(57)【要約】【課題】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使用に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。【解決手段】環状空間４を有する２個の外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 を開口端を向き合わせて対向配置し、各外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 における環状空間４の外壁面および内壁面に軸方向に延びる３本のトラック溝５、６を１２０°の間隔をおいて設ける。２個の外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 の対向部間に配置した継手部材Ｊの両端部に上記環状空間４内に挿入されるケージ部１１を設け、各ケージ部１１にポケット１２を形成し、そのポケット１２内に前記トラック溝５、６に沿って転動可能なボールＢを組込む。外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 および継手部材Ｊを合成樹脂の成形品としてグリース潤滑を不要とすると共に等速ジョイントの軽量化を図る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が開口する環状空間を有し、その環状空間の開口端が向き合うように対向配置された２個の外輪と、各外輪の環状空間内に挿入されるケージ部を両端に有する継手部材とを有し、前記各外輪の環状空間における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°の間隔をおいて形成し、各トラック溝に沿って転動可能なボールを前記継手部材の各ケージ部で保持した等速ジョイントにおいて、前記外輪のそれぞれを合成樹脂の成形品としたことを特徴とする等速ジョイント。
【請求項２】
前記継手部材を合成樹脂の成形品とした請求項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のいずれかに記載の等速ジョイント。
【請求項４】
前記合成樹脂が、潤滑性樹脂である請求項１乃至３のいずれかに記載の等速ジョイント。
【請求項５】
前記ボールに予圧を付与した請求項１乃至４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んだ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て、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、特許文献１で示される２個の外輪をその開口端が向き合うよう対向配置し、継手部材の両端に設けられたケージ部のそれぞれを各外輪の環状空間内に挿入し、各ケージ部でトルク伝達用のボールを保持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５２−３４６９９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、２個の外輪間に継手部材を設けた従来の等速ジョイントにおいては、外輪、継手部材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、一端が開口する環状空間を有し、その環状空間の開口端が向き合うように対向配置された２個の外輪と、各外輪の環状空間内に挿入されるケージ部を両端に有する継手部材とを有し、前記各外輪の環状空間における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°の間隔をおいて形成し、各トラック溝に沿って転動可能なボールを前記継手部材の各ケージ部で保持した等速ジョイントにおいて、前記外輪のそれぞれを合成樹脂の成形品とした構成を採用したのである。
【００１２】
この発明に係る等速ジョイントにおいて、継手部材も合成樹脂の成形品とすることによって、等速ジョイントをより軽量化することができると共に、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。
【００１３】
また、ボールに予圧を付与することによって、周方向にガタのない等速性に優れた等速ジョイントを得ることができる。
【００１４】
ここで、合成樹脂として射出成形可能な樹脂を用いると、外輪および継手部材の成形の容易化を図ることができ、また、潤滑性樹脂を用いると、摺動特性の優れた動作音の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、２個の外輪のそれぞれに形成されたトラック溝に沿って転動可能なボールを継手部材の両端部に設けられたケージ部で保持することにより、各外輪に対する継手部材の相対的な傾きによって２個の外輪の軸心のずれを吸収することができ、一方の外輪を駆動軸に、他方の外輪を被駆動軸に連結することにより、駆動軸と被駆動軸の相互に軸心のずれがあっても、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、２個の外輪のそれぞれを成形品とすることにより、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、この発明に係る等速ジョイントは、２個の外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 と、その外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 間に設けられた継手部材Ｊと、その継手部材Ｊと外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 の相互間で回転トルクを伝達するボールＢとから成る。
【００１９】
外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 は、一端が開口するカップ部１を有し、そのカップ部１の閉塞端に接続軸２が一体に設けられている。また、カップ部１内には中心軸上にガイド軸３が設けられ、そのガイド軸３とカップ部１間に環状空間４が形成され、上記環状空間４の外壁面を形成するカップ部１の内周面と環状空間４の内壁面を形成するガイド軸３の外周面に軸方向に延びる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】
なお、実施の形態では、環状空間５の外壁面と内壁面のそれぞれにトラック溝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】
上記２個の外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 はカップ部１の開口端が向き合うよう対向配置され、そのカップ部１間に前記継手部材Ｊが組込まれている。
【００２２】
継手部材Ｊは、外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 の環状空間４内に挿入されるケージ部１１を両端に有し、そのケージ部１１は外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 の開口部に取付けられた止め輪７によって抜け止めされている。ケージ部１１には各外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 のトラック溝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内に前記ボールＢが組込まれている。ボールＢのそれぞれは、各トラック溝５、６に沿って転動自在とされている。
【００２３】
上記のように、対向配置された２個の外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 のトラック溝５、６に沿って転動可能なボールＢを外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 間に組込まれた継手部材Ｊのケージ部１１で保持することにより、２個の外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 の相互に軸心にずれがあると、継手部材Ｊが傾斜して上記軸心のずれを吸収し、２個の外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 の相互間で等速度でトルク伝達することができる等速ジョイントを得ることができる。
【００２４】
したがって、一方の外輪の接続軸２を駆動軸に、他方の外輪の接続軸２を被駆動軸に接続することにより、駆動軸と被駆動軸の相互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。
【００２５】
外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 および継手部材Ｊ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。
【００２６】
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。
【００２７】
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樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド樹脂等を挙げることができる。
【００２８】
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。
【００２９】
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。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であるため、コストパフォーマンスの優れた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】
上記のように、外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 および継手部材Ｊ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。
【００３４】
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。
【００３５】
ボールＢ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に使用する場合は、ボールＢ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Ｂ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、外輪等を形成する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。
【００３６】
実施の形態では、外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 および継手部材Ｊを合成樹脂の成形品としたが、外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 のみを合成樹脂の成形品としてもよい。
【００３７】
また、外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 においては、カップ部１と接続軸２を合成樹脂で一体に成形したが、接続軸２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、カップ部１に結合するようにしてもよい。
【００３８】
実施の形態で示すように、外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 を合成樹脂の成形品とすることにより、その外輪ＯＲ1 、ＯＲ2 の弾性を利用してボールＢに予圧を付与することができる。具体的には、カップ部１の内周に形成されたトラック溝５とガイド軸３の外周に形成されたトラック溝６間の内径をボールＢの球径より小さくすることでボールＢに予圧を付与することができる。その結果、周方向にガタのない等速性に優れた等速ジョイントを得ることができる。
【００３９】
また、いずれか一方のカップ部１のトラック溝５とトラック溝５の間に、その開口端から軸方向に延びる３本の割溝を形成してカップ部１を周方向に３分割することにより、隣接する割溝間にカップ部１の径方向に弾性変形可能な弾性片を形成することができる。このような構造とすることにより、外輪の弾性率で許容できる回転トルク以上の回転トルクが負荷された場合、各弾性片がカップ部１の径方向外方に弾性変形して、外輪ＯＲと継手部材Ｊの相互間でのトルク伝達を遮断することができる。このため、等速ジョイントにトルクリミッタとして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挙げることができる。
【００４０】
なお、上記した割溝から形成される弾性片は、トルクリミッタ機能の他に弾性片の弾性力を利用してボールＢに予圧を付与するために形成することもできる。この場合、対向配置された２個の外輪の両方に３本の割溝を形成することが望ましい。弾性片によってボールＢ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】
【００４１】
【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
【符号の説明】
【００４２】
ＯＲ1 、ＯＲ2     外輪
Ｊ        継手部材
Ｂ        ボール
４        環状空間
５、６    トラック溝
１１      ケージ部
１２      ポケット
【図１】
2006097758.tif 000003
【図２】
2006097758.tif 000004