特許 7007918 等速自在継手の外側継手部材の鍛造装置および鍛造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-12

(45)【発行日】2022-01-25

(54)【発明の名称】等速自在継手の外側継手部材の鍛造装置および鍛造方法

(51)【国際特許分類】

   B21K 1/14 20060101AFI20220118BHJP

   B21J 5/12 20060101ALI20220118BHJP

   B21J 5/06 20060101ALI20220118BHJP

   F16D 3/20 20060101ALI20220118BHJP

   F16D 3/223 20110101ALI20220118BHJP

   B21J 13/02 20060101ALI20220118BHJP

【ＦＩ】

B21K1/14 A

B21J5/12 Z

B21J5/06 Z

F16D3/20 J

F16D3/223

B21J13/02 K

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2018001253

(22)【出願日】2018-01-09

(65)【公開番号】P2019118937

(43)【公開日】2019-07-22

【審査請求日】2020-12-28

(73)【特許権者】

【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】沼本 潤

(72)【発明者】

【氏名】藤田 拓也

【審査官】豊島 唯

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／１４１６４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００２－３４６６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３４９４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１５４８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－５１９６０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２１Ｋ １／１４

Ｂ２１Ｊ ５／０２ － １３／０２

Ｆ１６Ｄ ３／２０

Ｆ１６Ｄ ３／２２３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

球状内周面に複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、球状外周面に前記外側継手部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝が形成された内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外側継手部材の球状内周面と内側継手部材の球状外周面との間に介在してボールを保持する保持器とを備え、前記外側継手部材と内側継手部材の各トラック溝が、継手中心に対して軸方向にオフセットのない曲率中心をもつ円弧状のボール軌道中心線を有し、このボール軌道中心線と前記継手中心を含む平面を継手の軸線に対して周方向に傾斜させ、この傾斜方向を、対になる前記外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝とで相反させた等速自在継手の外側継手部材の鍛造装置であって、
外側継手部材を構成する前素材は内周面に溝が形成された筒状部を有し、この筒状部に嵌入されて拡縮可能なパンチセットと、筒状部が圧入される孔を有するダイスとを有するしごき成形機構と、
前記前素材をパンチセットに嵌合させる前に、前素材の内周面の溝とパンチセットの溝部成形面との位相を合わせる位相合わせ機構とを備え、
前記位相合わせ機構は、前素材の内周面の溝とパンチセットの溝部成形面との位相が合っている状態で、前素材の周方向に隣り合う２つの溝にそれぞれ嵌入し、それらの位相が合っていない状態でそれぞれの嵌入が規制される一対の凸部を有する位相合わせ用治具を有し、
この位相合わせ用治具にて位相合わせされた状態の前素材をその軸心廻りに回転して、パンチセットの溝部成形面の位相に合わせる回転機構と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の鍛造装置。

【請求項2】

前記前素材の筒状部の内周面には、奥側の軸方向略半分に周方向に傾斜した円弧状の略仕上げ形状のトラック溝面と、開口側の軸方向略半分に周方向に傾斜しない直線状の予備形状のトラック溝面とが形成され、かつ、筒状部の内周面の入口部における、周方向に隣り合う溝間は、薄肉部又は厚肉部とされて、この薄肉部と厚肉部は周方向に沿って交互に配置され、
前記位相合わせ機構は、前素材の周方向に隣り合う溝に軸方向に沿って嵌合する一対の凸部と、この凸部間に設けられて前素材の薄肉部に軸方向に沿って内嵌可能であるとともに、前素材の厚肉部への軸方向に沿った内嵌が不能とされる連結部とを有する位相合わせ用治具を備え、
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の鍛造装置。

【請求項3】

前記位相合わせ機構の位相合わせ用治具は、少なくとも、軸心に関して１８０°反対に配設される２個用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の鍛造装置。

【請求項4】

前記パンチセットは、少なくとも複数のパンチと、このパンチを進退可能に案内するパンチベースを備え、前記各パンチには、隣り合うトラック溝を成形する一対の成形面が形成されていることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の等速自在継手の外側継手部材の鍛造装置。

【請求項5】

前記パンチセットは、前記パンチと前記パンチベースに加えて傘パンチを備えていることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の等速自在継手の外側継手部材の鍛造装置。

【請求項6】

前記パンチと前記パンチベースがパンチホルダに収容案内され、前記パンチの前進行程長さが、前記パンチベースの前進行程長さより長いことを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか１項に記載の等速自在継手の外側継手部材の鍛造装置。

【請求項7】

前記前素材の筒状部の外周面に、部分的に突出する突状部が形成されていることを特徴とする請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の等速自在継手の外側継手部材の鍛造装置。

【請求項8】

球状内周面に複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、球状外周面に前記外側継手部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝が形成された内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外側継手部材の球状内周面と内側継手部材の球状外周面との間に介在してボールを保持する保持器とを備え、前記外側継手部材と内側継手部材の各トラック溝が、継手中心に対して軸方向にオフセットのない曲率中心をもつ円弧状のボール軌道中心線を有し、このボール軌道中心線と前記継手中心を含む平面を継手の軸線に対して周方向に傾斜させ、この傾斜方向を、対になる前記外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝とで相反させた等速自在継手の外側継手部材の鍛造方法であって、
前記前素材をパンチセットに嵌入させる前に、前素材の筒状部の内周面に形成した溝とパンチセットの溝部成形面との位相を、位相合わせ機構を用いて合わせ、この位相があっている状態で、筒状部を有する外側継手部材の前素材の筒状部に拡縮可能なパンチセットを嵌入させて、前記筒状部をダイスの孔に圧入してしごき成形し、
前記位相合わせ機構は、前素材の内周面の溝とパンチセットの溝部成形面との位相が合っている状態で、前素材の周方向に隣り合う２つの溝にそれぞれ嵌入し、それらの位相が合っていない状態でそれぞれの嵌入が規制される一対の凸部を有する位相合わせ用治具を備えることを特徴とする等速自在継手の外側継手部材の鍛造方法。

【請求項9】

記前素材の筒状部の内周面に、奥側の軸方向略半分に周方向に傾斜した円弧状の略仕上げ形状のトラック溝面と、開口側の軸方向略半分に周方向に傾斜しない直線状の予備形状のトラック溝面とを形成し、かつ、前記前素材の筒状部の内周面の入口部における、周方向に隣り合う溝間を、薄肉部又は厚肉部に形成して、この薄肉部と厚肉部を周方向に沿って交互に配置し、
前記位相合わせ機構には、前素材の周方向に隣り合う溝に軸方向に沿って嵌合する一対の凸部と、この凸部間に設けられて前素材の薄肉部に軸方向に沿って内嵌可能であるとともに、前素材の厚肉部への軸方向に沿った内嵌が不能とされる連結部とを備えた位相合わせ治具を用いることを特徴とする請求項８に記載の等速自在継手の外側継手部材の鍛造方法。

【請求項10】

位相合わせ用治具の一対の凸部が前素材の一対の溝に嵌合するとともにこの位相合わせ用治具の外径面が薄肉部に内嵌した状態で、この位相合わせ用治具を回転させて所定の位相位置で前素材を停止して、パンチセットとダイスによるしごき成形を行うことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の等速自在継手の外側継手部材の鍛造方法。

【請求項11】

前記しごき成形に際し、前記前素材の筒状部の開口部側からダイスの孔に圧入することを特徴とする請求項８～請求項１０のいずれか１項に記載の等速自在継手の外側継手部材の鍛造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、等速自在継手の外側継手部材の鍛造装置および鍛造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

等速自在継手の外側継手部材は、一般に、図２９に示すように、内周面に軸方向に延びるトラック溝１３１が形成されたマウス部１３２と、このマウス部１３２の底壁から突設する軸部１３３とを備えたものがある。この場合、マウス部１３２のトラック溝１３１は、周方向に傾斜していない円弧状に形成されたものであって、そのマウス部１３２の開口側のトラック溝底の径よりも中央部のトラック溝底の径が大きく設定されている。この構造をもつ等速自在継手の外側継手部材を成形する場合、冷間しごき加工で成形することが一般的である。

【0003】

冷間しごき加工は、図３０に示すように、鍛造装置(冷間しごき加工工具)が用いられる。冷間しごき加工工具の主な構成は、軸方向で傾斜した方向に進退可能なパンチ１２０、このパンチ１２０を案内するパンチベース１２１、それぞれのパンチ１２０を継手中心の軸方向位置に拘束する傘パンチ１２２とからなるパンチセット１４２と、前素材１４０を押圧するダイス１２３からなる。なお、パンチ１２０には、トラック溝形成面１４７が形成されている。

【0004】

冷間しごき加工前に、前素材１４０が亜熱問鍛造にて成形され、表面潤滑処理(例えば、ボンデ処理)を施す。パンチ１２０に前素材１４０を被せ、ダイス１２３の内周面１２３ａが前素材１４０の外周面を押圧し、しごき加工を行う。しごき加工後、鍛造完了品はスプリングパック によりダイス１２３に挟まれている。ダイス１２３の上昇に伴い、鍛造完了品はパンチ１２０を牽引しながら上昇する。図３１（ａ）から図３１（ｂ）に示すように、パンチ１２０は、軸方向に傾斜したパンチベース１２１に案内されて縮径し、鍛造完了品とパンチ１２０の離型を実現する。

【0005】

ところで、図２９に示すような外側継手部材を鍛造成形する場合、図３１に示すような前素材１４０を用いる。この前素材１４０は、筒状部１４０ａの内周面１４１にトラック形成溝１４８が形成されている。そして、鍛造加工(しごき加工)する場合、前素材１４０のトラック形成溝１４８の位相と、パンチ１２０のトラック溝形成面１４７の位相が合っている必要がある。

【0006】

この際、図３２に示すような位置決め機構を用いて位相を合わせることができる。前素材１４０を支持するプレート１５１と、ピンホルダー１５２から立設される一対の位相合わせピン１５３，１５３と、ピンホルダー１５２および位相合わせピン１５３，１５３を弾性的に押圧して上昇させる押圧部材(バネ部材)１５４と、回転駆動するシャフト１５５とを備える。また、位相合わせピン１５３，１５３は、シャフト１５５の先端部に付設されるヘッド１５６に挿通されている。このため、シャフト１５５の回転に伴ってヘッド１５６が回転し、位相合わせピン１５３，１５３が、シャフトの軸心廻りに回転する。なお、押圧部材(バネ部材)１５４は、図示省略のストッパ機構(例えば、シリンダ機構)にてその付勢力を抑えている。

【0007】

次に、図３２に示す位置決め機構を用いて前素材１４０の位置決め方法を説明する。まず、この位置決め機構を初期状態とする。初期状態とは、ストッパ機構にて押圧部材(バネ部材)１５４の付勢力を抑えた状態として、ヒンホルダー１５２から立設される一対の位相合わせピン１５３，１５３の先端をヘッド１５６の上面よりも下位となるようにセットする。

【0008】

そして、前素材１４０を移動させて、ヘッド１５６と同心の位置で保持する。この状態では、前素材１４０の筒状部１４０ａの開口端面１４０ａ１をプレート１５１に載置した状態としている。この状態で、押圧部材(バネ部材)１５４の付勢力を開放して、ピンホルダー１５２および位相合わせピン１５３，１５３を上昇させる。この際、上昇する位相合わせピン１５３，１５３の位相が、前素材１４０の溝１４８，１４８の位相と一致していた場合、位相合わせピン１５３，１５３がその対応する前素材１４０の溝１４８，１４８に、図３２に示すように嵌入(挿入)することができる。

【0009】

これに対して、位相合わせピン１５３，１５３の位相と、前素材１４０の溝１４８，１４８の位相とが一致していない場合、般入(挿入)することができない。そこで、位相合わせピン１５３，１５３と前素材１４０の溝１４８，１４８の位相とが一致するように、シャフト１５５を回転させる。これによって、図３２に示すように位相合わせピン１５３，１５３と前素材１４０の溝１４８，１４８に椴入(挿入)することができる。

【0010】

その後は、ピン１５３，１５３の嵌入状態で、シャフト１５５を回転させて、前素材１４０を回転させ、パンチ１２０の位相と合う位置で停止する。この状態で、図３０に示すように、前素材１４０の筒状部１４０ａにパンチセット１４２を嵌入することができ、筒状部１４０ａをダイス１２３の孔１２３ａに圧入してしごき成形することができる。

【0011】

ところで、図３３に示すように等速自在継手の外側継手部材は、そのトラック溝１３１Ａ，１３１Ｂがマウス部１３２の内径面(内周面)の軸方向に対して傾斜した円弧状の溝とされ、そして、周方向に隣り合うトラック溝１３１Ａ，１３１Ｂの傾斜方向を相反させ、かつ、マウス部１３２の開口側のトラック溝底の径よりも中央部のトラック溝底の径が大きく設定されている。

【0012】

このような外側継手部材１３２を成形する場合、従来には、特許文献１に記載のような図３４（ａ）（ｂ）に示すような前素材１４０を用いるものがある。この場合、「前素材の亜熱問鍛造において一体型パンチを用いて、鍛造コストの抑制とトラック溝の精度向上を図ることができる。」という作用効果を得るものである。この場合の前素材１４０は、図３４（ａ）（ｂ）に示すように、奥側の軸方向略半分に周方向に傾斜した円弧状の略仕上げ形状のトラック溝面１４８Ａａ，１４８Ｂａと、開口側の軸方向略半分に周方向に傾斜しない直線状の予備形状のトラック溝面１４８Ａｂ，１４８Ｂｂとが形成されている。このような場合、前素材１４０の開口部における溝間隔は、均等に形成されている。

【0013】

この場合、図３４（ａ）（ｂ）に示すようなパンチセット１４２が用いられる。パンチセット１４２は、少なくとも複数のパンチ１４５と、このパンチ１４５を進退可能に案内するパンチベース１４６と、傘パンチ１４３とを備える。各パンチ１４５には、隣り合うトラック溝１４８Ａ，１４８Ｂを成形する一対の溝部成形面１４７Ａ，１４７Ｂが形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【文献】特開２０１７－１４４４５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0015】

図３４（ａ）は、前素材１４０の溝１４８Ａ（１４８Ａａ，１４８Ａｂ），１４８Ｂ（１４８Ｂａ，１４８Ｂｂ）とパンチ１４５の溝部成形面１４７Ａ，１４７Ｂとの位相が合っている場合を示し、図３４（ｂ）は、前素材１４０の溝１４８とパンチ１４５の溝部成形面１４７との位相が合っていない場合を示している。しかしながら、図３４（ａ）及び図３４（ｂ）に示す前素材１４０では、開口部における溝間隔は、均等に形成されている。このため、前素材１４０の溝１４８Ａ（１４８Ａａ，１４８Ａｂ），１４８Ｂ（１４８Ｂａ，１４８Ｂｂ）とパンチ１４５の溝部成形面１４７Ａ，１４７Ｂとの位相が合っていない場合でも、図３２で示す位置決め用ピン１５３，１５３を嵌入することができる。

【0016】

このため、図３２に示すような位置決め機構でもって位置決めしても、前素材１４０の溝１４８Ａ，１４８Ａとパンチ１４５の溝部成形面１４７Ａ，１４７Ａとの位相が合っていない場合があり、図３３に示すように、トラック溝１３１Ａ，１３１Ｂが、周方向に傾斜している円弧状に形成されたものであって、開口側のトラック溝底の径よりも中央部のトラック溝底の径が大きく設定されている外側継手部材１３２を安定して成形できなかった。

【0017】

本発明は、上記課題に鑑みて、トラック溝が、周方向に傾斜している円弧状に形成されたものであって、開口側のトラック溝底の径よりも中央部のトラック溝底の径が大きく設定されている外側継手部材を安定して成形でき、しかも、既存のしごき加工装置をそのまま使用することができる外側継手部材の鍛造装置および鍛造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本発明の等速自在継手の外側継手部材の鍛造装置は、球状内周面に複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、球状外周面に前記外側継手部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝が形成された内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外側継手部材の球状内周面と内側継手部材の球状外周面との間に介在してボールを保持する保持器とを備え、前記外側継手部材と内側継手部材の各トラック溝が、継手中心に対して軸方向にオフセットのない曲率中心をもつ円弧状のボール軌道中心線を有し、このボール軌道中心線と前記継手中心を含む平面を継手の軸線に対して周方向に傾斜させ、この傾斜方向を、対になる前記外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝とで相反させた等速自在継手の外側継手部材の鍛造装置であって、外側継手部材を構成する前素材は内周面に溝が形成された筒状部を有し、この筒状部に嵌入されて拡縮可能なパンチセットと、筒状部が圧入される孔を有するダイスとを有するしごき成形機構と、前記前素材をパンチセットに嵌合させる前に、前素材の内周面の溝とパンチセットの溝部成形面との位相を合わせる位相合わせ機構とを備え、前記位相合わせ機構は、前素材の内周面の溝とパンチセットの溝部成形面との位相が合っている状態で、前素材の周方向に隣り合う溝に嵌入し、それらの位相が合っていない状態で嵌入が規制される一対の凸部を有する位相合わせ用治具を有し、位相合わせ用治具と、この位相合わせ用治具にて位相合わせされた状態の前素材をその軸心廻りに回転して、パンチセットの溝部成形面の位相に合わせる回転機構とを有するものである。

【0019】

本発明の等速自在継手の外側継手部材の鍛造装置によれば、位相合わせ機構にて、前素材をパンチセットに嵌合させる前に、前素材の内周面の溝とパンチセットの溝部成形面との位相を合わせることができるので、しごき成形機構において、前素材の溝の位相とパンチセットの溝部成形面との位相を合わせた状態で、筒状部にパンチセットを嵌入することができる。また、しごき成形機構として、前素材の筒状部に嵌入されて拡縮可能なパンチセットと、筒状部が圧入される孔を有するダイスとを有するものであり、既存のしごき成形機構（鍛造装置）をそのまま使用することができる。

【0020】

また、前記前素材は、筒状部の内周面の入口部における、周方向に隣り合う溝間は、薄肉部又は肉厚部とされて、この薄肉部と肉厚部は周方向に沿って交互に配置され、前記位相合わせ機構は、前素材の周方向に隣り合う溝に軸方向に沿って嵌合する一対の凸部と、この凸部間に設けられて前素材の薄肉部に軸方向に沿って内嵌可能であるとともに、前素材の肉厚部への軸方向に沿った内嵌が不能とされる連結部とを有する位相合わせ用治具を備えたものが好ましい。

【0021】

このように設定することによって、位相合わせ用治具の連結部が前素材に嵌合した状態では、前素材の溝の位相を所望の位相に設定することができる。このため、回転機構によって前素材を回転させることによって、前素材の溝の位相とパンチセットの溝部成形面の位相とを安定して合わせることができる。

【0022】

前記位相合わせ機構の位相合わせ用治具は、少なくとも、軸心に関して１８０°反対に配設される２個用いるのが好ましい。このように２個用いることによって、位相合わせが安定する。

【0023】

前記パンチセットは、少なくとも複数のパンチと、このパンチを進退可能に案内するパンチベースを備え、前記各パンチには、隣り合うトラック溝を成形する一対の成形面が形成されているものであってもよい。

【0024】

前記パンチセットは、前記パンチと前記パンチベースに加えて傘パンチを備えているものであってもよい。

【0025】

前記パンチと前記パンチベースがパンチホルダに収容案内され、前記パンチの前進行程長さが、前記パンチベースの前進行程長さより長いものであってもよい。

【0026】

前記前素材の筒状部の内周面には、奥側の軸方向略半分に周方向に傾斜した円弧状の略仕上げ形状のトラック溝面と、開口側の軸方向略半分に周方向に傾斜しない直線状の予備形状のトラック溝面とが形成されているものであってもよい。

【0027】

前記前素材の筒状部の外周面に、部分的に突出する突状部が形成されているものであってもよい。

【0028】

本発明の等速自在継手の外側継手部材の鍛造方法は、球状内周面に複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、球状外周面に前記外側継手部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝が形成された内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外側継手部材の球状内周面と内側継手部材の球状外周面との間に介在してボールを保持する保持器とを備え、前記外側継手部材と内側継手部材の各トラック溝が、継手中心に対して軸方向にオフセットのない曲率中心をもつ円弧状のボール軌道中心線を有し、このボール軌道中心線と前記継手中心を含む平面を継手の軸線に対して周方向に傾斜させ、この傾斜方向を、対になる前記外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝とで相反させた等速自在継手の外側継手部材の鍛造方法であって、前記前素材をパンチセットに嵌入させる前に、前素材の筒状部の内周面に形成した溝とパンチセットの溝部成形面との位相を、位相合わせ機構を用いて合わせ、この位相があっている状態で、筒状部を有する外側継手部材の前素材の筒状部に拡縮可能なパンチセットを嵌入させて、前記筒状部をダイスの孔に圧入してしごき成形し、前記位相合わせ機構は、前素材の内周面の溝とパンチセットの溝部成形面との位相が合っている状態で、前素材の周方向に隣り合う２つの溝にそれぞれ嵌入し、それらの位相が合っていない状態でそれぞれの嵌入が規制される一対の凸部を有する位相合わせ用治具を備えるものである。

【0029】

本発明の等速自在継手の外側継手部材の鍛造方法によれば、前素材（溝が周方向に傾斜している円弧状に形成され、かつ開口側のトラック溝底の径よりも中央部のトラック溝底の径が大きく設定されている前素材）の溝の位相とパンチセットの溝部成形面との位相を合わせた状態で、筒状部にパンチセットを嵌入することができる。このため、溝の位相とパンチセットの溝部成形面との位相とがあった状態で、前素材の筒状部をダイスの孔に圧入してしごき成形することができる。

【0030】

前記前素材の筒状部の内周面の入口部における、周方向に隣り合う溝間を、薄肉部又は肉厚部に形成して、この薄肉部と肉厚部を周方向に沿って交互に配置し、前記位相合わせ機構には、前素材の周方向に隣り合う溝に軸方向に沿って嵌合する一対の凸部と、この凸部間に設けられて前素材の薄肉部に軸方向に沿って内嵌可能であるとともに、前素材の肉厚部への軸方向に沿った内嵌が不能とされる連結部とを備えた位相合わせ治具を用いるのが好ましい。

【0031】

このように設定することによって、位相合わせ用治具の連結部が前素材に嵌合した状態では、前素材の溝の位相を所望の位相（パンチセットの溝部成形面）に設定することができる。

【0032】

位相合わせ用治具の一対の凸部が前素材の一対の溝に嵌合するとともにこの位相合わせ用治具の外径面が薄肉部に内嵌した状態で、この位相合わせ用治具を回転させて所定の位相位置で前素材を停止して、パンチセットとダイスによるしごき成形を行うのが好ましい。このように設定することによって前素材を回転させることによって、前素材の溝の位相とパンチセットの溝部成形面の位相とを安定して合わせることができる。

【0033】

前記しごき成形に際し、前記前素材の筒状部の開口部側からダイスの孔に圧入するように設定できる。

【発明の効果】

【0034】

本発明によれば、前素材（溝が周方向に傾斜している円弧状に形成され、かつ開口側のトラック溝底の径よりも中央部のトラック溝底の径が大きく設定されている前素材）の位相とパンチセットの溝部成形面との位相とがあった状態で、前素材の筒状部をダイスの孔に圧入してしごき成形することができる。このため、成形不良や金型（ダイス）破損等を防止できる。しかも、金型装置（しごき成形機構）としては、既存の装置をそのまま用いることができ、低コスト化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

【図1】本発明に係る等速自在継手の外側継手部材の鍛造装置における位相合わせ機構を用いて位相合わせしている状態の要部斜視図である。

【図2】図１に示す位相合わせ機構の要部斜視図である。

【図3】前素材の端面図である。

【図4】前素材の側面図である。

【図5】位相合わせ用治具の斜視図である。

【図6】位相合わせ用治具が前素材に嵌合できない状態の端面図である。

【図7】位相合わせ用治具が前素材に嵌合している状態の端面図である。

【図8】しごき成形機構のパンチセットを示す正面図である。

【図9】しごき成形機構のパンチセットと前素材との関係を示し、（ａ）は位相が合っている状態の正面図であり、（ｂ）は位相が合っていない状態の正面図である。

【図10】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外側継手部材が組み込まれた等速自在継手を示し、（ａ）は部分縦断面図であり、（ｂ）は側面図である。

【図11】等速自在継手の外側継手部材を示し、（ａ）は部分縦断面図であり、（ｂ）は側面図である。

【図12】等速自在継手の内側継手部材を示し、（ａ）は左側面図であり、（ｂ）は内外周面を示す図であり、（ｃ）は右側面図である。

【図13】外側継手部材のトラック溝の詳細を示す部分縦断面図である。

【図14】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15】図１０（ａ）の等速自在継手が最大作動角を取った状態を示す図である。

【図16】図１１（ｂ）のＳ１－Ｓ１線で矢視した外側継手部材の斜視図である。

【図17】本発明の一実施形態に係る鍛造方法の外側継手部材の前素材を示し、（ａ）は前素材の縦断面図であり、（ｂ）は側面図である。

【図18】図１７（ｂ）のＳ２－Ｎ－Ｓ２線で矢視した前素材の斜視図である。

【図19】図１８の前素材の内周面を示す部分展開図である。

【図20】図１８の前素材の外周面を示す部分斜視図である。

【図21】鍛造金型を示し、（ａ）はパンチの斜視図であり、（ｂ）はパンチベースの斜視図である。

【図22】図２１の鍛造金型の先端の成形部分を示し、（ａ）はパンチの斜視図であり、（ｂ）はパンチの展開図である。

【図23】パンチベースの先端部の斜視図である。

【図24】パンチベースにパンチを組合わせた状態を示し、（ａ）はパンチが拡径した状態を示す斜視図であり、（ｂ）はパンチが縮径した状態を示す斜視図である。

【図25】パンチホルダの縦断面で見た斜視図である。

【図26】金型をセットした状態を示す斜視図である。

【図27】成形工程を示し、（ａ）はブレス装置にワーク投入状態の断面図であり、（ｂ）は成形開始状態の断面図であり、（ｃ）は成形完了状態を示す断面図である。

【図28】排出工程を示し、（ａ）はプレートからのワーク排出状態の断面図であり、（ｂ）はダイスからのワーク排出状態の断面図であり、（ｃ）はパンチからのワーク排出状態の断面図である。

【図29】一般的な等速自在継手の外側継手部材の一部断面で示す斜視図である。

【図30】従来の鍛造装置の一部断面で示す斜視図である。

【図31】従来の鍛造装置のパンチセットを示し、（ａ）は拡径した状態の一部断面で示す斜視図であり、（ｂ）は縮径した状態の一部断面で示す斜視図である。

【図32】従来の位置決め機構を示す斜視図である。

【図33】トラック溝が、周方向に傾斜している円弧状に形成されたものであって、そのマウス部の開口側のトラック溝底の径よりも中央部のトラック溝底の径が大きく設定されている外側継手部材の一部断面で示す斜視図である。

【図34】前素材と鍛造装置のパンチセットとの関係を示し、（ａ）は前素材の溝の位相とパンチセットの溝部成形面の位相とが合っている状態の説明図であり、（ｂ）は前素材の溝の位相とパンチセットの溝部成形面の位相とが合っていない状態の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

以下本発明の実施の形態を図１～図２８に基づいて説明する。図１０（ａ）は等速自在継手の部分縦断面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の右側面図である。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。図１０および図１１～図１２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。トラック溝７、９の詳細は後述する。

【0037】

継手の縦断面を図１０（ａ）に示す。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、ボール軌道中心線という用語を用いて説明する。ここで、ボール軌道中心線とは、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。したがって、トラック溝の傾斜状態は、ボール軌道中心線の傾斜状態と同じであり、また、トラック溝の円弧状、あるいは直線状の状態は、ボール軌道中心線の円弧状、あるいは直線状の状態と同じである。

【0038】

図１０（ａ）に示すように、外側継手部材２のトラック溝７はボール軌道中心線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ボール軌道中心線Ｘａを有する第１のトラック溝部７ａと、直線状のボール軌道中心線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のボール軌道中心線Ｘａに第２のトラック溝部７ｂのボール軌道中心線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はボール軌道中心線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ボール軌道中心線Ｙａを有する第１のトラック溝部９ａと、直線状のボール軌道中心線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のボール軌道中心線Ｙａに第２のトラック溝部９ｂのボール軌道中心線Ｙｂが接線として滑らかに接続されている。

【0039】

第１のトラック溝部７ａ、９ａのボール軌道中心線Ｘａ、Ｙａの各曲率中心を、継手中心Ｏ、すなわち継手の軸線Ｎ－Ｎ上に配置したことにより、トラック溝深さを均一にすることができ、かつ加工を容易にすることができる。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。

【0040】

図１１に基づき、外側継手部材２のトラック溝７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詳細に説明する。図１１（ａ）は外側継手部材２の部分縦断面を示し、図１１（ｂ）は外側継手部材２の右側面を示す。外側継手部材２のトラック溝７は、その傾斜方向の違いから、トラック溝７Ａ、７Ｂの符号を付す。図１１（ａ）に示すように、トラック溝７Ａのボール軌道中心線Ｘと継手中心Ｏを含む平面Ｍ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７Ａに周方向に隣り合うトラック溝７Ｂは、図示は省略するが、トラック溝７Ｂのボール軌道中心線Ｘと継手中心Ｏを含む平面Ｍが、継手の軸線Ｎ－Ｎに対して、トラック溝７Ａの傾斜方向とは反対方向に角度γだけ傾斜している。この例では、トラック溝７Ａのボール軌道中心線Ｘの全域、すなわち、第１のトラック溝部７ａのボール軌道中心線Ｘａおよび第２のトラック溝部７ｂのボール軌道中心線Ｘｂの両方が平面Ｍ上に形成されている。しかし、これに限られるものではなく、第１のトラック溝部７ａのボール軌道中心線Ｘａのみが平面Ｍに含まれている形態も実施することができる。したがって、少なくとも第１のトラック溝部７ａのボール軌道中心線Ｘａと継手中心Ｏを含む平面Ｍ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第１のトラック溝部７ａで互いに反対方向に形成されていればよい。

【0041】

ここで、トラック溝の符号について補足する。外側継手部材２のトラック溝全体を指す場合は符号７を付し、その第１のトラック溝部に符号７ａ、第２のトラック溝部に符号７ｂ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７Ａ、７Ｂを付し、それぞれの第１のトラック溝部に符号７Ａａ、７Ｂａ、第２のトラック溝部に符号７Ａｂ、７Ｂｂを付す。後述する内側継手部材３のトラック溝についても、同様の要領で符号を付している。

【0042】

次に、図１２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詳細に説明する。図１２（ｂ）は内側継手部材３の外周面を示し、図１２（ａ）は内側継手部材３の左側面を、図１２（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１３（ｂ）に示すように、トラック溝９Ａのボール軌道中心線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のボール軌道中心線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°にすることが好ましい。また、前述した外側継手部材と同様、この例では、トラック溝９Ａのボール軌道中心線Ｙの全域、すなわち、第１のトラック溝部９ａのボール軌道中心線Ｙａおよび第２のトラック溝部９ｂのボール軌道中心線Ｙｂの両方が平面Ｑ上に形成されている。しかし、これに限られるものではなく、第１のトラック溝部９ａのボール軌道中心線Ｙａのみが平面Ｑに含まれている形態も実施することができる。したがって、少なくとも第１のトラック溝部９ａのボール軌道中心線Ｙａと継手中心Ｏを含む平面Ｑ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第１のトラック溝部９ａで互いに反対方向に形成されていればよい。内側継手部材３のトラック溝９のボール軌道中心線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に対して垂直な平面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のボール軌道中心線Ｘと鏡像対称に形成されている。

【0043】

図１３に基づいて、外側継手部材２の縦断面より見たトラック溝の詳細を説明する。図１３の部分縦断面は、前述した図１１（ａ）のトラック溝７Ａのボール軌道中心線Ｘと継手中心Ｏを含む平面Ｍ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だけ傾斜した断面を示している。図１３には、外側継手部材２のトラック溝７Ａが示されているが、トラック溝７Ｂは、傾斜方向がトラック溝７Ａとは反対方向であるだけで、その他の構成はトラック溝７Ａと同じであるので、説明は省略する。外側継手部材２の球状内周面６にはトラック溝７Ａが概ね軸方向に沿って形成されている。トラック溝７Ａはボール軌道中心線Ｘを有し、トラック溝７Ａは、継手中心Ｏを曲率中心（軸方向のオフセットがない）とする円弧状のボール軌道中心線Ｘａを有する第１のトラック溝部７Ａａと、直線状のボール軌道中心線Ｘｂを有する第２のトラック溝部７Ａｂとからなる。そして、第１のトラック溝部７Ａａのボール軌道中心線Ｘａの開口側の端部Ａにおいて、第２のトラック溝部７Ａｂの直線状のボール軌道中心線Ｘｂが接線として滑らかに接続されている。すなわち、端部Ａが第１のトラック溝部７Ａａと第２のトラック溝部７Ａｂとの接続点である。端部Ａは継手中心Ｏよりも開口側に位置するので、第１のトラック溝部７Ａａのボール軌道中心線Ｘａの開口側の端部Ａにおいて接線として接続される第２のトラック溝部７Ａｂの直線状のボール軌道中心線Ｘｂは、開口側に行くにつれて継手の軸線Ｎ－Ｎ（図１０（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。

【0044】

図１３に示すように、端部Ａと継手中心Ｏとを結ぶ直線をＬとする。トラック溝７Ａのボール軌道中心線Ｘと継手中心Ｏを含む平面Ｍ（図１１（ａ）参照）上に投影された継手の軸線Ｎ'－Ｎ'は継手の軸線Ｎ－Ｎに対しγだけ傾斜し、軸線Ｎ'－Ｎ'の継手中心Ｏにおける垂線Ｋと直線Ｌとがなす角度をβ'とする。上記の垂線Ｋは作動角０°の状態の継手中心Ｏを含む平面Ｐ上にある。したがって、直線Ｌが作動角０°の状態の継手中心Ｏを含む平面Ｐに対してなす角度βは、ｓｉｎβ＝ｓｉｎβ'×ｃｏｓγの関係になる。

【0045】

同様に、図１４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１４の縦断面は、前述した図１２（ｂ）のトラック溝９Ａのボール軌道中心線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、図１３と同様に、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だけ傾斜した断面を示している。図１４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。トラック溝９Ａはボール軌道中心線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）とする円弧状のボール軌道中心線Ｙａを有する第１のトラック溝部９Ａａと、直線状のボール軌道中心線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のボール軌道中心線Ｙａの奥側の端部Ｂにおいて、第２のトラック溝部９Ａｂのボール軌道中心線Ｙｂが接線として滑らかに接続されている。すなわち、端部Ｂが第１のトラック溝部９Ａａと第２のトラック溝部９Ａｂとの接続点である。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のボール軌道中心線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の直線状のボール軌道中心線Ｙｂは、奥側に行くにつれて継手の軸線Ｎ－Ｎ（図１０（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。

【0046】

図１４に示すように、端部Ｂと継手中心Ｏとを結ぶ直線をＲとする。トラック溝９Ａのボール軌道中心線Ｙと継手中心Ｏを含む平面Ｑ（図１２（ｂ）参照）上に投影された継手の軸線Ｎ'－Ｎ'は継手の軸線Ｎ－Ｎに対しγだけ傾斜し、軸線Ｎ'－Ｎ'の継手中心Ｏにおける垂線Ｋと直線Ｒとがなす角度をβ'とする。上記の垂線Ｋは作動角０°の状態の継手中心Ｏを含む平面Ｐ上にある。したがって、直線Ｒが作動角０°の状態の継手中心Ｏを含む平面Ｐに対してなす角度βは、ｓｉｎβ＝ｓｉｎβ'×ｃｏｓγの関係になる。

【0047】

次に、直線Ｌ、Ｒが作動角０°の状態の継手中心Ｏを含む平面Ｐに対してなす角度βについて説明する。作動角θを取ったとき、外側継手部材２および内側継手部材３の継手中心Ｏを含む平面Ｐに対して、ボール４がθ／２だけ移動する。使用頻度が多い作動角の１／２より角度βを決め、使用頻度が多い作動角の範囲においてボール４が接触するトラック溝の範囲を決める。ここで、使用頻度が多い作動角について定義する。まず、継手の常用角とは、水平で平坦な路面上で１名乗車時の自動車において、ステアリングを直進状態にした時にフロント用ドライブシャフトの固定式等速自在継手に生じる作動角をいう。常用角は、通常、２°～１５°の間で車種ごとの設計条件に応じて選択・決定される。そして、使用頻度の多い作動角とは、上記の自動車が、例えば、交差点の右折・左折時などに生じる高作動角ではなく、連続走行する曲線道路などで固定式等速自在継手に生じる作動角をいい、これも車種ごとの設計条件に応じて決定される。使用頻度の多い作動角は最大２０°を目処とする。これにより、直線Ｌ、Ｒが作動角０°の状態の継手中心Ｏを含む平面Ｐに対してなす角度βを３°～１０°と設定する。ただし、角度βは３°～１０°に限定されるものではなく、車種の設計条件に応じて適宜設定することができる。角度βを３°～１０°に設定することで種々の車種に汎用することができる。

【0048】

上記の角度βにより、図１３において、第１のトラック溝部７Ａａのボール軌道中心線Ｘａの端部Ａは、使用頻度が多い作動角時に軸方向に沿って最も開口側に移動したときのボールの中心位置となる。同様に、内側継手部材３では、図１４において、第１のトラック溝部９Ａａのボール軌道中心線Ｙａの端部Ｂは、使用頻度が多い作動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。このように設定されているので、使用頻度が多い作動角の範囲では、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７Ａａ、９Ａａと、傾斜方向が反対の７Ｂａ、９Ｂａ〔図１１（ａ）、図１２（ｂ）参照〕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１０（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。

【0049】

等速自在継手１においては、保持器５のポケット部５ａとボール４との嵌め合いをすきま設定にしてもよい。この場合、前記すきまは０～４０μｍ程度に設定することが好ましい。すきま設定にすることにより、保持器５のポケット部５ａに保持されたボール４をスムーズに作動させることができ、更なるトルク損失の低減を図ることができる。

【0050】

等速自在継手１が最大作動角を取った状態を図１５に示す。外側継手部材２のトラック溝７Ａは、直線状のボール軌道中心線Ｘｂを有する第２のトラック溝部７Ａｂが開口側に形成されている。コンパクト設計の中で、この第２のトラック溝部７Ａｂの存在により、最大作動角時における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。そのため、図示のように、最大作動角θｍａｘを４７°程度の高角にしても、必要十分な入口チャンファ１０を設けた状態でボール４がトラック溝部７Ａｂと接触状態を確保することができ、かつ、くさび角が大きくならないように抑えることができる。

【0051】

尚、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７Ａａ、９Ａａ〔７Ｂａ、９Ｂａ、図１１（ａ）および図１２（ｂ）参照〕と第２のトラック溝部７Ａｂ、９Ａｂ〔７Ｂｂ、９Ｂｂ、図１１（ａ）および図１２（ｂ）参照〕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から作用する力が釣り合わず、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ため、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、高作動角を取ることができ、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。

【0052】

前述した等速自在継手の一例では、第２のトラック溝部７ｂ、９ｂのボール軌道中心線Ｘｂ、Ｙｂが直線状に形成されたものを例示したが、これに限られず、第２のトラック溝部のボール軌道中心線を比較的大きな曲率半径を有する凹円弧状あるいは凸円弧状に形成したものでもよい。この場合でも、最大作動角時における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。

【0053】

本発明の実施形態に係る鍛造方法に基づいて製造された外側継手部材が組み込まれた等速自在継手の一例およびその構成部材は、以上説明したとおりである。次に本発明の実施形態に係る外側継手部材の鍛造方法を図１６～図２８に基づいて説明する。

【0054】

図１６は、外側継手部材２の単体完成品を図１１（ｂ）のＳ１－Ｓ１線で矢視した斜視図である。外側継手部材２の詳細は、前述したとおりである。外側継手部材２は、機械構造用炭素鋼（例えば、Ｓ５３Ｃ）等からなり、表面には高周波焼入れによる硬化層が形成されている。外側継手部材２は、奥側に第１のトラック溝部７ａ（７Ａａ、７Ｂａ）が形成され、開口側に第２のトラック溝部７ｂ（７Ａｂ、７Ｂｂ）が形成され、両トラック溝部が滑らかに接続されている。トラック溝７（７Ａ、７Ｂ）間には球状内周面６が形成されている。後述する成形工程後の鍛造完了品に旋削加工、スプライン加工、熱処理、研削加工などを経て図１１に示す完成品となる。

【0055】

本実施形態は、前述した外側継手部材２の鍛造方法を特徴とするものである。本実施形態の鍛造方法における前素材を図１７～図２０に基づいて説明する。図１７（ａ）は前素材の縦断面図で、図１７（ｂ）は側面図である。図１８は、図１７（ｂ）のＳ２－Ｎ－Ｓ２線で矢視した前素材の斜視図で、図１９は、図１８の前素材の内周面を示す展開図で、図２０は、図１８の前素材の外周面を示す斜視図である。

【0056】

本実施形態の鍛造方法における冷間しごき加工前の図１７（ａ）および図１７（ｂ）に示す前素材は、亜熱間鍛造により成形され、表面潤滑処理（例えば、ボンデ処理）が施される。前素材Ｗ１は、筒状部Ｗ１ｂと軸部Ｗ１ｃを有し、筒状部Ｗ１ｂの内周面に、第１のトラック溝部７ａ（７Ａａ、７Ｂａ）（図１６参照）に対応する略仕上げ形状の面７ａ'（７Ａａ'、７Ｂａ'）〔以下、略仕上げ形状の第１のトラック溝面７ａ'（７Ａａ'、７Ｂａ'）と略称する。〕が図１７（ａ）の継手中心Ｏから奥側略半分に形成されている。第１のトラック溝部７ａ（７Ａａ、７Ｂａ）の残部と直線状の第２のトラック溝部７ｂ（７Ａｂ、７Ｂｂ）に対応する予備形状の面７ｂ'（７Ａｂ'、７Ｂｂ'）〔以下、予備形状の第２のトラック溝面７ｂ'（７Ａｂ'、７Ｂｂ'）と略称する。〕が図１７（ａ）の継手中心Ｏから開口側略半分に形成されている。略仕上げ形状の第１のトラック溝面７ａ'（７Ａａ'、７Ｂａ'）は、周方向に傾斜し、かつ継手中心Ｏを曲率中心とする円弧状に形成されている。一方、予備形状の第２のトラック溝面７ｂ'（７Ａｂ'、７Ｂｂ'）は、周方向の傾斜のない直線状に形成されている。

【0057】

前素材Ｗ１の略仕上げ形状の第１のトラック溝面７ａ'（７Ａａ'、７Ｂａ'）は、継手中心Ｏから奥側略半分に形成する形態にしたので、トラック溝面の傾斜角γが比較的に小さいことと、継手中心Ｏを曲率中心とする奥側略半分が円弧状であるので、亜熱間鍛造において一体型パンチによって、略仕上げ形状の第１のトラック溝面７ａ'（７Ａａ'、７Ｂａ'）の肩部との間の干渉なく成形することができる。これにより、鍛造コストの抑制とトラック溝の精度向上を図ることができる。

【0058】

球状内周面６（図１６参照）に対応する略仕上げ形状の内周面６'ａ（以下、略仕上げ形状の球状内周面６'ａと略称する。）が、図１７（ａ）の継手中心Ｏから奥側略半分に形成され、図１７（ａ）の継手中心Ｏから開口側略半分は略円筒状の予備形状の内周面６'ｂ（以下、予備形状の略円筒状内周面６'ｂと略称する。）が形成されている。

【0059】

斜視図である図１８に、前素材Ｗ１の略仕上げ形状の第１のトラック溝面７ａ'（７Ａａ'、７Ｂａ'）、予備形状の第２のトラック溝面７ｂ'（７Ａｂ'、７Ｂｂ'）、略仕上げ形状の球状内周面６'ａおよび予備形状の略円筒状内周面６'ｂをより分かりやすく示す。予備形状の第２のトラック溝面７ｂ'（７Ａｂ'、７Ｂｂ'）および予備形状の略円筒状内周面６'ｂは、金型の抜け勾配として、開口側に向けて若干拡径するテーパ状に形成されている。

【0060】

また、展開図である図１９に、略仕上げ形状の第１のトラック溝面７ａ'（７Ａａ'、７Ｂａ'）および予備形状の第２のトラック溝面７ｂ'（７Ａｂ'、７Ｂｂ'）の周方向の傾斜状態をより分かりやすく示す。略仕上げ形状の第１のトラック溝面７ａ'（７Ａａ'、７Ｂａ'）のボール軌道中心線Ｘａ'は継手の軸線Ｎ－Ｎに対してγだけ周方向に傾斜している〔図１１（ａ）参照〕。これに対して、予備形状の第２のトラック溝面７ｂ'（７Ａｂ'、７Ｂｂ'）のボール軌道中心線Ｘｂ'は周方向の傾斜のない直線状に形成されている。

【0061】

図２０に示すように、前素材Ｗ１の外周面には、周方向の４箇所に部分的に外径を大きくして肉厚を増加させた突状部Ｗ１ａが形成されている。突状部Ｗ１ａは、図１８の予備形状の第２のトラック溝面７Ａｂ'と７Ｂｂ'を周方向で反対方向に傾斜させる成形の際、材料が十分充足するように設けられている。換言すると、予備形状の第２のトラック溝面７Ａｂ'と７Ｂｂ'の周方向の間隔を開口側で広げる成形の際、材料が十分充足するように設けられている。このため、突状部Ｗ１ａは、図１７（ｂ）、図１８および図２０に示すＧ１、Ｇ２の範囲で部分的に形成されている。突状部Ｗ１ａの具体的な形状は、材料の充足状態を考慮して設定する。

【0062】

ところで、本発明に係る鍛造装置は、前素材Ｗ１を冷間しごき加工するしごき成形機構Ｍ１（図２６等参照）と、位相位置合わせ機構Ｍ２（図１等参照）とを備える。しごき成形機構Ｍ１を図２１～図２６に基づいて説明する。図２１（ａ）はパンチを示す斜視図で、図２１（ｂ）はパンチベースを示す斜視図である。図２２（ａ）はパンチの先端部を拡大した斜視図で、図２２（ｂ）は、図２２（ａ）のパンチの外周面をさらに拡大した展開図である。図２１（ａ）および図２２（ａ）に示すように、パンチ２０は４個に分割されている。各パンチ２０の先端外周部には、第１のトラック溝部７Ａａ、７Ｂａ（図１６参照）を成形する第１のトラック溝部成形面２７Ａａ、２７Ｂａと、第２のトラック溝部７Ａｂ、７Ｂｂ（図１６参照）を成形する第２のトラック溝部成形面２７Ａｂ、２７Ｂｂが形成されている。図２２（ｂ）に示すように、第１のトラック溝部成形面２７Ａａ、２７Ｂａと第２のトラック溝部成形面２７Ａｂ、２７Ｂｂは、継手の軸線Ｎ－Ｎ〔図１１（ａ）参照〕に対してγだけ周方向に傾斜しており、両トラック溝部成形面２７Ａａ、２７Ａｂと２７Ｂａ、２７Ｂｂは、それぞれ、第１のトラック溝部７Ａａ、７Ｂａの開口側端部Ａ〔図１３参照〕に対応する位置で接続している。

【0063】

第１のトラック溝部成形面２７Ａａ、２７Ｂａの間に球状内周面６を成形する球状成形面２８が継手中心Ｏ〔図１１（ａ）参照〕の軸方向位置からパンチ２０の先端（継手の奥側）まで形成され、球状成形面２８からパンチ２０の軸方向中央側〔図２１（ａ）、図２２（ｂ）の上側〕には円筒状成形面２９が形成されている。

【0064】

第１のトラック溝部成形面２７Ａａと第２のトラック溝部成形面２７Ａｂを合わせてトラック溝成形面２７Ａと呼び、第１のトラック溝部成形面２７Ｂａと第２のトラック溝部成形面２Ｂｂを合わせてトラック溝成形面２７Ｂと呼ぶ。

【0065】

図２１（ａ）に示すように、パンチ２０の周方向の端面は、後述するパンチ２０の拡径時にパンチベース２１の鍔面３６ａ〔図２１（ｂ）参照〕に当接する当接面３０と、この当接面３０からテーパ状段部３１を介して、パンチ２０の縮径空間を形成する段差面３２から形成されている。各パンチ２０の当接面３０には、面取り部３３が形成され、成形時の材料の挟み込みを抑制している。

【0066】

パンチ２０の半径方向内側には、パンチベース２１に案内される内側当接面３４が形成されている。４個のパンチ２０が縮径して、周方向の当接面３０同士を当接させた時、４個の内側当接面３４で形成される横断面の輪郭は正方形となる。パンチ２０の他端部〔図２１（ａ）の上側〕には、突出部３５が形成され、その軸方向の面が位置決め用テーパ状段部４４となっている。

【0067】

従来では、冷間加工する１本のトラック溝に１つのパンチを配置した構造であった。これに対して、本実施形態では、隣り合う一対のトラック溝成形面２７Ａ、２７Ｂを１つのパンチ２０に配置した構造となっている。すなわち、従来のパンチ配置とは異なり、隣り合う一対のトラック溝成形面２７Ａ、２７Ｂのパンチ間の隙間をなくして、一対のトラック溝成形面２７Ａ、２７Ｂが１つのパンチ２０に一体に形成されている。そのため、従来のパンチの断面積に対して、本実施形態におけるパンチ２０の断面積は約３～４．５倍となる。トラック溝成形面１本当たりの断面積に換算すると、１．５～２．２５倍に増加し、曲げ剛性は４．２倍以上に向上する。すなわち、構造強度と剛性の向上により、高精度の成形が可能になる。また、パンチ肩部の肉厚の薄い領域をなくしたため、応力の集中が緩和され、金型の寿命を向上させることができる。

【0068】

次に、パンチ２０を進退可能に案内するパンチベース２１を図２１（ｂ）および図２３に基づいて説明する。図２３は、パンチベース２１の先端部を図２１（ｂ）とは異なる方向から見た斜視図である。パンチベース２１は、概ね４角柱形状をなし、パンチ２０の内側当接面３４を案内する４個の底面３７と、４個の底面３７の角部からパンチ２０の周方向の当接面３０を案内する鍔部３６が形成されている。鍔部３６の両側には、鍔面３６ａが形成されている。鍔部３６の先端部〔図２１（ｂ）の下側〕には、前述したパンチ２０の面取り部３３と輪郭が一致するテーパ状面３８が形成されている。鍔部３６の他端部〔図２１（ｂ）の上側〕には、突出部３９が形成され、その軸方向の面が位置決め用テーパ状段部４２となっている。パンチベース２１の中心には、傘パンチ２２〔図２４（ｂ）参照〕の軸部が進退可能に挿入される貫通孔４０が形成されている。

【0069】

従来の冷間加工の場合に、パンチの先端側に接近するトラック溝の領域のパンチベースが薄く、パンチの縮径量が制限される。本実施形態では、隣り合う一対のトラック溝成形面２７Ａ、２７Ｂが１つのパンチ２０に配置されているため、従来のパンチベースより肉厚を増加させることが可能である。これにより、トラック溝数が多くかつ高作動角が取れる等速自在継手の外側継手部材の場合でも、必要なトラック長さを有するトラック溝交差タイプの外側継手部材を成形することが可能である。

【0070】

また、パンチ２０を案内する底面３７と鍔面３６ａからなる溝数を半減したパンチベース２１では、溝の断面形状を鋭い角形から平らな底面３７の形状にしたために、応力の集中が緩和され、パンチベース２１の長寿命化を図ることができる。さらに、上記溝数の半減により、一体になったパンチベース２１の剛性が向上し、鍛造品の高精度化に効果がある。

【0071】

次に、パンチ２０とパンチベース２１の拡縮作動と相対的な進退作動を図２４（ａ）、図２４（ｂ）に基づいて説明する。図２４（ａ）はパンチ２０の拡径状態を示す斜視図で、図２４（ｂ）はパンチ２０の縮径状態を示す斜視図である。ここで、本明細書および特許請求の範囲におけるパンチセットとは、図２４（ａ）および図２４（ｂ）に示すパンチ２０とパンチベース２１のセット、さらに好ましくは、パンチ２０、パンチベース２１および傘パンチ２２のセットを意味する。パンチセットに符号Ｔを付す。図２４（ａ）に示すように、各パンチ２０の当接面３０〔図２４（ｂ）参照〕の間にパンチベース２１の鍔部３６が挿入され、当接面３０と鍔面３６ａが当接すると共に各パンチ２０の先端面およびパンチベース２１の先端面が傘パンチ２２の背面２２ａに当接して整列され、これにより、各パンチ２０が継手中心Ｏ〔図１０（ａ）参照〕に拘束される。この状態が、パンチ２０の拡径状態である。

【0072】

図２４（ａ）の拡径状態から、各パンチ２０がパンチベース２１の底面３７と鍔面３６ａに案内されて下方へ前進する。そして、パンチベース２１の鍔面３６ａの先端がパンチ２０のテーパ状段部３１を過ぎると、パンチ２０の段差面３２（図２２（ａ）参照）とパンチベース２１の鍔面３６ａとの間に隙間が生じ、パンチ２０の縮径空間ができる。これにより、図２４（ｂ）に示すように、パンチ２０は縮径状態になる。

【0073】

パンチ２０とパンチベース２１の拡縮作動と相対的な進退作動は以上のとおりであるが、パンチ２０とパンチベース２１は、図２５に示すパンチホルダ２４の内周孔４１に収容案内され、前述した相対的な進退作動を行う。具体的には、パンチホルダ２４の内周孔４１に、パンチベース２１の鍔部３６の突出部３９〔図２１（ｂ）参照〕が摺動自在に嵌合する軸方向溝４３が設けられ、この軸方向溝４３の下方側端部にテーパ状ストッパ面４３ａが設けられている。このテーパ状ストッパ面４３ａにパンチベース２１の鍔部３６の突出部３９の位置決め用テーパ状段部４２が係止されてパンチベース２１の下方側への前進行程が決められる。パンチベース２１の鍔部３６の外周面はパンチホルダ２４の内周孔４１に案内される。

【0074】

パンチホルダ２４の内周孔４１には、さらに、パンチ２０の突出部３５〔図２１（ａ）参照〕が摺動自在に嵌合する軸方向溝４５が設けられ、この軸方向溝４５の下方側端部にテーパ状ストッパ面４５ａが設けられている。このテーパ状ストッパ面４５ａにパンチ２０の突出部３５の位置決め用テーパ状段部４４が係止されてパンチ２０の下方側への前進行程が決められる。パンチ２０の外周面２０ａはパンチホルダ２４の内周孔４１に案内される。

【0075】

パンチホルダ２４に設けられたテーパ状ストッパ面４３ａおよびテーパ状ストッパ面４５ａにより、パンチベース２１の前進行程長さが短く、パンチ２０の前進行程長さが長くなる。これにより、パンチベース２１が停止した後にも、パンチ２０の当接面３０とパンチベース２１の鍔面３６ａとの案内によりパンチ２０の前進が続き、パンチ２０のテーパ状段部３１がパンチベース２１の鍔面３６ａの先端を過ぎると、パンチ２０の段差面３２とパンチベース２１の鍔面３６ａとの間に隙間が生じ、パンチ２０の縮径空間ができる。このように、簡素な機構でパンチ２０の縮径動作が可能になる。

【0076】

図２６の斜視図は、本実施形態の鍛造方法に用いる金型をセットにした状態を示す。パンチ２０、パンチベース２１がパンチホルダ２４内に収容され、パンチベース２１に傘パンチ２２挿入されている。ダイス２３はパンチホルダ２４と合わせて後述するプレス装置のスライドに取付け固定される。図２６は、前素材Ｗ１の内周部に傘パンチ２２、パンチ２０およびパンチベース２１が挿入され、ダイス２３によって、前素材Ｗ１の外周部をしごき加工する成形開始時〔図２７（ｂ）参照〕の金型の配置状態を示す。

【0077】

次に、具体的な成形工程を図２７、図２８に基づいて説明する。図２７（ａ）～図２７（ｃ）は、前素材の投入から成形完了までの行程を示し、図２８（ａ）～図２８（ｃ）は成形完了後、鍛造完成品の排出までの行程を示す。

【0078】

図２７（ａ）を参照して、プレス装置に装着された金型や加圧装置の概要を説明する。プレス装置の例えば、油圧駆動源により昇降するスライド５０に、パンチ２０、パンチベース２１、傘パンチ２２等を収容したパンチホルダ２４やダイス２３からなる金型セット、加圧シリンダ５１およびノックアウトシリンダ５２が取付け固定されている。パンチホルダ２４の内部には、パンチ２０、パンチベース２１、傘パンチ２２および押圧部材５３が摺動自在に収容されている。押圧部材５３の中心に設けられた貫通孔５３ａに傘パンチ２２の軸部２２ｂが摺動自在に嵌合している。傘パンチ２２の軸部２２ｂは、ばね受け部材５４を介してノックアウトシリンダ５２のロッド５２ａに連結されている。押圧部材５３の上面には、ばね受け部５３ａが設けられ、このばね受け部５３ｂと、ばね受け部材５４との間に圧縮コイルばね５５が組み込まれている。この圧縮コイルばね５５の付勢力により、パンチ２０とパンチベース２１が、傘パンチ２２の背面２２ａと押圧部材５３の下面５３ｃとの間で拘束されて整列する。加圧シリンダ５１は連結部材５６を介して押圧部材５３を押圧する。プレス装置の下方にプレート５７が取付け固定され、このプレート５７上に前素材Ｗ１がセットされる。

【0079】

成形工程を具体的に説明する。図２７（ａ）に示すように、ワーク投入状態は、スライド５０が上死点に位置し、加圧シリンダ５１には一定の圧力が負荷され、ノックアウトシリンダ５２には圧力が負荷されていない。加圧シリンダ５１およびノックアウトシリンダ５２の圧力状態は成形完了まで維持される。この状態で、パンチ２０の位相に合わせて、プレート５７上に前素材Ｗ１がセットされる。

【0080】

ワーク投入後、図２７（ｂ）に示すように、成形開始状態は、加圧シリンダ５１が一定の圧力負荷状態でスライド５０が下降し、傘パンチ２２が前素材Ｗ１のカップ底面に定圧を保って当接すると共にダイス２３のダイス孔２３ａに前素材Ｗ１の開口端部が臨む位置までスライド５０が下降する。

【0081】

傘パンチ２２が前素材Ｗ１のカップ底面に定圧を保って当接し、パンチ２０のトラック溝成形面２７Ａ、２７Ｂの軸方向位置を安定させた状態で、図２７（ｃ）に示すように、ダイス２３が下降し前素材Ｗ１の開口部側から外周面を押圧し、スライド５０が下死点まで達し、前素材Ｗ１の内周部がパンチ２０のトラック溝成形面２７Ａ、２７Ｂおよび球状成形面２８、円筒状成形面２９に押し付けられて、軸方向全域のトラック溝面７ａ'、７ｂ'および奥側の球状内周面６'ａと開口側の円筒状内周面６'ｂの仕上げ成形が完了す
る。

【0082】

具体的には、前素材Ｗ１の奥側におけて、略仕上げ形状の第１のトラック溝面７ａ'（７Ａａ'、７Ｂａ'）が仕上げ形状の第１のトラック溝面７ａ"（７Ａａ"、７Ｂａ"）となり、略仕上げ形状の球状内周面６'ａが仕上げ形状の球状内周面６"ａとなる。また、前素材Ｗ１の開口側において、予備形状の第２のトラック溝面７ｂ'（７Ａｂ'、７Ｂｂ'）が仕上げ形状の第２のトラック溝面７ｂ"（７Ａｂ"、７Ｂｂ"）となり、予備形状の略円筒状内周面６'ｂが仕上げ形状の略円筒状内周面６"ｂとなる。ここで、本明細書において仕上げ形状とは、鍛造完了品に残る形状を意味する。

【0083】

上記成形において、前素材Ｗ１に突状部Ｗ１ａを設けたことにより、予備形状の第２のトラック溝面７Ａｂ'と７Ｂｂ'の周方向の間隔を開口側で広げる成形の際、材料が十分充足する。

【0084】

成形完了後のスプリンバック現象により、鍛造完了品Ｗ２はダイス２３に挟持されて状態になる。上記のように、ダイス２３が前素材Ｗ１の開口部側から外周面を押圧し、押し込むしごき成形であるので、前素材Ｗ１の内周部の材料充足性を向上させることができる。前述した一対のトラック溝成形面２７Ａ、２７Ｂが１つのパンチ２０に一体に形成されている構成と前素材Ｗ１の筒状部Ｗ１ｂの開口部側から押し込むしごき成形が相俟って、高精度の成形や金型寿命の向上等を一層促進させることができる。

【0085】

成形完了後、鍛造完了品Ｗ２の排出工程となる。加圧シリンダ５１の圧力を抜くことにより鍛造完了品Ｗ２のカップ底面への傘パンチ２２の圧力が消失する。そして、図２８（ａ）に示すように、スライド５０が上昇し、ダイス２３の中に挟持された鍛造完了品Ｗ２とパンチ２０、パンチベース２１、傘パンチ２２が上昇し、鍛造完了品Ｗ２がプレート５７から排出され、スライド５０が上死点に達する。

【0086】

その後、図２８（ｂ）に示すように、加圧シリンダ５１に圧力が負荷され、パンチ２０、パンチベース２１を介して傘パンチ２２が鍛造完了品Ｗ２のカップ底面を押圧し、鍛造完了品Ｗ２がダイス２３から離脱する。この状態までパンチベース２１が下降すると、パンチベース２１のテーパ状段部４２がパンチホルダ２４のテーパ状ストッパ面４３ａに係止され、パンチベース２１の下降動作は停止する。

【0087】

その後、図２８（ｃ）に示すように、ノックアウトシリンダ５２に圧力が負荷され、パンチベース２１の行程長さより長い工程長さに設計されているパンチ２０がさらに下降する。そして、パンチ２０の位置決め用テーパ状段部４４がパンチホルダ２４のテーパ状ストッパ面４５ａに係止すると共に、パンチ２０の段差面３２がパンチベース２１の鍔部３６の先端部に達する。これにより、パンチ２０の段差面３２（図２２（ａ）参照）とパンチベース２１の鍔面３６ａ（図２１（ｂ）参照）との間に隙間が生じ、パンチ２０が縮径し、鍛造完了品Ｗ２が排出される。鍛造完了品Ｗ２は、その後、旋削加工、スプライン加工、熱処理、研削加工などを経て図１２に示す完成品となる

【0088】

本実施形態の鍛造方法は、以上の図２７（ａ）～図２７（ｃ）および図２８（ａ）～図２８（ｃ）の行程を経て完了する。本実施形態の鍛造方法により、円弧状のトラック溝を有し、かつ、トラック溝が周方向に傾斜した等速自在継手の外側継手部材を、鍛造成形工具の低コスト化、長寿命化を図ると共に、高精度のトラック溝の成形を可能できる。

【0089】

ところで、本鍛造装置は、図１に示すような位相合わせ機構Ｍ２を備えている。位相合わせ機構Ｍ２は、前素材Ｗ１を支持するプレート２０１と、ピンホルダー２０２から立設される一対の位相合わせ治具２０３，２０３と、ピンホルダー２０２および位相合わせ治具２０３，２０３を弾性的に押圧して上昇させる押圧部材（バネ部材）２０４と、回転駆動するシャフト２０５等を有する回転機構Ｍを備える。また、位相合わせ治具２０３，２０３は、シャフト２０５の先端部に付設されるヘッド２０６に挿通されている。このため、シャフト２０５の回転に伴ってヘッド２０６が回転し、位相合わせ治具２０３，２０３が、シャフト軸心廻りに回転する。なお、押圧部材（バネ部材）２０４は、図示省略のストッパ機構（例えば、シリンダ機構）にてその付勢力を抑えている。

【0090】

この場合の素材Ｗ１は、前記したように、筒状部Ｗ１ｂの内周面に、略仕上げ形状の第１のトラック溝面７ａ'（７Ａａ'、７Ｂａ'）が図１０（ａ）の継手中心Ｏから奥側略半分に形成される。予備形状の第２のトラック溝面７ｂ'（７Ａｂ'、７Ｂｂ'）が図１０（ａ）の継手中心Ｏから開口側略半分に形成されている。また、略仕上げ形状の第１のトラック溝面７ａ'（７Ａａ'、７Ｂａ'）は、周方向に傾斜し、かつ継手中心Ｏを曲率中心とする円弧状に形成されている。一方、予備形状の第２のトラック溝面７ｂ'（７Ａｂ'、７Ｂｂ'）は、周方向の傾斜のない直線状に形成されている。

【0091】

このため、前素材Ｗ１の溝の開口部（第２のトラック溝面７ｂ'の開口部）は、周方向に沿って等ピッチで配設される。そして、図３に示すように、筒状部Ｗ１ｂの内周面の入口部における、周方向に隣り合うトラック溝面７Ａｂ'、７Ｂｂ'間は、薄肉部Ｔａ又は厚肉部Ｔｂとされて、この薄肉部Ｔａと厚肉部Ｔｂは周方向に沿って交互に配置されている。

【0092】

位相合わせ治具２０３、２０３は、ピンホルダー２０２の軸心に関して１８０°反対方向に配設され、各位相合わせ治具２０３は、図５に示すように、軸部材２０７と、この軸部材２０７に立設される本体部２０８とを備える。本体部２０８は、表面が扁平凸曲面とされた平板形状体と、この平板形状体の表面の端部に設けられる凸隆部とからなる。この場合、各凸隆部が第２のトラック溝面７Ａｂ'、７Ｂｂ'の開口部に嵌合する凸部２１０，２１０を構成し、本体部２０８の平板形状体にて凸部２１０，２１０を連結する連結部２１１を構成する。なお、軸部材２０７は軸本体２０７ａと、この軸本体２０７ａの下端に設けられる鍔部２０７ｂとからなる。

【0093】

ところで、ピンホルダー２０２は、図１に示すように、円盤部２０２ａと、この円盤部２０２ａの中心部から垂下される軸部２０２ｂとを備え、円盤部２０２ａは、円盤部本体２１５と、この円盤部本体２１５に固定される蓋部材２１６とからなる。この場合、ピンホルダー２０２は、押圧部材（バネ部材）２０４の弾性力によって上昇が可能とされているが、図示省略のストッパ機構（例えば、シリンダ機構）にてその付勢力を抑えている。

【0094】

ヘッド２０６は、短円柱体からなるヘッド本体２０６ａを備え、このヘッド本体２０６ａに、１８０°反対方向に配設される貫通孔２１２，２１２が設けられている。この貫通孔２１２，２１２に一対の位相合わせ治具２０３、２０３が嵌入されている。また、ヘッド２０６のヘッド本体２０６ａが、ベースプレート２０１の貫孔２０１ａに嵌合されている。

【0095】

図１及び図２に示す位置決め機構Ｍ２を用いて前素材Ｗ１の位置決め方法を説明する。まず、この位置決め機構Ｍ２を初期状態とする。初期状態とは、ストッパ機構にて押圧部材（バネ部材）２０４の付勢力を抑えた状態として、ピンホルダー２０２から立設される一対の位相合わせ治具２０３，２０３の先端をヘッド２０６の上面よりも下位となるようにセットする。

【0096】

そして、前素材Ｗ１を移動させて、ヘッド２０６と同心の位置で保持する。この状態では、前素材Ｗ１の筒状部Ｗ１ｂの開口端面をプレート２０１に載置した状態としている。この状態で、押圧部材（バネ部材）２０４の付勢力を開放して、ピンホルダー２０２および位相合わせピン１５３，１５３を上昇させる。

【0097】

この際、位相合わせ治具２０３，２０３の凸部２１０，２１０に嵌合しようとする周方向に隣り合う溝間が、図６に示すように、厚肉部Ｔｂに対応する場合、各位相合わせ治具２０３，２０３をこの前素材Ｗ１の筒状部Ｗ１ｂの開口部に嵌合させることができない。これに対して、位相合わせ治具２０３，２０３の凸部２１０，２１０に嵌合しようとする周方向に隣り合う溝間が、図７に示すように、薄肉部Ｔａに対応する場合、各位相合わせ治具２０３，２０３をこの前素材Ｗ１の筒状部Ｗ１ｂの開口部に嵌合させることができる。

【0098】

そこで、図７に示すように、各位相合わせ治具２０３，２０３をこの前素材Ｗ１の筒状部Ｗ１ｂの開口部に嵌合させることができる場合、位相合わせ治具２０３，２０３の凸部２１０，２１０は、周方向に隣合う溝（７Ａｂ´、７Ｂｂ´）に嵌合するとともに、凸部２１０，２１０間の連結部２１１が薄肉部Ｔａに内嵌される。この状態では、シャフト２０５を回転させることによって、前素材Ｗ１をその軸心廻りに回転させ、パンチ２０の位相と合う位置で停止する。すなわち、素材のトラック溝７Ａ´、７Ｂ´の位相をパンチ２０の溝部成形面２７Ａ，２７Ｂの位相に合わせる。

【0099】

また、図６に示すように、位置合わせ治具２０３，２０３の凸部２１０，２１０に嵌合しようとする周方向に隣り合う溝間が、図６に示すように、厚肉部Ｔｂに対応する場合、各位相合わせ治具２０３，２０３をこの前素材Ｗ１の筒状部Ｗ１ｂの開口部に嵌合させることができないので、シャフト２０５（図１参照）を回転させることによって、前素材Ｗ１をその軸心廻りに回転させ、凸部２１０，２１０間の連結部２１１が薄肉部Ｔａに内嵌されるようにする。その後は、シャフト２０５を回転させることによって、前素材Ｗ１をその軸心廻りに回転させ、パンチ２０の位相と合う位置で停止する。すなわち、前素材Ｗ１の溝７Ａｂ´、７Ｂｂ´の位相をパンチ２０の溝部成形面２７Ａ，２７Ｂの位相に合わせる。

【0100】

そして、前素材Ｗ１の溝７Ａｂ´、７Ｂｂ´の位相をパンチ２０の溝部成形面２７Ａ，２７Ｂの位相に合わせた状態で、その状態を維持しつつ、図示省略の搬送手段（例えば、ＸＹＺロボットアーム等）にて、しごき機構Ｍ１にセットする。これによって、前素材Ｗ１の溝７Ａｂ´７Ｂｂ´の位相とパンチ２０の溝部成形面２７Ａ，２７Ｂの位相が合っている状態で、しごき機構Ｍ１にセットすることができる。セットできれば、前記したしごき加工を行うことができる。

【0101】

図９（ａ）は、前素材Ｗ１の溝７Ａｂ´、７Ｂｂ´の位相とパンチ２０の溝部成形面２７Ａ，２７Ｂの位相とが合っている状態を示し、図９（ｂ）は、前素材Ｗ１の溝７ａ´、７ｂ´の位相とパンチ１２０の溝部成形面２７Ａ，２７Ｂの位相とが合っていない状態を示している。

【0102】

図８に示すパンチセットＴは、基台２２５に、パンチ２０の溝部成形面２７Ａ，２７Ｂ以下が埋設されている。このため、このパンチセットＴは、図１２～図１７に示すものと同様、パンチ２０とパンチベース２１に加えて傘パンチ２２を備えものである。このため、図２６に示すように、このパンチ２０、ダイス２３を用いることによって、しごき加工を行うことができる。このため、パンチセットＴには基台２２５が含まれない。

【0103】

このように、位相合わせ機構Ｍ２は、前素材Ｗ１の内周面の溝７Ａｂ´、７Ｂｂ´とパンチ２０の溝部成形面２７Ａ，２８Ｂとの位相が合っている状態で前素材の周方向に隣り合う２つの溝にそれぞれ嵌入し、それらの位相が合っていない状態でそれぞれの嵌入が規制される一対の凸部２１０，２１０を有する位置合わせ用治具２０３，２０３を備えることになる。

【0104】

本発明の等速自在継手の外側継手部材の鍛造装置によれば、位相合わせ機構Ｍ２にて、前素材Ｗ１をパンチ２０に嵌合させる前に、前素材Ｗ１の内周面の溝７Ａｂ´、７Ｂｂ´とパンチ２０の溝部成形面２７Ａ，２８Ｂとの位相を合わせることができるので、しごき成形機構Ｍ１において、前素材Ｗ１の溝７Ａｂ´、７Ｂｂ´の位相とパンチ２０の溝部成形面２７Ａ，２８Ｂとの位相を合わせた状態で、筒状部Ｗ１ｂにパンチ２０を嵌入することができる。このため、成形不良や金型（ダイス）破損等を防止できる。また、しごき成形機構Ｍ１として、前素材Ｗ１の筒状部Ｗ１ｂに嵌入されて拡縮可能なパンチ２０と、筒状部Ｗ１ｂが圧入される孔２３ａを有するダイス２３とを有するものであり、既存のしごき成形機構（鍛造装置）Ｍ１をそのまま使用することができる。このため、低コストを図ることができる。

【0105】

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、位置決め用治具２０３として、２個に限るものではなく、少なくとも１個あればよい。また、外側継手部材として、実施形態では、トラック溝の数を８本として、等速自在継手のトルク伝達部材としてのボール数を８個としていたが、６個であっても１０個以上であってもよい。

【0106】

位置合わせ機構Ｍ２として、前記実施形態では、前素材Ｗ１の筒状部Ｗ１ｂの内周面（溝７Ａｂ´、７Ｂｂ´を省く部位）の内径を大径部と小径部とを有するものとするとともに、位置決め用治具２０３を、大径部に対応する際に嵌入可能で、小径部に対応する際に嵌入不可能とした形状とすることによって形成したが、これに限るものではない。すなわち、凹凸嵌合構造のようなものであってもよい。この場合、前素材Ｗ１側に凸部を設けるとともに、位置決め用治具２０３側に凹部を設けたり、逆に、前素材Ｗ１側に凹部を設けるとともに、位置決め用治具２０３側に凸部を設けたりしてもよい。

【符号の説明】

【0107】

１ 等速自在継手
２ 外側継手部材
３ 内側継手部材
４ ボール
５ 保持器
６ 球状内周面
７ トラック溝
７ａ' 略仕上げ形状の第１のトラック溝面
７ｂ' 予備形状の第２のトラック溝面
８ 球状外周面
９ トラック溝
１２ 球状外周面
１３ 球状内周面
２０ パンチ
２１ パンチベース
２２ 傘パンチ
２３ ダイス
２３ａ ダイス孔
２４ パンチホルダ
２７Ａ、２７Ｂ トラック溝成形面
２７Ａａ、２７Ｂａ 第１のトラック溝部成形面
２７Ａｂ、２７Ｂｂ 第２のトラック溝部成形面
２０３ 位相合わせ治具
Ｍ１ しごき成形機構
Ｍ２ 位相合わせ機構
Ｍ 回転機構
Ｔ パンチセット
Ｔａ 薄肉部
Ｔｂ 厚肉部
Ｗ１ 前素材
Ｗ１ａ 突状部
Ｗ１ｂ 筒状部

【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】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】