等速萬向聯軸器的外側聯軸器構件的制造方法以及外側聯軸器構件的制作方法
【專利說明】等速萬向聯軸器的外側聯軸器構件的制造方法以及外側聯軸器構件
技術領域
[0001]本發明涉及一種等速萬向聯軸器的外側聯軸器構件的制造方法以及外側聯軸器構件。
【背景技術】
[0002]構成機動車、各種工業機械的動力傳遞系統的等速萬向聯軸器將驅動側與從動側的二軸能夠傳遞轉矩地連結，并且即使所述二軸具有工作角也能夠等速地傳遞旋轉轉矩。等速萬向聯軸器大致分為僅允許角度位移的固定式等速萬向聯軸器、允許角度位移以及軸向位移雙方的滑動式等速萬向聯軸器，例如，在機動車的從發動機向驅動車輪傳遞動力的驅動軸中，在差速器側(內盤側)使用滑動式等速萬向聯軸器，在驅動車輪側(外盤側)使用固定式等速萬向聯軸器。
[0003]無論滑動式或固定式，等速萬向聯軸器具備外側聯軸器構件作為主要的構成構件，所述外側聯軸器構件具有:在內周面形成有供轉矩傳遞單元卡合的滾道槽的杯狀部、從該杯狀部的底部沿軸向延伸的軸部。就該外側聯軸器構件而言，經常通過對實心的棒狀材料(棒材)實施鍛造加工、減薄拉伸等塑性加工、切削加工、熱處理、研磨加工等，從而將杯狀部與軸部一體成形。
[0004]然而，作為外側聯軸器構件，有時使用具有長條的軸部(長桿)。為了使左右的驅動軸的長度相等，將一側的驅動軸的內盤側外側聯軸器構件設為長桿，該長桿被滾動軸承旋轉支承。長桿部的長度根據車型而有所不同，但大致為300mm?400mm左右。在該外側聯軸器構件中，由于軸部為長條，因此難以將杯狀部與軸部高精度地一體成形。因此，由獨立構件構成杯狀部和軸部，通過摩擦壓接將兩構件接合。例如，在專利文獻I中記載了這樣的摩擦壓接技術。
[0005]根據圖15以及圖16對專利文獻I所記載的外側聯軸器構件的摩擦壓接技術的概要進行說明。外側聯軸器構件71的中間產品71’由杯狀構件72以及軸構件73構成，并通過摩擦壓接而接合。如圖15所示，接合部74隨著壓接而在內外徑產生毛刺75。為了在外側聯軸器構件71的中間產品71’的軸部安裝滾動軸承(參照圖1)，如圖16所示，需要通過車削等加工去除接合部7 4的外徑側的毛刺7 5。雖然省略圖示，但中間產品71’通過機械加工出花鍵、擋圈槽等并經由熱處理、研磨加工等形成外側聯軸器構件71的成品件。因此，雖然在外側聯軸器構件71與中間產品71’之間，存在細微部的形狀不同的地方，但在圖16中為了簡化說明，省略了細微部的形狀的不同點，對于作為成品件的外側聯軸器構件71和中間產品71’，對相同的部分標注了附圖標記。在以下的說明中也是相同的。
[0006]在先技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻I:日本特開2012-57696號公報
【發明內容】
[0009]發明要解決的課題
[0010]通過上述摩擦壓接而產生的接合部74的毛刺75通過摩擦熱和之后的冷卻而被淬火從而具有較高的硬度，并且呈向徑向和軸向延展的歪曲的形狀。因此，如圖16所示，在通過車削加工去除外徑側的毛刺75時，由于高硬度導致車削刀片劇烈磨損，另外，容易因歪曲的形狀而導致車削刀片產生缺口。因此，難以提高車削速度，由于車削刀片的一個循環的切削量較少導致循環數增大，因此存在周期時間變長制造成本上升的問題。
[0011]另外，為了檢查外側聯軸器構件71的接合部74的接合狀態，即使進行能夠高速探傷的超聲波探傷，也會由于殘留于接合部74的內徑側的毛刺75而使超聲波散射因而無法確認接合狀態。因此，還存在在剛剛接合之后無法進行基于超聲波探傷的全數檢查的問題。
[0012]對于上述問題，可以考慮通過在接合時使用激光焊接或射束焊接，來抑制摩擦壓接這樣的接合部表面的隆起，但在如圖17所示那樣使杯狀構件72和軸構件73對接并進行焊接的情況下，由于焊接中的加工熱量，導致中空空洞部76內的氣體壓力上升，在焊接結束后產生壓力的減小。由于該中空空洞部76的內壓的變化，產生熔融物的涌出，在焊接部的外徑的表面產生凹陷、焊接深度不良、在焊接內部產生氣泡導致焊接狀態惡化。其結果是，焊接部的強度不穩定，對品質帶來負面影響。
[0013]并且，利用了上述的圖15以及圖16的摩擦壓接、圖17的焊接的杯狀構件72與軸構件73針對不同車型在不同形狀、尺寸的軸部分的中途位置接合。因此，已知如后述那樣在生產率的提高、杯狀構件的品種統一帶來的成本降低方面也存在問題。
[0014]本發明是鑒于上述的問題點而提出的，其目的在于提供一種外側聯軸器構件的制造方法以及外側聯軸器構件，其能夠實現焊接部的強度、品質的提高，并且能夠實現焊接成本的降低、生產率的提高、以及品種統一帶來的成本降低、生產管理的負荷減輕。
[0015]用于解決課題的手段
[0016]本發明人為了實現上述的目的而進行了深入研究以及驗證，發現以下的知識。并且，根據這些多方面的知識，構思出新的制造理念，形成本發明。
[0017](1)在激光焊接、射束焊接的生產技術方面，將杯狀構件與軸構件設置于封閉空間進行抽真空，在中空空洞部也被真空化的狀態下進行焊接，從而抑制熔融物的涌出、氣泡的產生。
[0018](2)另外，在生產率方面，為了實現生產率提高，在對實施了淬火回火的熱處理的杯狀構件與軸構件進行焊接的情況下，存在因焊接時的熱量導致周邊部的溫度上升，熱處理部的硬度下降的顧慮。對于該問題，關注了通過更換焊接工序的順序，在不對聯軸器功能造成影響的范圍內最有效地通過能夠實現成本降低的工序進行接合的方法。例如，若不存在焊接時的熱影響，則對實施了淬火回火的熱處理的完成狀態的杯狀構件與軸構件進行焊接，另一方面，在存在熱影響的情況下，提出了焊接后的熱處理的工序等，根據杯狀構件、軸構件的形狀、規格等而采取最佳的工序的理念。
[0019](3)并且，在生產率、品種統一方面，明確了在圖15?17所示的杯狀構件72中存在如下的問題。即，杯狀構件72采用如下結構:通過鍛造加工等形成與杯狀部的底部相比被縮徑的短軸部，該短軸部以軸構件73的形狀、尺寸為基準而設定，在軸部的中途位置接合。軸構件73根據所組裝的車輛，除標準長度的桿、長桿這種類型的不同以外，要求各種軸徑、夕卜周形狀。因此，在以軸構件73的形狀、尺寸為基準而設定杯狀構件72的短軸部，在軸部的中途位置接合的情況下，由于與軸構件73接合的杯狀構件72的短軸部的軸徑(接合直徑)及形狀、長度(接合位置)雙方不同，因此對于一個種類的軸構件73需要專用的杯狀構件72。因此，明確了基于生產率的提高、杯狀構件的品種統一的成本降低方面也存在問題。
[0020]作為用于實現上述目的技術手段，本發明涉及一種等速萬向聯軸器的外側聯軸器構件的制造方法，所述外側聯軸器構件的杯狀部和軸部由獨立構件構成，所述杯狀部在內周形成有供轉矩傳遞單元卡合的滾道槽，所述軸部形成于該杯狀部的底部，并且所述外側聯軸器構件通過對形成所述杯狀部的杯狀構件和形成所述軸部的軸構件進行焊接而成，所述等速萬向聯軸器的外側聯軸器構件的制造方法的特征在于，所述杯狀構件與所述軸構件由中碳鋼形成，作為所述杯狀構件，準備在通過鍛造加工而一體地形成所述杯狀構件的筒狀部和底部之后，在機械加工工序中在所述底部的外表面形成了接合用端面的杯狀構件，作為所述軸構件，準備在機械加工工序中形成了與所述杯狀構件的底部接合的接合用端面的軸構件，使所述杯狀構件的接合用端面與所述軸構件的接合用端面對接，從所述杯狀構件的外側沿徑向向所述杯狀構件的接合用端面與所述軸構件的接合用端面的對接部照射射束而進行焊接，將所述接合用端面的外徑針對每個聯軸器尺寸而設為相同尺寸。
[0021]另外，在作為等速萬向聯軸器的外側聯軸器構件的本發明中，所述外側聯軸器構件的杯狀部和軸部由獨立構件構成，所述杯狀部在內周形成有供轉矩傳遞單元卡合的滾道槽，所述軸部形成于該杯狀部的底部，并且所述外側聯軸器構件通過對形成所述杯狀部的杯狀構件與形成所述軸部的軸構件進行焊接而成，所述等速萬向聯軸器的外側聯軸器構件的特征在于，所述杯狀構件和所述軸構件由中碳鋼構成，所述杯狀構件通過鍛造加工而一體地成形出筒狀部和底部，且在該底部的外表面形成有接合用端面，所述軸構件在與所述底部接合的端部形成有接合用端面，使兩個所述接合用端面對接并對所述杯狀構件和所述軸構件進行焊接，所述杯狀構件與所述軸構件的焊接部通過從所述杯狀構件的外側沿徑向照射的射束產生的焊道而形成，并且所述接合用端面的外徑針對每個聯軸器尺寸而設定為相同尺寸。
[0022]這里，在權利要求書以及本說明書中，接合用端面的外徑針對每個聯軸器尺寸而設為相同尺寸不限于杯狀構件在一個聯軸器尺寸中為一個種類，即，一個編號的情況，例如，也包括如下情況，根據最大工作角的不同規格，在一個聯軸器尺寸中設定多個種類(多個編號)的杯狀構件，將這些杯狀構件的上述接合用端面的外徑設為相同尺寸。另外，除此以外，例如，也包括如下情況，考慮聯軸器功能、制造現場的實際情況、生產率等，為了在熱處理前的中間部件與實施了熱處理的成品部件的多個形態下管理杯狀構件，在一個聯軸器尺寸中設定多個種類(多個編號)的杯狀構件，將這些杯狀構件的上述接合用端面的外徑設為相同尺寸。
[0023]但是，無需一定將杯狀構件的接合用端面的外徑與軸構件的接合用端面的外徑設為相同尺寸，例如，可以考慮焊接焊道的狀態等，形成使軸構件的接合用端面的外徑比杯狀構件的接合用端面的外徑稍小、或者相反使軸構件的接合用端面的外徑比杯狀構件的接合用端面的外徑稍大等適當的尺寸差。在本說明書中，將杯狀構件與軸構件的接合用端面的外徑針對每個聯軸器尺寸而設定為相同尺寸是指，包括在杯狀構件的接合用端面的外徑與軸構件的接合用端面的外徑