CN101031728B

CN101031728B - 无端式套管固定卡箍及其制造方法

Info

Publication number: CN101031728B
Application number: CN200580033329.7A
Authority: CN
Inventors: 荻野隆司; 逸见义宏; 池田博
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2005-09-28
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2025-09-28
Also published as: CN101031728A; JP4729688B2; WO2006035832A1; EP1811186A4; EP1811186A1; US20080250610A1; JP2006105176A; EP1811186B1; US7657975B2

Abstract

本发明通过防止与进行箍紧的套管的相对旋转，从而不会降低卡箍的箍紧力，进而防止润滑油的泄漏，同时可以用简单的加工工序进行制造。无端式套管固定卡箍(1)形成为无端环形，利用塑性变形来减小直径，从而箍紧套管的外周。无端式套管固定卡箍(1)全部由Al-Mg-Si合金形成，且在内表面设置有使箍紧套管的表面压力变化的表面压力变化部(3)。

Description

无端式套管固定卡箍及其制造方法

技术领域

本发明涉及用于将橡胶或树脂等形成的套管箍紧固定在汽车的等速联轴器上的无端式套管固定卡箍及其制造方法。

背景技术

在汽车的等速联轴器中，将由橡胶或树脂等制成的套管包覆在正对的管状部件上而进行连接，而且，在等速联轴器中，为了在旋转时或掌舵时保持联轴器部分的润滑性而填充有润滑油。为了防止该润滑油从套管中泄漏，同时防止灰尘或水侵入套管的内部，使用一种将套管固定在管状部件上的套管卡箍。作为这种套管卡箍，已知有专利文献1中所述结构的套管卡箍。

专利文献1所述的套管卡箍形成为如下结构：在由金属形成的带状部件的一个端部设置有凸部，并且在另一端部设置有与凸部连接的凹部。按照下述使用该套管卡箍：使套管卡箍的凸部和凹部嵌合，从而形成为具有比套管的外径大一些的内径的环形，使用专用的箍紧机使卡箍通过塑性变形而减小直径，从而箍紧套管。

在这样的套管卡箍中，当使卡箍减小直径时，则向卡箍的宽度方向作用拉力，并向厚度方向作用压缩力，这些负荷集中于凸部和凹部嵌合后的结合部位，且当负荷过大时，会发生如下不良情况：结合部位上由于不能获得充分的箍紧力而导致润滑油泄漏，或者结合部位被损坏。为了防止发生这种不良情况，必须使卡箍的板厚加厚或增加板宽以增大结合部位的截面面积。但是，当板厚加厚时套管卡箍体积会增大，必须增大高度方向的空间，另一方面，当增加板宽时，必须增大宽度方向的空间，所以存在不能在等速联轴器等的狭窄位置上使用的问题。

鉴于以上问题而使用一种从最初就形成为无端环形的套管卡箍。也就是说，使用一种具有比套管的外径稍大的内径的环形套管卡箍，在将套管插入该套管卡箍内的状态下利用箍紧机使内径减小，从而箍紧并固定套管。作为这种无端环形的套管卡箍，已知有例如专利文献2所述的结构。

专利文献1：日本特许第3253610号公报

专利文献2：日本特开2002-70813号公报

在上述无端环形的套管卡箍上，因为圆周方向的任意部分的截面形状都是不变的，所以箍紧时由内表面对套管所产生的表面压力在圆周的所有位置上都是均匀的。但是，当这种表面压力均匀时，在振动或转动惯量、冲击等作用的运动环境下，套管与套管卡箍容易相对运动而发生相对旋转。因为该相对旋转使套管与套管卡箍之间产生摩擦力，使脆弱的套管发生磨损，所以套管卡箍对套管的箍紧力减小。由于该箍紧力减小，从而产生润滑油从套管内泄漏的问题。

另外，利用挤压成形等将钢坯成形为长管，将该管切割成预定宽度，从而制成无端环形套管卡箍，但是，在对管进行镀金等防锈加工的情况下，将管切割成预定宽度时，由于该切割面露出，所以在制成套管卡箍之后，需要再次进行防锈加工。因此，存在加工工序增加且处理较麻烦的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供无端式套管固定卡箍及其制造方法，该无端式套管虽然是无端环形的，但通过防止与套管的相对旋转，从而不会降低套管箍紧力，可以防止润滑油泄漏，而且可以用简单的加工工序来制造。

权利要求1记载的发明是无端式套管固定卡箍，形成为无端环状，利用塑性变形减小直径而箍紧套管的外周，其特征在于，无端式套管固定卡箍全部由Al-Mg-Si合金形成，在内表面设置有用于改变箍紧套管的表面压力的表面压力变化部。

在权利要求1记载的发明中，因为设置在卡箍内表面上的表面压力变化部使箍紧套管的表面压力发生变化，所以表面压力不是均匀的，套管不会发生相对旋转。因此，不会产生由于相对旋转使套管磨损，且可以对套管保持最初的箍紧力。由此，可以防止套管内润滑油的泄漏。

另外，因为由Al-Mg-Si合金形成整体，从而可具有与箍紧套管的负荷对应的强度，且可具有耐久性。而且，因为Al-Mg-Si合金具有耐腐蚀性，所以不需要镀金等防锈加工。因此，即使进行切割加工，也不需要对切割面进行防锈加工，从而可以用简单的加工工序制造而成。

根据权利要求2记载的发明，在权利要求1记载的无端式套管固定卡箍的基础上，其特征在于，所述表面压力变化部形成为在与板宽方向大致平行的方向上延伸。

在权利要求2记载的发明中，表面压力变化部在与板宽度方向大致平行的方向上延伸，使表面压力变化部发挥如下作用：在与套管的相对旋转相交叉的方向上改变表面压力。因此，能可靠地阻止卡箍和套管的相对旋转。

根据权利要求3记载的发明，在权利要求1记载的无端式套管固定卡箍的基础上，其特征在于，所述表面压力变化部是在与板宽度方向大致平行的方向上延伸、且在整个内表面上形成的凹凸部。

在权利要求3记载的发明中，由于表面压力变化部在与板宽度方向大致水平的方向上延伸，所以与权利要求2记载的发明相同，可以阻止卡箍和套管的相对旋转。而且，在该发明中，表面压力变化部是由形成在整个卡箍内表面上的凹凸部构成，凹凸部在整个卡箍内表面上防止与套管的相对旋转，所以能进一步可靠地防止相对旋转。

权利要求4记载的发明是无端式套管固定卡箍的制造方法，其特征在于包括：成形工序，对由Al-Mg-Si合金形成的钢坯进行挤压成形，成形无端环状的管，而且，在管成形的同时，在管的内表面形成在与管的长度方向大致平行的方向上延伸的表面压力变化部；切割工序，将管冷却后切割成预定长度的管材；硬化工序，通过对管材进行时效硬化处理而使所述合金硬化；以及将时效硬化处理后的管材切割成预定宽度形成环形体的工序。

在权利要求4记载的发明中，在将钢坯挤压成形而成形管时，同时在管的内表面上形成表面压力变化部，然后切割成管材，进行时效硬化处理，切割成预定宽度，由此形成环形体，所以不需要对各环形体加工表面压力变化部，可以容易地进行加工。另外，因为利用Al-Mg-Si合金制成管，所以不需要对从管得到的各个环形体进行镀金等防锈加工。因此，可以通过简单的加工工序进行制造，且适合于大批量生产。

根据本发明的无端式套管固定卡箍，通过在卡箍的内表面设置表面压力变化部，从而可以防止套管的相对旋转，所以套管不会产生磨损，可对套管保持原有的箍紧力，进而可防止套管内润滑油泄漏。另外，通过由Al-Mg-Si合金形成整体，从而具有良好的耐腐蚀性，因此，即使进行切割加工，也不需要对切割面进行防锈处理，可以通过简单的加工工序进行制造。

根据本发明的无端式套管固定卡箍的制造方法，在进行管的挤压成形的同时在管的内表面形成表面压力变化部，所以不需要对由管得到的各环形体加工表面压力变化部，而且，使用具有耐腐蚀性的Al-Mg-Si合金作为材料，因而不需要进行防锈加工，可通过简单的加工工序来制造。

附图说明

图1是本发明一实施方式的套管固定卡箍的立体图。

图2是图1中M部的放大立体图。

图3是表示实施方式中的凹凸部的尺寸的主视图。

图4是定性地表示凹凸部中的凸部与表面压力的关系的特性图。

图5是定性地表示凹凸部中的凸部的角度与表面压力的关系图。

图6是用于说明利用塑性变形使直径缩小的作用的主视图。

图7是表示套管固定卡箍的制造工序的工序图。

图8是表示本发明其他实施方式的套管固定卡箍的主视图。

符号说明

1、21、31套管固定卡箍

2 卡箍本体

2a 卡箍本体的内表面

3 凹凸部(表面压力变化部)

4 凸部

5 凹部

具体实施方式

图1是本发明一实施方式的无端式套管固定卡箍1的立体图，图2是图1中M部的放大立体图。

无端式套管固定卡箍(以下称为套管固定卡箍)1包括卡箍本体2、作为形成在卡箍本体2内表面上的表面压力变化部的凹凸部3。为了将使用于汽车的等速联轴器(未图示)上的、由橡胶或树脂制成的套管(未图示)箍紧在等速联轴器的管状部件上，而使用该套管固定卡箍1。

卡箍本体2成形为具有比作为箍紧对象的套管的外径稍大的内径的无端环形(圆环状)。在将套管插入卡箍本体2内的状态下，使用专用的箍紧机使卡箍本体2发生塑性变形而减小直径，从而箍紧套管。这样，通过使卡箍本体2形成为无端环形，从而不需要使用带状的卡箍。因此，不需要如带状的卡箍那样，在两端部设置用于形成环形的结合部位，且没有必要再考虑由于结合部位的箍紧力降低引起润滑油泄漏或结合部位破损。因此，没有必要增大板厚或板宽，可以在小空间内很好地使用。

凹凸部3形成在卡箍本体2的整个内表面2a上。在该实施方式中，凹凸形成为三角形截面，通过使该三角形截面连续而形成凹凸部3。此外，凹凸部3可以是矩形截面、梯形截面或圆弧截面。

凹凸部3形成为在与卡箍本体2的板宽度方向大致平行的方向上延伸，由此，凹凸部3在板宽度方向上横跨卡箍本体2的内表面2a。通过在卡箍本体2的整个内表面2a上形成这样的凹凸部3，可以在凹凸部的凸部顶点上形成增大局部表面压力的部分。因此，套管固定卡箍1施加在套管上的表面压力不均匀，即使在振动或转动惯量、冲击等作用的运动环境下，套管固定卡箍1与套管也不会相对旋转。因此，不会产生由相对旋转引起的套管侧的磨耗，套管固定卡箍1可以对套管保持原有的箍紧力，从而能可靠地防止套管内润滑油的泄漏。

图3表示该实施方式的凹凸部3的尺寸关系，图4及图5是定性地表示该尺寸关系中的、与表面压力的关系的特性图。

在图3中，符号4是凹凸部3中的凸部，符号5是凹凸部3中的凹部，其三角形截面利用半径(R)平滑地连接。另外，尺寸C是凸部4与凹部5之间的距离(振幅)，角度D是凸部4的扩展角。当卡箍本体2的板厚为1.7mm、且将后述的Al-Mg-Si合金作为卡箍本体2的材质时，凸部4的R优选为0.1～0.4mm的范围，凹部5的R优选为0.1～0.4mm的范围，振幅优选为0.2～0.5mm的范围，角度优选为70～90°的范围。

在该实施方式中，当凸部4的R超过0.4mm时，如图4所示，由于增大局部表面压力的效果降低，所以防止与套管发生相对错位的效果降低，于是套管发生相对旋转，因而不优选。当凸部4的R小于0.1mm时，与具有可增大局部表面压力的效果相反，由于划伤套管等，对套管的破坏变大，套管容易破损，所以不优选。

当箍紧套管时，负荷作用在凹部5上，于是负荷应力集中在凹部5。此时，当凹部5的R小于0.1mm时，由于耐破坏强度降低，所以凹部5优选在上述尺寸范围内。

当振幅C小于0.2mm时，凹凸部3的突起量较小，所以不能获得增大局部表面压力的效果，套管发生相对旋转，因而不优选。当振幅C超过0.5mm时，对应地，该部分的卡箍本体2的板厚减小，耐破坏强度降低，因而不优选。此外，当振幅C超过0.5mm时，利用套管的箍紧，由于套管进入凹部5时的后退而产生间隙，所以在凹部5上产生的表面压力减小，套管内的润滑油发生泄漏，因此不优选。

角度D如图5所示，表面压力为最大时的角度处于70°～90°的范围内。在此，当角度D小于70°时，形成为凸部4尖锐的锐角，应力集中在凹部5上，因而不优选。当角度D超过90°时，凸部4与凹部5之间的间距变大，其距离变宽。因此，增大局部表面压力的效果降低，套管发生相对旋转，因此不优选。

此外，如上所述，在卡箍本体2的板厚为1.7mm、材质是Al-Mg-Si合金、凹凸部3是用R平滑连接的三角形截面时，即使这些条件中有一个不同时，上述凸部4、凹部5、振幅C及角度D的尺寸的最适合尺寸将发生变化。

图6示出该实施方式中的其他作用。在该实施方式中，通过使三角形截面以等间距连续地配置而形成凹凸部3。这样，当利用塑性变形使卡箍本体2减小直径时，如图6(a)所示，凹部5两侧的凸部4以凹部5为起点沿箭头方向折叠。由此，如图6(b)所示，对应卡箍本体2减小直径时的塑性变形，凸部4均匀地位移，因此能可靠地箍紧套管整体。

图7表示套管固定卡箍1的制造工序。卡箍本体2、即套管固定卡箍1是由Al-Mg-Si合金一体形成的。作为Al-Mg-Si合金，例如，作为JISH4100中所记载的合金，可以使用例如A6063等。该Al-Mg-Si合金不仅具有强度，而且具有耐腐蚀性、不易生锈的特性。

在工序11中，由该Al-Mg-Si合金成形钢坯。作为钢坯，优选圆柱形状等的毛坯。

在工序12中，使用钢坯2进行挤压成形。在挤压成形时，通过加热钢坯来提供加工性。通过在该加热状态下沿圆柱形的模具挤压钢坯，从而进行热挤压而成形管。此时，在模具的外表面形成有使图2的凹凸部逆转的凹凸部。这样，在沿着模具挤压钢坯的同时在管内表面上形成凹凸部3。

在工序13中，利用水或空气对挤压成形后的管冷却使其硬化，在工序14中，将挤压成形后的管一次切割。通过该一次切割而形成为预定长度的管材，提高了运输等操作性以及后面工序中的加工性。

在工序15中，对切割后的管材进行时效硬化处理。随着时效硬化处理的热处理时的温度上升，金属分子的固溶度增大，从过饱和固溶物中析出作为金属间化合物的Mg₂Si，所以合金硬化。通过该硬化，可以对套管固定卡箍1施加强度。

在工序16中，将进行了时效硬化处理的管材按预定宽度切割形成环形体。该环形体成为套管固定卡箍1的母体。如工序17所示，对该环形体实施端面处理。端面处理是通过进行滚磨对环形体的切割面进行去飞边或除锐角处理。另外，这种端面处理是根据情况进行的，在环形体的切割状态良好时不需要进行。

在上述制造方法中，利用钢坯的挤压成形来成形管时，同时在管的内表面形成用作表面压力变化部的凹凸部3，然后，由管成形环形体，所以不需要对各环形体、即各套管固定卡箍1加工凹凸部3。因此，可简单地加工具有凹凸部3的套管固定卡箍1。

此外，因为由Al-Mg-Si合金形成整个管，所以不需要对切割管而得到的各套管固定卡箍1进行镀金等防锈加工。因此，可以用简单的加工工序进行制造，从而可以适用于大批量生产。

图8分别表示本发明其他实施方式的套管固定卡箍21、31。在图8(a)所示的套管固定卡箍21中，在无端环形的卡箍本体2的内表面的四等分位置上形成有凸起部22，在图8(b)所示的套管固定卡箍31中，在无端环形的卡箍本体2的内表面的一个位置上形成有凸起部32。作为凸起部22、32可以形成三角形截面、圆弧截面、矩形截面、梯形截面、以及其他的截面形状。

各凸起部22、32形成为与卡箍本体2的板宽度方向(贯通纸面的方向)大致平行，从而在宽度方向上横跨卡箍本体2的内表面，该凸起部22、32使箍紧套管的表面压力发生变化。因此，凸起部22、32形成为与上述凹凸部3相同的表面压力变化部，可以防止套管的相对转动，从而可以防止润滑油的泄漏。

另外，在图8的实施方式中，也是由Al-Mg-Si合金形成整个卡箍本体2，因此，不需要镀金等防锈加工，可以用简单的加工工序来制造。

本发明不局限于以上实施方式，可以进行各种变形。例如，作为图1及图2所示的凹凸部3、图8所示的凸起部22、32，可以不在板宽的全长上形成，而是在板宽的宽度方向的一部分上形成，这种情况下也可以起到用作防止卡箍本体2相对旋转的表面压力变化部的作用。另外，凸起部22、32的数量不局限于图8所示，只要形成有至少一个或一个以上的凸起部即可。而且，在卡箍本体2的内表面形成的凹凸部3或凸起部22、32也可以不是在挤压成形管的同时形成，而是利用后续加工来形成。

产业上的可利用性

利用本发明的无端式套管固定卡箍，可以防止套管的相对旋转，不会产生套管的磨耗，因此，可以保持对套管的箍紧力，并且，可以防止套管内润滑油的泄漏。

Claims

1.一种无端式套管固定卡箍，形成为无端环状，环状体在插有套管的状态下利用塑性变形减小直径而箍紧套管的外周，其特征在于：

整个无端式套管固定卡箍由Al-Mg-Si合金形成，在内表面设置有用于改变箍紧套管的表面压力的表面压力变化部，所述表面压力变化部由凹凸部构成，在所述凹凸部中交替地连续形成有沿卡箍的板宽度方向平行延伸的三角形截面的凸部和三角形截面的凹部，且在卡箍的全部内表面上，沿卡箍的圆周方向等间距地连续形成有所述凹凸部，通过所述减小直径所述凸部以所述凹部为起点折叠。