(57)【要約】【課題】外側継手部材を安定して精度良く成形することのできる製造方法を提供する。【解決手段】第１の鍛造加工をカップ部１１’の外径側に材料を逃がすバリ出し鍛造で行うと、カップ部１１’の開口側端面１５’はパンチ６０の肩面６３で拘束されるため、カップ部深さＬを一定にすることができる。こうしてカップ部深さＬを一定にした成形品１ｄに第２の鍛造加工を施すことにより、外側継手部材を安定して精度良く成形することができる。また、バリ３がカップ部１１’の外径側に形成されることで、バリ３を軸方向に打ち抜くことにより容易に除去することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
等速自在継手に組み込まれ、内周に内側継手部材を収容するカップ部を備えた外側継手部材を製造するための方法であって、
カップ部を少なくとも２段階の鍛造加工で成形するに際し、第１の鍛造加工でカップ部の外径側に材料を逃がしてバリを形成し、このバリを除去した後、第２の鍛造加工を施す外側継手部材の製造方法。
【請求項２】
第２の鍛造加工で、カップ部の開口側端面に内周チャンファを成形する請求項１の外側継手部材の製造方法。
【請求項３】
第２の鍛造加工で、カップ部の開口側端面に外周チャンファを成形する請求項１の外側継手部材の製造方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の方法により製造した等速自在継手の外側継手部材。
【請求項５】
請求項４記載の外側継手部材を有する等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速自在継手に組み込まれる外側継手部材の製造方法、およびその方法で製造された外側継手部材、ならびにその外側継手部材を有する等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
等速自在継手は、例えば自動車のドライブシャフトに使用され、内側継手部材と外側継手部材との間で角度変位を許容しながらトルクを等速伝達するものである。このような等速自在継手として、内側継手部材と外側継手部材との間にボールを介在させたもの（例えばツェッパ型）や、ローラを介在させたもの（例えばトリポート型）が知られている。
【０００３】
上記のような等速自在継手の外側継手部材は、内周に内側継手部材を収容するカップ部を有し、このカップ部の内周面にボールあるいはローラを案内するためのトラック溝が形成される。このような外側継手部材の製造方法として、例えば特許文献１には、第１の鍛造加工（押し出し成形）でカップ部を荒成形した後、第２の鍛造加工（最終しごき成形）で最終的な仕上げ加工を施す方法が示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１７９４７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の成形方法では、第１の鍛造加工においてカップ部開口側へ材料を逃がしているため、成形品にはカップ部開口側へ延びたバリが形成され、このバリの長さによって成形品ごとのカップ部深さにバラつきが生じることとなる。カップ部深さがバラつくと、第２の鍛造加工の金型による加圧状態等が成形品ごとに異なり、安定した成形が困難となる。かかる不具合を回避するためには、第１の鍛造加工で生じたバリを除去すればよいが、このバリはカップ部の開口部から軸方向に延びているため、旋削等の機械加工で除去する必要があり、手間がかかる上、加工粉が継手内部にコンタミとして混入する恐れがある。
【０００６】
本発明の課題は、外側継手部材を安定して精度良く成形することのできる製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は、等速自在継手に組み込まれ、内周に内側継手部材を収容するカップ部を備えた外側継手部材を製造するための方法であって、カップ部を少なくとも２段階の鍛造加工で成形するに際し、第１の鍛造加工をカップ部の外径側に材料を逃がしてバリを形成し、このバリを除去した後、第２の鍛造加工を施すものである。
【０００８】
このように、本発明の製造方法では、第１の鍛造加工をカップ部の外径側に材料を逃がすバリ出し鍛造で行う。このように、材料をカップ部の外径面に逃がすことで、カップ部の開口側端面及び内面を金型で成形することができるため、カップ部深さを一定にすることができる。こうして成形品ごとのカップ深さを一定にすることで、外側継手部材をその後の第２の鍛造加工により安定して精度良く成形することができる。また、バリがカップ部の外径側に形成されるため、軸方向の打ち抜き加工等により、容易且つ加工粉をほとんど生じることなくバリを除去することができる。
【０００９】
また、第１の鍛造加工で生じたバリを除去することにより、成形品の余分な材料を省くことができ、材料の量を精度良く設定することができる。これにより、第２の鍛造加工を施した際、金型内に過不足なく材料を満たすことができるため、カップ部の開口側端面等を確実に成形することができる。特に、第２の鍛造加工でカップ部の開口側端面に内周チャンファや外周チャンファを成形する場合は、本発明により成形品の材料の量を精度良く設定することが有効となる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明の製造方法によると、外側継手部材を安定して精度良く成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１に示すトリポード型等速自在継手は、本発明の製造方法が適用される外側継手部材としての外輪１０と、内側継手部材としてのトリポード部材２０と、外輪１０とトリポード部材２０との間に介在されたローラアセンブリ３０とを主に備える。
【００１３】
外輪１０は、内周にトリポード部材２０を収容したカップ部１１と、カップ部１１の閉塞側から軸方向に延びたステム部１２とからなる。カップ部１１の内周面の円周方向等分位置には、３本のトラック溝１３が形成してある。各トラック溝１３は外輪１０の軸方向に延び、向かい合った側壁にローラ案内面１４が形成してある。外輪１０の横断面（図２）は、円周方向に交互に現れる小内径部１６と大内径部１８とをローラ案内面１４で接続した花冠状を呈している。外輪１０の開口側端面１５には、内周チャンファ１５ａ及び外周チャンファ１５ｂが形成される。トラック溝１３の円周方向間領域で、内周チャンファ１５ａの内径側には、テーパ面１５ｃが形成される。継手の最大折曲時には、このテーパ面１５ｃがトリポード部材２０から延びたシャフト４０と当接する。開口側端面１５のうち、内周チャンファ１５ａ、外周チャンファ１５ｂは鍛造加工で成形された面であり、その他の部分、すなわち内周及び外周チャンファ１５ａ、１５ｂの間の平坦面は、必要に応じて研削加工が施されている。
【００１４】
トリポード部材２０は、スプライン（またはセレーション。以下同じ。）孔２１をもったボス２２と、ボス２２の円周方向等分位置から半径方向に突出した３本の脚軸２３とを一体に有する。スプライン孔２１にはシャフト４０のスプライン軸部が挿入され、止め輪２４で抜け止めをしてある。
【００１５】
各脚軸２３の外周にローラアセンブリ３０が配置してある。ローラアセンブリ３０は、複数の転動体３３を介して相対回転自在のアウタローラ３１とインナローラ３２とで構成されている。転動体３３はここでは針状ころで、アウタローラ３１の円筒形内周面およびインナローラ３２の円筒形外周面が、針状ころが転動する軌道面となっている。アウタローラ３１の内周面に形成した輪溝に装着したワッシャ３４でインナローラ３２および転動体３３の抜け止めをしてある。
【００１６】
インナローラ３２の内周面の母線形状は軸方向の中央部が凸となった曲線である。このため、インナローラ３２ひいてはローラアセンブリ３０は、脚軸２３に対し、回転、首振り、軸方向移動が可能である。
【００１７】
アウタローラ３１の外周面は球面の一部すなわち部分球面状であり、ローラ案内面１４とアンギュラコンタクトする。アウタローラ３１とローラ案内面１４とがアンギュラコンタクトをなすことによって、ローラアセンブリ３０の姿勢が一層安定し、ローラアセンブリ３０がローラ案内面１４上をより少ない抵抗で転動することができる。なお、別の実施の形態として、アウタローラ３１とローラ案内面１４とがサーキュラコンタクトをなすようにしてもよい。
【００１８】
以下、本発明に係る外輪１０（外側継手部材）の製造方法を説明する。
【００１９】
まず、図３（ａ）に示す棒状素材１に、前方押し出しによる鍛造加工を施して一方のエッジを丸め、図３（ｂ）に示す成形品１ａを形成する。この成形品１ａにさらに前方押し出し加工を施して、エッジを丸めた側にステム部１２を形成し、図３（ｃ）に示す成形品１ｂを得る。その後、据え込み鍛造加工により、成形品１ｂのステム部１２と軸方向反対側に据え込み部２を成形し、図３（ｄ）に示す成形品１ｃを得る。
【００２０】
この成形品１ｃの据え込み部２に、第１の鍛造加工を施してカップ部１１を荒成形する。すなわち、この第１の鍛造加工により、後にカップ部１１となる予備カップ部１１’を成形する。この第１の鍛造加工は、例えば図４に示すような後方押し出しによる熱間バリ出し鍛造で行われ、例えば成形品１ｃを６８０℃〜９８０℃の範囲内まで昇温した状態で行われる。この工程で使用される金型は、図４に示すようなダイス５０及びパンチ６０からなり、ダイス５０は、成形品１ｃのステム部１２及び据え込み部２の外周面が嵌合する内孔５１を有する。パンチ６０は、予備カップ部１１’の花冠状内周面１１ａ’（図５（ａ）参照）を成形する成形部６１と、後にテーパ面１５ｃとなる予備テーパ面１５ｃ’を成形するテーパ部６２と、予備カップ部１１’の開口側端面１５’を成形する肩面６３とを備える。
【００２１】
この工程は、図４に示すように、ダイス５０の内孔５１に成形品１ｃを嵌合させて配置した状態で、上方からパンチ６０で据え込み部２を押し込むことで行われる。これにより、据え込み部２の材料が図４で矢印で示すように上方へ塑性流動して予備カップ部１１’が成形される。余分な材料は、ダイス５０の端面５２とパンチ６０の肩面６３との間の軸方向隙間から外径側へ向けて延び、予備カップ部１１’の開口部の外径側にバリ３が形成される。このように、材料を予備カップ部１１’の外径側へ逃がすことにより、予備カップ部１１’の開口側端面１５’、内周面１１ａ’、及び内底面１１ｂ’をパンチ６０で成形することができる。これにより、予備カップ部１１’の開口側端面１５’と内底面１１ｂ’との軸方向距離Ｌ、すなわち予備カップ部１１’の成形品ごとのカップ深さＬを一定とすることができる。
【００２２】
次に、図５（ａ）に示す成形品１ｄに形成されたバリ３を、軸方向に打ち抜いて除去する（図５（ｂ）参照）。本発明では、バリ３が外径方向に延びて形成されるため、バリ３を軸方向の打ち抜き加工により容易且つ加工粉をほとんど発生させることなく除去することができる。こうして、バリ３を除去することにより、成形品１ｅの形状を揃えることができると共に、図３（ａ）に示す棒状素材１の重量に製品ごとのバラつきがある場合でも、この工程で成形品１ｅの材料の量を均一化することができる。
【００２３】
次に、成形品１ｅに第２の鍛造加工を施して、カップ部１１を成形する。この第２の鍛造加工は、例えば図６に示すような冷間しごき鍛造加工で行われる。この工程で使用される金型は、台座７１、しごきパンチ７２、及びしごきダイス７３とからなる。台座７１は、成形品１ｅのステム部１２が挿入される内孔７１ａと、成形品１ｅの予備カップ部１１’の底面を支持する支持面７１ｂとを有する。しごきパンチ７２の外周面は、トラック溝１３を成形する溝成形部７２ａと、カップ部１１の開口側端面１５の内周チャンファ１５ａを成形する内周チャンファ成形部７２ｂと、カップ部１１のテーパ面１５ｃを成形するテーパ面成形部７２ｃとを有し、カップ部１１の内面形状に対応した形状を成している。しごきダイス７３の内周面は、カップ部１１の外周面を成形する成形面７３ａと、カップ部１１の開口側端面１５の外周チャンファ１５ｂを成形する外周チャンファ成形部７３ｂと、成形面７３ａの下端部から下方へ延び、下方に向けて漸次拡径したテーパ状のガイド部７３ｃとを有する。成形面７３ａは、予備カップ部１１’の外径よりも小径で、カップ部１１の外周面形状に対応した形状を成している。
【００２４】
この工程では、まず図６（ａ）に示すように、成形品１ｅを台座７１の上に載置した状態で、予備カップ部１１’の内周にしごきパンチ７２を挿入する。このとき、しごきパンチ７２の外周面と予備カップ部１１’とは、微小隙間を介して嵌合している。この状態で、成形品１ｅの上方よりしごきダイス７３を相対的に降下させると、予備カップ部１１’の開口部がしごきダイス７３のガイド部７３ｃと当接する（図６（ａ）の状態）。さらにしごきダイス７３を降下させると、予備カップ部１１’がガイド部７３ｃで案内されながらしごきダイス７３の成形面７３ａとしごきパンチ７２の外周面との間に押し込まれ、予備カップ部１１’の材料が上方へ塑性流動しながら成形される。しごきダイス７３が所定位置まで降下すると、材料が内周チャンファ成形部７２ｂ、外周チャンファ成形部７３ｂ、及びテーパ面成形部７２ｄまで達し、これによりカップ部１１の内周チャンファ１５ａ、外周チャンファ１５ｂ、及びテーパ面１５ｃが成形され、外側継手部材１０が完成する（図６（ｂ）参照）。
【００２５】
本発明では、カップ部１１を成形する第２の鍛造加工（しごき鍛造工程）の直前に、第１の鍛造加工（バリ出し鍛造加工）で生じたバリを除去することで、しごき工程の金型に供給される成形品１ｅの形状及び材料の量を均一化している。これにより、金型の設計を成形品１ｅの形状に基づいて精度良く行えば、第２の鍛造加工において、塑性流動した成形品１ｅの材料を金型内に過不足なく満たすことができる。従って、確実に金型の内周チャンファ成形部７２ｂ及び外周チャンファ成形部７３ｂまで到達させ、カップ部１１の内周チャンファ１５ａ及び外周チャンファ１５ｂを確実に成形することができる。また、成形品１ｅの材料の量が正確に規定されることで、しごきパンチ７２の内周チャンファ成形部７２ｂとしごきダイス７３の外周チャンファ成形部７３ｂとの間の逃げ部Ａ（図６（ｂ）参照）からはみ出す材料を極小とすることができるため、しごき工程後のカップ部１１の端面１５の研削加工が容易、あるいは不要となる。
【００２６】
以上の説明では、外側継手部材を２段階の鍛造加工で成形しているが、これに限らず、上記の第１及び第２の鍛造加工を含む３段階以上の鍛造加工で成形してもよい。
【００２７】
また、以上の説明では、本発明がトリポード型等速自在継手の外側継手部材に適用される場合を示したが、これに限らず、ツェッパ型、ダブルオフセット型等、他の等速自在継手の外側継手部材にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】トリポード型等速自在継手の縦断面図である。
【図２】外側継手部材の上面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、外側継手部材の成形工程の一部を示す正面図である。
【図４】バリ出し鍛造加工（第１の鍛造加工）を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、外側継手部材の成形工程の一部を示す断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、しごき鍛造加工（第２の鍛造加工）を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０   外輪（外側継手部材）
１１   カップ部
１２   ステム部
１３   トラック溝
１５   開口側端面
１５ａ 内周チャンファ
１５ｂ 外周チャンファ
１５ｃ テーパ面
２０   トリポード部材
３０   ローラアセンブリ
４０   シャフト
１     棒状素材
１ａ〜１ｅ    成形品
２     据え込み部
３     バリ
５０   ダイス
６０   パンチ
７１   台座
７２   パンチ
７３   ダイス
Ａ     逃げ部
Ｌ     カップ部深さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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