(57)【要約】      （修正有）【課題】焼入れ処理後のケージや内輪の表面を切削する際に切削工具にかかる負担を低減して、断続的な焼入れ鋼切削においても切削工具の寿命が低下するのを確実に抑えることができる等速自在継手およびその製造方法を提供する。【解決手段】ケージ５は、浸炭焼入れにより、特定部位および非特定部位の表面に脱炭層を形成し、この脱炭層は、焼入れ後、特定部位（ポケット７のボール干渉面２３および内輪と干渉する面２２、外輪と干渉する面２１）に関しては、切削工具を用いて切削除去する。ケージ５には、プレス加工によりポケット７を形成する。このポケット７のボール干渉面２３を切削加工する際に使用する切削工具と、脱炭層を切削除去する際に使用する切削工具は、同じものを使用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方に開口部を有する外側継手部材と、その外側継手部材の内側に配された内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間に配され、複数のポケットが周方向で形成されたケージと、前記ポケットに収容された状態でケージに保持されて、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間でのトルク伝達を可能にするボールとを備えた等速自在継手において、
前記内側継手部材或いは前記ケージのうち少なくとも一方は、非特定部位の表面のみに焼入れ処理による脱炭層を有することを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記脱炭層の炭素含有率は、０．４重量％以上０．８重量％未満である請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記脱炭層の厚さは、０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ未満である請求項１又は２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記ボールの個数は、８個である請求項１〜３のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項５】
前記脱炭層は、浸炭焼入れ或いは全硬化焼入れにより焼入れ処理されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項６】
少なくとも一方に開口部を有する外側継手部材と、その外側継手部材の内側に配された内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間に配され、複数のポケットが周方向で形成されたケージと、前記ポケットに収容された状態でケージに保持されて、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間でのトルク伝達を可能にするボールとを備えた等速自在継手において、
前記内側継手部材および前記ケージを焼入れ処理した後、前記内側継手部材或いは前記ケージのうち少なくとも一方は、前記焼入れ処理により特定部位および非特定部位の表面に脱炭層を形成し、この後、前記脱炭層の特定部位のみを切削除去することを特徴とする等速自在継手の製造方法。
【請求項７】
前記脱炭層の炭素含有率を、０．４重量％以上０．８重量％未満にする請求項６に記載の等速自在継手の製造方法。
【請求項８】
前記脱炭層の厚さを、０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ未満にする請求項６又は７に記載の等速自在継手の製造方法。
【請求項９】
前記ケージは、プレス加工で前記ポケットを形成後、前記焼入れ処理により特定部位および非特定部位の表面に脱炭層を形成し、その後、前記脱炭層の特定部位のみを切削除去する請求項６〜８のいずれか一項に記載の等速自在継手の製造方法。
【請求項１０】
前記ケージは、プレス加工で前記ポケットを形成後、前記ポケットのボール干渉面を切削加工し、次いで、前記焼入れ処理により特定部位および非特定部位の表面に脱炭層を形成し、その後、前記ポケットのボール干渉面を切削加工した切削工具と同一の切削工具で前記脱炭層を切削除去する請求項６〜９のいずれか一項に記載の等速自在継手の製造方法。
【請求項１１】
前記ボールの個数を８個とする請求項６〜１０のいずれか一項に記載の等速自在継手の製造方法。
【請求項１２】
前記焼入れを、浸炭焼入れ或いは全硬化焼入れとする請求項６〜１１のいずれか一項に記載の等速自在継手の製造方法。
【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系において使用される等速自在継手の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
等速自在継手は、角度変位のみを許容する固定型等速自在継手と、角度変位および軸方向変位を許容する摺動型等速自在継手とに大別される。
【０００３】
固定型等速自在継手は、例えば、自動車のハンドルの回転力を車輪に伝達するステアリングシャフトに使用される。一方、摺動型等速自在継手は、エンジンからの動力を車輪に伝達するドライブシャフトに使用される。固定型等速自在継手としては、バーフィールド型等速自在継手（ＢＪ）や、このＢＪの最大作動角を大きくしたアンダーカットフリー型等速自在継手（ＵＪ）が広く知られている。なお、摺動型等速自在継手としては、ダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）や、クロスクルーブ型等速自在継手（ＬＪ）や、トリポード型等速自在継手（ＴＪ）などが広く知られている。
【０００４】
図９に摺動型等速自在継手の一つであるダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）を例示する。この等速自在継手１０１は、一端に開口部を有する外輪（外側継手部材）１０２と、内輪（内側継手部材）１０３と、ボール１０４と、筒状のケージ１０５とを主要部とする。内輪１０３と、ボール１０４と、ケージ１０５は、外輪１０２の内部に収容配置されて、内部部品１０６を構成している。
【０００５】
外輪１０２の円筒状の内周面には、断面が直線状をなすトラック溝１０８が円周方向に沿って複数本形成されている。また、内輪１０３の外球面には、断面が直線状をなすトラック溝１０９が円周方向に沿って複数本形成されている。外輪１０２のトラック溝１０８と内輪１０３のトラック溝１０９との間にはボール１０４が１個ずつ介在され、これらのボール１０４は、外輪１０２と内輪１０３との間に配置されたケージ１０５のポケット１０７で保持されている。
【０００６】
内輪１０３の中心孔１１１にはシャフト１１０が挿入されてスプライン嵌合されている。シャフト１１０は、内輪１０３の中心孔１１１との間に介在されたサークリップ１１２により、中心孔１１１から軸方向に抜け出るのが防止されている。
【０００７】
内部部品１０６は、外輪１０２の開口端部１１４に内嵌されたサークリップ１１３により、外輪１０２の開口端部１１４から外部へ軸方向に抜け出るのが防止されている。
【０００８】
ケージ１０５は、図１０に拡大して示すように、大径部１２０と小径部１２１とからなる形状をなす。大径部１２０の外表面１２０ａは、外輪１０２の円筒状内周面と接触して等速自在継手１０１の作動を制御するため、強度を確保する必要がある。そのため、大径部１２０の外表面１２０ａ(内表面１２２は未加工)のみ、ソフト加工（焼入れ処理前の旋削加工）の後、焼入れ処理して切削加工されている（ハード加工）。一方、小径部１２１の外表面１２１ｂおよび内表面１２３は、ソフト加工後は未加工とされている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−７１３９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
さて、特許文献１に開示されている等速自在継手の製造方法は、ケージの加工時において、焼入れ処理を行った上で切削するのは、ケージ全体ではなく、大径部１２０の外表面１２０ａのみとするため、切削工具（手動の切削道具、切削機械など）による切削回数を低減することができる。そのため、切削工具の寿命が低下するのを抑えることができる。
【００１０】
しかし、上記の場合、焼入れ処理により硬度が向上した部位（ＨＲＣが６０以上）を切削工具で切削することになるため、特にケージのようなポケットによる断続的な切削の場合、一回の切削で切削工具にかかる負担が増大し、切削工具の寿命低下に繋がる。なお、内輪１０３も、その外球面を焼入れ処理して切削することが知られているが、この場合も、一回の切削で切削工具に加わる負担が大きく、切削工具の寿命低下に繋がる。
【００１１】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、焼入れ処理後のケージや内輪の表面を切削する際に切削工具にかかる負担を低減して、断続的な焼入れ鋼切削においても切削工具の寿命が低下するのを確実に抑えることができる等速自在継手およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため本発明の等速自在継手は、少なくとも一方に開口部を有する外側継手部材と、その外側継手部材の内側に配された内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間に配され、複数のポケットが周方向で形成されたケージと、前記ポケットに収容された状態でケージに保持されて、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間でのトルク伝達を可能にするボールとを備えた等速自在継手において、前記内側継手部材或いは前記ケージのうち少なくとも一方は、非特定部位の表面のみに焼入れ処理による脱炭層を有することを特徴とする。
【００１３】
また、上記の課題を解決するために本出願人が考案した等速自在継手の製造方法は、少なくとも一方に開口部を有する外側継手部材と、その外側継手部材の内側に配された内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間に配され、複数のポケットが周方向で形成されたケージと、前記ポケットに収容された状態でケージに保持されて、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間でのトルク伝達を可能にするボールとを備えた等速自在継手において、前記内側継手部材および前記ケージを焼入れ処理した後、前記内側継手部材或いは前記ケージのうち少なくとも一方は、前記焼入れ処理により特定部位および非特定部位の表面に脱炭層を形成し、この後、前記脱炭層の特定部位のみを切削除去することを特徴とする。
【００１４】
前記した本発明の等速自在継手およびその製造方法において、「特定部位」とは、他の継手構成部材との干渉面を意味し、例えば、内輪であれば、ケージとの干渉面およびボールとの干渉面、ケージであれば、ポケットにおけるボールとの干渉面および外輪、内輪との干渉面をいう。また、「非特定部位」とは、既に述べた特定部位を除く部位、つまり、他の継手構成部材との干渉面を除く部位を指す。さらに、ケージにおける特定部位および非特定部位は、それぞれの外表面および内表面を指す。なお、特定部位および非特定部位には、いずれも脱炭層が形成される。
【００１５】
前記した本発明の等速自在継手およびその製造方法の場合、焼入れ処理で内側継手部材やケージの特定部位および非特定部位の表面に形成した脱炭層は、その後、特定部位に関しては研削工程で切削除去され、非特定部位のみに脱炭層が残存する。この場合、内側継手部材やケージにおいて、他の継手構成部材との干渉面（特定部位）には、炭素含有率が低い（換言すれば硬度の低い）脱炭層が残ることがなく、脱炭層下層に位置し、焼入れ処理されて炭素含有率が高くなった部位（換言すれば硬度が向上した部位）が露出することになる。そのため、内側継手部材やケージにおいて、他の継手構成部材との干渉面（特定部位）の耐摩耗性を確保することができる。また、脱炭層は、その硬度が、焼入れ処理した従来の内側継手部材やケージの表面の硬度よりも低いため、一回の切削で切削工具（手動の切削道具や切削機械）にかかる負担が小さくなる。
【００１６】
前記脱炭層の炭素含有率は、０．４重量％以上０．８重量％未満にするのが望ましい。
【００１７】
脱炭層の炭素含有率が０．４重量％未満であると、脱炭層の硬度が低く、切削加工における寸法精度が低下する。脱炭層の炭素含有率が０．８重量％以上であると、脱炭層が硬すぎて、脱炭層を切削除去する際、一回の切削で切削工具にかかる負担が大きくなる。
【００１８】
また、脱炭層の厚さは、焼入れ後に切削加工によって除去できる厚さとする必要がある。具体的には、０．０５ｍｍ以上０．１５未満にするのが望ましい。
【００１９】
脱炭層の厚さが０．０５ｍｍ未満の場合、切削による工具負担が小さくなりにくく、本発明の目的とする作用および効果が得にくくなる。また、非特定部位（干渉面である特定部位を除く部位）に残存する脱炭層の厚さが低いため、内側継手部材やケージの表面の強度を十分に向上させるのが困難になる。また、脱炭層の厚さが０．１５ｍｍ以上の場合、脱炭層を完全に切削除去できずに、内側継手部材やケージにおいて、他の継手構成部材との干渉面（特定部位）に、硬度が低い脱炭層が残存する場合がある。これにより、内側継手部材やケージにおいて、他の継手構成部材との干渉面の耐摩耗性を十分に保つのが困難になる。
【００２０】
ケージは、プレス加工でポケットを形成後、焼入れ処理で特定部位および非特定部位の表面に脱炭層を形成し、その後、前記脱炭層の特定部位のみを切削加工によって除去するのが望ましい。
【００２１】
ポケットは、プレス加工やミーリング加工で形成することができるが、ポケットをプレス加工で形成した際、荒れたせん断面に脱炭層を形成することで、表面の低炭層化による粒界脆化（粒子間の配列バランスが崩れて、粒子により形成される素材が脆くなること）を低減することができる。これにより、内側継手部材やケージの強度を向上させることができる。
【００２２】
ケージは、プレス加工で形成したポケットのボール干渉面に切削加工を行い、次いで、前記焼入れ処理により特定部位および非特定部位の表面に脱炭層を形成し、その後、ポケットのボール干渉面の切削加工で使用する切削工具と同一の切削工具で前記ポケットのボール干渉面に形成された前記脱炭層を切削除去するのが好ましい。
【００２３】
ポケット形成後に行うボールとの干渉面（以下、ボール干渉面とする）の切削加工で使用する切削工具には、 切削力（硬いものを切削できる能力）が高いものを使用する必要がない。この理由は、ポケットのボール干渉面は焼入れ処理により硬化されていないため、切削力の低い切削工具でも容易に切削できるためである。ここで従来の焼入れ処理後の切削加工について述べると、従来では、焼入れ処理後、ケージの特定部位および非特定部位の表面を切削する研削工程で使用する切削工具は、焼入れ処理前にポケットのボール干渉面の切削加工で使用する切削工具よりも切削力が高いものを使用する必要があった。これは、焼入れ処理前にポケットのボール干渉面の切削加工で使用する切削工具と焼入れ処理後のケージの特定部位および非特定部位の表面を研削加工する際に使用する切削工具とは、異なるものを使用しなければならないことを意味する。
【００２４】
しかし、本発明の脱炭層は、その硬度が、焼入れ処理した従来のケージの表面よりも低いため、焼入れ処理による硬化がなされていないポケットのボール干渉面の切削加工で使用する切削工具と同じ切削工具で切削除去することができる。この場合、切削工具を変更する必要がないため、切削工具の使用数量を減らすことができ、これにより、設備費或いは工具費を削減することができる。
【００２５】
ボールの個数は特に限定されるものではないが、例えば８個とすることができる。ボールの個数を８個とする場合、ボールの個数を６個とする場合よりも本発明の作用および効果が得やすい。この理由について説明する。
【００２６】
ボールの個数を８個とする場合、このボールを保持するポケットを８個形成する必要があり、ボールの個数が６個とする場合、このボールを保持するポケットを６個形成する必要がある。つまり、ボールの個数を６個とする場合よりもボールの個数を８個とする場合の方が、形成しなければならないポケットの個数が増して、ケージの表面を断続的に切削しなければならない回数が多くなり、切削工具にかかる負担が大きくなる。これは、切削工具の寿命低下に繋がる。そのため、上記したように、ボールの個数を８個とする場合の方が、ボールの個数を６個の場合よりも本発明に係る脱炭層の作用および効果が得やすい。
【００２７】
なお、焼入れ処理としては、部品の表面のみを浸炭により硬化させて、芯部を未焼入れとする浸炭焼入れや、芯部を含む部品全体を硬化させる全硬化焼入れなどを採用することができる。
【発明の効果】
【００２８】
また、本発明の等速自在継手およびその製造方法では、内側継手部材やケージは、焼入れ処理により特定部位および非特定部位の表面に脱炭層を形成し、この脱炭層は、特定部位に関しては前記焼入れ処理後に切削除去され、非特定部位には脱炭層が残存する。この脱炭層は、その硬度が、焼入れ処理した従来の内側継手部材やケージの外表面よりも低いため、切削除去する際、一回の切削で切削工具にかかる負担が、従来品より大幅に小さくなる。そのため、切削工具の寿命が低下するのを確実に抑えることができる。また、脱炭層は、その硬度が、焼入れ処理で硬化させた従来の内側継手部材やケージの外表面よりも低いため、切削工具による切削除去が容易である。そのため、内側継手部材やケージの加工に必要な時間を削減することができる。
【００２９】
また、内側継手部材やケージにおいて、特定部位、つまり、他の継手構成部材との干渉面（例えば、内側継手部材であれば、ケージと干渉する外球面およびボールとの干渉面、ケージであれば、ポケットでボールと干渉する面および外輪、内輪との干渉面）は、焼入れ処理で形成された脱炭層が切削除去されて、脱炭層下層に位置し、焼入れ処理で硬化された部位が露出する。そのため、内側継手部材やケージの干渉面の耐摩耗性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に本発明の実施の形態について、添付の図面（図１〜図８）を参照して説明する。
【００３１】
図８に本発明を適用した等速自在継手を示す。この等速自在継手１は、固定型等速自在継手の一つであるアンダーカットフリー型等速自在継手（ＵＪ）と呼称されるものである。しかし、本発明の実施形態はＵＪに限られず、ＤＯＪ（図９参照）にも適用することができる。
【００３２】
等速自在継手１は、一端に開口部を有する外輪２（外側継手部材）と、内輪３（内側継手部材）と、ボール４と、ケージ５とを主要部とする。外輪２の内部には内輪３と、ボール４と、ケージ５が収容配置されて内部部品６を構成している。
【００３３】
外輪２の内球面には、開口部側が直線状であり、反開口部側が曲線状である断面形状をなす８本のトラック溝８が円周方向等間隔に形成されている。また、内輪３の外球面には、開口部側が曲線状であり、反開口部側が直線状である断面形状をなす８本のトラック溝９が円周方向等間隔に形成されている。外輪２のトラック溝８と内輪３のトラック溝９との間にはボール４が１個ずつ介在され、このボール４（全部で８個）は、外輪２と内輪３との間に配置されたケージ５に周方向で８個形成されたポケット７で保持されている。
【００３４】
内輪３の中心孔１１にはシャフト１０が挿入されてスプライン嵌合されている。シャフト１０は、その先端側部位に形成された凹溝１３と内輪３の中心孔１１の反開口部側部位に形成されたテーパ面１２との間に介在されたサークリップ１４により、内輪３の中心孔１１から軸方向へ抜け出るのが防止されている。
【００３５】
以下に、本発明の特徴となる点について述べる。
【００３６】
図２（Ａ）にケージ５の横断面図を示し、図２（Ｂ）にケージ５の縦断面図を示す。ケージ５は、肌焼きした低炭素鋼（Ｓｃｒ４１５）で成形し、他の継手構成部材と干渉する部位（特定部位）および他の継手構成部材と干渉しない部位（非特定部位）の表面（外球面２１を含むケージ５の外形を構成する面、ポケット７でボール４と干渉する面２３と内球面２２を含むケージ５の内形を構成する面）は、熱処理（浸炭焼入れ）により硬化される。この浸炭焼入れで、ケージ５の表面に脱炭層が形成されて、図３の図面左側に示すように、表面側（図面下側）から脱炭層（図中点線部分）、硬化された浸炭層（図中クロスハッチング部分）、芯部（図中ハッチング部分）が順に連続する３層構成になる。脱炭層の炭素含有率は、０．４重量％以上０．８重量％未満にするのが望ましい。なお、図６（Ｂ）に、各層の深さ（ｍｍ）と硬度（Ｈｖ：ビーカース硬さ）の関係をグラフで示した。
【００３７】
上記した浸炭焼入れは、図６（Ａ）の工程図に示すように、まず、９５０℃、ＣＰ（カーボンポテンシャル：浸炭炉中の雰囲気炭素量を指す）＝１．３の条件下で１３０分間焼入れし、次に、９５０℃、ＣＰ＝０．８の条件下で１００分間焼入れし、さらに、８５０℃、ＣＰ＝０．５の条件下で３０分間焼入れし、その後、油焼入れで冷却することにより行う。この浸炭焼入れで、ケージ５は、特定部位および非特定部位の表面に脱炭層が形成されて、図６（Ｂ）のグラフに示すように、表面側から、０．１ｍｍ以下までの部位が脱炭層となり、０．１ｍｍ〜０．６ｍｍまでの部位が浸炭層となり、０．６ｍｍ以上が芯部になる。なお、図６（Ａ）に示した本実施形態に係る浸炭焼入れの工程図と比較するために、図７（Ａ）に従来の浸炭焼入れの工程図を示した。また、本実施形態に係る浸炭焼入れ後にケージ５に形成される層の深さ（ｍｍ）と硬度（Ｈｖ）の関係を示した図６（Ｂ）のグラフと比較するために、図７（Ｂ）に、従来の浸炭焼入れ後にケージに形成される層（浸炭層、芯部）の深さ（ｍｍ）と硬度（Ｈｖ）の関係をグラフで示した。
【００３８】
なお、図６（Ａ）の工程図と図７（Ａ）の工程図に示すように、本実施形態の浸炭焼入れと従来の浸炭焼入れの違いは、８５０℃で３０分間焼入れを行う際のＣＰ値である（本発明：ＣＰ＝０．５、従来：ＣＰ＝０．８）。
【００３９】
次に、ケージ５の作製工程について、図１のフロー図を参照して説明する。
【００４０】
まず、短円筒状の肌焼きした低炭素鋼（Ｓｃｒ４１５）の外面および内面を旋削して、外球面２１と内球面２２を形成し、工程（ア）に示すように、鋼材Ｑ1とする（旋削工程）。
【００４１】
この鋼材Ｑ1をプレス機で打ち抜きプレスして、８個のポケット７を形成し、工程（イ）に示すように、鋼材Ｑ2とする（プレス工程）。
【００４２】
次に、鋼材Ｑ2のポケット７のボール干渉面２３を切削して、工程（ウ）に示すように、鋼材Ｑ3とする（シェービング工程又はミーリング工程）。
【００４３】
この鋼材Ｑ3を浸炭焼入れすると、ケージ５は、他の継手構成部材との干渉面である特定部位および非特定部位（他の継手構成部材との干渉しない部位）の表面（外球面２１を含むケージ５の外形を形成する面、内球面２２およびポケット７のボール干渉面２３を含むケージ５の内形を形成する面）に脱炭層が形成されて、図３の図面左側に示すように、表面側から脱炭層、硬化された浸炭層、芯部が順に連続した３層構成になり、これを、工程（エ）に示すように、鋼材Ｑ4とする（浸炭焼入れによる熱処理工程）。
【００４４】
さらに、鋼材Ｑ4の表面に形成された脱炭層を切削工具（手動の切削道具や切削機械）で切削除去して、工程（オ）に示すように、鋼材Ｑ5とする（研削工程）。
【００４５】
最後に、鋼材Ｑ5のポケット７のボール干渉面２３を再切削（脱炭層を除去）して、工程（カ）に示すように鋼材Ｑ6とし、ケージ５を完成させる（仕上げ工程）。なお、脱炭層は、焼入れ処理した従来のケージの表面よりも硬度が低いため、容易に切削除去することができる。
【００４６】
本実施形態では、ケージ５において、特定部位および非特定部位の表面に脱炭層を形成するため、特定部位（ポケット７のボール干渉面２３および内輪３と干渉する面２２、外輪２と干渉する面２１）を切削して研削する際、一回の切削で切削工具に加わる負担を従来よりも大幅に低減することができる。この結果、切削工具の寿命が低下するのを大幅に抑えることができる。この理由は、従来は、焼入れ処理により硬度が高くなったケージの表面を切削していたが、本実施形態では、焼入れ処理後の硬度が従来よりも低い脱炭層を有する表面を切削するためである。
【００４７】
ケージ５の特定部位（ポケット７のボール干渉面２３および内輪３と干渉する面２２、外輪２と干渉する面２１）の切削加工は、上記したように、浸炭焼入れ後、焼入れ処理により硬化した従来のケージの外球面および内球面よりも硬度が低い脱炭層を切削することにより行うため、その作業が容易になる。この結果、ケージ５の加工性を向上させることができる。
【００４８】
また、ケージ５は、表面に脱炭層を形成後、この脱炭層のうち、特定部位である他の継手構成部材との干渉面、つまり、ポケット７のボール干渉面２３および内輪３と干渉する面２２、外輪２と干渉する面２１を切削除去するため、ケージ５における特定部位（ポケット７のボール干渉面２３および内輪３と干渉する面２２、外輪２と干渉する面２１）には、脱炭層が残ることがなく、脱炭層下層に位置し、浸炭焼入れで硬化された浸炭層が露出する。つまり、ケージ５において、非特定部位（ポケット７のボール干渉面２３および内輪３と干渉する面２２、外輪２と干渉する面２１を除く表面）は脱炭層を有した状態になるが、特定部位（ポケット７のボール干渉面２３および内輪３と干渉する面２２、外輪２と干渉する面２１）は、硬度の低い脱炭層を有さない状態になる。そのため、ケージ５において、特定部位（ポケット７のボール干渉面２３および内輪３と干渉する面２２、外輪２と干渉する面２１）の耐摩耗性を確保することができる。
【００４９】
本実施形態では、脱炭層の厚さは、図６（Ｂ）のグラフに示すように０．１ｍｍとする。この脱炭層の厚さは０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ未満にするのが良い。脱炭層の厚さが０．０５ｍｍ未満の場合、切削による工具負担が小さくなりにくく、効果が低い。一方、脱炭層の厚さが０．１５ｍｍ以上の場合、脱炭層が厚すぎて浸炭焼入れ後の研削工程で脱炭層を完全に切削除去できず、ケージ５の特定部位（ポケット７におけるボール干渉面２３および内輪３と干渉する面２２、外輪２と干渉する面２１）に硬度の低い脱炭層が残存する場合がある。そのため、ケージ５において、特定部位（ポケット７のボール干渉面２３および内輪３と干渉する面２２、外輪２と干渉する面２１）の耐摩耗性を十分に確保するのが困難になる。
【００５０】
そして、本実施形態では、焼入れ処理前にケージ５のポケット７のボール干渉面２３を切削する際に使用する切削工具と、浸炭焼入れ後、ケージ５の特定部位（ボール干渉面２３および内輪３と干渉する面２２、外輪２と干渉する面２１）に形成された脱炭層を切削除去する際に使用する切削工具は同じものを使用する。この場合、切削工具を変更する必要がなく、切削工具の使用数量を減らすことができるため、設備費或いは工具費を削減することができる。
【００５１】
なお、脱炭層の炭素含有率は、０．４重量％以上０．８重量％未満とするのが望ましいが、脱炭層の炭素含有率が０．４重量％未満であると、脱炭層の硬度が低く、寸法精度が低下するおそれがある。また、脱炭層の炭素含有率が０．８重量％以上であると、炭素含有率が高すぎて、脱炭層を切削除去する際、切削工具に過剰な負担をかけることになり、既に述べた本発明の目的とする効果を得ることができない。
【００５２】
次に、内輪３の作製方法について説明するが、これまでに説明したケージ５の作製方法と重複する部分の説明や、その作用および効果についての説明は、省略或いは簡略化する。
【００５３】
図４（Ａ）に内輪３の正面図を示し、図４（Ｂ）に内輪３の縦断面図を示す。内輪３は、ケージ５（図２を参照）と同様、浸炭焼入れにより特定部位および非特定部位の表面に脱炭層を形成し、図５の図面左側に示すように、表面側から脱炭層（図中点線部分）、浸炭層（図中クロスハッチング部分）、芯部（図中ハッチング部分）が順に連続する３層構成にする。
【００５４】
上記した脱炭層を形成するための焼入れ工程については、ケージ５の特定部位および非特定部位の表面を浸炭焼入れする場合と同様であり、図６（Ａ）の工程図に示す手順で行う。
【００５５】
内輪３の外球面２５に形成した脱炭層は、焼入れ処理した従来の内輪の外球面よりも硬度が低いため、切削が容易である。そのため、内輪３の外球面２５およびボール４と干渉する面９（トラック溝）を浸炭焼入れ後に切削除去する際、一回の切削で切削工具に加わる負担が従来よりも大幅に小さくなる。そのため、切削工具の寿命が低下するのを確実に抑えることができる。また、脱炭層は切削が容易であることから、内輪３の加工性を向上させることができる。
【００５６】
本実施形態では、ケージ５および内輪３の熱処理は、浸炭焼入れとしたが、部品の芯部まで焼入れを行う全硬化焼入れによっても、本発明を実施することが可能である。この場合、図３の図面右側（ケージ５の特定部位および非特定部位の表面の場合）および図５の図面右側（内輪３の特定部位および非特定部位の表面の場合）に示すように、表面側から脱炭層（図中点線部分）、硬化層（図中散点模様部分）が順に連続する２層構成になる。
【００５７】
上記のように全硬化焼入れで脱炭層を形成する方法を、図６（Ｃ）を参照して説明する。まず、低炭素鋼（Ｓ４８Ｃ）を素材として、８８０℃、ＣＰ＝０．５の条件下で５０分間焼入れし、次に、８３０℃、ＣＰ＝０の条件下で３０分間焼入れする。さらに、５０℃の条件下で２分間油焼入れにて冷却し、その後１６０℃の条件下で１２０分焼戻しを行った上、冷却する。
【００５８】
なお、本実施形態では、ボール４の個数は８個としたが、６個とすることも可能である。しかし、本実施形態のように、ボール４の個数を８個とする場合、ケージ５に形成しなければならないポケット７の個数（８個）が、ボール４の個数を６個とする場合にケージ５に形成しなければならないポケット７の個数（６個）よりも多くなる。この場合、ケージ５の表面を断続的に切削しなければならない回数が多くなって、切削工具にかかる負担が大きくなるため、切削工具の寿命低下に繋がる。そのため、ボール４の個数を８個とする場合の方が、ボール４の個数を６個とする場合よりも、本発明を適用した際の作用および効果が得やすい。
【００５９】
以上のように、本実施形態の等速自在継手は、内輪３およびケージ５に、焼入れ処理による脱炭層を形成するため、内輪３およびケージ５の旋削加工は、硬度の低い脱炭層を有する表面を切削することにより可能である。この場合、一回の切削で切削工具に加わる負担が従来の等速自在継手の場合よりも小さくなる。そのため、切削工具を長寿命化することができる。
【００６０】
また、脱炭層において、特定部位である他の継手構成部材との干渉面（内輪３においては、ケージ５と干渉する外球面２５およびボール４と干渉する面９、ケージ５においては、ポケット７でボール４と干渉する面２３および内輪３と干渉する面２２、外輪２と干渉する面２１）に形成された部分を除去するため、特定部位（干渉面）に、脱炭層下層の浸炭焼入れで硬化された浸炭層を露出させることができる。つまり、内輪３における非特定部位（外球面２５およびボール４と干渉する面９を除く部位の表面）とケージ５における非特定部位（ポケット７のボール干渉面２３および内輪３と干渉する面２２、外輪２と干渉する面２１を除く部位）は、脱炭層を有した状態とし、内輪３における特定部位（内輪３の外球面２５およびボール４と干渉する面９）と、ケージ５における特定部位（ポケット７の干渉面２３および内輪３と干渉する面２２、外輪２と干渉する面２１）は、脱炭層を有さない状態にすることができる。そのため、内輪３やケージ５において、特定部位である干渉面（内輪３においては、外球面２５およびボール４と干渉する面９、ケージ５においては、ポケット７のボール干渉面２３および内輪３と干渉する面２２、外輪２と干渉する面２１）を含む表面の耐摩耗性を確保することができる。
【００６１】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、ここで挙げたものに限られず、特許請求の範囲に記載の技術的思想を逸脱しない範囲内で適宜に変更が可能である。
【００６２】
例えば、ポケットを２つ以上同形状にした（全て同形状にする場合を除く）場合にも本発明を適用することができる。この場合、ポケットの全てを同形状にする場合よりも、ケージの柱強度（ポケット間部位の強度）を向上させることができる。この理由は、ポケットを全て同形状にする場合よりも、ケージの柱断面積を増加させることが可能であることによる。
【００６３】
なお、浸炭焼入れ後にケージを切削する際、ケージ端面を切削し、この端面を基準にして球面（外球面・内球面）やポケットの内側面を切削すると、精度の高いケージを作製することができる。この理由は、現状の基準は、焼入れ後のケージ端面としているため、ケージ表面の凹凸が大きいが、上述のようにケージ端面を切削して基準面を決めることで寸法の位置精度が向上する。これにより、ケージを量産する際、ケージ間の寸法ばらつきを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図８に示すケージの作製工程を説明するフロー図である
【図２】（Ａ）は図８に示すケージの横断面図である。（Ｂ）は図８に示すケージの縦断面図である。
【図３】図８に示すケージの外球面において、焼入れ処理後の状態を説明する断面図である
【図４】（Ａ）は図８に示す内輪の正面図である。（Ｂ）は図８に示す内輪の縦断面図である。
【図５】図８に示す内輪の外球面において、焼入れ処理後の状態を説明する断面図である。
【図６】（Ａ）は、図８に示すケージおよび内輪を作製する際に行う浸炭焼入れの工程を説明する工程図である。（Ｂ）は、図８に示すケージおよび内輪において、浸炭焼入れにより形成される各層の深さと硬度の関係を示すグラフである。（Ｃ）は、図８に示すケージおよび内輪を作製する際に行う全硬化焼入れの工程を説明する工程図である。
【図７】（Ａ）は、図９に示すケージおよび内輪を作製する際に行う浸炭焼入れの工程を説明する工程図である。（Ｂ）は、図９に示すケージおよび内輪において、浸炭焼入れにより形成される各層の深さと硬度の関係を示すグラフである。
【図８】本発明を適用した等速自在継手（ＵＪ）の断面図である。
【図９】従来の等速自在継手（ＤＯＪ）の断面図である。
【図１０】図９に示すケージの縦断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  固定型等速自在継手（ＵＪ）
２  外輪（外側継手部材）
３  内輪（内側継手部材）
４  ボール
５  ケージ
７  ポケット
２１  外球面（ケージ）
２２  内球面（ケージ）
２３  ボール干渉面（ポケット）
２５  外球面（内輪）
【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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