公差、一対の軸部材間に許容される位相角の公差、並びに他方の軸部材および第２の自在継手ヨークの間に許容される位相角の公差の総和を第２の公差２Ｂとして、
次式(1) を満足する整数に設定されることを特徴とする駆動軸の製造方法。
Ｎ≧３６０／（２Ａ−２Ｂ）…(1) In the manufacturing method of the drive shaft of Claim 1,
Before the serration fitting step, the step of forming serrations by press molding on the outer periphery of the end of the material for forming each shaft member,
The number N of teeth of the serration of the fitting hole of the universal joint yoke corresponding to at least one shaft member is
The tolerance of the phase angle allowed between the first and second universal joint yokes is the first tolerance 2A, and the phase angle allowed between the first universal joint yoke and one shaft member joined to the first universal joint yoke Of the phase angle allowed between the pair of shaft members, and the sum of the tolerances of the phase angle allowed between the other shaft member and the second universal joint yoke is defined as a second tolerance 2B.
A drive shaft manufacturing method, characterized in that it is set to an integer satisfying the following formula (1).
N ≧ 360 / (2A - 2B) (1)
前記自在継手ヨークは、前記軸部材が嵌合される嵌合孔を含み、 The universal joint yoke includes a fitting hole into which the shaft member is fitted,
前記嵌合孔は、前記軸部材とセレーション嵌合するセレーションと、このセレーションに対して前記先端部分側に形成され前記セレーションにおける嵌合孔より大径の開口端とを含み、 The fitting hole includes a serration for serration fitting with the shaft member, and an opening end formed on the tip portion side with respect to the serration and having a larger diameter than the fitting hole in the serration,
前記かしめ接合工程において、前記かしめパンチによって、前記先端部分の余肉が前記開口端に拡げられて受けられることを特徴とする駆動軸の製造方法。 In the caulking joining step, a surplus portion of the tip portion is expanded and received at the opening end by the caulking punch.
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