(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周部に軸方向の３本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側にそれぞれ軸方向のローラ案内面を有する外側継手部材と、半径方向に突出した３本の脚軸を有するトリポード部材と、前記トリポード部材の各脚軸にそれぞれ装着されたローラ機構とを備え、前記ローラ機構は、前記脚軸に対して首振り揺動自在で、前記ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸線と平行な方向に案内されるローラを有する等速自在継手において、
前記ローラ機構が、前記ローラ案内面に案内されるローラと、前記脚軸の外周面に外嵌されて前記ローラを回転自在に支持する支持リングとを有し、前記支持リングの内周面は円弧状凸断面であり、前記脚軸の外周面は縦断面においてはストレート形状で、横断面においては継手の軸線と直交する方向で前記支持リングの内周面と接触し、かつ、継手の軸線方向で前記支持リングの内周面との間にすきまを形成するようになっており、
少なくとも１つの構成部品が炭素含有量０．１５〜０．４０ｗｔ％の鋼で形成され、所定表面の直下に浸炭焼入れ焼戻しにより形成された表層部を有し、かつ、前記構成部品を焼入れした後に２００°Ｃ×２時間の焼戻しを行ったときの、前記所定表面から深さ０．５ｍｍ以内の領域での最高ビッカース硬さ（Ｈｖ）で表される軟化抵抗特性値（Ｒ）が７０５＜Ｒ≦８２０であることを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
内周部に軸方向の３本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側にそれぞれ軸方向のローラ案内面を有する外側継手部材と、半径方向に突出した３本の脚軸を有するトリポード部材と、前記トリポード部材の各脚軸にそれぞれ装着されたローラ機構とを備え、前記ローラ機構は、前記脚軸に対して首振り揺動自在で、前記ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸線と平行な方向に案内されるローラを有する等速自在継手において、
前記ローラ機構が、前記ローラ案内面に案内されるローラと、前記脚軸の外周面に外嵌されて前記ローラを回転自在に支持する支持リングとを有し、前記支持リングの内周面は円弧状凸断面であり、前記脚軸の外周面は縦断面においてはストレート形状で、横断面においては継手の軸線と直交する方向で前記支持リングの内周面と接触し、かつ、継手の軸線方向で前記支持リングの内周面との間にすきまを形成するようになっており、
少なくとも１つの構成部品が炭素含有量０．１５〜０．４０ｗｔ％の鋼で形成され、所定表面の直下に浸炭窒化焼入れ焼戻しにより形成された表層部を有し、かつ、前記構成部品を焼入れした後に２００°Ｃ×２時間の焼戻しを行ったときの、前記所定表面から深さ０．５ｍｍ以内の領域での最高ビッカース硬さ（Ｈｖ）で表される軟化抵抗特性値（Ｒ）が７０５＜Ｒ≦８２０であることを特徴とする等速自在継手。
【請求項３】
内周部に軸方向の３本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側にそれぞれ軸方向のローラ案内面を有する外側継手部材と、半径方向に突出した３本の脚軸を有するトリポード部材と、前記トリポード部材の各脚軸にそれぞれ装着されたローラ機構とを備え、前記ローラ機構は、前記脚軸に対して首振り揺動自在で、前記ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸線と平行な方向に案内されるローラを有する等速自在継手において、
前記ローラ機構が、前記ローラ案内面に案内されるローラと、前記脚軸の外周面に外嵌されて前記ローラを回転自在に支持する支持リングとを有し、前記支持リングの内周面は円弧状凸断面であり、前記脚軸の外周面は縦断面においてはストレート形状で、横断面においては継手の軸線と直交する方向で前記支持リングの内周面と接触し、かつ、継手の軸線方向で前記支持リングの内周面との間にすきまを形成するようになっており、
少なくとも１つの構成部品が炭素含有量０．４５〜０．６０ｗｔ％の鋼で形成され、所定表面の直下に高周波焼入れ焼戻しにより形成された表層部を有し、かつ、前記構成部品を焼入れした後に２００°Ｃ×２時間の焼戻しを行ったときの、前記所定表面から深さ０．５ｍｍ以内の領域での最高ビッカース硬さ（Ｈｖ）で表される軟化抵抗特性値（Ｒ）が６３０＜Ｒ≦８２０であることを特徴とする等速自在継手。
【請求項４】
前記脚軸の横断面が、継手の軸線と直交する長軸をもった略楕円形である請求項１〜３の何れかに記載の等速自在継手。
【請求項５】
前記構成部品がトリポード部材である請求項１〜３の何れかに記載の等速自在継手。
【請求項６】
前記構成部品が外側継手部材である請求項１〜３の何れかに記載の等速自在継手。
【請求項７】
前記構成部品の所定表面に微小な凹部が無数にランダムに形成されている請求項１〜３の何れかに記載の等速自在継手。
【請求項８】
前記構成部品の所定表面に化成処理被膜を下地層とする固体潤滑被膜が形成されている請求項１〜３の何れかに記載の等速自在継手。
【請求項９】
前記構成部品の所定表面に常温浸硫処理が施されている請求項１〜３の何れかに記載の等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車や各種産業機械等の動力伝達装置に使用される等速自在継手に関し、特にトリポード型等速自在継手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車のエンジンから車輪に回転動力を伝達する動力伝達装置の一要素として（ドライブシャフトやプロペラシャフトの連結用継手として）、トリポード型等速自在継手が用いられている。
【０００３】
トリポード型等速自在継手は、一般に、内周部に軸方向の３本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側にそれぞれ軸方向のローラ案内面を有する外側継手部材と、半径方向に突出した３本の脚軸を有し、各脚軸にそれぞれローラを回転自在に配設したトリポード部材とを主体として構成される。トリポード部材の脚軸と外側継手部材のローラ案内面とがローラを介して回転方向に係合することにより、駆動側から従動側に回転トルクが等速で伝達される。また、各ローラが脚軸に対して回転しながらローラ案内面上を転動することにより、外側継手部材とトリポード部材との間の相対的な軸方向変位や角度変位が吸収されると同時に、外側継手部材とトリポード部材とが作動角を取りつつ回転トルクを伝達する際の、回転方向位相の変化に伴う、各脚軸のローラ案内面に対する軸方向変位が吸収される。
【０００４】
トリポード型等速自在継手としては、上記ローラを複数のニードルローラを介して脚軸の円筒状外周面に装着したものもあるが、外側継手部材とトリポード部材とが作動角をとりつつ回転トルクを伝達する際、脚軸の傾きに伴って各ローラとローラ案内面とが互いに斜交した関係になるので、両者の間に滑りが生じ、その際の摺動抵抗によって各ローラの円滑な転動が妨げられて誘起スラストが大きくなるという問題がある。また、各ローラとローラ案内面との間の摺動抵抗によって、外側継手部材とトリポード部材とが軸方向に相対変位する際のスライド抵抗が大きくなるという問題がある。
【０００５】
そこで、ローラとローラ案内面との斜交状態を解消して、誘起スラストやスライド抵抗の低減を図るため、脚軸に対するローラの首振り揺動を自在とする機構（ローラ機構）を備えたトリポード型等速自在継手が種々提案され、実用化されている。この種のトリポード型等速自在継手として、例えば、ローラ案内面に案内される外側ローラと、脚軸の外周面に複数のニードルローラを介して回転自在に支持された内側ローラとを備えた構成が知られている。この構成はさらに以下の▲１▼〜▲４▼の態様に大別することができる。
【０００６】
▲１▼外側ローラの外周面を凸球状（曲率中心が脚軸の軸線上にある「真球面」、曲率中心が脚軸の軸線から外径側にオフセットされている、いわゆる「トーラス面」の双方を含む。）、内周面を円筒状、内側ローラの外周面を凸球状とし、外側ローラの円筒状の内周面と内側ローラの凸球状の外周面との間の滑りによって、外側ローラの首振り揺動を自在としたもの（特公平３−１５２９号等）。
【０００７】
▲２▼外側ローラの外周面を凸球状（真球面、トーラス面の双方を含む。）、内周面を内側ローラの外周面と線接触する形状、内側ローラの外周面を凸球状とし、外側ローラの内周面と内側ローラの凸球状の外周面との間の滑りによって、外側ローラの首振り揺動を自在とし、かつ、誘起スラストやスライド抵抗を一層低減するため、外側ローラの内周面を内側ローラの外周面との接触位置で脚軸先端側に向いた負荷分力を発生させる形状としたもの（特開平９−１４２８０号等）。
【０００８】
▲３▼ローラ案内面を平坦面、外側ローラの外周面を円筒状、内周面を凹球状、内側ローラの外周面を凸球状とし、外側ローラの凹球状の内周面と内側ローラの凸球状の外周面との間の滑りによって、外側ローラの首振り揺動を自在としたもの（特願平８−４０７３号、特願平８−１３８３３５号）。
【０００９】
▲４▼上記▲３▼の構成に加え、ローラ案内面と脚軸の軸線とを作動角が０°の状態で互いに非平行としたもの（特開平１１−１３７７９号）。
【００１０】
また、この種のトリポード型等速自在継手として、▲５▼脚軸の外周面を凸球状に形成すると共に、ローラを複数のニードルローラを介して支持リングに組み付けてローラアッセンブリを構成し、支持リングの円筒状の内周面を脚軸の凸球状の外周面に外嵌した構成が知られている（特公平７−１１７１０８号、特許２６２３２１６号等）。この構成によれば、支持リングの円筒状の内周面と脚軸の凸球状の外周面との間の滑りによって、ローラを含むローラアッセンブリの首振り揺動が自在となる。
【００１１】
さらに、本出願人は、この種のトリポード型等速自在継手における誘起スラストやスライド抵抗を一層効果的に低減するため、▲６▼ローラ案内面に案内されるローラと、脚軸の外周面に外嵌されてローラを回転自在に支持する支持リングとを有し、支持リングの内周面は円弧状凸断面であり、脚軸の外周面は縦断面においてはストレート形状で、横断面においては継手の軸線と直交する方向で支持リングの内周面と接触し、かつ、継手の軸線方向で支持リングの内周面との間にすきまを形成するようになっている構成について既に出願している（特願平１１−０５９０４０号）。この構成によれば、支持リングの円弧状凸断面の内周面と脚軸のストレート形状の外周面との間の滑りによって、ローラを含むローラアッセンブリの首振り揺動が自在となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述したようなローラ機構を備えたトリポード型等速自在継手において、構成部品の転動疲労寿命を高め、また捩り疲労等に対する強度を高めることにより、現状のサイズを維持したままより耐久性や強度に優れたトリポード型等速自在継手を提供し、また、現状品と同等以上の耐久性や強度を確保しつつよりコンパクトなトリポード型等速自在継手を提供しようとするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、内周部に軸方向の３本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側にそれぞれ軸方向のローラ案内面を有する外側継手部材と、半径方向に突出した３本の脚軸を有するトリポード部材と、トリポード部材の各脚軸にそれぞれ装着されたローラ機構とを備え、ローラ機構は、脚軸に対して首振り揺動自在で、ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸線と平行な方向に案内されるローラを有する等速自在継手において、ローラ機構が、ローラ案内面に案内されるローラと、脚軸の外周面に外嵌されてローラを回転自在に支持する支持リングとを有し、支持リングの内周面は円弧状凸断面であり、脚軸の外周面は縦断面においてはストレート形状で、横断面においては継手の軸線と直交する方向で支持リングの内周面と接触し、かつ、継手の軸線方向で支持リングの内周面との間にすきまを形成するようになっており、少なくとも１つの構成部品の軟化抵抗特性値（Ｒ）を所定範囲内に規制した構成を提供する。
【００１４】
本出願人は多くの実験の結果、上記等速自在継手の構成部品の耐久性、特にトリポード部材や外側継手部材の耐久性を上記の軟化抵抗特性値Ｒを用いることによって精度良く良く管理できることを見出した。
【００１５】
トリポード部材を例にとると、その耐久性に影響を及ぼす因子として、脚軸の外周面の転動疲労、脚軸の基端部の捩り疲労、セレーション部（又はスプライン部）の捩り疲労等が挙げられる。脚軸の外周面は、ニードルローラの外周面と転がり接触し、あるいはローラアッセンブリの支持リングの内周面と転がり及び滑り接触するため、転動疲労が問題となる。脚軸の基端部やセレーション部は、トルク伝達時に捩り応力が集中し、しかもこれらの部分は通常非研削の状態で残されるため、捩り疲労が問題となる。また、外側継手部材を例にとると、その耐久性に影響を及ぼす因子として、トラック溝のローラ案内面の転動疲労等が挙げられる。ローラ案内面は、ローラの外周面と転がり及び滑り接触するため、転動疲労が問題となる。また、外側継手部材はローラを介して継手荷重を受けるので、割れ強度も問題となる。さらに、ローラ機構を構成する部品についても、相手部材と転がり接触や滑り接触を生じる部位の転動疲労が問題となる。
【００１６】
一般に、鋼材料の疲労強度が表面硬さと相関のあることは良く知られており、鋼材料に熱処理等を施して表面硬化層を形成し、その表面硬化層の表面硬さを管理することによって、所要の疲労強度を確保することが行われている。しかしながら、本出願人による実験の結果では、疲労強度は表面硬さよりも、表面から所定深さまでの領域の軟化抵抗特性（ある程度の高温になっても材料が軟化し難い性質）とより密接な相関を有することが認められた。そして、この軟化抵抗特性は、所定表面から深さ０．５ｍｍ以内の領域での最高硬さによって正しく評価することができ（軟化抵抗特性値Ｒ）、この軟化抵抗特性値Ｒを疲労強度の評価指数として使用できることが分かった。ここで、「軟化抵抗特性値Ｒ」は、構成部品を焼入れした後に２００°Ｃ×２時間の焼戻しを行って、表面から深さ０．５ｍｍ以内の領域での最高ビッカース硬さＨｖの値として表す。この軟化抵抗特性値Ｒを所定範囲内に規制することにより、構成部品の転動疲労寿命を高め、また捩り疲労等に対する強度を高めることができる。
【００１７】
構成部品を炭素含有量０．１５〜０．４０ｗｔ％の鋼で形成し、所定表面の直下に浸炭焼入れ焼戻しによる表層部を形成する場合は、軟化抵抗特性値Ｒを７０５＜Ｒ≦８２０、好ましくは７１０≦Ｒ≦８１５の範囲内に規制することにより、望ましい結果を得ることができる。
【００１８】
構成部品を炭素含有量０．１５〜０．４０ｗｔ％の鋼で形成し、所定表面の直下に浸炭窒化焼入れ焼戻しによる表層部を形成する場合も、軟化抵抗特性値Ｒを７０５＜Ｒ≦８２０、好ましくは７１０≦Ｒ≦８１５の範囲内に規制することにより、望ましい結果を得ることができる。
【００１９】
また、構成部品を炭素含有量０．４５〜０．６０ｗｔ％の鋼で形成し、所定表面の直下に高周波焼入れ焼戻しによる表層部を形成する場合は、軟化抵抗特性値Ｒを６３０＜Ｒ≦８２０、好ましくは６４０≦Ｒ≦８１０の範囲内に規制することにより、望ましい結果を得ることができる。
【００２０】
本発明において、ローラ機構は、ローラ案内面に案内されるローラと、脚軸の外周面に外嵌されてローラを回転自在に支持する支持リングとを有し、支持リングの内周面は円弧状凸断面であり、脚軸の外周面は縦断面においてはストレート形状で、横断面においては継手の軸線と直交する方向で支持リングの内周面と接触し、かつ、継手の軸線方向で支持リングの内周面との間にすきまを形成するようになっている。この構成では、ローラ及び支持リングを含むローラアッセンブリが、脚軸に対して、ユニットとして首振り揺動する。ここで、首振揺動とは、脚軸の軸線を含む平面内で、脚軸の軸線に対して支持リングおよびローラの軸線が傾くことをいう。
【００２１】
脚軸の横断面形状について、継手の軸線と直交する方向で支持リングの内周面と接触するとともに継手の軸線方向で支持リングの内周面との間にすきまを形成するような形状とは、言い換えれば、トリポード部材の軸方向で互いに向き合った面部分が相互方向に、つまり、仮想円筒面よりも小径側に退避している形状を意味する。その一つの具体例として略楕円形が挙げられる。「略楕円形」には、字義どおりの楕円形の他、一般に卵形、小判形等と称される形状も含まれる。
【００２２】
従来円形であった脚軸の断面形状を上記の形状としたことにより、継手が作動角をとったとき、ローラアセンブリの姿勢を変えることなく、脚軸が外側継手部材に対して傾くことができる。しかも、脚軸の外周面と支持リングとの接触楕円が従来の横長から点に近づくため（図１（Ｃ）参照）、ローラアセンブリを傾けようとする摩擦モーメントが低減する。したがって、ローラアセンブリの姿勢が常に安定し、ローラがローラ案内面と平行に保持されるため円滑に転動することができる。これにより、スライド抵抗の低減ひいては誘起スラストの低減に寄与する。
【００２３】
なお、ローラアセンブリは脚軸と外側継手部材との間に介在してトルクを伝達する役割を果たすものであるが、この種の等速自在継手におけるトルクの伝達方向は常に継手の軸線に直交する方向であるため、当該トルクの伝達方向において脚軸と支持リングとが接していることでトルクの伝達は可能であり、継手の軸線方向において両者間にすきまがあってもトルク伝達に支障を来すことはない。
【００２４】
上記構成において、支持リングの内周面の母線を、中央部の円弧部と両端部の逃げ部とで構成することができる。円弧部の曲率半径は、２〜３°程度の脚軸の傾きを許容できる大きさとするのが好ましい。また、支持リングとローラの間に複数の転動体を配置して支持リングとローラを相対回転自在とすることができ、その転動体として、ニードルローラを用いることができる。さらに、ローラの外周面を球状（真球面又はトーラス面）に形成し、このローラの球状外周面を外側継手部材のローラ案内面とアンギュラコンタクトさせた構成とすることができる。ローラとローラ案内面とをアンギュラコンタクトさせることにより、ローラが振れにくくなってその姿勢が一層安定するため、ローラが外側継手部材の軸方向に移動する際にローラ案内面上をより少ない抵抗で円滑に転動する。かかるアンギュラコンタクトを実現するための具体的な構成として、ローラ案内面の断面形状をテーパ形状またはゴシックアーチ形状とすることが挙げられる。
【００２５】
一方、上記構成の等速自在継手の場合、脚軸の外周面と支持リングの内周面との接触部の接触面圧が他の構成に比べて高くなり、脚軸の外周面の転動疲労寿命が低くなる傾向にある。また、他の構成に比べて脚軸の基端部に応力集中が生じ易く、基端部の疲労強度が低くなる傾向にある。従って、上述のように、脚軸の外周面や基端部表面の軟化抵抗特性値Ｒを所定範囲に規制して、外周面の転動疲労寿命を高め、また基端部の捩り疲労強度等を高めることは、特にこの構成の等速自在継手において有用である。
【００２９】
以上の構成において、脚軸の外周面やローラ案内面等の接触面には、微小な凹部を無数にランダムに形成しても良い。接触面に形成された微小凹部が油溜りの役割を果たし、接触面における油膜形成が促進されるので、潤滑性が改善され、接触面の転動疲労寿命が向上する。微小凹部は、例えば大きさ数１０μｍ程度、深さ１μｍ程度のものである。接触面の研磨条件を変えることにより、任意の大きさ、深さ、数の微小凹部を形成することが可能である。尚、接触面にのみ選択的に微小凹部を形成することが困難な場合は、その構成部品の接触面の周辺部を含めて、あるいは全表面に微小凹部を形成しても良い。
【００３０】
また、脚軸の外周面やローラ案内面等の接触面には、化成処理被膜を下地層とする固体潤滑被膜を形成しても良い。固体潤滑被膜により、接触面の摩擦抵抗が軽減され、潤滑性が改善されるので、接触面の転動疲労寿命が向上する。下地層となる化成処理被膜は、固体潤滑被膜の接触面に対する密着性を高める目的で形成される。化成処理被膜としては、例えばりん酸マンガン処理被膜、りん酸鉄処理被膜、りん酸亜鉛処理被膜等を挙げることができる。また、固体潤滑被膜としては、二硫化モリブデン被膜、ＰＴＦＥ被膜等を挙げることができる。尚、処理前の接触面（母材表面）の表面粗さは処理後の効果に影響するので、適度な油溜りの作用が得られるように、接触面の表面粗さを、Ｒａ０．２〜０．８に仕上げ加工しておくのが望ましい。また、接触面にのみ選択的に被膜処理を施すことが困難な場合は、その構成部品の接触面の周辺部を含めて、あるいは全表面に被膜処理を施しても良い。
【００３１】
また、脚軸の外周面やローラ案内面等の接触面には、常温浸硫処理を施しても良い。浸硫処理は、鋼の表面に硫黄を浸透させ、硫化鉄を生成させる表面処理法である。浸硫処理を施すことにより、表面の摩擦抵抗が軽減されるので、初期なじみ性が改善され、転動疲労寿命の向上になる他、ＮＶＨ特性も安定する。また、常温浸硫処理によれば、例えば３０〜４０°Ｃ×１０〜３０分の条件で処理を行うので、表面硬化層の硬さ低下も起こらない。処理前の接触面の表面粗さは処理後の効果に影響するので、適度な油溜りの作用が得られるように、接触面の表面粗さを、Ｒａ０．２〜０．８に仕上げ加工しておくのが望ましい。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００３３】
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態を示している。図１（Ａ）は継手の横断面を示し、図１（Ｂ）は脚軸に垂直な断面を示し、図１（Ｃ）は支持リングの断面を示し、図２は作動角（θ）をとった状態の継手の縦断面を示している。
【００３４】
図１に示すように、等速自在継手は外側継手部材１０とトリポード部材２０とを主体として構成され、連結すべき２軸の一方が外側継手部材１０と連結され、他方がトリポード部材２０と連結される。
【００３５】
外側継手部材１０は内周部に軸方向に延びる３本のトラック溝１２を有する。各トラック溝１２の円周方向で向かい合った側壁にそれぞれローラ案内面１４が形成されている。トリポード部材２０は半径方向に突設した３本の脚軸２２を有し、各脚軸２２にはローラ３４が取り付けてあり、このローラ３４が外側継手部材１０のトラック溝１２内に収容される。ローラ３４の外周面３４ａはローラ案内面１４に適合する凸曲面である。
【００３６】
ここでは、ローラ３４の外周面３４ａは脚軸２２の軸線から半径方向に離れた位置に曲率中心を有する円弧を母線とする凸曲面であり、ローラ案内面１４の断面形状はゴシックアーチ形状であって、これにより、ローラ３４の外周面３４ａとローラ案内面１４とがアンギュラコンタクトをなす。図１（Ａ）に、２つの当たり位置を一点鎖線で示してある。球状のローラ外周面に対してローラ案内面１４の断面形状をテーパ形状としても両者のアンギュラコンタクトが実現する。このようにローラ３４の外周面３４ａとローラ案内面１４とがアンギュラコンタクトをなす構成を採用することによって、ローラが振れにくくなるため姿勢が安定する。なお、アンギュラコンタクトを採用しない場合には、たとえば、ローラ案内面１４を軸線が外側継手部材１０の軸線と平行な円筒面の一部で構成し、その断面形状をローラ３４の外周面３４ａの母線に対応する円弧とすることもできる。
【００３７】
脚軸２２の外周面２２ａに支持リング３２が外嵌している。この支持リング３２とローラ３４とは複数のニードルローラ３６を介してアッセンブリ（ユニット化）され、相対回転可能なローラアセンブリを構成している。すなわち、支持リング３２の円筒形外周面を内側軌道面とし、ローラ３４の円筒形内周面を外側軌道面として、これらの内外軌道面間にニードルローラ３６が転動自在に介在する。図１（Ｂ）に示されるように、ニードルローラ３６は、できるだけ多くのころを入れた、保持器のない、いわゆる総ころ状態で組み込まれている。符号３３，３５で示してあるのは、ニードルローラ３６の抜け落ち止めのためにローラ３４の内周面に形成した環状溝に装着した一対のワッシャである。
【００３８】
脚軸２２の外周面２２ａは、縦断面｛図１（Ａ）｝で見ると脚軸２２の軸線と平行なストレート形状であり、横断面｛図１（Ｂ）｝で見ると、長軸が継手の軸線に直交する楕円形状である。脚軸の断面形状は、トリポード部材２０の軸方向で見た肉厚を減少させて略楕円状としてある。言い換えれば、脚軸の断面形状は、トリポード部材の軸方向で互いに向き合った面が相互方向に、つまり、仮想円筒面よりも小径側に退避している。
【００３９】
支持リング３２の内周面３２ｃは円弧状凸断面を有する。すなわち、内周面３２ｃの母線が半径ｒの凸円弧である｛図１（Ｃ）｝。このことと、脚軸２２の断面形状が上述のように略楕円形状であり、脚軸２２と支持リング３２との間には所定のすきまが設けてあることから、支持リング３２は脚軸２２の軸方向での移動が可能であるばかりでなく、脚軸２２に対して首振り揺動自在である。また、上述のとおり支持リング３２とローラ３４はニードルローラ３６を介して相対回転自在にアッセンブリ（ユニット化）されているため、脚軸２２に対し、支持リング３２とローラ３４がユニットとして首振り揺動可能な関係にある。ここで、首振りとは、脚軸２２の軸線を含む平面内で、脚軸２２の軸線に対して支持リング３２およびローラ３４の軸線が傾くことをいう（図２参照）。
【００４０】
この種の従来継手の場合、脚軸の外周面が全周にわたって支持リングの内周面と接するため、接触楕円が円周方向に延びた横長形状を呈する。そのため、外側継手部材に対して脚軸が傾くとき、脚軸の動きに伴って支持リングを、延いてはローラを傾かせるように作用する摩擦モーメントが発生する。これに対し、図１に示した実施の形態では、脚軸２２の横断面が略楕円状で、支持リング３２の内周面３２ｃの横断面が円弧状凸断面であることから、図１（Ｃ）に破線で示すように、両者の接触楕円は点に近いものとなり、同時に面積も小さくなる。したがって、ローラアセンブリ（３２、３４、３６）を傾かせようとする力が従来のものに比べると非常に低減し、ローラ３４の姿勢の安定性が一層向上する。
【００４１】
上記構成において、トリポード部材２０は炭素含有量０．１５〜０．４０ｗｔ％の鋼材料から、鍛造加工→機械加工→浸炭焼入れ焼戻し→脚軸２２の外周面２２ａの研削加工という主要工程を経て製造される。完成後のトリポード部材２０における脚軸２２の外周面２２ａやその他の表面を基準とする軟化特性抵抗値Ｒは、７０５＜Ｒ≦８２０、好ましくは７１０≦Ｒ≦８１０の範囲内に規制されている。そのため、トリポード部材２０は、脚軸２２の外周面２２ａの転動疲労寿命が高く、また脚軸２２の基端部やセレーション部（又はスプライン部）の捩り疲労強度等が高く、優れた耐久性と強度を有する。
【００４２】
尚、上記工程中の浸炭焼入れ焼戻しに代えて、浸炭窒化焼入れ焼戻しを採用すると、転動疲労寿命や捩り疲労強度等の向上により効果的である。
【００４３】
また、浸炭焼入れ焼戻しにより形成された表層部（浸炭層）、または、浸炭窒化焼入れ焼戻しにより形成された表層部（浸炭窒化層）の残留オーステナイト量を２０〜４０ｖｏｌ％の範囲内に適正化することにより、表面の亀裂敏感性を改善して、転動疲労寿命を一層高めることができる。
【００４４】
あるいは、トリポード部材２０は炭素含有量０．４５〜０．６０ｗｔ％の鋼材料から、鍛造加工→機械加工→高周波焼入れ焼戻し→脚軸２２の外周面２２ａの研削加工という主要工程を経て製造することもできる。この場合、完成後のトリポード部材２０における脚軸２２の外周面２２ａやその他の表面を基準とする軟化特性抵抗値Ｒは、６３０＜Ｒ≦８２０、好ましくは６４０≦Ｒ≦８１０の範囲内に規制される。そのため、トリポード部材２０は、脚軸２２の外周面２２ａの転動疲労寿命が高く、また脚軸２２の基端部やセレーション部（又はスプライン部）の捩り疲労強度等が高く、優れた耐久性と強度を有する。尚、高周波焼入れ焼戻しは、脚軸２２の外周面２２ａや基端部の全周にわたって行っても良いし、あるいは、脚軸２２の軸線を含み、トリポード部材２０の軸線と直交する平面内の位置を中心とする周辺領域にのみ局部的に行っても良い。浸炭焼入れ焼戻し、浸炭窒化焼入れ焼戻しの場合も、防炭・防窒を行うことにより、そのような局部的な処理が可能である。
【００４５】
外側継手部材１０は炭素含有量０．１５〜０．４０ｗｔ％の鋼材料から、鍛造加工→機械加工→浸炭焼入れ焼戻し→軸部１０ａ｛図２（Ａ）参照｝の研削加工という主要工程を経て製造される。浸炭焼入れ焼戻しに代えて、浸炭窒化焼入れ焼戻し又は高周波焼入れ焼戻しを採用することもできる。軟化抵抗特性値Ｒの規制やその他の事項はトリポード部材２０に準じるので、重複する記載を省略する。
【００４６】
また、トリポード部材２０の脚軸２２の外周面２２ａや外側継手部材１０のローラ案内面１４には、前述した微小凹部、化成処理被膜を下地層とする固体潤滑被膜を形成しても良い。また、常温浸硫処理を施しても良い。
【００４７】
さらに、上述した主要工程を経た後、トリポード部材２０の脚軸２２の外周面２２ａ、基端部、およびセレーション部（又はスプライン部）のうち少なくとも１個所、外側継手部材１０のローラ案内面１４および軸部１０ａ（特にセレーション部又はスプライン部）のうち少なくとも一個所にショットピーニング処理を施しても良い。ショットピーニング処理を施すことにより、表面組織が微細化されると共に、表面に残留圧縮応力が発生する。そのため、転動疲労寿命が向上し、また捩り疲労等に対する強度が向上する。また、浸炭層又は浸炭窒化層を形成した場合では、ショット粒の高い衝突エネルギーにより、表層部の残留オーステナイトがマルテンサイト変態を起こす。これにより、残留圧縮応力がさらに増加し、同時に表面に微小ディンプルが形成されて油溜りとなり、耐摩耗性の向上、転動疲労寿命や捩り疲労強度の向上に一層効果的である。特に、残留オーステナイト量が多い浸炭窒化層ではその傾向が顕著である。
【００４８】
この実施形態の等速自在継手は、トリポード部材２０や外側継手部材１０の材料、表面及びその下層部の性状が最適化され、転動疲労寿命の向上や捩り疲労等に対する強度向上が図られている結果、現状の同サイズの等速自在継手と比較して、優れた耐久性や強度を有する。また、現状品と同等以上の耐久性や強度を確保しつつ、よりコンパクト化を図ることが可能である。
【００４９】
図３および図４は、本発明の第２の実施の形態を示している。この第２の実施の形態は、支持リング３２の内周面３２ｃの母線が、上述の第１の実施の形態では単一の円弧で形成されているのに対して、中央の円弧部３２ａとその両側の逃げ部３２ｂとの組合せで形成されている点でのみ相違する。逃げ部３２ｂは、図３（Ｃ）のように作動角（θ）をとったときの脚軸２２との干渉を避けるための部分であり、円弧部３２ａの端から支持リング３２の端部に向かって徐々に拡径した直線または曲線で構成する。ここでは、逃げ部３２ｂを円錐角α＝５０°の円錐面の一部とした場合を例示してある。円弧部３２ａは、支持リング３２に対する脚軸２２の２〜３°程度の傾きを許容するため、たとえば３０ｍｍ程度の大きな曲率半径（ｒ）とする。トリポード型等速自在継手では、機構上、外側継手部材１０が１回転するときトリポード部材２０は外側継手部材１０の中心に対して３回振れ回る。このとき符号ｅ｛図２（Ａ）｝で表わされる偏心量は作動角（θ）に比例して増加する。そして、３本の脚軸２２は１２０°ずつ離間しているが、作動角（θ）をとると、図２（Ｂ）に示すように、図の上側に表われている垂直な脚軸２２を基本として考えると、他の２本の脚軸２２は、一点鎖線で示す作動角０のときのそれらの軸線からわずかに傾く。その傾きは作動角（θ）がたとえば約２３°のとき２〜３°程度となる。この傾きが支持リング３２の内周面３２ｃの円弧部３２ａの曲率によって無理なく許容されるため、脚軸２２と支持リング３２との接触部における面圧が過度に高くなるのを防止することができる。なお、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の左側面から見たトリポード部材２０の３本の脚軸２２を模式的に図示したもので、実線が脚軸を表わしている。
【００５０】
この実施形態においても、トリポード部材２０や外側継手部材１０は、それらの材料、表面及び下層部の性状が最適化され、転動疲労寿命の向上や捩り疲労等に対する強度向上が図られている。そのため、この実施形態の等速自在継手は、現状の同サイズの等速自在継手と比較して、優れた耐久性や強度を有する。また、現状品と同等以上の耐久性や強度を確保しつつ、よりコンパクト化を図ることが可能である。
【００５１】
図５および図６は、参考例を示している。尚、図５は、継手の作動角が０°で、かつ、継手に回転トルクが負荷されていない時の状態を示している。
【００５２】
この参考例のトリポード型等速自在継手は、連結すべき二軸の一方に結合される外側継手部材１と、他方に結合されるトリポード部材２とを備えている。
【００５３】
外側継手部材１は概ねカップ状の外観をなし、軸方向に延びる３本のトラック溝１ａが内周部の円周等配位置に形成されている。各トラック溝１ａの両側には、それぞれローラ案内面１ａ１が設けられている。
【００５４】
トリポード部材２は半径方向に突出した３本の脚軸２ａを円周等配位置に有する。各脚軸２ａの外周面２ａ１は凸球状に形成され、その外周面２ａ１に、支持リング３、複数のニードルローラ４、およびローラ５をアッセンブリしたローラアッセンブリＡが装着されている。
【００５５】
図５（Ｂ）に拡大して示すように、ローラアッセンブリＡは、支持リング３の円筒状の外周面３ａとローラ５の円筒状の内周面５ａとの間に複数のニードルローラ４を転動自在に介装し、ローラ５の内周面５ａに嵌着した一対のスナップリング６によって、支持リング３およびニードルローラ４の両端を係止して、ローラ５に対する支持リング３およびニードルローラ４の軸方向移動（脚軸２ａの軸線Ｚ方向への移動）を規制したものである。支持リング３の両端面およびニードルローラ４の両端面と、一対のスナップ支持リング６との間には僅かなアキシャル隙間δがある。図面では、アキシャル隙間δの大きさを実際よりもかなり誇張して示している。また、支持リング３の端面とスナップ支持リング６との間のアキシャル隙間と、ニードルローラ４の端面とスナップ支持リング６との間のアキシャル隙間とは、設計上、同じ値に設定する場合もあるし、異なる値に設定する場合もあるが、図面では両者の場合を区別することなくアキシャル隙間δとして示している。さらに、支持リング３の外周面３ａおよびローラ５の内周面５ａとニードルローラ４の転動面との間には僅かなラジアル隙間がある。
【００５６】
支持リング３の内周面３ｂは、脚軸２ａの球状の外周面２ａ１に嵌合される。この参考例において、支持リング３の内周面３ｂは脚軸２ａの先端側に向かって漸次縮径した円錐状で、脚軸２ａの外周面２ａ１と線接触する。これにより、ローラアッセンブリＡの脚軸２ａに対する首振り揺動が許容される。支持リング３の内周面３ｂの傾斜角αは、例えば０．１°〜３°、好ましくは０．１°〜１°と僅かなものであり、この参考例ではα＝０．５°に設定している。図面では、内周面３ｂの傾斜の度合をかなり誇張して示している。
【００５７】
ローラ５の外周面５ｂの母線は、脚軸２ａの中心から外側にオフセットされた点を中心とする円弧である。
【００５８】
この参考例において、外側継手部材１のローラ案内面１ａ１の断面形状は、２円弧状（ゴシックアーチ状）になっている。そのため、ローラ案内面１ａ１とローラ５の外周面５ｂとは２点ｐ、ｑでアンギュラコンタクトする。アンギュラコンタクト点ｐ、ｑは、ローラ５の外周面５ｂの中心を含み、脚軸２ａの軸線Ｚと直交する中心線に対して、軸線Ｚ方向に等距離だけ反対側に離れた位置にある。尚、ローラ案内面１ａ１の断面形状は、Ｖ字状または放物線状等でも良い。また、この参考例において、トラック溝１ａに、ローラ案内面１ａ１と近接して肩面１ａ２が設けられ、この肩面１ａ２によってローラ５の脚軸先端側の端面５ｃが案内される。
【００５９】
支持リング３の内周面３ｂが脚軸先端側に向かって漸次縮径した円錐状になっているため、この継手に回転トルクが負荷されると、図６に示すように（内周面３ｂの傾斜の度合いを図５よりもさらに誇張して示している。）、支持リング３の内周面３ｂと脚軸２ａの外周面２ａ１との接触位置Ｓに脚軸先端側に向いた負荷分力Ｆが発生する。この負荷分力Ｆは、支持リング３およびニードルローラ４を脚軸先端側に押し上げるように作用して、支持リング３およびニードルローラ４を、脚軸先端側のワッシャ６に押し付けた状態にする。そのため、支持リング３の内周面３ｂと脚軸２ａの外周面２ａ１との接触位置Ｓが安定する。また、この負荷分力Ｆは、支持リング３およびニードルローラ４を介して、ローラ５を脚軸先端側に押し上げるように作用して、ローラ案内面１ａ１に対するローラ５の姿勢を安定させる。このような接触位置Ｓの安定化とローラ５の姿勢安定化とが相俟って、誘起スラストが効果的に低減され、また安定化される。尚、支持リング３の内周面３ｂは円筒状にしても良い。
【００６０】
トリポード部材２や外側継手部材１は、第１及び第２の実施形態と同様に、それらの材料、表面及び下層部の性状が最適化され、転動疲労寿命の向上や捩り疲労等に対する強度向上が図られている。そのため、この参考例の等速自在継手は、現状の同サイズの等速自在継手と比較して、優れた耐久性や強度を有する。また、現状品と同等以上の耐久性や強度を確保しつつ、よりコンパクト化を図ることが可能である。
【００６１】
図７は、他の参考例を示している。尚、図７は、継手の作動角が０°の時の状態を示している。
【００６２】
図７に示すように、この参考例の等速自在継手は、連結すべき二軸の一方に結合される外側継手部材１’と、他方に結合されるトリポード部材２’とを備えている。外側継手部材１’は概ねカップ状の外観をなし、軸方向に延びる３本のトラック溝１ａ’が内周部の円周等配位置に形成されている。各トラック溝１ａ’の両側には、それぞれローラ案内面１ａ’１が設けられている。トリポード部材２’は半径方向に突出した３本の脚軸２ａ’を円周等配位置に有する。各脚軸２ａ’の円筒状の外周面には、複数のニードルローラ７’を介して内側ローラ３’が回転自在に嵌合され、さらにその外側に外側ローラ４’が回転自在に嵌合されている。
【００６３】
図７（Ｂ）に拡大して示すように、ニードルローラ７’および内側ローラ３’は、それらの一端が脚軸２ａ’の先端部に装着された抜け止めリング８’と止め輪９’によって係止され、他端が脚軸２ａ’の基端部に装着されたワッシャ１０’によって係止され、脚軸２ａ’の軸線Ｚ方向への移動が規制されている。実際には、ニードルローラ７’および内側ローラ３’と、抜け止めリング８’およびワッシャ１０’との間には僅かなアキシャル隙間δ’がある。図面では、アキシャル隙間δ’の大きさが実際よりもかなり誇張されている。また、脚軸２ａ’の外周面および内側ローラ３’の内周面３ａ’とニードルローラ７’との間には僅かなラジアル隙間がある。内側ローラ３’の内周面３ａ’は円筒状、外周面３ｂ’は凸球状である。この参考例において、外周面３ｂ’の母線は、内側ローラ３’の半径中心Ｏ２’から所定量だけ外側にオフセットされた点Ｏ１’を中心とする半径ｒ１の円弧である。半径ｒ１は、外周面３ｂ’の最大半径ｒ２よりも小さい。
【００６４】
外側ローラ４’は、内側ローラ３’の外周面３ｂ’に嵌合される。この参考例において、外側ローラ４’の内周面４ａ’は脚軸２ａ’の先端側に向かって漸次縮径した円錐状で、内側ローラ３’の外周面３ｂ’と線接触する。これにより、外側ローラ４’の脚軸２ａ’に対する首振り揺動が許容される。内周面４ａ’の傾斜角は例えば０．１°〜３°と僅かなものであり、この参考例では０．３°〜０．７°に設定している。図面では、内周面４ａ’の傾斜がかなり誇張されている。外側ローラ４’の外周面４ｂ’の母線は、点Ｏ１’よりもさらに外側にオフセットされた点Ｏ３’を中心とする半径ｒ３の円弧である。
【００６５】
この参考例において、外側継手部材１’のローラ案内面１ａ’１の断面形状は、２円弧状（ゴシックアーチ状）になっている。そのため、ローラ案内面１ａ’１と外側ローラ４’の外周面４ｂ’とは２点ｐ’、ｑ’でアンギュラコンタクトする。アンギュラコンタクト点ｐ’、ｑ’は、外側ローラ４’の外周面４ｂ’の中心Ｏ３’を含み、脚軸２ａ’の軸線Ｚと直交する中心線に対して、軸線Ｚ方向に等距離だけ反対側に離れた位置にある。尚、ローラ案内面１ａ’１の断面形状は、Ｖ字状または放物線状等でも良い。
【００６６】
外側ローラ４’の内周面４ａ’が脚軸先端側に向かって漸次縮径した円錐状になっているため、図７（Ｃ）に示すように、内側ローラ３’の外周面３ｂ’との接触位置Ｓ’に脚軸先端側に向いた負荷分力Ｆが発生する。この負荷分力Ｆは、外側ローラ４’を脚軸先端側に押し上げるように作用して、非負荷側のローラ案内面１ａ’１におけるＢ部の接触面圧を低減する。また、接触位置Ｓ’には、負荷分力Ｆの反力として脚軸基端側（同図で下側）に向いた力が発生する。この反力は、内側ローラ３’を脚軸基端側に押し下げるように作用して、内側ローラ３’およびニードルローラ７’の脚軸２ａ’に対する軸方向移動を抑制する。その結果、図７（Ｂ）に示すように、内側ローラ３’およびニードルローラ７’は下側のワッシャ１０’に押し付けられた状態になり、アキシャル隙間δ’に起因する接触位置Ｓ’の変動が抑制される。このような非負荷側のローラ案内面１ａ’１におけるＢ部の接触面圧低減と、接触位置Ｓ’の安定化とが相俟って、誘起スラストが効果的に低減され、また安定化される。尚、外側ローラ４’の内周面４ａ’は円筒状にしても良い。
【００６７】
トリポード部材２’や外側継手部材１’は、第１、第２の実施形態及び前述の参考例と同様に、それらの材料、表面及びその下層部の性状が最適化され、転動疲労寿命の向上や捩り疲労等に対する強度向上が図られている。そのため、この参考例の等速自在継手は、現状の同サイズの等速自在継手と比較して、優れた耐久性や強度を有する。また、現状品と同等以上の耐久性や強度を確保しつつ、よりコンパクト化を図ることが可能である。
【００６８】
尚、本発明は、以上に説明した構成の等速自在継手に限らず、例えば、ローラ案内面を平坦面、外側ローラの外周面を円筒状、内周面を凹球状、内側ローラの外周面を凸球状とし、外側ローラの凹球状の内周面と内側ローラの凸球状の外周面との間の滑りによって、外側ローラの首振り揺動を自在とした等速自在継手（特願平８−４０７３号、特願平８−１３８３３５号）、さらにローラ案内面と脚軸の軸線とを作動角が０°の状態で互いに非平行とした等速自在継手（特開平１１−１３７７９号）にも同様に適用することができる。
【００６９】
【実施例】
表１、表２は第１の実施形態の等速自在継手のトリポード部材について行った試験の結果を示している。
【００７０】
【表１】
0003949863.tif 000002
【００７１】
【表２】
0003949863.tif 000003
【００７２】
まず、主要成分含有量が種々異なる鋼材料を用いてトリポード部材を形成し（試料Ｎｏ１〜Ｎｏ１７）、９５０°Ｃ×８時間の浸炭焼入れの後、２００°Ｃ×２時間の焼戻しを行って、脚軸の外周面の軟化特性抵抗値Ｒ（外周面から深さ０．５ｍｍ以内の領域での最高ビッカース硬さＨｖ）を実測した。その結果を表１に示す。尚、脚軸の外周面には、浸炭焼入れ焼戻しの後、研削加工を施してあり、上記の「深さ０．５ｍｍ」は研削加工後の表面を基準にしている。つぎに、各試料について、耐久性、鍛造加工性を評価した。その内、６種類の試料に対する評価と軟化抵抗特性値Ｒ（Ｈｖ）の実測値および推測値（推測値については後述する）との関係を表２に示す。評価項目の◎は目標特性を十分満足できたもの、○は目標特性を満足できたもの、△は目標特性を満足できなかったものを表している。
【００７３】
表２に示す結果より、浸炭焼入れ焼戻し品の場合、軟化特性抵抗値Ｒを７０５＜Ｒ≦８２０、好ましくは７１０≦Ｒ≦８１５の範囲内に規制することにより、耐久性および鍛造加工性ともに満足できる結果が得られることが確認できた。軟化特性抵抗値Ｒが７０５以下であると、耐久性の点で好ましい結果が得られず、また軟化特性抵抗値Ｒが８２０を越えると鍛造加工性の点で好ましい結果が得られない。
【００７４】
一方、芯部の硬さを左右する母材の炭素含有量は、疲労強度確保の観点から、０．１５〜０．４０ｗｔ％の範囲内とするのが好ましい。母材の炭素含有量が０．１５ｗｔ％よりも低くなると、浸炭に要する時間が長くなってしまうと同時に、芯部の硬さが不足し、満足する疲労強度が得られない。逆に、炭素含有量が０．４ｗｔ％よりも多くなると、芯部の硬さが必要以上に上昇して、靭性が著しく低下し、同時に歪みも増加する。
【００７５】
以上により、トラニオン部材や外側継手部材等の構成部品を浸炭焼入れ焼戻し品とする場合は、これら部品を炭素含有量０．１５〜０．４０ｗｔ％の鋼で形成し、かつ、軟化抵抗特性値Ｒを７０５＜Ｒ≦８２０、好ましくは７１０≦Ｒ≦８１５の範囲内に規制することが望ましく、これにより、転動疲労寿命や疲労強度等を高めて耐久性を向上させ、同時に鍛造加工性も確保することができる。さらに、軟化抵抗特性値Ｒを上記範囲に規制することにより、材料の焼入れ性も良くなり、従来よりも深焼きが可能となるので、疲労強度等の向上に一層効果的である。
【００７６】
上述した軟化抵抗特性値Ｒは、実測によって求めても良いが、以下に示す回帰式（ａ）を用いて比較的精度良く推定することができる。
0003949863.tif 000004
上記回帰式（ａ）は、表１に示す１７種類の試料（試料Ｎｏ１〜Ｎｏ１７）の軟化特性抵抗値Ｒ（実測値）と各試料の主要成分元素含有率（ｗｔ％）との重回帰分析を行って求めたものである。この例では、主要成分元素としてＳｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏを選定し、炭素Ｃについては浸炭によりどの試料も含有率が均等になるため、変数から除外している。
【００７７】
表２に示すように、上記回帰式（ａ）に求めた軟化特性抵抗値Ｒの推定値は、実測値と良く近似しており、この推定値Ｒを７０５＜Ｒ≦８２０、好ましくは７１０≦Ｒ≦８１５の範囲内に規制することにより、耐久性および鍛造加工性を簡易にかつ比較的精度良く評価することが可能となる。
【００７８】
尚、トラニオン部材や外側継手部材等の構成部品を浸炭窒化焼入れ焼戻し品とすることもでき、その場合、母材の炭素含有量、軟化抵抗特性値Ｒ（実測値又は推定値）を浸炭焼入れ焼戻し品と同様に規制することにより、上記と同様の効果を得ることができる。さらに、浸炭窒化焼入れ焼戻し品では、表層部（浸炭窒化層）の残留オーステナイト量が適度に増え、亀裂敏感性が改善されるので、転動疲労寿命の向上に一層効果的である。また、脚軸の基端部やセレーション部の表面硬さが上昇し、捩り疲労強度等も向上する。
【００７９】
また、浸炭焼入れ焼戻し、浸炭窒化焼入れ焼戻しを行う場合、表１に示す鋼材料の他、表５に示す種々の鋼材料を使用することができる。
【００８０】
【表５】
0003949863.tif 000005
【００８１】
下記の表３、表４は、第１の実施形態の等速自在継手のトリポード部材について行った他の試験の結果を示している。まず、主要成分含有量が種々異なる鋼材料を用いてトリポード部材を形成し（試料Ｎｏ１〜Ｎｏ１８）、１０ＫＨｚ×１７０ＫＷ×３秒の高周波焼入れの後、２００°Ｃ×２時間の焼戻しを行って、脚軸の外周面の軟化特性抵抗値Ｒ（外周面から深さ０．５ｍｍ以内の領域での最高ビッカース硬さＨｖ）を実測した。その結果を表３に示す。尚、脚軸の外周面には、高周波焼入れ焼戻しの後、研削加工を施してあり、上記の「深さ０．５ｍｍ」は研削加工後の表面を基準にしている。つぎに、各試料について、耐久性、鍛造加工性を評価した。その内、７種類の試料に対する評価と軟化抵抗特性値Ｒ（Ｈｖ）の実測値および推測値（推測値については後述する）との関係を表４に示す。評価項目の◎は目標特性を十分満足できたもの、○は目標特性を満足できたもの、△は目標特性を満足できなかったものを表している。
【００８２】
【表３】
0003949863.tif 000006
【００８３】
【表４】
0003949863.tif 000007
【００８４】
表４に示す結果より、高周波焼入れ焼戻し品の場合、軟化特性抵抗値Ｒを６３０＜Ｒ≦８２０、好ましくは６４０≦Ｒ≦８１０の範囲内に規制することにより、耐久性および鍛造加工性ともに満足できる結果が得られることが確認できた。軟化特性抵抗値Ｒが６３０以下であると、耐久性の点で好ましい結果が得られず、また軟化特性抵抗値Ｒが８２０を越えると鍛造加工性の点で好ましい結果が得られない。
【００８５】
一方、高周波焼入れにより十分な表面硬さを得るためには、母材の炭素含有量を０．４５〜０．６０ｗｔ％の範囲内にすることが必要である。
【００８６】
以上により、トラニオン部材や外側継手部材等の構成部品を高周波焼入れ焼戻し品とする場合は、これら部品を炭素含有量０．４５〜０．６０ｗｔ％％の鋼で形成し、かつ、軟化抵抗特性値Ｒを６３０＜Ｒ≦８２０、好ましくは６４０≦Ｒ≦８１０の範囲内に規好ましくは６４０≦Ｒ≦８１０の範囲内に規制することが望ましく、これにより、転動疲労寿命や疲労強度等を高めて耐久性を向上させ、同時に鍛造加工性も確保することができる。また、高周波焼入れ焼戻しにより、表面に残留圧縮応力が発生するので、転動疲労寿命や疲労強度の向上に一層効果的である。
【００８７】
上述した軟化抵抗特性値Ｒは、実測によって求めても良いが、以下に示す回帰式（ｂ）を用いて比較的精度良く推定することができる。
0003949863.tif 000008
上記回帰式（ｂ）は、表３に示す１８種類の試料（試料Ｎｏ１〜Ｎｏ１８）の軟化特性抵抗値Ｒ（実測値）と各試料の主要成分元素含有率（％）との重回帰分析を行って求めたものである。この例では、主要成分元素としてＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏを選定している。
【００８８】
表３に示すように、上記回帰式（ｂ）に求めた軟化特性抵抗値Ｒの推定値は、実測値と良く近似しており、この推定値Ｒを６３０＜Ｒ≦８２０、好ましくは６４０≦Ｒ≦８１０の範囲内に規制することにより、耐久性および鍛造加工性を簡易にかつ比較的精度良く評価することが可能となる。
【００８９】
また、高周波焼入れ焼戻しを行う場合、表３に示す鋼材料の他、表６に示す種々の鋼材料を使用することができる。
【００９０】
【表６】
0003949863.tif 000009
【００９１】
尚、上記はトラニオン部材について行った試験の結果であるが、外側継手部材、ローラ、支持リング等のその他の構成部品についても同様の結果が得られた。また、第２の実施形態の等速自在継手、及び上述した参考例の等速自在継手についても同様の結果が得られた。
【００９２】
【発明の効果】
本発明によれば、構成部品、特にトリポード部材や外側継手部材の材料、表面及びその下層部の性状が最適化され、転動疲労寿命や捩り疲労等に対する強度が向上するので、現状のサイズを維持したままより耐久性や強度に優れたトリポード型等速自在継手を提供し、また、現状品と同等以上の耐久性や強度を確保しつつよりコンパクトなトリポード型等速自在継手を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施の形態を示し、図１（Ａ）は一部を断面にした端面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）における脚軸に垂直な断面図、図１（Ｃ）は接触楕円を説明するための支持リングの断面図である。
【図２】  図２（Ａ）は図１の等速自在継手の縦断面図であって作動角をとった状態を示し、図２（Ｂ）は図２（Ａ）におけるトリポード部材の模式的側面図である。
【図３】  本発明の第２の実施の形態を示し、図３（Ａ）は一部を断面にした端面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）における脚軸に垂直な断面図、図３（Ｃ）は作動角をとった状態を示す縦断面図である。
【図４】  図３における支持リングの拡大断面図である。
【図５】  本発明の参考例を示し、図５（Ａ）は一部を断面にした端面図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）の要部拡大横断面図である。
【図６】  図５における支持リングと脚軸との接触位置に発生する負荷分力Ｆを説明するための図である。
【図７】  本発明の他の参考例を示し、図７（Ａ）は横断面図、図７（Ｂ）は図７（Ａ）の要部拡大横断面図、図７（Ｃ）は外側ローラと内側ローラとの接触位置に発生する負荷分力Ｆを説明するための図である。
【符号の説明】
１０  外側継手部材
１２  トラック溝
１４  ローラ案内面
２０  トリポード部材
２２  脚軸
３２  支持リング
３２ａ  円弧部
３２ｂ  逃げ部
３４  ローラ
３６  ニードルローラ
【図１】
0003949863.tif 000010
【図２】
0003949863.tif 000011
【図３】
0003949863.tif 000012
【図４】
0003949863.tif 000013
【図５】
0003949863.tif 000014
【図６】
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【図７】
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