(57)【要約】【課題】  製造コストの高騰を抑制しつつトリポード部材の脚軸の耐久性を向上させる。【解決手段】  トリポード型等速自在継手１は、トラック溝５を備える外側継手部材２と、半径方向に突出した三つの脚軸７を備えたトリポード部材３と、トラック溝５に挿入されたローラ１１と、脚軸７に外嵌され、ローラ１１を回転自在に支持するインナリング１２とを備える。各脚軸７の表面に、浸炭焼入れ焼戻しにより硬化層１６が形成される。トリポード部材３は、炭素含有量が０．２３％〜０．４４％の鋼材で形成する。トリポード部材３に連結される軸９が捩り破断を起こす最小の静的捩りトルクの０．３倍をＴｓトルクとして、６００ＨＶを限界硬さとした硬化層１６の有効硬化層深さＨを、Ｔｓトルクを負荷した時の最大せん断応力深さＺ以上にする。【選択図】図１
2020106087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向の三カ所に軸方向に延びるトラック溝を備え、各トラック溝が円周方向に対向して配置された一対のローラ案内面を有する外側継手部材と、半径方向に突出した三つの脚軸を備えたトリポード部材と、前記トラック溝に挿入されたローラと、前記脚軸に外嵌され、前記ローラを回転自在に支持するインナリングとを備え、前記ローラと前記インナリングとを有するローラユニットが前記脚軸に対して首振り揺動可能であり、
前記ローラユニットが前記ローラ案内面に沿って前記外側継手部材の軸方向に移動可能に構成され、
前記トリポード部材の各脚軸の表面に、浸炭焼入れ焼戻しにより硬化層が形成されたトリポード型等速自在継手において、
前記トリポード部材が、炭素含有量が０．２３％〜０．４４％の鋼材で形成され、
前記トリポード部材に連結される軸が捩り破断を起こす最小の静的捩りトルクの０．３倍をＴｓトルクとして、６００ＨＶを限界硬さとした前記硬化層の有効硬化層深さが、前記Ｔｓトルクを負荷した時の最大せん断応力深さ以上であることを特徴とするトリポード型等速自在継手。
【請求項２】
前記脚軸の外周面が、縦断面においてはストレートで横断面においては略楕円となる形状をなし、前記インナリングの内周面が凸曲面で形成され、前記脚軸の外周面が、継手の軸線と直交する方向で前記インナリングの内周面と接触し、かつ継手の軸線方向で前記インナリングの内周面との間に隙間を形成する請求項１に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項３】
円周方向の三カ所に軸方向に延びるトラック溝を備え、各トラック溝が円周方向に対向して配置された一対のローラ案内面を有する外側継手部材と、半径方向に突出した三つの脚軸を備えたトリポード部材と、各脚軸に複数の針状ころを介して回転可能に取り付けられたローラとを備え、
前記ローラが前記ローラ案内面に沿って前記外側継手部材の軸方向に移動可能に構成され、
前記トリポード部材の各脚軸の表面に、浸炭焼入れ焼戻しにより硬化層が形成されたトリポード型等速自在継手において、
前記トリポード部材が炭素含有量０．２３％〜０．４４％の鋼材で形成され、
前記トリポード部材に連結される軸が捩り破断を起こす最小の静的捩りトルクの０．３倍をＴｓトルクとして、６００ＨＶを限界硬さとした前記硬化層の有効硬化層深さが、前記Ｔｓトルクを負荷した時の最大せん断応力深さ以上であることを特徴とするトリポード型等速自在継手。
【請求項４】
前記トリポード部材の内部硬さが５１３Ｈｖ以上である請求項１〜３何れか１項に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項５】
前記トリポード部材の各脚軸の表面硬さが６５３Ｈｖ以上である請求項１〜４何れか１項に記載のトリポード型等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業機械の動力伝達用に用いられるトリポード型等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の動力伝達系で使用されるドライブシャフトにおいては、中間軸のインボード側（車幅方向の中央側）に摺動式等速自在継手を結合し、アウトボード側（車幅方向の端部側）に固定式等速自在継手を結合する場合が多い。ここでいう摺動式等速自在継手は、二軸間の角度変位および軸方向相対移動の双方を許容するものであり、固定式等速自在継手は、二軸間での角度変位を許容するが、二軸間の軸方向相対移動は許容しないものである。
【０００３】
摺動式等速自在継手としてトリポード型等速自在継手が公知である。このトリポード型等速自在継手としては、シングルローラタイプとダブルローラタイプとが存在する。シングルローラタイプは、外側継手部材のトラック溝に挿入されるローラを、トリポード部材の脚軸に複数の針状ころを介して回転可能に取り付けたものである。ダブルローラタイプは、外側継手部材のトラック溝に挿入されるローラと、トリポード部材の脚軸に外嵌して前記ローラを回転自在に支持するインナリングとを備えるものである。ダブルローラタイプは、ローラを脚軸に対して首振り揺動させることが可能となるため、シングルローラタイプに比べ、誘起スラスト（継手内部での部品間の摩擦により誘起される軸力）とスライド抵抗の低減を達成できるという利点を有する。ダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手の一例が、例えば特許第３５９９６１８号公報に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３５９９６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されたダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手では、トルク負荷側において、トリポード部材の脚軸の外周面とインナリングの内周面とが点に近い形で接触する。特に高負荷トルク時には、この接触部における面圧が高くなるため、脚軸外周面の耐久性に影響する。脚軸の耐久性を向上させることができれば、ローラの安定した動きを維持することが可能となり、振動特性の経時劣化をより防止することができる。
【０００６】
脚軸の耐久性の向上のためには、脚軸の表面に形成した硬化層の深さを深くするのが有効となる。しかしながら、トリポード部材では、肌焼鋼に浸炭焼入れ焼戻しを適用して表面に硬化層を形成するのが一般的であるため、硬化層をより深くまで形成するためには、膨大な浸炭時間が必要となり、製造コストが嵩む。
【０００７】
また、硬化層の深さを深くするにしても、脚軸の耐久性を確保する上でどの程度まで深くすべきか、についての検証は十分に進んでいない。
【０００８】
他の対策として、トリポード部材を、炭素含有量を増やした鋼材、例えばＳ５０Ｃ〜Ｓ５５Ｃ等の機械構造用炭素鋼（ＪＩＳ  Ｇ４０５１参照）で製作し、その表面に高周波焼入れにより硬化層を形成することも考えられる。しかしながら、この手法では、炭素量の増加により、鋼材が硬くなるため、トリポード部材を鍛造加工により成形する際の加工荷重が大きくなる。そのため、鍛造設備の大型化や鍛造金型寿命の低下を招く。
【０００９】
そこで、本発明は、製造コストの高騰を抑制しつつトリポード部材の脚軸の耐久性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するには、既に述べたように、高硬度の硬化層をより深く形成することが有効となる。本発明者の検証と通じて、上記の課題を解決するためには、トリポード部材の素材として、従来使用していた鋼材よりも、鋼材中の炭素量を増やし、併せて、硬化層の有効硬化層深さ（限界硬さ６００ＨＶ）をトリポード型等速自在継手に負荷されるトルクに応じた最大せん断応力深さ以上に設定することが有効である、との知見が得られた。
【００１１】
以上の知見に基づいてなされた本発明は、円周方向の三カ所に軸方向に延びるトラック溝を備え、各トラック溝が円周方向に対向して配置された一対のローラ案内面を有する外側継手部材と、半径方向に突出した三つの脚軸を備えたトリポード部材と、前記トラック溝に挿入されたローラと、前記脚軸に外嵌され、前記ローラを回転自在に支持するインナリングとを備え、前記ローラと前記インナリングとを有するローラユニットが前記脚軸に対して首振り揺動可能であり、前記ローラユニットが前記ローラ案内面に沿って前記外側継手部材の軸方向に移動可能に構成され、前記トリポード部材の各脚軸の表面に、浸炭焼入れ焼戻しにより硬化層が形成されたトリポード型等速自在継手において、前記トリポード部材が、炭素含有量が０．２３％〜０．４４％の鋼材で形成され、前記トリポード部材に連結される軸が捩り破断を起こす最小の静的捩りトルクの０．３倍をＴｓトルクとして、６００ＨＶを限界硬さとした前記硬化層の有効硬化層深さが、前記Ｔｓトルクを負荷した時の最大せん断応力深さ以上であることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成から、脚軸の耐久性を向上させることが可能となる。従って、ローラの動きが阻害される事態を抑制し、振動特性の経時劣化を防止することが可能となる。その一方で、鋼材の炭素量を０．４４％以下に規制しているので、トリポード部材の鍛造成形性が極端に悪化することはなく、トリポード部材の鍛造コストの高騰を防止することができる。
【００１３】
加えて、上記のようにＴｓトルクの概念に基づいて最大せん断応力深さを定めるようにしたことで、実際の使用状況に適合した形で有効硬化層深さを定めることができる。従って、トリポード型等速自在継手のサイズを問わず、上記の作用効果を安定的に得ることが可能となる。
【００１４】
このトリポード型等速自在継手としては、前記脚軸の外周面が、縦断面においてはストレートで横断面においては略楕円となる形状をなし、前記インナリングの内周面が凸曲面で形成され、前記脚軸の外周面が、継手の軸線と直交する方向で前記インナリングの内周面と接触し、かつ継手の軸線方向で前記インナリングの内周面との間に隙間を形成するものが好ましい。
【００１５】
また、本発明は、円周方向の三カ所に軸方向に延びるトラック溝を備え、各トラック溝が円周方向に対向して配置された一対のローラ案内面を有する外側継手部材と、半径方向に突出した三つの脚軸を備えたトリポード部材と、各脚軸に複数の針状ころを介して回転可能に取り付けられたローラとを備え、前記ローラが前記ローラ案内面に沿って前記外側継手部材の軸方向に移動可能に構成され、前記トリポード部材の各脚軸の表面に、浸炭焼入れ焼戻しにより硬化層が形成されたトリポード型等速自在継手において、前記トリポード部材が炭素含有量０．２３％〜０．４４％の鋼材で形成され、前記トリポード部材に連結される軸が捩り破断を起こす最小の静的捩りトルクの０．３倍をＴｓトルクとして、６００ＨＶを限界硬さとした前記硬化層の有効硬化層深さが、前記Ｔｓトルクを負荷した時の最大せん断応力深さ以上であることを特徴とする。
【００１６】
浸炭焼入れ焼戻し後の内部硬さを高めることにより、有効硬化層深さを深くすることができる。内部硬さを５１３ＨＶ以上にすることで、上記のように最大せん断応力深さ以上の有効硬化層深さ（限界硬さ：６００ＨＶ）を得ることが可能となる。
【００１７】
脚軸に対する相手部品の転動による摩耗を抑制するため、脚軸の表面硬さは６５３ＨＶ以上にするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、製造コストの高騰を抑制しつつトリポード部材の脚軸の耐久性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】トリポード型等速自在継手の第一の実施形態の縦断面図である。
【図２】図１のＫ−Ｋ線で矢視した横断面図である。
【図３】図１のＬ−Ｌ線で矢視した横断面図である。
【図４】図１のトリポード型等速自在継手が作動角をとった状態を表す縦断面図である。
【図５】トリポード部材に形成した硬化層を示す縦断面図である。
【図６】接触楕円の面圧分布と深さ方向のせん断応力の変化を説明する図である。
【図７】従来品の硬度分布を示すグラフである。
【図８】実施例品の硬度分布を示すグラフである。
【図９】有効硬化層深さおよび脚軸の耐久性の測定結果を示す表である。
【図１０】他の実施形態にかかるトリポード型等速自在継手の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係るトリポード型等速自在継手の第一の実施形態を図１〜図９に基づいて説明する。
【００２１】
図１〜図４に示す本実施形態のトリポード型等速自在継手１はダブルローラタイプである。なお、図１は、ダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手を示す縦断面図であり、図２は図１のＫ−Ｋ線で矢視した部分横断面図である。図３は、図１のＬ−Ｌ線で矢視した横断面図であり、図４は、作動角をとった時のトリポード型等速自在継手を示す縦断面図である。
【００２２】
図１および図２に示すように、このトリポード型等速自在継手１は、外側継手部材２と、内側継手部材としてのトリポード部材３と、トルク伝達部材としてのローラユニット４とで主要部が構成されている。外側継手部材２は、一端が開口したカップ状をなし、内周面に軸方向に延びる３本の直線状トラック溝５が周方向等間隔に形成される。各トラック溝５には、外側継手部材２の円周方向に対向して配置され、それぞれ外側継手部材２の軸方向に延びるローラ案内面６が形成されている。外側継手部材２の内部には、トリポード部材３とローラユニット４が収容されている。
【００２３】
トリポード部材３は、トラニオン胴部３ａと、トラニオン胴部３ａの円周方向の三等分位置から半径方向に突出する３本の脚軸７（トラニオンジャーナル）とを一体に有する。トリポード部材３は、トラニオン胴部３ａの中心孔８に形成された雌スプライン２３に、軸としてのシャフト９に形成された雄スプライン２４（図１参照）を嵌合させることで、シャフト９とトルク伝達可能に結合される。シャフト９の先端に装着した止め輪１０をトリポード部材３の端面と係合させることで、トリポード部材３がシャフト９に対して軸方向に固定される。
【００２４】
ローラユニット４は、ローラであるアウタリング１１と、このアウタリング１１の内側に配置されて脚軸７に外嵌された円環状のインナリング１２と、アウタリング１１とインナリング１２との間に介在された多数の針状ころ１３とで主要部が構成されており、外側継手部材２のトラック溝５に収容されている。インナリング１２、針状ころ１３、およびアウタリング１１からなるローラユニット４は、ワッシャ１４、１５により分離しない構造となっている。
【００２５】
この実施形態において、アウタリング１１の外周面は、脚軸７の軸線上に曲率中心を有する円弧を母線とする凸曲面である。アウタリング１１の外周面は、ローラ案内面６とアンギュラコンタクトしている。
【００２６】
針状ころ１３は、アウタリング１１の円筒状内周面を外側軌道面とし、インナリング１２の円筒状外周面を内側軌道面として、これらの外側軌道面と内側軌道面の間に転動自在に配置される。
【００２７】
トリポード部材３の各脚軸７の外周面は、脚軸７の軸線を含んだ縦断面においてストレート形状をなす。また、図３に示すように、脚軸７の外周面は、脚軸７の軸線に直交する横断面において略楕円形状をなす。脚軸７の外周面は、継手の軸線と直交する方向、すなわち長軸ａの方向でインナリング１２の内周面１２ａと接触する。継手の軸線方向、すなわち短軸ｂの方向では、脚軸７の外周面とインナリング１２の内周面１２ａとの間に隙間ｍが形成されている。
【００２８】
インナリング１２の内周面１２ａは凸曲面状、具体的にはインナリング１２の軸線を含む縦断面において凸円弧状をなす。このことと、脚軸７の断面形状が上述のように略楕円形状であり、脚軸７とインナリング１２の間に所定の隙間ｍを設けてあることから、インナリング１２は、脚軸７に対して首振り揺動可能となる。上述のとおりインナリング１２とアウタリング１１が針状ころ１３を介して相対回転自在にアセンブリとされているため、アウタリング１１はインナリング１２と一体となって脚軸７に対して首振り揺動可能である。つまり、脚軸７の軸線を含む平面内で、脚軸７の軸線に対してアウタリング１１およびインナリング１２の軸線は傾くことができる（図４参照）。
【００２９】
図４に示すように、トリポード型等速自在継手１が作動角をとって回転すると、外側継手部材２の軸線に対してトリポード部材３の軸線は傾斜するが、ローラユニット４が首振り揺動可能であるため、アウタリング１１とローラ案内面６とが斜交した状態になることを回避することができる。これにより、アウタリング１１がローラ案内面６に対して水平に転動するので、誘起スラストやスライド抵抗の低減を図ることができ、継手の低振動化を実現することができる。
【００３０】
また、既に述べたように、脚軸７の横断面が略楕円状で、インナリング１２の内周面１２ａの横断面が円弧状凸断面であることから、トルク負荷側での脚軸７の外周面とインナリング１２の内周面１２ａとは点接触に近い狭い面積で接触する。よって、ローラユニット４を傾かせようとする力が小さくなり、アウタリング１１の姿勢の安定性が向上する。
【００３１】
以上に述べたトリポード部材３は、鋼材料から、鍛造加工→機械加工（旋削）→浸炭焼入れ焼戻し→脚軸７の外周面の研削加工、という主要工程を経て製作される。脚軸７の外周面は、研削加工に代えて焼入れ鋼切削で仕上げることもできる。
【００３２】
図５は、トリポード部材３に形成された硬化層１６を示す断面図である。図５に示すように、トリポード部材３の脚軸７の外周面および雌スプライン２３を含む全表面に硬化層１６が形成される。完成品としてのトリポード部材３は、脚軸７の外周面が研削（もしくは焼入れ鋼切削）で仕上げられるため、脚軸７の外周面の硬化層１６の深さは、他の領域に比べて研削等による取り代分だけ浅い。なお、この取り代は、通常、０．１ｍｍ程度で小さいため、図５では硬化層１６の厚さを全表面で均一に描いている。
【００３３】
ところで、既に述べたように、ダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手では、図３に示すように、トルク負荷側で脚軸７の外周面とインナリング１２の内周面１２ａとが点に近い領域Ｍで接触するため、高トルク負荷時には当該接触部の面圧が高くなる問題がある。面圧が過大となると、脚軸７の耐久性の低下につながる。
【００３４】
この問題に対処するため、本実施形態では、高硬度の硬化層を深く形成すべきとの着想に至った。そして、この着想の下、トリポード部材３の素材として、従来使用していた鋼材よりも、鋼材中の炭素量を増やし、併せて、硬化層の有効硬化層深さをトリポード型等速自在継手に負荷されるトルクに応じた深さに設定することにした。以下、それぞれについて説明する。
【００３５】
（１）炭素量の増大
従来のトリポード部材３は、肌焼鋼の一種であるクロム・モリブデン鋼を素材として使用する場合が多い。本実施形態では、炭素量が０．２３％よりも多い鋼材（好ましくは炭素量が０．２４％以上、さらに好ましくは０．３２％以上の鋼材）を素材として使用する（炭素量を表す「％」は「質量％」を意味する）。但し、炭素量が多すぎると、トリポード部材を鍛造する際の成形性が低下するため、炭素量は０．４４％以下の鋼材を使用する。この条件に該当する肌焼鋼として、例えばＪＩＳ Ｇ４０５３に規定のクロム・モリブデン鋼ＳＣＭ４３５、もしくはＳＣＭ４４０を挙げることができる。また、鋼材として、焼入れ性が保証された、ＪＩＳ  Ｇ４０５２に規定の所謂Ｈ鋼（ＳＣＭ４３５Ｈ、ＳＣＭ４４０Ｈ）を使用するのが好ましい。ちなみに、ＪＩＳ  Ｇ４０５２によれば、ＳＣＭ４３５Ｈの炭素量は０．３２％〜０．３９％、ＳＣＭ４４０の炭素量は０．３７％〜０．４４％である。
【００３６】
なお、上記炭素量（０．２３％〜０．４４％以下）を満たす肌焼鋼であれば、他の種類の鋼材、例えばＪＩＳ Ｇ４０５３に規定のクロム鋼（ＳＣｒ４３５、ＳＣｒ４４０等）を使用することもできる。クロム鋼についても、上記と同様にＳＣｒ４３５Ｈ、ＳＣｒ４４０Ｈ等のＨ鋼を使用するのが好ましい。ちなみにＳＣｒ４３５Ｈの炭素量は０．３２％〜０．３９％、ＳＣｒ４４０Ｈの炭素量は０．３７％〜０．４４％である。
【００３７】
（２）有効硬化層深さの設定
また、本実施形態では、トリポード部材３の表面に形成された硬化層１６の有効硬化層深さＨ（限界硬さ６００ＨＶ）を、トリポード型等速自在継手１にＴｓトルクを負荷した時の最大せん断応力深さＺ以上としている（Ｈ≧Ｚ）。
【００３８】
ここでいう「Ｔｓトルク」は、トリポード部材３に連結されるシャフト９が捩り破断を起こす最小の静的捩りトルクの０．３倍の値である。トリポード型等速自在継手１にＴｓトルクが負荷されると、インナリング１２の内周面１２ａとの間で負荷側の接触部Ｍ（図３参照）を構成する脚軸７の外周面に接触楕円が生じる。この時、図６に示すように、接触楕円の中心が最大面圧Ｐｍａｘとなる。この接触楕円の中心上で脚軸直下方向（脚軸７の内径方向）において最大のせん断応力τmaxを発生する深さが「最大せん断応力深さＺ」である。
【００３９】
なお、有効硬化層深さは鋼材の表面から限界硬さの位置までの距離を意味する。ＪＩＳ  Ｇ０５５７によれば、有効硬化層の限界硬さは５５０ＨＶであるが、「表面から硬化層の３倍の距離の位置の硬さがビッカース硬さ４５０ＨＶを超える場合は 当事者間の協定で５５０ＨＶを超える限界硬さを用いてもよい」とも規定されている。本実施形態において、後述のようにトリポード部材３の内部硬さ（焼入れされていない領域の硬さ）は５１３ＨＶ以上であるので、上記の例外を受けて、本実施形態では、有効硬化層深さの限界硬さを６００ＨＶに規定している。なお、硬化層１６の硬さを硬くするほど脚軸７の耐久性の面で好ましいため、有効硬化層深さの限界硬さを６５３ＨＶ、もしくはそれ以上に規定するのが好ましい。
【００４０】
浸炭焼入れ焼戻し後の内部硬さを高めることにより、有効硬化層深さを深くすることができる。内部硬さを５１３ＨＶ以上にすることで、上記のように最大せん断応力深さ以上の有効硬化層深さ（限界硬さ６００ＨＶ）を得ることが可能となる。
【００４１】
なお、脚軸に対する相手部品（本実施形態ではインナリング１２）の転動による摩耗を抑制するため、脚軸７の表面硬さは６５３ＨＶ以上にするのが好ましい。
【００４２】
図７および図８は、脚軸表面からの深さを横軸にとった時の硬度分布を示す図である。なお、硬度は脚軸７の外周面のうち、インナリング１２の内周面１２ａとの接触部Ｍで測定している。両図のうち、図７は従来品の硬度分布であり、図８は高炭素量鋼材（炭素量０．３４％相当材）を使用した実施例品の硬度分布である。６００ＨＶを限界硬さとした時の有効硬化層深さは、図７では「Ａ」で表され、図８では「Ｂ」で表される。このように炭素量が異なることで、同じ処理条件で浸炭焼入れ焼き戻しを行っても、有効硬化層深さに差が生じることが明らかになった（Ａ＜Ｂ）。
【００４３】
図９に、従来品（仕様１）と二つの実施例品（仕様２）について、有効硬化層深さを実測すると共に、脚軸７の耐久性を評価した結果を示す。実施例品では、炭素量０．３４％相当材と炭素量０．４１％相当材の２種類の鋼材を使用している。有効硬化層深さの限界硬さは６００ＨＶである。「脚軸耐久性」に示される評価指標のうち、「△」は「目標特性未達」を、「○」は「目標特性を満足」を、「◎」は「目標特性を十分に満足」を意味する。
【００４４】
従来品と各実施例品では、使用する鋼種が異なるが、サイズおよび熱処理（浸炭焼入れ焼き戻し）の条件は同じである。浸炭焼入れとして、トリポード部材の中間製品を約８５０℃で１時間均熱保持し、その後、約９４０℃まで加熱し、この温度で３時間浸炭を行った後、炉冷により約８６０℃まで温度を下げ、その状態を３０分保持した後、油焼入れする、という手順を採用した。焼戻しは、約１８０℃で４０分保持する条件としている。
【００４５】
図９から明らかなように、従来品の有効硬化層深さＡに比べ、炭素量が多い炭素量０．３４％相当材を使用した場合で有効硬化層深さが２倍（２．０Ａ）となり、炭素量がさらに多い炭素量０．４１％相当材を使用した場合で有効硬化層深さが２．５倍（２．５Ａ）になることが確認された。また、脚軸の耐久性も、炭素量０．３４％で目標特性に達し、炭素量０．４１％相当材で目標特性に余裕を持って達することが判明した。
【００４６】
図８に示す結果から、実施例品では、表面から内部にかけての硬さの低下を抑えることができ、内部においても目標特性である５１３ＨＶの硬さを維持することができる。従って、硬化層１６の有効硬化層深さＨを、トリポード型等速自在継手１にＴｓトルクを負荷した時の最大せん断応力深さＺ以上に設定することが可能となる。これにより、トルク負荷側で脚軸７の外周面とインナリング１２の内周面１２ａとが点に近い領域で接触するダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手において、脚軸の耐久性を向上させることが可能となる。従って、ローラユニット４の動きが阻害される事態を抑制し、振動特性の経時劣化を防止することが可能となる。
【００４７】
その一方で、炭素量を０．４４％以下に規制しているので、トリポード部材３の鍛造成形性が極端に悪化することはなく、トリポード部材３の鍛造コストの高騰を防止することができる。
【００４８】
加えて、本実施形態のようにＴｓトルクの概念に基づいて最大せん断応力深さを定めるようにしたことで、実際の使用条件に適合した形で有効硬化層深さを定めることができる。従って、トリポード型等速自在継手のサイズを問わず、上記の作用効果を安定的に得ることが可能となる。
【００４９】
本発明は、以上に述べた実施形態には限定されず、他の構成を有するダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手にも適用することができる。
【００５０】
例えば、脚軸７の外周面を凸曲面（例えば断面凸円弧状）に形成し、インナリング１２の内周面１２ａを円筒面状に形成することもできる。また、脚軸７の外周面を凸曲面（例えば断面凸円弧状）に形成し、インナリング１２の内周面１２ａを脚軸外周面と嵌合する凹球面に形成することもできる。この際、アウタリングの内径両端部に鍔を設けることにより、ワッシャ１４，１５を不要とすることもできる。
【００５１】
次に、本発明の第二の実施形態を図１０に基づいて説明する。
【００５２】
図１０は、第二の実施形態にかかるシングルローラタイプのトリポード型等速自在継手１００の横断面図である。
図１０に示すように、このトリポード型等速自在継手１００は、外側継手部材１０２、内側継手部材としてのトリポード部材１０３、トルク伝達部材としてのローラ１１１、および転動体としての針状ころ１１３を主な構成とする。外側継手部材１０２は、その内周に円周方向の三等分位置に軸方向に延びる３本のトラック溝１０５を有する中空カップ状である。各トラック溝１０５の円周方向で対向する側壁にローラ案内面１０６が形成されている。ローラ案内面１０６は、円筒面の一部、すなわち部分円筒面で形成されている。
【００５３】
トリポード部材１０３は、トラニオン胴部から円周方向の三等分位置で半径方向に突出した３本の脚軸１０７を有する。トリポード部材１０３は、シャフトとトルク伝達可能にスプライン嵌合している。脚軸１０７の円筒状外周面の周りに複数の針状ころ１１３を介して回転自在にローラ１１１が装着されている。脚軸７の外周面は針状ころ１１３の内側軌道面を形成する。ローラ１１１の内径面は円筒形状で、針状ころ１１３の外側軌道面を形成する。
【００５４】
トラニオンジャーナル９の軸端付近には、アウタワッシャ１１５を介して止め輪１１２が装着されている。針状ころ１１３は、インナワッシャ１１４とアウタワッシャ１１５により、脚軸１０７の軸線方向への移動が規制されている。
【００５５】
トリポード部材１０３の脚軸７に回転自在に装着されたローラ１１１は、外側継手部材１０２のトラック溝１０５のローラ案内面１０６に回転自在に案内される。このような構造により、外側継手部材１０２とトリポード部材１０３との間の相対的な軸方向変位や角度変位が吸収され、回転が等速で伝達される。
【００５６】
以上に述べたシングルローラタイプのトリポード型等速自在継手１００においても、既に述べた第一の実施形態と同様に、トリポード部材１０３を、炭素含有量が０．２３％〜０．４４％の鋼材で形成すると共に、トリポード部材１０３に連結されるシャフト９が捩り破断を起こす最小の静的捩りトルクの０．３倍をＴｓトルクとして、６００ＨＶを限界硬さとした前記硬化層の有効硬化層深さＨを、Ｔｓトルクを負荷した時の最大せん断応力深さＺ以上とすることにより（Ｈ≧Ｚ）、第一の実施形態と同様に、脚軸１０７の耐久性を向上させて同様の作用効果を得ることができる。
【００５７】
以上に述べたトリポード型等速自在継手１，１００は、自動車のドライブシャフトに限って適用されるものではなく、自動車や産業機器等の動力伝達経路に広く用いることができる。
【符号の説明】
【００５８】
１，１００    トリポード型等速自在継手
２，１０２    外側継手部材
３，１０３    トリポード部材
４            ローラユニット
５，１０５    トラック溝
６，１０６    ローラ案内面
７，１０７    脚軸
９            軸（シャフト）
１１          ローラ（アウタリング）
１２          インナリング
１３，１１３  針状ころ
１６          硬化層
１１１        ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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