JP2002372067A - Constant velocity universal coupling for propeller shaft - Google Patents

Constant velocity universal coupling for propeller shaft

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JP2002372067A
JP2002372067A JP2001183367A JP2001183367A JP2002372067A JP 2002372067 A JP2002372067 A JP 2002372067A JP 2001183367 A JP2001183367 A JP 2001183367A JP 2001183367 A JP2001183367 A JP 2001183367A JP 2002372067 A JP2002372067 A JP 2002372067A
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ball
less
constant velocity
velocity universal
track grooves
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Application number
JP2001183367A
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Japanese (ja)
Inventor
Akio Sakaguchi
明夫 坂口
Kikuo Maeda
喜久男 前田
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a constant velocity universal coupling for a propeller shaft having excellent heat-resistant dimensional stability, usable even under the operating condition of a large N-θ value and having excellent durability. SOLUTION: In this constant velocity universal coupling for the propeller shaft with a ball 4 interposed between an inner ring 1 and an outer ring 2, the outer ring 2 has a plurality of linear track grooves 9 axially extending on a cylindrical inner peripheral surface, and the inner ring 1 has a plurality of linear track grooves 8 on a convex outer peripheral surface opposedly to the track grooves 9 of the outer ring 2. Both track grooves 8, 9 are provided in cross arrangement, and the ball 4 is built in the cross part of the track grooves 8, 9. The ball 4 is held by the cage 3 arranged between the outer peripheral surface of the inner ring 1 and the inner peripheral surface of the outer ring 2. The ball 4 is formed of heat resistant steel, and the surface hardness after quenching or carbonitriding is 58HRC or more, and the maximum carbon substance dimension is 8 μm or less.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、主として自動車
のプロペラシャフトに用いられる等速自在継手に関す
る。
The present invention relates to a constant velocity universal joint mainly used for a propeller shaft of an automobile.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の等速自在継手として、内外輪の
トラック溝が互いに交叉したクロスグルーブ型の等速自
在継手がある。クロスグルーブ型継手では、トラック溝
の形状は楕円またはゴシックアーチ状とされ、ボール曲
率に対し接触点の曲率比が1.02〜1.05で、接触
角35〜45°のアンギュラコンタクトとなっている。
このため、内外輪のトラック溝底には、ボールを介した
状態で僅かな頂点隙間VC(Vertex Clearance)を持
っている。また、この等速自在継手では、ボールが内外
輪のトラック溝の交差部分でコントロールされ、しかも
軸方向に転がり易く、内外輪トラック溝・ボール間の隙
間(PCD隙間)を負隙間として、いわゆる予圧を与え
て使用できることから、主として高速回転性の良さが要
求されるプロペラシャフトに用いられている。
2. Description of the Related Art As a constant velocity universal joint of this type, there is a cross groove constant velocity universal joint in which track grooves of inner and outer rings cross each other. In the cross groove type joint, the shape of the track groove is an elliptical or gothic arch shape, the curvature ratio of the contact point to the ball curvature is 1.02 to 1.05, and the contact angle is 35 to 45 ° and the angular contact is formed. I have.
For this reason, a slight vertex clearance VC (Vertex Clearance) is provided at the bottom of the track groove of the inner and outer wheels with the ball interposed therebetween. Further, in this constant velocity universal joint, the ball is controlled at the intersection of the track grooves of the inner and outer rings, and it is easy to roll in the axial direction. Therefore, it is mainly used for a propeller shaft that requires good high-speed rotation.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このようなボール予圧
を付与したクロスグルーブ型等速自在継手では、その温
度上昇量(T)が回転数(N)と作動角(θ)に相関を
持つ。すなわち、回転数(N)×作動角(θ)の値であ
る回転数・角度値(N・θ)が大きくなるのに伴い、温
度上昇も高くなる特性を持っており、一般的には、この
回転数・角度値(N・θ)の限界値は、N・θ>20000
〜22000 が目安となっている。この限界回転数・角度値
(N・θ)を少しでも大きくすることが、クロスグルー
ブ型等速自在継手の課題となっている。通常、クロスグ
ルーブ型等速自在継手に使用するボールは、焼き入れ後
に約180℃で焼戻しされているが、限界回転数・角度
値(N・θ)を超えると、温度の影響によりボール組織
中の残留オーステナイトが変化し、寸法が大きくなる。
これに伴い、さらに予圧量が大きな状態になり、さらな
る等速自在継手の温度上昇を増長させ、著しいピーク温
度を示す。過去の例では、通常HRC60以上の硬さを
有するボールが、ピーク温度発生によって、運転後にH
RC40近くまで低下した事実もあった。
In such a cross-groove type constant velocity universal joint to which such a ball preload is applied, the temperature rise (T) has a correlation with the rotational speed (N) and the operating angle (θ). That is, as the number of rotations / angle value (N · θ), which is the value of the number of rotations (N) × the operating angle (θ), increases, the temperature rises. The limit value of the rotation speed / angle value (N · θ) is N · θ> 20000
~ 22000 is a guide. Increasing the limit rotational speed / angle value (N · θ) as much as possible is a problem of the cross groove constant velocity universal joint. Normally, the ball used for the cross groove type constant velocity universal joint is tempered at about 180 ° C. after quenching. Changes the retained austenite, and the size increases.
As a result, the preload amount is further increased, the temperature rise of the constant velocity universal joint is further increased, and a remarkable peak temperature is exhibited. In the past example, a ball having a hardness of typically HRC 60 or higher may have a H
In some cases, it dropped to near RC40.

【0004】このような課題を解決する手段として、焼
戻し温度を高くして耐熱寸法安定化処理したボールが提
案されている(特開2000−74082 号公報)。しかし、焼
戻し温度を高くすることによって、ボールが必然的に硬
度低下し、等速自在継手の耐久性を損ねるという新たな
課題が生じる。
As means for solving such a problem, there has been proposed a ball subjected to a heat treatment temperature stabilization treatment at a high tempering temperature (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-74082). However, increasing the tempering temperature inevitably lowers the hardness of the ball, causing a new problem of impairing the durability of the constant velocity universal joint.

【0005】また、従来のクロスグルーブ型等速自在継
手では、内外輪のトラック溝曲率が小さく、溝底頂点隙
間が僅かであるため、等速自在継手が温度上昇すると熱
変形によりボールが溝底当たりを生じ、潤滑剤の介在性
の悪化とも相まって、さらなる温度上昇を増長させると
いう課題もある。ボールの底当たりは、等速自在継手の
円滑な作動の妨げとなる。
In the conventional cross-groove type constant velocity universal joint, since the track groove curvature of the inner and outer rings is small and the gap at the groove bottom apex is small, when the temperature of the constant velocity universal joint rises, the ball is deformed due to thermal deformation. There is also a problem that a hit occurs and the temperature rise is further increased in combination with deterioration of the intervening property of the lubricant. The bottom contact of the ball hinders the smooth operation of the constant velocity universal joint.

【0006】この発明の目的は、耐熱寸法安定性に優
れ、回転数・角度値(N・θ値)の大きな運転条件下で
も使用可能で、かつ耐久性にも優れたプロペラシャフト
用等速自在継手を提供することである。この発明の他の
目的は、回転数・角度値(N・θ値)の大きな運転条件
下でもボールがトラック溝底と干渉することを低減で
き、また潤滑剤が介在し易く、抑温性能に優れたものと
することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a constant-speed universal propeller shaft which has excellent heat-resistant dimensional stability, can be used even under a large number of rotations and angle values (N.theta. Values), and has excellent durability. It is to provide a joint. Another object of the present invention is to reduce the possibility of the ball interfering with the bottom of the track groove even under a driving condition with a large number of rotations / angle value (N · θ value). It is to be excellent.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明のプロペラシャ
フト用等速自在継手は、円筒状内周面に軸方向に延びる
複数の直線状のトラック溝を有する外輪と、このトラッ
ク溝に対向する複数の直線状のトラック溝を凸球状外周
面に有する内輪とを備え、上記両トラック溝を互いに交
叉状の配置で設け、両トラック溝の交叉部分にボールを
組み込み、このボールを上記内輪の外周面と上記外輪の
内周面との間に配置したケージにより保持したプロペラ
シャフト用等速自在継手において、上記ボールが耐熱鋼
よりなり、焼入れまたは浸炭窒化処理され焼戻された構
成を有し、焼戻し処理後の表面硬さがHRC58以上で
あり、かつ最大の炭素物寸法が8μm以下であることを
特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A constant velocity universal joint for a propeller shaft according to the present invention comprises an outer ring having a plurality of linear track grooves extending in the axial direction on a cylindrical inner peripheral surface, and a plurality of opposing rings facing the track grooves. An inner ring having a linear track groove on the convex spherical outer peripheral surface, the two track grooves are provided in a crossed arrangement with each other, and a ball is incorporated in a crossing portion of the two track grooves. And a constant velocity universal joint for a propeller shaft held by a cage disposed between the outer ring and an inner peripheral surface of the outer ring, wherein the ball is made of heat-resistant steel, and has a configuration in which the ball is quenched or carbonitrided and tempered. The surface hardness after the treatment is HRC 58 or more, and the maximum carbonaceous material size is 8 μm or less.

【0008】耐熱鋼は、一般的な鋼材に比べて、高温下
における組織変化による寸法変化が少なく、表面硬さの
低下が小さい鋼種である。上記耐熱鋼としては、等速自
在継手に用いられる一般的な鋼材(例えば高炭素クロム
鋼等)と比べて、プロペラシャフト用のクロスグルーブ
型等速自在継手の運転中に生じる高温下において、耐熱
寸法安定性および高温軟化抵抗特性に優れたものである
ことが好ましい。このような耐熱鋼を用いることによ
り、その優れた耐熱寸法安定性のために、回転数・角度
値(N・θ値)が大きな運転条件下で継手温度が高くな
っても、高温によるボールの組織変化による寸法の増大
がなく、予圧量の増大による継手温度の急激な温度上昇
が避けられる。また、耐熱鋼を用いるため、ボールが高
温で軟化して耐久性が低下することが防止される。ボー
ルは上記耐熱鋼よりなり、焼入れまたは浸炭窒化処理に
より硬化処理されて焼戻されたものであって、焼戻し処
理後の表面硬さがHRC58以上であるため、ボールの
疲労寿命が長いものとなる。ボールの表面硬さと疲労寿
命とには相関が認められ、表面硬さが高いほど、疲労寿
命が長寿命を示す傾向にある。表面硬さがHRC58未
満になると、急激に疲労寿命が短くなる傾向にあり、ま
た寿命ばらつきが大きくなる。高温での寿命を改善し、
ばらつきを低減するためには、HRC58以上の硬度と
することが必要である。そこでHRC58以上と限定し
た。鋼材中の炭化物は、焼戻し処理時の硬さを維持させ
るとともに、ボールの疲労中の組織変化を抑制し、疲労
寿命の改善に効果を有する。この際、炭化物の最大寸法
とボール疲労寿命との関係については、大型の炭化物が
存在すると寿命が低下する傾向が認められ、最大寸法が
8μmを超える大きな炭化物が残存すると急激に寿命低
下が発生することが判った。このため、炭化物の最大寸
法を8μmに規定した。
[0008] Heat-resistant steel is a type of steel in which dimensional changes due to structural changes at high temperatures are small and surface hardness is small in comparison with general steel materials. As the above heat resistant steel, compared to general steel materials used for constant velocity universal joints (for example, high carbon chromium steel, etc.), heat resistant steel is used under a high temperature generated during operation of a cross groove type constant velocity universal joint for a propeller shaft. It is preferable to have excellent dimensional stability and high-temperature softening resistance. By using such heat-resistant steel, due to its excellent heat-resistant dimensional stability, even if the joint temperature becomes high under the operating conditions where the rotation speed and angle value (N · θ value) are large, the ball will not There is no increase in dimensions due to structural change, and a sharp rise in joint temperature due to an increase in the amount of preload can be avoided. In addition, the use of heat-resistant steel prevents the balls from softening at high temperatures and reducing the durability. The ball is made of the above-mentioned heat-resistant steel, is hardened by quenching or carbonitriding, and is tempered. Since the surface hardness after the tempering is HRC58 or more, the ball has a long fatigue life. . A correlation is recognized between the surface hardness of the ball and the fatigue life, and the higher the surface hardness, the longer the fatigue life tends to be. When the surface hardness is less than 58, the fatigue life tends to be rapidly shortened, and the life variation becomes large. Improves life at high temperatures,
In order to reduce the variation, it is necessary to have a hardness of HRC 58 or more. Therefore, it was limited to HRC 58 or more. The carbide in the steel material maintains the hardness during the tempering treatment, suppresses the structural change during the fatigue of the ball, and is effective in improving the fatigue life. At this time, regarding the relationship between the maximum size of the carbide and the ball fatigue life, the life tends to be reduced in the presence of a large carbide, and the life sharply decreases when a large carbide having a maximum size of more than 8 μm remains. It turns out. For this reason, the maximum size of the carbide is set to 8 μm.

【0009】この発明において、上記耐熱鋼は、合金元
素の含有量が質量%で、Cを0.6%以上1.3%以
下、Siを0.3%以上3.0%以下、Mnを0.2%
以上1.5%以下、Pを0.03以下、Sを0.03%
以下、Crを0.3%以上5.0%以下、Niを0.1
%以上3.0%以下、Alを0.050%以下、Tiを
0.003%以下、Oを0.0015%以下、Nを0.
015%以下含み、残部がFeおよび不可避不純物を有
するものとすることが好ましい。ボールの材質である耐
熱鋼の成分をこのようにすることにより、ボールの耐熱
寸法安定性が向上し、N・θ値の大きな運転条件下でも
使用が可能となる。高温焼き戻しによる表面硬さ低下の
程度も小さく、耐久性に優れたものとなる。また高温
(たとえば350℃)で焼戻し処理を施しても、HRC
58以上と高い硬度を得ることができる。このように高
温で焼戻し処理を施すことで残留オーステナイト量を少
なくできるため、高温環境下での寸法安定性を得ること
ができると共に、HRC58以上と高い硬度を得ること
ができる。このため、高温環境下での疲労寿命および耐
摩耗性を従来例より向上させることができる。
In the present invention, the heat-resistant steel has an alloying element content of mass%, C of 0.6% or more and 1.3% or less, Si of 0.3% or more and 3.0% or less, and Mn of 0.2%
1.5% or less, P is 0.03 or less, S is 0.03%
Hereinafter, Cr is 0.3% or more and 5.0% or less, and Ni is 0.1% or less.
% Or more, 3.0% or less, Al: 0.050% or less, Ti: 0.003% or less, O: 0.0015% or less, and N: 0.
015% or less, and the balance preferably contains Fe and inevitable impurities. By making the components of the heat-resistant steel, which is the material of the ball, in this way, the heat-resistant dimensional stability of the ball is improved, and the ball can be used under operating conditions with a large N · θ value. The degree of decrease in surface hardness due to high-temperature tempering is small, and the durability is excellent. Even when tempering is performed at a high temperature (for example, 350 ° C.), the HRC
High hardness of 58 or more can be obtained. Since the amount of retained austenite can be reduced by performing the tempering treatment at such a high temperature, dimensional stability in a high temperature environment can be obtained, and a high hardness of HRC 58 or more can be obtained. Therefore, the fatigue life and wear resistance in a high temperature environment can be improved as compared with the conventional example.

【0010】この発明において、上記内外輪のトラック
溝の断面形状を楕円またはゴシックアーチとし、少なく
とも内輪のトラック溝とボールとの接触点における溝曲
率半径とボールの半径との比率を、1.05〜1.10
とすることが好ましい。トラック溝の断面形状を楕円ま
たはゴシックアーチとすると、ボールは溝の両側面で点
接触することになる。この場合に、接触点における溝曲
率半径とボール半径との比率を1.05〜1.10の範
囲に規定することにより、一般的な比率である1.02
〜1.05(未満)としたものに比べて、トラック溝と
ボールの間の溝底頂点隙間が、例えば1.7〜1.9倍
と大きくなる。そのため、N・θ値の大きな運転条件下
であっても、継手温度の上昇による熱的変形によってボ
ールがトラック溝底に干渉することが緩和できる。ま
た、トラック溝の溝床に隙間が維持されるため、潤滑剤
が介在し易く、抑温性能に優れる。
In the present invention, the cross-sectional shape of the track grooves of the inner and outer rings is an ellipse or a gothic arch, and at least the ratio of the groove radius of curvature at the contact point between the inner groove track grooves and the ball to the ball radius is 1.05. ~ 1.10.
It is preferable that If the cross-sectional shape of the track groove is an ellipse or a gothic arch, the ball comes into point contact on both sides of the groove. In this case, by defining the ratio between the groove radius of curvature and the ball radius at the contact point in the range of 1.05 to 1.10.
The groove bottom apex gap between the track groove and the ball is, for example, 1.7 to 1.9 times larger than that of about 1.0 to less than (less than). Therefore, even under the operating condition with a large N · θ value, it is possible to reduce the interference of the ball with the bottom of the track groove due to the thermal deformation due to the rise in the joint temperature. Further, since the gap is maintained in the groove floor of the track groove, the lubricant is easily interposed, and the temperature suppressing performance is excellent.

【0011】この発明において、上記内外輪のトラック
溝のうち、少なくとも内輪のトラック溝と上記ボールと
の接触角を35〜45°としても良い。接触角が変わる
と、トラック溝とボールとの接触点が変わる。接触角
は、大き過ぎると接触点となる接触楕円がトラック溝の
肩部に乗り上げる恐れがあり、耐久性の面で好ましくな
い。小さ過ぎるとボールが溝底に干渉し易くなる。その
ため、通常、接触角は35〜45°の範囲とされる。こ
の接触角35〜45°の範囲において、上記のように接
触点における溝曲率半径とボールの半径との比率を1.
05〜1.10とした場合において、溝底頂点隙間が十
分に大きく得られ、N・θ値の大きな運転条件下でボー
ルがトラック溝底に干渉することが緩和できる。
In the present invention, of the track grooves of the inner and outer rings, the contact angle between at least the track groove of the inner ring and the ball may be 35 to 45 °. When the contact angle changes, the contact point between the track groove and the ball changes. If the contact angle is too large, a contact ellipse serving as a contact point may run on the shoulder of the track groove, which is not preferable in terms of durability. If it is too small, the ball tends to interfere with the groove bottom. Therefore, the contact angle is usually in the range of 35 to 45 °. In the range of the contact angle of 35 to 45 °, as described above, the ratio of the radius of curvature of the groove at the contact point to the radius of the ball is set to 1.
In the case where the ratio is from 0.05 to 1.10.

【0012】ボールの耐熱鋼における化学成分の限定理
由について説明する。 (1)Cの含有量(0.6%以上1.3%以下)につい
て。 Cはボールの強度を確保するために必須の元素であり、
所定の熱処理後の硬さを維持するためには0.6%以上
含有する必要があるため、C含有量の下限を0.6%に
限定した。また、上記のように炭化物がボールの疲労寿
命に重要な役割を与えるが、C含有量が1.3%を超え
て含有された場合、大型の炭化物が生成し、疲労寿命の
低下を生じることが判明したため、C含有量の上限を
1.3%に限定した。
The reasons for limiting the chemical components of the heat-resistant steel ball will be described. (1) About the content of C (0.6% or more and 1.3% or less). C is an essential element for securing the strength of the ball,
In order to maintain the hardness after a predetermined heat treatment, it is necessary to contain C in an amount of 0.6% or more. Therefore, the lower limit of the C content is limited to 0.6%. Further, as described above, the carbide plays an important role in the fatigue life of the ball. However, when the C content exceeds 1.3%, a large carbide is generated, and the fatigue life is reduced. Therefore, the upper limit of the C content was limited to 1.3%.

【0013】(2)Siの含有量(0.3%以上3.0
%以下)について。 Siは高温域での軟化を抑制し、ボールの耐熱性を改善
する作用があるため添加することが望ましい。しかし、
Si含有量が0.3%未満ではその効果が得られないた
め、Si含有量の下限を0.3%に限定した。また、S
i含有量の増加に伴って耐熱性は向上するが、3.0%
を超えて多量に含有させてもその効果が飽和するととも
に、熱間加工性や被削性の低下が生じるため、Si含有
量の上限を3.0%に限定した。
(2) Si content (0.3% or more and 3.0% or more)
% Or less). Si is desirably added because it has an effect of suppressing softening in a high temperature range and improving heat resistance of the ball. But,
Since the effect cannot be obtained if the Si content is less than 0.3%, the lower limit of the Si content is limited to 0.3%. Also, S
The heat resistance improves with the increase in the i content, but is 3.0%.
If the content exceeds a large amount, the effect is saturated and the hot workability and machinability are reduced. Therefore, the upper limit of the Si content is limited to 3.0%.

【0014】(3)Mnの含有量(0.2%以上1.5
%以下)について。 Mnは鋼を製造する際の脱酸に用いられる元素であると
ともに、焼入れ性を改善する元素であり、この効果を得
るためには0.2%以上添加する必要があるため、Mn
含有量の下限を0.2%に限定した。しかし、1.5%
を超えて多量に含有すると被削性が大幅に低下するた
め、Mn含有量の上限を1.5%に限定した。
(3) Mn content (from 0.2% to 1.5%)
% Or less). Mn is an element used for deoxidation in the production of steel and is an element that improves hardenability. To obtain this effect, it is necessary to add 0.2% or more of Mn.
The lower limit of the content was limited to 0.2%. But 1.5%
If the content exceeds a large amount, the machinability is greatly reduced. Therefore, the upper limit of the Mn content is limited to 1.5%.

【0015】(4)Pの含有量(0.03%以下)につ
いて。 Pは鋼のオーステナイト粒界に偏析し、靱性や転動疲労
寿命の低下を招くため、0.03%を含有量の上限とし
た。
(4) Regarding the content of P (0.03% or less). P segregates at the austenite grain boundaries of steel and causes a decrease in toughness and rolling fatigue life. Therefore, the upper limit of the content of P is set to 0.03%.

【0016】(5)Sの含有量(0.03%以下)につ
いて。 Sは鋼の熱間加工性を害し、鋼中で非金属介在物を形成
して靱性や疲労寿命を低下させるため、0.03%をS
含有量の上限とした。また、Sは前記のような有害な面
を持つ反面、被削性を向上させる効果も有しているた
め、可及的に少なくすることが望ましいが0.005%
までの含有であれば許容される。
(5) S content (0.03% or less). S impairs the hot workability of steel and forms nonmetallic inclusions in the steel to reduce toughness and fatigue life.
The upper limit of the content was set. In addition, S has a harmful surface as described above, but also has an effect of improving machinability. Therefore, it is desirable to reduce S as much as possible, but 0.005%
If it is contained up to, it is acceptable.

【0017】(6)Crの含有量(0.3%以上5.0
%以下)について。 Crは本発明の場合に重要な作用を果たす元素であり、
焼入れ性の改善と炭化物による硬さ確保と寿命改善との
ために添加される。所定の炭化物を得るためには0.3
%以上の添加が必要であるため、Cr含有量の下限を
0.3%に限定した。しかし、5.0%を超えて多量に
含有すると、大型の炭化物が生成し疲労寿命の低下が生
じるため、Cr含有量の上限を5.0%に限定した。
(6) Cr content (from 0.3% to 5.0)
% Or less). Cr is an element that plays an important role in the present invention,
It is added to improve hardenability, secure hardness by carbide and improve life. 0.3 to obtain the required carbide
%, The lower limit of the Cr content is limited to 0.3%. However, if it is contained in a large amount exceeding 5.0%, large-sized carbides are formed and the fatigue life is reduced, so the upper limit of the Cr content is limited to 5.0%.

【0018】(7)Alの含有量(0.050%以下)
について。 Alは鋼の製造時の脱酸剤として使用されるが、硬質の
酸化物系介在物を生成し疲労寿命を低下させるため低減
することが望ましい。また、0.050%を超えてAl
が多量に含有されると顕著な疲労寿命の低下が認められ
たため、Al含有量の上限を0.050%に限定した。
また、Al含有量を0.005%未満とするためには鋼
の製造コストの上昇が生じるため、Al含有量の下限を
0.005%に限定することが好ましい。
(7) Al content (less than 0.050%)
about. Although Al is used as a deoxidizing agent in the production of steel, it is desirable to reduce Al to form hard oxide-based inclusions and reduce the fatigue life. In addition, exceeding 0.050%
When a large amount of was contained, a noticeable decrease in fatigue life was observed, so the upper limit of the Al content was limited to 0.050%.
In addition, if the Al content is less than 0.005%, the production cost of steel increases, so the lower limit of the Al content is preferably limited to 0.005%.

【0019】(8)Tiの含有量(0.003%以
下)、Oの含有量(0.0015%以下)、Nの含有量
(0.015%以下)について。 Ti,O,およびNは、鋼中に酸化物、窒化物を形成し
非金属介在物として疲労破壊の起点となり疲労寿命を低
下させるため、Ti:0.003%、O:0.0015
%、N:0.015%を各元素の上限とした。
(8) Ti content (0.003% or less), O content (0.0015% or less), and N content (0.015% or less). Ti, O, and N form oxides and nitrides in the steel and serve as nonmetallic inclusions, which are the starting points of fatigue fracture and reduce the fatigue life. Therefore, Ti: 0.003%, O: 0.0015
%, N: 0.015% was set as the upper limit of each element.

【0020】(9)Niの含有量(0.1%以上3.0
%以下)について。 Niは本発明の場合に重要な作用を果たす元素であり、
特に高温環境下で使用された場合の疲労過程における組
織の変化を抑制し、また高温域での硬さの低下を抑制し
て疲労寿命を向上する効果を有する。加えて、Niは靱
性を改善して異物環境下での寿命を改善するとともに耐
食性の改善にも効果がある。このため、Niを0.1%
以上含有させる必要があるため、Ni含有量の下限を
0.1%に限定した。しかし、3.0%を超えて多量に
Niを含有すると、焼入れ処理時に多量の残留オーステ
ナイトが生成され所定の硬さが得られなくなり、また鋼
材コストが上昇するため、Ni含有量の上限を3.0%
に限定した。
(9) Ni content (0.1% or more and 3.0% or more)
% Or less). Ni is an element that plays an important role in the present invention,
Particularly, it has an effect of suppressing a change in the structure during a fatigue process when used in a high-temperature environment, and suppressing a decrease in hardness in a high-temperature region to thereby improve the fatigue life. In addition, Ni improves the toughness, improves the life under a foreign substance environment, and is effective in improving the corrosion resistance. Therefore, Ni is 0.1%
Therefore, the lower limit of the Ni content is limited to 0.1%. However, if a large amount of Ni is contained in excess of 3.0%, a large amount of retained austenite is generated during the quenching treatment, and a predetermined hardness cannot be obtained, and the cost of steel material increases. 0.0%
Limited to.

【0021】次に、ボールの焼戻し硬さおよび炭化物に
ついて言及する。 (10)焼戻し硬さ 高温域で使用される継手は使用環境下での寸法を安定さ
せるために、環境温度以上の温度で焼戻し処理を施され
ることが一般的である。本願発明者らは、焼戻し硬さと
温度環境200℃における疲労寿命に関する調査を行な
った結果、焼戻し硬さと疲労寿命とに相関が認められ、
焼戻し硬さが高いほど疲労寿命が長寿命を示す傾向にあ
ることを確認した。特に、焼戻し硬さが同一の場合に
は、焼戻し処理が高い温度で実施されたボールほど長寿
命であり、高温で焼戻しを施しても焼戻し硬さが高いボ
ールほど長寿命であることが見出された。さらには、焼
戻し処理後の硬さがHRC58未満になると、急激に寿
命が低下する傾向にあり、また寿命ばらつきが大きくな
ることが判明した。高温での寿命を改善し、ばらつきを
低減するためには、HCR58以上の硬さを維持するこ
とが必要であり、かつこの際の焼戻し温度は高いほど好
ましい。
Next, the temper hardness and carbide of the ball will be described. (10) Temper Hardness In order to stabilize the dimensions under the use environment, it is general that a joint used in a high temperature range is subjected to a temper treatment at a temperature equal to or higher than the environmental temperature. The present inventors have conducted a study on the tempering hardness and fatigue life at a temperature environment of 200 ° C. As a result, a correlation was found between the tempering hardness and the fatigue life,
It was confirmed that the higher the tempering hardness, the longer the fatigue life tends to be. In particular, when the tempering hardness is the same, it has been found that a ball whose tempering treatment is performed at a higher temperature has a longer life, and a ball whose tempering hardness is higher even at a high temperature has a longer life. Was done. Further, it has been found that when the hardness after the tempering treatment is less than HRC 58, the life tends to be sharply reduced, and the life variation increases. In order to improve the life at high temperature and reduce the variation, it is necessary to maintain a hardness of HCR 58 or more, and the tempering temperature at this time is preferably higher.

【0022】(11)炭化物 炭化物は焼戻し処理時の硬さを維持させるとともに、ボ
ール疲労中の組織変化を抑制し、疲労寿命の改善に効果
を有することが判明した。この際、ボールの表層から
0.1mm深さにおける炭化物の最大寸法と疲労寿命と
を調査した結果、大型の炭化物が存在すると寿命が低下
する傾向が認められ、最大寸法が8μmを超える大きな
炭化物が残存すると急激に寿命低下が発生することが明
らかになったため、炭化物の最大寸法を8μmに規定し
た。
(11) Carbide Carbide was found to have the effect of maintaining the hardness during the tempering treatment, suppressing the structural change during ball fatigue, and improving the fatigue life. At this time, as a result of investigating the maximum size of the carbide and the fatigue life at a depth of 0.1 mm from the surface layer of the ball, the life tends to be reduced in the presence of a large-sized carbide. Since it was found that the life would suddenly decrease when remaining, the maximum dimension of the carbide was set to 8 μm.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】この発明の一実施形態を図1ない
し図3と共に説明する。この実施形態のプロペラシャフ
ト用等速自在継手Aはクロスグルーブ型の等速自在継手
であって、内輪1と外輪2の間に、ケージ3により保持
された複数のボール4が介在し、内外輪1,2の軸線の
交わる角度が自由に変化して内外輪1,2間に回転を伝
えるものである。内輪1は自動車のプロペラシャフト5
に連結され、外輪2は駆動側回転体6にボルト7によっ
て連結される。駆動側回転体6はコンパニオンフランジ
からなり、トランスミッションの出力軸や、ディファレ
ンシャルの入力軸に連結される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The constant velocity universal joint A for a propeller shaft of this embodiment is a cross-groove type constant velocity universal joint in which a plurality of balls 4 held by a cage 3 are interposed between an inner ring 1 and an outer ring 2, and an inner and outer ring The angle at which the axes 1 and 2 intersect freely changes to transmit rotation between the inner and outer rings 1 and 2. Inner ring 1 is the propeller shaft 5 of the car
, And the outer ring 2 is connected to the drive-side rotating body 6 by bolts 7. The drive-side rotating body 6 is composed of a companion flange and is connected to an output shaft of a transmission and an input shaft of a differential.

【0024】内輪1は外周面が凸球状に形成され、外輪
2は内周面が円筒面状に形成されている。これら内輪1
および外輪2は、各々軸方向に延び軸線に対して互いに
逆方向に傾いて交叉状の配置とされた複数の直線状トラ
ック溝8,9を有する(図2参照)。両トラック溝8,
9は互いに対向しており、両トラック溝8,9間におけ
る両トラック溝8,9の交叉部分にボール4が負の隙間
で、すなわち予圧状態で組み込まれている。ケージ3
は、内輪1の外周面と外輪2の内周面との間に配置され
る部材であって、内輪1の外径面に応じた球面状のリン
グ状部材とされ、周方向複数箇所にポケット10が形成
され、各ポケット10内にボール4を保持している。
The inner ring 1 has an outer peripheral surface formed in a convex spherical shape, and the outer ring 2 has an inner peripheral surface formed in a cylindrical shape. These inner rings 1
The outer ring 2 has a plurality of linear track grooves 8 and 9 which extend in the axial direction and are inclined in directions opposite to each other with respect to the axis and arranged in a cross shape (see FIG. 2). Both track grooves 8,
Numerals 9 are opposed to each other, and the ball 4 is incorporated in the intersection of the track grooves 8, 9 between the track grooves 8, 9 with a negative gap, that is, in a preloaded state. Cage 3
Is a member disposed between the outer peripheral surface of the inner ring 1 and the inner peripheral surface of the outer ring 2, and is a spherical ring-shaped member corresponding to the outer diameter surface of the inner ring 1. 10 are formed and hold the ball 4 in each pocket 10.

【0025】外輪2の一側面には、支持筒11の後端部
に設けられたフランジ11aが前記ボルト7の締め付け
により固定され、その支持筒11の先端部とプロペラシ
ャフト5との間に、断面U字状のダイヤフラム12が設
けられている。このダイヤフラム12と、外輪2の他側
面で外径部が支持されたグリースカバー13とによっ
て、この等速自在継手Aの内部が密封され、内部に封入
されたグリース(図示せず)の漏洩を防止している。
On one side surface of the outer ring 2, a flange 11 a provided at the rear end of the support cylinder 11 is fixed by tightening the bolt 7, and between the tip of the support cylinder 11 and the propeller shaft 5. A diaphragm 12 having a U-shaped cross section is provided. The inside of the constant velocity universal joint A is sealed by the diaphragm 12 and the grease cover 13 having an outer diameter portion supported on the other side surface of the outer race 2, and leakage of grease (not shown) sealed therein is prevented. Preventing.

【0026】この実施形態のプロペラシャフト用等速自
在継手Aは、上記構成において、ボール4が、耐熱鋼よ
りなり、焼入れまたは浸炭窒化処理され焼戻された構成
を有し、焼戻し処理後の表面硬さがHRC58以上であ
り、かつ最大の炭素物寸法が8μm以下である。ボール
4の材質である耐熱鋼は、合金元素の含有量が、質量%
で、Cを0.6%以上1.3%以下、Siを0.3%以
上3.0%以下、Mnを0.2%以上1.5%以下、P
を0.03以下、Sを0.03%以下、Crを0.3%
以上5.0%以下、Niを0.1%以上3.0%以下、
Alを0.050%以下、Tiを0.003%以下、O
を0.0015%以下、Nを0.015%以下含み、残
部がFeおよび不可避不純物を有する鋼材とされてい
る。この化学組成を有する耐熱鋼であって、焼き戻し温
度は例えば200〜300℃とし、表面硬さをHRC5
8以上とする。この耐熱鋼における各化学成分の限定理
由は、前述の通りである。
The constant velocity universal joint A for a propeller shaft according to this embodiment has a structure in which the ball 4 is made of heat-resistant steel, quenched or carbonitrided and tempered, and the surface after tempering Hardness is HRC 58 or more, and maximum carbonaceous material size is 8 μm or less. The heat-resisting steel, which is the material of the ball 4, has an alloying element content of
C is 0.6% or more and 1.3% or less, Si is 0.3% or more and 3.0% or less, Mn is 0.2% or more and 1.5% or less, P
0.03% or less, S 0.03% or less, Cr 0.3%
Not less than 5.0%, Ni is not less than 0.1% and not more than 3.0%,
Al: 0.050% or less, Ti: 0.003% or less, O
Is 0.0015% or less, N is 0.015% or less, and the balance is Fe and steel having unavoidable impurities. A heat-resistant steel having this chemical composition, with a tempering temperature of, for example, 200 to 300 ° C. and a surface hardness of HRC5
8 or more. The reasons for limiting each chemical component in this heat-resistant steel are as described above.

【0027】ボール4の材質である耐熱鋼は、上記化学
成分を持つものにおいて、より好ましくは、質量%で、
0.05%以上0.25%未満のMoおよび0.05%
以上1.0%以下のVの少なくとも一種をさらに含んで
いるものとすることが好ましい。これにより、さらに異
物混入環境下および高温環境下における疲労寿命を向上
させることができ、かつ焼戻し処理後の硬度を向上させ
ることができる。
The heat-resistant steel which is the material of the ball 4 has the above-mentioned chemical composition, and more preferably, in mass%,
Mo of at least 0.05% and less than 0.25% and 0.05%
It is preferable to further contain at least one of V of 1.0% or less. Thereby, the fatigue life in a foreign substance mixed environment and a high temperature environment can be further improved, and the hardness after tempering can be improved.

【0028】この追加の化学成分の限定理由について説
明する。 (12)Moの含有量(0.05%以上0.25%未
満)について。 Moは鋼の焼入れ性を改善するとともに、炭化物中に固
溶することによって焼戻し処理時の軟化を防止する効果
がある。特に、Moは高温域における疲労寿命を改善す
る作用が見出されたため添加されている。しかし、0.
25%以上と多量にMoを含有させると鋼材コストが上
昇するとともに、機械加工を容易にするための軟化処理
時に硬さが低下せず被削性が大幅に劣化してしまうた
め、Mo含有量を0.25%未満に限定した。またMo
の含有量が0.05%未満では炭化物形成に効果がない
ため、Mo含有量の下限を0.05%に限定した。
The reason for limiting the additional chemical component will be described. (12) Mo content (0.05% or more and less than 0.25%). Mo has the effect of improving the hardenability of steel and preventing softening during tempering by forming a solid solution in carbide. In particular, Mo has been found to have an effect of improving the fatigue life in a high-temperature range, and is therefore added. However, 0.
When Mo is contained in a large amount of 25% or more, the cost of steel material increases, and the machinability is greatly deteriorated without a decrease in hardness at the time of softening treatment for facilitating machining. Was limited to less than 0.25%. Also Mo
If the content of is less than 0.05%, there is no effect on carbide formation, so the lower limit of the Mo content was limited to 0.05%.

【0029】(13)Vの含有量(0.05%以上1.
0%以下)について。 Vは炭素と結合して微細な炭化物を析出し、結晶粒の微
細化を促進し強度・靱性を改善する効果を有するととも
に、Vの含有によって鋼材の耐熱性を改善し、高温焼戻
し後の軟化を抑制し、転動疲労寿命を改善し、寿命のば
らつきを減少させる作用を示す。この効果が得られるV
の含有量が0.05%以上であるため、V含有量の下限
を0.05%に限定した。しかし、1.0%を超えて多
量にVを含有すると、被削性、熱間加工性が低下するた
め、V含有量の上限を1.0%に限定した。
(13) V content (0.05% or more;
0% or less). V combines with carbon to precipitate fine carbides, promotes the refinement of crystal grains, and has the effect of improving strength and toughness. The addition of V improves the heat resistance of steel materials and softens after high-temperature tempering. To suppress rolling, improve rolling fatigue life, and reduce life variability. V at which this effect is obtained
Is 0.05% or more, so the lower limit of the V content is limited to 0.05%. However, when V is contained in a large amount exceeding 1.0%, machinability and hot workability are reduced, so the upper limit of the V content is limited to 1.0%.

【0030】この構成のプロペラシャフト用等速自在継
手によると、ボール4の材質として用いられる上記耐熱
鋼が、耐熱寸法安定性および高温軟化抵抗特性に優れた
鋼材であり、従来品に比べて高温下における寸法変化が
少なく硬さ低下も小さい。これにより、この等速自在継
手Aでは、ボール4の耐熱寸法安定性が従来品に比べて
向上するので、N・θ値の大きな運転条件下でも使用可
能となる。しかも、高温焼き戻しによる硬さ低下の度合
いを小さくできるので、従来品に比べて耐久性も向上す
る。
According to the constant velocity universal joint for a propeller shaft having this configuration, the heat-resistant steel used as the material of the ball 4 is a steel material excellent in heat-resistant dimensional stability and high-temperature softening resistance. The dimensional change underneath is small and the decrease in hardness is also small. As a result, in the constant velocity universal joint A, the heat resistance dimensional stability of the ball 4 is improved as compared with the conventional product, so that the ball 4 can be used even under an operating condition having a large N · θ value. In addition, the degree of hardness reduction due to high-temperature tempering can be reduced, so that durability is improved as compared with conventional products.

【0031】また、内外輪1,2のトラック溝8,9
は、その形状を図3に示すようにゴシックアーチとする
と共に、少なくとも内輪1のトラック溝8とボール4と
の接触点における溝曲率半径とボール4の半径Rとの比
率を、1.05〜1.10としている。この例では、外
輪2のトラック溝9とボール4との接触点における溝曲
率半径とボール4の半径Rとの比率も、1.05〜1.
10としている。なお、トラック溝8,9の形状は、ゴ
シックアーチに代えて楕円としても良い。
The track grooves 8, 9 of the inner and outer rings 1, 2 are provided.
Has a shape of a gothic arch as shown in FIG. 3 and at least a ratio of a groove curvature radius at a contact point between the track groove 8 of the inner ring 1 and the ball 4 to a radius R of the ball 4 is 1.05 to 1.05. 1.10. In this example, the ratio between the radius of curvature of the groove 4 at the contact point between the track groove 9 of the outer race 2 and the ball 4 and the radius R of the ball 4 is also 1.05-1.
It is assumed to be 10. In addition, the shape of the track grooves 8 and 9 may be an ellipse instead of the gothic arch.

【0032】また、この実施形態では、トラック溝8,
9についての緒元を、従来品に比べて、表1のように異
ならせている。これにより、トラック溝8,9とボール
4の間の溝底頂点隙間VCが従来品に比べて1.7〜
1.9倍になり、N・θ値の大きな運転条件下でもボー
ル4がトラック溝8,9の底と干渉することを回避する
ことができる。また、トラック溝8,9の底に隙間がで
きるので、潤滑剤が介在し易く、抑温性能が向上する。
In this embodiment, the track grooves 8,
The specifications of 9 are different from those of the conventional product as shown in Table 1. Thereby, the groove bottom apex gap VC between the track grooves 8, 9 and the ball 4 is 1.7 to 1.7 times smaller than that of the conventional product.
As a result, the ball 4 can be prevented from interfering with the bottoms of the track grooves 8 and 9 even under an operating condition having a large N · θ value. In addition, since a gap is formed at the bottom of the track grooves 8, 9, the lubricant is easily interposed, and the temperature suppressing performance is improved.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】なお、ゴシックアーチのトラック溝8,9
の場合の溝・ボール間の溝底頂点隙間VCは、ボール半
径(r)とトラック溝接触率(ψ)及び接触角αで幾何
的に定まるが、接触角αが小,接触率ψが小の時に最小
となり、接触角αが大,接触率ψが大の時に最大とな
る。なお、接触率が大きい場合は、トラック溝内面の面
圧が高くなるが、その一方でトラック肩接触楕円の乗り
上げに対して有利となる。プロペラシャフトの場合、低
トルク,高回転であるため、トラック溝内面の面圧は問
題とならない。そのため、プロペラシャフト用等速自在
継手では、接触率は大きくすることが有利な場合が多
い。
The track grooves 8, 9 of the Gothic arch
In the case of the above, the groove bottom vertex gap VC between the groove and the ball is geometrically determined by the ball radius (r), the track groove contact ratio (ψ) and the contact angle α, but the contact angle α is small and the contact ratio 小 is small. , And becomes maximum when the contact angle α is large and the contact ratio ψ is large. When the contact ratio is large, the surface pressure on the inner surface of the track groove is increased, but it is advantageous for running over the track shoulder contact ellipse. In the case of a propeller shaft, since the torque is low and the rotation is high, the surface pressure on the inner surface of the track groove does not matter. Therefore, in the constant velocity universal joint for a propeller shaft, it is often advantageous to increase the contact ratio.

【0035】なお、この発明とは異なるが、上記ボール
4における上記耐熱鋼の材質は、クロスグルーブ型のも
のに限らず、例えば図4および図5に各種の例を示すよ
うに、内輪1と外輪2との間にボール4,4Dが介在
し、内外輪1,2の軸線の交わる角度が自由に変化して
回転を伝える形式のプロペラシャフト用等速自在継手に
適用することができる。
Although different from the present invention, the material of the heat resistant steel in the ball 4 is not limited to the cross groove type. For example, as shown in various examples in FIGS. The present invention can be applied to a constant velocity universal joint for a propeller shaft in which balls 4 and 4D are interposed between the outer ring 2 and the angle at which the axes of the inner and outer rings 1 and 2 intersect freely to transmit rotation.

【0036】図4の例は、いわゆるバーフィールド型の
等速自在継手である。同図の等速自在継手Bは、内輪1
の外径面および外輪2の内径面がいずれも球面状とさ
れ、これら内外輪1,2のトラック溝8A,9Aは、い
ずれも軸線に平行とされ、その溝底は、軸方向に沿う断
面形状が円弧状とされている。その他の構成は、図1の
実施形態と同じである。
The example shown in FIG. 4 is a so-called bar field type constant velocity universal joint. The constant velocity universal joint B shown in FIG.
The inner diameter of the outer ring 2 and the inner diameter of the outer ring 2 are both spherical, and the track grooves 8A and 9A of the inner and outer rings 1 and 2 are all parallel to the axis, and the groove bottom has a cross section along the axial direction. The shape is an arc shape. Other configurations are the same as the embodiment of FIG.

【0037】図5の例は、いわゆるダブルオフセット型
の等速自在継手である。同図の等速自在継手Cは、内輪
1および外輪2に設けられたトラック溝8C,9Cが、
軸線に平行な直線状とされている。ケージ3は、ボール
4の動きを制御する役目を果しているが、ボール4を転
がり易くするために、内径面に円筒面部を形成してあ
る。すなわち、ケージ3の内径面は、軸方向の両側部分
が互いに球心位置のオフセットされた球面部とされ、両
球面部の間が円筒面部とされている。その他の構成は図
1の例と同じである。
The example shown in FIG. 5 is a so-called double offset type constant velocity universal joint. In the constant velocity universal joint C shown in the figure, the track grooves 8C and 9C provided in the inner ring 1 and the outer ring 2
It is a straight line parallel to the axis. The cage 3 plays a role of controlling the movement of the ball 4, but has a cylindrical surface portion formed on the inner diameter surface to make the ball 4 easily roll. In other words, the inner diameter surface of the cage 3 is configured such that both side portions in the axial direction are spherical portions whose spherical center positions are offset from each other, and the space between the two spherical portions is a cylindrical surface portion. Other configurations are the same as those in the example of FIG.

【0038】[0038]

【発明の効果】この発明のプロペラシャフト用等速自在
継手は、クロスグルーブ型の等速自在継手において、ボ
ールが耐熱鋼よりなり、焼入れまたは浸炭窒化処理され
焼戻された構成を有し、焼戻し処理後の表面硬さを58
HRC以上とし、かつ最大の炭素物寸法を8μm以下と
したため、耐熱寸法安定性に優れ、N・θ値の大きな運
転条件下でも使用可能とすることができ、かつ耐久性に
も優れたものとなる。特に、ボールの耐熱鋼の材質を請
求項2の材質とした場合は、ボールの耐熱寸法安定性が
良く、また高温焼き戻しによる表面硬さ低下の程度も小
さく、HRC58以上と高い硬度を実現することがで
き、耐久性にも優れたものとなる。内外輪のトラック溝
の形状を楕円またはゴシックアーチとし、少なくとも内
輪のトラック溝と上記ボールとの接触点における溝曲率
半径とボールの半径との比率を、1.05〜1.10と
した場合は、トラック溝とボールの間の溝底頂点隙間が
従来例に比べて大きくなり、N・θ値の大きな運転条件
下でもボールがトラック溝底に干渉することを緩和でき
る。また、潤滑剤が溝底に介在し易く、抑温性能も向上
させることができる。
The constant velocity universal joint for a propeller shaft according to the present invention is a cross-groove type constant velocity universal joint having a structure in which balls are made of heat-resistant steel, quenched or carbonitrided, and tempered. The surface hardness after treatment is 58
HRC or more, and the maximum carbon material size is 8 μm or less, so it has excellent heat resistance dimensional stability, can be used even under operating conditions with large N · θ values, and has excellent durability. Become. In particular, when the material of the heat-resisting steel of the ball is the material of claim 2, the ball has good heat-resistant dimensional stability, a small reduction in surface hardness due to high-temperature tempering, and a high hardness of 58 or more HRC. And excellent durability. When the shape of the track grooves of the inner and outer rings is an ellipse or a gothic arch, and at least the ratio of the radius of curvature of the grooves at the contact point between the track grooves of the inner ring and the ball and the radius of the ball is 1.05 to 1.10. In addition, the groove bottom apex gap between the track groove and the ball becomes larger than that of the conventional example, so that the ball can be prevented from interfering with the track groove bottom even under an operation condition having a large N · θ value. Further, the lubricant easily intervenes at the groove bottom, and the temperature suppressing performance can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施形態にかかる等速自在継手の
破断正面図である。
FIG. 1 is a cutaway front view of a constant velocity universal joint according to an embodiment of the present invention.

【図2】同等速自在継手の内外輪を展開図で示すトラッ
ク溝の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view of track grooves showing inner and outer races of the equivalent speed universal joint in a developed view.

【図3】同等速自在継手の一部を拡大して示す断面図で
ある。
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a part of an equivalent speed universal joint.

【図4】提案例にかかる等速自在継手の破断正面図であ
る。
FIG. 4 is a cutaway front view of a constant velocity universal joint according to a proposal example.

【図5】他の提案例にかかる等速自在継手の破断正面図
である。
FIG. 5 is a cutaway front view of a constant velocity universal joint according to another proposed example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…内輪 2…外輪 3…ケージ 4…ボール 5…プロペラシャフト 8,9…トラック溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inner ring 2 ... Outer ring 3 ... Cage 4 ... Ball 5 ... Propeller shaft 8, 9 ... Track groove

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 円筒状内周面に軸方向に延びる複数の直
線状のトラック溝を有する外輪と、このトラック溝に対
向する複数の直線状のトラック溝を凸球状外周面に有す
る内輪とを備え、上記両トラック溝を互いに交叉状の配
置で設け、両トラック溝の交叉部分にボールを組み込
み、このボールを上記内輪の外周面と上記外輪の内周面
との間に配置したケージにより保持したプロペラシャフ
ト用等速自在継手において、 上記ボールが耐熱鋼よりなり、焼入れまたは浸炭窒化処
理され焼戻された構成を有し、焼戻し処理後の表面硬さ
がHRC58以上であり、かつ最大の炭素物寸法が8μ
m以下であることを特徴とするプロペラシャフト用等速
自在継手。
1. An outer ring having a plurality of linear track grooves extending in the axial direction on a cylindrical inner peripheral surface, and an inner ring having a plurality of linear track grooves opposed to the track grooves on a convex spherical outer peripheral surface. The two track grooves are provided in an intersecting arrangement with each other, a ball is incorporated in a crossing portion of the two track grooves, and the ball is held by a cage arranged between the outer peripheral surface of the inner race and the inner peripheral surface of the outer race. In the constant velocity universal joint for a propeller shaft, the ball is made of heat-resistant steel, has a configuration of being tempered by quenching or carbonitriding, has a surface hardness after tempering of HRC 58 or more, and has a maximum carbon Object size is 8μ
m, a constant velocity universal joint for a propeller shaft.
【請求項2】 上記耐熱鋼は、合金元素の含有量が質量
%で、Cを0.6%以上1.3%以下、Siを0.3%
以上3.0%以下、Mnを0.2%以上1.5%以下、
Pを0.03以下、Sを0.03%以下、Crを0.3
%以上5.0%以下、Niを0.1%以上3.0%以
下、Alを0.050%以下、Tiを0.003%以
下、Oを0.0015%以下、Nを0.015%以下含
み、残部がFeおよび不可避不純物を有する鋼材である
請求項1に記載のプロペラシャフト用等速自在継手。
2. The heat-resistant steel according to claim 1, wherein the content of alloying elements is% by mass, C is 0.6% or more and 1.3% or less, and Si is 0.3% or less.
Not less than 3.0%, Mn is not less than 0.2% and not more than 1.5%,
P is 0.03 or less, S is 0.03% or less, and Cr is 0.3
% To 5.0%, Ni is 0.1% to 3.0%, Al is 0.050% or less, Ti is 0.003% or less, O is 0.0015% or less, and N is 0.015%. %. The constant velocity universal joint for a propeller shaft according to claim 1, wherein the steel is a steel material containing Fe and unavoidable impurities.
【請求項3】 上記内外輪のトラック溝の断面形状を楕
円またはゴシックアーチとし、少なくとも内輪のトラッ
ク溝と上記ボールとの接触点における溝曲率半径とボー
ルの半径との比率を、1.05〜1.10とした請求項
1または請求項2に記載のプロペラシャフト用等速自在
継手。
3. The cross-sectional shape of the track grooves of the inner and outer rings is an ellipse or a gothic arch, and at least the ratio of the groove radius of curvature and the ball radius at the contact point between the track grooves of the inner ring and the ball is 1.05 to 1.05. 3. The constant velocity universal joint for a propeller shaft according to claim 1, wherein the constant velocity universal joint is 1.10.
【請求項4】 上記内外輪のトラック溝のうち、少なく
とも内輪のトラック溝と上記ボールとの接触角を35〜
45°とした請求項1ないし請求項3のいずれかに記載
のプロペラシャフト用等速自在継手。
4. A contact angle between at least a track groove of the inner race and a track groove of the inner race of the inner and outer races is set to 35 to
The constant velocity universal joint for a propeller shaft according to any one of claims 1 to 3, wherein the angle is 45 °.
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