JP3646298B2 - 等速形自在軸継手の外輪部材と軸部材との結合方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、等速形自在軸継手の外輪部における外輪部材と軸部材との結合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術による等速形自在軸継手の外輪部における外輪部材と軸部材との結合方法には、例えば特開平８−４９７２７号公報に開示されている次のような方法がある。
等速形自在軸継手の外輪部における外輪部材１の底部１ａに円形の結合孔部４を形成し、その内周面に多角形面又はセレーション溝を形成し、内周面を浸炭処理や高周波焼入れ等の表面硬化処理を施し、その結合孔部４に軸部材５の端部に形成した突出部７を圧入嵌合し、更に、外輪部材１内部に突出した突出部７を先端面をカシメ具９により軸方向に打撃して突出部７をの先端にカシメ部１４を形成して外輪部材１と軸部材５とを抜け止め・回り止めして固着結合する。（特開平８−４９７２７号公報・要約図参照）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の技術による等速形自在軸継手の外輪部における外輪部材と軸部材との結合方法では次のような問題点がある。
（１）外輪部材１の結合孔部４に軸部材５の突出部７を圧入嵌合させるために、圧入時の荷重を高くする必要があり、嵌合部にかかる負荷により、外輪部材の割れ及び変形の発生の恐れがある。
（２）突出部７を先端面をカシメ具９により軸方向に打撃してカシメ部１４を形成するためには、突出部７より大径のカシメ具９が必要となり、そのようなカシメ具９との干渉を避けるために、外輪部材の底部の形状は制約される。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明の等速形自在軸継手の外輪部材と軸部材との結合方法は、等速形自在軸継手における凹溝部が内周面に形成されたカップ体であり、底部には軸部材先端の結合端部の小径部が嵌め込まれる非円形の結合孔が貫通されている外輪部材と、結合端部の大径部と先端側の小径部と両者間の段部とから形成され、大径部が外輪部材の前記結合孔を通り抜けない大きさ又は断面形状であり、小径部が外輪部材の結合孔に抵抗なく挿入し得て、遊び少なく嵌合する大きさ又は断面形状であると共に、外輪部材の底部の厚さより適宜の寸法だけ長い軸部材とを次の工程で結合する加工方法である。
【０００５】
（１）軸部材の結合端部の小径部に外輪部材の結合孔を外輪部材の底外面が結合端部の段部に当るまで嵌め込み、外輪部材の結合孔が嵌め込まれた結合端部の小径部の先端面を外輪部材の底内面より突出させる。
（２）軸部材の結合端部の小径部の先端面に形成されたテーパ面凹部に丁度嵌合する形状寸法のテーパ面凸部とその周囲の適宜の幅の外周端面が形成された成形工具と前記（１）の工程で外輪部材の結合孔が十分に嵌め込まれた軸部材とを同心関係において相対的に接近させることにより、テーパ面凸部とテーパ面凹部とを嵌合させる。
【０００６】
（２）軸部材の結合端部の小径部の先端面に形成されたテーパ面凹部に丁度嵌合する形状寸法のテーパ面凸部とその周囲の適宜の幅の外周端面が形成された成形工具と前記（１）の工程で外輪部材の結合孔が十分に嵌め込まれた軸部材とを同心関係において相対的に接近させることにより、テーパ面凸部とテーパ面凹部とを嵌合させる。
（３）前記（２）の工程で互いに嵌合させられたテーパ面凸部とテーパ面凹部との間に押圧力を働かせてテーパ面凸部をテーパ面凹部に進入させ、同一進入ストローク中に、前記押圧力により軸部材の結合端部の小径部を外方に押し広げ、その外周面を結合孔の内周面形に変形させると共に、成形工具の外周端面・軸部材の外周端面間の押圧で軸部材の結合端部の小径部における外輪部材の底内面より突出している部分を外輪部材の結合孔の縁部から外輪部材の底内面にかぶさるように外周に向って拡げかしめる。
前記の外輪部材の非円形の結合孔は、例えば、多角形孔又は内周面にセレーションが形成された円形孔である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態における外輪部材と軸部材とから構成された等速形自在軸継手の一方の部材の製造に際しての外輪部材と軸部材との結合方法について説明するのに当って、先ず、等速形自在軸継手自体について図面に従って説明する。
【０００８】
トリポード形軸継手として例示された等速形自在軸継手は、図１に示すように軸部材１０の先端にカップ状の外輪部材２０が結合された外輪部Ａと夫れ夫れが転動体、例えば球面ローラＣを回転自在に支持した３本のトリポード軸が円周等間隔（１２０度間隔）で放射方向に外周面から突出した内輪部材４０が軸部材３０の先端に結合された内輪部Ｂとが球面ローラＣを介して接続されて構成されている。即ち、球面ローラＣを支持した内輪部材４０が外輪部材２０内に挿入され、外輪部材２０の内周面に平行に列設された軸線方向の各凹溝部２１に内輪部材３に支持された球面ローラＣが係合されている。
【０００９】
外輪部Ａの外輪部材２０は、図２及び図３に示すように、球面ローラＣが係合する凹溝部２１，２１，２１を円周等配に形成して、略クローバ葉形状の断面となったカップ体であり、底部２２には軸部材１の結合端部１２の小径部１４（後出）が嵌め込まれる結合孔２３が貫通されている。結合孔２３は非円形孔である。例えば、多角形孔であったり、図示の例のように内周面にセレーションが形成された円形孔であったりする。
上記のような外輪部材２０は板金材から塑性加工により形成される。
【００１０】
外輪部Ａの軸部材１０は、図２に示すように、軸部１１とその先端に形成された結合端部１２とから成り、結合端部１２は大径部１３と先端側の小径部１４とから成り、両者間に段部１５が形成されている。
大径部１３の径は外輪部材２０の結合孔２３の最大内径やセレーション谷径より適宜大きく、小径部１４は、円形断面でも差し支えないが、その外径は外輪部材２０の結合孔２３に抵抗なく挿入し得て、遊び少なく嵌合する大きさであり、小径部１４の長さは外輪部材２０の底部の厚さより適宜の寸法だけ大きい。
そして小径部１４の先端面には適宜の幅の外周端面１６を残してテーパ面凹部、例えば軸線方向のテーパ面凹部１７が形成されている。
【００１１】
等速形自在軸継手の外輪部Ａは、軸部材１０と外輪部材２０と結合されて構成されているが、その結合は、図４及び図５に示すように次のような工程で行われる。
先ず、軸部材１０の結合端部１２の小径部１４に外輪部材２０の結合孔２３を、外輪部材２０の底外面が結合端部１２の段部１５に当るまで嵌め込む。その嵌め込みは抵抗なく容易に行い得る。そして、外輪部材２０の結合孔２３が嵌め込まれた軸部材１０の小径部１４は、外輪部材２０の底部の厚さより適宜の寸法だけ長いので、先端面が外輪部材２０の底内面より突出している。
【００１２】
次に、円筒台形基部５１の先端面に適宜の幅の外周端面５２を残してテーパ面凸部、例えば軸線方向のテーパ面凸部（円錐台形先端部）５３が形成された成形工具Ｔが用意される。
テーパ面凸部５３は、軸部材１０の結合端部１２のテーパ面凹部１７に丁度嵌合する形状寸法であり、外周端面５２は、テーパ面凸部５３がテーパ面凹部１７に嵌合したとき軸部材１０の外周端面１６に適宜の隙間をあけて対向するようになっている（図４参照）。
【００１３】
外輪部材２０の結合孔２３が十分に嵌め込まれた軸部材１０と成形工具Ｔとを同心位置において対向接近させ押圧する。例えば、固定された軸部材１０に対し成形工具Ｔでプレス加工を行う。すると、テーパ面凸部５３がテーパ面凹部１７に嵌合し、更に押圧が加わり、成形工具Ｔがテーパ面凹部１７に進入し、軸部材１０の小径部１４は外方に押し広げられ、その外周面は、結合孔２３の内周面形に変形されるか、セレーションに食い込み変形される（図５（ａ）参照）。
【００１４】
それと共に、成形工具Ｔの外周端面５２は、軸部材１０の外周端面１６を押圧して、外輪部材２０の底内面より突出している部分は、結合孔２３の縁部から底内面にかぶさるように外周に向って拡がりかしめられる（図５（ｂ）参照）。
かくして、軸部材１０と外輪部材２０とは、結合孔２３の内周面形状に応じた軸部材１０の食い込み変形で回転方向に強固に結合されると共に、軸部材１０の段部１５と軸部材１０の突出縁部のかしめとにより軸線方向に強固に結合される。
なお、上記の実施の形態における等速形自在軸継手は、ローラを介してトルク伝達を行うトリポード形軸継手であるが、他の形式の等速形自在軸継手、例えばボールを介してトルク伝達を行うバーフィールド形軸継手等であってもよい。
【００１５】
【発明の効果】
この発明の等速形自在軸継手の外輪部材と軸部材との結合方法によれば、
外輪部材の結合孔と軸部材の結合軸端部との嵌め合いが、回転拘束のための圧入でなく、抵抗ない挿入によるので、外輪部材の結合孔周辺の割れや変形が生じない上、回転方向拘束の結合は、成形工具の圧入により軸部材の結合軸端部を外輪部材の非円形結合孔の形状に成形することで実現するので、強固な結合となる。特に、非円形結合孔としての多角形又はセレーション形成の円形孔は、外輪部材の板材成形において容易に形成し得ると共に、回転方向拘束の結合が強固となる。
【００１６】
又、圧入における成形工具は、軸部材の小径部に略等しい径でよく、外輪部材の底部と干渉しないので、外輪部材の底部の形状の自由度は増す。
更に、成形工具の圧入により、回転方向拘束と軸線方向拘束とをもつ軸部材の結合軸端部を外輪部材との強固な結合を一工程で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態における結合方法により軸部材と外輪部材とが結合された外輪部が構成する等速形自在軸継手の断面図である。
【図２】この発明の実施の形態における結合方法により結合される等速形自在軸継手の軸部材と外輪部材との断面図である。
【図３】この発明の実施の形態における結合方法により軸部材に結合される外輪部材の側面図である。
【図４】この発明の実施の形態における軸部材と外輪部材との結合方法の説明図である。
【図５】図４の詳細説明図である。
【符号の説明】
Ａ 外輪部
１０軸部材
１１ 軸部
１２ 結合端部
１３ 大径部
１４ 小径部
１５ 段部
１６ 外周端面
１７ テーパ面凹部
２０ 外輪部材
２１ 凹溝部
２２ 底部
２３ 結合孔
Ｂ 内輪部
３０ 軸部材
４０ 内輪部材
Ｃ 球面ローラ（転動体）
Ｔ 成形工具
５１ 円筒台形基部
５２ 外周端面
５３ テーパ面凸部（円錐台形先端部）
【発明の属する技術分野】
この発明は、等速形自在軸継手の外輪部における外輪部材と軸部材との結合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術による等速形自在軸継手の外輪部における外輪部材と軸部材との結合方法には、例えば特開平８−４９７２７号公報に開示されている次のような方法がある。
等速形自在軸継手の外輪部における外輪部材１の底部１ａに円形の結合孔部４を形成し、その内周面に多角形面又はセレーション溝を形成し、内周面を浸炭処理や高周波焼入れ等の表面硬化処理を施し、その結合孔部４に軸部材５の端部に形成した突出部７を圧入嵌合し、更に、外輪部材１内部に突出した突出部７を先端面をカシメ具９により軸方向に打撃して突出部７をの先端にカシメ部１４を形成して外輪部材１と軸部材５とを抜け止め・回り止めして固着結合する。（特開平８−４９７２７号公報・要約図参照）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の技術による等速形自在軸継手の外輪部における外輪部材と軸部材との結合方法では次のような問題点がある。
（１）外輪部材１の結合孔部４に軸部材５の突出部７を圧入嵌合させるために、圧入時の荷重を高くする必要があり、嵌合部にかかる負荷により、外輪部材の割れ及び変形の発生の恐れがある。
（２）突出部７を先端面をカシメ具９により軸方向に打撃してカシメ部１４を形成するためには、突出部７より大径のカシメ具９が必要となり、そのようなカシメ具９との干渉を避けるために、外輪部材の底部の形状は制約される。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明の等速形自在軸継手の外輪部材と軸部材との結合方法は、等速形自在軸継手における凹溝部が内周面に形成されたカップ体であり、底部には軸部材先端の結合端部の小径部が嵌め込まれる非円形の結合孔が貫通されている外輪部材と、結合端部の大径部と先端側の小径部と両者間の段部とから形成され、大径部が外輪部材の前記結合孔を通り抜けない大きさ又は断面形状であり、小径部が外輪部材の結合孔に抵抗なく挿入し得て、遊び少なく嵌合する大きさ又は断面形状であると共に、外輪部材の底部の厚さより適宜の寸法だけ長い軸部材とを次の工程で結合する加工方法である。
【０００５】
（１）軸部材の結合端部の小径部に外輪部材の結合孔を外輪部材の底外面が結合端部の段部に当るまで嵌め込み、外輪部材の結合孔が嵌め込まれた結合端部の小径部の先端面を外輪部材の底内面より突出させる。
（２）軸部材の結合端部の小径部の先端面に形成されたテーパ面凹部に丁度嵌合する形状寸法のテーパ面凸部とその周囲の適宜の幅の外周端面が形成された成形工具と前記（１）の工程で外輪部材の結合孔が十分に嵌め込まれた軸部材とを同心関係において相対的に接近させることにより、テーパ面凸部とテーパ面凹部とを嵌合させる。
【０００６】
（２）軸部材の結合端部の小径部の先端面に形成されたテーパ面凹部に丁度嵌合する形状寸法のテーパ面凸部とその周囲の適宜の幅の外周端面が形成された成形工具と前記（１）の工程で外輪部材の結合孔が十分に嵌め込まれた軸部材とを同心関係において相対的に接近させることにより、テーパ面凸部とテーパ面凹部とを嵌合させる。
（３）前記（２）の工程で互いに嵌合させられたテーパ面凸部とテーパ面凹部との間に押圧力を働かせてテーパ面凸部をテーパ面凹部に進入させ、同一進入ストローク中に、前記押圧力により軸部材の結合端部の小径部を外方に押し広げ、その外周面を結合孔の内周面形に変形させると共に、成形工具の外周端面・軸部材の外周端面間の押圧で軸部材の結合端部の小径部における外輪部材の底内面より突出している部分を外輪部材の結合孔の縁部から外輪部材の底内面にかぶさるように外周に向って拡げかしめる。
前記の外輪部材の非円形の結合孔は、例えば、多角形孔又は内周面にセレーションが形成された円形孔である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態における外輪部材と軸部材とから構成された等速形自在軸継手の一方の部材の製造に際しての外輪部材と軸部材との結合方法について説明するのに当って、先ず、等速形自在軸継手自体について図面に従って説明する。
【０００８】
トリポード形軸継手として例示された等速形自在軸継手は、図１に示すように軸部材１０の先端にカップ状の外輪部材２０が結合された外輪部Ａと夫れ夫れが転動体、例えば球面ローラＣを回転自在に支持した３本のトリポード軸が円周等間隔（１２０度間隔）で放射方向に外周面から突出した内輪部材４０が軸部材３０の先端に結合された内輪部Ｂとが球面ローラＣを介して接続されて構成されている。即ち、球面ローラＣを支持した内輪部材４０が外輪部材２０内に挿入され、外輪部材２０の内周面に平行に列設された軸線方向の各凹溝部２１に内輪部材３に支持された球面ローラＣが係合されている。
【０００９】
外輪部Ａの外輪部材２０は、図２及び図３に示すように、球面ローラＣが係合する凹溝部２１，２１，２１を円周等配に形成して、略クローバ葉形状の断面となったカップ体であり、底部２２には軸部材１の結合端部１２の小径部１４（後出）が嵌め込まれる結合孔２３が貫通されている。結合孔２３は非円形孔である。例えば、多角形孔であったり、図示の例のように内周面にセレーションが形成された円形孔であったりする。
上記のような外輪部材２０は板金材から塑性加工により形成される。
【００１０】
外輪部Ａの軸部材１０は、図２に示すように、軸部１１とその先端に形成された結合端部１２とから成り、結合端部１２は大径部１３と先端側の小径部１４とから成り、両者間に段部１５が形成されている。
大径部１３の径は外輪部材２０の結合孔２３の最大内径やセレーション谷径より適宜大きく、小径部１４は、円形断面でも差し支えないが、その外径は外輪部材２０の結合孔２３に抵抗なく挿入し得て、遊び少なく嵌合する大きさであり、小径部１４の長さは外輪部材２０の底部の厚さより適宜の寸法だけ大きい。
そして小径部１４の先端面には適宜の幅の外周端面１６を残してテーパ面凹部、例えば軸線方向のテーパ面凹部１７が形成されている。
【００１１】
等速形自在軸継手の外輪部Ａは、軸部材１０と外輪部材２０と結合されて構成されているが、その結合は、図４及び図５に示すように次のような工程で行われる。
先ず、軸部材１０の結合端部１２の小径部１４に外輪部材２０の結合孔２３を、外輪部材２０の底外面が結合端部１２の段部１５に当るまで嵌め込む。その嵌め込みは抵抗なく容易に行い得る。そして、外輪部材２０の結合孔２３が嵌め込まれた軸部材１０の小径部１４は、外輪部材２０の底部の厚さより適宜の寸法だけ長いので、先端面が外輪部材２０の底内面より突出している。
【００１２】
次に、円筒台形基部５１の先端面に適宜の幅の外周端面５２を残してテーパ面凸部、例えば軸線方向のテーパ面凸部（円錐台形先端部）５３が形成された成形工具Ｔが用意される。
テーパ面凸部５３は、軸部材１０の結合端部１２のテーパ面凹部１７に丁度嵌合する形状寸法であり、外周端面５２は、テーパ面凸部５３がテーパ面凹部１７に嵌合したとき軸部材１０の外周端面１６に適宜の隙間をあけて対向するようになっている（図４参照）。
【００１３】
外輪部材２０の結合孔２３が十分に嵌め込まれた軸部材１０と成形工具Ｔとを同心位置において対向接近させ押圧する。例えば、固定された軸部材１０に対し成形工具Ｔでプレス加工を行う。すると、テーパ面凸部５３がテーパ面凹部１７に嵌合し、更に押圧が加わり、成形工具Ｔがテーパ面凹部１７に進入し、軸部材１０の小径部１４は外方に押し広げられ、その外周面は、結合孔２３の内周面形に変形されるか、セレーションに食い込み変形される（図５（ａ）参照）。
【００１４】
それと共に、成形工具Ｔの外周端面５２は、軸部材１０の外周端面１６を押圧して、外輪部材２０の底内面より突出している部分は、結合孔２３の縁部から底内面にかぶさるように外周に向って拡がりかしめられる（図５（ｂ）参照）。
かくして、軸部材１０と外輪部材２０とは、結合孔２３の内周面形状に応じた軸部材１０の食い込み変形で回転方向に強固に結合されると共に、軸部材１０の段部１５と軸部材１０の突出縁部のかしめとにより軸線方向に強固に結合される。
なお、上記の実施の形態における等速形自在軸継手は、ローラを介してトルク伝達を行うトリポード形軸継手であるが、他の形式の等速形自在軸継手、例えばボールを介してトルク伝達を行うバーフィールド形軸継手等であってもよい。
【００１５】
【発明の効果】
この発明の等速形自在軸継手の外輪部材と軸部材との結合方法によれば、
外輪部材の結合孔と軸部材の結合軸端部との嵌め合いが、回転拘束のための圧入でなく、抵抗ない挿入によるので、外輪部材の結合孔周辺の割れや変形が生じない上、回転方向拘束の結合は、成形工具の圧入により軸部材の結合軸端部を外輪部材の非円形結合孔の形状に成形することで実現するので、強固な結合となる。特に、非円形結合孔としての多角形又はセレーション形成の円形孔は、外輪部材の板材成形において容易に形成し得ると共に、回転方向拘束の結合が強固となる。
【００１６】
又、圧入における成形工具は、軸部材の小径部に略等しい径でよく、外輪部材の底部と干渉しないので、外輪部材の底部の形状の自由度は増す。
更に、成形工具の圧入により、回転方向拘束と軸線方向拘束とをもつ軸部材の結合軸端部を外輪部材との強固な結合を一工程で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態における結合方法により軸部材と外輪部材とが結合された外輪部が構成する等速形自在軸継手の断面図である。
【図２】この発明の実施の形態における結合方法により結合される等速形自在軸継手の軸部材と外輪部材との断面図である。
【図３】この発明の実施の形態における結合方法により軸部材に結合される外輪部材の側面図である。
【図４】この発明の実施の形態における軸部材と外輪部材との結合方法の説明図である。
【図５】図４の詳細説明図である。
【符号の説明】
Ａ 外輪部
１０軸部材
１１ 軸部
１２ 結合端部
１３ 大径部
１４ 小径部
１５ 段部
１６ 外周端面
１７ テーパ面凹部
２０ 外輪部材
２１ 凹溝部
２２ 底部
２３ 結合孔
Ｂ 内輪部
３０ 軸部材
４０ 内輪部材
Ｃ 球面ローラ（転動体）
Ｔ 成形工具
５１ 円筒台形基部
５２ 外周端面
５３ テーパ面凸部（円錐台形先端部）
Claims (2)
- 等速形自在軸継手における凹溝部が内周面に形成されたカップ体であり、底部には軸部材先端の結合端部の小径部が嵌め込まれる非円形の結合孔が貫通されている外輪部材と、結合端部の大径部と先端側の小径部と両者間の段部とから形成され、大径部が外輪部材の前記結合孔を通り抜けない大きさ又は断面形状であり、小径部が外輪部材の結合孔に抵抗なく挿入し得て、遊び少なく嵌合する大きさ又は断面形状であると共に、外輪部材の底部の厚さより適宜の寸法だけ長い軸部材とを次の工程で結合する加工方法。
（１）軸部材の結合端部の小径部に外輪部材の結合孔を外輪部材の底外面が結合端部の段部に当るまで嵌め込み、外輪部材の結合孔が嵌め込まれた結合端部の小径部の先端面を外輪部材の底内面より突出させる。
（２）軸部材の結合端部の小径部の先端面に形成されたテーパ面凹部に丁度嵌合する形状寸法のテーパ面凸部とその周囲の適宜の幅の外周端面が形成された成形工具と前記（１）の工程で外輪部材の結合孔が十分に嵌め込まれた軸部材とを同心関係において相対的に接近させることにより、テーパ面凸部とテーパ面凹部とを嵌合させる。
（３）前記（２）の工程で互いに嵌合させられたテーパ面凸部とテーパ面凹部との間に押圧力を働かせてテーパ面凸部をテーパ面凹部に進入させ、同一進入ストローク中に、前記押圧力により軸部材の結合端部の小径部を外方に押し広げ、その外周面を結合孔の内周面形に変形させると共に、成形工具の外周端面・軸部材の外周端面間の押圧で軸部材の結合端部の小径部における外輪部材の底内面より突出している部分を外輪部材の結合孔の縁部から外輪部材の底内面にかぶさるように外周に向って拡げかしめる。 - 外輪部材の非円形の結合孔が多角形孔又は内周面にセレーションが形成された円形孔である請求項１に記載の結合方法。
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|---|---|---|---|
| JP20709998A JP3646298B2 (ja) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | 等速形自在軸継手の外輪部材と軸部材との結合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP20709998A JP3646298B2 (ja) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | 等速形自在軸継手の外輪部材と軸部材との結合方法 |
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|---|---|
| JP2000027877A JP2000027877A (ja) | 2000-01-25 |
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ID=16534191
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| JP20709998A Expired - Fee Related JP3646298B2 (ja) | 1998-07-08 | 1998-07-08 | 等速形自在軸継手の外輪部材と軸部材との結合方法 |
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