(57)【要約】【課題】  外輪のマウス部を筒状に形成して、マウス部の一方にステム部を固定してなるものにおいて、マウス部を底付き素材からプレスで形成すると、マウス部の成形のために中間成形品の底面を肉厚に形成して、この底面を塑性流動させるために中間成形品を温めたり冷間鍛造で形成するにしても大きな加工力が必要となり、設備の大型化を避けることができなかった。【解決手段】  貫通孔２６を有した中間成形品１８を後方押出しの冷間鍛造により貫通孔２６を押し拡げて塑性流動させ、マウス部２の内球面部１０とボールのトラック溝１１を形成するものである。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
後方押し出しの冷間鍛造により中間成形品の貫通孔を押し広げて、筒状で内周壁に軸方向へ延びたトラック溝を形成する等速自在継手用マウス部の製造方法。
【請求項２】
少なくとも二つ以上の異なった内径からなる貫通孔を有する中間成形品をダイスに設置する搬入工程と、前記中間成形品の大径側からポンチを挿入して貫通孔の内壁面をポンチで圧縮する圧縮行程と、前記ポンチを貫通孔から引き抜く取り出し工程とからなり、前記圧縮行程で前記ダイスとポンチとで形成される空間へ中間成形品の素材を後方押し出しの冷間鍛造で塑性流動させ筒状で軸方向に延びたトラック溝を成形することを特徴とする等速自在継手用マウス部の製造方法。
【請求項３】
貫通孔を有する中間成形品をダイスに設置する搬入工程と、前記中間成形品にポンチを挿入して貫通孔の内壁面をポンチで圧縮する圧縮行程と、前記ポンチを貫通孔から引き抜く取り出し工程とからなり、前記圧縮行程で前記ダイスとポンチとで形成される空間へ中間成形品の素材を後方押し出しの冷間鍛造で塑性流動させ筒状で軸方向に延びたトラック溝を成形することを特徴とする等速自在継手用マウス部の製造方法。
【請求項４】
貫通孔を有した中間成形品をこの貫通孔の開口が上下方向になるように収容する孔を有したダイスと、前記貫通孔に進入してこの貫通孔を押し拡げるポンチとよりなり、前記ポンチの外周に円弧状面と直線面が連続したトラック溝を形成する突起を軸方向に複数設け、この突起の山部と谷部がともに前記貫通孔よりも大きな径であり、かつダイスの孔内壁から貫通孔の壁面までの距離よりもダイスの孔内壁から突起の山部と谷部までの距離を短くしたことを特徴とする等速自在継手用マウス部の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステム部とマウス部とを接合した等速自在継手の外輪のマウス部の製造方法に関するもので、例えば、自動車の動力伝達系を構成するドライブシャフト（駆動軸）やプロペラシャフト（推進軸）の継手として適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の動力伝達系に用いる等速自在継手の外輪は、ステム部とマウス部とを一体に形成したものや、ステム部とマウス部とを別々に形成して接合したものが提案されていた。
【０００３】
等速自在継手の外輪を、ステム部とマウス部とを一体に形成したものとしては、棒状の素材を球状化焼鈍して、素材の表面に潤滑用化成被膜を形成し、その後前方押し出し成形でステム軸を形成して第一次成形品を形成し、この第一次成形品を据え込み成形にて大径部を圧縮・拡径して第二次成形品を形成し、第二次成形品を低温焼鈍、ショットプラスト処理、潤滑用化成被膜の形成、後方押し出し成形にて第二次成形品の大径部を伸長するとともに内壁面にトラック溝を形成した第三次成形品を形成し、その後液体潤滑性を塗布して、しごき成形により第三次成形品を製品寸法（外輪）に仕上げるという工程が取られていた（特許文献１）。
【０００４】
また、等速自在継手の外輪を、ステム部とマウス部とを別々に形成し、後にステム部とマウス部を溶接等で接合したものとしては、素材の一端側に後方押出し加工により凹部を形成すると同時に他端側にステム部と等しい径の短軸を形成して、この短軸とステム部を溶接した構造（特許文献２）が提案されている。
【０００５】
また、パイプ材からステム部と、マウス部と、マウス部の内面にトラック溝とを一体にプレスで形成する方法（特許文献３）が示されていた。
【特許文献１】特開２００３−０８３３５８号公報
【特許文献２】特開平１１−７７２２２号公報
【特許文献３】特開平７−２２４８５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１、特許文献２に示される等速自在継手のマウス部は、底を有した中間成形品に後方押出し成形で形成されるものである。このマウス部の成形において底部があると後方押出し成形時に底部の材料も塑性流動させることになる。この底部材料を塑性流動するためには中間成形品を温めておくか冷間鍛造であっても大きな加工力が必要となるため大きな設備が必要であった。
【０００７】
また、等速自在継手の外輪を、ステム部と中空状のマウス部とに別々に形成して、ステム部とマウス部を接合して利用する場合、底付き外輪を形成した後に、外輪の底部に孔を開けて中空状として利用しなくてはならず、その場合、マウス部の内面に形成したトラック溝の精度に影響を与えることが危惧される。
【０００８】
また、特許文献３のようにパイプ材から形成する場合は、肉厚のあるパイプ材の成形が困難なため、必要とする強度を確保することが難しかった。
【０００９】
本発明の課題は、安価で高強度な等速継手用マウス部の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明の等速自在継手用マウス部の製造方法は、後方押出しの冷間鍛造により中間成形品の貫通孔を押し広げて、筒状で内周壁にトラック溝を形成するものである。
【００１１】
また、少なくとも二つ以上の異なった内径からなる貫通孔を有する中間成形品をダイスに設置する搬入工程と、前記中間成形品の大径側からポンチを挿入して貫通孔の内壁面をポンチで圧縮する圧縮行程と、前記ポンチを引き抜く取り出し工程とからなり、前記圧縮行程で前記ダイスとポンチとで形成される空間へ中間成形品の素材を後方押し出しの冷間鍛造で塑性流動させ筒状で軸方向に延びたトラック溝を成形するものである。
【００１２】
さらに、貫通孔を有する中間成形品をダイスに設置する搬入工程と、前記中間成形品にポンチを挿入して貫通孔の内壁面をポンチで圧縮する圧縮行程と、前記ポンチを引き抜く取り出し工程とからなり、前記圧縮行程で前記ダイスとポンチとで形成される空間へ中間成形品の素材を後方押し出しの冷間鍛造で塑性流動させ筒状で軸方向に延びたトラック溝を成形するものである。
【００１３】
従って、貫通孔をポンチで圧縮して後方押出しの冷間鍛造で塑性流動させるので、従来のように底面のあるものを塑性流動させないので設備が大型化しない。
【００１４】
さらに、等速自在継手用マウス部の製造装置は、貫通孔を有した中間成形品をこの貫通孔の開口が上下方向になるように収容する孔を有したダイスと、前記貫通孔に進入してこの貫通孔を押し拡げるポンチとよりなり、前記ポンチの外周に円弧状面と直線面が連続したトラック溝を形成する突起を軸方向に複数設け、この突起の山部と谷部がともに前記貫通孔よりも大きな径であり、かつダイスの孔内壁から貫通孔の壁面までの距離よりもダイスの孔内壁から突起の山部と谷部までの距離を短くし、ポンチの移動距離を前記中間成形品の貫通孔の長さ以上としたもので、前記ポンチの大きな径で貫通孔を圧縮して後方押出しの冷間鍛造で塑性流動により空間内に素材を充填してなるものであるから、少ない部品と設備の小型化が図れる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、マウス部を中間成形品の貫通孔を押し広げて後方押出しの冷間鍛造によりトラック溝を含めて筒状に形成されているので、パイプ等の素材に比べて肉厚が確保できるので高強度となる。一方、底部を有する中間成型品に比べると、成形後に孔開けや切断作業がないのでトラック溝の精度に影響がないものである。
【００１６】
また、マウス部に対して長さや厚みの異なる複数のステム部を作ることができるので、加工精度の必要なマウス部を共通化して組み合わせて使用できるので低コスト化が図れる。
【００１７】
さらに、貫通孔を有した中間形成品から、後方押出しの冷間鍛造によりトラック溝を形成していることにより、しごき工程を省くことができ、工程が少なくなり設備が簡素化できる。
【００１８】
また、焼鈍および潤滑用化成被膜処理も冷鍛前に行うだけで冷間鍛造の間には必要なくなり加工時間も短縮され低コストとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態１を図１から図６を参考に説明する。
【００２０】
図１は本発明の実施の形態１を示す、ＵＪ（アンダーカットフリー）タイプの固定型等速自在継手を示している。この実施の形態１の固定型等速自在継手１は、マウス部２、内輪３、ケージ４、トルク伝達ボール５（以下単にボールと称す）およびステム部６を主要構成要素として持つ。
【００２１】
このマウス部２とステム部６は後述するように結合されて固定型等速自在継手の外輪７を構成する。
【００２２】
前記マウス部２は、図１、図３で示すように、一端側がステム部６を連結するため開口２ａし、他端側が内輪３、ケージ４、およびボール５を収納して開口２ｂした筒状をなす。このマウス部２の一端側（ステム側）には、内輪３の外径Ｄ１よりも大きな最小内径Ｄ２を有する内円筒面８が開口２ａ端よりも内側に入って形成され、その内円筒面８の軸方向端部にステム軸６の組み付け位置を規制するために環状段部９が設けられている。
【００２３】
また、マウス部２の他端側には、内球面部１０に複数のトラック溝１１を円周方向等間隔に軸方向へ沿って形成している。
【００２４】
内輪３は、図１に示すようにスプライン結合１２されたシャフト１３を有し、外球面部１４にマウス部２のトラック溝１１と対をなすトラック溝１５を円周方向等間隔に軸方向へ沿って形成している。前記シャフト１３は、内輪３をマウス部２の開口２ａ側から内円筒面８を貫通して内球面部１０側へ移動させた後に、作動角を０°にしてスプライン結合１２している。
【００２５】
なお、内輪３のステム部６側端部には、円弧状の外球面部１６が取付けられていて、ステム部６に形成された凹陥部１７に取付けられた受け部材１８の凹球面１９と接している。
【００２６】
このＵＪタイプの等速自在継手１では、図１に示すようにマウス部２のトラック溝１１の曲率中心Ｏ１と内輪３のトラック溝１５の曲率中心Ｏ２とを、継手中心Ｏに対して軸方向に等距離ｆだけオフセットさせている。
【００２７】
従って、マウス部２の各トラック溝１１は、マウス奥側で曲率中心Ｏ１を持つ円弧底１１ａと、その曲率中心Ｏ１から後方に延びる線分がトラック溝１１の底部と交わる部位を境として、マウス部２のシャフト１３側で軸方向と平行なストレート底１１ｂを有する（図１、図３を参照）。
【００２８】
また、内輪３の各トラック溝１５は、マウス部２のシャフト１３側でトラック溝１５の曲率中心Ｏ２を持つ円弧底１５ａとその曲率中心Ｏ２から径方向に延びる線分がトラック溝１５の底部と交わる部位を境としてマウス部３の奥側で軸方向と平行なストレート底１５ｂとを有する。なお、ここで、別の形態として、ストレート底を有する溝が軸方向に対してある角度をもっていてもよい。
【００２９】
ケージ４は、図１に示すようにマウス部２の内球面部１０と内輪３の外球面部１４との間に介在して複数（この実施の形態１では６個）のボール５を保持する。それらボール５は、ケージ４の円周方向等間隔に形成された複数（この実施の形態１では６個）のポケット２０に収納された状態で保持され、マウス部２と内輪３の両トラック溝１１，１５が協働して形成されるボールトラックに配置されてトルクを伝達する。
【００３０】
ボール５は、このケージ４により、ステム部６とシャフト１３のなす角度の二等分面に常に位置するように規制されている。ケージ４のポケット２０の周防方向長さは等速自在継手の最大角を許容できる大きさに設定されている。
【００３１】
ケージ４の内径面は、その軸方向中心（図１の状態では継手中心Ｏと一致）から前方であるマウス部２のシャフト１３側が内輪３の外球面部１４に接する内球面部２１となっており、かつ、軸方向中心から後側であるステム部６側が内球面部２１と連続する内円筒面２２となっている。
【００３２】
ケージ４の内円筒面２２は、内輪３の外径Ｄ１と合致する内径を有することから、内輪３が通過可能となっている。また、内輪３が正規位置に配置された状態では、ケージ４の内球面部２１は、内輪３の外球面部１４と合致することから、その内輪３の外球面部１４がケージ４の内球面部２１に当接している。
【００３３】
なお、トルク負荷によるボール５の軸方向分力は、主にマウス部２の開口側へ向く方向であるため、内円筒面２２が形成されたケージ４のマウス奥側が肉薄であっても、内球面部２１が形成されたケージ４のシャフト１３側が肉厚となっているので、軸方向分力を受けるシャフト１３側の開口の強度は確保されている。
【００３４】
内輪３を軸方向に支持する受け部であるステム部６は、その軸端面に内輪３の外球面部１４と合致した凹球面１９を有し、マウス部２の開口２ａに同軸的に固着される。つまり、このステム部６の軸端部をマウス部２の開口２ａに挿入し、環状段部９に係止させることによりステム部６の軸方向位置を規制する。
【００３５】
ステム部６は、マウス部２の開口２ａの接合部位で溶接２３することによりマウス部２に固着される。この固着は溶接に限ったものでなく、圧着、嵌合、スプライン結合、セレーション結合等の固定手段であればどの様な固着手段であってもよい。
【００３６】
このようにして、ステム部６をマウス部２に固着させた状態で、ステム部６の凹球面１９で内輪３の外球面部１４を軸方向に支持する。
【００３７】
この等速自在継手１では、マウス部２の開口２ａに配置されたステム部６の凹球面１９で内輪３の外球面部１４を軸方向に支持すると共に内輪３の外球面部１４をケージ４の内円筒面２２で径方向支持した構成とすることにより、十分なトルク負荷容量を確保できると共に振動や異音の発生を防止し等速性を維持することができる。
【００３８】
次にマウス部２の製造装置と製造方法について説明する。
【００３９】
前記マウス部２は、図４に示す中間成形品２４を加工して内球面部１０と環状段部９とを形成している。
【００４０】
この中間成形品２４は、図４に示すように、異なった径Ｄ２ａ，Ｄ３の貫通孔２６が形成されており、この異なった径Ｄ２ａ，Ｄ３をテーパー２５で連続させている。この異なる径Ｄ２ａ，Ｄ３の関係をＤ２ａ＜Ｄ３としている。この径Ｄ２ａは前述の内円筒面８の径と同じか、又は小さい。
【００４１】
そして、中間成形品２４の長さＬ２を最終成形品であるマウス部（図３を参照）の長さＬ１よりも短くしている。また、中間成形品２４の厚みＷ２を最終形状であるマウス部２（図３を参照）の開口２ｂ側の厚みＷ１よりも厚く形成している。すなわち、Ｌ２＜Ｌ１、Ｗ２＞Ｗ１としている。その理由は、後述する中間成形品２４にプレスを行って、後方押し出し成形で塑性流動させるためである。
【００４２】
前記マウス部２を成形する鍛造用の製造装置は、図５、図６に示すように、下面にダイプレート２７を有し、このダイプレート２７の上に中空状の圧入リング２８が固定されている。そして、圧入リング２８の中空部には下部ダイス２９と上部ダイス３０が積み重ねて取付けられている。この時、下部ダイス２９と上部ダイス３０は中心軸が一致する孔３１，３２をそれぞれ形成している。ここで上部ダイス３０は請求範囲でいうダイスを示すものである。
【００４３】
前記下部ダイス２９の孔３１は、ポンチ３３の先端部３４が挿入される孔で、ポンチ３３の先端部の径Ｄ４、下部ダイス２８の孔３１の径Ｄ５とした時の関係を、Ｄ４≒Ｄ５として挿入時にガタツキがないようにしてポンチ３３の先端を案内している。
【００４４】
また、上部ダイス３０は、下部ダイス２９の孔３１の径Ｄ５よりも大きな孔３２の径Ｄ６を有し、中間成形品２４の小径側が下部ダイスの上に載って、孔３１，３２並びに貫通孔２６の中心軸を合わせている。
【００４５】
ポンチ３３は、先端部３４と後端部３５とで異なった径Ｄ４，Ｄ７，Ｄ８に形成されている。すなわち、径の大きさはＤ４＜Ｄ８＜Ｄ７という関係で、後端部３５側の径が大きく形成されている。
【００４６】
この後端部３５は、マウス部２の内球面部１０を形成するために径Ｄ７，Ｄ８が大きくなっており、先端部３４に続いて曲面部３６と直線部３７を前記後端部３５に形成している。この曲面部３６と直線部３７は後端部３５で山形状の突起３８として形成している。この突起３８が前記マウス部２の円弧底１１ａとストレート底１１ｂを有するトラック溝１１を形成するものである。そして、ポンチ３３の後端の径Ｄ７は、マウス部２の開口２ｂの径と同じである。
【００４７】
なお、突起３８の終端にはテーパー３９が形成され開口２ｂの端部テーパーを形成している。そして、図５，図６で示すポンチ３３の突起３８の近傍に示す点線で示す部分は、突起３８の谷部３８ｂを示すもので、図２で示すトラック溝１１が無い円筒部分を形成するものでポンチ並びにマウス部２の側面からみた径Ｄ８で示すものである。
【００４８】
また、ポンチ３３の後端の径Ｄ７、Ｄ８は、前記上部ダイス３０の孔３２の径Ｄ６よりも小さく形成して上部ダイスの孔３２とポンチ３３との間に空間４０を形成している。この空間４０は、トラック溝１１を形成するだけの空間でなく、内球面部１０を形成するための空間である。そして、中間成形品２４が後方押出し成形で塑性流動させたときに中間成形品２４の素材がこの空間４０へ流れ込み充填される空間である。
【００４９】
すなわち、ポンチ３３の径Ｄ７，Ｄ８はともに中間成形品２４の貫通孔２６の径Ｄ２ａ，Ｄ３よりも大きく、Ｄ２ａ＜Ｄ３＜Ｄ８＜Ｄ７という関係にある。また上部ダイス３０の孔３２の内壁とポンチ３３の突起３８の山部３８ａ，谷部３８ｂまでの距離ｄ１，ｄ２（図６を参照）は、孔３２の壁面から貫通孔２６までの距離ｄ３より短く、ｄ３＞ｄ２＞ｄ１という関係になっている。
【００５０】
したがって、上部ダイス３０の孔３２は、中間成形品２４の不完全な形状を、マウス部２の最終形状に加工するための壁面となる。
【００５１】
上部ダイス３０の孔３１の高さＬ３は、最終成形されるマウス部２の長さＬ１以上の高さを有している。また、下部ダイス２９の孔３１の高さＬ４は、前記ポンチ３３を取付けたプレス（図示せず）が下死点（プレスでポンチの先端部が一番下まで下がって上昇に転じる時）に達してもポンチ３３の先端がダイプレート２７に当らない長さにしている。
【００５２】
次に冷間鍛造で後方押出し成形によりマウス部２が形成される工程を説明する。
【００５３】
搬入工程
【００５４】
中間成形品２４を上部ダイス３０の孔３２に入れて、下部ダイス２９の上に設置する。この時、中間成形品２４の大径Ｄ３側を上にして、貫通孔２６と下部ダイス２９の孔３１の中心点が一致するように設置する。
【００５５】
この中心線を一致させる理由は、プレスでポンチ３３が下降してきた時に、中心位置がずれていると、肉厚の異なったマウス部２を形成してしまうのを防止するためである。
【００５６】
圧縮工程
【００５７】
冷間鍛造でプレスによりポンチ３３を下死点まで下降移動させる過程で中間成形品２４の貫通孔２６を圧縮して塑性流動させる。
【００５８】
まず、この下降動作で、ポンチ３３は先端部３４が貫通孔２６を貫通して、下部ダイス２９の孔３１へと導かれる。この状態まではポンチ３３と貫通孔２６の壁面は当ることがない。
【００５９】
そして、ポンチ３３の先端部３４は、下部ダイス２９の孔３１により左右へのぶれを規制されながらさらに挿入される。
【００６０】
このさらなる下降動作でポンチ３３の後端部３５の突起３８に形成した曲面部３６が中間成形品２４の貫通孔２６の上端部と当接する。この当接した状態でさらにポンチ３３が下降すると、曲面部３６によりテーパー２５が下方へ押し込まれながら横方向へ押し拡げられ、後方押出し成形により圧潰される素材が空間４０へ塑性流動して空間４０に素材が充填される。
【００６１】
そして、ポンチ３３がほぼ下死点に到達した状態（図６の状態）で、マウス部２の長さＬ１と厚みＷ１とを得ると共に、突起３８の曲面部３６と直線部３７により円弧底１１ａとストレート底１１ｂを有するトラック溝１１を形成してマウス部２の内球面部１０を形成する。
【００６２】
取り出し工程
【００６３】
このように、中間成形品２４の加工が終了すると、プレスによるポンチ３３の移動を下降から上昇へ反転させてポンチ３３を上死点（プレスでポンチの先端部が一番上まで持ち上げられた時）まで移動してプレスの動作を停止する。そして、中間成形品２４を上部ダイス３０から取り出す。
【００６４】
なお、この状態においてはステム部６の挿入代を規制する環状段部９が形成されていないが、この環状段部９はステム部６の大きさに合わせて開口２ａ側からドリル（図示せず）等で、貫通孔２６の小径Ｄ２よりも大きな径の溝を形成して環状段部９を形成すればよい。
【００６５】
このように本発明の実施の形態１であれば、ポンチの側面のトラック溝に相当する突起により、中間成形品２４の貫通孔２６を貫通して、後方押出しによる塑性流動をさせるだけなので冷間加工でも加工力が少なくてすみ、寸法精度が良く設備も簡素化できる。
【００６６】
したがって、トラック溝の形成がしごき工程のない冷間鍛造のみとなるので、工程が少なくなり設備が簡素化できる。また焼鈍および潤滑油化成被膜処理も冷鍛前に行うだけで冷間鍛造の間には必要なくなり加工時間も短縮され低コストとなるとともに、冷鍛の加工力が少ないので、小さな設備ですむ。
【００６７】
また、底付きでトラック溝成形をする従来方法では、成形後の孔開加工によりトラック溝の精度に影響が懸念されるが、実施の形態１によれば孔開け作業がないので冷鍛後のトラック溝の精度は維持される。
【００６８】
さらに、底付き中間成形品で鍛造後しごき成形する場合、底部にある程度の厚みが必要となるが、実施の形態１においては中空状の中間成形品２４からマウス部２を形成するので加工コストが低減でき歩留まりもよい。
【００６９】
また、管などの素材に比べ、肉厚が確保でき高強度となる。
【００７０】
等速自在継手のステム部とマウス部を別々に形成して、接合して外方部材を形成するものについても、安価にトラック溝を有する外輪を製作し、この外輪を共通化し、ステム部のみ新規対応すれば低コスト化が図れる。
【００７１】
なお、実施の形態１としてバーフィールド型等速ジョイントの外方部材で説明したが、トリポート型等速ジョイントの外方部材も同じように形成することができる。
【００７２】
次に実施の形態２を説明するが、実施の形態１の等速自在継手はステム部を備えたものであったが、構造によってはステム部を備えておらず、ステム部側に相当する開口端にフランジが一体に形成され、ボルト等により他部品に装着する構造を具備したものである。
【００７３】
図７〜図１０を参考に実施の形態２として、ステム部を備えていない等速自在継手を説明する。
【００７４】
この実施の形態２の固定型等速自在継手５１は、図７に示すように、マウス部５２、内輪５３、ケージ５４、トルク伝達ボール５５（以下単にボールと称す）および取付けフランジ部５６を主要構成要素として持つ。
【００７５】
このマウス部５２の開口５２ａの端部に外方へ延びたフランジ部５６を一体に形成して固定型等速自在継手の外輪５７を構成している。このフランジ部５６は取付け用のボルト孔５６ａが設けられていて、他部品（図示せず）に取付けられる。
【００７６】
前記マウス部５２は、図７に示すように、一端側が受け部材５８を取付けるため開口５２ａし、他端側が内輪５３、ケージ５４、およびボール５５を収納して開口５２ｂした筒状をなす。このマウス部５２の一方の開口５２ａ側には、内輪５３の外径Ｄ１１よりも大きな最小内径Ｄ１２を有する内円筒面５９が開口２ａ端よりも内側に入って形成され、その内円筒面５９の軸方向端部に受け部材５８の組み付け位置を規制するために環状段部６０が設けられている。
【００７７】
また、マウス部５２の他端側には、内球面部６１に複数のトラック溝６２を円周方向等間隔に軸方向へ沿って形成している。
【００７８】
内輪５３は、図７に示すように、スプライン結合６３されたシャフト６４を有し、外球面部６５にマウス部５２のトラック溝６２と対をなすトラック溝６６を円周方向等間隔に軸方向へ沿って形成している。前記シャフト６４は、内輪５３をマウス部５２の開口５２ａ側から内円筒面５９を貫通して内球面部６１側へ移動させた後に、作動角を０°にしてスプライン結合６３している。
【００７９】
なお、内輪５３の内円筒面５９側端部には、円弧状の外球面部６７が取付けられていて、受け部材５８に形成された凹球面６８と接している。
【００８０】
この固定型等速自在継手５１では、図７に示すように、マウス部５２のトラック溝６２の曲率中心Ｏ１１と内輪５３のトラック溝６６の曲率中心Ｏ１２とを、継手中心Ｏ１０に対して軸方向に等距離ｆ１０だけオフセットさせている。
【００８１】
従って、マウス部５２の各トラック溝６２は、マウス奥側で曲率中心Ｏ１１を持つ円弧底６２ａと、その曲率中心Ｏ１１から後方に延びる線分がトラック溝６２の底部と交わる部位を境として、マウス部５２のシャフト６４側で軸方向と平行なストレート底６２ｂを有する。
【００８２】
また、内輪５３の各トラック溝６６は、マウス部５２のシャフト６４側でトラック溝６６の曲率中心Ｏ１２を持つ円弧底６６ａとその曲率中心Ｏ１２から径方向に延びる線分がトラック溝６６の底部と交わる部位を境としてマウス部５３の奥側で軸方向と平行なストレート底６６ｂとを有する。
【００８３】
ケージ５４は、図７に示すように、マウス部５２の内球面部６１と内輪５３の外球面部６５との間に介在して複数（この実施の形態１では６個）のボール５５を保持する。それらボール５５は、ケージ５４の円周方向等間隔に形成された複数（この実施の形態１では６個）のポケット６９に収納された状態で保持され、マウス部５２と内輪５３の両トラック溝６２，６６が協働して形成されるボールトラックに配置されてトルクを伝達する。
【００８４】
ケージ５４のポケット６９の周防方向長さは等速自在継手の最大角を許容できる大きさに設定されている。
【００８５】
ケージ５４の内径面は、その軸方向中心（図７の状態では継手中心Ｏ１０と一致）から前方であるマウス部５２のシャフト６４側が内輪５３の外球面部６５に接する内球面部７０となっており、かつ、軸方向中心から後側である開口５２ａ側が内球面部７０と連続する内円筒面７１となっている。
【００８６】
ケージ５４の内円筒面７１は、内輪５３の外径Ｄ１１と合致する内径を有することから、内輪５３が通過可能となっている。また、内輪５３が正規位置に配置された状態では、ケージ５４の内球面部７０は、内輪５３の外球面部６５と合致することから、その内輪５３の外球面部６５がケージ５４の内球面部７０に当接している。
【００８７】
なお、トルク負荷によるボール５５の軸方向分力は、マウス部５２の開口側へ向く方向であるため、内円筒面７１が形成されたケージ５４のマウス奥側が肉薄であっても、内球面部７０が形成されたケージ５４のシャフト６４側が肉厚となっているので、軸方向分力を受けるシャフト６４側の開口の強度は確保されている。
【００８８】
内輪５３を軸方向に支持する受け部材５８は、その軸端面に内輪５３の外球面部６５と合致した凹球面６８を有し、マウス部５２の開口５２ａに同軸的に固着される。つまり、この受け部材５８の軸端部をマウス部５２の開口５２ａに挿入し、環状段部６０に係止させることにより受け部材５８の軸方向位置を規制する。
【００８９】
受け部材５８は、マウス部５２の開口５２ａの接合部位で溶接することによりマウス部５２に固着される。この固着は溶接に限ったものでなく、圧着、嵌合、スプライン結合、セレーション結合等の固定手段であればどの様な固着手段であってもよい。
【００９０】
このようにして、受け部材５８をマウス部２に固着させた状態で、凹球面６８で内輪５３の外球面部６７を軸方向に支持する。
【００９１】
この等速自在継手５１では、マウス部５２の開口５２ａに配置された受け部材５８の凹球面６８で内輪５３の外球面部６５を軸方向に支持すると共に内輪５３の外球面部６５をケージ５４の内円筒面７２で径方向支持した構成とすることにより、十分なトルク負荷容量を確保できると共に振動や異音の発生を防止し等速性を維持することができる。
【００９２】
次にマウス部５２の製造装置と製造方法について説明する。
【００９３】
前記マウス部５２は、図８に示す中間成形品７２を加工して内球面部６１と環状段部６０とを形成している。
【００９４】
この中間成形品７２は、図８に示すように、貫通孔７３が径Ｄ１２として形成されているとともに、一端から外方にフランジ７４が一体に形成されている。この径Ｄ１２は前述の内円筒面５９の径と同じである。
【００９５】
そして、中間成形品７２の長さＬ１２を最終成形品であるマウス部５２（図７を参照）の長さＬ１１よりも短くしている。また、中間成形品７２の厚みＷ１２を最終形状であるマウス部５２（図７を参照）の開口５２ｂ側の厚みＷ１１よりも厚く形成している。すなわち、Ｌ１２＜Ｌ１１、Ｗ１２＞Ｗ１１としている。その理由は、後述する中間成形品７２にプレスを行って、後方押し出し成形で塑性流動させるためである。
【００９６】
前記マウス部５２を成形する鍛造用の製造装置は、図９、図１０に示すように、下面にダイプレート７５を有し、このダイプレート７５の上に中空状の圧入リング７６が固定されている。そして、圧入リング７６の中空部には下部ダイス７７と上部ダイス７８が積み重ねて取付けられている。この時、下部ダイス７７と上部ダイス７８は中心軸が一致する孔７９，８０をそれぞれ形成している。ここで上部ダイス７８は請求範囲でいうダイスを示すものである。
【００９７】
前記下部ダイス７７の孔７９は、ポンチ８１の先端部８２が挿入される孔で、ポンチ８１の先端部の径Ｄ１３、下部ダイス７７の孔７９の径Ｄ１４とした時の関係を、Ｄ１３≒Ｄ１４として挿入時にガタツキがないようにしてポンチ８１の先端を案内している。
【００９８】
また、上部ダイス７８は、下部ダイス７７の孔７９の径Ｄ１４よりも大きな孔８０の径Ｄ１５，Ｄ１６有し、中間成形品７２のフランジ７４が収納される径Ｄ１５と他の外周が収納される径Ｄ１６からなり、フランジ７４を収納する径Ｄ１５を下側に形成して、下部ダイス７７の上に載せて、孔７９，８０並びに貫通孔７３の中心軸を合わせている。
【００９９】
ポンチ８１は、先端部８２と後端部８３とで異なった径Ｄ１３，Ｄ１７，Ｄ１８で形成されている。すなわち、径の大きさはＤ１３＜Ｄ１８＜Ｄ１７（図９、図１０を参照）という関係で、後端部８３側の径が大きく形成されている。
【０１００】
この後端部８３は、マウス部５２の内球面部６１を形成するために径Ｄ１７，Ｄ１８が大きくなっており、先端部８２に続いて曲面部８４と直線部８５を前記後端部８３に形成している。この曲面部８４と直線部８５は後端部８３で山形状の突起８６として形成している。この突起８６が前記マウス部５２の円弧底６２ａとストレート底６２ｂを有するトラック溝６２を形成するものである。そして、ポンチ８１の後端の径Ｄ１７は、マウス部５２の開口５２ｂの径と同じである。
【０１０１】
なお、図１０で点線で示す部分は突起８６の山部８６ａを示すもので、図７で示すトラック溝６２を示している。
【０１０２】
また、ポンチ８１の後端の径Ｄ１７，Ｄ１８は、前記上部ダイス７８の孔８０の径Ｄ１６よりも小さく形成して上部ダイスの孔８０とポンチ８１との間に空間８８を形成している。この空間８８は、トラック溝６２を形成するだけの空間でなく、内球面部６１を形成するための空間である。そして、中間成形品７２が後方押出し成形で塑性流動させたときに中間成形品７２の素材がこの空間８８へ流れ込み充填される空間である。
【０１０３】
すなわち、ポンチ８１の径Ｄ１７，Ｄ１８（図９、図１０を参照）はともに中間成形品７２の貫通孔７３の径Ｄ１２（図８を参照）よりも大きく、Ｄ１２＜Ｄ１８＜Ｄ１７といった関係にある。また、上部ダイス７８の孔８０の壁面とポンチ８１の突起８６の山部８６ａ、谷部８６ｂまでの距離ｄ１１，ｄ１２（図１０を参照）は、孔８０の壁面と貫通孔７３間での距離ｄ１３（図９を参照）より短く、ｄ１３＞ｄ１２＞ｄ１１という関係になっている。
【０１０４】
したがって、上部ダイス７８の孔８０は、中間成形品７２の不完全な形状を、マウス部５２の最終形状に加工するための壁面となる。
【０１０５】
上部ダイス７８の孔８０の高さＬ１３は、最終成形されるマウス部２の長さＬ１１以上の高さを有している。また、下部ダイス７７の孔７９の高さＬ１４は、前記ポンチ８１を取付けたプレス（図示せず）が下死点（プレスでポンチの先端部が一番下まで下がって上昇に転じる時）に達してもポンチ８１の先端がダイプレート７５に当らない長さにしている。
【０１０６】
次に冷間鍛造で後方押出し成形によってマウス部５２が形成される工程を説明する。
【０１０７】
搬入工程
【０１０８】
中間成形品７２を、フランジ７４側を下にして下部ダイス７７に裁置する。そして、上部ダイス７８の孔８０を中間成形品７２の外周に覆い被せて、中間成形品７２の貫通孔７３と下部ダイス７７の孔７９の中心点が一致するように設置する。
【０１０９】
この中心線を一致させる理由は、プレスでポンチ８１が下降してきた時に、中心位置がずれていると、肉厚の異なったマウス部５２を形成してしまうのを防止するためである。
【０１１０】
圧縮工程
【０１１１】
冷間鍛造でプレスによりポンチ８１を下死点まで下降移動させる過程で中間成形品７２の貫通孔７３を圧縮して塑性流動させる。この下降動作で、ポンチ８１は先端部８２が貫通孔７３を貫通して、下部ダイス７７の孔７９へと導かれる（図９を参照）。この状態まではポンチ８１と貫通孔７３の壁面は当ることがない。
【０１１２】
そして、ポンチ８１の先端部８２は、下部ダイス７７の孔７９により左右へのぶれを規制されながらさらに挿入が続く。
【０１１３】
この挿入により、ポンチ８１の後端部８３の突起８６に形成した曲面部８４が中間成形品２４の貫通孔７２に当接することになる。この当接した状態でさらにポンチ８１が下降すると、曲面部８４により中間成形品７３の素材が下方へ押し込まれるとともに押し拡げられ、後方押出し成形により圧潰される素材が空間８８へ塑性流動して空間８８に素材が充填される。
【０１１４】
そして、ポンチ８１がほぼ下死点に到達した状態（図１０の状態）で、マウス部２の長さＬ１１と厚みＷ１１とを得ると共に、突起８６の曲面部８４と直線部８５により円弧底６２ａとストレート底６２ｂを有するトラック溝６２を形成してマウス部５２の内球面部６１を形成する。
【０１１５】
取り出し工程
【０１１６】
このように、中間成形品７２の加工が終了するとプレスによりポンチ８１の移動を下降から上昇へ動作を反転させてポンチ８１を上死点（プレスでポンチの先端部が一番上まで持ち上げられた時）まで移動してプレスの動作を停止する。そして、中間成形品７２は上部ダイス７８を外してから取り出す。
【０１１７】
なお、この状態においては受け部材５８の挿入代を規制する環状段部６０が形成されていないが、この環状段部６０は受け部材５８の大きさに合わせて開口５２ａ側からドリル（図示せず）等で、貫通孔７３の小径Ｄ１２よりも大きな径の溝を形成して環状段部６０を形成すればよい。
【０１１８】
このように底部を塑性流動させることがないので、中間成形品７３を温めておく必要がないとともに、冷間においても大きな加工力が不必要となり、大きな能力の設備が不必要となる。
【０１１９】
また、トラック溝の形成がしごき工程のない冷間鍛造のみとなるので、工程が少なくなり設備が簡素化できる。また焼鈍および潤滑油化成被膜処理も冷鍛前に行うだけで冷間鍛造の間には必要なくなり加工時間も短縮され低コストとなるとともに、冷鍛の加工力が少ないので、小さな設備ですむ。
【０１２０】
また、底付きでトラック溝成形をする従来方法では、成形後の孔開加工によりトラック溝精度に影響が懸念されるが、実施の形態２によれば冷鍛後のトラック溝の精度は維持される。
【０１２１】
さらに、底付き中間成形品で鍛造後しごき成形する場合、底部にある程度の厚みが必要となるが、実施の形態２においては端部に取付けようフランジ７４を有した中空状の中間成形品７２からマウス部５２を形成するので加工コストが低減でき歩留まりもよい。
【０１２２】
また、管などの素材に比べ、肉厚が確保でき高強度となる。
【０１２３】
なお、実施の形態２としてバーフィールド型等速ジョイントの外方部材で説明したが、トリポート型等速ジョイントの外方部材も同じように形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明の実施の形態１を示す等速自在継手の縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１を示すマウス部の側面図である。
【図３】図２の縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１のマウス部を形成するための中間製品の縦断面図である。
【図５】鍛造用金型装置へのポンチの挿入状態を示す縦断面図である。
【図６】図５のポンチが下死点に移動した状態を示す縦断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２を示す等速自在継手の縦断面図である。
【図８】本発明の実施の形態２の中間成形品の断面図である。
【図９】鍛造用金型装置へのポンチの挿入状態を示す縦断面図である。
【図１０】図９のポンチが下死点に移動した状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１，５１  等速自在継手
２，５２  マウス部
３，５３  内輪
４，５４  ケージ
５，５５  トルク伝達用ボール（ボール）
６  ステム部
７，５７  外輪
８，５９  内円筒面
１１，６２  トラック溝
２４，７２  中間成形品
２６，７３  貫通孔
２７，７５  ダイプレート
２８，７６  圧入リング
２９，７７  下部リング
３０，７８  上部リング
３１，３２，７９，８０  孔
３３，８１  ポンチ
４０，８８  空間
【図１】
2006138419.tif 000003
【図２】
2006138419.tif 000004
【図３】
2006138419.tif 000005
【図４】
2006138419.tif 000006
【図５】
2006138419.tif 000007
【図６】
2006138419.tif 000008
【図７】
2006138419.tif 000009
【図８】
2006138419.tif 000010
【図９】
2006138419.tif 000011
【図１０】
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