JPH0658125B2 - 自在軸継手の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は自在軸継手の製造法に係り、詳細には、一対
のヨークが連結するジョイント部材の加工精度を高め
て、これらヨーク間で回転運動を円滑に伝達するための
改良に関する。

［従来の技術］ 一般に、自在軸継手は２軸の交わる角が変化しても回転
を伝達する場合に使用され、従来は特公昭４８−１５５
３３号公報に開示されるものが知られている。

同公報所載の自在軸継手は、リング状に形成された連結
基体の外周４箇所に等間隔で球体を接合したジョイント
部材と、上記球体のうち、互いに対向する一対の球体に
回転可能に係合する球体受部を備えて二又状に形成され
た一対のヨークとから構成され、一方のヨークの回転運
動がジョイント部材を介して他方のヨークに伝達される
ようになっている。

そして、この自在軸継手の製造法はといえば、先ずリン
グ状連結基体の外周４箇所に摩擦溶接で球体を接合して
ジョイント部材を作成し、次いで、このジョイント部材
をヨーク鋳造金型内に中子の如くセットして、この金型
内にダイキャスト溶融合金を鋳込んで一対のヨークを鋳
造する。これにより、ジョイント部材の球体を抱持した
球体受部を備えたヨークが成形される。最後に、金型か
ら取り出したヨークの球体受部を叩いて当該球体受部と
これに抱持されるジョイント部材の球体との間に隙間を
形成すると、一対のヨーク夫々が球体を支点としてジョ
イント部材と揺動自在に係合した自在軸継手が完成す
る。

［発明が解決しようとする問題点］ しかし、この自在軸継手ではリング状連結基体の外周４
箇所に摩擦溶接で球体を接合しているので、以下に示す
ような問題点を生じる。

すなわち、摩擦溶接では連結基体と球体とを接触させて
加圧しながら相対的に回転させることが必要であり、そ
の溶接作業に当たっては相互に回転する一対の治具に対
して連結基体及び球体の夫々を強固に固定する必要があ
る。従って、四つの球体を順次連結基体に溶接していく
ためには、一つの球体の溶接が終了する毎に連結基体を
治具から外し、位置決めを行いながら再度これを値具に
固定して直す必要が生じ、再固定の際に位置決めを行っ
てはいるものの、連結基体に対する球体の溶接位置の精
度が悪化し、球体を連結基体の外周に正確に９０゜ずつ
等配することができなかった。このため、ジョイント部
材とヨークとの揺動運動が不具合なものとなり、一対の
ヨーク間で回転運動を円滑に伝達できないという問題点
があった。

また、一つの球体の溶接毎に連結基体の位置決め及び再
固定を行わなければならないので、ジョイント部材の製
作が大変に面倒なものとなり、製造工程の自動化を阻害
する要因の一つとなっていた。

本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、
その目的とするところは、一対のヨークが連結するジョ
イント部材の加工精度を高めることで、このジョイント
部材に対するヨークの揺動運動を円滑なものとし、以て
一対のヨーク間で回転運動を円滑に伝達することが可能
な自在軸継手を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ すなわち、本願の発明は、リング状連結基体の中空部内
に当接させて電極を配設する一方、この連結基体の外周
の第一の位置に設置した球体に電極を配設させ、これら
電極間に通電して上記連結基体と球体とをプロジェクシ
ョン溶接で接合すると共に、そのままの電極接合状態で
再度電流を通電して溶接部位の焼き戻し処理を行う工程
と、上記第一の位置から所定の間隔をおいた上記連結基
体の外周の第二、第三及び第四の位置に対して前工程と
同様にして順次球体を整合し且つ焼き戻し処理を行い、
連結基体の外周面の直交する４箇所に球体が接合された
ジョイント部材を形成する工程と、上記ジョイント部材
の第一及び第三の位置に接合された一対の球体を球体受
部の中子としてヨーク鋳造金型内にセットし、これら球
体が球体受部内に鋳込まれたヨークを鋳造する工程と、
前工程と同様にして、上記ジョイント部材の第二及び第
四の位置に接合された一対の球体が球体受部内に鋳込ま
れたヨークを鋳造する工程と、上記ヨークの球体受け部
とジョイント部材との間に外力を作用させてこれらの間
に微小の間隙を形成する工程とから構成される自在軸継
手の製造法を提供しようとするものである。

本願発明において、高い球体部真球度を有するジョイン
ト部材を備えた自在軸継手を製造する方法としては、基
本的には真球度の高い４個の球体を使用し、これら球体
を直接又は間接的にプロジェクション溶接により溶接す
ればよく、このプロジェクション溶接の方法としては重
プロジェクション溶接等他の方法もあるが、好ましくは
突合わせプロジェクション溶接の方がよい。このプロジ
ェクション溶接によれば、溶接ばりの発生が少なく、こ
の応接ばりを除去する切削加工等の必要がない。

また、このプロジェクション溶接によって球体と連結基
体を溶接した後、そのままの状態で再度電流を流すこと
により溶接部分の焼戻し処理を行うことができる。これ
により、例えば高炭素含有鋼では溶接後長時間放置する
とその溶接部に割れが生じる、いわゆる置き割れがおこ
るが、このように溶接に行き続いて焼戻し処理を行うこ
とにより置き割れの発生を完全に防止することができ
る。

［作用］ この発明の自在軸継手の製造法によれば、リング状連結
基体の中空部内に電極を配設する一方、このリング状連
結基体の外周に設置した球体に電極を配設し、これら電
極間に通電して上記連結基体と球体とをプロジェクショ
ン溶接で接合しているので、上記連結基体の外周の第一
の位置に球体を接合した後、第二、第三及び第四の位置
に球体を接合するに当たっては、連結基体とその中空部
内に配設された電極とを相互に移動させて、当該電極を
連結基体の内径に沿って各位置へ９０゜ずつスライドさ
せるだけで良く、各位置への球体の接合毎に連結基体を
治具から取り外してこれを位置決めし再固定する必要が
ない。

従って、リング状連結基体の外周に対して四つの球体を
９０゜ずつ正確に等配することができ、ヨークのジョイ
ント部材に対する揺動運動が円滑なものとなる。

また、各位置への球体の接合毎に連結基体を治具から取
り外してこれを位置決めし再固定する必要がなく、連結
基体とその中空部内に配設された電極とを相互に移動さ
るだけで四つの球体を順次リング状連結基体に接合する
ことができるので、ジョイント部材の製作が容易にな
り、ジョイント部材の製作の自動化を図ることも可能と
なる。

［実施例］ 以下にこの発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は第１の発明の自在軸継手の第一実施例を示す側
面図、第２図は第１図のII−II断面図、第３図は第１図
のIII矢視図を示すもので、この発明の自在軸継手は、
一端側に連結部１２を備えると共に他端側に二又部１４
を備える一対のヨーク１０と、弾性変形可能なリング状
の連結基体２２の外周面における直交する４箇所に球体
２４をプロジェクション溶接で接合して形成され、各球
体２４がそれぞれ二又部１４の各及第受部１６に回転可
能に保持されて各ヨーク１０を互いに揺動可能に連結す
るジョイント部材２０とで構成されている。

上記ジョイント部材２０の連結基体２２は弾性変形可能
な材質で形成され、また、連結基体２２は弾性変形を容
易にするために短円筒状部材２３ａにて形成されてい
る。また、球体２４は真球度の高い鋼炭素鋼含有等にて
形成されており、この球体２４を上記連結基体２２の外
周面における直交する４箇所にプロジェクション溶接で
溶接することにより、球体２４の高い真球度が維持され
ている。

この第一実施例において、上記ヨーク１０の連結部１２
としては例えばキー溝１３ａを有する連結孔１３ｂにて
形成されており、キーを突設した原動軸あるいは従動軸
（図示せず）と嵌合連結して、回転力の伝達が行われる
ようになっている。

次に、この第一実施例に係る自在軸継手の製造法につて
説明する。この自在軸継手の製造方法は、球体２４と連
結基体２２をプロジェクション溶接してジョイント部材
２０を製造し、次にこのジョイント部材２０の球体部
（具体的には球体２４）を中子としてヨーク１０を製造
する方法で行う。

すなわち、第４図（ａ）に示すように、連結基体２２の
中空部内には電極を配設してこれを連結基体２２に当接
させる一方、連結基体２２の外周面には上記電極と対向
する位置に真球度の高い第１の球体２４を当接させて、
この球体２４にも電極を配設し、所定の圧力Ｆを作用さ
せながら所定の溶接電流を所定の溶接時間流してこれら
の間をプロジェクション溶接で接合する。更に、このま
まの電極配設状態で再度電流を流して焼戻し処理を施
す。

次に、第４図（ｂ）に示すように、上記第１を球体を接
合した位置と直交する連結基体２２の外周面上に第２の
球体２４を当接させる一方、連結基体２２の中空部内に
配設された電極を連結基体２２の内径に沿って９０゜だ
けスライドさせて上記第２の球体と対向させ、上記第１
の球体と同様にしてプロジェクション溶接及び焼戻し処
理行う。

以下同様に、上記第２の球体を接合した位置と直交する
連結基体２２の外周面上に第３の球体２４を当接させて
プロジェクション溶接及び焼戻し処理を行い、（第４図
（ｃ）参照）、更に上記第３の球体２４を接合した位置
と直交する連結基体２２の外周面上に第３の球体２４を
当接させてプロジェクション溶接及び焼戻し処理を行う
（第４図（ｃ）参照）。この際、連結基体２２の中空部
内に配設された電極は連結基体２２の内径に沿って９０
゜ずつスライドし、順次第３及び２４の球体２４、２４
と対向する位置に設定される。

次に、第５図に示すように、上記ジョイント部材２０の
対向す１組の球体２４、２４をヨーク１０に鋳造する際
のその球体受部１６の中子としてヨーク鋳造金型３０内
にセットし、このヨーク１０鋳造金型３０内にダイキャ
スト溶接合金を鋳込んで一方のヨーク１０を鋳造した
後、第６図に示すように、一方のヨーク１０を有するジ
ョイント部材２０の残り組の球体２４、２４を他方のヨ
ーク鋳造金型３０内に球体受部１６の中子としてセット
し、このヨーク鋳造金型３０内にダイキャスト溶融合金
を鋳込んで他方のヨーク１０を鋳造する。そして、この
ヨーク鋳造金型３０内からジョイント部材２０の球体２
４が球体受部１６内に鋳込まれたヨーク１０を取出し、
このヨーク１０の球体受部１６とジョイント部材２０の
球体部２４との間に、例えば、上記球体受部１６の外周
を軽く叩いて軽い衝撃を作用させてこれらの間に微小な
隙間を形成し、ヨーク１０の球体受部１６に対してジョ
イント部材２０の球体２４が回転し得るようにする。

なお、球体２４と球体受部１６の隙間を形成する方法と
して、一方のヨーク１０を鋳造した後上述のように球体
受部１６を叩いて衝撃を作用させて隙間を形成し、次に
他方のヨーク１０を鋳造した後同様にして隙間を形成し
てもよく、あるいは、両方のヨーク１０、１０を鋳造し
た後、球体受部１６に衝撃を作用させて同時に両方の球
体受部１６と球体２４との間に隙間を形成してもよい。

なお、上記実施例で使用されているヨーク鋳造金型３０
は、第５図及び第６図において紙面に対して上下に分割
せらた上部金型と下部金型とで構成されており、ヨーク
１０の連結部１２を構成する部分にはキー溝１３ａを形
成するための中子３２がセットされており、また、この
ヨーク鋳造金型３０にダイキャスト溶融金属を鋳込んで
ヨーク１０を鋳造する際にはジョイント部材２０を保持
して位置ずれが起こらないように固定する。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、本発明の自在軸継手の製造法
によれば、一対のヨークを揺動自在に連結するジョイン
ト部材の製作に当たり、リング状連結基体の外周に対し
て四つの球体を９０゜ずつ正確に等配することができる
ので、ヨークのジョイント部材に対する揺動運動が円滑
なものとなり、一対のヨーク間で回転運動を円滑に伝達
することが可能となる。

また、ジョイント部材の製作が容易になり、ジョイント
部材の製作の自動化を図ることもできるので、大量に且
つ低コストで自在軸継手を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により製造される自在軸継手の第一
実施例を示す側面図、第２図は第１図のII−II断面図、
第３図は第１図のIII矢視図、第４図（ａ）ないし
（ｄ）はこの発明における球体と連結基体とをプロジェ
クション溶接で接合する方法を示す説明図、第５図及び
第６図はそれぞれこの発明におけるジョイント部材の球
体を中子としてヨークを鋳造する方法を示す説明図であ
る。 符号説明 （１０）……ヨーク、（１２）……連結部、（１４）…
…二又部、（１６）……球体受部、（２０）……ジョイ
ント部材、（２２）……連結基体、（２４）……球体、
（３０）……ヨーク鋳造金型、（３２）……中子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】リング状連結基体の中空部内に当接させて
   電極を配設する一方、この連結基体の外周の第一の位置
   に設置した球体に電極を配設させ、これら電極間に通電
   して上記連結基体と球体とをプロジェクション溶接で接
   合すると共に、そのままの電極接合状態で再度電流を通
   電して溶接部位の焼き戻し処理を行う工程と、 上記第一の位置から所定の間隔をおいた上記連結基体の
   外周の第二、第三及び第四の位置に対して前工程と同様
   にして順次球体を整合し且つ焼き戻し処理を行い、連結
   基体の外周面の直交する４箇所に球体が接合されたジョ
   イント部材を形成する工程と、 上記ジョイント部材の第一及び第三の位置に接合された
   一対の球体を球体受部の中子としてヨーク鋳造金型内に
   セットし、これら球体が球体受部内に鋳込まれたヨーク
   を鋳造する工程と、 前工程と同様にして、上記ジョイント部材の第二及び第
   四の位置に接合された一対の球体が球体受部内に鋳込ま
   れたヨークを鋳造する工程と、 上記ヨークの球体受け部とジョイント部材との間に外力
   を作用させてこれらの間に微小の隙間を形成する工程と
   から構成されることを特徴とする自在軸継手の製造法。