(57)【要約】【課題】トリポート型等速ジョイントのアウタ部材を、小型でありながらも樹脂製ブーツを容易に組み付け可能な構成とする。【解決手段】アウタ部材１４の有底筒状部１２の内壁面には、互いに１２０°離間した３本のトラック溝２２ａ〜２２ｃが形成されている。これらトラック溝２２ａ〜２２ｃは、有底筒状部１２の外周面に沿って延在する方向に設けられた底壁２４と、該底壁２４から略垂直に立ち上がって互いに対向する２面の側壁２６、２６とから構成される。この中、側壁２６、２６の近傍には、高周波焼入れが施されることによって、厚みが０．８〜３ｍｍの範囲内である焼入れ硬化層が設けられている。一方、底壁２４に対しては高周波焼入れが施されておらず、このため、該底壁２４の近傍には、焼入れ硬化層２８が形成されていない。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１伝達軸に連結される軸部と、内壁に軸線方向に沿って延在する複数個のトラック溝が設けられた筒状部とを有するアウタ部材と、
前記筒状部に挿入された第２伝達軸に嵌合される円環部と、前記円環部から前記トラック溝の各々に向かって膨出した複数個のトラニオンとを有するインナ部材と、
前記トラニオンの各々に外嵌され、且つ前記トラック溝の各々に摺動自在に係合される複数個の転動部材と、
を具備し、
前記トラック溝は、底壁と、前記転動部材が摺接する側壁とを有し、
前記底壁における硬化層の厚みが０〜２ｍｍであるとともに、前記側壁における硬化層の厚みが０．８〜３ｍｍの範囲内で且つ前記底壁の硬化層の厚みに比して大きいことを特徴とするトリポート型等速ジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車の駆動力伝達部において、一方の伝達軸と他方の伝達軸とを連結させる等速ジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車は、内燃機関、モータ等の各種のエンジンで発生した回転動力がデファレンシャルギヤから複数の継手構造を介してハブに伝達され、これによりタイヤが回転することに伴って走行する。
【０００３】
継手構造は、ハーフシャフトやスプラインシャフト等の伝達軸と、等速ジョイントとを有する。すなわち、例えば、デファレンシャルギヤとスプラインシャフトとがいわゆるインボード側等速ジョイントを介して連結され、さらに、スプラインシャフトとハブとがいわゆるアウトボード側等速ジョイントを介して連結される。そして、これらの等速ジョイントと各種伝達軸との連結箇所は、継手用ブーツによって被覆される。
【０００４】
インボード側等速ジョイントとしては、通常、トリポート型等速ジョイントが採用される。ここで、トリポート型等速ジョイントは、軸部と筒状部とを有するアウタ部材を具備し、前記軸部にデファレンシャルギヤの軸が連結されるとともに、前記筒状部にスプラインシャフトの先端に嵌合されたインナ部材が挿入される。なお、筒状部の内周壁には、互いに等間隔で離間した複数個のトラック溝が形成されている。各トラック溝は、底壁と、該底壁から略垂直に立ち上がった２面の側壁とで構成される。
【０００５】
一方のインナ部材は、円環部と、該円環部の外周壁から突出した複数個のトラニオンとを有し、このトラニオンが前記トラック溝の各々に臨んでいる。さらに、各トラニオンには略円環体のローラが回転自在に嵌着されており、該ローラが前記トラック溝の各々に挿入されることで、デファレンシャルギヤとスプラインシャフトとが連結される。ローラの側周壁はトラック溝の側壁に摺接し、一方、底壁はローラの底面から所定距離だけ離間する。
【０００６】
ところで、近年における地球環境保護、資源保護の観点から、自動車には、排気ガス中に含まれる酸化窒素、酸化硫黄、炭化水素類を低減することや、燃費を向上させることが求められている。この要請に対応する方策の１つとして、内燃機関を高温で運転することが検討されている。
【０００７】
この場合、必然的に、内燃機関に近接するインボード側等速ジョイントを覆う継手用ブーツは、高温であっても劣化し難いものでなければならない。従来、継手用ブーツの材質はゴムが一般的であったが、近年では、高温での耐久性を確保するために樹脂が採用されつつある（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−３５３８７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記から諒解されるように、アウタ部材の筒状部に設けられたトラック溝の側壁には、ローラの側周壁が摺接する。この摺接に伴ってトラック溝の側壁が摩耗すること等を回避するため、トラック溝には、高周波焼入れ等を施して硬度を上昇させることが通例となっている。
【００１０】
ところで、樹脂製ブーツはゴム製ブーツに比して可撓性が低く、アウタ部材の筒状部を挿入することが若干困難である。この不都合を回避するには、筒状部の開口端部の肉厚（トラック溝の底壁から外周壁までの距離）を小さくし、これにより樹脂製ブーツを嵌着し易いようにすることが想起されるが、この場合、筒状部のトラック溝に高周波焼入れを施すと、熱応力によって該筒状部の開口端部が拡開するという不具合を招く。
【００１１】
開口端部の拡開は、肉厚を大きくすることで回避可能である。しかしながら、この場合、樹脂製ブーツを組み付けることが一層困難となるばかりでなく、筒状部の外径増加、ひいては大型化を引き起こす。このような事態が生じると、インボード側等速ジョイントの重量が増加する原因となり、また、大型化に伴って原材料コストが上昇してしまう。しかも、エンジンルームのレイアウトが制限されてしまう。
【００１２】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、小型でありながらも樹脂製ブーツを容易に組み付けることが可能なアウタ部材を具備する等速ジョイント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】
【００１３】
前記の目的を達成するために、本発明に係る等速ジョイントは、第１伝達軸に連結される軸部と、内壁に軸線方向に沿って延在する複数個のトラック溝が設けられた筒状部とを有するアウタ部材と、
前記筒状部に挿入された第２伝達軸に嵌合される円環部と、前記円環部から前記トラック溝の各々に向かって膨出した複数個のトラニオンとを有するインナ部材と、
前記トラニオンの各々に外嵌され、且つ前記トラック溝の各々に摺動自在に係合される複数個の転動部材と、
を具備し、
前記トラック溝は、底壁と、前記転動部材が摺接する側壁とを有し、
前記底壁における硬化層の厚みが０〜２ｍｍであるとともに、前記側壁における硬化層の厚みが０．８〜３ｍｍの範囲内で且つ前記底壁の硬化層の厚みに比して大きいことを特徴とする。すなわち、本発明においては、トラック溝の底壁に硬化層が設けられていないか、設けられている場合であっても、その厚みは最大で２ｍｍであり、且つ側壁における硬化層の厚みに比して小さく設定される。
【００１４】
底壁及び側壁の各硬化層の厚みをこのように設定することにより、底壁に熱応力が残留することを可及的に回避することができる。このため、底壁から外周壁に至る厚みが小さい場合であっても、該底壁から外周壁までの肉が歪むことを抑制することが可能となる。結局、筒状部の開口端部が拡開することを防止することができる。
【００１５】
従って、側壁への熱処理の前後で開口端部の寸法が略不変であるので、継手用ブーツとして樹脂製のものを用いた場合であっても、該継手用ブーツに筒状部の開口端部を容易に挿入することができる。すなわち、筒状部を小形状のままとしながら、樹脂製ブーツを容易に組み付けることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、トラック溝の底壁及び側壁における硬化層の厚みを所定の範囲内に設定し、且つ底壁の硬化層の厚みに比して側壁における硬化層の厚みを大きくするようにしているので、底壁に熱応力が残留することを可及的に回避することができる。これにより、底壁から外周壁に至る厚みが小さいアウタ部材、換言すれば、小形状のアウタ部材であっても、その開口端部が拡開することを抑制することができ、その結果、継手用ブーツとして樹脂製のものを採用した場合であっても、該継手用ブーツにアウタ部材を容易に組み付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明に係る等速ジョイントにつき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態に係るトリポート型等速ジョイント１０が組み込まれた継手構造の要部概略斜視説明図であり、図２は、その一部切欠側面図である。このトリポート型等速ジョイント１０は、図示しない第１伝達軸に連結される軸部１１及び有底筒状部１２を有するアウタ部材１４と、第２伝達軸１６の一端に嵌合されて前記有底筒状部１２の内部に挿入されたインナ部材としてのスパイダ１８（図２参照）とを有し、アウタ部材１４の端部から前記第２伝達軸１６に至るまでが継手用ブーツ２０で覆われている。この継手用ブーツ２０の内部には、グリース組成物が封入される。
【００１９】
アウタ部材１４の有底筒状部１２の内壁面には、図３及び図４に示すように、該アウタ部材１４の軸線方向に沿って延在するとともに互いに１２０°離間した３本のトラック溝２２ａ〜２２ｃが形成される。これらトラック溝２２ａ〜２２ｃは、有底筒状部１２の外周面に沿って延在する方向に設けられた底壁２４と、該底壁２４から略垂直に立ち上がって互いに対向する２面の側壁２６とから構成される。
【００２０】
図４において、参照符号２８は、トラック溝２２ａ〜２２ｃの側壁２６に設けられた焼入れ硬化層を示す。この焼入れ硬化層２８は、後述するように、高周波焼入れによって形成され、その厚みは、０．８〜３ｍｍの範囲内である。
【００２１】
一方、底壁２４の近傍には、焼入れ硬化層２８は形成されていない。換言すれば、底壁２４には高周波焼入れが施されていない。このため、底壁２４近傍には熱応力が残留していない。
【００２２】
第２伝達軸１６の先端部に連結されたスパイダ１８は、前記有底筒状部１２の中空内部に挿入されている（図２及び図３参照）。図４に示すように、このスパイダ１８には、円環部２９からトラック溝２２ａ〜２２ｃに指向して膨出するとともに、互いに１２０°離間した３本のトラニオン３０ａ〜３０ｃが一体的に形成されている。
【００２３】
トラニオン３０ａ〜３０ｃの側壁部には、それぞれ、転動機構３２が外嵌されている。各転動機構３２は、ホルダ３４及び転動部材としてのローラ３６を有し、ホルダ３４とローラ３６との間には複数本のニードルベアリング３８が介装されている。ニードルベアリング３８同士は、互いに略同一寸法の円柱体形状に形成されている。
【００２４】
図５に示すように、ホルダ３４は略円筒体であり、その下端面には直径方向外方に突出したフランジ部４０が設けられている。また、等径部４２の側周壁には環状溝４４が設けられ、この環状溝４４には、Ω字形状のオームバンド４６が嵌合される。すなわち、転動機構３２は、ワックスないしロウを介してニードルベアリング３８を保持した状態のローラ３６がホルダ３４の等径部４２に通されてフランジ部４０で堰止された後、ニードルベアリング３８からホルダ３４の上端面の一部までを覆うリング体４８がオームバンド４６で位置決めされ、さらに、このオームバンド４６が環状溝４４に嵌合されることで構成される。
【００２５】
ホルダ３４の等径部４２の内周面は直線状に形成され、一方、トラニオン３０ａ〜３０ｃの側壁部は湾曲している（図４参照）。このため、トラニオン３０ａ〜３０ｃは、図４における矢印Ａ方向、すなわち、ホルダ３４の軸線方向に沿って摺動自在であり、且つホルダ３４に対して矢印Ｂ方向に所定角度で傾動自在となる。さらに、トラニオン３０ａ〜３０ｃは、矢印Ｃ方向に回動自在にもなる。
【００２６】
ホルダ３４の上端部は、トラニオン３０ａ〜３０ｃの平滑先端面に比して底壁２４側に突出するとともに、底壁２４との間に若干のクリアランスが生じるように位置決めされている。
【００２７】
ローラ３６は、前記ニードルベアリング３８を介してホルダ３４の等径部４２の外周部に外嵌されている。このローラ３６の湾曲した側壁部がトラック溝２２ａ〜２２ｃの側壁２６に対して摺接することにより、該ローラ３６が側壁２６に案内されながら有底筒状部１２内で図２及び図３における矢印Ｘ方向に沿って摺動し、その結果、スパイダ１８、ひいては第２伝達軸１６が有底筒状部１２に対して相対的に変位する。
【００２８】
継手用ブーツ２０（図１参照）は、各端部に大径筒部５０及び小径筒部５２を有し、これら大径筒部５０と小径筒部５２の間に蛇腹部５３が介在する。この中の大径筒部５０がアウタ部材１４の一端部に緊締バンド５４を介して締め付けられるとともに、小径筒部５２が第２伝達軸１６に緊締バンド５６を介して締め付けられることで位置決め固定される。参照符号５８、６０は、これら緊締バンド５４、５６が加締められて形成された加締め部を表す。
【００２９】
この中、側壁２６近傍にのみ焼入れ硬化層２８が設けられたアウタ部材１４は、図６に示す高周波誘導コイル７０を用いて作製することができる。すなわち、この高周波誘導コイル７０は、各側壁２６に臨む側壁加熱部７２、７２と、該側壁加熱部７２、７２に橋架された後退部７４とを有し、該後退部７４は、輻射熱が底壁２４に到達しない程度に底壁２４から離間している。
【００３０】
高周波誘導コイル７０は、有底筒状部１２の開口端部側から挿入される。この状態で高周波誘導コイル７０に通電が行われると、該高周波誘導コイル７０に発熱が生じる。図６から諒解されるように、側壁加熱部７２、７２が側壁２６に近接しているので、側壁加熱部７２、７２からの輻射熱が側壁２６、２６に到達し、これにより側壁２６、２６の近傍に焼入れ硬化層２８、２８が形成される。勿論、高周波誘導コイル７０は、トラック溝２２ａ〜２２ｃの深さ方向、すなわち、有底筒状部１２の軸線方向に沿って変位され、これにより、側壁２６の全体にわたって焼入れ硬化層２８が設けられる。
【００３１】
なお、高周波誘導コイル７０は有底筒状部１２の内周壁にも近接するので、該内周壁にも焼入れ硬化層が形成される。
【００３２】
その一方で、底壁２４には後退部７４からの輻射熱が到達しない。このため、底壁２４の近傍には焼入れ硬化層２８が形成されない。
【００３３】
継手構造を構成する際には、継手用ブーツ２０（図１参照）の小径筒部５２に第２伝達軸１６が圧入され、さらに、蛇腹部５３側に露呈した第２伝達軸１６の先端に、スパイダ１８が取り付けられる。このスパイダ１８が第２伝達軸１６の先端ごとアウタ部材１４の内部に挿入された後（図２参照）、スパイダ１８のトラニオン３０ａ〜３０ｃに嵌着されたローラ３６がトラック溝２２ａ〜２２ｃの側壁２６に摺接可能に挿入される。
【００３４】
次に、継手用ブーツ２０の大径筒部５０に有底筒状部１２の開口端部を挿入する。上記したように、この有底筒状部１２のトラック溝２２ａ〜２２ｃにおける各底壁２４の近傍には焼入れ硬化層２８が形成されていない。すなわち、有底筒状部１２において、外周壁との距離が最も近い底壁２４には熱応力が残留していない。このため、底壁２４と外周壁との間の肉に歪みが生じることがなく、従って、底壁２４と外周壁との間の距離（肉厚）が小さい場合であっても、開口端部が拡開することが回避される。従って、継手用ブーツ２０が熱可塑性ポリエチレン（ＴＰＥ）等の樹脂からなるものであっても、有底筒状部１２の開口端部を容易に挿入することができる。
【００３５】
このように、本実施の形態によれば、トリポート型等速ジョイント１０の組み付け性を大幅に向上させることができる。
【００３６】
その後、開口端部を覆った大径筒部５０に緊締バンド５４が装着され、該緊締バンド５４の外周面の一部が図示しない加締め治具によって左右方向から挟み込むように加締められる。この加締めに伴い、緊締バンド５４の外周面に加締部５８が突出形成される。同様に、小径筒部５２に装着された緊締バンド５６が加締められて加締部６０が設けられる。以上により、継手構造が完成する。
【００３７】
なお、上記した実施の形態では、底壁２４に焼入れ硬化層２８が形成されない場合を例示して説明したが、図７に示すように、若干の厚みであれば、高周波誘導コイル７０の後退部７４ないし側壁加熱部７２、７２からの輻射熱が底壁２４に到達したり、側壁２６から底壁２４に熱が伝達されたりすることによって、底壁２４に焼入れ硬化層８０が形成されてもよい。このような場合であっても、該焼入れ硬化層８０の厚みを最大でも２ｍｍとし、且つ前記焼入れ硬化層２８の厚みよりも小さくなるように高周波焼入れ条件を制御すれば、継手用ブーツ２０の大径筒部５０を挿入することが困難となるほどに有底筒状部１２の開口端部が拡開することを回避することができる。
【００３８】
また、焼入れ硬化層２８は、高周波焼入れによって形成されたものに限定されるものではなく、その他の焼入れ処理によって形成されたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施の形態に係るトリポート型等速ジョイントが組み込まれた継手構造の要部概略斜視説明図である。
【図２】図１のトリポート型等速ジョイントの一部切欠側面図である。
【図３】ブーツが取り外された図１のトリポート型等速ジョイントの要部概略断面図である。
【図４】図１のトリポート型等速ジョイントを構成する有底筒状部の要部拡大正面図である。
【図５】転動機構を構成するホルダの要部概略斜視図である。
【図６】図１のトリポート型等速ジョイントを構成する有底筒状部の側壁近傍に焼入れ硬化層を形成するための高周波誘導コイルを示す要部拡大正面図である。
【図７】有底筒状部の側壁及び底壁の近傍に焼入れ硬化層を形成した状態を示す要部拡大正面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０…トリポート型等速ジョイント        １１…軸部
１２…有底筒状部                        １４…アウタ部材
１６…第２伝達軸                        １８…スパイダ
２０…継手用ブーツ                      ２２ａ〜２２ｃ…トラック溝
２４…底壁                              ２６…側壁
２８、８０…焼入れ硬化層                ２９…円環部
３０ａ〜３０ｃ…トラニオン              ３２…転動機構
３４…ホルダ                            ３６…ローラ
３８…ニードルベアリング                ５０…大径筒部
５２…小径筒部                          ５３…蛇腹部
５４、５６…緊締バンド                  ７０…高周波誘導コイル
７２…側壁加熱部                        ７４…後退部
【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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【図７】
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