(57)【要約】【課題】  車輪用軸受装置の内輪端面と当接する内輪端面突き当て面が、フレッティングや軸受内輪のクリープ等による耐摩耗性に優れ、また、重量の増加を招くことが無く、加工性の低下やコストの増加を招く高強度材料の使用や調質の追加をする事無く、カップ部の強度に優れ、かつ、工程増による生産性の低下が抑えられる等速自在継手を提供する。【解決手段】  継手外輪４が鋼材の鍛造品であり、この継手外輪４は、母材部分が標準組織であって、継手外輪４のうち、車輪用軸受装置２の軸受内輪２８の端面に当接する内輪端面突き当て面９ａａ等が非標準組織の部分３０とされ、前記非標準組織をレーザ焼入れにより得られた組織とした。【選択図】      図１
2010090940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
継手内輪と継手外輪との間に、これら内外輪間に回転を伝達するトルク伝達部材が設けられ、前記継手外輪がカップ部の外底面から突出するステム部を有し、前記ステム部が車輪用軸受装置のハブの貫通孔に挿通され、前記ハブの外周に嵌合した少なくとも１つの軸受内輪の端面に当接する内輪端面突き当て面を前記カップ部の外底面に有する等速自在継手において、
前記継手外輪が鋼材の鍛造品であり、この継手外輪部品は、母材部分が標準組織であって、前記カップ部における外底面の外表層が非標準組織の部分とされ、前記非標準組織が、レーザ焼入れにより得られた組織である等速自在継手。
【請求項２】
請求項１において、前記カップ部の外底面付近における、前記ステム部の外表層が非標準組織の部分とされ、前記非標準組織が、レーザ焼入れにより得られた組織である等速自在継手。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、レーザ焼入れにより得られた組織である非標準組織が、微細フェライト・パーライト組織、上部ベイナイト組織、下部ベイナイト組織、焼戻マルテンサイト組織のうちのいずれか、もしくは少なくともこれらの組織のうちの２種類以上の混合組織である等速自在継手。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記車輪用軸受装置が、車輪取付用フランジを有するハブと、このハブのインボード側端の外周に嵌合した１つの軸受内輪とでなり、これらハブおよび軸受内輪に各列の軌道面が形成されたものである等速自在継手。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、前記車輪用軸受装置が、車輪取付用フランジを有するハブと、このハブの軸部の外周に嵌合した複数の軸受内輪とを有し、前記ハブが軌道面を有せず、前記各軸受内輪が軌道面を有するものである等速自在継手。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記車輪用軸受装置が、車体取付用フランジを有するものである等速自在継手。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記非標準組織の部分の硬度が２０ＨＲＣ以上４０ＨＲＣ以下であり、母材部分の標準組織の硬度が８５ＨＲＢ以上１０５ＨＲＢ以下である等速自在継手。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記非標準組織の部分の硬度が４０ＨＲＣ以上であり、母材部分の標準組織の硬度が８５ＨＲＢ以上１０５ＨＲＢ以下である等速自在継手。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、レーザ焼入れにより得られた組織である非標準組織が、ＹＡＧレーザ光を使用した焼入れにより得られた組織である等速自在継手。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、レーザ焼入れにより得られた組織である非標準組織が、半導体レーザ光を使用した焼入れにより得られた組織である等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車輪用軸受装置に結合して用いられる等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動輪支持用の車輪用軸受装置は、等速自在継手のアウトボード側の継手外輪とナットで締め付けられ、駆動力を伝達する。等速自在継手の継手外輪は、軸受の内輪と当接しているが、自動車の旋回時に車輪用軸受装置と等速自在継手間にかかる曲げモーメントにより、軸受内輪端面と継手外輪のバックフェイス面となる内輪端面突き当て面がフレッティングにより、または軸受内輪のクリープにより摩耗を起こすことがある。継手外輪の内輪端面突き当て面が摩耗を起こすと、ナットの締め付けによる軸力が低下し、ナットの緩み・嵌合セレーション部の摩耗等が起こることがある。更に、継手はホイールの転舵に伴い作動角が変化し、大きな転舵により継手カップ部に高い荷重が入力され、疲労破壊や静的破壊する場合がある。
【０００３】
従来、これらの対策として、肉厚の径の増加、高強度材料の使用、鍛造後調質の追加などの対策を実施している。更にステム部の曲げ疲労強度や内輪端面の突き当て面の摩耗対策として高周波熱処理を行っている。
しかし、肉厚や径の増加は重量の増加を招く問題がある。また、高強度材料の使用は、硬さが増加し加工性の低下やコストの増加を招く。調質の追加は、コストの増加を招く。また、突き当て面の高周波熱処理部は、突き当て面とカップの交差部である角部が存在するため、角部は加熱されやすいため過熱する。そのため突き当て面は、十分な焼入れ加熱温度が得られず、焼入れ硬度が低下する場合がある。また、角部が過熱され、焼き割れが生じる事がある。高周波熱処理では工程が増えるという課題もある。
【０００４】
そこで、本発明者等は、熱間鍛造の工程中、あるいは熱間鍛造の工程の最後において、赤熱中の所定の部位を冷媒で冷却し、自己復熱や復熱保持焼戻しすることで、その部分に硬度アップとなる非標準組織を得る方法を提案している（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００７−６４２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、鍛造熱を利用する特許文献１に開示の技術の場合、非標準組織としたい部分以外の部分にも冷媒が及ぶことで、目的としない部分が硬化し、後の旋削加工で削りにくくなるなどの問題が発生する。
【０００６】
この発明の目的は、車輪用軸受装置の内輪端面と当接する内輪端面突き当て面が、フレッティングや軸受内輪のクリープ等による耐摩耗性に優れ、また、重量の増加を招くことが無く、加工性の低下やコストの増加を招く高強度材料の使用や調質の追加をする事無く、カップ部の強度に優れ、かつ、工程増による生産性の低下が抑えられる等速自在継手を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の等速自在継手は、継手内輪と継手外輪との間に、これら内外輪間に回転を伝達するトルク伝達部材が設けられ、前記継手外輪がカップ部の外底面から突出するステム部を有し、前記ステム部が車輪用軸受装置のハブの貫通孔に挿通され、前記ハブの外周に嵌合した少なくとも１つの軸受内輪の端面に当接する内輪端面突き当て面を前記カップ部の外底面に有する等速自在継手において、
前記継手外輪が鋼材の鍛造品であり、この継手外輪部品は、母材部分が標準組織であって、前記カップ部における外底面の外表層が非標準組織の部分とされ、前記非標準組織が、レーザ焼入れにより得られた組織である。
【０００８】
この構成の等速自在継手によると、次の作用が得られる。等速自在継手の内輪端面突き当て面は、車輪用軸受装置の軸受内輪と当接し、フレッティングや軸受内輪のクリープ等によって摩耗を生じ易い部位である。しかし、継手外輪部品の外底面の外表層を非標準組織の部分とした。この非標準組織の部分は、標準組織からなる母材部分に比べて組織が微細であり、また硬度も増加する。したがって、カップ部の強度が増加する。このため、突き当て面の摩耗が減少する。且つ、突き当て面の角部の焼き割れをも防止できる。局部的に冷却することにより、硬度の増加部分が一部分となるため、加工性の低下を最小限に抑えられる。
【０００９】
前記非標準組織の部分は、特に、レーザ焼入れにより得られるため、突き当て面とカップの交差部である角部が局部的に高温になり過ぎることを未然に防止し、焼き割れ等が生じることもない。前記角部が過熱しないので、突き当て面は、十分な焼入れ加熱温度を得ることができ、所望の焼入れ硬度を得ることが可能となる。
継手外輪全体のうち、外底面の外表層以外の大部分は、硬化せず、熱処理後の研削加工等を容易に且つ迅速に行うことができる。それ故、従来のものより、加工工数の低減を図り、製品１個あたりのサイクルタイムの向上を図ることが可能となる。換言すれば、従来のものより、工程増による生産性の低下を抑えることができる。また、研削砥石等の寿命を延ばし、製造コストの低減を図ることができる。
【００１０】
前記カップ部の外底面付近における、前記ステム部の外表層が非標準組織の部分とされ、前記非標準組織が、レーザ焼入れにより得られた組織であっても良い。この場合、ハブの貫通孔に挿通したステム部の組織を微細化し、硬度を増加させることができる。したがって、ハブの貫通孔に対するステム部の摩耗を抑えることができる。
【００１１】
レーザ焼入れにより得られた組織である非標準組織が、微細フェライト・パーライト組織、上部ベイナイト組織、下部ベイナイト組織、焼戻マルテンサイト組織のうちのいずれか、もしくは少なくともこれらの組織のうちの２種類以上の混合組織であっても良い。
上記微細フェライト・パーライト組織、上部ベイナイト組織、下部ベイナイト組織、焼戻マルテンサイト組織のうちのいずれか、もしくは少なくともこれらの組織のうちの２種類以上の混合組織等の非標準組織の部分は、標準組織からなる母材部分に比べて組織が微細であり、また硬度が同等以上のものとなる。このような組織微細化や硬度アップにより、非標準組織の部分の疲れ強さが向上し、通常の標準組織のみからなる継手外輪に比べて、高い応力振幅に耐え、つまり高強度化され、長寿命化できる。そのため、通常の標準組織の等速自在継手に比べて、小型化、および軽量化が図れる。したがって、等速自在継手の製品製作の投入重量が削減されて、コストの削減が図れ、安価に提供することが可能となる。また、等速自在継手が軽量となるため、自動車の軽量化が図れ、燃費の改善が可能となる。
【００１２】
前記車輪用軸受装置が、車輪取付用フランジを有するハブと、このハブのインボード側端の外周に嵌合した１つの軸受内輪とでなり、これらハブおよび軸受内輪に各列の軌道面が形成されたものであっても良い。
前記車輪用軸受装置が、車輪取付用フランジを有するハブと、このハブの軸部の外周に嵌合した複数の軸受内輪とを有し、前記ハブが軌道面を有せず、前記各軸受内輪が軌道面を有するものであっても良い。
前記車輪用軸受装置が、車体取付用フランジを有するものであっても良い。
【００１３】
前記非標準組織の部分の硬度が２０ＨＲＣ以上４０ＨＲＣ以下であり、母材部分の標準組織の硬度が８５ＨＲＢ以上１０５ＨＲＢ以下であっても良い。非標準組織の部分の硬度を２０ＨＲＣ以上４０ＨＲＣ以下とした場合は、靱性が優れたものとなる。この場合、高温焼戻しにより、非標準組織の部分の硬度が２０ＨＲＣ以上４０ＨＲＣ以下となるようにする。
非標準組織の部分の硬度が２０ＨＲＣ未満であると、強度および疲れ強さが不足し、２０ＨＲＣ以上４０ＨＲＣ以下の範囲では、靱性が優れるが、４０ＨＲＣを超える場合に比べて、剛性等の強度および疲れ強さは劣る。非標準組織の部分の硬度の下限は、硬度アップによる疲れ強さ向上のために、母材硬さの中央程度の値となる２０ＨＲＣ以上、できれば２５ＨＲＣ以上とすることが好ましい。
使用材料は炭素鋼（Ｃ量０．４５〜０．７％）等であるが、Ｓ５３Ｃ等の場合、標準組織部分の硬度は８５ＨＲＢ以上１０５ＨＲＢ以下となる。
前記非標準組織の部分の硬度が４０ＨＲＣ以上であり、母材部分の標準組織の硬度が８５ＨＲＢ以上１０５ＨＲＢ以下であっても良い。非標準組織の硬度が４０ＨＲＣ以上とした場合、剛性等の強度、および疲れ強さを向上させることができる。
【００１４】
前記非標準組織の深さは、０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とするのが良い。０．１ｍｍ以下の場合では非標準組織が薄すぎ、効果が見込めない。また、１．５ｍｍ以上とすると、深く非標準組織を得るにはレーザ照射時間が長くなるため、照射範囲以外の部分も加熱され、照射後に照射範囲が急冷されにくくなり、硬度低下や組織の悪化、等の問題が生じやすくなる。
【００１５】
レーザ焼入れにより得られた組織である非標準組織が、ＹＡＧレーザ光を使用した焼入れにより得られた組織であっても良い。ＹＡＧレーザ光によると、レーザ光の波長を短いものとできて、浸透性に優れ、被加工物深く加工することができる。
また、レーザ焼入れにより得られた組織である非標準組織が、半導体レーザ光を使用し
た焼入れにより得られた組織であっても良い。半導体レーザは、エネルギー変換効率が高
いため大規模な冷却機構が不要であること、ミラー系が不要であること等の理由から、装
置を小型化できる。さらに、半導体レーザ光の波長は可視光であるため、加工面での反射
率が低く、低出力でもレーザ加工が可能となる利点もある。また、レーザ光の強度分布を
矩形状とできるため、大面積の焼入れを効率よく行うことができる。それ故、前記ＹＡＧ
レーザ光や赤外線レーザ光を用いるものよりも、被加工物１個あたりのレーザ焼入れに要
する時間短縮を、さらに図ることが可能となり、工数低減を図ることが可能となる。しか
も、ＹＡＧレーザ光等よりもレーザ出力の低減を図ることができるため、エネルギーコス
トの低減を図ることができる。また、非標準組織が、半導体レーザ光を使用した焼入れに
より得られた組織である場合、レーザ光の吸収を上げるための吸収剤を被加工物に塗布す
る必要がなくなり、その分、工数低減を図ることが可能となる。なお、半導体レーザと共
にミラー系を用いてレーザ焼入れすることも可能である。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の等速自在継手は、継手内輪と継手外輪との間に、これら内外輪間に回転を伝達するトルク伝達部材が設けられ、前記継手外輪がカップ部の外底面から突出するステム部を有し、前記ステム部が車輪用軸受装置のハブの貫通孔に挿通され、前記ハブの外周に嵌合した少なくとも１つの軸受内輪の端面に当接する内輪端面突き当て面を前記カップ部の外底面に有する等速自在継手において、
前記継手外輪が鋼材の鍛造品であり、この継手外輪部品は、母材部分が標準組織であって、前記カップ部における外底面の外表層が非標準組織の部分とされ、前記非標準組織が、レーザ焼入れにより得られた組織であるため、車輪用軸受装置の内輪端面と当接する内輪端面突き当て面が、フレッティングや軸受内輪のクリープ等による耐摩耗性に優れ、また、重量の増加を招くことが無く、加工性の低下やコストの増加を招く高強度材料の使用や調質の追加をする事無く、カップ部の強度に優れ、かつ、工程増による生産性の低下が抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明の一実施形態を図１ないし図３と共に説明する。図１は、等速自在継手と車輪用軸受装置とを結合したドライブシャフト装置の破断正面図である。等速自在継手１は、継手内輪３と継手外輪４との間に、これら内外輪３，４間に回転を伝達するボールからなるトルク伝達部材５を設けたものである。継手内輪３は、シャフト６の外周に嵌合する部品であり、球形外面に軸方向に沿う複数本のトラック溝７を有している。継手外輪４は、継手内輪３が入るカップ部９と、このカップ部９の外底面９ａから突出したステム部１０とを有し、カップ部９の球形内面に、継手内輪３のトラック溝７に対応するトラック溝８を有している。継手内輪３と継手外輪４の対応するトラック溝７，８間に、前記トルク伝達部材５を介在させてある。トルク伝達部材５を保持する保持器１１は、その内面および外面が、それぞれ継手内輪３および継手外輪４の球形外面および球形内面に案内される球形面に形成されている。
【００１８】
図２に拡大して示すように、継手外輪４のステム部１０は外周にセレーション１２を有しており、先端が雄ねじ部１０ａに形成されている。継手外輪４のカップ部９の外底面９ａは、その内径側の部分が、図１の車輪用軸受装置２の軸受内輪２８の端面に当接する内輪端面突き当て面９ａａとされている。すなわち、カップ部９の外底面９ａは、内輪端面突き当て面９ａａと、角部９ａｂと、外周面９ａｃと、隅部９ａｄと、斜面９ａｅとを有する。内輪端面突き当て面９ａａは、軸心に対して垂直な面とされている。この内輪端面突き当て面９ａａの外周縁に、角面取り形状の角部９ａｂが設けられ、この角部９ａｂに連なりアウトボード側に所定小距離延びる外周面９ａｃが設けられている。同外周面９ａｃに隅部９ａｄを介して斜面９ａｅが設けられている。この斜面９ａｅはアウトボード側に向かうに従って拡径する傾斜面に形成されている。
【００１９】
図１に示すように、車輪用軸受装置２は、複列の転動体２３を介して互いに回転自在な内方部材２１および外方部材２２を有し、転動体２３は各列毎に保持器（図示せず）により保持されている。外方部材２２は、軸受外輪となるものであって、全体が一つの部品からなり、幅方向の任意の位置に車体取付用フランジ２５が設けられている。内方部材２１は、車輪取付用フランジ２６を有するハブ２７と、このハブ２７のインボード側端の外周の段差部２９に嵌合した軸受内輪２８とでなる。これらハブ２７および軸受内輪２８に、各列の軌道面２７ａ，２８ａが形成されている。ハブ２７は中心部に貫通孔３１を有し、貫通孔３１の内径面にセレーション３２が設けられている。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車幅方向の外側となる側をアウトボード側と称し、中央側をインボード側と称す。
【００２０】
等速自在継手１の継手外輪４のステム部１０は、その外周のセレーション１２がハブ２７のセレーション３２に噛み合うように、ハブ２７の貫通孔３１に挿通される。ステム部１０の先端の雄ねじ部１０ａにはナット３３がねじ込まれる。このナット３３の締め付けにより、等速自在継手１の継手外輪４における内輪端面突き当て面９ａａが軸受内輪２８の端面に押し付けられ、車輪用軸受装置２と等速自在継手１とが結合される。
【００２１】
なお、車輪用軸受装置２は、図４に示すように、ハブ２７の外周に複列の軸受内輪２８が嵌合したものであっても良い。同図の車輪用軸受装置２は、主に軸受内輪２８と軸受外輪で外方部材２２と転動体２３とでなる完成品の複列軸受と、独立した部品のハブ２７とで構成されたものである。同図の車輪用軸受装置２においても、インボード側の軸受内輪２８の端面が等速自在継手１の継手外輪４における内輪端面突き当て面９ａａに押し付けられる。
【００２２】
等速自在継手１の継手外輪４は鋼材の鍛造品であり、この継手外輪４は母材部分が標準組織である。継手外輪４は、カップ部９の外底面９ａの外表層のうち、前記内輪端面突き当て面９ａａが非標準組織の部分３０とされている。この内輪端面突き当て面９ａａにおける非標準組織の部分３０は、ステム部１０の基端の外周面に渡って設けられている。また、カップ部９の外底面９ａにおいて、角部９ａｂおよび外周面９ａｃが前記非標準組織の部分３０としても良い（内輪端面突き当て面等９ａａと称す）。
カップ部９の外底面９ａ付近における、ステム部１０の外表層が非標準組織の部分３０とされている。また、内輪端面突き当て面９ａａと、前記ステム部１０の外表層との間の隅部Ｓ２が非標準組織の部分３０とされている。
継手外輪４において、前記非標準組織部分３０の非標準組織は、レーザ焼入れにより得た組織であり、例えば、微細フェライト・パーライト組織、上部ベイナイト組織、下部ベイナイト組織、焼戻マルテンサイト組織のうちのいずれか、もしくは少なくともこれらの組織のうちの２種類以上の混合組織とされる。なお、後の各実施形態においても、非標準組織の部分３０は、特に説明しない場合においても、レーザ焼入れすることで得られた組織である。
【００２３】
継手外輪４の製造工程は、例えば、鍛造→旋削→レーザ焼入れ→トラック溝等高周波焼入れ→焼戻し→研削→組立の順序で行なわれる。
すなわち、継手外輪４の素材は、例えば熱間鍛造等により鍛造仕上がり品とされ、この鍛造仕上がり品に旋削加工が施される。前記素材となる鋼材は、例えばＳ５３Ｃ等のＣ量が０．４５％以上０．７５％以下の炭素鋼である。ただし、素材となる鋼材はＳ５３Ｃに限定されるものではない。前記旋削加工が施された継手外輪４の内輪端面突き当て面９ａａが、レーザ焼入れにより硬化される。
【００２４】
図３に示すように、レーザ焼入れは、高エネルギーのレーザ光を硬化させたい箇所に照射し、加熱後自己急冷することで、対象箇所の表層を焼入れ硬化するものである。ここでは、レーザ光としてＹＡＧレーザ光が使用され、その出力、デフォーカス量Ｌ１、送り速度、発振形態を調整することで、加工面表層を溶融させることなく硬化させるようにしている。レーザ光の前記発振形態としては、レーザ光を連続的に発振させる方式と、レーザ光を断続的に発振させる方式とがある。前記デフォーカス量Ｌ１は、硬化対象箇所の表面Ｓ１に集光レンズの焦点ｆ１を一旦合わせ、その硬化対象箇所の表面Ｓ１から、ＹＡＧレーザ発振器のレーザヘッドノズルＬＮを離間させる値である。このようにレーザヘッドノズルＬＮを硬化対象箇所から離間させて、レンズ等で集光したレーザ光を、焦点ｆ１をやや外して硬化対象箇所の表面Ｓ１に照射している。この場合、レーザ光の焦点ｆ１で表面Ｓ１に照射させる場合に比べて、硬化対象箇所の表面Ｓ１におけるレーザ光のスポット径が大きくなり、硬化対象箇所の比較的広い面に略均一に入熱させることができる。それ故、被加工物１個あたりのレーザ焼入れに要する時間短縮を図り、工数低減を図ることが可能となる。
【００２５】
ＹＡＧレーザ光を使用する場合、レーザ光の波長を、例えば１．０６μｍと短いものとできて、浸透性に優れ、被加工物深く加工することができる。ただし、レーザ光の波長は１．０６μｍに限定されるものではない。また、ＹＡＧレーザ発振器により生成されたレーザ光を図示外の光ファイバケーブルによって、レーザヘッドノズルＬＮに誘導しても良い。この場合において、レーザヘッドノズルＬＮを進行方向Ｌ２に対して所定角度α（αは例えば５度）つけた状態に配置することが望ましい。この場合、光ファイバケーブルから出射したレーザ光が金属表面で反射し、反射光が前記光ファイバケーブルに再入射することを防止することができる。したがって、光ファイバケーブルを保護することが可能となる。
【００２６】
また、レーザ光の送り速度を調整する際、例えば、前記レーザヘッドノズルＬＮを図示外のロボットアームの先端に取付けても良い。このロボットアームを硬化対象箇所に対して相対的に移動させてこの移動速度を調整することが可能である。なお、固定式のレーザヘッドノズルＬＮに対して、被加工物を相対的に移動させてレーザ焼入れしても良い。前記ＹＡＧレーザの代替手段として半導体レーザを適用することも可能である。半導体レーザ光を使用する場合は、レーザ光の波長として例えば８０８ｎｍのものを使用することができる。
【００２７】
このレーザ焼入れでは、継手外輪４のうちの内輪端面突き当て面９ａａ等における強度および疲れ強さを向上させる場合は、硬化範囲（非標準組織部分３０）の表面硬度が４０ＨＲＣ以上となるようにされる。靱性が必要となる場合は、トラック溝等の高周波焼入れの前に高温焼戻しを行い硬化範囲の表面硬度が２０ＨＲＣ以上４０ＨＲＣ以下となるようにするのが望ましい。なお、継手外輪４の母材部分は標準組織部分であり、この母材部分の硬度は８５ＨＲＢ以上１０５ＨＲＢ以下とされる。非標準組織の硬度が２０ＨＲＣ未満であると、強度および疲れ強さが不足し、２０ＨＲＣ以上４０ＨＲＣ以下の範囲では、靱性が優れるが、４０ＨＲＣを超える場合に比べて、剛性等の強度および疲れ強さは劣る。
この後、トラック溝８等の高周波焼入れが行なわれ、焼戻しされる。この後、トラック溝８等の研削が行なわれ、研削の完了した継手外輪４が等速自在継手に組み立てられる。
【００２８】
上記継手外輪４の製造工程において、レーザ焼入れと高周波焼入れの順序は逆であっても良い。また、焼戻しは、継手外輪４を加熱炉に入れて全体加熱を行うものであっても、高周波加熱によるものであっても、出力、デフォーカス量、送り速度を調整したレーザ光による加熱で部分的に焼戻しするものであっても良い。
【００２９】
この構成の等速自在継手によると、次の作用効果が得られる。上記微細フェライト・パーライト組織、上部ベイナイト組織、下部ベイナイト組織、焼戻マルテンサイト組織のうちのいずれか、もしくは少なくともこれらの組織のうちの２種類以上の混合組織の非標準組織の部分３０は、標準組織からなる母材部分に比べて組織が微細であり、また硬度も増加する。したがって、カップ部９の強度が増加する。このため、突き当て面９ａａの摩耗が減少する。且つ、突き当て面９ａａの角部９ａｂの焼き割れをも防止できる。強度が増加するため、肉厚増加による重量の増加を招くことが無く、高強度材料を使用や調質の追加による加工性の低下やコストの増加を招くことがない。
【００３０】
前記非標準組織の部分３０は、特に、レーザ焼入れにより得られるため、突き当て面９ａａとカップ部９の交差部である角部９ａｂが局部的に高温になり過ぎることを未然に防止し、焼き割れ等が生じることもない。前記角部９ａｂが過熱しないので、突き当て面９ａａは、十分な焼入れ加熱温度を得ることができ、所望の焼入れ硬度を得ることが可能となる。
継手外輪４全体のうち、外底面９ａの内輪突き当て面９ａａ等の外表面の一部以外の大部分は、硬化せず、熱処理後の研削加工等を容易に且つ迅速に行うことができる。それ故、従来のものより、加工工数の低減を図り、製品１個あたりのサイクルタイムの向上を図ることが可能となる。換言すれば、従来のものより、工程増による生産性の低下を抑えることができる。また、研削砥石等の寿命を延ばし、製造コストの低減を図ることができる。
また、カップ部９の外底面９ａ付近における、ステム部１０の外表層が非標準組織の部分３０とされているため、ハブ２７の貫通孔３１に挿通したステム部１０の組織を微細化し、硬度を増加させることができる。したがって、ハブ２７の貫通孔３１に対するステム部１０の摩耗をも抑えることができる。
内輪端面突き当て面９ａａと、前記ステム部１０の外表層との間の隅部Ｓ２が、非標準組織の部分３０とされているため、自動車の振動等に起因してこの隅部Ｓ２に応力が集中しても、この隅部Ｓ２の組織微細化や硬度アップによって強度や疲れ強さが向上し、亀裂が発生することを防止することができる。
【００３１】
図１の実施例での、実車での旋回Ｇが０．８となる荷重条件での軸受回転試験における、内輪端面突き当て面９ａａの摩耗特性（摩耗深さを測定した結果）について、従来例との比較として表１に示す。 
実施例の摩耗量は、従来例に対し２５％減少した。鍛造後硬さと、レーザ焼入れ及び高周波熱処理後硬さは、実施例の方が従来例より高くなっており、硬さアップの効果で摩耗量が減少した。
【００３２】
【表１】
2010090940.tif 000003
また、継手外輪カップ部表層を非標準組織とした場合の実施例において、カップ部の静捩り強度試験（作動角４６°）での結果を、従来例との比較として表２に示す。
実施例の静捩り強度は、従来例に対し２０％向上した。鍛造後硬さと、レーザ焼入れ及び高周波熱処理後硬さは、実施例の方が従来例より高くなっており、硬さアップの効果で静捩り強度が向上した。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
上記各実施形態に係る車輪用軸受装置は、複列アンギュラ玉軸受型が適用されているが、円すいころ軸受型を適用しても良い。この場合においても、図１の等速自在継手と同様の作用効果を奏する。
この発明の他の実施形態として、カップ部９の外底面９ａにおいて、角部９ａｂまたは、外周面９ａｃおよび斜面９ａｅを非標準組織の部分３０としても良い。この場合においても図１の実施形態と同様の作用効果を奏する。
その他の実施形態として、カップ部９の外底面９ａの外表面の内輪端面突き当て面９ａａ等を非標準組織の部分３０とし、かつ、カップ部９の外底面９ａ付近における、ステム部１０の外表層を、非標準組織の部分としない構成にしても良い。
外底面９ａの外表面のうち、内輪端面突き当て面９ａａだけを、非標準組織の部分３０とすることも可能である。この場合、レーザ焼入れする時間短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の一実施形態に係る等速自在継手と車輪用軸受装置とを結合したドライブシャフト装置の破断正面図である。
【図２】同等速自在継手の継手外輪の破断正面図である。
【図３】同継手外輪の要部をレーザ焼入れする例を表す断面図である。
【図４】同等速自在継手と結合する車輪用軸受装置の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…等速自在継手
３…継手内輪
４…継手外輪
５…トルク伝達部材
９…カップ部
９ａ…外底面
１０…ステム部
２５…車体取付用フランジ
２６…車輪取付用フランジ
２７…ハブ
２８…軸受内輪
２７ａ，２８ａ…軌道面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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