[发明专利]万向接头用叉形件以及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及构成十字轴式万向接头(万向联轴器)的叉形件以及其制造方法的改进，该十字轴式万向接头用于将构成转向装置的旋转轴彼此连接为能够传递转矩。

背景技术

汽车的转向装置如图11所示那样构成。驾驶员操作的方向盘1的动作经由转向轴2、万向接头3a、中间轴4、其它万向接头3b向转向齿轮单元5的输入轴6传递。而且构成为，利用内置于转向齿轮单元5的齿轮齿条机构来推拉左右一对横拉杆7、7，并向左右一对转向操纵轮赋予与方向盘1的操作量对应的适当的转向角。

作为设置于这样的转向装置的万向接头3a、3b，一般而言，广泛使用图12所举例表示的、被称作万向联轴器的十字轴式万向接头。万向接头3a、3b分别具备一对叉形件8a、8b(8c、8d)、和将一对叉形件8a、8b(8c、8d)的前端部彼此连结为能够摆动的十字轴9。一个叉形件8a(8c)的基部以能够传递转矩的方式在构成中间轴4的作为实心轴的雄轴10的后端部(作为空心轴的雌轴11的前端部)结合固定。另一个叉形件8b(8d)的基部以能够传递转矩的方式在转向轴2的前端部(输入轴6的后端部)结合固定。中间轴4通过以能够传递转矩、且能够沿轴向相对位移的方式组合雄轴10和雌轴11而成。

图13表示作为构成万向接头3a、3b的一个叉形件8a、8c而能够使用、被称作纵入式的叉形件的以往构造的第一例。如在专利文献1等中记载而以往众所周知那样，通过对钢板等金属板材料实施包括冲裁加工以及弯曲加工的冲压加工，或者通过对钢制圆棒等金属材料实施锻造加工、冲裁加工，来一体制造图13所示的叉形件8e。这样的叉形件8e具备基部12、以及一对臂部13、13。基部12形成为近似圆环状，在径向中心部具有沿轴向(图13的上下方向)形成的结合孔14。结合孔14是内周面形成为单纯的圆筒面的圆孔，或者是在这样的圆孔的内周面形成凹状锯齿而成的锯齿孔。臂部13、13以从基部12的成为径向相反侧的两个位置向轴向单侧(图13的上侧)延伸突出的状态设置。在臂部13、13的前端部，分别形成有相互同心的圆孔15、15。在组装有十字轴式万向接头的状态下，在圆孔15、15内，分别内嵌固定有底圆筒状的轴承杯16、16(参照图12)。并且，在轴承杯16、16内，分别经由多根针状物17、17能够自由转动地支承十字轴9(参照图12)的端部。相互对置的臂部13、13的内侧面和基部12的轴向单侧面分别通过凹曲面而平滑地连续。

当在上述那样的叉形件8e的基部12结合中间轴等的制成圆柱状或者圆管状的轴18的端部的情况下，首先，将轴18的端部压入基部12的结合孔14(以过盈配合的方式内嵌)。此外，在结合孔14是锯齿孔的情况下，在轴18的端部外周面形成凸状锯齿。而且，随着压入，以使凸状锯齿具有过盈量地与锯齿孔卡合。接下来，通过对基部12的轴向另一侧面(图13的下侧面)与轴18的外周面之间的角部实施焊接，来在两面彼此之间架设焊接金属19。结果，成为在叉形件8e的基部12以能够传递转矩的方式固定有轴18的端部的状态。

图14表示纵入式叉形件的以往构造的第二例。在以往构造的第二例的叉形件8f的情况下，基部12a中，在结合孔14的轴向另一端部的周围部分，设有与靠近结合孔14的轴向另一端部的周围部分相比、径向的壁厚变小的突出环部20。而且，以在突出环部20的外周面以及前端面与轴18的外周面之间架设焊接金属19的状态，对突出环部20和轴18进行焊接。

在这样的以往构造的第二例的情况下，在进行上述的焊接时，能够集中加热突出环部20(能够使施加于突出环部20的热难以向基部12a的轴向中间部一侧分散)。因此，能够增多突出环部20的外周面以及前端面的熔透量，从而相应地容易确保焊接部的强度。

在上述的各以往构造的情况下，将结合孔14整体作为用于压入轴18的端部的压入孔部。在这样的结合孔14的表层部，随着压入轴18的端部，产生较大的周向应力(圆周方向的拉伸应力)。另一方面，在作为基部12(12a)的轴向单侧面与结合孔14的内周面的连续部的结合孔14的一端开口周缘部(图13、图14的P部)，当在组装有十字轴式万向接头的状态下进行转矩传递，产生起因于扭转的应力集中。也就是说，在上述的各以往构造的情况下，在结合孔14的一端开口周缘部(P部)，相互重叠产生随压入引起的较大的周向应力和起因于扭转的应力集中，从而应力的最大值变大。因此，为了确保基部12(12a)的强度的设计变难。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-24369号公报

发明内容

发明所要解决的课题