等速接头及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种等速接头及其制造方法。第1等速接头(10)在作为外杯(16)的内表面以及内环(18)的外表面中的至少任意一方的部件表面上具备由陶瓷或者金属陶瓷构成的高硬度层(30a、30b)。该高硬度层(30a、30b)可以是在厚度方向上气孔率发生变化的多层结构。该气孔率可以是厚度方向的中央侧(第2层304a、304b侧)比两端侧(第1层302a、302b侧以及第3层306a、306a侧)大的值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及经由转矩传递部件在外部部件与内部部件之间进行转矩的传递的。
技术介绍
在汽车等的动力传递机构中，使用介于传递轴彼此之间的等速接头，从一个传递轴向另一个传递轴传递旋转驱动力。一般情况下，在传递轴中，球笼型的等速接头介于驱动轴与轮毂之间(外侧)，三球销型的等速接头介于差动齿轮与驱动轴之间(内侧)。这些等速接头具有:外部部件，其与一个传递轴连结；内部部件，其定位并固定于另一个传递轴的前端部；和转矩传递部件，其介于外部部件与内部部件之间并进行转矩传递。此外，作为等速接头的材料，通常，从制造成本及成型性等观点考虑，采用钢。例如，在球笼型的等速接头中，外部部件是形成有供内部部件内插的有底孔的杯状，在该杯状的底部的外壁上突出形成有与上述传递轴连结的轴部。在外部部件的内壁上形成有互相等间隔隔开的多个第1滚珠槽。内部部件是与上述第1滚珠槽相对应地在外周壁上设置有多个第2滚珠槽的圆环状。转矩传递部件由以能够滚动的方式插入各个上述第1滚珠槽与第2滚珠槽之间的多个滚珠构成，该滚珠被介于外部部件的内表面与内部部件的外表面之间的保持器保持。即，该滚珠分别与第1滚珠槽以及第2滚珠槽接触，由此经由该滚珠(转矩传递部件)，在外部部件与内部部件之间进行转矩传递。另一方面，在三球销型的等速接头中，外部部件是与上述三球销型同样地突出形成有轴部的杯状，在外部部件的内壁形成有互相等间隔隔开的多个滚道槽。内部部件是具有圆环部以及从该圆环部的外周壁突出的多个耳轴的所谓的十字形轴。内部部件内插于外部部件中，以使得该耳轴分别收纳于外部部件的滚道槽内。转矩传递部件是自由旋转地嵌在内部部件的各耳轴上的大致圆环体的滚子，且与滚道槽的内壁滑动接触。即，滚子的内周壁与耳轴的外壁接触，并且滚子的外周壁与滚道槽的内壁接触，由此经由该滚子(转矩传递部件)，在外部部件与内部部件之间进行转矩传递。因此，外部部件的内表面(尤其是滚道槽以及第1滚珠槽的内壁)以及内部部件的外表面(尤其是耳轴的侧壁以及第2滚珠槽的内壁)由于与转矩传递部件(滚子及滚珠)接触而容易产生磨耗。作为抑制该磨耗的手段，公知有对外部部件的内表面以及内部部件的外表面(以下，也总称为部件表面)实施热处理来形成硬化层。在该硬化层中，硬度的最大值主要由部件表面所含有的碳含量决定，因此通过形成该硬化层而能够提高的部件表面的硬度存在极限。此外，由于在部件表面内碳分布及淬火温度出现偏差等，导致了硬化层的硬度也容易产生偏差。进而，该硬化层随着深度变深，即，随着接近外部部件或内部部件的内部，硬度下降，如果超过有效硬化层深度，则低于判定硬度(临界硬度)。因此，即使在部件表面形成硬化层，如果对低于判定硬度的部位持续赋予由转矩传递产生的应力，则存在硬化层剥离的担忧。即，如果只是在部件表面形成硬化层，则存在无法充分抑制上述磨耗的担忧。此外，如果为了形成硬化层而实施热处理，则外部部件及内部部件产生热变形及尺寸变化。因此，为了得到期望的形状的外部部件以及内部部件，需要预先考虑上述热处理所产生的热变形及尺寸变化，对锻造加工用的模具进行高精度地设计，等速接头的制造工序变得复杂。进而，作为热处理，一般情况下进行高频淬火，这种情况下，为了得到硬化层而消耗的电力等能量增多。因此，提案如下:替代钢，由硅铝氧氮陶瓷(Sialon)或氮化硅等陶瓷形成等速接头来抑制上述磨耗。陶瓷在耐磨耗性、耐腐蚀性、绝缘性等方面优异，与上述硬化层相比，硬度及高温时的强度大。因此，通过采用陶瓷作为等速接头的材料，能够使部件表面成为能够抑制上述磨耗的硬度。例如，在日本特开2010-1940号公报中提案有，作为陶瓷，由β硅铝氧氮陶瓷烧结体来形成转矩传递部件(滚珠)。
技术实现思路
为了由陶瓷得到等速接头，需要通过冷等静压加压(CIP)对陶瓷的粉体进行成型，进而，在烧结后进行热等静压加压(HIP)。这种情况下，由于制造工序变得复杂，因此担心制造效率下降，量产变得困难，并且由于通过成型而得到的形状被限定，因此担心等速接头的形状的自由度下降。此外，如果采用陶瓷作为等速接头的材料，则与采用钢的情况相比，设备成本及制造成本大幅上涨。因此，由陶瓷形成等速接头的全部各构成要素是不现实的。但是，如日本特开2010-1940号公报中提案的那样，等速接头的构成要素中，即使只有转矩传递部件由陶瓷形成，也难以充分抑制部件表面产生的上述磨耗。本专利技术的主要目的为提供能够以低成本容易且有效地抑制由转矩传递产生的磨耗的等速接头。本专利技术的其他目的为提供耐久性优异的等速接头。本专利技术的另一个其他目的为提供上述等速接头的制造方法。根据本专利技术的一个实施方式，提供一种等速接头，其具备:外部部件；内部部件，其内插于所述外部部件中；以及转矩传递部件，其介于所述外部部件和所述内部部件之间并进行转矩传递，其特征在于，在作为所述外部部件的内表面以及所述内部部件的外表面的至少任意一方中的部件表面上具备以陶瓷或者金属陶瓷为主要成分的高硬度层。这里，主要成分是指，高硬度层中的陶瓷或者金属陶瓷的比例为大致80atm%以上，该比例也可以为 100atm%。本专利技术的等速接头的部件表面上具备的高硬度层与例如通过对部件表面实施热处理而形成的硬化层相比，耐磨耗性、耐腐蚀性、绝缘性等优异，硬度(耐表面压力)及高温时的强度大。因此，在该等速接头中，即使转矩传递部件与设有高硬度层的部件表面接触，也能够有效地抑制产生磨耗，显示出优异的耐久性。此外，由于能够对高硬度层进行磨削加工，因此在形成该高硬度层之后，能够调整内部部件及外部部件的尺寸。因此，不需要考虑内部部件及外部部件的尺寸变化等而预先高精度地设计锻造加工用的模具，能够容易且有效地得到等速接头。进而，由于不需要进行高频淬火等热处理，因此能够减少在得到等速接头的过程中消耗的电力等能量。此外，由于能够由钢等形成外部部件以及内部部件，因此与由陶瓷或者金属陶瓷形成全部构成要素的情况相比，能够降低等速接头的制造成本。进而，例如，由于能够不经过基于CIP及HIP的成型加工等复杂的制造工序而得到等速接头，因此能够提高等速接头的生产效率及形状的自由度并且降低设备成本。因此，能够以低成本容易且有效地抑制由转矩传递产生的磨耗，能够得到耐久性优异的等速接头。即，该等速接头能够兼具低成本且成型性优异等钢材的优点、和高硬度且耐磨耗性优异等陶瓷材料或者金属陶瓷材料的优点。此外，如上所述，通过高硬度层能够使部件表面的硬度有效提高，与之相应地，即使减小内部部件及外部部件的体积也能够维持充分的强度。因此，能够使等速接头小型化。在上述等速接头中，优选所述高硬度层由多层结构构成。这种情况下，能够得到复合地具有与等速接头的材质及使用条件等相应的各种功能的高硬度层。在上述等速接头中，优选的是，所述高硬度层的多层结构是通过在厚度方向上使气孔率发生变化而形成的，所述厚度方向的中央侧的气孔率比两端侧的气孔率大。这种情况下，形成于部件表面的高硬度层中，靠近部件表面的一侧以及靠近与转矩传递部件接触的接触面的另一侧相比于中央侧形成得更致密。因此，能够使高硬度层的接触面侧的硬度成为可有效抑制由转矩传递产生的磨耗的值。此外，能够提高高硬度层的部件表面侧与部件表面的粘合性(紧密贴合性)。另一方面，高硬度层的中央侧气孔率大，相应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等速接头(10、12)，其具备：外部部件(16)；内部部件(18)，其内插于所述外部部件(16)中；以及转矩传递部件(20)，其介于所述外部部件(16)和所述内部部件(18)之间并进行转矩传递，该等速接头(10、12)的特征在于，在作为所述外部部件(16)的内表面以及所述内部部件(18)的外表面中的至少任意一方的部件表面上具备以陶瓷或者金属陶瓷为主要成分的高硬度层(30a、30b)。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：上川满，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP