(57)【要約】      （修正有）【課題】変形剛性と耐久性が両立するトリポード型等速自在継手の提供【解決手段】円周三等分位置に軸方向に延びるトラック溝６を形成した外側継手部材２と、シャフト２０と嵌合するトラニオン胴部８とトラニオン胴部８の円周方向の三等分位置から半径方向に突出したトラニオンジャーナル９からなるトリポード部材３と、各トラニオンジャーナル９に装着されるローラ４とを備え、ローラ４がトラック溝６に収容され、ローラ４がトラック溝６の両側壁のローラ案内面７によって案内されるトリポード型等速自在継手１にて、トリポード部材３は焼入れ硬化層を有し、トラニオンジャーナル９の外径面１０の焼入れ硬化層深さをトラニオンジャーナル９付根部の焼入れ硬化層深さより深くする。【選択図】図１
2017180675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向の三等分位置に軸方向に延びるトラック溝を形成した外側継手部材と、シャフトとトルク伝達可能にスプライン嵌合するトラニオン胴部とこのトラニオン胴部の円周方向の三等分位置から半径方向に突出したトラニオンジャーナルとからなるトリポード部材と、前記各トラニオンジャーナルに装着されるローラとを備え、このローラが前記トラック溝に収容され、前記ローラが前記トラック溝の両側壁に形成されたローラ案内面によって案内されるようにしたトリポード型等速自在継手において、
前記トリポード部材は浸炭焼入れ焼戻しによる焼入れ硬化層を有し、
前記トラニオンジャーナルの外径面の焼入れ硬化層の深さが、前記トラニオンジャーナルの付根部の焼入れ硬化層の深さより深いことを特徴とするトリポード型等速自在継手。
【請求項２】
前記トラニオンジャーナルの外径面の焼入れ硬化層の深さが１．０ｍｍを超えることを特徴とする請求項１に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項３】
前記トラニオンジャーナルの外径面に転動体を介して前記ローラが装着されたシングルローラタイプであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項４】
前記トラニオンジャーナルの外径面にローラユニットが装着されたダブルローラタイプであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項５】
円周方向の三等分位置に軸方向に延びるトラック溝を形成した外側継手部材と、シャフトとトルク伝達可能にスプライン嵌合するトラニオン胴部とこのトラニオン胴部の円周方向の三等分位置から半径方向に突出したトラニオンジャーナルとからなるトリポード部材と、前記各トラニオンジャーナルに装着されるローラとを備え、このローラが前記トラック溝に収容され、前記ローラが前記トラック溝の両側壁に形成されたローラ案内面によって案内されるようにしたトリポード型等速自在継手のトリポード部材の熱処理方法において、
前記トラニオンジャーナルの付根部を覆う浸炭抑制治具を用いて浸炭焼入れ焼戻しを行うことを特徴とするトリポード型等速自在継手のトリポード部材の熱処理方法。
【請求項６】
前記浸炭焼入れ焼戻しを２度行うことを特徴とする請求項５に記載のトリポード型等速自在継手のトリポード部材の熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や産業機械等における動力伝達に使用される摺動式のトリポード型等速自在継手およびトリポード部材の熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１６（ａ）、図１６（ｂ）に示すように、トリポード型等速自在継手１０１は、円周方向の三等分位置に軸方向に延びる３本のトラック溝１０３を有し、各トラック溝１０３の対向する側壁にローラ案内面１０４を形成した外側継手部材１０２と、トラニオン胴部１１１の円周方向の三等分位置から半径方向に突出したトラニオンジャーナル１１２を有するトリポード部材１１０と、各トラニオンジャーナル１１２の回りに複数の針状ころ１２２を介して回転自在に装着された球状ローラ１２０とを備え、この球状ローラ１２０が外側継手部材１０２のトラック溝１０３に収容され、球状ローラ１２０の外球面がトラック溝１０３の両側壁に形成されたローラ案内面１０４によって案内されるようになっている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９４７３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のトリポード型等速自在継手１０１は、強度および耐久性を考慮して、外側継手部材の外径を縮小して軽量・コンパクト化を図ったものである。この軽量・コンパクト化に当たって、このトリポード型等速自在継手１０１では、強度、耐久性のバランスが耐久性に余裕が偏っていることに着目して、強度、耐久性のバランスをとることを目的として寸法比率を見直したものである。
【０００５】
トリポード型等速自在継手１０１の構成部材間の接触部には、転がり寿命や強度を確保するために熱処理が施されている。その中で、トリポード部材１１０は、通常、肌焼き鋼が使用され、図１７に示すように、針状ころ１２２〔図１６（ａ）、図１６（ｂ）参照〕の内側軌道面となるトラニオンジャーナル１１２の円筒形外径面１３０とスプライン１１１ａに焼入れ硬化層が必要なことから、通常、浸炭焼入れ焼戻しが行われ、全面にほぼ均一な硬化層ｈ１、ｈ２が形成されている。
【０００６】
従来、トリポード部材１１０の全面の焼入れ硬化層の有効硬化層深さの設定は、針状ころ１２２の内側軌道面となるトラニオンジャーナル１１２の円筒形外径面１３０の転動寿命を確保するために必要な有効硬化層深さに合わせている。トリポード部材１１０の有効硬化層深さは、トラニオンジャーナル１１２の円筒形外径面１３０を研削加工後の完成品として、研削加工したトラニオンジャーナル１１２の円筒形外径面１３０において０．６〜１．０ｍｍ、研削加工を行わないトラニオンジャーナル１１２の付根部１３０ａにおいて０．８〜１．０ｍｍであった。
【０００７】
ここで、有効硬化層深さとは、等速自在継手に掛る高トルク負荷時のトラニオンジャーナル１１２の円筒形外径面１３０の接触部荷重および接触楕円から計算される最大せん断応力発生深さＺＳＴの値に対し、安全率（１．５倍〜３倍）を掛けたものを最少とする深さ範囲と定義する。また、有効硬化層深さは、一般にＨｖ５１３（ＨＲＣ５０）以上の範囲を示す。なお、素材硬度としては、Ｈｖ３００〜３９０（ＨＲＣ３０〜４０）程度となる。
【０００８】
図１８に、図１７のトラニオンジャーナル１１２の円筒形外径面１３０の表面から内部に向けての硬度分布を示す。図１８に示すｄ１、ｄ２が有効硬化層深さである。
【０００９】
トラニオンジャーナル１１２の円筒形外径面１３０以外の部分については、強度が確保できる焼入れ深さ（円筒形外径面１３０より浅い焼入れ深さ）で十分であった。
【００１０】
近年、エンジンの低速トルクを向上させる改良が進み、自動車のドライブシャフトにも高トルクに対応する仕様が求められている。その中で、針状ころ１２２の軌道面となるトラニオンジャーナル１１２の円筒形外径面１３０に係るトルクも増大する傾向があり、円筒形外径面１３０の変形剛性を確保するためには、従来の焼入れ深さの設定よりも深くすることが考えられるが、次のような問題があることが判明した。
【００１１】
不要に浸炭深さを深くすると、浸炭時に浸炭異常層（過浸炭等）の発生する確率も上昇し、強度低下に繋がる上、浸炭処理の高度な制御が必要にとなり、コストアップの要因となってしまう。また、トラニオンジャーナル１１２の円筒形外径面１３０以外の部分、特にトラニオンジャーナル１１２の付根部１３０ａの焼入れ深さを深くした場合、疲労強度が低下する傾向があり、トラニオンジャーナル１１２の円筒形外径面１３０とそれ以外の部分の浸炭焼入れ深さのバランスを考慮する必要がある。上記のような傾向は、軽量化のために継手を小サイズ化（サイズダウン）したい場合、設計上のネックになることが分かった。これらの問題に着目したのが本発明である。
【００１２】
本発明は、上記の問題に鑑み、トラニオンジャーナルの変形剛性と耐久性を両立させたトリポード型等速自在継手およびそのトリポード部材の熱処理方法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】
本発明者らは、上記の目的を達成するために種々検討した結果、トラニオンジャーナルの外径面と付根部の焼入れ深さに大小バランスを付けるという新たな着想に至った。
【００１４】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、円周方向の三等分位置に軸方向に延びるトラック溝を形成した外側継手部材と、シャフトとトルク伝達可能にスプライン嵌合するトラニオン胴部とこのトラニオン胴部の円周方向の三等分位置から半径方向に突出したトラニオンジャーナルとからなるトリポード部材と、前記各トラニオンジャーナルに装着されるローラとを備え、このローラが前記トラック溝に収容され、前記ローラが前記トラック溝の両側壁に形成されたローラ案内面によって案内されるようにしたトリポード型等速自在継手において、前記トリポード部材は浸炭焼入れ焼戻しによる焼入れ硬化層を有し、前記トラニオンジャーナルの外径面の焼入れ硬化層の深さが、前記トラニオンジャーナルの付根部の焼入れ硬化層の深さより深いことを特徴とする。上記構成により、トラニオンジャーナルの変形剛性と耐久性を両立させ、高トルク化に対応可能なトリポード型等速自在継手を実現することができる。
【００１５】
熱処理方法についての本発明は、円周方向の三等分位置に軸方向に延びるトラック溝を形成した外側継手部材と、シャフトとトルク伝達可能にスプライン嵌合するトラニオン胴部とこのトラニオン胴部の円周方向の三等分位置から半径方向に突出したトラニオンジャーナルとからなるトリポード部材と、前記各トラニオンジャーナルに装着されるローラとを備え、このローラが前記トラック溝に収容され、前記ローラが前記トラック溝の両側壁に形成されたローラ案内面によって案内されるようにしたトリポード型等速自在継手のトリポード部材の熱処理方法において、前記トラニオンジャーナルの付根部を覆う浸炭抑制治具を用いて浸炭焼入れ焼戻しを行うことを特徴とする。上記構成により、トラニオンジャーナルの変形剛性と耐久性を両立させ、高トルク化に対応可能なトリポード型等速自在継手のトリポード部材を量産性がよく、熱処理制御を簡単にし、低コスト化が可能な熱処理方法を実現することができる。
【００１６】
ここで、本特許請求の範囲および明細書における焼入れ硬化層について次のように定義する。前述したように、まず有効硬化層深さとは、等速自在継手に掛る高トルク負荷時のトラニオンジャーナルの外径面の接触部荷重および接触楕円から計算される最大せん断応力発生深さＺＳＴの値に対し、安全率（１．５倍〜３倍）を掛けたものを最少とする深さ範囲と規定し、有効硬化層深さは、一般にＨｖ５１３（ＨＲＣ５０）以上の範囲と規定する。そして、本特許請求の範囲および明細書における焼入れ硬化層とは、上記に規定された有効硬化層深さを有する硬化層と定義する。素材硬度としては、Ｈｖ３００〜３９０（ＨＲＣ３０〜４０）程度となる。
【００１７】
上記のトラニオンジャーナルの外径面の焼入れ硬化層の深さが１．０ｍｍを超えることにより、高トルクに対するトラニオンジャーナルの変形剛性を向上させることができる。  
【００１８】
上記のトラニオンジャーナルの外径面の焼入れ硬化層の深さを付根部の焼入れ硬化層の深さより深くするバランスは、トラニオンジャーナルの外径面に転動体を介してローラが装着されたシングルローラタイプのトリポード型等速自在継手およびトラニオンジャーナルの外径面にローラユニットが装着されたダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手のいずれにも有効である。
【００１９】
上記の浸炭焼入れ焼戻しを２度行うことにより、トラニオンジャーナルの外径面の焼入れ硬化層の深さを付根部の焼入れ硬化層の深さより深くするバランスを安定して確保することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、トラニオンジャーナルの変形剛性と耐久性を両立させ、高トルク化に対応可能なトリポード型等速自在継手を実現することができる。また、本発明の熱処理方法によれば、トラニオンジャーナルの変形剛性と耐久性を両立させ、高トルク化に対応可能なトリポード型等速自在継手のトリポード部材を量産性がよく、熱処理制御を簡単にし、低コスト化を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係るトリポード型等速自在継手の第１の実施形態を示し、（ａ）図は横断面図で、（ｂ）図は縦断面図である。
【図２】図１のトリポード部材の焼入れ硬化層を示す部分的な横断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線で矢視したトラニオンジャーナルの付根部の焼入れ硬化層を示す断面図である。
【図４】トラニオンジャーナルの外径面と付根部の表面から内部に向けての硬度分布を示すグラフである。
【図５】図６のＢ−Ｂ線で矢視したトリポード部材の浸炭抑制治具を示す横断面図である。
【図６】トリポード部材を浸炭抑制治具に積み重ねた状態を示す側面図である。
【図７】浸炭処理の条件を示す模式図である。
【図８】図２のＡ−Ａ線で矢視したトラニオンジャーナルの付根部の焼入れ硬化層の変形例を示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るトリポード型等速自在継手を示す縦断面図である。
【図１０】図９のＫ−Ｋ線で矢視した一部断面を含む側面図である。
【図１１】図９のＬ−Ｌ線で矢視した断面図である。
【図１２】図９のトリポード型等速自在継手が作動角を取った状態を示す縦断面図である。
【図１３】図９のトリポード部材の焼入れ硬化層を示す部分的な横断面図である。
【図１４】（ａ）図は、図１３のＡ−Ａ線で矢視したトラニオンジャーナルの付根部の焼入れ硬化層を示す断面図で、（ｂ）図は焼入れ硬化層の変形例を示す断面図である。
【図１５】図９のトリポード部材の浸炭抑制治具を示す横断面図である。
【図１６】従来のトリポード型等速自在継手を示し、（ａ）図は横断面図で、（ｂ）図は縦断面図である。
【図１７】図１６（ａ）のトリポード部材の焼入れ硬化層を示す横断面図である。
【図１８】図１７のトラニオンジャーナルの円筒形外径面の表面から内部に向けての硬度分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明に係るトリポード型等速自在継手についての第１の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００２３】
図１（ａ）は、本実施形態に係るトリポード型等速自在継手の横断面図であり、図１（ｂ）は縦断面図である。図示のように、トリポード型等速自在継手１は、外側継手部材２、内側継手部材としてのトリポード部材３、球状ローラ４および転動体としての針状ころ５を主な構成とする。外側継手部材２は、その内周に円周方向の三等分位置に軸方向に延びる３本のトラック溝６を有する中空カップ状である。各トラック溝６の対向する側壁にローラ案内面７が形成されている。ローラ案内面７は、円筒面の一部、すなわち部分円筒面で形成されている。
【００２４】
トリポード部材３は、トラニオン胴部８とトラニオンジャーナル９からなり、トラニオンジャーナル９はトラニオン胴部８の円周方向の三等分位置から半径方向に突出して３本形成されている。トラニオン胴部８はシャフト２０とトルク伝達可能にスプライン嵌合している。各トラニオンジャーナル９は、円筒形外径面１０と、軸端付近に形成された環状の止め輪溝１１を備えている。トラニオンジャーナル９の円筒形外径面１０の周りに複数の針状ころ５を介して回転自在に球状ローラ４が装着されている。トラニオンジャーナル９の円筒形外径面１０は針状ころ５の内側軌道面を形成する。球状ローラ４の内径面４ａは円筒形状で、針状ころ５の外側軌道面を形成する。
【００２５】
トラニオンジャーナル９の軸端付近に形成された止め輪溝１１には、アウタワッシャ１２を介して止め輪１３が装着されている。針状ころ５は、インナワッシャ１４とアウタワッシャ１２により、トラニオンジャーナル９の軸線方向への移動が規制されている。アウタワッシャ１２は、トラニオンジャーナル９の半径方向に延びた円盤部１２ａと、トラニオンジャーナル９の軸線方向に延びた円筒部１２ｂとからなる。アウタワッシャ１２の円筒部１２ｂは球状ローラ４の内径面４ａより小さな外径を有し、トリポード部材３の半径方向で見た円筒部１２ｂの外側の端部１２ｃは、球状ローラ４の内径面４ａよりも大径に形成されている。したがって、球状ローラ４は、トラニオンジャーナル９の軸線方向に移動することができ、かつ、端部１２ｃにより脱落が防止されている。
【００２６】
トリポード部材３のトラニオンジャーナル９に回転自在に装着された球状ローラ４は、外側継手部材２のトラック溝６のローラ案内面７に回転自在に案内される。このような構造により、外側継手部材２とトリポード部材３との間の相対的な軸方向変位や角度変位が吸収され、回転が等速で伝達される。
【００２７】
図２は、図１（ａ）の３分の１の横断面におけるトリポード部材３の焼入れ硬化層を示す図である。図示を省略した３分の２の部分も同じである（以降の図も同様とする）。トラニオン胴部８の内周にはスプライン８ａが形成されている。トリポード部材３の全表面には、浸炭焼入れ焼戻しによる焼入れ硬化層が形成されている。焼入れ硬化層は、有効硬化層深さの範囲にクロスハッチングを付している。以降の図面においても同様とする。
【００２８】
トリポード部材３は、クロム鋼（例えば、ＳＣｒ４２０）やクロム・モリブデン鋼（例えば、ＳＣＭ４２０）等の肌焼き鋼からなる。本実施形態のトリポード部材３の特徴的な構成は、トラニオンジャーナル９の円筒形外径面１０と付根部９ａの焼入れ硬化層の深さに強弱バランスを付けたことである。図２に示すように、円筒形外径面１０の焼入れ硬化層Ｈ１を付根部９ａの焼入れ硬化層Ｈ２より深く形成している。円筒形外径面１０の焼入れ硬化層Ｈ１は、付根部９ａを除くトラニオン胴部８、スプライン８ａ、トラニオンジャーナル９の半径方向の先端面９ｂとほぼ均一な深さで形成されている。完成品としてのトリポード部材３は、円筒形外径面１０が研削加工や焼入れ鋼切削等で仕上げられるので、円筒形外径面１０の焼入れ硬化層Ｈ１は、トラニオン胴部８、スプライン８ａおよび先端面９ｂの焼入れ硬化層よりも研削等の取り代（０．１ｍｍ程度）だけ浅くなる。
【００２９】
具体的には、円筒形外径面１０の焼入れ硬化層Ｈ１の深さＤ１は、図１７に示す従来の円筒形外径面１３０の焼入れ硬化層ｈ１の深さｄ１（０．６〜１．０ｍｍ）より深く、１．０ｍｍを超える深さに設定されている。一方、付根部９ａ焼入れ硬化層Ｈ２の深さＤ２は、従来の付根部１３０ａの焼入れ硬化層ｈ２の深さｄ２（０．８〜１．０ｍｍ）と同等あるいはそれ以下に設定されている。
【００３０】
図２のＡ−Ａ線で矢視した付根部の断面図である図３に示すように、付根部９ａの焼入れ硬化層Ｈ２の深さＤ２を浅くした部分は、Ｃ−Ｃ線のトルク負荷方向にのみ形成される。これは、後述する本発明の熱処理方法についての実施形態で用いる浸炭抑制治具に起因するものである。この詳細は後述する。このように、少なくとも、トルク負荷方向において付根部９ａ焼入れ硬化層Ｈ２の深さＤ２が浅くなっておれば、付根部９ａの疲労強度を確保することができる。これは、Ｃ−Ｃ線のトルク負荷方向を除く範囲は、付根部９ａの焼入れ硬化層Ｈ２が深くなっても、疲労破損の起点にならないためである。
【００３１】
トラニオンジャーナル９の円筒形外径面１０の焼入れ硬化層Ｈ１の深さＤ１を深くとりながら、付根部９ａの焼入れ硬化層Ｈ２の深さＤ２を従来の付根部１３０ａ（図１７参照）の焼入れ硬化層ｈ２の深さｄ２と同等あるいはそれ以下にすることで、トラニオンジャーナル９の円筒形外径面１０の変形剛性の向上（大きな面圧にも対応できる）と付根部９ａの耐久性（疲労強度）のバランスを両立させることができる。
【００３２】
トラニオンジャーナル９の円筒形外径面１０の焼入れ硬化層Ｈ１の深さＤ１を深くすることで、表面に浸炭異常層が発生する確率が上昇するが、円筒形外径面１０は熱処理後に後加工（研削加工や焼入れ鋼切削等）することで、浸炭異常層は除去され、その影響をなくすことができる。一方、付根部９ａの焼入れ硬化層Ｈ２の深さＤ２を浅くしたことから、浸炭異常層が発生しにくくなり、結果、浸炭焼入れ焼戻しの制御が簡単になり、コストダウンにも繋がる。これにより、トラニオンジャーナル９の変形剛性と耐久性を両立させ、高トルク化に対応可能となる。
【００３３】
ここで、浸炭異常層について補足する。本実施形態のトリポード部材３の材料であるＳＣＭ４２０材、ＳＣｒ４２０材などの浸炭用鋼を浸炭焼入焼戻しした場合、表層部に浸炭異常層という軟質の組織が形成される。浸炭異常層とは、鋼中の鉄よりも酸化されやすい珪素（Ｓｉ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）などの合金元素が浸炭中、オーステナイト粒界で優先酸化した粒界酸化物と、この粒界酸化物生成により固溶合金元素が低下して焼入れ中に生じる不完全焼入層とからなり、これを本明細書において浸炭異常層という。
【００３４】
図４に、トラニオンジャーナル９の円筒形外径面１０と付根部９ａの表面から内部に向けての硬度分布を示す。図４において、実線は円筒形外径面１０の部分の硬度分布を示し、破線は付根部９ａの部分の硬度分布を示す。図１８に実線で示した円筒形外径面１３０および付根部１３０ａの硬度分布を図４では二点鎖線に改めて追加した。図４に示すように、本実施形態におけるトラニオンジャーナル９の円筒形外径面１０の焼入れ硬化層Ｈ１の深さＤ１は、従来の円筒形外径面１３０（図１７参照）の焼入れ硬化層ｈ１の深さｄ１より深く、付根部９ａ焼入れ硬化層Ｈ２の深さＤ２は、従来の付根部１３０ａ（図１７参照）の焼入れ硬化層ｈ２の深さｄ２と同等あるいはそれ以下に設定されている。
【００３５】
次に、本発明に係るトリポード部材の熱処理方法についての実施形態を図５〜図７に基づいて説明する。図５は、図６のＢ−Ｂ線で矢視したトリポード部材の浸炭抑制治具の横断面図で、図６はトリポード部材を浸炭抑制治具に多数積み重ねた状態を示す側面図である。熱処理としての浸炭処理を施す際、トリポード部材の旋削完了品３’のトラニオンジャーナル９’の付根部９ａの焼入れ硬化層Ｈ２を浅くするために浸炭を抑制する。付根部９ａの浸炭を局部的に抑制するには、図５に示すように、浸炭炉に処理品（トリポード部材の旋削完了品３’）を投入する際に、付根部９ａを覆う浸炭抑制治具３０に設置し、炭素の侵入を抑制することにより得ることができる。なお、本実施形態では、浸炭抑制治具３０は、付根部９ａのトルク負荷方向に最も接近して配置される形態としたので、図３に示すようにＣ−Ｃ線のトルク負荷方向において付根部９ａの焼入れ硬化層Ｈ２の深さＤ２が浅くなる。
【００３６】
図６に示すように、トリポード部材の旋削完了品３’を多数積み重ねて浸炭抑制治具３０に載置する。この旋削完了品３’を多数載置した状態の浸炭抑制治具３０を平網（図示省略）に固定し、浸炭焼入れ焼戻しを施す。浸炭抑制治具３０は耐熱性のステンレス鋼製が好ましい。図６に示すような浸炭抑制治具３０を使用すれば、多数のトリポード部材の旋削完了品３’を１つの浸炭抑制治具３０で浸炭処理でき、量産性を確保できる。
【００３７】
浸炭処理の条件は、図７に示すように、一次焼入れとして、浸炭・拡散が８５０〜９５０℃で１８０〜２００分で、浸炭・拡散の後、７５０〜８５０℃に加熱保持し、その後、油焼入れする。焼戻しは１５０〜２００℃で１２０分の条件が好ましい。次に、二次焼入れとして、７５０〜８５０℃に加熱保持し、油焼入れし、さらに焼戻しを行う。処理品のサイズ等が異なれば、適宜処理条件を変える。
【００３８】
浸炭抑制治具３０の使用は、一次焼入れとして、通常の浸炭焼入れ焼戻しを実施した上で、二次焼入れに浸炭抑制治具３０を使用してもよい。また、その逆に、一次焼入れに浸炭抑制治具３０を使用し、二次焼入れは通常の浸炭焼入れ焼戻しを実施してもよい。いずれの浸炭二次焼入れ焼戻しにおいても、トラニオンジャーナル９の円筒形外径面１０の焼入れ硬化層深さＨ１を深くとりながら、付根部９ａの焼入れ硬化層深さＨ２を浅くすることができる。
【００３９】
図８にトラニオンジャーナルの付根部の焼入れ硬化層の変形例を示す。図８は、図３と同様、図２のＡ−Ａ線で矢視した断面図である。本変形例では、付根部９ａの全周にわたって焼入れ硬化層Ｈ２が浅く設定されている。この場合は、浸炭抑制治具３０の形状および構造を付根部９ａの全周を覆うように適宜変更すれば良い。付根部９ａ以外の表面の焼入れ硬化層は図２と同じである。
【００４０】
次に本発明の第２の実施形態に係るトリポード型等速自在継手を図９〜図１４に基づいて説明する。図９はダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手の縦断面図であり、図１０は、図９のＫ−Ｋ線で矢視した一部断面を含む側面図で、１つのローラユニットのみ断面で示している。図９、図１０に示すように、トリポード型等速自在継手５１は、外側継手部材５２と、内側継手部材としてのトリポード部材５３と、トルク伝達部材としてのローラユニット５４とで主要部が構成されている。外側継手部材５２は、一端が開口したカップ状をなし、内周面に軸方向に延びる３本の直線状トラック溝５５が周方向等間隔に形成され、各トラック溝５５の両側には、円周方向に対向して配置され、それぞれ軸方向に延びるローラ案内面５６が形成されている。外側継手部材５２の内部には、トリポード部材５３とローラユニット５４が収容されている。
【００４１】
トリポード部材５３は、トラニオン胴部５３ａから半径方向に突出した３本のトラニオンジャーナル５７を有する。トリポード部材５３の中心孔５８に形成された雌スプライン７３にシャフト５９に形成された雄スプライン７４が嵌合し、止め輪６０により軸方向に固定されている。ローラユニット５４は、ローラであるアウタリング６１と、このアウタリング６１の内側に配置されてトラニオンジャーナル５７に外嵌されたインナリング６２と、アウタリング６１とインナリング６２との間に介在された多数の針状ころ６３とで主要部が構成されており、外側継手部材５２のトラック溝５５に収容されている。インナリング６２の内径面６２ａ（図９参照）は、インナリング６２の軸線を含む縦断面において円弧状凸面をなす。インナリング６２、針状ころ６３およびアウタリング６１からなるローラユニット５４は、ワッシャ６４、６５により分離しない構造となっている。
【００４２】
トリポード部材５３の各トラニオンジャーナル５７の外径面５７ａは、トラニオンジャーナル５７の軸線を含んだ縦断面においてストレート形状をなす。また、図９のＬ−Ｌ線で矢視した断面図である図１１に示すように、トラニオンジャーナル５７の外径面５７ａは、トラニオンジャーナル５７の軸線に直交する横断面において略楕円形状をなし、継手の軸線と直交する方向、すなわち長軸ａの方向でインナリング６２の内径面６２ａと接触し、継手の軸線方向、すなわち短軸ｂの方向でインナリング６２の内径面６２ａとの間に隙間ｍが形成されている。図１１では、分かりやすく図示するためにアウタリング６１とトラニオンジャーナル５７のハッチングを省略している。
【００４３】
このトリポード型等速自在継手５１では、トリポード部材５３のトラニオンジャーナル５７に装着されたローラユニット５４のアウタリング６１が、外側継手部材５２のトラック溝５５のローラ案内面５６上を転動する（図９、図１０参照）。トラニオンジャーナル５７の横断面が略楕円形状であるので、図１２に示すように、トリポード型等速自在継手５１が作動角を取ったとき、外側継手部材５２の軸線に対してトリポード部材５３の軸線は傾斜するが、ローラユニット５４はトリポード部材５３のトラニオンジャーナル５７の軸線に対して傾斜可能である。したがって、ローラユニット５４のアウタリング６１とローラ案内面５６とが斜交した状態になることを回避し、正しく転動するので、誘起スラストやスライド抵抗の低減を図ることができ、継手の低振動化を実現することができる。
【００４４】
特に、このトリポード型等速自在継手５１では、トラニオンジャーナル５７の外径面５７ａの横断面が略楕円形状であり、インナリング６２の内径面６２ａ（図１１参照）がインナリング６２の軸線を含む縦断面において円弧状凸面をなすので、トラニオンジャーナル５７の外径面５７ａとインナリング６２の内径面６２ａとが点接触に近い狭い面積で接触する。このため、ローラユニット５４とトラニオンジャーナル５７との傾斜運動において摩擦抵抗が極めて小さく、また、微小な伸縮運動に対してトラニオンジャーナル５７の外径面５７ａとインナリング６２の内径面６２ａとの間で転がり揺動するので、継手の低振動化が顕著であるという効果を有する。反面、トラニオンジャーナル５７の外径面５７ａとインナリング６２の内径面６２ａとの間の接触部の接触面積が小さいので、高負荷時に接触部の面圧が高くなることに対する対応が必要となる。
【００４５】
図１３は、図１０の３分の１の横断面におけるトリポード部材５３の焼入れ硬化層を示す図である。トラニオン胴部５３ａの中心孔５８には雌スプライン７３が形成されている。トリポード部材５３の全表面には、浸炭焼入れ焼戻しによる焼入れ硬化層が形成されている。
【００４６】
本実施形態においても、トリポード部材５３は、クロム鋼（例えば、ＳＣｒ４２０）やクロム・モリブデン鋼（例えば、ＳＣＭ４２０）等の肌焼き鋼からなる。図１３に示すように、トラニオンジャーナル５７の外径面５７ａの焼入れ硬化層Ｈ１を付根部５７ｂの焼入れ硬化層Ｈ２より深く形成している。外径面５７ａの焼入れ硬化層Ｈ１は、付根部９ａを除くトラニオン胴部５３ａ、スプライン７３、トラニオンジャーナル５７の半径方向の先端面５７ｃとほぼ均一に形成されている。第１の実施形態と同様に、完成品としてのトリポード部材５３は、外径面５７ａが研削加工や焼入れ鋼切削等で仕上げられるので、外径面５７ａの焼入れ硬化層Ｈ１は、トラニオン胴部５３ａ、スプライン７３および先端面５７ｃの焼入れ硬化層よりも研削等の取り代（０．１ｍｍ程度）だけ浅くなる。
【００４７】
図１３のＡ−Ａ線で矢視した付根部の断面図を図１４に示す。図１４（ａ）示すものは、Ｃ−Ｃ線のトルク負荷方向の部分のみ付根部５７ｂの焼入れ硬化層Ｈ２の深さＤ２を浅くしたものである。図１４（ｂ）に示すものは、付根部５７ｂの全周にわたって焼入れ硬化層Ｈ２が浅く設定されている。
【００４８】
本実施形態においても、トラニオンジャーナル５７の外径面５７ａの焼入れ硬化層Ｈ１の深さＤ１を深くとりながら、付根部５７ｂの焼入れ硬化層Ｈ２の深さＤ２を従来の付根部１３０ａの焼入れ硬化層ｈ２の深さｄ２と同等あるいはそれ以下にすることで、トラニオンジャーナル５７の外径面５７ａの変形剛性の向上（大きな面圧にも対応できる）と付根部５７ｂの耐久性（疲労強度）のバランスを両立させ、高トルク化に対応可能となる。
【００４９】
図１５に、トリポード部材の旋削完了品５３’のトラニオンジャーナル５７’の付根部５７ｂの浸炭を抑制する浸炭抑制治具３０’を示す。浸炭抑制治具３０’への旋削完了品５３’の設置要領や熱処理、焼入れ硬化層の硬度分布などは、第１の実施形態と同様であるので、第１の実施形態で説明した内容を準用し、説明を省略する。
【００５０】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００５１】
１、５１          トリポード型等速自在継手
２、５２          外側継手部材
３、５３          トリポード部材
４                球状ローラ
５                針状ころ
６                トラック溝
７                ローラ案内面
８                トラニオン胴部
９                トラニオンジャーナル
９ａ              付根部
１０              円筒形外径面
２０              シャフト
３０、３０’      浸炭抑制治具
５３ａ            トラニオン胴部
５４              ローラユニット
５５              トラック溝
５６              ローラ案内面
５７              トラニオンジャーナル
５７ａ            外径面
５７ｂ            付根部
５９              シャフト
６１              アウタリング
６２              インナリング
６３              針状ころ
Ｈ１、Ｈ２        焼入れ硬化層
Ｄ１、Ｄ２        有効硬化層深さ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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