WO2010082427A1 - 固定式等速自在継手の外側継手部材 - Google Patents

固定式等速自在継手の外側継手部材 Download PDF

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WO2010082427A1
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constant velocity
joint member
velocity universal
track groove
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正純 小林
起佐雄 山崎
石島 実
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Ntn株式会社
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    • F16D2250/0023Shaping by pressure

Definitions

  • the present invention relates to an outer joint member of a fixed type constant velocity universal joint.
  • the constant velocity universal joint includes a fixed type constant velocity universal joint that allows only angular displacement and a sliding type constant velocity universal joint that allows not only angular displacement but also axial displacement.
  • Fixed constant velocity universal joints include barfield type (BJ) and undercut free type (UJ).
  • Sliding constant velocity universal joints include double offset type constant velocity universal joints (DOJ) and cross grooves.
  • the BJ type fixed type constant velocity universal joint has an outer ring as an outer joint member in which a plurality of track grooves are formed in the inner spherical surface along the axial direction at equal intervals in the circumferential direction, and a track groove of the outer ring is formed on the outer spherical surface.
  • a plurality of track grooves that form an inner joint member formed along the axial direction at equal intervals in the circumferential direction, and a plurality of torque grooves that are interposed between the track grooves of the outer ring and the track grooves of the inner ring.
  • the cage is provided with a plurality of window portions for receiving balls along the circumferential direction.
  • the material of the outer ring (outer joint member) in order to ensure rigidity.
  • the carbon steel for mechanical structure of the outer joint member used for the constant velocity universal joint is a material that is difficult to cold forge because it is hard.
  • the deformability of the material is greatly reduced and the deformation resistance is very high compared to hot forging, so the materials that can be forged are limited.
  • the deformation resistance is a stress necessary to deform the material. When this deformation resistance is large, the processing force increases and the stress acting on the mold increases, so that the mold is likely to be worn, deformed, or broken.
  • Deformability is a property that can be deformed without breaking, and is evaluated based on the limit of crack generation during forging, that is, the degree of processing or strain.
  • the outer joint member (outer ring) is a component that requires mechanical accuracy.
  • the conventional outer ring which is a machine element, cannot be used for general cold forging, and there is no idea of cold forging. It was manufactured by turning to a close shape and grinding after heat treatment. Specifically, the inner spherical surface, the cup inlet chamfer, and the track inlet chamfer were cut, and after the heat treatment, the track grooves and the inner spherical surface were ground. For this reason, conventionally, cutting and grinding are frequently used as a post-process of forging as described above, so that the number of post-process steps is increased and the manufacturing cost is increased.
  • Patent Document 1 proposes to employ cold forging to reduce the number of machining steps.
  • Patent Document 1 Although there is a description that each part is formed by cold forging, there is no description that it is finished by this cold forging. For this reason, in the manufacturing method of the outer ring
  • the present invention provides an outer joint member of a fixed type constant velocity universal joint that can reduce post-processing after forging to reduce the number of processing steps, improve yield, and reduce manufacturing costs. To do.
  • the outer joint member of the fixed type constant velocity universal joint of the present invention is made of carbon steel for machine structure, and is formed on the inner diameter surface of the cup portion along the track groove, the inner spherical surface portion, and the entire circumference of the opening edge of the cup portion.
  • the groove, the inner spherical surface portion, the cup inlet chamfer, the track chamfer, the track inlet chamfer, the portion excluding the boot mounting portion on the outer diameter surface of the cup portion, and the center hole on the end surface of the shaft portion are formed by cold forging. It has been finished.
  • finishing by cold forging means that it is not necessary to perform finishing such as cutting or grinding after cold forging.
  • the outer joint member of the fixed type constant velocity universal joint of the present invention is made of carbon steel for machine structure, and includes a track groove, an inner spherical surface portion, a cup inlet chamfer, a track chamfer, a track inlet chamfer, and a cup portion. Since the part excluding the boot mounting part on the outer diameter surface of the steel and the center hole of the end face of the shaft part are finished by cold forging, in these parts, cutting or grinding after conventional cold forging, etc. There is no need to perform the finishing process.
  • the required accuracy of the inner spherical surface portion of the cup portion may be severe, and for this reason, finishing processing after heat treatment may be performed.
  • the heat treatment is, for example, induction hardening.
  • the finishing process is a finishing process such as a cutting process or a grinding process.
  • Induction hardening is a hardening method that applies the principle of heating a conductive object by placing a portion necessary for hardening in a coil through which high-frequency current flows and generating Joule heat by electromagnetic induction.
  • the inner spherical surface portion can be kept in the finish by cold forging.
  • a slit groove extending in the axial direction is formed in the inner spherical surface portion of the cup portion, and the width dimension of the slit groove is 5% with respect to the maximum width dimension of the inner spherical surface portion between adjacent track grooves in the circumferential direction. It is preferable to set it to 30%.
  • the slit groove extending in the axial direction is formed between the track grooves adjacent in the circumferential direction in the inner spherical surface portion of the outer joint member in this way, the outer joint is formed in the gap of the cold forging mold during cold forging.
  • the surplus thickness of the material of the member does not enter, and a desired shape accuracy can be obtained for the inner spherical surface portion.
  • the width dimension of the slit groove is 5% to 30%, it is easy to release the outer joint member from the mold during cold forging, and the required area of the inner spherical surface of the outer joint member is ensured. And the required strength and durability can be ensured.
  • the slit groove width dimension is smaller than 5%, it is difficult to release the outer joint member from the mold during cold forging, and if the slit groove width dimension is larger than 30%, the outer It becomes difficult to secure the required area of the inner spherical surface portion of the joint member, leading to a decrease in strength and durability.
  • a notch radius portion as the track entrance chamfer at least at the portion corresponding to the ball contact point at the opening end of the track groove.
  • the ball ends in the axial direction of the track groove of the outer joint member. Even if it is located at the position, it is possible to prevent the ball from biting into the axial end by the notched round portion. At this time, it is preferable to finish the track groove and the notched round portion by simultaneous cold forging.
  • the track inlet chamfer may be formed at the entire boundary between the track groove and the cup inlet chamfer, and at this time, it is preferable to finish the track groove and the track inlet chamfer by simultaneous cold forging.
  • the track chamfer has a convex round shape. If a convex round shape is used in this way, stress concentration in this portion can be avoided.
  • the track groove and the track chamfer are preferably finished by simultaneous cold forging.
  • the cross-sectional shape of the track groove is preferably a Gothic arch shape that makes an angular contact with the ball, and the contact angle is preferably 35 ° to 45 °. With such a contact angle, the contact state of the ball with the track groove can be stabilized. If the ball contact angle is smaller than 35 °, the track surface pressure increases and there is a concern that the durability will be lowered. Conversely, if the ball contact angle is greater than 45 °, the ball's allowance to reach the shoulder of the track at a high operating angle is reduced, causing the contact ellipse to ride on the ball under high torque load, and the track shoulder is missing. Etc. are concerned.
  • the track offset angle which is the angle formed by the line connecting the center of curvature of the track groove and the ball center of the ball fitted in the track groove, and the line connecting the center of the ball and the center of curvature of the inner spherical surface portion is 5.5 °. It is preferable that the angle is ⁇ 7.5 °. With such a track offset angle, the operability, durability, and quasi-static torsional strength of the constant velocity universal joint can be satisfied at the same time.
  • the outer joint member of the fixed type constant velocity universal joint of the present invention it is not necessary to perform finishing processing such as cutting and grinding after the conventional cold forging, so the yield is improved, the outer joint member is extended, The manufacturing cost of the constant velocity universal joint using the outer joint member can be reduced.
  • the opening edge of the outer joint member does not need to interfere with the shaft mounted on the inner joint member when the constant velocity universal joint takes an operating angle.
  • the track entrance chuck it is possible to effectively ensure an effective range in which the torque transmitting ball operates.
  • chipping of the track groove edge can be prevented.
  • the outer joint member of the present invention is most suitable as an outer joint member of a BJ type fixed type constant velocity universal joint that requires axial position accuracy.
  • a slit groove is formed on the inner spherical surface, and the width of the slit groove is 5% to 30% of the maximum width of the inner spherical surface. And can be produced at low cost.
  • the cross-sectional shape of the track groove is a Gothic arch shape that makes angular contact with the ball, and the contact angle is 35 ° to 45 °, so that the contact state of the ball can be stabilized and the transmission of torque is smooth.
  • the constant velocity universal joint excellent in durability can be configured.
  • the constant velocity universal joint using the outer joint member can satisfy the operability, durability, and strength. If this track offset angle is less than 5.5 °, there are problems in all aspects of cross operation, durability, and quasi-static torsional strength. If the track offset angle exceeds 7.5 °, durability and Inferior in strength.
  • the gap in the axial center of the track groove can be reduced, Backlashing is facilitated and the generation of abnormal noise can be suppressed.
  • FIGS. 1 and 2 show a fixed type constant velocity universal joint using an outer joint member according to the present invention.
  • This fixed type constant velocity universal joint is a bar field type, and includes an outer ring 10 which is an outer joint member, an inner ring 20 which is an inner joint member, a ball 30 and a cage 40 as main components.
  • a structure in which an inner part 50 including the cage 40 is accommodated in the outer ring 10 so as to be angularly displaceable is provided.
  • the outer ring 10 is made of carbon steel for machine structure, has a cup shape with one end open, and a plurality of track grooves 12 extending in the axial direction are formed on the inner diameter surface 14 at equal intervals in the circumferential direction.
  • a space between adjacent track grooves in the circumferential direction is referred to as an inner spherical surface portion 14a.
  • a plurality of track grooves 22 extending in the axial direction are formed on the outer spherical surface 24 at equal intervals in the circumferential direction, paired with the track grooves 12 of the outer ring 10.
  • the ball 30 is interposed between the track groove 12 of the outer ring 10 and the track groove 22 of the inner ring 20 to transmit torque.
  • the cage 40 is interposed between the inner diameter surface 14 of the outer ring 10 and the outer spherical surface 24 of the inner ring 20 to hold the ball 30.
  • the carbon component of the carbon steel for mechanical structure is preferably 0.37 wt% or more and 0.61 wt% or less, more preferably 0.50 wt% or more and 0.58 wt% or less.
  • S40C to S58C preferably S53C to S55C, which are standardized by Japanese Industrial Standards (JIS).
  • the plurality of balls 30 are accommodated in pockets 42 formed in the cage 40 and arranged at equal intervals in the circumferential direction. In this embodiment, six balls 30 are illustrated, but the number is arbitrary.
  • the ball track formed by cooperation of the track groove 12 of the outer ring 10 and the track groove 22 of the inner ring 20 has a wedge shape whose diameter increases toward the opening side of the outer ring 10.
  • the outer ring 10 includes a cup part (mouse part) 16 that houses the inner part 50 including the inner ring 20, the ball 30, and the cage 40, and a stem part (shaft part) that integrally extends from the bottom of the cup part 16 in the axial direction. ) 18, and a male spline 11 and an end screw portion 15 for connecting to a wheel bearing (not shown) are formed on the outer peripheral surface of the shaft portion 18.
  • a spline 28 for connecting a shaft (not shown) is formed in the shaft hole 26 of the inner ring 20.
  • a center hole 13 is formed in the end surface 18 a of the shaft portion 18 of the outer ring 10.
  • a cup inlet chamfer 12b is formed along the entire circumference of the opening edge of the cup portion 16 of the outer ring 10.
  • the R-shaped track chamfers 12 c and 22 c are continuously formed so as to be smoothly connected between the track groove 12 and the inner spherical surface portion 14 a and between the track groove 22 and the outer spherical surface 24.
  • the cross-sectional shape of the track groove 12 of the outer ring 10 and the track groove 22 of the inner ring 20 is a Gothic arch shape that makes angular contact with the ball 30.
  • FIG. 3 illustrates the cross-sectional shapes of the track groove 12 of the outer ring 10 and the track groove 22 of the inner ring 20.
  • the track grooves 12 and 22 having the Gothic arch shape have two ball contact points P and Q (ball contact angle ⁇ ) that make angular contact with the ball 30.
  • the ball contact angle ⁇ at the two ball contact points P and Q that are in angular contact with the ball 30 is preferably 35 to 45 °.
  • the contact state of the ball 30 with respect to the track grooves 12 and 22 can be stabilized by setting the ball contact angle ⁇ within the specified range.
  • a notch radius portion as a track entrance chamfer 12a is provided at a portion corresponding to the ball contact point.
  • a notch radius portion 22a is provided at the ball contact point corresponding portion at the opening end of the track groove 22 of the inner ring 20.
  • the ball contact point corresponding portion has two ball contact points P and Q (in the drawing, as indicated by a one-dot chain line). (Showing the locus of the contact point) is a portion that intersects the open ends of the track grooves 12 and 22.
  • the notched round portions 12a and 22a at the opening end of the track groove 12 of the outer ring 10 and the opening end of the track groove 22 of the inner ring 20, it is assumed at the time of high-angle operation of the constant velocity universal joint, particularly during use. Even if the ball 30 is located at the axial end of the track grooves 12 and 22 of the outer ring 10 or the inner ring 20 beyond some angle, the notch radius portions 12a and 22a cause the ball 30 to move to the axial end. Can be prevented from biting into.
  • notched round portions 12a and 22a are formed only at the ball contact point corresponding portions at the opening end of the track groove 12 of the outer ring 10 and the opening end of the track groove 22 of the inner ring 20, but FIG. As shown in FIG. 5B, notched round portions 12 a and 22 a may be provided on the entire opening end of the track groove 12 of the outer ring 10 and the entire opening end of the track groove 22 of the inner ring 20.
  • the notched round portions 12a and 22a serve as a track inlet chamfer described later.
  • a cup inlet chamfer 12 b formed along the entire circumference of the opening edge of the outer ring 10, an inner spherical surface portion 14 a, and the track groove 12.
  • the track chamfer 12c is formed along the boundary
  • the track inlet chamfer 12a is formed along the boundary between the track groove 12 and the cup inlet chamfer 12b.
  • a resin or rubber boot (not shown) for preventing leakage of grease filled inside the joint and intrusion of water and foreign matters from the outside of the joint is attached to the opening end of the outer ring 10.
  • the boot mounting part 19 which consists of a ditch
  • a slit groove 12d extending in the axial direction is formed between the track grooves 12 adjacent in the circumferential direction at the inner spherical surface portion 14a of the outer ring 10.
  • the slit groove 12d is formed so as to reach the inner spherical surface portion 14a from the opening end surface of the outer ring 10 through the cup inlet chamfer 12b.
  • six slit grooves 12d are illustrated, but the number is arbitrary.
  • the width dimension S1 of the slit groove 12d is 5% to 30% with respect to the maximum width dimension S2 of the inner spherical surface portion 14a between the track grooves 12 adjacent in the circumferential direction.
  • the slit groove 12d is provided so that a surplus of the outer ring front material M (see FIGS. 16 and 17) does not enter a gap ⁇ 1 (see FIG. 10) between the divided punches 55 described later.
  • the inner ring surface 14 of the outer ring 10 is provided with a track groove 12, an inner spherical surface portion 14a between adjacent track grooves 12 in the circumferential direction, and a slit groove 12d provided with each inner spherical surface portion 14a.
  • the maximum width dimension S2 is a dimension in the vicinity of the middle in the axial direction of the inner spherical surface portion 14a.
  • the maximum width dimension may not be near the middle in the axial direction of the inner spherical surface portion 14a.
  • the center of curvature O1 of the track groove 12 of the outer ring 10 and the center of curvature O2 of the track groove 22 of the inner ring 20 are opposite to the joint center O by an equal distance F in the axial direction.
  • the center of curvature O1 is offset on the opening side of the joint, and the center of curvature O2 of the track groove 22 is offset on the back side of the joint. Therefore, the ball track has a wide opening side and has a wedge shape that gradually decreases toward the back side.
  • each of the center of curvature of the outer spherical surface 44 of the cage 40 and the center of curvature of the inner diameter surface 14 of the outer ring 10 slidably contacting the outer spherical surface 44 coincides with the joint center O.
  • the center of curvature of the inner spherical surface 46 of the cage 40 and the center of curvature of the outer spherical surface 24 of the inner ring 20 slidably contacting the inner spherical surface 46 also coincide with the joint center O.
  • a line L1 connecting the curvature center O1 of the track groove 12 and the ball center O3, and a line L2 connecting the ball center O3 and the curvature center of the inner diameter surface 14 (that is, the joint center O) are
  • the track offset angle ⁇ which is the angle formed, is set to 5.5 ° to 7.5 °.
  • This offset angle ⁇ is smaller than the offset angle of the conventional product (about 8.0 °), and therefore the depth of the track groove 12 is more uniform in the axial direction than the conventional product.
  • the groove depth becomes deeper in the shallow part of the track groove 12 than in the conventional product, the contact ellipse by the ball 30 does not easily ride on the shoulder part of the track groove 12 even under high load, and the shoulder part is not chipped.
  • the strength and durability of the track groove 12 can be improved.
  • the cage 40 can be made thicker, the cage 40 can have higher strength and longer life. Furthermore, as described above, if the offset angle ⁇ is within this range, the operability is maintained well.
  • the track groove 12 of the outer ring 10 can be easily formed by cold forging as described later.
  • the force (axial force) at which the ball 30 tries to jump out to the joint opening side is weaker than that of the conventional product, it is also possible to suppress the occurrence of hitting sound due to the axial force of the ball 30.
  • the track groove 12 In the outer ring 10, the track groove 12, the inner spherical surface portion 14a, the cup inlet chamfer 12b, the track chamfer 12c, the track inlet chamfer 12a, the portion excluding the boot mounting portion 19 on the outer diameter surface of the cup portion, and the shaft
  • the center hole 13 of the end surface 18a of the part 18 is finished by cold forging.
  • the temperature in this cold forging is, for example, 0 ° C. or more and 50 ° C. or less. Of course, the temperature is not limited to this cold forging temperature.
  • the outer diameter surface of the cold forged outer ring 10 is not subjected to heat treatment such as quenching in order to increase the torsional strength, and the product strength is increased by work hardening by this cold forging. Further, if the hardness of the outer diameter surface of the outer ring 10 is too high, the life of the turning tool may be shortened when turning the groove in the boot mounting portion 19. For this reason, the surface hardness of the boot mounting portion 19 is set to about 250 HV to 350 HV.
  • This apparatus includes a punch set 51 and a narrowing die 52 that are outer ring molding dies.
  • the punch set 51 includes a punch set main body 53, a punch holder 54, a plurality of divided punches 55, a punch base 56, an umbrella punch 57, and a spring 58.
  • the punch set main body 53 is formed of a bottomed short cylindrical body, and a through-hole 60 a in which the base end portion of the shaft portion 76 of the umbrella punch 57 is received via the support member 77 is provided on the bottom wall 60. Further, the lower bulging portion 56a of the punch base 56 is fitted into the hole 53a of the punch set main body 53, and the bottom surface 61 of the lower bulging portion 56a is in contact with the inner surface 62 of the bottom wall 60. The flange portion 54 a of the punch holder 54 is placed and fixed on the upper surface of the punch set main body 53.
  • the punch holder 54 has a tapered hole 63, and a plurality of divided punches 55, a punch base 56, and the like are provided in the tapered hole 63.
  • the punch base 56 has a plurality of divided punches 55 arranged at regular intervals in the circumferential direction. As shown in FIGS. 15A and 15B, the punch base 56 has a punch base main body 56b for disposing the divided punches 55 and the bulging portion 56a connected to the lower end of the punch base main body 56b. .
  • a plurality (six in this case) of split partition grooves 66 are formed in the tapered outer peripheral portion 65 of the punch base main body 56b. As shown in FIGS. 10 and 11, the split punch 55 disposed along the circumferential direction is interposed in the split partition groove 66.
  • the taper angle of the tapered outer peripheral portion 65 corresponds to the taper angle of the taper hole 63.
  • the divided punch 55 is formed of a substantially fan-shaped member in cross section. As shown in FIGS. 12 to 14, the inner spherical surface portion forming portion 70, the track groove forming portion 71, the track chamfer forming portion 72, and the cup inlet chamfer forming portion 73. And a track entrance chamfer molding part 74.
  • the track groove forming portion 71 is for forming the track groove 12 of the outer ring 10, and inner diameter spherical surface forming portions 70, 70 for forming the inner diameter spherical portion of the outer ring 10 are formed on both sides thereof. Further, a track chamfer forming part 72 is formed at the boundary between the track groove forming part 71 and the inner spherical surface part forming part 70.
  • the cup inlet chamfer molding part 73 is for molding the cup inlet chamfer 12b of the outer ring 10, and includes a lower end edge of the inner spherical surface part molding part 70, a lower end edge of the track groove molding part 71, and a track chamfer molding part. 72, and the upper surface of the trunk portion 79 disposed below the track groove forming portion 71.
  • drum 79 comprises the cyclic
  • the cup inlet chamfer molding part 73 is formed in a taper shape that inclines downward as it goes outward in the radial direction, and the tapered cup inlet chamfer molding part 73 sets a predetermined angle of the cup inlet chamfer 12 b of the outer ring 10. be able to.
  • the track inlet chamfer forming portion 74 is for forming the track inlet chamfer 12 a of the outer ring 10, and is formed along the boundary between the cup inlet chamfer forming portion 73 and the track groove forming portion 71.
  • the inner spherical surface portion forming portion 70, the track groove forming portion 71, the track chamfer forming portion 72, the cup inlet chamfer forming portion 73, and the track inlet chamfer forming portion 74 are integrated into one divided punch 55. Provided. For this reason, it is possible to increase the dimensional accuracy of each molding part and to reduce the dimensional difference between these parts as compared with those formed separately. That is, if the said manufacturing apparatus (forging apparatus) is used, while the dimensional accuracy of each site
  • Each divided punch 55 is inclined such that the ridge line portion 55b on the inner diameter side is along the tapered portion of the punch base body 56b, and can be moved up and down along the tapered portion.
  • the punch base 56 is provided with a through hole 75, and a shaft portion 76 protruding from the umbrella punch 57 is inserted into the through hole 75.
  • the lower end portion of the shaft portion 76 is supported by a support member 77 disposed in the through hole 60 a of the bottom wall 60 with the punch set main body 53.
  • the through-hole 75 includes a small diameter portion 78a and a large diameter portion 78b, and a spring 58 that is externally fitted to the shaft portion 76 is disposed in the large diameter portion 78b.
  • the umbrella punch 57 connected to the shaft portion 76 is elastically biased downward, and the upper edge of the divided punch 55 is restricted (suppressed) by the umbrella punch 57.
  • the narrowing die 52 includes a through hole 80 for molding the outer diameter surface of the outer ring 10.
  • the through-hole portion 80 includes an upper straight hole 80a and a lower tapered hole 80b.
  • the tapered hole 80b is expanded downward.
  • the shaft portion forming die 82 includes a die body portion 82a and the protruding portion 82b protruding from the lower surface of the die body portion 82a, and is provided with a hole portion 83 into which the shaft portion of the outer ring 10 is inserted. Yes.
  • the hole 83 includes a large-diameter portion 83a for forming a male spline forming portion of the shaft portion, a small-diameter portion 83b for forming a male screw portion-forming portion of the shaft portion, and a space between the large-diameter portion 83a and the small-diameter portion 83b. And a tapered portion 83c.
  • a center hole forming punch 85 for forming the center hole 13 of the end surface 18a of the shaft portion 18 of the outer ring 10 is fitted into the small diameter portion 83b of the hole portion 83 of the narrowing die 52.
  • the outer diameter surface of the center hole forming punch 85 is opposed to the inner diameter surface of the small diameter portion 83b with a slight gap.
  • a cone portion 85 a for forming the center hole 13 is provided at the lower end of the center hole forming punch 85.
  • the center hole 13 includes a reference taper hole 13a serving as a center hole reference, an opening-side taper hole 13b continuously provided from the opening edge of the reference taper hole 13a, It consists of a large-diameter opening 13c provided continuously from the opening edge of the opening-side tapered hole 13b.
  • the cone part 85a of the center hole forming punch 85 has a reference taper portion 86 for forming the reference taper hole part 13a formed on the outer surface thereof.
  • the outer ring front material M as shown in FIGS. 16 and 17 is formed in advance, and this outer ring front material M is put into the manufacturing apparatus (forging apparatus). Cold forging is performed.
  • the material M before the outer ring is formed by plastic working such as warm forging, hot forging, or sub-hot forging. That is, the outer ring front material M is composed of a cup portion M16 and a shaft portion M18 connected to the bottom portion of the cup portion M16.
  • a track groove M12 and a slit groove M12d are formed on the inner diameter surface of the cup portion M16.
  • a cup inlet chamfer M12b is formed on the opening end face of the cup portion M16 of the outer ring front material M.
  • the slit groove M12d of the inner spherical surface portion of the cup portion M16 is provided between the track grooves M12 adjacent in the circumferential direction, and the groove width S3 of the slit groove M12d is set to 10 with respect to the maximum width dimension S4 of the inner spherical surface portion. % Or more and 40% or less is preferable.
  • the groove width dimension of the slit groove of the product is not less than 5% and not more than 30% of the maximum width dimension of the inner spherical surface portion (island inner spherical surface portion separated by the track groove). can do.
  • the preformed outer ring material M is inserted into the through hole 80 of the narrowing die 52. Thereafter, the punch set 51 is moved relative to the narrowing die 52, whereby the umbrella punch 57 comes into contact with the spherical bottom surface of the inner surface of the cup portion M16 of the outer ring front material M, and the divided punch 55 is tracked on the inner surface. It fits into the groove M12.
  • the cup portion M16 of the outer ring front material M receives the narrowing action of the narrowing die 52 to be radially reduced inward.
  • the surface of the track groove M12 is constrained by the track groove forming portion 71 of the divided punch 55, and the track groove 12, the inner spherical surface portion 14a, and the track chamfer 12a are, respectively, the track groove forming portion 71 and the inner spherical surface portion.
  • Plastic deformation is performed by the molding unit 70 and the track chamfer molding unit 72.
  • the cup inlet chamfer 12b and the track inlet chamfer 12a are plastically processed by the cup inlet chamfer molding part 73 and the track inlet chamfer molding part 74, respectively, at the time of the narrowing.
  • the center hole forming punch 85 is guided with a slight gap on the inner surface of the shaft portion forming die 82, and when the shaft portion forming die 82 is pressed against the outer ring front material M, the shaft portion of the outer ring front material M is pressed.
  • the outer diameter portion is ironed by the large diameter portion 83 a of the hole portion 83 of the shaft portion forming die 82. Therefore, the center hole forming punch 85 is formed on the end surface 18 a of the shaft portion 18 of the outer ring 10 by being guided by the inner surface of the shaft forming die 82 concentrically centered with the outer ring front material M. Become. Therefore, the concentricity of the center hole 13 with respect to the outer diameter of the shaft portion of the outer ring 10 is ensured with high accuracy.
  • the axial positions of the center hole forming punch 85 and the shaft portion forming die 82 are set to be constant. For this reason, the relative positions of the center hole forming punch 85 and the reference surface 82c of the shaft portion forming die 82 are constant.
  • the formation of the center hole 13 by this pressing force applying method is always performed with reference to the reference surface Ma of the outer ring front material M. For this reason, the axial position accuracy of the formed center hole 13 relative to the material reference surface Ma, that is, the accuracy of the dimension A is ensured with high accuracy.
  • the track groove 12, the inner spherical surface portion 14a, the cup inlet chamfer 12b, the track chamfer 12c, the track inlet chamfer 12a, and the outer diameter surface of the cup portion 16 are used.
  • the outer ring 10 in which the portion excluding the boot mounting portion 19 and the center hole 13 of the end surface 18a of the shaft portion 18 are finished by cold forging can be formed.
  • the boot mounting portion 19 is grooved by turning or the like.
  • the heat treatment is, for example, induction hardening.
  • the finishing process is a finishing process such as a cutting process or a grinding process.
  • Induction hardening is a hardening method that applies the principle of heating a conductive object by placing a portion necessary for hardening in a coil through which high-frequency current flows and generating Joule heat by electromagnetic induction.
  • the inner spherical surface portion can be kept in the finish by cold forging.
  • the outer joint member of the fixed type constant velocity universal joint of the present invention is made of carbon steel for machine structure, and has a track groove 12, an inner spherical surface portion 14a, a cup inlet chamfer 12b, a track chamfer 12c, and a track inlet chamfer. 12a, the portion excluding the boot mounting portion 19 on the outer diameter surface of the cup portion 16, and the center hole 13 of the end surface 18a of the shaft portion 18 are finished by cold forging. It is not necessary to perform finishing processing such as cutting and grinding after the forging. For this reason, a yield improves and it can aim at reduction of the manufacturing cost of a constant velocity universal joint using this outer joint member and by extension this outer joint member.
  • the strength of the product can be increased.
  • the carbon component of the outer ring 10 is forged from a carbon steel for mechanical structure having a carbon amount of 0.37 wt% or more, the inner and outer surfaces of the cup portion 16 can have a desired hard surface hardness. As a result, the product life can be extended.
  • the upper limit of the carbon component of the structural structural carbon steel as 0.61 wt% or less, cold forging is possible without being too hard to be processed. Further, even if a hard material is not used, it is formed by cold forging. Therefore, due to work hardening, the hardness of the outer diameter surface of the cup portion 16 of the outer ring 10 is increased, and the outer ring 10 having high rigidity and high strength is obtained.
  • the cup inlet chamfer 12b By providing the cup inlet chamfer 12b, the opening edge of the outer ring 10 does not interfere with the shaft mounted on the inner ring 20 when the constant velocity universal joint takes an operating angle.
  • the track entrance chamfer 12a By providing the track entrance chamfer 12a, an effective range in which the torque transmission ball 30 operates can be effectively secured.
  • the track chamfer 12c chipping of the track groove edge portion can be prevented. If the track chamfer 12c has a convex round shape, stress concentration in this portion can be avoided.
  • the center hole 13 in the end face 18a of the shaft portion 18, it is possible to improve the subsequent processing (processing of a male spline or a male screw formed on the shaft) using the center hole 13.
  • the center hole 13 serves as a reference plane for the axial position of the outer ring 10, and the outer ring
  • the axial position accuracy of 10 can be formed with high accuracy.
  • the outer joint member (outer ring 10) of the present invention is optimal for the outer ring of a BJ type fixed constant velocity universal joint that requires axial position accuracy.
  • the slit groove 12d is formed in the inner spherical surface portion 14a, and the width dimension of the slit groove 12d is 5% to 30% with respect to the maximum width dimension of the inner spherical surface portion 14a, a highly accurate and high quality product (outer ring 10 ) Can be stably produced at low cost. That is, during cold forging, it is possible to prevent the surplus material of the outer ring front material M from entering the circumferential clearance ⁇ 1 between the separation punches separated in the circumferential direction.
  • the width dimension of the slit groove is smaller than 5%, it is difficult to release the outer joint member from the mold during cold forging, and if the width dimension of the slit groove is larger than 30%, the outer ring As a result, it becomes difficult to secure the required area of the ten spherical inner surface portions 14a, leading to a decrease in strength and durability.
  • the cross-sectional shape of the track groove 12 is a Gothic arch shape that makes an angular contact with the ball 30, and the contact angle ⁇ is 35 ° to 45 °, so that the contact state of the ball 30 can be stabilized and rotated. Force transmission can be performed smoothly, and a constant velocity universal joint excellent in durability can be configured. If the ball contact angle is smaller than 35 °, the track surface pressure increases and there is a concern that the durability will be lowered. Conversely, if the ball contact angle is greater than 45 °, the ball's allowance to reach the shoulder of the track at a high operating angle is reduced, causing the contact ellipse to ride on the ball under high torque load, and the track shoulder is missing. Etc. are concerned.
  • the constant velocity universal joint using the outer ring 10 can satisfy the operability, durability, and strength. If this track offset angle is less than 5.5 °, there are problems in all aspects of cross operation, durability, and quasi-static torsional strength. If the track offset angle exceeds 7.5 °, durability and Inferior in strength.
  • the curvature center O1 ′ of the track groove 12 of the outer ring 10 may be shifted in the radial direction so that a radius larger than the radius when located on the joint axis is drawn as shown in FIG. Good.
  • the center of curvature O2 ′ of the track groove 22 of the inner ring 20 may be shifted in the radial direction so as to be a position where a radius smaller than the radius when located on the joint shaft center is drawn as shown in FIG. Good.
  • the outer joint member is a bottom surface of a track groove.
  • UJ undercut-free type
  • a constant velocity universal joint may be used.
  • the number of track grooves 12 is not limited to six, and the increase / decrease is arbitrary.
  • the center hole shape is not limited to that shown in FIG. 1, and may be any shape provided with at least the reference tapered hole portion 13a.
  • BJ Barfield type
  • UJ straight portion

Landscapes

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Abstract

 鍛造加工後の後加工を低減して加工工数の低減を図り、歩留まりの向上、および製造コストの低減が図れる固定式等速自在継手の外側継手部材を提供する。 カップ部16と、カップ部16の底部から軸方向に延びる軸部18とを備えた固定式等速自在継手の外側継手部材である。機械構造用炭素鋼から成り、トラック溝12と、内径球面部14aと、カップ入口チャンファ12bと、トラックチャンファ12cと、トラック入口チャンファ12aと、カップ部16の外径面におけるブーツ取付部19を除く部位と、軸部18の端面18aのセンター穴13とを冷間鍛造により仕上げられている。  

Description

固定式等速自在継手の外側継手部材
 本発明は、固定式等速自在継手の外側継手部材に関する。
 等速自在継手には、角度変位のみ許容する固定式等速自在継手と、角度変位のみならず軸方向変位も許容する摺動式等速自在継手とがある。固定式等速自在継手には、バーフィールド型(BJ)やアンダーカットフリー型(UJ)等があり、摺動式等速自在継手には、ダブルオフセット型等速自在継手(DOJ)やクロスグルーブ型等速自在継手(LJ)等がある。
 BJタイプの固定式等速自在継手は、内球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外側継手部材としての外輪と、外球面に外輪のトラック溝と対をなす複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内側継手部材としての内輪と、外輪のトラック溝と内輪のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、外輪の内球面と内輪の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えている。ケージには、ボールが収容される窓部が周方向に沿って複数配設されている。
 自動車用等速自在継手では、その外輪(外側継手部材)の材質として、剛性確保のため、はだ焼鋼よりも炭素量の多い機械構造用炭素鋼が用いられる。等速自在継手に用いられる外側継手部材の機械構造用炭素鋼は、硬質のため、冷間鍛造が困難な材質である。逆に言えば、温室等で加工する冷間鍛造では、熱間鍛造に比べて材料の変形能が大幅に低下し、変形抵抗が非常に高くなるため、鍛造しうる材料は制限される。ここで、変形抵抗とは、材料を変形させるのに必要な応力のことである。この変形抵抗が大きいと加工力が高くなり、金型に作用する応力が高くなるため、金型の摩耗や変形、破壊が起りやすくなる。また、変形能とは、破壊することなしに変形しうる性質で、鍛造加工時の割れ発生限度、すなわち、加工率またはひずみの大小で評価される。
 ところで、前記外側継手部材(外輪)は機械精度が要求される部品である。このため、従来、機械要素である外輪については、一般的な冷間鍛造は不可能という技術常識があって、冷間鍛造という発想はなく、熱間で鍛造して得た素材を、製品に近い形状に旋削加工し、熱処理後に研削加工を施して製造していた。具体的には、内径球面、カップ入口チャンファ、及びトラック入口チャンファを切削加工し、熱処理後に、トラック溝、内径球面に研削加工を施していた。このため、従来では、このように鍛造加工の後工程として、切削加工および研削加工が多用されているため、後工程の工数が大きくなり、製造コストが高くなる。
 このため、近年では、冷間鍛造を採用して、機械加工工程を少なくしようとする提案がなされている(特許文献1)。
特開2002-346688号公報
 しかしながら、冷間鍛造を採用する場合、通常は冷間鍛造は不可能という技術常識下で改良されるものであって、加工し易い箇所だけを冷間鍛造するものであり、外輪のごく一部だけを冷間鍛造するものである。これに対して、前記特許文献1に記載のものでは、外輪の大部分を冷間鍛造するものである。
 ところが、前記特許文献1では、各部位を冷間鍛造で成形する旨の記載はあるものの、この冷間鍛造でもって仕上げられるとの記載はない。このため、この特許文献1に記載の外輪の製造方法では、冷間鍛造を行った後に、各部位での仕上げ加工を必要とする。
 本発明は、上記課題に鑑みて、鍛造加工後の後加工を低減して加工工数の低減を図り、歩留まりの向上、および製造コストの低減が図れる固定式等速自在継手の外側継手部材を提供する。
 本発明の固定式等速自在継手の外側継手部材は、機械構造用炭素鋼から成り、カップ部の内径面に、トラック溝と、内径球面部と、カップ部の開口縁全周に沿って形成されるカップ入口チャンファと、内径球面部とトラック溝との境界部に沿って形成されるトラックチャンファと、トラック溝とカップ入口チャンファとの境界部に形成されるトラック入口チャンファとを有し、トラック溝と、内径球面部と、カップ入口チャンファと、トラックチャンファと、トラック入口チャンファと、カップ部の外径面におけるブーツ取付部を除く部位と、軸部の端面のセンター穴とが冷間鍛造により仕上げられているものである。ここで、冷間鍛造により仕上げているとは、冷間鍛造後における切削加工や研削加工等の仕上げ加工を行わなくてよいことである。
 本発明の固定式等速自在継手の外側継手部材によれば、機械構造用炭素鋼から成り、トラック溝と、内径球面部と、カップ入口チャンファと、トラックチャンファと、トラック入口チャンファと、カップ部の外径面におけるブーツ取付部を除く部位と、軸部の端面のセンター穴とが冷間鍛造により仕上げているので、これらの部位においては、従来の冷間鍛造後の切削加工や研削加工等の仕上げ加工を行わないで済むことにある。
 前記カップ部の内径球面部としては、要求される精度が厳しい場合があり、このため、熱処理後の仕上げ加工が施されるものであってもよい。ここで、熱処理とは、例えば、高周波焼入れ処理である。また、仕上げ加工としては、例えば切削加工や研削加工等の仕上げ加工である。高周波焼入れとは、高周波電流の流れているコイル中に焼入れに必要な部分を入れ、電磁誘導作用により、ジュール熱を発生させて、伝導性物体を加熱する原理を応用した焼入れ方法である。なお、内径球面部の要求精度によって、この内径球面部を冷間鍛造による仕上げのままとすることができる。
 前記カップ部の内径球面部に軸方向に沿って延びるスリット溝が形成され、周方向に隣設するトラック溝間における内径球面部の最大幅寸法に対して、前記スリット溝の幅寸法を5%~30%とするのが好ましい。
 このように外側継手部材の内径球面部で周方向に隣接するトラック溝間に軸方向に延びるスリット溝を形成すれば、冷間鍛造の際、冷間鍛造用の成形型の隙間に、外側継手部材の素材の余肉が入り込まず、内径球面部について所望の形状精度を得ることができる。特に、スリット溝の幅寸法を5%~30%とすれば、冷間鍛造時に外側継手部材を成形型から離型させることが容易となり、かつ、外側継手部材の内径球面部の必要面積が確保できて、必要な強度、耐久性を確保することができる。なお、スリット溝の幅寸法が5%よりも小さいと、冷間鍛造時に外側継手部材を成形型から離型させることが困難となり、かつ、スリット溝の幅寸法が30%よりも大きいと、外側継手部材の内径球面部の必要面積が確保することが困難となって強度、耐久性の低下を招くことになる。
 トラック溝の開口端において、少なくともボール接触点対応部位に、前記トラック入口チャンファとしての切欠きアール部を設けるのが好ましい。
 このような切欠きアール部を設けることによって、等速自在継手の高角作動時、特に使用時において想定されている角度をなんらかの理由で超えて、ボールが外側継手部材のトラック溝の軸方向端部に位置したとしても、切欠アール部によって、ボールがこの軸方向端部に食い込むことを防止できる。この際、トラック溝と切欠きアール部とを同時冷間鍛造により仕上げるのが好ましい。
 トラック入口チャンファとして、トラック溝とカップ入口チャンファとの境界部全体に形成されたものであってもよく、この際、トラック溝とこのトラック入口チャンファとを同時冷間鍛造により仕上げるのが好ましい。
 また、トラックチャンファを凸アール形状とするのが好ましい。このように凸アール形状とすれば、この部分における応力集中を回避することができる。この際、トラック溝とトラックチャンファとを同時冷間鍛造により仕上げるのが好ましい。
 トラック溝の横断面形状を、ボールとアンギュラ接触するゴシックアーチ形状とし、その接触角を35°~45°とするのが好ましい。このような接触角であれば、トラック溝に対するボールの接触状態を安定化させることができる。なお、ボール接触角が35°よりも小さいと、トラック面圧が増大し耐久性の低下が懸念される。逆に、ボール接触角が45°よりも大きいと、高作動角におけるトラック肩部までのボールの乗り上げ余裕が小さくなり、高トルク負荷時のボールによる接触楕円の乗り上げが生じ、トラック肩部の欠け等が懸念される。
 トラック溝の曲率中心とこのトラック溝に嵌合するボールのボール中心とを結ぶ線と、ボール中心と内径球面部の曲率中心とを結ぶ線とが成す角度であるトラックオフセット角を5.5°~7.5°とするのが好ましい。このようなトラックオフセット角であれば、等速自在継手の作動性、耐久性、および準静捩り強度を同時に満足できる。
 トラック溝の曲率中心を、継手軸心上に位置するときの半径よりも大きい半径を描く位置となるように径方向にずらすことも可能である。これによって、トラック溝の軸方向中央部ですきまを詰めることができる。
 本発明の固定式等速自在継手の外側継手部材では、従来の冷間鍛造後の切削加工や研削加工等の仕上げ加工を行わないで済むので、歩留まりが向上し、外側継手部材、延いてはこの外側継手部材を用いる等速自在継手の製造コストの低減を図ることができる。
 また、カップ入口チャックを設けることによって、等速自在継手が作動角をとった際に、内側継手部材に装着したシャフトにこの外側継手部材の開口縁が干渉しなくて済む。トラック入口チャックを設けることによって、トルク伝達ボールの稼動する有効範囲を有効に確保することができる。トラックチャンファを設けることによって、トラック溝エッジ部の欠けを防止できる。
 軸部の端面にセンター穴を設けることによって、このセンター穴を用いたその後の加工(軸に形成される雄スプラインや雄ねじ等の加工)性の向上を図ることができる。特に、このセンター穴の冷間鍛造を行う際に、他の部位の冷間鍛造を行うことができ、これによって、センター穴がこの外側継手部材の軸方向位置の基準面となって、外側継手部材の軸方向位置精度を高精度に成形することができる。このため、本発明の外側継手部材は、軸方向位置精度を必要とするBJタイプの固定式等速自在継手の外側継手部材に最適となる。
 前記カップ部の内径球面部に対して、熱処理後の仕上げ加工を施すことによって、要求される高精度に対応することができ、高品質の製品(外側継手部材)を成形することができる。
 内径球面部にスリット溝を形成し、内径球面部の最大幅寸法に対して、スリット溝の幅寸法を5%~30%とすれば、高精度、高品質の製品(外側継手部材)を安定して低コストで生産することができる。
 トラック溝の横断面形状を、ボールとアンギュラ接触するゴシックアーチ形状とし、その接触角を35°~45°とすることによって、ボールの接触状態を安定化させることができて、回転力伝達をなめらかに行うことができ、耐久性に優れた等速自在継手を構成できる。
 トラックオフセット角を5.5°~7.5°とすることによって、この外側継手部材を用いた等速自在継手は、作動性、耐久性、及び強度を満足することができる。このトラックオフセット角が5.5°未満であれば、十字作動性、耐久性、および準静捩り強度の全ての面で問題があり、トラックオフセット角が7.5°を越えると、耐久性及び強度面で劣る。
 トラック溝の曲率中心を、継手軸心上に位置するときの半径よりも大きい半径を描く位置となるように径方向にずらすことによって、トラック溝の軸方向中央部ですきまを詰めることができ、ガタ詰めが容易となって異音の発生を抑制することができる。
本発明の実施形態を示す外側継手部材を用いた固定式等速自在継手の断面図である。 前記固定式等速自在継手の横断面図である。 前記固定式等速自在継手のトラック溝の形状を示す拡大断面図である。 外側継手部材の開口端部の切欠アール部の一例を示す部分拡大斜視図である。 外側継手部材の開口端部の切欠アール部の他例を示す部分拡大斜視図である。 内側継手部材の開口端部の切欠アール部の一例を示す部分拡大斜視図である。 内側継手部材の開口端部の切欠アール部の他例を示す部分拡大斜視図である。 カップ入口チャンファ、トラックチャンファおよびトラック入口チャンファとスリット溝を設けた外輪を示す部分斜視図である。 図6の外輪をその開口端側から見た状態を示す側面図である。 外側継手部材を成形する鍛造装置の断面図である。 前記鍛造装置における成形時の断面図である。 前記鍛造装置のパンチセットの平面図である。 前記鍛造装置の加工時のパンチセットの断面図である。 パンチセットの分割パンチの要部斜視図である。 パンチセットの分割パンチの平面図である。 パンチセットの分割パンチの側面図である。 前記鍛造装置のパンチベースの平面図である。 前記鍛造装置のパンチベースの断面図である。 外輪前素材の一部断面で示す側面図である。 前記外輪前素材の平面図である。 外輪のトラック溝の曲率中心を、継手軸心上に位置するときの半径よりも大きい半径を描く位置となるように径方向にずらした等速自在継手を示す部分断面図である。 内輪のトラック溝の曲率中心を、継手軸心上に位置するときの半径よりも小さい半径を描く位置となるように径方向にずらした等速自在継手を示す部分断面図である。
 以下本発明の実施の形態を図1~図19に基づいて説明する。図1と図2は本発明にかかる外側継手部材を用いた固定式等速自在継手である。この固定式等速自在継手は、バーフィールド型であって、外側継手部材である外輪10、内側継手部材である内輪20、ボール30およびケージ40を主要な構成要素とし、内輪20、ボール30およびケージ40からなる内部部品50を外輪10に角度変位可能に収容した構造を具備する。
 外輪10は機械構造用炭層鋼からなり、一端が開口したカップ状をなし、軸方向に延びる複数のトラック溝12が内径面14に円周方向等間隔に形成されている。なお、周方向で隣合うトラック溝間を内径球面部14aと呼ぶ。内輪20は、軸方向に延びる複数のトラック溝22が外輪10のトラック溝12と対をなして外球面24に円周方向等間隔に形成されている。ボール30は、外輪10のトラック溝12と内輪20のトラック溝22との間に介在してトルクを伝達する。ケージ40は、外輪10の内径面14と内輪20の外球面24との間に介在してボール30を保持する。
 機械構造用炭層鋼の炭素成分は、0.37wt%以上0.61wt%以下が好ましく、より好ましくは0.50wt%以上0.58wt%以下である。具体的には、日本工業規格(JIS)で規格されている、S40C~S58C、望ましくはS53C~S55Cである。
 複数のボール30は、ケージ40に形成されたポケット42に収容されて円周方向等間隔に配置されている。この実施形態では6個のボール30を例示しているが、その個数については任意である。外輪10のトラック溝12と内輪20のトラック溝22とが協働して形成するボールトラックは外輪10の開口側へ向けて拡径する楔形状をなす。
 なお、外輪10は、内輪20、ボール30およびケージ40からなる内部部品50を収容したカップ部(マウス部)16と、そのカップ部16の底部から一体的に軸方向に延びるステム部(軸部)18とで構成され、その軸部18の外周面には図示省略の車輪用軸受に連結するための雄スプライン11及び端部ねじ部15が形成されている。また、内輪20の軸孔26には、図示省略のシャフトを連結するためのスプライン28が形成されている。
 外輪10の軸部18の端面18aにはセンター穴13が形成されている。また、外輪10のカップ部16の開口縁全周に沿ってカップ入口チャンファ12bが形成されている。 
 外輪10の内径球面部14aとトラック溝12との境界部に沿って形成されたトラックチャンファ12c、および内輪20の外球面24とトラック溝22との境界部に沿って形成されたトラックチャンファ22cは、図2で拡大して示すようにR形状としている。このR形状のトラックチャンファ12c,22cは、トラック溝12と内径球面部14aとの間およびトラック溝22と外球面24との間で滑らかに繋がるように連続的に形成されている。
 外輪10のトラック溝12および内輪20のトラック溝22の横断面形状は、ボール30とアンギュラ接触するゴシックアーチ形状としている。例えば、図3は外輪10のトラック溝12および内輪20のトラック溝22の横断面形状を例示する。このゴシックアーチ形状を有するトラック溝12,22では、ボール30とアンギュラ接触する二つのボール接触点P,Q(ボール接触角α)を持っている。
 このボール30とアンギュラ接触する二つのボール接触点P,Qにおけるボール接触角αは、35~45°が好ましい。ボール接触角αを前述の規定範囲とすることにより、トラック溝12,22に対するボール30の接触状態を安定化させることができる。
 図4Aに示すように外輪10のトラック溝12の開口端において、ボール接触点対応部位にトラック入口チャンファ12aとしての切欠アール部を設けている。また、図5Aに示すように内輪20のトラック溝22の開口端において、ボール接触点対応部位に切欠アール部22aを設けている。前述のボール接触点対応部位は、前述したようにトラック溝12,22とボール30とがアンギュラ接触することから、図中の一点鎖線で示すように二つのボール接触点P,Q(図中では接触点の軌跡を示す)がトラック溝12,22の開口端と交わる部位となる。
 このように外輪10のトラック溝12の開口端および内輪20のトラック溝22の開口端に切欠アール部12a,22aを設けることにより、等速自在継手の高角作動時、特に使用時において想定されている角度をなんらかの理由で超えて、ボール30が外輪10あるいは内輪20のトラック溝12,22の軸方向端部に位置したとしても、切欠アール部12a,22aによって、ボール30がこの軸方向端部に食い込むことを防止できる。
 なお、前述の場合、切欠アール部12a,22aを外輪10のトラック溝12の開口端および内輪20のトラック溝22の開口端においてボール接触点対応部位のみに形成しているが、図4Bおよび図5Bに示すように、外輪10のトラック溝12の開口端全体および内輪20のトラック溝22の開口端全体に切欠アール部12a,22aを設けてもよい。このように外輪10のトラック溝12の開口端全体および内輪20のトラック溝22の開口端全体に設けた場合には、その切欠アール部12a,22aは後述のトラック入口チャンファとなる。
 トラック溝12が形成された外輪10において、図6および図7に示すように、外輪10の開口縁全周に沿って形成されたカップ入口チャンファ12bと、内径球面部14aとトラック溝12との境界部に沿って形成されたトラックチャンファ12cと、トラック溝12とカップ入口チャンファ12bとの境界部に沿って形成されたトラック入口チャンファ12aと形成されることになる。また、外輪10の開口端部には、継手内部に充填されたグリースの漏洩ならびに継手外部からの水や異物の侵入を防止するための樹脂またはゴム製のブーツ(図示省略)が装着される。このため、その外輪10の開口端外周面に凹溝からなるブーツ取付部19を設けている。
 また、外輪10の内径球面部14aで周方向に隣接するトラック溝12間に軸方向に延びるスリット溝12dを形成する。このスリット溝12dは、外輪10の開口端面からカップ入口チャンファ12bを経て内径球面部14aへ至るように形成されている。なお、この実施形態では、6本のスリット溝12dを例示しているが、その本数については任意である。この場合、周方向に隣接するトラック溝12間における内径球面部14aの最大幅寸法S2に対して、スリット溝12dの幅寸法S1を5%~30%としている。このスリット溝12dは、後述する分割パンチ55間のすきまδ1(図10参照)に外輪前素材M(図16と図17参照)の余肉が入らないように設けている。このため、外輪10の内径面14には、トラック溝12と、周方向に隣合うトラック溝12間の内径球面部14aと、各内径球面部14aの設けられるスリット溝12dとが設けられることになる。
 ボール30が6個の場合、前記最大幅寸法S2は、内径球面部14aの軸方向中間付近における寸法となる。しかしながら、等速自在継手の形態やボール数によっては、最大幅寸法が内径球面部14aの軸方向中間付近とならない場合がある。
 図1に示すように外輪10のトラック溝12の曲率中心O1と内輪20のトラック溝22の曲率中心O2とは、継手中心Oに対して軸方向に等距離Fだけ反対側(トラック溝12の曲率中心O1は継手の開口側、トラック溝22の曲率中心O2は継手の奥部側)にオフセットされている。そのため、ボールトラックは開口側が広く、奥部側に向かって漸次縮小した楔形状になっている。
 また、ケージ40の外球面44の曲率中心、およびその外球面44に摺接する外輪10の内径面14の曲率中心のそれぞれは継手中心Oに一致する。また、ケージ40の内球面46の曲率中心、およびその内球面46に摺接する内輪20の外球面24の曲率中心のそれぞれも継手中心Oに一致する。外輪10と内輪20とが角度変位すると、ケージ40に保持されたボール30は常にどの作動角においても、その作動角の二等分面内に維持され、継手の等速性が確保される。
 図1に示すように、トラック溝12の曲率中心O1とボール中心O3とを結ぶ線L1と、ボール中心O3と内径面14の曲率中心(つまり、前記継手中心O)とを結ぶ線L2とが成す角度であるトラックオフセット角φを5.5°~7.5°とする。このオフセット角φは従来品のオフセット角(8.0°程度)よりも小さく、それゆえトラック溝12の深さは従来品に比べて軸方向でより均一に近くなる。
 この場合、トラック溝12の浅い所では従来品よりも溝深さが深くなるので、高負荷下においてもトラック溝12の肩部にボール30による接触楕円が乗り上げにくくなり、肩部の欠け等を防止してトラック溝12の高強度化、耐久性の向上を図ることができる。また、ケージ40の肉厚を厚くすることもできるので、ケージ40の高強度化や長寿命化も達成される。さらに、前述した通り、この範囲内のオフセット角φであれば、作動性も良好に維持される。
 その結果、外輪10のトラック溝12の高強度化、耐久性の向上が図れることから、後述するように、外輪10のトラック溝12を冷間鍛造仕上げにより形成することが容易となる。また、ボール30が継手開口側に飛び出そうとする力(軸力)も従来品に比べて弱くなるため、ボール30の軸力に起因した打音の発生を抑制することも可能となる。
 その一方、オフセット角φが小さすぎると、逆に耐久性や強度が低下したり、あるいは作動性に問題を生じることが懸念される。
 外輪10において、トラック溝12と、内径球面部14aと、カップ入口チャンファ12bと、トラックチャンファ12cと、トラック入口チャンファ12aと、カップ部の外径面におけるブーツ取付部19を除く部位と、および軸部18の端面18aのセンター穴13とを冷間鍛造により仕上げている。この冷間鍛造における温度としては、例えば、0℃以上50℃以下とされる。なお、もちろんこの冷間鍛造の温度に限るものではない。
 この場合、冷間鍛造された外輪10の外径面は、ねじり強度を高めるため焼入れ等の熱処理を施さず、この冷間鍛造による加工硬化により製品強度を高くしている。また、外輪10の外径面の硬度が高すぎると、ブーツ取付部19における溝の旋削加工等の際に、旋削加工工具の短寿命化を招いたりする。このため、ブーツ取付部19の表面硬度を250HV~350HV程度としている。
 次に、外側継手部材(外輪)10に成形する製造装置(鍛造装置)を図8~図15に示す。この装置は、外輪成形金型となるパンチセット51と絞り込みダイス52とを備える。パンチセット51は、パンチセット本体53と、パンチホルダ54と、複数の分割パンチ55と、パンチベース56と、傘パンチ57と、スプリング58とを備える。
 パンチセット本体53は有底短円筒体からなり、その底壁60に傘パンチ57の軸部76の基端部が支持部材77を介して収容される貫孔60aが設けられている。また、パンチセット本体53の孔部53a内には、パンチベース56の下部膨出部56aが嵌入され、その下部膨出部56aの底面61が底壁60の内面62に当接した状態で、パンチホルダ54のフランジ部54aがパンチセット本体53の上面に載置固定される。
 パンチホルダ54はテーパ孔63を有し、このテーパ孔63に、複数の分割パンチ55とパンチベース56等を設けている。パンチベース56は、複数の分割パンチ55を円周方向一定間隔おきに配置するものである。図15A及び図15Bに示すように、パンチベース56は、これら分割パンチ55を配置するためのパンチベース本体56bと、このパンチベース本体56bの下端に連設される前記膨出部56aとを有する。パンチベース本体56bのテーパ状外周部65に、複数(この場合、6個)の割型仕切溝66を形成している。この割型仕切溝66に、図10と図11に示すように、周方向に沿って配設される分割パンチ55が介在される。なお、テーパ状外周部65のテーパ角は前記テーパ孔63のテーパ角に対応させている。
 分割パンチ55は断面略扇型部材からなり、図12~図14に示すように、内径球面部成形部70と、トラック溝成形部71と、トラックチャンファ成形部72と、カップ入口チャンファ成形部73と、トラック入口チャンファ成形部74とを有する。
 トラック溝成形部71は、外輪10のトラック溝12を成形するためのものであって、その両側に外輪10の内径球面部を成形する内径球面部成形部70、70が形成されている。また、トラック溝成形部71と内径球面部成形部70との境界部にトラックチャンファ成形部72が形成される。カップ入口チャンファ成形部73は、外輪10のカップ入口チャンファ12bを成形するためのものであって、内径球面部成形部70の下端縁と、トラック溝成形部71の下端縁と、トラックチャンファ成形部72の下端と、トラック溝成形部71よりも下方に配設される胴部79の上面とで形成される。なお、胴部79は、複数の分割パンチ55を周方向に沿って配設したことによって、環状部分を構成する。
 カップ入口チャンファ成形部73は、半径方向外方に向かうに従って下方に傾斜するテーパ状に形成され、このテーパ状のカップ入口チャンファ成形部73により、外輪10のカップ入口チャンファ12bの所定角度を設定することができる。トラック入口チャンファ成形部74は、外輪10のトラック入口チャンファ12aを成形するためのものであって、カップ入口チャンファ成形部73とトラック溝成形部71との境界部に沿って形成されている。
 このように、内径球面部成形部70と、トラック溝成形部71と、トラックチャンファ成形部72と、カップ入口チャンファ成形部73と、トラック入口チャンファ成形部74とを、一体として一つの分割パンチ55に設けている。このため、これらを別体で形成したものに比べて、各成形部の寸法精度を高めるとともに、これらの寸法相互差の減少を図ることが可能となる。すなわち、前記製造装置(鍛造装置)を用いれば、各部位の寸法精度を高めることができるとともに、これらの寸法相互差の低減を図ることができる。
 各分割パンチ55は、その内径側の稜線部55bがパンチベース本体56bのテーパ部に沿うように傾斜し、このテーパ部に沿った上下動が可能とされている。また、パンチベース56には貫通孔75が設けられ、この貫通孔75に傘パンチ57から突設される軸部76が挿通されている。軸部76の下端部がパンチセット本体53との底壁60の貫孔60aに配置された支持部材77に支持されている。
 貫通孔75は、図15Bに示すように、小径部78aと大径部78bとを備え、大径部78bに、軸部76に外嵌されるスプリング58が配置されている。これによって、軸部76に連設されている傘パンチ57が下方に弾性付勢され、傘パンチ57にて分割パンチ55の上端縁を規制している(抑えている)。
 絞り込みダイス52は、外輪10の外径面を成形するための貫通孔部80を備える。この貫通孔部80は、上部側のストレート孔80aと、下部側のテーパ孔80bとからなる。テーパ孔80bは下方に向かって拡開している。
 また、絞り込みダイス52の貫通孔部80には、軸部成形用ダイス82の突出部82bが挿入される。軸部成形用ダイス82は、ダイス本体部82aと、このダイス本体部82aの下面から突設される前記突出部82bとを備え、外輪10の軸部が挿入される孔部83が設けられている。この孔部83は、軸部の雄スプライン形成部位を成形する大径部83aと、軸部の雄ねじ部形成部位を成形する小径部83bと、この大径部83aと小径部83bとの間のテーパ部83cとを備える。
 絞り込みダイス52の孔部83の小径部83bには、外輪10の軸部18の端面18aのセンター穴13を成形するためのセンター穴成形ポンチ85が嵌入される。センター穴成形ポンチ85の外径面は、前記小径部83bの内径面と僅かな隙間を持って対向するものである。そして、センター穴成形ポンチ85の下端に、センター穴13を成形するコーン部85aが設けられている。
 ところで、センター穴13は、図1に示すように、センター穴基準となる基準テーパ孔部13aと、この基準テーパ孔部13aの開口端縁から連設される開口側テーパ孔部13bと、この開口側テーパ孔部13bの開口端縁から連設される大径開口部13cとからなる。このため、センター穴成形ポンチ85のコーン部85aは、その外面に、基準テーパ孔部13aを成形する基準テーパ部位86が形成されている。
 製造装置(鍛造装置)を用いて外輪10を成形する場合、図16と図17に示すような外輪前素材Mが予め成形され、この外輪前素材Mが製造装置(鍛造装置)に投入されて、冷間鍛造が行われる。外輪前素材Mは、温間鍛造、熱間鍛造、又は亜熱間鍛造等による塑性加工で成形される。すなわち、外輪前素材Mは、カップ部M16と、このカップ部M16の底部に連設される軸部M18とからなり、カップ部M16の内径面に、トラック溝M12及びスリット溝M12dが形成されている。また、外輪前素材Mのカップ部M16の開口端面には、カップ入口チャンファM12bが形成されている。
 また、カップ部M16の内径球面部のスリット溝M12dは、周方向に隣接するトラック溝M12間に設けられ、内径球面部の最大幅寸法S4に対して、このスリット溝M12dの溝幅S3を10%以上40%以下とするのが好ましい。このように設定することによって、製品(外輪10)のスリット溝の溝幅寸法を内径球面部(トラック溝によって分離されたアイランド状の内径球面部)の最大幅寸法の5%以上30%以下とすることができる。
 次に、前記のように構成された製造装置(鍛造装置)にて、外輪を成形する方法を説明する。予め成形され外輪前素材Mを、絞り込みダイス52の貫通孔部80に挿入する。その後、絞り込みダイス52に対してパンチセット51を相対移動させ、これによって、傘パンチ57が、外輪前素材Mのカップ部M16の内表面における球面底部に当接し、分割パンチ55が内面表面におけるトラック溝M12に嵌合する。
 この状態で、パンチセット51をさらに相対移動させることにより、外輪前素材Mのカップ部M16は、絞り込みダイス52の絞り込み作用を受けて半径方向内方へ縮径する。その絞り込み時に、トラック溝M12の表面は分割パンチ55のトラック溝成形部71により拘束され、このトラック溝12、内径球面部14a、及びトラックチャンファ12aが、それぞれ、トラック溝成形部71、内径球面部成形部70、トラックチャンファ成形部72によって塑性変形される。さらには、これとともに、前記絞り込み時に、カップ入口チャンファ12b及びトラック入口チャンファ12aが、それぞれカップ入口チャンファ成形部73及びトラック入口チャンファ成形部74によって塑性加工される。
 この際、カップ部16の外径面におけるブーツ取付部19を除く部位においても塑性加工(冷間鍛造)が施されることになる。また、前記絞り込み時には、センター穴成形ポンチ85のコーン部85aを外輪前素材Mの軸部M18の端面M18aに押し付ける。これによって、センター穴13を成形することになる。すなわち、軸部成形用ダイス82とセンター穴成形ポンチ85とを同時に外輪前素材Mに押し当てることになり、この際、外輪前素材Mの移動が拘束されて、センター穴13が成形される。これにより、型離れの防止によるカップ部16の内部精度の向上と、センター穴13の成形が同時に実現される。
 センター穴成形ポンチ85は、軸部成形用ダイス82の内径面に僅かな隙間を持ってガイドされ、また軸部成形用ダイス82を外輪前素材Mに押し付けるときに、外輪前素材Mの軸部外径部が軸部成形用ダイス82の孔部83の大径部83aでしごき加工される。そのため、外輪前素材Mと同心に心出しされた軸部成形用ダイス82の内径面にガイドされてセンター穴成形ポンチ85が外輪10の軸部18の端面18aにセンター穴13を成形することになる。よって、センター穴13の外輪10の軸部外径に対する同心度が、高精度に確保される。
 また、センター穴13の成形時には、センター穴成形ポンチ85と軸部成形用ダイス82の軸方向位置が一定となるように設定される。このため、センター穴成形ポンチ85と軸部成形用ダイス82の基準面82cの相対位置は一定となる。この押圧力付与方式によるセンター穴13の形成は、常に外輪前素材Mの基準面Maを基準にして成形が行われる。このため、成形されたセンター穴13の素材基準面Maに対する軸方向位置精度、つまり寸法Aの精度が、高精度に確保される。
 このように、製造装置(鍛造装置)を用いることによって、トラック溝12と、内径球面部14aと、カップ入口チャンファ12bと、トラックチャンファ12cと、トラック入口チャンファ12aと、カップ部16の外径面におけるブーツ取付部19を除く部位と、軸部18の端面18aのセンター穴13とを冷間鍛造により仕上げられてなる外輪10を成形することができる。なお、ブーツ取付部19においては、旋削加工等により溝加工がなされる。
 ところで、カップ部16の内径球面部14aとしては、要求される精度が厳しい場合があり、このため、熱処理後の仕上げ加工が施されるものであってもよい。ここで、熱処理とは、例えば、高周波焼入れ処理である。また、仕上げ加工としては、例えば切削加工や研削加工等の仕上げ加工である。高周波焼入れとは、高周波電流の流れているコイル中に焼入れに必要な部分を入れ、電磁誘導作用により、ジュール熱を発生させて、伝導性物体を加熱する原理を応用した焼入れ方法である。内径球面部の要求精度によって、この内径球面部を冷間鍛造による仕上げのままとすることができる。
 このように、カップ部16の内径球面部14aに対して、熱処理後の仕上げ加工を施すことによって、要求される高精度に対応することができ、高品質の製品(外側継手部材)を成形することができる。
 本発明の固定式等速自在継手の外側継手部材によれば、機械構造用炭素鋼から成り、トラック溝12と、内径球面部14aと、カップ入口チャンファ12bと、トラックチャンファ12cと、トラック入口チャンファ12aと、カップ部16の外径面におけるブーツ取付部19を除く部位と、軸部18の端面18aのセンター穴13とを冷間鍛造により仕上げているので、これらの部位においては、従来の冷間鍛造後の切削加工や研削加工等の仕上げ加工を行わないで済むことである。このため、歩留まりが向上し、外側継手部材、延いてはこの外側継手部材を用いる等速自在継手の製造コストの低減を図ることができる。
 カップ部16に大部分を冷間鍛造により仕上げているので、製品の強度を高めることが可能となる。特に、外輪10の炭素成分を0.37wt%以上と炭素量を多い機械構造用炭素鋼から鍛造仕上げすれば、カップ部16の内外表面を所望の硬い表面硬度にすることができる。これにより、製品寿命を延ばすことが可能となる。素材となる機械構造用炭素鋼の炭素成分の上限を0.61wt%以下に設定することによって、硬すぎて加工不能となることなく、冷間鍛造が可能となる。また、特に硬い材質を用いなくても、冷間鍛造で成形するので、加工硬化により、外輪10のカップ部16の外径面の硬度が高くなり、剛性の高い高強度の外輪10となる。
 また、カップ入口チャンファ12bを設けることによって、等速自在継手が作動角をとった際に、内輪20に装着したシャフトにこの外輪10の開口縁が干渉しなくて済む。トラック入口チャンファ12aを設けることによって、トルク伝達ボール30の稼動する有効範囲を有効に確保することができる。トラックチャンファ12cを設けることによって、トラック溝エッジ部の欠けを防止できる。トラックチャンファ12cを凸アール形状とすれば、この部分における応力集中を回避することができる。
 軸部18の端面18aにセンター穴13を設けることによって、このセンター穴13を用いたその後の加工(軸に形成される雄スプラインや雄ねじ等の加工)性の向上を図ることができる。特に、このセンター穴13の冷間鍛造を行う際に、他の部位の冷間鍛造を行うことができ、これによって、センター穴13がこの外輪10の軸方向位置の基準面となって、外輪10の軸方向位置精度を高精度に成形することができる。このため、本発明の外側継手部材(外輪10)は、軸方向位置精度を必要とするBJタイプの固定式等速自在継手の外輪に最適となる。
 内径球面部14aにスリット溝12dを形成し、内径球面部14aの最大幅寸法に対して、スリット溝12dの幅寸法を5%~30%とすれば、高精度、高品質の製品(外輪10)を安定して低コストで生産することができる。すなわち、冷間鍛造の際、周方向に分離した分離パンチ間の周方向すきまδ1に、外輪前素材Mの余肉が入り込まないようにできる。なお、スリット溝の幅寸法が5%よりも小さいと、冷間鍛造時に外側継手部材を成形型から離型させることが困難となり、かつ、スリット溝の幅寸法が30%よりも大きいと、外輪10の内径球面部14aの必要面積を確保することが困難となって強度、耐久性の低下を招くことになる。
 トラック溝12の横断面形状を、ボール30とアンギュラ接触するゴシックアーチ形状とし、その接触角αを35°~45°とすることによって、ボール30の接触状態を安定化させることができて、回転力伝達をなめらかに行うことができ、耐久性に優れた等速自在継手を構成できる。なお、ボール接触角が35°よりも小さいと、トラック面圧が増大し耐久性の低下が懸念される。逆に、ボール接触角が45°よりも大きいと、高作動角におけるトラック肩部までのボールの乗り上げ余裕が小さくなり、高トルク負荷時のボールによる接触楕円の乗り上げが生じ、トラック肩部の欠け等が懸念される。
 トラックオフセット角を5.5°~7.5°とすることによって、この外輪10を用いた等速自在継手は、作動性、耐久性、及び強度を満足することができる。このトラックオフセット角が5.5°未満であれば、十字作動性、耐久性、および準静捩り強度の全ての面で問題があり、トラックオフセット角が7.5°を越えると、耐久性及び強度面で劣る。
 ところで、外輪10のトラック溝12の曲率中心O1’を、図18に示すように継手軸心上に位置するときの半径よりも大きい半径を描く位置となるように径方向にずらすようにしてもよい。また、内輪20のトラック溝22の曲率中心O2’を、図19に示すように継手軸心上に位置するときの半径よりも小さい半径を描く位置となるように径方向にずらすようにしてもよい。
 このように外輪10のトラック溝12の曲率中心O1’を、継手軸心上に位置するときの半径よりも大きい半径を描く位置となるように径方向にずらしたり、あるいは、内輪20のトラック溝22の曲率中心O2’を、継手軸心上に位置するときの半径よりも小さい半径を描く位置となるように径方向にずらしたりすることにより、トラック溝12,22の軸方向中央部ですきまを詰めることができる。その結果、ガタ詰めが容易となって異音の発生を抑制することができる。
 以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、前記実施形態では、外側継手部材としては、トラック溝の底面が円弧部のみからなるバーフィールド型(BJ)の固定式等速自在継手に用いるものであったが、トラック溝の底面が円弧部と直線部とを備えたアンダーカットフリー型(UJ)の固定式等速自在継手であってもよい。また、トラック溝12の数は6個に限るものではなく、増減は任意である。
 センター穴形状としては、図1に示すものに限るものではなく、少なくとも基準テーパ孔部13aを備えたものであればよい。
 外側継手部材としては、トラック溝の底面が円弧部のみからなるバーフィールド型(BJ)の固定式等速自在継手や、トラック溝の底面が円弧部と直線部とを備えたアンダーカットフリー型(UJ)の固定式等速自在継手であってもよい。日本工業規格(JIS)で規格されている、S40C~S58CやS53C~S55C等の機械構造用炭素鋼からなる。
12   トラック溝
12a  切欠アール部(トラック入口チャンファ)
12b  カップ入口チャンファ
12c,22c トラックチャンファ
12d  スリット溝
13   センター穴
14   内径面
14a  内径球面部
16   カップ部
18   軸部
18a  端面
19   ブーツ取付部
70   内径球面部成形部
71   トラック溝成形部
72   トラックチャンファ成形部
73   カップ入口チャンファ成形部
74   トラック入口チャンファ成形部

Claims (11)

  1.  カップ部と、このカップ部の底部から軸方向に延びる軸部とを備えた固定式等速自在継手の外側継手部材であって、
     機械構造用炭素鋼から成り、カップ部の内径面に、トラック溝と、内径球面部と、カップ部の開口縁全周に沿って形成されるカップ入口チャンファと、内径球面部とトラック溝との境界部に沿って形成されるトラックチャンファと、トラック溝とカップ入口チャンファとの境界部に形成されるトラック入口チャンファとを有し、トラック溝と、内径球面部と、カップ入口チャンファと、トラックチャンファと、トラック入口チャンファと、カップ部の外径面におけるブーツ取付部を除く部位と、軸部の端面のセンター穴とが冷間鍛造により仕上げられていることを特徴とする固定式等速自在継手の外側継手部材。
  2.  前記カップ部の内径球面部は、熱処理後の仕上げ加工が施されてなることを特徴とする請求項1に記載の固定式等速自在継手の外側継手部材。
  3.  前記カップ部の内径球面部に軸方向に沿って延びるスリット溝が形成され、周方向に隣設するトラック溝間における内径球面部の最大幅寸法に対して、前記スリット溝の幅寸法を5%~30%としたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の固定式等速自在継手の外側継手部材。
  4.  トラック溝の開口端において、少なくともボール接触点対応部位に、前記トラック入口チャンファとしての切欠きアール部を設けたことを特徴とする請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の固定式等速自在継手の外側継手部材。
  5.  トラック溝と切欠きアール部とを同時冷間鍛造により仕上げていることを特徴とする請求項4に記載の固定式等速自在継手の外側継手部材。
  6.  トラック入口チャンファが、トラック溝とカップ入口チャンファとの境界部全体に形成され、トラック溝とこのトラック入口チャンファとを同時冷間鍛造により仕上げていることを特徴とする請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の固定式等速自在継手の外側継手部材。
  7.  前記トラックチャンファを凸アール形状としたことを特徴とする請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の固定式等速自在継手の外側継手部材。
  8.  トラック溝とトラックチャンファとを同時冷間鍛造により仕上げることを特徴とする請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の固定式等速自在継手の外側継手部材。
  9.  トラック溝の横断面形状を、ボールとアンギュラ接触するゴシックアーチ形状とし、その接触角を35°~45°としたことを特徴とする請求項1~請求項8のいずれか1項に記載の固定式等速自在継手の外側継手部材。
  10.  トラック溝の曲率中心とこのトラック溝に嵌合されるボールのボール中心とを結ぶ線と、ボール中心と内径球面部の曲率中心とを結ぶ線とが成す角度であるトラックオフセット角を5.5°~7.5°としたことを特徴とする請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の固定式等速自在継手の外側継手部材。
  11.  トラック溝の曲率中心を、継手軸心上に位置するときの半径よりも大きい半径を描く位置となるように径方向にずらしたことを特徴とする請求項1~請求項9のいずれか1項に記載の固定式等速自在継手の外側継手部材。
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