(57)【要約】【課題】  樹脂の被膜で被覆した場合に比べて、グリース切れが生じた際に、より長時間に亘って、当接面同士の良好な摺動や、軌道面でのボールのスムースな転動を維持して、摩耗によるガタの発生や、焼き付き等を防止することができる駆動軸を提供する。【解決手段】  雄スプライン軸２と雌スプライン軸３のうち少なくとも一方の、他方への動力伝達面２１ａを、ビッカース硬さＨｖが１０００以上、摩擦係数μが０．２５以下の被膜６によって被覆した駆動軸１である。【選択図】  図３
2006022882.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄スプライン軸と雌スプライン軸とを備え、この両者が、軸方向に伸縮可能で、かつ軸を中心とする回転方向に動力伝達可能に連結される駆動軸であって、上記雄スプライン軸および雌スプライン軸のうち少なくとも一方の、他方への動力伝達面が、ビッカース硬さＨｖが１０００以上、摩擦係数μが０．２５以下の被膜によって被覆されていることを特徴とする駆動軸。
【請求項２】
被膜が、ダイヤモンドライクカーボン膜、窒化クロム膜、または窒化チタン膜である請求項１記載の駆動軸。
【請求項３】
雄スプライン軸と雌スプライン軸とが、互いの動力伝達面を、軸方向に摺動可能に当接させた状態で、軸方向に伸縮可能で、かつ軸を中心とする回転方向に動力伝達可能に連結される請求項１記載の駆動軸。
【請求項４】
雄スプライン軸と雌スプライン軸とが、両者の動力伝達面間に介在させたボールを介して、軸方向に伸縮可能で、かつ軸を中心とする回転方向に動力伝達可能に連結される請求項１記載の駆動軸。
【請求項５】
ボールの表面が、ビッカース硬さＨｖが１０００以上、摩擦係数μが０．２５以下の被膜によって被覆されている請求項４記載の駆動軸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄道車輌、鉄鋼圧延機、自動車等において動力伝達に用いる駆動軸に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、鉄道車両において、エンジンからトルクコンバータを介して、車軸に動力を伝達するための駆動軸は、走行中の車輪の上下動や、曲線を通過する際の台車の首振り等に応じて軸方向に伸縮されながら動力を伝達する必要がある。そのため、駆動軸としては、軸方向に伸縮可能で、かつ軸を中心とする回転方向に動力伝達可能に連結される雄スプライン軸と雌スプライン軸とを備えたものが一般的に用いられる。また、上記雄スプライン軸と雌スプライン軸とを備えた駆動軸は、鉄鋼圧延機において、モータと圧延ロールとを連結する駆動軸や、自動車のプロペラシャフト、ステアリング軸、ハンドルジョイント等にも用いられる。
【０００３】
また、雄スプライン軸と雌スプライン軸とを備えた駆動軸としては、雄スプライン軸の外周と雌スプライン軸の内周とにそれぞれ、両スプライン軸の軸方向への摺動を許容しつつ、回転方向に当接して動力を伝達する当接面（動力伝達面）を備えたスプライン部を形成し、それぞれのスプライン部を、駆動軸の回転時に当接面同士が当接するように噛み合わせた通常タイプの駆動軸と、両スプライン軸に、それぞれ軸方向に伸びる軌道を設け、その軌道内に、複数のボールを、軸方向に転動可能で、かつ軸の回転方向において軌道と噛み合うように介在させ、このボールを介して動力を伝達するボールスプラインタイプの駆動軸とがある。
【０００４】
このうち、通常タイプの駆動軸においては、軸の回転時に互いに当接された当接面同士の、軸方向へのスムースな摺動を確保するために、また、ポールスプラインタイプの駆動軸においては、ボールの、軌道内でのスムースな転動を確保するために、それぞれグリースが封入される。ところが、グリースは、いずれのタイプの駆動軸においても、スプライン軸が軸方向への伸縮を繰り返すことによって徐々に外部に押し出されるため、やがてグリース切れを生じて、金属同士の摩耗によるガタの発生や、焼き付き等を生じるという問題がある。
【０００５】
そこで、特に通常タイプの駆動軸において、両スプライン軸の当接面のうち少なくとも一方を、両スプライン軸を構成するステンレス鋼等の金属よりも摩擦係数が小さく、良好な摺動性を有する樹脂の被膜で被覆しておき、グリース切れが生じた際には、上記樹脂の被膜によって応急的に摺動を維持して、直ちにガタや焼き付き等を生じないようにすることが提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、通常タイプの駆動軸である回転シャフトにおいて、両スプライン軸のスプライン部のうち少なくとも一方の、他方のスプライン部への当接面を、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート等の樹脂の被膜で被覆すること、上記被膜中に、炭酸カルシウム等の充てん材と、固体潤滑剤とを含有させることが記載されている。
【０００７】
また、特許文献２には、スプライン部等の、他部材への嵌合部を有する結合部材において、上記嵌合部を、ポリフェニレンサルファイド系樹脂からなる第１の樹脂層と、この第１の樹脂層を覆う、ナイロン系等の樹脂からなる第２の樹脂層とで被覆することが記載されている。
さらに、特許文献３には、駆動軸としての車輌ステアリング用伸縮軸において、両スプライン軸のスプライン部の、他方のスプライン部への当接面を、それぞれポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の被膜で被覆することが記載されている。
【特許文献１】特開２００１−３３６５４３号公報（請求項１〜３、第０００５欄〜第００１０欄）
【特許文献２】特開２００３−１１２８０号公報（請求項１〜２、第０００５欄〜第０００７欄）
【特許文献３】特開２００３−５４４２１号公報（請求項１、第０００６欄〜第０００９欄）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、樹脂の被膜では、グリース切れが生じた際に当接面の摺動を維持する効果が十分でない場合がある。特に、高速で回転しながら、なおかつ高速で軸方向に伸縮されることの多い鉄道車両用の駆動軸や、当接面に極めて高い荷重が加わる鉄鋼圧延機の駆動軸において、スプライン部の当接面を樹脂の被膜で被覆した場合、当該被膜は、グリース切れが生じるとごく短時間で摩耗されて消滅してしまう。そのため、グリース切れが生じた際に、樹脂の被膜によって当接面の摺動を維持する効果はごく短時間しか持続されず、その後、短時間で、金属同士の摩耗によるガタの発生や、焼き付き等を生じるという問題がある。
【０００９】
このことは、ボールスプラインタイプの駆動軸においても同様である。すなわち、両スプライン軸に設けた軌道の軌道面（動力伝達面）を、グリース切れが発生した際にボールのスムースな転動を確保するために、樹脂の被膜で被覆することが考えられる。しかし、特に前述した鉄道車両用や鉄鋼圧延機用の駆動軸においては、グリース切れが生じた後、短時間で樹脂の被膜が摩耗されて消滅してしまうため、その後、短時間で、いずれもステンレス鋼等の金属からなるスプライン軸の軌道面とボールとの間で、摩耗によるガタや、焼き付き等を生じるという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、樹脂の被膜で被覆した場合に比べて、グリース切れが生じた際に、より長時間に亘って、当接面同士の良好な摺動や、軌道面でのボールのスムースな転動を維持して、摩耗によるガタの発生や、焼き付き等を防止することができる駆動軸を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の駆動軸は、雄スプライン軸と雌スプライン軸とを備え、この両者が、軸方向に伸縮可能で、かつ軸を中心とする回転方向に動力伝達可能に連結される駆動軸であって、上記雄スプライン軸および雌スプライン軸のうち少なくとも一方の、他方への動力伝達面が、ビッカース硬さＨｖが１０００以上、摩擦係数μが０．２５以下の被膜によって被覆されていることを特徴とするものである。
【００１２】
なお、上記の特性を満足する被膜としては、ダイヤモンドライクカーボン膜、窒化クロム膜、または窒化チタン膜が好ましい。
また、雄スプライン軸と雌スプライン軸とは、互いの動力伝達面を、軸方向に摺動可能に当接させた状態で、軸方向に伸縮可能で、かつ軸を中心とする回転方向に動力伝達可能に連結されるのが好ましい。
【００１３】
また、雄スプライン軸と雌スプライン軸とは、両者の動力伝達面間に介在させたボールを介して、軸方向に伸縮可能で、かつ軸を中心とする回転方向に動力伝達可能に連結されるのが好ましい。
また、上記ボールの表面は、ビッカース硬さＨｖが１０００以上、摩擦係数μが０．２５以下の被膜によって被覆されているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、動力伝達面を、ビッカース硬さＨｖが１０００以上という高い硬度を有し、グリース切れが発生しても短時間で摩耗されて消滅してしまわない強固な被膜によって被覆していると共に、当該被膜が、摩擦係数μが０．２５以下という良好な摺動性を有していることから、たとえグリース切れが発生しても、樹脂の被膜に比べてより長期間に亘って、通常タイプの駆動軸では当接面（動力伝達面）同士の良好な摺動を維持し、また、ボールスプラインタイプの駆動軸では軌道面（動力伝達面）でのボールのスムースな転動を維持して、金属同士の摩耗によるガタの発生や、焼き付き等を防止することが可能となる。
【００１５】
また、上記被膜として、ダイヤモンドライクカーボン膜（ＤＬＣ膜）、窒化クロム膜、または窒化チタン膜を動力伝達面に形成した場合には、これらの膜が、それぞれ高い硬度と良好な摺動性とを有すると共に、これらの特性に起因して高い耐摩耗性、耐焼き付き性を有することから、グリース切れが生じた際に、金属同士の摩耗によるガタの発生や、焼き付き等を防止する効果をより一層、向上することができる。
【００１６】
本発明の構成は、雄スプライン軸と雌スプライン軸とが、互いの動力伝達面（当接面）を、軸方向に摺動可能に当接させた状態で、軸方向に伸縮可能で、かつ軸を中心とする回転方向に動力伝達可能に連結される通常タイプの駆動軸に適用することができる。
また、本発明の構成は、雄スプライン軸と雌スプライン軸とが、両者の動力伝達面（軌道面）間に介在させたボールを介して、軸方向に伸縮可能で、かつ軸を中心とする回転方向に動力伝達可能に連結されるボールスプラインタイプの駆動軸に適用することもできる。
【００１７】
また、ボールスプラインタイプの駆動軸において、ボールの表面に同様の被膜を形成すれば、グリース切れが生じた際に、金属同士の摩耗によるガタの発生や、焼き付き等を防止する効果をより一層、向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の一実施形態にかかる通常タイプの駆動軸の全体を示す一部切り欠き正面図である。また、図２は、上記例の駆動軸の要部である、雄スプライン軸の雄スプライン部と、雌スプライン軸の雌スプライン部とを噛み合わせた部分を示す、図１のII−II線断面図である。さらに、図３は、上記雄スプライン部の一部を拡大した断面図、図４は、雌スプライン部の一部を拡大した断面図である。
【００１９】
図１および図２を参照して、この例の駆動軸１は、いずれもステンレス鋼等の金属によって形成された雄スプライン軸２と雌スプライン軸３とを備えており、このうち雄スプライン軸２の、雌スプライン軸３と連結される端部の外周面には、当該外周面から径方向外方に向けて、多数のキー２１が、雄スプライン軸２の軸方向と平行で、かつ周方向に等間隔に突設されて、雄スプライン部２２が構成されている。また、雄スプライン軸２の、雄スプライン部２２が形成された側と反対側の端部２３には、駆動軸１を、図示しない駆動入力軸または駆動出力軸と連結するための十字軸継ぎ手４が接続されている。
【００２０】
また、図１および図２を参照して、雌スプライン軸３は、雄スプライン軸２側の端部に開口３０が形成され、この開口３０を通して、内部に雄スプライン部２２が挿入される筒状に形成されていると共に、筒の内周面には、当該内周面から径方向外方に向けて、上記雄スプライン部２２のキー２１と噛み合わされる多数のキー溝３１が、雌スプライン軸３の軸方向と平行で、かつ周方向に等間隔に凹入されて、雌スプライン部３２が構成されている。また、雌スプライン軸３の、開口３０側と反対側の端部３３には、駆動軸１を、図示しない駆動出力軸または駆動入力軸と連結するための十字軸継手５が接続されている。
【００２１】
また、雌スプライン軸３の、開口３０側の端部には略筒状の固定部材３４を介して、ゴムや樹脂等からなる環状のシール部材３５が取り付けられており、このシール部材３５を、筒内に挿入された雄スプライン軸２の外周面に当接させることによって、両スプライン軸２、３間がシールされている。そして、このシールによって、両スプライン軸２、３が軸方向への伸縮を繰り返した際に、当該両スプライン軸２、３のスプライン部２２、３２間に封入したグリースが外部に押出されるのが抑制されると共に、砂埃等の異物が両スプライン部２２、３２間に侵入するのが防止される。
【００２２】
図２を参照して、両スプライン部２２、３２の噛み合い部には、微小なクリアランスが設定されており、このクリアランスによって形成される両者の隙間に、グリースが封入される。
図２および図３を参照して、雄スプライン部２２を構成する各キー２１は、その両側面が、動力伝達面としての当接面２１ａとされている。また、図２および図４を参照して、雌スプライン部３２を構成する各キー溝３１は、キー２１と噛み合わされた際に、上記当接面２１ａと対向する両側面が、動力伝達面としての当接面３１ａとされている。そして、駆動軸１の回転時には、各キー２１の、いずれか一方の当接面２１ａと、各キー溝３１の、上記当接面２１ａに対向する当接面３１ａとが互いに当接することによって、両スプライン軸２、３間で動力が伝達される。
【００２３】
本発明においては、上記両当接面２１ａ、３１ａのうちの少なくとも一方が、前記のように、ビッカース硬さＨｖが１０００以上で、かつ摩擦係数μが０．２５以下である被膜６によって被覆されている必要がある。また、グリース切れが発生した際には、キー２１とキー溝３１とが、当接面２１ａ、３１ａ以外の面同士の間でも摩耗して、焼き付き等を生じるおそれがあるので、被膜６は、雄スプライン部２２および／または雌スプライン部３２の全面に被覆するのが好ましい。また、被膜６は、当接面２１ａ、３１ａだけに部分的に形成しようとすると、マスキング等の工程が増加するため生産性が低下すること、部分的に形成した被膜６は、そのエッヂ部からはく離したり劣化したりしやすいこと等を考慮しても、雄スプライン部２２および／または雌スプライン部３２の全面に被覆するのが好ましい。
【００２４】
すなわち、図３を参照して、雄スプライン部２２の表面の全面、詳しくは、雄スプライン部２２を構成する各キー２１の両側面である当接面（動力伝達面）２１ａと、頂面２１ｂと、雄スプライン軸２の外周面に相当する、隣り合うキー２１間の底面２１ｃとを、連続した被膜６によって被覆するか、あるいは図４を参照して、雌スプライン部３２の表面の全面、詳しくは、それぞれ上記各面２１ａ〜２１ｃと対向する、各キー溝３１の両側面である当接面（動力伝達面）３１ａと、キー溝３１の底面３１ｂと、隣り合うキー溝３１間の凸条３６の頂面３１ｃとを、連続した被膜６によって被覆するのが好ましい。
【００２５】
雄スプライン部２２と雌スプライン部３２のうち一方の表面を被膜６によって被覆した場合、それだけでも、先に述べた被膜６の機能によって、樹脂の被膜に比べてより長期間に亘って、当接面２１ａ、３１ａの良好な摺動を維持して、金属同士の摩耗によるガタの発生や、焼き付き等を防止することができる。
したがって、駆動軸１の生産性等を考慮すると、雄スプライン部２２と雌スプライン部３２のうち他方の表面は、被膜６によって被覆しなくてもよい。ただし、グリース切れが生じた際に、当接面２１ａ、３１ａの良好な摺動を維持して、金属同士の摩耗によるガタの発生や、焼き付き等を防止する効果をより一層、向上することを考慮すると、雄スプライン部２２の表面の全面と、雌スプライン部３２の表面の全面とを、共に、被膜６によって被覆することもできる。被膜６の詳細は後述する。
【００２６】
図５は、本発明の他の実施形態にかかる、ボールスプラインタイプの駆動軸の全体を示す一部切り欠き正面図である。また、図６は、上記例の駆動軸の要部である、雄スプライン軸と、雌スプライン軸との間にボールを介在させた部分を示す、図５のVI−VI線断面図である。さらに、図７は、上記部分の一部を拡大した断面図、図８はボールの変形例を示す断面図である。
【００２７】
図５および図６を参照して、この例の駆動軸１は、いずれもステンレス鋼等の金属によって形成された雄スプライン軸２と雌スプライン軸３とを備えており、このうち雄スプライン軸２の、雌スプライン軸３と連結される外周面には、当該外周面から径方向内方に向けて、複数本（図では８本）の、ボール７０が転動される軌道２４が、雄スプライン軸２の軸方向と平行で、かつ周方向に等間隔に凹入させて形成されている。また、雄スプライン軸２の、雄スプライン部２２が形成された側と反対側の端部２３には、駆動軸１を、図示しない駆動入力軸または駆動出力軸と連結するための十字軸継ぎ手４が接続されている。
【００２８】
また、図５および図６を参照して、雌スプライン軸３は、雄スプライン軸２側の端部に開口３０が形成され、この開口３０を通して、内部に雄スプライン軸２の、軌道２４を形成した領域が挿入される筒状に形成されていると共に、筒の内周面には、当該内周面から径方向外方に向けて、複数本（図では８本）の、ボール７０が転動される軌道３７が、雌スプライン軸３の軸方向と平行で、かつ周方向に等間隔に凹入させて形成されている。また、雌スプライン軸３の、開口３０側と反対側の端部３３には、駆動軸１を、図示しない駆動出力軸または駆動入力軸と連結するための十字軸継手５が接続されている。
【００２９】
また、雌スプライン軸３の、開口３０側の端部には、ゴムや樹脂等からなるシール部材３５が取り付けられており、このシール部材３５を、筒内に挿入された雄スプライン軸２の外周面に当接させることによって、両スプライン軸２、３間がシールされている。そして、このシールによって、両スプライン軸２、３が軸方向への伸縮を繰り返した際に、当該両スプライン軸２、３のスプライン部２２、３２間に封入したグリースが外部に押出されるのが抑制されると共に、砂埃等の異物が両スプライン部２２、３２間に侵入するのが防止される。
【００３０】
ボール７０は、ステンレス鋼等の金属によって形成されたもので、１組の軌道２４、３７間に、それぞれ複数個（図では８個）が挿入されている。各ボール７０は、保持器７１によって、軸方向に等間隔に保持されている。また、保持器７１は樹脂や金属等からなり、その軸方向の両端部と、雄スプライン軸２の外周面の、軌道２４の軸方向の両端部に固定した一対のブッシュ７２との間に、それぞれコイルバネ７３を挿入することで、このコイルバネ７３の付勢力によって、雄スプライン軸２上のほぼ一定の位置に保持されている。
【００３１】
図６および図７を参照して、雄スプライン軸２と保持器７１との間、および保持器７１と雌スプライン軸３との間には、それぞれクリアランスが設定されており、このクリアランスによって形成される各部間の隙間に、グリースが封入される。
図７を参照して、雄スプライン軸２の軌道２４の軌道面２４ａと、雌スプライン軸３の軌道３７の軌道面３７ａとが、動力伝達面とされている。そして、駆動軸１の回転時には、軌道面２４ａとボール７０と軌道面３７ａとが回転方向に噛み合うことによって、両スプライン軸２、３間で動力が伝達される。
【００３２】
本発明においては、上記両軌道面２４ａ、３７ａが、前記のように、ビッカース硬さＨｖが１０００以上で、かつ摩擦係数μが０．２５以下である被膜６によって被覆されている必要がある。また、被膜６は、軌道面２４ａ、３７ａだけに部分的に形成しようとすると、マスキング等の工程が増加するため生産性が低下すること、部分的に形成した被膜６は、そのエッヂ部からはく離したり劣化したりしやすいこと等を考慮して、雄スプライン軸２の、軌道２４を形成した領域の周方向の全面、および雌スプライン軸３の、軌道３７を形成した領域の周方向の全面に被覆するのが好ましい。
【００３３】
すなわち、図７を参照して、雄スプライン軸２の外周面２ａと、軌道２４の軌道面２４ａとを、その全周に亘って、連続した被膜６によって被覆すると共に、雌スプライン軸３の筒の内周面３ａと、軌道３７の軌道面３７ａとを、その全周に亘って、連続した被膜６によって被覆するのが好ましい。
ボール７０は、被膜６によって被覆された両軌道面２４ａ、３７ａ上を転動することから、当該ボール７０としては、通常の、金属製のボールを使用することができる。そして、先に述べた被膜６の機能によって、樹脂の被膜に比べてより長期間に亘って、ボール７０の良好な転動を維持して、摩耗によるガタの発生や焼き付き等を防止することができる。
【００３４】
ただし、グリース切れが生じた際に、ボール７０の良好な転動を維持して、摩耗によるガタの発生や焼き付き等を防止する効果をより一層、向上することを考慮すると、図８に示すように、ボール７０の表面にも、ビッカース硬さＨｖが１０００以上で、かつ摩擦係数μが０．２５以下である被膜６を被覆するのが好ましい。
ビッカース硬さＨｖが１０００以上で、かつ摩擦係数μが０．２５以下である被膜６としては、これらの特性を満足する種々の、主として無機の被膜がいずれも使用可能であるが、特に、ＤＬＣ膜、窒化クロム膜、または窒化チタン膜が好ましい。
【００３５】
このうち、ＤＬＣ膜は、例えばスパッタリング法等の、従来公知の種々の気相成長法によって成膜することができる。スパッタリング法によるＤＬＣ膜の成膜方法の例を挙げると、圧力が１．３３×１０−１〜１．３３×１０２Ｐａとなるようにアルゴンガス、炭化水素ガス等の導入ガスを導入したチャンバ内で、ターゲットとしての炭素に対して、電圧１００〜２００Ｖ、電流２〜１０Ａ程度の条件で放電処理を行うことにより、スプライン軸２、３の所定の面に炭素を蒸着させる。そうすると、上記所定の面に、グラファイト（ＳＰ２）構造とダイヤモンド（ＳＰ３）構造とが共存した非晶質構造からなるＤＬＣ膜が形成される。
【００３６】
また、他の成膜方法の例としては、ベンゼンを原料ガスとしたイオンビーム蒸着によるイオンプレーティング法等の物理蒸着（ＰＶＤ）法や、成膜ガスとして炭化水素化合物を用いたプラズマＣＶＤ法等の化学蒸着（ＣＶＤ）法等が挙げられる。また、プラズマジェットを利用したプラズマ溶射等の溶射法を採用することもできる。
また、ＤＬＣ膜にタングステンを含有させることによって、当該ＤＬＣ膜の下地に対する密着性を向上させると共に、摩擦係数μを低下させることができる。また、下地にケイ素膜、クロム膜等を形成した上にＤＬＣ膜を積層することでも、当該ＤＬＣ膜の密着性を向上させると共に、摩擦係数μを低下させることができる。
【００３７】
窒化クロム膜は、例えばターゲットとしてクロム、窒化クロム等を用い、かつ窒素ガス等の含窒素ガスを導入ガスとして用いた反応性スパッタリング法、蒸発源としてクロム、窒化クロム等を用い、かつ窒素ガス等の含窒素ガスを導入ガスとして用いた反応性イオンプレーティング法等によって成膜することができる。
窒化チタン膜についても同様であって、例えばターゲットとしてチタン、窒化チタン等を用い、かつ窒素ガス等の含窒素ガスを導入ガスとして用いた反応性スパッタリング法、蒸発源としてチタン、窒化チタン等を用い、かつ窒素ガス等の含窒素ガスを導入ガスとして用いた反応性イオンプレーティング法等によって成膜することができる。
【００３８】
また、ＤＬＣ膜と同様に、下地にケイ素膜、クロム膜等を形成した上に窒化クロム膜、窒化チタン膜を積層することによって、これらの膜の、下地に対する密着性を向上させると共に、摩擦係数μを低下させることもできる。
被膜６の膜厚は特に限定されないが、高い硬度と良好な摺動性とを有すると共に、これらの特性に起因して高い耐摩耗性、耐焼き付き性とを発揮しうる被膜６を形成することを考慮すると、いずれの膜も、１〜５μｍであるのが好ましい。
【実施例】
【００３９】
以下に、実施例に基づいて本発明を説明する。
ＤＬＣ膜の形成：
動力伝達面のモデルとしての、ステンレス鋼ＳＵＳ４４０Ｃ製の基板の片面に、プラズマＣＶＤ法、またはスパッタリング法によって、表１に示すサンプル１〜３のＤＬＣ膜を形成した。なお、表中、成膜方法の欄のＰ−ＣＶＤはプラズマＣＶＤ法、ＰＶＤはスパッタリング法を示す。
【００４０】
【表１】
2006022882.tif 000003
【００４１】
すべり試験：
図９に示すように、上記各サンプルの基板９０を、ＤＬＣ膜９１を形成した面を上にして、回転軸Ｓの先端に固定し、次いで５／３２”のＳＵＪ２玉Ｂを、自転しないように固定した状態で、図中に白矢印で示すように１．０ＧＰａの荷重をかけてＤＬＣ膜９１の表面に圧接しながら、回転軸Ｓを摺動速度０．１ｍ／ｓで回転させた。そして、ＤＬＣ膜９１とＳＵＪ２玉Ｂとの摺動距離が３６０ｍに達するまで回転させて、試験最終時に、ＳＵＪ２玉Ｂに、基板９０の回転方向に加わった応力から、摩擦係数μを求めた。また、試験終了後に、ＤＬＣ膜９１の表面に発生した摩耗痕跡の長さを測定した。上記の試験は、比較のため表面にＤＬＣ膜９１を形成していない、ステンレス鋼ＳＵＳ４４０Ｃ製の基板９０に対しても行った。結果を表２に示す。なお、表中、サンプルの欄のＳＵＳは、ＤＬＣ膜９１を形成していないステンレス鋼製の基板を示す。
【００４２】
【表２】
2006022882.tif 000004
【００４３】
表より、ステンレス鋼製の基板の表面にＤＬＣ膜を形成することで、摩擦係数を大きく低減できること、摺動による摩耗を防止できることが確認された。また、各サンプルを比較すると、ＤＬＣ膜にタングステンを含有させることによって、当該ＤＬＣ膜の下地に対する密着性を向上させると共に、摩擦係数μを低下できること、下地にケイ素膜、クロム膜を形成した上にＤＬＣ膜を積層することによって、ＤＬＣ膜の密着性を向上させると共に、摩擦係数μを低下できることもわかった。
【００４４】
転がり試験：
図１０に示すように、上記各サンプルの基板９０を、ＤＬＣ膜９１を形成した面を上にして、潤滑油としてスピンドル油（６．６ｍｍ２／ｓ）Ｌを満たした容器Ｃ中に浸漬し、次いでＤＬＣ膜９１の上に、スラスト玉軸受を構成する３／８”のＳＵＪ２玉Ｂ（１１個）と保持器Ｒと内輪ＩＲとを組み立てると共に、内輪ＩＲに回転軸Ｓを取り付けた。そして、図中に白矢印で示すように、ＳＵＪ２玉Ｂを、一定の接触面圧でＤＬＣ膜９１の表面に圧接しながら、回転軸Ｓを毎分１２００回の回転速度で最大１０８回転まで回転させて、ＤＬＣ膜９１が寿命に到るまでの回転回数を求める試験を、数段階の異なる接触面圧について繰り返し行った。結果を図１１に示す。なお、サンプル３のＤＬＣ膜は、１０８回転まで回転させても寿命に到らず、図１１に結果を記載できなかったが、長寿命であることが確認された。また、サンプル１、２を比較すると、下地にケイ素膜を形成した上にＤＬＣ膜を積層することによって、ＤＬＣ膜の寿命を向上できることもわかった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる通常タイプの駆動軸の全体を示す一部切り欠き正面図である。
【図２】上記例の駆動軸の要部である、雄スプライン軸の雄スプライン部と、雌スプライン軸の雌スプライン部とを噛み合わせた部分を示す、図１のII−II線断面図である。
【図３】上記雄スプライン部の一部を拡大した断面図である。
【図４】雌スプライン部の一部を拡大した断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態にかかる、ボールスプラインタイプの駆動軸の全体を示す一部切り欠き正面図である。
【図６】上記例の駆動軸の要部である、雄スプライン軸と、雌スプライン軸との間にボールを介在させた部分を示す、図５のVI−VI線断面図である。
【図７】図６の一部を拡大した断面図である。
【図８】ボールの変形例を示す断面図である。
【図９】本発明の実施例において、ＤＬＣ膜のすべり試験を行った装置の概略を説明する図である。
【図１０】本発明の実施例において、ＤＬＣ膜の転がり試験を行った装置の概略を説明する図である。
【図１１】転がり試験において求めた、ＳＵＪ２玉の接触面圧と、ＤＬＣ膜が寿命に到るまでの回転回数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１  駆動軸
２  雄スプライン軸
３  雌スプライン軸
２１ａ、３１ａ  当接面（動力伝達面）
２４ａ、３７ａ  軌道面（動力伝達面）
６  被膜
７０  ボール
【図１】
2006022882.tif 000005
【図２】
2006022882.tif 000006
【図３】
2006022882.tif 000007
【図４】
2006022882.tif 000008
【図５】
2006022882.tif 000009
【図６】
2006022882.tif 000010
【図７】
2006022882.tif 000011
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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