固定式等速万向接头及其外环的制造方法技术

本发明专利技术提供一种固定式等速万向接头，具有：外环（１０），其在球面状的内周面（１４）沿圆周方向以等间隔形成有沿轴向延伸的沟槽（１６）；内环（２０），其在球面状的外周面（２４）沿圆周方向以等间隔形成有沿轴向延伸的沟槽（２６）；球（３０），其夹设在成对的外环的沟槽（１６）与内环的沟槽（２６）之间；笼（４０），其沿圆周方向以规定间隔形成有用于收容球（３０）的凹部（４６），外环（１０）是利用热锻或车削制造的部件并被实施调质处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，能够利用于机 动车和各种产业机械的动力传递装置。
技术介绍
利用于机动车和各种产业机械的动力传递装置的等速万向接头大体 分为固定式和滑动式。滑动式等速万向接头不仅能够进行角位移而且也能 够进行轴向位移(突进)，与此相对，固定式等速万向接头仅能够进行角 位移，能够使用于例如机动车的驱动轴的车轮侧(外板侧)。固定式等速万向接头的轻量、紧凑化能够对机动车的耗油量或驱动系 统布局的自由度的提高作出贡献。因此，固定式等速万向接头在满足所需性能的情况下，优选尽可能小。如图2 图4所示，固定式等速万向接头 的主要构成要素是外环l 0、内环2 0、球3 0、笼4 0，为了接头整体 的轻量、紧凑化，提出有各构成要素的小型、轻量化的方案(例如参照专 利文献l、专利文献2)。相对于图2的固定式等速万向接头，轻量、紧 凑化了的固定式等速万向接头如图3所示。专利文献1 :(日本)专利第3 4 6 0 1 0 7号公报 专利文献2 :(日本)特开平9 — 3 1 7 7 8 4号公报 以往，从成本方面出发，固定式等速万向接头的外环通常利用冷锻进 行制造。并且，作为外环的材料，从锻造的容易性、切削性、热处理、经 济性、强度等方面出发，多采用机械构造用的中碳钢。另一方面，在机动车的驱动轴中使用的固定式等速万向接头的情况 下，由于车种类不同，外环的形状也不相同，而且，如果根据其生产数量， 考虑冷锻的成本(模具费或锻造设备费)，则也有通过能够共用几种外环 形状的热锻进行制造的情况，或对圆棒钢等的杆材料进行车削而削出制造 的情况。伴随着固定式等速万向接头的轻量、紧凑化，外环也成为薄壁。因此， 随着外环自身的机械强度不断接近作为原料的中碳钢的疲劳极限，难以实 现进一步的紧凑化、轻量化。如果在如此紧凑化了的固定式等速万向接头的外环中使用热锻件或 车削件，进行固定式等速万向接头的强度评价，则与使用冷锻件的情况相 比，强度有变弱少许的倾向。其理由考虑如下。即，在冷锻件中，通过冷 加工的效果使组织细微化，利用加工硬化提高原料的硬度，进而金属塑性 流动不会切断。因此，外环原料的抗拉强度改善，与热锻件或来自棒钢的 车削件相比，成为高强度。另外，固定式等速万向接头在取得工作角的状态下如果输入转矩，则 根据相位，加载于轨迹上的负载产生变化。在图5中示出六个球时的相位 角与轨迹负载的关系。基本上即使球个数变化也确认有相同的倾向，如果 工作角变大，则轨迹的负载变大。因此，如果在瞬间输入大转矩，则在工 作角小时，在各轨迹中比较均匀地接受负载，但是如果工作角变大，则根 据轨迹的不同，负载变化大。并且，在接受大负载的轨迹中，由于应力集中，因此如果原料的抗拉 强度改善，则强度提高。而且，在工作角大、长时间输入转矩而进行旋转 时，各轨迹产生较大接受负载的相位与不接受负载的相位，由于其应力， 外环不断地反复变形，成为疲劳破损的原因。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，使利用热锻或车削制造的固定式等速万向接头的 外环不改变其形状而具有与冷锻件同等以上的强度。本专利技术的固定式等速万向接头的特征在于，具有外环，其在球面状 的内周面沿圆周方向以等间隔形成有沿轴向延伸的沟槽；内环，其在球面 状的外周面沿圆周方向以等间隔形成有沿轴向延伸的沟槽；球，其夹设在 成对的外环的沟槽与内环的沟槽之间；笼，其沿圆周方向以规定间隔形成 有用于收容球的凹部，所述外环是利用热锻制造的部件并被实施调质处 理。另外，本专利技术的固定式等速万向接头的特征在于，具有外环，其在球面状的内周面沿圆周方向以等间隔形成有沿轴向延伸的沟槽；内环，其在球面状的外周面沿圆周方向以等间隔形成有沿轴向延伸的沟槽；球，其 夹设在成对的外环的沟槽与内环的沟槽之间；笼，其沿圆周方向以规定间 隔形成有用于收容球的凹部，所述外环是通过对棒钢进行车削而制造的部 件并被实施调质处理。利用调质处理，外环的铁心部的硬度优选是HV 2 7 0 3 5 0 。铁 心部的硬度小于HV 2 7 0时，与冷锻件相比，强度降低。如果超过HV 3 5 0，则虽然强度提高，但是存在热变形大的问题。利用原料硬度的上 升和组织的细微化来改善固定式等速万向接头的疲劳强度。为了提高热锻 外环或车削外环的原料硬度，并使组织细微化，而进行调质处理，将铁心 部的组织形成为托氏体或索氏体，使其细微化，提高原料的硬度。在此，所谓外环的铁心部是指除在外环的内周面、沟槽以及杆部形成 的表面硬化层之外的部分。由于沟槽成为球的滚道面，内周面与笼进行球 面接触，杆部是锯齿(或花键。以下，相同。)嵌合的部分，因此分别通 过实施例如由高频淬火、回火构成的热处理来形成表面硬化层。调质处理是一种回火(tempering),在加热到8 0 0 9 0 0 。C后进 行骤冷，并再加热到4 5 0 6 5 (TC而得到所希望的回火组织(权利要 求4)。具体来说，利用调质处理将铁的金属组织形成为索氏体或托氏体 时，由于必须将铁的金属组织形成为一次马氏体，因此加热到产生马氏体 相变的8 0 0 9 0 (TC。然后，为了在骤冷后进行回火形成索氏体组织， 而从4 5 0 6 5 0 'C开始进行风冷。由于实施如上所述的热处理，作为外环的材料，优选含有碳0 . 4 0 0 . 6 0 w t %的中碳钢。该碳量的范围在通常使用于等速万向接头的机 械构造用碳钢中相当于S 4 8 C S 5 5 C。碳量比该范围低时，在需要 硬度的部位无法进行充分的淬火，相反碳量比该范围高时，锻造中的成形 性或加工性差，容易导致成本高或加工不良的发生。根据本专利技术，由于实施了调质处理的外环的铁心部(未实施高频热处 理的部分)的组织成为托氏体或索氏体组织而被细微化，进而硬度也提高， 因此外环铁心部的抗拉强度得到改善，破损强度提高。而且，即使在输入 交变应力的情况下，也通过铁心部的强度的上升和组织的细微化来改善疲5劳强度。如此，能得到与使用了利用冷锻制造的外环的固定式等速万向接 头相同的强度。因此，本专利技术尤其适合于由于生产数量少因此考虑成本而 不得不利用热锻或车削制造外环的固定式等速万向接头、以及由于外环形 状复杂因此冷锻困难，仅能通过热锻或车削进行制造的固定式等速万向接 头。附图说明图1是固定式等速万向接头的外环的局部断裂主视图。图2是通常的固定式等速万向接头的纵向剖面图。图3是紧凑化了的固定式等速万向接头的纵向剖面图。图4是固定式等速万向接头的端面图。图5是示出相位角与轨迹负载的关系的线图。标号说明10外环(外侧接头构件)12口部14内周面16沟槽18杆部20内环(内侧接头构件)22锯齿孔24外周面26沟槽30球(转矩传递要素)40笼42外周面44内周面46凹部具体实施方式以下，根据附图说明本专利技术的实施方式。首先，叙述固定式等速万向 接头的基本结构。如图2 图4所示，固定式等速万向接头的主要构成要素包括作为外侧接头构件的外环l 0;作为内侧接头构件的内环2 0; 作为转矩传递要素的球3 0;保持球的笼4 0。外环l 0由口部1 2和杆部1 8构成，并通过杆部l 8的锯齿(或花 键。以下，相同)轴部与需要连结的两轴中的一方连接为能够传递转矩。在 此，口部l 2为钟形，且具有球面状的内周面l 4，在该球面状内周面l本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固定式等速万向接头，其中，　具有：外环，其在球面状的内周面沿圆周方向以等间隔形成有沿轴向延伸的沟槽；内环，其在球面状的外周面沿圆周方向以等间隔形成有沿轴向延伸的沟槽；球，其夹设在成对的外环的沟槽与内环的沟槽之间；笼，其沿圆周方向以 规定间隔形成有用于收容球的凹部，　所述外环是利用热锻制造的部件并被实施调质处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-6-4 148343/2007;JP 2007-6-8 152807/20071.一种固定式等速万向接头，其中，具有外环，其在球面状的内周面沿圆周方向以等间隔形成有沿轴向延伸的沟槽；内环，其在球面状的外周面沿圆周方向以等间隔形成有沿轴向延伸的沟槽；球，其夹设在成对的外环的沟槽与内环的沟槽之间；笼，其沿圆周方向以规定间隔形成有用于收容球的凹部，所述外环是利用热锻制造的部件并被实施调质处理。2. —种固定式等速万向接头，其中，具有外环，其在球面状的内周面沿圆周方向以等间隔形成有沿轴向 延伸的沟槽；内环，其在球面状的外周面沿圆周方向以等间隔形成有沿轴 向延伸的沟槽；球，其夹设在成对的外环的沟槽与内环的沟槽之间；笼，其沿圆周方向以规定间隔形成有用于收容球的...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林智茂，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]