特開 2024-104572 等速自在継手の内側継手部材の鍛造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024104572

(43)【公開日】2024-08-05

(54)【発明の名称】等速自在継手の内側継手部材の鍛造方法

(51)【国際特許分類】

   B21J 5/02 20060101AFI20240729BHJP

   B21J 13/02 20060101ALI20240729BHJP

【ＦＩ】

B21J5/02 C

B21J13/02 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023008864

(22)【出願日】2023-01-24

(71)【出願人】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107423

【弁理士】

【氏名又は名称】城村 邦彦

(74)【代理人】

【識別番号】100120949

【弁理士】

【氏名又は名称】熊野 剛

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 嘉孝

【テーマコード（参考）】

4E087

【Ｆターム（参考）】

4E087AA10

4E087CA14

4E087EA11

4E087EC12

4E087EC43

4E087EC51

4E087HA25

(57)【要約】      （修正有）

【課題】設備の簡素化、設備コストを抑え、扁平な素材の使用で鍛造性を向上し、難加工形状の成形品が得られる等速自在継手の内側継手部材の鍛造方法を提供する。
【解決手段】トラック溝が継手の軸線に対して周方向に傾斜し、傾斜方向が周方向に隣り合うトラック溝で互いに反対方向に形成された内側継手部材の鍛造において、内端にトラック溝成形面を有し、半径方向に移動可能な複数の分割ダイスと、分割ダイスを半径方向および周方向に位置決めするためのダイスベースと、素材を軸方向に加圧する一対のパンチを備えた金型を用いる成形工程を有し、分割ダイスを同方向に傾斜するトラック溝成形面を有する第１グループと第２グループに区分し、半径方向外側へ開く移動距離を同一とし、第１グループの分割ダイスの半径方向外側へ開く移動距離を第２グループより短くし、素材を投入する際、第１グループの分割ダイスの内端で素材Ｗ１をガイドしたことを特徴とする。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

トラック溝が継手の軸線に対して周方向に傾斜すると共に、その傾斜方向が周方向に隣り合う前記トラック溝で互いに反対方向に形成された等速自在継手の内側継手部材の鍛造方法であって、
内端に前記トラック溝を成形するためのトラック溝成形面を有し、半径方向に移動可能な複数の分割ダイスと、前記分割ダイスを半径方向および周方向に位置決めするためのダイスベースと、素材を軸方向に加圧する一対のパンチを備えた金型を用い、
前記複数の分割ダイスが半径方向外側に開いた状態で、前記分割ダイスの内側に前記素材を投入し、その後、前記ダイスベースにより前記分割ダイスを半径方向および周方向に位置決めすると共に前記一対のパンチで加圧することにより、前記分割ダイスと前記一対のパンチにより形成される成形空間に前記素材を塑性流動で充足させる成形工程を有する等速自在継手の内側継手部材の鍛造方法において、
前記複数の分割ダイスを第１グループと第２グループに区分し、各グループ内の分割ダイスが同方向に傾斜するトラック溝成形面を有すると共に、前記各グループ内の分割ダイスの半径方向外側へ開く移動距離を同一とし、
前記第１グループの分割ダイスの半径方向外側へ開く移動距離を前記第２グループの分割ダイスの半径方向外側へ開く移動距離より短くし、
前記素材を投入する際、前記第１グループの分割ダイスの内端で前記素材をガイドしたことを特徴とする等速自在継手の内側継手部材の鍛造方法。

【請求項2】

前記複数の分割ダイスの半径方向外側へ開く移動距離がストッパ面で規定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内側継手部材の鍛造方法。

【請求項3】

前記成形工程後、前記複数の分割ダイスが半径方向外側に開いた状態で、成形品が排出され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内側継手部材の鍛造方法。

【請求項4】

前記複数の分割ダイスの数が８個であること特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手の内側継手部材の鍛造方法。

【請求項5】

前記内側継手部材のトラック溝の軌道中心線が継手中心を曲率中心とする円弧状部分を有す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内側継手部材の鍛造方法。

【請求項6】

前記内側継手部材のトラック溝の軌道中心線が直線状であ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内側継手部材の鍛造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、トラック溝が継手の軸線に対して周方向に傾斜すると共に、その傾斜方向が周方向に隣り合うトラック溝で互いに反対方向に形成された等速自在継手の内側継手部材の鍛造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

直線状のトラック溝が継手の軸線に対して周方向に傾斜すると共に、その傾斜方向が周方向に隣り合うトラック溝で互いに反対方向に形成された従来のクロスグルーブ型等速自在継手の内側継手部材の鍛造方法として、例えば、特許文献１が提案されている。この鍛造方法は、内端に内側継手部材のトラック溝を成形するためのトラック溝成形面を設けた半径方向に移動可能な複数の分割ダイスを、分割ダイスの外端と係合して分割ダイスを半径方向に位置決めするためのダイスベースに収めて素材を鍛造加工するものである。

【0003】

従来の鍛造方法の工程では、成形完了後の成形品排出時に成形品と分割ダイスが接触しないように、成形時以外のタイミングでは分割ダイスは、スプリングで常に半径方向外側に開いている。そのため、素材と分割ダイスの間には空間があり、素材投入時から成形開始までに素材が倒れることを防止するために、分割ダイスの下にビレットガイドを配置している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７－２９２２９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところが、特許文献１では、分割ダイスに下に配置したビレットガイドにより素材が倒れることを防止するものであるので、次のような問題が判明した。すなわち、素材を分割ダイスの上部から投入する構造のため、トランスファー方式で搬送爪によって素材の外径面を両側から把持し、素材をビレットガイド上に配置するためには、分割ダイスの厚みよりも長い素材を使用する必要があり、それよりも扁平な素材は使用できなかった。

【0006】

また、素材（ビレット）は、成形品の鍛造重量に基づいてバー材を切断して製作するが、長い素材を使用すると、鍛造性が低下し、難加工形状の鍛造が難しいことが考えられる。

【0007】

さらに、設備面では、複数の分割ダイスを半径方向に駆動する駆動機構および制御機構を付設して位置を制御することも考えられるが、設備が複雑化し、設備コストも高騰することに着目した。

【0008】

以上の問題に鑑みて、本発明は、設備の簡素化、設備コストの抑制を図りつつ、扁平な素材の使用により鍛造性を向上し、安定した稼働状態で難加工形状の成形品が得られる等速自在継手の内側継手部材の鍛造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者は、前述した問題について種々検討した結果、複数の分割ダイスを２つのグループに分け、各グループの分割ダイスの半径方向外側へ開く移動距離に差を設けて、移動距離の短いグループの分割ダイスにより素材をガイドするという着想により、本発明に至った。

【0010】

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、トラック溝が継手の軸線に対して周方向に傾斜すると共に、その傾斜方向が周方向に隣り合う前記トラック溝で互いに反対方向に形成された等速自在継手の内側継手部材の鍛造方法であって、内端に前記トラック溝を成形するためのトラック溝成形面を有し、半径方向に移動可能な複数の分割ダイスと、前記分割ダイスを半径方向および周方向に位置決めするためのダイスベースと、素材を軸方向に加圧する一対のパンチを備えた金型を用い、前記複数の分割ダイスが半径方向外側に開いた状態で、前記分割ダイスの内側に前記素材を投入し、その後、前記ダイスベースにより前記分割ダイスを半径方向および周方向に位置決めすると共に前記一対のパンチで加圧することにより、前記分割ダイスと前記一対のパンチにより形成される成形空間に前記素材を塑性流動で充足させる成形工程を有する等速自在継手の内側継手部材の鍛造方法において、前記複数の分割ダイスを第１グループと第２グループに区分し、各グループ内の分割ダイスが同方向に傾斜するトラック溝成形面を有すると共に、前記各グループ内の分割ダイスの半径方向外側へ開く移動距離を同一とし、前記第１グループの分割ダイスの半径方向外側へ開く移動距離を前記第２グループの分割ダイスの半径方向外側へ開く移動距離より短くし、前記素材を投入する際、前記第１グループの分割ダイスの内端で前記素材をガイドしたことを特徴とする。

【0011】

上記の構成により、設備の簡素化、設備コストの抑制を図りつつ、扁平な素材の使用により鍛造性を向上し、安定した稼働状態で難加工形状の成形品が得られる等速自在継手の内側継手部材の鍛造方法を実現することができる。

【0012】

上記の複数の分割ダイスの半径方向外側へ開く移動距離をストッパ面で規定することにより、設備の簡素化、設備コストの抑制を図りつつ、安定した稼働状態を確保することができる。

【0013】

上記の成形工程後、複数の分割ダイスが半径方向外側に開いた状態で、成形品が排出されることにより、設備の簡素化、設備コストの抑制を図りつつ、安定した稼働状態を確保することができる。

【0014】

上記の複数の分割ダイスの数が８個であることにより、半数の第１グループの分割ダイスの内端で素材を確実にガイドすることができる。

【0015】

上記の内側継手部材のトラック溝の軌道中心線が継手中心を曲率中心とする円弧状部分を有することが望ましい。これにより、難加工形状の成形品を生産性よく鍛造することができる。

【0016】

上記の内側継手部材のトラック溝の軌道中心線が直線状であることが望ましい。これにより、難加工形状の成形品を生産性よく鍛造することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、設備の簡素化、設備コストの抑制を図りつつ、扁平な素材の使用により鍛造性を向上し、安定した稼働状態で難加工形状の成形品が得られる等速自在継手の内側継手部材の鍛造方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】（ａ）図は、本発明の一実施形態に係る鍛造方法に基づいて製造された内側継手部材を組み込んだ等速自在継手の部分縦断面図で、（ｂ）図は、（ａ）図の側面図である。

【図2】図１（ａ）の内側継手部材を示し、（ａ）図は、（ｂ）図の左側面図で、（ｂ）図は内側継手部材の外周面を示す図で、（ｃ）図は、（ｂ）図の右側面図である。

【図3】内側継手部材のトラック溝の詳細を示す縦断面図である。

【図4】内側継手部材の斜視図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る鍛造方法の素材投入状態を示す要部縦断面図である。

【図6】図５のダイスベースを下から見た平面図である。

【図7】図５の分割ダイスを上から見た平面図である。

【図8】１つの分割ダイスを内径側から見た斜視図である。

【図9】プレススライドの下降途中状態を示す要部縦断面図である。

【図10】図９における分割ダイスの配置状態を示す平面図である。

【図11】プレススライドの下降完了状態を示す要部縦断面図である。

【図12】図１１における分割ダイスの配置状態を示す平面図である。

【図13】鍛造完了状態を示す要部縦断面図である。

【図14】図１３における分割ダイスの配置状態を示す平面図である。

【図15】成形品の排出状態を示す要部縦断面図である。

【図16】図１５における分割ダイスの配置状態を示す平面図である。

【図17】（ａ）図は、本実施形態に係る鍛造方法の金型等を適宜修正して適用される内側継手部材を組み込んだ別形態の等速自在継手の縦断面図で、（ｂ）図は、（ａ）図の側面図である。

【図18】（ａ）図は、図１７（ａ）の内側継手部材の外周面を示す図で、（ｂ）図は、（ａ）図の右側面図である。

【図19】本実施形態に係る鍛造方法の金型等を適宜修正して適用される内側継手部材を組み込んださらに別形態の等速自在継手の縦断面図である。

【図20】（ａ）図は、図１９の内側継手部材の縦断面図で、（ｂ）図は、（ａ）図の右側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明の一実施形態に係る内側継手部材の鍛造方法を図面に基づいて説明する。本実施形態に係る鍛造方法に基づいて製造された内側継手部材を組み込んだ等速自在継手および内側継手部材を図１～４に示し、その鍛造方法を図５～１６に示す。

【0020】

まず、対象となる等速自在継手およびその内側継手部材を説明する。図１（ａ）は、前記等速自在継手の部分縦断面図で、図１（ｂ）は、図１（ａ）の側面図である。等速自在継手１は、固定式等速自在継手であり、外側継手部材２、内側継手部材３、トルクを伝達するボール４および保持器５を主な構成とする。外側継手部材２の球状内周面６には８本のトラック溝７が形成され、内側継手部材３の球状外周面８には、外側継手部材２のトラック溝７と対向する８本のトラック溝９が形成されている。外側継手部材２の球状内周面６と内側継手部材３の球状外周面８との間に、ボール４を保持する保持器５が配置されている。保持器５の球状外周面１２は外側継手部材２の球状内周面６に摺動自在に嵌合し、保持器５の球状内周面１３は内側継手部材３の球状外周面８に摺動自在に嵌合している。

【0021】

外側継手部材２の球状内周面６と内側継手部材３の球状外周面８の曲率中心は、それぞれ継手中心Ｏに形成され、外側継手部材２の球状内周面６と内側継手部材３の球状外周面８にそれぞれ嵌合する保持器５の球状外周面１２と球状内周面１３の曲率中心も、それぞれ継手中心Ｏに位置する。

【0022】

図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように、外側継手部材２および内側継手部材３のそれぞれ８本のトラック溝７、９は、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向に傾斜すると共にその傾斜方向が周方向に隣り合うトラック溝７Ａ、７Ｂおよび９Ａ、９Ｂで互いに反対方向に形成されている。そして、外側継手部材２および内側継手部材３の対となるトラック溝７Ａ、９Ａおよび７Ｂ、９Ｂはそれぞれ互いに反対方向（相反）に傾斜し、その各交差部に８個のボール４が配置されている。

【0023】

軸方向に延びるトラック溝の傾斜状態や湾曲状態などの形態、形状を的確に示すために、本明細書では、軌道中心線という用語を用いて説明する。ここで、軌道中心線とは、トラック溝に配置されたボールがトラック溝に沿って移動するときのボールの中心が描く軌跡を意味する。

【0024】

図１（ａ）に示すように、外側継手部材２のトラック溝７は軌道中心線Ｘを有し、トラック溝７は、継手中心Ｏを曲率中心とする円弧状の軌道中心線Ｘａを有する第１のトラック溝部７ａと、直線状の軌道中心線Ｘｂを有する第２のトラック溝部７ｂとからなり、第１のトラック溝部７ａの軌道中心線Ｘａに第２のトラック溝部７ｂの軌道中心線Ｘｂが接線として滑らかに接続されている。一方、内側継手部材３のトラック溝９は軌道中心線Ｙを有し、トラック溝９は、継手中心Ｏを曲率中心とする円弧状の軌道中心線Ｙａを有する第１のトラック溝部９ａと、直線状の軌道中心線Ｙｂを有する第２のトラック溝部９ｂとからなり、第１のトラック溝部９ａの軌道中心線Ｙａに第２のトラック溝部９ｂの軌道中心線Ｙｂが接線として滑らかに接続されている。

【0025】

トラック溝７、９の横断面形状は、楕円形状やゴシックアーチ形状に形成されており、トラック溝７、９とボール４は、接触角（３０°～４５°程度）をもって接触する、所謂、アンギュラコンタクトとなっている。したがって、ボール４は、トラック溝７、９の溝底より少し離れたトラック溝７、９の側面側で接触している。

【0026】

図２に基づき、内側継手部材３のトラック溝９が継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向に傾斜している状態を説明する。図２（ｂ）は内側継手部材３の外周面を示し、図２（ａ）は内側継手部材３の左側面を、図２（ｃ）は右側面を示す。内側継手部材３のトラック溝９は、その傾斜方向の違いから、トラック溝９Ａ、９Ｂの符号を付す。図２（ｂ）に示すように、トラック溝９Ａの軌道中心線Ｙと継手中心Ｏを含む平面Ｑは、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向に角度γだけ傾斜している。そして、トラック溝９Ａに周方向に隣り合うトラック溝９Ｂは、図示は省略するが、トラック溝９Ｂの軌道中心線Ｙと継手中心Ｏを含む平面Ｑが、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して、トラック溝９Ａの傾斜方向とは反対方向に角度γだけ傾斜している。傾斜角γは、等速自在継手１の作動性および内側継手部材３のトラック溝の最も接近した側の球面幅Ｆを考慮し、４°～１２°に設定されている。内側継手部材３のトラック溝９の軌道中心線Ｙは、作動角０°の状態で継手中心Ｏを含み継手の軸線Ｎ－Ｎに直交する平面Ｐを基準として、外側継手部材２の対となるトラック溝７の軌道中心線Ｘと鏡像対称に形成されている。

【0027】

ここで、トラック溝の符号について補足する。内側継手部材３のトラック溝全体を指す場合は符号９を付し、その第１のトラック溝部に符号９ａ、第２のトラック溝部に符号９ｂを付す。さらに、傾斜方向の違うトラック溝を区別する場合には符号９Ａ、９Ｂを付し、それぞれの第１のトラック溝部に符号９Ａａ、９Ｂａ、第２のトラック溝部に符号９Ａｂ、９Ｂｂを付す。外側継手部材２のトラック溝７についても、同様の要領で符号を付す。

【0028】

図３に基づいて、内側継手部材３の縦断面よりトラック溝の詳細を説明する。図３の縦断面は、前述した図２（ｂ）のトラック溝９Ａの軌道中心線Ｙと継手中心Ｏを含む平面Ｑで見た断面図である。したがって、厳密には、継手の軸線Ｎ－Ｎを含む平面における縦断面図ではなく、角度γだけ傾斜したＮ’－Ｎ’線を含む断面を示している。図３には、内側継手部材３のトラック溝９Ａが示されているが、トラック溝９Ｂは、傾斜方向がトラック溝９Ａとは反対方向であるだけで、その他の構成はトラック溝９Ａと同じであるので、説明は省略する。内側継手部材３の球状外周面８にはトラック溝９Ａが概ね軸方向に沿って形成されている。

【0029】

トラック溝９Ａは軌道中心線Ｙを有し、トラック溝９Ａは、継手中心Ｏを曲率中心（軸方向のオフセットがない）とする円弧状の軌道中心線Ｙａを有する第１のトラック溝部９Ａａと、直線状の軌道中心線Ｙｂを有する第２のトラック溝部９Ａｂとからなる。そして、第１のトラック溝部９Ａａの軌道中心線Ｙａの奥側の端部Ｂにおいて、第２のトラック溝部９Ａｂの軌道中心線Ｙｂが接線として滑らかに接続されている。端部Ｂは継手中心Ｏよりも奥側に位置するので、第１のトラック溝部９Ａａの軌道中心線Ｙａの奥側の端部Ｂにおいて接線として接続される第２のトラック溝部９Ａｂの直線状の軌道中心線Ｙｂは、奥側に行くにつれて継手の軸線Ｎ－Ｎ〔図１（ａ）参照〕に接近するように形成されている。これにより、最大作動角時の有効トラック長さを確保すると共にくさび角が過大になるのを抑制することができる。

【0030】

端部Ｂと継手中心Ｏとを結ぶ直線Ｒが、作動角０°の状態で継手中心Ｏを含み継手の軸線Ｎ－Ｎに直交する平面Ｐに対して、継手の軸線Ｎ－Ｎ方向になす角度βは、継手の常用角を考慮して、３°～１０°に設定されている。内側継手部材３の第１のトラック溝部９Ａａの軌道中心線Ｙａの端部Ｂは、使用頻度が多い常用角時に軸方向に沿って最も奥側に移動したときのボールの中心位置となる。

【0031】

図４に内側継手部材３の斜視図を示す。この斜視図は、これまで説明したトラック溝を立体的に示している。内側継手部材３の球状外周面８には、継手の軸線（図示省略）に対して周方向に傾斜したトラック溝９Ａ、９Ｂが交互に形成され、その傾斜方向は交互に反対方向に形成されている。トラック溝９Ａ、９Ｂは、それぞれ第１のトラック溝部９Ａａ、９Ｂａと第２のトラック溝部９Ａｂ、９Ｂｂとからなる。

【0032】

使用頻度が多い常用角の範囲では、ボール４は、外側継手部材２および内側継手部材３の第１のトラック溝部７ａ、９ａに位置するので、保持器５の周方向に隣り合うポケット部５ａにボール４から相反する方向の力が作用し、保持器５は継手中心Ｏの位置で安定する〔図１（ａ）参照〕。このため、保持器５の球状外周面１２と外側継手部材２の球状内周面６との接触力、および保持器５の球状内周面１３と内側継手部材３の球状外周面８との接触力が抑制され、高負荷時や高速回転時に継手が円滑に作動し、トルク損失や発熱が抑えられ、耐久性が向上する。

【0033】

高作動角の範囲では、周方向に配置されたボール４が第１のトラック溝部７ａ、９ａと第２のトラック溝部７ｂ、９ｂに一時的に分かれて位置する。これに伴い、保持器５の各ポケット部５ａにボール４から作用する力の釣り合いが若干崩れ、保持器５と外側継手部材２との球面接触部１２、６および保持器５と内側継手部材３との球面接触部１３、８の接触力が発生するが、高作動角の範囲は使用頻度が少ないこともあり、この等速自在継手１は、総合的にみるとトルク損失や発熱を抑制できる。したがって、トルク損失および発熱が少なく高効率で、高作動角時の強度や耐久性にも優れたコンパクトな固定式等速自在継手を実現することができる。

【0034】

次に、本実施形態に係る内側継手部材の鍛造方法を図５～１６に基づいて説明する。本実施形態の鍛造方法に用いる主な鍛造金型を図５に基づいて説明する。図５は本実施形態に係る鍛造方法の素材投入状態を示す要部縦断面図である。鍛造金型は上型３０と下型３１で構成され、上型３０は、上プレート３２、上パンチ３３、上パンチガイド３４およびダイスベース３５を主な構成とする。下型３１は、下パッド３６、下パンチ３７、下パンチガイド３８、分割ダイス３９およびダイスハンガ４０を主な構成とする。

【0035】

上型３０は、プレススライドにより昇降可能となっている。また、上型３０には、上パンチ３３の荷重を受けるボス部４２が収容される孔部４１が形成され、上パンチ３３は、上カウンターパンチ３３ａと、この上カウンターパンチ３３ａの外周に嵌合する上リングパンチ３３ｂとからなっている。

【0036】

下型３１には、下パンチ３７が摺動可能に収容される孔部４３が形成され、下パンチ３７は、スプリング（図示省略）により常に上側に押されている。下パンチ３７は、下カウンターパンチ３７ａとこの下カウンターパンチ３７ａの外周に嵌合する下リングパンチ３７ｂとからなり、これらを受けるボス部４４が設けられている。

【0037】

複数の分割ダイス３９はダイスハンガ４０と連結されている。ダイスハンガ４０は、下パッド３６に設けられた溝に摺動自在に嵌合され、複数の分割ダイス３９は半径方向に移動可能となっている。下パッド３６とダイスハンガ４０の間に装着されたスプリング４５により、分割ダイス３９が常に半径方向外側へ開くように付勢されている。分割ダイス３９の半径方向外側へ開く移動距離は下パッド３６に設けられたストッパ面Ｓで規定される。図５に示すように、分割ダイス３９が半径方向外側へ開いた状態で、素材Ｗ１が投入される。

【0038】

図５、図６に基づいて、上型３０のダイスベース３５を説明する。図６は、図５のダイスベース３５を下から見た平面図である。ダイスベース３５は、下端面に開口したすり鉢状の形態で、略円錐台形状の空間４６と、内周面の円周方向に等間隔に配置された凹部４７とを備える。凹部４７の数は、分割ダイス３９の数に対応し、図示した実施形態では８本であり、全体として星形を呈している。各凹部４７の形状は、後述する分割ダイス３９の外端の側面の形状を転写したものに相当する。すなわち、凹部４７は、ダイスベース３５の内径側から外径側に向かって先細となった一対の側壁面４７ａを有する。また、側壁面４７ａは、ダイスベース３５の開口端面から奥側に向かっても先細となっている。後述するように、側壁面４７ａと分割ダイス３９の後端４８の側面４８ａ（図７参照）とが係合するため、凹部４７の外端面４７ｂは、分割ダイス３９の後端面４８ｂと干渉しないように凹円弧状に逃がしてある。

【0039】

図５、図７、図８に基づいて、下型３１の分割ダイス３９を説明する。図７は、図５の分割ダイス３９を上から見た平面図で、図８は１つの分割ダイス３９を内径側から見た斜視図である。内側継手部材３のトラック溝９の数に対応する数の分割ダイス３９が円周方向に放射状に配置されている。各分割ダイス３９は、図７に示すように、内端４９側にトラック溝９を成形するためのトラック溝成形面４９ａを備えている。前述したように、内側継手部材３のトラック溝９は、交互に反対方向に傾斜していることから、周方向に隣り合う分割ダイス３９では、トラック溝成形面４９ａの傾斜方向が互いに反対方向となっている。

【0040】

図８に示すように、分割ダイス３９の内端４９に形成されたトラック溝成形面４９ａの円周方向両側には、トラック溝チャンファ成形面４９ｂが形成されている。これにより、本実施形態の鍛造方法では、トラック溝９とトラック溝チャンファが同時に成形され、チャンファの機械加工を省略できる。分割ダイス３９には貫通孔５０が設けられており、貫通孔５０にボルトを挿通してダイスハンガ４０に締結される。この分割ダイス３９のトラック溝成形面４９ａの傾斜方向は、図２（ｂ）の継手の軸線Ｎ－Ｎに対して反時計方向である。すなわち、トラック溝９Ａを成形するトラック溝成形面４９ａを有している。

【0041】

図７に示すように、分割ダイス３９の後端４８は、円周方向に傾斜状態で面した側面４８ａと、外径方向に面した外端面４８ｂとを有し、側面４８ａが、分割ダイス３９の内端４９側から外端４８側に向かって先細となり、かつ、底面側から頂点側に向かって先細となるテーパ面となっている。

【0042】

本実施形態の鍛造方法に用いる金型の全体的な構成は以上のとおりであるが、本実施形態の鍛造方法の特徴的な構成は次のとおりである。
（１）複数の分割ダイスを第１グループと第２グループに区分し、各グループ内の分割ダイスが同方向に傾斜するトラック溝成形面を有すると共に、各グループ内の分割ダイスの半径方向外側へ開く移動距離を同一とし、
（２）第１グループの分割ダイスの半径方向外側へ開く移動距離を第２グループの分割ダイスの半径方向外側へ開く移動距離より短くし、
（３）素材を投入する際、第１グループの分割ダイスの内端で素材をガイドしたことである。

【0043】

図７に基づいて、上記の特徴的な構成を具体的に説明する。複数の分割ダイス３９は、第１グループの分割ダイス３９_１と第２グループの分割ダイス３９_２とで構成されている。第１グループの各分割ダイス３９_１は、トラック溝成形面４９ａが同方向に傾斜している。その傾斜方向は、図２（ｂ）の継手の軸線Ｎ－Ｎに対して反時計方向である。すなわち、第１グループの各分割ダイス３９_１は、トラック溝９Ａを成形するトラック溝成形面４９ａを有し、その数は半数の４個である。一方、第２グループの各分割ダイス３９_２は、トラック溝成形面４９ａが同方向に傾斜し、その傾斜方向が、図２（ｂ）の継手の軸線Ｎ－Ｎに対して時計方向である。すなわち、第２グループの各分割ダイス３９_２は、トラック溝９Ｂを成形するトラック溝成形面４９ａを有し、その数は残りの４個である。

【0044】

第１グループの分割ダイス３９_１が半径方向外側へ開いた時の内端４９の内接円はＣ_１であり、第２グループの分割ダイス３９_２が半径方向外側へ開いた時の内端４９の内接円はＣ_２である。このように、第１グループ内の分割ダイス３９_１の半径方向外側へ開く移動距離は、内端４９の内接円がＣ_１で同一とされている。また、第２グループの分割ダイス３９_２の半径方向外側へ開く移動距離は、内端４９の内接円がＣ_２で同一とされている。

【0045】

内端４９の内接円Ｃ_１は内接円Ｃ_２より小さくされている。すなわち、第１グループの分割ダイス３９_１の半径方向外側へ開く移動距離を第２グループの分割ダイス３９_２の半径方向外側へ開く移動距離より短くされている。分割ダイス３９_１、３９_２の半径方向外側へ開く移動距離は、それぞれ、図５に示すストッパ面Ｓ_１、Ｓ_２で規定される。

【0046】

そして、素材Ｗ１を投入する際、第１グループの分割ダイス３９_１の内端４９の内接円Ｃ_１で素材Ｗ１をガイドする。すなわち、半径方向外側へ開く移動距離が短い第１グループの分割ダイス３９_１の内端４９で素材をガイドする。

【0047】

特許請求の範囲における「前記複数の分割ダイスを第１グループと第２グループに区分し、各グループ内の分割ダイスが同方向に傾斜するトラック溝成形面を有すると共に、前記各グループ内の分割ダイスの半径方向外側へ開く移動距離を同一とし、」、「前記第１グループの分割ダイスの半径方向外側へ開く移動距離を前記第２グループの分割ダイスの半径方向外側へ開く移動距離より短くし、」および「前記素材を投入する際、前記第１グループの分割ダイスの内端で前記素材をガイドしたこと」は、上記の意味を有する。

【0048】

本実施形態では、８個の分割ダイス３９の半数（４個）の分割ダイス３９_１の内端４９で素材Ｗ１をガイドするので、安定したガイドが可能になる。また、分割ダイス３９の下に配置したビレットガイドで素材の倒れ防止を行う構造ではなく、第１グループの分割ダイス３９_１の内端４９の上部を素材が通過した時点でガイド可能であるので、扁平な素材も使用可能となる。さらに、設備面では、複数の分割ダイス３９を半径方向に駆動する駆動機構および制御機構を付設して位置を制御するものではないので、設備の簡素化、設備コストの抑制を図りつつ、安定した稼働状態を実現できる。

【0049】

なお、図７に示す分割ダイス３９_１、３９_２の内端４９の内接円Ｃ_３は、後述する図１１～図１４に示すように分割ダイス３９_１、３９_２がダイスベース３５により位置決めが完了したときの内接円である。

【0050】

次に、本実施形態の鍛造方法の成形過程を図５～図１６に基づいて説明する。図５、図７に示すように、素材投入時は、上型３０が上昇し、分割ダイス３９が半径方向外側へ開いた状態で、第１グループの分割ダイス３９_１の内端４９で素材Ｗ１をガイドしながら、下カウンターパンチ３７ａの上に供給する。図５は、図７のＡ－Ｎ－Ａ線に沿った縦断面図である。下カウンターパンチ３７ａおよび下リングパンチ３７ｂは、スプリング（図示省略）により常に上側に押されている。この状態で、上型３０が下降する。

【0051】

上型３０が下降すると、図９に示すように、ダイスベース３５の側壁面４７ａ（図５、図６参照）が分割ダイス３９の後端４８の側面４８ａに係合し、分割ダイス３９が半径方向内側へ押され、半径方向および周方向の位置決めが行われる。図９は、図１０のＡ－Ｎ－Ａ線に沿った縦断面図である。そして、下降の途中段階で、図１０に示すように、第１グループの分割ダイス３９_１と第２グループの分割ダイス３９_２の内端４９のすべてによって素材Ｗ１をガイドする。

【0052】

その後、上型３０の下降が進み、図１１に示すように、上パンチガイド３４が分割ダイス３９に接触し、上カウンターパンチ３３が素材Ｗ２を加圧すると共に、分割ダイス３９により素材Ｗ２の上側を加圧する。そして、図１２に示すように分割ダイス３９の位置決めが完了し、分割ダイス３９の内端４９の内接円はＣ３となる。図１１は、図１２のＡ－Ｎ－Ａ線に沿った縦断面図である。これに伴い、分割ダイス３９、上下のカウンターパンチ３３ａおよび上下のリングパンチ３３ｂにより、内側継手部材３のトラック溝９および上下の端面に対応した成形空間が形成される。

【0053】

さらに上型３０が下降すると、図１３、図１４に示すように、上下のカウンターパンチ３３ａ、３７ａと上下のリングパンチ３３ｂ、３７ｂによって、素材Ｗ２に加圧力が加わり、塑性流動して、上型３０の下死点で上記成形空間を充足することで内側継手部材３の成形品Ｗ３が得られる。図１３は、図１４のＡ－Ｎ－Ａ線に沿った縦断面図である。

【0054】

その後、図１５に示すように、プレススライドが上昇し上型３０が下型３１から離れると共に、分割ダイス３９が半径方向外側へ開き、ノックアウト機構（下カウンターパンチ３７ａ、下リングパンチ３７ｂ）により成形品Ｗ３を取り出す。図１５は、図１６のＡ－Ｎ－Ａ線に沿った縦断面図である。このとき、図１６に示すように、第１グループの分割ダイス３９_１の内端４９の内接円はＣ_１であり、第２グループの分割ダイス３９_２の内端４９の内接円はＣ_２である。このように、第１グループの分割ダイス３９_１と第２グループの分割ダイス３９_２の半径方向外側へ開く移動距離に差を持たせて分割ダイス３９を配置したので、成形品Ｗ３を排出できる。

【0055】

成形品Ｗ３の排出時に、垂直方向に真っ直ぐ排出すると成形品Ｗ３と第１グループの分割ダイス３９_１が接触する場合は、成形品Ｗ３が回転しながら排出することで、成形品Ｗ３のトラック溝が第１グループの分割ダイス３９_１のトラック溝成形面４９ａを回避することができる。

【0056】

本実施形態では、第１グループの分割ダイス３９_１を継手の軸線Ｎ－Ｎに対して反時計方向に傾斜したトラック溝９Ａを成形するトラック溝成形面４９ａを有するものとし、第２グループの分割ダイス３９_２を継手の軸線Ｎ－Ｎに対して時計方向に傾斜したトラック溝９Ｂを成形するトラック溝成形面４９ａを有するものとしたが、第１グループの分割ダイス３９_１と第２グループの分割ダイス３９_２が有するトラック溝成形面４９ａの傾斜方向を逆にしてもよい。

【0057】

次に、本実施形態の鍛造方法の金型等を適宜修正して適用される別形態の等速自在継手の内側継手部材を図１７、図１８に基づいて説明する。図１７（ａ）は、別形態の等速自在継手の縦断面図で、図１７（ｂ）は、図１７（ａ）の側面図である。図１８（ａ）は、図１７（ａ）の内側継手部材の外周面を示す図で、図１８（ｂ）は、図１８（ａ）の右側面図である。

【0058】

図１７（ａ）、図１７（ｂ）に示す等速自在継手１０１は、固定式等速自在継手であり、外側継手部材１０２および内側継手部材１０３と、両継手部材１０２、１０３間に配置された６個のボール１０４と、ボール１０４を保持する保持器１０５とを主な構成とする。図１７（ｂ）に示すように、外側継手部材１０２および内側継手部材１０３のトラック溝１０７、１０９は、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向に傾斜すると共にその傾斜方向が周方向に隣り合うトラック溝１０７Ａ、１０７Ｂおよび１０９Ａ、１０９Ｂで互いに反対方向に形成されている。

【0059】

図１７（ａ）に示すように、外側継手部材１０２のトラック溝１０７の軌道中心線Ｘ１および内側継手部材１０３のトラック溝１０９の軌道中心線Ｙ１は、いずれも、継手中心Ｏを曲率中心とした単一の円弧状で全長にわたって形成されている。保持器１０５の球状外周面１１２は外側継手部材１０２の球状内周面１０６に摺動自在に嵌合し、保持器１０５の球状内周面１１３は内側継手部材１０３の球状外周面１０８に摺動自在に嵌合している。外側継手部材１０２の球状内周面１０６と内側継手部材１０３の球状外周面１０８の曲率中心は、それぞれ継手中心Ｏに形成され、外側継手部材１０２の球状内周面１０６と内側継手部材１０３の球状外周面１０８にそれぞれ嵌合する保持器１０５の球状外周面１１２と球状内周面１１３の曲率中心も、それぞれ継手中心Ｏに位置する。

【0060】

図１８（ａ）、図１８（ｂ）に示すように、内側継手部材１０３の各トラック溝１０９は、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向に角度γ傾斜すると共にその傾斜方向が周方向に隣り合うトラック溝１０９Ａ、１０９Ｂで互いに反対方向に形成されている。詳述すると、図１８（ａ）に示すように、トラック溝１０９Ａの軌道中心線Ｙ１と継手中心Ｏを含む平面Ｑは、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向一方側に角度γ傾斜している。また、トラック溝１０９Ａと周方向に隣り合うトラック溝１０９Ｂの軌道中心線Ｙ１と継手中心Ｏを含む平面Ｑは、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向他方側に角度γ傾斜している。内側継手部材１０３のトラック溝１０９の軌道中心線Ｙ１は、作動角０°の状態で継手中心Ｏを含み継手の軸線Ｎ－Ｎに直交する平面Ｐを基準として、外側継手部材１０２の対となるトラック溝１０７の軌道中心線Ｘ１と鏡像対称に形成されている。なお、図１７（ａ）に示すトラック溝７、９は、それぞれ、傾斜角γ＝０°まで回転させた状態で示している。

【0061】

内側継手部材１０３は、各トラック溝１０９が、外側継手部材１０２の対となるトラック溝１０７と交差するように外側継手部材１０２の内周に組み込まれている。したがって、この等速自在継手１０１でも、球状面同士の接触に起因したトルク損失や発熱が効果的に抑制され、トルク伝達効率および耐久性に優れた等速自在継手を実現できる。

【0062】

上述した内側継手部材１０３の場合にも、前述した実施形態に係る鍛造方法に用いた金型を適宜修正することにより、適用できる。例えば、分割ダイスの数を内側継手部材１０３のトラック溝１０９の数（６個）とし、分割ダイスの内端のトラック溝成形面をトラック溝１０９の単一の円弧形状に対応させると共に、この修正に対応してダイスベース等を修正することにより適宜実施することができる。したがって、前述した実施形態の金型構成、鍛造方法、加工工程などの説明内容を準用し、説明を省略する。

【0063】

さらに、本実施形態の鍛造方法の金型等を適宜修正して適用される別形態の等速自在継手の内側継手部材を図１９、図２０に基づいて説明する。図１９は、さらに別形態の等速自在継手の縦断面図である。図２０（ａ）は、図１９の内側継手部材の縦断面図で、図２０（ｂ）は、図２０（ａ）の右側面図である。

【0064】

図１９に示す等速自在継手２０１は、クロスグルーブ型と称される摺動式等速自在継手である。この等速自在継手２０１は、外側継手部材２０２、内側継手部材２０３、ボール２０４および保持器２０５を主な構成とする。外側継手部材２０２は、その内周面に複数（例えば、６本）の直線状の軌道中心線Ｘ２を有するトラック溝２０７が概ね軸方向に形成されている。内側継手部材２０３は、その外周面に、外側継手部材２０２のトラック溝２０７に対向して、直線状の軌道中心線Ｙ２を有するトラック溝２０９が概ね軸方向に形成されている。外側継手部材２０２と内側継手部材２０３の間に保持器２０５が配置され、ボール２０４が保持器のポケット２０５ａに収容されている。保持器２０５の球状外周面２１２と外側継手部材２０２の内周面２０６とは摺動自在に嵌合し、保持器２０５の球状内周面２１３と内側継手部材２０３の外周面２０８との間には隙間が設けられ、相対移動可能となっている。これにより、摺動式等速自在継手を構成する。

【0065】

図１９、図２０（ｂ）に示すように、外側継手部材２０２のトラック溝２０７と内側継手部材２０３のトラック溝２０９は、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向に傾斜すると共にその傾斜方向が周方向に隣り合うトラック溝２０７Ａ、２０７Ｂ（図示省略）および２０９Ａ、２０９Ｂで互いに反対方向に形成されている。対となる外側継手部材２０２のトラック溝２０７と内側継手部材２０３のトラック溝２０９との交差部にボール２０４が組み込まれている。

【0066】

上述した内側継手部材２０３の場合にも、前述した実施形態に係る鍛造方法に用いた金型を適宜修正することにより、適用できる。例えば、分割ダイスの数を内側継手部材２０３のトラック溝２０９の数（例えば、６個）とし、分割ダイスの内端のトラック溝成形面をトラック溝２０９の直線状に対応させると共に、この修正に対応してダイスベース等を修正することにより適宜実施することができる。したがって、前述した実施形態の金型構成、鍛造方法、加工工程などの説明内容を準用し、説明を省略する。

【0067】

以上の説明では、内側継手部材のトラック溝の数を６本、８本のものを例示したが、トラック溝が継手の軸線Ｎ－Ｎに対して周方向に傾斜すると共にその傾斜方向が周方向に隣り合うトラック溝で互いに反対方向に形成されている難加工形状で、トラック溝の数が１０本以上の内側継手部材にも効果的に適用できる。

【0068】

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、特許請求の範囲によって示され、さらに特許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。

【符号の説明】

【0069】

１、１０１、２０１ 等速自在継手
２、１０２、２０２ 外側継手部材
３、１０３、２０３ 内側継手部材
４、１０４、２０４ ボール
５、１０５、２０５ 保持器
３３ 上パンチ
３３ａ 上カウンターパンチ
３３ｂ 上リングパンチ
３５ ダイスベース
３６ 下パッド
３７ 下パンチ
３７ａ 下カウンターパンチ
３７ｂ 下カウンターパンチ
３９ 分割ダイス
３９_１ 第１グループの分割ダイス
３９_２ 第２グループの分割ダイス
４０ ダイスハンガ
４９ 内端
４９ａ トラック溝成形面
５１ 成形空間
Ｎ 継手の軸線
Ｓ ストッパ面
Ｗ１、Ｗ２ 素材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】