WO2016024468A1

WO2016024468A1 - 等速自在継手の接合タイプ外側継手部材の検査装置

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Publication number: WO2016024468A1
Application number: PCT/JP2015/070922
Authority: WO
Inventors: 宏美林; 大輔香川; 直樹中川; 孝今中; 育彦榊原; 時生上田; 正純小林; 達朗杉山
Original assignee: Ntn株式会社; 宏美林; 大輔香川; 直樹中川; 孝今中; 育彦榊原; 時生上田; 正純小林; 達朗杉山
Priority date: 2014-08-12
Filing date: 2015-07-23
Publication date: 2016-02-18
Also published as: US10761065B2; EP3196493A4; CN106574665B; US20170234836A1; EP3196493B1; JP2016040474A; JP6437758B2; EP3196493A1; CN106574665A

Abstract

等速自在継手の接合タイプ外側継手部材の検査装置は、トルク伝達要素が転動するトラック溝を内周に形成した有底筒状のカップ部12と、このカップ部12の底から軸方向に延びる軸部13とからなり、前記カップ部12を形成するカップ部材12aと前記軸部13を形成する軸部材13aとを溶融溶接した等速自在継手の外側継手部材11を検査する。この検査装置には、外側継手部材11の表面に現れた溶接に起因する欠陥を検出するための検査を行う表面検査部IIIと、溶接部49の内部欠陥の検査をするための内部検査部IVと、上記検査の検査結果を記録する記録部とが設けられる。これにより、溶融溶接した接合タイプ外側継手部材を対象として、インラインで全数検査を効率的に行う検査装置を提供することができる。

Description

等速自在継手の接合タイプ外側継手部材の検査装置

　この発明は、等速自在継手の外側継手部材のうちカップ部材と軸部材を溶融溶接により接合した外側継手部材（以下、接合タイプ外側継手部材という）の検査装置に関する。

　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ともに、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、角度変位及び軸方向変位の両方を許容するしゅう動式等速自在継手とに大別される。たとえば、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）にしゅう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）に固定式等速自在継手が使用される。

　等速自在継手は、固定式、しゅう動式を問わず、その主要な構成要素として、内側継手部材と外側継手部材とトルク伝達部材を備えている。そして、外側継手部材はカップ部と軸部とを有し、カップ部の内周面にはトルク伝達部材が転動するトラック溝が形成してあり、軸部はカップ部の底から軸方向に延びている。この外側継手部材は、中実の棒状素材すなわち丸棒から、鍛造加工やしごき加工等の塑性加工、切削加工、熱処理、研削加工等を施すことにより、カップ部と軸部とを一体成形する場合が多い。

　ところで、軸部の長さを標準よりも長くした外側継手部材（ロングステムタイプ）を用いる場合がある。たとえば、左右のドライブシャフトの長さを等しくするために、片側のドライブシャフトのインボード側等速自在継手にロングステムタイプを採用する。この場合、軸部をサポートベアリングにより回転自在に支持する。ロングステムタイプの軸部の長さは、車種により異なるが、おおむね３００～４００ｍｍ程度である。ロングステムタイプの外側継手部材は、軸部が長尺であるために、カップ部と軸部を精度良く一体成形することが困難である。そのため、カップ部と軸部を各別に製作して摩擦圧接により接合することが知られている（特許文献１）。

　特許文献１に記載された外側継手部材の摩擦圧接技術の概要は次のとおりである。まず、図２８に示すように、カップ部材７２と軸部材７３を摩擦圧接により接合して中間製品７１’を製作し、次に、接合部７４の外径側のバリ７５を除去して図２９に示すような外側継手部材７１を得る。中間製品７１’の接合部７４には圧接に伴ってバリ７５が生じているため、接合部７４の外径側のバリ７５を旋削等の加工により取り除き、外側継手部材７１の軸部にサポートベアリング（転がり軸受６：図１参照）を装着できるようにする。

　図示は省略するが、中間製品７１’は、スプラインや止め輪溝等を機械加工し、熱処理、研削加工等を経て外側継手部材７１の完成品となるため、外側継手部材７１と中間製品７１’とでは細部の形状に異なるところがある。しかしながら、図２８及び図２９では、説明を簡略化するため細部の形状の相違点は省略して、完成品としての外側継手部材７１と中間製品７１’の同じ部分に同じ符号を付している。以降の説明においても同様とする。

特開２０１２－０５７６９６号公報特開２０１３－１００８５９号公報特公平７－４８０６９号公報特許第３８５８５００号公報

　摩擦圧接によって生じた接合部７４のバリ７５は、摩擦熱とその後の冷却によって焼入れされて硬くなっているばかりでなく、軸方向と半径方向とに広がるゆがんだ形状をしている。したがって、外径側のバリ７５を旋削加工で除去する際、高い硬度のために旋削チップが激しく摩耗し、また、ゆがんだ形状のために旋削チップに欠けが生じやすい。そのため、旋削速度を上げることが難しく、旋削チップの一つのパス当たりの切削量が少なく、パス数が増大してサイクルタイムが長くなり、製造コストが上がるという問題がある。　

　また、外側継手部材７１の接合部７４の接合状態を検査するために、高速探傷が可能な超音波探傷を行おうにも、接合部７４の内径側に残るバリ７５によって超音波が散乱するため接合状態を確認できない。したがって、接合後、超音波探傷による全数検査ができないという問題もある。

　上記問題に対しては、溶融溶接を採用することで、摩擦圧接のような接合部表面の盛り上がりを抑えることが考えられる。特許文献２には、電子ビーム溶接やレーザ溶接といった溶融溶接により突合せ溶接することが記載されている。しかし、図３０に示すように、接合用端面から軸方向に長く延びた空洞部を有するカップ部材７２と軸部材７３を突き合わせて溶接した場合、比較的容積の大きな空洞部７６が形成される。そして、溶接中の加工熱により空洞部７６内の圧力が上昇し、また、溶接終了後は圧力が減少する。このような空洞部７６の内圧変化により、溶融物の吹き上がりが発生して、溶接部の表面の凹み（ピット）や、溶込み不良、内部のブローホールや溶接割れといった欠陥の原因となり、溶接品質が低下する。その結果、溶接部の強度が安定せず、製品の品質に悪影響を及ぼす。この場合、溶接部は環状となり、ビードの表面は目視による観察が可能であるが、溶接部の裏面（裏波ビード）は観察できない。したがって、溶込み深さや溶込み不良の有無、溶接部の内部欠陥の有無などを検出するためには非破壊検査を利用する必要がある。

　ここで、溶接部の検査方法を大別すると、表面の欠陥を検出するためには外観検査、浸透探傷、磁粉探傷、渦流探傷などがあり、また、内部の欠陥を検出するためには超音波探傷やＸ線検査などがある。その他、必要に応じて形状測定、硬度測定、組織観察といった検査を行うこともある。超音波探傷や、画像処理による外観検査は、ラインでの自動検査に向いており、その製品の特徴に合わせた検査システムが実用化されてきた（特許文献３、４参照）。

　接合タイプ外側継手部材では、製造工程の集約及び部品の共通化による効率化を目的として、別々に成形したカップ部材とステム部材を溶融溶接により接合する。このような接合タイプ外側継手部材の溶接部の検査をインラインで全数検査を行うためには、接合タイプ外側継手部材の溶接の特徴に合わせた検査システムを構築する必要がある。

　さらに、生産技術の面から、溶融溶接の溶接部の品質、信頼性を追求する過程で次の問題が判明した。すなわち、自動車用等の量産製品である等速自在継手の生産性を確保しつつ、トレーサビリティに対する要求に応える必要がある。とりわけ溶融溶接による接合タイプ外側継手部材を量産は従来行われていなかったため、その検査や品質管理の手法が確立していない。しかも、自動車用等速自在継手は重要保安部品であることから、トレーサビリティを確保することが不可欠である。

　本発明の目的は、溶融溶接した接合タイプ外側継手部材を対象として、インラインで全数検査を効率的に行う検査装置を提供することにある。

　上記目的を達成するため、本発明は、トルク伝達要素が転動するトラック溝を内周に形成した有底筒状のカップ部と、このカップ部の底から軸方向に延びる軸部とからなり、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溶接（溶融溶接）した等速自在継手の外側継手部材を検査するための装置であって、外側継手部材の表面に現れた溶接に起因する欠陥を検出するための検査を行う表面検査部と、溶接部の内部欠陥の検査をするための内部検査部と、上記検査の検査結果を記録する記録部とを具備したことを特徴とする。

　溶接に起因する欠陥は、溶接ひずみや溶接部のビード表面のピットといった表面に現れた欠陥と、溶込み不良やブローホール、溶接割れといった溶接部の内部欠陥とに大別することができる（図８ｂ参照）。検査装置の表面検査部は表面に現れた欠陥を対象とし、内部検査部は内部欠陥を対象とする。ここで、溶接部とは、溶接金属及び熱影響部を含んだ部分の総称である。そして、溶接金属とは溶接部の一部で、溶接中に溶融凝固した金属をいい、熱影響部とは溶接の熱で組織、冶金的性質、機械的性質などが変化を生じた、溶融していない母材の部分をいう（ＪＩＳ　Ｚ　３００１－１溶接用語‐第１部：一般）。以下で言及するピット、溶込み不良、ブローホール、溶接割れ、溶接ひずみ等もＪＩＳ規定の溶接用語である。

　溶接ひずみは、溶接面の位置ずれや溶接熱によりワークが変形した状態であり、ここではワークすなわち接合タイプ外側継手部材の振れとして検出する（図８ｂの（１）参照）。すなわち、ワークを回転させながら接触式ゲージを当てて振れ測定を行う。電気式ダイヤルゲージを使用して、記録部のコンピュータにインターフェースを介して接続しておくことにより、ダイヤルゲージの読み（測定値）をワークごとにその品番（ワークを識別するために刻印してあり、その意味で品番ともいう。）と対応づけて記録する。また、測定値があらかじめ設定した上限を超えるワークＷは不良と判定し、適当な段階でラインから排除する。

　等速自在継手は動力伝達系を構成し、その外側継手部材とりわけロングステムタイプは前輪用のドライブシャフトに使用する回転部品である。そのため、カップ部と軸部の心がずれていたり、全体的に曲がっていたりすると、その程度によっては強度や耐久性が低下するばかりでなく車両の操縦安定性に悪影響を与えることも考えられる。したがって、溶接工程においては、接合用端面の位置合わせと、溶接工程における予熱、後熱の管理を十分に行い、溶接変形の発生を抑え、あるいは可及的に減らすようにすることが肝要である。加えて、振れがあらかじめ設定した上限を超える不良ワークは検査によって確実に検出し、ラインから排除する必要がある。

　ピットとは、ビードの表面に生じた小さなくぼみ穴をいう（図８ｂの（２）参照）。レーザ変位計を使用してピットの有無を検出し、ピットを検出した場合、その深さを測定して、ワークごとにその品番と対応づけて記録する。ピットは強度に関係するため、その深さがあらかじめ設定した上限を超えるワークについては不良と判定し、適当な段階でラインから排除する。

　溶込み不良とは、完全溶込み溶接継手の場合に溶け込まない部分があることをいう（図８ｂの（３）参照）。溶込み不良については、内部検査部において、超音波探傷装置を使用し、溶接部の内径側端部を検出することにより溶込み深さを測定し、ワークごとにその品番と関連づけて記録する。溶込み深さがあらかじめ設定した判定基準に達していなければ溶込み不良と判定し、当該ワークは適当な段階でラインから排除する。溶込み不良は未溶接面が存在することを意味し、その場合、溶接部の端部に応力集中が発生して強度上問題となり得るため、不良ワークは確実に排除するのが望ましい。

　ブローホールとは、溶着金属中に生じる球状又はほぼ球状の空洞をいう（図８ｂの（４）参照）。なお、上記ピットが表面に開口した***であるのに対してブローホールは内部の欠陥であり、これらを総称してポロシティと呼ぶこともある。溶接割れとは、溶接部に生じる割れ状の欠陥の総称である（図８ｂの（４）参照）。溶接中は、空気やシールドガスを巻き込んで発生するブローホールと、溶接熱による膨張収縮により発生する溶接割れが発生する場合がある。

　ブローホールや溶接割れといった溶接部の内部欠陥は製品強度の低下を引き起こす原因となる。したがって、溶接工程においては、溶接条件を十分に管理してブローホールや溶接割れの発生を抑えることが肝要である。たとえば、真空チャンバ内で溶接を行う場合、適切な真空度の管理を行えばブローホールは発生しにくい。また、溶接割れについても、予熱及び後熱を行い、溶接熱による急激な膨張、収縮を防ぐことで、その発生を抑制できる。これらの内部欠陥の有無を確認するため、超音波探傷装置により溶接部の全域を検査する。検査結果すなわち内部欠陥の有無、そのエコーレベルデータをワークごとにその品番と対応づけて記録する。ブローホールや溶接割れを検出したワークは適当な段階でラインから排除する。

　記録部は、各ワークに関する検査項目や測定値等を含む検査結果を、そのワークの品番と対応づけて記録することができる。

　本発明によれば、外側継手部材の表面に現れた溶接に起因する欠陥を検出するための検査を行う表面検査部と、溶接部の内部欠陥の検査をするための内部検査部と、検査結果を記録する記録部とを具備したことにより、等速自在継手の接合タイプ外側継手部材に好適な、インラインで全数検査を行うことのできる効率的な検査装置を提供することができる。そして、この検査装置を利良することにより、接合タイプ外側継手部材の品質保証が可能となり、しかも、トレーサビリティを確保した品質管理を行うことができる。

　また、従来の超音波探傷だけでは検出困難な溶接欠陥も検出することができる。さらに、作業者の目視による外観検査や破壊検査などの熟練を要し、かつ、手間のかかる検査を廃止して、リードタイム短縮に貢献することができる。また、破壊検査や抜取検査では、ラインを止めて該当ワークを取り出す必要があり、手間がかかるばかりでなく、すべてのワークについてトレーサビリティを確保することができない。

外側継手部材をロングステムタイプとしたしゅう動式等速自在継手を備えるドライブシャフトの一部破断正面図である。図１におけるしゅう動式等速自在継手の外側継手部材の第一の例の拡大図である。図２ａのｂ部の拡大図である。溶接前の状態を示す図２ｂと類似の拡大図である。図２の外側継手部材の製造工程を示すブロック線図である。しごき加工後のカップ部材の縦断面図である。旋削加工後のカップ部材の縦断面図である。軸部材の素材としてのバー材の正面図である。鍛造加工後の一部破断正面図である。旋削加工及びスプライン加工後の軸部材の一部破断正面図ある。溶接前の溶接装置の概略立面図である。溶接過程の溶接装置の概略立面図である。検査装置の全体外観を示す概略立面図である。主要な検査項目の概要を説明するための図である。接触式変位計による振れ測定の概略を示す略図である。レーザ変位計による外観検査の概略を示す断面略図である。検査結果の例を示す線図である。超音波探傷装置による溶接部の検査の概略を示す断面略図である。溶接位置１周分のエコーレベルデータ（判定基準）を示す展開図である。反射エコー測定値の展開図である。検査項目と検査結果とストレージの関係を一覧にした図である。超音波探傷装置の概略立面図である。超音波探傷装置の概略平面図である。超音波探傷装置の概略立面図である。超音波探傷装置の概略平面図である。図１５のXVII-XVII線に沿う、溶接良品の部分拡大断面図である。図１５のXVII-XVII線に沿う、溶接不良品の部分拡大断面図である。開発過程における知見を説明するための図１７と類似の部分拡大断面図である。品番の異なる軸部材を示す一部破断正面図である。図１９の軸部材を用いて製造した外側継手部材の一破断正面図である。カップ部材の品種統合の例を説明するためのブロック線図である。第二の例の外側継手部材の一部破断正面図である。図２２ａのｂ部の拡大図である。溶接前の状態を示す図２２ｂと類似の拡大図である。図２２ａにおけるカップ部材の縦断面図である。外側継手部材の製造方法の第二の例を説明するためのブロック線図である。外側継手部材の製造方法の第三の例を説明するためのブロック線図である。外側継手部材の第三の例を示す等速自在継手の一部破断正面図である。図２６における外側継手部材の一部判断正面図である。従来の技術を説明するための外側継手部材の中間製品の縦断面図である。従来の技術を説明するための外側継手部材の縦断面図である。別の従来の技術を説明するための外側継手部材の縦断面図である。

　以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

　はじめに、図１及び図２ａ～２ｃを参照しつつ外側継手部材の第一例について述べ、続いて、図３～図１８を参照しつつ外側継手部材の製造方法の第一例について述べる。

　図１にドライブシャフト１の全体構造を示す。ドライブシャフト１は、しゅう動式等速自在継手１０と、固定式等速自在継手２０と、両継手１０、２０を連結する中間シャフト２を主要な構成要素としている。しゅう動式等速自在継手１０はデフ側（図中右側：インボード側ともいう。）に配置され、固定式等速自在継手２０は駆動車輪側（図中左側：アウトボード側ともいう。）に配置される。

　しゅう動式等速自在継手１０は、いわゆるダブルオフセット型等速自在継手(ＤＯＪ)で、主要な構成要素として、外側継手部材１１と、内側継手部材１６と、トルク伝達要素としての複数のボール４１と、ボール４１を保持するケージ４４を備えている。

　外側継手部材１１は、カップ部１２と、カップ部１２の底から軸方向に延びた長尺の軸部（以下、ロングステム部ともいう。）１３とを有する。内側継手部材１６は、外側継手部材１１のカップ部１２内に収容される。外側継手部材１１のカップ部１２の内周に形成したトラック溝３０と、内側継手部材１６の外周に形成したトラック溝４０は対をなし、各対のトラック溝３０、４０間にボール４１が配置される。ケージ４４は、外側継手部材１１と内側継手部材１６との間に介在し、球状外周面４５にて外側継手部材１１の部分円筒形の内周面４２と接触し、球状内周面４６にて内側継手部材１６の球状外周面４３と接触する。ケージ４４の球状外周面４５の曲率中心Ｏ_１と球状内周面４６の曲率中心Ｏ_２は、継手中心Ｏをはさんで軸方向の反対側に等距離オフセットしている。

　ロングステム部１３の外周面にはサポートベアリング６の内輪が固定され、このサポートベアリング６の外輪は、図示しないブラケットを介してトランスミッションケースに固定される。このように、外側継手部材１１をサポートベアリング６によって回転自在に支持することにより、運転時等における外側継手部材１１の振れが可及的に防止される。

　固定式等速自在継手２０はいわゆるツェッパ型等速自在継手であり、主要な構成要素として、外側継手部材２１と、内側継手部材２２と、トルク伝達要素としての複数のボール２３と、ボール２３を保持するケージ２４を備えている。外側継手部材２１は、有底筒状のカップ部２１ａと、カップ部２１ａの底から軸方向に延びた軸部２１ｂとを有する。内側継手部材２２は、外側継手部材２１のカップ部２１ａ内に収容される。ボール２３は、外側継手部材２１のカップ部２１ａと内側継手部材２２との間に配置される。ケージは、外側継手部材２１のカップ部２１ａの内周面と内側継手部材２２の外周面との間に介在する。
　なお、固定式等速自在継手としてアンダーカットフリー型等速自在継手を用いる場合もある。

　中間シャフト２は、その両端部にスプライン（セレーションを含む。以下、同じ。）軸３を有する。そして、インボード側のスプライン軸３をしゅう動式等速自在継手１０の内側継手部材１６のスプライン孔に挿入することにより、中間シャフト２としゅう動式等速自在継手１０の内側継手部材１６とがトルク伝達可能に連結される。また、アウトボード側のスプライン軸３を固定式等速自在継手２０の内側継手部材２２のスプライン孔に挿入することにより、中間シャフト２と固定式等速自在継手２０の内側継手部材２２とがトルク伝達可能に連結される。中実の中間シャフト２の例を図示したが、中空タイプを用いることもできる。

　両等速自在継手１０、２０の内部には潤滑剤としてのグリースが封入される。しゅう動式等速自在継手１０の外側継手部材１１と中間シャフト２との間、及び、固定式等速自在継手２０の外側継手部材２１と中間シャフト２との間に、それぞれ、蛇腹状のブーツ４、５を装着して、グリースの漏れや異物の侵入を防止する。

　次に、図２を参照して外側継手部材１１の詳細について述べる。
　外側継手部材１１は、図２（ａ）に示すように、カップ部１２と、軸部（ロングステム部）１３とからなる。この外側継手部材１１は、カップ部材１２ａと軸部材１３ａを突合せ溶接により接合して製造するが、製造工程については後に詳しく述べる。

　カップ部１２は一端が開口した有底筒状で、内周面４２は、複数のトラック溝３０が円周方向に等間隔に形成される結果、部分円筒形状となっている。トラック溝３０上をボール４１（図１参照）が転動する。

　カップ部１２を形成するカップ部材１２ａは、Ｓ５３Ｃ等の０．４０～０．６０重量％の炭素を含む中炭素鋼で形成され、筒状部１２ａ１と底部１２ａ２とからなる一体成形品である。筒状部１２ａ１に上述のトラック溝３０と内周面４２が形成される。カップ部材１２ａの開口側の外周にはブーツ取付溝３２が形成してあり、内周には止め輪溝３３が形成してある。底部１２ａ２は軸部材１３ａ側に突き出た中実軸状の軸部すなわち短軸部１２ａ３を有し、その短軸部１２ａ３に接合用端面５０（図２ｃ）が形成してある。中実軸状とは、軸方向に貫通した空洞部を有するものや、接合用端面から軸方向に長く延びた空洞部を有するもの（特許文献１、２参照）を排除する趣旨である。カップ部材は全体としては有底筒状であるが、接合用端面を形成した短軸部１２ａ３には貫通孔も、接合用端面から軸方向に長く延びた空洞部もなく、したがって少なくとも短軸部１２ａ３は中実軸状である。

　接合用端面５０は旋削により仕上げる。ここでは、接合用端面５０の内径側に浅い凹部５０ｂを形成し、結果として凹部５０ｂの外径側に環状の接合用端面５０が形成されている。符号Ｄは接合用端面５０の内径を表している。凹部５０ｂは鍛造の過程で成形してもよく、あるいは、切削加工により形成してもよい。凹部５０ｂを鍛造の過程で成形することで工数が少なくてすみ、また、接合用端面５０が環状となるためその旋削に要する時間が短縮できる。

　軸部１３はカップ部１２の底から軸方向に延びる中実の軸で、カップ部材１２ａ寄りの外周に軸受装着面１４と止め輪溝１５が形成してあり、カップ部１２とは反対側の端部にトルク伝達用連結部としてのスプライン軸Ｓｐが形成してある。

　軸部１３を形成する軸部材１３ａは、Ｓ４０Ｃ等の０．３０～０．５５重量％の炭素を含む中炭素鋼で形成され、カップ部材１２ａ側の端部に接合用端面５１（図２Ｃ）が形成してある。接合用端面５１は、内径側にくぼみ５２が設けてあり、結果として環状の面となっている。符号Ｅは接合用端面５１の内径を表している。なお、図２及び図５は、くぼみ５２を鍛造の過程で成形し、切削加工により接合用端面５１に内径部５３を形成した例を示したものであるため、くぼみ５２とその内径部５３があたかも段付き穴のように見えるが、内径部５３は、接合用端面５１の内径部であり、或いはくぼみ５２の内径部ということもできる。くぼみ５２は鍛造肌のままとしてもよく、その場合、図示するようにくぼみ５２と明確に区別できる内径部５３は現れない。

　くぼみ５２は浅底すなわち、接合用端面５１の直径に比べて非常に浅く、深さを例示するならば、下限は１ｍｍ程度である。これは、溶接部４９の半径方向の寸法（溶込み深さ）不良を超音波探傷する上で必要な軸方向長さのストレート部を確保する趣旨である。上記下限は超音波探傷の面からの値であるが、接合部近傍の体積を小さくして予熱時間を短くするという面からは、それ相当のくぼみ５２の深さが望まれる。
　くぼみ５２の深さの上限は、くぼみを鍛造の過程で成形する場合、鍛造で成形できる限界値（目安）×１．５ｍｍ程度とする。くぼみ５２が深すぎると、鍛造負荷が高まり、金型寿命が低下し、加工コストが増大する。切削加工により形成する場合でも、くぼみ５２が深すぎると加工時間が長くなり、材料歩留まりも悪くなる。

　接合用端面５１の内径部５３は、軸部材１３ａの外径にもよるが、くぼみ５２の外径側に形成される溶接部４９の半径方向幅を確保することが前提である。なお、内径の「径」の語は、一般に円形を連想させるが、軸部材１３ａの軸線に垂直な平面で見た内径部５３の輪郭は必ずしも円形に限らず、たとえば多角形や不定形であってもよい。

　カップ部材１２ａの接合用端面５０と軸部材１３ａの接合用端面５１とを突き合わせ、カップ部材１２ａの外側から半径方向に電子ビームを照射することによって溶接する（図２ａ及び図２ｂ）。溶接部４９は、既述のとおり、溶接中に溶融凝固した金属すなわち溶融金属とその周囲の熱影響部とで構成されている。

　詳細は後述するが、接合用端面５０、５１の外径Ｂ（図４ｂ、図５ｃ参照）は、ジョイントサイズごとに同一寸法に設定されている。ただし、カップ部材１２ａの接合用端面５０の外径Ｂと軸部材１３ａの接合用端面５１の外径Ｂを、必ずしも同一寸法にする必要はない。たとえば、ビードの状態などを考慮して、接合用端面５０の外径Ｂに対して接合用端面５１の外径Ｂを若干小径にするなど適宜の寸法差をつけてもよい。この接合用端面５０の外径Ｂと接合用端面５１の外径Ｂとの寸法関係は本明細書を通じて同様とする。

　溶接部４９は軸部材１３ａの軸受装着面１４よりもカップ部材１２ａ側に形成されるため、軸受装着面１４などは溶接の前にあらかじめ加工しておくことができ、そうすることによって溶接後の後加工を廃止できる。また、電子ビーム溶接では溶接部にバリが出ないため、この点でも溶接部の後加工が省略できて製造コストが削減でき、さらに、溶接部の超音波探傷による全数検査が可能である。

　図２ｃに示すように、カップ部材１２ａの接合用端面５０の内径Ｄは、軸部材１３ａの接合用端面５１の内径部５３の内径Ｅよりも小さく設定してある。言い換えれば、凹部５０ｂはくぼみ５２よりも小径である。その結果、カップ部材１２ａの接合用端面５０は、内径Ｅの接合用端面５１よりも半径方向内側に部分的にせり出す。このせり出した部分を突出面５０ａと呼ぶこととする。このような形状の接合用端面５０、５１どうしを突き合わせて、カップ部材１２ａと軸部材１３ａが溶接により接合される。突出面５０ａは、ジョイントサイズごとに同一に設定される。

　次に、図３～図１８を参照して上述の外側継手部材の製造方法について述べる。各製造工程の詳細に立ち入る前に全体的な製造工程について述べる。

　カップ部材１２ａは、図３に示すように、バー材切断工程Ｓ１ｃと、鍛造工程Ｓ２ｃと、しごき工程Ｓ３ｃと、旋削工程Ｓ４ｃとからなる製造工程により製造される。
　一方、軸部材１３ａは、バー材切断工程Ｓ１ｓと、旋削工程Ｓ２ｓと、スプライン加工工程Ｓ３ｓとからなる製造工程により製造される。

　このようにして製造されたカップ部材１２ａと軸部材１３ａは、それぞれ、品番を付与して管理される。その後、カップ部材１２ａと軸部材１３ａが、溶接工程Ｓ６と、超音波探傷工程Ｓ６ｋと、熱処理工程Ｓ７と、研削工程Ｓ８とを経ることにより、外側継手部材１１が完成する。

　各工程の概要は次のとおりである。なお、ここに述べる各工程は代表的な例を示すものであって、必要に応じて適宜変更や追加を加えることができる。
　まず、カップ部材１２ａの製造工程について述べる。

　[バー材切断工程Ｓ１ｃ]
　鍛造重量に基づいてバー材（丸棒）を所定長さに切断し、柱状のビレットを製作する。　

　[鍛造加工工程Ｓ２ｃ]
　ビレットに鍛造加工を施すことにより、カップ部材１２ａの素形材として、筒部と底部と凸部を一体成形する。

　[しごき加工工程Ｓ３ｃ]
　上記素形材のトラック溝３０及び筒状円筒面４２をしごき加工して、カップ部材１２ａの筒部の内周を仕上げる。

　[旋削加工工程Ｓ４ｃ]
　しごき加工後の素形材に、外周面、ブーツ取付溝３２、止め輪溝３３などと接合用端面５０を旋削加工する。旋削工程Ｓ４ｃを経た中間部品としてのカップ部材１２ａに品番を付与して管理する。

　次に、軸部材１３ａの製造工程について述べる。

　[バー材切断工程Ｓ１ｓ]
　軸部全長に基づいてバー材を所定長さに切断し、柱状のビレットを製作する。その後、軸部材１３ａの形状に応じて、ビレットをアプセット鍛造により概略形状に鍛造加工する場合もある。

　[旋削加工工程Ｓ２ｓ]
　ビレットの外周面（軸受装着面１４、止め輪溝１５、スプライン下径、端面など）とカップ部材１２ａ側端部の接合用端面５１を旋削加工する。

　[スプライン加工工程Ｓ３ｓ]
　旋削加工後の軸部材にスプラインを転造加工してスプライン軸を形成する。ただし、スプラインの加工は転造加工に限られるものではなく、適宜プレス加工等に置き換えることもできる。スプライン加工を経た中間部品としての軸部材１３ａに品番を付与して管理する。

　次に、上述のようにして得た中間部品としてのカップ部材１２ａと軸部材１３ａから外側継手部材１１が完成するまでの製造工程について述べる。

　[溶接工程Ｓ６]
　カップ部材１２ａの接合用端面５０と軸部材１３ａの接合用端面５１を突き合わせて溶接する。この溶接工程については後に詳しく述べる。

　[超音波探傷工程Ｓ６ｋ]
　カップ部材１２ａと軸部材１３ａの溶接部４９を超音波探傷により検査する。この超音波探傷工程についても後に詳しく述べる。

　[熱処理工程Ｓ７]
　溶接後のカップ部１２の少なくともトラック溝３０及び内周面４２並びに軸部材１３の外周の必要範囲に高周波焼入れ焼戻しの熱処理を行う。溶接部４９は熱処理を施さない。熱処理により、カップ部１２のトラック溝３０や内周面４２はＨＲＣ５８～６２程度の硬化層が形成される。また、軸部１３の外周の所定範囲にＨＲＣ５０～６２程度の硬化層が形成される。

　[研削加工工程Ｓ８]
　熱処理後、軸部材１３の軸受装着面１４等を研削加工して仕上げる。これにより、外側継手部材１１が完成する。

　このように、溶接工程の後に熱処理工程を組み入れたものであるため、カップ部材及び軸部材が、溶接時の熱で周辺部の温度が上昇して熱処理部の硬さに影響を及ぼすような形状や仕様である場合に適する。

　上述の外側継手部材の製造方法のうち、主要な構成についてさらに詳細に述べる。

　図４ａはカップ部材１２ａのしごき加工後の状態を示し、図４ｂは旋削加工後の状態を示す。カップ部材１２ａの素形材は、鍛造工程Ｓ２ｃにおいて、筒状部１２ａ１’、底部１２ａ２’及び短軸部１２ａ３’が一体成形される。その後、しごき工程Ｓ３ｃにおいて、トラック溝３０及び筒状円筒面４２がしごき加工され、図４ａに示すように筒状部１２ａ１’の内周が仕上げられる。その後、旋削工程Ｓ４ｃにおいて、図４ｂに示すように、カップ部材１２ａの外周面、ブーツ取付溝３２、止め輪溝３３などと短軸部１２ａ３の接合用端面５０、その外径Ｂ及び内径Ｄが旋削加工される。

　図５ａ～図５ｃは軸部材１３ａの各加工工程における状態を示す。すなわち、図５ａはバー材を切断したビレット１３ａ”を示し、図５ｂはビレット１３ａ”をアプセット鍛造により概略形状に鍛造加工した素形材１３ａ’を示し、図５ｃは旋削加工及びスプライン加工後の軸部材１３ａを示す。

　バー材切断工程Ｓ１ｓにおいて、図５ａに示すビレット１３ａ”が製作される。そして、必要に応じて、図５ｂに示すように、ビレット１３ａ”にアプセット鍛造加工を施すことにより、所定範囲の軸径を拡径させるとともに接合側端部（カップ部材１２ａ側端部）にくぼみ５２を形成した素形材１３ａ’を製作する。

　その後、旋削工程Ｓ２ｓにおいて、図５ｃに示すように、軸部材１３ａの外径、軸受装着面１４、止め輪溝１５、内径部５３（内径Ｅ）、接合用端面５１及びその外径Ｂを旋削加工する。また、スプライン加工工程Ｓ３ｓにおいて、くぼみ５２の反対側端部にスプライン軸Ｓｐが転造やプレスにより加工される。

　図４ｂに示すカップ部材１２ａの接合用端面５０の外径Ｂは、一つのジョイントサイズで同一寸法に設定されている。また、図５ｃに示す軸部材１３ａは、ロングステムタイプ用であるが、カップ部材１２ａ側端部の接合用端面５１の外径Ｂは、軸径や外周形状に関係なく、カップ部材１２ａの接合用端面５０の外径Ｂと同一寸法に設定されている。そして、軸部材１３ａの接合用端面５１は、軸受装着面１４よりカップ部材１２ａ側の位置に設定されている。

　このように寸法設定されているため、カップ部材１２ａを共用化し、軸部材１３ａ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１２ａ、１３ａ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１１を製作することができる。カップ部材１２ａの共用化についての詳細は後述する。

　次に、図６及び図７を参照してカップ部材１２ａと軸部材１３ａの溶接について述べる。ここで、図６及び図７は溶接装置の概略立面図と概略平面図であって、図６は溶接前の状態を示し、図７は溶接過程を示す。

　溶接装置１００は、図６に示すように、主要な構成要素として、電子銃１０１、回転装置１０２、チャック１０３、センタ１０４、テールストック１０５、ワーク受け台１０６、センタ１０７、ケース１０８、真空ポンプ１０９を有する。

　ワークであるカップ部材１２ａ及び軸部材１３ａは溶接装置１００内のワーク受け台１０６上に載置される。溶接装置１００の一端にあるチャック１０３及び芯出し治具１０７は回転装置１０２に連結されている。センタ１０７によりカップ部材１２ａをセンタリングした状態で、チャック１０３によりカップ部材１２ａをつかみ、回転装置１０２によって回転運動を与えるようになっている。溶接装置１００の他端にあるテールストック１０５にセンタ１０４が一体に取り付けてあり、両者は軸方向（図６の左右方向）に進退可能に構成されている。

　センタ１０４に軸部材１３ａのセンタ穴をセットすることによりセンタリングされる。溶接装置１００のケース１０８には真空ポンプ１０９が接続されている。ここで、密閉空間とは、ケース１０８により形成される空間１１１を意味し、カップ部材１２ａ及び軸部材１３ａの全体が密閉空間１１１に収容されている。カップ部材１２ａ及び軸部材１３ａの接合用端面５０、５１に対応する位置に電子銃１０１が設けてある。電子銃１０１はワークに対して接近、離反可能になっている。

　上記構成の溶接装置１００の作動と溶接方法について述べると次のとおりである。

　ワークであるカップ部材１２ａ及び軸部材１３ａは、溶接装置１００とは別の場所にストックされている。各ワークをたとえばロボットにより取り出し、図６に示す大気に開放された溶接装置１００のケース１０８内に搬送し、ワーク受け台１０６の所定位置にセットする。この時点では、センタ１０４及びテールストック１０５は、図の右側に後退しており、カップ部材１２ａ及び軸部材１３ａの接合用端面５０、５１の間には隙間が存在する。

　その後、ケース１０８の扉（図示省略）が閉まり、真空ポンプ１０９を起動してケース１０８内に形成される密閉空間１１１を減圧する。これにより、カップ部材１２ａの凹部５０ｂ及び軸部材１３ａの凹部５２、５３内も減圧される。

　密閉空間１１１が所定の圧力に減圧されたら、図７に示すように、センタ１０４及びテールストック１０５が左側に前進し、カップ部材１２ａと軸部材１３ａの接合用端面５０、５１間の隙間がなくなる。これにより、カップ部材１２ａはセンタ１０７によりセンタリングされてチャック１０３で固定され、軸部材１３ａはセンタ１０４によりセンタリングされて支持される。この後、ワーク受け台１０６がワーク（１２ａ、１３ａ）から離れる。このときのワーク受け台１０６とワーク（１２ａ、１３ａ）との間隔は微小なものでよいため、図７では当該間隔の図示を省略する。もちろん、ワーク受け台１０６を下方に大きく退避する構造にすることも可能である。

　その後、図示は省略するが、電子銃１０１を所定位置まで移動させてワーク（１２ａ、１３ａ）に接近させ、ワーク（１２ａ、１３ａ）を回転させて予熱を開始する。予熱条件は溶接条件とは異なり、電子ビームを溶接時のビームサイズよりも大きくして照射するなどして、溶接温度よりも低い温度とする。予熱により入熱量が増え、後述する後熱とあいまって、溶接後の溶接部の冷却速度が遅くなり、その結果、焼割れを防止することができる。

　所定の予熱時間に達したら、電子銃１０１が所定の位置に後退し、ワーク（１２ａ、１３ａ）の外側から半径方向に電子ビームを照射して溶接が開始される。ワーク（１２ａ、１３ａ）が１回転する間に、全周にわたって溶接が行われ、環状の溶接部４９が形成される。

　溶接部４９の冷却速度を遅くして焼きが入るのを防止するため後熱を実施する。

　溶接が終了すると、電子銃１０１が退避し、ワーク（１２ａ、１３ａ）の回転が停止する。

　その後、図示は省略するが、密閉空間１１１を大気に開放する。そして、ワーク受け台１０６が上昇し、ワークを支持した状態で、センタ１０４及びテールストック１０５が図の右側に後退し、チャック１０３を開放する。その後、たとえばロボットがワーク（１２ａ、１３ａ）をつかみ、溶接装置１００から取り外して冷却ストッカに整列させる。この実施の形態は、カップ部材１２ａ及び軸部材１３ａの全体が密閉空間１１１に収容されているため、ケース１０８内の密閉空間１１１の構成を簡素化することができる。

　溶接の具体的条件を例示するならば次のとおりである。
　炭素量０．４～０．６重量％のカップ部材１２ａと、炭素量０．３～０．５５重量％の軸部材１３ａを用いて、溶接装置１００で、ケース１０８内の密閉空間１１１の圧力を６．７Ｐａ以下に設定して溶接した。溶接後の急冷を防止して溶接部の硬さが高くなりすぎないようにするため、カップ部材１２ａ、軸部材１３ａの接合用端面５０、５１を含む周辺が３００～６５０℃になるよう電子ビームによる予熱で均熱化した後、電子ビーム溶接を行った。その結果、予熱時間は接合用端面の内径側にくぼみを設けない場合に比べて約１／２以下に短縮でき、必要強度を満足する良好な溶接部を得ることができた。

　この結果、製品機能上影響のない溶接表面の盛り上がり高さ（０．５ｍｍ以下）の溶接部が得られた。また、予熱で均熱化したことにより溶接完了後の溶接部硬さをＨＶ２００～５００の範囲内に抑えることができ、溶接強度が高く、かつ、安定した溶接状態、品質を得ることができた。さらに、溶接装置１００の密閉空間１１１を大気圧以下にして溶接することにより、溶接中のくぼみ５２や凹部５０ｂ内の圧力変化を抑えることができ、溶融物の吹き上がりや内径側への引き込みを防ぐことができた。

　溶接を終えたワークすなわち接合タイプ外側継手部材１１は検査装置へ送られる。その検査装置の概略構成を示す図８を参照しつつ各検査工程について述べるならば次のとおりである。なお、検査工程の順番や、各検査工程を担当する検査部の配置は図示例に限らず任意であり、各検査部の具体的な構成も、たとえば回転駆動手段を共用の可否その他の事情に応じて適宜変更することができる。

　図８に例示した検査装置８０は、ケージで全体的に囲繞してあり、その内部に、冷却部Iと、水切り部IIと、表面検査部IIIと、内部検査部IVが、図８の右から左へ向かって順次配置してある。各部I～IVの付近にはワークＷの受け渡しを行うためのロボットハンド９０が設置してある。そして、白抜き矢印で示すように、溶接工程を終えたワークＷはまず冷却部Iに投入され、すべての検査を終えたワークＷは搬出されて次工程に送られる。検査の結果、不良と判定されたワークＷはラインから排除され、所定の個所に集められる。

　なお、図示は省略したが、検査装置８０を構成する接触式ゲージ、レーザ変位計、超音波探傷装置は、インターフェースを介して、ケージの外に設置した制御装置と電気的に接続されている。通常、その制御装置は当該製造ラインの親機に相当する。また、制御装置には記録部が設けてあり、各ワークに関する検査項目や測定値等を含む検査結果を、そのワークの品番と対応づけて記録することができる。また、記録部のデータは操作盤上のディスプレイに表示することができ、検査結果をオンサイトでも確認できるようになっている（図１０ｂ、図１１ｃ参照）。

　冷却部Iは冷却工程を実施するためのステーションである。すなわち、冷却水槽８２が設置してあり、溶接後の高温のワークＷを冷却水槽８２に浸漬して冷却する。通常、搬送や次工程の作業に支障のないように常温程度まで冷却する。

　冷却工程を終えたワークは水切り部IIへ送られる。水切り部IIには水切り装置８４が設置してあり、冷却水槽８２から取り出したワークにエアーを吹き付けることによって余分な水分を飛ばす。

　水切り工程を終えたワークは表面検査部IIIへ送られる。表面検査部IIIでは、ワークの面に現れた欠陥すなわち、ワークの振れの測定と、溶接部４９のビード表面のピットの検出が行われる。いずれもワークを回転させながらワークの全周にわたり検査や測定を行う必要があることから、ここでは表面検査部III内で同一の回転駆動手段を共用するようにしているが、ピット検出と振れ測定を別々の場所で各別に行う構成とすることも、もちろん可能である。回転駆動手段としては、エンコーダ付きのサーボモータを採用することにより、ワークの回転角度と各測定値を対応させて記録することができるため有利である。　

　振れ測定は、図８ｂの（１）及び図９に示すように、接触式ゲージ８６ａを使用して行う。実施例では、接触式ゲージ１８ａとして電気式ダイヤルゲージを使用した。ワークＷを回転させながら、全周にわたり、振れを測定する。測定値を電子信号として接触式ゲージ８６ａから記録部へ送り、記録部ではその測定値をワークＷの回転と対応づけて記録することにより、３６０°にわたる振れ線図が得られる。記録部では振れ測定値をワークＷごとにその品番と対応づけて記録する。さらに、測定値の最大値をあらかじめ設定した上限値と比較し、最大値が上限値を超えるワークＷは不良と判定する。

　軸方向の測定位置に関しては、ワークＷがロングステムタイプの外側継手部材１１であって長尺であることから多点で、少なくともカップ部材１２ａと軸部材１３ａのそれぞれについて、振れを測定する。また、図９に示すように、軸部１３の両端部に軸受装着面１４やブーツ装着面１６のようなすでに研削仕上げ済みの面があるときは、これらの面を測定面として利用することができる。

　ピットの検出は、図８ｂの（２）及び図１０ａに示すように、レーザ変位計８６ｂを使用して行う。たとえば反射型レーザ変位計は、周知のとおり、レーザ光を測定対象物に投光する投光部と、測定対象物で反射されたレーザ光を受ける受光部とを有する。そして、レーザ投光部から照射されたレーザ光が測定対象物に反射されてレーザ受光部で受光され、このレーザ受光部上にスポットを結ぶ。対象物が移動するごとにスポットも移動するので、そのスポットの位置を検出することで、対象物までの変位量を検出する。ここでは、ワークＷを回転させながら溶接部４９にレーザ光を照射することにより、非接触でピットの有無を検出し、その深さを測定する。

　図１０ｂは、深さｈが約０．４ｍｍのピットを検出した場合の操作盤のディスプレイ上の画像を例示したもので、同図の横軸が溶接部４９のビード幅方向、縦軸が溶接部４９の半径方向を表している。レーザ変位計８６ｂによる測定結果は、電子信号としてレーザ変位計８６ｂから記録部へ送り、記録部ではワークを１回転させたときの深さｈの最大値を、ワークＷごとにその品番と対応づけて記録する。さらに、深さｈの測定値を、あらかじめ設定した上限値と比較し、測定値が上限値を超えるワークＷは不良と判定する。

　振れ測定及びピット検出工程を終えたワークは内部検査部IVへ送られる。内部検査部IVでは、図１１に示すように超音波探傷装置を使用して、溶接部４９の内部欠陥すなわち、溶接部４９の溶込み不良の検出（図８ｂの（３）参照）と、ブローホール及び溶接割れの検出（図８ｂの（４）参照）を行う。図１１ａに二点鎖線で示すように、超音波探傷装置１２０の探触子１４７を軸方向に走査させ、探触子１４７からの入射パルスＧに対する反射エコーのエコー高さに基づき、溶込み不良や、ブローホール及び溶接割れを検出する。図１１ｂは、溶接位置１周分のエコーレベルデータ（判定基準）を示し、図１１ｃは、エコーレベルが判定基準に達していない場合の例を示す。この超音波探傷装置１２０による超音波探傷については後でさらに詳しく述べる。超音波探傷装置１２０による測定結果は、電子信号として記録部へ送り、記録部では溶込み不良、ブローホール、溶接割れといった欠陥の有無、欠陥を検出したときはその軸方向及び円周方向の位置を、ワークＷごとにその品番と対応づけて記録する。さらに、これらの欠陥を検出したワークＷは不良と判定する。

　なお、検査の前工程である溶接工程において、真空度や溶接の予熱及び後熱条件について監視幅を設け、適切な条件で加工がなされたことを確認し、その事実を検査装置８０の記録部に記録する。その際、一連のラインとして加工条件と検査結果をワークの品番と対応づけて記録し、トレーサビリティを確保する。また、ワークの品番には、溶接の種類のほか、母材（カップ部材、軸部材）の識別、溶接位置の確認、非破壊試験要領及び要員の確認、該当する場合には補修位置の確認等々も含めることができる。

　図１２に、検査結果等の記録とデータのストレージに関する一覧を例示する。「記録内容」欄の○印は該当項目を記録すべきことを表している。すなわち、「項目」欄中、「実行型番番号」はワークの品番を意味し、「設定値」欄に記録する。「検査完了時刻」は実際の時刻を「実測値」欄に記録する。「ピット」については、「設定値」欄に上限と下限を記録し、「実測値」と「判定結果」を記録する。「溶込み不良」欄は、「判定結果」を記録する。「真空度・溶接条件」は、「設定値」に上限と下限を記録し、「実測値」と「判定結果」を記録する。「振れ測定」は、「カップ側」と「ステム側」のそれぞれにつき、「設定値」に上限を記録し、「実測値」と「判定結果」を記録する。「内部欠陥（詳細探傷データ）」は超音波探傷の検査結果として得られた溶接部の内部欠陥すなわちブローホールや溶接割れに関する「設定値」、「実測値」、「判定結果」を記録する。「ストレージ」欄は各項目のデータの記録場所を表している。すなわち、検査に関するすべてのデータは基本的にライン親機の記録部に記録し、超音波探傷の詳細データは超音波探傷装置にも記録を残すようにした例である。

　次に、図１３～図１８を参照して超音波探傷工程について述べる。

　ここで、図１３及び図１４は溶接後の外側継手部材を載置した超音波探傷装置の正面図及び平面図であって、図１３は図１４のXIII‐XIII矢視図に相当する。図１５及び図１６は超音波探傷中の超音波探傷装置の正面図及び平面図であって、図１５は図１６のXV‐XV矢視図に相当する。

　超音波探傷装置１２０は、図１３及び図１４に示すように、基台１２１、貯水槽１２２、ワーク受台１２３、ワーク押え部材１２４、回転駆動装置１２５、押圧装置１３５、駆動位置決め装置１３６（図１４参照）を有する。貯水槽１２２は基台１２１の中央に設置してある。回転駆動装置１２５はワークＷすなわち溶接を終えた外側継手部材１１を回転させるためのものである。押圧装置１３５はワークＷの軸端部を押さえるためのものである。駆動位置決め装置１３６は探触子の駆動と位置決めを行う。

　ワーク受台１２３は、ワークＷを回転自在に載置するための支持ローラ１２６、１２７を有し、支持ローラ１２６は溶接部に近い位置に、支持ローラ１２７は軸部１３の中央付近に、それぞれ配置してある。各支持ローラ１２６、１２７は、図１４から分かるように、ワークＷの軸部１３を安定して支持できるように、軸部１３の軸線の両側に振り分けた一対のローラで構成されている。支持ローラ１２６、１２７は、ワークＷのジョイントサイズや寸法、重量バランスを考慮して、ワークＷの軸方向（図１３の左右方向）及び半径方向（図１３の上下方向）の設置位置が適宜調整可能である。

　また、ワーク受台１２３には、図１４の平面で見て、ワークＷの軸線から外れた位置にワーク押さえ部材１２４が設けてある。ワーク押さえ部材１２４はレバー１２８を有し、レバー１２８の端部にワーク押さえローラ１２９が設けてある。レバー１２８は図１４の平面内で旋回可能であり、かつ、図１３の上下方向に移動可能となっている。

　ワーク受台１２３は、レール１３１とリニアガイド１３２とからなる直線運動軸受１３０を介して支持台１３４に取り付けてあり、軸方向（図１３、１４の左右方向）に移動可能である。支持台１３４は基台１２１に取り付けてある。ワーク受台１２３は、端部（図１３、１４の左側端部）に連結したロッド１３３を介して、貯水槽１２２の外部に配置したアクチュエータ（図示省略）により移動させて所望の位置に位置決めできるようになっている。

　回転駆動装置１２５は回転板１４４を設けた回転軸１４３を有し、この回転軸１４３が、貯水槽１２２の外部に配置したモータ（図示省略）により回転駆動される。

　超音波探傷装置１２０の上側に架台１３７が設けてあり、この架台１３７上に、押圧装置１３５の基板１４５が、レール１３９とリニアガイド１４０とからなる直線運動軸受１３８を介して、軸方向（図１３、１４の左右方向）に移動可能に取り付けてある。基板１４５の端部にエアシリンダ１４１のロッド１４２を連結して、エアシリンダ１４１によって基板１４５を駆動すなわち軸方向移動させる。押圧装置１３５はフリーベアリング１４６を介してワークＷの軸部１３の軸端と接触する。

　図１４の平面で見て、ワークＷの軸線から外れた位置に探触子の駆動装置１３６が配置してある。この駆動装置１３６は、Ｘ軸方向とＹ軸方向のアクチュエータから構成され、探触子１４７のＸ軸方向及びＹ軸方向における移動と位置決めを行う。Ｘ軸方向のアクチュエータ１４８及びＹ軸方向のアクチュエータ１４９は、電動ボールねじタイプのもの（ロボシリンダ）で、高精度の位置決めが可能である。符号１５０は直線運動軸受のレールを示す。駆動装置１３６は貯水槽１２２の外に配置してあり、探触子１４７とそのホルダ１５１の部分は貯水槽１２２内に配置してある。

　上記構成の超音波探傷装置１２０の作動と超音波探傷工程Ｓ６ｋについて述べると次のとおりである。

　まず、溶接後のワークＷがローダ（図示省略）によりワーク受台１２３上に載置される（図１３及び図１４参照）。このとき、ワーク受台１２３は回転駆動装置１２５からワークＷの軸方向に適宜の間隔をあけて位置し、ワーク押さえ部材１２４は、レバー１２８を上昇させるとともに、ワークＷの軸線と略平行になる位置まで旋回させる。また、押圧装置１３５及び探触子の駆動装置１３６は後退した位置で待機している。

　その後、ワーク押さえ部材１２４のレバー１２８が、ワークＷの軸線と略直角になるように旋回するとともに下降し、ワークＷを上から押さえる（図１５参照）。ここで、貯水槽１２２に給水する。このように、超音波探傷装置１２０は水中で探傷する構成であることから、超音波の伝播が良好で、高精度な検査が可能である。

　次に、図１５及び図１６に示すように、エアシリンダ１４１の作動により押圧装置１３５を前進させてワークＷの軸端を押し、ワークＷのカップ部１２の開口端を回転駆動装置１２５の回転板１４４に押し当てる。押圧装置１３５の前進に併せてワーク受台１２３も回転駆動装置１２５の方に移動する。これにより、ワークＷが軸方向及び半径方向に位置決めされる。この状態で、回転駆動装置１２５のモータ（図示省略）が起動し、ワークＷを回転させる。

　図１６に白抜き矢印で示すように駆動装置１３６がＸ軸方向に移動し、さらにＹ軸方向に移動して、探触子１４７が探傷位置に位置決めされる。このときの探触子１４７を図１５では破線で示してある。そして、超音波探傷が行われる。超音波探傷が終わると貯水槽１２２内を排水し、ワークＷをローダ（図示省略）により超音波探傷装置１２０から搬出する。このようにして、順次ワークＷの超音波探傷を繰り返す。

　超音波探傷のサイクルタイムを短縮するため、時間がかかる給水、排水は、各装置、部材の動作と同時動作など連動したタイミングで行うのが望ましい。また、各装置、部材の動作も、部分的に同時動作や一部順序変更など適宜実施可能である。

　図１７ａ，１７ｂ及び図１８を参照して超音波探傷の詳細について述べる。これらの図はすべて図１５のXVII－XVII矢視図に相当し、図１７ａは溶接良品を示し、図１７ｂは溶接不良品を示す。図１８は、開発過程で得た知見を説明するための図である。

　探触子１４７は、溶接部４９から所定の距離にある探傷位置に位置決めされる。探傷位置はジョイントサイズごとにあらかじめ設定されている。探触子１４７からの送信パルスＧをワークＷの表面から斜めに入射させ、受信した反射エコーを波形として表示し、その波形を観察することにより欠陥の有無を判別することができる（斜角探傷法）。符号θ１は入射角を表し、符号θ２は屈折角を表している。実施の形態の場合、入射角θ１は０～３０°、屈折角θ２は０～９０°であり、検査対象の位置、形状に応じた角度を適宜選択できる。

　すでに述べたとおり、超音波探傷装置１２０により、溶込み不良の検査（図８ｂの（３）参照）と、ブローホール及び溶接割れの検査（図８ｂの（４）参照）を行うが、後者の検査は通常の溶接部の超音波探傷と同様である。したがって、ここでは、主として前者の検査について述べる。

　溶接部４９の溶込み不良の有無は溶込み深さによって判断する。すなわち、溶込み深さが判定基準Ｗｍｉｎを超えて内径側まで達しているものを溶接良品とし、溶込み深さが判定基準Ｗｍｉｎよりも外径側で終わっているものを溶接不良品とする。図示した例では、接合用端面５１に設けたくぼみ５２の内径部５３と判定基準Ｗｍｉｎを一致させている。符号Ｅはくぼみ５２（の内径部５３）の内径を表しているが、接合用端面５１の内径でもある。符号Ｗａは狙いの溶込み深さを表す。ちなみに、溶接後は、くぼみ５２の外径側に溶接部４９が形成される結果、溶接部４９の内径側に閉じた空洞が形成される。したがって、外部から裏波ビード４９ａを目視で確認することは不可能である。

　超音波探傷の間、ワークＷは回転駆動装置１２５により駆動され、回転している。溶接部４９から所定の距離にある探傷位置に位置決めされた探触子１４７は、ワークＷの全周のデータを採取する。溶接位置が公差分ずれることに対応するため、上記探傷位置で、まず、ワークＷの１回転（３６０°）分のデータを採取し、その後、順次、微小ピッチ（たとえば、０．５ｍｍ）で軸方向に走査し、複数回転（たとえば、５回転）分のデータを採取する。このデータに基づき合否の判定を行うが、合否判定の反射エコーの閾値は、判定基準Ｗｍｉｎの溶接模範を用いて決定する。

　すでに述べたとおり、カップ部材１２ａの接合用端面５０に、軸部材１３ａの接合用端面５１の内径Ｅよりも半径方向内側にせり出した突出面５０ａを設けてあるが、かかる形状に基づき、次に述べるような超音波探傷における利点が得られる。

　かかる利点の理解を容易にするため、開発過程で得た知見すなわち、図１８に示すように、カップ部材１２ａの接合用端面５０の内径Ｄ’と軸部材１３ａの接合用端面５１の内径Ｅを同じ寸法にした場合について先に述べる。この場合、溶込み深さが判定基準Ｗｍｉｎを超えて内径側まで達しており、それゆえに溶接良品と判定されるべきものである。しかしながら、探触子１４７から送信パルスＧを入射させると、裏波ビード４９ａに送信パルスＧと直角方向の境界面が存在するため、この境界面で反射された反射エコーＲを探触子１４７が受信する。裏波ビード４９ａの反射エコーは散乱するが、反射エコーＲはエコー高さが高いため、合否判定の反射エコーの閾値を超え、したがって、溶接不良品と判定されてしまう。このような事情で、溶接良品、不良品の判定が困難であることが判明した。

　そこで、実施の形態では、カップ部材１２ａの接合用端面５０に、軸部材１３ａの接合用端面５１の内径Ｅよりも半径方向内側に突出した突出面５０ａを設けることによって対策を講じたものである。

　溶接良品は、図１７ａに示すように、溶込みが十分である。この場合、探触子１４７からの送信パルスＧは、判定基準Ｗｍｉｎを超えて内径側まで達している裏波ビード４９ａからカップ部１２に入り、そのまま直進するか、あるいは、カップ部１２の内径Ｄで反射してカップ部１２側へ進む。そのため、探触子１４７は反射エコーを受信しない。つまり、送信パルスＧが裏波ビード４９ａに入射しても、送信パルスＧに直角方向の裏波ビード４９ａの境界面が存在しないため、僅かな散乱した反射エコーが発生するものの、誤検出の原因となるほどの反射エコーは生じない。したがって、探触子１４７が受信した反射エコーのエコー高さは閾値以下となり、溶接良品と判定される。
　このように、カップ部材１２ａの接合用端面５０に突出面５０ａを設けたことにより、反射エコーのエコー高さが低くなり、検査の精度を高めることができる。

　溶接不良品の場合、図１７ｂに示すように、溶込み不良でビード４９ａの先端が判定基準Ｗｍｉｎに到達していないため、送信パルスＧは、接合用端面５１や面取部５１ａで反射され、散乱した反射エコーＲを探触子１４７が受信する。この反射エコーＲは、合否判定の反射エコーの閾値を超え、溶接不良品と判定される。

　このように、接合用端面５０に突出面５０ａを設けたことにより、反射エコーのエコー高さを明確に区別することができ、溶接良品、不良品の判定を精度よく行うことができる。
　突出面５０ａの寸法は、図１７ａに示すように、突出面５０ａの半径方向の幅をＳ〔Ｓ＝（Ｅ－Ｄ）／２〕とし、接合用端面５１の内径Ｅからの裏波ビード４９ａの高さをＱとしたとき、Ｓ≧Ｑの関係とする。この関係にあれば、反射エコーの高さを明確に区別することができ、溶接良品、不良品を精度よく判定することができる。このＳ≧Ｑの関係を維持すれば、突出面５０ａの寸法は適宜設定することができる。なお、接合用端面５１の内径Ｅは、くぼみ５２（の内径部５３）の内径でもある。

　超音波探傷装置１２０は、ワークＷの搬入から、給水、排水、超音波探傷、ワーク搬出までの各動作を連動でき、超音波探傷を自動化することができる。したがって、検査の精度、作業性及び効率を向上させることができ、量産製品である等速自在継手の外側継手部材の溶接部の検査に好適である。

　また、超音波探傷において、カップ部材１２ａの接合用端面５０の外径Ｂをジョイントサイズごとに同一寸法としたベースになる構成とが相俟って、品番の異なる外側継手部材１１に対する段取り替え作業も削減され、検査の効率が一層向上する。

　さらに、水中で探傷する構成であることから、超音波の伝播が良好で、一層高精度な検査が可能となる。加えて、接合用端面５０に突出面５０ａを設けた溶接部の形状を採用したことにより、反射エコーのエコー高さが明確に区別することができ、溶接良品、不良品を精度よく判定することができる。

　次に、カップ部材の品種統合について、図５に示すロングステムタイプの軸部材１３ａとは異なる品番の軸部材を例示して補足説明する。

　図１９及び図２０に示す軸部材１３ｂは、インボード側の標準的なステム用である。軸部材１３ｂには、カップ部材１２ａの底部１２ａ２（短軸部１２ａ３）の接合用端面５０（図４ｂ参照）に突き合わせる接合用端面５１が形成されている。この接合用端面５１の外径Ｂ及び内径Ｅは、図５に示したロングステムタイプの軸部材１３ａの接合用端面５１の外径Ｂ及び内径Ｅと同一寸法に形成されている。

　ここでも、カップ部材１２ａの接合用端面５０の内径Ｄを軸部材１３ｂの接合用端面５１の内径Ｅよりも小さく設定してある。その結果、カップ部材１２ａの接合用端面５０に、軸部材１３ｂの接合用端面５１の内径Ｅよりも半径方向内側に突出した突出面５０ａが形成されている。このような形状の接合用端面５０、５１を突き合わせて溶接することで、カップ部材１２ａと軸部材１３ｂが接合されている。

　この軸部材１３ｂは、インボード側の標準的なステム用であるため、軸部の長さが短く、軸方向中央部に滑り軸受面１８を形成し、この滑り軸受面１８に複数の油溝１９が形成してある。カップ部材１２ａ側とは反対側の端部にはスプライン軸Ｓｐと止め輪溝４８が形成してある。このように、標準的な長さのステムやロングステムというタイプの違いや、車種ごとの種々の軸径や外周形状が異なっても、軸部材１３ａ、１３ｂの接合用端面５１の外径Ｂは同一寸法に設定される。

　カップ部材１２ａと軸部材１３ａ、１３ｂの接合用端面５０、５１の外径Ｂがジョイントサイズごとに同一寸法に設定されている。このため、ジョイントサイズごとに共用化されたカップ部材と車種ごとに種々の軸部仕様を備えた軸部材が熱処理前の状態で準備することができ、カップ部材１２ａと軸部材１３ａ、１３ｂの中間部品の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１２ａを品種統合しても、車種ごとに種々の軸部仕様を備えた軸部材１３ａ、１３ｂと組み合わせて、要求に応じた種々の外側継手部材１１を迅速に製作することができる。したがって、カップ部材１２ａ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。

　上では、理解しやすいように、標準的な長さのステムとロングステムというタイプの違いを例として、カップ部材の品種統合の説明を行った。しかし、これに限ることなく、標準的な長さのステム間での車種ごとの種々の軸部仕様を備えた軸部材やロングステム間の車種ごとの種々の軸部仕様を備えた軸部材に対するカップ部材の品種統合も同様である。　

　カップ部材の品種統合の例を図２１に示す。
　図示するように、カップ部材は一つのジョイントサイズで共用化され、たとえば品番Ｃ００１を付与して管理される。これに対して、軸部材は、車種ごとに種々の軸部仕様を備え、たとえば品番Ｓ００１、Ｓ００２、～Ｓ（ｎ）を付与して管理される。そして、たとえば品番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、生産管理の負荷軽減が達成できる。ここで、カップ部材の品種統合というとき、一つのジョイントサイズで１種類すなわち１型番のカップ部材を設定することに限られない。たとえば、最大作動角の異なる仕様により一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用端面の外径Ｂを同一寸法にすることも含まれる。

　次に、図２２及び図２３を参照して外側継手部材の第二の例について述べる。

　ここで、図２２ａは外側継手部材の一部破断正面図、図２２ｂは図２２ａのｂ部拡大図、図２２ｃは図２２ｂの溶接前の状態を示す。図２３は溶接前のカップ部材の縦断面図である。
　この第二の例は、すでに述べた第一の例におけるカップ部材の接合用端面に設けた突出面の形態が異なる。その他の構成は第一の例と同じであるため、第一の例と同じ機能を有する部位には下付き数字のみ変えた同一の符号を付して、重複した説明を省略する。

　図２２ｃ及び図２３に示すように、カップ部材１２ａ_１の短軸部１２ａ３_１に形成された接合用端面５０_１は環状で、内径側には凸部５０ｂ_１がある。そして、環状の接合用端面５０_１の内径側の径Ｄ_１が、外側継手部材の第一の例におけるカップ部材１２ａの接合用端面５０の内径Ｄに相当し、接合用端面５０_１の内径側部分が軸部材１３ａの接合用端面５１の内径Ｅよりも内径側にせり出す。このせり出した部分を第一の例と同様に突出面５０ａ_１と呼ぶこととする。

　カップ部材１２ａ_１は、第一の例におけるしごき加工後のカップ部材の素形材１２ａ’（図４ａ）の短軸部１２ａ３’の端面のうち、外径側の接合用端面５０_１の部分のみを旋削加工することで形成できる。したがって、旋削加工時間を短縮でき、材料歩留まりもよい。もちろん、内径側の凸部５０ｂ_１にも旋削加工を施すことは可能であるが、鍛造肌のままとすることにより工数が削減できる。

　その他の構成や作用、すなわち、外側継手部材の第一の例についてすでに述べた各工程の概要、カップ部材及び軸部材の主な加工工程における状態、カップ部材の共用化、溶接方法、超音波探傷、品種統合や外側継手部材の構成などは外側継手部材の第二の例にもあてはまる。

　図２４に、外側継手部材の製造方法の第二の例を示す。
　この第二の例は、図３の熱処理工程Ｓ７中のカップ部材の熱処理工程を溶接工程Ｓ６の前に組み入れて熱処理工程Ｓ５ｃとし、カップ部材については完成品として準備するようにしたものである。この点を除き、製造方法の第一の例についてすでに述べた事項すなわち、各工程の概要、カップ部材及び軸部材の主な加工工程における状態、カップ部材の共用化、溶接方法、超音波探傷、品種統合や外側継手部材の構成などは製造方法の第二の例にもあてはまる。

　図４ｂに示すように、カップ部材１２ａの外形は、接合用端面５０から底部１２ａ２を経て径の大きな筒状部１２ａ１に至る形状であり、筒状部１２ａ１の内周のトラック溝３０と内周面４２は焼入れ焼戻しの熱処理を施す部位である。このため、通常、熱処理部に対する溶接時の熱影響がないと考えられることから、カップ部材１２ａについては溶接前に熱処理を施し、完成品として準備する。このような製造工程が実用面では好適である。

　カップ部材１２ａについては完成品としての熱処理が施されているため、完成品としての品番を付与して管理する。したがって、カップ部材１２ａの品種統合によるコスト低減、生産管理の負荷軽減が顕著になる。また、カップ部材１２ａは、鍛造加工、旋削加工、熱処理を経た完成品まで、単独で製造でき、段取り削減等も含めて生産性が向上する。

　製造方法の第一の例に関連してすでに述べたカップ部材の品種統合の例を示す図２１については、図中のカップ部材の品番が完成品としての品番となるだけで、軸部材と外側継手部材については製造方法の第一の例と同様であることから、説明を省略する。

　図２５に、外側継手部材の製造方法の第三の例を示す。

　この第三の例は、第一の例に関連してすでに述べた図３の熱処理工程Ｓ７のカップ部と軸部の熱処理工程及び軸部の研削工程Ｓ８を溶接工程Ｓ６の前に組み入れ、カップ部材の熱処理工程Ｓ５ｃ、軸部材の熱処理工程Ｓ４ｓ、研削工程Ｓ５ｓとしたものである。したがって、カップ部材と軸部材をともに完成品として準備するものである。その他の事項すなわち、製造方法の第一の例に関連してすでに述べた各工程の概要、カップ部材及び軸部材の主な加工工程における状態、カップ部材の共用化、溶接方法、超音波探傷、品種統合や外側継手部材の構成などはこの第三の例にもあてはまる。

　軸部材は、スプライン加工工程Ｓ３ｓの後、熱処理工程Ｓ４ｓで外周面の所定範囲に高周波焼入れによりＨＲＣ５０～６２程度の硬化層が形成される。接合用端面５１を含む所定の軸方向部位は熱処理を施さない。カップ部材の熱処理、品番付与等については、製造方法の第二の例と同様であるため、重複説明を省略する。

　熱処理工程Ｓ４ｓの後、軸部材は研削工程Ｓ５ｓに移され、軸受装着面１４などを仕上げ加工する。これにより、完成品としての軸部材が得られる。そして、軸部材に完成品としての品番が付与され管理される。この製造方法の第三の例は、熱処理部に対して溶接時の熱影響が生じない形状、仕様を有するカップ部材及び軸部材の場合に適する。

　製造方法の第三の例では、カップ部材と軸部材の両方が完成品としての品番を付与して管理することができる。したがって、カップ部材の品種統合によるコスト低減、生産管理の負荷軽減が一層顕著になる。また、カップ部材及び軸部材は、鍛造加工、旋削加工、熱処理及び熱処理後の研削加工等を経た完成品まで、それぞれ、別々に製造でき、段取り削減等も含めて生産性が一層向上する。

　製造方法の第三の例の場合、第一の例に関連してすでに述べたカップ部材の品種統合の例を示す図２１については、図中のカップ部材及び軸部材の品番が完成品の品番となる。外側継手部材については、製造方法の第一の例と同様であるため説明を省略する。ただし、完成品としてのカップ部材や軸部材とは、前述した熱処理後の研削加工や焼入れ後切削加工等の仕上げ加工が施されたものに限らず、この仕上げ加工を残した熱処理完了状態のカップ部材や軸部材も含まれる。

　品種統合についてすでに述べたように、カップ部材は、一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い。たとえば、最大作動角の異なる仕様により一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用端面の外径Ｂを同一寸法にしたものも含まれる。また、たとえば継手機能や製造現場の実情、生産性等を考慮して、カップ部材を熱処理前の中間部品と完成部品の複数形態で管理するために一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用端面の外径Ｂを同一寸法にしたものも含まれる。

　次に、図２６及び図２７を参照して外側継手部材の第三の例について述べる。
　ここでは、外側継手部材の第一の例と同様の機能を有する箇所には同一の符号を付して要点のみを説明する。

　図２６に示すしゅう動式等速自在継手１０_２はトリポード型等速自在継手（ＴＪ）であって、外側継手部材１１_２と、内側継手部材１６_２と、トルク伝達要素としてのローラ１９とを備える。外側継手部材１１_２は、カップ部１２_２と、カップ部１２_２の底から軸方向に延びたロングステム部１３とを有する。内側継手部材１６_２は、ローラ２７を回転自在に支持する３本の脚軸２６を円周方向等間隔に設けたトリポード部材２５で構成され、外側継手部材１１_２のカップ部１２_２の内周に収容されている。ローラ２７は外側継手部材１１_２と内側継手部材１６_２との間に介在し、両者間でトルクを伝達する。

　外側継手部材の第一の例と同様に、ロングステム部１３の外周面にはサポートベアリング６の内輪が固定され、このサポートベアリング６の外輪は、図示しないブラケットを介してトランスミッションケースに固定される。したがって、外側継手部材１１_２はサポートベアリング６によって回転自在に支持され、運転時等における外側継手部材１１_２の振れが可及的に防止される。

　外側継手部材１１_２は、図２７に示すように、カップ部１２_２とロングステム部１３とからなる。カップ部１２_２は一端が開口した有底筒状で、内周面３１_２の円周方向三等分位置にローラ１９が転動するトラック溝３０_２が形成されている。ロングステム部１３は、カップ部１２_２の底から軸方向に延び、カップ部１２_２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軸Ｓｐが設けてある。

　外側継手部材１１_２は、カップ部１２_２となるカップ部材１２ａ_２と、ロングステム部１３となる軸部材１３ａを溶接することによって形成される。
　カップ部材１２ａ_２は、筒状部１２ａ１_２と底部１２ａ２_２からなる一体成形品で、筒状部１２ａ１_２の内周にはトラック溝１３０と内周面１３１が形成されている。底部１２ａ２_２には短軸部１２ａ３_２が形成されている。カップ部材１２ａ_２の開口側の外周にはブーツ取付溝３２が形成されている。
　軸部材１３ａは、カップ部材１２ａ_２側の外周に軸受装着面１４及び止め輪溝１５が形成され、カップ部材１２ａ_２とは反対側の端部にスプライン軸Ｓｐが形成されている。

　カップ部材１２ａ_２の短軸部１２ａ３_２に形成された接合用端面５０_２と軸部材１３ａのカップ部材１２ａ_２側端部の接合用端面５１とを突き合わせ、半径方向の外側から電子ビームを照射することにより溶接されている。溶接部４９は、周知のとおり、溶接中に溶融凝固した金属すなわち溶融金属とその周囲の熱影響部とで構成されている。

　外側継手部材の第一の例と同様に、接合用端面５０_２と接合用端面５１の外径Ｂは、ジョイントサイズごとに同一寸法に設定されている。溶接部４９は軸部材１３ａの軸受装着面１４よりもカップ部材１２ａ_２側に形成されるため、軸受装着面１４などをあらかじめ加工しておくことが可能であり、そうすることによって溶接後の後加工を廃止できる。また、電子ビーム溶接では溶接部にバリが出ないことから、溶接部の後加工も省略でき、製造コストが削減できる。

　外側継手部材の第一及び第二の例並びに製造方法の第一～三の例に関連してすでに述べた事項は、外側継手部材の第三の例にもあてはまる。

　ここで、カップ部材１２ａ、１２ａ_１、１２ａ_２接合用端面５０、５０_１、５０_２の外径Ｂや突出面５０ａ、５０ａ_１について、ジョイントサイズごとに同一寸法にするとは、カップ部材１２ａ、１２ａ_１、１２ａ_２を一つのジョイントサイズで１種類、すなわち、１品番に限定することに限られない。
　たとえば、最大作動角の異なる仕様により一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接合用端面の外径を同一寸法にすることや、上記突出面を同一に設定することも含まれる。
　また、これに加えて、たとえば、継手機能や製造現場の実情、生産性等を考慮して、カップ部材を熱処理前の中間部品と熱処理を施した完成部品の複数形態で管理するために、一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接合用端面の外径を同一寸法にすることや、上記突出面を同一に設定することも含まれる。

　さらに、カップ部材１２ａ、１２ａ_１、１２ａ_２の接合用端面５０、５０_１、５０_２の外径Ｂをジョイントサイズごとに同一寸法にする、あるいは、突出面５０ａ、５０ａ_１をジョイントサイズごとに同一にするというときは、異なる形式の等速自在継手どうしについてもあてはまる。
　たとえば、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接合用端面の外径を同一寸法にすることや、上記突出面を同一に設定することも含まれる。また、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接合用端面の外径を同一寸法にすることや、上記突出面を同一に設定することも含まれる。さらに、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用端面の外径を同一寸法にすることや、上記突出面を同一に設定することも可能である。

　上記の溶接前のカップ部材１２ａ、１２ａ_１、１２ａ_２と軸部材１３ａ、１３ｂの少なくとも一方を、熱処理を施さない中間部品とすることができる。この場合は、溶接後、熱処理と研削加工や焼入鋼切削等の仕上げ加工を施す。カップ部材１２ａ、１２ａ_１、１２ａ_２及び軸部材１３ａ、１３ｂが、熱処理後に溶接をすると溶接時の熱で周辺部の温度が上昇して熱処理部の硬さに影響を及ぼすような形状や仕様である場合に適する。上記の中間部品に品番を付与して管理する。

　また、上記の溶接前のカップ部材１２ａ、１２ａ_１、１２ａ_２と軸部材１３ａ、１３ｂの少なくとも一方を、熱処理を施した完成部品とすることができる。熱処理を施した完成部品とは、熱処理及び熱処理後の研削加工や焼入鋼切削等の仕上げ加工を施した完成部品を意味する。この場合、ジョイントサイズごとに共用化された完成部品としてのカップ部材１２ａ、１２ａ_１、１２ａ_２と車種ごとに種々の軸部仕様を備えた軸部材が得られ、それぞれ、品番を付与して管理することができる。したがって、カップ部材１２ａ、１２ａ_１、１２ａ_２の品種統合によるコスト低減、生産管理の負荷軽減が顕著になる。

　また、共用化されたカップ部材１２ａ、１２ａ_１、１２ａ_２と種々の軸部仕様を備えた軸部材１３ａ、１３ｂは、鍛造加工、旋削加工、熱処理、さらには研削加工や焼入鋼切削等の仕上げ加工を経た完成部品まで、それぞれ別々に製造でき、段取り削減等も含めて生産性が向上する。ただし、完成部品としてのカップ部材１２ａ、１２ａ_１、１２ａ_２や軸部材１３ａ、１３ｂとは、前述した熱処理後の研削加工や焼入鋼切削等の仕上げ加工が施されたものに限らず、この仕上げ加工を残した熱処理完了状態のカップ部材１２ａ、１２ａ_１、１２ａ_２や軸部材１３ａ、１３ｂを含む。

　上述の本発明の実施の形態の効果を要約して列記するならば次のとおりである。

　実施の形態の検査装置８０は、トルク伝達要素が転動するトラック溝を内周に形成した有底筒状のカップ部１２と、このカップ部１２の底から軸方向に延びる軸部１３とからなり、カップ部１２を形成するカップ部材１２ａ、１２ａ_１、１２ａ_２と軸部１３を形成する軸部材１３ａ、１３ａ_１、１３ａ_２を溶融溶接した等速自在継手の外側継手部材１１、１１_１、１１_２を検査するための装置であって、外側継手部材１１、１１_１、１１_２の表面に現れた溶接に起因する欠陥を検出するための検査を行う表面検査部IIIと、溶接部４９の内部欠陥の検査をするための内部検査部IVと、上記検査の検査結果を記録する記録部を具備している。この検査装置８０を利用することにより、溶融溶接した接合タイプ外側継手部材１１、１１_１、１１_２を対象として、インラインで全数検査を効率的に行うことができる。したがって、接合タイプ外側継手部材１１、１１_１、１１_２の品質保証が可能となり、しかも、トレーサビリティを確保した品質管理を行うことができる。

　溶接もしくは溶融溶接として、たとえば高エネルギー密度ビーム溶接を用いることができ、高エネルギー密度ビーム溶接の代表例としては電子ビーム溶接又はレーザ溶接が挙げられる。高エネルギー密度ビームによる溶接では、ビード幅が狭く、短時間で深い溶込みが得られるため、溶接部の強度が向上し、かつ、熱ひずみも少ない。しかも、バリが発生しないため、接合部の後加工を省略でき、その結果製造コストが削減できるばかりでなく、摩擦圧接により接合した場合に問題となっていたバリによる超音波の散乱もない。したがって、超音波探傷による全数検査を実施して高い溶接品質を安定して確保することができる。また、一般に、電子ビーム溶接は真空中で行われるため、溶接部に空洞部が存在したとしても、溶融物の吹き上がりや気泡の発生といった問題も生じにくい。

　表面検査部IIIは、接触式ゲージ８６ａを用いて、ワークＷ（外側継手部材１１、１１_１、１１_２）の振れを測定することを含む。これにより、振れがあらかじめ設定した上限を
超える不良ワークを検出して、確実にラインから排除することができる。

　表面検査部IIIは、レーザ変位計８６ｂを含む。レーザ変位計８６ｂを用いて、溶接部４９の表面に現れた欠陥を検出する。そのような欠陥の代表例がピットであり、その深さがあらかじめ設定した上限を超えるワークＷについては不良と判定し、確実にラインから排除することができる。

　内部検査部IVは、超音波探傷により、溶込み不良、ブローホール、溶接割れといった内部欠陥の少なくとも一つを検出することを含む。溶込み不良は未溶接面が存在することを意味し、その場合、溶接部４９の端部に応力集中が発生して強度上問題となり得るところ、内部検査部IVで溶込み不良、ブローホール、溶接割れを検出することにより、そのような不良ワークＷを確実に排除することができる。

　検査装置８０に記録部を設けて、上記各検査の検査結果をワークＷごとにその品番と対応づけて記録することにより、トレーサビリティを確保することができる。

　以上、添付図面を参照して本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、ここに述べ、かつ、添付図面に例示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で、種々の改変を加えて実施をすることができる。

　また、電子ビーム溶接を採用した場合を例にとったが、本発明は、電子ビーム溶接に限らず、レーザ溶接その他の高エネルギー密度ビームによる溶接や溶融溶接を採用する場合にも同様に適用することができる。

　さらに、しゅう動式等速自在継手としてダブルオフセット型等速自在継手、トリポード型等速自在継手を例示したが、本発明は、クロスグルーブ型等速自在継手その他のしゅう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、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た場合を例にとって述べたが、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。

１０、１０_２　しゅう動式等速自在継手
１１、１１_１、１１_２　外側継手部材
１２、１２_１、１２_２　カップ部
１２ａ、１２ａ_１、１２ａ_２　カップ部材
１２ａ１、１２ａ１_１、１２ａ１_２　筒状部
１２ａ２、１２ａ２_１、１２ａ２_２　底部
１２ａ３、１２ａ３_１、１２ａ３_２　短軸部
１３　軸部（ロングステム部）
１３ａ、１３ｂ　軸部材
１６　内側継手部材
４１　トルク伝達要素（ボール）
４９　溶接部
４９ａ　裏波ビード
８０　検査装置
８２　冷却水槽
８４　水切り装置
８６　ダイヤルゲージ（接触式変位計）
８８　レーザ変位計
９０　ロボットハンド
１００　溶接装置
１２０　超音波探傷装置
I 冷却部
II　　　水切り部
III 表面検査部
IV　　　内部検査部

Claims

　トルク伝達要素が転動するトラック溝を内周に形成した有底筒状のカップ部と、このカップ部の底から軸方向に延びる軸部とからなり、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溶接した等速自在継手の外側継手部材を検査するための装置であって、外側継手部材の表面に現れた溶接に起因する欠陥を検出するための検査を行う表面検査部と、溶接部の内部欠陥の検査をするための内部検査部と、上記検査の検査結果を記録する記録部とを具備したことを特徴とする等速自在継手の接合タイプ外側継手部材の検査装置。
　前記表面検査部は、接触式ゲージを用いて、前記外側継手部材の振れを測定することを含むことを特徴とする請求項１に記載した等速自在継手の接合タイプ外側継手部材の検査装置。
　前記表面検査部は、レーザ変位計を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載した等速自在継手の接合タイプ外側継手部材の検査装置。
　前記内部検査部は、超音波探傷により、溶込み不良、ブローホール、溶接割れの少なくとも一つを検出することを特徴とする請求項１、２、又は３に記載に記載した等速自在継手の接合タイプ外側継手部材の検査装置。
　前記記録部は、上記検査の検査結果をワークごとにその品番と対応づけて記録することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載した等速自在継手の接合タイプ外側継手部材の検査装置。