JPS6143574B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は等速自在継手の外方部材の製造方法
の改良に関する。

これを以下、非伸縮高角度式トリポード型等速
自在継手について説明すると、等速自在継手の外
方部材１は第１図に示されるようにカツプ形状の
スパイダ保持部２と、このスパイダ保持部２の底
部側に一体的に結合されたステム部３とよりな
り、このステム部３には動力伝達の為のスプライ
ン４等が形成されている。

前記スパイダ保持部２の内側には三方に突出す
るトラニオン５が一体的に形成されたスパイダ６
がトラニオン５の先端においてスパイダ保持部２
の内側の突起７に係止されることによつて支持さ
れている。前記スパイダ６のトラニオン５にはそ
れぞれローラ８が軸方向摺動自在にかつ回転自在
に嵌装され、これらローラ８はチユーリツプシヤ
フト９のローラ転動溝１０にそれぞれ嵌合され、
これによりチユーリツプシヤフト９と外方部材１
が一定値以下の角度をなしても回転力が伝達され
得るようになつている。図の符合１１はチユーリ
ツプシヤフト９をスパイダ６に支持させる為の三
脚バネ、１２はスパイダ６の三脚バネ１１と反対
側端面に嵌装されるとともに圧縮ばね１３によ
り、同方向に付勢するポペツトを示す。

前記外方部材１を構成するスパイダ保持部２と
ステム部３の結合手段として、従来アーク溶接に
よる方法があつた。このアーク溶接による場合、
例えば第２図に示されるように、底部に大きな穴
が形成されたカツプ形状のスパイダ保持部２の穴
の周辺部２Ｂにステム部３のフランジ３Ａが嵌合
するようにしてアーク溶接するようにしたものが
ある。

しかしながら、アーク溶接による場合は、内側
にビードＢが発生したり、溶接スパツタ等の付着
物が生じ除去がめんどうであり、また、ビート形
状のばらつきが大きく品質が安定していないため
定期的かつ頻繁に成品を切断して断面観察により
溶接状態を検査しなければならず、さらにチユー
リツプシヤフト９の組み付け時に三脚ばね１１の
すわり安定性を良くするような形状に必ずしもす
ることができないという欠点があつた。

これに対して、第３図に示されるように、別の
タイプの自在継手において、カツプ形状のスパイ
ダ保持部２を、円筒部材２Ａの端面にステム部３
に形成したフランジ３Ａを摩擦溶接により溶着
し、該フランジ３Ａがスパイダ保持部２の底部を
形成するようにしたものがある。このような摩擦
溶接の場合は、図に符合１４で示されるように内
側溶接ばりがスパイダ保持部２の内側に形成され
ることになる。この溶接ばり１４は溶接された２
物体に強固に付着したものばかりでなく、ばりの
先端付近あるいは２物体のばりの谷間に脱落容易
の状態で引掛つていたり、本体ばり１４から脱落
したが遊離せずに引掛つていたりする小片ばりが
多数存在する。

前記内側溶接ばり１４は、通常摩擦溶接が熱変
形防止及び熱処理組織変化防止の為に溶接代が小
さく設定されていることから、発熱量が少なく溶
接完了と同時に熱が伝導発散し急速な温度低下が
おこる為に焼き入れ硬化してしまう。この焼き入
れ硬化された内側溶接ばり１４は削り落とすこと
が非常に困難であり、又内側から電孤や火炎で焼
鈍させることはかなりの手間がかかりコストが非
常に増大される。又削りおとした後もスパイダ保
持部２の内側を洗浄しなければならないが、その
水切り乾燥もかなり面倒である。

また、切削によつてその焼入硬化された内側溶
接ばり１４にふれずに小片ばりだけを削り落すこ
とは一層困難である。したがつてワイヤブラシ、
シヨツトブラストあるいは高速水流等の方法によ
り小片ばりの除去を期待する他はないのである
が、この小片ばりは短時間に完全に除去すること
は不可能に近い。したがつて除去作業によつても
落ちなかつた小片ばり、あるいは除去作業によつ
て引掛りまたはかみこみ付着したワイヤブラシの
破断片やシヨツト粒の破砕小片が残留して自在継
手の完成品として使用されている状態において、
それらが脱落し、ローラとチユーリツプシヤフト
の転動溝にかみ込まれたりして悪影響を与えると
いう不都合があつた。

このような従来の問題点を解消するために、カ
ツプ形状のスパイダ保持部を有底の孔なし形状と
し、スパイダ保持部およびステム部の少なくとも
一方に環状突起を形成し、この環状突起部分で摩
擦溶接により一体とすることが考えられる。

しかし、上記方法によると、摩擦溶接時に環状
突起内は密閉空間となり、摩擦熱により環状突起
内部の空気は膨張し、圧力が増大して溶接部に悪
影響を与えるという問題点がある。

本発明の目的は、カツプ形状のスパイダ保持部
と、ステム部とを摩擦溶接により結合する際、環
状突起内の空気熱膨張による溶接への悪影響を除
去するとともに、使用時、等速自在継手の回転バ
ランスを良好とし、強度を高め、さらには溶接時
に生ずる溶接ばりを環状突起内に閉じ込めること
により、不具合を無くし、耐久寿命の良い等速自
在継手を出現させる等速自在継手の外方部材の製
造方法を提供するにある。

上記目的を達成するために、本発明は、トラニ
オンが形成されたスパイダを保持するためのカツ
プ形状のスパイダ保持部と、動力伝達のためのス
プラインを備えたステム部とを結合してなる等速
自在継手の外方部材の製造方法において、前記ス
パイダ保持部のカツプ形状の底部を孔無し形状と
し、かつ、前記スパイダ保持部およびステム部の
結合側端面の少なくとも一方に軸方向の環状突起
を形成し、この環状突起には環状突起を略半径方
向に貫通する連通孔を環状突起端面に充分近接し
つつ穿設し、前記環状突起部分でスパイダ保持部
とステム部とを摩擦溶接し、この摩擦溶接中に環
状突起の熱変形によつて前記連通孔を完全に閉塞
し、前記溶接により発生した外側の溶接ばりのみ
を削り落すことよりなる等速自在継手の外方部材
の製造方法である。

上記製造方法によれば、スパイダ保持部とステ
ム部とを環状突起部分で摩擦溶接しはじめると、
連通孔がおしつぶされる直前までは熱により膨張
した空気は連通孔より外部へ排出される。さらに
摩擦溶接が続行されて連通孔がおしつぶされて消
滅した時点で摩擦溶接は完了する。また、その結
果、摩擦溶接により生じた溶接ばりは環状突起の
内外に形成されるが、スパイダ保持部の底部が孔
なし形状であるので溶接ばりおよび小片ばりがス
パイダ保持部のカツプ形状内部に形成されること
はない。さらに、摩擦溶接部分を環状突起とする
ことから摩擦溶接に必要な動力は小さくて済み、
発出熱量が小さいのでスパイダ保持部の形状のく
ずれはない。

以下本発明の実施例を図面に参照して説明す
る。

この実施例は、第４図に示されるようにステム
部３のフランジ３Ａの溶接側端面にその外周にそ
つて軸方向の環状突起１５を突出形成し、一方ス
パイダ保持部２をその底部２Ｂを孔のない形状と
し、この底部２Ｂに前記ステム部３を環状突起１
５部分において摩擦溶接したものである。

この摩擦溶接の時に生じる内側溶接ばり１４は
環状突起１５に囲まれて底部２Ｂとフランジ３Ａ
との間に形成される密閉空間１６内に生じること
になる。第５図の符号１７は外側溶接ばりを示
す。

前記内側溶接ばり１４は密閉空間１６内にある
ために削りおとす必要がなく、従つて外側溶接ば
り１７のみ削りおとせば良いことになる。この場
合外側溶接ばり17は一般に焼き入れ硬化している
が、電孤又は火災により外部から簡単に焼鈍でき
るので削りおとしは簡単である。外側溶接ばり１
７を削りおとした後は、第６図に示されるように
スパイダ保持部２及びステム部３に所用の加工を
ほどこし完成品とする。

前記実施例は環状突起１５をステム部３のフラ
ンジ３Ａに形成したものであるが、環状突起１５
は摩擦溶接の時に内側溶接ばり１４が閉じこめら
れる密閉空間１６を形成するものであれば良く、
従つてスパイダ保持部２の底部２Ｂあるいはこの
底部およびステム部３のフランジ３Ａの両方に設
けても良い。

第７図は環状突起をスパイダ保持部２の底部２
Ｂおよびステム部３のフランジ３Ａの両方に形成
したものである。この場合環状突起の高さは両方
の環状突起１５Ａおよび１５Ｂの高さの和になる
ので各環状突起１５Ａおよび１５Ｂの高さは一方
のみに設ける場合に比べて小さくすることができ
る。従つてスパイダ保持部２は通常板材からしぼ
り加工して形成されているが、これをわずかにプ
レス加工することにより環状突起１５Ａを簡単に
かつ低コストで形成でき、又ステム部３のフラン
ジ３Ａに形成する環状突起１５Ｂも鍜造によつて
簡単に形成できることになる。

又、環状突起１５は、第８図に示されるように
スパイダ保持部２の底部２Ｂのみに設けるように
しても良い。この場合は切断加工あるいは特別の
プレス加工が必要となる。

又、スパイダ保持部２の底部２Ｂに環状突起１
５を形成する場合第９図に示されるように環状突
起を突き出すように形成しても良い。

前記環状突起１５あるいは１５Ａおよび１５Ｂ
は内側溶接ばり１４が閉じこめられる密閉空間１
６を形成するものであるが、摩擦溶接においては
多量の熱が発生しこの熱により密閉空間１６内の
空気が膨脹して溶接に悪影響を与える。この密閉
空間内の空気の影響をさけるためには第１０図に
示されるように密閉空間１６と外部を連通する連
通孔１８をステム部に形成すれば良い。

この場合第１０図に示されるように連通孔１８
を摩擦溶接の終了時にその溶接による変形によつ
て連通孔１８が閉塞される位置すなわち結合側端
面に近い位置で環状突起１５を径方向に貫通して
形成すると溶接後に孔が残らないので好都合であ
る。なお、上記連通孔１８は、ステム部３に設け
た環状突起に形成する場合について説明したが、
この連通孔はスパイダ保持部に設けた環状突起に
形成するものであつても良い。

なお、上記各実施例においては環状突起１５の
存在によりスパイダ６のスパイダ保持部２への取
付位置がステム部３から遠くなり外方部材１全体
の長手寸法が増大するが、これは第１１図に示さ
れるようにスパイダ保持部２の底部２Ｂを段付形
状として底部２Ｂの中央部分を外方に突出させれ
ば長手寸法の増大を低減させることができる。

一般に摩擦溶接による外方部材の製造は、スパ
イダ保持部２およびステム部３の両方あるいは一
方を粗形材、半完成品、完成品として適宜組合せ
て溶接し、後に必要な加工を施すようにしている
が、本発明はこれらのどの組合せの場合にも適用
されるものである。

上記のように、本発明によれば、カツプ形状の
スパイダ保持部とステム部とを結合してなる等速
自在継手の外方部材の製造方法において、摩擦溶
接する際、環状突起の連通孔を環状突起端面に充
分近接させて穿設し、溶接時に連通孔は自動的に
おしつぶされるようにしたので、等速自在継手の
回転バランスは良好となり、高強度が確保され、
さらには耐久寿命の向上が期待できるとともに、
溶接時の連通孔は速やかにおしつぶされ、形成さ
れる溶接ばりを少量とすることができる。

また、予め連通孔を設けてから溶接されるの
で、環状突起内密封空間の内部における空気熱膨
張による溶接への悪影響を除去できる。

また、スパイダ保持部を有底の孔ないし形状と
したことにより、摩擦溶接時の溶接ばりおよび小
片ばりがスパイダ保持部のカツプ形状内部へ進入
することを防止でき、ローラとチユーリツプシヤ
フトの転動溝に溶接ばりおよび小片ばりがかみ込
まれることがなくなるとともに、組立の際、三脚
ばねの安定性を容易に保つことができる。

さらに、スパイダ保持部およびステム部の少な
くとも一方には環状突起が形成され、その環状突
起部分で摩擦溶接により一体とすることにより、
内側溶接ばりは環状突起内側に形成されるから、
内側溶接ばりおよびその小片ばりの除去が不要と
なり、コストの低減を図ることができる。さら
に、環状突起部分での摩擦溶接であるから、溶接
面積が小さく摩擦溶接に必要な動力を減少でき、
かつ発熱量を小さくできるためスパイダ保持部の
形状のくずれを最少限度に抑えることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用すべき外方部材をチユー
リツプシヤフトと組合せ状態で示す一部断面とし
た正面図、第２図はアーク溶接による外方部材を
示す一部断面とした正面図、第３図は従来の摩擦
溶接による伸縮式等速継手の外方部材を示す一部
断面とした正面図、第４図は本発明に係る外方部
材の実施例における溶接前のステム部を示す一部
断面とした正面図、第５図は同実施例の溶接時の
状態を示す一部断面正面図、第６図は同実施例の
スパイダ組付前の状態を示す一部断面正面図、第
７図は同第２実施例を溶接直前の状態で示す一部
断面正面図、第８図および第９図はスパイダ保持
部の変形例を示す断面図、第１０図はステム部の
変形例を示す一部断面正面図、第１１図はスパイ
ダ保持部のさらに他の変形例を示す断面図であ
る。 １……外方部材、２……スパイダ保持部、２Ｂ
……底部、３……ステム部、３Ａ……フランジ、
４……スプライン、５……トラニオン、６……ス
パイダ、１４……内側溶接ばり、１５，１５Ａ，
１５Ｂ……環状突起、１６……密閉空間、１７…
…外側溶接ばり、１８……連通孔、Ｂ……ビー
ド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ トラニオンが形成されたスパイダを保持する
   ためのカツプ形状のスパイダ保持部と、動力伝達
   のためのスプラインを備えたステム部とを結合し
   てなる等速自在継手の外方部材の製造方法におい
   て、前記スパイダ保持部のカツプ形状の底部を孔
   無し形状とし、かつ、前記スパイダ保持部および
   ステム部の結合側端面の少なくとも一方に軸方向
   の環状突起を形成し、この環状突起には環状突起
   を略半径方向に貫通する連通孔を環状突起端面に
   充分近接しつつ穿設し、前記環状突起部分でスパ
   イダ保持部とステム部とを摩擦溶接し、この摩擦
   溶接中に環状突起の熱変形によつて前記連通孔を
   完全に閉塞し、前記溶接により発生した外側の溶
   接ばりのみを削り落とすことよりなる等速自在継
   手の外方部材の製造方法。