(57)【要約】【課題】  多数のサイズの機械要素を芯出し保持するチャック装置の交換時間の削減、取り付け精度の確保、生産効率の向上を可能にする機械要素の製造方法およびチャック装置を提供すること。【解決手段】  内周面又は外周面に軌道溝を有する機械要素２の製造方法であって、前記機械要素の切削加工において、機械要素２を芯出し保持するチャック部６３とシャンク部６４とからなるチャック装置６２を用い、チャック部６３は軌道溝６’を基準にして芯出し保持するために、軌道溝６’に係合する球状部６７を有し、シャンク部６４は、旋盤の主軸５０に着脱される二面拘束形中空テーパシャンクで形成され、チャック部６３とシャンク部６４とが一体構造であることを特徴とする。【選択図】図８
2014233782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面又は外周面に軌道溝を有する機械要素の製造方法であって、
前記機械要素の切削加工において、前記機械要素を芯出し保持するチャック部とシャンク部とからなるチャック装置を用い、前記チャック部は前記軌道溝を基準にして芯出し保持するために、前記軌道溝に係合する球状部を有し、前記シャンク部は、旋盤の主軸に着脱される二面拘束形中空テーパシャンクで形成され、前記チャック部とシャンク部とが一体構造であることを特徴とする機械要素の製造方法。
【請求項２】
前記チャック装置は、複数サイズの機械要素に対してシャンク部の形状および寸法を同一とし、サイズの異なる機械要素を切削加工するためのチャック装置の交換をシャンク部の着脱により行うことを特徴とする請求項１に記載の機械要素の製造方法。
【請求項３】
前記機械要素が等速自在継手の外側継手部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の機械要素の製造方法。
【請求項４】
内周面又は外周面に軌道溝を有する機械要素を芯出し保持するチャック装置であって、
前記チャック装置は、チャック部とシャンク部とからなり、前記チャック部は前記軌道溝を基準にして芯出し保持するために、前記軌道溝に係合する球状部を有し、前記シャンク部は、旋盤の主軸に着脱される二面拘束形中空テーパシャンクで形成され、前記チャック部とシャンク部とが一体構造であることを特徴とするチャック装置。
【請求項５】
前記チャック装置は、複数サイズの機械要素に対して、シャンク部の形状および寸法が同一であることを特徴とする請求項４に記載のチャック装置。
【請求項６】
前記シャンク部は、テーパ接触面は規格どおりの形状および寸法とし、フランジ接触面の面積を規格より大きくしたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のチャック装置。
【請求項７】
前記機械要素が等速自在継手の外側継手部材であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載のチャック装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、機械要素の製造方法およびチャック装置に関し、特に内周面又は外周面に軌道溝を有する機械要素の製造方法およびチャック装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
軌道溝を有する機械要素の一例として等速自在継手がある。自動車や各種産業機械の動力伝達系を構成する等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸をトルク伝達可能に連結すると共に、前記二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達することができる。等速自在継手は、角度変位のみを許容する固定式等速自在継手と、角度変位および軸方向変位の両方を許容する摺動式等速自在継手とに大別され、例えば、自動車のエンジンから駆動車輪に動力を伝達するドライブシャフトにおいては、デフ側（インボード側）に摺動式等速自在継手が使用され、駆動車輪側（アウトボード側）には固定式等速自在継手が使用される。
【０００３】
固定式等速自在継手の一例としてツェッパ型等速自在継手がある。この等速自在継手は、外側継手部材、内側継手部材、トルク伝達ボールおよび保持器を主な構成とする。外側継手部材の球状内周面には複数のトラック溝が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。内側継手部材の球状外周面には、外側継手部材のトラック溝と対向するトラック溝が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間にトルクを伝達する複数のボールが１個ずつ組み込まれている。外側継手部材の球状内周面と内側継手部材の球状外周面の間に、ボールを保持する保持器が配置されている。外側継手部材の外周と、内側継手部材に連結されたシャフトの外周とをブーツで覆い、継手内部には、潤滑剤としてグリースが封入されている。
【０００４】
外側継手部材の球状内周面と嵌合する保持器の球状外周面、および内側継手部材の球状外周面と嵌合する保持器の球状内周面の曲率中心は、いずれも、継手中心に形成されている。これに対して、外側継手部材のトラック溝の曲率中心と、内側継手部材のトラック溝の曲率中心は、継手中心に対して軸方向にそれぞれ等距離オフセットされている。これにより、継手が作動角をとった場合、外側継手部材と内側継手部材の両軸線がなす角度を二等分する平面上にボールが常に案内され、二軸間で等速に回転トルクが伝達されることになる。
【０００５】
摺動式又は固定式を問わず、等速自在継手は主要な構成部材として、内周面にトルク伝達要素が係合するトラック溝を形成したマウス部と、このマウス部の底部から軸方向に延びたステム部とを有する外側継手部材を備えている。この外側継手部材は、中実の棒状素材（バー材）を鍛造加工やしごき加工等の冷間塑性加工、切削、研削加工等の機械加工や熱処理を施すことによって製造される。
【０００６】
固定式等速自在継手であるツェッパ型等速自在継手の外側継手部材の製造方法における外径面の旋削加工工程を説明する。図１３に従来の旋削加工工程を示す。旋盤の主軸１００に面板１０１が取り付けられ、この面板１０１にアジャスタ１０２を介してボールチャック装置１０３が取り付けられている。ボールチャック装置１０３とアジャスタ１０２はボルト１０７により締結され、アジャスタ１０２と面板１０１はボルト１０８により締結されている。ボールチャック装置１０３の先端部１０４に複数の球状部（ボール）１０５が設けられている。外側継手部材の鍛造加工後の素形材２’には、その内周面に複数のトラック溝６’が形成されている。素形材２’のトラック溝６’をボールチャック装置１０３の球状部１０５に係合させて位置決めと芯出しを行い、テールセンター１０６とで挟み込んで、素形材２’を旋盤の主軸１００に固定する。この状態で旋盤を起動させて、素形材２’の外径面を旋削加工する。
【０００７】
特許文献１には、センタリング加工の基準軸線とトラック溝の軸芯を一致させるボールチャック装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３０１２７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、等速自在継手は、許容負荷トルクに応じて多数のサイズがあり、サイズ毎にトルク伝達ボールの直径およびピッチ円直径（ＰＣＤ）が異なり、それによって、トラック溝底の直径寸法も異なっている。そのため、図１３に示すボールチャック装置１０３は、サイズ毎に専用のボールチャック装置１０３を準備する必要がある。サイズの異なるボールチャック装置１０３は、ボルト１０７の嵌挿孔の大きさやピッチ円直径（ＰＣＤ）などが異なってくるので、適合する別のアジャスタ１０２とボールチャック装置１０３をボルト１０７によって締結したセットを多数準備し、加工するサイズに適合したボールチャック装置１０３とアジャスタ１０２のセットを面板１０１にボルト１０７により締結することになる。
【００１０】
そして、外側継手部材のサイズが変わると、ボールチャック装置１０３を交換する必要があるが、その都度、ボールチャック装置１０３とセットされたアジャスタ１０２を面板１０１にボルト１０７により締結する。このとき、旋盤の主軸１００の軸心とボールチャック１０３の軸心の同軸度等、取り付け精度を調整、確認する必要がある。この調整作業には、ピックアップゲージを用いて、ボールチャック装置１０３の球状部１０５の振れを確認しながら、ハンマーなどでボールチャック装置１０３を叩き、振れを抑えながらボルト１０８を締めていく。この作業は、多大な調整時間を必要とする上、作業者の熟練度によっても大きな差が生じる。
【００１１】
さらに加えて、生産形態が従来の大量小品種生産から少量多品種生産へと転換しているが、このことにより段取り頻度が増加し、ボールチャック装置１０３の交換の度に行う取り付け精度の調整作業により、多大な交換作業を必要とするので、生産効率の低下が顕著になる。
【００１２】
特許文献１に記載のボールチャックも、上記のような多数のサイズの等速自在継手に対する生産効率の向上を意図するものではない。
【００１３】
本発明は、前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、多数のサイズの機械要素を芯出し保持するチャック装置の交換時間の削減、取り付け精度の確保、生産効率の向上を可能にする機械要素の製造方法およびチャック装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明者は、上記の目的を達成するため種々検討した結果、チャック装置の着脱に２面拘束形中空テーパシャンクを活用するという新たな着想により、本発明に至った。
【００１５】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、内周面又は外周面に軌道溝を有する機械要素の製造方法であって、前記機械要素の切削加工において、前記機械要素を芯出し保持するチャック部とシャンク部とからなるチャック装置を用い、前記チャック部は、前記軌道溝を基準にして芯出し保持するために、前記軌道溝に係合する球状部を有し、前記シャンク部は、旋盤の主軸に着脱される２面拘束形中空テーパシャンクで形成され、前記チャック部とシャンク部とが一体構造であることを特徴とする。
【００１６】
また、チャック装置としての本発明は、内周面又は外周面に軌道溝を有する機械要素を芯出し保持するチャック装置であって、前記チャック装置は、チャック部とシャンク部とからなり、前記チャック部は、前記軌道溝を基準にして芯出し保持するために、前記軌道溝に係合する球状部を有し、前記シャンク部は、旋盤の主軸に着脱される２面拘束形中空テーパシャンクで形成され、前記チャック部とシャンク部とが一体構造であることを特徴とする。
【００１７】
上記の構成により、多数のサイズの機械要素を芯出し保持するチャック装置の交換時間の削減、取り付け精度の確保、生産効率の向上を図ることができる。
【００１８】
上記のチャック装置は、複数サイズの機械要素に対してシャンク部の形状および寸法を同一とし、サイズの異なる機械要素を切削加工するためのチャック装置の交換をシャンク部の着脱により行うことを特徴とする。これにより、多品種少量生産においても、チャック装置の交換時間の削減、取り付け精度が確保でき、生産効率を顕著に向上することができる。
【００１９】
ここで、特許請求の範囲および本明細書において、複数サイズの機械要素に対してシャンク部の形状および寸法を同一とするとは、製造する全てのサイズの機械要素に対してシャンク部の形状および寸法を同一にすることも包含するが、これに限られず、例えば、等速自在継手の場合では、自動車規格（ＪＡＳＯ  Ｃ  ３０４−８９：自動車の駆動軸用等速ジョイント１９８９年３月３１日制定  社団法人  自動車技術会  発行）の３ページの表３中の、自動車用に多用されるサイズ範囲である等速ジョイントの呼び１８〜３１．８程度において数段階に範囲を設定し、その範囲に属する等速自在継手を対象として、そのチャック装置のシャンク部の形状および寸法を同一にすることも包含する概念のものである。
【００２０】
上記のシャンク部は、テーパ接触面は規格どおりの形状および寸法とし、フランジ接触面の面積を規格より大きくしたことを特徴とする。これにより、２面拘束形中空テーパシャンクの規格を活用しつつ、チャック装置の剛性を向上でき、加工精度を確保することができる。ここで、特許請求の範囲および本明細書において、規格とは、ＪＩＳ  Ｂ６０６４−２の２面拘束形中空テーパシャンク、いわゆるＨＳＫシャンクの規格を意味する。
【００２１】
上記の機械要素が等速自在継手の外側継手部材であることを特徴とする。加工部位が多く、かつ多品種少量生産が進む等速自在継手の外側継手部材の製造方法およびチャック装置として好適である。ただし、等速自在継手の外側継手部材に限られるものではなく、内周面あるいは外周面に軌道溝を有する機械要素として、例えば、車輪用軸受装置の内方部材（ハブ輪）などにも適宜適用することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、多数のサイズの機械要素を芯出し保持するチャック装置の交換時間の削減、取り付け精度の確保、生産効率の向上を可能にする機械要素の製造方法およびチャック装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る機械要素の製造方法についての実施形態に基づく等速自在継手を適用したドライブシャフトの全体構造を示す図である。
【図２】上記の等速自在継手を拡大した部分縦断面図である。
【図３】上記の等速自在継手の外側継手部材の製造工程を示す概要図である。
【図４】上記の製造工程中の外径旋削加工工程における旋盤の主軸を示す縦断面図である。
【図５】チャック装置を取り付ける前の状態を示す縦断面図である。
【図６】上記のチャック装置を主軸に嵌挿した状態を示す縦断面図である。
【図７】上記のチャック装置を主軸に固定した状態を示す縦断面図である。
【図８】外側継手部材の素形材をチャック装置に取り付け固定した状態を示す縦断面図である。
【図９】上記の素形材の外径を旋削加工した状態を示す縦断面図である。
【図１０】サイズの異なるチャック装置を装着する状態を示す縦断面図である。
【図１１】サイズの異なる外側継手部材の素形材をチャック装置に取り付け固定した状態を示す縦断面図である。
【図１２】サイズの異なるチャック装置の寸法、形状を示す対比図である
【図１３】従来技術の外側継手部材の外径旋削加工工程を示す部分縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２５】
本発明に係る機械要素の製造方法およびチャック装置についての１実施形態を図３〜１２に示し、本発明に係る機械要素の製造方法についての実施形態に基づく等速自在継手を図１および図２に示す。はじめに、本実施形態に基づく機械要素としての外側継手部材を組み込んだ等速自在継手を図１および図２を参照して説明し、続いて、機械要素の製造方法およびチャック装置についての実施形態を図３〜１２に基づいて説明する。
【００２６】
図１は、自動車のフロント用ドライブシャフトの全体構造を示す。ドライブシャフト３０は、駆動車輪側（図中左側：以下、アウトボード側ともいう）に配置される固定式等速自在継手１と、デフ側（図中右側：以下、インボード側ともいう）に配置される摺動式等速自在継手３１と、両等速自在継手１、３１をトルク伝達可能に連結する中間シャフト１２とを主要な構成とする。
【００２７】
固定式等速自在継手１は、いわゆるツェッパ型等速自在継手であり、この等速自在継手１は、外側継手部材２、内側継手部材３、ボール４および保持器５を主な構成とし、内側継手部材３はシャフト１２の一端にスプライン連結されている。シャフト１２の他端には摺動式のダブルオフセット型等速自在継手３１の内側継手部材３３がスプライン連結されている。ダブルオフセット型等速自在継手３１は、外側継手部材３２、内側継手部材３３、ボール３４および保持器３５を主な構成としている。ツェッパ型等速自在継手１の外周面とシャフト１２の外周面との間、およびダブルオフセット型等速自在継手３１の外周面とシャフト１２の外周面との間に、それぞれ蛇腹状ブーツ１３、４２がブーツバンド１４、１５、４５、４６により締付け固定されている。継手内部には、潤滑剤としてのグリースが封入されている。
【００２８】
図２に固定式等速自在継手１を拡大した部分縦断面を示す。外側継手部材２のマウス部２ａの球状内周面８には、８本のトラック溝６が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。外側継手部材２のステム部２０には、車輪用軸受装置のハブ輪（図示省略）と連結されるスプライン２１と、締め付けナット（図示省略）が螺合する雄ねじ２２が形成されている。内側継手部材３の球状外周面９には、外側継手部材２のトラック溝６と対向するトラック溝７が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。外側継手部材２のトラック溝６と内側継手部材３のトラック溝７との間にトルクを伝達する８個のボール４が１個ずつ組み込まれている。外側継手部材２の球状内周面８と内側継手部材３の球状外周面９との間に、ボール４を保持する保持器５が配置されている。内側継手部材３の内周面１６にはスプライン１７が形成され、このスプライン１７にシャフト１２のスプライン１９が嵌合され、止め輪１８により軸方向に固定されている。外側継手部材２の外周と、内側継手部材３に連結されたシャフト１２の外周とをブーツ１３で覆い、ブーツ１３をブーツバンド１４、１５により締め付け固定している。
【００２９】
外側継手部材２の球状内周面８と嵌合する保持器５の球状外周面１０、および内側継手部材３の球状外周面９と嵌合する保持器５の球状内周面１１の曲率中心は、いずれも、継手中心Ｏに形成されている。これに対して、外側継手部材２のトラック溝６の曲率中心Ａと、内側継手部材３のトラック溝７の曲率中心Ｂとは、継手中心Ｏに対して軸方向に等距離ｆ１でオフセットされている。これにより、継手が作動角をとった場合、外側継手部材２と内側継手部材３の両軸線がなす角度（作動角）を二等分する平面上にボール４が常に案内され、二軸間で等速に回転トルクが伝達されることになる。トラック溝６、７の横断面形状は、楕円形状やゴシックアーチ形状に形成されており、トラック溝６、７とボール４は、接触角（３０°〜４５°程度）をもって接触する、所謂、アンギュラコンタクトとなっている。したがって、ボール４は、トラック溝６、７の溝底より少し離れたトラック溝６、７の側面側で接触している。
【００３０】
次に、本発明に係る機械要素の製造方法およびチャック装置についての実施形態を図３〜１２に基づいて説明する。図３に、外側継手部材の製造工程の概要を示す。外側継手部材２は、図示のように、バー材切断工程Ｓ１、鍛造加工工程Ｓ２、端面、センター孔切削加工工程Ｓ３、外径旋削加工工程Ｓ４、スプライン、ねじ転造加工工程Ｓ５、熱処理工程Ｓ６および研削加工（又は焼入れ後の切削加工）工程Ｓ７を主な製造工程とする。
【００３１】
各工程の概要を説明する。各工程は、代表的な例を示すものであって、必要に応じて適宜変更や追加を行うことができる。
【００３２】
[バー材切断工程Ｓ１]
鍛造重量に基づいてバー材を所定長さで切断し、ビレットを製作する。
【００３３】
[鍛造加工工程Ｓ２]
ビレットを据え込み加工、押し出し加工や絞込み加工により外側継手部材２のマウス部２ａとステム部２０を一体成形し、素形材を製作する。
【００３４】
[端面、センター孔切削加工工程Ｓ３]
前記素形材のステム部２０の端面を旋削加工し、端面にセンター孔を切削加工する。
【００３５】
[外径旋削加工工程Ｓ４]
素形材に、外径面、ブーツ取付溝、ステム部２０のスプライン２１の下径および雄ねじ２２の下径を旋削加工する。
【００３６】
[スプライン、ねじ転造加工工程Ｓ５]
外径旋削加工後の外側継手部材２の中間製品のステム部に、スプラインとねじを転造加工する。
【００３７】
[熱処理工程Ｓ６]
スプライン、ねじの転造加工後、外側継手部材２の中間製品に熱処理としての焼入れ焼き戻しを行う。外側継手部材２は、Ｓ５３Ｃ等の０．４０〜０．６０重量％の炭素を含む中炭素鋼からなり、上記焼入れにより、トラック溝６、球状内周面８の表面硬さはＨＲＣ５８〜６２程度に、また、ステム部２０の所定範囲の表面硬さはＨＲＣ５０〜６２程度に硬化される。
【００３８】
[研削加工（又は焼入れ後の切削加工）工程Ｓ７]
熱処理工程後、外側継手部材２のトラック溝６、球状内周面８および外径のシール摺接面を研削加工又は切削加工により仕上げる。
【００３９】
次に、本実施形態の製造方法の特徴である旋削加工を、外側継手部材の外径旋削加工工程を例にして、図４〜１２に基づいて詳細に説明する。図４は、旋盤の主軸の部分縦断面を示す。主軸５０は、図示は省略するが、軸受によりハウジングの内部に回転自在に支持されている。主軸５０の先端に面板５１が取り付けられ、主軸５０の内周孔５２に回転シリンダ５３が収容されている。面板５１には、テーパシャンク接触面５４と端面接触面５５が形成され、内部にクランプ機構５６が収容されている。クランプ機構５６は、割型クランプ爪５７、クランプ爪ドライバー５８、ドローバー５９、クランプ爪付勢装置６０を主な構成とする。
【００４０】
クランプ爪ドライバー５８には、第１傾斜押圧面５８ａと第２傾斜押圧面５８ｂが設けられている。この第１傾斜押圧面５８ａと第２傾斜押圧面５８ｂと対向して、割型クランプ爪５７の内周には、第１傾斜受面５７ａと第２傾斜受面５７ｂが設けられている。また、割型クランプ爪５７の一端には、半径方向内方に拡がった２つ傾斜案内面５７ｃ、５７ｄが形成され、一方の傾斜案内面５７ｃはクランプ付勢装置６０に設けられた傾斜案内面６０ａと当接し、他方の傾斜案内面５７ｄは面板５１に設けられた傾斜案内面５１ａに当接している。割型クランプ爪５７の先端部外周には、チャック装置６２のシャンク部６４の係止部６４ａ（図５参照）に係止する係止部５７ｅが設けられている。クランプ付勢装置６０の内部に圧縮ばね６１が組み込まれており、図４に示すように、割型クランプ爪５７が半径方向に常時収縮するように付勢されている。ドローバー５９の先端部はクランプ爪ドライバー５８にねじで締結され、他端は回転シリンダ５３に接続されている。
【００４１】
図５は、チャック装置６２を主軸５０に取り付ける前の状態を示す部分的縦断面図である。チャック装置６２は、チャック部６３とシャンク部６４とからなり、複数のボルト６５により締結されている。チャック部６３の先端部６６には４個の球状部（ボール）６７が円周方向等間隔に形成されている。この例では、チャック部６３とシャンク部６４を別体で形成したものを示すが、これに限られず、チャック装置６２は、チャック部６３とシャンク部６４とを一体部品で形成してもよい。シャンク部６４の中空部の外周にテーパ接触面６８が形成され、フランジ部に端面接触面６９が形成されている。シャンク部６４の中空部の内周には、前述したクランプ機構６０の割型クランプ爪５７の係止部５７ｅ（図４参照）が係止する係止部６４ａが形成されている。また、中空部には手動固定孔７０と駆動用キー溝８０が設けられている。
【００４２】
シャンク部６４のテーパ接触面６８はＪＩＳ  Ｂ６０６４−２の２面拘束形中空テーパシャンク、いわゆるＨＳＫシャンクの規格どおりの形状、寸法とし、端面接触面６９の面積を前記規格より大きくしている。これにより、２面拘束形中空テーパシャンクの規格を活用しつつ、チャック装置の剛性を向上でき、加工精度を確保することができる。
【００４３】
図６は、主軸５０に取り付けた面板５１にチャック装置６２を嵌挿した状態を示す。クランプ機構６０の割型クランプ爪５７は、半径方向に収縮した状態であるので、チャック装置６２のシャンク部６４の中空部の内周は割型クランプ爪５７に干渉せずに嵌挿される。
【００４４】
次に、チャック装置６２を主軸５０に固定する。図７は、チャック装置６２を主軸５０に固定した状態を示す。図６の状態から、主軸５０の内部に収容された回転シリンダ５３を白抜き矢印の方向に後退させ、回転シリンダ５３に接続されたドローバー５９およびこのドローバー５９にねじ締結されたクランプ爪ドライバー５８を引き込む。これにより、割型クランプ爪５７の第１傾斜受面５７ａ、第２傾斜受面５７ｂがクランプ爪ドライバー５８の第１傾斜押圧面５８ａ、第２傾斜押圧面５８ｂに押圧され、その半径方向分力により、割型クランプ爪５７が傾斜した各面に沿って半径方向に拡径する。これにより、割型クランプ爪５７の係止部５７ｅがチャック装置６２のシャンク部６４の係止部６４ａに係止され、シャンク部６４が引き込まれる。
【００４５】
上記の結果、チャック装置６２のシャンク部６４のテーパ接触面６８と端面接触面６９とが、主軸５０に取り付けられた面板５１のテーパシャンク接触面５４と端面接触面５５とにそれぞれ拘束されてチャック装置６２が主軸５０（面板５１）に強固に固定される。シャンク部６４のテーパ接触面６８と面板５１のテーパシャンク接触面５４の精度がチャック装置６２の振れ精度を決定し、シャンク部６４の端面接触面６９と面板５１の端面接触面５５の拘束により、チャック剛性を向上させる。このように、チャック装置６２の交換に当たって、回転シリンダ５３の一つ後退動作により、迅速にチャック装置６２を主軸５０（面板５１）に装着することができる。
【００４６】
チャック装置６２が主軸５０に固定された後、外側継手部材２の外径を旋削加工する。図８は、外側継手部材２の素形材２’をチャック装置に取り付け固定した状態を示す縦断面図である。外側継手部材２の素形材２’は、図３に示す鍛造加工工程Ｓ２の後、端面、センター孔切削加工工程Ｓ３を経て、素形材２’のステム部の端面２４を旋削加工し、端面２４にセンター孔２３を切削加工したものである。この素形材２’には鍛造加工により、球状内周面８’およびトラック溝６’が粗成形されている。図示のように、素形材２’のトラック溝６’をチャック装置６２の球状部（ボール）６７に係合させて位置決めと芯出しを行い、テールセンター７１とで挟み込んで、素形材２’を旋盤の主軸５０（面板５１）に固定する。この後、旋盤を起動させて、素形材２’を端面２４側からマウス部２ａ’側に向けて外径を旋削加工する。
【００４７】
素形材２’の外径旋削加工が終了した状態を図９に示す。外側継手部材２の中間製品２”は、外径面、ブーツ取付溝２５、スプライン下径２１’およびねじ下径２２’が旋削加工されている。この後、外側継手部材２の中間製品２”は、スプライン、ねじの転造加工工程Ｓ５に移される。
【００４８】
このようにして、計画された所定ロット数の素形材２’の外径旋削加工が終了すると、サイズの異なる等速自在継手１の外側継手部材２の外径旋削加工のため、段取り替えが行われる。その要領は、図５〜７に基づいて前述した手順とは逆の手順となる。その手順を簡略化して説明する。図７に示す状態から、主軸５０の内部に収容された回転シリンダ５３を前進させ（白抜き矢印とは逆方向）、回転シリンダ５３に接続されたドローバー５９およびこのドローバー５９にねじ締結されたクランプ爪ドライバー５８を前進させる。これにより割型クランプ爪５７が収縮し、これにより、割型クランプ爪５７の係止部５７ｅがチャック装置６２のシャンク部６４の係止部６４ａから外れ、図６の状態になる。係止部５７ｅ、６４ａの干渉がなくなった状態で、チャック装置６２を主軸５０（面板５１）から取り外す。このように、回転シリンダ５３の一つ前進動作により、迅速にチャック装置６２を主軸５０から取り外すことができる。
【００４９】
その後、サイズの異なる外側継手部材２の外径旋削加工を行うために、別のチャック装置６２を主軸５０（面板５１）に装着する。図１０に示すように、チャック装置６２は、前述した図５〜９に示すチャック装置６２よりも大きなサイズの等速自在継手用のものである。ただし、チャック装置６２のシャンク部６４は、同一の寸法、形状にされている。
【００５０】
ここで、図５〜９に示すチャック装置６２と図１０に示すチャック装置６２の寸法、形状を図１２に基づいて説明する。図１２（ａ）は図５〜９に示すチャック装置６２であり、図１２（ｂ）は図１０に示すチャック装置６２である。図示のようにチャック部６３の先端部６６に設けられた球状部（ボール）６７の直径Ｄ（Ｄ１、Ｄ２）や外接円径Ｅ（Ｅ１、Ｅ２）は異なり、Ｄ２、Ｄ２がＥ１、Ｅ１より大きく、大きなサイズに適用されるものである。しかし、シャンク部６４の直径寸法Ｃおよびテーパ接触面の形状は、同一にされている。このようにサイズが異なってもシャンク部６４の寸法、形状は同一である。このことが、特許請求の範囲における複数サイズの機械要素に対してシャンク部の寸法および形状を同一にすることを意味する。ただし、複数サイズの機械要素に対してシャンク部の形状および寸法を同一とするとは、製造する全てのサイズの機械要素に対してシャンク部の形状および寸法を同一にすることも包含するが、これに限られず、例えば、等速自在継手の場合では、自動車規格（ＪＡＳＯ  Ｃ  ３０４−８９：自動車の駆動軸用等速ジョイント１９８９年３月３１日制定  社団法人  自動車技術会  発行）の３ページの表３中の、自動車用に多用されるサイズ範囲である等速ジョイントの呼び１８〜３１．８程度において数段階に範囲を設定し、その範囲に属する等速自在継手を対象として、そのチャック装置のシャンク部の形状および寸法を同一にすることも包含する。
【００５１】
図１０に示すように、クランプ機構６０の割型クランプ爪５７は、半径方向に収縮した状態であるので、チャック装置６２のシャンク部６４の中空部の内周は割型クランプ爪５７に干渉せずに嵌挿される。その後、前述した手順と同様に、主軸５０の内部に収容された回転シリンダ５３を白抜き矢印の方向（図１１参照）に後退させ、回転シリンダ５３に接続されたドローバー５９およびこのドローバー５９にねじ締結されたクランプ爪ドライバー５８を引き込む。これにより、割型クランプ爪５７の係止部５７ｅがチャック装置６２のシャンク部６４の係止部６４ａに係止され、シャンク部６４が引き込まれ、テーパシャンク接触面５４、テーパ接触面６８と、端面接触面５５、端面接触面６９とが、それぞれ拘束されてチャック装置６２が主軸５０（面板５１）に強固に固定される。このように、サイズの異なるチャック装置６２の交換に当たって、回転シリンダ５３の１動作により、迅速にチャック装置６２を主軸５０に装着することができる。
【００５２】
その後、図１１に示すように、素形材２’のトラック溝６’をチャック装置６２の球状部（ボール）６７に係合させて位置決めと芯出しを行い、テールセンター７１とで挟み込んで、素形材２’を旋盤の主軸５０（面板５１）に固定する。この後、旋盤を起動させて、素形材２’を端面２４側からマウス部２ａ’側に向けて外径を旋削加工する。
【００５３】
以上のように、本発明に係る機械要素の製造方法およびチャック装置についての実施形態では、サイズの異なる機械要素を保持するチャック装置の交換に当たって、回転シリンダの前進あるいは後退の１動作により、迅速にチャック装置を主軸に着脱することができる。これにより、チャック装置の交換時間の削減、取り付け精度の確保、生産効率の向上を可能にする機械要素の製造方法およびチャック装置を実現することができる。
【００５４】
以上の実施形態では、外側継手部材２の外径旋削加工工程Ｓ４を例として説明したが、これに限られるものではなく、図３に示す端面、センター孔切削加工工程Ｓ３や焼入れ後の切削加工工程Ｓ７にも適宜適用することができる。
【００５５】
以上の実施形態では、８個のボールを用いたツェッパ型等速自在継手の外側継手部材を例として、チャック装置の球状部の個数を４個のものを示したが、これに限られるものではなく、６個ボールのものや１０個以上のボールを使用した等速自在継手にも適宜適用することができ、それに応じてチャック装置の球状部の個数も適宜設定することができる。
【００５６】
また、以上の実施形態では、固定式等速自在継手としてのツェッパ型等速自在継手の外側継手部材の切削加工に適用した場合について説明したが、これに限られるものではなく、アンダーカットフリー型等速自在継手の他、摺動式等速自在継手としてのダブルオフセット型等速自在継手やその他の等速自在継手の切削加工にも適用することができる。さらに、等速自在継手の他、内周面や外周面に軌道溝を有する機械要素として、例えば、車輪用軸受装置の内方部材（ハブ輪）などにも適宜適用することができる。
【００５７】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００５８】
１        固定式等速自在継手
２        外側継手部材
２’      素形材
２”      中間製品
３        内側継手部材
４        トルク伝達ボール
５        保持器
６        トラック溝
７        トラック溝
５０      旋盤の主軸
５１      面板
５３      回転シリンダ
５４      テーパシャンク接触面
５５      端面接触面
５６      クランプ機構
５７      割型クランプ爪
５８      クランプ爪ドライバー
５９      ドローバー
６２      チャック装置
６３      チャック部
６４      シャンク部
６７      球状部
６８      テーパ接触面
６９      端面接触面
Ａ        曲率中心
Ｂ        曲率中心
Ｃ        直径
Ｄ        球状部の直径
Ｅ        球状部の外接円径
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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