JP2022059271A - 等速自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量且つブーツカバーとの良好なシール性を有する等速自在継手を提供すること。
【解決手段】等速自在継手１００の外側ジョイント部材１０は、外周１３の開口部側にて、円筒状の外側円筒部１３ａを有し、外側円筒部は、ブーツカバーＢのシール部Ｂ１と液密に接触する円筒状の第一外周部１３ｃを有する。又、外側ジョイント部材１０は、外周１３の底部側にて、内周１２に形成された外側ボール溝１２ｃに対応して軸方向に延伸する複数の突状部１３ｆと、内周１２にて周方向に沿って隣接する外側ボール溝１２ｃの間に対応して形成された複数の凹部１３ｅとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、等速自在継手に関する。

従来から、例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に開示された等速自在継手が知られている。特許文献１－３に開示された従来の等速自在継手は、外側ジョイント部材の内周にボールやローラ等の係止部材が挿入される複数の係止溝が外側ジョイント部材の開口部側端部から軸方向に沿って形成され、且つ、周方向に沿って等間隔に形成される。又、従来の等速自在継手は、外側ジョイント部材の内部に潤滑剤が封入される。このため、潤滑剤の外部への漏出を防止するため、及び、外側ジョイント部材の内部への水の浸入等を防止するために、外側ジョイント部材の外周に対して液密となるようにブーツカバーが装着される。

特開２０１７－１６０９３４号公報 特開２０１８－１５５３８７号公報 特開２０１９－１５７８６２号公報

ところで、特許文献１－３に開示された等速自在継手において、外側ジョイント部材の外周は円筒状に形成されている。この場合、外側ジョイント部材の内周に係止溝が形成されている部分の板厚に比べて、係止溝が形成されていない部分、即ち、周方向に沿って隣接する係止溝の間における板厚が厚くなる。このため、特許文献１－３に開示された等速自在継手においては、無用に板厚の厚い部分が存在することによって、重量が重くなる。

近年、車両の軽量化が進んでおり、等速自在継手においても、特に、車両に搭載される場合には軽量であることが好ましい。このため、板厚の厚い部分を削って薄肉化することによって、軽量化を達成することが考えられる。しかし、単に、外側ジョイント部材の内周に周方向に沿って等間隔に形成された隣接する係止溝の間の部分における板厚を薄肉化する場合には、外側ジョイント部材の外周に軸方向に沿った溝状の凹部が形成されるため、外側ジョイント部材の外周における開口部側端部にも周方向に沿った凹部が形成される。

このため、ブーツカバーを外側ジョイント部材に装着した場合には、開口部側端部に形成された凹部により、ブーツカバーと外側ジョイント部材との間のシール性が損なわれる可能性がある。従って、等速自在継手においては、装着されるブーツカバーとのシール性を確保しつつ、軽量化を実現することが望まれる。

本発明は、軽量且つブーツカバーとの良好なシール性を有する等速自在継手を提供することを目的とする。

等速自在継手は、軸方向の一方に開口部及び軸方向の他方に底部を備える有底筒状に形成され、内周において外側係止溝が周方向に沿って複数形成された外側ジョイント部材と、外側ジョイント部材の内側に配置され、内側係止溝が周方向に沿って複数形成された内側ジョイント部材と、それぞれの外側係止溝及び内側係止溝を転動し、外側ジョイント部材と内側ジョイント部材との間でトルクを伝達する複数の係止部材と、を備える等速自在継手であって、外側ジョイント部材の外周の開口部側は、円筒状の外側円筒部を有し、外周の底部側は、内周に形成された外側係止溝に対応して軸方向に延伸する複数の突状部と、内周にて周方向に沿って隣接する外側係止溝の間に対応して形成された複数の溝部とを有し、外側円筒部は、円筒状のシール部を有するブーツカバーが装着された状態でシール部と液密に接触する第一外周部を有する。

これによれば、ブーツカバーの円筒状のシール部と液密に接触する第一外周部が外側ジョイント部材の外周に形成されることにより、外側ジョイント部材とブーツカバーとの間の良好なシール性を確保することができる。又、複数の突状部及び複数の溝部を有する第二外周部が外側ジョイント部材の外周に形成されることにより、溝部の形成された部分の薄肉化を実現することができ、等速自在継手の軽量化を達成することができる。

等速自在継手の断面図であり、ジョイント角がゼロ度である状態を示す。 外側ジョイント部材を軸方向にて開口部側から見た図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ断面を示す断面図である。 外側ジョイント部材の開口部側から見た斜視図である。 外側ジョイント部材の底部側から見た斜視図である。 第一鍛造加工の第一工程を説明するための図である。 第一鍛造加工の第二工程を説明するための図である。 第一鍛造加工の第三工程を説明するための図である。 第一鍛造加工の第三工程を説明するための図である。 第一鍛造加工の第四工程を説明するための図である。 第二鍛造加工の第一工程を説明するための図である。 第二鍛造加工の第二工程を説明するための図である。 第二鍛造加工の第三工程を説明するための図である。

（１．等速自在継手１００の構成）
本例の等速自在継手１００は、ジョイント中心固定式ボール型（所謂、ツェッパ型）の等速自在継手である。本例の等速自在継手１００は、図１に示すように、例えば、自動車のシャフトＳのアウトボードジョイントとして用いられるものであり、外側ジョイント部材１０と、内側ジョイント部材２０と、係止部材としての複数のボール３０と、保持器４０とを主に備える。又、本例の等速自在継手１００は、アウトボードジョイントとして用いられる場合、シャフトＳと外側ジョイント部材１０との間にブーツカバーＢが組み付けられる（装着される）。

本例の外側ジョイント部材１０は、図１の左側（軸方向即ち軸線Ｏの方向にて一方側）に開口部を備え、図１の右側（軸方向即ち軸線Ｏの方向にて他方側）に底部を備える有底筒状（カップ状）に形成されている。この外側ジョイント部材１０の底部の外方（図１の右側）には、連結軸１１が軸線Ｏの方向に延びるように一体に形成されている。尚、連結軸１１は、例えば、車両のアクスル（図示省略）に連結される。

外側ジョイント部材１０の内周１２は、図２及び図３に示すように、凹状内球面１２ａ及び開口テーパ面１２ｂに区分される。ここで、凹状内球面１２ａ及び開口テーパ面１２ｂは、後述する鍛造加工を経て形成される。

凹状内球面１２ａは、外側ジョイント部材１０の内周１２のうち軸線Ｏの方向にて中央部の大部分に位置する。凹状内球面１２ａは、図３に示すように、ジョイント中心Ｐを中心として描かれる球面の一部により形成されている。即ち、凹状内球面１２ａのうち外側ジョイント部材１０の軸線Ｏから径方向に最も長い部位は、軸線Ｏの方向にて凹状内球面１２ａの中央部となる。つまり、凹状内球面１２ａは、軸線Ｏの方向の中央部から開口部側に行くに従って縮径し、且つ、軸線Ｏの方向の中央部から底部側に行くに従って縮径する。

開口テーパ面１２ｂは、例えば、凹状内球面１２ａの開口部側端部から拡径するテーパ状に形成されている。この開口テーパ面１２ｂは、ジョイント角を付した場合のシャフトＳに対してのストッパとして機能する。

更に、外側ジョイント部材１０の内周１２には、図２及び図３に示すように、複数（本例においては、６本）の外側係止溝としての外側ボール溝１２ｃが、外側ジョイント部材１０の軸線Ｏの方向に延びるように形成されている。複数の外側ボール溝１２ｃは、周方向に沿って等間隔に形成されている。又、本例の外側ボール溝１２ｃは、図３に示すように、略円弧凹状、即ち、直線と円弧を繋ぎ合わせた形状に形成されている。尚、外側ジョイント部材１０の軸線Ｏの方向即ち軸方向とは、外側ジョイント部材１０の中心軸である軸線Ｏを通る方向、即ち、外側ジョイント部材１０の回転軸方向を意味する。

外側ジョイント部材１０の外周１３は、図２、図３、図４及び図５に示すように、開口部側の外側円筒部１３ａ及び底部側の第二外周部１３ｂに区分される。外側円筒部１３ａと第二外周部１３ｂとは、外側ジョイント部材１０の軸方向において隣接して連結されている。ここで、外側円筒部１３ａ及び第二外周部１３ｂも、後述する鍛造加工を経て形成される。

外側円筒部１３ａは、周方向に沿って凹凸を有しない平滑面である。即ち、外側円筒部１３ａは、軸線Ｏに対して軸直角の仮想断面において外径が一定の円形である。そして、外側円筒部１３ａの開口部側には、第一外周部１３ｃが設けられる。第一外周部１３ｃは、周方向に沿って凹凸を有しない平滑面である。第一外周部１３ｃには、ブーツカバーＢのシール部Ｂ１（図１を参照）が液密的に閉塞空間を形成するように組み付けられる。このため、第一外周部１３ｃは、図３に示すように、外側ジョイント部材１０の開口部側端部を基準として、少なくとも軸方向に距離ａ以上を有するように形成される。即ち、距離ａは、ブーツカバーＢを液密的に且つ外側ジョイント部材１０から脱落しないように組み付けるために、ブーツクランプＣが装着される長さ以上となる組み付け代として設定される。

ここで、距離ａは、図３に示すように、外側ジョイント部材１０の開口部側端部を基準として、軸方向におけるジョイント中心Ｐまでの距離ｂよりも長く設定される。又、外側円筒部１３ａは、開口部側端部から距離ｃまでの円筒部分であり、距離ｃは距離ｂよりも長く設定される。更に、外側円筒部１３ａには、組み付けられたブーツカバーＢの大径筒部のシール部Ｂ１に形成された環状凸部Ｂ１１を収容するように周方向に沿って形成されたシール溝１３ｄが形成される。

第二外周部１３ｂは、周方向に沿って凹凸を有し、軸線Ｏの方向において、第一外周部１３ｃの底部側端部から底部に向けて縮径するように形成される。第二外周部１３ｂは、図２に示すように、軸方向に延伸し、周方向に沿って等間隔に複数（本例においては、６個）の溝部としての凹部１３ｅが形成される。具体的に、凹部１３ｅは、内周１２において周方向に等間隔に形成された複数（本例においては、６本）の外側ボール溝１２ｃに対し、隣接する外側ボール溝１２ｃの間となるように形成される。

凹部１３ｅは、図３に示すように、軸線Ｏを含む断面における断面形状が凹状となるように形成され、且つ、図４及び図５に示すように、軸線Ｏに直交する断面（周方向に沿った断面）における断面形状も凹状となるよう形成される。そして、凹部１３ｅが形成されることにより、図２及び図３に示すように、外側ジョイント部材１０における肉厚部分を薄肉化することができ、外側ボール溝１２ｃの形成部分における板厚と同等の板厚にすることができる。

ここで、凹部１３ｅは、図３に示すように、外側ジョイント部材１０の開口部側端部を基準として、軸方向にて距離ａよりも長い距離ｃだけ離れた位置、即ち、外側円筒部１３ａの底部側端部から底部に向けて形成される。より詳しく、距離ｃは、図３に示すように、外側ジョイント部材１０の開口部側端部を基準として、軸方向におけるジョイント中心Ｐまでの距離ｂよりも長く設定される。

即ち、外側ジョイント部材１０の軸線Ｏの方向において、凹部１３ｅの第一外周部１３ｃ側の形成開始位置は、ジョイント中心Ｐの位置よりも底部側（図３において右側）に設定される。これにより、後述するように、鍛造加工において凹部１３ｅの形成に伴って流動する材料を外側ジョイント部材１０の軸線Ｏの方向にて開口部側端部に向けて集めることができ、内周１２における凹状内球面１２ａ及び外周１３における外側円筒部１３ａ及び第一外周部１３ｃを形成することができる。

又、第二外周部１３ｂは、図４及び図５に示すように、周方向にて隣接する凹部１３ｅの間に、外側円筒部１３ａから連続していて軸線Ｏの方向に向けて延設された突状部１３ｆを有する。これにより、第二外周部１３ｂは、軸線Ｏに対して軸直角の仮想断面において、突状部１３ｆの外径を有する仮想円に対して凹部１３ｅが小径となる円形である。

そして、突状部１３ｆには、組み付けられたブーツカバーＢの組み付け代を確認するための確認溝１３ｇが周方向に沿って形成される。本例において、確認溝１３ｇは突状部１３ｆに形成されるため、形成される確認溝１３ｇは、図４及び図５に示すように、外側ジョイント部材１０の周方向に沿って不連続に形成される。尚、本例においては、確認溝１３ｇが第二外周部１３ｂの突状部１３ｆに形成するが、外側円筒部１３ａにおいて周方向にて連続するように形成することも可能である。

内側ジョイント部材２０は、図１に示すように、環状に形成され、外側ジョイント部材１０の内側に配置される。内側ジョイント部材２０の外周には、軸方向全体に亘って凸状外球面２１が形成されている。具体的に、内側ジョイント部材２０の凸状外球面２１は、トルク伝達時においてジョイント中心Ｐ（図１を参照）を中心として描かれる球面の一部により形成されている。

又、内側ジョイント部材２０の外周には、内側係止溝としての複数の内側ボール溝２２が、内側ジョイント部材２０の軸線の方向に延びるように形成されている。複数の内側ボール溝２２は、外側ボール溝１２ｃと同数（本例においては６本）であり、周方向に等間隔に形成されている。又、内側ボール溝２２は、略円弧凹状、具体的には、２つの円弧を繋ぎ合わせたゴシックアーク形状に形成されている。

更に、内側ジョイント部材２０の内周面には、軸方向に延びる内歯スプライン２３が形成されている。内歯スプライン２３は、シャフトＳの外歯スプラインに嵌合（歯合）される。この場合、シャフトＳは、内側ジョイント部材２０の回転軸と中心軸が一致するように、内側ジョイント部材２０に連結される。ここで、内側ジョイント部材２０の軸線の方向とは、内側ジョイント部材２０の中心軸を通る方向、即ち、内側ジョイント部材２０の回転軸方向を意味する。

本例の係止部材である複数のボール３０は、図１に示すように、それぞれ、外側ジョイント部材１０の外側ボール溝１２ｃと、外側ボール溝１２ｃに対向する内側ジョイント部材２０の内側ボール溝２２とに挟まれるように配置される。そして、各々のボール３０は、それぞれの外側ボール溝１２ｃ及びそれぞれの内側ボール溝２２に対して、転動自在で周方向（外側ジョイント部材１０の軸線Ｏの回り又は内側ジョイント部材２０の軸線の回り）に係合している。従って、ボール３０は、外側ジョイント部材１０と内側ジョイント部材２０との間でトルクを伝達する。

保持器４０は、図１に示すように、環状に形成されている。保持器４０の外周面は、外側ジョイント部材１０の凹状内球面１２ａにほぼ対応する凸状外球面４１に形成されている。一方、保持器４０の内周面は、内側ジョイント部材２０の凸状外球面２１にほぼ対応する凹状内球面４２に形成されている。保持器４０は、外側ジョイント部材１０の凹状内球面１２ａと内側ジョイント部材２０の凸状外球面２１との径方向間に配置されている。

保持器４０の軸線Ｏの方向の長さ（幅）は、外側ジョイント部材１０の凹状内球面１２ａよりも長く、且つ、内側ジョイント部材２０の軸線Ｏの方向の長さ（幅）よりも長く形成されている。即ち、図１に示すように、ジョイント角０度の状態において、保持器４０の凸状外球面４１は、外側ジョイント部材１０の凹状内球面１２ａの軸線Ｏの方向の全体に対して対向し、且つ、保持器４０の凹状内球面４２は、内側ジョイント部材２０の凸状外球面２１の軸線の方向の全体に対して対向している。

又、保持器４０は、複数の窓部４３を有する。複数の窓部４３は、周方向に等間隔に形成された矩形の貫通孔である。保持器４０の窓部４３は、ボール３０と同数形成されている。そして、それぞれの窓部４３には、ボール３０が１つずつ収容される。

ブーツカバーＢは、図１に示すように、蛇腹筒状に一体形成される。ブーツカバーＢは、合成樹脂やゴム等を用いて、ブロー成形、射出成形などの公知の成形方法により成形される。ブーツカバーＢは、外側ジョイント部材１０の開口部側を液密に封止する。これにより、外側ジョイント部材１０とブーツカバーＢとによる閉塞空間に、内側ジョイント部材２０、ボール３０、保持器４０が配置される。尚、閉塞空間には、グリス等の潤滑剤が封入される。

ブーツカバーＢは、大径筒部に形成されたシール部Ｂ１、小径筒部Ｂ２及び蛇腹部Ｂ３を有する。大径筒部のシール部Ｂ１は、円筒状からなり、ブーツクランプＣにより外側ジョイント部材１０の第一外周部１３ｃに締め付け固定された状態でシール性を発揮する。又、シール部Ｂ１には、第一外周部１３ｃに設けられたシール溝１３ｄに嵌る環状凸部Ｂ１１が形成される。小径筒部Ｂ２は、大径筒部より小径の円筒状からなる。小径筒部Ｂ２は、ブーツクランプＣにより、シャフトＳの外周面に締め付け固定される。蛇腹部Ｂ３は、シール部Ｂ１を有する大径筒部と小径筒部Ｂ２とを連結する。

ここで、上述したように、本例の外側ジョイント部材１０の第一外周部１３ｃは、ブーツカバーＢの円筒状のシール部Ｂ１と液密に接触するように、周方向にて凹凸を有さない平滑面を有する円筒状に形成される。更に、第一外周部１３ｃは、ブーツカバーＢを外側ジョイント部材１０に組み付ける際において、組み付け代として開口部側端部から距離ａ以上（より詳しくは、距離ｂ以上であってブーツクランプＣの装着長さ以上）が確保される。又、第二外周部１３ｂに形成される凹部１３ｅは、開口部側端部から距離ａよりも長い距離ｃを形成開始位置として形成される。即ち、凹部１３ｅの開口部側の形成開始位置は、外側円筒部１３ａの底部側端部、換言すれば、開口部側端部から距離ｃと一致する。

これにより、外側ジョイント部材１０の円筒状の第一外周部１３ｃに対して、円筒状のシール部Ｂ１を有するブーツカバーＢを組み付ける際には、極めて容易に組み付け作業を完了させることができると共に、十分な組み付け代が確保されることによってブーツカバーＢの脱落を防止することができる。更に、円筒状の第一外周部１３ｃに対してブーツカバーＢの円筒状のシール部Ｂ１が組み付けられることにより、組み付け位置においては周方向に渡り面接触が形成されることに加え、シール部Ｂ１の環状凸部Ｂ１１が外側円筒部１３ａに形成されたシール溝１３ｄに嵌ることにより極めて良好なシール性を発揮することができる。これにより、閉塞空間に封入されるグリス等の潤滑剤が外側ジョイント部材１０の内部から外部に漏出すること、及び、外側ジョイント部材１０の内部に外部から水や泥が浸入すること等を防止することができる。

（３．外側ジョイント部材１０の鍛造加工）
次に、外側ジョイント部材１０の鍛造加工について、図面を参照しながら説明する。外側ジョイント部材１０は、第一鍛造加工と第二鍛造加工を経ることにより、粗成形される。そして、粗成形された後に、例えば、切削加工或いは研削加工が行われることにより、最終的に外側ジョイント部材１０が完成する。

本例の第一鍛造加工は、主として、外側ジョイント部材１０の外周１３における凹凸を有さない円筒状の外側円筒部１３ａ（第一外周部１３ｃ）及び第二外周部１３ｂの凹部１３ｅ及び突状部１３ｆを形成する鍛造工程である。本例の第二鍛造加工は、主として、外側ジョイント部材１０の内周１２における凹状内球面１２ａを形成する工程である。

（３－１．第一鍛造加工）
第一鍛造加工においては、第一工程として、図６に示すように、予め鋳造加工等によって径方向に突出した環状凸部Ｚ１が形成された素材Ｚを、第一ダイＤＭ１に載置する。この状態においては、図６に示すように、環状凸部Ｚ１が第一ダイＤＭ１の内方に突出して外側ジョイント部材１０の第二外周部１３ｂにおける凹部１３ｅを形成する段部ＤＭ１１に当接した状態で保持される。

そして、第一ダイＤＭ１に保持された素材Ｚに対して第一パンチＰＭ１を当接させた状態で、第一パンチＰＭ１が素材Ｚと共に第一ダイＤＭ１の軸方向に沿って（図６にて紙面下方に向けて）相対移動を開始する。ここで、第一パンチＰＭ１の外径は、外側ジョイント部材１０の凹部１３ｅにおける必要な板厚に合わせて、第一ダイＤＭ１の段部ＤＭ１１の内径に比べて小さく設定される。

続いて、第一鍛造加工の第二工程として、図７に示すように、第一パンチＰＭ１が第一ダイＤＭ１に対して更に軸方向に沿って（図７にて紙面下方に向けて）相対移動すると、第一パンチＰＭ１の相対移動に合わせて環状凸部Ｚ１の一部分Ｚ１１が第一ダイＤＭ１の底面ＤＭ１２に向けて押し込まれる。これにより、第一パンチＰＭ１の先端により、外側ジョイント部材１０の底部が形成される。ここで、底面ＤＭ１２は、円環状に形成されており、内径は、段部ＤＭ１１の内径よりも小さく、且つ、第一パンチＰＭ１の外径よりも大きく設定されている。尚、以下の説明において、第一パンチＰＭ１の進行方向に合わせて伸長する環状凸部Ｚ１の一部分Ｚ１１を「前方伸長部Ｚ１１」と称呼する。

更に、第一鍛造加工の第三工程として、図８に示すように、第一パンチＰＭ１が第一ダイＤＭ１に対して軸方向に沿って（図８にて紙面下方に向けて）相対移動すると、第一パンチＰＭ１の相対移動に合わせて押し込まれた前方伸長部Ｚ１１が第一ダイＤＭ１の底面ＤＭ１２に当接した状態になる。即ち、押し込まれた前方伸長部Ｚ１１は、第一パンチＰＭ１と第一ダイＤＭ１の底面ＤＭ１２とによって挟まれた状態になる。

そして、図９に示すように、第一パンチＰＭ１が第一ダイＤＭ１に対して更に軸方向に沿って（図９にて紙面下方に向けて）相対移動すると、前方伸長部Ｚ１１は、第一パンチＰＭ１によって押圧された状態になる。その結果、前方伸長部Ｚ１１を形成する材料が、第一ダイＤＭ１の段部ＤＭ１１と第一パンチＰＭ１との隙間を通り、第一パンチＰＭ１の進行方向に対して後方（図９にて紙面上方）に向けて流動する。これにより、図９にて破線で囲む環状凸部Ｚ１の部分Ｚ１２が第一パンチＰＭ１の移動方向に対して相対的に後方（図９にて紙面上方）に向けて、具体的に、第一パンチＰＭ１の径方向外方に突出して外側ジョイント部材１０の開口テーパ面１２ｂを形成する凸部ＰＭ１１に向けて伸長する。尚、以下の説明において、図９にて破線で囲む環状凸部Ｚ１の部分Ｚ１２を「後方伸長部Ｚ１２」と称呼する。

続けて、第一鍛造加工の第四工程として、図１０に示すように、第一パンチＰＭ１が第一ダイＤＭ１に対して更に軸方向に沿って（図１０にて紙面下方に向けて）相対移動すると、後方伸長部Ｚ１２が第一パンチＰＭ１の凸部ＰＭ１１に当接する。そして、後方伸長部Ｚ１２が凸部ＰＭ１１に当接した状態で、更に、第一パンチＰＭ１が第一ダイＤＭ１に対して軸方向に沿って（図１０にて紙面下方に向けて）相対移動すると、後方伸長部Ｚ１２が凸部ＰＭ１１によって押圧される。これにより、後方伸長部Ｚ１２を形成する材料が第一パンチＰＭ１の径方向外方に向けて流動し、即ち、第一ダイＤＭ１の内周面に向けて流動する。

そして、第一ダイＤＭ１の内周面に向けて流動した材料は、第一ダイＤＭ１の内周面に当接し、第一パンチＰＭ１の相対移動に伴う材料の流動が継続することにより、第一ダイＤＭ１の内周面と第一パンチＰＭ１の外周面とによって圧縮される。これにより、外側ジョイント部材１０の外周１３に凹凸を有さない円筒状の外側円筒部１３ａ（第一外周部１３ｃ）に対応する部分が形成されると共に、外側ジョイント部材１０の内周１２に開口テーパ面１２ｂに対応する部分が形成される。

ここで、凹部１３ｅにおいて必要な板厚を確保しつつ、外側円筒部１３ａ（第一外周部１３ｃ）及び開口テーパ面１２ｂを形成する場合、上述したように、前方伸長部Ｚ１１及び後方伸長部Ｚ１２を形成する材料の流動が必要になる。より詳しくは、前方伸長部Ｚ１１において段部ＤＭ１１による凹部１３ｅの形成に伴って流動する材料を後方伸長部Ｚ１２として流動させる必要がある。

このため、発明者等は、実験的に第一鍛造加工を繰り返し実行することにより、外側ジョイント部材１０の軸方向にて凹部１３ｅの形成開始位置を表す距離ｃは、外側ジョイント部材１０の軸方向にて凹状内球面１２ａのジョイント中心Ｐの位置を表す距離ｂよりも大きく設定する必要があることを見出した。即ち、外側ジョイント部材１０の開口部側端部からの距離ｃが距離ｂよりも大きくなるように、第一ダイＤＭ１の段部ＤＭ１１を設けることにより、凹部１３ｅにおいて必要な板厚を確保しつつ、適切に材料を流動させて外側円筒部１３ａ（第一外周部１３ｃ）及び開口テーパ面１２ｂを形成することができる。

（３－２．第二鍛造加工）
次に、第二鍛造加工を説明する。第二鍛造加工においては、上述した第一鍛造加工にて外側ジョイント部材１０の外周１３における外側円筒部１３ａ（第一外周部１３ｃ）と凹部１３ｅ及び突状部１３ｆを有する第二外周部１３ｂとに対応する部分が形成された素材Ｚについて、内周１２、特に、凹状内球面１２ａに対応する部分を形成する。尚、第二鍛造加工の説明においては、外側円筒部１３ａ（第一外周部１３ｃ）と凹部１３ｅ及び突状部１３ｆを有する第二外周部１３ｂとに対応する部分が形成された素材Ｚを「仮製造物Ｗ１」と称呼する。

第二鍛造加工においては、第一工程として、図１１に示すように、第一鍛造加工を経て製造された仮製造物Ｗ１を、第二ダイＤＭ２に載置する。この状態においては、図１１に示すように、仮製造物Ｗ１の大径部Ｗ１１即ち素材Ｚにおける後方伸長部Ｚ１２が第二ダイＤＭ２の開口側テーパ部ＤＭ２１に当接した状態で保持される。ここで、開口側テーパ部ＤＭ２１は、第二ダイＤＭ２の開口側（図１１にて紙面上側）が大径となるように形成されている。

そして、第二ダイＤＭ２に保持された素材Ｚに対して第二パンチＰＭ２を当接させた状態で、第二パンチＰＭ２は、仮製造物Ｗ１と共に第二ダイＤＭ２の軸方向に沿って（図１１にて紙面下方に向けて）相対移動を開始する。そして、第二パンチＰＭ２の相対移動に伴って、仮製造物Ｗ１の大径部Ｗ１１（素材Ｚにおける後方伸長部Ｚ１２）は、第二ダイＤＭ２の開口側テーパ部ＤＭ２１に当接した状態で、第二ダイＤＭ２の軸方向に沿って（図１１にて紙面下方に向けて）相対移動する。これにより、仮製造物Ｗ１の大径部Ｗ１１（素材Ｚにおける後方伸長部Ｚ１２）は、開口側テーパ部ＤＭ２１によって徐々に縮径される。

ここで、第二パンチＰＭ２は、凹状内球面１２ａに対応する部分を成形するための第一パンチ部材ＰＭ２１と、外側ボール溝１２ｃに対応する部分を成形するための第二パンチ部材ＰＭ２２と、第一パンチ部材ＰＭ２１及び第二パンチ部材ＰＭ２２を外方に押圧する芯部材ＰＭ２３と、から構成される。そして、第一パンチ部材ＰＭ２１には、ジョイント中心Ｐを中心とする円弧を有する凹状内球面１２ａに対応する部分を形成するための凹部ＰＭ２１ａが形成されている。

続いて、第二鍛造加工の第二工程として、図１２に示すように、第二パンチＰＭ２が第二ダイＤＭ２に対して更に軸方向に沿って（図１２にて紙面下方に向けて）相対移動すると、第一パンチ部材ＰＭ２１の凹部ＰＭ２１ａに対向する仮製造物Ｗ１の大径部Ｗ１１が縮径する。換言すれば、仮製造物Ｗ１の大径部Ｗ１１が第二ダイＤＭ２の内周面によって拘束された状態になる。これにより、仮製造物Ｗ１の大径部Ｗ１１（素材Ｚにおける後方伸長部Ｚ１２）を形成する材料の流動が生じる。このため、大径部Ｗ１１が軸方向に沿って第二パンチＰＭ２の進行方向に対して後方に向けて相対的に伸長すると共に大径部Ｗ１１の内周部Ｗ１１ａが径方向内方である凹部ＰＭ２１ａに進入する。

一方、図１２に示すように、第二パンチＰＭ２が第二ダイＤＭ２に対して更に軸方向に沿って（図１２にて紙面下方に向けて）相対移動すると、第二パンチ部材ＰＭ２２に対向する仮製造物Ｗ１の大径部Ｗ１１も、第二ダイＤＭ２の開口側テーパ部ＤＭ２１によって縮径する。これにより、仮製造物Ｗ１の大径部Ｗ１１が軸方向に沿って第二パンチＰＭ２の進行方向に対して後方に向けて相対的に伸長する。この場合、第二パンチ部材ＰＭ２２は、第二パンチＰＭ２の軸方向に平行な外周面を有しているため、外側ボール溝１２ｃの直線部分に対応する部分が形成される。

そして、第二鍛造加工の第三工程として、図１３に示すように、第二パンチＰＭ２が第二ダイＤＭ２に対して軸方向に沿って（図１３にて紙面下方に向けて）更に相対移動すると、大径部Ｗ１１、より詳しくは、外側ジョイント部材１０の外側円筒部１３ａ（第一外周部１３ｃ）に対応する円筒部分が第二ダイＤＭ２の円筒部ＤＭ２２に当接する。これにより、大径部Ｗ１１が円筒部ＤＭ２２によって径方向にて内方に向けて均一に押圧される。

その結果、内周部Ｗ１１ａは縮径しながら第一パンチ部材ＰＭ２１の凹部ＰＭ２１ａに更に進入することによってアンダーカット部分が形成され、外側ボール溝１２ｃの直線部分に対応する部分は第二パンチ部材ＰＭ２２に更に押圧される。これにより、外側ジョイント部材１０の凹状内球面１２ａ（即ち、アンダーカット部分）及び外側ボール溝１２ｃに対応する部分が最終的に形成される。更に、大径部Ｗ１１が円筒部ＤＭ２２によって径方向にて内方に向けて押圧されることにより、外側ジョイント部材１０の外側円筒部１３ａ（第一外周部１３ｃ）に対応する部分が円筒形状として精度良く形成される。

尚、外側ジョイント部材１０の凹状内球面１２ａ及び外側ボール溝１２ｃに対応する部分が形成された場合、内周部Ｗ１１ａが第一パンチ部材ＰＭ２１の凹部ＰＭ２１ａに進入している、即ち、アンダーカット部分になるため、第二パンチＰＭ２を仮製造物Ｗ１（外側ジョイント部材１０）から脱することができない。このため、第二パンチＰＭ２を仮製造物Ｗ１（外側ジョイント部材１０）から脱する際には、先ず、芯部材ＰＭ２３を軸方向にて外側ジョイント部材１０から離間する方向（図１３にて紙面上方）に向けて移動させる。

これにより、第一パンチ部材ＰＭ２１及び第二パンチ部材ＰＭ２２を仮製造物Ｗ１（外側ジョイント部材１０）の径方向にて内方に移動させると共に、軸方向にて仮製造物Ｗ１（外側ジョイント部材１０）から離間する方向（図１３にて紙面上方）に向けて移動させる。これにより、第二パンチＰＭ２を仮製造物Ｗ１（外側ジョイント部材１０）に当接させることなく、即ち、仮製造物Ｗ１（外側ジョイント部材１０）を変形させることなく脱することができ、第二鍛造加工が終了する。

以上の説明からも理解できるように、等速自在継手１００によれば、ブーツカバーＢの円筒状のシール部Ｂ１と液密に接触する第一外周部１３ｃが外側ジョイント部材１０の外周１３に形成されることにより、外側ジョイント部材１０とブーツカバーＢとの間の良好なシール性を確保することができる。又、複数の突状部１３ｆ及び複数の溝部である凹部１３ｅを有する第二外周部１３ｂが外側ジョイント部材１０の外周１３に形成されることにより、凹部１３ｅの形成された部分の薄肉化を実現することができ、等速自在継手１００の軽量化を達成することができる。

（６．その他）
上述した本例においては、外側ジョイント部材１０が内周１２に軸線Ｏの方向に平行な外側係止溝として形成された外側ボール溝１２ｃを有し、外側ボール溝１２ｃに挿入される係止部材がボール３０である場合を例示した。しかし、外側係止溝である外側ボール溝については、軸線Ｏの方向に平行に形成する必要はなく、外側ボール溝をクロスグルーブとして形成しても良い。尚、外側ボール溝をクロスグルーブとして形成する場合には、内側ジョイント部材の内側係止溝としての内側ボール溝もクロスグルーブとして形成される。この場合においても、上述した本例と同様の効果が得られる。

又、上述した本例においては、等速自在継手１００が固定式である場合を例示した。しかし、等速自在継手としては、軸線Ｏの方向に沿ってスライド可能なスライド式であっても良い。この場合においても、上述した本例と同様の効果が得られる。

更に、上述した本例においては、等速自在継手１００の係止部材がボール３０であるボール式を例示した。しかし、等速自在継手についてはボール式に限られず、例えば、トリポード式であっても良い。この場合、係止部材は、例えば、ローラを採用することができ、係止溝は、ローラを転動可能に支持するローラ溝が採用される。この場合においても、上述した本例と同様に、外側ジョイント部材が第一外周部を有するとことにより、ブーツカバーとの間のシール性を良好に維持することができる。又、上述した本例と同様に、外側ジョイント部材が周方向に沿って複数の溝部（凹部）及び突状部の形成された第二外周部を有することにより、軽量化を達成することができる。

１０…外側ジョイント部材、１１…連結軸、１２…内周、１２ａ…凹状内球面、１２ｂ…開口テーパ面、１２ｃ…外側ボール溝（外側係止溝）、１３…外周、１３ａ…外側円筒部、１３ｂ…第二外周部、１３ｃ…第一外周部、１３ｄ…シール溝、１３ｅ…凹部（溝部）、１３ｆ…突状部、１３ｇ…確認溝、２０…内側ジョイント部材、２１…凸状外球面、２２…内側ボール溝（内側係止溝）、２３…内歯スプライン、３０…ボール（係止部材）、４０…保持器、４１…凸状外球面、４２…凹状内球面、４３…窓部、１００…等速自在継手、Ｂ…ブーツカバー、Ｂ１…シール部、Ｂ１１…環状凸部、Ｂ２…小径筒部、Ｂ３…蛇腹部、Ｃ…ブーツクランプ、ＤＭ１…第一ダイ、ＤＭ１１…段部、ＤＭ１２…底面、ＤＭ２…第二ダイ、ＤＭ２１…開口側テーパ部、ＤＭ２２…円筒部、Ｏ…軸線、Ｐ…ジョイント中心、ＰＭ１…第一パンチ、ＰＭ１１…凸部、ＰＭ２…第二パンチ、ＰＭ２１…第一パンチ部材、ＰＭ２１ａ…凹部、ＰＭ２２…第二パンチ部材、ＰＭ２３…芯部材、Ｓ…シャフト、Ｗ１…仮製造物、Ｗ１１…大径部、Ｗ１１ａ…内周部、Ｚ…素材、Ｚ１…環状凸部、Ｚ１１…前方伸長部、Ｚ１２…後方伸長部、ａ…距離、ｂ…距離、ｃ…距離

Claims (5)

1. 軸方向の一方に開口部及び軸方向の他方に底部を備える有底筒状に形成され、内周において外側係止溝が周方向に沿って複数形成された外側ジョイント部材と、
   前記外側ジョイント部材の内側に配置され、内側係止溝が周方向に沿って複数形成された内側ジョイント部材と、
   それぞれの前記外側係止溝及び前記内側係止溝を転動し、前記外側ジョイント部材と前記内側ジョイント部材との間でトルクを伝達する複数の係止部材と、を備える等速自在継手であって、
   前記外側ジョイント部材の外周の前記開口部側は、円筒状の外側円筒部を有し、
   前記外周の前記底部側は、前記内周に形成された前記外側係止溝に対応して軸方向に延伸する複数の突状部と、前記内周にて周方向に沿って隣接する前記外側係止溝の間に対応して形成された複数の溝部とを有し、
   前記外側円筒部は、円筒状のシール部を有するブーツカバーが装着された状態で前記シール部と液密に接触する第一外周部を有する、等速自在継手。
2. 前記第一外周部は、前記ブーツカバーの前記シール部と液密に係合するシール溝を有する、請求項１に記載の等速自在継手。
3. 前記第一外周部の軸方向の長さは、前記ブーツカバーを前記外側ジョイント部材に固定するブーツクランプが装着される長さ以上に設定される、請求項１又は２に記載の等速自在継手。
4. 前記外側ジョイント部材の前記外周は、前記第一外周部よりも前記底部側にて、周方向における一部が複数の前記溝部によって前記第一外周部の外径に比べて小径となる第二外周部を有する、請求項１－３の何れか一項に記載の等速自在継手。
5. 前記外側ジョイント部材の前記外側係止溝、前記外側円筒部、前記突状部及び前記溝部は、ダイ及びパンチを用いた鍛造加工によって形成される、請求項１－４の何れか一項に記載の等速自在継手。

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