WO2017061208A1 - 等速自在継手の外側継手部材 - Google Patents

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WO2017061208A1
WO2017061208A1 PCT/JP2016/076020 JP2016076020W WO2017061208A1 WO 2017061208 A1 WO2017061208 A1 WO 2017061208A1 JP 2016076020 W JP2016076020 W JP 2016076020W WO 2017061208 A1 WO2017061208 A1 WO 2017061208A1
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cup
velocity universal
joint
constant velocity
joining
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PCT/JP2016/076020
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貴士 藤田
慎太郎 鈴木
練二 夏目
祐一 淺野
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Ntn株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
    • F16D3/226—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a cylinder co-axial with the respective coupling part
    • F16D3/227—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a cylinder co-axial with the respective coupling part the joints being telescopic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2250/00—Manufacturing; Assembly
    • F16D2250/0023—Shaping by pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2250/00—Manufacturing; Assembly
    • F16D2250/0061—Joining
    • F16D2250/0076—Welding, brazing

Definitions

  • This invention relates to an outer joint member of a constant velocity universal joint.
  • the constant velocity universal joint that constitutes the power transmission system of automobiles and various industrial machines connects the two shafts on the drive side and the driven side so that torque can be transmitted, and transmits rotational torque at a constant speed even if the two shafts have an operating angle. can do.
  • Constant velocity universal joints are broadly classified into fixed constant velocity universal joints that allow only angular displacement and sliding constant velocity universal joints that allow both angular displacement and axial displacement.
  • a sliding type constant velocity universal joint is used on the differential side (inboard side), and a fixed type constant velocity universal joint is used on the drive wheel side (outboard side).
  • the constant velocity universal joint is composed of a cup part in which a track groove that engages a torque transmitting element is formed on the inner peripheral surface, and an axial direction from the bottom part of this cup part. And an outer joint member having an extended shaft portion.
  • This outer joint member is used to integrally form a cup part and a shaft part by subjecting a solid bar-shaped material (bar material) to plastic working such as forging and ironing, cutting, heat treatment, grinding, etc.
  • a solid bar-shaped material bar material
  • the constant velocity universal joint described in Patent Document 1 is shown in FIGS. 11a and 11b.
  • the conventional constant velocity universal joint 101 mainly includes an outer joint member 102, an inner joint member 103, a torque transmission ball 104, and a cage 105, and the outer joint member 102 is forged by integrating a cup portion 102a and a shaft portion 102b. Molded. A spline part Sp is formed at the end of the shaft part 102b.
  • Such an outer joint member 102 can be hollowed from the bottom of the cup portion 102a by a removal process using a drill or the like, but the yield is poor.
  • the yield can be improved.
  • the cup portion 102a and the shaft portion 102b are integrally forged from the billet, and the inner peripheral recess of the cup portion 102a.
  • the present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to ensure the product strength and reduce the weight, to improve the material yield, and to reduce the manufacturing cost. It is to provide an outer joint member of a joint.
  • the inventors of the present invention have a new idea that the cup portion and the shaft portion are formed by separate members and joined, and the hollow hole of the shaft member is formed by forging. It came to.
  • the present invention separates a cup portion formed on the inner periphery with a track groove engaged with a torque transmitting element and a shaft portion formed on the bottom portion of the cup portion.
  • the hollow hole portion in which the shaft member is made of forged skin It is characterized by having. According to the above configuration, it is possible to realize an outer joint member of a constant velocity universal joint that can secure product strength and can be reduced in weight, has a good material yield, and can suppress manufacturing costs.
  • the diameter of the joined portion of the cup member and the shaft member is the same for each joint size. It is not limited to one product number.
  • a plurality of types (multiple product numbers) of cup members are set with one joint size according to different specifications of the maximum operating angle, and the above-described portions of these cup members It is the concept of wrapping what has the same diameter.
  • the fact that the diameter of the joined portion of the cup member and the shaft member is the same for each joint size includes cases where the types of constant velocity universal joints are different.
  • the diameter of the joined portion of the tripod type constant velocity universal joint and the double offset type constant velocity universal joint is made the same size
  • the Rzeppa type constant velocity universal joint And the undercut-free type constant velocity universal joint including the same diameters of the joined portions are made the same diameters of the joined portions.
  • the joined portion has a fitting structure between a joining hole formed in the bottom of the cup member and a joining outer surface formed in the shaft member, so that the joined portion is within the thickness of the bottom of the cup member. And can be made compact in the axial direction.
  • ⁇ Burring does not occur at the joint because the joining is performed by electron beam welding or laser welding.
  • the manufacturing cost can be reduced by omitting the post-processing of the joint portion, and further, 100% inspection by ultrasonic flaw detection of the joint portion can be reliably performed. Further, since deep penetration is obtained by electron beam welding or laser welding, the welding strength is high and thermal strain can be reduced.
  • the outer joint member of the constant velocity universal joint capable of ensuring the product strength and reducing the weight, having a good material yield, and suppressing the manufacturing cost is realized. be able to.
  • a sliding type constant velocity universal joint 1 shown in FIG. 1 is a so-called double offset type constant velocity universal joint (DOJ).
  • the constant velocity universal joint 1 is accommodated in an outer joint member 2 having a cup portion 3 and a shaft portion 4 extending in the axial direction from the bottom of the cup portion 3, and an inner periphery of the cup portion 3 of the outer joint member 2.
  • a spherical outer peripheral surface 14 and a spherical inner peripheral surface 15 that are fitted to the spherical outer peripheral surface 13 of the joint member 5, respectively, and a cage 7 that holds the ball 6 are provided.
  • the center of curvature O 1 of the spherical outer peripheral surface 14 of the cage 7 and the center of curvature O 2 of the spherical inner peripheral surface 15 are offset from the joint center O by the same distance on the opposite side in the axial direction.
  • the outer joint member 2 has a bottomed cylindrical cup portion in which one end is open and a plurality of track grooves 10 and a cylindrical inner peripheral surface 12 on which the balls 6 roll at equal intervals in the circumferential direction of the inner peripheral surface are formed. 3 and a shaft portion 4 extending in the axial direction from the bottom portion of the cup portion 3 and provided with a spline Sp as a torque transmission connecting portion on the outer periphery of the end opposite to the cup portion 3.
  • the cup member 3 a and the shaft member 4 a are joined at the welded portion 30.
  • the cup member 3a is made of mechanical structural carbon steel containing 0.40 to 0.60% by weight of carbon such as S53C, and has a cylindrical portion 3a1 in which a track groove 10 and a cylindrical inner peripheral surface 12 are formed on the inner periphery. And a bottom part 3a2.
  • a boot mounting groove 16 is formed on the outer periphery of the cup member 3a on the opening side, and a retaining ring groove 17 is formed on the inner periphery.
  • the shaft member 4a is made of carbon steel for mechanical structure containing 0.30 to 0.55% by weight of carbon such as S40C.
  • the shaft member 4a has a seal surface 18 on the outer periphery on the cup member 3a side, a sliding bearing surface 19 on the center outer periphery in the axial direction, and a spline Sp on the opposite end.
  • a hollow hole portion 27 is formed in a portion in the axial direction excluding the spline Sp, and the hollow hole portion 27 has a surface made of forged skin.
  • the diameter of the inner periphery of the hollow hole 27 has a stepped shape corresponding to the diameter of the outer periphery of the shaft member 4a in order to promote weight reduction while ensuring strength.
  • the inner peripheral shape of the hollow hole portion 27 is not limited to the stepped shape, and may be a straight shape without a step or a tapered shape. Since the shaft member 4a is a separate member from the cup member 3a, the hollow hole 27 extending in the axial direction can be forged. The hollow hole 27 can reduce the weight of the shaft member 4a, and hence the constant velocity universal joint 1. Further, since the hollow hole portion 27 is stopped in front of the spline Sp in the axial direction, the spline Sp portion has a solid shape and does not have a decrease in strength.
  • a joining hole 21 and a press-fitting hole 22 are formed in the thickness of the bottom 3a2 of the cup member 3a, and a joining outer surface 23 and a press-fitting outer surface 24 are formed on the shaft member 13a. Details of these actions will be described later.
  • a gap ⁇ is provided between the joining hole 21 of the cup member 3a and the joining outer surface 23 of the shaft member 13a, as will be described later. However, in FIG. Yes.
  • FIG. 2a is a front view of the cylindrical billet W1 obtained by cutting the bar material
  • FIG. 2b is a longitudinal sectional view of the cup member after ironing
  • FIG. 2c is a longitudinal sectional view of the cup member after turning.
  • the base material 3a1 ′ of the cup member 3a is formed by integrally forming a cylindrical portion 3a1 ′ and a bottom portion 3a2 ′ by forging, and then, by ironing, the track groove 10 and the cylindrical inner peripheral surface. 12 is ironed to finish the inner periphery of the cylindrical portion 3a1 ′.
  • FIG. 3a is a front view showing a cylindrical billet W2 obtained by cutting a bar material
  • FIG. 3b is a longitudinal sectional view showing a shaped member 4a ′ forged from the billet W2
  • FIG. 3c shows a shaft member 4a after turning.
  • the forged material 4a ′ has a fiber flow F formed continuously along the surfaces of the molded portions 18 ′, 19′Sp ′′, 25 and 27. Therefore, even if the surface is removed in the next turning process, the continuous fiber flow F remains, which is advantageous in terms of strength.
  • the outer periphery of the shaft member 4a, the seal surface 18, the sliding bearing surface 19, the spline lower diameter portion Sp ', the joining outer surface 23, and the press-fitting outer surface 24 are turned.
  • the hollow hole 27 is not subjected to turning, and remains as a forged skin.
  • the outline of the shaped member is shown by a broken line. Since the hollow hole 27 is not subjected to turning and remains a forged skin, the material yield is improved. Further, the continuous fiber flow F in the hollow hole 27 is maintained, which is advantageous in terms of strength.
  • the spline lower diameter part Sp ′ is splined by rolling or pressing to form a spline Sp (see FIG. 1). Thereafter, the retaining ring groove 26 is turned.
  • the inner diameter B1 of the joining hole 20 of the cup member 3a is set slightly larger than the outer diameter B2 of the joining outer surface 23 of the shaft member 4a, and the diameter is between the inner diameter B1 and the outer diameter B2.
  • a gap ⁇ of 0.5 mm or less is provided. Note that the gap ⁇ is not necessarily provided at the joint.
  • the inner diameter C1 of the press-fitting hole 21 of the cup member 3a is set slightly smaller than the outer diameter C2 of the press-fitting outer surface 24 of the shaft member 4a, and a tightening margin is provided between the inner diameter C1 and the outer diameter C2. .
  • the axial dimension D of the joining hole 20 is set slightly longer than the axial dimension E of the press-fitting hole 21.
  • the diameters C1 and C2 of the press-fitting hole 21 and the press-fitting outer surface 24 are formed larger than the diameter dimensions B1 and B2 of the joining hole 20 and the outer surface 23 for joining, and the outer side within the thickness of the bottom 3a2 of the cup member 3a.
  • a press-fitting hole 22 and a press-fitting outer surface 24 are provided (on the right side of FIG. 6a).
  • the joining outer surface 23 of the shaft member 4a is caused to face the joining hole 20 of the cup member 3a. Thereafter, by using the joining hole 20 and the joining outer surface 23 as a press-fitting guide, the press-fitting hole 21 of the cup member 3a and the press-fitting outer surface 24 of the shaft member 4a are formed while centering the cup member 3a and the shaft member 4a. Abut. In the centered state, the press-fitting hole 21 and the press-fitting outer surface 24 are press-fitted, and the press-fitting is completed as shown in FIG. 6b. Since it press-fits in this way, the coaxiality of the cup member 3a and the shaft member 4a is improved. Further, as described above, the centering workability at the time of press-fitting is improved.
  • FIG. 5 shows the state of the cup member 3a and the shaft member 4a that have been press-fitted.
  • electron beam welding is performed by irradiating a beam from the inside of the cup member 3 a in the axial direction, and the cup member 3 a and the shaft member 4 a are joined by the welded portion 30.
  • the outer joint member 2 shown in FIG. 7 is obtained.
  • the outer joint member 2 is subjected to heat treatment.
  • a hardened layer of about HRC 58 to 62 is formed in the track groove 10 of the cup portion 3 and other predetermined portions by induction hardening, and a hardened layer of about HRC 50 to 62 is formed in a predetermined range of the outer peripheral surface of the shaft portion 4.
  • the vicinity of the weld 30 is not heat treated.
  • the sealing surface 18 and the sliding bearing surface 19 of the shaft portion 4 are finished by grinding or the like to become the outer joint member 2 as a finished product.
  • the gap ⁇ between the inner diameter B1 of the joining hole 20 of the cup member 3a and the outer diameter B2 of the joining outer surface 23 of the shaft member 4a is set to 0.5 mm or less, the joining hole 20 and the joining outer surface 23 In addition to being press-fitted between, a good press-fitting guide effect can be obtained, and a good weld can be obtained. Note that the gap ⁇ is exaggerated for easy understanding.
  • the diameters C1 and C2 of the press-fitting hole 21 and the press-fitting outer surface 24 are made larger than the diameters B1 and B2 of the joining hole 20 and the outer surface 23 for joining, and the outer side within the thickness of the bottom 3a2 of the cup member 3a. Since the press-fitting hole 21 and the press-fitting outer surface 24 are provided on the right side of FIG. 6a, the shaft member 4a can be press-fitted into the bottom 3a2 of the cup member 3a as shown in FIG. To do.
  • the welded portion 30 is formed at the end of the shaft member 4a, post-processing such as the sealing surface 18 can be omitted, and burrs do not appear in the welded portion because of electron beam welding, so post-processing of the welded portion is also possible. This can be omitted and the manufacturing cost can be reduced. Furthermore, 100% inspection by ultrasonic flaw detection of the welded portion can be reliably performed.
  • the inner diameter B1 of the joining hole 20 of the cup member 3a shown in FIG. 6a is set to the same dimension with one joint size.
  • the outer diameter B2 of the joining outer surface 23 of the shaft member 4a fitted in the joining hole 20 is set to a dimension having a certain gap ⁇ with the inner diameter B1 of the joining hole 20 regardless of the shaft diameter or the outer peripheral shape. ing.
  • the inner diameter B1 of the joining hole 21 of the cup member 3a and the joining outer surface 23 of the shaft member 4a correspond to the joined portion of the cup member and the shaft member in the claims.
  • the cup member 3a is shared, only the shaft member 4a is manufactured in various shaft diameters, lengths and outer peripheral shapes according to the vehicle type, and both the members 3a and 4a are welded.
  • the outer joint member 2 suitable for various vehicle types can be manufactured.
  • the shaft member 4a shown in FIG. 8 ' intended for different vehicle types is a shaft member 4a, the sealing surface 18' specific dimensions or spline Sp 1 is different.
  • the shaft member 4 a ′ is formed with a joining hole 20 in the bottom 3 a 2 of the cup member 3 a, a joining outer surface hole 23 that fits into the press fitting hole 21, and a press fitting outer surface 24.
  • the outer diameter of the joining outer surface 23 is formed to have the same dimension as the outer diameter B2 of the joining outer surface 23 of the shaft member 4a shown in FIG. 6a.
  • the outer diameter B2 of the outer surface for joining 23 of the shaft members 4a and 4a ' is set to the same dimension.
  • the outer diameter of the press-fitting outer surface 24 of the shaft member 4a ′ is also formed to have the same dimension as the outer diameter C2 of the press-fitting outer surface 24 of the shaft member 4a.
  • the inner diameter B1 of the joint hole 20 of the cup member 3a is set to the same dimension for each joint size, a cup member shared for each joint size and a shaft member having various shaft specifications for each vehicle type are provided. It can prepare and can give and manage a product number to a cup member and a shaft member, respectively. Even if the cup members are integrated, various outer joint members 2 according to requirements can be quickly manufactured in combination with shaft members having various shaft specifications for each vehicle type. Therefore, it is possible to reduce the cost and production management load by integrating the cup member types.
  • cup member type integration is shown in FIG.
  • the cup member is shared by one joint size, and is managed with, for example, a product number C001.
  • the shaft member has various shaft part specifications for each vehicle type, and is managed by being assigned product numbers S001, S002, to S (n), for example.
  • product numbers S001, S002, to S (n) for example.
  • the integration of the cup member types can reduce the cost and the production management load.
  • the cup member is not limited to one type with one joint size, that is, one model number. For example, a plurality of types (multiple types with one joint size according to specifications with different maximum operating angles). Model number) cup members are set, and the cup members having the same diameter as the joint portion are wrapped.
  • Sliding type constant velocity universal joint 1 2 shown in FIG. 10 is a tripod type constant velocity universal joint (TJ), and a shaft portion 4 2 extending axially from the bottom of the cup portion 3 2 and the cup portion 3 2 an outer joint member 2 2 having an outer joint member 2 and second cup portion 3 inner joint member 5 2 accommodated in the inner circumference of the 2, disposed between the outer joint member 2 2 and the inner joint member 5 2 and a roller 6 2 as a torque transmission element.
  • the inner joint member 5 2 composed of the tripod member 13 trunnion 7 2 the three of the rollers 6 2 externally fitted is provided at equal circumferential intervals.
  • the outer joint member 2 2 has one end open, the inner circumferential surface in the circumferential direction trisected position roller 6 2 and the track grooves 10 2 rolling inner peripheral surface 12 2 is formed bottomed cylindrical in a cup portion 3 2, the cup portion 3 extending in the axial direction from the second bottom, the cup portion 3 2 side and the shaft portion is spline Sp 2 as a connecting portion for torque transmission to the outer circumference of the end portion of the opposite side provided 4 2 It consists of.
  • the outer joint member 2 2 is cup member 3a 2 and the shaft member 4a 2 is formed by welding.
  • Cup member 3a 2 is a single piece consisting of an inner periphery to the track grooves 10 2 and the inner circumferential surface 12 2 a cylindrical portion formed 3a1 2 and the bottom 3a2 2.
  • the outer periphery of the opening side of the cup member 3a 2 boot mounting groove 16 2 is formed.
  • the shaft member 4a sealing surface 18 2 on the outer circumference of 2, the sliding bearing surfaces 19 2 is formed, and a spline Sp 2, retaining ring groove 26 2 is formed on the end opposite to the cup member 3a 2 side.
  • the hollow hole 27 2 is formed in the axial direction of the portion excluding the spline Sp 2, hollow hole 27 2 has a surface made of forged skin.
  • the inner peripheral diameter of the hollow hole 27 2 has a stepped shape corresponding to the diameter of the outer circumference of the shaft member 4a 2 in order to facilitate weight reduction while ensuring the strength.
  • the inner peripheral shape of the hollow hole 27 2 is not limited to the stepped shape, it may be stages without a straight shape or tapered shape.
  • the shaft member 4a 2 since the cup member 3a 2 is another member allows the hollow hole 27 2 of forged extending in the axial direction.
  • a hollow bore portion 27 2 weight reduction of the shaft member 4a 2, and hence weight reduction of the constant velocity universal joint 1 2 can be reduced. Further, the hollow bore portion 27 2 since been stopped in the axial direction before the splines Sp 2, splines Sp 2 parts no reduction in strength becomes solid shape in the.
  • the junction hole 20 2 of the cup member 3a 2, press-fitting hole 21 2 and the shaft member 4a joining the outer surface 23 2 of 2, the configuration of the press-fitting the outer surface 24 2 is different from the first embodiment.
  • the cup member is shared by combining both the double offset type constant velocity universal joint and the tripod type constant velocity universal joint, the joining hole 20 2 , the joining outer surface 23 as in the second embodiment are used.
  • the second diameter dimension as B1, B2, press-fitting hole 21 2 the diameter of the press-fitting the outer surface 24 2 C1 ', C2' and, it is desirable to set the same size for each joint size.
  • the diameter dimensions of the press-fitting hole and the press-fitting outer surface may be set as appropriate, and these diameter dimensions may be set to the same dimension for each joint size.
  • the inner diameter B1 of the joining hole 20 2 of the cup member 3a 2 is slightly larger than the outer diameter B2 of the bonding outer surface 23 2 of the shaft member 4a 2, the inner diameter B1 A gap ⁇ having a diameter of 0.5 mm or less is provided between the outer diameter B2 and the outer diameter B2.
  • press-fitting hole 21 2 of the inner diameter C1 of the cup member 3a 2 ' is press-fit the outer surface 24 2 of the outer diameter C2 of the shaft member 4a 2' set to be slightly smaller than, between 'the outer diameter C2' inner diameter C1 and A tightening allowance is provided.
  • the axial dimension D of the joining hole 20 2 is set to be slightly longer than the axial dimension E of the press-fitting hole 21 2.
  • the bonding outer surface 23 2 of the joining hole 20 2 and the shaft member 4a 2 of the cup member 3a 2 are fitted from the outside of the cup member 3a
  • the beam is irradiated in the axial direction and welded by electron beam welding.
  • the cup portion and the shaft portion are configured by separate members and joined.
  • the product strength can be secured and the weight can be reduced.
  • An outer joint member of a constant velocity universal joint that has a good yield and can reduce manufacturing costs can be realized.
  • the electron beam welding is applied.
  • laser welding can be similarly applied.
  • a tripod type constant velocity universal joint as a sliding type constant velocity universal joint 10, 10 1 has been described as applied to a double offset type constant velocity universal joint
  • the present invention is The present invention can also be applied to an outer joint member of another sliding type constant velocity universal joint such as a cross groove type constant velocity universal joint, and further to an outer joint member of a fixed type constant velocity universal joint.
  • the present invention is applied to the outer joint member of the constant velocity universal joint constituting the drive shaft.
  • the present invention is also applied to the outer joint member of the constant velocity universal joint constituting the propeller shaft. Can do.

Abstract

トルク伝達要素６、６２が係合するトラック溝１０、１０２を内周に形成したカップ部３、３２と、このカップ部３、３２の底部に形成された軸部４、４２とを別部材で構成し、カップ部３、３２を形成するカップ部材３ａ、３ａ２と軸部４、４２を形成する軸部材４ａ、４ａ２とを接合してなる等速自在継手１、１２の外側継手部材２、２２において、軸部材４ａ、４ａ２が鍛造肌からなる中空穴部２７、２７２を有することを特徴とする。

Description

等速自在継手の外側継手部材
　この発明は、等速自在継手の外側継手部材に関する。
　自動車や各種産業機械の動力伝達系を構成する等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸をトルク伝達可能に連結すると共に、前記二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達することができる。等速自在継手は、角度変位のみを許容する固定式等速自在継手と、角度変位および軸方向変位の両方を許容する摺動式等速自在継手とに大別され、例えば、自動車のエンジンから駆動車輪に動力を伝達するドライブシャフトにおいては、デフ側（インボード側）に摺動式等速自在継手が使用され、駆動車輪側（アウトボード側）には固定式等速自在継手が使用される。
　摺動式又は固定式を問わず、等速自在継手は主要な構成部材として、内周面にトルク伝達要素が係合するトラック溝を形成したカップ部と、このカップ部の底部から軸方向に延びた軸部とを有する外側継手部材を備えている。この外側継手部材は、中実の棒状素材（バー材）を鍛造加工やしごき加工等の塑性加工、切削、熱処理、研削等の加工を施すことによって、カップ部と軸部とを一体成形する場合が多い（例えば、特許文献１）。
特開２００２－５４６５０号公報
　近年、自動車の燃費向上に対する要求がますます強くなり、自動車部品の１つである等速自在継手のさらなる軽量化が強く望まれている。等速自在継手では、例えば、外側継手部材の軸部のスプライン部を除く部分を中空化できれば、強度を低下することなく軽量化が可能である。
　特許文献１に記載の等速自在継手を図１１ａ、図１１ｂに示す。従来の等速自在継手１０１は、外側継手部材１０２、内側継手部材１０３、トルク伝達ボール１０４および保持器１０５を主な構成とし、外側継手部材１０２は、カップ部１０２ａと軸部１０２ｂが一体で鍛造成形されている。軸部１０２ｂの端部にスプライン部Ｓｐが形成されている。このような外側継手部材１０２では、カップ部１０２ａの底部からドリル等を用いた除去加工により中空化が可能であるが、歩留まりが悪い。
　また、鍛造加工により穴加工ができれば、歩留まりを向上することができるが、従来の加工工程では、ビレットからカップ部１０２ａと軸部１０２ｂを一体で鍛造成形しており、カップ部１０２ａの内周凹部に加えて、さらに軸部１０２ｂに深い穴を加工することは難しい。
　さらに、パイプ材を鍛造成形して外側継手部材の軸部を中空化することも考えられるが、この場合は、製品強度にかかわるスプライン部も中空になるため、製品の強度が低下する。また、パイプ材は高価であるので、製造コスト面でも問題がある。
　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、製品強度を確保して軽量化が図れると共に、材料歩留りがよく、かつ製造コストを抑制できる等速自在継手の外側継手部材を提供することにある。
　本発明者らは、上記の目的を達成するため種々検討した結果、カップ部と軸部とを別部材で構成し接合するもので、軸部材の中空穴を鍛造成形で形成するという新たな着想に至った。
　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、トルク伝達要素が係合するトラック溝を内周に形成したカップ部と、このカップ部の底部に形成された軸部とを別部材で構成し、前記カップ部を形成するカップ部材と前記軸部を形成する軸部材とを接合してなる等速自在継手の外側継手部材において、前記軸部材が鍛造肌からなる中空穴部を有することを特徴とする。上記の構成により、製品強度を確保して軽量化が図れると共に、材料歩留りがよく、かつ製造コストを抑制できる等速自在継手の外側継手部材を実現することができる。
　上記の軸部材の中空穴部を、軸部材の端部に形成されたスプライン部を除く部分に形成することが望ましい。これにより、スプライン部が中実形状となり、強度低下がない。
　上記のカップ部材と軸部材の接合された部分の直径をジョイントサイズ毎に同一寸法にすることが望ましい。品種統合するカップ部材の加工度を高め、生産性の向上および生産管理の軽減を図ることができる。
　ここで、請求の範囲および本明細書において、上記のカップ部材と軸部材の接合された部分の直径をジョイントサイズ毎に同一寸法にしたとは、カップ部材が１つのジョイントサイズで１種類、すなわち、１品番ということに限定されるものではなく、例えば、最大作動角の異なる仕様により１つのジョイントサイズで複数の種類（複数品番）のカップ部材を設定し、これらのカップ部材の上記された部分の直径を同一寸法にしたものを包む概念のものである。
　さらに、請求の範囲および明細書において、上記のカップ部材と軸部材の接合された部分の直径をジョイントサイズ毎に同一寸法にしたことは、等速自在継手の形式が異なる場合も含むものであり、例えば、インボード側では、トリポード型等速自在継手とダブルオフセット型等速自在継手の上記の接合された部分の直径を同一寸法にすることや、アウトボード側では、ツェッパ型等速自在継手とアンダーカットフリー型等速自在継手の上記の接合された部分の直径を同一寸法にすることも含む概念のものである。さらには、インボード側とアウトボード側の等速自在継手の上記接合部の内径を同一寸法にすることも可能である。
　上記の接合された部分は、カップ部材の底部に形成された接合用孔と軸部材に形成された接合用外面との嵌合構造からなることにより、接合部がカップ部材の底部の肉厚内に収まり軸方向にコンパクトな構造にすることができる。
　前記接合が電子ビーム溶接やレーザ溶接によることにより、接合部にバリが生じることがない。接合部の後加工の省略による製造コスト削減、さらには、接合部の超音波探傷による全数検査が確実に実施できる。また、電子ビーム溶接やレーザ溶接により、深い溶け込みが得られるので溶接強度が高く、かつ熱歪を小さくできる。
　本発明に係る等速自在継手の外側継手部材によれば、製品強度を確保して軽量化が図れると共に、材料歩留りがよく、かつ製造コストを抑制できる等速自在継手の外側継手部材を実現することができる。
本発明の第１の実施形態に係る外側継手部材を適用した等速自在継手を示す部分縦断面図である。 図１の外側継手部材のカップ部材の加工工程におけるビレットの正面図である。 図１の外側継手部材のカップ部材の加工工程におけるしごき加工後のカップ部材の縦断面図である。 図１の外側継手部材のカップ部材の加工工程における旋削加工後のカップ部材の縦断面図である。 図１の外側継手部材の軸部材の加工工程におけるビレットの正面図である。 図１の外側継手部材の軸部材の加工工程における鍛造加工後の軸部材の縦断面図である。 図１の外側継手部材の軸部材の加工工程における旋削加工後の軸部材の縦断面図である。 鍛造加工後の軸部材のファイバーフローを示す縦断面図である。 接合前にカップ部材と軸部材を嵌合させた状態を示す部分縦断面図である。 カップ部材の接合用孔と軸部材の接合用外面の詳細および圧入時の芯出し作業を示し、圧入開始時の状態を示す部分縦断面図である。 カップ部材の接合用孔と軸部材の接合用外面の詳細および圧入時の芯出し作業を示し、圧入終了時の状態を示す部分縦断面図である。 接合後の外側継手部材を示す部分縦断面図である。 図３ｃの軸部材とは品番の異なる軸部材を用いた外側継手部材を示す部分縦断面図である。 カップ部材の品種統合の例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る等速自在継手の外側継手部材を示す部分縦断面図である。 従来の等速自在継手を示す部分縦断面図である。 図１１ａの外側継手部材を示す部分縦断面図である。
　以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明の第１の実施形態に係る等速自在継手の外側継手部材を図１～図９に基づいて説明する。
　図１に示す摺動式等速自在継手１は、いわゆるダブルオフセット型等速自在継手(ＤＯＪ)である。この等速自在継手１は、カップ部３とカップ部３の底部から軸方向に延びた軸部４とを有する外側継手部材２と、外側継手部材２のカップ部３の内周に収容された内側継手部材５と、外側継手部材２と内側継手部材５のトラック溝１０、１１との間に配置されたトルク伝達要素としてのボール６と、外側継手部材２の筒状内周面１２と内側継手部材５の球状外周面１３とに、それぞれ嵌合する球状外周面１４、球状内周面１５を有し、ボール６を保持する保持器７とを備える。保持器７の球状外周面１４の曲率中心Ｏ１と球状内周面１５の曲率中心Ｏ２は、継手中心Ｏに対して、軸方向に反対側に等距離オフセットされている。
　図示は省略するが、等速自在継手１の内部には潤滑剤としてのグリースが封入される。グリースの外部漏洩や継手外部からの異物侵入を防止するため、等速自在継手１の外側継手部材２と中間シャフトとの間に蛇腹状のブーツがそれぞれ装着される。
　外側継手部材２は、一端が開口し、内周面の円周方向等間隔にボール６が転動する複数のトラック溝１０と筒状内周面１２が形成された有底筒状のカップ部３と、カップ部３の底部から軸方向に延び、カップ部３とは反対側の端部外周にトルク伝達用連結部としてのスプラインＳｐが設けられた軸部４とからなる。本実施形態では、外側継手部材２は、カップ部材３ａと軸部材４ａが溶接部３０において接合されている。
　カップ部材３ａは、Ｓ５３Ｃ等の０．４０～０．６０重量％の炭素を含む機械構造用炭素鋼からなり、内周にトラック溝１０と筒状内周面１２が形成された筒状部３ａ１と底部３ａ２からなる一体成形品である。カップ部材３ａの開口側の外周にはブーツ取付溝１６が形成され、内周には止め輪溝１７が形成されている。
　軸部材４ａは、Ｓ４０Ｃ等の０．３０～０．５５重量％の炭素を含む機械構造用炭素鋼からなる。軸部材４ａには、カップ部材３ａ側の外周にシール面１８、軸方向の中央外周に滑り軸受面１９、反対側の端部にスプラインＳｐが形成されている。軸部材４ａには、スプラインＳｐを除く軸方向の部分に中空穴部２７が形成され、中空穴部２７は鍛造肌からなる表面を有する。中空穴部２７の内周の直径は、強度を確保しつつ軽量化を促進するために軸部材４ａの外周の直径に対応して段付きの形状となっている。ただし、中空穴部２７の内周形状は、段付き形状に限定されるものではなく、段のないストレート状やテーパ状にしてもよい。軸部材４ａは、カップ部材３ａとは別部材であるので、軸方向に延びる中空穴部２７の鍛造成形が可能になる。中空穴部２７により、軸部材４ａの軽量化、ひいては等速自在継手１の軽量化が図れる。また、中空穴部２７がスプラインＳｐの軸方向手前で止められているので、スプラインＳｐ部は中実形状になり強度の低下がない。
　図１に示すように、カップ部材３ａの底部３ａ２の肉厚内に接合用孔２１と圧入用孔２２が形成され、軸部材１３ａには接合用外面２３と圧入用外面２４が形成されている。これらの作用の詳細は後述する。なお、カップ部材３ａの接合用孔２１と軸部材１３ａの接合用外面２３との間には、後述するように隙間δが設けられているが、図１では隙間δを省略して図示している。
　次に、カップ部材３ａの加工工程を図２ａ、図２ｂおよび図２ｃに基づいて説明する。図２ａはバー材を切断した円柱状ビレットＷ１の正面図で、図２ｂはしごき加工後のカップ部材の縦断面図で、図２ｃは旋削加工後のカップ部材の縦断面図である。図２ｂに示すように、カップ部材３ａの素形材３ａ１’は、鍛造加工により筒状部３ａ１’、底部３ａ２’が一体成形され、その後、しごき加工により、トラック溝１０および筒状内周面１２がしごき加工され筒状部３ａ１’の内周が仕上げられる。
　その後、旋削加工により、図２ｃに示すように、カップ部材３ａの外周面、ブーツ取付溝１６、止め輪溝１７などと底部３ａ２の接合用孔２０、圧入用孔２１が形成される。
　軸部材４ａの加工工程を図３ａ、図３ｂおよび図３ｃに基づいて説明する。図３ａはバー材を切断した円柱状ビレットＷ２を示す正面図で、図３ｂはビレットＷ２を鍛造加工した素形材４ａ’を示す縦断面図で、図３ｃは、旋削加工後の軸部材４ａを示す縦断面図である。
　図３ａに示すビレットＷ２を鍛造加工する。図３ｂに示すように、接合用外面２３、圧入用外面２４（図３ｃ参照）が形成される接合部２５が拡径され、シール面１８、滑り軸受面１９、スプラインＳｐがそれぞれ形成される部分１８’、１９’、Ｓｐ”が形成されると共に、中空穴部２７が形成されて素形材４ａ’となる。
　鍛造加工された素形材４ａ’は、図４に示すように、成形された各部１８’、１９’Ｓｐ”、２５および２７の表面に沿った状態でファイバーフローＦが連続的に形成される。そのため、次の旋削加工で表面を除去しても、連続したファイバーフローＦが残存し、強度面で有利となる。
　その後、図３ｃに示すように、軸部材４ａの外周、シール面１８、滑り軸受面１９、スプライン下径部Ｓｐ’、接合用外面２３、圧入用外面２４を旋削加工する。中空穴部２７は、旋削加工を施さず、鍛造肌のままとする。図３ｃにおいて破線で素形材の輪郭を示す。中空穴部２７は旋削加工を施さず鍛造肌のままであるので、材料歩留りが向上する。また、中空穴部２７に連続したファイバーフローＦが維持され、強度面で有利となる。スプライン下径部Ｓｐ’は、転造やプレスによりスプライン加工され、スプラインＳｐ（図１参照）が形成される。その後、止め輪溝２６を旋削加工する。
　以上のようにして加工されたカップ部材３ａと軸部材４ａを、図５に示すように嵌合させる。ここで、カップ部材３ａの接合用孔２０、圧入用孔２１および軸部材４ａの接合用外面２３、圧入用外面２４の詳細を図６ａ、図６ｂに基づいて説明する。
　図６ａに示すように、カップ部材３ａの接合用孔２０の内径Ｂ１は、軸部材４ａの接合用外面２３の外径Ｂ２より若干大きく設定され、内径Ｂ１と外径Ｂ２との間に直径で０．５ｍｍ以下の隙間δが設けられている。なお、接合部に隙間δは必ずしも設ける必要はない。一方、カップ部材３ａの圧入用孔２１の内径Ｃ１は、軸部材４ａの圧入用外面２４の外径Ｃ２より若干小さく設定され、内径Ｃ１と外径Ｃ２との間に締め代が設けられている。そして、接合用孔２０の軸方向寸法Ｄは、圧入用孔２１の軸方向寸法Ｅより若干長く設定されている。圧入用孔２１、圧入用外面２４の直径寸法Ｃ１、Ｃ２は、接合用孔２０、接合用外面２３の直径寸法Ｂ１、Ｂ２より大きく形成され、カップ部材３ａの底部３ａ２の肉厚内における外部側（図６ａの右側）に圧入用孔２２、圧入用外面２４が設けられている。
　上記のような寸法関係に設定されているので、圧入時に、まず、図６ａに示すように、カップ部材３ａの接合用孔２０に軸部材４ａの接合用外面２３を臨ませる。その後、接合用孔２０、接合用外面２３を圧入ガイドとすることにより、カップ部材３ａと軸部材４ａの芯を出しながら、カップ部材３ａの圧入用孔２１と軸部材４ａの圧入用外面２４が当接する。そして、芯出しされた状態で、圧入用孔２１、圧入用外面２４が圧入され、図６ｂに示すように、圧入が終了する。このようにして圧入されるので、カップ部材３ａと軸部材４ａの同軸度が向上する。また、上記のように、圧入時の芯出し作業性が向上する。
　圧入が終了したカップ部材３ａと軸部材４ａの状態を図５に示す。この状態で、カップ部材３ａの内部から軸方向にビームを照射して電子ビーム溶接を行い、溶接部３０によりカップ部材３ａと軸部材４ａが接合される。これにより、図７に示す外側継手部材２が得られる。その後、外側継手部材２は熱処理が施される。例えば、高周波焼入れにより、カップ部３のトラック溝１０やその他の所定部分にＨＲＣ５８～６２程度の硬化層を形成し、軸部４の外周面の所定範囲にＨＲＣ５０～６２程度の硬化層を形成する。溶接部３０の近傍は熱処理を施さない。熱処理後に、軸部４のシール面１８、滑り軸受面１９は研削加工等により仕上げ加工し、完成品としての外側継手部材２となる。
　カップ部材３ａの接合用孔２０の内径Ｂ１と軸部材４ａの接合用外面２３の外径Ｂ２との隙間δを直径で０．５ｍｍ以下に設定したので、接合用孔２０と接合用外面２３との間で圧入とならず、良好な圧入ガイドの効果が得られると共に、良好な溶接部を得ることができる。尚、隙間δは、理解しやすいように誇張して図示している。
　また、圧入用孔２１、圧入用外面２４の直径寸法Ｃ１、Ｃ２を接合用孔２０、接合用外面２３の直径寸法Ｂ１、Ｂ２より大きくし、カップ部材３ａの底部３ａ２の肉厚内における外部側（図６ａの右側）に圧入用孔２１部、圧入用外面２４を設けたので、図６ａに示すように、カップ部材３ａの底部３ａ２に軸部材４ａを圧入することができ、生産性が向上する。
　溶接部３０が、軸部材４ａの端部に形成されるので、シール面１８などの後加工が省略でき、また、電子ビーム溶接のため溶接部にバリが出ないので、溶接部の後加工も省略でき、製造コストが削減できる。さらに、溶接部の超音波探傷による全数検査を確実に実施できる。
　図６ａに示すカップ部材３ａの接合用孔２０の内径Ｂ１は、１つのジョイントサイズで同一寸法に設定されている。接合用孔２０に嵌合する軸部材４ａの接合用外面２３の外径Ｂ２は、軸径や外周形状に関係なく、接合用孔２０の内径Ｂ１と一定の隙間δをもった寸法に設定されている。カップ部材３ａの接合用孔２１の内径Ｂ１と軸部材４ａの接合用外面２３とが請求の範囲におけるカップ部材と軸部材の接合された部分に対応する。このように寸法設定されているので、カップ部材３ａを共用化しておいて、軸部材４ａのみを車種に応じた種々の軸径、長さや外周形状に製作し、両部材３ａ、４ａを溶接することにより、種々の車種に適合する外側継手部材２を製作することができる。
　次に、カップ部材３ａの品種統合について、前述した図３ｃに示す軸部材４ａとは異なる品番の軸部材を例示して補足説明する。図８に示す軸部材４ａ’は、軸部材４ａとは異なる車種用のもので、シール面１８’やスプラインＳｐ１の具体的な寸法が異なる。軸部材４ａ’には、カップ部材３ａの底部３ａ２の接合用孔２０、圧入用孔２１に嵌合する接合用外面孔２３、圧入用外面２４が形成されている。この接合用外面２３の外径は、図６ａに示す軸部材４ａの接合用外面２３の外径Ｂ２と同一寸法に形成されている。このように、車種毎の種々の軸径や外周形状が異なっても、軸部材４ａ、４ａ’の接合用外面２３の外径Ｂ２は同一寸法に設定されている。また、軸部材４ａ’の圧入用外面２４の外径も、軸部材４ａの圧入用外面２４の外径Ｃ２と同一寸法に形成されている。
　カップ部材３ａの接合用孔２０の内径Ｂ１がジョイントサイズ毎に同一寸法に設定されているので、ジョイントサイズ毎に共用化されたカップ部材と車種毎に種々の軸部仕様を備えた軸部材を準備することができ、カップ部材と軸部材それぞれに品番を付与して管理することができる。そして、カップ部材を品種統合しても、車種毎に種々の軸部仕様を備えた軸部材と組み合わせて、要求に応じた種々の外側継手部材２を迅速に製作することができる。したがって、カップ部材の品種統合によるコスト低減、生産管理の負荷を軽減することができる。
　以上の要約として、カップ部材の品種統合の例を図９に示す。図示のようにカップ部材は、１つのジョイントサイズで共用化され、例えば、品番Ｃ００１が付与されて管理される。これに対して、軸部材は、車種毎に種々の軸部仕様を備え、例えば、品番Ｓ００１、Ｓ００２、～Ｓ（ｎ）が付与されて管理される。そして、例えば、品番Ｃ００１のカップ部材と品番Ｓ００１の軸部材を組み合わせて溶接すると、品番Ａ００１の外側継手部材を製作することができる。このように、カップ部材の品種統合により、コスト低減、生産管理の負荷を軽減することができる。この品種統合において、カップ部材は、１つのジョイントサイズで１種類、すなわち、１型番ということに限定されるものではなく、例えば、最大作動角の異なる仕様により１つのジョイントサイズで複数の種類（複数型番）のカップ部材を設定し、これらのカップ部材の上記接合部の直径を同一寸法にしたものを包むものである。
　次に、本発明の第２の実施形態に係る等速自在継手の外側継手部材を図１０に基づいて説明する。本実施形態では、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（下付き文字を除く）を付して、要点のみを説明する。
　図１０に示す摺動式等速自在継手１２は、トリポード型等速自在継手（ＴＪ）であり、カップ部３２とカップ部３２の底部から軸方向に延びた軸部４２とを有する外側継手部材２２と、外側継手部材２２のカップ部３２の内周に収容された内側継手部材５２と、外側継手部材２２と内側継手部材５２との間に配置されたトルク伝達要素としてのローラ６２とを備える。内側継手部材５２は、ローラ６２を外嵌した３本の脚軸７２が円周方向等間隔に設けられたトリポード部材１３で構成される。
　外側継手部材２２は、一端が開口し、内周面の円周方向三等分位置にローラ６２が転動するトラック溝１０２と内周面１２２が形成された有底筒状のカップ部３２と、カップ部３２の底部から軸方向に延び、カップ部３２側とは反対側の端部外周にトルク伝達用連結部としてのスプラインＳｐ２が設けられた軸部４２とからなる。外側継手部材２２は、カップ部材３ａ２と軸部材４ａ２が溶接されて形成されている。
　カップ部材３ａ２は、内周にトラック溝１０２と内周面１２２が形成された筒状部３ａ１２と底部３ａ２２からなる一体成形品である。カップ部材３ａ２の開口側の外周にはブーツ取付溝１６２が形成されている。軸部材４ａ２の外周にシール面１８２、滑り軸受面１９２が形成され、カップ部材３ａ２側とは反対側の端部にスプラインＳｐ２、止め輪溝２６２が形成されている。
　第１の実施形態と同様に、軸部材４ａ２には、スプラインＳｐ２を除く軸方向の部分に中空穴部２７２が形成され、中空穴部２７２は鍛造肌からなる表面を有する。中空穴部２７２の内周の直径は、強度を確保しつつ軽量化を促進するために軸部材４ａ２の外周の直径に対応して段付きの形状となっている。ただし、中空穴部２７２の内周形状は、段付き形状に限定されるものではなく、段のないストレート状やテーパ状にしてもよい。軸部材４ａ２は、カップ部材３ａ２とは別部材であるので、軸方向に延びる中空穴部２７２の鍛造成形が可能になる。中空穴部２７２により、軸部材４ａ２の軽量化、ひいては等速自在継手１２の軽量化が図れる。また、中空穴部２７２がスプラインＳｐ２の軸方向手前で止められているので、スプラインＳｐ２部は中実形状になり強度の低下がない。
　本実施形態では、カップ部材３ａ２の接合用孔２０２、圧入用孔２１２と軸部材４ａ２の接合用外面２３２、圧入用外面２４２の構成が第１の実施形態と異なる。トリポード型等速自在継手１２の外側継手部材２２では、トラック溝１０２の内径側に位置する内周面（小内径）１２２が小さいので、第１の実施形態とは逆に、カップ部材３ａ２の接合用孔２０２、軸部材４ａ２の接合用外面２３２の直径寸法Ｂ１、Ｂ２を圧入用孔２１２、圧入用外面２４２の直径寸法Ｃ１’、Ｃ２’よりも大きくし、カップ部材３ａ２の底部３ａ２２の肉厚内における外部側（図１０の右側）に接合用孔２０２、接合用外面２３２を設けている。
　本実施形態におけるカップ部材３ａ２の接合用孔２０２、軸部材４ａ２の接合用外面２３２の直径寸法Ｂ１、Ｂ２は、第１の実施形態における接合用孔２０、接合用外面２３の直径寸法Ｂ１、Ｂ２と同一である。しかし、本実施形態におけるカップ部材３ａ２の圧入用孔２１２、軸部材４ａ２の圧入用外面２４２の直径寸法Ｃ１’、Ｃ２’については、第１の実施形態における圧入用孔２１、圧入用外面２４の直径寸法Ｃ１、Ｃ２よりも小さく設定されている。
　したがって、第１の実施形態のダブルオフセット型等速自在継手に限定してカップ部材３ａの共有化を図る場合は、第１の実施形態のように接合用孔２０、接合用外面２３の直径寸法をＢ１、Ｂ２とし、圧入用孔２１、圧入用外面２４の直径寸法をＣ１、Ｃ２とし、ジョイントサイズ毎に同一寸法に設定することが望ましい。しかし、ダブルオフセット型等速自在継手とトリポード型等速自在継手の両方を合わせてカップ部材の共有化を図る場合には、第２の実施形態のように接合用孔２０２、接合用外面２３２の直径寸法をＢ１、Ｂ２とし、圧入用孔２１２、圧入用外面２４２の直径寸法をＣ１’、Ｃ２’とし、ジョイントサイズ毎に同一寸法に設定することが望ましい。さらに、他の形式の等速自在継手を含めてカップ部材の共有化を図る場合には、対象とする各等速自在継手の形態を考慮して、接合用孔、接合用外面の直径寸法および圧入用孔、圧入用外面の直径寸法を適宜設定し、これらの直径寸法をジョイントサイズ毎に同一寸法に設定すればよい。
　図示は省略するが、本実施形態においても、カップ部材３ａ２の接合用孔２０２の内径Ｂ１は、軸部材４ａ２の接合用外面２３２の外径Ｂ２より若干大きく設定され、内径Ｂ１と外径Ｂ２との間に直径で０．５ｍｍ以下の隙間δが設けられている。また、カップ部材３ａ２の圧入用孔２１２の内径Ｃ１’は、軸部材４ａ２の圧入用外面２４２の外径Ｃ２’より若干小さく設定され、内径Ｃ１’と外径Ｃ２’との間に締め代が設けられている。そして、図１０に示すように、接合用孔２０２の軸方向寸法Ｄは、圧入用孔２１２の軸方向寸法Ｅより若干長く設定されている。
　第１の実施形態で前述した圧入作業の要領と同様にして、カップ部材３ａ２の接合用孔２０２と軸部材４ａ２の接合用外面２３２を嵌合させて、カップ部材３ａの外部から軸方向にビームを照射して電子ビーム溶接により溶接されている。
　本実施形態の外側継手部材は、第１の実施形態において前述した内容と同様であるので、これを準用し、重複説明を省略する。
　以上の実施形態では、カップ部と軸部とを別部材で構成し接合したもので、軸部材の中空穴を鍛造成形で形成したことにより、製品強度を確保して軽量化が図れると共に、材料歩留りがよく、かつ製造コストを抑制できる等速自在継手の外側継手部材を実現することができる。
　以上の実施形態では、電子ビーム溶接を適用したものを示したが、レーザ溶接でも同様に適用することができる。
　以上の外側継手部材についての実施形態では、摺動式等速自在継手１０、１０１としてのトリポード型等速自在継手、ダブルオフセット型等速自在継手に適用した場合について説明したが、本発明は、クロスグルーブ型等速自在継手等、他の摺動式等速自在継手の外側継手部材、さらには固定式等速自在継手の外側継手部材にも適用することができる。また、以上では、ドライブシャフトを構成する等速自在継手の外側継手部材に本発明を適用しているが、本発明は、プロペラシャフトを構成する等速自在継手の外側継手部材にも適用することができる。
　本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
１　　　　等速自在継手
２　　　　外側継手部材
３　　　　カップ部
３ａ　　　カップ部材
４　　　　軸部
４ａ　　　軸部材
５　　　　内側継手部材
６　　　　トルク伝達要素（ボール）
６２　　　 トルク伝達要素（ローラ）
７　　　　保持器
７２　　　 脚軸
１０　　　トラック溝
１１　　　トラック溝
２０　　　接合用孔
２１　　　圧入用孔
２３　　　接合用外面
２４　　　圧入用外面
２７　　　中空穴部
３０　　　溶接部
Ｂ１　　　直径寸法（内径）
Ｂ２　　　直径寸法（外径）
Ｃ１　　　直径寸法（内径）
Ｃ２　　　直径寸法（外径）
Ｄ　　　　軸方向寸法
Ｅ　　　　軸方向寸法
Ｏ　　　　継手中心
Ｏ１　　　曲率中心
Ｏ２　　　曲率中心
Ｓｐ　　　スプライン
δ　　　　隙間

Claims (6)

  1. 　トルク伝達要素が係合するトラック溝を内周に形成したカップ部と、このカップ部の底部に形成された軸部とを別部材で構成し、前記カップ部を形成するカップ部材と前記軸部を形成する軸部材とを接合してなる等速自在継手の外側継手部材において、
    　前記軸部材が鍛造肌からなる中空穴部を有することを特徴とする等速自在継手の外側継手部材。
  2. 　前記軸部材の中空穴部が、軸部材の端部に形成されたスプライン部を除く部分に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手の外側継手部材。
  3. 　前記カップ部材と前記軸部材の接合された部分の直径がジョイントサイズ毎に同一寸法にされていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手の外側継手部材。
  4. 　前記接合された部分は、前記カップ部材の底部に形成された接合用孔と前記軸部材に形成された接合用外面との嵌合構造からなることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の等速自在継手の外側継手部材。
  5. 　前記接合が電子ビーム溶接によることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の等速自在継手の外側継手部材。
  6. 　前記接合がレーザ溶接によることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の等速自在継手の外側継手部材。
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