JP2010043691A - Constant velocity universal joint and method for manufacturing the same - Google Patents

Constant velocity universal joint and method for manufacturing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2010043691A
JP2010043691A JP2008207865A JP2008207865A JP2010043691A JP 2010043691 A JP2010043691 A JP 2010043691A JP 2008207865 A JP2008207865 A JP 2008207865A JP 2008207865 A JP2008207865 A JP 2008207865A JP 2010043691 A JP2010043691 A JP 2010043691A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cage
quenching
velocity universal
joint member
constant velocity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2008207865A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Fukuda
真昭 福田
Kazuhiko Yoshida
和彦 吉田
Hirokazu Oba
浩量 大場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Priority to JP2008207865A priority Critical patent/JP2010043691A/en
Publication of JP2010043691A publication Critical patent/JP2010043691A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a constant velocity universal joint capable of surely restraining reduction in the service life of a cutting tool even in intermittent hardened steel cutting, by reducing a burden imposed on the cutting tool when cutting a surface of a cage and an inner ring after a quenching process, and to provide a method for manufacturing the constant velocity universal joint. <P>SOLUTION: The cage 5 is provided by forming a decarbonization layer on a surface of a specific part and an unspecific part by carburization quenching. This decarbonization layer is cut and removed by using the cutting tool in the specific part (a ball interfering surface 23 of a pocket 7, a surface 22 interfering with the inner ring and a surface 21 interfering with an outer ring). The pocket 7 is formed in the cage 5 by press working. The cutting tool used when cutting the ball interference surface 23 of this pocket 7 and the cutting tool used when cutting and removing the decarbonization layer, are used in the same. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車や各種産業機械の動力伝達系において使用される等速自在継手の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a constant velocity universal joint used in power transmission systems of automobiles and various industrial machines.

等速自在継手は、角度変位のみを許容する固定型等速自在継手と、角度変位および軸方向変位を許容する摺動型等速自在継手とに大別される。   Constant velocity universal joints are roughly classified into fixed type constant velocity universal joints that allow only angular displacement and sliding type constant velocity universal joints that allow angular displacement and axial displacement.

固定型等速自在継手は、例えば、自動車のハンドルの回転力を車輪に伝達するステアリングシャフトに使用される。一方、摺動型等速自在継手は、エンジンからの動力を車輪に伝達するドライブシャフトに使用される。固定型等速自在継手としては、バーフィールド型等速自在継手(BJ)や、このBJの最大作動角を大きくしたアンダーカットフリー型等速自在継手(UJ)が広く知られている。なお、摺動型等速自在継手としては、ダブルオフセット型等速自在継手(DOJ)や、クロスクルーブ型等速自在継手(LJ)や、トリポード型等速自在継手(TJ)などが広く知られている。   The fixed type constant velocity universal joint is used, for example, in a steering shaft that transmits a rotational force of a steering wheel of an automobile to a wheel. On the other hand, the sliding type constant velocity universal joint is used for a drive shaft that transmits power from an engine to wheels. As a fixed type constant velocity universal joint, a Barfield type constant velocity universal joint (BJ) and an undercut free constant velocity universal joint (UJ) in which the maximum operating angle of the BJ is increased are widely known. In addition, as a sliding type constant velocity universal joint, a double offset type constant velocity universal joint (DOJ), a cross-clave type constant velocity universal joint (LJ), a tripod type constant velocity universal joint (TJ), etc. are widely known. It has been.

図9に摺動型等速自在継手の一つであるダブルオフセット型等速自在継手(DOJ)を例示する。この等速自在継手101は、一端に開口部を有する外輪(外側継手部材)102と、内輪(内側継手部材)103と、ボール104と、筒状のケージ105とを主要部とする。内輪103と、ボール104と、ケージ105は、外輪102の内部に収容配置されて、内部部品106を構成している。   FIG. 9 illustrates a double offset type constant velocity universal joint (DOJ) which is one of sliding type constant velocity universal joints. The constant velocity universal joint 101 includes an outer ring (outer joint member) 102 having an opening at one end, an inner ring (inner joint member) 103, a ball 104, and a cylindrical cage 105 as main parts. The inner ring 103, the ball 104, and the cage 105 are accommodated and arranged in the outer ring 102 and constitute an internal part 106.

外輪102の円筒状の内周面には、断面が直線状をなすトラック溝108が円周方向に沿って複数本形成されている。また、内輪103の外球面には、断面が直線状をなすトラック溝109が円周方向に沿って複数本形成されている。外輪102のトラック溝108と内輪103のトラック溝109との間にはボール104が1個ずつ介在され、これらのボール104は、外輪102と内輪103との間に配置されたケージ105のポケット107で保持されている。   A plurality of track grooves 108 having a linear cross section are formed on the cylindrical inner peripheral surface of the outer ring 102 along the circumferential direction. A plurality of track grooves 109 having a linear cross section are formed on the outer spherical surface of the inner ring 103 along the circumferential direction. One ball 104 is interposed between the track groove 108 of the outer ring 102 and the track groove 109 of the inner ring 103, and these balls 104 are pockets 107 of the cage 105 disposed between the outer ring 102 and the inner ring 103. Is held by.

内輪103の中心孔111にはシャフト110が挿入されてスプライン嵌合されている。シャフト110は、内輪103の中心孔111との間に介在されたサークリップ112により、中心孔111から軸方向に抜け出るのが防止されている。   A shaft 110 is inserted into the center hole 111 of the inner ring 103 and is spline-fitted. The shaft 110 is prevented from coming out of the center hole 111 in the axial direction by a circlip 112 interposed between the shaft 110 and the center hole 111 of the inner ring 103.

内部部品106は、外輪102の開口端部114に内嵌されたサークリップ113により、外輪102の開口端部114から外部へ軸方向に抜け出るのが防止されている。   The inner part 106 is prevented from coming out from the opening end 114 of the outer ring 102 in the axial direction by a circlip 113 fitted into the opening end 114 of the outer ring 102.

ケージ105は、図10に拡大して示すように、大径部120と小径部121とからなる形状をなす。大径部120の外表面120aは、外輪102の円筒状内周面と接触して等速自在継手101の作動を制御するため、強度を確保する必要がある。そのため、大径部120の外表面120a(内表面122は未加工)のみ、ソフト加工(焼入れ処理前の旋削加工)の後、焼入れ処理して切削加工されている(ハード加工)。一方、小径部121の外表面121bおよび内表面123は、ソフト加工後は未加工とされている(特許文献1参照)。
特開2007−71394号公報
The cage 105 has a shape composed of a large-diameter portion 120 and a small-diameter portion 121 as shown in an enlarged view in FIG. Since the outer surface 120a of the large-diameter portion 120 contacts the cylindrical inner peripheral surface of the outer ring 102 to control the operation of the constant velocity universal joint 101, it is necessary to ensure strength. Therefore, only the outer surface 120a of the large-diameter portion 120 (the inner surface 122 is not processed) is subjected to quenching and cutting (hard processing) after soft processing (turning before quenching). On the other hand, the outer surface 121b and the inner surface 123 of the small diameter portion 121 are not processed after the soft processing (see Patent Document 1).
JP 2007-71394 A

さて、特許文献1に開示されている等速自在継手の製造方法は、ケージの加工時において、焼入れ処理を行った上で切削するのは、ケージ全体ではなく、大径部120の外表面120aのみとするため、切削工具(手動の切削道具、切削機械など)による切削回数を低減することができる。そのため、切削工具の寿命が低下するのを抑えることができる。   In the method of manufacturing a constant velocity universal joint disclosed in Patent Document 1, the outer surface 120a of the large-diameter portion 120 is not the entire cage, but the outer surface 120a of the large-diameter portion 120 that is cut after quenching when the cage is processed. Therefore, the number of times of cutting with a cutting tool (manual cutting tool, cutting machine, etc.) can be reduced. Therefore, it can suppress that the lifetime of a cutting tool falls.

しかし、上記の場合、焼入れ処理により硬度が向上した部位(HRCが60以上)を切削工具で切削することになるため、特にケージのようなポケットによる断続的な切削の場合、一回の切削で切削工具にかかる負担が増大し、切削工具の寿命低下に繋がる。なお、内輪103も、その外球面を焼入れ処理して切削することが知られているが、この場合も、一回の切削で切削工具に加わる負担が大きく、切削工具の寿命低下に繋がる。   However, in the above case, since the portion whose hardness has been improved by the quenching process (HRC of 60 or more) is cut with a cutting tool, in particular, in the case of intermittent cutting with a pocket such as a cage, it is possible to perform a single cutting. The burden on the cutting tool increases, leading to a reduction in the life of the cutting tool. It is known that the inner ring 103 is also cut by quenching the outer spherical surface, but in this case as well, the burden imposed on the cutting tool by one cutting is large, leading to a reduction in the life of the cutting tool.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、焼入れ処理後のケージや内輪の表面を切削する際に切削工具にかかる負担を低減して、断続的な焼入れ鋼切削においても切削工具の寿命が低下するのを確実に抑えることができる等速自在継手およびその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and reduces the burden on the cutting tool when cutting the surface of the cage and the inner ring after the quenching treatment, so that the cutting tool can be cut even in intermittent quenching steel cutting. An object of the present invention is to provide a constant velocity universal joint and a method for manufacturing the same that can surely suppress a decrease in life.

上記の課題を解決するため本発明の等速自在継手は、少なくとも一方に開口部を有する外側継手部材と、その外側継手部材の内側に配された内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間に配され、複数のポケットが周方向で形成されたケージと、前記ポケットに収容された状態でケージに保持されて、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間でのトルク伝達を可能にするボールとを備えた等速自在継手において、前記内側継手部材或いは前記ケージのうち少なくとも一方は、非特定部位の表面のみに焼入れ処理による脱炭層を有することを特徴とする。   In order to solve the above problems, a constant velocity universal joint according to the present invention includes an outer joint member having an opening in at least one, an inner joint member disposed inside the outer joint member, the outer joint member, and the inner joint member. A cage having a plurality of pockets formed in a circumferential direction, and being held in the cage in a state of being accommodated in the pocket, between the outer joint member and the inner joint member. In the constant velocity universal joint including a ball that enables torque transmission, at least one of the inner joint member or the cage has a decarburized layer by quenching treatment only on a surface of a non-specific part.

また、上記の課題を解決するために本出願人が考案した等速自在継手の製造方法は、少なくとも一方に開口部を有する外側継手部材と、その外側継手部材の内側に配された内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間に配され、複数のポケットが周方向で形成されたケージと、前記ポケットに収容された状態でケージに保持されて、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間でのトルク伝達を可能にするボールとを備えた等速自在継手において、前記内側継手部材および前記ケージを焼入れ処理した後、前記内側継手部材或いは前記ケージのうち少なくとも一方は、前記焼入れ処理により特定部位および非特定部位の表面に脱炭層を形成し、この後、前記脱炭層の特定部位のみを切削除去することを特徴とする。   Further, in order to solve the above-mentioned problems, a method for manufacturing a constant velocity universal joint devised by the present applicant includes an outer joint member having an opening on at least one side, and an inner joint member arranged inside the outer joint member. A cage that is disposed between the outer joint member and the inner joint member and has a plurality of pockets formed in a circumferential direction, and is held in the cage while being accommodated in the pocket, and the outer joint member, In a constant velocity universal joint provided with a ball that enables torque transmission with the inner joint member, after quenching the inner joint member and the cage, at least one of the inner joint member or the cage Is characterized in that a decarburized layer is formed on the surface of the specific part and the non-specific part by the quenching process, and thereafter only the specific part of the decarburized layer is cut and removed.

前記した本発明の等速自在継手およびその製造方法において、「特定部位」とは、他の継手構成部材との干渉面を意味し、例えば、内輪であれば、ケージとの干渉面およびボールとの干渉面、ケージであれば、ポケットにおけるボールとの干渉面および外輪、内輪との干渉面をいう。また、「非特定部位」とは、既に述べた特定部位を除く部位、つまり、他の継手構成部材との干渉面を除く部位を指す。さらに、ケージにおける特定部位および非特定部位は、それぞれの外表面および内表面を指す。なお、特定部位および非特定部位には、いずれも脱炭層が形成される。   In the constant velocity universal joint and the manufacturing method thereof according to the present invention described above, the “specific part” means an interference surface with other joint constituent members. For example, in the case of an inner ring, the interference surface with the cage and the ball In the case of the cage, the interference surface with the ball in the pocket and the interference surface with the outer ring and the inner ring. In addition, the “non-specific part” refers to a part excluding the specific part already described, that is, a part excluding an interference surface with another joint constituent member. Furthermore, specific and non-specific sites in the cage refer to the respective outer and inner surfaces. A decarburized layer is formed in both the specific part and the non-specific part.

前記した本発明の等速自在継手およびその製造方法の場合、焼入れ処理で内側継手部材やケージの特定部位および非特定部位の表面に形成した脱炭層は、その後、特定部位に関しては研削工程で切削除去され、非特定部位のみに脱炭層が残存する。この場合、内側継手部材やケージにおいて、他の継手構成部材との干渉面(特定部位)には、炭素含有率が低い(換言すれば硬度の低い)脱炭層が残ることがなく、脱炭層下層に位置し、焼入れ処理されて炭素含有率が高くなった部位(換言すれば硬度が向上した部位)が露出することになる。そのため、内側継手部材やケージにおいて、他の継手構成部材との干渉面(特定部位)の耐摩耗性を確保することができる。また、脱炭層は、その硬度が、焼入れ処理した従来の内側継手部材やケージの表面の硬度よりも低いため、一回の切削で切削工具(手動の切削道具や切削機械)にかかる負担が小さくなる。   In the case of the constant velocity universal joint and the manufacturing method thereof according to the present invention described above, the decarburized layer formed on the surface of the specific part and the non-specific part of the inner joint member and the cage by the quenching process is then cut in the grinding process for the specific part. It is removed and the decarburized layer remains only in the non-specific part. In this case, in the inner joint member or the cage, the decarburized layer having a low carbon content (in other words, low hardness) does not remain on the interference surface (specific part) with the other joint component member, and the lower layer of the decarburized layer. Therefore, a portion (in other words, a portion with improved hardness) exposed to the carbon and having a high carbon content is exposed. Therefore, in the inner joint member or the cage, it is possible to ensure the wear resistance of the interference surface (specific part) with other joint constituent members. In addition, since the hardness of the decarburized layer is lower than the hardness of the conventional inner joint member and cage surface subjected to quenching treatment, the burden on the cutting tool (manual cutting tool or cutting machine) by a single cutting is small. Become.

前記脱炭層の炭素含有率は、0.4重量%以上0.8重量%未満にするのが望ましい。   The carbon content of the decarburized layer is desirably 0.4 wt% or more and less than 0.8 wt%.

脱炭層の炭素含有率が0.4重量%未満であると、脱炭層の硬度が低く、切削加工における寸法精度が低下する。脱炭層の炭素含有率が0.8重量%以上であると、脱炭層が硬すぎて、脱炭層を切削除去する際、一回の切削で切削工具にかかる負担が大きくなる。   When the carbon content of the decarburized layer is less than 0.4% by weight, the hardness of the decarburized layer is low, and the dimensional accuracy in the cutting process decreases. When the carbon content of the decarburized layer is 0.8% by weight or more, the decarburized layer is too hard, and when the decarburized layer is removed by cutting, the burden on the cutting tool is increased by a single cutting.

また、脱炭層の厚さは、焼入れ後に切削加工によって除去できる厚さとする必要がある。具体的には、0.05mm以上0.15未満にするのが望ましい。   In addition, the thickness of the decarburized layer needs to be a thickness that can be removed by cutting after quenching. Specifically, it is desirable to set it to 0.05 mm or more and less than 0.15.

脱炭層の厚さが0.05mm未満の場合、切削による工具負担が小さくなりにくく、本発明の目的とする作用および効果が得にくくなる。また、非特定部位(干渉面である特定部位を除く部位)に残存する脱炭層の厚さが低いため、内側継手部材やケージの表面の強度を十分に向上させるのが困難になる。また、脱炭層の厚さが0.15mm以上の場合、脱炭層を完全に切削除去できずに、内側継手部材やケージにおいて、他の継手構成部材との干渉面(特定部位)に、硬度が低い脱炭層が残存する場合がある。これにより、内側継手部材やケージにおいて、他の継手構成部材との干渉面の耐摩耗性を十分に保つのが困難になる。   When the thickness of the decarburized layer is less than 0.05 mm, it is difficult to reduce the tool burden due to cutting, and it becomes difficult to obtain the intended function and effect of the present invention. Moreover, since the thickness of the decarburized layer remaining in the non-specific part (part excluding the specific part that is the interference surface) is low, it is difficult to sufficiently improve the strength of the inner joint member and the surface of the cage. Further, when the thickness of the decarburized layer is 0.15 mm or more, the decarburized layer cannot be completely removed by cutting, and the inner joint member or cage has a hardness on the interference surface (specific part) with other joint constituent members. A low decarburized layer may remain. This makes it difficult for the inner joint member or cage to sufficiently maintain the wear resistance of the interference surface with other joint constituent members.

ケージは、プレス加工でポケットを形成後、焼入れ処理で特定部位および非特定部位の表面に脱炭層を形成し、その後、前記脱炭層の特定部位のみを切削加工によって除去するのが望ましい。   It is preferable that the cage is formed by press forming, then a decarburized layer is formed on the surface of the specific part and the non-specific part by quenching, and then only the specific part of the decarburized layer is removed by cutting.

ポケットは、プレス加工やミーリング加工で形成することができるが、ポケットをプレス加工で形成した際、荒れたせん断面に脱炭層を形成することで、表面の低炭層化による粒界脆化(粒子間の配列バランスが崩れて、粒子により形成される素材が脆くなること)を低減することができる。これにより、内側継手部材やケージの強度を向上させることができる。   The pocket can be formed by pressing or milling, but when the pocket is formed by pressing, a decarburized layer is formed on the rough sheared surface, resulting in grain boundary embrittlement due to a low coal layer on the surface (particles). It is possible to reduce the fact that the arrangement balance between them is lost and the material formed by the particles becomes brittle. Thereby, the strength of the inner joint member and the cage can be improved.

ケージは、プレス加工で形成したポケットのボール干渉面に切削加工を行い、次いで、前記焼入れ処理により特定部位および非特定部位の表面に脱炭層を形成し、その後、ポケットのボール干渉面の切削加工で使用する切削工具と同一の切削工具で前記ポケットのボール干渉面に形成された前記脱炭層を切削除去するのが好ましい。   The cage cuts the ball interference surface of the pocket formed by pressing, and then forms a decarburized layer on the surface of the specific part and non-specific part by the quenching process, and then cuts the ball interference surface of the pocket It is preferable that the decarburized layer formed on the ball interference surface of the pocket is removed by cutting with the same cutting tool used in the above.

ポケット形成後に行うボールとの干渉面(以下、ボール干渉面とする)の切削加工で使用する切削工具には、 切削力(硬いものを切削できる能力)が高いものを使用する必要がない。この理由は、ポケットのボール干渉面は焼入れ処理により硬化されていないため、切削力の低い切削工具でも容易に切削できるためである。ここで従来の焼入れ処理後の切削加工について述べると、従来では、焼入れ処理後、ケージの特定部位および非特定部位の表面を切削する研削工程で使用する切削工具は、焼入れ処理前にポケットのボール干渉面の切削加工で使用する切削工具よりも切削力が高いものを使用する必要があった。これは、焼入れ処理前にポケットのボール干渉面の切削加工で使用する切削工具と焼入れ処理後のケージの特定部位および非特定部位の表面を研削加工する際に使用する切削工具とは、異なるものを使用しなければならないことを意味する。   It is not necessary to use a cutting tool with a high cutting force (capability of cutting a hard object) used in the cutting of the interference surface with the ball (hereinafter referred to as the ball interference surface) performed after the pocket formation. This is because the ball interference surface of the pocket is not hardened by the quenching process and can be easily cut even with a cutting tool having a low cutting force. Here, cutting processing after the conventional quenching process will be described. Conventionally, after the quenching process, the cutting tool used in the grinding process for cutting the surface of the specific part and the non-specific part of the cage is the pocket ball before the quenching process. It was necessary to use a tool having a higher cutting force than the cutting tool used for cutting the interference surface. This is different from the cutting tool used for cutting the ball interference surface of the pocket before quenching, and the cutting tool used for grinding the surface of specific and non-specific parts of the cage after quenching. Means you have to use.

しかし、本発明の脱炭層は、その硬度が、焼入れ処理した従来のケージの表面よりも低いため、焼入れ処理による硬化がなされていないポケットのボール干渉面の切削加工で使用する切削工具と同じ切削工具で切削除去することができる。この場合、切削工具を変更する必要がないため、切削工具の使用数量を減らすことができ、これにより、設備費或いは工具費を削減することができる。   However, since the hardness of the decarburized layer of the present invention is lower than the surface of the conventional cage that has been quenched, the same cutting tool as that used for cutting the ball interference surface of the pocket that has not been hardened by the quenching process is used. It can be removed by cutting with a tool. In this case, since it is not necessary to change the cutting tool, the amount of the cutting tool used can be reduced, thereby reducing the equipment cost or the tool cost.

ボールの個数は特に限定されるものではないが、例えば8個とすることができる。ボールの個数を8個とする場合、ボールの個数を6個とする場合よりも本発明の作用および効果が得やすい。この理由について説明する。   The number of balls is not particularly limited, but may be eight, for example. When the number of balls is eight, the operation and effect of the present invention can be obtained more easily than when the number of balls is six. The reason for this will be described.

ボールの個数を8個とする場合、このボールを保持するポケットを8個形成する必要があり、ボールの個数が6個とする場合、このボールを保持するポケットを6個形成する必要がある。つまり、ボールの個数を6個とする場合よりもボールの個数を8個とする場合の方が、形成しなければならないポケットの個数が増して、ケージの表面を断続的に切削しなければならない回数が多くなり、切削工具にかかる負担が大きくなる。これは、切削工具の寿命低下に繋がる。そのため、上記したように、ボールの個数を8個とする場合の方が、ボールの個数を6個の場合よりも本発明に係る脱炭層の作用および効果が得やすい。   When the number of balls is eight, it is necessary to form eight pockets for holding the balls. When the number of balls is six, it is necessary to form six pockets for holding the balls. In other words, when the number of balls is eight, the number of pockets that must be formed increases and the surface of the cage must be cut intermittently when the number of balls is eight. The number of times increases, and the burden on the cutting tool increases. This leads to a reduction in the life of the cutting tool. Therefore, as described above, the operation and effect of the decarburized layer according to the present invention is easier when the number of balls is eight than when the number of balls is six.

なお、焼入れ処理としては、部品の表面のみを浸炭により硬化させて、芯部を未焼入れとする浸炭焼入れや、芯部を含む部品全体を硬化させる全硬化焼入れなどを採用することができる。   As the quenching treatment, carburizing and quenching in which only the surface of the component is hardened by carburizing and the core portion is not quenched, or all-hardening quenching in which the entire component including the core portion is cured can be employed.

また、本発明の等速自在継手およびその製造方法では、内側継手部材やケージは、焼入れ処理により特定部位および非特定部位の表面に脱炭層を形成し、この脱炭層は、特定部位に関しては前記焼入れ処理後に切削除去され、非特定部位には脱炭層が残存する。この脱炭層は、その硬度が、焼入れ処理した従来の内側継手部材やケージの外表面よりも低いため、切削除去する際、一回の切削で切削工具にかかる負担が、従来品より大幅に小さくなる。そのため、切削工具の寿命が低下するのを確実に抑えることができる。また、脱炭層は、その硬度が、焼入れ処理で硬化させた従来の内側継手部材やケージの外表面よりも低いため、切削工具による切削除去が容易である。そのため、内側継手部材やケージの加工に必要な時間を削減することができる。   Further, in the constant velocity universal joint and the manufacturing method thereof according to the present invention, the inner joint member and the cage form a decarburized layer on the surface of the specific part and the non-specific part by quenching, and the decarburized layer is the above-mentioned for the specific part. It is removed by cutting after the quenching process, and a decarburized layer remains in the non-specific part. Since the hardness of this decarburized layer is lower than the outer surface of conventional inner joint members and cages that have been hardened, the burden on the cutting tool during one cutting is significantly smaller than that of conventional products. Become. Therefore, it can suppress reliably that the lifetime of a cutting tool falls. Moreover, since the hardness of the decarburized layer is lower than that of the outer surface of the conventional inner joint member or cage that has been hardened by quenching, it can be easily removed by a cutting tool. Therefore, the time required for processing the inner joint member and the cage can be reduced.

また、内側継手部材やケージにおいて、特定部位、つまり、他の継手構成部材との干渉面(例えば、内側継手部材であれば、ケージと干渉する外球面およびボールとの干渉面、ケージであれば、ポケットでボールと干渉する面および外輪、内輪との干渉面)は、焼入れ処理で形成された脱炭層が切削除去されて、脱炭層下層に位置し、焼入れ処理で硬化された部位が露出する。そのため、内側継手部材やケージの干渉面の耐摩耗性を確保することができる。   Further, in the inner joint member or cage, a specific portion, that is, an interference surface with another joint component member (for example, an inner joint member, an outer spherical surface that interferes with the cage, an interference surface with the ball, or a cage) The surface that interferes with the ball in the pocket, and the surface that interferes with the outer ring and the inner ring), the decarburized layer formed by the quenching process is cut and removed, and the portion hardened by the quenching process is exposed under the decarburized layer. . Therefore, it is possible to ensure wear resistance of the inner joint member and the interference surface of the cage.

以下に本発明の実施の形態について、添付の図面(図1〜図8)を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings (FIGS. 1 to 8).

図8に本発明を適用した等速自在継手を示す。この等速自在継手1は、固定型等速自在継手の一つであるアンダーカットフリー型等速自在継手(UJ)と呼称されるものである。しかし、本発明の実施形態はUJに限られず、DOJ(図9参照)にも適用することができる。   FIG. 8 shows a constant velocity universal joint to which the present invention is applied. This constant velocity universal joint 1 is called an undercut free type constant velocity universal joint (UJ) which is one of fixed type constant velocity universal joints. However, the embodiment of the present invention is not limited to UJ, and can also be applied to DOJ (see FIG. 9).

等速自在継手1は、一端に開口部を有する外輪2(外側継手部材)と、内輪3(内側継手部材)と、ボール4と、ケージ5とを主要部とする。外輪2の内部には内輪3と、ボール4と、ケージ5が収容配置されて内部部品6を構成している。   The constant velocity universal joint 1 includes an outer ring 2 (outer joint member) having an opening at one end, an inner ring 3 (inner joint member), a ball 4 and a cage 5 as main parts. An inner ring 3, a ball 4, and a cage 5 are housed and arranged in the outer ring 2 to constitute an internal component 6.

外輪2の内球面には、開口部側が直線状であり、反開口部側が曲線状である断面形状をなす8本のトラック溝8が円周方向等間隔に形成されている。また、内輪3の外球面には、開口部側が曲線状であり、反開口部側が直線状である断面形状をなす8本のトラック溝9が円周方向等間隔に形成されている。外輪2のトラック溝8と内輪3のトラック溝9との間にはボール4が1個ずつ介在され、このボール4(全部で8個)は、外輪2と内輪3との間に配置されたケージ5に周方向で8個形成されたポケット7で保持されている。   On the inner spherical surface of the outer ring 2, eight track grooves 8 having a cross-sectional shape in which the opening side is linear and the anti-opening side is curved are formed at equal intervals in the circumferential direction. Further, on the outer spherical surface of the inner ring 3, eight track grooves 9 having a cross-sectional shape in which the opening side is curved and the non-opening side is linear are formed at equal intervals in the circumferential direction. One ball 4 is interposed between the track groove 8 of the outer ring 2 and the track groove 9 of the inner ring 3, and the balls 4 (total of eight balls) are arranged between the outer ring 2 and the inner ring 3. The cage 5 is held by eight pockets 7 formed in the circumferential direction.

内輪3の中心孔11にはシャフト10が挿入されてスプライン嵌合されている。シャフト10は、その先端側部位に形成された凹溝13と内輪3の中心孔11の反開口部側部位に形成されたテーパ面12との間に介在されたサークリップ14により、内輪3の中心孔11から軸方向へ抜け出るのが防止されている。   A shaft 10 is inserted into the center hole 11 of the inner ring 3 and is splined. The shaft 10 has a circlip 14 interposed between a concave groove 13 formed in a tip side portion thereof and a tapered surface 12 formed in a portion opposite to the opening of the center hole 11 of the inner ring 3. It is prevented from coming out of the central hole 11 in the axial direction.

以下に、本発明の特徴となる点について述べる。   Below, the point which becomes the characteristic of this invention is described.

図2(A)にケージ5の横断面図を示し、図2(B)にケージ5の縦断面図を示す。ケージ5は、肌焼きした低炭素鋼(Scr415)で成形し、他の継手構成部材と干渉する部位(特定部位)および他の継手構成部材と干渉しない部位(非特定部位)の表面(外球面21を含むケージ5の外形を構成する面、ポケット7でボール4と干渉する面23と内球面22を含むケージ5の内形を構成する面)は、熱処理(浸炭焼入れ)により硬化される。この浸炭焼入れで、ケージ5の表面に脱炭層が形成されて、図3の図面左側に示すように、表面側(図面下側)から脱炭層(図中点線部分)、硬化された浸炭層(図中クロスハッチング部分)、芯部(図中ハッチング部分)が順に連続する3層構成になる。脱炭層の炭素含有率は、0.4重量%以上0.8重量%未満にするのが望ましい。なお、図6(B)に、各層の深さ(mm)と硬度(Hv:ビーカース硬さ)の関係をグラフで示した。   2A shows a cross-sectional view of the cage 5, and FIG. 2B shows a vertical cross-sectional view of the cage 5. The cage 5 is formed of case-hardened low carbon steel (Scr415), and the surface (outer spherical surface) of a part (specific part) that interferes with other joint constituent members and a part (non-specific part) that does not interfere with other joint constituent members. The surface constituting the outer shape of the cage 5 including 21, the surface 23 interfering with the ball 4 in the pocket 7 and the surface constituting the inner shape of the cage 5 including the inner spherical surface 22) are hardened by heat treatment (carburizing and quenching). By this carburizing and quenching, a decarburized layer is formed on the surface of the cage 5, and as shown on the left side of the drawing in FIG. 3, the decarburized layer (dotted line portion in the drawing) from the surface side (lower side of the drawing), the hardened carburized layer ( The cross-hatched portion in the figure and the core (hatched portion in the figure) have a three-layer structure that is continuous in this order. The carbon content of the decarburized layer is desirably 0.4% by weight or more and less than 0.8% by weight. FIG. 6B is a graph showing the relationship between the depth (mm) and hardness (Hv: Beakers hardness) of each layer.

上記した浸炭焼入れは、図6(A)の工程図に示すように、まず、950℃、CP(カーボンポテンシャル:浸炭炉中の雰囲気炭素量を指す)=1.3の条件下で130分間焼入れし、次に、950℃、CP=0.8の条件下で100分間焼入れし、さらに、850℃、CP=0.5の条件下で30分間焼入れし、その後、油焼入れで冷却することにより行う。この浸炭焼入れで、ケージ5は、特定部位および非特定部位の表面に脱炭層が形成されて、図6(B)のグラフに示すように、表面側から、0.1mm以下までの部位が脱炭層となり、0.1mm〜0.6mmまでの部位が浸炭層となり、0.6mm以上が芯部になる。なお、図6(A)に示した本実施形態に係る浸炭焼入れの工程図と比較するために、図7(A)に従来の浸炭焼入れの工程図を示した。また、本実施形態に係る浸炭焼入れ後にケージ5に形成される層の深さ(mm)と硬度(Hv)の関係を示した図6(B)のグラフと比較するために、図7(B)に、従来の浸炭焼入れ後にケージに形成される層(浸炭層、芯部)の深さ(mm)と硬度(Hv)の関係をグラフで示した。   As shown in the process diagram of FIG. 6 (A), the above-mentioned carburizing and quenching is first quenching for 130 minutes under the conditions of 950 ° C. and CP (carbon potential: the amount of atmospheric carbon in the carburizing furnace) = 1.3. And then quenching for 100 minutes under the conditions of 950 ° C. and CP = 0.8, further quenching for 30 minutes under the conditions of 850 ° C. and CP = 0.5, and then cooling with oil quenching. Do. By this carburizing and quenching, the decarburized layer is formed on the surface of the specific part and the non-specific part of the cage 5, and the part up to 0.1 mm or less is removed from the surface side as shown in the graph of FIG. It becomes a charcoal layer, and a portion from 0.1 mm to 0.6 mm becomes a carburized layer, and 0.6 mm or more becomes a core portion. For comparison with the carburizing and quenching process diagram according to the present embodiment shown in FIG. 6A, FIG. 7A shows a conventional carburizing and quenching process diagram. Moreover, in order to compare with the graph of FIG. 6 (B) which showed the relationship between the depth (mm) and hardness (Hv) of the layer formed in the cage 5 after carburizing and quenching according to the present embodiment, FIG. ) Shows the relationship between the depth (mm) and hardness (Hv) of the layer (carburized layer, core) formed in the cage after conventional carburizing and quenching.

なお、図6(A)の工程図と図7(A)の工程図に示すように、本実施形態の浸炭焼入れと従来の浸炭焼入れの違いは、850℃で30分間焼入れを行う際のCP値である(本発明:CP=0.5、従来:CP=0.8)。   As shown in the process diagram of FIG. 6A and the process diagram of FIG. 7A, the difference between the carburizing and quenching of the present embodiment and the conventional carburizing and quenching is the CP at the time of quenching at 850 ° C. for 30 minutes. (Invention: CP = 0.5, conventional: CP = 0.8).

次に、ケージ5の作製工程について、図1のフロー図を参照して説明する。   Next, the manufacturing process of the cage 5 will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、短円筒状の肌焼きした低炭素鋼(Scr415)の外面および内面を旋削して、外球面21と内球面22を形成し、工程(ア)に示すように、鋼材Q1とする(旋削工程)。 First, an outer surface and an inner surface of the short cylindrical hardened, low carbon steel (SCr415) was turned, the inner spherical surface 22 formed with an outer spherical surface 21, as shown in step (A), a steel Q 1 ( Turning process).

この鋼材Q1をプレス機で打ち抜きプレスして、8個のポケット7を形成し、工程(イ)に示すように、鋼材Q2とする(プレス工程)。 And punching the steel Q 1 by a pressing machine to form the eight pockets 7, as shown in step (b), the steel Q 2 (pressing process).

次に、鋼材Q2のポケット7のボール干渉面23を切削して、工程(ウ)に示すように、鋼材Q3とする(シェービング工程又はミーリング工程)。 Next, the ball interference surface 23 of the pocket 7 of the steel material Q 2 is cut to form the steel material Q 3 as shown in the step (c) (shaving step or milling step).

この鋼材Q3を浸炭焼入れすると、ケージ5は、他の継手構成部材との干渉面である特定部位および非特定部位(他の継手構成部材との干渉しない部位)の表面(外球面21を含むケージ5の外形を形成する面、内球面22およびポケット7のボール干渉面23を含むケージ5の内形を形成する面)に脱炭層が形成されて、図3の図面左側に示すように、表面側から脱炭層、硬化された浸炭層、芯部が順に連続した3層構成になり、これを、工程(エ)に示すように、鋼材Q4とする(浸炭焼入れによる熱処理工程)。 If carburizing and quenching the steel material Q 3, the cage 5 comprises a surface (outer spherical surface 21 of the specific portion and the non-specific sites is an interference surface between the other joint component (a site that does not interfere with the other joint components) A decarburization layer is formed on the surface forming the outer shape of the cage 5, the inner spherical surface 22 and the surface forming the inner shape of the cage 5 including the ball interference surface 23 of the pocket 7, as shown on the left side of FIG. from the surface side decarburized layers, cured carburized layer, the core portion is a continuous three-layer structure in this order, which, as shown in step (d), the steel Q 4 (heat treatment step by carburizing and quenching).

さらに、鋼材Q4の表面に形成された脱炭層を切削工具(手動の切削道具や切削機械)で切削除去して、工程(オ)に示すように、鋼材Q5とする(研削工程)。 Further, the decarburized layer formed on the surface of the steel material Q 4 is removed by cutting with a cutting tool (manual cutting tool or cutting machine) to obtain a steel material Q 5 (grinding step) as shown in the step (e).

最後に、鋼材Q5のポケット7のボール干渉面23を再切削(脱炭層を除去)して、工程(カ)に示すように鋼材Q6とし、ケージ5を完成させる(仕上げ工程)。なお、脱炭層は、焼入れ処理した従来のケージの表面よりも硬度が低いため、容易に切削除去することができる。 Finally, the ball interference surface 23 of the pocket 7 of the steel Q 5 and recut (decarburized layer is removed), and steel Q 6 as shown in step (f) to complete the cage 5 (finishing step). Since the decarburized layer has a lower hardness than the surface of the conventional cage that has been quenched, it can be easily removed by cutting.

本実施形態では、ケージ5において、特定部位および非特定部位の表面に脱炭層を形成するため、特定部位(ポケット7のボール干渉面23および内輪3と干渉する面22、外輪2と干渉する面21)を切削して研削する際、一回の切削で切削工具に加わる負担を従来よりも大幅に低減することができる。この結果、切削工具の寿命が低下するのを大幅に抑えることができる。この理由は、従来は、焼入れ処理により硬度が高くなったケージの表面を切削していたが、本実施形態では、焼入れ処理後の硬度が従来よりも低い脱炭層を有する表面を切削するためである。   In the present embodiment, in the cage 5, a decarburized layer is formed on the surface of the specific part and the non-specific part, so that the specific part (the surface 22 that interferes with the ball interference surface 23 and the inner ring 3 of the pocket 7 and the surface that interferes with the outer ring 2) When cutting and grinding 21), it is possible to significantly reduce the load applied to the cutting tool by one cutting. As a result, it is possible to greatly suppress a reduction in the life of the cutting tool. The reason for this is that, conventionally, the surface of the cage whose hardness is increased by the quenching process is cut, but in this embodiment, the surface having a decarburized layer whose hardness after the quenching process is lower than that of the conventional is cut. is there.

ケージ5の特定部位(ポケット7のボール干渉面23および内輪3と干渉する面22、外輪2と干渉する面21)の切削加工は、上記したように、浸炭焼入れ後、焼入れ処理により硬化した従来のケージの外球面および内球面よりも硬度が低い脱炭層を切削することにより行うため、その作業が容易になる。この結果、ケージ5の加工性を向上させることができる。   Cutting of specific portions of the cage 5 (the ball interference surface 23 of the pocket 7 and the surface 22 that interferes with the inner ring 3 and the surface 21 that interferes with the outer ring 2) has been conventionally hardened by quenching after carburizing and quenching as described above. This is done by cutting a decarburized layer whose hardness is lower than that of the outer spherical surface and inner spherical surface of the cage. As a result, the workability of the cage 5 can be improved.

また、ケージ5は、表面に脱炭層を形成後、この脱炭層のうち、特定部位である他の継手構成部材との干渉面、つまり、ポケット7のボール干渉面23および内輪3と干渉する面22、外輪2と干渉する面21を切削除去するため、ケージ5における特定部位(ポケット7のボール干渉面23および内輪3と干渉する面22、外輪2と干渉する面21)には、脱炭層が残ることがなく、脱炭層下層に位置し、浸炭焼入れで硬化された浸炭層が露出する。つまり、ケージ5において、非特定部位(ポケット7のボール干渉面23および内輪3と干渉する面22、外輪2と干渉する面21を除く表面)は脱炭層を有した状態になるが、特定部位(ポケット7のボール干渉面23および内輪3と干渉する面22、外輪2と干渉する面21)は、硬度の低い脱炭層を有さない状態になる。そのため、ケージ5において、特定部位(ポケット7のボール干渉面23および内輪3と干渉する面22、外輪2と干渉する面21)の耐摩耗性を確保することができる。   In addition, after forming the decarburized layer on the surface of the cage 5, the decarburized layer has an interference surface with another joint component that is a specific portion, that is, a surface that interferes with the ball interference surface 23 of the pocket 7 and the inner ring 3. 22, in order to cut and remove the surface 21 that interferes with the outer ring 2, a decarburized layer is formed on a specific portion of the cage 5 (the ball interference surface 23 of the pocket 7 and the surface 22 that interferes with the inner ring 3, the surface 21 that interferes with the outer ring 2). The carburized layer located in the lower layer of the decarburized layer and hardened by carburizing and quenching is exposed. That is, in the cage 5, the non-specific part (the surface excluding the ball interference surface 23 of the pocket 7 and the surface 22 that interferes with the inner ring 3 and the surface 21 that interferes with the outer ring 2) has a decarburized layer. (The ball interference surface 23 of the pocket 7, the surface 22 that interferes with the inner ring 3, and the surface 21 that interferes with the outer ring 2) have no decarburized layer with low hardness. Therefore, in the cage 5, it is possible to ensure wear resistance of specific parts (the ball interference surface 23 of the pocket 7, the surface 22 that interferes with the inner ring 3, and the surface 21 that interferes with the outer ring 2).

本実施形態では、脱炭層の厚さは、図6(B)のグラフに示すように0.1mmとする。この脱炭層の厚さは0.05mm以上0.15mm未満にするのが良い。脱炭層の厚さが0.05mm未満の場合、切削による工具負担が小さくなりにくく、効果が低い。一方、脱炭層の厚さが0.15mm以上の場合、脱炭層が厚すぎて浸炭焼入れ後の研削工程で脱炭層を完全に切削除去できず、ケージ5の特定部位(ポケット7におけるボール干渉面23および内輪3と干渉する面22、外輪2と干渉する面21)に硬度の低い脱炭層が残存する場合がある。そのため、ケージ5において、特定部位(ポケット7のボール干渉面23および内輪3と干渉する面22、外輪2と干渉する面21)の耐摩耗性を十分に確保するのが困難になる。   In the present embodiment, the thickness of the decarburized layer is 0.1 mm as shown in the graph of FIG. The thickness of the decarburized layer is preferably 0.05 mm or more and less than 0.15 mm. When the thickness of the decarburized layer is less than 0.05 mm, the tool burden due to cutting is hardly reduced, and the effect is low. On the other hand, when the thickness of the decarburized layer is 0.15 mm or more, the decarburized layer is too thick, and the decarburized layer cannot be completely cut and removed in the grinding process after carburizing and quenching. 23 and a surface 22 that interferes with the inner ring 3 and a surface 21) that interferes with the outer ring 2 may leave a decarburized layer with low hardness. Therefore, in the cage 5, it is difficult to sufficiently secure the wear resistance of specific portions (the ball interference surface 23 of the pocket 7 and the surface 22 that interferes with the inner ring 3 and the surface 21 that interferes with the outer ring 2).

そして、本実施形態では、焼入れ処理前にケージ5のポケット7のボール干渉面23を切削する際に使用する切削工具と、浸炭焼入れ後、ケージ5の特定部位(ボール干渉面23および内輪3と干渉する面22、外輪2と干渉する面21)に形成された脱炭層を切削除去する際に使用する切削工具は同じものを使用する。この場合、切削工具を変更する必要がなく、切削工具の使用数量を減らすことができるため、設備費或いは工具費を削減することができる。   And in this embodiment, the cutting tool used when cutting the ball interference surface 23 of the pocket 7 of the cage 5 before the quenching process, and the specific portion of the cage 5 (the ball interference surface 23 and the inner ring 3) after carburizing and quenching. The same cutting tool is used when cutting and removing the decarburized layer formed on the interfering surface 22 and the outer ring 2 interfering surface 21). In this case, it is not necessary to change the cutting tool, and the amount of the cutting tool used can be reduced, so that the equipment cost or the tool cost can be reduced.

なお、脱炭層の炭素含有率は、0.4重量%以上0.8重量%未満とするのが望ましいが、脱炭層の炭素含有率が0.4重量%未満であると、脱炭層の硬度が低く、寸法精度が低下するおそれがある。また、脱炭層の炭素含有率が0.8重量%以上であると、炭素含有率が高すぎて、脱炭層を切削除去する際、切削工具に過剰な負担をかけることになり、既に述べた本発明の目的とする効果を得ることができない。   The carbon content of the decarburized layer is desirably 0.4 wt% or more and less than 0.8 wt%, but if the carbon content of the decarburized layer is less than 0.4 wt%, the hardness of the decarburized layer Is low and the dimensional accuracy may be reduced. In addition, when the carbon content of the decarburized layer is 0.8% by weight or more, the carbon content is too high, and when the decarburized layer is removed by cutting, an excessive load is applied to the cutting tool. The intended effect of the present invention cannot be obtained.

次に、内輪3の作製方法について説明するが、これまでに説明したケージ5の作製方法と重複する部分の説明や、その作用および効果についての説明は、省略或いは簡略化する。   Next, the manufacturing method of the inner ring 3 will be described. However, the description of the overlapping part with the manufacturing method of the cage 5 described so far and the description of the operation and effect thereof are omitted or simplified.

図4(A)に内輪3の正面図を示し、図4(B)に内輪3の縦断面図を示す。内輪3は、ケージ5(図2を参照)と同様、浸炭焼入れにより特定部位および非特定部位の表面に脱炭層を形成し、図5の図面左側に示すように、表面側から脱炭層(図中点線部分)、浸炭層(図中クロスハッチング部分)、芯部(図中ハッチング部分)が順に連続する3層構成にする。   FIG. 4A shows a front view of the inner ring 3, and FIG. 4B shows a longitudinal sectional view of the inner ring 3. As with the cage 5 (see FIG. 2), the inner ring 3 forms a decarburized layer on the surface of the specific part and the non-specific part by carburizing and quenching, and as shown on the left side of the drawing in FIG. A three-layer structure in which a middle dotted line portion), a carburized layer (cross-hatched portion in the figure), and a core portion (hatched portion in the figure) are successively arranged.

上記した脱炭層を形成するための焼入れ工程については、ケージ5の特定部位および非特定部位の表面を浸炭焼入れする場合と同様であり、図6(A)の工程図に示す手順で行う。   The quenching process for forming the decarburized layer described above is the same as the case of carburizing and quenching the surface of the specific part and the non-specific part of the cage 5, and is performed according to the procedure shown in the process diagram of FIG.

内輪3の外球面25に形成した脱炭層は、焼入れ処理した従来の内輪の外球面よりも硬度が低いため、切削が容易である。そのため、内輪3の外球面25およびボール4と干渉する面9(トラック溝)を浸炭焼入れ後に切削除去する際、一回の切削で切削工具に加わる負担が従来よりも大幅に小さくなる。そのため、切削工具の寿命が低下するのを確実に抑えることができる。また、脱炭層は切削が容易であることから、内輪3の加工性を向上させることができる。   Since the decarburized layer formed on the outer spherical surface 25 of the inner ring 3 is lower in hardness than the outer spherical surface of the conventional inner ring that has been quenched, it is easy to cut. Therefore, when the outer spherical surface 25 of the inner ring 3 and the surface 9 (track groove) interfering with the ball 4 are cut and removed after carburizing and quenching, the burden applied to the cutting tool by one cutting is significantly reduced compared to the conventional case. Therefore, it can suppress reliably that the lifetime of a cutting tool falls. Moreover, since the decarburized layer is easy to cut, the workability of the inner ring 3 can be improved.

本実施形態では、ケージ5および内輪3の熱処理は、浸炭焼入れとしたが、部品の芯部まで焼入れを行う全硬化焼入れによっても、本発明を実施することが可能である。この場合、図3の図面右側(ケージ5の特定部位および非特定部位の表面の場合)および図5の図面右側(内輪3の特定部位および非特定部位の表面の場合)に示すように、表面側から脱炭層(図中点線部分)、硬化層(図中散点模様部分)が順に連続する2層構成になる。   In the present embodiment, the heat treatment of the cage 5 and the inner ring 3 is carburized and quenched, but the present invention can also be implemented by fully hardening and quenching in which the core of the component is quenched. In this case, as shown on the right side of the drawing of FIG. 3 (in the case of the surface of the specific part and non-specific part of the cage 5) and on the right side of FIG. 5 (in the case of the surface of the specific part and non-specific part of the inner ring 3) A decarburized layer (dotted line portion in the figure) and a hardened layer (scattered dot pattern portion in the figure) are sequentially arranged from the side.

上記のように全硬化焼入れで脱炭層を形成する方法を、図6(C)を参照して説明する。まず、低炭素鋼(S48C)を素材として、880℃、CP=0.5の条件下で50分間焼入れし、次に、830℃、CP=0の条件下で30分間焼入れする。さらに、50℃の条件下で2分間油焼入れにて冷却し、その後160℃の条件下で120分焼戻しを行った上、冷却する。   A method of forming a decarburized layer by full hardening and quenching as described above will be described with reference to FIG. First, using low carbon steel (S48C) as a raw material, it is quenched for 50 minutes under the conditions of 880 ° C. and CP = 0.5, and then for 30 minutes under the conditions of 830 ° C. and CP = 0. Furthermore, it cools by oil quenching for 2 minutes on 50 degreeC conditions, and then cools after performing tempering for 120 minutes on 160 degreeC conditions.

なお、本実施形態では、ボール4の個数は8個としたが、6個とすることも可能である。しかし、本実施形態のように、ボール4の個数を8個とする場合、ケージ5に形成しなければならないポケット7の個数(8個)が、ボール4の個数を6個とする場合にケージ5に形成しなければならないポケット7の個数(6個)よりも多くなる。この場合、ケージ5の表面を断続的に切削しなければならない回数が多くなって、切削工具にかかる負担が大きくなるため、切削工具の寿命低下に繋がる。そのため、ボール4の個数を8個とする場合の方が、ボール4の個数を6個とする場合よりも、本発明を適用した際の作用および効果が得やすい。   In the present embodiment, the number of the balls 4 is eight, but may be six. However, when the number of balls 4 is eight as in the present embodiment, the number of pockets 7 (8) that must be formed in the cage 5 is the cage when the number of balls 4 is six. 5 is larger than the number of pockets 7 (6) that must be formed. In this case, the number of times that the surface of the cage 5 has to be cut intermittently increases and the burden on the cutting tool increases, leading to a reduction in the life of the cutting tool. Therefore, when the number of balls 4 is eight, the operation and effect when the present invention is applied can be obtained more easily than when the number of balls 4 is six.

以上のように、本実施形態の等速自在継手は、内輪3およびケージ5に、焼入れ処理による脱炭層を形成するため、内輪3およびケージ5の旋削加工は、硬度の低い脱炭層を有する表面を切削することにより可能である。この場合、一回の切削で切削工具に加わる負担が従来の等速自在継手の場合よりも小さくなる。そのため、切削工具を長寿命化することができる。   As described above, since the constant velocity universal joint of the present embodiment forms a decarburized layer by quenching treatment on the inner ring 3 and the cage 5, the turning of the inner ring 3 and the cage 5 has a surface having a decarburized layer with low hardness. It is possible by cutting. In this case, a burden applied to the cutting tool by one cutting is smaller than that of the conventional constant velocity universal joint. Therefore, the life of the cutting tool can be extended.

また、脱炭層において、特定部位である他の継手構成部材との干渉面(内輪3においては、ケージ5と干渉する外球面25およびボール4と干渉する面9、ケージ5においては、ポケット7でボール4と干渉する面23および内輪3と干渉する面22、外輪2と干渉する面21)に形成された部分を除去するため、特定部位(干渉面)に、脱炭層下層の浸炭焼入れで硬化された浸炭層を露出させることができる。つまり、内輪3における非特定部位(外球面25およびボール4と干渉する面9を除く部位の表面)とケージ5における非特定部位(ポケット7のボール干渉面23および内輪3と干渉する面22、外輪2と干渉する面21を除く部位)は、脱炭層を有した状態とし、内輪3における特定部位(内輪3の外球面25およびボール4と干渉する面9)と、ケージ5における特定部位(ポケット7の干渉面23および内輪3と干渉する面22、外輪2と干渉する面21)は、脱炭層を有さない状態にすることができる。そのため、内輪3やケージ5において、特定部位である干渉面(内輪3においては、外球面25およびボール4と干渉する面9、ケージ5においては、ポケット7のボール干渉面23および内輪3と干渉する面22、外輪2と干渉する面21)を含む表面の耐摩耗性を確保することができる。   Further, in the decarburized layer, an interference surface with another joint component which is a specific part (in the inner ring 3, an outer spherical surface 25 that interferes with the cage 5, a surface 9 that interferes with the ball 4, and a pocket 7 in the cage 5) Hardened by carburizing and quenching of the decarburized layer lower layer in a specific part (interference surface) to remove the portions formed on the surface 23 that interferes with the ball 4, the surface 22 that interferes with the inner ring 3, and the surface 21 that interferes with the outer ring 2. The exposed carburized layer can be exposed. That is, the non-specific part (the surface of the part excluding the outer spherical surface 25 and the surface 9 that interferes with the ball 4) in the inner ring 3 and the non-specific part (the surface 22 that interferes with the ball interference surface 23 of the pocket 7 and the inner ring 3), The part excluding the surface 21 that interferes with the outer ring 2 is in a state having a decarburized layer, the specific part in the inner ring 3 (the surface 9 that interferes with the outer spherical surface 25 and the ball 4 of the inner ring 3), and the specific part in the cage 5 ( The interference surface 23 of the pocket 7, the surface 22 that interferes with the inner ring 3, and the surface 21 that interferes with the outer ring 2 can be made to have no decarburized layer. Therefore, in the inner ring 3 and the cage 5, an interference surface that is a specific part (in the inner ring 3, the surface 9 that interferes with the outer spherical surface 25 and the ball 4, and in the cage 5, it interferes with the ball interference surface 23 of the pocket 7 and the inner ring 3. Wear resistance of the surface including the surface 22 and the surface 21) that interferes with the outer ring 2 can be ensured.

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の実施の形態は、ここで挙げたものに限られず、特許請求の範囲に記載の技術的思想を逸脱しない範囲内で適宜に変更が可能である。   The embodiments of the present invention have been described above. However, the embodiments of the present invention are not limited to those described here, and can be appropriately changed within the scope not departing from the technical idea described in the claims. Is possible.

例えば、ポケットを2つ以上同形状にした(全て同形状にする場合を除く)場合にも本発明を適用することができる。この場合、ポケットの全てを同形状にする場合よりも、ケージの柱強度(ポケット間部位の強度)を向上させることができる。この理由は、ポケットを全て同形状にする場合よりも、ケージの柱断面積を増加させることが可能であることによる。   For example, the present invention can also be applied to the case where two or more pockets have the same shape (except when all pockets have the same shape). In this case, the cage column strength (strength between the pockets) can be improved as compared with the case where all the pockets have the same shape. This is because the column cross-sectional area of the cage can be increased as compared with the case where all the pockets have the same shape.

なお、浸炭焼入れ後にケージを切削する際、ケージ端面を切削し、この端面を基準にして球面(外球面・内球面)やポケットの内側面を切削すると、精度の高いケージを作製することができる。この理由は、現状の基準は、焼入れ後のケージ端面としているため、ケージ表面の凹凸が大きいが、上述のようにケージ端面を切削して基準面を決めることで寸法の位置精度が向上する。これにより、ケージを量産する際、ケージ間の寸法ばらつきを抑えることができる。   When the cage is cut after carburizing and quenching, the cage end surface is cut, and the spherical surface (outer spherical surface / inner spherical surface) or the inner side surface of the pocket is cut with reference to this end surface, thereby producing a highly accurate cage. . The reason for this is that the current standard is the cage end surface after quenching, and the irregularities on the cage surface are large. However, as described above, the position accuracy is improved by cutting the cage end surface and determining the reference surface. Thereby, when mass-producing a cage, the dimensional variation between cages can be suppressed.

図8に示すケージの作製工程を説明するフロー図であるIt is a flowchart explaining the preparation process of the cage shown in FIG. (A)は図8に示すケージの横断面図である。(B)は図8に示すケージの縦断面図である。(A) is a cross-sectional view of the cage shown in FIG. (B) is a longitudinal cross-sectional view of the cage shown in FIG. 図8に示すケージの外球面において、焼入れ処理後の状態を説明する断面図であるFIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a state after quenching treatment on the outer spherical surface of the cage shown in FIG. (A)は図8に示す内輪の正面図である。(B)は図8に示す内輪の縦断面図である。(A) is a front view of the inner ring shown in FIG. FIG. 9B is a longitudinal sectional view of the inner ring shown in FIG. 図8に示す内輪の外球面において、焼入れ処理後の状態を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the state after a hardening process in the outer spherical surface of the inner ring | wheel shown in FIG. (A)は、図8に示すケージおよび内輪を作製する際に行う浸炭焼入れの工程を説明する工程図である。(B)は、図8に示すケージおよび内輪において、浸炭焼入れにより形成される各層の深さと硬度の関係を示すグラフである。(C)は、図8に示すケージおよび内輪を作製する際に行う全硬化焼入れの工程を説明する工程図である。(A) is process drawing explaining the process of carburizing and quenching performed when producing the cage and inner ring shown in FIG. (B) is a graph showing the relationship between the depth and hardness of each layer formed by carburizing and quenching in the cage and inner ring shown in FIG. FIG. 9C is a process diagram for explaining a process of full hardening and quenching performed when the cage and the inner ring shown in FIG. 8 are manufactured. (A)は、図9に示すケージおよび内輪を作製する際に行う浸炭焼入れの工程を説明する工程図である。(B)は、図9に示すケージおよび内輪において、浸炭焼入れにより形成される各層の深さと硬度の関係を示すグラフである。(A) is process drawing explaining the process of carburizing and quenching performed when producing the cage and inner ring shown in FIG. (B) is a graph showing the relationship between the depth and hardness of each layer formed by carburizing and quenching in the cage and inner ring shown in FIG. 9. 本発明を適用した等速自在継手(UJ)の断面図である。It is sectional drawing of the constant velocity universal joint (UJ) to which this invention is applied. 従来の等速自在継手(DOJ)の断面図である。It is sectional drawing of the conventional constant velocity universal joint (DOJ). 図9に示すケージの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the cage shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 固定型等速自在継手(UJ)
2 外輪(外側継手部材)
3 内輪(内側継手部材)
4 ボール
5 ケージ
7 ポケット
21 外球面(ケージ)
22 内球面(ケージ)
23 ボール干渉面(ポケット)
25 外球面(内輪)
1 Fixed type constant velocity universal joint (UJ)
2 Outer ring (outer joint member)
3 Inner ring (inner joint member)
4 ball 5 cage 7 pocket 21 outer spherical surface (cage)
22 inner spherical surface (cage)
23 Ball interference surface (pocket)
25 Outer spherical surface (inner ring)

Claims (12)

少なくとも一方に開口部を有する外側継手部材と、その外側継手部材の内側に配された内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間に配され、複数のポケットが周方向で形成されたケージと、前記ポケットに収容された状態でケージに保持されて、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間でのトルク伝達を可能にするボールとを備えた等速自在継手において、
前記内側継手部材或いは前記ケージのうち少なくとも一方は、非特定部位の表面のみに焼入れ処理による脱炭層を有することを特徴とする等速自在継手。
An outer joint member having an opening in at least one; an inner joint member disposed inside the outer joint member; and an outer joint member disposed between the outer joint member and the inner joint member. In a constant velocity universal joint comprising a formed cage and a ball held in the cage in a state of being accommodated in the pocket and enabling torque transmission between the outer joint member and the inner joint member ,
At least one of the inner joint member or the cage has a decarburized layer by quenching treatment only on the surface of the non-specific part.
前記脱炭層の炭素含有率は、0.4重量%以上0.8重量%未満である請求項1に記載の等速自在継手。   The constant velocity universal joint according to claim 1, wherein the carbon content of the decarburized layer is 0.4 wt% or more and less than 0.8 wt%. 前記脱炭層の厚さは、0.05mm以上0.15mm未満である請求項1又は2に記載の等速自在継手。   The constant velocity universal joint according to claim 1 or 2, wherein the thickness of the decarburized layer is 0.05 mm or more and less than 0.15 mm. 前記ボールの個数は、8個である請求項1〜3のいずれか一項に記載の等速自在継手。   The constant velocity universal joint according to any one of claims 1 to 3, wherein the number of the balls is eight. 前記脱炭層は、浸炭焼入れ或いは全硬化焼入れにより焼入れ処理されている請求項1〜4のいずれか一項に記載の等速自在継手。   The constant-velocity universal joint according to any one of claims 1 to 4, wherein the decarburized layer is quenched by carburizing quenching or full hardening quenching. 少なくとも一方に開口部を有する外側継手部材と、その外側継手部材の内側に配された内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間に配され、複数のポケットが周方向で形成されたケージと、前記ポケットに収容された状態でケージに保持されて、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間でのトルク伝達を可能にするボールとを備えた等速自在継手において、
前記内側継手部材および前記ケージを焼入れ処理した後、前記内側継手部材或いは前記ケージのうち少なくとも一方は、前記焼入れ処理により特定部位および非特定部位の表面に脱炭層を形成し、この後、前記脱炭層の特定部位のみを切削除去することを特徴とする等速自在継手の製造方法。
An outer joint member having an opening in at least one; an inner joint member disposed inside the outer joint member; and an outer joint member disposed between the outer joint member and the inner joint member. In a constant velocity universal joint comprising a formed cage and a ball held in the cage in a state of being accommodated in the pocket and enabling torque transmission between the outer joint member and the inner joint member ,
After quenching the inner joint member and the cage, at least one of the inner joint member or the cage forms a decarburized layer on the surface of the specific part and the non-specific part by the quenching process, and then the debonding is performed. A method for manufacturing a constant velocity universal joint, wherein only a specific portion of a coal layer is cut and removed.
前記脱炭層の炭素含有率を、0.4重量%以上0.8重量%未満にする請求項6に記載の等速自在継手の製造方法。   The method for manufacturing a constant velocity universal joint according to claim 6, wherein the carbon content of the decarburized layer is 0.4 wt% or more and less than 0.8 wt%. 前記脱炭層の厚さを、0.05mm以上0.15mm未満にする請求項6又は7に記載の等速自在継手の製造方法。   The method for manufacturing a constant velocity universal joint according to claim 6 or 7, wherein a thickness of the decarburized layer is 0.05 mm or more and less than 0.15 mm. 前記ケージは、プレス加工で前記ポケットを形成後、前記焼入れ処理により特定部位および非特定部位の表面に脱炭層を形成し、その後、前記脱炭層の特定部位のみを切削除去する請求項6〜8のいずれか一項に記載の等速自在継手の製造方法。   The cage forms the pockets by press working, forms a decarburized layer on the surface of the specific part and the non-specific part by the quenching process, and then cuts and removes only the specific part of the decarburized layer. The manufacturing method of the constant velocity universal joint as described in any one of these. 前記ケージは、プレス加工で前記ポケットを形成後、前記ポケットのボール干渉面を切削加工し、次いで、前記焼入れ処理により特定部位および非特定部位の表面に脱炭層を形成し、その後、前記ポケットのボール干渉面を切削加工した切削工具と同一の切削工具で前記脱炭層を切削除去する請求項6〜9のいずれか一項に記載の等速自在継手の製造方法。   After forming the pocket by press working, the cage cuts the ball interference surface of the pocket, then forms a decarburized layer on the surface of the specific part and the non-specific part by the quenching process, and then the pocket The method for manufacturing a constant velocity universal joint according to any one of claims 6 to 9, wherein the decarburized layer is cut and removed with the same cutting tool as the cutting tool obtained by cutting the ball interference surface. 前記ボールの個数を8個とする請求項6〜10のいずれか一項に記載の等速自在継手の製造方法。   The method for manufacturing a constant velocity universal joint according to any one of claims 6 to 10, wherein the number of balls is eight. 前記焼入れを、浸炭焼入れ或いは全硬化焼入れとする請求項6〜11のいずれか一項に記載の等速自在継手の製造方法。   The method for manufacturing a constant velocity universal joint according to any one of claims 6 to 11, wherein the quenching is carburized quenching or fully cured quenching.
JP2008207865A 2008-08-12 2008-08-12 Constant velocity universal joint and method for manufacturing the same Withdrawn JP2010043691A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008207865A JP2010043691A (en) 2008-08-12 2008-08-12 Constant velocity universal joint and method for manufacturing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008207865A JP2010043691A (en) 2008-08-12 2008-08-12 Constant velocity universal joint and method for manufacturing the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010043691A true JP2010043691A (en) 2010-02-25

Family

ID=42015236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008207865A Withdrawn JP2010043691A (en) 2008-08-12 2008-08-12 Constant velocity universal joint and method for manufacturing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010043691A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014021428A1 (en) * 2012-08-03 2014-02-06 Ntn株式会社 Retainer for constant-velocity universal joint, fixed constant-velocity universal joint incorporating same, and drive shaft incorporating said fixed constant-velocity universal joint
WO2019059285A1 (en) * 2017-09-21 2019-03-28 Ntn株式会社 Constant velocity universal joint and cage thereof
JP2021055794A (en) * 2019-10-01 2021-04-08 Ntn株式会社 Machined product
JP2022020804A (en) * 2017-09-21 2022-02-01 Ntn株式会社 Constant velocity universal joint and cage thereof

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014021428A1 (en) * 2012-08-03 2014-02-06 Ntn株式会社 Retainer for constant-velocity universal joint, fixed constant-velocity universal joint incorporating same, and drive shaft incorporating said fixed constant-velocity universal joint
JP2014043943A (en) * 2012-08-03 2014-03-13 Ntn Corp Retainer for constant velocity universal joint, fixed constant velocity universal joint incorporating the same and drive shaft incorporating the fixed constant velocity universal joint
US20150204386A1 (en) * 2012-08-03 2015-07-23 Ntn Corporation Cage for constant velocity universal joint, fixed type constant velocity universal joint incorporating same, and drive shaft incorporating said fixed type constant velocity universal joint
CN104508310B (en) * 2012-08-03 2017-07-21 Ntn株式会社 Constant-speed universal coupling retainer, it is assembled with its fixed-type constant-velocity Hooks coupling universal coupling and is assembled with the drive shaft of the fixed-type constant-velocity Hooks coupling universal coupling
US9816565B2 (en) 2012-08-03 2017-11-14 Ntn Corporation Cage for constant velocity universal joint, fixed type constant velocity universal joint incorporating same, and drive shaft incorporating said fixed type constant velocity universal joint
EP2881605B1 (en) * 2012-08-03 2019-02-13 NTN Corporation Cage for constant-velocity universal joint, fixed type constant-velocity universal joint incorporating same, and drive shaft incorporating said fixed type constant-velocity universal joint
WO2019059285A1 (en) * 2017-09-21 2019-03-28 Ntn株式会社 Constant velocity universal joint and cage thereof
JP2019056426A (en) * 2017-09-21 2019-04-11 Ntn株式会社 Constant velocity universal joint and cage thereof
CN111133211A (en) * 2017-09-21 2020-05-08 Ntn株式会社 Constant velocity universal joint and spacer thereof
JP2022020804A (en) * 2017-09-21 2022-02-01 Ntn株式会社 Constant velocity universal joint and cage thereof
CN111133211B (en) * 2017-09-21 2022-12-02 Ntn株式会社 Constant velocity universal joint and spacer thereof
US11519462B2 (en) 2017-09-21 2022-12-06 Ntn Corporation Constant velocity universal joint and cage thereof
JP7270706B2 (en) 2017-09-21 2023-05-10 Ntn株式会社 Constant velocity universal joint and its cage
JP2021055794A (en) * 2019-10-01 2021-04-08 Ntn株式会社 Machined product

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8313587B2 (en) Method for producing a torque transmission device useful as a fixed constant velocity ball joint for drive shafts
JPWO2014175293A1 (en) Method of manufacturing race ring member and metal material for race ring member
JP4731945B2 (en) Constant velocity universal joint, cage for constant velocity universal joint, and manufacturing method thereof
JP2008207589A (en) Bearing device for wheel and its manufacturing method
JP2010065815A (en) Power transmission shaft
JP2010043691A (en) Constant velocity universal joint and method for manufacturing the same
US8226489B2 (en) Constant velocity universal joint
JP2008207587A (en) Bearing device for wheel and its manufacturing method
JP6165497B2 (en) Cage universal joint cage, fixed type constant velocity universal joint incorporating the same, and drive shaft incorporating the fixed type constant velocity universal joint
US20110124420A1 (en) Cage for constant velocity universal joint and constant velocity universal joint
CN103748375B (en) Constant velocity joint and manufacture method thereof
US8317629B2 (en) Inner joint member for constant velocity universal joint, manufacturing method therefor, and constant velocity universal joint
JP2003049861A (en) Cage of fixed constant velocity universal joint and its manufacturing method and fixed constant velocity universal joint
JP2009191901A (en) Cage of constant speed universal joint, propeller shaft assembly, and drive shaft assembly
JP5467710B2 (en) Method for manufacturing fixed type constant velocity universal joint and outer ring thereof
JP4855369B2 (en) Outer joint member for constant velocity universal joint and fixed constant velocity universal joint
JP2008207586A (en) Wheel bearing device and its manufacturing method
JP2008298270A (en) Fixed type constant velocity universal joint
JP2006283914A (en) Cage for uniform universal joint
JP2009085327A (en) Sliding type constant velocity universal joint and its outer side joint member
JP2009174660A (en) Cage of constant velocity universal joint, propeller shaft assembly and drive shaft assembly
JP2007100801A (en) Cage for constant velocity universal joint and constant velocity universal joint
EP2246583B1 (en) Cage for constant velocity universal joint
WO2007125844A1 (en) Constant velocity universal joint
JP2009185878A (en) Constant speed universal joint and shaft assembly

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20111101