(57)【要約】【課題】  外輪とステムを接合する前の状態で、内輪の軸方向の移動を規制する。【解決手段】  固定式等速自在継手は、マウス側と反マウス側の両端にて開口した筒状で、マウス側に軸方向に延びるボール溝14を円周方向等間隔に形成した内球面12を有する外輪10と、軸方向に延びるボール溝24を円周方向等間隔に形成した外球面22を有する内輪20と、対をなす外輪10のボール溝14と内輪20のボール溝24との間に組み込んだ複数のトルク伝達ボール28と、外輪10の内球面12と内輪20の外球面22との間に介在しトルク伝達ボール28を保持するポケット32を有するケージ30と、外輪10の反マウス側開口と嵌合する円筒部42と前記円筒部42の端面に形成した球面座44を有するステム40とを具備し、前記ケージ30の内周面が、外輪10のマウス側に位置する球面部36と外輪10の反マウス側に位置する円筒部38とからなり、内輪20の軸方向移動を規制するため前記円筒部38の内径を部分的に内輪20の外径より小さくしてある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マウス側と反マウス側の両端にて開口した筒状で、マウス側に軸方向に延びるボール溝を円周方向等間隔に形成した内球面を有する外輪と、
軸方向に延びるボール溝を円周方向等間隔に形成した外球面を有する内輪と、
対をなす外輪のボール溝と内輪のボール溝との間に組み込んだ複数のトルク伝達ボールと、
外輪の内球面と内輪の外球面との間に介在しトルク伝達ボールを保持するポケットを有するケージと、
外輪の反マウス側開口と嵌合する円筒部を有するステムと
を具備し、前記ケージの内周面が、外輪のマウス側に位置する内球面と外輪の反マウス側に位置する円筒面とからなり、かつ、前記円筒面の内径を部分的に前記内輪の外径より小さくしたことを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項２】
前記ケージの前記円筒面に突起を形成したことを特徴とする請求項１の固定式等速自在継手。
【請求項３】
前記ケージの縦断面において、前記突起の輪郭が前記部分球面状内球面の延長線に相当する円弧部分を含んでいることを特徴とする請求項２の固定式等速自在継手。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかの固定式等速自在継手を製造する方法であって、
外輪のマウス側からケージを挿入して外輪の内部でケージを正規位置に配置する工程と、
外輪のボール溝と合致したケージのポケットにトルク伝達ボールを挿入する工程と、
外輪の反マウス側開口から内輪を挿入し、ケージの前記円筒面を通過させて内輪を前記ケージ内の正規位置に配置する工程と
を含むことを特徴とする固定式等速自在継手の製造方法。
【請求項５】
ケージの前記円筒面を通過させる際に内輪がケージの前記突起を弾性変形させることを特徴とする請求項４の固定式等速自在継手の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は固定式等速自在継手およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００４−１１６６６号公報には、等速自在継手の機能向上のために、外輪を、ボール溝を有するマウス部分とトルク伝達部材としてのステム部分とに分離し、外輪にケージとボールを組み入れた後から内輪を組み込むようにした構造が記載されている。そして、外輪にケージとボールを組み込んだ後でステム側（反マウス側）の開口部から内輪を組み込むことができるようにするため、ケージのステム側の内径部を円筒状とし、内輪がこの円筒部を通ってケージ内の継手中心位置まで軸方向に進入できるようにしてある。
【特許文献１】特開２００４−１１６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特開２００４−１１６６６号公報に記載された等速自在継手は、外輪にケージ・ボール・内輪を組み込んだサブアセンブリ状態でステム軸と結合する工程へ搬送される。この搬送移動の間に傾けられたり振動を受けたりすると内輪が継手中心位置から外れ、脱落するおそれがある。
【０００４】
一方、ケージと内輪の接触関係についてみれば、ケージの円筒面と内輪の外球面が接触することになるため、従来構造におけるケージの内球面と内輪の外球面の球対球の接触と比べて接触面圧が高くなり、強度・耐久性に悪影響を与える。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の固定式等速自在継手は、マウス側と反マウス側の両端にて開口した筒状で、マウス側に軸方向に延びるボール溝を円周方向等間隔に形成した内球面を有する外輪と、軸方向に延びるボール溝を円周方向等間隔に形成した外球面を有する内輪と、対をなす外輪のボール溝と内輪のボール溝との間に組み込んだ複数のトルク伝達ボールと、外輪の内球面と内輪の外球面との間に介在しトルク伝達ボールを保持するポケットを有するケージと、外輪の反マウス側開口と嵌合する円筒部を有するステムとを具備し、前記ケージの内周面が、外輪のマウス側に位置する内球面と外輪の反マウス側に位置する円筒面とからなり、かつ、前記円筒面の内径を部分的に前記内輪の外径より小さくしたことを特徴とするものである。これにより、外輪とステムを接合する前の状態でも、内輪の軸方向の移動を規制することができる。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１の固定式等速自在継手において、前記ケージの前記円筒面に突起を形成したことを特徴とするものである。ケージ内に内輪を組み込む際には、内輪を押し込み、突起を弾性変形させて乗り越えさせる。言い換えれば、ケージに内輪を組み込む際、突起が弾性変形することにより内輪の通過を許容する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２の固定式等速自在継手において、前記ケージの縦断面において、前記突起の輪郭が前記部分球面状内球面の延長線に相当する円弧部分を含んでいることを特徴とするものである。このような構成とすることにより、内輪とケージとの接触が球対球の接触状態となるため、面圧が減少し、耐久性の面で有利となる。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１ないし３のいずれかの固定式等速自在継手を製造する方法であって、外輪のマウス側からケージを挿入して外輪の内部でケージを正規位置に配置する工程と、外輪のボール溝と合致したケージのポケットにトルク伝達ボールを挿入する工程と、外輪の反マウス側開口から内輪を挿入し、ケージの前記円筒面を通過させて内輪を正規位置に配置する工程とを含むことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項４の固定式等速自在継手の製造方法において、ケージの前記円筒面を通過させる際に内輪がケージの前記突起を弾性変形させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ケージの内周面のうちステム側に位置する円筒面の内径を部分的に内輪の外径より小さくしたことによって、外輪とステムを接合する前でも、内輪の軸方向移動が規制され、内輪の位置が定まる。したがって、搬送時等に脱落する心配がなくなり、取り扱いが容易になる。しかも、内径を部分的に小さくした分だけケージの肉厚が増し、強度、耐久性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面に従って本発明の実施の形態を説明する。ここで、図１はＵＪ（アンダーカットフリー）タイプの固定式等速自在継手の縦断面、図２は横断面を示す。
【００１２】
図１および図２に示すように、この実施の形態の固定式等速自在継手は、外輪１０、内輪２０、トルク伝達ボール２８（以下、単にボールと称す）、ケージ３０を主要な構成要素として成り立っている。
【００１３】
外輪１０は、図３に示すように、両端にて開口した筒状である。ここでは、図３の右側の開口をマウス、左側の開口を反マウス側開口と呼ぶこととする。外輪１０のマウス側の内周面１２は部分球面状で、軸方向に延びる複数ここでは図２に示すように６本のボール溝１４が円周方向に等間隔に形成してある。外輪１０の反マウス側開口は、内輪２０の外径よりも大きな内径の円筒面１６である。
【００１４】
内輪２０は、図４に示すように球状で、その外球面２２に、軸方向に延びる複数ここでは図２に示すように６本のボール溝２４が円周方向に等間隔に形成してある。内輪２０はセレーション孔２６によって図示しない回転軸とトルク伝達可能に結合する。
【００１５】
外輪１０のボール溝１４の曲率中心Ｏ1と内輪２０のボール溝２４の曲率中心Ｏ2は、図１に示すように、継手中心Ｏに対して軸方向に等距離ｆだけオフセットさせてある。したがて、対をなす内・外輪１０，２０のボール溝１４，２４は外輪１０のマウス側に向かって拡開したくさび形状を呈している。また、この実施の形態の固定式等速自在継手ではボール溝１４，２４にアンダーカットがない（アンダーカットフリー）。すなわち、外輪１０のボール溝１４は、曲率中心Ｏ1を境にしてマウス奥側に位置する円弧底１４ａとマウス側に位置する軸線と平行なストレート底１４ｂとで構成される。また、内輪２０のボール溝２４は、曲率中心Ｏ2を境にしてマウス側に位置する円弧底２４ａとマウス奥側に位置する軸線と平行なストレート底２４ｂとで構成される。
【００１６】
ケージ３０は外輪１０の内球面１２と内輪２０の外球面２２との間に介在している。図５に示すように、ケージ３０の外球面３４は外輪１０の内球面１２と接する。ケージ３０の内周面は、軸方向中心（図１では継手中心Ｏと一致）にて互いに滑らかに連続した内球面３６と円筒面３８との組合せで構成されている。つまり、軸方向中心から外輪１０のマウス側は内輪２０の外球面２２と接する内球面３６となっており、軸方向中心から反マウス側は円筒面３８となっている。従来の技術を示す図６の場合、円筒面３８の内径は軸方向の全長にわたって継手内輪２０の外径とほぼ等しい。
【００１７】
図７は、円筒面３８に突起３９を設けた場合を示している。突起３９が存在することによって、軸方向でみて突起のところだけ円筒面３８の内径が部分的に内輪２０の外径より小さくなっている。そのため、内輪２２の軸方向移動が規制される。なお、マウス側に関しては内輪２０はケージ３０の内球面３６と球面接触するため、ここに言う軸方向移動とは結局ステム側への軸方向移動を意味する。
【００１８】
図８に示す変形例では、突起３９の輪郭が、内球面３６の輪郭の延長線に相当する円弧を含んでいる。この場合、突起３９と内輪２０とは球対球の接触状態となるため、図７の場合に比べて面圧が低減し、耐久性が向上する。
【００１９】
外輪１０のボール溝１４と内輪２０のボール溝２４は対をなし、各対のボール溝１４，２４間にトルク伝達ボール２８が組み込んである。ケージ３０は円周方向に配列された複数ここでは６個のポケット３２を有し、各ポケット３２にトルク伝達ボール２８を収容する。そして、ケージ３０は、すべてのボール２８を外輪１０と内輪２０のなす角度すなわち継手の作動角の二等分面上に位置させるように作用し、これにより、継手の等速性が維持される。
【００２０】
ステム４０は外輪１０の反マウス側端部に接合される。ステム４０の一方の端部に円筒部４２が形成してあり、その端面にステム４０の端面には球面座４４が形成してある。球面座４４の曲率半径は内輪２０の外球面２２の曲率半径とほぼ等しい。円筒部４２の外周面にはセレーション状突起４６が形成してある。球面座４４およびセレーション状突起４６が形成された領域は熱処理によって表面硬化層が設けられる。
【００２１】
次に、この実施の形態の固定式等速自在継手の製造方法、つまり、外輪１０、内輪２０、ボール２８、ケージ３０、ステム４０からなる構成要素の組立手順を説明する。
【００２２】
まず、図９に示すように、外輪１０のマウス側からケージ３０を挿入して外輪１０の内部でケージ３０を正規位置に配置する。この外輪１０へのケージ３０の挿入に際しては、ケージ３０のポケット３２での外径Ｄ5（図５（ｂ）参照）が外輪１０の内球面１２の内径Ｄ6（図３参照）よりも小さい場合、図９（ａ）に示すように、外輪１０に対してケージ３０を同軸上でトラック形成角αの１／２だけ回転させて位相をずらした状態でケージ３０を外輪１０に挿入する。その際、ケージ３０のポケット３２間の柱が外輪１０のボール溝１４部分を通過する。その後、再びケージ３０をトラック形成角αの１／２だけ回転させることにより外輪１０のボール溝１４とケージ３０のポケット３２の位相を合わせる。ケージ３０のポケット３２での外径Ｄ5が外輪１０の内球面１２の内径Ｄ6よりも大きい場合、図９（ｂ）に示すように、外輪１０に対してケージ３０を相互の軸線を９０°回転させた状態でマウス奥側まで入れ込んだ後、９０°回転させて同軸状態とするとともに外輪１０のボール溝１４とケージ３０のポケット３２の位相を合わせる。
【００２３】
外輪１０にケージ３０を組み込んだ後、図１０に示すように、ケージ３０のすべてのポケット３２にボール２８を挿入する。続いて、図１１に示すように、外輪１０の反マウス側開口１６から内輪２０を、ボール溝２４の位相を外輪１０のボール溝１４の位相と一致させた状態で挿入し、ケージ３０の円筒面３８を通過させて内球面３６に内輪２０の外球面２２を当接させる。内輪２０にケージ３０の円筒面３８を通過させる際、円筒面３８に設けた突起３９が弾性変形して内輪２０の通過を許容する。したがって、突起３９の突出高さ等は、一方では内輪２０を押し込んだとき弾性変形してその通過を許容し、他方では内輪２０が一旦突起３９を通過してケージ３０内の所定位置に入り込んだ後はその軸方向移動を規制する、といった相反する条件を満足するように設定する必要がある。
【００２４】
最後に、図１２に示すように、ステム４０の円筒部４２を継手外輪１０の反マウス側開口の円筒面１６に挿入し、球面座４４を内輪２０の外球面２２に当接させる（図１）。それと同時に、ステム４０のセレーション状突起４６を外輪１０の円筒面１６に食い込ませて塑性結合させる。この塑性結合部でトルク伝達が可能となる。
【００２５】
この実施の形態の固定式等速自在継手では、外輪１０の反マウス側開口に位置するステム４０の球面座４４で内輪２０の外球面２２を軸方向に支持させるとともに、内輪２０の外球面２２をケージ３０の円筒面３８で径方向に支持させた構造であるため、十分なトルク負荷容量を確保することができ、振動や異音の発生を防止し、等速性を維持することができる。
【産業上の利用分可能】
【００２６】
本発明の固定式等速自在継手は、例えば自動車や各種産業機械の動力伝達系において使用することができる。
【００２７】
なお、本発明は以上説明し、かつ、図示した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に悖ることなく種々の改変態様が可能である。たとえば、図示した実施の形態は６個のトルク伝達ボールを用いたものを例示したが、８個のトルク伝達ボールを用いることも可能である。その場合、１個当たりのトルク負荷容量を小さくすることができるので、ボール径を小さくして継手全体を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態を示す固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図２】図１の固定式等速自在継手の横断面図である。
【図３】図１の固定式等速自在継手における外輪の縦断面図である。
【図４】図１の固定式等速自在継手における内輪の縦断面図である。
【図５】（ａ）は図１の固定式等速自在継手におけるケージの正面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図６】（ａ）は従来の技術におけるケージと内輪の接触部分の拡大断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図７】（ａ）は本発明の実施の形態を示すケージと内輪の接触部分の拡大断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図８】（ａ）は変形例を示すケージと内輪の接触部分の拡大断面図、（ｂ）は（ａ）の要部拡大図である。
【図９】（ａ）（ｂ）は外輪にケージを組み込む二通りの要領を示す正面図である。
【図１０】外輪とケージのサブアセンブリにボールを組み込む要領を示す縦断面図である。
【図１１】外輪とケージとボールのサブアセンブリに内輪を組み込む要領を示す縦断面図である。
【図１２】外輪とケージとボールと内輪のサブアセンブリにステムを組み付ける要領を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０  外輪
１２  内球面
１４  ボール溝
１６  円筒面
２０  内輪
２２  外球面
２４  ボール溝
２６  スプライン孔
２８  トルク伝達ボール
３０  ケージ
３２  ポケット
３４  外球面
３６  内球面
３８  円筒面
３９  突起
４０  ステム
４２  円筒面
４４  球面座
４６  セレーション状突起
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006153242.tif 000009
【図８】
2006153242.tif 000010
【図９】
2006153242.tif 000011
【図１０】
2006153242.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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