(57)【要約】【課題】旋削加工や加締め加工といった追加加工、およびそのための専用設備を不要とし、安定した抜け止めを実現する共にコスト低減を可能にする摺動式等速自在継手およびそのしごき加工方法を提供すること。【解決手段】一端に開口部を有するカップ状をなし、筒状内周面６に軸方向に延びる複数のトラック溝７が形成された外側継手部材２と、球面状外周面１１に、前記外側継手部材２のトラック溝７に対向する複数のトラック溝９が形成された内側継手部材３と、これら内外継手部材のトラック溝７、９間に介在してトルクを伝達する複数のボール４と、前記外側継手部材２と内側継手部材３との間に配置されボール４を保持するケージ５とからなる摺動式等速自在継手１において、前記外側継手部材２の開口端部１４における筒状円周面６とトラック溝７の少なくとも一つに、内部部品１６の係止突起部１５が形成され、この係止突起部１５が前記外側継手部材２の筒状円周面６およびトラック溝７を仕上げるしごき加工によって形成されている。【選択図】図１
2011231792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に開口部を有するカップ状をなし、筒状内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、球面状外周面に、前記外側継手部材のトラック溝に対向する複数のトラック溝が形成された内側継手部材と、これら内外継手部材のトラック溝間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外側継手部材と内側継手部材との間に配置されボールを保持するケージとからなる摺動式等速自在継手において、
前記外側継手部材の開口端部における筒状円周面とトラック溝の少なくとも一つに、内部部品の係止突起部が形成され、この係止突起部が前記外側継手部材の筒状円周面およびトラック溝を仕上げるしごき加工によって形成されていることを特徴とする摺動式等速自在継手。
【請求項２】
前記内部部品を外側継手部材の係止突起部から引き抜く際の引き抜き耐力を０．３ｋＮ以上としたことを特徴とする請求項１に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項３】
前記係止突起部の高さを０．８ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項４】
前記係止突起部は、前記外側継手部材の反開口端部側に、継手の軸線に対して傾斜したテーパ状面を有しており、その立上り角度を４５°以下としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項５】
前記係止突起部が、前記外側継手部材のトラック溝に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項６】
前記係止突起部が、前記外側継手部材の筒状内周面に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項７】
前記係止突起部の個数を、トラック溝の約数としたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項８】
前記トラック溝とボールをアンギュラコンタクトとしたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項９】
前記摺動式等速自在継手がダブルオフセット型等速自在継手であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項１０】
一端に開口部を有するカップ状をなし、筒状内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝が形成された摺動式等速自在継手の外側継手部材のしごき加工方法において、
この外側継手部材が、その開口端部において筒状円周面とトラック溝の少なくとも一つに内部部品の係止突起部が設けられるものであって、前記外側継手部材の筒状内周面およびトラック溝を成形するパンチに前記係止突起部を成形する成形面を有し、前記パンチにより前記筒状内周面、トラック溝および係止突起部を同時加工したことを特徴とする摺動式等速自在継手の外側継手部材のしごき加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車、航空機、船舶や各種産業機械の動力伝達系に使用され、具体的には、例えば、ＦＦ車や４ＷＤ車などで使用されるドライブシャフトやプロペラシャフト等に組み込まれて駆動側と従動側の二軸間で軸方向変位および角度変位を許容する摺動式等速自在継手およびその外側継手部材のしごき加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のエンジンから車輪に回転力を等速で伝達するドライブシャフトやプロペラシャフト等に組み込まれる等速自在継手には、固定式等速自在継手と摺動式等速自在継手の二種がある。これらの等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸を連結して、その二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し得る構造を備えている。
【０００３】
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は、デフと車輪との相対的な位置関係の変化による角度変位と軸方向変位に対応する必要があるため、一般的にデフ側（インボード側）に摺動式等速自在継手を、駆動車輪側（アウトボード側）に固定式等速自在継手をそれぞれ装着し、両等速自在継手をシャフトで連結した構造を有する。摺動式等速自在継手の一つにダブルオフセット型等速自在継手がある。
【０００４】
シャフトの一端に固定式等速自在継手を、他端に摺動式等速自在継手を取り付けたドライブシャフトを自動車に組み付けるに際しては、摺動式等速自在継手をデフ側（インボード側）に組み付けた後、固定式等速自在継手を駆動車輪側（アウトボード側）に組み付けるのが一般的である。駆動車輪側では、ナックルに組付けた車輪軸受装置と固定式等速自在継手とを組み付けた状態では、ナックルをまだ車体の懸架装置に組み付けていないため、摺動式等速自在継手には、固定式等速自在継手、シャフト、車輪軸受装置およびナックルの総重量により荷重（例えば、０．３ｋＮ以上）がかかる場合がある。このような荷重が摺動式等速自在継手にかかると、内部部品が外側継手部材の開口部から抜け出すことになる。そこで、従来では、以下のような抜け止め機構が採用されている。
【０００５】
抜け止め機構の一般的なものとして、外側継手部材の開口端部の内周面に環状の凹溝を設け、この環状の凹溝にサークリップを嵌着したものがある。この場合は、内部部品が軸方向に変位したとき、ボールがサークリップと干渉することで、外側継手部材から内部部品が抜け出すことを防止している。
【０００６】
他の抜け止め機構として、外側継手部材の開口部端面の内側縁部を加締めにより潰すことで、外側継手部材の開口端部の内周面に隆起部分を形成した構造がある（特許文献１参照）。このような構造にすることにより、内部部品の軸方向変位時、ボール又はケージが隆起部分と干渉することで内部部品が抜け出すことを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２６２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、サークリップを用いた従来の摺動式等速自在継手では、内部部品の抜け止めのためのサークリップを外側継手部材に組み付けるため、外側継手部材の開口端部の内周面に環状凹部を形成するために、外側継手部材の開口部内周面を旋削加工する必要があり、サークリップも必要となることから、旋削加工および部品点数の増加により製品のコストアップを招くことになる。
【０００９】
また、特許文献１の摺動式等速自在継手では、外側継手部材の開口部端面の内側縁を加締めにより潰すため、加締めのための別加工が必要となるだけでなく、加締め治具に対して外側継手部材を正確に位置決めしなければならないため、その位置決め作業が非常に困難であり、位置決めのための専用設備を必要とし、製造コスト・作業面でも問題がある。また、隆起部分を加締めにより潰すことで形成するため、その変形は金型に拘束されない自由な変形となるので、その隆起部分の大きさ、寸法にバラツキが生じやすく、また、隆起部分の形状が鋭利で壊れやすい形状になりやすい。したがって、引き抜き耐力が安定しない問題がある。さらには、内側継手部材、ケージ、ボールからなる内部部品を外側継手部材に入れた後に隆起部分の加工を行うと、焼入れ硬化した部分に塑性変形させることになるので加工が難しく、反対に外側継手部材の焼入れ前に加工を行うと、内部部品を外側継手部材内に入れるときに、鋭利な形状の隆起部分が壊れやすいという問題がある。
【００１０】
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、旋削加工や加締め加工といった追加加工、およびそのための専用設備を不要とし、安定した抜け止めを実現する共にコスト低減を可能にする摺動式等速自在継手およびそのしごき加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者は、上記の目的を達成するために種々検討した結果、外側継手部材のトラック溝や筒状内周面を形成する鍛造加工工程において、金型で拘束して係止突起部を高精度に成形するという新規な手段を着想した。
【００１２】
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、一端に開口部を有するカップ状をなし、筒状内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、球面状外周面に、前記外側継手部材のトラック溝に対向する複数のトラック溝が形成された内側継手部材と、これら内外継手部材のトラック溝間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外側継手部材と内側継手部材との間に配置されボールを保持するケージとからなる摺動式等速自在継手において、前記外側継手部材の開口端部における筒状円周面とトラック溝の少なくとも一つに、内部部品の係止突起部が形成され、この係止突起部が前記外側継手部材の筒状円周面およびトラック溝を仕上げるしごき加工によって形成されていることを特徴とする。
【００１３】
上記の構成により、係止突起部は、その成形に追加の加工が不要のため製造コストを低減することができると共に、係止突起部の寸法・精度の向上により、内側継手部材、ケージおよびボールからなる内部部品の引き抜き耐力を安定させた摺動式等速自在継手を実現することができる。また、組立面では、係止突起部が、しごき加工で成形パンチの成形面に倣った適宜の形状に形成されるので、係止突起部を乗り越えて、内部部品を外側継手部材内へ挿入する組立作業を容易に行うことができる。
【００１４】
具体的には、固定式等速自在継手、シャフト、車輪軸受装置およびナックルの総重量による荷重に対して、係止突起部の抜け耐力を０．３ｋＮ以上に設定したので、内部部品の抜け出しを確実に防止した摺動式等速自在継手を実現することができる。
【００１５】
係止突起部の高さを０．８ｍｍ以下に設定することが望ましい。また、係止突起部が継手の軸線に対して傾斜したテーパ面状部を有し、その立上り角度を４５°以下に設定することが望ましい。これにより、しごき加工における金型寿命の低下をより一層抑えることができる。
【００１６】
そして、係止突起部を外側継手部材のトラック溝に形成する場合、特に、外側継手部材のトラック溝とボール間の接触角位置に係止突起部を形成することが最も効率的であり、また、係止突起部を小さくすることにより、しごき加工における金型寿命の低下を最小限に抑えることができる。さらに、係止突起部が外側継手部材の筒状内周面に形成される場合は、係止突起部とケージの球状外周面との間で、内部部品の抜け出しを確実に防止することができる。
【００１７】
係止突起部は、外側継手部材の軸心に対して点対称である方が加工しやすく、引き抜き耐力も大きくすることができる。したがって、係止突起部は外側継手部材の軸心に対して点対称に配置し、その数はトラック溝数の約数が望ましい。さらに、係止突起部の高さを小さくして金型寿命の低下を抑えるためには、係止突起部の数を多くして、１個当たりの受け持つ抜け荷重を小さくすることが良い。そのために、係止突起部を全てのトラック溝あるいは筒状内周面に形成することが望ましい。
【００１８】
本発明の摺動式等速自在継手として、トラック溝とボール間の接触状態を、アンギュラコンタクト、あるいはサーキュラコンタクトとしたダブルオフセット型等速自在継手が好適である。
【００１９】
本願の第２の発明は、一端に開口部を有するカップ状をなし、筒状内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝が形成された摺動式等速自在継手の外側継手部材のしごき加工方法において、この外側継手部材が、その開口端部において筒状円周面とトラック溝の少なくとも一つに内部部品の係止突起部が設けられるものであって、前記外側継手部材の筒状内周面およびトラック溝を成形する成形パンチに前記係止突起部を成形する成形面を有し、前記成形パンチにより前記筒状内周面、トラック溝および係止突起部を同時加工したことを特徴とする。これにより、係止突起部が成形パンチの成形面に倣って適宜の形状に形成され、かつ係止突起部がトラック溝や筒状内周面と同時加工されるので、高精度で生産性の高い摺動式等速自在継手の外側継手部材のしごき加工方法が実現できる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の摺動式等速自在継手では、係止突起部の成形に追加の加工が不要のため製造コストを低減することができると共に、係止突起部の寸法・精度の向上により、内側継手部材、ケージおよびボールからなる内部部品の引き抜き耐力を安定させることができる。また、組立面では、係止突起部が、しごき加工で成形パンチの成形面に倣った適宜の形状に形成されるので、係止突起部を乗り越えて、内部部品を外側継手部材内へ挿入する組立作業を容易に行うことができる。
【００２１】
固定式等速自在継手、シャフト、車輪軸受装置およびナックルの総重量による荷重に対して、係止突起部の引き抜き耐力を０．３ｋＮ以上に設定にしたので、内部部品の抜け出しを確実に防止することができる。
【００２２】
外側継手部材のトラック溝とボール間の接触角位置に係止突起部を形成することにより係止突起部を小さくすることができるので、しごき加工における金型寿命の低下を最小限に抑えることができる。また、係止突起部の高さを０．８ｍｍ以下に設定し、さらに係止突起部のテーパ状面部の立上り角度を４５°以下に設定したので、上記の接触角位置に係止突起部を形成することと相俟って、しごき加工における金型寿命の低下をより一層抑えることができる。
【００２３】
本発明の摺動式等速自在継手の外側継手部材のしごき加工方法では、係止突起部が成形パンチの成形面に倣って適宜の形状に形成され、かつ係止突起部がトラック溝や筒状内周面と同時加工されるので、高精度で生産性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態の摺動式等速自在継手の縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の摺動式等速自在継手の正面図である。
【図３】図２のＡ部を拡大した図である。
【図４】図１のＢ部を拡大した図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の摺動式等速自在継手を部分的に拡大した正面図である。
【図６】本願の第２の発明の概要説明のための前素形材の図である。
【図７】本願の第２の発明の概要説明のための最終鍛造品の図である。
【図８】本願の第２の発明の概要説明のための粗鍛造加工用金型の図である。
【図９】本願の第２の発明の概要説明のためのしごき加工用金型の図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態における外側継手部材の最終鍛造品を示す図である。
【図１１】本願の第２の発明である外側継手部材のしごき加工方法を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態の摺動式等速自在継手の縦断面図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態の摺動式等速自在継手の正面図である。
【図１４】図１３のＨ部を拡大した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
本発明の第１の実施形態を図１〜図４に示す。この実施形態は、摺動式等速自在継手の一つであるダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）である。図１および図２に示すように、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およびケージ５からなる。外側継手部材２の筒状内周面６には６本のトラック溝７が円周方向等間隔に、かつ軸方向に直線状に形成されている。内側継手部材３の球状外周面８には、外側継手部材２のトラック溝７と対向するトラック溝９が円周方向等間隔に、かつ軸方向に直線状に形成されている。外側継手部材２のトラック溝７と内側継手部材３のトラック溝９との間にトルクを伝達する６個のボール４が介在されている。外側継手部材２の筒状内周面６と内側継手部材３の球状外周面８との間に、ボール４を保持するケージ５が配置されている。ボール４はケージ５のポケット１０に収容されている。ケージ５の球状外周面１１は外側継手部材２の筒状内周面６と嵌合し、ケージ５の球状内周面１２は内側継手部材３の球状外周面８と嵌合している。図示は省略するが、内側継手部材３の内径孔１３にシャフトの軸端部がスプライン嵌合され、止め輪によって軸方向に固定されている。そして、外側継手部材２の開口端部１４の外周面とシャフトの外周面にブーツが取り付けられ、継手内部に潤滑剤としてのグリースが封入される。外側継手部材２の奥側の底部には軸部２aが一体に形成されており、軸端のスプライン部２ｂが図示しないデファレンシャルのサイドギヤに連結される。
【００２７】
ケージ５の球状外周面１１は曲率中心Ｏ１を有し、ケージ５の球状内周面１２は曲率中心Ｏ２を有する。曲率中心Ｏ１、Ｏ２は、継手中心Ｏに対して軸方向に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２と内側継手部材３の両軸線がなす角度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が伝達されることになる。
【００２８】
図１および図２に示すように、外側継手部材２のトラック溝７の開口端部１４に係止突起部１５が形成されている。内側継手部材３、ケージ５およびボール４からなる内部部品１６は、外側継手部材２に対して、軸方向に摺動するが、この内部部品１６が外側継手部材２の外方向に引っ張られた時に、内部部品１６が抜け出さないように、ボール４が係止突起部１５に干渉して規制される。図１のＢ部を図４に拡大して示す。図４に示すように、係止突起部１５は、開口端部１４側の円筒面状部１５ａとこれに接続するテーパ面状部１５ｂからなり、このテーパ面状部１５ｂがトラック溝７に接続する。外側継手部材２のトラック溝７とボール４とがアンギュラコンタクトしている例を図３に拡大して示す。ただし、この図では、図を簡素化するためにボール４とケージ５は図示を省略した。この図に示すように、係止突起部１５は、トラック溝７とボール４の接触点、すなわちトラック溝７の接触角位置７ａ、７ａを越えた円周方向の凸部幅Ｃを有する。この円周方向の凸部幅Ｃはトラック溝７の接触角位置７ａ、７ａを越えて０．５ｍｍ以上あることが望ましい。トラック溝７の横断面は、楕円形状あるいはゴシックアーチ形状で形成され、接触角αは３０〜４０°程度で適宜設定される。外側継手部材２のトラック溝７とボール４間の隙間は、接触角位置７ａ、７ａで最も小さいため、凸部を小さくすることができるので、接触角位置７ａ、７ａに係止突起部１５を形成することが最も効率的である。また、係止突起部１５を小さくすることにより、後述するしごき加工における金型寿命の低下を最小限に抑えることができる。
【００２９】
図４に示すように、トラック溝７の表面から係止突起部１５の円筒面状部１５ａまでの高さＤは０．８ｍｍ以下としている。また、テーパ状面部１５ｂの立上がり角θは４５°以下が望ましい。これにより、前述した接触角位置７ａ、７ａに係止突起部１５形成することによる係止突起部１５を小さくできるということと相俟って、後述するしごき加工における金型寿命の低下をより一層抑えることができる。尚、係止突起部１５の形状として円筒面状部１５ａ、テーパ状面部１５ｂのものを示したが、円筒面状部１５ａを平面状とし、テーパ状面部１５ｂを傾斜した曲面状としても良い。また、円筒面状部１５ａとテーパ状面部１５ｂとの接続部やテーパ面状部１５ｂとトラック溝７との接続部は小さな円弧面を介在させて滑らかに接続することも適宜実施できる。これらは後述する実施形態でも同様である。
【００３０】
前述したように、駆動車輪側では、ナックルに組付けた車輪軸受装置と固定式等速自在継手とを組み付けた状態では、ナックルをまだ車体の懸架装置に組み付けていないため、摺動式等速自在継手１には、図示は省略するが、固定式等速自在継手、シャフト、車輪軸受装置およびナックルの総重量により荷重がかかる場合がある。しかし、上述した形態の係止突起部１５の引き抜き耐力を０．３ｋＮ以上に設定したことにより、上記の荷重に耐え得る。
【００３１】
図３は、外側継手部材２のトラック溝７とボール４とがアンギュラコンタクトとした例を示したが、トラック溝７とボール４とがサーキュラコンタクトの場合には、外側継手部材２のトラック溝７の底付近に係止突起部１５を形成すればよい（図示省略）。この場合は、円周方向の凸部幅Ｃはトラック溝７の底から円周方向の両側へ０．５ｍｍ以上あることが望ましい。このように、サーキュラコンタクトの場合には、係止突起部１５の円周方向の凸部幅Ｃを小さくすることができる。係止突起部１５は、内部部品１６の軸方向のスライド量をなるべく長くとるため、外側継手部材１の開口端部１４寄りに形成することが望ましい。
【００３２】
本発明の第２の実施形態を図５に基づいて説明する。図５は第１の実施形態の図３に対応するものである。前述した第１の実施形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付して重複説明は省略する。また、第２の実施形態は、第１の実施形態に対して係止突起部の形態だけが異なる。継手構造については第１の実施形態に関する図１と同様であるので、重複説明を省略する。
【００３３】
図５に示すように、第２の実施形態も外側継手部材２のトラック溝７とボール４とがアンギュラコンタクトとした例である。この実施形態では、係止突起部１５、１５が接触角位置７ａ、７ａにのみ形成され、係止突起部１５、１５が各トラック溝７に２箇所ずつ設けられている。各係止突起部１５、１５の円周方向の凸部幅Ｃはトラック溝７の接触角位置７ａ、７ａから円周方向の両側へ０．５ｍｍ以上あることが望ましい。また、第１の実施形態と同じように、トラック溝７の表面から係止突起部１５の円筒面状部１５ａまでの高さＢは０．８ｍｍ以下とし、テーパ状面部１５ｂの立上り角度θは４５°以下が望ましい。また、係止突起部１５は、内部部品１６の軸方向のスライド量をなるべく長くとるため、外側継手部材１の開口端部１４寄りに形成することが望ましい。
【００３４】
次に、本願の第２の発明である外側継手部材のしごき加工方法の実施形態を図６〜図１１に基づいて説明する。
【００３５】
まず、本実施形態の摺動式等速自在継手の外側継手部材のしごき加工方法を含めた鍛造加工工程の概要を図６〜図９に基づいて説明する。鍛造加工は、図６および図８に示す粗鍛造加工と、図７および図９に示す仕上げのしごき加工とからなっている。図６は、粗鍛造加工後の前素形材２１を示す。図６（ａ）は、前素形材２１を正面から見た図で、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＥ−Ｅ線における縦断面図である。前素形材２１は、カップ部２１ａの内側にトラック溝部分２３、筒状内周面部分２２が形成されている。カップ部２１ａの底部には軸部２１ｂが一体に形成されている。
【００３６】
前素形材２１の粗鍛造加工を図８に示す。粗鍛造加工の主な金型は、前素形材２１の外周形状を形成する金型３０と前素形材２１の内周形状を形成する成形パンチ３１である。金型２１内に素材を挿入し、金型２１内の素材を成形パンチ３１で加圧して、カップ部２１ａを押し出し成形する。
【００３７】
次に、図６の前素形材２１を仕上げるためにしごき加工を行う。図７にしごき加工後の外側継手部材２の最終鍛造品２５を示す。図７（ａ）は、最終鍛造品２５を正面から見た図で、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＦ−Ｆ線における縦断面図である。最終鍛造品２５のトラック溝２７および筒状内周面２６は高精度に仕上られている。
【００３８】
最終鍛造品２５のしごき加工を図９に示す。外側継手部材２の前素形材２１（図６参照）に成形パンチ３３を挿入した状態で、ダイス３２により前素形材２１の外周面をしごき加工する。成形パンチ３３の外周には、図７に示す外側継手部材の最終鍛造品２５のトラック溝２７、筒状内周面２６に対応する成形面３３ａ（図９参照）が形成されている。この成形面３３ａは仕上がり寸法・精度になっている。ダイス３２で前素形材２１の外周をしごき加工することにより半径方向内方の成形パンチ３３外周の成形面３３ａに押し付けられ、最終鍛造品２５のトラック溝２７、筒状内周面２６が仕上がり寸法・精度になる。前素形材２１をしごき加工したとき、円周方向で肉厚の減少率が変化するので、図７（ｂ）に示すように最終鍛造品２５の開口端部の形状は不揃いとなる。
【００３９】
外側継手部材２の鍛造加工の概要は以上のとおりである。詳細は後述するが、本発明の第１の実施形態における係止突起部１５は、上記鍛造加工工程の中のしごき加工において形成される。しごき加工の後、最終鍛造品２５の外周面などを旋削加工し、熱処理工程を経て完成品となる。外側継手部材２の材料として、中炭素鋼の用いる場合は、鍛造加工、旋削加工を経て高周波熱処理を行う。また、低〜中炭素鋼を用いて、浸炭熱処理を行う場合もある。係止突起部１５の部分は焼入れを施さなくてもよい。また、係止突起部１５に熱処理を施す場合でも、係止突起部１５の靭性を考慮すると、ＨＲＣ５０程度の硬さが望ましい。
【００４０】
次に、外側継手部材２の開口端部１４の係止突起部１５について詳述する。図１０に、本発明の第１実施形態の外側継手部材２の最終鍛造品２５を拡大して示す。トラック溝２７の開口端部１４に係止突起部１５が形成されている。最終鍛造品２５はＧ−Ｇ線の所が完成品の開口端部となり、端面および外周面の形状を形成するために旋削加工が行われ、仕上げられる。
【００４１】
次に、第１実施形態の主要部であるトラック溝２７の係止突起部１５がしごき加工において形成される状態を図１１に基づいて説明する。この図では、説明を分かりやすくするために、前述した図９の金型のうち、ダイス３２と成形パンチ３３のみを取り出して示す。この場合も、前素形材２１の形状は図６と同様にトラック溝２３の開口端部はストレートになっている。図１１に示すように、しごき加工される最終鍛造品２５の内側にはパンチ３３が挿入され外周側にダイス３２が嵌っている。成形パンチ３３にはトラック溝２７を成形する面３３ａが上下方向の略中央部分から下端部に亘って形成されている。このトラック溝２７を形成する面３３ａの上端に係止突起部１５を形成する成形面３５が設けられている。成形面３５は、最終鍛造品２５のテーパ面状部１５ｂを成形するテーパ状成形面３５ｂと円筒面状部１５ａを成形する円筒状成形面３５ａからなる。
【００４２】
トラック溝７の成形面３３ａと円筒状成形面３５ａの段差は、前述した係止突起部１５の高さＢに対応して０．８ｍｍ以下とし、テーパ状成形面３５ｂは、立上り角度θに対応して４５°以下となっている。しごき加工後、上記のトラック溝７の成形面３３ａと円筒状成形面３５ａの段差がある状態で、最終鍛造品２５から成形パンチ３３が引き抜かれる。この引き抜きの際、トラック溝７の成形面３３ａと円筒状成形面３５ａの段差が抵抗となり、金型寿命を低下させる。金型寿命の低下を抑えるには、金型引き抜きの際の抵抗を小さくすれば良く、係止突起部１５の高さＢ、凸部幅Ｃ、立上り角度θは、なるべく小さい方が良い。具体的には、前述したように係止突起部１５の高さＢに対応して０．８ｍｍ以下、テーパ状成形面３５ｂの立上り角度θに対応して４５°以下となっているので、型抜けが可能で金型寿命の低下を抑制することができる。
【００４３】
本実施形態における係止突起部１５を成形する場合の前素形材２１は、図６（ｂ）に示すものと同じで、内周面の形状はストレート状であるので、粗鍛造加工では従来の金型を変更する必要はない。前素形材２１に成形パンチ３３を挿入した状態で、ダイス３２により前素形材２１の外周面をしごき加工すると、図１１に示すように、材料が軸方向に伸ばされて、係止突起部１５は成形パンチ３３の成形面３５に倣って形成されるので、係止突起部１５がトラック溝２７や内周面２６と同時加工される。したがって、係止突起部１５の成形に追加の加工が不要で、かつ係止突起部１５の寸法・精度を高めることができ、内側継手部材３、ケージ５およびボール４からなる内部部品１６（図１参照）の引き抜き耐力を安定させるという顕著な効果を有する。
【００４４】
係止突起部１５は、しごき加工で成形パンチ３３の成形面３５に倣って形成されるので、鋭利な形状とならないようにでき、また、壊れにくい形状にすることができるので、係止突起部１５を乗り越えて、内部部品１６を外側継手部材２内へ挿入する組立作業を容易に行うことができる。
【００４５】
本発明の第３の実施形態を図１２〜図１４に基づいて説明する。前述した第１の実施形態と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付して重複説明は省略する。図１２および図１３に示すように、本実施形態では、係止突起部１５は外側継手部材２の開口端部１４の筒状内周面６に形成されている。図１４は、図１３のＨ部を拡大した図である。ただし、図を簡素化するためにボール４とケージ５は図示を省略した。図１４に示すように、係止突起部１５は、隣り合うトラック溝７、７間にある筒状内周面６に円周方向の凸部幅Ｃを有する。図１２に示すように、係止突起部１５は、開口端部１４側の円筒面状部１５ａとこれに接続するテーパ面状部１５ｂからなり、このテーパ面状部１５ｂが筒状内周面６に接続する。第１の実施形態の係止突起部１５と同様に、筒状内周面６の表面から係止突起部１５の円筒面状部１５ａまでの高さは０．８ｍｍ以下とし、テーパ状面部１５ｂの立上り角度は４５°以下が望ましい。
【００４６】
内側継手部材３、ケージ５およびボール４からなる内部部品１６は、外側継手部材２に対して軸方向に摺動するが、この内部部品１６が外側継手部材２の外方向に引っ張られた時に、内部部品１６が抜け出さないように、ケージ５の球状外周面１１が係止突起部１５に干渉して規制される。本実施形態では、ケージ５の球状外周面１１が係止突起部１５に干渉するので、内部部品１６の軸方向のスライド量をなるべく長くとるためには、内側継手部材３へのケージ５の組込みの向きを、図１２のようにケージ５の球状外周面１１の軸方向位置が継手中心Ｏより継手の奥側になるようにすることが望ましい。
【００４７】
本実施形態では、係止突起部１５は外側継手部材２の開口端部１４の筒状内周面６に形成されているので、しごき加工の成形パンチには、筒状円周面６の対応する位置に係止突起部１５を成形する成形面が設けられる。しごき加工の態様については、前述したものと同様である。
【００４８】
第１〜３の実施形態において、係止突起部１５の数は１個でもよいが、その場合、半径方向に対向する位置から内部部品１６が抜け出やすいため、係止突起部１５の高さＢを大きくする必要がある。そのため、係止突起部１５の数は２個以上が望ましい。また、外側継手部材２の軸心に対して点対称である方が加工しやすく、抜け耐力も大きくできるため、係止突起部１５は外側継手部材２の軸心に対して点対称に配置し、その数はトラック溝数の約数が望ましい。さらに、係止突起部１５の高さＢを小さくして金型寿命の低下を抑えるためには、係止突起部１５の数を多くして、１個当たりの受け持つ抜け荷重を小さくする。そのためには、係止突起部１５を全てのトラック溝あるいは筒状内周面に形成することが望ましい。
【符号の説明】
【００４９】
１        摺動式等速自在継手
２        外側継手部材
３        内側継手部材
４        ボール
５        ケージ
６        筒状内周面
７        トラック溝
７ａ      接触点
８        球状外周面
９        トラック溝
１０      ポケット
１１      球状外周面
１２      球状内周面
１３      内径孔
１４      開口端部
１５      突起部
１５ａ    円筒面状部
１５ｂ    テーパ面状部
１６      内部部品
２１      前素形材
２５      最終鍛造品
３０      金型
３１      成形パンチ
３２      ダイス
３３      成形パンチ
３３ａ    成形面
３５      成形面
３５ａ    円筒面状部
３５ｂ    テーパ面状部
Ｃ        凸部幅
Ｄ        係止突起部の高さ
Ｏ        継手中心
Ｏ１      曲率中心
Ｏ２      曲率中心
α        接触角
θ        立上り角度
【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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【図１４】
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