WO2016199655A1 - 等速自在継手の外側継手部材 - Google Patents

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Definitions

  • This invention relates to an outer joint member of a constant velocity universal joint.
  • the constant velocity universal joint that constitutes the power transmission system of automobiles and various industrial machines connects the two shafts on the drive side and the driven side so that torque can be transmitted, and transmits rotational torque at a constant speed even if the two shafts have an operating angle. can do.
  • Constant velocity universal joints are broadly classified into fixed constant velocity universal joints that allow only angular displacement and sliding constant velocity universal joints that allow both angular displacement and axial displacement.
  • a sliding type constant velocity universal joint is used on the differential side (inboard side), and a fixed type constant velocity universal joint is used on the drive wheel side (outboard side).
  • the constant velocity universal joint is composed of a cup part in which a track groove that engages a torque transmitting element is formed on the inner peripheral surface, and an axial direction from the bottom part of this cup part. And an outer joint member having an extended shaft portion.
  • This outer joint member is used to integrally form the cup and shaft by subjecting a solid bar-shaped material (bar material) to plastic processing such as forging and ironing, cutting, heat treatment, grinding, etc. There are many.
  • a member having a long shaft portion (long stem) may be used as the outer joint member.
  • the inboard side outer joint member of the drive shaft on one side is made a long stem, and this long stem is rotatably supported by a rolling bearing.
  • the length of the long stem portion varies depending on the vehicle type, but is approximately 250 to 400 mm.
  • the shaft portion since the shaft portion is long, it is difficult to integrally form the cup portion and the shaft portion at low cost with high accuracy. For this reason, a cup part and a shaft part which are made of different members and subjected to electron beam welding has been proposed (Patent Document 1).
  • the manufacturing method of the outer joint member described in Patent Document 1 is a method in which a joining end surface of a cup member and a joining end surface of a shaft member are butted and irradiated with a beam in the radial direction from the outside to be welded.
  • the outer diameter of the joining end face is the same for each joint size.
  • Patent Document 1 has not paid attention to this problem.
  • the outer joint member described in Patent Document 2 is provided with a vent hole leading to the hollow cavity, but is not intended for welding in a vacuum environment. In addition, attention has not been paid to the problem that spatter during welding penetrates into the cup portion through the vent hole.
  • the present invention has been proposed in view of the above-described problems.
  • the object of the present invention is to secure the weld length of the outer joint member of the constant velocity universal joint and to prevent spatter generated during welding from occurring in the outer joint member.
  • An object of the present invention is to provide an outer joint member that prevents intrusion into the cup portion and prevents deterioration of the constant velocity universal joint and NVH characteristics.
  • the present invention separates a cup portion formed on the inner periphery with a track groove engaged with a torque transmitting element and a shaft portion formed on the bottom portion of the cup portion.
  • An outer joint member of a constant velocity universal joint that is formed by a member and welds a cup member that forms the cup portion and a shaft member that forms the shaft portion, the end face for joining the cup member;
  • a vent hole communicating with the hollow cavity portion is provided in the axial center of the cup member, and the cup
  • a welding sputter receiving groove is formed on the inner diameter side of one of the end face for joining the member and the end face for joining the shaft member.
  • the weld length of the outer joint member is secured, and spatter generated during welding is prevented from entering the cup portion of the outer joint member, thereby preventing the durability of the constant velocity universal joint and the deterioration of the NVH characteristics. can do.
  • the center hole is formed in the above vent hole, which is advantageous in processing the center hole.
  • the weld length of the outer joint member is secured, and spatter generated during welding is prevented from entering the cup portion of the outer joint member, so that the constant velocity universal is possible. It is possible to prevent a decrease in durability and NVH characteristics of the joint.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the joint between the cup member and the shaft member of the outer joint member of FIG. 2, and is a longitudinal sectional view showing a state before welding.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the joint between the cup member and the shaft member of the outer joint member of FIG. 2, and is a longitudinal sectional view showing a state after welding.
  • FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the joint between the cup member and the shaft member of the outer joint member of FIG. 2, and is a longitudinal sectional view showing a state after welding.
  • FIGS. 4 to 11 show a method of manufacturing the outer joint member of the present embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall structure of a drive shaft 1 in which the outer joint member 11 according to the first embodiment is used.
  • the drive shaft 1 includes a sliding type constant velocity universal joint 10 disposed on the differential side (right side in the figure: hereinafter also referred to as inboard side) and a drive wheel side (left side in the figure: hereinafter also referred to as outboard side).
  • the fixed type constant velocity universal joint 20 and the intermediate shaft 2 that couples the two constant velocity universal joints 10 and 20 so as to transmit torque are the main components.
  • a sliding type constant velocity universal joint 10 shown in FIG. 1 is a so-called double offset type constant velocity universal joint (DOJ).
  • the constant velocity universal joint 10 includes an outer joint member 11 having a cup portion 12 and a long shaft portion (hereinafter, also referred to as a long stem portion) 13 extending in the axial direction from the bottom portion of the cup portion 12, and an outer joint member 11.
  • a cylindrical inner peripheral surface 42 of the member 11 and a spherical outer peripheral surface 43 of the inner joint member 16 are fitted with a spherical outer peripheral surface 45 and a spherical inner peripheral surface 46, respectively, and a cage 44 holding the ball 41.
  • the center of curvature O 1 of the spherical outer peripheral surface 45 of the cage 44 and the center of curvature O 2 of the spherical inner peripheral surface 46 are offset from the joint center O by the same distance on the opposite side in the axial direction.
  • the inner ring of the support bearing 6 is fixed to the outer peripheral surface of the long stem portion 13, and the outer ring of the support bearing 6 is fixed to the transmission case via a bracket (not shown).
  • the outer joint member 11 is rotatably supported by the support bearing 6, and by providing such a support bearing 6, the outer joint member 11 is prevented from swinging during operation or the like as much as possible.
  • a fixed type constant velocity universal joint 20 shown in FIG. 1 is a so-called Rzeppa type constant velocity universal joint, and has an outer side having a bottomed cylindrical cup portion 21a and a shaft portion 21b extending in the axial direction from the bottom portion of the cup portion 21a.
  • a torque transmission element disposed between the joint member 21, the inner joint member 22 accommodated in the inner periphery of the cup portion 21 a of the outer joint member 21, and the cup portion 21 a and the inner joint member 22 of the outer joint member 21.
  • a cage 24 that is disposed between the inner peripheral surface of the cup portion 21 a of the outer joint member 21 and the outer peripheral surface of the inner joint member 22 and holds the ball 23.
  • An undercut-free type constant velocity universal joint may be used as the fixed type constant velocity universal joint 20.
  • the intermediate shaft 2 has torque transmission splines (including serrations; the same applies hereinafter) 3 at the outer diameters at both ends. Then, the spline 3 on the inboard side is spline-fitted with the hole portion of the inner joint member 16 of the sliding type constant velocity universal joint 10, whereby the inner joint member 16 of the intermediate shaft 2 and the sliding type constant velocity universal joint 10. Are coupled so that torque can be transmitted. Further, the spline 3 on the outboard side is spline-fitted with the hole of the inner joint member 22 of the fixed type constant velocity universal joint 20, so that the intermediate shaft 2 and the inner joint member 22 of the fixed type constant velocity universal joint 20 are connected. Connected to transmit torque. As the intermediate shaft 2, a solid type is shown, but a hollow type can also be used.
  • FIG. 2 is an enlarged partial longitudinal sectional view of the outer joint member 11.
  • the outer joint member 11 is open at one end, and has a bottom with a plurality of track grooves 30 and a cylindrical inner peripheral surface 42 on which balls 41 (see FIG. 1) roll at equal intervals in the circumferential direction of the inner peripheral surface.
  • the outer joint member 11 is formed by welding a cup member 12a and a shaft member 13a.
  • the cup member 12a is made of medium carbon steel containing 0.40 to 0.60% by weight of carbon such as S53C, and has a cylindrical portion 12a1 and a bottom portion in which a track groove 30 and a cylindrical inner peripheral surface 42 are formed on the inner periphery. 12a2 is an integrally molded product. A convex portion 12a3 is formed on the bottom portion 12a2 of the cup member 12a. A boot mounting groove 32 is formed on the outer periphery on the opening side of the cup member 12a, and a retaining ring groove 33 is formed on the inner periphery.
  • the shaft member 13a has a bearing mounting surface 14 and a retaining ring groove 15 formed on the outer periphery on the cup member 12a side, and a spline Sp formed on the opposite end.
  • the shaft member 13a is made of medium carbon steel containing 0.30 to 0.55 wt% carbon such as S40C. As shown in FIGS. 3a and 3b, the joining end surface 50 formed on the convex portion 12a3 of the bottom portion 12a2 of the cup member 12a and the joining end surface 51 of the end portion on the cup member 12a side of the shaft member 13a are abutted to each other. Welded by electron beam welding in the radial direction from the outside of 12a. The welded portion 49 is formed by a bead of a beam irradiated from the radially outer side of the cup member 12a.
  • the outer diameters B1 and B2 of the joining end surface 50 and the joining end surface 51 are set to the same dimension for each joint size.
  • the outer diameter B1 of the joining end surface 50 of the cup member 12a and the outer diameter B2 of the joining end surface 51 of the shaft member 13a are not necessarily the same size.
  • the outer diameter B2 of the bonding end surface 51 is slightly smaller than the outer diameter B1 of the bonding end surface 50, and conversely, the outer diameter B2 of the bonding end surface 51 is slightly smaller than the outer diameter B1 of the bonding end surface 50.
  • An appropriate dimensional difference such as a large diameter may be added.
  • the outer diameters B1 and B2 of the joining end face 50 and the joining end face 51 are set to the same dimension for each joint size.
  • the outer diameter B1 of the joining end face 50 and the joining end face 51 This is a concept including an appropriate dimensional difference with respect to the outer diameter B2.
  • the welded portion 49 is formed on the joining end surface 51 closer to the cup member 12a than the bearing mounting surface 14 of the shaft member 13a, so that the bearing mounting surface 14 can be processed in advance and welded. Later post-processing can be abolished. Further, since burrs do not appear in the weld due to electron beam welding, post-processing of the weld can be omitted, and the manufacturing cost can be reduced. Further, 100% inspection by ultrasonic flaw detection of the welded portion is possible.
  • FIGS. 3a and 3b the joining end face 50 of the cup member 12a is turned in a ring-shaped configuration, and the forging skin remains in the central portion in the radial direction. This shortens the turning time.
  • a vent hole 60 is provided in the axial center of the cup member 12a so as to penetrate the bottom portion 12a2 of the cup member 12a.
  • a counterbore 61 is provided on the bottom 12a2 of the cup member 12a, and a center hole 62 is formed in the counterbore 61.
  • the center hole 62 is used for centering by fitting the center hole guide in the manufacturing process of the outer joint member 11 described later. Since the vent hole 60 is provided in the axial center of the cup member 12a, it is advantageous in terms of product strength. Further, since the center hole 62 is formed in the vent hole 60, it is advantageous in processing the center hole 62.
  • a welding sputter receiving groove 51a is formed on the inner diameter side of the joining end surface 51 of the shaft member 13a, and an annular shielding part 51b is formed on the inner diameter side thereof.
  • the weld sputter receiving groove 51 a is formed at the weld joint interface immediately below the bead of the weld 49.
  • the hollow cavity H communicates with the outside air through the vent hole 60, when the sealed space at the time of welding is set to a medium vacuum level that establishes industrial production, a slight amount of remaining air enters the air at the time of welding.
  • the weld 49 is pushed outward in the radial direction by heat, and the problem of insufficient weld length can be prevented.
  • the medium vacuum means a vacuum of 100 Pa to 0.1 Pa defined by JIS 81126-1.
  • the vent hole 60 Since the vent hole 60 is provided, the cup member 12a and the shaft member 13a are brought into contact with each other, and electron beam welding is performed in a medium vacuum (low pressure) atmosphere at a level that establishes industrial production of a constant velocity universal joint that is a mass-produced product.
  • a medium vacuum (low pressure) atmosphere at a level that establishes industrial production of a constant velocity universal joint that is a mass-produced product.
  • no dent is generated on the inner diameter side of the bead of the welded portion 49, and the inner diameter end portion of the bead of the weld 49 is sufficiently formed up to the weld sputter receiving groove 51a, so that the weld length can be secured.
  • strength, quality, and reliability of a welding part can be improved.
  • spatter during welding is captured by the weld sputter receiving groove 51a, and this spatter remains in the weld spatter receiving groove 51a due to the presence of the annular shielding portion 51b. For this reason, it is possible to prevent spatter from entering the cup portion 12a of the outer joint member 11, and it is possible to prevent the constant velocity universal joint 10 from being deteriorated and the NVH characteristics from being deteriorated.
  • the annular shielding part 51b and the joining end face 51 are on the same plane, but a gap is set between the annular shielding part 51b and the joining end face 50 so that spatter does not flow out. Is called. It is desirable that the ratio of the gap between the annular shielding part 51b and the joining end surface 50 and the radial length of the annular shielding part 51b is 4 or more.
  • the small spatter that has been confirmed by welding so far has a diameter of about 0.2 mm, and when the gap between the annular shield 51b and the joining end face 50 is 0.2 mm, it can theoretically pass through. The passage of spatter can be prevented by lengthening the length of the annular shielding portion 51b in accordance with the settable gap.
  • the weld sputter receiving groove 51a has a width of about 1 to 3 mm and a depth of about 0.5 to 2 mm.
  • the groove bottom corner 51a1 (see FIG. 3a) of the weld sputter receiving groove 51a is formed with an appropriate R in consideration of stress concentration.
  • the welding spatter receiving groove 51a is also set to the same dimension for each joint size. For this reason, it is advantageous in terms of processing and variety integration.
  • the welding spatter accommodation groove 13a can be easily formed when the shaft member 13a is turned.
  • FIG. 4 shows an outline of the manufacturing process of the outer joint member.
  • the cup member 12a is manufactured by a manufacturing process including a bar material cutting process S1c, a forging process S2c, an ironing process S3c, and a turning process S4c, as shown.
  • the shaft member 13a is manufactured by a manufacturing process including a bar material cutting process S1s, a turning process S2s, and a spline processing process S3s.
  • the intermediate parts of the cup member 12a and the shaft member 13a manufactured in this way are each assigned a product number and managed.
  • the outer joint member 11 is completed through the welding step S6, the heat treatment step S7, and the grinding step S8 of the cup member 12a and the shaft member 13a.
  • Bar material cutting step S1c Based on the forging weight, the bar material is cut at a predetermined length to produce a billet.
  • Forming process S2c The billet is forged, and the cylindrical part, the bottom part, and the convex part are integrally formed as a shape material of the cup member 12a.
  • the manufacturing process of the shaft member 13a will be described.
  • Bar material cutting process S1s Based on the total length of the shaft part, the bar material is cut at a predetermined length to produce a billet. Thereafter, depending on the shape of the shaft member 13a, the billet may be forged into an approximate shape by upset forging.
  • Induction hardening and tempering are performed as heat treatment on at least the track grooves 30, the cylindrical inner peripheral surface 42 and the outer periphery of the shaft portion 13 of the cup portion 12 after welding. The weld is not heat treated.
  • a hardened layer of about HRC 58 to 62 is formed on the track groove 30 and the cylindrical inner peripheral surface 42 of the cup portion 12. Further, a hardened layer of about HRC 50 to 62 is formed in a predetermined range on the outer periphery of the shaft portion 13.
  • this manufacturing process incorporates a heat treatment process after the welding process, it is suitable for cup members and shaft members having shapes and specifications that affect the hardness of the heat treatment part because the temperature at the periphery increases due to the heat during welding. .
  • FIG. 5A is a longitudinal sectional view showing a state after the ironing process of the cup member 12a
  • FIG. 5B is a longitudinal sectional view showing a state after the turning process.
  • the cylindrical portion 12a1', the bottom portion 12a2 'and the convex portion 12a3' are integrally formed in the forging step S2c.
  • the track grooves 30 and the cylindrical cylindrical surface 42 are ironed, and the inner periphery of the cylindrical portion 12a1 'is finished as shown in FIG. 5a.
  • FIG. 6 shows the state of the shaft member 13a in each processing step.
  • 6a is a front view showing a billet 13a ′′ obtained by cutting a bar material
  • FIG. 6b is a partial longitudinal sectional view showing a raw material 13a ′ obtained by forging the billet 13a ′′ into an approximate shape by upset forging
  • FIG. It is a fragmentary longitudinal cross-section which shows the shaft member 13a after a turning process and a spline process.
  • the billet 13a ′′ shown in FIG. 6a is manufactured. If necessary, as shown in FIG. 6b, the billet 13a ′′ is upset by forging and joining the shaft diameter within a predetermined range.
  • a shaped member 13a ′ having a recess 52 formed on the side end (the end on the cup member 12a side) is manufactured.
  • the outer diameter of the shaft member 13a, the bearing mounting surface 14, the retaining ring groove 15, the inner diameter surface 53 (inner diameter E) of the recess 52, the joining end surface 51, and the outside are turned, and the spline Sp is processed by rolling or pressing at the opposite end of the recess 52 in the spline processing step S3s.
  • the outer diameter B1 of the joining end surface 50 of the cup member 12a shown in FIG. 5b is set to be the same size with one joint size.
  • the shaft member 13a shown in FIG. 6c is for a long stem
  • the outer diameter B2 of the joining end surface 51 is set to the same size with one joint size regardless of the shaft diameter or the outer peripheral shape.
  • the joining end surface 51 of the shaft member 13 a is set at a position closer to the cup member 12 a than the bearing mounting surface 14. Since the dimensions are set in this way, the cup member 12a is shared, only the shaft member 13a is manufactured in various shaft diameters, lengths and outer peripheral shapes according to the vehicle type, and both the members 12a and 13a are welded.
  • the outer joint member 11 suitable for various vehicle types can be manufactured. Details of sharing the cup member 12a will be described later.
  • FIGS. 7 and 8 are schematic views showing the welding apparatus.
  • FIG. 7 shows a state before welding
  • FIG. 8 shows a state where welding is performed.
  • the welding apparatus 100 mainly includes an electron gun 101, a rotating device 102, a chuck 103, a center hole guide 104, a tail stock 105, a work cradle 106, a center hole guide 107, a case 108, and a vacuum pump 109.
  • the configuration is mainly includes an electron gun 101, a rotating device 102, a chuck 103, a center hole guide 104, a tail stock 105, a work cradle 106, a center hole guide 107, a case 108, and a vacuum pump 109.
  • the cup member 12a and the shaft member 13a which are workpieces, are placed on the workpiece cradle 106 in the welding apparatus 100.
  • the chuck 103 and the center hole guide 107 at one end of the welding apparatus 100 are connected to the rotating device 102, and the cup member 12a is fitted by the chuck 103 with the center hole guide 107 fitted into the center hole 62 and the cup member 12a being centered.
  • a center hole guide 104 is integrally attached to a tail stock 105 at the other end of the welding apparatus 100, and both are configured to be able to advance and retract in the axial direction (left and right direction in FIGS. 7 and 8).
  • the center hole of the shaft member 13a is set in the center hole guide 104 and is centered.
  • a vacuum pump 109 is connected to the case 108 of the welding apparatus 100.
  • the sealed space means a space 111 formed by the case 108.
  • the entire cup member 12 a and the shaft member 13 a are accommodated in the sealed space 111.
  • An electron gun 101 is provided at a position corresponding to the joining end faces 50 and 51 of the cup member 12a and the shaft member 13a. The electron gun 101 is configured to be close to a predetermined position with respect to the workpiece.
  • the cup member 12a and the shaft member 13a which are workpieces, are stocked at a place different from the welding apparatus 100.
  • Each workpiece is taken out by, for example, a robot, conveyed into the case 108 of the welding apparatus 100 opened to the atmosphere shown in FIG. 7, and set at a predetermined position of the workpiece cradle 106.
  • the center hole guide 104 and the tail stock 105 are retracted to the right in the drawing, and a gap is provided between the joining end surfaces 50 and 51 of the cup member 12a and the shaft member 13a.
  • the door (not shown) of the case 108 is closed, and the vacuum pump 109 is activated to depressurize the sealed space 111 formed in the case 108.
  • the recessed part 52 of the shaft member 13a, the internal diameter part 53, and the inside of the vent hole 60 are also decompressed.
  • the center hole guide 104 and the tail stock 105 move forward to the left, and the gaps between the end surfaces 50 and 51 for joining the cup member 12a and the shaft member 13a are formed. Disappear.
  • the cup member 12 a is centered by fitting the center hole guide 107 into the center hole 62 and fixed by the chuck 103, and the shaft member 13 a is supported by the center hole guide 104.
  • the work cradle 106 moves away from the work. Since the distance between the workpiece cradle 106 and the workpiece at this time may be very small, the above-described interval is not shown in FIG. Of course, it is possible to have a structure in which the workpiece cradle 106 is largely retracted downward.
  • the electron gun 101 approaches the work to a predetermined position, rotates the work, and starts preheating.
  • the preheating condition is set to a temperature lower than the welding temperature by, for example, irradiating the electron gun 101 close to the workpiece and irradiating the electron beam with a large spot diameter. By preheating, burning cracks can be prevented by slowing the cooling rate after welding.
  • the electron gun 101 is retracted to a predetermined position, and an electron beam is irradiated in the radial direction from the outside of the workpiece to start welding.
  • the shaft member 13a has a weld sputter receiving groove 51a formed in the weld joint interface immediately below the bead of the welded portion 49 on the inner diameter side of the joining end face 51.
  • An annular shield 51b is formed.
  • a gap is set between the annular shielding portion 51b and the joining end face 50 so that the spatter does not flow out, and ventilation is performed through the gap.
  • the hollow cavity H formed between the cup member 12 a and the shaft member 13 a communicates with the outside air through the vent hole 60.
  • the center hole guide 107 is fitted into the center hole 62 provided in the vent hole 60, but air flows back and forth through the contact portion by the fitting.
  • the hollow cavity H communicates with the outside air through the vent hole 60, when the medium vacuum is set to a level that establishes industrial production at the time of welding, a slight amount of air remains as heat input at the time of welding.
  • the welded portion 49 is not pushed outward in the radial direction, and the weld length can be secured.
  • spatter during welding is captured by the weld sputter receiving groove 51a, and this spatter remains in the weld spatter receiving groove 51a due to the presence of the annular shielding portion 51b.
  • the sealed space 111 is opened to the atmosphere. Then, with the workpiece cradle 106 raised and supporting the workpiece, the center hole guide 104 and the tail stock 105 are retracted to the right, and the chuck 103 is released. Thereafter, for example, the robot grabs the workpiece, removes it from the welding apparatus 100, and aligns it with the cooling stocker.
  • the configuration of the sealed space 111 in the case 108 can be simplified.
  • the above-described welding apparatus 100 uses the cup member 12a.
  • the pressure in the sealed space 111 was set to 6.7 Pa or less for welding.
  • Electron beam welding was performed.
  • a welded portion 49 having a raised height (0.5 mm or less) on the weld surface that does not affect the incorporation of the bearing 6 into the shaft portion of the outer joint member 11 was obtained. Further, by the soaking by preheating, the weld zone hardness after completion of welding could be suppressed within the range of Hv 200 to 500, and the welding strength was high and stable welding condition and quality could be obtained. Furthermore, by welding the sealed space 111 of the welding apparatus 100 at atmospheric pressure or lower, it is possible to suppress a pressure change in the hollow cavity during welding, and to prevent the melt from being blown up or drawn into the inner diameter side. did it.
  • the setting of the pressure 6.7 Pa or less in the sealed space 111 in the case 108 is a vacuum (low pressure) condition at a level that establishes industrial production of a constant velocity universal joint that is a mass-produced product for automobiles and the like.
  • the shaft member 13b shown in FIGS. 9 and 10 is for a standard stem on the inboard side.
  • the shaft member 13b is formed with a joining end surface 51 that abuts the joining end surface 50 (see FIG. 5b) of the bottom 12a2 (projection 12a3) of the cup member 12a.
  • the outer diameter B2 and the inner diameter E of the joining end face 51 are formed to have the same dimensions as the outer diameter B1 and the inner diameter E of the joining end face 51 of the long stem type shaft member 13a shown in FIG. 6c.
  • this shaft member 13b is for a standard stem on the inboard side, the length of the shaft portion is short, and a sliding bearing surface 18 is formed in the central portion in the axial direction, and a plurality of oil grooves 19 are formed on this sliding bearing surface 18. Is formed.
  • a spline Sp and a retaining ring groove 48 are formed at the end opposite to the cup member 12a side.
  • the outer diameter B2 of the joining end surface 51 of the shaft members 13a and 13b is different even if the stem length or the long stem of the standard length is different or the various shaft diameters and outer peripheral shapes are different for each vehicle type. The same dimensions are set.
  • the welding sputter accommodation groove 51a of the shaft members 13a and 13b is also set to the same dimension for each joint size.
  • the cup member and the vehicle type that are shared for each joint size are used.
  • a shaft member having various shaft specifications can be prepared in a state before heat treatment, and can be managed by assigning a product number to each of the intermediate parts of the cup member 12a and the shaft members 13a and 13b. And even if the cup member 12a is integrated, various outer joint members 11 according to requirements can be quickly manufactured in combination with shaft members 13a and 13b having various shaft specifications for each vehicle type. . Therefore, it is possible to reduce the cost and production management load by integrating the types of cup members 12a.
  • cup members In the above, for the sake of easy understanding, the type integration of cup members has been explained by taking the difference between the standard length stem and the long stem as an example, but the standard length is not limited to this. This also applies to the integration of cup members with respect to shaft members having various shaft specifications for each vehicle type between the stems and shaft members having various shaft specifications for each vehicle type between the long stems.
  • FIG. 11 shows an example of product type integration of cup members of this embodiment.
  • the cup member is shared by one joint size, and is managed with, for example, a product number C001.
  • the shaft member has various shaft part specifications for each vehicle type, and is managed by being assigned product numbers S001, S002, to S (n), for example.
  • product numbers S001, S002, to S (n) for example.
  • the integration of the cup member types can reduce the cost and the production management load.
  • the cup member is not limited to one type with one joint size, that is, one model number. For example, a plurality of types (multiple types with one joint size according to specifications with different maximum operating angles). Model number) cup members are set, and those having the same outer diameter B1 of the joining end faces of these cup members are wrapped.
  • FIG. 12A is a longitudinal sectional view showing a state before welding
  • FIG. 12B is a longitudinal sectional view showing a state after welding.
  • Welding spatter receiving grooves 51a 1 of the present modification is directed to copying shape groove face of the inner diameter side is formed to be inclined. Therefore, it is possible to process and connecting the end faces 51 1 to weld spatter receiving groove 51a 1 by turning copying during turning of the joining end surface 51 1 of the shaft member 13a 1 in one step, weld spatter accommodated by parting bytes groove possible to shorten the turning step is omitted additional turning steps 51a 1.
  • FIG. 13a is a longitudinal sectional view showing a state before welding
  • FIG. 13b is a longitudinal sectional view showing a state after welding.
  • Welding spatter receiving groove 50a 1 of the present modification forms the joining end face 50 1 of the cup member 12a 1, weld spatter accommodating grooves 50a 1 inner diameter side to the inner diameter surface (inner diameter E) the points forming the first Different from the outer joint member of the embodiment. Since other configurations are the same as those of the outer joint member 11 of the first embodiment, parts having the same functions are denoted by the same reference numerals (excluding subscripts), and the parts of the first embodiment. All the above-described contents of the outer joint member and the manufacturing method thereof apply mutatis mutandis, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 14 shows a modification of the method for manufacturing the outer joint member.
  • the heat treatment process of the cup member in the heat treatment process S7 of FIG. 4 described above is incorporated before the welding process S6 to form a heat treatment process S5c, and the cup member is prepared as a finished product.
  • Contents excluding this point that is, the outline of each process described above in the outer joint member of the first embodiment, the state in the main processing steps of the cup member and the shaft member, common use of the cup member, welding method, product type integration Since the structure of the outer joint member and the like are the same, all the contents of the first embodiment are applied mutatis mutandis to the present modification, and only different portions will be described.
  • the cup member 12a has a shape extending from the joining end face 50 to the cylindrical portion 12a1 having a large diameter through the bottom portion 12a2, and the portion subjected to heat treatment as quenching and tempering is the cylindrical portion 12a1.
  • the cup member 12a can be manufactured independently up to a finished product that has undergone forging, turning, and heat treatment, and productivity is improved including reduction of setup.
  • the part number of the cup member in the drawing is only the part number as the finished product. Since the shaft member and the outer joint member are the same as those in the first embodiment, description thereof will be omitted.
  • FIG. 15 shows another modification of the method for manufacturing the outer joint member.
  • the heat treatment process S5c of the cup member is incorporated by incorporating the heat treatment process of the cup part and the shaft part and the grinding process S8 of the shaft part of the heat treatment process S7 of FIG. 4 before the welding process S6.
  • the shaft member heat treatment step S4s and the grinding step S5s are performed. Therefore, both the cup member and the shaft member are prepared as finished products.
  • the shaft member is formed with a hardened layer of about HRC 50 to 62 by induction hardening in a predetermined range of the outer peripheral surface in the heat treatment step S4s after the spline processing step S3s.
  • the predetermined axial direction portion including the joining end face 51 is not subjected to heat treatment.
  • duplication description is abbreviate
  • the shaft member is moved to the grinding step S5s to finish the bearing mounting surface 14 and the like. Thereby, the shaft member as a finished product is obtained. Then, a product number as a finished product is assigned to the shaft member and managed.
  • the manufacturing process of this modification is suitable for the case of a cup member and a shaft member having a shape and specifications that do not cause a thermal effect during welding on the heat treatment part.
  • both the cup member and the shaft member can be managed by assigning product numbers as finished products. Therefore, the cost reduction and the production management load reduction due to the integration of the types of cup members become more remarkable. Further, the cup member and the shaft member can be separately manufactured up to a finished product that has undergone forging, turning, heat treatment, grinding after heat treatment, and the like, and the productivity is further improved, including reduction of setup.
  • the product numbers of the cup member and the shaft member in the drawing are the product numbers of the finished products. . Since the outer joint member is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the cup member and the shaft member as a finished part are not limited to those subjected to the finishing process such as the grinding process after the heat treatment and the post-quenching cutting process described above, and the heat-treated cup with the finishing process remaining. It includes members and shaft members.
  • the cup member is not limited to one type of joint size, that is, one model number. That is, as described above, for example, a plurality of types (plural model numbers) of cup members are set with a single joint size according to different specifications of the maximum operating angle, and the outer diameters B1 of the joining end surfaces of these cup members are the same. Wrapping what is dimensioned. In addition to this, in order to manage the cup member in multiple forms of intermediate parts and finished parts before heat treatment in consideration of, for example, joint functions, actual conditions at the manufacturing site, productivity, etc. These types (multiple model numbers) of cup members are set, and those having the same outer diameter B1 of the joining end faces of these cup members are also included.
  • Sliding type constant velocity universal joint 10 2 shown in FIG. 16 is a tripod type constant velocity universal joint (TJ), and a long stem portion 13 extending axially from the bottom of the cup portion 12 2 and the cup portion 12 2 an outer joint member 11 2 having an outer joint member 11 2 of the cup portion 12 the inner joint member 16 2 accommodated in the inner circumference of the 2, disposed between the outer joint member 11 2 and the inner joint member 16 2 And a roller 19 as a torque transmission element.
  • the inner joint member 16 2 is composed of a tripod member 17 three trunnions 18 which the roller 19 externally fitted is provided at equal circumferential intervals.
  • An inner ring of the support bearing 6 is fixed to the outer peripheral surface of the long stem portion 13, and the outer ring of the support bearing 6 is fixed to the transmission case via a bracket (not shown).
  • the outer joint member 11 2 is rotatably supported by the support bearing 6, deflection of the outer joint member 11 2 at the operating time or the like is prevented as much as possible.
  • Figure 17 shows a partial longitudinal section of the outer joint member 11 2.
  • the outer joint member 11 2 has one end open, the inner roller 19 in the circumferential direction trisected position in the circumferential surface (see FIG. 16) to roll the track grooves 30 2 and the inner circumferential surface 31 2 spline Sp of but a bottomed cylindrical cup portion 12 2 formed, extending axially from the bottom of the cup portion 12 2, as the torque transmitting connection portion to the outer circumference of the end portion of the opposite side of the cup portion 12 2 side And a long stem portion 13 provided with.
  • the outer joint member 11 2, the cup member 12a 2 and the shaft member 13a is formed by welding.
  • the cup member 12a 2 is a single piece consisting of an inner cylindrical portion inner peripheral surface 31 2 and the track grooves 30 2 are formed on the peripheral 12a1 2 and the bottom 12a2 2.
  • the bottom 12a2 2 of the cup member 12a 2 projecting portion 12a3 2 is formed.
  • a boot mounting groove 32 is formed on the outer periphery of the cup member 12a 2 on the opening side.
  • the shaft member 13a is a bearing mounting surface 14 and retaining ring groove 15 on the outer periphery of the cup member 12a 2 side is formed a spline Sp is formed at the opposite end from the cup member 12a 2 side.
  • Weld 49 is formed at the bead emitted from the radially outer side of the cup member 12a 2.
  • provided weld spatter housing groove 51a on the inner diameter side of the joint end face 51 of the shaft member 13a is in the hollow cavity H at the bottom 12a2 2 the axis of the cup member 12a2
  • a vent hole 60 is provided.
  • the outer diameter of the joining end face 50 2 and connecting end face 51 is set to the same size for each joint size.
  • Weld 49 because it is formed in the bearing mounting surface 14 cup member 12a 2 side of the joint end face 51 than the shaft member 13a, etc. bearing mount surface 14 can be eliminated post-processing after the pre-processable welding. Further, since burrs do not appear in the weld due to electron beam welding, post-processing of the weld can be omitted, and the manufacturing cost can be reduced.
  • the outer joint member 11 2 is the same as the contents described above in the outer joint member 11 according to the first embodiment described above, the steps described above in the outer joint member of the first embodiment Since the outline, the state in the main processing steps of the cup member and the shaft member, the common use of the cup member, the welding method, the product type integration, the configuration of the outer joint member, etc. are the same, all the contents of the first embodiment are described here. The same applies to the embodiment, and the description is omitted.
  • the electron beam welding is applied.
  • laser welding can be similarly applied.
  • the present invention can also be applied to an outer joint member of another sliding type constant velocity universal joint such as a type constant velocity universal joint, and further to an outer joint member of a fixed type constant velocity universal joint.
  • the present invention is applied to the outer joint member of the constant velocity universal joint constituting the drive shaft.
  • the present invention is also applied to the outer joint member of the constant velocity universal joint constituting the propeller shaft. Can do.

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Abstract

トルク伝達要素１９、２３が係合するトラック溝３０を内周に形成したカップ部１２、１２１、１２２と、このカップ部１２、１２１、１２２の底部に形成された軸部１３とを別部材で構成し、カップ部１２、１２１、１２２を形成するカップ部材１２ａ、１２ａ２、１２ａ２と軸部１３を形成する軸部材１３ａ、１３ａ２とを突き合わせて溶接してなる等速自在継手１０の外側継手部材１１、１１２であって、カップ部材１２ａ、１２ａ２、１２ａ２の接合用端面５０、５０１、５０２と軸部材１３ａ、１３ａ２の接合用端面５１、５１１を突き合わせることにより中空空洞部Ｈが形成される等速自在継手１０の外側継手部材１１において、カップ部材１２ａ、１２ａ２、１２ａ２の軸心に中空空洞部Ｈ、Ｈ１に通じる通気孔６０を設けると共に、カップ部材１２ａ、１２ａ２、１２ａ２の接合用端面５０、５０１、５０２と軸部材１３ａ、１３ａ２の接合用端面５１、５１１のいずれか一方の内径側に溶接スパッタ収容溝５０ａ１、５１ａ、５１ａ１を形成したことを特徴とする。

Description

等速自在継手の外側継手部材
　この発明は、等速自在継手の外側継手部材に関する。
　自動車や各種産業機械の動力伝達系を構成する等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸をトルク伝達可能に連結すると共に、前記二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達することができる。等速自在継手は、角度変位のみを許容する固定式等速自在継手と、角度変位および軸方向変位の両方を許容する摺動式等速自在継手とに大別され、例えば、自動車のエンジンから駆動車輪に動力を伝達するドライブシャフトにおいては、デフ側（インボード側）に摺動式等速自在継手が使用され、駆動車輪側（アウトボード側）には固定式等速自在継手が使用される。
　摺動式又は固定式を問わず、等速自在継手は主要な構成部材として、内周面にトルク伝達要素が係合するトラック溝を形成したカップ部と、このカップ部の底部から軸方向に延びた軸部とを有する外側継手部材を備えている。この外側継手部材は、中実の棒状素材（バー材）を鍛造加工やしごき加工等の塑性加工、切削加工、熱処理、研削加工等を施すことによって、カップ部と軸部とを一体成形する場合が多い。
　ところで、外側継手部材として、長寸の軸部（ロングステム）を有するものを用いる場合がある。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外側継手部材をロングステムにし、このロングステムが転がり軸受によって回転支持される。ロングステム部の長さは、車種により異なるが、概ね２５０～４００ｍｍ程度である。この外側継手部材では、軸部が長寸であるために、カップ部と軸部を安価に精度良く一体成形することが困難である。そのため、カップ部と軸部を別部材で構成し、電子ビーム溶接を施したものが提案されている（特許文献１）。
　また、カップ部を形成するカップ部材と軸部を形成する軸部材とを溶接するタイプの外側継手部材において、両部材の接合部に形成される中空空洞部の内圧変化を抑えるために中空空洞部に通じる通気孔を設けたものが提案されている（特許文献２）。
特開２０１５－６４１０１号公報 特開２０１３－２５８６号公報
　特許文献１に記載された外側継手部材の製造方法は、カップ部材の接合用端面と軸部材の接合用端面を突合せて、この突合せ部に外側から半径方向にビームを照射して溶接するもので、接合用端面の外径をジョイントサイズ毎に同一寸法にしたものである。この構成により、溶接部の強度、品質の向上、溶接コストの削減と共に、カップ部材および軸部材の生産性の向上、並びにカップ部材の品種統合によるコスト低減、生産管理の軽減が可能な優れた外側継手部材の製造方法が提案されている。しかし、溶接時の密閉空間が工業生産を成立させるレベルの中真空とした場合に、僅かに残存する空気が、溶接時の入熱により溶接部を半径方向外側に向かって押し出し、溶接長さが不足する問題が判明した。この問題に対して特許文献１は着目するに至っていない。
　特許文献２に記載された外側継手部材は、中空空洞部に通じる通気孔を設けているが、溶接を真空環境で行うことを意図したものではない。加えて、溶接時のスパッタが通気孔を通じてカップ部内部に侵入することへの問題に着目するに至っていない。
　外側継手部材のカップ部内には、トルク伝達のためのトラック溝や保持器との嵌合面が形成されており、本発明は、溶接時のスパッタがカップ部内に侵入すると、トルク伝達時の異物となり、耐久性やＮＶＨ（Ｎｏｉｓｅ，Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ，Ｈａｒｓｈｎｅｓｓ、以下同じ）特性に悪影響を及ぼす可能性があることに着目したものである。
　本発明は、前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、等速自在継手の外側継手部材の溶接長さを確保すると共に溶接時に発生したスパッタが外側継手部材のカップ部内に侵入することを防止し、等速自在継手の耐久性やＮＶＨ特性の低下を防止した外側継手部材を提供することにある。
　前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、トルク伝達要素が係合するトラック溝を内周に形成したカップ部と、このカップ部の底部に形成された軸部とを別部材で構成し、前記カップ部を形成するカップ部材と前記軸部を形成する軸部材とを突き合わせて溶接してなる等速自在継手の外側継手部材であって、前記カップ部材の接合用端面と前記軸部材の接合用端面を突き合わせることにより中空空洞部が形成される等速自在継手の外側継手部材において、前記カップ部材の軸心に前記中空空洞部に通じる通気孔を設けると共に、前記カップ部材の接合用端面と前記軸部材の接合用端面のいずれか一方の内径側に溶接スパッタ収容溝を形成したことを特徴とする。
　上記の構成により、外側継手部材の溶接長さを確保すると共に溶接時に発生したスパッタが外側継手部材のカップ部内に侵入することを防止し、等速自在継手の耐久性やＮＶＨ特性の低下を防止することができる。
　上記の通気孔にセンター穴を形成したことにより、センター穴の加工面で有利である。
　上記の溶接スパッタ収容溝をジョイントサイズ毎に同一寸法に設定したことにより、加工や品種統合の面で有利である。
　本発明に係る等速自在継手の外側継手部材によれば、外側継手部材の溶接長さを確保すると共に溶接時に発生したスパッタが外側継手部材のカップ部内に侵入することを防止し、等速自在継手の耐久性やＮＶＨ特性の低下を防止することができる。
本発明の第１の実施形態に係る等速自在継手の外側継手部材を適用したドライブシャフトの全体構造を示す図である。 図１の外側継手部材を拡大して示す部分縦断面図である。 図２の外側継手部材のカップ部材と軸部材の接合部近傍を拡大したもので、溶接前の状態を示す縦断面図である。 図２の外側継手部材のカップ部材と軸部材の接合部近傍を拡大したもので、溶接後の状態を示す縦断面図である。 図１の外側継手部材の製造工程を示す概要図である。 溶接前のカップ部材を示し、しごき加工後のカップ部材の縦断面図である。 溶接前のカップ部材を示し、旋削加工後のカップ部材の縦断面図である。 溶接前の軸部材を示し、バー材を切断したビレットの正面図である。 溶接前の軸部材を示し、鍛造加工後の軸部材の部分縦断面図である。 溶接前の軸部材を示し、旋削加工、スプライン加工後の部分縦断面図ある。 溶接工程を示す概要図である。 溶接工程を示す概要図である。 図６ｃの軸部材とは品番の異なる軸部材を示す正面図である。 図９の軸部材を用いて製造した外側継手部材を示す部分縦断面図である。 カップ部材の品種統合の例を示す図である。 溶接スパッタ収容溝の変形例を示し、溶接前の状態を示す縦断面図である。 溶接スパッタ収容溝の変形例を示し、溶接後の状態を示す縦断面図である。 溶接スパッタ収容溝の他の変形例を示し、溶接前の状態を示す縦断面図である。 溶接スパッタ収容溝の他の変形例を示し、溶接後の状態を示す縦断面図である。 図１の外側継手部材の製造工程の変形例を示す概要図である。 図１の外側継手部材の製造工程の他の変形例を示す概要図である。 本発明の第２の実施形態に係る等速自在継手の外側継手部材を示す部分縦断面図である。 図１６の外側継手部材を拡大して示す部分縦断面図である。
　以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
　本発明に係る等速自在継手の外側継手部材の第１の実施形態を図１～３に示し、本実施形態の外側継手部材を製造する方法を図４～１１に示す。
　図１は、第１の実施形態に係る外側継手部材１１が使用されたドライブシャフト１の全体構造を示す図である。ドライブシャフト１は、デフ側（図中右側：以下、インボード側ともいう）に配置される摺動式等速自在継手１０と、駆動車輪側（図中左側：以下、アウトボード側ともいう）に配置される固定式等速自在継手２０と、両等速自在継手１０、２０をトルク伝達可能に連結する中間シャフト２とを主要な構成とする。
　図１に示す摺動式等速自在継手１０は、いわゆるダブルオフセット型等速自在継手(ＤＯＪ)である。この等速自在継手１０は、カップ部１２とカップ部１２の底部から軸方向に延びた長寸軸部（以下、ロングステム部ともいう）１３とを有する外側継手部材１１と、外側継手部材１１のカップ部１２の内周に収容された内側継手部材１６と、外側継手部材１１と内側継手部材１６のトラック溝３０、４０との間に配置されたトルク伝達要素としてのボール４１と、外側継手部材１１の筒状内周面４２と内側継手部材１６の球状外周面４３とに、それぞれ嵌合する球状外周面４５、球状内周面４６を有し、ボール４１を保持する保持器４４とを備える。保持器４４の球状外周面４５の曲率中心Ｏ１と球状内周面４６の曲率中心Ｏ２は、継手中心Ｏに対して、軸方向に反対側に等距離オフセットされている。
　ロングステム部１３の外周面にはサポートベアリング６の内輪が固定されており、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ている。外側継手部材１１は、サポートベアリング６によって回転自在に支持され、このようなサポートベアリング６を設けておくことにより、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。
　図１に示す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、有底筒状のカップ部２１ａとカップ部２１ａの底部から軸方向に延びた軸部２１ｂとを有する外側継手部材２１と、外側継手部材２１のカップ部２１ａの内周に収容された内側継手部材２２と、外側継手部材２１のカップ部２１ａと内側継手部材２２との間に配置されたトルク伝達要素としてのボール２３と、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の外周面との間に配され、ボール２３を保持する保持器２４とを備える。なお、固定式等速自在継手２０として、アンダーカットフリー型等速自在継手が用いられる場合もある。
　中間シャフト２は、その両端部外径にトルク伝達用のスプライン（セレーションを含む。以下、同じ）３を有する。そして、インボード側のスプライン３を摺動式等速自在継手１０の内側継手部材１６の孔部とスプライン嵌合させることにより、中間シャフト２と摺動式等速自在継手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３を固定式等速自在継手２０の内側継手部材２２の孔部とスプライン嵌合させることにより、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。この中間シャフト２として、中実タイプを示したが、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ている。グリースの外部漏洩や継手外部からの異物侵入を防止するため、摺動式等速自在継手１０の外側継手部材１１と中間シャフト２との間、およ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との間には、蛇腹状のブーツ４、５がそれぞれ装着されている。
　図２に基づき、本実施形態の外側継手部材を説明する。図２は、外側継手部材１１を拡大した部分縦断面図である。外側継手部材１１は、一端が開口し、内周面の円周方向等間隔にボール４１（図１参照）が転動する複数のトラック溝３０と筒状内周面４２が形成された有底筒状のカップ部１２と、カップ部１２の底部から軸方向に延び、カップ部１２とは反対側の端部外周にトルク伝達用連結部としてのスプラインＳｐが設けられたロングステム部１３とからなる。外側継手部材１１は、カップ部材１２ａ、軸部材１３ａが溶接されて形成されている。
　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からなり、内周にトラック溝３０と筒状内周面４２が形成された筒状部１２ａ１と底部１２ａ２からなる一体成形品である。カップ部材１２ａの底部１２ａ２には凸部１２ａ３が形成されている。カップ部材１２ａの開口側の外周にはブーツ取付溝３２が形成され、内周には止め輪溝３３が形成されている。軸部材１３ａは、カップ部材１２ａ側の外周に軸受装着面１４および止め輪溝１５が形成され、反対側の端部にスプラインＳｐが形成されている。
　軸部材１３ａは、Ｓ４０Ｃ等の０．３０～０．５５重量％の炭素を含む中炭素鋼からなる。図３ａおよび図３ｂに示すように、カップ部材１２ａの底部１２ａ２の凸部１２ａ３に形成された接合用端面５０と軸部材１３ａのカップ部材１２ａ側端部の接合用端面５１とを突合せ、カップ部材１２ａの外側から半径方向に電子ビーム溶接により溶接されている。溶接部４９は、カップ部材１２ａの半径方向外側から照射されたビームによるビードで形成されている。詳細は後述するが、接合用端面５０と接合用端面５１の外径Ｂ１、Ｂ２は、ジョイントサイズ毎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Ｂ１と軸部材１３ａの接合用端面５１の外径Ｂ２を、必ずしも同一寸法にする必要はなく、例えば、溶接ビードの状態などを考慮して、接合用端面５０の外径Ｂ１に対して接合用端面５１の外径Ｂ２を若干小径にすることや、反対に接合用端面５０の外径Ｂ１に対して接合用端面５１の外径Ｂ２を若干大径にするなど適宜の寸法差をつけてもよい。本明細書において、接合用端面５０と接合用端面５１の外径Ｂ１、Ｂ２は、ジョイントサイズ毎に同一寸法に設定されているとは、接合用端面５０の外径Ｂ１と接合用端面５１の外径Ｂ２との間においては適宜の寸法差があることも含む概念のものである。
　図２および図３ａに示すように、溶接部４９が、軸部材１３ａの軸受装着面１４よりカップ部材１２ａ側の接合用端面５１に形成されるので、軸受装着面１４などは前もって加工可能で溶接後の後加工を廃止できる。また、電子ビーム溶接のため溶接部にバリが出ないので、溶接部の後加工も省略でき、製造コストが削減できる。さらに、溶接部の超音波探傷による全数検査が可能である。
　本実施形態の外側継手部材１１の特徴を図３ａおよび図３ｂに基づいて説明する。図３ａに示すように、カップ部材１２ａの接合用端面５０は、環状に座ぐった形態で旋削加工し、半径方向の中央部は鍛造肌を残している。これにより、旋削加工時間を短縮している。カップ部材１２ａの軸心には、カップ部材１２ａの底部１２ａ２を貫通して通気孔６０が設けられている。カップ部材１２ａの底部１２ａ２に座ぐり部６１が設けられ、この座ぐり部６１にセンター穴６２が形成されている。センター穴６２は、後述する外側継手部材１１の製造工程において、センター穴ガイドを嵌合させて心出しするために用いる。通気孔６０をカップ部材１２ａの軸心に設けたので、製品強度面で有利である。また、通気孔６０にセンター穴６２を形成したので、センター穴６２の加工面で有利である。
　軸部材１３ａの接合用端面５１の内径側に溶接スパッタ収容溝５１ａが形成され、さらにその内径側に環状遮蔽部５１ｂが形成されている。図３ｂに示すように、溶接スパッタ収容溝５１ａは溶接部４９のビードの直下の溶接接合界面に形成されている。両接合用端面５０、５１を突き合わせると、中空空洞部Ｈが形成されるが、中空空洞部Ｈに通気孔６０の一端が開口しているので、外気と連通する。
　中空空洞部Ｈが通気孔６０を介して外気と連通しているので、溶接時の密閉空間を工業生産を成立させるレベルの中真空とした場合に、僅かに残存する空気が、溶接時の入熱により溶接部４９を半径方向外側に向かって押し出し、溶接長さが不足する問題を防止できる。ここで、中真空とは、ＪＩＳ　８１２６－１で規定された１００Ｐａ～０．１Ｐａの真空を意味する。
　通気孔６０が設けれているので、カップ部材１２ａと軸部材１３ａを突き合わせて、量産製品である等速自在継手の工業生産を成立させるレベルの中真空（低圧）雰囲気内で電子ビーム溶接を行った場合、溶接部４９のビードの内径側には凹みが発生せず、溶接４９のビードの内径端部が溶接スパッタ収容溝５１ａまで十分形成され、溶接長さを確保できる。これにより、溶接部の強度、品質、信頼性を向上させることができる。
　また、溶接時のスパッタは、溶接スパッタ収容溝５１ａで捕捉され、このスパッタは、環状遮蔽部５１ｂの存在により溶接スパッタ収容溝５１ａ内に留まる。このため、スパッタが外側継手部材１１のカップ部１２ａ内に侵入することを防止し、等速自在継手１０の耐久性やＮＶＨ特性の低下を防止することができる。
　環状遮蔽部５１ｂと接合用端面５１は、同一平面とするが、環状遮蔽部５１ｂと接合用端面５０との間は、スパッタが流出しない程度の隙間に設定され、この隙間を介して通気が行われる。環状遮蔽部５１ｂと接合用端面５０の隙間と環状遮蔽部５１ｂの半径方向の長さの比が４以上であることが望ましい。これまでの溶接で確認できているスパッタの小さいものは直径０．２ｍｍ程度であり、環状遮蔽部５１ｂと接合用端面５０の隙間が０．２ｍｍとなった場合は、理論上すり抜け可能であるが、環状遮蔽部５１ｂの半径方向の長さを設定可能な隙間に合わせて長くすることで、スパッタの通過を防止できる。
　溶接スパッタ収容溝５１ａは、幅が１～３ｍｍ程度で、深さが０．５～２ｍｍ程度である。溶接スパッタ収容溝５１ａの溝底角部５１ａ１（図３ａ参照）は、応力集中を考慮して適宜のＲで形成している。溶接スパッタ収容溝５１ａもジョイントサイズ毎に同一寸法に設定している。このため、加工や品種統合の面で有利である。
　溶接スパッタ収容溝５１ａを軸部材１３ａに設けることにより、軸部材１３ａの旋削加工時に溶接スパッタ収容溝１３ａを容易に形成することができる。
　次に、本実施形態の外側継手部材を製造する方法を図４～１１に基づいて説明する。図４は、外側継手部材の製造工程の概要を示す。本実施形態では、カップ部材１２ａは、図示のように、バー材切断工程Ｓ１ｃ、鍛造加工工程Ｓ２ｃ、しごき加工工程Ｓ３ｃおよび旋削加工工程Ｓ４ｃ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、旋削加工工程Ｓ２ｓおよびスプライン加工工程Ｓ３ｓ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の中間部品は、それぞれ、品番が付与されて管理される。
　その後、カップ部材１２ａと軸部材１３ａとが溶接工程Ｓ６、熱処理工程Ｓ７および研削加工工程Ｓ８を経て外側継手部材１１が完成する。
　各工程の概要を説明する。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行うことができる。まず、カップ部材１２ａの製造工程を説明する。
[バー材切断工程Ｓ１ｃ]
　鍛造重量に基づいてバー材を所定長さで切断し、ビレットを製作する。
[鍛造加工工程Ｓ２ｃ]
　ビレットを鍛造加工により、カップ部材１２ａの素形材として筒状部、底部および凸部を一体成形する。
[しごき加工工程Ｓ３ｃ]
　前記素形材のトラック溝３０および筒状円筒面４２をしごき加工して、カップ部材１２ａの筒状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、接合用端面５０、通気孔６０等を旋削加工する。本実施形態では、旋削加工工程Ｓ４ｃの後、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の製造工程を説明する。
[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で切断し、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]
　ビレット又は素形材の外周面（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や溶接スパッタ収容溝５１ａ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。本実施形態では、スプライン加工後、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、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を説明する。
[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を突合せて溶接する。
[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、筒状内周面４２および軸部１３の外周の必要範囲に熱処理として高周波焼入れ焼戻しを行う。溶接部は熱処理を施さない。カップ部１２のトラック溝３０や筒状内周面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。
　この製造工程では、溶接工程後に熱処理工程を組み入れたものであるので、溶接時の熱で周辺部の温度が上昇し、熱処理部の硬度に影響がある形状や仕様のカップ部材および軸部材に適する。
　次に、外側継手部材を製造する方法の主な構成を詳細に説明する。図５ａは、カップ部材１２ａのしごき加工後の状態を示す縦断面図で、図５ｂは旋削加工後の状態を示す縦断面図である。カップ部材１２ａの素形材１２ａ’は、鍛造加工工程Ｓ２ｃにおいて、筒状部１２ａ１’、底部１２ａ２’および凸部１２ａ３’が一体成形される。その後、しごき加工工程Ｓ３ｃにおいて、トラック溝３０および筒状円筒面４２がしごき加工され、図５ａに示すように筒状部１２ａ１’の内周が仕上げられる。
　その後、旋削加工工程Ｓ４ｃにおいて、図５ｂ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などと底部１２ａ２の凸部１２ａ３の接合用端面５０、その外径Ｂ１および通気孔６０（座ぐり部６１、センター穴６２を含む。）が旋削加工される。
　図６に軸部材１３ａの各加工工程における状態を示す。図６ａはバー材を切断したビレット１３ａ”を示す正面図で、図６ｂ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’を示す部分縦断面図で、図６ｃは、旋削加工およびスプライン加工後の軸部材１３ａを示す部分縦断面図である。
　バー材切断工程Ｓ１ｓにおいて、図６ａに示すビレット１３ａ”が製作され、必要に応じて、図６ｂに示すように、ビレット１３ａ”をアプセット鍛造加工により、所定範囲の軸径を拡径させると共に接合側端部（カップ部材１２ａ側端部）に凹部５２を形成した素形材１３ａ’を製作する。
　その後、旋削加工工程Ｓ２ｓにおいて、図６ｃに示すように、軸部材１３ａの外径、軸受装着面１４、止め輪溝１５、凹部５２の内径面５３（内径Ｅ）、接合用端面５１、その外径Ｂ２および溶接スパッタ収容溝５１ａを旋削加工し、スプライン加工工程Ｓ３ｓにおいて、凹部５２の反対側端部にスプラインＳｐが転造やプレスにより加工される。
　図５ｂに示すカップ部材１２ａの接合用端面５０の外径Ｂ１は、１つのジョイントサイズで同一寸法に設定されている。また、図６ｃに示す軸部材１３ａは、ロングステム用のものであるが、接合用端面５１の外径Ｂ２は、軸径や外周形状に関係なく、１つのジョイントサイズで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ので、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、カップ部材１２ａと軸部材１３ａの溶接方法を図７および図８に基づいて説明する。図７および図８は溶接装置を示す概要図である。図７は溶接前の状態を示し、図８は溶接している状態を示す。図７に示すように溶接装置１００は、電子銃１０１、回転装置１０２、チャック１０３、センター穴ガイド１０４、テールストック１０５、ワーク受け台１０６、センター穴ガイド１０７、ケース１０８および真空ポンプ１０９を主な構成とする。
　溶接装置１００内のワーク受け台１０６には、ワークであるカップ部材１２ａ、軸部材１３ａが載置される。溶接装置１００の一端にあるチャック１０３およびセンター穴ガイド１０７は回転装置１０２に連結されており、センター穴ガイド１０７をセンター穴６２に嵌合しカップ部材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を掴み、回転運動を与える。溶接装置１００の他端にあるテールストック１０５にセンター穴ガイド１０４が一体に取り付けられ、両者は軸方向（図７、８の左右方向）に進退可能に構成されている。
　センター穴ガイド１０４には軸部材１３ａのセンター穴がセットされ、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。本明細書において、密閉空間とは、ケース１０８により形成される空間１１１を意味する。本実施形態では、カップ部材１２ａおよび軸部材１３ａの全体が密閉空間１１１に収容されている。カップ部材１２ａおよび軸部材１３ａの接合用端面５０、５１に対応する位置に電子銃１０１が設けられている。電子銃１０１はワークに対して所定位置まで接近可能に構成されている。
　次に、上記のように構成された溶接装置１００の作動と溶接方法を説明する。ワークであるカップ部材１２ａおよび軸部材１３ａは、溶接装置１００と別の場所にストックされている。各ワークを、例えば、ロボットにより取り出し、図７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、センター穴ガイド１０４およびテールストック１０５は、図の右側に後退しており、カップ部材１２ａおよび軸部材１３ａの接合用端面５０、５１の間には隙間が設けられている。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、軸部材１３ａの凹部５２、内径部５３、通気孔６０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８に示すように、センター穴ガイド１０４およびテールストック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の隙間がなくなる。カップ部材１２ａはセンター穴ガイド１０７がセンター穴６２に嵌合すること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はセンター穴ガイド１０４により支持される。この後、ワーク受け台１０６がワークから離れる。このときのワーク受け台１０６とワークとの間隔は微小なものでよいので、図８では、上記間隔は図示を省略する。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が所定位置までワークに接近し、ワークを回転させて、予熱を開始する。予熱条件は、溶接条件とは異なり、電子銃１０１をワークに接近させてスポット径が大きな状態で電子ビームを照射するなどにより、溶接温度よりも低い温度とする。予熱することにより、溶接後の冷却速度を遅くすることで焼き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、ワークの外側から半径方向に電子ビームを照射し溶接が開始される。
　図３ａ、図３ｂで前述したように、軸部材１３ａには、接合用端面５１の内径側の溶接部４９のビードの直下の溶接接合界面に溶接スパッタ収容溝５１ａが形成され、この内径側に環状遮蔽部５１ｂが形成されている。環状遮蔽部５１ｂと接合用端面５０との間は、スパッタが流出しない程度の隙間に設定され、この隙間を介して通気が行われる。また、カップ部材１２ａと軸部材１３ａの間に形成される中空空洞部Ｈは、通気孔６０を介して外気と連通している。溶接工程において通気孔６０に設けられたセンター穴６２にセンター穴ガイド１０７が嵌合するが、嵌合による接触部分を通じて空気が行き来する。
　このため、中空空洞部Ｈが通気孔６０を介して外気と連通しているので、溶接時に工業生産を成立させるレベルの中真空とした場合に、僅かに残存する空気が、溶接時の入熱により溶接部４９を半径方向外側に向かって押し出すようなことはなく、溶接長さを確保できる。また、溶接時のスパッタは、溶接スパッタ収容溝５１ａで捕捉され、このスパッタは、環状遮蔽部５１ｂの存在により溶接スパッタ収容溝５１ａ内に留まる。このため、スパッタが外側継手部材１１のカップ部１２ａ内に侵入することを防止し、等速自在継手１０の耐久性やＮＶＨ特性の低下を防止できる。溶接が終了すると、電子銃１０１が退避し、ワークの回転が停止する。
　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、センター穴ガイド１０４およびテールストック１０５が右側に後退し、チャック１０３を開放する。その後、例えば、ロボットがワークを掴み、溶接装置１００から外し、冷却ストッカに整列させる。この溶接装置１００では、カップ部材１２ａおよび軸部材１３ａの全体が密閉空間１１１に収容されている形態であるので、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。
　具体的には、炭素量が０．４～０．６％のカップ部材１２ａおよび炭素量が０．３～０．５５％の軸部材１３ａを用いて、前述した溶接装置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溶接部硬度の高硬度化を抑制するために、カップ部材１２ａ、軸部材１３ａの接合用端面５０、５１が３００～６５０℃になるよう予熱により均熱化した後、電子ビーム溶接を行った。この結果、外側継手部材１１の軸部へのベアリング６の組込みに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４９が得られた。また、予熱による均熱化よって溶接完了後の溶接部硬度を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、溶接中の中空空洞部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。ケース１０８内の密閉空間１１１の圧力６．７Ｐａ以下の設定は、自動車用等の量産製品である等速自在継手の工業生産を成立させるレベルの真空（低圧）条件である。
　さらに、溶接４９のビードの内径側には凹みが発生せず、ビードの内径端部がスパッタ収容溝５１ａまで十分形成され、溶接長さを確保できた。これにより、溶接部の強度、品質、信頼性を向上させることができる。また、スパッタが外側継手部材１１のカップ部１２ａ内に侵入することを防止し、等速自在継手１０の耐久性やＮＶＨ特性の低下を防止できることが確認できた。
　次に、製造コンセプトのまとめとして、カップ部材の品種統合について、前述した図６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９および図１０に示す軸部材１３ｂは、インボード側の標準的なステム用のものである。軸部材１３ｂには、カップ部材１２ａの底部１２ａ２（凸部１２ａ３）の接合用端面５０（図５ｂ参照）に突合せる接合用端面５１が形成されている。この接合用端面５１の外径Ｂ２および内径Ｅは、図６ｃ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Ｂ１および内径Ｅと同一寸法に形成されている。
　この軸部材１３ｂは、インボード側の標準的なステム用のため、軸部の長さが短く、軸方向中央部に滑り軸受面１８が形成され、この滑り軸受面１８に複数の油溝１９が形成されている。カップ部材１２ａ側とは反対側の端部にはスプラインＳｐと止め輪溝４８が形成されている。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、車種毎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Ｂ２は同一寸法に設定されている。また、軸部材１３ａ、１３ｂの溶接スパッタ収容溝５１ａもジョイントサイズ毎に同一寸法に設定されている。
　カップ部材１２ａと軸部材１３ａ、１３ｂの接合用端面５０、５１の外径Ｂ１、Ｂ２がジョイントサイズ毎に同一寸法に設定されているので、ジョイントサイズ毎に共用化されたカップ部材と車種毎に種々の軸部仕様を備えた軸部材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、車種毎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。
　上記では、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が、これに限ることなく、標準的な長さのステム間での車種毎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毎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。
　以上の要約として、本実施形態のカップ部材の品種統合の例を図１１に示す。図示のようにカップ部材は、１つのジョイントサイズで共用化され、例えば、品番Ｃ００１が付与されて管理される。これに対して、軸部材は、車種毎に種々の軸部仕様を備え、例えば、品番Ｓ００１、Ｓ００２、～Ｓ（ｎ）が付与されて管理される。そして、例えば、品番Ｃ００１のカップ部材と品番Ｓ００１の軸部材を組み合わせて溶接すると、品番Ａ００１の外側継手部材を製作することができる。このように、カップ部材の品種統合により、コスト低減、生産管理の負荷を軽減することができる。この品種統合において、カップ部材は、１つのジョイントサイズで１種類、すなわち、１型番ということに限定されるものではなく、例えば、最大作動角の異なる仕様により１つのジョイントサイズで複数の種類（複数型番）のカップ部材を設定し、これらのカップ部材の上記接合用端面の外径Ｂ１を同一寸法にしたものを包むものである。
　次に、溶接スパッタ収容溝の変形例を図１２に基づいて説明する。図１２ａは溶接前の状態を示す縦断面図で、図１２ｂは溶接後の状態を示す縦断面図である。本変形例の溶接スパッタ収容溝５１ａ１は、内径側の溝面が傾斜して形成した倣い形状としている。このため、軸部材１３ａ１の接合用端面５１１の旋削加工時に倣い旋削によって１工程で接合用端面５１１と溶接スパッタ収容溝５１ａ１を加工することができるので、突っ切りバイトによる溶接スパッタ収容溝５１ａ１の追加旋削工程を省略して旋削工程を短縮できる。その他の構成は、第１の実施形態の外側継手部材１１と同様であるので、同様の機能を有する部位には同一の符号（下付文字は除く）を付して、第１の実施形態の外側継手部材およびその製造方法について前述した内容をすべて準用し、説明を省略する。
　溶接スパッタ収容溝の他の変形例を図１３に基づいて説明する。図１３ａは溶接前の状態を示す縦断面図で、図１３ｂは溶接後の状態を示す縦断面図である。本変形例の溶接スパッタ収容溝５０ａ１は、カップ部材１２ａ１の接合用端面５０１に形成し、溶接スパッタ収容溝５０ａ１の内径側に内径面（内径Ｅ）を形成した点が第１の実施形態の外側継手部材と異なる。その他の構成は、第１の実施形態の外側継手部材１１と同様であるので、同様の機能を有する部位には同一の符号（下付文字は除く）を付して、第１の実施形態の外側継手部材およびその製造方法について前述した内容をすべて準用し、説明を省略する。
　図１４に、外側継手部材を製造する方法についての変形例を示す。本変形例の製造工程では、前述した図４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ものである。この点を除いた内容、すなわち、第１の実施形態の外側継手部材において前述した各工程の概要、カップ部材およ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、品種統合や外側継手部材の構成などは同様であるので第１の実施形態の全ての内容を本変形例に準用し、相違する部分のみ説明する。
　図５ｂに示すように、カップ部材１２ａ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、かつ、焼入れ焼戻しとしての熱処理を施す部位が筒状部１２ａ１の内周のトラック溝３０、筒状内周面４２である。このため、通常、熱処理部に対して溶接時の熱影響がないので、カップ部材１２ａについては溶接前に熱処理を施し完成部品として準備する。本変形例の製造工程が実用面では好適である。
　本変形例の製造工程では、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ので、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。
　本変形例の場合、第１の実施形態の外側継手部材おいて前述したカップ部材の品種統合の例を示す図１１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、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
　図１５に、外側継手部材を製造する方法についての他の変形例を示す。本変形例の製造工程では、前述した図４の熱処理工程Ｓ７のカップ部と軸部の熱処理工程および軸部の研削加工工程Ｓ８を溶接工程Ｓ６の前に組み入れて、カップ部材の熱処理工程Ｓ５ｃ、軸部材の熱処理工程Ｓ４ｓおよび研削加工工程Ｓ５ｓとしたものである。したがって、カップ部材と軸部材を共に完成品として準備するものである。この点を除いた内容、すなわち、第１の実施形態の外側継手部材において前述した各工程の概要、カップ部材およ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、品種統合や外側継手部材の構成などは同様であるので第１の実施形態の全ての内容を本実施形態に準用し、相違する部分のみ説明する。
　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、前述した製造方法について変形例と同様であるので、重複説明を省略する。
　熱処理工程Ｓ４ｓ後、軸部材は研削加工工程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。本変形例の製造工程は、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および軸部材の場合に適する。
　本変形例の製造工程では、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、カップ部材および軸部材は、鍛造加工、旋削加工、熱処理およ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。
　本変形例の場合、第１の実施形態の外側継手部材おいて前述したカップ部材の品種統合の例を示す図１１については、図中のカップ部材およ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、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。ただし、完成部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れず、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を含むものである。
　品種統合において述べたように、カップ部材は、１つのジョイントサイズで１種類、すなわち、１型番ということに限定されるものではない。すなわち、前述したように、例えば、最大作動角の異なる仕様により１つのジョイントサイズで複数の種類（複数型番）のカップ部材を設定し、これらのカップ部材の上記接合用端面の外径Ｂ１を同一寸法にしたものを包むものである。また、これに加えて、例えば、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１つのジョイントサイズで複数の種類（複数型番）のカップ部材を設定し、これらのカップ部材の上記接合用端面の外径Ｂ１を同一寸法にしたものも包むものである。
　次に、本発明の第２の実施形態に係る外側継手部材を図１６および図１７に基づいて説明する。この等速自在継手および外側継手部材では、図１および図２の等速自在継手および外側継手部材と同様の機能を有する箇所には同一の符号（下付文字を除く）を付して、要点のみを説明する。
　図１６に示す摺動式等速自在継手１０２は、トリポード型等速自在継手（ＴＪ）であり、カップ部１２２とカップ部１２２の底部から軸方向に延びたロングステム部１３とを有する外側継手部材１１２と、外側継手部材１１２のカップ部１２２の内周に収容された内側継手部材１６２と、外側継手部材１１２と内側継手部材１６２との間に配置されたトルク伝達要素としてのローラ１９とを備える。内側継手部材１６２は、ローラ１９を外嵌した３本の脚軸１８が円周方向等間隔に設けられたトリポード部材１７で構成される。
　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ている。外側継手部材１１２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１１２の振れが可及的に防止される。
　図１７に、外側継手部材１１２の部分縦断面を示す。図示のように、外側継手部材１１２は、一端が開口し、内周面の円周方向三等分位置にローラ１９（図１６参照）が転動するトラック溝３０２と内周面３１２が形成された有底筒状のカップ部１２２と、カップ部１２２の底部から軸方向に延び、カップ部１２２側とは反対側の端部外周にトルク伝達用連結部としてのスプラインＳｐが設けられたロングステム部１３とからなる。外側継手部材１１２は、カップ部材１２ａ２と軸部材１３ａが溶接されて形成されている。
　図１７に示すように、カップ部材１２ａ２は、内周にトラック溝３０２と内周面３１２が形成された筒状部１２ａ１２と底部１２ａ２２からなる一体成形品である。カップ部材１２ａ２の底部１２ａ２２には凸部１２ａ３２が形成されている。カップ部材１２ａ２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１２ａ２側の外周に軸受装着面１４および止め輪溝１５が形成され、カップ部材１２ａ２側とは反対側の端部にスプラインＳｐが形成されている。
　カップ部材１２ａ２の底部１２ａ２２の凸部１２ａ３２に形成された接合用端面５０２と軸部材１３ａのカップ部材１２ａ２側端部の接合用端面５１とを突合せ、半径方向の外側から電子ビーム溶接により溶接されている。溶接部４９は、カップ部材１２ａ２の半径方向外側から照射されたビードで形成されている。第１の実施形態の外側継手部材と同様に、軸部材１３ａの接合用端面５１の内径側に溶接スパッタ収容溝５１ａが設けられ、カップ部材１２ａ２の底部１２ａ２２の軸心に中空空洞部Ｈに通じる通気孔６０が設けられている。接合用端面５０２と接合用端面５１の外径は、ジョイントサイズ毎に同一寸法に設定されている。溶接部４９が、軸部材１３ａの軸受装着面１４よりカップ部材１２ａ２側の接合用端面５１に形成されるので、軸受装着面１４などは前もって加工可能で溶接後の後加工を廃止できる。また、電子ビーム溶接のため溶接部にバリが出ないので、溶接部の後加工も省略でき、製造コストが削減できる。
　その他の構成については、外側継手部材１１２は、前述した第１の実施形態に係る外側継手部材１１において前述した内容と同様であるので、第１の実施形態の外側継手部材において前述した各工程の概要、カップ部材およ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、品種統合や外側継手部材の構成などは同様であるので第１の実施形態の全ての内容を本実施形態に準用し、説明を省略する。
　以上の実施形態では、電子ビーム溶接を適用したものを示したが、レーザ溶接でも同様に適用することができる。
　以上の外側継手部材についての実施形態では、摺動式等速自在継手１０としての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に適用した場合について説明したが、本発明は、クロスグルーブ型等速自在継手等、他の摺動式等速自在継手の外側継手部材、さらには固定式等速自在継手の外側継手部材にも適用することができる。また、以上では、ドライブシャフトを構成する等速自在継手の外側継手部材に本発明を適用しているが、本発明は、プロペラシャフトを構成する等速自在継手の外側継手部材にも適用することができる。
　本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、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。
１　　　　ドライブシャフト
２　　　　中間シャフト
３　　　　スプライン
４　　　　ブーツ
５　　　　ブーツ
６　　　　サポートベアリング
１０　　　摺動式等速自在継手
１１　　　外側継手部材
１１’　　ワーク
１２　　　カップ部
１２ａ　　カップ部材
１２ａ１　筒状部
１２ａ２　底部
１３　　　長寸軸部
１３ａ　　軸部材
１４　　　軸受装着面
１６　　　内側継手部材
１７　　　トリポード部材
１９　　　トルク伝達要素（ローラ）
２０　　　固定式等速自在継手
２１　　　外側継手部材
２２　　　内側継手部材
２３　　　トルク伝達要素（ボール）
２４　　　保持器
３０　　　トラック溝
３１　　　内周面
４０　　　トラック溝
４１　　　トルク伝達要素（ボール）
４２　　　筒状内周面
４９　　　溶接部
５０　　　接合用端面
５０ａ１　溶接スパッタ収容溝
５１　　　接合用端面
５１ａ　　溶接スパッタ収容溝
５１ａ１　溶接スパッタ収容溝
６０　　　通気孔
６２　　　センター穴
１００　　溶接装置
１０１　　電子銃
１０８　　ケース
１０９　　真空ポンプ
１１１　　密閉空間
Ｂ１　　　外径
Ｂ２　　　外径
Ｄ　　　　内径
Ｅ　　　　内径
Ｈ　　　　中空空洞部
Ｈ１　　　中空空洞部
Ｏ　　　　継手中心
Ｏ１　　　曲率中心
Ｏ２　　　曲率中心
 

Claims (3)

  1. 　トルク伝達要素が係合するトラック溝を内周に形成したカップ部と、このカップ部の底部に形成された軸部とを別部材で構成し、前記カップ部を形成するカップ部材と前記軸部を形成する軸部材とを突き合わせて溶接してなる等速自在継手の外側継手部材であって、前記カップ部材の接合用端面と前記軸部材の接合用端面を突き合わせることにより中空空洞部が形成される等速自在継手の外側継手部材において、
    　前記カップ部材の軸心に前記中空空洞部に通じる通気孔を設けると共に、
    　前記カップ部材の接合用端面と前記軸部材の接合用端面のいずれか一方の内径側に溶接スパッタ収容溝を形成したことを特徴とする等速自在継手の外側継手部材。
  2. 　前記通気孔にセンター穴が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手の外側継手部材。
  3. 　前記溶接スパッタ収容溝がジョイントサイズ毎に同一寸法に設定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手の外側継手部材。
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