等速万向联轴器的制作方法

本发明涉及等速万向联轴器，特别是机动车、各种工业机械等中使用的动力传递机构即推进轴用等速万向联轴器。

背景技术：

在4wd车(4轮驱动车)、fr车(后轮驱动车)中，使用从变速器向差速器传递旋转驱动力的传动轴。而且，以往，为了提高车辆碰撞时的安全性，对于传动轴而言，为了消除冲击力，存在构成为吸收碰撞时的轴向位移的传动轴(专利文献1～专利文献3)。

如图4所示，专利文献1所记载的构件为传动轴，具备作为驱动轴的钢管轴1、以及经由等速万向联轴器2与钢管轴1连结的从动轴3等。

等速万向联轴器2具备：圆筒状的外侧联轴器构件6，其在内径面具有滚道槽5；内侧联轴器构件8，其在外径面具有滚道槽7；多个滚珠9，其夹设在外侧联轴器构件6的滚道槽5与内侧联轴器构件8的滚道槽7之间且传递转矩；保持器10，其夹设在外侧联轴器构件6的内径面与内侧联轴器构件8的外径面之间且保持滚珠9。

在内侧联轴器构件8嵌入有钢管轴1的端部。在该情况下，在轴1的端部形成有外锯齿部16，并且在内侧联轴器构件8的内径面形成有内锯齿部17，该外锯齿部16与内锯齿部17嵌合。另外，在比内侧联轴器构件8向管材11侧突出的轴突出部安装有挡圈14，实施了轴1的防脱。

外侧联轴器构件6的轴相反侧的开口部与邻接设置的管材11连结，在该开口部侧嵌合有密封板12。即，在外侧联轴器构件6的轴相反侧的开口部侧设置有环状的台阶部13，密封板12压入固定于该台阶部13。另外，外侧联轴器构件6的轴侧开口部由具有橡胶保护罩15的密封装置s堵塞。

在车辆发生冲击时等，在从变速器侧沿轴向作用有碰撞负载z的情况下，因其反作用而在从动轴3作用有相反的反作用力w。由此，等速万向联轴器的内部件(由内侧联轴器构件8、滚珠9以及保持器10等构成的单元体)相对于管材(配合凸缘)11向管材11侧滑动，如图5所示，橡胶保护罩15破裂，由内部件将密封板12向管材11侧按压，密封板12从台阶部13脱离。由此，暂时吸收冲击。然后，如图6所示，能够允许等速万向联轴器的内部件进一步向管材11侧的移动，从而吸收冲击。

在专利文献2中，密封板为芯骨与橡胶一体化而成的构件。在发生冲击时，密封板允许芯骨与轮辋部的橡胶分离，同联轴器内部部件(由内侧联轴器构件、保持器以及滚珠等构成的部件)一起进入配合凸缘的内部。

在专利文献3中，密封板为芯骨与橡胶一体化而成的构件，在芯骨的中央部设置有贯通孔。在发生冲击时，允许轴突破该橡胶，经由芯骨的贯通孔进入配合凸缘的内部。

即，以往，在发生车辆碰撞时，需要考虑因该传动轴伸出而在车辆上产生有较大的冲击力、管部分呈“く”状压曲而进入车厢内等安全上的问题。因此，为了吸收在发生该碰撞时产生的轴向位移，提出了等速联轴器的内部构件进入配合凸缘的中空部、管部的机构。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-146098号公报

专利文献2：日本特开平11-227478号公报

专利文献3：日本特开平11-227479号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在所述专利文献1～专利文献3所记载的以往的技术中，在具有滑动机构的等速万向联轴器中压入有具有润滑脂保持功能的密封板。而且，在产生冲击负载时，由于该密封板脱开、轴突破密封板的橡胶构件而使等速万向联轴器的内部构件(联轴器内部部件)、轴进入配合凸缘的内部，从而吸收轴向位移。另外，以往，为了承受通常行驶时、操作时产生的轴向负载，在杯底部安装有挡圈。

上述那样的以往的制造上的工序如下所述，成本较高。即，外侧联轴器构件的加工工序为：热锻→车削→滚道部的拉削加工→热处理。并且，需要密封板、挡圈等部件，因此花费用于采用上述构件的采购成本，并且需要朝向外侧联轴器构件的密封板压入作业以及挡圈安装作业，从而组装作业性变差。

因此，本发明提供能够在产生冲击负载时吸收轴向位移并且能够实现组装工时的减少从而组装作业性优异的等速万向联轴器。

用于解决课题的手段

本发明的等速万向联轴器涉及一种等速万向联轴器，其具备外侧联轴器构件以及收容于该外侧联轴器构件内的联轴器内部部件，在内侧联轴器构件中嵌入有轴，其特征在于，在外侧联轴器构件的轴嵌入相反侧形成有杯底，该杯底堵塞外侧联轴器构件的轴嵌入相反侧的开口部，且在未被施加非平常状态下的冲击的平常状态下，限制联轴器内部部件向轴嵌入相反侧的移动，并且杯底具有因在联轴器内部部件向轴嵌入相反侧移动的非平常状态下的冲击而断裂的断裂部位。

根据本发明的等速万向联轴器，在发生车辆碰撞时等对轴施加有冲击力的情况下，通过联轴器内部部件向轴嵌入相反侧的移动，杯底能够在断裂部位处断裂，而与联轴器内部部件一起向轴嵌入相反侧移动。另外，在未施加非平常状态下的冲击的平常状态下，杯底限制联轴器内部部件向轴嵌入相反侧的移动。并且，通过杯底堵塞轴嵌入相反侧的开口部，因此该杯底发挥以往的密封板的功能。另外，该杯底无需通过密封板那样的压入作业来安装。并且，在平常状态下，联轴器内部部件向轴嵌入相反侧的移动被限制，因此无需限制该移动的挡圈等。

优选的是，在外侧联轴器构件的轴嵌入相反侧连结有钢管轴，断裂部位设置在比联轴器内部部件的最大外径靠外径侧的位置，在施加有非平常状态的冲击时，允许经由断裂部位而断裂的杯底以及联轴器内部部件进入该钢管轴内部。

通过将断裂部位设置在比联轴器内部部件的最大外径靠外径侧的位置，从而在施加非平常状态下的冲击时，杯底断裂之际，杯底以及联轴器内部部件能够在不与其他部位接触以及碰撞的情况下进入钢管轴内部。

优选的是，在外侧联轴器构件的内径面形成有通过冷锻形成的滚道槽。另外，优选的是，杯底的断裂部位通过切削加工而形成，或通过调整热处理范围而形成。

发明效果

在本发明中，在发生车辆碰撞时等而对轴施加有冲击力的情况下，联轴器内部部件能够向轴嵌入相反侧移动，在产生冲击负载时能够吸收轴向位移。并且，无需以往需要的密封板、挡圈，因此能够实现部件数量的减少。因此，能够实现低成本化，并且省略密封板的压入作业、挡圈的安装作业，能够实现组装作业性的提高。

通过将断裂部位设置在比联轴器内部部件的最大外径靠外径侧的位置，从而杯底以及联轴器内部部件能够在不与其他部位接触以及碰撞的情况下进入钢管轴内部，由此冲击吸收功能稳定。

在形成有外侧联轴器构件的内径面的滚道槽的情况下，不需要在热锻后进行的滚道槽的拉削加工，能够实现生产性的提高。另外，若杯底的断裂部位由切削加工而完成，则断裂部位的断裂强度的设定较为容易，能够成为与使用部位相应的设定从而设计性优异。并且，在由热处理范围的调整而形成的情况下，能够调节加工性与断裂部位的断裂强度双方。例如，通过扩大未热处理部，能够确保加工性。

附图说明

图1是本发明的等速万向联轴器的剖视图。

图2是前述图1的等速万向联轴器的外侧联轴器构件的剖视图。

图3是对所述图1的等速万向联轴器施加冲击负载的状态的剖视图。

图4是以往的等速万向联轴器的剖视图。

图5是对所述图4所示的等速万向联轴器施加冲击负载而使联轴器内部部件与密封环钻过压接弯曲部的状态的剖视图。

图6是对所述图4所示的等速万向联轴器施加冲击负载而使联轴器内部部件与密封环进入钢管轴内的状态的剖视图。

具体实施方式

以下，根据图1～图3对本发明的实施方式进行说明。

等速万向联轴器的主要构成要素包括内侧联轴器构件51、外侧联轴器构件52、滚珠53以及保持器54。即，该实施方式的等速万向联轴器是使用滚珠53进行转矩传递的滑动式等速万向联轴器(双圈型)。

内侧联轴器构件51在其外周面(凸球状外周面)形成有多个滚道槽56。将轴58插入该内侧联轴器构件51的中心孔使它们花键嵌合(锯齿部结合)。即，在内侧联轴器构件51的内径面形成有内锯齿部55，并且在轴58的端部形成有外锯齿部60，在轴58的端部嵌入内侧联轴器构件51的中心孔时，轴58的端部的外锯齿部60与内侧联轴器构件51的内锯齿部55嵌合(锯齿部结合)。

在轴58的外锯齿部60的端部形成有周向凹槽48，在该周向凹槽48中嵌合有挡圈49。因此，限制轴58相对于内侧联轴器构件51向箭头b方向的脱出。另外，内侧联轴器构件51的内锯齿部55的端部(与后述的杯底63相反的一侧的端部)同与其对应的外锯齿部60的端部嵌合，从而限制轴58相对于内侧联轴器构件51向箭头a方向的脱出。

外侧联轴器构件52在其内周面(圆筒状内周面)形成有与内侧联轴器构件51的滚道槽56的数量相同的滚道槽57。在外侧联轴器构件52的滚道槽57与内侧联轴器构件51的滚道槽56之间组装有传递转矩的多个滚珠53。在内侧联轴器构件51与外侧联轴器构件52之间配置有保持器54，滚珠53被保持在保持器54的球袋59内。内侧联轴器构件51、保持器54以及滚珠53构成收纳于外侧联轴器构件52的联轴器内部部件100。另外，在外侧联轴器构件52连接设置有钢管轴40。

如图2所示，外侧联轴器构件52具备：主体筒部61，其在内周面(圆筒状内周面)形成有滚道槽57；大径连结用环部62，其配设在该主体筒部61的钢管轴侧；以及杯底63，其配设在主体筒部61与大径连结用环部62之间。该杯底63堵塞轴嵌入相反侧(钢管轴侧)的开口部。

在主体筒部61的杯底63侧设置有朝向杯底63扩径的锥状凹部61a以及短圆筒面部61b。另外，杯底63由圆盘体构成，在其外径部形成有钢管轴侧的周向切口部65。作为周向切口部65，采用具有从内径侧朝向外径侧向联轴器内部侧(轴嵌入侧)倾斜的锥面66、以及外径侧的圆筒面67的剖面直角三角形状部。因此，在周向切口部65与短圆筒面部61b之间形成有薄壁的连结部，该连结部构成杯底63的断裂部位68。

另外，在外侧联轴器构件52的轴嵌入侧的开口部52a侧的内径面，安装有防止联轴器内部部件100从该开口部52a脱出的挡圈69。即，在外侧联轴器构件52的开口部内径面形成有周向槽70，在该周向槽70中嵌合有挡圈69。需要说明的是，如图2所示，在外侧联轴器构件52的内径面以及滚道槽57形成有例如通过高频淬火等热硬化处理而成的热硬化部h。

该外侧联轴器构件52的开口部52a被由保护罩71与保护罩接合器72构成的密封装置73堵塞。即，保护罩接合器72的大径部72a外嵌固定于外侧联轴器构件52的轴突出侧的开口部52a，保护罩71的小径部71b借助保护罩带74安装于轴58的保护罩安装部58b。另外，保护罩71的大径部71a紧固固定于保护罩接合器72的开口端部72b。需要说明的是，在外侧联轴器构件52的开口部52a侧的外径面形成有周向凹槽75，保护罩接合器72的大径部72a的端部缩径部76嵌入该凹槽75。并且，在凹槽75与开口端面52c之间安装有密封构件77。

另外，在外侧联轴器构件52连接有钢管轴40，在该情况下，钢管轴40的筒部40a与外侧联轴器构件52的大径连结用环部62接合。该接合采用摩擦接合。摩擦接合是使要接合的构件(金属、陶瓷)通过高速旋转而磨合，并利用此时产生的摩擦热量而使构件熔融或者软化后，施加压力而进行接合的技术。因此，在接合部80形成有内径侧弯曲部80a以外径侧弯曲部80b。

外侧联轴器构件52的大径连结用环部62与筒部40a形成为直径比外侧联轴器构件52的主体筒部61大，所述内径侧弯曲部80a配置在比杯底63的断裂部位68以及联轴器内部部件100的最大外径靠外径侧的位置。另外，杯底63的断裂部位68位于比内部部件100的最大外径靠外径侧的位置。

由此，能够通过车削加工来构成锥状凹部61a以及周向切口部65，从而形成断裂部位68。因此，该外侧联轴器构件52能够仅通过冷锻、车削、以及热处理加工而成形。

在这样构成的等速万向联轴器中，能够从图1所示的状态起，联轴器内部部件100相对于外侧联轴器构件52沿箭头a方向滑动，在通常的使用状态下，即使因该滑动而使端缘(轴58的端面58a或者保持器54的端面54a)与联轴器内部部件100的杯底63侧抵接，也能够由该杯底63限制联轴器内部部件100向箭头a方向的移动。即，杯底63的断裂部位68被设定为，在通常的使用状态下，即使因所负载的外力使杯底63被联轴器内部部件100向箭头a方向按压也不会断裂的强度。

然而，在发生车辆碰撞时等而对轴58施加有冲击力的情况下，联轴器内部部件100沿箭头a方向，换句话说向轴嵌入相反侧移动时，如图3所示，保护罩71破裂，并且杯底63的断裂部位68断裂，该联轴器内部部件100与从外侧联轴器构件52分离的杯底63一起进入钢管轴40的筒部40a。

因此，在产生冲击负载时能够吸收轴向位移。在该情况下，内径侧弯曲部80a配置在比杯底63的断裂部位68以及联轴器内部部件100的最大外径靠外径侧的位置，因此在联轴器内部部件100以及杯底63向钢管轴40的筒部40a进入时，联轴器内部部件100、杯底63不与内径侧弯曲部80a接触，不产生碰撞，从而该吸收功能稳定。

在本发明中，在发生车辆碰撞时等而对轴58施加有冲击力的情况下，联轴器内部部件100能够向轴嵌入相反侧移动，在产生冲击负载时能够吸收轴向位移。并且，无需以往需要的密封板、挡圈，因此能够实现部件数量的减少，能够实现低成本化，并且省略密封板的压入作业、挡圈的安装作业，从而能够实现组装作业性的提高。

通过将断裂部位68设置在比联轴器内部部件100的最大外径靠外径侧的位置，从而杯底63以及联轴器内部部件100能够在不与其他部位接触以及碰撞的情况下进入钢管轴40内部，由此冲击吸收功能稳定。

在外侧联轴器构件52的内径面的滚道槽57由冷锻形成的情况下，不需要在热锻后进行的滚道槽57的拉削加工，能够实现生产性的提高。另外，若杯底63的断裂部位68由切削加工而完成，则断裂部位68的断裂强度的设定较为容易，能够成为与使用部位相应的设定从而设计性优异。

通过进行热处理范围的调整，能够调节加工性与断裂部位68的断裂强度双方。例如，通过扩大未热处理部，能够确保加工性。

然而，作为等速万向联轴器，在所述实施方式中示出了双圈型(doj)，但也可以是三球销型(tj)、十字槽型(lj)等滑动式等速万向联轴器，还可以是球笼型(bj)、免根切型(uj)等固定式等速万向联轴器。

在此，三球销型(tj)是指如下的滑动式的等速万向联轴器，其具备：外侧联轴器构件，其形成有具有在圆周方向上相向的滚子引导面的三个滚道槽；三球销构件，其具有沿径向突出的三个脚轴；以及滚子，其经由滚针以能够旋转地方式外嵌于所述脚轴。

十字槽型(lj)是指内圈的滚道与外轮的滚道相对于轴线向相反方向形成角度的等速万向联轴器，在成对的内圈的滚道与外圈的滚道的交叉部装入有滚珠。

球笼型(bj)是滚道槽的槽底仅由圆弧部构成的固定式的等速万向联轴器。另外，免根切型(uj)是滚道槽的槽底由圆弧部与直线部构成的固定式的等速万向联轴器。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限定于所述实施方式而能够进行各种变形，为了形成断裂部位68，外侧联轴器构件52的主体筒部61侧的锥状凹部61a的倾斜角度θ、周向切口部65的倾斜角度θ1、以及断裂部位68的壁厚尺寸等能够根据外侧联轴器构件52、杯底63的材质、所设定的冲击时的外力负载力等而进行各种变更。

为了形成断裂部位68，周向切口部65在所述实施方式中由剖面直角三角形形状部构成，但不限定于剖面三角形形状，也可以为等腰三角形形状、等边三角形形状、圆弧形状、椭圆形形状、矩形形状等。另外，周向切口部65设置在钢管轴侧，但也可以反之在联轴器侧(钢管轴相反侧)形成这种周向切口部(周向槽)。并且，也可以将周向切口部设置在钢管轴侧与钢管轴相反侧。

产业上的可利用性

本等速万向联轴器能够用于机动车、各种工业机械等中使用的动力传递机构即推进轴用等速万向联轴器。可以为双圈型(doj)、三球销型(tj)、十字槽型(lj)等滑动式等速万向联轴器，也可以为球笼型(bj)、免根切型(uj)等固定式等速万向联轴器。

附图标记说明

40钢管轴；

51内侧联轴器构件；

52外侧联轴器构件；

58轴；

63杯底；

68断裂部位；

100联轴器内部部件。