(57)【要約】【課題】  取付隣接部の強度を、その直径を大きくすることなく大幅に向上させることができる動力伝達軸およびその製造方法を提供する。【解決手段】  動力伝達軸１００の取付隣接部１１０ａ、１１０ｂは、表層の残留応力を−９００ＭＰａ以下、表層から１００μｍ下層の残留応力を−１０００ＭＰａ以下に規定し、表面粗さを３．０μｍ以下に規定する。この動力伝達軸１００の製造は、成形して焼入れ硬化処理を施した後、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂにショットピーニングを少なくとも一回施す。一回目は、投射材の平均粒径が０．３ｍｍもしくは０．５ｍｍ、投射材の表面硬度がＨＲＣ６０以上、投射材の噴射圧が０．５ＭＰａ以上の条件下で行い、二回目は、投射材の平均粒径が０．０５ｍｍ、投射材の表面硬度および噴射圧が一回目と同様の条件下で行う。一回目のショットピーニングを施す前に、スケール除去としてショットピーニングを施す。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連結要素が装着される両端の取付部と、その取付部よりも小径で、前記取付部から軸方向中央側へ延びる取付隣接部とを有する動力伝達軸の製造方法であって、
前記取付部および前記取付隣接部の成形後、表面処理により、前記取付隣接部の残留応力を、表層で−９００ＭＰａ以下、表層から１００μｍ下層で−１０００ＭＰａ以下に規定することを特徴とする動力伝達軸の製造方法。
【請求項２】
前記表面処理により、前記取付隣接部の表面粗さを、Ｒａで３．０μｍ以下に規定する請求項１に記載の動力伝達軸の製造方法。
【請求項３】
前記表面処理は、ショットピーニングである請求項１又は２に記載の動力伝達軸の製造方法。
【請求項４】
前記ショットピーニングは、二回施す請求項３に記載の動力伝達軸の製造方法。
【請求項５】
前記ショットピーニングにおいて、二回目に使用する投射材の大きさを、一回目に使用する投射材の大きさよりも小さくする請求項４に記載の動力伝達軸の製造方法。
【請求項６】
前記ショットピーニングに使用する投射材は、スチールとセラミックとガラスのうち少なくともいずれかで構成されている請求項３〜５のいずれか一項に記載の動力伝達軸の製造方法。
【請求項７】
一回目のショットピーニングの前にスケール除去を行う請求項３〜６のいずれか一項に記載の動力伝達軸の製造方法。
【請求項８】
前記スケール除去は、ショットピーニングである請求項７に記載の動力伝達軸の製造方法。
【請求項９】
前記ショットピーニングで使用する投射材の大きさは、一回目のショットピーニングで使用する投射材の大きさよりも小さくする請求項８に記載の動力伝達軸の製造方法。
【請求項１０】
連結要素が装着される両端の取付部と、その取付部よりも小径で、前記取付部から軸方向中央側へ延びる取付隣接部とを有する動力伝達軸であって、
前記取付隣接部の残留応力は、表層で−９００ＭＰａ以下、表層から１００μｍ下層で−１０００ＭＰａ以下に規定されていることを特徴とする動力伝達軸。
【請求項１１】
前記取付隣接部の表面粗さは、Ｒａで３．０μｍ以下に規定されている請求項１０に記載の動力伝達軸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のドライブシャフト等に使用される動力伝達軸およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
動力伝達軸は、二つの部材を連結して相互間での動力伝達を可能にするものである。例えば、自動車のドライブシャフトに使用される動力伝達軸は、両端に等速自在継手が取り付けられて、二つの等速自在継手の間での動力伝達を可能にしている。
【０００３】
このような動力伝達軸を備えたドライブシャフトを図１に例示する。ドライブシャフト１は、動力伝達軸１００と、その両端に取り付けられた等速自在継手２、５２とで主要部が構成され、等速自在継手２、５２には、それぞれ蛇腹状ブーツ１０、６０が装着されている。動力伝達軸１００は、等速自在継手２、５２を装着するために両端に設けられた取付部１００ｂ１、１００ｂ２と、取付部１００ｂ１、１００ｂ２から軸方向中央側へ延びる取付隣接部１１０ａ、１１０ｂと、その取付隣接部１１０ａ、１１０ｂよりも大径で、ブーツ１０、６０を取り付けるための溝を形成するブーツ取付溝部１００ｅ１、１００ｅ２と、ブーツ取付溝部１００ｅ１とブーツ取付溝部１００ｅ２を結ぶ中間部１００ｆとで構成されている。また、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂは、取付部１００ｂ１、１００ｂ２側（以下、取付部側とする）から軸方向中央側へ向けて縮径するテーパ形状の縮径部１００ａ１、１００ａ２と、その縮径部１００ａ１、１００ａ２から軸方向中央側へ向けて延びる軸部１００ｃ１、１００ｃ２と、その軸部１００ｃ１、１００ｃ２から軸方向中央側へ向けて拡径するテーパ形状の拡径部１００ｄ１、１００ｄ２で構成されている。取付部１００ｂ１、１００ｂ２の外周面にはスプライン１００ｂ１α、１００ｂ２αが形成されている。このスプライン１００ｂ１α、１００ｂ２αにより、取付部１００ｂ１、１００ｂ２を等速自在継手２、５２の内側継手部材４、５４にトルク伝達可能に連結する。なお、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂは、等速自在継手２、５２が作動角をとった際、等速自在継手２、５２に装着されたブーツ１０、６０との接触を抑制するために、取付部１００ｂ１、１００ｂ２よりも小径となっている。
【０００４】
動力伝達軸１００は、図１に示すようにドライブシャフトに使用されることから、その作動に伴う捩り疲労強度を向上させるために、取付部１００ｂ１、１００ｂ２或いは取付隣接部１１０ａ、１１０ｂの強度を向上させる必要がある。
【０００５】
この動力伝達軸１００の強度を向上させる方法としては、例えば、取付部１００ｂ１、１００ｂ２のスプライン１００ｂ１α、１００ｂ２αの形状を調整して、取付部１００ｂ１、１００ｂ２に作用する剪断応力や引張応力を緩和する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
或いは、合金成分を添加した材料を用いて、成形した動力伝達軸に施す焼入れ硬化処理の硬化深さを規定すると共に、動力伝達軸にショットピーニングを施す方法がある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−６４２９３号公報
【特許文献２】特開平０７−０９０３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図１に示す動力伝達軸１００の場合、取付部１００ｂ１、１００ｂ２は、特許文献１に記載のようにスプライン１００ｂ１α、１００ｂ２αの形状を変化させるほか、素材や熱処理などによっても強度の向上が可能である。このように、取付部１００ｂ１、１００ｂ２は、比較的容易に強度を向上させることができる。
【０００９】
しかし、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂは、取付部１００ｂ１、１００ｂ２のようにスプラインを形成することがなく単純な形状であるため、取付部１００ｂ１、１００ｂ２のスプライン１００ｂ１α、１００ｂ２αのように形状を変化させて強度の向上を図るのは困難である。そのため、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂは、強度を向上させる手段として、例えば軸部１００ｃ１、１００ｃ２或いは軸部１００ｃ１、１００ｃ２と縮径部１００ａ１、１００ａ２の直径を大きくする方法が考えられる。しかし、この場合、等速自在継手２、５２が作動角をとった際、取付部１００ｂ１、１００ｂ２に装着された等速自在継手２、５２のブーツ１０、６０との接触が起こりやすくなる。そのため、ブーツ１０、６０の摩耗が発生し易くなり、ブーツ１０、６０の寿命を低下させる可能性がある。なお、動力伝達軸１００（取付隣接部１１０ａ、１１０ｂを含む）に施す焼入れ硬化処理の硬化深さを規定する特許文献２に記載の技術の場合、合金成分の添加のため、コスト面の上昇は不可避である。
【００１０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、取付隣接部の強度を、その直径を大きくすることなく大幅に向上させることができる動力伝達軸およびその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するための本発明に係る動力伝達軸の製造方法は、連結要素が装着される両端の取付部と、その取付部よりも小径で、前記取付部から軸方向中央側へ延びる取付隣接部とを有する動力伝達軸の製造方法であって、前記取付部および前記取付隣接部の成形後、表面処理により、前記取付隣接部の残留応力を、表層で−９００ＭＰａ以下、表層から１００μｍ下層で−１０００ＭＰａ以下に規定することを特徴とする。ここで、残留応力のマイナスは、圧縮残留応力を意味し、その絶対値が大きいほど、圧縮残留応力が大きいことを示している。
【００１２】
本発明の場合、取付隣接部は、成形後の表面処理により、表層と、この表層から１００μｍ下層の二層において残留応力を厳密に規定することになる。このようにすると、動力伝達軸の捩り疲労強度を大幅に向上させることができる。
【００１３】
上記の発明において、前記取付隣接部の表面粗さは、前記表面処理により、Ｒａで３．０μｍ以下にするのが望ましい。この動力伝達軸をドライブシャフトに適用した場合、等速自在継手が大きな作動角をとって、取付隣接部が、取付部に装着された等速自在継手のブーツ（蛇腹状であればその谷部）に接触しても、ブーツは極めて摩耗しにくい。そのため、ブーツ内部に充填されたグリースなどの潤滑成分がブーツ外部へ漏出するのを確実に防止することができる。
【００１４】
前記表面処理としては、例えば、ショットピーニングとすることができる。この場合、取付隣接部の表層および表層から１００μｍ下層の圧縮残留応力を向上させることができると共に、取付隣接部の表面粗さを小さくすることができる。なお、前記表面処理は、このショットピーニングに限られるものではない。
【００１５】
前記ショットピーニングは、二回施すのが望ましい。この場合、ショットピーニングが一回の場合よりも取付隣接部の圧縮残留応力を向上させることができると共に、取付隣接部の表面粗さを小さくして滑らかにすることができる。また、ショットピーニングを二回施す場合、二回目に使用する投射材の大きさは、一回目に使用する投射材の大きさよりも小さくするのが望ましい。これにより、取付隣接部の表層部の圧縮残留応力を大幅に向上させる（大きくする）ことができると共に、一回目のショットピーニングで残った凹凸を滑らかにして、取付隣接部の表面粗さをより小さく整えることができる。
【００１６】
これまでに述べたショットピーニングにおいて、使用する投射材は、スチールとセラミックとガラスのうち少なくともいずれかで構成するのが望ましい。この理由は、投射材の材質によって、圧縮残留応力の向上と表面粗さの改善の効果が異なるため、動力伝達部品に求める性能により、上記の素材のいずれかを用いることができるためである。
【００１７】
取付隣接部にショットピーニングを施すこれまでに述べた発明において、一回目のショットピーニングの前にスケール除去（異物除去）を行うのが望ましい。この場合、取付隣接部は、スケール除去を行わない場合よりも、表層の圧縮残留応力を大幅に向上させることができると共に、表面粗さを小さくすることができる。
【００１８】
前記スケール除去としては、ショットピーニングを採用することができる。このショットピーニングに使用する投射材の大きさは、一回目のショットピーニングで使用する投射材の大きさよりも小さくするのが望ましい。これは、一回目のショットピーニングで使用する投射材の大きさよりも大きいものを用いてスケール除去を行なうと、表面粗さを大きくしてしまう可能性があるためである。
【００１９】
上記の課題を解決するための本発明に係る動力伝達軸は、連結要素が装着される両端の取付部と、その取付部よりも小径で、前記取付部から軸方向中央側へ延びる取付隣接部とを有する動力伝達軸であって、前記取付隣接部の残留応力は、表層で−９００ＭＰａ以下、表層から１００μｍ下層で−１０００ＭＰａ以下に規定されていることを特徴とする。この場合、動力伝達軸の捩れ疲労強度を大幅に向上させることができる。
【００２０】
上記動力伝達軸において、前記取付隣接部の表面粗さは、Ｒａで３．０μｍ以下にするのが望ましい。この場合、動力伝達軸をドライブシャフトに適用した場合、前記取付隣接部が、その取付部に装着された等速自在継手のブーツに接触しても、ブーツが極めて摩耗しにくい。そのため、ブーツ内部の潤滑成分が漏出するのを確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る動力伝達軸およびその製造方法は、動力伝達軸の取付隣接部の残留応力を、表層で−９００ＭＰａ以下、表層から１００μｍ下層で−１０００ＭＰａ以下に厳密に規定するため、取付隣接部の直径を大きくすることなく動力伝達軸の捩り疲労強度を大幅に向上させることができる。なお、上記のように取付隣接部の残留応力を規定するためにショットピーニングを採用した場合、動力伝達軸の表面粗さを小さくできる。そのため、本発明にかかる動力伝達軸をドライブシャフトに適用した場合、等速自在継手が大きな作動角をとって、その取付隣接部がドライブシャフトの等速自在継手（連結要素）に装着されたブーツに接触しても、ブーツが摩耗しにくい。この結果、長寿命で信頼性の高いドライブシャフトを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】一般的な動力伝達軸を備えたドライブシャフトを示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態で、動力伝達軸を示す正面図である。
【図３】本発明の実施例におけるショットピーニングの条件を示す表である。
【図４】本発明の実施例における残留応力測定の結果を示す表である。
【図５】本発明の実施例における両振りねじり疲労強度試験の結果を示すグラフである。
【図６】本発明の実施例におけるブーツ摩耗耐久試験の結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明において、基本的な形状、構造等は、従来例と同様であるため、便宜上、従来例の説明で参照した添付の図面（図１）および図２を本発明の実施形態として説明する。
【００２４】
図１に本発明の動力伝達軸を備えたドライブシャフト１を示す。このドライブシャフト１は、動力伝達軸１００の一端に、固定型等速自在継手の一つであるバーフィールド型等速自在継手２（ＢＪ：連結要素）、他端に摺動型等速自在継手の一つであるトリポード型等速自在継手５２（ＴＪ：連結要素）が取り付けられている。
【００２５】
まず、動力伝達軸１００について、この正面図である図２も参照して説明する。この動力伝達軸１００は、等速自在継手２、５２を装着するために両端に設けられた取付部１００ｂ１、１００ｂ２と、この取付部１００ｂ１、１００ｂ２よりも小径で、取付部１００ｂ１、１００ｂ２から軸方向中央側へ延びる取付隣接部１１０ａ、１１０ｂと、この取付隣接部１１０ａ、１１０ｂよりも大径で、ブーツ１０、６０を取り付けるための溝を形成するブーツ取付溝部（図１の１００ｅ１、１００ｅ２、図２では省略）と、ブーツ取付溝部１００ｅ１とブーツ取付溝部１００ｅ２を連結する中間部（図１の１００ｆ、図２では省略）で構成されている。取付隣接部１１０ａ、１１０ｂは、取付部１００ｂ１、１００ｂ２側の部位、つまり、取付部１００ｂ１、１００ｂ２から軸方向中央側に向けて縮径するテーパ形状の縮径部１００ａ１、１００ａ２と、その縮径部１００ａ１、１００ａ２から軸方向中央側に向かって延びる軸部１００ｃ１、１００ｃ２と、軸部１００ｃ１、１００ｃ２から軸方向中央側へ向けて拡径するテーパ形状の拡径部１００ｄ１、１００ｄ２とで構成されている。また、取付部１００ｂ１、１００ｂ２の外周面には、スプライン１００ｂ１α、１００ｂ２αが形成され、一方の取付部１００ｂ１（図面左側）にはバーフィールド型等速自在継手２（図１参照）がトルク伝達可能に取り付けられ、取付部１００ｂ２（図面右側）にはトリポード型等速自在継手（図１参照）がトルク伝達可能に取り付けられている。
【００２６】
図１に示すバーフィールド型等速自在継手２（図面左側）は、一端に開口部を有する外輪３（外側継手部材）と、その内側に配された内輪４（内側継手部材）と、外輪３と内輪４との間に介在された保持器５と、保持器５のポケット５ａで保持されたボール６とで主要部が構成されている。外輪３の内周面には、複数のトラック溝３ａが周方向等間隔に形成されており、内輪４の外周面には、外輪３のトラック溝３ａと対向する複数のトラック溝４ｂが周方向等間隔に形成されている。
【００２７】
内輪４は、スプライン（符号省略）が形成された軸孔４ａを有する。この軸孔４ａに動力伝達軸１００の取付部１００ｂ１がスプライン嵌合されている。
【００２８】
また、外輪３の開口部は、蛇腹状ブーツ１０で覆われており、このブーツ１０は、大径部１０ａと、小径部１０ｂと、大径部１０ａと小径部１０ｂとを連結する蛇腹部１０ｃとで構成されている。この蛇腹部１０ｃは、山部１０ｃ１と谷部１０ｃ２とで構成されている。大径部１０ａはブーツバンド１１の締め付けにより外輪２の開口端部に固定され、小径部１０ｂはブーツバンド１２の締め付けにより動力伝達軸１００に固定されている。このため、動力伝達軸１００の取付隣接部１１０ａ、１１０ｂは、ブーツ１０で覆われた状態となっている。
【００２９】
次に、図１に示すトリポード型等速自在継手５２（図面右側）について説明する。この等速自在継手５２は、ダブルローラタイプのものであり、外側継手部材である外輪５３と、径方向に突設された３本の脚軸５８を有する内側継手部材としてのトリポード部材５４と、ローラユニット５６とで主要部が構成されている。
【００３０】
外輪５３は、一端に開口部を有する有底円筒状をなし、内周面に３本の直線状のトラック溝５３ａが周方向等間隔に形成されている。この外輪５３の内部には、３本の脚軸５８を有するトリポード部材５４とローラユニット５６とが収容されている。トリポード部材５４にはスプライン（符号省略）が形成された軸孔５４ａを有し、この軸孔５４ａに動力伝達軸１００の取付部１００ｂ２がスプライン嵌合している。
【００３１】
トリポード部材５４に突設された３本の脚軸５８には、ローラユニット５６が回転自在に支持されている。
【００３２】
このローラユニット５６は、外輪５３のトラック溝５３ａに収容され、このトラック溝５３ａのローラ案内面５９に案内される。このため、ローラユニット５６は、軸方向移動が可能となっている。また、ローラユニット５６は、アウタローラ５６ａと、このアウタローラ５６ａの内周面に配置され、脚軸５８に外嵌されたインナローラ５６ｂと、アウタローラ５６ａとインナローラ５６ｂとの間に介在されたニードルころ５６ｃとで主要部が構成されている。
【００３３】
外輪５３の開口部は、蛇腹状ブーツ６０で覆われている。このブーツ６０は、大径部６０ａと、小径部６０ｂと、大径部６０ａと小径部６０ｂとを連結する蛇腹部６０ｃとで構成されている。この蛇腹部６０ｃは、山部６０ｃ１と谷部６０ｃ２とで構成されている。大径部６０ａはブーツバンド６１の締め付けにより外輪５３の開口端部に固定され、小径部６０ｂはブーツバンド６２の締め付けにより動力伝達軸１００に固定されている。このため、取付隣接部１１０ｂは、ブーツ６０で覆われた状態となっている。
【００３４】
以下に、本発明の特徴となる点について述べる。
【００３５】
動力伝達軸１００は、成形して焼入れ硬化処理を施した後、その取付隣接部１１０ａ、１１０ｂ（縮径部１００ａ１、１００ａ２、軸部１００ｃ１、１００ｃ２、拡径部１００ｄ１、１００ｄ２）に表面処理としてのショットピーニングを施すことにより製造される。このショットピーニングにより、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂの残留応力を、表層で−９００Ｍｐａ以下、表層から１００μｍ下層で−１０００ＭＰａ以下に規定する。また、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂの表面粗さをＲａ（算術平均粗さ）で３．０μｍ以下に規定する。
【００３６】
このように、本実施形態では、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂは、表層と、その表層から１００μｍ下層で残留応力を厳密に規定するため、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂは、その直径を大きくすることなく捩り疲労強度を大幅に向上させることができる。なお、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂの残留応力が表層で−９００ＭＰａよりも大きい場合や、表層から１００μｍ下層で−１０００ＭＰａよりも大きい場合、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂの捩り疲労強度を十分に向上させることができない。また、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂの表面粗さがＲａで３．０μｍよりも大きいと、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂの表面粗さのために、この部分に等速自在継手２、５２に装着したブーツ１０、６０が接触した際、ブーツ１０、６０の摩耗を確実に抑えることができない場合がある。
【００３７】
また、ショットピーニングにより、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂの表面粗さを３．０μｍ以下に規定するため、等速自在継手２、５２が作動角をとった際に、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂが、ブーツ１０、６０の蛇腹部１０ｃ、６０ｃにおける谷部１０ｃ２、６０ｃ２に接触しても、谷部１０ｃ２、６０ｃ２は極めて摩耗しにくい。その結果、ブーツ１０、６０の内部に充填したグリースなどの潤滑成分が漏出するのを防止して、信頼性の高いドライブシャフト１を提供することができる。
【００３８】
本実施形態において、ショットピーニングは二回施し、一回目は、投射材の平均粒径が０．３ｍｍもしくは０．５ｍｍ、投射材の表面硬度がＨＲＣ６０以上、投射材の噴射圧が０．５ＭＰａ以上の条件下で行う。また、二回目は、投射材の平均粒径が０．０５ｍｍ、投射材の表面硬度および噴射圧が一回目と同様である条件下で行う。
【００３９】
このショットピーニングにより、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂの残留応力を既に述べたように規定するのが容易となる。また、ショットピーニングを二回施す場合、ショットピーニングが一回の場合よりも、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂの表層における圧縮残留応力を大幅に向上（増大）させることができる。なお、ショットピーニングにおいて、二回目に使用する投射材の大きさは、一回目に使用する投射材の大きさよりも小さくする。これにより、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂの表層部の圧縮残留応力を大幅に向上させることができると共に、一回目のショットピーニングで残った凹凸を滑らかにすることで、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂの表面粗さをより小さく整えることができる。
【００４０】
なお、一回目と二回目のショットピーニングに使用する投射材の素材は、スチールとセラミックとガラスのうち少なくともいずれかとする。この理由は、投射材の材質によって、圧縮残留応力の向上と表面粗さの改善の効果が異なるため、動力伝達部品に求める性能により、上記の素材のいずれかを用いることができるためである。
【００４１】
また、一回目のショットピーニングの前で、スケール除去として、動力伝達軸１００にショットピーニングを施す。このスケール除去により、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂの表層の圧縮残留応力を大幅に増大させることができ、また、表面粗さを小さくすることができる。
【００４２】
このように、スケール除去としてのショットピーニングは、例えば、投射材の平均粒径が０．０８ｍｍ、投射材の表面硬度がＨＲＣ６０以上、投射材の噴射圧が０．５ＭＰａ以上の条件下で行うと、容易にスケール除去ができる。なお、本実施形態では、スケール除去として行うショットピーニングに使用する投射材の大きさは、一回目のショットピーニングで使用する投射材の大きさよりも小さくしている。この理由は、一回目のショットピーニングで使用する投射材の大きさよりも大きいものを用いてスケール除去を行なうと、表面粗さを大きくしてしまう可能性があるためである。
【００４３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限られることはなく、適宜に変更が可能である。
【００４４】
例えば、本実施形態では、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂにショットピーニングを施したが、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂの縮径部１００ａ１、１００ａ２にブーツ１０、６０が接触しない場合などは、軸部１００ｃ１、１００ｃ２のみにショットピーニングを施して、表層および表層から１００μｍ下層の残留応力を規定するようにしてもよい。或いは、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂと取付部１００ｂ１、１００ｂ２の両方にショットピーニングを施して、本発明のように表層および表層から１００μｍ下層の残留応力を規定するようにしてもよい。
【実施例１】
【００４５】
以下に、本発明の実施例について説明する。
【００４６】
まず、本発明品である動力伝達軸１００を８つ準備し、これらの比較品である動力伝達軸を１つ用意する。本発明品は、軸素形材に焼入れ硬化処理を施した後、図３に表で示した条件で取付隣接部１１０ａ、１１０ｂ（図２参照）にショットピーニングを施す。
【００４７】
本発明品は、ショットピーニングが一回のもの（Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈ）と二回のもの（Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｆ）、一回目のショットピーニング（ショットピーニングが一回だけの場合を含む）の平均粒径が０．３μｍのもの（Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｈ）と０．５μｍのもの（Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｇ）、一回目のショットピーニング（ショットピーニングが一回だけの場合を含む）の前にスケール除去としてショットピーニングを行うもの（Ａ〜Ｄ）と行わないもの（Ｅ〜Ｈ）とに大別する。二回ショットピーニングを行うもの（Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｆ）の二回目のショット粒径は全て０．０５μｍとし、比較品は、ショットピーニングを行わず、スケール除去も行わない。なお、各製品のショットピーニングにおいて、ショット粒径以外の条件は、投射材の表面硬度がＨＲＣ６０以上、投射材の噴射圧が０．５ＭＰａとする。また、一回目と二回目のショットピーニングに使用する投射材はスチール製とし、スケール除去としてのショットピーニングに使用する投射材は、アルミナ製とジルコニア製のものを５０：５０の割合で混ぜたものとする。
【００４８】
このようにして製造した動力伝達軸の取付隣接部１１０ａ、１１０ｂにおいて、表層と、表層から１００μｍ下層の残留応力を測定した。この際、表層から１００μｍ下層の残留応力は、電解研磨により表面から１００μｍ分除去して測定する。上記の残留応力の測定結果を図４に表で示した。この測定結果では、計測値をマイナス値で示しているが、これは圧縮残留応力であることを示し、この絶対値が大きいほど圧縮残留応力が大きく、疲労強度の向上効果があることを意味する。この図４の表に示すように、本発明品（Ａ〜Ｈ）は、いずれも表層で−９００ＭＰａ以下、表層から１００μｍ下層で−１０００ＭＰａ以下であった。
【００４９】
次に、応力振幅０．６８ＧＰａ、周波数３Ｈｚの条件下で、本発明品（Ａ〜Ｈ）と比較品の両振り捩り疲労試験を行った。この試験結果を図５にグラフで示した。この結果、本発明品（Ａ〜Ｈ）は、いずれも比較品の１０倍以上の捩り疲労強度が得られた。
【００５０】
さらに、本発明品（Ａ〜Ｈ）と比較品に等速自在継手（ブーツを含む）を取り付けて、ブーツ摩耗耐久試験を行った。この試験は、本発明品（動力伝達軸：Ａ〜Ｈ）又は比較品（動力伝達軸）を組み込んだドライブシャフト１（図１参照）において、負荷をかけずに、ブーツ１０、６０と動力伝達軸１００の取付隣接部１１０ａ、１１０ｂが接触するような大きな作動角（４０ｄｅｇ以下）をとりながら、ドライブシャフトを回転させることにより行う。その結果を図６に表で示した。この結果、比較品でブーツに充填したグリースに漏れが生じる時間まで試験を行っても、本発明品（Ａ〜Ｈ）は、いずれも比較品より取付隣接部１１０ａ、１１０ｂの表面粗さが小さいことで、ブーツの摩耗量が小さくなり、グリースの漏れが生じることはなかった。
【００５１】
以上の結果、本発明品は比較品よりも、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂにおいて、表層と、表層から１００μｍ下層で、圧縮残留応力を大幅に向上させることができ、その結果、動力伝達軸１００の両振り捩り疲労強度が大幅に向上することが確認できた。また、ショットピーニングにより、取付隣接部１１０ａ、１１０ｂの表面粗さを小さく抑えて、等速自在継手２、５２が大きく作動角をとった際に、取付隣接部１１０a、１１０ｂがブーツ１０、６０と接触することにより生じるブーツ１０、６０の摩耗を抑制できることが確認できた。
【００５２】
なお、本実施例の結果をさらに検討すると、スケール除去を行う場合、スケール除去を行わない場合よりも取付隣接部１１０ａ、１１０ｂにおける表層の圧縮残留応力を向上できることが判明した（図３と図４のＡとＥ、ＢとＦ、ＣとＧ、ＤとＨ参照）。また、ショットピーニングは、二回施す場合の方が一回の場合よりも取付隣接部１１０ａ、１１０ｂにおける表層の圧縮残留応力が大幅に向上することが判明した（図３と図４のＡとＣ、ＢとＤ、ＥとＧ、ＦとＨ）。さらに、一回目のショットピーニングにおける投射材の平均粒径を０．５ｍｍとした場合、平均粒径を０．３ｍｍとした場合よりも取付隣接部１１０ａ、１１０ｂの表面粗さを大幅に小さくでき（Ｒａで３．０μｍ以下：図３と図６のＡ、Ｃ、Ｅ、ＧとＢ、Ｄ、Ｆ、Ｈ参照）、その結果、ブーツの摩耗量が極めてゼロに近くなることが判明した。
【符号の説明】
【００５３】
１００  動力伝達軸
１００ａ１、１００ａ２  縮径部（取付隣接部）
１００ｂ１、１００ｂ２  取付部
１００ｃ１、１００ｃ２  軸部（取付隣接部）
１００ｄ１、１００ｄ２  拡径部（取付隣接部）
１１０ａ、１１０ｂ  取付隣接部
【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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