CN105370742A - 等速接头及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

等速接头及其制造方法

技术领域

本发明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等速接头及其制造方法。

背景技术

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***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)。

发明内容

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。

本发明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。

本发明的其他目的为提供耐久性优异的等速接头。

本发明的另一个其他目的为提供上述等速接头的制造方法。

根据本发明的一个实施方式，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％。

本发明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，相应地能够在气孔中良好地保持润滑材料，能够提高高硬度层的润滑材料保持能力。由此，能够在转矩传递部件与高硬度层之间适当供给润滑材料来形成润滑膜，由此能够良好地维持相互之间的润滑。即，能够进一步有效地抑制设有高硬度层的部件表面的磨耗。此外，该高硬度层的中央侧比两端侧气孔率大，由此，能够发挥作为缓冲材料的功能。因此，例如，通过在高硬度层的中央侧产生弹性变形等，能够吸收转矩传递部件相对于高硬度层的接触面压力。由此，能够提高等速接头整体的耐久性。

即，通过具备上述那样的多层结构的高硬度层，而显示出了更优异的耐久性，能够得到适当实现了高寿命化的等速接头。

在上述等速接头中，优选的是，所述厚度方向的两端侧中，与靠近所述部件表面的一侧的气孔率相比，靠近与所述转矩传递部件接触的接触面的另一侧的气孔率更大。这种情况下，能够提高部件表面与高硬度层的粘合性，并且经由靠近接触面的另一侧的气孔，润滑材料容易在接触面与厚度方向的中央侧的气孔之间移动。因此，能够在部件表面上进一步牢固地形成高硬度层，并且能够进一步良好地维持接触面与转矩传递部件的润滑性而提高耐磨耗性。其结果是，能够得到耐久性优异并且实现了高寿命化的等速接头。

在上述等速接头中，优选所述高硬度层通过喷镀而形成。这种情况下，例如，与通过涂层或粘合等形成高硬度层的情况相比，材料的选择自由度高，能够有效地并且高精度地得到高硬度层。此外，例如，通过调整喷镀时的各条件(喷镀速度、喷镀距离、喷镀温度等)以及作为材料的粒子的粒径及种类(成分)，能够容易地形成多层结构的高硬度层。

此外，根据本发明的另一个实施方式，提供一种等速接头的制造方法，该等速接头具备：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，该等速接头的制造方法具有高硬度层形成工序，在该高硬度层形成工序中，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中的至少任意一方的部件表面上形成以陶瓷或者金属陶瓷为主要成分的高硬度层。

在本发明的等速接头的制造方法中，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，能够得到实现了高寿命化的等速接头。此外，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。

进而，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，由于不需要经过基于CIP及HIP的成型加工等复杂的制造工序，因此能够提高等速接头的制造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。此外，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，能够维持内部部件及外部部件的充分的强度，并使等速接头小型化。

在上述等速接头的制造方法中，优选在所述高硬度层形成工序中，对所述部件表面通过喷镀而形成所述高硬度层，使喷镀条件发生变化，以使得所述高硬度层成为多层结构。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。此外，由于高硬度层通过喷镀而形成，因此，例如，与通过涂层或粘合等形成高硬度层的情况相比，材料的选择自由度高，能够有效地并且高精度地得到高硬度层。此外，例如，通过调整喷镀速度以及作为材料的粒子的粒径及种类，能够容易地形成多层结构的高硬度层。

在上述等速接头的制造方法中，优选在所述高硬度层形成工序中，使所述喷镀条件以第1条件、第2条件、第3条件的顺序发生变化，在设为所述第1条件的期间，形成堆积于所述部件表面的第1层，在设为所述第2条件的期间，形成从所述第1层连续并且气孔率比所述第1层大的第2层，在设为所述第3条件的期间，形成从所述第2层连续并且气孔率比所述第2层小的第3层。这种情况下，在高硬度层中，能够使靠近部件表面的第1层以及靠近与转矩传递部件接触的接触面的第3层形成为比中央侧的第2层致密。因此，能够提高第1层与部件表面的粘合性。此外，能够使第3层的硬度成为能够有效地抑制由转矩传递产生的磨耗的值。

另一方面，在使气孔率变大的第2层中，能够在气孔中良好地保持润滑材料。由此，能够在转矩传递部件与第3层之间适当供给润滑材料来形成润滑膜，由此能够良好地维持相互之间的润滑。即，能够进一步有效地抑制设有高硬度层的部件表面的磨耗。

此外，第2层的气孔率比第1层和第3层大，由此，该第2层发挥作为缓冲材料的功能。因此，转矩传递部件相对于高硬度层的接触面压力由于例如在第2层上产生弹性变形等而被吸收，由此，能够提高等速接头整体的耐久性。即，通过形成上述那样的多层结构的高硬度层，而显示出更优异的耐久性，能够得到适当地实现了高寿命化的等速接头。

在上述等速接头的制造方法中，优选对所述第1条件以及所述第3条件进行设定，以使得所述第3层的气孔率比所述第1层大。这种情况下，能够提高部件表面与第1层的粘合性。此外，经由第3层的气孔，润滑材料能够在该第3层的表面(接触面)与第2层的气孔之间移动。因此，能够在部件表面上进一步牢固地形成高硬度层，并且能够进一步良好地维持接触面与转矩传递部件的润滑性而提高耐磨耗性。其结果是，能够得到耐久性优异并且实现了高寿命化的等速接头。

优选在上述等速接头的制造方法中还具有磨削工序，在该磨削工序中，对所述高硬度层的一部分进行磨削。通过该磨削，能够在形成高硬度层之后调整内部部件及外部部件的尺寸，因此不需要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。

根据参照附图而对以下的实施方式进行的说明，应该可以容易地理解上述目的、特征以及优点。

附图说明

图1是具备本实施方式的等速接头(第1等速接头以及第2等速接头)的动力传递机构的要部概略剖视图。

图2是图1的等速接头的高硬度层的局部放大图、以及表示该高硬度层的厚度与硬度(实线)和残留压缩应力(点划线)的关系的曲线图。

图3是说明图1的第2等速接头的制造方法的概略说明图。

具体实施方式

以下，关于本发明的等速接头，列举优选的实施方式，在与其制造方法的关系中参照附图进行详细的说明。

本发明的等速接头即使介于汽车等的动力传递装置的内侧以及外侧的任意的传递轴彼此之间也能够应用。因此，在本实施方式中，如图1所示，对第1等速接头10是设于外侧的球笼型、第2等速接头12是设于内侧的三球销型的例子进行说明。

即，第1等速接头10介于驱动轴14与轮毂(未图示)之间，第2等速接头12介于差动齿轮(未图示)与驱动轴14之间。

首先，对第1等速接头10的结构进行说明。第1等速接头10基本由外杯(外部部件)16、内环(内部部件)18、以及滚珠(转矩传递部件)20构成，这些部件都是由例如钢等构成。

外杯16是形成有有底孔的杯状，其轴部21与轮毂一体地连结。在外杯16的由球面构成的内表面上，绕轴心分别等间隔地形成有沿轴向延伸的例如6个第1滚珠槽22。

内环18是以与上述第1滚珠槽22相对应的方式在外周壁上设有多个第2滚珠槽24的圆环状，并且收纳于外杯16的内部。此外，内环18借助形成于其中心的孔部与驱动轴14的一端部花键配合。

滚珠20被配设为在相互对置的第1滚珠槽22与第2滚珠槽24之间能够分别一个一个地滚动，并且滚珠20被介于外杯16的内表面与内环18的外表面之间的保持器26保持。该滚珠20通过分别与第1滚珠槽22和第2滚珠槽24接触，而在外杯16与内环18之间进行转矩传递。

在外杯16与驱动轴14之间，安装有具有波纹部的橡胶制或者树脂制的接头用防护罩28a。在接头用防护罩28a内，作为润滑材料，封入有润滑脂组合物。

在该第1等速接头10上，在外杯16的内表面形成有高硬度层30a，并且在内环18的外表面形成有高硬度层30b。有关高硬度层30a、30b的细节在后面进行叙述。

接下来，对第2等速接头12的结构进行说明。第2等速接头12基本上由外圈部件(外部部件)32、十字形轴(内部部件)34以及滚子(转矩传递部件)36构成，这些部件都是由例如钢等构成。

外圈部件32是形成有有底孔的杯状，其轴部37与差动齿轮一体地连结。在外圈部件32的内表面上绕轴心分别等间隔地形成有例如3个滚道槽38。

十字形轴34具有圆环部40以及从该圆环部40的外周壁突出的多个耳轴42。十字形轴34内插于外圈部件32中，以使得该耳轴42分别收纳于滚道槽38内。此外，圆环部40借助形成于其中心的孔部与驱动轴14的另一端部锯齿配合。

滚子36是经由多个滚动体44自由旋转地嵌在耳轴42上的圆环状，并且与滚道槽38的内壁滑动接触。即，通过滚子36的内周壁与耳轴42的外壁接触、并且滚子36的外周壁与滚道槽38的内壁接触，在外圈部件32与十字形轴34之间经由滚子36进行转矩传递。另外，滚动体44可以是例如包含滚针、滚子等的滚动轴承。

与上述接头用防护罩28a同样地，在外圈部件32与驱动轴14之间以在其内部封入有润滑脂组合物的方式安装有接头用防护罩28b。

在该第2等速接头12中，在外圈部件32的内表面形成有高硬度层30a，并且在十字形轴34的外表面形成有高硬度层30b。下面，也将第1等速接头10的外杯16的内表面以及内环18的外表面与外圈部件32的内表面以及十字形轴34的外表面总称为部件表面。如图2所示，形成于该部件表面的高硬度层30a、30b由在厚度方向上气孔率变化的多层结构构成。在与本实施方式的等速接头的制造方法的关系中对高硬度层30a、30b的结构进行具体的说明。

在该等速接头的制造方法中，为了得到上述第1等速接头10以及第2等速接头12的各构成要素，对实施了热处理以及润滑处理的钢材进行锻造加工，得到上述构成要素的各个形状的成型体。并且，进行如下的高硬度层形成工序：在这些成型体中，在作为外部部件(外杯16、外圈部件32)的内表面以及内部部件(内环18、十字形轴34)的外表面的部件表面上分别形成高硬度层30a、30b。

能够应用涂层或粘合等各种方法来进行该高硬度层30a、30b的形成，但是优选通过喷镀(等离子体喷镀或高速火焰喷镀等)来进行。通过应用喷镀，能够提高材料的选择自由度，并且能够高效率且高精度地得到高硬度层30a、30b。此外，例如，通过调整喷镀时的各条件(喷镀速度、喷镀距离、喷镀温度等)以及作为材料的粒子的粒径及种类(成分)，能够容易地形成具有期望的致密度及气孔率的多层结构的高硬度层30a、30b。

因此，在本实施方式中，对通过喷镀来形成高硬度层30a、30b的例子进行说明。如图3所示，在高硬度层形成工序中，使用喷镀枪46将作为材料的粒子溶解并吹到部件表面上而成膜。此时，为了抑制外部部件以及内部部件的温度过度上升，通过未图示的冷却手段进行冷却，以使得温度不超过例如100℃。作为冷却手段，能够通过使用冷却水等冷却介质的公知的方法来进行。另外，在图3中，例示了在作为外部部件的外圈部件32的内表面形成高硬度层30a的情况。

在高硬度层形成工序中，使喷镀条件发生变化，以使得高硬度层30a、30b成为在厚度方向上气孔率发生变化的多层结构。即，从高硬度层30a、30b的部件表面侧朝向与转矩传递部件(滚珠20、滚子36)接触的接触面48侧，使喷镀条件按照第1条件、第2条件、第3条件的顺序发生变化。

在高硬度层30a中，设在喷镀条件为第1条件的期间形成的层为第1层302a。同样地，设在喷镀条件为第2条件、第3条件的期间形成的层分别为第2层304a、第3层306a。另外，在第1层302a～第3层306a的各层之间，相互间的气孔率以及成分倾斜地变化。因此，高硬度层30a的各层不是被明确的边界划分，但为了便于说明，设高硬度层30a中的由相同的喷镀条件形成的部位为1个层。

与高硬度层30a同样地，高硬度层30b也是由在第1条件、第2条件、第3条件的期间分别形成的第1层302b、第2层304b、第3层306b构成的多层结构。

即，各个高硬度层30a、30b在厚度方向的两端侧中的靠近部件表面的一侧形成有第1层302a、302b，在靠近接触面48的另一侧形成有第3层306a、306b。此外，第2层304a、304b分别介于第1层302a、302b与第3层306a、306b之间。

这里，高硬度层30a与高硬度层30b形成为除了第3层306a、306b的结构成分互相不同之外其余是相同的。具体而言，例如，为了特别良好地提高耐磨耗性，第3层306a是将包含80～90atm％的WC、5～10atm％的Co、3～8atm％的CrC的混合粒子作为原始材料而形成的。因此，这种情况下，第3层306a由金属陶瓷构成。另一方面，例如，为了实现韧性与耐磨耗性的均衡，第3层306b是将包含70～90atm％的WC、1～10atm％的Co、1～5atm％的CrC、1～5atm％的Ni的混合粒子作为原始材料而形成的。即，第3层306b也是由金属陶瓷构成的。

因此，下面，列举形成高硬度层30a的情况为例子进行说明。关于高硬度层30b，由于能够与高硬度层30a大致同样地形成，因此省略其说明。

具体而言，在高硬度层形成工序中，首先，为了格外有效地提高与该部件表面的紧密贴合性，在能够使第1层302a的气孔率尽量地减少的第1条件下，对部件表面进行喷镀。即，第1条件被设定为，第1层302a、302b的气孔率的上限为0.5～3％。

这里，“气孔率”是基于“喷镀工学手册”(日本喷镀协会2010年1月出版第600页)中记载的利用图像处理进行的气孔率的测定来计算的。即，气孔率是如下这样的值：对试样剖面进行镜面研磨后，通过光学显微镜进行拍摄。对由此得到的图像进行2值化处理，对气孔部分(例如，黑色)在全面积中所占的面积进行计算而得到该值。或者，也可以通过水浸法来进行气孔率的测定。

第1层302a的原始材料是例如以能够格外有效地提高第1层302a与表面部件的紧密贴合性的方式对Al₂O₃、FeMn、Cr₂O₃进行调配而构成的。此外，考虑与部件表面的紧密贴合性以及耐冲击性，将第1层302a的厚度设定为100μm以下。

因此，如上所述，关于第1层302a，通过分别对气孔率、构成材料、厚度进行设定，能够有效地防止高硬度层30a从部件表面剥离。

接下来，在第2条件下对堆积在部件表面的第1层302a进行喷镀，以形成气孔率比该第1层302a大的第2层304a。该第2条件例如被设定为：第2层304a的气孔率为2～5％、并且是在不超过上述第1层302a的气孔率的范围内。这样，通过使气孔率为2％以上，能够在第2层304a的气孔内良好地保持上述润滑脂组合物等润滑材料。

此外，第2层304a在第1层302a以及第3层306a之间能够发挥作为缓冲材料的功能。即，转矩传递部件相对于高硬度层30a的接触面压力由于例如在第2层304a上产生弹性变形等而被吸收。由此，能够提高第1等速接头10以及第2等速接头12(以下，也总称为等速接头10、12)的单元整体的耐久性。此外，通过使第2层304a的气孔率为5％以下，能够适当抑制高硬度层30a的耐冲击性下降。

为了抑制高硬度层30a的层间的剥离，优选构成第2层304a的材料含有在第1层302a以及第3层306a双方中共有的成分。作为这样的成分系，列举WC₁₀CrC₇Ni。此外，第2层304a的厚度例如可以是10～50μm之间的任意值，但更优选20～30μm。这种情况下，能够适当地实现高硬度层30a的润滑材料保持能力与耐冲击性的均衡。

接下来，在第3条件下对第2层304a进行喷镀，以形成气孔率比上述第1层302a大并且比第2层304a小的第3层306a。该第3条件例如被设定为第3层306a的气孔率为0.5～2％。这种情况下，能够使第3层306a的硬度为能够有效地抑制由转矩传递产生的磨耗的值。此外，经由第3层306a的气孔，能够使润滑材料在该第3层306a的表面(接触面48)与第2层304a的气孔之间移动。

因此，例如，在使等速接头10、12的动作停止的期间，能够将润滑材料从接触面48经由第3层306a的气孔有效地保持在第2层304a的气孔内。另一方面，在等速接头10、12动作时，保持于第2层304a的机构内的润滑材料能够经由第3层306a的气孔向接触面48移动。其结果是，能够进一步良好地维持接触面48与转矩传递部件的润滑性并且提高耐磨耗性。

如上所述，构成第3层306a的材料是由能够有效地提高耐磨耗性及韧性等的成分构成的。此外，第3层306a的厚度例如优选为10～50μm。这种情况下，能够充分维持第3层306a的硬度并且有效地抑制该第3层306a从第2层304a剥离。

通过以上的高硬度层形成工序，能够在部件表面形成高硬度层30a、30b。此时，高硬度层30a、30b的整体的厚度优选为50～200μm，进一步优选为70～100μm。此外，上述喷镀枪46的喷镀速度(粒子的吹附速度)的最大值也取决于喷镀方式及粒子的成分(比重)，例如，在使用高速火焰喷镀来喷镀Al₂O₃的粒子的情况下，达到400～1000m/秒。这样，在超高速下粒子发生碰撞，由此，在部件表面产生加工硬化，并且形成了粒子的一部分与部件表面合金化的影响层50。此外，如图2中的点划线所示，在高硬度层30a、30b的内部能够产生残留压缩应力。

通过这些影响层50以及残留压缩应力，也能够进一步良好地提高形成有高硬度层30a、30b的部件表面的硬度以及有效地抑制高硬度层30a、30b从部件表面的剥离。另外，通过调整喷镀的条件(尤其是喷镀速度)，也能够对影响层50的厚度及残留压缩应力的大小进行适当设定。

进行磨削工序，在该磨削工序中，对该高硬度层30a、30b中的第3层306a、306b的一部分进行磨削。由此，通过进行尺寸调整，能够得到外部部件以及内部部件。即，在上述高硬度层形成工序中，优选使第3层306a、306b形成为比上述优选的厚度大相当于在磨削工序中被磨削的磨削余量20～80μm的量。

如上所述，在该内部部件以及外部部件中，在形成高硬度层30a之后，进行磨削工序能够调整尺寸。因此，不需要预先对锻造加工用的模具进行高精度地设计，能够容易且有效地得到该内部部件以及外部部件。另外，优选将磨削后的第3层306a的表面(接触面48)的表面粗糙度调整为12.5～25S。

接下来，如上所述，通过对形成有高硬度层30a、30b并且进行了尺寸调整的外部部件以及内部部件进行适当组合，能够得到等速接头10、12。

如上所述，高硬度层30a、30b与例如通过对部件表面实施热处理而形成的硬化层相比，在耐磨耗性、耐腐蚀性、绝缘性等方面是优越的，硬度(耐表面压力)及高温时的强度大。因此，即使转矩传递部件与设有该高硬度层30a、30b的部件表面接触，也能够有效地抑制产生磨耗。

此外，由于外部部件以及内部部件能够由钢等形成，因此与全部构成要素都是由陶瓷或者金属陶瓷形成的情况相比，能够降低等速接头10、12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10、12，因此能够提高制造效率及形状的自由度并且降低设备成本。

如上所述，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10、12。即，该等速接头10、12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30a、30b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10、12小型化。

此外，如上所述，高硬度层30a、30b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。并且，该气孔率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、306b侧)大的值。这种情况下，形成于部件表面的高硬度层30a、30b中，靠近部件表面的一侧(第1层302a、302b侧)以及靠近与转矩传递部件接触的接触面48的另一侧(第3层306a、306b侧)相比于中央侧形成得更致密。

因此，由图2中实线所示的高硬度层30a、30b的厚度与硬度的关系可以明确，能够良好地提高高硬度层30a、30b的接触面侧以及部件表面侧的硬度(致密性)。其结果是，能够有效地抑制由转矩传递产生的磨耗，并且能够良好地提高高硬度层30a、30b与部件表面的粘合性(紧密贴合性)。

另一方面，高硬度层30a、30b的中央侧气孔率大，相应地能够在气孔中良好地保持润滑材料，能够提高高硬度层30a、30b的润滑材料保持能力。由此，能够在转矩传递部件与高硬度层30a、30b之间适当供给润滑材料来形成润滑膜，由此能够良好地维持相互之间的润滑。即，能够进一步有效地抑制设有高硬度层30a、30b的部件表面的磨耗。此外，该高硬度层30a、30b的中央侧比两端侧气孔率大，由此，能够发挥作为缓冲材料的功能。

因此，例如，通过在高硬度层30a、30b的中央侧产生弹性变形等，能够吸收转矩传递部件相对于高硬度层30a、30b的接触面压力。由此，能够提高等速接头10、12整体的耐久性。

即，通过具备上述那样的多层结构的高硬度层30a、30b，而显示出了更优异的耐久性，能够得到适当实现了高寿命化的等速接头10、12。

另外，本发明不特别限于上述实施方式，在不脱离其要旨的范围内能够进行各种变形。

例如，在上述实施方式中，在外部部件的内表面以及内部部件的外表面的全部形成了高硬度层30a、30b，但是没有特别地限定于此。高硬度层30a、30b可以只设于外部部件的内表面以及内部部件的外表面中的必要的部位。

此外，高硬度层30a与高硬度层30b形成为除了第3层306a、306b的结构成分互相不同之外其余都相同，但是没有特别地限定于此。例如，第1层302a～第3层306a与第1层302b～第3层306b可以分别形成为互相之间的结构成分、气孔率、厚度等各种性质完全相同，也可以形成为完全不同。即，高硬度层30a以及高硬度层30b的多层结构不限于上述3层，可以进行适当调整，以使其复合地具有与等速接头10、12的材质及使用条件等相应的各种功能。进而，高硬度层30a、30b也可以是单层结构。

Claims (10)

1.一种等速接头(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)。

2.根据权利要求1所述的等速接头(10、12)，其特征在于，

所述高硬度层(30a、30b)由多层结构构成。

3.根据权利要求2所述的等速接头(10、12)，其特征在于，

所述高硬度层(30a、30b)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。

4.根据权利要求3所述的等速接头(10、12)，其特征在于，

所述厚度方向的两端侧中，与靠近所述部件表面的一侧的气孔率相比，靠近与所述转矩传递部件(20)接触的接触面(48)的另一侧的气孔率更大。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的等速接头(10、12)，其特征在于，

所述高硬度层(30a、30b)通过喷镀而形成。

6.一种等速接头(10、12)的制造方法，该等速接头(10、12)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)的制造方法的特征在于，

该等速接头(10、12)的制造方法具有高硬度层形成工序，在该高硬度层形成工序中，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形成以陶瓷或者金属陶瓷为主要成分的高硬度层(30a、30b)。

7.根据权利要求6所述的等速接头(10、12)的制造方法，其特征在于，

在所述高硬度层形成工序中，对所述部件表面通过喷镀而形成所述高硬度层(30a、30b)，使喷镀条件发生变化，以使得所述高硬度层(30a、30b)成为多层结构。

8.根据权利要求7所述的等速接头(10、12)的制造方法，其特征在于，

在所述高硬度层形成工序中，使所述喷镀条件以第1条件、第2条件、第3条件的顺序发生变化，

在设为所述第1条件的期间，形成堆积于所述部件表面的第1层(302a、302b)，

在设为所述第2条件的期间，形成从所述第1层(302a、302b)连续并且气孔率比所述第1层(302a、302b)大的第2层(304a、304b)，

在设为所述第3条件的期间，形成从所述第2层(304a、304b)连续并且气孔率比所述第2层(304a、304b)小的第3层(306a、306b)。

9.根据权利要求8所述的等速接头(10、12)的制造方法，其特征在于，

对所述第1条件以及所述第3条件进行设定，以使得所述第3层(306a、306b)的气孔率比所述第1层(302a、302b)大。

10.根据权利要求6～9中的任意一项所述的等速接头(10、12)的制造方法，其特征在于，

该等速接头(10、12)的制造方法还具有磨削工序，在该磨削工序中，对所述高硬度层(30a、30b)的一部分进行磨削。