等速万向联轴器的外侧联轴器构件及其制造方法技术

在通过对杯状构件(12a)和轴构件(13a)进行焊接而成的等速万向联轴器的外侧联轴器构件(11)中，杯状构件(12a)和轴构件(13a)由中高碳钢构成。杯状构件(12a)呈在一端开口的有底筒状，且包括筒状部(12a1)、底部(12a2)以及从底部(12a2)突出且在端部形成有接合用端面(50)的实心轴状的短轴部(12a3)。轴构件(13a)为实心轴状且在一端形成有接合用端面(51)。通过使杯状构件(12a)的接合用端面(50)和轴构件(13a)的接合用端面(51)对接并从外侧沿径向照射高能密度束流来形成焊接部(49)，焊接部(49)的熔融金属的组织为铁素体和粒状渗碳体的混合相。由此，防止了对杯状构件和轴构件进行焊接而成的等速万向联轴器的外侧联轴器构件的焊接部的裂纹。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种等速万向联轴器的外侧联轴器构件及其制造方法，更详细而言，涉及一种对杯状构件与轴构件进行焊接而制造的接合类型的外侧联轴器构件及其制造方法。
技术介绍
构成机动车、各种工业机械的动力传递系统的等速万向联轴器将驱动侧与从动侧的两轴能够传递转矩地连结，并且，即使所述两轴具有工作角也能够等速地传递旋转转矩。等速万向联轴器大致分为仅允许角度位移的固定式等速万向联轴器、允许角度位移以及轴向位移双方的滑动式等速万向联轴器。例如，在机动车的从发动机向驱动车轮传递动力的驱动轴中，在差速器侧(内盘侧)使用滑动式等速万向联轴器，在驱动车轮侧(外盘侧)使用固定式等速万向联轴器。无论固定式、滑动式，等速万向联轴器作为其主要的构成要素而具备内侧联轴器构件、外侧联轴器构件和转矩传递构件。并且，外侧联轴器构件具有杯状部和轴部，在杯状部的内周面形成有供转矩传递构件滚动的滚道槽，轴部从杯状部的底部沿轴向延伸。就该外侧联轴器构件而言，多数情况下通过对实心的棒状材料即圆棒实施锻造加工、减薄拉伸加工等的塑性加工、切削加工、热处理、磨削加工等而将杯状部与轴部一体成形(参照专利文献1的图4、图8)。但是，存在使用轴部的长度比标准长的外侧联轴器构件(长杆型)的情况。例如，为了使左右的驱动轴的长度相等，在一侧的驱动轴的内盘侧等速万向联轴器采用长杆型。在该情况下，利用支承轴承旋转自如地支承轴部。长杆型的轴部的长度根据车型而有所不同，但大致为300～400mm左右。长杆型的外侧联轴器构件由于轴部为长条，因此，难以将杯状部与轴部高精度地一体成形。因此，公知分别制作杯状部和轴部后通过摩擦压接进行接合的技术(专利文献2)。专利文献2记载的外侧联轴器构件的摩擦压接技术的概要如下所述。首先，如图27所示，通过摩擦压接将杯状构件72与轴构件73接合而制作中间产品71’，接着，去除接合部74的外径侧的毛刺75而获得图28所示那样的外侧联轴器构件71。由于在中间产品71’的接合部74伴随压接而产生毛刺75，因此，通过车削等加工去掉接合部74的外径侧的毛刺75，从而能在外侧联轴器构件71的轴部安装支承轴承(滚动轴承6：参照图1)。虽省略图示，但中间产品71’通过机械加工出花键、挡圈槽等并经由热处理、磨削加工等而成为外侧联轴器构件71的成品件，因此，在外侧联轴器构件71和中间产品71’之间，存在细微部的形状不同的地方。但是，在图27及图28中，为了简化说明，省略细微部的形状的不同点，对于作为成品件的外侧联轴器构件71和中间产品71’的相同的部分标注相同的附图标记。在以下的说明中也同样。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开平11-179477号公报专利文献2：日本特开2012-057696号公报专利文献3：日本特开平05-208280号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题通过摩擦压接而产生的接合部74的毛刺75不但由于摩擦热和之后的冷却而被淬火从而变硬，并且呈向轴向和径向扩展的歪曲的形状。因此，在通过车削加工去除外径侧的毛刺75时，由于高硬度导致车削刀片剧烈磨损，另外，容易因歪曲的形状而导致车削刀片产生缺口。因此，难以提高车削速度，车削刀片的一个循环的切削量较少导致循环数增大，存在周期时间变长、制造成本上升这样的问题。另外，为了检查外侧联轴器构件71的接合部74的接合状态，即使想要进行能够高速探伤的超声波探伤，也会由于残留于接合部74的内径侧的毛刺75而使超声波散射，因而无法确认接合状态。因此，还存在接合之后无法进行基于超声波探伤的全数检查这样的问题。对于上述问题，可以考虑通过采用激光焊接或电子束焊接这样的基于高能密度束流的焊接，来抑制摩擦压接这样的接合部表面的隆起。但是，如图29所示，在使具有从接合用端面沿轴向较长延伸了的空洞部的杯状构件72和轴构件73对接而进行焊接的情况下，形成有容积比较大的空洞部76，由于焊接中的加工热量，导致空洞部76内的压力上升，且在焊接结束后，压力减小。由于这样的空洞部76的内压的变化，产生熔融物的涌出，且产生焊接部的表面的凹陷、熔深不良、内部产生气泡这样的不良情况，从而导致焊接状态恶化。其结果是，焊接部的强度不稳定，对品质带来负面影响。并且，从生产技术方面考虑，明确了在追求电子束焊接的焊接部的品质、可靠性的过程中存在如下的问题。即，明确了：为了使作为机动车用等的批量产品的等速万向联轴器的生产率成立，需要对焊接方法进行研究。具体而言，适用于机动车用驱动轴的等速万向联轴器的外侧联轴器构件的接合部的外径为40～60mm左右，杯状构件与轴构件的对接接合部实质上为实心形态。在这样的实心形态下，由于块较大，因此通过自我冷却而使焊接部成为被骤冷、被淬火的状态，为了通过预热来防止该情况，需要较大的热量输入量。因此，需要考虑了作为机动车用等的批量产品的等速万向联轴器的生产率等条件的对策。就构成等速万向联轴器的外侧联轴器构件的杯状构件和轴构件而言，为了确保强度，使用碳含量较多的中、高碳钢，因此，若直接进行焊接，则焊接部会显著硬化，容易产生裂纹。若举出一例的话，在碳量0.45％的机械结构用碳钢(S45C)的情况下，马氏体的硬度超过HV700。因此，出于降低硬度、确保韧性的目的，考虑进行预热，使焊接后的冷却速度减慢。作为预热的方法，例如，在激光焊接中，能够使用基于高频的短时间加热来实施预热。但是，在电子束焊接的情况下，由于为处于真空中的焊接，因此，高频加热装置的设置困难，要通过电子束实施预热。但是，电子束的热量输入范围较小，因此，若为体积较大的工件的焊接，则预热时的热扩散显著，预热需要较长时间，存在焊接周期时间变长这样的问题。另外，作为通过其他方法能获得同样的效果的方法，存在有如专利文献3那样使用后加热的方法。在专利文献3记载的焊接方法中，将要焊接的构件夹在电极之间并使焊接电流流动，在对接合部进行了焊接之后，断续地反复追加比焊接电流低的电流，从而使焊接部的冷却减慢。但是，若将该方法应用于电子束焊接，则需要追加装置，后加热所需要的时间也变长。本专利技术的目的在于防止通过对杯状构件与轴构件进行焊接而制造成的等速万向联轴器的外侧联轴器构件的焊接部的裂纹。另外，本专利技术的目的在于提供用于不延长焊接周期时间地制造防止了杯状构件与轴构件的焊接部的裂纹的等速万向联轴器的外侧联轴器构件。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术的等速万向联轴器的外侧联轴器构件的杯状部和轴部由独立构件构成，所述杯状部在内周形成有供转矩传递元件滚动的滚道槽，所述轴部形成于该杯状部的底部，并且，所述外侧联轴器构件通过对形成所述杯状部的杯状构件和形成所述轴部的轴构件进行焊接而成，所述等速万向联轴器的外侧联轴器构件的特征在于，所述杯状构件和所述轴构件由中高碳钢构成(碳量为0.25质量％以上)，所述杯状构件呈在一端开口的有底筒状，且包括筒状部、底部以及从所述底部突出且在端部形成有接合用端面的实心轴状的短轴部，所述轴构件为实心轴状且在一端形成有接合用端面，通过使所述杯状构件的接合用端面和所述轴构件的接合用端面对接并从外侧沿径向照射高能密度束流来形成焊接部，所述焊接部的熔融金属的组织为铁素体和粒状渗碳体的混合相。焊接部的熔融金属通过焊接后的骤冷而马氏体化，通过后加热，马氏体消失而成为铁素体与渗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等速万向联轴器的外侧联轴器构件，所述外侧联轴器构件的杯状部和轴部由独立构件构成，所述杯状部在内周形成有供转矩传递元件滚动的滚道槽，所述轴部形成于该杯状部的底部，并且，所述外侧联轴器构件通过对形成所述杯状部的杯状构件和形成所述轴部的轴构件进行焊接而成，所述等速万向联轴器的外侧联轴器构件的特征在于，所述杯状构件和所述轴构件由中高碳钢构成，所述杯状构件呈在一端开口的有底筒状，且包括筒状部、底部以及从所述底部突出且在端部形成有接合用端面的实心轴状的短轴部，所述轴构件为实心轴状且在一端形成有接合用端面，通过使所述杯状构件的接合用端面和所述轴构件的接合用端面对接并从外侧沿径向照射高能密度束流来形成焊接部，所述焊接部的熔融金属的组织为铁素体和粒状渗碳体的混合相。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.18 JP 2014-1254991.一种等速万向联轴器的外侧联轴器构件，所述外侧联轴器构件的杯状部和轴部由独立构件构成，所述杯状部在内周形成有供转矩传递元件滚动的滚道槽，所述轴部形成于该杯状部的底部，并且，所述外侧联轴器构件通过对形成所述杯状部的杯状构件和形成所述轴部的轴构件进行焊接而成，所述等速万向联轴器的外侧联轴器构件的特征在于，所述杯状构件和所述轴构件由中高碳钢构成，所述杯状构件呈在一端开口的有底筒状，且包括筒状部、底部以及从所述底部突出且在端部形成有接合用端面的实心轴状的短轴部，所述轴构件为实心轴状且在一端形成有接合用端面，通过使所述杯状构件的接合用端面和所述轴构件的接合用端面对接并从外侧沿径向照射高能密度束流来形成焊接部，所述焊接部的熔融金属的组织为铁素体和粒状渗碳体的混合相。2.根据权利要求1所述的等速万向联轴器的外侧联轴器构件，其中，所述焊接部的硬度为HV280～HV380。3.一种等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法，其是用于制造权利要求1或2所述的外侧联轴器构件的方法，所述等速万向联轴器的外侧联轴器构件的制造方法的特征在于，在照射高能密度束流而进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：香川大辅，平冈恒哲，铃木慎太郎，中川直树，杉山达朗，小林正纯，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP