WO1980001145A1 - Methode de fabrication de la voie de roulement interne d'un joint universel synchrone - Google Patents

Description

明 細 書 ·

等速ジ ョィ ン ト における内輪の製造方法

こ の発明は駆動軸からそれと 同じ角速度で従動軸 へ回転運動を伝える等速ユニ バーサルジ ョ ィ ン ト.に 関する も ので、 よ ]9 詳 し く は、 新様 ¾等速ジ ョ イ ト の内輪を製造する方法に関す る も のであって、 そ の内輪は球面状外周面を有し、 そ'の外周面の周方向 複数位置に 、 .軸方向断面において内輪の外周面の曲 率中心か ら軸方向に離れた位置 に中心を持つ弧状の 溝底を有するボ ー ル溝を配してある。

一股に 、 第 / 図乃至第 J "図に示す よ う に、 駆動軸

(1 ) と 従動軸（²) と の間に ト ル ク伝達用の中介部材と し て ポ ー ル ）を介在させた ユ ニ バ ー サ ルジ ョ ィ ン ト で は、 両軸間の等速性を保っため には、 ボ ー ル（³)の位 置を.常に駆動軸（1) と 従動軸（2) とが す角の c2等分面 上に保持す る こ とが必要であ る。 こ のため には、 駆 動軸（1 )側の外輪（10)の ボール溝（11) の曲率中心 Δ と 、 従 動軸（²)側の内輪 ¾の ボ一ル溝 (21)の曲率中心 Β をジ ョ ィ ン ト の角度中心 0 よ ]?左右に等距離だけずらす.と よい と い う こ とが知 られて る 。 この場合ポ ー ル溝 内を転動する ボ ー ル の中心点 C の轨跡は点 A 、 B に 曲率中心を持つ曲線 と る。 ジ ョ イ ン ト の角度中心

0 は、 外輪 ( の内径球面（12)と 、 内輪 (20)の外径球面 (22) 及びこ れら の球面 ( ： 間に配されるケ ージ ）の内外

REA

OMPI

Λ. WIPO 球面の中心であ 、 これによ ]) 内外輪 (i 如）はグ ージ ）を介して常に 0 点を中心と して角度変位する こ と にな る。 つま ？ 、 ジ ョ イ ン ト の角度中心 0 はケ ージ

(4)に よ 常に一定位置に決定さ れる。 ·

而 して外輪（10)のポー ル溝 (II)及び内輪 ）のポ一 ,レ溝 ）の曲率中心 A 、 B を夭 々上記のよ うに設定するこ と に よ ！） 、 ジ ョ イ ン トの角度中心 0 から A 点及び B 点に至る距離 （ オ フ セ ッ ト ） と； ポ ー 'レ中心 C か ら

A 点及び B 点に至る距離は共に等し く、 A O A C と

Δ 0 B C は'三辺が相等し く合同 と る。 従ってボ ー ル中心 C の両軸か らの距雜 （L _ )及び （L。：)が等し く ¾

、 ボ ^" ,レ ）は常に両軸（1) ）の す角の J等分面上 に制御され る。 これは例えば第 J 図の紙面上に い ポ ー の よ う ¾場合で も あてはま る。 従って、 この 種の等速ジ ョ イ ン ト では、 いか る作動角、 いかな る回転角において も両軸の等速性が保たれる。

と こ ろで、 この種の等速ジ ョ イ ン トは上記の よ う に内外輪の形状に特殊 ェ夭が さ れるため、 単に ミ ― リ ン グ加工等でそれ らを製作した場合には製作 に多 く の時間を要し、 又使用 する材料の歩留 も悪 いため、 特殊 ¾工程を経て行な う必要があった。 例 えば従来では、 内輪 ¾の製造は第 図に示す如 く 合 せ型；⁵) (⁶)を使って行なっていた。 こ れであれば /回 の成形加工で外径球面 ' とボ ー ，レ溝 (²¾と を同诗に成

ΟΜΠ 形出来、 加工時間の単縮が可能であるとはいえ、 型

(⁶)を固定する 成形 した内輪 (20)の排出のため型（δ)を

移動させる必要があ るこ と 、 及び成形加工中に上ポ

ン チ（⁷)と 下ポ ン チ（⁸) とを同時に動作させる必要があ

5 る こ と に よ ]? 、 つのス ラ イ ド機構を持った複雑且

つ高価る プレ スを必要と していた。 又、 合せ型であ

るため型（⁵)と型（⁶) と の間で心ズ レが生じ、 精度を悪

化さ せた 、 型合せ面にパ'リ （9)が発生して後加工の

障害と ¾つていた。

0 本発明はこ の種等速ジ ョィ ン 卜 の内輪製造におけ

る上記従来の欠点に鑑み、 これを改良し 、 。2工程の

成形作業から ¾ る簡単 内輪の製造方法を提供せん

とす る も のである。

本発明は、 球面状外周面を有 し、 その外周面の周 5 方向複数位置に軸方向断面において内輪の外周面の

曲率中心か ら軸方向に離れた位置に曲率中心を持つ

弧状又は曲線状の溝底を有する ボ ー ル溝を配して る等速ジ ョ イ ン ト の内輪の製造方法であって 、 先ず

第 / の成形セ ッ ト で内輪の軸方向珞半分に関して外

S O 周面 と ボ ー ル溝を各 々所定の点を曲率中心 とする曲

锒状に、 且つ残 の軸方向略半分に関 しては各 々先

に述べた曲線と連続する と'共に軸線に平行 直線状

に塑性加工する工程 と 、 次に第 J の成形セ ッ ト で直

線状に成.形されたボ 一ル溝部を前述の所定の点を中

Ο ΡΙ

V ん WIPO - 心 とする曲 状に塑性'加ェする工程 とか ら成る。 第

/ の成形セ ッ トは内輪用素衬を プレ ス し てそれに副 わせるべ き所望の形状を有する ダイ 、 それ と協働す る ポ ン チ、 及びカ ク ン タ 一 ポン チを含み、 ポン チ と 力 ク ン タ ーポ ン チ と は始めに述べた塑性加工の漦に 成形品の両端面中央部に軸方向凹所を形成 し、 而も 直線状部側の凹所の深さが直.緣状部 p軸方向の長さ に比べて同じかそれ以上に ¾ る よ う にし てある。 従 つて本発明に よれば、 前述の如 く特殊な形状を有す る この種等速ジ ョ イ ン ト における内輪を 、 =2工程の 成形作業で主に形成出来、 作業が * し く 箇略化され る と共に従来の方法で製造する場合に比較 して精度 も良いため、 後加工が容易であ る等の利点があ る。

これら の及びその他の この発明の目的並びに特徵 は添附図面を参照して下記する と こ ろから一層明 ら かに る笞であ る。 図面において ：

第 / 図は等速ボー ルジ ョ イ ン トの基本構造を示す 第 =2 図 I 一 I線断面図 ；

第 =2 図は第 / 図 ]! — II 線断面図 ；

第 J 図は両軸が角度変位した状態の第 / 図と 同様 の断面図 ；

第 図は従来の内輪製造方法を示す概略図 ；

第 J 図は本発明に よ る方法の第 / 工程で使用する 成形 ダイ セ ッ ト の立断面図であって、 第 / 工程加工

O PI

WIPO 終了時点を示す ；

第 図 本発明の第 /工程ででき た成形品の軸方

断面図 ；

.第？ 図は本発明に よ る方法の第 c2工程で使用する

成形ダイ セ ッ ト 立断面図であつて 、 第 =2 工程加工

開始時点を示す ；

第 図は第 7 図に示すダイ セ ッ ト の要部拡大図 ；

第 図は第 図と 同様の図であって、 端面に突起

を設けた ポ ン チを採用 し た場合の実施例を示す ；

第 / 図は第ヌ 図 と同様の図であって 、 第 =2工程

加工終了時点を示す

第 / / 図は本発明の第 =2工程でできた成形品の軸

方向断面図である。

以下本発明に よ る等速ジ ョ イ ン ト の内輪製造方法

を図面に示す実施例に従って説明する。

第 J" 図は本発明に よる等速ジ ョ ィ ン ト の内輪製造

方法の第 /工程に使用する成形 ダイ セ ッ ト を示すも

の で、 （30)は プ レ ス ス ラ イ ド、 (31) は ポ ン チ プ レ ッ シ ャ

ー プ レ r~ ト 、 （32)は ポン チ ホ ノレ ダ ―、 (33)は ポ ン チ 、 （34)

は ダイ ス 、 （35)はポ ン チホ ノレダ一、 （33;はポ ン チ 、 （34)は

ダイ ス 、 （35)は 力 ク ン タ ー ポ ン チであ る。 成形は冷間

で行 ¾われるがそれに限 られる も のでは い。 先づ

内輪用素材を ダイ ス (34)に入れて 、 プ レ ス ス ラ イ ド（30)

を下降させ、 カ ウ ン タ 一 ポ ン チ (35)と の間で素材をプ

OMPI

WIPO

τ » V¾>* レ ス し て ダイ ス ^の形状に副わせる。 プ レ ス された 成形品 6)はノ ッ ク ア ウ ト パー 7)及び ノ ッ ク ァ ク ト ビ ン )に よ 排出 される。 尙、 （39)はプレ ス べッ ドであ る。 第 図は この よ うに して成形さ れた成形品 ( )を 示す。 同図か ら明 らかる よ う に、 本発明の第 / 工程 で得 られた成形品 (40)の外周面 (41)は、 幅 (£)の中心 0

( ジ ョ イ ン ト 中心で も あ る ） か ら一端迄の軸方向半 分に関 し ては点 0 を曲率中心 とする球面、 換言する と軸方向断面において点 0 を曲率中心と する曲綠状 に仕上げ られ、 残 U の軸方向半分に関しては R筒状 に、 換言する と軸方向断面において先に述べた点 0 を曲率中心と する曲線と連続し てい ると共に軸線に 平行な直線状に成形される。 ボ ー 溝^ も成形品 (40) の一端か ら中心 0 よ 軸方向に ¾ だけずれた B 点迄 の軸方向の範囲 に関 しては、 軸方向断面にお て

Β 点を中心 とする 曲緣状に仕上げられ、 Β 点から他 端迄の範囲 。に関 しては軸方向断面において先に述 ベた曲線 と連続している と共に軸線に平行な直線状 に成形さ れる。 要するに、 ボ ー 溝 (21)の曲線部 £·は

、 l = + に よ 与えられ、 曲線部 „の方が、 こ の第 /工程では直線状部 。よ i? も長 く して ある。

成形品 ( 0)の両端面には夫 々 ポ ン チ（33) と 力 ク ン タ ー ポ ン チ (35)と に よ 軸方向凹所 ( (44)が同時に形成される

ο こ こ において、 直線部 。側の凹所 (43)の深さ d は、^^

OMPI

WIPO 後述する第 =2 工程 ·での加工力に よ る第 /工程で形成 さ れたボ ー ル溝部 ）の即ち曲緣'部 Lへの影響.を考慮 して、 第 c2工程を軽荷重で遂行でき る よ う に d ≥

2 の関係に保たれている。

第 c2工程は第 /工程で成形さ れた成形品 (40)の上下 を逆に してポール溝部^の直線部 。を第？ 図に示す 成形ダイ セ ッ トで曲線状に成形する。 同図において 、 （4 は成形品 (40)の端面に対して フ ラ ッ ト ¾面 （⁴⁵a) を有する ポン チ、 （⁴6)はポ ンチ (⁴ と ダ イ ス (⁴⁷) との間隙 を一定に保っための適宜数の リ ン グ、 （⁴ はェジェ ク タ ーである。 第 / 工程に よ る成形品 ( を ダ イ ス ( 内 適所に上記要領で揷入し てブ レ スする と、 成形品 ) は第 /工程で成形さ れた ボー ル溝部^が、 ダイ ス ) の これに対応する突出部 （⁴ a ) (第 図参照 ） に案 内 さ れて周方向の位置決めが ¾ され、 ダイ ス (⁴⁷)に対 してずれていた場合には 、 成形品 (40)がポ ン チ (⁴⁹)のフ ラ ッ ト な面 （⁴5a) と の間で周方向に滑動 し て、 自動 的に修正される。 こ の よ う にして第 / / 図に示す如 き形状に プレ ス成形される。 しかし なが ら、 こ の第

： 程の場合には第 /工程で成形されたボ ー ル溝部

( 1)の球面部 ェは全 く 拘束され ¾いため、 大 き ¾荷重 が掛つた場合にはその精度が低下する虞れがある。

こ れを防止する ため に前記第 /工程目 で ₂ の 関係にな る曲線部 を成形し、 第 =2工程で球面に成

O PI

響⁰ 形するための直線部 ₂を よ 短 と る様選択し、 第 - 2工程での必要加工量を少な く して加工力を極力低 く 抑える よ う にする と共に、 直線部 ₂側の軸方向 0 所 ( )の深さ d .を.、 部 の範囲 も し く は 'それ以上 に して、 こ の第 J 工程での成形時に軽荷重で直線部

^。の余肉が凹所 (43)側へ逃げ易いよ うにするのが望ま しい。 又、 外径球面部の絞 こ みは行なわずフ リ 一 にしてい る。

以上の手段^:を用いて も まだ 部の精度が低下する 場合は、 第 図に示す様にポ ン チ （⁴⁵0') の端面 （⁴⁵ェ） に突起 （452) を も う けて ワ ー ク の（e)部に も力をかけ る様にする。 こ こに突起の突出長 ： g = f + ( 0、 05 〜0、 5 ) e に設定 してあ 第 工程の終了後におい て第 / 0 図に示す様に（e)部はポ ンチ （4δ0) の突起

(452) に よっ て穴あけ途中工程 と同 じ状態にあ ]9 、 かつワ ーク端面 （401) は ポン チ端面 （451 ) によ

押 さえこ ま れた状態にあ る。 こ の様に加工力を ヮ 一 ク端面を押える力 と ワ ー ク（e)部を穴あけし よ う とす る力 と に分け、 かつ穴あけし よ う と する力はワ ーク 中央部厚 さ（e)とポ ン チ突起 （⁴⁵² ) の長さ（g)を変える ' こ と によ って変え う るので ワ ー ク （ ェ鄉の精度の低 下を く しかつ、 第 = 工程の重要精度であ る加工終 了時のヮ 一ク端面 （⁴01) と ダ ス溝中心の間隔を一 定に保つこ と がで き る。

O PI

""WHO こ の よ う に して得られた第 / . / 図に示す如き成形 (49)は、 鎖線で示す部分を取 除 く と共に所.定の軸 と の崁合孔を設けるだけで完成品 （ 第 / 図乃至第

図に示す内輪 ） ） とする こと が出来る。 ま た従来の よ う に合せ型における心ずれに起因する ボ ール溝の 精度低下の心配がな く 、 更にはパ リ も発生 しないた め パリ に よ る後加工での障害 も ¾い。

OMPI IPO

Claims

裙正された請求の範囲

(国際事務局により 1980年 3月 27曰 （27 . 03 . 80) 受理）

/. 球面状の外周面を有し * その外周面の周方向複 数位置に * 軸方向断面にお いて外周面の曲率中心か ら 軸方向に離れた位置に曲率中心を持つ曲線状の溝 底を有する ボール溝を配 してなる等速ジ ョ イ ン ト の 内輪の製造方法であって》 先ず第ノ の成形セ ッ ト で 内輪の軸方向略半分に関 して外周面と ボール溝を各 々 定の点を曲案中心 とする曲線状に * 且つ残 ]? の 蚰方向略半分に関 しては外周面と ボ ール溝を各 々先 に述べた曲線と連続する と共に軸線に平行 直線状 に塑性加工する第 / の工程》 前記第 / の成形セ ッ ト は内輪用素材をそれに Sわせるべき所望の形状を'有 する ダイ * それ と協働する ポン チ * 及びカ ウ ン タ ー ポ ン チを含み ポ ン チ と 力 ク ン タ ー ポ ン チ とは第 / の工程での成形品の両端面中央部に鈾方向凹折を形 成 し而 も直緣状部側の凹所の深 さがボー ル溝の直線 状部の長さ と同 じかそれ以上にな る よ う に してあ

. 及び次に第 / の工程で得 られた成形品をそれに

わせるべき所望の形状を有する ダイ とそれと 協働す る ポ ン チ と を 含んでい る第《 の成形セ ッ ト で * ボ一 ル溝の残された直線状部を上記所定の点を中心 とす る曲線状に塑性加ェする工程か ら成る も の。

2. 前記第 / の工程で軸方向断面において曲線状 に仕上げられるのはボー ル溝の深い側である こ とを

CMPI

A_t VVlPO . i v 、 ？^ ^ ^ 特徵どする特許請求の範囲の記載 / の方法。

J. 第 J の成形セ ッ ト の ポ ン チが平坦 ¾端面を し ている こ と を特徴と する特許請.求の範囲の記载 / の 方法。 . .

V. 第 の成形セ ッ ト の ポン チ.の端面に突起を形成 してあ ！）、 その突起の突出高さが第 / の工程におい て曲線状に仕上げ られる翻の端面の凹所の深さ .よ

若干大 ¾ るこ とを特徵と する特許請求の範囲の記載

/ の方法 。

一 OMPI " WIPO