(57)【要約】【課題】駆動軸と被駆動軸の相互間に軸心にずれがある場合でも駆動軸の回転を被駆動軸に等速度で伝達することができる小型、軽量の等速ジョイントを提供することである。【解決手段】外輪１の内部に外輪端面で開口する２つの環状空間３ａ、３ｂを形成し、各環状空間３ａ、３ｂの外壁面と内壁面のそれぞれに軸方向に延びる３本のトラック溝５、６を周方向に１２０°の間隔をおいて形成する。各環状空間３ａ、３ｂ内に組込まれたケージ１０によりトラック溝５、６に沿って転動可能なボール２０を保持する。外輪１およびケージ１０のそれぞれを合成樹脂の成形品としてグリース潤滑を不要とし、等速ジョイントの小型化と軽量化を図る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に並ぶ２つの環状空間を有し、各環状空間の外壁面と内壁面の少なくとも一方に軸方向に延びる３本のトラック溝が周方向に１２０°の間隔をおいて形成された外輪と、外輪の軸方向両端から各環状空間内に組込まれた２つのケージと、各ケージに保持されて前記トラック溝に沿って転動可能なボールとから成り、前記外輪を合成樹脂の成形品とした等速ジョイント。
【請求項２】
前記ケージのそれぞれが合成樹脂の成形品から成る請求項１に記載の等速ジョイント。
【請求項３】
前記合成樹脂が、射出成形可能な合成樹脂から成る請求項１又は２に記載の等速ジョイント。
【請求項４】
前記合成樹脂が、潤滑性樹脂から成る請求項１乃至３のいずれかに記載の等速ジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動軸と被駆動軸の２軸を連結して、駆動軸の動力を被駆動軸に伝達する等速ジョイントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車のドライブシャフトの回転トルクを車軸に伝達する部品として等速ジョイントが従来から知られている。
【０００３】
上記等速ジョイントは、駆動軸と被駆動軸との等速性を維持しながら両軸の角度変位を許容する部材であるため、自動車以外の各種産業機械にも多用されている。
【０００４】
等速ジョイントには、角度変位のみを許容する固定型等速ジョイントと、角度変位と軸方向変位を許容する摺動型等速ジョイントとが存在し、その摺動型等速ジョイントとして、特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００５】
上記特許文献１に記載された等速ジョイントにおいては、外輪の内部軸心上に内部材を設けて環状空間を形成し、その環状空間の外壁面と内壁面の少なくとも一方に軸方向に延びる３本のトラック溝を周方向に１２０°の間隔をおいて設け、上記環状空間内に組込まれたケージには上記トラック溝と対応する位置にポケットを形成し、各ポケット内に組込まれたボールを前記トラック溝に沿って転動自在とし、そのボールを介して外輪とケージの相互間で回転トルクの伝達を行なうようにしている。
【０００６】
ところで、上記等速ジョイントにおいては、駆動軸と被駆動軸とが相対的に傾きのある場合に使用が可能であり、上記両軸が軸心にずれがあってほぼ平行に配置されている場合には、駆動軸と被駆動軸の対向部間に中間軸を設け、その中間軸と駆動軸との間、および中間軸と被駆動軸の間に等速ジョイントを組込む必要が生じ、トルク伝達装置が長くなると共に、２個の等速ジョイントが必要であるため、コストが高くなるという問題が生じる。
【０００７】
かかる問題点を解決するために、外輪にその外輪端面で開口する２つの環状空間を形成し、各環状空間の外壁面と内壁面のそれぞれに軸方向に延びる３本のトラック溝を周方向に１２０°の間隔をおいて形成し、上記外輪の両端から各環状空間内に組込まれた２つのケージのそれぞれで上記トラック溝のそれぞれに沿って転動可能なボールを保持し、各ケージに対する外輪の相対的な傾きによって一方のケージに接続される駆動軸と他方のケージに接続される被駆動軸の相互における軸心のずれを吸収するようにした等速ジョイントが提案されている。
【特許文献１】特公昭５２−３４６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、外輪に形成された２つの環状空間のそれぞれ内部にケージを組込んだ従来の等速ジョイントにおいては、外輪、ケージおよびボールの各種部品が鉄鋼等の金属から成るため、強度が高いものの、重く、グリース潤滑が必要であり、動作音が大きい等の問題を有し、使用箇所への制限があった。例えば、事務機、音響機器、医療機器、家庭用電化製品等への使用には問題があった。
【０００９】
また、食品製造機器への使用においては、グリースの漏洩によって食品が汚染されるため、ブーツ等の取付けによるグリースの漏洩防止対策が必要となり、部品点数が多くなってコストも高く、等速ジョイントが大型化するという問題があった。
【００１０】
この発明の課題は、平行に配置された駆動軸と被駆動軸の相互間に軸心にずれがある場合でも駆動軸の回転を被駆動軸に等速度で伝達することができると共に、グリース潤滑を不要とすることができる軽量で小型の使用の制限を受けることが少ない等速ジョイントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、この発明においては、軸方向に並ぶ２つの環状空間を有し、各環状空間の外壁面と内壁面の少なくとも一方に軸方向に延びる３本のトラック溝が周方向に１２０°の間隔をおいて形成された外輪と、外輪の軸方向両端から各環状空間内に組込まれた２つのケージと、各ケージに保持されて前記トラック溝に沿って転動可能なボールとから成り、前記外輪を合成樹脂の成形品とした構成を採用したのである。
【００１２】
ここで、２つのケージのそれぞれを合成樹脂の成形品とすることによって、等速ジョイントのより軽量化と、静粛化を図ることができる。
【００１３】
この発明に係る等速ジョイントにおいて、合成樹脂として、射出成形可能な合成樹脂を採用することにより、各種部品の成形の容易化を図ることができる。
【００１４】
また、合成樹脂として、潤滑性樹脂を採用することにより、動作音のより小さな等速ジョイントを得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
上記のように構成すれば、各ケージに対する外輪の相対的な傾きによって平行に配置された２つのケージの軸心のずれを吸収することができる。したがって、一方のケージを駆動軸に、他方のケージを被駆動軸に連結することよって、平行に配置された駆動軸と被駆動軸の相互間に軸心にずれがあっても、駆動軸の回転を被駆動軸に等速度でトルク伝達することができると共に、軸方向長さの短いトルク伝達装置を得ることができる。
【００１６】
また、外輪を成形品としたことにより、軽量であって、トルク伝達時の動作音の小さな等速ジョイントを得ることができると共に、グリース潤滑を不要とすることができるのでブーツの取付けを不要とすることができ、簡単な構造の小型の等速ジョイントを得ることができる。
【００１７】
このため、使用に制限を受けることが少なく、これまで使用が困難であった事務機、音響機器、医療機器、家庭用電化製品等の各機器への使用が可能となり、これら機器の設計の自由度を高め、小型化、低コスト化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図示のように、外輪１は円筒状をなし、その内部空間は仕切壁２によって軸方向に２分割されている。仕切壁２の中央には外輪１の内周面間に２つの環状空間３ａ、３ｂを形成するガイド軸４が一体に設けられている。
【００１９】
環状空間３ａ、３ｂの外壁面となる外輪１の内周面と内壁面となるガイド軸４の外周面のそれぞれには軸方向に延びる３本のトラック溝５、６が周方向に１２０°の間隔をおいて設けられている。
【００２０】
実施の形態では、環状空間３ａ、３ｂの外壁面と内壁面のそれぞれに３本のトラック溝５、６を形成したが、上記外壁面と内壁面の一方にトラック溝を設けるようにしてもよい。
【００２１】
環状空間３ａ、３ｂのそれぞれ内部にはケージ１０が組込まれている。ケージ１０はカップ状をなし、その閉塞端に連結軸１１が設けられている。また、ケージ１０には外輪１に形成されたトラック溝５、６のそれぞれに対応してポケット１２が形成され、各ポケット１２内にボール２０が組込まれている。ボール２０は各トラック溝５、６に沿って転動自在とされている。
【００２２】
上記ケージ１０は外輪１の開口端部の内周に取付けた止め輪７によって抜け止めされている。
【００２３】
上記の構成から成る等速ジョイントにおいて、平行に配置された２つのケージ１０の相互において軸心間に図１に示すようなずれδがあると、外輪１が傾いて上記ずれを吸収する。このため、一方のケージ１０の連結軸１１を駆動軸に、他方のケージ１０の連結軸１１を被駆動軸に連結することによって、平行に配置された駆動軸と被駆動軸の相互間に軸心にずれがあっても、駆動軸の回転を被駆動軸に等速度でトルク伝達することができると共に、軸方向長さの短いトルク伝達装置を得ることができる。
【００２４】
上記等速ジョイントにおける外輪１は合成樹脂の成形品から成る。合成樹脂は等速ジョイントの使用条件によって適切なものを選択し、射出成形可能な合成樹脂が望ましい。射出成形可能な樹脂であれば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。
【００２５】
射出成形可能な樹脂には結晶性樹脂、非結晶性樹脂があり、いずれの樹脂を使用してもよいが、非結晶性樹脂は靱性が低く、許容量以上のトルクがかかった場合、急激な破壊が生じるため、結晶性樹脂を用いるのが好ましい。
【００２６】
好ましい合成樹脂として、潤滑特性の高い合成樹脂、例えば、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ナイロン樹脂、ＰＦＡやＦＥＰ、ＥＴＦＥ等の射出成形可能なフッ素樹脂、射出成形可能なポリイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ）、全芳香族ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド樹脂等を挙げることができる。
【００２７】
これらの各樹脂は単独で使用してもよく、２種類以上混合したポリマーアロイであってもよい。あるいは、上記以外の潤滑特性の低い合成樹脂に上記の合成樹脂を配合したポリマーアロイであってもよい。
【００２８】
また、潤滑特性の低い合成樹脂であっても、固体潤滑剤や潤滑油を添加することで潤滑特性を高めることにより使用可能である。
【００２９】
固体潤滑剤として、ポリテトラフルオロエチレン、黒鉛、二硫化モリブデン等を挙げることができる。
【００３０】
また、合成樹脂にガラス繊維、炭素繊維、各種鉱物性繊維（ウィスカー）を配合して強度を高めてもよく、固体潤滑剤等と併用してもよい。
【００３１】
この発明で最も使用に適した材料は、ＰＯＭ、ナイロン樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫである。ナイロン樹脂はナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン４６、分子鎖中に芳香族環を有する半芳香族ナイロン等のいずれでもよい。ＰＯＭ、ナイロン樹脂、ＰＰＳは、耐熱性、潤滑性に優れた比較的安価な材料であるため、コストの安い等速ジョイントを得ることができる。
【００３２】
また、ＰＥＥＫは補強材や潤滑剤を配合しなくても機械的強度や潤滑性に優れるため、高機能な等速ジョイントを得ることができる。
【００３３】
また、外輪１を合成樹脂の成形品とすることによって、軽量であって、トルク伝達時の動作音の小さな等速ジョイントを得ることができると共に、グリース潤滑を不要とすることができる。また、グリース潤滑する必要がないため、ブーツの取付けを不要とすることができ、部品点数の少ない簡単な構造の小型の等速ジョイントを得ることができる。このため、使用の制限を受けることが少なく、食品製造機器等の各種の機器に使用することが可能である。
【００３４】
ボール２０は、軸受鋼、ステンレススチール、セラミックス、合成樹脂等のボールを使用することができる。等速ジョイントを医療機器や食品製造機器に使用する場合は、ボール２０をステンレススチールやセラミックスにすることで環境的懸念が払拭されるので好ましい。ボール２０を合成樹脂にすることで、さらに軽量化、静音化に優れる等速ジョイントを得ることができる。また、衛生的な印象を与えるため、合成樹脂は白色系のものを用いるのが好ましい。ＰＯＭであれば、白色系であると共に、潤滑性も高く、グリースレス化が可能のため最適である。
【００３５】
ケージ１０を外輪１と同様に合成樹脂で形成すれば、より軽量であって、トルク伝達時の動作音のより小さな等速ジョイントを得ることができる。
【００３６】
実施の形態では、外輪１とガイド軸４とを合成樹脂で一体に成形したが、ガイド軸４をセラミックスや鉄鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金等で形成して、外輪１の仕切り壁２に結合するようにしてもよい。
【００３７】
この実施形態において、外輪１の弾性力によってボール２０に予圧を付与することができる。具体的には、外輪１の径方向で対向するトラック溝５、６の内面間の寸法をボール２０の外径寸法より若干小さくすることでボール２０に予圧を付与することができる。その結果、等速ジョイントの等速性を高めることができる。このような仕様は、外輪１が合成樹脂から形成されるために可能である。
【００３８】
図３に示すように、外輪１の隣接するトラック溝５間に外輪１端面から軸方向に延びるスリット８を形成して、隣接するスリット８間に弾性片９を設けると、外輪１とケージ１０の相互間におけるトルク伝達時に過大トルクが負荷された場合、弾性片９が半径方向外方に弾性変形してトルク伝達を遮断することになり、等速ジョイントにトルクリミッタの機能を付加することができ、等速ジョイントの破損防止に効果を上げることができる。
【００３９】
なお、上記した弾性片９は、トルクリミッタ機能の他に弾性片９の弾性力を利用してボール２０に予圧を付与するために形成することもできる。弾性片９によってボール２０に予圧が付与された等速ジョイントは、各構成部品の寸法精度を厳しく管理せずとも予圧を付与することができるため、低価格で周方向にガタのない優れた等速ジョイントを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明に係る等速ジョイントの実施形態を示す縦断正面図
【図２】図１のII−II線に沿った断面図
【図３】この発明に係る等速ジョイントの他の実施形態を示す断面図
【符号の説明】
【００４１】
１      外輪
３ａ、３ｂ  環状空間
５、６  トラック溝
１０    ケージ
２０    ボール
【図１】
2006194415.tif 000003
【図２】
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【図３】
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