[發明專利]動力傳遞軸、主動軸及驅動軸

無效

• 申請號: 200980135769.1
• 申請日: 2009-08-21
• 公開（公告）號: CN102149928A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 大場浩量;吉田和彥;曾根啟助
• 申請（專利權）人: NTN株式會社
• 主分類號: F16C3/02
• 分類號: F16C3/02;B60K17/22;F16D3/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 劉文海

技術領域

本發明涉及用于機動車或各種產業機械中的動力傳遞的動力傳遞軸、主動軸(drive?shaft)及驅動軸(propeller?shaft)。

背景技術

機動車、產業機械等很多機械部件中使用的動力傳遞軸通常通過使形成在其外周的細齒或花鍵等與匹配構件(凸臺)嵌合而進行轉矩傳遞。考慮塑性加工性、機械加工性及成本，細齒或花鍵等轉矩傳遞用齒部通過對中碳鋼或低合金鋼進行高頻淬火、滲碳淬火、氮化等的表面硬化處理或調質等熱處理提高軸強度而被使用。

例如，作為機動車的主動軸使用的動力傳遞軸的一般的制造工序進行：圖5A所示的棒狀的母材的切制工序→圖5B所示的母材的外徑的車削工序→圖5C所示的兩端部的細齒5的滾軋工序→圖5D所示的兩端部的夾槽6的車削工序→圖5E所示的高頻淬火及回火工序→圖5F所示的外徑的燒結涂裝工序。

作為通過熱處理來提高軸強度的一例，例如有專利文獻1所述的發明，在該發明中，對軸形狀機械部件實施高頻淬火、滲碳淬火，將有效硬化層深度與部件半徑的比設定為0.4～0.8。

此外，在專利文獻2、3、4中也公開有設定有效硬化層深度與部件半徑的比(以下，稱硬化層比)的發明。專利文獻2、3、4所述的發明分別將硬化層比設定為0.4以上、0.45以上、0.5以上。

在上述公報所述的發明中，不特別區分花鍵等的轉矩傳遞用齒部與不具有該種齒的滑面狀的平滑部而進行熱處理。可以將轉矩傳遞用齒部與平滑部認為是同時以相同條件進行熱處理的部分，此時的淬火深度在轉矩傳遞用齒部與平滑部中大致相同(參照圖5E的剖面線部參照)。

為了提高動力傳遞軸的強度，需要從靜態扭轉強度(靜態強度)和扭轉疲勞強度(動態強度)這兩方面進行強度提高。靜態扭轉強度主要由軸徑的大小決定，疲勞強度主要由軸徑和應力集中系數決定。另外，若比較花鍵等轉矩傳遞用齒部與平滑部的各自的靜態扭轉強度，則平滑部的靜態扭轉強度比轉矩傳遞用齒部的靜態扭轉強度低。另一方面，平滑部的扭轉疲勞強度存在比轉矩傳遞用齒部的扭轉疲勞強度高的傾向。

著眼于這樣的轉矩傳遞用齒部和平滑部的性質的差異，專利文獻5和6所述的發明使轉矩傳遞用齒部與平滑部的淬火深度存在差異。即，專利文獻5和專利文獻6的發明使平滑部的有效硬化層深度(或硬化層比)比轉矩傳遞用齒部的有效硬化層深度(或硬化層比)深。

【專利文獻1】：日本專利第3194093號公報

【專利文獻2】：日本特開2007-107029號公報

【專利文獻3】：日本專利第3539981號公報

【專利文獻4】：日本特開2007-107027號公報

【專利文獻5】：日本特開2000-240669號公報

【專利文獻6】：日本特開2006-138007號公報

近年來，隨著地球環境問題被重視，強烈要求例如在機動車中排氣限制的強化和燃料利用率的提高，作為其對策，對于驅動軸或主動軸等動力傳遞軸也強烈要求其進一步的輕量化、強度提高。此外，為了使在驅動軸、主動軸等中使用等速萬向接頭取到盡可能大的動作角，要求動力傳遞構件的小徑化、強度提高。對于這樣的需求，可以預想到通過上述專利文獻中所述的發明無法充分地應對。

發明內容

因此，本發明的目的在于提高動力傳遞軸的強度，特別是平滑部的靜態扭轉強度的提高。

發明的第一方案為一種動力傳遞軸，其具有：在端部側的外周面形成的轉矩傳遞用齒部；以在與該轉矩傳遞用齒部鄰接的外周面階段性地縮徑的方式形成的平滑部，其中，所述平滑部的最小直徑與所述轉矩傳遞用齒部的最小直徑的比設定為0.9以上且1.02以下，對所述轉矩傳遞用齒部及所述平滑部進行熱處理而形成有熱處理硬化層，且該熱處理硬化層形成為從所述轉矩傳遞用齒部側向所述平滑部側變深，在所述平滑部的至少最小直徑部進行了從表面到軸心形成所述熱處理硬化層的全硬化。

本發明的動力傳遞軸以硬化層從轉矩傳遞用齒部側朝向平滑部側變深的方式形成，且在平滑部的至少最小直徑部進行全硬化，因此能夠提高平滑部的靜態扭轉強度。因此，在平滑部、尤其在最小直徑部能夠在維持充分的強度的同時實現進一步的小徑化。

此外，本發明將平滑部的最小直徑與轉矩傳遞用齒部的最小直徑的比設定為0.9以上且1.02以下。這樣設定的原因在于，當平滑部的最小直徑與轉矩傳遞用齒部的最小直徑的比小于0.9時，無法得到足夠的靜態扭轉強度。另一方面，當平滑部的最小直徑與轉矩傳遞用齒部的最小直徑的比超過1.02時，難以實現平滑部的最小直徑的進一步小徑化。