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公開番号2025126523
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024022779
出願日2024-02-19
発明の名称等速自在継手用外側継手部材及びこれを備える等速自在継手
出願人NTN株式会社
代理人個人,個人
主分類F16D 3/20 20060101AFI20250822BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】遅れ破壊の感受性を低下させ、軸部に必要とされる破壊強度を確保可能にする。
【解決手段】カップ部22と、カップ部22の底部から軸方向外向きに延びた軸部23とを有し、軸部23の外周面にスプライン24が形成され、焼入れにより形成された表面硬化層30が少なくとも上記スプライン24の形成領域に設けられた等速自在継手用の外側継手部材21である。表面硬化層30は、軸部23の表面からの深さ0.2mm以下の表層域が、ビッカース硬さ(HV)400～550の低硬度層31に形成されると共に、表面からの深さ1.5mm以上の深層域が、焼入れにより形成されたHV650～800の高硬度層に形成されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
有底椀状又は有底筒状のカップ部と、該カップ部の底部から軸方向外向きに延びた軸部とを有し、該軸部の外周面に他部材との間でトルク伝達を行うスプラインが形成され、焼入れにより形成された表面硬化層が少なくとも前記スプラインの形成領域に設けられた等速自在継手用外側継手部材において、
前記表面硬化層は、前記軸部の表面からの深さ０．２ｍｍ以下の表層域が、ビッカース硬さ（ＨＶ）４００～５５０の低硬度層に形成されると共に、前記軸部の表面からの深さ１．５ｍｍ以上の深層域が、前記焼入れにより形成されたＨＶ６５０～８００の高硬度層に形成されていることを特徴とする等速自在継手用外側継手部材。
続きを表示（約 170 文字）【請求項２】
前記軸部の外周面のうち反カップ部側の端部にナット部材が螺着されるねじ部が設けられ、該ねじ部に、前記表面硬化層が形成されていない請求項１に記載の等速自在継手用外側継手部材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の等速自在継手用外側継手部材と、前記カップ部の内周に収容された継手内部部品と、を備える等速自在継手。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速自在継手用外側継手部材及びこれを備える等速自在継手に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
エンジンや電動モータなどの駆動源を車台上に搭載した自動車には、駆動源の出力（トルク）を車輪に伝達するためにドライブシャフトやプロペラシャフトなどの動力伝達装置が搭載される。この動力伝達装置は、駆動軸及び従動軸の二軸を連結し、かつ連結した二軸が作動角をとっても（相対的に角度変位しても）等速でトルクを伝達可能な等速自在継手を備える。等速自在継手は、連結した二軸の角度変位のみを許容する固定式等速自在継手と、連結した二軸の角度変位及び軸方向変位を許容する摺動式等速自在継手とに大別され、ドライブシャフトにおいては、固定式等速自在継手が車輪側（アウトボード側）に配置され、摺動式等速自在継手が駆動源側（インボード側）に配置される。
【０００３】
等速自在継手は、有底椀状又は有底筒状をなしたカップ部、及びカップ部の底部から軸方向外側に延びた軸部を有する外側継手部材と、カップ部の内周に収容された継手内部部品とを備える。外側継手部材は、例えば、炭素含有量０．４８～０．６０質量％の鋼材で形成されるのが一般的である。これは、この種の鋼材が、入手性や加工性に優れ、かつ焼入れや焼戻し等の熱処理によって所望の機械的強度や硬度を付与できることが主な理由である。炭素含有量０．４８～０．６０質量％の鋼材の具体例としては、ＪＩＳＧ４０５１に規定されたＳ４８ＣやＳ５３Ｃ等の機械構造用炭素鋼を挙げることができる。
【０００４】
固定式等速自在継手を構成する外側継手部材の軸部には、車輪を回転自在に支持する車輪用軸受のハブ輪がトルク伝達可能に連結され、両者の連結は、例えば、外側継手部材の軸部の軸端に設けたねじ部に対してナット部材を螺着することにより行われる（特許文献１）。このとき、外側継手部材のねじ部に対するナット部材の締付力（に由来して軸部に作用する軸力）が過大になると、軸部に遅れ破壊が生じる可能性がある。遅れ破壊とは、一定の引張応力が負荷されている状態で所定時間が経過した後、突然脆性的に破壊する現象であり、これが生じると外側継手部材（を含む等速自在継手）を使用できなくなる。
【０００５】
そこで特許文献１においては、規定軸力以上の軸方向の引張応力発生時に、軸部の軸方向の伸びを許容する（軸部を塑性変形させる）塑性変形可能部を軸部に設けるようにしている。この場合、軸部に規定軸力以上の引張応力が作用すると、軸部に設けた塑性変形可能部が軸方向に伸びるので、軸部の遅れ破壊が防止される、としている。なお、塑性変形可能部は、焼入れ後の焼き戻し（高周波焼き戻し）によって靭性が付与された部位であり、
例えば、軸部のうちねじ部と雄スプラインの軸方向間に設けた小径部で構成される。
【０００６】
一方、下記の特許文献２には、固定式用又は摺動式用の別を問わず、外側継手部材の軸部の破壊強度を高めることを可能にする技術手段が記載されている。具体的には、焼入れ及び焼き戻しにより形成された表面硬化層を有する外側継手部材において、軸部に形成した表面硬化層の表面硬度（特に、雄スプラインのカップ部側端部の表面硬度）を、カップ部の内径に形成した表面硬化層の表面硬度よりも低く、かつロックウェル硬さＣスケール（ＨＲＣ）５５～６０の範囲内にする、というものである。なお、ＨＲＣ５５～６０をビッカース硬さ（ＨＶ）に換算すると、概ねＨＶ５９５～６９７である。このようにすれば、継手作動時の捩り応力が集中的に作用する雄スプライン（のカップ部側端部）の靭性を高めて軸部の捩り強度を高めることができるので、雄スプラインにおける亀裂の発生、ひいては軸部の捩り破壊を防止することが可能になる、としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００９－２６２６２５号公報
特開平５－９５８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
外側継手部材を上記のような機械構造用炭素鋼で形成すると、遅れ破壊等に対する感受性が高くなることが懸念される。このため、特許文献２に記載の技術手段では、外側継手部材に必要とされる破壊強度を確保できない可能性がある。
【０００９】
係る実情に鑑み、本発明は、等速自在継手の外側継手部材を高強度材料で作製する場合でも、遅れ破壊の感受性を低下させ、軸部に必要とされる破壊強度を確保可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために創案された本発明は、有底椀状又は有底筒状のカップ部と、カップ部の底部から軸方向外向きに延びた軸部とを有し、軸部の外周面に他部材との間でトルク伝達を行うスプラインが形成され、焼入れにより形成された表面硬化層が少なくともスプラインの形成領域に設けられた等速自在継手用外側継手部材において、
表面硬化層は、軸部の表面からの深さ０．２ｍｍ以下の表層域がビッカース硬さ（ＨＶ）４００～５５０の低硬度層に形成されると共に、軸部の表面からの深さ１．５ｍｍ以上の深層域が前記焼入れにより形成されたＨＶ６５０～８００の高硬度層に形成されていることを特徴とする。なお、本発明で言う「ビッカース硬さ」は、「ＪＩＳＺ２２４４－１：ビッカース硬さ試験」に規定された試験方法に従って測定した測定値であり、より詳細には、試験片に負荷した３００ｇｆ（０．３Ｎ）の試験荷重を解除した後、試験片表面に形成されたくぼみの対角線長さをマイクロビッカース硬度計で測定して求めた値である。
（【００１１】以降は省略されています）

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