熱処理方法、外側継手部材、及びトリポード型等速自在継手
【課題】高周波焼入れの移動焼入れでもって、大内径部に硬化層を形成することなく強度的に優れたトリポード型等速自在継手の外側継手部材を成形できる熱処理方法、このような熱処理方法で構成された外側継手部材及びトリポード型等速自在継手を提案する。
【解決手段】円周方向に向き合ったローラ案内面２７と両ローラ案内面２７，２７間に設けられた大内径部４６からなるトラック溝２６が内周の三箇所に形成される外側継手部材２１に対して、高周波誘導加熱コイル５１が相対的に軸方向に移動する移動焼入れにて、外側継手部材２１のローラ案内面２７に硬化層Ｓを形成するためのものである。高周波誘導加熱コイル５１には、発生する磁力線を遮断する磁力線遮断体Ａが配置され、磁力線遮断体Ａによる磁力線遮断によって、外側継手部材２１の大内径部４６を未焼き部５０とする。
【解決手段】円周方向に向き合ったローラ案内面２７と両ローラ案内面２７，２７間に設けられた大内径部４６からなるトラック溝２６が内周の三箇所に形成される外側継手部材２１に対して、高周波誘導加熱コイル５１が相対的に軸方向に移動する移動焼入れにて、外側継手部材２１のローラ案内面２７に硬化層Ｓを形成するためのものである。高周波誘導加熱コイル５１には、発生する磁力線を遮断する磁力線遮断体Ａが配置され、磁力線遮断体Ａによる磁力線遮断によって、外側継手部材２１の大内径部４６を未焼き部５０とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理方法、外側継手部材、及びトリポード型等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や各種産業機械等の動力伝達装置に使用される等速自在継手には、その内側継手部材としてトリポード部材を用いたトリポード型等速自在継手がある。トリポード型等速自在継手は、例えば、図１５に示すように、外側継手部材１と、内側継手部材としてのトリポード部材２と、トルク伝達部材（ローラ部材）３とを備える。
【０００３】
外側継手部材１は一端にて開口したカップ状のマウス部４を備え、このマウス部４の内周面には、軸方向に延びる３本のトラック溝６が形成される。各トラック溝６の円周方向で向き合った側壁にローラ案内面（ローラ摺接面）７、７が形成される。
【０００４】
トリポード部材２はボス８と脚軸９とを備える。ボス８にはシャフト（図示省略）とトルク伝達可能に結合するスプラインまたはセレーション孔１1が形成してある。脚軸９はボス８の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。
【０００５】
また、トルク伝達部材３は、その外径面１３が凸球面とされたリング状体からなるローラ１２と、このローラ１２に複数のころ１６を介して内嵌されるリング１５とを備える。すなわち、ローラ１２とリング１５とが複数のころ１６を介してユニット化され、これら等でローラアセンブリを構成している。この場合、ローラ１２を外側ローラと呼び、リング１５を内側ローラと呼ぶことができる。
【０００６】
ところで、外側継手部材１は、トラック溝６を有するマウス部４と、このマウス部４の底壁から突設されるステム部（図示省略）とからなる。また、マウス部４の内径面は、円周方向に交互に現れる小内径部７ｂと大内径部７ｃをローラ案内面７ａで接続した３弁の花冠状を呈している。すなわち、外側継手部材１は、円周方向に向き合ったローラ案内面７ａと両ローラ案内面７ａ，７ａ間に設けられた大内径部７ｃからなるトラック溝６が内周の三箇所に形成されるものである。
【０００７】
前記１５に示すトリポード型等速自在継手は、ローラ部材として、内側ローラと外側ローラとを備えたいわゆるダブルローラタイプであったが、図１６と図１７に示すように、脚軸の円筒状の外周面に複数の針状ころを介して回転可能に外嵌したローラからなるいわゆるシングローラタイプであってもよい。この場合、各脚軸９は、円筒形外周７４と、軸端付近に形成された環状の輪溝７６を備えている。脚軸９の外周に複数の針状ころ８２を介して回転自在にローラ８０が外嵌している。脚軸９の円筒形外周面７４は針状ころ８２の内側軌道面を提供する。ローラ８０の内周面は円筒形で、針状ころ８２の外側軌道面を提供する。
【０００８】
針状ころ３２は脚軸９の半径方向で見た外側の端面にてアウタ・ワッシャ８４と接し、反対側の端面にてインナ・ワッシャ８８と接している。アウタ・ワッシャ８４は輪溝７６に装着されたサークリップ８６によって軸方向移動を規制されているため、結局、針状ころ８２も軸方向移動を規制される。
【０００９】
一般的には、外側継手部材１のローラ案内面７ａに対して熱硬化処理を施している。熱硬化処理として高周波焼入があり、高周波焼入には、定位置で熱処理するワンショット（一発）焼入法（特許文献１）と、コイルと外側継手部材が相対的に移動する移動焼入法(特許文献２)とに大別される。
【００１０】
ワンショット焼入れは、図１０と図１１に示すように、外側継手部材１の３つのトラック溝６にそれぞれ嵌入される加熱部１７ａ、１７ａ、１７ａを有する高周波誘導加熱コイル１７を備えた高周波加熱装置を用いる。このため、ローラ案内面７ａを継手軸方向全域にわたって一度に加熱急冷が可能となる。また、前記特許文献１では、大内径部７ｃの内面に硬化層を形成させないため、誘導コイルに非導電性のフェライトコアを装着している。このため、このような高周波加熱装置を用いることによって、図１１に示すようにローラ案内面７ａの表面にのみ硬化層Ｓを形成することができる。
【００１１】
また、移動焼入法は、図１２から図１４に示す高周波加熱装置を用いる。この高周波加熱装置は、三つ葉のクローバ状に巻設されたコイル１８と、このコイル１８に付設される冷却ジャケット１９とを備える。コイル１８は、周方向に沿って約１２０°ピッチで配設される略三角形状の加熱部１８ａ、１８ａ、１８ａを備える。加熱部１８ａはローラ案内面７ａに相対面する湾曲部２０ａ、２０ａと、大内径部７ｃに対面する直線部２０ｂとを有する。なお、冷却ジャケット１９の形状はコイル１８と同様の三つ葉のクローバ状である。
【００１２】
この移動焼入法では、コイル１８及び冷却ジャケット１９を外側継手部材１のマウス部４内を軸方向に沿って移動させる。この移動に伴って、加熱面（ローラ案内面７ａ及び大内径部７ｃ）が加熱され、この加熱に追従して冷却ジャケット１９から噴出する冷却水にてこの加熱面を急冷することになる。このため、ローラ案内面７ａ及び大内径部７ｃが加熱硬化処理され硬化層Ｓが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特公昭６１−３４４８１号公報
【特許文献２】実公平３−２６３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
一般的なワンショット（一発）焼入法では、一時に加熱して一時に冷却するので、薄肉部等においてひずみが発生しやすいというデメリットがある。これに対して、移動焼入れは、生じるひずみを安定させたり、焼入れ硬化層深さを均一化させる効果がある。
【００１５】
ところで、継手の機能を考慮すると、少なくともローラ案内面７ａに硬化層が設けられていれば問題はない。しかしながら、移動焼入れを行えば、図１４に示すように、ローラ案内面７ａ及び大内径部７ｃが加熱硬化処理され硬化層Ｓが形成される。
【００１６】
外側継手部材１の外周にはブーツバンド締め付け溝５が形成されており、この部分の肉厚は薄い。このため、この薄肉部において、硬化層Ｓが外周側に抜けてしまう可能性があり、この部分が強度的に脆くなる可能性がある。このため、継手の小型化が困難になる等の設計自由度が制限されるというデメリットがあった。
【００１７】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、高周波焼入れの移動焼入れでもって、大内径部に硬化層を形成することなく強度的に優れたトリポード型等速自在継手の外側継手部材を成形できる熱処理方法、このような熱処理方法で構成された外側継手部材及びトリポード型等速自在継手を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の第１の熱処理方法は、円周方向に向き合ったローラ案内面と両ローラ案内面間に設けられた大内径部からなるトラック溝が内周の三箇所に形成される外側継手部材に対して、高周波誘導加熱コイルが相対的に軸方向に移動する移動焼入れにて、外側継手部材のローラ案内面に硬化層を形成するための熱処理方法であって、高周波誘導加熱コイルの大内径部に対向する位置に、大内径部の加熱を抑制する部分を設け、外側継手部材の大内径部における少なくとも周方向中央部のブーツ装着部対応範囲を未焼き部とするものである。
【００１９】
本発明の第１の熱処理方法によれば、高周波焼入れの移動焼入れでもって、外側継手部材の大内径部における少なくとも周方向中央部のブーツ装着部対応範囲に硬化層を形成することなく、ローラ案内面に硬化層を形成することができる。
【００２０】
前記大内径部の加熱を抑制する部分が、高周波誘導加熱コイルに発生する磁力線を遮断する磁力線遮断体であり、前記磁力線遮断体は、例えば、大内径部に近接する部位に前記高周波誘導加熱コイルに嵌め込まれる強磁性体コアにて構成されるものである。また、強磁性体コアは例えばケイ素鋼にて構成されている。
【００２１】
本発明の第２の熱処理方法は、円周方向に向き合ったローラ案内面と両ローラ案内面間に設けられた大内径部からなるトラック溝が内周の三箇所に形成される外側継手部材に対して、高周波誘導加熱コイルが相対的に軸方向に移動する移動焼入れにて、外側継手部材のローラ案内面に硬化層を形成するための熱処理方法であって、大内径部に近接する部位を退避させた高周波誘導加熱コイルにて、外側継手部材の大内径部における少なくとも周方向中央部のブーツ装着部対応範囲を未焼き部とするものである。
【００２２】
本発明の第２の熱処理方法によれば、高周波誘導加熱コイルが、大内径部に近接する部位を退避させているので、大内径部における少なくとも周方向中央部のブーツ装着部対応範囲がこの熱処理において加熱されず、未焼き部となる。
【００２３】
本発明の第３の熱処理方法は、周方向に向き合ったローラ案内面と両ローラ案内面間に設けられた大内径部からなるトラック溝が内周の三箇所に形成される外側継手部材に対して、高周波誘導加熱コイルが相対的に軸方向に移動する移動焼入れにて、外側継手部材のローラ案内面に硬化層を形成するための熱処理方法であって、外側継手部材のローラ案内面の外径側に、ローラ部材に対向する鍔部を設け、大内径部における少なくともブーツ装着部対応範囲を非加熱部である未焼き部とすることになる。
【００２４】
本発明の第３の熱処理方法によれば、外側継手部材のローラ案内面の外径側に、ローラ部材に対向する鍔部を設けることによって、大内径部における少なくともブーツ装着部対応範囲がこの熱処理において加熱されず、未焼き部となる。
【００２５】
前記各熱処理方法において、外側継手部材は前記大内径部間に小内径部が形成され、この小内径部に、前記移動焼入れにて硬化層を形成するようにしてもよい。また、外側継手部材の全大内径部を未焼き部とするものであってもよい。
【００２６】
外側継手部材の大内径部の継手奥側においては、外側継手部材の外径面にブーツ装着用溝等が形成されない。このため、外側継手部材の大内径部の継手奥側には未焼き部を設けないようにできる。また、外側継手部材の内径側においてはローラ案内面にのみ硬化層を設けるものであってもよい。
【００２７】
本発明のトリポード型等速自在継手は、前記熱処理方法にて処理されている外側継手部材と、前記外側継手部材内に配設され半径方向に突出した３つの脚軸を備えたトリポード部材と、前記トリポード部材の各脚軸に装着され前記ローラ案内面に沿って前記外側継手部材の軸方向に案内されるローラ部材とを備えたものである。
【００２８】
前記ローラ部材は、脚軸の球状外周面に首振り自在に嵌め込まれ、前記ローラ案内面に沿って前記外側継手部材の軸方向に案内されるものである。
【００２９】
前記ローラ部材は、外側継手部材のトラック溝に挿入されたローラと、脚軸に外嵌して前記ローラを回転自在に支持するリングとを備え、ローラがローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向に移動可能であって、リングの内周面を円弧状凸断面に形成すると共に、脚軸の外周面を、縦断面においてはストレート形状とし、かつ、横断面においては、継手の軸線と直交する方向で前記リングの内周面と接触するとともに継手の軸線方向でリングの内周面との間にすきまを形成するようにしたものであってもよい。
【００３０】
脚軸の横断面を長軸が継手の軸線に直交する略楕円形としたものが好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の熱処理方法では、外側継手部材の大内径部における少なくとも周方向中央部のブーツ装着部対応範囲に硬化層を形成することなく、ローラ案内面に硬化層を形成することができる。このため、外側継手部材の開口部の強度を確保することができる。しかも、移動焼入れであるので、ひずみが生じにくくかつ焼入れ硬化層深さの均一化を図ることができる。
【００３２】
磁力線遮断体が強磁性体コアにて構成されるものであれば、未焼き部を安定して形成できる。また、強磁性体コアは例えばケイ素鋼にて構成することができ、特殊（特別）な材質のものを用いることがなく、比較的低コストで高周波誘導加熱コイルに装着できる。
【００３３】
外側継手部材の全大内径部を未焼き部とするものであっても、大内径部の継手奥側には未焼き部を設けないものであっても、ローラ案内面にのみ硬化層を設けるものであってもよく、外側継手部材としての機能を損なうことなく、最適の範囲において硬化層を形成することができる。
【００３４】
本発明のトリポード型等速自在継手の外側継手部材は、前記熱処理方法にて処理されているものであるので、強度的に安定したものとなって、耐久性に優れる。
【００３５】
本発明のトリポード型等速自在継手は、前記熱処理方法にて処理されている外側継手部材を用いるので、耐久性に優れた高品質のトリポード型等速自在継手となり、しかも、継手の小型化等の設計自由度が大きくなる。また、トリポード型等速自在継手としては、種々のタイプのものに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態を示す熱処理方法に用いる高周波誘導加熱コイルと外側継手部材との関係を示す断面図である。
【図２】前記高周波誘導加熱コイルの斜視図である。
【図３】前記高周波誘導加熱コイルの平面図である。
【図４】本発明のトリポード型等速自在継手の横断面図である。
【図５】前記トリポード型等速自在継手の縦断面図である。
【図６】前記トリポード型等速自在継手の要部断面図である。
【図７】外側継手部材の他の実施形態を示す要部断面図である。
【図８】他の高周波誘導加熱コイルの平面図である。
【図９】本発明の他のトリポード型等速自在継手の要部断面図である。
【図１０】ワンショット焼入法による熱加熱処理状態の斜視図である。
【図１１】ワンショット焼入法による熱加熱処理状態の要部断面図である。
【図１２】移動焼入法による高周波誘導加熱コイルと外側継手部材との斜視図である。
【図１３】移動焼入法による熱加熱処理状態の斜視図である。
【図１４】従来の移動焼入法による熱加熱処理状態の要部断面図である。
【図１５】従来の熱処理方法で成形された外側継手部材を用いたトリポード型等速自在継手の横断面図である。
【図１６】シングルローラタイプのトリポード型等速自在継手の横断面図である。
【図１７】前記図１６に示すトリポード型等速自在継手の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００３８】
図１は本発明に係る熱処理方法にて熱硬化処理を行っている外側継手部材の要部断面図を示し、この外側継手部材は図４から図６に示すようなトリポード型等速自在継手に用いられる。トリポード型等速自在継手は、外側継手部材２１と、内側継手部材としてのトリポード部材２２と、トルク伝達部材２３とを備える。
【００３９】
外側継手部材２１は一端にて開口したカップ状のマウス部２４を有し、内周の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝２６が形成してある。マウス部２４は、横断面で見ると、大径部２４ａと小径部２４ｂが交互に現れる非円筒形状である。すなわち、マウス部２４は、大径部２４ａと小径部２４ｂとを形成することによって、その内周面に、軸方向に延びる３本の前記トラック溝２６が形成される。
【００４０】
各トラック溝２６の円周方向で向き合った側壁にローラ案内面（ローラ摺接面）２７、２７が形成される。また、内径面においては、円周方向に交互に現れる小内径部４５と大内径部４６をローラ案内面２７で接続した３弁の花冠状を呈している。すなわち、外側継手部材２１は、円周方向に向き合ったローラ案内面２７と両ローラ案内面２７，２７間に設けられた大内径部４６からなるトラック溝６が内周の三箇所に形成されるものである。
【００４１】
トリポード部材２２はボス２８と脚軸２９とを備える。ボス２８にはシャフト（図示省略）とトルク伝達可能に結合するスプラインまたはセレーション孔３１が形成してある。脚軸２９はボス２８の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。
【００４２】
また、トルク伝達部材（ローラ部材）２３は、その外径面３３が凸球面とされたリング状体からなるローラ３２と、このローラ３２に複数のころ３６を介してリング３５とを備える。すなわち、ローラ３２とリング３５とが複数のころ３６を介してユニット化され、これら等でローラアセンブリ（ローラ部材）を構成している。この場合、ローラ３２を外側ローラと呼び、リング３５を内側ローラと呼ぶことができる。
【００４３】
すなわち、リング（内側ローラ）３５は脚軸２９の外周面に外嵌している。内側ローラ３５の円筒形外周面を内側軌道面とし、外側ローラ３２の円筒形内周面を外側軌道面として、これらの内外軌道面間に針状ころ３６が転動自在に介在する。針状ころ３６は、できるだけ多くのころを入れた、保持器のない、いわゆる総ころ状態で組み込まれている。なお、外側ローラ３２の端部内周面に形成した環状溝には、針状ころ３６の抜け止め用のワッシャ３７が装着されている。
【００４４】
リング３５の内径面を円弧状凸断面に形成している。また、脚軸２９の外径面は、縦断面においてはストレート形状とし、かつ、横断面においては、図５と図６に示すように、継手の軸線と直交する方向でリング３５の内径面と接触すると共に継手の軸線方向でリング３５の内径面との間に隙間４０を形成するようにしている。すなわち、脚軸２９の横断面を長軸が継手の軸線に直交する略楕円形としたものである。
【００４５】
ところで、外側継手部材２１の開口部は図示省略のブーツによって密封される。ブーツは、大径部と、小径部と、大径部と小径部とを連結する蛇腹部とからなる。また、外側継手部材２１の外径面の開口部側には、図５に示すように、凹溝４３を有するブーツ装着部４４が形成される。そして、このブーツ装着部４４にブーツの大径部が外嵌され、この大径部をブーツバンドにて締め付けることによって、ブーツの大径部が外側継手部材２１のブーツ装着部４４に装着される。また、前記したように、トリポード部材２２にはシャフトが連結され、このシャフトにも凹溝を有するブーツ装着部が形成されている。そして、シャフトのブーツ装着部にブーツの小径部が外嵌され、この小径部をブーツバンドにて締め付けることによって、ブーツの小径部がシャフトのブーツ装着部に装着される。
【００４６】
ところで、外側継手部材２１のマウス部２４の内径面には硬化層Ｓ（図１参照）が形成されている。この場合、大内径部４６には未焼き部５０が形成されている。なお、図例では、未焼き部５０は大内径部４６全体ではなく、周方向端部には硬化層Ｓが形成されている。
【００４７】
この硬化層Ｓの形成には図２と図３とに示す高周波誘導加熱コイル５１を有する高周波加熱装置５２が用いられる。高周波誘導加熱コイル５１は、三つ葉のクローバ状に配置される３つの略三角形状の加熱部５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃを備える。各加熱部５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃは、ローラ案内面２７に相対面する湾曲部５３、５３と、大内径部４６に対面する直線部５４とを有する。
【００４８】
また、高周波誘導加熱コイル５６の大内径部４６に対向する位置に、大内径部４６の加熱を抑制する部分を設けている。すなわち、加熱を抑制する部分とは磁力線遮断体Ａにて構成される。この場合、直線部５４の大内径部対向面の中央部には凹窪部５５が設けられ、この凹窪部５５に、強磁性体コア５６からなる前記磁力線遮断体Ａが配置されている。強磁性体コア５６の長手方向長さＬが凹窪部５５の長手方向長さＬ１よりも短く設定され、強磁性体コア５６の短手方向長さＷが凹窪部５５の短手方向長さＷ１と略同一に設定される。このため、加熱部５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃの上面と強磁性体コア５６の上面とが同一面上に配置され、加熱部５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃの下面と強磁性体コア５６の下面とが同一面上に配置される。また、凹窪部５５の側面と、強磁性体コア５６の側面対応面との間にそれぞれ隙間６０が形成される。なお、強磁性体コア５６の厚さ寸法Ｔが凹窪部５５の深さ寸法Ｔ１よりも大きく設定され、強磁性体コア５６の外面５６ａが加熱部５１Ａ（５１Ｂ、５１Ｃ）の直線部５４の外面（大内径部対向面）５４ａよりも僅かに大内径部側に突出している。
【００４９】
なお、図示省略するが、高周波誘導加熱コイル５１の下部には、図１２等に示すような冷却ジャケットが付設される。この冷却ジャケットは、内部を冷却水が流れる冷却配管からなり、その形状が高周波誘導加熱コイル５１の形状とほぼ一致する。
【００５０】
そして、この高周波誘導加熱コイル５１には、図示省略の高周波電源から高周波電流が流されることになる。この際、高周波電流は、加熱部５１Ａ→加熱部５１Ｂ→加熱部５１Ｃと流れることになる。このように、高周波電流が流れることによって、電磁誘導作用により誘導起電力が生ずる。この電磁誘導作用により、ジュール熱が発生して、外側継手部材２１のローラ案内面２７等を加熱することができる。
【００５１】
このため、高周波誘導加熱コイル５１をマウス部の開口部側から順次マウス部の奥側に移動させる。これによって、ローラ案内面２７等は開口部側から奥側までが加熱される。また、この高周波誘導加熱コイル５１の移動とともに冷却ジャケットが移動して、この冷却ジャケットから外側継手部材２１の加熱部位に冷却流体（冷却水）が噴射されて冷却される。すなわち、高周波誘導加熱コイル５１の相対移動に従って順次ローラ案内面２７等を加熱し、それに追従して冷却流体で加熱部を急冷することになって、高周波焼入れを施すことになる。
【００５２】
ところで、前記高周波誘導加熱コイル５１の各加熱部５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃには、強磁性体コア５６が配設されているので、この強磁性体コア５６によって、高周波誘導加熱コイル５１にて発生する磁力線が遮断されることになる。すなわち、強磁性体コアは、透磁率の高い材質でコイルに取り付けて磁力線をワークに集中させてパワーを増強する効果がある一方、磁力線を遮断し、目的外の加熱を防ぐために使われる。このため、本発明のように、トリポード型等速自在継手の外側継手部材２１の内径面の加熱硬化処理に用いれば、従来の移動焼きでは不可能であった大内径部４６に未焼き部５０を設けることができる。このため、図１に示すように、この強磁性体コア５６が相対面する大内径部４６において、硬化層Ｓが形成されない未焼き部５０が形成される。
【００５３】
本発明の熱処理方法では、外側継手部材２１の大内径部４６に硬化層Ｓを形成することなく、ローラ案内面２７、２７に硬化層Ｓを形成することができる。このため、外側継手部材２１の開口部の強度を確保することができる。しかも、移動焼入れであるので、ひずみが生じにくくかつ焼入れ硬化層深さの均一化を図ることができる。
【００５４】
磁力線遮断体Ａが強磁性体コア５６にて構成されるものであれば、未焼き部５０を安定して形成できる。また、強磁性体コア５６は例えばケイ素鋼にて構成することができ、特殊（特別）な材質のものを用いることがなく、比較的低コストで高周波誘導加熱コイル５１に装着できる。
【００５５】
このように硬化層Ｓが構成された外側継手部材２１は、前記熱処理方法にて処理されているものであるので、強度的に安定したものとなって、耐久性に優れる。また、このように成形された外側継手部材２１は、図４から図６等に示すようなトリポード型等速自在継手を組み立てることができる。このため、このリポード型等速自在継手は、前記熱処理方法にて処理されている外側継手部材を用いるので、耐久性に優れた高品質のトリポード型等速自在継手となり、しかも、継手の小型化等の設計自由度が大きくなる。
【００５６】
また、図４から図６等に示すようなトリポード型等速自在継手では、ローラ部材（トルク伝達部材）２３がトラック溝２６内で傾斜可能となり、継手が作動角をとった状態でトルクを伝達する際の脚軸の傾きをローラの傾きによって吸収させることができるので、スライド抵抗の低減ひいては誘起スラストの低減に寄与する。このため、本発明の等速自在継手は、特に自動車のドライブシャフト用に適用すればスライド抵抗や誘起スラストの大きさが関与する自動車のＮＶＨ性能の改善に寄与し得、車両足回り設計の自由度も高まる。
【００５７】
ところで、前記実施形態では、大内径部４６の周方向中央部において軸方向に沿って未焼き部５０を形成するものであったが、全大内径部４６を未焼き部５０とするものであっても、大内径部４６の継手奥側には未焼き部５０を設けないものであってもよい。すなわち、大内径部４６において、ブーツ装着部４４に対応する開口部（入口部）側、及び常用使用する位置での部位を除いた継手奥側を硬化層Ｓが設けられていてもよい。これは、大内径部４６の継手奥側に硬化層が設けられていても強度に及ぼす影響が少ないからである。また、小内径部４５に対しては、硬化層Ｓを設けても設けなくてもよく、ローラ案内面２７にのみ硬化層Ｓを設けるものであってもよい。このため、外側継手部材２１としての機能を損なうことなく、最適の範囲において硬化層Ｓを形成することができる。
【００５８】
次に、図７は外側継手部材２１の他の実施形態を示し、この場合、外側継手部材２１のローラ案内面２７の外径側に、ローラ部材２３に対向する鍔部６１を設けている。大内径部４６の内表面を未焼き部５０としている。そして、この鍔部６１の内表面に対しても硬化層Ｓを設けている。これは、ローラ部材２３が鍔部６０と干渉するため、鍔部６１には硬化層Ｓが設けられている。この場合も、大内径部４６において、ブーツ装着部４４に対応する開口部（入口部）側、及び常用使用する位置での部位を除いた継手奥側を硬化層Ｓが設けられていてもよい。
【００５９】
この図７に示す外側継手部材２１であっても、図１から図３等に示す高周波加熱装置を用いて硬化層Ｓを形成することができる。このため、このような硬化層Ｓが形成された外側継手部材２１は、前記熱処理方法にて処理されているものであるので、強度的に安定したものとなって、耐久性に優れる。また、このように成形された外側継手部材２１を用いたトリポード型等速自在継手は、耐久性に優れた高品質のトリポード型等速自在継手となる。
【００６０】
ところで、前記高周波加熱装置の高周波誘導加熱コイル５１の各加熱部５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃには、大内径部４６に相対面する凹窪部５５が形成されている。すなわち、高周波誘導加熱コイル５１は、大内径部４６に近接する部位を退避させたものとなっている。このため、強磁性体コア５６等からなる磁力線遮断体Ａを配置することなく、大内径部４６の加熱を回避することができる。従って、高周波誘導加熱コイル５１としては、図８に示すように、強磁性体コア５６が省略されたものであっても、大内径部４６を未焼き部５０とすることができる。
【００６１】
次に、図９は他のトリポード型等速自在継手を示し、この場合、前記ローラ部材は、脚軸２９の球状外周面２９ａに首振り自在に嵌め込まれ、ローラ案内面２７，２７に沿って前記外側継手部材２１の軸方向に案内されるものである。すなわち、脚軸２９の球状外周面２９ａが嵌入される回転支持体７１と、この回転支持体７１の外周側にニードルローラ７２を介して回転自在な外側ローラ７３とを備えたものである。
【００６２】
このようなトリポード型等速自在継手の外側継手部材２１においても、図２から図４等に示した磁力線遮断体Ａ（強磁性体コア５６）が配置された高周波誘導加熱コイル５１を備えた高周波加熱装置であっても、図８に示すように磁力線遮断体Ａ（強磁性体コア５６）を有さない高周波誘導加熱コイル５１を備えた高周波加熱装置であっても、外側継手部材２１の大内径部４６を未焼き部５０とすることができる。
【００６３】
このため、図９に示すトリポード型等速自在継手であっても、耐久性に優れた高品質のトリポード型等速自在継手となり、しかも、継手の小型化等の設計自由度が大きくなる。
【００６４】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、強磁性体コア５６の材質としては、ケイ素鋼以外に、軟鋼やフェライト等のセラミックス等であってもよい。また、図４等のトリポード型等速自在継手は、ローラ部材として、内側ローラと外側ローラとを備えたいわゆるダブルローラタイプであったが、図１６と図１７に示すように、脚軸９の円筒状の外周面に複数の針状ころ８２を介して回転可能に外嵌したローラ８０からなるいわゆるシングローラタイプであってもよい。
【符号の説明】
【００６５】
２１ 外側継手部材
２２ トリポード部材
２３ ローラ部材（トルク伝達部材）
２６ トラック溝
２７ ローラ案内面
２８ ボス
２９ 脚軸
２９ａ 球状外周面
３２ 外側ローラ
３５ リング
３５ 内側ローラ
４０ 隙間
４５ 小内径部
４６ 大内径部
５０ 未焼き部
５１ 高周波誘導加熱コイル
５６ 強磁性体コア
６１ 鍔部
Ａ 磁力線遮断体
Ｓ 硬化層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理方法、外側継手部材、及びトリポード型等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や各種産業機械等の動力伝達装置に使用される等速自在継手には、その内側継手部材としてトリポード部材を用いたトリポード型等速自在継手がある。トリポード型等速自在継手は、例えば、図１５に示すように、外側継手部材１と、内側継手部材としてのトリポード部材２と、トルク伝達部材（ローラ部材）３とを備える。
【０００３】
外側継手部材１は一端にて開口したカップ状のマウス部４を備え、このマウス部４の内周面には、軸方向に延びる３本のトラック溝６が形成される。各トラック溝６の円周方向で向き合った側壁にローラ案内面（ローラ摺接面）７、７が形成される。
【０００４】
トリポード部材２はボス８と脚軸９とを備える。ボス８にはシャフト（図示省略）とトルク伝達可能に結合するスプラインまたはセレーション孔１1が形成してある。脚軸９はボス８の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。
【０００５】
また、トルク伝達部材３は、その外径面１３が凸球面とされたリング状体からなるローラ１２と、このローラ１２に複数のころ１６を介して内嵌されるリング１５とを備える。すなわち、ローラ１２とリング１５とが複数のころ１６を介してユニット化され、これら等でローラアセンブリを構成している。この場合、ローラ１２を外側ローラと呼び、リング１５を内側ローラと呼ぶことができる。
【０００６】
ところで、外側継手部材１は、トラック溝６を有するマウス部４と、このマウス部４の底壁から突設されるステム部（図示省略）とからなる。また、マウス部４の内径面は、円周方向に交互に現れる小内径部７ｂと大内径部７ｃをローラ案内面７ａで接続した３弁の花冠状を呈している。すなわち、外側継手部材１は、円周方向に向き合ったローラ案内面７ａと両ローラ案内面７ａ，７ａ間に設けられた大内径部７ｃからなるトラック溝６が内周の三箇所に形成されるものである。
【０００７】
前記１５に示すトリポード型等速自在継手は、ローラ部材として、内側ローラと外側ローラとを備えたいわゆるダブルローラタイプであったが、図１６と図１７に示すように、脚軸の円筒状の外周面に複数の針状ころを介して回転可能に外嵌したローラからなるいわゆるシングローラタイプであってもよい。この場合、各脚軸９は、円筒形外周７４と、軸端付近に形成された環状の輪溝７６を備えている。脚軸９の外周に複数の針状ころ８２を介して回転自在にローラ８０が外嵌している。脚軸９の円筒形外周面７４は針状ころ８２の内側軌道面を提供する。ローラ８０の内周面は円筒形で、針状ころ８２の外側軌道面を提供する。
【０００８】
針状ころ３２は脚軸９の半径方向で見た外側の端面にてアウタ・ワッシャ８４と接し、反対側の端面にてインナ・ワッシャ８８と接している。アウタ・ワッシャ８４は輪溝７６に装着されたサークリップ８６によって軸方向移動を規制されているため、結局、針状ころ８２も軸方向移動を規制される。
【０００９】
一般的には、外側継手部材１のローラ案内面７ａに対して熱硬化処理を施している。熱硬化処理として高周波焼入があり、高周波焼入には、定位置で熱処理するワンショット（一発）焼入法（特許文献１）と、コイルと外側継手部材が相対的に移動する移動焼入法(特許文献２)とに大別される。
【００１０】
ワンショット焼入れは、図１０と図１１に示すように、外側継手部材１の３つのトラック溝６にそれぞれ嵌入される加熱部１７ａ、１７ａ、１７ａを有する高周波誘導加熱コイル１７を備えた高周波加熱装置を用いる。このため、ローラ案内面７ａを継手軸方向全域にわたって一度に加熱急冷が可能となる。また、前記特許文献１では、大内径部７ｃの内面に硬化層を形成させないため、誘導コイルに非導電性のフェライトコアを装着している。このため、このような高周波加熱装置を用いることによって、図１１に示すようにローラ案内面７ａの表面にのみ硬化層Ｓを形成することができる。
【００１１】
また、移動焼入法は、図１２から図１４に示す高周波加熱装置を用いる。この高周波加熱装置は、三つ葉のクローバ状に巻設されたコイル１８と、このコイル１８に付設される冷却ジャケット１９とを備える。コイル１８は、周方向に沿って約１２０°ピッチで配設される略三角形状の加熱部１８ａ、１８ａ、１８ａを備える。加熱部１８ａはローラ案内面７ａに相対面する湾曲部２０ａ、２０ａと、大内径部７ｃに対面する直線部２０ｂとを有する。なお、冷却ジャケット１９の形状はコイル１８と同様の三つ葉のクローバ状である。
【００１２】
この移動焼入法では、コイル１８及び冷却ジャケット１９を外側継手部材１のマウス部４内を軸方向に沿って移動させる。この移動に伴って、加熱面（ローラ案内面７ａ及び大内径部７ｃ）が加熱され、この加熱に追従して冷却ジャケット１９から噴出する冷却水にてこの加熱面を急冷することになる。このため、ローラ案内面７ａ及び大内径部７ｃが加熱硬化処理され硬化層Ｓが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特公昭６１−３４４８１号公報
【特許文献２】実公平３−２６３３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
一般的なワンショット（一発）焼入法では、一時に加熱して一時に冷却するので、薄肉部等においてひずみが発生しやすいというデメリットがある。これに対して、移動焼入れは、生じるひずみを安定させたり、焼入れ硬化層深さを均一化させる効果がある。
【００１５】
ところで、継手の機能を考慮すると、少なくともローラ案内面７ａに硬化層が設けられていれば問題はない。しかしながら、移動焼入れを行えば、図１４に示すように、ローラ案内面７ａ及び大内径部７ｃが加熱硬化処理され硬化層Ｓが形成される。
【００１６】
外側継手部材１の外周にはブーツバンド締め付け溝５が形成されており、この部分の肉厚は薄い。このため、この薄肉部において、硬化層Ｓが外周側に抜けてしまう可能性があり、この部分が強度的に脆くなる可能性がある。このため、継手の小型化が困難になる等の設計自由度が制限されるというデメリットがあった。
【００１７】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、高周波焼入れの移動焼入れでもって、大内径部に硬化層を形成することなく強度的に優れたトリポード型等速自在継手の外側継手部材を成形できる熱処理方法、このような熱処理方法で構成された外側継手部材及びトリポード型等速自在継手を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の第１の熱処理方法は、円周方向に向き合ったローラ案内面と両ローラ案内面間に設けられた大内径部からなるトラック溝が内周の三箇所に形成される外側継手部材に対して、高周波誘導加熱コイルが相対的に軸方向に移動する移動焼入れにて、外側継手部材のローラ案内面に硬化層を形成するための熱処理方法であって、高周波誘導加熱コイルの大内径部に対向する位置に、大内径部の加熱を抑制する部分を設け、外側継手部材の大内径部における少なくとも周方向中央部のブーツ装着部対応範囲を未焼き部とするものである。
【００１９】
本発明の第１の熱処理方法によれば、高周波焼入れの移動焼入れでもって、外側継手部材の大内径部における少なくとも周方向中央部のブーツ装着部対応範囲に硬化層を形成することなく、ローラ案内面に硬化層を形成することができる。
【００２０】
前記大内径部の加熱を抑制する部分が、高周波誘導加熱コイルに発生する磁力線を遮断する磁力線遮断体であり、前記磁力線遮断体は、例えば、大内径部に近接する部位に前記高周波誘導加熱コイルに嵌め込まれる強磁性体コアにて構成されるものである。また、強磁性体コアは例えばケイ素鋼にて構成されている。
【００２１】
本発明の第２の熱処理方法は、円周方向に向き合ったローラ案内面と両ローラ案内面間に設けられた大内径部からなるトラック溝が内周の三箇所に形成される外側継手部材に対して、高周波誘導加熱コイルが相対的に軸方向に移動する移動焼入れにて、外側継手部材のローラ案内面に硬化層を形成するための熱処理方法であって、大内径部に近接する部位を退避させた高周波誘導加熱コイルにて、外側継手部材の大内径部における少なくとも周方向中央部のブーツ装着部対応範囲を未焼き部とするものである。
【００２２】
本発明の第２の熱処理方法によれば、高周波誘導加熱コイルが、大内径部に近接する部位を退避させているので、大内径部における少なくとも周方向中央部のブーツ装着部対応範囲がこの熱処理において加熱されず、未焼き部となる。
【００２３】
本発明の第３の熱処理方法は、周方向に向き合ったローラ案内面と両ローラ案内面間に設けられた大内径部からなるトラック溝が内周の三箇所に形成される外側継手部材に対して、高周波誘導加熱コイルが相対的に軸方向に移動する移動焼入れにて、外側継手部材のローラ案内面に硬化層を形成するための熱処理方法であって、外側継手部材のローラ案内面の外径側に、ローラ部材に対向する鍔部を設け、大内径部における少なくともブーツ装着部対応範囲を非加熱部である未焼き部とすることになる。
【００２４】
本発明の第３の熱処理方法によれば、外側継手部材のローラ案内面の外径側に、ローラ部材に対向する鍔部を設けることによって、大内径部における少なくともブーツ装着部対応範囲がこの熱処理において加熱されず、未焼き部となる。
【００２５】
前記各熱処理方法において、外側継手部材は前記大内径部間に小内径部が形成され、この小内径部に、前記移動焼入れにて硬化層を形成するようにしてもよい。また、外側継手部材の全大内径部を未焼き部とするものであってもよい。
【００２６】
外側継手部材の大内径部の継手奥側においては、外側継手部材の外径面にブーツ装着用溝等が形成されない。このため、外側継手部材の大内径部の継手奥側には未焼き部を設けないようにできる。また、外側継手部材の内径側においてはローラ案内面にのみ硬化層を設けるものであってもよい。
【００２７】
本発明のトリポード型等速自在継手は、前記熱処理方法にて処理されている外側継手部材と、前記外側継手部材内に配設され半径方向に突出した３つの脚軸を備えたトリポード部材と、前記トリポード部材の各脚軸に装着され前記ローラ案内面に沿って前記外側継手部材の軸方向に案内されるローラ部材とを備えたものである。
【００２８】
前記ローラ部材は、脚軸の球状外周面に首振り自在に嵌め込まれ、前記ローラ案内面に沿って前記外側継手部材の軸方向に案内されるものである。
【００２９】
前記ローラ部材は、外側継手部材のトラック溝に挿入されたローラと、脚軸に外嵌して前記ローラを回転自在に支持するリングとを備え、ローラがローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向に移動可能であって、リングの内周面を円弧状凸断面に形成すると共に、脚軸の外周面を、縦断面においてはストレート形状とし、かつ、横断面においては、継手の軸線と直交する方向で前記リングの内周面と接触するとともに継手の軸線方向でリングの内周面との間にすきまを形成するようにしたものであってもよい。
【００３０】
脚軸の横断面を長軸が継手の軸線に直交する略楕円形としたものが好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の熱処理方法では、外側継手部材の大内径部における少なくとも周方向中央部のブーツ装着部対応範囲に硬化層を形成することなく、ローラ案内面に硬化層を形成することができる。このため、外側継手部材の開口部の強度を確保することができる。しかも、移動焼入れであるので、ひずみが生じにくくかつ焼入れ硬化層深さの均一化を図ることができる。
【００３２】
磁力線遮断体が強磁性体コアにて構成されるものであれば、未焼き部を安定して形成できる。また、強磁性体コアは例えばケイ素鋼にて構成することができ、特殊（特別）な材質のものを用いることがなく、比較的低コストで高周波誘導加熱コイルに装着できる。
【００３３】
外側継手部材の全大内径部を未焼き部とするものであっても、大内径部の継手奥側には未焼き部を設けないものであっても、ローラ案内面にのみ硬化層を設けるものであってもよく、外側継手部材としての機能を損なうことなく、最適の範囲において硬化層を形成することができる。
【００３４】
本発明のトリポード型等速自在継手の外側継手部材は、前記熱処理方法にて処理されているものであるので、強度的に安定したものとなって、耐久性に優れる。
【００３５】
本発明のトリポード型等速自在継手は、前記熱処理方法にて処理されている外側継手部材を用いるので、耐久性に優れた高品質のトリポード型等速自在継手となり、しかも、継手の小型化等の設計自由度が大きくなる。また、トリポード型等速自在継手としては、種々のタイプのものに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態を示す熱処理方法に用いる高周波誘導加熱コイルと外側継手部材との関係を示す断面図である。
【図２】前記高周波誘導加熱コイルの斜視図である。
【図３】前記高周波誘導加熱コイルの平面図である。
【図４】本発明のトリポード型等速自在継手の横断面図である。
【図５】前記トリポード型等速自在継手の縦断面図である。
【図６】前記トリポード型等速自在継手の要部断面図である。
【図７】外側継手部材の他の実施形態を示す要部断面図である。
【図８】他の高周波誘導加熱コイルの平面図である。
【図９】本発明の他のトリポード型等速自在継手の要部断面図である。
【図１０】ワンショット焼入法による熱加熱処理状態の斜視図である。
【図１１】ワンショット焼入法による熱加熱処理状態の要部断面図である。
【図１２】移動焼入法による高周波誘導加熱コイルと外側継手部材との斜視図である。
【図１３】移動焼入法による熱加熱処理状態の斜視図である。
【図１４】従来の移動焼入法による熱加熱処理状態の要部断面図である。
【図１５】従来の熱処理方法で成形された外側継手部材を用いたトリポード型等速自在継手の横断面図である。
【図１６】シングルローラタイプのトリポード型等速自在継手の横断面図である。
【図１７】前記図１６に示すトリポード型等速自在継手の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００３８】
図１は本発明に係る熱処理方法にて熱硬化処理を行っている外側継手部材の要部断面図を示し、この外側継手部材は図４から図６に示すようなトリポード型等速自在継手に用いられる。トリポード型等速自在継手は、外側継手部材２１と、内側継手部材としてのトリポード部材２２と、トルク伝達部材２３とを備える。
【００３９】
外側継手部材２１は一端にて開口したカップ状のマウス部２４を有し、内周の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝２６が形成してある。マウス部２４は、横断面で見ると、大径部２４ａと小径部２４ｂが交互に現れる非円筒形状である。すなわち、マウス部２４は、大径部２４ａと小径部２４ｂとを形成することによって、その内周面に、軸方向に延びる３本の前記トラック溝２６が形成される。
【００４０】
各トラック溝２６の円周方向で向き合った側壁にローラ案内面（ローラ摺接面）２７、２７が形成される。また、内径面においては、円周方向に交互に現れる小内径部４５と大内径部４６をローラ案内面２７で接続した３弁の花冠状を呈している。すなわち、外側継手部材２１は、円周方向に向き合ったローラ案内面２７と両ローラ案内面２７，２７間に設けられた大内径部４６からなるトラック溝６が内周の三箇所に形成されるものである。
【００４１】
トリポード部材２２はボス２８と脚軸２９とを備える。ボス２８にはシャフト（図示省略）とトルク伝達可能に結合するスプラインまたはセレーション孔３１が形成してある。脚軸２９はボス２８の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。
【００４２】
また、トルク伝達部材（ローラ部材）２３は、その外径面３３が凸球面とされたリング状体からなるローラ３２と、このローラ３２に複数のころ３６を介してリング３５とを備える。すなわち、ローラ３２とリング３５とが複数のころ３６を介してユニット化され、これら等でローラアセンブリ（ローラ部材）を構成している。この場合、ローラ３２を外側ローラと呼び、リング３５を内側ローラと呼ぶことができる。
【００４３】
すなわち、リング（内側ローラ）３５は脚軸２９の外周面に外嵌している。内側ローラ３５の円筒形外周面を内側軌道面とし、外側ローラ３２の円筒形内周面を外側軌道面として、これらの内外軌道面間に針状ころ３６が転動自在に介在する。針状ころ３６は、できるだけ多くのころを入れた、保持器のない、いわゆる総ころ状態で組み込まれている。なお、外側ローラ３２の端部内周面に形成した環状溝には、針状ころ３６の抜け止め用のワッシャ３７が装着されている。
【００４４】
リング３５の内径面を円弧状凸断面に形成している。また、脚軸２９の外径面は、縦断面においてはストレート形状とし、かつ、横断面においては、図５と図６に示すように、継手の軸線と直交する方向でリング３５の内径面と接触すると共に継手の軸線方向でリング３５の内径面との間に隙間４０を形成するようにしている。すなわち、脚軸２９の横断面を長軸が継手の軸線に直交する略楕円形としたものである。
【００４５】
ところで、外側継手部材２１の開口部は図示省略のブーツによって密封される。ブーツは、大径部と、小径部と、大径部と小径部とを連結する蛇腹部とからなる。また、外側継手部材２１の外径面の開口部側には、図５に示すように、凹溝４３を有するブーツ装着部４４が形成される。そして、このブーツ装着部４４にブーツの大径部が外嵌され、この大径部をブーツバンドにて締め付けることによって、ブーツの大径部が外側継手部材２１のブーツ装着部４４に装着される。また、前記したように、トリポード部材２２にはシャフトが連結され、このシャフトにも凹溝を有するブーツ装着部が形成されている。そして、シャフトのブーツ装着部にブーツの小径部が外嵌され、この小径部をブーツバンドにて締め付けることによって、ブーツの小径部がシャフトのブーツ装着部に装着される。
【００４６】
ところで、外側継手部材２１のマウス部２４の内径面には硬化層Ｓ（図１参照）が形成されている。この場合、大内径部４６には未焼き部５０が形成されている。なお、図例では、未焼き部５０は大内径部４６全体ではなく、周方向端部には硬化層Ｓが形成されている。
【００４７】
この硬化層Ｓの形成には図２と図３とに示す高周波誘導加熱コイル５１を有する高周波加熱装置５２が用いられる。高周波誘導加熱コイル５１は、三つ葉のクローバ状に配置される３つの略三角形状の加熱部５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃを備える。各加熱部５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃは、ローラ案内面２７に相対面する湾曲部５３、５３と、大内径部４６に対面する直線部５４とを有する。
【００４８】
また、高周波誘導加熱コイル５６の大内径部４６に対向する位置に、大内径部４６の加熱を抑制する部分を設けている。すなわち、加熱を抑制する部分とは磁力線遮断体Ａにて構成される。この場合、直線部５４の大内径部対向面の中央部には凹窪部５５が設けられ、この凹窪部５５に、強磁性体コア５６からなる前記磁力線遮断体Ａが配置されている。強磁性体コア５６の長手方向長さＬが凹窪部５５の長手方向長さＬ１よりも短く設定され、強磁性体コア５６の短手方向長さＷが凹窪部５５の短手方向長さＷ１と略同一に設定される。このため、加熱部５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃの上面と強磁性体コア５６の上面とが同一面上に配置され、加熱部５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃの下面と強磁性体コア５６の下面とが同一面上に配置される。また、凹窪部５５の側面と、強磁性体コア５６の側面対応面との間にそれぞれ隙間６０が形成される。なお、強磁性体コア５６の厚さ寸法Ｔが凹窪部５５の深さ寸法Ｔ１よりも大きく設定され、強磁性体コア５６の外面５６ａが加熱部５１Ａ（５１Ｂ、５１Ｃ）の直線部５４の外面（大内径部対向面）５４ａよりも僅かに大内径部側に突出している。
【００４９】
なお、図示省略するが、高周波誘導加熱コイル５１の下部には、図１２等に示すような冷却ジャケットが付設される。この冷却ジャケットは、内部を冷却水が流れる冷却配管からなり、その形状が高周波誘導加熱コイル５１の形状とほぼ一致する。
【００５０】
そして、この高周波誘導加熱コイル５１には、図示省略の高周波電源から高周波電流が流されることになる。この際、高周波電流は、加熱部５１Ａ→加熱部５１Ｂ→加熱部５１Ｃと流れることになる。このように、高周波電流が流れることによって、電磁誘導作用により誘導起電力が生ずる。この電磁誘導作用により、ジュール熱が発生して、外側継手部材２１のローラ案内面２７等を加熱することができる。
【００５１】
このため、高周波誘導加熱コイル５１をマウス部の開口部側から順次マウス部の奥側に移動させる。これによって、ローラ案内面２７等は開口部側から奥側までが加熱される。また、この高周波誘導加熱コイル５１の移動とともに冷却ジャケットが移動して、この冷却ジャケットから外側継手部材２１の加熱部位に冷却流体（冷却水）が噴射されて冷却される。すなわち、高周波誘導加熱コイル５１の相対移動に従って順次ローラ案内面２７等を加熱し、それに追従して冷却流体で加熱部を急冷することになって、高周波焼入れを施すことになる。
【００５２】
ところで、前記高周波誘導加熱コイル５１の各加熱部５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃには、強磁性体コア５６が配設されているので、この強磁性体コア５６によって、高周波誘導加熱コイル５１にて発生する磁力線が遮断されることになる。すなわち、強磁性体コアは、透磁率の高い材質でコイルに取り付けて磁力線をワークに集中させてパワーを増強する効果がある一方、磁力線を遮断し、目的外の加熱を防ぐために使われる。このため、本発明のように、トリポード型等速自在継手の外側継手部材２１の内径面の加熱硬化処理に用いれば、従来の移動焼きでは不可能であった大内径部４６に未焼き部５０を設けることができる。このため、図１に示すように、この強磁性体コア５６が相対面する大内径部４６において、硬化層Ｓが形成されない未焼き部５０が形成される。
【００５３】
本発明の熱処理方法では、外側継手部材２１の大内径部４６に硬化層Ｓを形成することなく、ローラ案内面２７、２７に硬化層Ｓを形成することができる。このため、外側継手部材２１の開口部の強度を確保することができる。しかも、移動焼入れであるので、ひずみが生じにくくかつ焼入れ硬化層深さの均一化を図ることができる。
【００５４】
磁力線遮断体Ａが強磁性体コア５６にて構成されるものであれば、未焼き部５０を安定して形成できる。また、強磁性体コア５６は例えばケイ素鋼にて構成することができ、特殊（特別）な材質のものを用いることがなく、比較的低コストで高周波誘導加熱コイル５１に装着できる。
【００５５】
このように硬化層Ｓが構成された外側継手部材２１は、前記熱処理方法にて処理されているものであるので、強度的に安定したものとなって、耐久性に優れる。また、このように成形された外側継手部材２１は、図４から図６等に示すようなトリポード型等速自在継手を組み立てることができる。このため、このリポード型等速自在継手は、前記熱処理方法にて処理されている外側継手部材を用いるので、耐久性に優れた高品質のトリポード型等速自在継手となり、しかも、継手の小型化等の設計自由度が大きくなる。
【００５６】
また、図４から図６等に示すようなトリポード型等速自在継手では、ローラ部材（トルク伝達部材）２３がトラック溝２６内で傾斜可能となり、継手が作動角をとった状態でトルクを伝達する際の脚軸の傾きをローラの傾きによって吸収させることができるので、スライド抵抗の低減ひいては誘起スラストの低減に寄与する。このため、本発明の等速自在継手は、特に自動車のドライブシャフト用に適用すればスライド抵抗や誘起スラストの大きさが関与する自動車のＮＶＨ性能の改善に寄与し得、車両足回り設計の自由度も高まる。
【００５７】
ところで、前記実施形態では、大内径部４６の周方向中央部において軸方向に沿って未焼き部５０を形成するものであったが、全大内径部４６を未焼き部５０とするものであっても、大内径部４６の継手奥側には未焼き部５０を設けないものであってもよい。すなわち、大内径部４６において、ブーツ装着部４４に対応する開口部（入口部）側、及び常用使用する位置での部位を除いた継手奥側を硬化層Ｓが設けられていてもよい。これは、大内径部４６の継手奥側に硬化層が設けられていても強度に及ぼす影響が少ないからである。また、小内径部４５に対しては、硬化層Ｓを設けても設けなくてもよく、ローラ案内面２７にのみ硬化層Ｓを設けるものであってもよい。このため、外側継手部材２１としての機能を損なうことなく、最適の範囲において硬化層Ｓを形成することができる。
【００５８】
次に、図７は外側継手部材２１の他の実施形態を示し、この場合、外側継手部材２１のローラ案内面２７の外径側に、ローラ部材２３に対向する鍔部６１を設けている。大内径部４６の内表面を未焼き部５０としている。そして、この鍔部６１の内表面に対しても硬化層Ｓを設けている。これは、ローラ部材２３が鍔部６０と干渉するため、鍔部６１には硬化層Ｓが設けられている。この場合も、大内径部４６において、ブーツ装着部４４に対応する開口部（入口部）側、及び常用使用する位置での部位を除いた継手奥側を硬化層Ｓが設けられていてもよい。
【００５９】
この図７に示す外側継手部材２１であっても、図１から図３等に示す高周波加熱装置を用いて硬化層Ｓを形成することができる。このため、このような硬化層Ｓが形成された外側継手部材２１は、前記熱処理方法にて処理されているものであるので、強度的に安定したものとなって、耐久性に優れる。また、このように成形された外側継手部材２１を用いたトリポード型等速自在継手は、耐久性に優れた高品質のトリポード型等速自在継手となる。
【００６０】
ところで、前記高周波加熱装置の高周波誘導加熱コイル５１の各加熱部５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃには、大内径部４６に相対面する凹窪部５５が形成されている。すなわち、高周波誘導加熱コイル５１は、大内径部４６に近接する部位を退避させたものとなっている。このため、強磁性体コア５６等からなる磁力線遮断体Ａを配置することなく、大内径部４６の加熱を回避することができる。従って、高周波誘導加熱コイル５１としては、図８に示すように、強磁性体コア５６が省略されたものであっても、大内径部４６を未焼き部５０とすることができる。
【００６１】
次に、図９は他のトリポード型等速自在継手を示し、この場合、前記ローラ部材は、脚軸２９の球状外周面２９ａに首振り自在に嵌め込まれ、ローラ案内面２７，２７に沿って前記外側継手部材２１の軸方向に案内されるものである。すなわち、脚軸２９の球状外周面２９ａが嵌入される回転支持体７１と、この回転支持体７１の外周側にニードルローラ７２を介して回転自在な外側ローラ７３とを備えたものである。
【００６２】
このようなトリポード型等速自在継手の外側継手部材２１においても、図２から図４等に示した磁力線遮断体Ａ（強磁性体コア５６）が配置された高周波誘導加熱コイル５１を備えた高周波加熱装置であっても、図８に示すように磁力線遮断体Ａ（強磁性体コア５６）を有さない高周波誘導加熱コイル５１を備えた高周波加熱装置であっても、外側継手部材２１の大内径部４６を未焼き部５０とすることができる。
【００６３】
このため、図９に示すトリポード型等速自在継手であっても、耐久性に優れた高品質のトリポード型等速自在継手となり、しかも、継手の小型化等の設計自由度が大きくなる。
【００６４】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、強磁性体コア５６の材質としては、ケイ素鋼以外に、軟鋼やフェライト等のセラミックス等であってもよい。また、図４等のトリポード型等速自在継手は、ローラ部材として、内側ローラと外側ローラとを備えたいわゆるダブルローラタイプであったが、図１６と図１７に示すように、脚軸９の円筒状の外周面に複数の針状ころ８２を介して回転可能に外嵌したローラ８０からなるいわゆるシングローラタイプであってもよい。
【符号の説明】
【００６５】
２１ 外側継手部材
２２ トリポード部材
２３ ローラ部材（トルク伝達部材）
２６ トラック溝
２７ ローラ案内面
２８ ボス
２９ 脚軸
２９ａ 球状外周面
３２ 外側ローラ
３５ リング
３５ 内側ローラ
４０ 隙間
４５ 小内径部
４６ 大内径部
５０ 未焼き部
５１ 高周波誘導加熱コイル
５６ 強磁性体コア
６１ 鍔部
Ａ 磁力線遮断体
Ｓ 硬化層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に向き合ったローラ案内面と両ローラ案内面間に設けられた大内径部からなるトラック溝が内周の三箇所に形成される外側継手部材に対して、高周波誘導加熱コイルが相対的に軸方向に移動する移動焼入れにて、外側継手部材のローラ案内面に硬化層を形成するための熱処理方法であって、
高周波誘導加熱コイルの大内径部に対向する位置に、大内径部の加熱を抑制する部分を設け、外側継手部材の大内径部における少なくとも周方向中央部のブーツ装着部対応範囲を未焼き部とすることを特徴とする熱処理方法。
【請求項２】
前記大内径部の加熱を抑制する部分が、高周波誘導加熱コイルに発生する磁力線を遮断する磁力線遮断体であり、前記磁力線遮断体は、大内径部に近接する部位に前記高周波誘導加熱コイルに嵌め込まれる強磁性体コアにて構成されることを特徴とする請求項１に記載の熱処理方法。
【請求項３】
強磁性体コアがケイ素鋼にて構成されていることを特徴とする請求項２に記載の熱処理方法。
【請求項４】
円周方向に向き合ったローラ案内面と両ローラ案内面間に設けられた大内径部からなるトラック溝が内周の三箇所に形成される外側継手部材に対して、高周波誘導加熱コイルが相対的に軸方向に移動する移動焼入れにて、外側継手部材のローラ案内面に硬化層を形成するための熱処理方法であって、
大内径部に近接する部位を退避させた高周波誘導加熱コイルにて、外側継手部材の大内径部における少なくとも周方向中央部のブーツ装着部対応範囲を未焼き部とすることを特徴とする熱処理方法。
【請求項５】
円周方向に向き合ったローラ案内面と両ローラ案内面間に設けられた大内径部からなるトラック溝が内周の三箇所に形成される外側継手部材に対して、高周波誘導加熱コイルが相対的に軸方向に移動する移動焼入れにて、外側継手部材のローラ案内面に硬化層を形成するための熱処理方法であって、
外側継手部材のローラ案内面の外径側に、ローラ部材に対向する鍔部を設け、大内径部における少なくともブーツ装着部対応範囲を非加熱部である未焼き部とすることを特徴とする熱処理方法。
【請求項６】
鍔部のローラ部材対向面に硬化層を形成することを特徴とする請求項５に記載の熱処理方法。
【請求項７】
外側継手部材は前記大内径部間に小内径部が形成され、この小内径部には、前記移動焼入れにて硬化層を形成することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の熱処理方法。
【請求項８】
外側継手部材の全大内径部を未焼き部とすることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の熱処理方法。
【請求項９】
外側継手部材の大内径部の継手奥側には未焼き部を設けないことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の熱処理方法。
【請求項１０】
外側継手部材の内径側においてはローラ案内面にのみ硬化層を設けることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の熱処理方法。
【請求項１１】
前記請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の熱処理方法にて処理されたことを特徴とするトリポード型等速自在継手の外側継手部材。
【請求項１２】
請求項１１に記載の外側継手部材と、前記外側継手部材内に配設され半径方向に突出した３つの脚軸を備えたトリポード部材と、前記トリポード部材の各脚軸に装着され前記ローラ案内面に沿って前記外側継手部材の軸方向に案内されるローラ部材とを備えたことを特徴とするトリポード型等速自在継手。
【請求項１３】
前記ローラ部材は、脚軸の球状外周面に首振り自在に嵌め込まれ、前記ローラ案内面に沿って前記外側継手部材の軸方向に案内されることを特徴とする請求項１２に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項１４】
前記ローラ部材は、外側継手部材のトラック溝に挿入されたローラと、脚軸に外嵌して前記ローラを回転自在に支持するリングとを備え、ローラがローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向に移動可能であって、リングの内周面を円弧状凸断面に形成すると共に、脚軸の外周面を、縦断面においてはストレート形状とし、かつ、横断面においては、継手の軸線と直交する方向で前記リングの内周面と接触するとともに継手の軸線方向でリングの内周面との間にすきまを形成するようにしたことを特徴とする請求項１２に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項１５】
脚軸の横断面を長軸が継手の軸線に直交する略楕円形としたことを特徴とする請求項１４に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項１】
円周方向に向き合ったローラ案内面と両ローラ案内面間に設けられた大内径部からなるトラック溝が内周の三箇所に形成される外側継手部材に対して、高周波誘導加熱コイルが相対的に軸方向に移動する移動焼入れにて、外側継手部材のローラ案内面に硬化層を形成するための熱処理方法であって、
高周波誘導加熱コイルの大内径部に対向する位置に、大内径部の加熱を抑制する部分を設け、外側継手部材の大内径部における少なくとも周方向中央部のブーツ装着部対応範囲を未焼き部とすることを特徴とする熱処理方法。
【請求項２】
前記大内径部の加熱を抑制する部分が、高周波誘導加熱コイルに発生する磁力線を遮断する磁力線遮断体であり、前記磁力線遮断体は、大内径部に近接する部位に前記高周波誘導加熱コイルに嵌め込まれる強磁性体コアにて構成されることを特徴とする請求項１に記載の熱処理方法。
【請求項３】
強磁性体コアがケイ素鋼にて構成されていることを特徴とする請求項２に記載の熱処理方法。
【請求項４】
円周方向に向き合ったローラ案内面と両ローラ案内面間に設けられた大内径部からなるトラック溝が内周の三箇所に形成される外側継手部材に対して、高周波誘導加熱コイルが相対的に軸方向に移動する移動焼入れにて、外側継手部材のローラ案内面に硬化層を形成するための熱処理方法であって、
大内径部に近接する部位を退避させた高周波誘導加熱コイルにて、外側継手部材の大内径部における少なくとも周方向中央部のブーツ装着部対応範囲を未焼き部とすることを特徴とする熱処理方法。
【請求項５】
円周方向に向き合ったローラ案内面と両ローラ案内面間に設けられた大内径部からなるトラック溝が内周の三箇所に形成される外側継手部材に対して、高周波誘導加熱コイルが相対的に軸方向に移動する移動焼入れにて、外側継手部材のローラ案内面に硬化層を形成するための熱処理方法であって、
外側継手部材のローラ案内面の外径側に、ローラ部材に対向する鍔部を設け、大内径部における少なくともブーツ装着部対応範囲を非加熱部である未焼き部とすることを特徴とする熱処理方法。
【請求項６】
鍔部のローラ部材対向面に硬化層を形成することを特徴とする請求項５に記載の熱処理方法。
【請求項７】
外側継手部材は前記大内径部間に小内径部が形成され、この小内径部には、前記移動焼入れにて硬化層を形成することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の熱処理方法。
【請求項８】
外側継手部材の全大内径部を未焼き部とすることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の熱処理方法。
【請求項９】
外側継手部材の大内径部の継手奥側には未焼き部を設けないことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の熱処理方法。
【請求項１０】
外側継手部材の内径側においてはローラ案内面にのみ硬化層を設けることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の熱処理方法。
【請求項１１】
前記請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の熱処理方法にて処理されたことを特徴とするトリポード型等速自在継手の外側継手部材。
【請求項１２】
請求項１１に記載の外側継手部材と、前記外側継手部材内に配設され半径方向に突出した３つの脚軸を備えたトリポード部材と、前記トリポード部材の各脚軸に装着され前記ローラ案内面に沿って前記外側継手部材の軸方向に案内されるローラ部材とを備えたことを特徴とするトリポード型等速自在継手。
【請求項１３】
前記ローラ部材は、脚軸の球状外周面に首振り自在に嵌め込まれ、前記ローラ案内面に沿って前記外側継手部材の軸方向に案内されることを特徴とする請求項１２に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項１４】
前記ローラ部材は、外側継手部材のトラック溝に挿入されたローラと、脚軸に外嵌して前記ローラを回転自在に支持するリングとを備え、ローラがローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向に移動可能であって、リングの内周面を円弧状凸断面に形成すると共に、脚軸の外周面を、縦断面においてはストレート形状とし、かつ、横断面においては、継手の軸線と直交する方向で前記リングの内周面と接触するとともに継手の軸線方向でリングの内周面との間にすきまを形成するようにしたことを特徴とする請求項１２に記載のトリポード型等速自在継手。
【請求項１５】
脚軸の横断面を長軸が継手の軸線に直交する略楕円形としたことを特徴とする請求項１４に記載のトリポード型等速自在継手。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−１８０９３０（Ｐ２０１２−１８０９３０Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３６１７０（Ｐ２０１２−３６１７０）
【出願日】平成２４年２月２２日（２０１２．２．２２）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月２２日（２０１２．２．２２）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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