专利名称：中空状动力传递轴及其制造方法
技术领域：
本发明涉及连结于等速自由接头等接头的中空状动力传递轴及其制造方法。本发明的中空状动力传递轴能够适用于如下装置，如构成汽车的动力传递系统的驱动轴(驱动轴)和推进轴(推进轴)。
背景技术：
例如，在汽车的动力传递系统中，从减速装置(差动装置)向驱动轮传递动力的动力传递轴，被称为驱动轴(驱动轴)。尤其是在用于FF车的驱动轴中，由于在前轮操舵时要求大的动作角和等速性，另外，在与悬挂装置的关系上要求吸收轴方向的变位的功能，所以大多采用的结构是，经由双效补偿(double offset)型的等速自由接头或三角架(tripod)型等速自由接头等滑动型等速自由接头将其一端部连结于减速装置侧，经由球笼(birfield)型等速自由接头(有时也被称为哲帕式万向节)等固定侧等速自由接头将其另一端部连结于驱动轮侧。
作为如上所述的驱动轴，无论是过去还是现在，大多使用的是实心轴，但是，从汽车的轻量化、通过增加驱动轴的刚性来提高其功能、通过弯曲一次固有振动频率的调谐最适化来提高车厢内的静音性等观点出发，近期使驱动轴中空轴化的要求增加。
作为适用于驱动轴等中空状动力传递轴，例如，公知有下述专利文献1～3中所述的内容。
在专利文献1中，遍及轴方向的几乎整个区域对中空轴的内周表面进行热硬化处理。该热硬化处理是指，例如，通过从中空轴的外周表面侧实施高频淬火·回火，对从外周表面到内周表面的整个深度区域进行实施(参照该专利文献的段落序号0012)。
在专利文献2中，例如，通过高频淬火·回火，遍及中空轴的轴方向的几乎整个区域，对从外周表面到内周表面的整个深度区域实施热硬化处理(参照该专利文献的段落序号0012)。
在专利文献3中，为了使中空轴的静强度和扭转疲劳强度达到实心轴之上，以0.7～0.9的淬火率对中空轴进行高频淬火。
另外，在这种中空轴中，有时将用于连结于等速自由接头等的花键形成在其端部。作为该花键的成形方法，公知的是在轴方向上将轴端部压入在内周设置了花键成形部的冲模(dies)、即所谓的冲压加工(例如专利文献4)。冲压加工与旋转加工相比，具有即使是壁厚较薄的工件也能够应对的优点。
另外，适用于驱动轴等的中空状动力传递轴，是通过如下这样制造的例如，对管型材料实施深冲加工，成形在轴方向中间部具有大直径部、在轴方向两侧部具有小直径部的中空状轴材料，在根据需要对该中空状轴材料实施了必要的机械加工后，实施热处理(例如专利文献5、6)。
另外，该种中空状动力传递轴，为了防止被封入在等速自由接头内部的润滑剂(润滑脂)侵入到中空部，在中空部的端部内周安装有封闭插销(plug)。该封闭插销有时候也使用金属制品，但是为了管理对中空部的压入量和压入位置，有必要通过切削加工对端部内周进行精加工，从而存在加工成本变高的问题。因此，提出用氯丁二烯橡胶(CR)或丁腈橡胶(NBR)等橡胶形成的封闭插销(专利文献7)，和用弹性体形成的封闭插销(专利文献8)。
专利文献1特开2002-349538号公报；专利文献2特开2002-356742号公报；专利文献3特开2003-90325号公报；专利文献4特开2003-094141号公报；专利文献5特开平11-101259号公报；专利文献6特开2001-208037号公报；专利文献7特开平6-281010号公报；专利文献8特开平9-68233号公报一般地说，这种中空状动力传递轴，为了谋求高刚性化和轻量化，轴方向中间部形成为大直径部且壁厚比较薄，并且轴方向两侧部的小直径部为了确保强度而形成为比较厚的壁厚。如此，这种中空状动力传递轴，由于在轴方向上有壁厚差，所以有时难以设定淬火条件，通过热处理无法确保稳定的品质。即，在匹配于壁厚较薄的大直径部而设定淬火条件时，有时在壁厚较厚的小直径部硬化层深度不够而无法得到所需要的强度。另一方面，在匹配于壁厚较厚的小直径部来设定淬火条件时，有时在壁厚较薄的大直径部处于过加热的状态，成为造成淬火后的组织粗大化并且强度降低的原因。
另外，在这种中空状动力传递轴中，为了提高强度平衡等，例如有时会改变在大直径部和小直径部的淬火率(硬化层深度和壁厚的比率)，在现有的制造方法中有时会产生与上述相同的不良情况。
另外，在利用现有的冲压加工来进行的花键成形中，在将轴端部在轴方向上压入冲模的过程中，材料有时会向压入的相反方向塑性流动，而且由于该材料流动量比较大，所以成形后的花键的形状，其终端部的齿厚与轴端侧部分相比、相对地变大，终端部的O.P.D.与其他部分相比较大地增加。这里，O.P.D.(滚柱外母线直径)是对花键的相对180度的齿部分配各个规定直径的销，测定在轴的直径方向上的两销间的最大间隔尺寸而得到的值。作为销的替代品，也有使用规定直径的钢球的场合(钢球外点直径)。如果使这样的终端部的O.P.D.较大增加了的形状的花键嵌合于例如等速自由接头的内圈等的、相对侧部件的花键孔，则因O.P.D.增加了的部分而作用有使花键孔的花键局部分开的力，存在相对侧材料强度下降的可能性。
进而，在对轴与相对侧部件进行花键嵌合时，为了抑制嵌合部分的松动(间隙)，有时对轴施加螺旋角，但在终端部的O.P.D.较大增加了的形状的花键中，难以进行螺旋角的最佳设定。
另外，专利文献7的橡胶制封闭插销，由于压入中空部必须用比较大的力，所以就存在组装作业需要时间的问题。
由于专利文献8的弹性体制封闭插销，还并用了插入形状记忆合金制的挡块，可实现组装作业的简单化，但带来了部件数量的增大。
另外，所有的封闭插销由于是被成形为需要的形状及尺寸的产品形状，所以还存在制作费用变高的问题。
发明内容
本发明的课题是提供一种中空状动力传递轴的制造方法，该中空状动力传递轴即使在轴方向上存在壁厚差和淬火率的差，也能够确保稳定的品质。
本发明的另一个课题是提供一种制造方法，其能够通过冲压加工高精度地成形这种中空状动力传递轴的花键。
进而，本发明的另一个课题是提供一种中空部的封闭作业容易、部件数量少、轻型并且低成本的中空状动力传递轴。
为了解决所述课题，本发明提供一种中空状动力传递轴的制造方法，该中空状动力传递轴的轴方向中间部形成为大直径部，并且大直径部的轴方向上的两侧部分别形成为小直径部，其中，对管材料实施塑性加工，成形具有大直径部和小直径部的中空状轴材料，对该中空状轴材料，在规定区域和其他区域、改变高频电流的频率来进行高频淬火。
通常，高频淬火是利用由高频电流引起的电磁感应，对钢材的表面附近进行加热，从而进行淬火的热处理方法，但公知的是，在感应加热线圈流通的高频电流的频率越高，由电磁感应产生的感应电流(涡电流)越集中流通在钢材表面附近，存在朝向中心部急剧减少的倾向。即，高频电流的频率越高，感应电流集中在钢材表面附近的表皮效应变得越大，相反地，高频电流的频率越低，上述表皮效应变得越小。因此，通过对应于中空状轴材料的轴方向的壁厚差和淬火率的差，在规定区域和其他区域、改变高频电流的频率来进行高频淬火，能够提高各部位的热处理品质，并能够确保整个产品的稳定的品质。
如上所述，通常，这种中空状动力传递轴将轴方向中间部的大直径部的壁厚形成得较薄，并且将轴方向两侧部的小直径部的壁厚形成得较厚。因此，通过相对地增大在对中空状轴材料的大直径部进行高频淬火时的高频电流的频率，并相对地减小在对中空状轴材料的小直径部进行高频淬火时的高频电流的频率，从而能够提高大直径部和小直径部的热处理品质，可确保整个产品的稳定品质。
另外，作为高频淬火的方式，有定置方式和移动方式，在本发明中，可采用任一种方式。在采用定置方式时，可对应于高频电流的频率的种类，配置多个感应加热线圈。在采用移动方式时，使在感应加热线圈流通的高频电流的频率变化。
作为上述的塑性加工，采用模锻加工或冲压加工等。在前者的模锻加工中，有旋转模锻和链接类型(link type)模锻，可采用其中的任何一种。例如，旋转模锻是在机器内的主轴上组装的一对或多对冲模和粉碎机进行旋转运动，同时通过外周滚轮和粉碎机上的突起进行一定冲程的上下运动，对被插入的管材料施加击打，来进行深冲加工的加工方法。另外，冲压加工是在轴方向上把管材料压入冲模并进行深冲加工的加工法。
另外，作为管材料的材质，能够使用例如STKM或STMA等机械用碳素结构钢、或者是以此为基材而添加了用于改善加工性和淬火性等的合金元素的合金钢、或者SCr、SCM、SNCM等渗碳钢。
另外，为了解决上述课题，本发明提供一种中空状动力传递轴的制造方法，该中空状动力传递轴的轴方向中间部形成为大直径部，并且大直径部的轴方向上的两端部分别形成为小直径部，在小直径部的端部形成了花键，其中，对管材料实施深冲加工，形成具有大直径部和小直径部的中空状轴材料，准备一种冲模，该冲模在内周具有花键成形部，花键成形部的最大直径大于中空状轴材料的小直径部的端部外径，且花键成形部的最小直径小于中空状轴材料的小直径部的端部外径，在轴方向上将轴材料的小直径部的端部压入冲模的花键成形部，在该端部成形花键。
通过将在冲模的内周设置的花键成形部的最大直径、设定成大于中空状轴材料的小直径部的端部外径、且将花键成形部的最小直径设定成小于中空状轴材料的小直径部的端部外径，从而在轴方向上将轴端部压入冲模的过程中，材料的一部分朝着花键成形部的最大直径涌出的方式塑性流动，向反压入方向流动的材料量也比现有的降低了。由于这个原因，能够抑制在花键的终端部的齿厚的增大，并能够高精度地成形花键。
优选的是，在花键成形时，花键的最大直径不与冲模的花键成形部的最大直径接触。以朝向冲模的花键成形部的最大直径涌出的方式塑性流动的材料，不会接触于花键成形部的最大直径，从而在冲模的入口部分没有材料滞留，向反压入方向流动的材料量进一步降低。由此，能够精度更好地成形花键。
此外，作为形成轴的管材料的材质，能够使用例如STKM或STMA等机械用碳素结构钢、或者是以此为基材而添加了用于改善加工性和淬火性等的合金元素的合金钢、或者SCr、SCM、SNCM等渗碳钢等的金属材料。另外，作为管材料，还能够采用无接头管(无缝管)、电缝管、锻接管和冷拔管的任何一种。
另外，作为上述的塑性加工，有模锻加工或冲压加工等。在前者的模锻加工中，有旋转模锻和链接类型模锻，可采用其中的任何一种。例如，旋转模锻是在机器内的主轴上组装的一对或多对冲模和粉碎机进行旋转运动，同时通过外周滚轮和粉碎机上的突起进行一定冲程的上下运动，对被插入的管材料施加击打，来进行深冲加工的加工方法。另外，冲压加工是在轴方向上把管材料压入冲模并进行深冲加工的加工法。这样的深冲加工，可以只是针对管材料的轴方向两侧部而局部地进行，还可以针对管材料的轴方向的整个区域进行。
另外，为了解决上述课题，本发明提供一种中空状动力传递轴，该中空状动力传递轴的轴方向中间部形成为大直径部，并且大直径部的轴方向上的两端部分别形成为小直径部，在内周具有中空部，其中，利用被填充在中空部的发泡树脂来封闭中空部。
在上述结构中，发泡树脂至少被填充在中空部的端部区域即可，但从简化发泡树脂的填充作业、另外从提高中空部的封闭效果的观点出发，优选的是发泡树脂被填充在中空部的轴方向的整个区域。
作为上述的发泡树脂，可采用发泡氨基甲酸乙酯、发泡聚苯乙烯、发泡聚丙烯等。从耐久性、隔热性、轻量性、自身粘接性、经济性等观点出发，优选是发泡氨基甲酸乙酯、尤其优选硬质发泡氨基甲酸乙酯。
发明效果根据本发明，能够提供一种中空状动力传递轴的制造方法，即使是在轴方向上存在壁厚差或淬火率的差的情况下，也能够确保稳定的品质。
另外，根据本发明，能够通过冲压加工，高精度地成形这种中空状动力传递轴的花键。
另外，根据本发明，由于利用填充在中空部的发泡树脂来封闭中空部，所以与采用金属制、橡胶制、或弹性体制的封闭插销的现有结构相比，能够提供一种中空部的封闭作业容易、部件的数量少并且轻量、低成本的中空状动力传递轴。
图1是表示汽车的动力传递机构的图；图2是表示实施方式的动力传递轴的剖面图；图3是表示中空状轴材料的剖面图；图4是表示其他实施方式的动力传递轴的剖面图；图5是表示其他实施方式的动力传递轴的剖面图；图6是表示其他实施方式的动力传递轴的剖面图；图7是表示其他中空状动力传递轴的局部剖面图；图8的图8(a)是表示冲模的花键成形部的纵剖面，图8(b)是表示冲模的花键成形部的横剖面图；图9是动力传递轴的连接部的剖面图；图10的图10(a)是表示冲压加工工序的放大剖面图，图10(b)是动力传递轴的花键终端部的放大剖面图；图11是表示测定了花键的O.P.D.增加量的结果的图；图12的图12(a)是表示比较例的冲压加工的放大剖面图，图12(b)是表示比较例的动力传递轴的花键终端部的放大剖面图；图13是表示其他实施方式的动力传递轴的局部剖面图。
符号说明1-动力传递轴；11-动力传递轴；21-动力传递轴；31-动力传递轴；1′-中空状管材料；1a-大直径部；1b-小直径部；1d-连结部；
1d1-花键；4-冲模；4a-花键成形部；4a1-齿形的底部；4a2-齿形的顶部；4c-冲模孔；L-花键成形部长度；ΦA-中空状轴材料的连结部1d的外径；ΦB-冲模4的花键成形部4a的最大直径；ΦC-冲模4的花键成形部4a的最小直径δ-O.P.D.增加量；1f-中空部；4-发泡树脂。
具体实施例方式
下面根据附图，说明本发明的实施方式。
图1表示的是汽车的动力传递机构，其具有中空状的动力传递轴1、与动力传递轴1的一端部连结的滑动型等速自由接头2、以及被连结于动力传递轴1的另一端部的固定型等速自由接头3。在该实施方式的动力传递机构中，滑动型等速自由接头2被连结于减速装置(差动装置)，固定型等速自由接头3被连结于驱动轮侧。动力传递轴1的一端部通过花键被连结于滑动型等速自由接头2的三脚架部件2a，保护罩(boots)2c分别被固定在滑动型等速自由接头2的外圈2b的端部外周与动力传递轴1的外周。另外，动力传递轴1的另一端部通过花键被连结于固定型等速自由接头3的内圈3a，保护罩3c分别被固定在固定型等速自由接头3的外圈3b的端部外周与动力传递轴1的外周。并且，在同一图中，作为滑动型等速自由接头2例示出的是三脚架型等速自由接头，作为固定型等速自由接头3例示出的是球笼型等速自由接头，但有时也使用其他型式的等速自由接头。
图2表示动力传递轴(驱动轴)1。该动力传递轴1在轴方向的整个区域上呈中空状，在轴方向中间部具有大直径部1a，在大直径部1a的轴方向上的两侧部具有小直径部1b。大直径部1a和小直径部1b经由朝着轴端侧直径逐渐缩小的锥部1c而连接在一起。小直径部1b具有用于与等速自由接头(2、3)连结的端部侧的连结部1d、和固定保护罩(2c、3c)的轴方向中间部侧的保护罩固定部1e。在连结部1d形成有花键连结于等速自由接头(2、3)的花键1d1、和限制轮槽1d2，该限制轮槽1d2用于安装防止等速自由接头(2、3)在轴方向上脱落用的限制轮。在保护罩固定部1e形成有用于嵌合保护罩(2c、3c)的小直径端部的内周的嵌合槽1e1。
大直径部1a的壁厚形成得较薄，小直径部1b的壁厚形成得较厚。大直径部1a的壁厚比上小直径部1b的壁厚的比率(大直径部1a/小直径部1b)例如在0.7以下。
另外，如该图中的剖面线所示，该动力传递轴1遍及在轴方向上的几乎整个区域，具有通过淬火处理而形成的硬化层S。在轴方向的整个区域，硬化层S从外周表面1g形成在规定深度h的区域，从硬化层S至内周表面li的区域，是通过淬火处理而没有硬化的未硬化层S0。以具有洛氏硬度HRC 40(Hv391)以上的硬度的硬化层S0的深度h、和壁厚t的比率(h/t)来定义的淬火率α，例如，对于大直径部1a为0.6以下、对于小直径部1b为0.6以上的。
上述结构的动力传递轴1是通过如下这样制造的例如对管材料实施深冲加工，对于在轴方向中间部具有大直径部、在轴方向两侧部具有小直径部的中空状轴材料进行成形，在对该中空状轴材料实施了需要的机械加工(花键的旋转加工等)之后，实施淬火处理。
图3表示淬火处理前的中空状管材料1′。首先，对机械用碳素结构钢管(STKM)等管材料实施模锻加工，成形为在轴方向中间部具有大直径部1a、在轴方向两侧部具有小直径部1b的形态。然后，在小直径部1b的端部通过旋转加工等成形花键1d1从而形成连结部1d，并且通过旋转加工或切削加工等在连结部1d形成限制轮槽1d2。进而，通过旋转加工或切削加工等在成为保护罩固定部1e的部位形成保护罩固定槽1e1。
之后，如图3所示，在中空状轴材料1′的外周表面1g侧，例如外装移动式的感应加热线圈5，在感应加热线圈5通过规定频率的高频电流，同时使其在轴方向移动，从外周表面1g侧开始进行高频淬火。此时，相对于壁厚较厚的小直径部1b，使在感应加热线圈5通过的高频电流的频率相对降低，相对于壁厚较薄的大直径部1a，使在感应加热线圈5通过的高频电流的频率相对提高。由此，在大直径部1a和小直径部1b之间存在壁厚差，另外，即使在设置有淬火率α的差的情况下，也能够提高各部位的热处理品质，并且能够确保整体的稳定的品质。
图4表示其他实施方式的中空状的动力传递轴11。该实施方式的动力传递轴11与上述动力传递轴1的不同点是对于大直径部1a、淬火率α是1.0，即，遍及大直径部1a的整个壁厚t形成有硬化层S。由于其他的事项是以上述实施方式为基准的，所以省略了重复的说明。
图5表示其他实施方式的中空状的动力传递轴21。该实施方式的动力传递轴21与上述动力传递轴1的不同点是遍及轴方向的整个区域、淬火率α是1.0，即，遍及轴方向的整个区域的整个壁厚t形成有硬化层S。由于其他的事项是以上述实施方式为基准的，所以省略了重复的说明。
图6表示其他实施方式的中空状的动力传递轴31。该实施方式的动力传递轴31与上述动力传递轴1的不同点是对于小直径部1b、淬火率α是1.0，即，遍及小直径部1b的整个壁厚t形成有硬化层S。由于其他的事项是以上述实施方式为基准的，所以省略了重复的说明。
图7表示其他实施方式的动力传递轴(驱动轴)1。该动力传递轴1遍及轴方向的整个区域呈中空状，在轴方向中间部具有大直径部1a，而在大直径部1a的在轴方向上的两侧部具有小直径部1b。大直径部1a和小直径部1b经由朝着轴端侧直径逐渐缩小的锥部1c而连接在一起。小直径部1b具有用于与等速自由接头(2、3)连结的端部侧的连结部1d、和固定保护罩(2c、3c)的轴方向中间部侧的保护罩固定部1e。在连结部1d形成有花键连结于等速自由接头(2、3)的花键1d1、和限制轮槽1d2，该限制轮槽1d2用于安装防止等速自由接头(2、3)在轴方向上脱落用的限制轮。在保护罩固定部1e形成有用于嵌合保护罩(2c、3c)的小直径端部的内周的嵌合槽1e1。
另外，除去从限制轮槽1d2附近开始直到轴端的一部分区域，该动力传递轴1在轴方向的几乎整个范围具有经过淬火处理而形成的硬化层。该硬化层被形成于从外周表面到规定深度的区域或者整个深度区域。
上述结构的动力传递轴1是通过如下这样制造的例如对管材料实施模锻加工，对于在轴方向中间部具有大直径部1a、在轴方向两侧部具有小直径部1b的中空状轴材料进行成形，在对该中空状轴材料实施了需要的机械加工(花键1d1的成形加工等)之后，实施淬火处理。
图8表示在中空状轴材料的小直径部1b的连结部1d成形花键1d1的工序中使用的冲模4。冲模4具有冲模孔4c，在该冲模孔4c的里侧区域具有花键成形部4a。花键成形部4a具有与应形成在中空状轴材料的连结部1d上的花键1d1(参照图9)的形状相对应的齿型，该最大直径(齿型的底部4a1的直径)被设定为ΦB，最小直径(齿型的顶部4a2的直径)被设定为ΦC。
如图10所示，冲模4的花键成形部4a的最大直径(齿型的底部4a1的直径)ΦB，被设定为比中空状轴材料的连结部1d的外径ΦA大，最小直径(齿型的顶部4a2的直径)ΦC被设定为比外径ΦA小。然后，在轴方向上将中空状轴材料的连结部1d压入这样的冲模4的花键成形部4a。于是，引起一部分连结部1d的材料的塑性流动，引起流动的材料朝着花键成形部4a的最大直径(齿型的底部4a1)涌出地流动，由此，在连结部1d的外周成形花键1d1。在该实施方式中，设定ΦA、ΦB、ΦC之间的关系，使得以朝向花键成形部4a的最大直径(齿型的底部4a1)涌出的方式塑性流动的材料，不会接触于花键成形部4a的最大直径(齿型的底部4a1)。
通过如上所述那样设定ΦA、ΦB、ΦC之间的关系，在花键1d1的成形时，在冲模4的花键成形部4a的入口部分没有材料滞留，向反压入方向流动的材料量进一步降低。因此，花键1d1在其终端部，O.P.D.不会较大地增加，可高精度地成形。在此，如图9所示，O.P.D.(滚柱外母线直径)是对花键1d1的相对180度的齿部分配各个规定直径的销5，测定在连结部1d的直径方向上的两销5之间的最大间隔尺寸而得到的值。
如上所述，成形花键1d1，在对限制轮槽1d2和保护罩固定部1e的嵌合槽1e1等进行了加工之后，对中空状轴材料实施淬火处理从而形成硬化层。作为淬火处理，根据对管材料的材质和动力传递轴所要求的特性等，能够采用高频淬火、渗碳淬火、渗碳氮化淬火等各种手段，但从能够自由选择硬化层的范围和深度、另外改善因在表面产生了残留压缩应力而引起的耐疲劳疲劳性等观点出发，优选采用高频淬火。例如，在中空状轴材料的外周表面侧配置高频感应加热线圈，从外周表面一侧进行高频淬火。该高频淬火可以通过定置式淬火、移动式淬火的任何一种方式进行。
对于在上述样态下将花键1d1成形于中空状轴材料小直径部1b的连结部1d的实施例，和在图12所示的状态下、将花键11d1成形于中空状轴材料的小直径部11b的连结部11d的比较例，测量了O.P.D.的增加量δ。其结果如图11所示。
如图12所示，在比较例中，将冲模14的花键成形部14a的最大直径(齿型的底部14a1的直径)ΦB，设定得小于中空状轴材料的连结部11d的外径ΦA。然后，在轴方向上将中空状轴材料的连结部11d压入这样的冲模14的花键成形部14a。成形了花键11d1。
从图11所示的测定结果可以知道，在实施例中，在花键的终端部(O.P.D.的增加区域)中O.P.D.的增加量是比较少的，但在比较例中，在花键的终端部(O.P.D.的增加区域)中O.P.D.的增加量显著增大。
图13表示其他实施方式的动力传递轴(驱动轴)1。该动力传递轴1遍及轴方向的整个区域呈中空状，在轴方向中间部具有大直径部1a，而在大直径部1a的在轴方向上的两侧部具有小直径部1b。大直径部1a和小直径部1b经由朝着轴端侧直径逐渐缩小的锥部1c而连接在一起。小直径部1b具有用于与等速自由接头(2、3)连结的端部侧的连结部1d、和固定保护罩(2c、3c)的轴方向中间部侧的保护罩固定部1e。在连结部1d形成有花键连结于等速自由接头(2、3)的花键1d1、和限制轮槽1d2，该限制轮槽1d2用于安装防止等速自由接头(2、3)在轴方向上脱落用的限制轮。在保护罩固定部1e形成有用于嵌合保护罩(2c、3c)的小直径端部的内周的嵌合槽1e1。
另外，除去从限制轮槽1d2附近开始直到轴端的一部分区域，该动力传递轴1在轴方向的几乎整个范围具有经过淬火处理而形成的硬化层。该硬化层被形成于从外周表面到规定深度的区域或者整个深度区域。
进而，该动力传递轴1，在内周的中空部1f填充发泡树脂4，从而利用发泡树脂4封闭中空部1f。在该实施方式中，发泡树脂4是硬质发泡氨基甲酸乙酯，另外，发泡树脂4被填充在中空部1f的轴方向的整个区域。利用被填充在中空部1f的发泡树脂4，防止被封闭于等速自由接头(2、3)的内部的润滑脂侵入到中空部1f。
上述结构的动力传递轴1是通过如下这样制造的例如对管材料实施深冲加工，对于在轴方向中间部具有大直径部1a、在轴方向两侧部具有小直径部1b的中空状轴材料进行成形，在对该中空状轴材料实施了需要的机械加工(花键1d1的旋转加工等)之后，实施淬火处理，进而在中空部1f填充发泡树脂4。
作为上述的管材料的材质，能够使用例如STKM或STMA等机械用碳素结构钢、或者是以此为基材而添加了用于改善加工性和淬火性等的合金元素的合金钢、或者SCr、SCM、SNCM等渗碳钢。另外，作为管材料，还能够采用无接头管(无缝管)、电缝管、锻接管和冷拔管的任何一种。
作为上述的深冲加工，有模锻加工或冲压加工等。在前者的模锻加工中，有旋转模锻和链接类型模锻，可采用其中的任何一种。例如，旋转模锻是在机器内的主轴上组装的一对或多对冲模和粉碎机进行旋转运动，同时通过外周滚轮和粉碎机上的突起进行一定冲程的上下运动，对被插入的管材料施加击打，来进行深冲加工的加工方法。另外，冲压加工是在轴方向上把管材料压入冲模并进行深冲加工的加工法。像这样的深冲加工，可以是针对管材料的轴方向上的整个区域进行，也可以只是针对管材料的轴方向上的两侧部而局部地进行。在该实施方式中，对管材料的轴方向上的整个区域进行深冲加工。
在实施了如上述那样的深冲加工的中空状管材料的小直径部1b的端部，通过旋转加工等成形花键1d1，从而形成连结部1d，并且在连结部1d通过旋转加工或切削加工等形成限制轮槽1d2。另外，在成为保护罩固定部1e的部位通过旋转加工或切削加工等形成保护罩固定槽1e1。
此后，对上述中空状轴材料实施淬火处理从而形成硬化层。作为淬火处理，根据管材料的材质和动力传递轴所要求的特性等，可采用高频淬火、渗碳淬火、渗碳氮化淬火等各种手段，但从能够自由选择硬化层的范围和深度、另外改善因在表面产生了残留压缩应力而引起的耐疲劳强度等观点出发，优选采用高频淬火。例如，在中空状轴材料的外周表面一侧配置高频感应加热线圈，从外周表面一侧进行高频淬火。该高频淬火可以通过定置式淬火、移动式淬火的任何一种方式进行。
然后，在经过上述工序制造的动力传递轴1的中空部1f，例如，从一端侧注入发泡氨基甲酸乙酯原料，并使其在中空部1f的内部发泡。由此，在中空部1f发泡填充发泡树脂4，利用发泡树脂4封闭中空部1f。
权利要求
1.一种中空状动力传递轴的制造方法，该中空状动力传递轴的轴方向中间部形成为大直径部，并且该大直径部的轴方向上的两侧部分别形成为小直径部，该中空状动力传递轴的制造方法的特征在于对管材料实施塑性加工，成形具有所述大直径部和小直径部的中空状轴材料，对所述中空状轴材料，在规定区域和其他区域、改变高频电流的频率来进行高频淬火。
2.根据权利要求1所述的中空状动力传递轴的制造方法，其特征在于相对地提高在对所述中空状轴材料的大直径部进行高频淬火时的高频电流的频率，并相对地降低在对所述中空状轴材料的小直径部进行高频淬火时的高频电流的频率。
3.一种中空状动力传递轴的制造方法，该中空状动力传递轴的轴方向中间部形成为大直径部，并且该大直径部的轴方向上的两端部分别形成为小直径部，在该小直径部的端部形成了花键，该中空状动力传递轴的制造方法的特征在于对管材料实施深冲加工，形成具有所述大直径部和小直径部的中空状轴材料，准备一种冲模，该冲模在内周具有花键成形部，该花键成形部的最大直径大于所述中空状轴材料的小直径部的端部外径，且该花键成形部的最小直径小于所述中空状轴材料的小直径部的端部外径，在轴方向上将所述轴材料的小直径部的端部压入所述冲模的花键成形部，在该端部成形花键。
4.根据权利要求3所述的中空状动力传递轴的制造方法，其特征在于在所述花键的成形时，所述花键的最大直径不与所述冲模的花键成形部的最大直径接触。
5.一种中空状动力传递轴，该中空状动力传递轴的轴方向中间部形成为大直径部，并且该大直径部的轴方向上的两侧部分别形成为小直径部，在内周具有中空部，其特征在于利用被填充在所述中空部的发泡树脂来封闭所述中空部。
6.根据权利要求5所述的中空状动力传递轴，其特征在于所述发泡树脂被填充在所述中空部的轴方向的整个区域。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的中空状动力传递轴，其特征在于所述发泡树脂为发泡氨基甲酸乙酯。
全文摘要
可提供一种中空状动力传递轴的制造方法，即使是在轴方向上存在壁厚差或淬火率差的情况下，也可确保稳定的品质。在中空状轴材料(1′)的外周表面(1g)侧，外装移动式感应加热线圈(5)，在感应加热线圈(5)通过规定频率的高频电流，并使其在轴方向上移动，从外周表面(1g)侧进行高频淬火。此时，对壁厚较厚的小直径部(1b)，相对地降低在感应加热线圈(5)流通的高频电流的频率，对壁厚较薄的大直径部(1a)，相对地提高在感应加热线圈(5)流通的高频电流的频率。
文档编号F16C3/02GK1989351SQ20058002500
公开日2007年6月27日 申请日期2005年7月21日 优先权日2004年8月2日
发明者樱井胜弘, 中川亮, 新保正道, 山口昌巳, 平冈恒哲 申请人:Ntn株式会社