JP2009121673A - 等速自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】高強度であり且つ外側継手部材のトラック溝の開口端部での焼入れによる変形を抑制可能な等速自在継手を提供すること。
【解決手段】外側継手部材のカップ部１ａにおけるトラック溝１ｄが高周波焼入れによる硬化層８ａを有するアンダーカットフリー型の等速自在継手において、逃げ面１ｆにおけるトラック溝１ｄの溝底ｃを起点として開口端面１ｅを軸方向に突出量ｔで突出させた。ここで前記突出量ｔは、トルク伝達用ボールの直径をｄとした場合に、ｔ＝０．０３７ｄ〜０．１８５ｄの関係を満たす。突出部１ｉにおける開口端面１ｅ及び開口端面１ｅに連続するカップ部１ａの外周面１ｊが、焼入れ硬化されていない非硬化層を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、自動車の前輪用駆動軸に使用されるアンダーカットフリー型の等速自在継手に関する。

等速自在継手は、自動車や各種産業機械の動力伝達系において、駆動側の回転軸と従動側の回転軸を連結して等角速度でトルクを伝達するもので、固定式と摺動式がある。固定式が角度変位のみを許容するのに対し、摺動式は角度変位と軸方向変位の両方を許容するタイプである。

自動車の前輪用駆動軸のホイール側に使用される固定式等速自在継手は、ステアリングの操作に連動しホイールが左右に運動するため高作動角を許容する必要がある。そのため、この等速自在継手は高作動角で大きな駆動力（トルク）が作用しても十分耐える静的強度と保障期間中に長距離走行しても突然破断することのない十分な疲労強度特性を必要とする。

固定式等速自在継手には、ツェッパ型（以下ＢＪと記す）とアンダーカットフリー型（以下ＵＪと記す）がある。ＢＪとＵＪはどちらも、一端で開口したカップ部を有する外側継手部材と、前記カップ部の内方に位置する内側継手部材と、前記外側継手部材及び内側継手部材の相互間に介在してトルクを伝達するボールと、該ボールを保持するケージとを備える。また、外側継手部材のカップ部が、内周面に形成され且つボールが転動するトラック溝を有し、内側継手部材が、外周面に形成され且つボールが転動するトラック溝を有する。

ＢＪは、外側継手部材カップ部及び内側継手部材のトラック溝の軸方向断面が円弧状である。これに対して、ＵＪは、ＢＪにおける外側継手部材のカップ部及び内側継手部材のトラック溝の軸方向断面の円弧の一部を直線状としたものである。図６に示すように、ＵＪの外側継手部材２１におけるカップ部２２のトラック溝２３の軸方向断面については、開口側が直線状（以下直線部と記す）である。

ＵＪは、外側継手部材２１のカップ部２２のトラック溝２３の開口端部でボール２４とトラック溝２３の接触点がＢＪに比較して径方向外方にあるため、シャフトが外側継手部材１のカップ部２２と干渉するのがＢＪより高作動角側になり、高作動角化が許容可能となる。一方、ＵＪが高作動角を許容するためには、ＢＪより許容荷重を高める必要がある。そのため、通常、ＵＪは、ＢＪよりカップ部２２の外径を増加し強度を確保している。しかし、ＵＪのカップ部２２の小型化のニーズがあり、このためには、カップ部２２の許容応力を更に高める必要がある。

外側継手部材２１のカップ部２２を高強度化するためには、カップ部２２の破損しやすい部分の強度の向上を図ることが必要である。カップ部２２の破損しやすい部分は、トラック溝２３の開口端部付近である。トラック溝２３の開口端部の強度を向上させる方法の１つとして、焼入れを行い硬化させる方法がある。焼入れによる硬化により、トラック開口部の塑性変形を抑制する効果が得られる。トラック溝２３の開口端部の変形抑制のための焼入れについては既に様々な方法が考案されている。

例えば、特許文献１に記載の発明は、外側継手部材２１の開口端部の疲労強度を向上させるために圧縮残留応力を付与する目的で、予め、外側継手部材２１の開口端部に余肉を
形成しておき、焼入れ後に開口端部の余肉を除去するものである。

また、特許文献２に記載の発明は、高周波焼入れを施した外側継手部材２１のトラック溝２３の開口端部に、更にショットピーニングを施すことにより圧縮残留応力を付与し、外側継手部材２１のトラック溝２３における開口端部の疲労強度を向上させるものである。

また、特許文献３に記載の発明では、吸熱体を外側継手部材２１のトラック溝２３の開口端部に当接させることによって、トラック溝２３の開口端部における硬化層を浅くしている。これは、外側継手部材２１のトラック溝２３の開口端部の高周波焼入れによる硬化層の深さを増大すると非硬化層が減少し、かえって疲労強度が低下するからである。
特開昭５７−６７１２７号公報 特開平４−１９４４１８号公報 特開昭５６−６５９２４号公報

ところが、外側継手部材２１のカップ部２２は、通常、トラック溝２３を焼入れにより硬化させる場合、反開口端側から開口端側に向かうにつれて漸次大きく拡径することによる寸法誤差が生じる。即ち、開口端側のトラック溝２３のＰＣＤが増加し、全体的にトラック溝２３の直線部が開口側に開いたテーパ形状となる。これは、カップ部２２が、反開口端側で拘束されている部分と開口端側で開放されている部分とから構成されているためである。

この外側継手部材２１を用いたＵＪは、作動角が高角度側でボール２４とトラック溝２３との間の隙間が増大し、異音が発生する。この問題に対して、従来は外側継手部材２１の鍛造に使用するパンチ形状を特殊な形状にすることで、焼入れ前の外側継手部材１を、焼入れによる変形後に所望の形状になるようにしていた。即ち、外側継手部材２１のトラック溝２３の直線部が開口端側に閉じた逆テーパ形状になるような形状のパンチを使用していた。しかし、この対策では、特殊な形状のパンチを製造するのに工程数が増加するため、パンチ製造のコストが増加する。また、鍛造後に外側継手部材２１のカップ部２２の内側からパンチを抜き取る際に大きな抵抗があるために、パンチが傷みやすくパンチの寿命の低下を招く。

そこで、本発明では、上記事情に鑑み、高強度であり且つ外側継手部材のトラック溝の開口端部での焼入れによる変形を抑制可能な等速自在継手を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本願発明者は、多くの実験調査を行い、カップ部２２の開口端側において焼入れ硬化されていない非硬化層を増加すれば焼入れによる変形を抑制可能であるとの知見を得た。しかし、単に硬化層を減少させると強度が低下してしまう。そこで、本願発明者は更に検討を行い、次の知見を得た。従来のＵＪでは、図６（Ｂ）に拡大して示すように、高作動角をとった場合にシャフトとの干渉を防止するために外側継手部材の２１のカップ部２２は内周面２６から開口端面２５に連続する逃げ面２７を有する。カップ部２２の逃げ面２７におけるトラック溝２３の幅方向の中心を起点とした開口端面２５の軸方向の突出量ｔは少ない。この突出量ｔは増加させても、逃げ面２７を設置していれば、カップ部２２とシャフトとの干渉位置は変化せず最大作動角は変化しない。このため、従来の最大作動角に必要なシャフトとＵＪを合わせた軸方向寸法は増加しない。本願発明は係る知見に基づき提案されたものである。

すなわち、前記課題を解決するための請求項１の発明は、一端で開口したカップ部を有する外側継手部材と、前記カップ部の内方に位置する内側継手部材と、前記外側継手部材及び内側継手部材の相互間に介在してトルクを伝達するボールと、該ボールを保持するケージとを備え、前記外側継手部材が、前記カップ部の内周面に形成され且つ前記ボールが転動するトラック溝と、前記カップ部の内周面から開口端面に連続するテーパ状の逃げ面と、前記カップ部の外周面に形成され且つブーツを取り付けるブーツ溝とを有すると共に、前記トラック溝が、高周波焼入れによる硬化層を有する円弧部と直線部を有するアンダーカットフリー型の等速自在継手において、前記逃げ面における前記トラック溝の幅方向の中心を起点として前記開口端面を軸方向に突出量ｔで突出させ、ここで前記突出量ｔは、前記ボールの直径をｄとした場合に、ｔ＝０．０３７ｄ〜０．１８５ｄの関係を満たすと共に、前記突出部における前記開口端面及び該開口端面に連続する前記カップ部の外周面が、焼入れ硬化されていない非硬化層を有することを特徴とする。

請求項１の発明によれば、前記開口端面を軸方向に突出量ｔで突出させることにより、従来の最大作動角に必要なシャフトとＵＪを合わせた軸方向寸法を増加させずに、外側継手部材のカップ部の体積を増加させることが可能になる。また、突出部における前記開口端面及び該開口端面に連続する前記カップ部の外周面が非硬化層を有することにより、強度を低下させることなく、焼入れによる変形を抑制することができる。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記トラック溝の円弧部における軸方向断面の円弧の曲率中心を、前記外側継手部材の軸線を境として前記軸方向断面の円弧がある側とは反対側に配置したものである。

請求項２の発明によれば、外側継手部材のカップ部におけるトラック溝の反開口端側の許容負荷を増加させることが可能である。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記非硬化層を前記逃げ面まで延在させたものである。

請求項３の発明によれば、外側継手部材のカップ部の焼入れによる変形をより効果的に抑制できる。

請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、前記硬化層を前記逃げ面まで延在させたものである。

請求項４の発明によれば、外側継手部材のカップ部におけるトラック溝の開口端部の強度を増大させることが可能である。

請求項５の発明は、請求項４の発明において、有効硬化層（Ｈｖ５１３以上）を、前記逃げ面まで延在させたものである。

請求項５の発明によれば、外側継手部材のカップ部におけるトラック溝の疲労強度を充分に確保することが可能である。

請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記トラック溝と前記逃げ面との境界部分の表面硬さをＨｖ５００〜７８０、粒度番号を８番〜１３番としたものである。

請求項６の発明によれば、外側継手部材のカップ部におけるトラック溝の開口端の焼割れを抑制することが可能である。

請求項７の発明は、請求項１〜６の何れか一の発明において、前記外側継手部材に、硫黄量を０.００５〜０.０２０ｍａｓｓ％とした炭素量が０.４６〜０.５８ｍａｓｓ％の炭素鋼を使用したものである。

請求項７の発明によれば、トラック溝の耐磨耗性が確保できる。また、切削加工性と硬化層の靭性を確保することができる。

請求項８の発明は、請求項１〜７の何れか一の発明において、冷間鍛造の加工硬化により前記カップ部の外周面の硬さをＨｖ２８０〜４００としたものである。

請求項８の発明によれば、カップ部の強度を確保できると共にカップ部の割れや型寿命の低下を抑制できる。

請求項９の発明は、請求項１〜８の何れか一の発明において、外周面の熱処理による硬化層の厚さを１.２〜２.０ｍｍとし、芯部の硬さをＨｖ３００〜６００とした前記内側継手部材を備えたものである。

請求項９の発明によれば、内側継手部材の熱処理による変形量を抑制することができると共に内側継手部材が高強度となる。

請求項１０の発明は、請求項１〜９の何れか一の発明において、前記ケージに、炭素量０.４６〜０.５８ｍａｓｓ％の炭素鋼を用いると共に高周波焼入れによりケージ全体を硬化し硬さをＨＲＣ５６〜６３としたものである。

請求項１０の発明によれば、ケージの硬さを確保できると共に、ケージの窓に対するプレス加工に用いるパンチの寿命の低下を抑制できる。

請求項１１の発明は、請求項１〜１０の何れか一の発明において、前記ボールの表面粗さをＲａ０.０１〜０.０９としたものである。

請求項１１の発明によれば、等速自在継手の耐久性の向上が可能になる。

請求項１２の発明は、前記トラック溝の高周波焼入れの際に、前記ブーツ溝を冷却する工程を備えた請求項１〜１１の何れか一の発明を製造するものである。

請求項１２の発明によれば、焼入れの際の熱影響を抑制することができるため、外側継手部材のカップ部における軟化や変形の増加や疲労強度の低下を抑制することが可能である。

請求項１３の発明は、前記外側継手部材の外周面に金属環を圧入した後に高周波焼入れを行い、熱が除去された後に金属環を取り除く工程を備えた請求項１〜１１の何れか一の発明を製造するものである。

請求項１３の発明によれば、外側継手部材のカップ部における高周波焼入れによる変形を効果的に抑制できる。

本発明によれば、等速自在継手の外側継手部材を高強度にすることができ且つ外側継手部材のトラック溝の開口端部での焼入れによる変形を抑制することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係るアンダーカットフリー型等速自在継手（以下ＵＪと記す）を例示する。このＵＪは、外側継手部材１、内側継手部材２、ボール３及びケージ４を主要な構成要素として備える。外側継手部材１は、一方で開口したカップ部１ａとステム部１ｂから構成される。カップ部１ａは、内周面１ｃに形成されたトラック溝１ｄと、内周面１ｃから開口端面１ｅに連続するテーパ状の逃げ面１ｆと、外周面１ｇに形成され且つブーツ５を取り付けるための周方向に延在するブーツ溝１ｈを有する。

内側継手部材２は、外側継手部材１のカップ部１ａの内方に位置し、球面状の外周面２ａを有する。この外周面２ａに、軸方向に延びるトラック溝２ｂが形成されている。内側継手部材２は軸孔２ｃを有し、軸孔２ｃにはシャフト６が圧入されてスプライン嵌合により連結されている。このシャフト６はサークリップ７等の止め輪により内側継手部材２に対して抜け止めされている。シャフト６は、内側継手部材２に連結すると共に外側継手部材１の開口より延出している。

外側継手部材１のカップ部１ａのトラック溝１ｄと内側継手部材２のトラック溝２ｂとが対をなしてボールトラックを形成し、各ボールトラックに１個ずつボール３が組み込んである。ボール３は外側継手部材１と内側継手部材２の相互間に介在してトルクを伝達する役割を果たす。各ボール３は、円筒状のケージ４の円周方向に形成されたポケット４ａ内に保持されている。ケージ４は、球面状である内周面４ｂを有し、この内周面４ｂで内側継手部材２の外周面２ａと接している。ケージ４の外周面４ｃは球面状であり、外側継手部材１のカップ部１ａの内周面１ｃに接している。ブーツ５の一端が外側継手部材１の外周面１ｇの開口端側に被せられ、ブーツ溝１ｈの位置でブーツバンド５ａにより固定されている。

外側継手部材１のカップ部１ａのトラック溝１ｄにおける反開口端側部位と開口端側部位とには、それぞれ軸方向断面において溝底が円弧状の円弧部１ｄ１、直線状の直線部１ｄ２が形成されている。内側継手部材２におけるトラック溝２ｂの開口端側部位と反開口端側部位とには、それぞれ軸方向断面において溝底が円弧状の円弧部２ｂ１、直線状の直線部２ｂ２が形成されている。外側継手部材１と内側継手部材２のトラック溝１ｄ、２ｂの直線部１ｄ２、２ｂ２の存在により、最大作動角が、従来の乗用車用ＢＪの最大作動角よりも大きく設定されている。

外側継手部材１のカップ部１ａのトラック溝１ｄと内周面１ｃは、それぞれ高周波焼入れによる硬化層８ａ、８ｂを有する。内側継手部材２のトラック溝２ｂと外周面２ａは、それぞれ熱処理による硬化層９ａ、９ｂを有する。内側継手部材２の外周面２ａにおける硬化層９ｂの厚さは、１．２〜２．０ｍｍとし、芯部２ｄの硬さはＨｖ３００〜６００とする。この条件であれば、内側継手部材２の変形量の抑制が可能であり、高強度とすることが可能である。

外側継手部材１には、硫黄量を０.００５〜０.０２０ｍａｓｓ％とした炭素量が０.４
６〜０.５８ｍａｓｓ％の炭素鋼を使用する。炭素量は０.４６ｍａｓｓ％未満であると、トラック溝１ｄの耐摩耗性が低くなる。硫黄は、鋼中で化合物ＭｎＳとして存在し、冷間鍛造により長く引き伸ばされた際に破壊の起点となるため硫黄量を減少することが望ましい。しかし、０.００５ｍａｓｓ％未満であると著しく切削加工性を阻害し、０.０２０ｍａｓｓ％を超えると焼入れ硬化部の靭性が著しく低下する。より好ましくは、０.００５
〜０.０１ｍａｓｓ％の範囲である。

ケージ４は、炭素量０.４６〜０.５８ｍａｓｓ％の炭素鋼を用いると共に高周波焼入れによりＨＲＣ５６〜６３に全体を硬化されている。ＨＲＣ５６〜６３に高周波焼入れにより全体を硬化することにより、内部の組織が微細化され、適切な硬さが得られ、亀裂の発生を抑制することができる。ＨＲＣ56以上にするためには炭素鋼の炭素量は０．４６ｍａｓｓ％以上必要であり、炭素量が０．５８ｍａｓｓ％を超えるとケージ４のポケット４ａの加工用パンチの寿命が著しく低下する。また、ボール３の表面粗さをＲａ０.０１〜０.０９とすると外側継手部材１と内側継手部材２のトラック溝１ｄ、２ｂひいてはＵＪの耐久性の向上が可能である。

図２（Ａ）に拡大して示すように、外側継手部材１のカップ部１ａの逃げ面１ｆにおけるトラック溝１ｄの溝底ｃを起点として開口端面１ｅを軸方向に突出量ｔで突出させている（図中点線で示したのが従来のもの）。ここで突出量ｔは、ボール３の直径をｄとした場合に、ｔ＝０．０３７ｄ〜０．１８５ｄの関係を満たすものとする。突出量ｔが０．０３７ｄ未満であると、突出させることによる効果が充分に得られない。突出量ｔが０.１
８５ｄを超えると外側継手部材１の開口端面１ｅにおける径方向の長さａが小さくなり、これにより加工のための搬送時に他の外側継手部材１に打痕が発生し加工に不具合を招くことがある。

突出部１ｉにおける開口端面１ｅ及び開口端面１ｅに連続するカップ部１ａの外周面１ｊは、焼入れ硬化されていない非硬化層を有する。この非硬化層は逃げ面１ｆの一部まで延在する。また、外側継手部材１のトラック溝１ｄにおける硬化層８ａも逃げ面１ｆまで延在する。

カップ部１ａの逃げ面１ｆまで硬化層８ａが延在していることにより、カップ部１ａのトラック溝１ｄの開口端側の強度が確保できる。また、突出部１ｉが形成されていること、及び開口端面１ｅから逃げ面１ｆまで非硬化層が延在していることにより、従来よりカップ部１ａの開口端側の非硬化層が多くなるため、カップ部１ａの開口端側の高周波焼入れによる変形が抑制される。

ボール３が転動する範囲においてトラック溝１ｄの底面に形成されている硬化層、即ち有効硬化層をＨｖ５１３以上の硬さとして、この有効硬化層を前記逃げ面まで延在させる。これにより、トラック溝１ｄ底部には硬化層が充分に形成されていることになり、トラック溝１ｄ底部の疲労強度が確保される。

トラック溝１ｄと逃げ面１ｆとの境界部分の表面硬さをＨｖ５００〜７８０、粒度番号を８番〜１３番とする。旧γ粒の大きさは、微細なほど良く、粒度番号８番〜１３番が最も好ましい。この条件であれば、トラック溝１ｄと逃げ面１ｆとの境界部分の応力緩和することができるため、カップ部１ａの強度が向上することができる。粒度番号が８番未満であると、著しく焼割れが生じ易くなる。

冷間鍛造の加工硬化により外側継手部材１のカップ部１ａの外周面１ｇの硬さをＨｖ２８０〜４００とする。加工硬化率は、高ければ高いほど硬化代は大きいが、製品の割れや型寿命の低下を招くため加工硬化による上限の硬さをＨｖ４００とした。加工硬化率が低いと型の形状が製品に精度良く転写されない。また、下限の硬さが低い加工硬化率では組織の微細化がなされないため、焼入れ加熱時オーステナイト化し難い大きなフェライトが存在する。このため、短時間急速加熱の高周波焼入れで不完全焼入れ組織を生じやすく、低強度となるため加工硬化による下限の硬さをＨｖ２８０とした。この加工硬化により、少なくともトラック溝１ｄの開口端部の底に位置するカップ部１ａの外周面１ｇを硬化させれば、カップ部１ａの外周面、特に破損起点となる外周面の硬度を増加させることができ、カップ部１ａの強度を向上することができる。

図３に示すように、外側継手部材１のトラック溝１ｄの円弧部１ｄ１における軸方向断面の円弧の曲率中心Ｏは、外側継手部材１の軸線（図中Ａ−Ａ線）を境として軸方向断面の円弧がある側とは反対側に配置されている。これにより、円弧の曲率中心Ｏが外側継手部材１の軸線上に配置されていた従来に比較して、外側継手部材１のトラック溝１ｄの反開口端側における許容負荷を増加させることが可能である。

外側継手部材１の製造過程において、図４に示すように外側継手部材１の外周面１ｇの開口端側に金属環１０を圧入した後にトラック溝１ｄの高周波焼入れを行い、熱が除去された後に金属環１０を取り除く工程を入れている。これによりカップ部１ａの高周波焼入れによる変形を抑制することができる。

また、外側継手部材１の製造過程において、トラック溝１ｄの高周波焼入れの際に、ブーツ溝１ｈを例えば、水冷により冷却する工程を入れている。ブーツ溝１ｈ底部は肉厚が最も薄く、高周波焼入れの際に何ら対策を講じなければ、熱影響を受け底部周辺の軟化したり、変形が増加したりする可能性がある。また、硬化層の厚さが増加すると圧縮残留応力が低下するので疲労強度が低下する可能性もある。これに対し、高周波焼入れの際に、例えば、周囲から圧力をかけた水を当てることによりブーツ溝１ｈを冷却し熱影響を防止すれば、前述の軟化や変形や疲労強度の低下を抑制でき、カップ部１ａを高強度化できる。なお、熱影響の有無は加熱による変色の有無で容易に判断できる。

図５は、本実施形態における外側継手部材１のカップ部１ａにおける強度を示すものである。縦軸が負荷トルクを示し、横軸が負荷回数を対数表示で示す。点線がｔ＝０．０２ｄの従来品のデータで、実線がｔ＝０．１３ｄの本実施形態品のデータである。全体的に従来品に比較して本実施形態品が許容負荷トルクが向上しているのが分かる。例えば、負荷回数が１．０×１０^５では、約７％許容負荷トルクが向上している。

図２（Ｂ）は、本実施形態の変形例である。この変形例では、非硬化層が逃げ面１ｆの全体まで延在する。逆に言えば、外側継手部材１のトラック溝１ｄにおける硬化層８ａが逃げ面１ｆまで延在していない。突出部１ｉが形成されていること、及び開口端面１ｅから逃げ面１ｆの全体まで非硬化層が延在していることにより、従来よりカップ部１ａの開口端側の非硬化層が多くなるため、カップ部１ａの開口端側の高周波焼入れによる変形が抑制される。なお、外側継手部材１の内周面１ｃにおける硬化層８ｂは、逃げ面１ｆに延在していない。その他の構成及び作用・効果は前述の実施形態と同様であるので説明を省略する。

本発明は、上記実施形態に限定されること無く、その技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。

本発明の実施形態に係るＵＪの全体構成を示した軸方向断面図である。 （Ａ）が図１の外側継手部材の拡大図、（Ｂ）は（Ａ）の変形例である。 図１の外側継手部材のトラック溝における円弧部の円弧の曲率中心を示す図である。 図１の外側継手部材に高周波焼入れを行なう状態を示す図である。 本発明の実施形態における外側継手部材のカップ部の強度を示す図である。 （Ａ）が従来のＵＪの外側継手部材の軸方向断面図、（Ｂ）が（Ａ）の部分拡大図である。

符号の説明

１ 外側継手部材
１ａ カップ部
１ｂ ステム部
１ｃ 内周面
１ｄ トラック溝
１ｄ１ 円弧部
１ｄ２ 直線部
１ｅ 開口端面
１ｆ 逃げ面
１ｇ 外周面
１ｈ ブーツ溝
１ｉ 突出部
１ｊ 突出部の外周面
２ 内側継手部材
２ａ 外周面
２ｂ トラック溝
２ｂ１ 円弧部
２ｂ２ 直線部
２ｃ 軸孔
２ｄ 芯部
３ ボール
４ ケージ
８ａ、８ｂ 外側継手部材の硬化層
９ａ、９ｂ 内側継手部材の硬化層
１０ 金属環
ｃ 逃げ面におけるトラック溝底
Ｏ トラック溝の円弧部の曲率中心
ｔ 開口端面の突出量

Claims (13)

1. 一端で開口したカップ部を有する外側継手部材と、前記カップ部の内方に位置する内側継手部材と、前記外側継手部材及び内側継手部材の相互間に介在してトルクを伝達するボールと、該ボールを保持するケージとを備え、
   前記外側継手部材が、前記カップ部の内周面に形成され且つ前記ボールが転動するトラック溝と、前記カップ部の内周面から開口端面に連続するテーパ状の逃げ面と、前記カップ部の外周面に形成され且つブーツを取り付けるブーツ溝とを有すると共に、前記トラック溝が、高周波焼入れによる硬化層を有する円弧部と直線部を有するアンダーカットフリー型の等速自在継手において、
   前記逃げ面における前記トラック溝の幅方向の中心を起点として前記開口端面を軸方向に突出量ｔで突出させ、ここで前記突出量ｔは、前記ボールの直径をｄとした場合に、ｔ＝０．０３７ｄ〜０．１８５ｄの関係を満たすと共に、前記突出部における前記開口端面及び該開口端面に連続する前記カップ部の外周面が、焼入れ硬化されていない非硬化層を有することを特徴とする等速自在継手。
2. 前記トラック溝の円弧部における軸方向断面の円弧の曲率中心を、前記外側継手部材の軸線を境として前記軸方向断面の円弧がある側とは反対側に配置した請求項１に記載の等速自在継手。
3. 前記非硬化層を前記逃げ面まで延在させた請求項１又は２に記載の等速自在継手。
4. 前記硬化層を前記逃げ面まで延在させた請求項１又は２に記載の等速自在継手。
5. 有効硬化層（Ｈｖ５１３以上）を、前記逃げ面まで延在させた請求項４に記載の等速自在継手。
6. 前記トラック溝と前記逃げ面との境界部分の表面硬さをＨｖ５００〜７８０、粒度番号を８番〜１３番とした請求項５に記載の等速自在継手。
7. 前記外側継手部材に、硫黄量を０.００５〜０.０２０ｍａｓｓ％とした炭素量が０.４
   ６〜０.５８ｍａｓｓ％の炭素鋼を使用した請求項１〜６の何れか一に記載の等速自在継
   手。
8. 冷間鍛造の加工硬化により前記カップ部の外周面の硬さをＨｖ２８０〜４００とした請求項１〜７の何れか一に記載の等速自在継手。
9. 外周面の熱処理による硬化層の厚さを１.２〜２.０ｍｍとし、芯部の硬さをＨｖ３００〜６００とした前記内側継手部材を備えた請求項１〜８に記載の等速自在継手。
10. 前記ケージに、炭素量０.４６〜０.５８ｍａｓｓ％の炭素鋼を用いると共に高周波焼入れによりケージ全体を硬化し硬さをＨＲＣ５６〜６３とした請求項１〜９に記載の等速自在継手。
11. 前記ボールの表面粗さをＲａ０.０１〜０.０９とした請求項１〜１０に記載のアンダーカットフリー型の等速自在継手。
12. 前記トラック溝の高周波焼入れの際に、前記ブーツ溝を冷却する工程を備えた請求項１〜１１の何れか一に記載の等速自在継手を製造する方法。
13. 前記外側継手部材の外周面に金属環を圧入した後に高周波焼入れを行い、熱が除去された後に金属環を取り除く工程を備えた請求項１〜１１の何れか一に記載の等速自在継手を製造する方法。

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