WO2007097156A1 - 等速自在継手及びそのケージ - Google Patents

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WO2007097156A1
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WO
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joint member
cage
constant velocity
velocity universal
heat treatment
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PCT/JP2007/051189
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English (en)
French (fr)
Inventor
Kisao Yamazaki
Masazumi Kobayashi
Original Assignee
Ntn Corporation
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
    • F16D3/226—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a cylinder co-axial with the respective coupling part
    • F16D3/227—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a cylinder co-axial with the respective coupling part the joints being telescopic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
    • F16D2003/22303—Details of ball cages

Definitions

  • the present invention is used in power transmission mechanisms of automobiles and various industrial machines.
  • constant velocity universal joints incorporated in drive shafts and propeller shafts used in 4WD vehicles and FR vehicles
  • the constant velocity universal The present invention relates to a cage which is one of components of a joint.
  • a constant velocity universal joint is a torque transmission element that transmits torque at a constant angular velocity by connecting a drive-side rotary shaft and a driven-side rotary shaft in a power transmission system of an automobile or various industrial machines.
  • BJ Barfield type constant velocity natural joints
  • DOJ double offset type constant velocity universal joints
  • LJ lev opening (cross group) type constant velocity universal joints
  • These constant velocity universal joints include an outer joint member, an inner joint member, a ball, and a cage as main components.
  • a track groove extending in the axial direction is formed on the inner peripheral surface of the outer hand member, and a track groove extending in the axial direction is also formed on the outer peripheral surface of the inner joint member.
  • the outer joint member and the inner joint member are connected to a drive-side rotary shaft and a driven-side rotary shaft, respectively.
  • the track groove of the outer joint member and the track groove of the inner joint member make a pair to form a ball track, and the ball is incorporated in each ball track.
  • the balls are housed in pockets formed in the circumferential direction of the cage and are held so as to roll freely.
  • the ball when torque is transmitted with the joint having an operating angle, the ball is always in a plane that bisects the angle formed by the rotation shaft of the outer joint member and the rotation shaft of the inner joint member. It is regulated by the cage so as to be positioned, thereby ensuring the constant velocity of the joint.
  • the cage which is one component of the constant velocity universal joint, is incorporated between the outer joint member and the inner joint member, and is an important component that can withstand a large load and hold the ball on a constant velocity isosceles plane. One is desired to have high strength.
  • Patent Document 1 punches out a pocket from a short cylindrical shaped member of a cage with a press cage, and then processes the pocket dimension to some extent with a shaving force.
  • the pockets whose dimensional accuracy is deteriorated due to heat treatment deformation after heat treatment should be hardened to the final finished dimensions by hard milling!
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2003-49861
  • Patent Document 1 When such processing is necessary, as described in Patent Document 1, it is a two-stage process consisting of pre-processing before carburizing and quenching (shaving) and post-processing after carburizing and quenching (node milling). Can be applied. By doing so, it is possible to prevent a reduction in cage strength due to excessive cutting of the heat-treated hardened layer after carburizing and quenching.
  • the present invention has been proposed in view of the above-described problems, and the purpose of the present invention is to reduce the depth of the heat treatment hardened layer required even when a large machining allowance is applied after heat treatment.
  • An object of the present invention is to provide a constant velocity universal joint and its cage that can secure surface hardness, prevent a decrease in strength, and reduce heat treatment costs.
  • the present invention is arranged between the inner spherical surface of the outer joint member of the constant velocity universal joint and the outer spherical surface of the inner joint member.
  • a short cylindrical cage in which a plurality of pockets for accommodating balls arranged on the ball track between the side joint members are formed at equal intervals in the circumferential direction, and a column peripheral portion between the pockets and the pockets between the pockets.
  • a heat-treated hardened layer is formed over the entire region in the thickness direction at portions other than both end surface portions.
  • the heat treatment hardened layer is formed over the entire thickness direction of the cage, so that the necessary heat treatment hardened layer depth and surface hardness are ensured even when a large machining allowance is applied after the heat treatment. It is possible to prevent the strength from being lowered.
  • the reason why the heat treatment-cured layer is formed is that the portion including the peripheral edge of the pocket and the pillar between the pockets is because the load is the largest when it comes into contact with the ball.
  • the required strength is secured by forming.
  • the purpose of the kite is to alleviate the crack sensitivity at the end face, thereby improving the strength of the cage.
  • the heat-treated cured layer in the present invention is desirably formed by induction hardening.
  • induction hardening By using induction hardening as the heat treatment, a deep heat-treated hardened layer can be formed. Therefore, the heat-treated hardened layer can be easily formed over the entire region in the thickness direction.
  • the cage of the present invention uses a material having a medium carbon steel strength. Since the medium carbon steel contains a predetermined amount of carbon, it is easy to form a deep heat treatment hardened layer by induction hardening.
  • the present invention provides a cage having the above-described constituent force, an outer joint member, an inner joint member, and an outer
  • a constant velocity universal joint can be formed by adding a ball that is rotatably held by a cage and transmits torque between the joint member and the inner joint member.
  • the present invention includes an outer joint member formed in the axial direction in a state where a plurality of linear track grooves are inclined with respect to the axis on the inner peripheral surface, and a plurality of linear track grooves on the outer peripheral surface with respect to the axis.
  • a ball assembled at the intersection of the inner joint member formed in the axial direction while being inclined in the opposite direction to the track groove of the outer joint member, and the track groove of the outer joint member and the track groove of the inner joint member
  • a cage that is disposed between the inner peripheral surface of the outer joint member and the outer peripheral surface of the inner joint member and holds the ball between the track groove of the outer joint member and the track groove of the inner joint member, etc. It is suitable to apply to a speed universal joint, that is, a lev opening (cross group) type constant velocity universal joint.
  • the heat-treated hardened layer is formed by induction hardening over the entire thickness direction of the cage, the necessary heat-treated hardened layer can be formed even when a large machining allowance is applied after the heat treatment. Depth and surface hardness can be ensured and strength reduction can be prevented.
  • the heat-treated hardened layer is not formed on both end surface portions of the cage, the crack sensitivity of the end surface portion can be mitigated, so that the strength of the cage can be improved.
  • the heat treatment time can be shortened, the heat treatment cost can be reduced, and the in-line process can be realized.
  • FIG. 5 to FIG. 7 illustrate embodiments of a constant velocity universal joint cage according to the present invention, and illustrate a lev opening (cross group) type constant velocity universal joint (LJ) into which the cage is threaded.
  • LJ constant velocity universal joint
  • the present invention is also applicable to other types of constant velocity universal joints such as a double offset type constant velocity universal joint (DOJ) and a barfield type constant velocity universal joint (BJ).
  • DOJ double offset type constant velocity universal joint
  • BJ barfield type constant velocity universal joint
  • the constant velocity universal joint includes an inner ring 10 as an inner joint member, an outer ring 20 as an outer joint member, a plurality of balls 30 and a cage 40 as main components.
  • the inner ring 10 has a shaft (not shown) connected to the center hole 11 by spline fitting, and a plurality of linear track grooves 12 are formed in the axial direction on the outer peripheral surface.
  • the outer ring 20 is located on the outer periphery of the inner ring 10 and has the same number of linear tracks as the track grooves 12 of the inner ring 10 on the inner peripheral surface.
  • a groove 22 is formed in the axial direction.
  • a short cylindrical cage 40 is arranged in the axial direction.
  • the plurality of balls 30 are respectively housed in a plurality of pockets 41 formed at equal intervals in the circumferential direction of the cage 40.
  • the track groove 12 of the inner ring 10 and the track groove 22 of the outer ring 20 have an angle (track crossing angle ⁇ ) inclined in the opposite direction with respect to the axis L as shown in FIG. 7 (the cage 40 is not shown).
  • the ball 30 is incorporated at the intersection of the track groove 12 of the inner ring 10 and the track groove 22 of the outer ring 20 that make a pair.
  • the cage 40 incorporated in the lev opening (cross group) type constant velocity universal joint has the largest portion including the peripheral portion of the pocket 41 in contact with the ball 30 and the column portion 42 between the pockets 40. Since the load is received, the part is subjected to heat treatment. As this heat treatment, induction hardening capable of forming a deep heat treatment hardened layer is adopted.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show two examples of heat treatment patterns in the cage 40 incorporated in the constant velocity universal joint of FIGS.
  • Fig. 3 (a) is a cross-section along the ⁇ - ⁇ line in Fig. 1
  • Fig. 3 (b) is a cross-section along the BB line in Fig. 1
  • Fig. 4 (a) is a cross-section along the CC line in Fig. 2.
  • Fig. 4 (b) is a cross section taken along line D-D in Fig. 2.
  • medium carbon steel is used as the shape of the cage 40. Since this medium carbon steel contains a predetermined amount of carbon, it is easy to form a deep heat treatment hardened layer by induction hardening. [0027] In the cage 40 shown in FIGS.
  • the part that receives the greatest load in contact with the ball 30, that is, the peripheral part of the pocket 41 and the part including the column part 42 between the pockets 41 are induction-hardened.
  • heat-treated hardened layers M and N are formed.
  • the heat-treated hardened layers M and N are formed deeply by adopting induction hardening, and are formed over the entire region in the thickness direction of the cage 40 as shown in FIGS.
  • the hatched portions in the figure indicate the portions where the heat-treated hardened layers M and N are formed.
  • the heat-treated hardened layers M and N can be formed deeply by induction hardening, even when processing with a large allowance is performed after induction hardening, processing is performed at once in the hard milling process. Even so, the necessary depth and surface hardness of the heat-treated cured layer can be ensured. Therefore, the shaving force can be eliminated while ensuring high pocket dimensional accuracy by hard milling, and the heat treatment cost can be reduced.
  • the part including the peripheral part of the pocket 41 and the column part 42 between the pockets 41 as the part for forming the heat-treated hardened layers M and N is formed by contacting the ball 30 as described above. This is because the load is the largest. Therefore, since both ends 43 of the cage 40 are not subjected to a large load due to contact with the ball 30, it is not necessary to form the heat-treated hardened layers M and N by induction hardening (see FIGS. 1 and 2). By not forming the heat treatment hardened layers M and N at the both end face portions 43 of the cage 40, the crack sensitivity at the end face portion 43 can be reduced, and the strength of the cage 40 is improved.
  • the present invention is not limited to a double offset type constant velocity universal joint (DOJ) or a bar Ladded constant velocity universal joints (BJ) can also be applied.
  • DOJ double offset type constant velocity universal joint
  • BJ bar Ladded constant velocity universal joints
  • the application of the present invention is optimally a lev opening (cross group) type constant velocity universal joint. The reason is as follows.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a heat treatment pattern in a cage in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of a heat treatment pattern in a cage in another embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 (a) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1, and (b) is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
  • FIG. 4 (a) is a sectional view taken along the line CC in FIG. 2, and (b) is a sectional view taken along the line DD in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a lev opening (cross group) type constant velocity universal joint to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 is a side view of FIG.
  • FIG. 7 is a partial front view for explaining the track crossing angle oc in the inner ring and the outer ring of FIG. 5.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

　熱処理後に取り代の大きな加工を施す場合でも、必要な熱処理硬化層の深さと表面硬さを確保することができて強度低下を防止でき、熱処理コストの低減を図る。 　等速自在継手の外輪の内球面と内輪の外球面との間に配置され、外輪と内輪間のボールトラックに配されたボールを収容する複数のポケットが円周方向等間隔に形成された短円筒形状のケージ４０であって、ポケット４１の周縁部およびそのポケット４１間の柱部４２を含み、かつ、両端面部４３を除く部位に、厚み方向全域に亘って高周波焼入れによる熱処理硬化層Ｍを形成する。

Description

明 細 書
等速自在継手及びそのケージ
技術分野
[0001] 本発明は、自動車や各種産業機械の動力伝達機構において使用され、例えば 4W D車や FR車などで使用されるドライブシャフトやプロペラシャフトに組み込まれる等速 自在継手、並びにその等速自在継手の構成部品の一つであるケージに関する。 背景技術
[0002] 等速自在継手は、自動車や各種産業機械の動力伝達系において、駆動側の回転 軸と従動側の回転軸を連結して等角速度でトルクを伝達するもので、トルク伝達要素 であるボールを用いたボールタイプの等速自在継手として、バーフィールド型等速自 在継手 (BJ)、ダブルオフセット型等速自在継手 (DOJ)やレブ口（クロスグループ)型 等速自在継手 (LJ)など種々のものがある。
[0003] これら等速自在継手は、外側継手部材、内側継手部材、ボールおよびケージを主 要な構成要素として成り立つて 、る。外側 «手部材の内周面には軸方向に延びるト ラック溝が形成され、また、内側継手部材の外周面にも軸方向に延びるトラック溝が 形成されている。これら外側継手部材と内側継手部材に、駆動側の回転軸と従動側 の回転軸がそれぞれ連結されて 、る。外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のト ラック溝とが対をなしてボールトラックを形成し、各ボールトラックにボールが組み込ん である。ボールは、ケージの円周方向に形成されたポケット内に収容されて転動自在 に保持されている。
[0004] 従って、継手が作動角をとつた状態でトルクを伝達するとき、ボールは、常に、外側 継手部材の回転軸と内側継手部材の回転軸とがなす角を二等分する平面内に位置 するようにケージによって規制され、これにより、継手の等速性が確保される。このよう に等速自在継手の一つの構成部品であるケージは、外側継手部材と内側継手部材 の間に組み込まれ、大きな負荷に耐えてボールを等速二等面上に保持する重要な 部品の一つであり、高強度であることが望まれている。
[0005] このケージの高強度を確保するために、ケージに熱処理が施されるが、一般的にそ の熱処理として浸炭焼入れが用いられている。この浸炭焼入れは、ケージのような形 状が複雑で薄!、ものに適した熱処理技術である力 その浸炭焼入れに処理時間を 要するため、生産性が悪い点が挙げられる。また、浸炭焼入れでは、その性質上、熱 処理硬化層をあまり深く形成することが困難である。そのため、浸炭焼入れ後に加工 を要する場合、特に、表面を大きく削り取るような加工においては、熱処理硬化層の 深さと必要な表面硬さを確保することが困難となって強度の低下を招くことになる。
[0006] そこで、取り代の大きな切削加工などが必要な場合、浸炭焼入れ前に前加工として 切削加工を行い、浸炭焼入れ後にさらに最終仕上げ寸法となるように加工する二段 式の加工を行う必要があった。このような浸炭焼入れとケージポケットの加工につ！ヽ ては、ケージポケットにハードミーリングを適用していた (例えば、特許文献 1参照)。
[0007] つまり、この特許文献 1に開示された手法は、ケージの短円筒状素形材からポケット をプレスカ卩ェにより打ち抜 、た後、シェービング力卩ェでそのポケット寸法をある程度ま で加工し、さらに熱処理後に熱処理変形で寸法精度が悪くなつたポケットを最終仕 上げ寸法にハードミーリング等でカ卩ェするようにして!/、る。
特許文献 1 :特開 2003— 49861号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] ところで、従来の浸炭焼入れでは、熱処理に時間がかかり、また、炉によるバッチ処 理のためにインラインィ匕が困難である。また、浸炭焼入れでは、深い熱処理硬化層を 形成することが困難である。従って、浸炭焼入れ後に取り代の大きな切削加工などを 施す場合、必要な熱処理硬化層の深さと表面硬さを確保することが困難となる。
[0009] このような加工が必要な場合は、特許文献 1のように浸炭焼入れ前の前加工 (シェ 一ビング加工）と浸炭焼入れ後の後加工 (ノヽードミーリング加工)からなる二段階の加 ェを施せばよい。このようにすれば、浸炭焼入れ後に熱処理硬化層を切削しすぎる ことによるケージの強度低下を未然に防止することができる。
[0010] し力しながら、浸炭焼入れ前の前加工と浸炭焼入れ後の後加工力もなる二段階の 加工の場合、浸炭焼入れの前後二回に分けて加工を行わなければならないため、 加工に手間がかかり、全体の処理時間が長くなり、ひいては製品のコストアップを招く ことになるという問題がある。
[0011] そこで、本発明は前述した問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするとこ ろは、熱処理後に取り代の大きな加工を施す場合でも、必要な熱処理硬化層の深さ と表面硬さを確保することができて強度低下を未然に防止でき、熱処理コストの低減 を図り得る等速自在継手及びそのケージを提供することにある。
課題を解決するための手段
[0012] 前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、等速自在継手の外側 継手部材の内球面と内側継手部材の外球面との間に配置され、外側継手部材と内 側継手部材間のボールトラックに配されたボールを収容する複数のポケットが円周方 向等間隔に形成された短円筒形状のケージであって、ポケット周縁部およびそのポ ケット間の柱部を含み、かつ、両端面部を除く部位に、厚み方向全域に亘つて熱処 理硬化層を形成したことを特徴とする。
[0013] 本発明では、ケージの厚み方向全域に亘つて熱処理硬化層を形成したことにより、 その熱処理後に取り代の大きな加工を施す場合でも、必要な熱処理硬化層の深さと 表面硬さを確保することができて強度低下を未然に防止できる。
[0014] この熱処理硬化層を形成する部位として、ポケット周縁部およびそのポケット間の柱 部を含む部位としたのは、ボールと接触することにより最も荷重が大きいためであり、 この熱処理硬化層の形成により必要な強度を確保する。また、ケージの両端面部に 熱処理硬化層を形成しな！ヽのは、その端面部での亀裂敏感性を緩和するためであり 、これにより、ケージの強度を向上させている。
[0015] 本発明における熱処理硬化層は、高周波焼入れにより形成することが望ましい。熱 処理として高周波焼入れを使用することにより、深い熱処理硬化層を形成することが できることから、厚み方向全領域に亘つて熱処理硬化層を容易に形成することができ る。
[0016] 本発明のケージは、中炭素鋼力もなる素形材を使用することが望ましい。中炭素鋼 は、所定量の炭素を含有することから、高周波焼入れにより深い熱処理硬化層を形 成することが容易である。
[0017] 本発明は、前述の構成力もなるケージに、外側継手部材と、内側継手部材と、外側 継手部材と内側継手部材の間でケージにより回転自在に保持されてトルクを伝達す るボールとを付加すれば、等速自在継手を構成することが可能である。
[0018] 本発明は、内周面に複数の直線状トラック溝を軸線に対して傾斜させた状態で軸 方向に形成した外側継手部材と、外周面に複数の直線状トラック溝を軸線に対して 外側継手部材のトラック溝と反対方向に傾斜させた状態で軸方向に形成した内側継 手部材と、外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との交叉部に組み 込まれたボールと、外側継手部材の内周面と内側継手部材の外周面との間に配され てボールを外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間で保持する ケージとを備えた等速自在継手、つまり、レブ口（クロスグループ)型等速自在継手に 適用することが好適である。
発明の効果
[0019] 本発明によれば、ケージの厚み方向全域に亘つて高周波焼入れによる熱処理硬 化層を形成したことにより、その熱処理後に取り代の大きな加工を施す場合でも、必 要な熱処理硬化層の深さと表面硬さを確保することができて強度低下を未然に防止 できる。また、熱処理硬化層は、ケージの両端面部に形成させないことから、その端 面部の亀裂敏感性を緩和することができるためにケージの強度を向上させることがで きる。さらに、高周波焼入れを使用することにより、熱処理時間の短縮化が図れて熱 処理コストを低減することができ、工程のインライン化も実現可能である。
発明を実施するための最良の形態
[0020] 図 5〜図 7は本発明に係る等速自在継手のケージの実施形態で、そのケージを糸且 み込んだレブ口（クロスグループ)型等速自在継手 (LJ)を例示する。なお、本発明は 、ダブルオフセット型等速自在継手 (DOJ)やバーフィールド型等速自在継手 (BJ)な ど、他のタイプの等速自在継手にも適用可能である。
[0021] この等速自在継手は、図 5および図 6に示すように内側継手部材としての内輪 10、 外側継手部材としての外輪 20、複数のボール 30およびケージ 40を主要な構成要素 としている。内輪 10は、その中心孔 11にシャフト（図示せず）がスプライン嵌合により 連結され、外周面に複数の直線状トラック溝 12が軸方向に形成されている。外輪 20 は内輪 10の外周に位置し、内周面に内輪 10のトラック溝 12と同数の直線状トラック 溝 22が軸方向に形成されている。内輪 10と外輪 20の間に、軸方向に短い円筒状の ケージ 40が配置されている。複数のボール 30は、ケージ 40の円周方向等間隔に形 成された複数のポケット 41内にそれぞれ収容されて!、る。
[0022] 内輪 10のトラック溝 12と外輪 20のトラック溝 22は、図 7 (ケージ 40については図示 省略）に示すように軸線 Lに対して反対方向に傾斜した角度（トラック交叉角 α )をな し、対をなす内輪 10のトラック溝 12と外輪 20のトラック溝 22との交叉部にボール 30 が組み込まれている。
[0023] このレブ口（クロスグループ)型等速自在継手に組み込まれたケージ 40は、ボール 3 0と接触するポケット 41の周縁部およびそのポケット 40間の柱部 42を含む部位が最 も大きな荷重を受けることから、その部位に熱処理を施す。この熱処理としては、深い 熱処理硬化層を形成することが可能な高周波焼入れを採用する。
[0024] 従来の浸炭焼入れでは、ケージの全ての部分が硬化処理され、その処理後に粒界 酸ィ匕層が表面異常層として表層部に生成され、強度のばらつきを招く問題がある。ま た、浸炭焼入れは、表面に高濃度の炭素を拡散させるため、炭化物が多く粒界に析 出する結晶粒の粗大化が発生し変形を招き強度が低下する問題もある。粒界酸ィ匕層 は後工程でカ卩ェにより取り除くことはできる力 通常、加工を伴わないポケットの周縁 部やケージの端面部には残ってしまうことになる。
[0025] そこで、この実施形態では、高周波焼入れを採用することにより、ケージ 40の全領 域で粒界酸ィ匕層の発生を抑止することができるため、その粒界酸ィ匕層によるケージ 4 0の強度低下がなくなり、ケージ 40の強度を向上させることができる。また、高周波焼 入れを採用したことにより、熱処理時間の短縮化が図れて熱処理コストを低減するこ とができ、工程のインライン化も実現可能で製品コストの低減ィ匕が図れる。
[0026] 図 1および図 2は図 5および図 6の等速自在継手に組み込まれたケージ 40におけ る熱処理パターンの二例を示す。図 3 (a)は図 1の Α— Α線に沿う断面、図 3 (b)は図 1の B— B線に沿う断面であり、図 4 (a)は図 2の C C線に沿う断面、図 4 (b)は図 2の D— D線に沿う断面である。なお、ケージ 40の素形材としては、中炭素鋼を使用する 。この中炭素鋼は、所定量の炭素を含有することから、高周波焼入れにより深い熱処 理硬化層を形成することが容易である。 [0027] 図 1および図 2に示すケージ 40について、ボール 30との接触で最も大きな荷重を 受ける部位、つまり、ポケット 41の周縁部およびそのポケット 41間の柱部 42を含む部 位を高周波焼入れにより熱処理硬化層 M, Nを形成する。この熱処理硬化層 M, N は、高周波焼入れを採用したことにより深く形成し、図 3および図 4に示すようにケー ジ 40の厚み方向全領域に亘つて形成する。なお、図中の斜線部が熱処理硬化層 M , Nの形成部分を示す。
[0028] このようにケージ 40の厚み方向全領域に亘つて熱処理硬化層 M, Nを形成したこと により、その高周波焼入れ後に取り代の大きな切削加工などを施す場合であっても、 必要な熱処理硬化層の深さと表面硬さを確保することができて強度低下を未然に防 止することができる。
[0029] ここで、熱処理後に取り代の大きな加工を施す場合、従来では、ケージの短円筒状 素形材力 ポケットをプレスカ卩ェにより打ち抜 、た後、シェービング力卩ェでそのポケッ ト寸法をある程度まで加工し、さらに熱処理後に熱処理変形で寸法精度が悪くなつた ポケットを最終仕上げ寸法にハードミーリング等で加工して 、た (特許文献 1参照)。
[0030] これに対して、この実施形態では、高周波焼入れにより熱処理硬化層 M, Nを深く 形成できることから、高周波焼入れ後に取り代の大きな加工を施す場合でも、最終ェ 程で一気にハードミーリングで加工しても、必要な熱処理硬化層の深さと表面硬さを 確保することができる。従って、ハードミーリングで高いポケットの寸法精度を確保し つつ、シェービング力卩ェを廃止することができ、熱処理コストの低減化が図れる。
[0031] この熱処理硬化層 M, Nを形成する部位として、ポケット 41の周縁部およびそのポ ケット 41間の柱部 42を含む部位としたのは、前述したようにボール 30と接触すること により最も荷重が大きいためである。従って、ケージ 40の両端面部 43には、ボール 3 0との接触による大きな荷重を受けないことから、高周波焼入れによる熱処理硬化層 M, Nを形成する必要はない（図 1および図 2参照）。ケージ 40の両端面部 43に熱処 理硬化層 M, Nを形成しないことにより、その端面部 43での亀裂敏感性を緩和するこ とができ、ケージ 40の強度が向上する。
[0032] 以上の実施形態では、レブ口（クロスグループ)型等速自在継手に適用した場合に ついて説明したが、本発明は、ダブルオフセット型等速自在継手 (DOJ)やバーフィ 一ルド型等速自在継手 (BJ)〖こも適用可能である。但し、本発明の適用は、レブ口（ク ロスグループ)型等速自在継手が最適である。その理由は次のとおりである。
[0033] ダブルオフセット型等速自在継手 (DOJ)やバーフィールド型等速自在継手 (BJ)で は、継手が作動角をとつた場合、内輪外径がケージ内径に接触案内されながら傾く。 そのため、ケージ内径と内輪外径間では球面すきまを小さくする必要がある。それに 対して、レブ口（クロスグループ)型等速自在継手では、ケージ内径と内輪外径間が 非接触である。従って、ケージの内外径を完全に熱処理する必要はなぐケージの両 端面部に未硬化部分を残すような熱処理が可能となる。
図面の簡単な説明
[0034] [図 1]本発明の実施形態で、ケージにおける熱処理パターンの一例を示す断面図で ある。
[図 2]本発明の他の実施形態で、ケージにおける熱処理パターンの他例を示す断面 図である。
[図 3] (a)は図 1の A— A線に沿う断面図、（b)は図 1の B— B線に沿う断面図である。
[図 4] (a)は図 2の C— C線に沿う断面図、（b)は図 2の D— D線に沿う断面図である。
[図 5]本発明を適用するレブ口 (クロスグループ)型等速自在継手の概略構成を示す 断面図である。
[図 6]図 5の側面図である。
[図 7]図 5の内輪および外輪におけるトラック交叉角 ocを説明するための部分正面図 である。
符号の説明
[0035] 10 内輪
12 卜ラック溝
20 外輪
22 卜ラック溝
30 ボール
40 ケージ
41 ポケット 柱部 端面部

Claims

請求の範囲
[1] 等速自在継手の外側継手部材の内球面と内側継手部材の外球面との間に配置さ れ、前記外側継手部材と内側継手部材間のボールトラックに配されたボールを収容 する複数のポケットが円周方向等間隔に形成された短円筒形状のケージであって、 前記ポケット周縁部およびそのポケット間の柱部を含み、かつ、両端面部を除く部位 に、厚み方向全域に亘つて熱処理硬化層を形成したことを特徴とする等速自在継手 のケージ。
[2] 前記熱処理硬化層は、高周波焼入れにより形成されている請求項 1に記載の等速 自在継手のケージ。
[3] 中炭素鋼力もなる請求項 1又は 2に記載の等速自在継手のケージ。
[4] 前記外側継手部材と、内側継手部材と、請求項 1〜3のいずれか一項に記載のケ ージと、前記外側継手部材と内側継手部材の間で前記ケージにより回転自在に保 持されてトルクを伝達するボールとを具備した等速自在継手。
[5] 内周面に複数の直線状トラック溝を軸線に対して傾斜させた状態で軸方向に形成 した前記外側継手部材と、外周面に複数の直線状トラック溝を軸線に対して前記外 側継手部材のトラック溝と反対方向に傾斜させた状態で軸方向に形成した内側継手 部材と、前記外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との交叉部に組 み込まれたボールと、前記外側継手部材の内周面と内側継手部材の外周面との間 に配されて前記ボールを外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との 間で保持するケージとを備えた請求項 4に記載の等速自在継手。
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