JPS6038570B2 - 等速ジヨイントの外輪成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は自動車の駆動力伝達軸等に使用される等速ジ
ョイントの外輪成形装置に関するものである。

この種等速ジョイントはい第１図に示す様に、２軸に対
応付けられた内輪ａと外輪ｂの間にトルク伝達用のボー
ルｃがボールケージｄを介して介在せしめられており、
上記ボールｃは第２図に示す様に内輪ａの外周面及び外
輪ｂの内周面に等配形成されたボール溝ｅ，ｆに鉄め込
まれている。

上記内輪ａの外周面及び外輪ｂの内周面は、第１図に示
す様に、ジョイント中心０に曲率中心をもつ同Ｄ球面と
されているが、内輪ａのボール溝ｅ及び外輪ｂのボール
溝ｆは同図に示す様にジョイント中心○より左右に等距
離だけずらされた点Ａ，Ｂに曲率中心をもつ球面とされ
、これにより、ボールｃを常に２酪のなす角の２等分面
上に配向せしめて、いかなる作動角、いかなる回転角に
おいても等速性を確保し得る様に考慮されている。

即ち、この種の等速ジョイントにおける等速性は、トル
ク伝達をなすボールｃの位置が、２軸のなす角の２等分
面上にあることを必要かつ十分条件とされているもので
、今、第３図に示す様に、２軸が８の角度をとったとき
、ジョイントは外輪ｂの内周球面とボールケージｄの外
周球面間及びボールケージｄの内周球面と内輪ａの外周
球面間の相互案内によって、これらの球面の中心○を中
心として角度をとり、このときボールｃは○点よりずれ
た位置に中心をもつ外輪ｂ及び内輪ａのボール溝ｅ，ｆ
に案内されて両軸のなす角の２等分平面上まで移動する
。

この場合、ボールケージｄはジョイントの角度中心を決
定する以外にトルクが伝達されたときにボールｃに作用
するボール溝ｅ，ｆから飛び出すような力をボールケー
ジｄ自身が外輪ｂの内周球面及び内輪ａの外周球面に支
えられることによって支え、ボールｃを所定の位置に確
保する。このとき、ジョイントの角度中００から外輪ｂ
のポール溝ｆ及び内輪ａのボール溝ｅの中心Ａ及びＢに
至る距離と、ボールｃの中心ＰからＡ及びＢに至る距離
は共に等しく設計されているから、△ＯＡＰと△ＯＢＰ
とは三辺が相等しいため合同であり、ボールｃの中心Ｐ
の両軸からの距離Ｌは等しくなり、ボールｃは両藤のな
す角の２等分面上にあって等速性が確保されるのである
。さて、上記した説明で明らかなように、この種等速ジ
ョイントの外輪ｂは、その内周面が所定の球面をなし、
かつ、ボール溝ｆも所定の球面をなしているため、従来
における外輪ｂの製造は、第４図に示す様な形状の外輪
素材ｗを鍛造加工で製作した後、フライス加工で内周面
を所定の球面状に切削し、かつ、ボール溝も同様に切削
加工をしていた。

即ち、鍛造加工においては、外輪内周面に相当する部分
１は、ポンチを上に抜く必要から、球状に成形しておく
ことができず、略ストレート状になさざるを得なかった
もので、また、ボール溝に相当する部分２も同様であっ
た。

これがため、従釆では、鍛造加工された外輪素材ｗの内
周部を前述した所定の球面３に仕上げるため、及びボー
ル溝部を所定の球面４に仕上げるために夫々の部分をフ
ライス加工で切削除去していたものであった。

然るに、上記従釆の製造方法では、切削時間が長くかか
り、また、材料歩留りも悪い欠点があった。

この発明は従来の製造方法の上記欠点に鑑み、これを改
良除去したもので、即ち、外輪用素材の鍛造加工に当っ
て、成形される素材の形状を、以下詳述するような形状
とし、これを簡単なプレスで絞り加工することによって
、外輪内周面及びボール溝を所定の形状に成形させ、こ
れによって、後加工を削減し、材料歩留りを向上させ、
トータル製造コストを安価にできるようになしたもので
ある。

以下、この発明の詳細を図面に示す実施例について説明
すると次の通りである。

第５図はこの発明に用いる鍛造加工された外輪用素材１
０を示す縦断面図である。

上記外輪用素材１川ま、軸部１１と一体にカップ形状の
外輪形成部１２が冷間鍛造もしくは熱間鍛造で加工され
る。

上記袷間鍛造もしくは熱間鍛造において、外輪形成部１
２の入口部外周に張出部１３を形成し、内周面１４の奥
部側略半分を所定の球面１４ａとし、入口側半分を前記
球面１４ａの最大蓬部から藤方向に平行ないし若干舷開
陳向に接線状に延長したストレート面１４ｂとしている
。

また、上記内周面上に等配されるボール溝１５の奥都側
略半分を所定の球面１５ａとし、入口側半分を前記球面
１５ａの最大蓬部付近から若干関煩向に略援線状に延長
したストレート面１５ｂとしている。

そして、ボール溝１５の断面は、奥部では使用されるボ
ールの径を考慮してボール径に略近い円弧面とし、入口
側に至るほど次第に大きく深い円弧面としている。即ち
、第６図はボール溝１５の断面の変化の割合を複合図と
して示したもので、第１象限１に示すものは入口に最も
近い位置の断面であり、第２象限０、第３象限ｍと打頃
に奥の方の位置の断面で、第４象限Ｗのものが最も奥部
の位置の断面である。上記各象限におけるボール溝１５
の円弧の半径はｒ，＞ｔ２＞ｒ３２ｒ４とされており、
かつ、各円弧の中心点の位置は、麹心からＲ，＞Ｒ２＞
Ｒ３＞Ｒ４の関係位置にある。

前記球面１４ａは、既に第１図で示したジョイント中心
○より若干入口側の位置に曲率中心をもつようにするも
のであり、又、前記球面１５ａは、同じく第１図で示し
た外輪ボール藩中心Ｂよりも若干入口側の位置に曲率中
心をもつようにするものである。

上記のようにする理由は、最終的に外輪用素材１０をプ
レスで絞り成形して第５図の鎖線に示す状態にしようと
するもので、その際、前記球面１４ａ及び１５ａの曲率
中心は、絞り量に対応して奥部側へ移動するのであり、
従って、絞り量に対応して鍛造時の前記球面１４ａ及び
１５ａの曲率中心を入口側へオフセットさせておくので
ある。

前記したボール溝１５の鞠方向の各位瞳での断面の円弧
の大きさ及び深さに変化をもたせているのも上記と同様
な理由からである。上記した外輪用素材１０の各部寸法
は、設計計算によって具体的に決定されるものである。

第７図は、上記した外輪用素材１０を絞り成形するため
のプレスの一例を示すもので、同図において、１６は円
鐘状内径を有するダイス、１７はダイス１６と対応する
ポンチ、１８はポンチ１７の先端外周面等配位置に半径
方向へ拡縮可能に設けた素材内面の球面成形用部材であ
る。上記ダイス１６は磯台（図示せず）に固定され、ま
た、ポンチ１７はプレススライド１９に固定される。

そして、このポンチ１７は先端側に向けて小径とされ、
かつ、その外周面等配位置には素材内面の球面成形用部
村１８がポンチ１７の鞠線に対し所定の傾斜角をもつた
ままスライド可能とされている。即ち、素材内面の球面
成形用部材１８は、第８図及び第９図に示す様に先端部
外面が、ポンチ１７の軸万向に沿う断面において、外輪
内周面の球面に相当する球面をなし、かつ、ポンチ１７
の鞠方向と直交する方向の断面が扇形をなすもので、ま
た、該都材１８の上部はポンチ１７の鞠方向と直交する
方向の断面が小さい扇形をなし、ポンチ１７の軸方向に
一様な断面で延長されている。上記部材１８に対してポ
ンチ’７の外周面等配位置には第１０図及び第１１図に
示す様に上記部材１８のガイド溝２０が設けられており
、かつ、該部材１８の外周ガイド部材２１がプレススラ
イド１９に取付けられている。

上記部村１８のスライド量Ｓは一定に定められており、
常時、スプリング２２によって収縮状態を保持せしめら
れている。上記プレスによる動作を説明すると、先ず、
外輪用素材１０をダイス１６にセットし、ポンチ１７を
外輪用素材１０内に挿入する。

このとき、球面成形用部材１８はスプリング２２によっ
てポンチ１７の上方へ引き上げられており、球面成形用
部材１８の先端部は最大拡張状態とされているが、外輪
用素材１０の入口部は拡張した状態にあるため、ポンチ
１７の先端と共に球面成形用部材１８も外輪用素材１０
内にスムーズに挿入される。そして、ポンチ１７の先端
が外輪用素材１０の内面底部に当援する。この状態から
、さらに、ポンチ１７が加工方向に進むと、上記の状態
を保持したままポンチ１７の先端で外輪用素材１０を押
圧し、ダイス１６の円錘状内径部を挿通せしめる。この
とき、外輪用素材１０の入口部外周の張出部１３の存在
で外輪用素材１０の入口部が絞られ、第５図の一点鎖線
で示す様な所定球面に成形される。この成形は、ポンチ
１７の先端に設けた球面成形用部材１８によりバックア
ップさせているため、成形される球面の精度が向上する
。このようにして成形が完了すれば、ポンチ１７を後退
させるのであるが、このとき、素材１０の入口部が絞ら
れているから、球面成形用部材１８が外輪用素材１０内
に残り、ポンチ１７のみが先行して退入し、ポンチ１７
の外周のテーパ一面の存在により球面成形用部材１８が
収縮し、成形後の入口部内建より小さくなるとスプリン
グ２２の作用によって、球面成形用部村１８が外輪用素
材１０から抜け、その後ポンチ１７と一体となって動作
前の状態に復帰する。第１２図は別の実施例であって、
球面成形用部村１８は第１３図及び第１４図に示す様に
案内杵部１８ａとヒンジ１８ｂで結合されれた別体構造
とされ、また、ポンチ１７は第１５図に示す様に溝をも
たない単純円柱外面１７ａをなし、その先端近傍に第１
２図及び第１６図に示す如き溝のない単純円錘外周面１
７ｂをもち、かつ、先端部に球面成形用部材１８の最小
収縮状態を係止保持させる掛止部１７ｃが形成され、更
に、ポンチ１７の上部には、球面成形用部材１８の最大
鉱開状態を維持させるストッパ一部１７ｄが形成されて
いる。

そして、球面成形用部材１８の主要部分は、第７図に示
したものと同様であるが、案内杵部１８ａは第１５図に
示す様な略矩形断面であり、外周ガイド部材２１側にガ
イド溝２０が形成され、スプリング２２で収縮状態に維
持せしめられている。上記実施例の動作並びに機能は第
７図のものと実質上同一であるので省略するが、構造的
には第７図のものよりも簡単化されている。

上記した実施例の他、機械的又は流体力利用など各種の
拡開収縮手段が採用できることが明らかである。

以上説明した様に、この発明は、外輪用素材の入口部を
内側に絞って外輪用素材の球面状内周面を形成する装置
であって、機台あるいはプレススライドのいずれか一方
に固定された円錘状内蚤面を有するダイスと、上記ダイ
スと対応させて機台あるいはプレススライドの他方に固
定され、先端側に向かって漸次小径とされたポンチと、
上記ポンチの先端外周面等鰯位置で、かつ、藤方向に相
対的変位可能に設けられ、先端部外周面が外輪内周面の
球面に相当する球面状をなしている複数の素材内面の球
面成形用部村と、プレススラィド‘こ取付けられた上記
球面成形用部材の外周ガイド部材とからなり、上記ポン
チと球面成形用部材との軸方向への相対的変位により、
上記球面成形用部村を半径方向に拡擁させるようになし
て等速ジョイントの外輪成形装置を構成したから、簡単
なプレス絞り加工で、外輪内周面及びボール溝を所定の
球面に精度よく成形でき、後加工を削減し、材料歩留り
を向上させ、トータル製造コストを安価にすることがで
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は等速ジョイントの説明断面図、第２図は第１図
のＤ−０断面図、第３図は第１図の等速ジョイントの作
動説明図、第４図のイは従来の鍛造外輪素材の説明用断
面図、口はその正面図、第５図は本発明に係る鍛造外輪
素材の説明図、第６図は第５図のＦ，一Ｆ，断面、Ｆ２
−Ｆ２断面、Ｆ３−Ｆ３断面及びＦ４−Ｆ４断面を１／
傘冠、複合断面図として表わしたものであり、第７図は
本発明装置の第１実施例の断面図、第８図ま第７図滋，
字面成形用部村単体の断面図、第９図はその平→幻、第
１０図は第７図のＸ−Ｘ断面図、第・１函嫌個の幻−紅
断面図、第１２図は本発明装置の第２実施例の断面図、
第１３図は第１２図の球面成形用部材単体の正面図、第
１４図はその側面図、第１５図は第１２図ＸＶ−ＸＶ断
面図、第１６図はＸの−ＸＷ断面図である。 １０・・・・・・外輪用素材、！３・・…・提出部、１
４・・・・・・内周面、１５…・・・ボール溝、１６・
・・・・・ダイス、１７・・…・ポンチ、１８・・・・
・・素材内面成形用部村。 第１図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図 第１５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 外輪用素材の入口部を内側に絞つて外輪用素材の球
   面状内周面を形成する装置であつて、機台あるいはプレ
   ススライドのいずれか一方に固定された円錘状内径面を
   有するダイスと、上記ダイスと対応させて機台あるいは
   プレススライドの他方に固定され、先端側に向かつて漸
   次小径とされたポンチと、上記ポンチの先端外周等配位
   置で、かつ、軸方向に相対的変位可能に設けられ、先端
   部外周面が外輪内周面の球面に相当する球面状をなして
   いる複数の素材内面の球面成形用部材と、プレススライ
   ドに取付けられた上記球面成形用部材の外周ガイド部材
   とからなり、上記ポンチと球面成形用部材との軸方向へ
   の相対的変位により、上記球面成形用部材を半径方向に
   拡縮させるようになしたことを特徴とする等速ジヨイン
   トの外輪成形装置。