(57)【要約】【課題】軸方向の動きを規制し接触音が発生しにくいトリボールジョイントタイプの等速自在継手を提供する。【解決手段】一端が開口する環状空間を形成した外輪と、外輪の環状空間内に端部が組込まれるトルクチューブと、このトルクチューブのポケット内に組込まれてトラック溝に沿って転動可能なボールとを備えた等速自在継手である。外輪の中心軸部に相対向するトルクチューブの内球面底部と、外輪の中心軸部との間に、接触音低減部材を配設した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底壁から中心軸部を突出させることによって一端が開口する環状空間を形成し、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本のトラック溝が周方向に１２０°の間隔をおいて形成された外輪と、その外輪の前記環状空間内に端部が組込まれ、前記トラック溝のそれぞれと対応する位置にポケットが形成されたトルクチューブと、このトルクチューブのポケット内に組込まれて前記トラック溝に沿って転動可能なボールとを備えた等速自在継手であって、
外輪の中心軸部に相対向するトルクチューブの内球面底部と、外輪の中心軸部との間に、接触音低減部材を配設したことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
環状空間の開口側を相対向させた状態で配置される一対の外輪と、この相対向する一対の外輪の各環状空間内に各ポケット形成部が組込まれトルクチューブとを備え、前記各外輪の環状空間は底壁から中心軸部を突出させることによって形成され、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、各環状空間内に組込まれるトルクチューブの各ポケット形成部には、前記トラック溝に沿って転動可能なボールが組み込まれるポケットが形成され、各外輪間には、この外輪間及び両環状空間を密封する密封装置としてのブーツが配設されている等速自在継手であって、
相対向する一対の外輪の中心軸部間に接触音低減部材を配設したことを特徴とする等速自在継手。
【請求項３】
接触音低減部材は、樹脂材、ゴム材、又はセラミックスからなるブロック片で構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
接触音低減部材にスプリングを用いることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速自在継手に関し、特にトリボールジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
等速自在継手として、特許文献１等に示されるように「トリボールジョイント」と称されるものがある。トリボールジョイントは、図７〜図１０に示すように、中心軸部１と一体となった外輪２と、３個のボール穴（ポケット）３が形成されたトルクチューブ４が、３個のボール５を介して伝達力を伝えるようになっている。
【０００３】
すなわち、図７と図８に示すように、外輪２は、外周壁２ａと、底壁２ｂと、底壁２ｂから突設される前記中心軸部１とを備え、これらによって、一端が開口する環状空間６が形成される。環状空間６の外壁面９ａと内壁面９ｂに軸方向に延びる３本のトラック溝７，８が周方向に１２０°の間隔をおいて形成される。トルクチューブ４は、その先端部にテーパ部１０が形成されるとともに、ポケット３よりも後方側（反外輪側）にテーパ部１１が形成されている。このため、テーパ部１０とテーパ部１１との間には、図７に示すような円環部１２が形成され、円環部１２が外輪２の前記環状空間６内に組込まれ、前記トラック溝７，８のそれぞれに対応する位置に前記ポケット３が形成される。
【０００４】
また、外輪２の開口側の外周壁内径面に、ボール抜け止め用にストップリング１３が配設され、外輪２の開口部はブーツ１４にて密封されている。すなわち、ブーツ１４は、大径部１４ａと、小径部１４ｂと、大径部１４ａと小径部１４ｂとを連結する蛇腹部１４ｃとからなる。そして、大径部１４ａを外輪２の開口端部に外嵌してブーツバンド１５で締め付け、小径部１４ｂをトルクチューブ４の所定位置に外嵌してブーツバンド１５で締め付ける。なお、この等速自在継手は、外輪２にフランジ部２ｃが形成されたいわゆるフランジ形のトリボールジョイントである。
【０００５】
ところで、トリボールジョイントは固定式を製造することはできない。このため、どのような用途においても摺動式を用いていた。すなわち、外輪２に対してトルクチューブ４が伸縮できるものであり、伸びる方向では、図１０に示すように、ボール５が外輪２に配設されたストップリング１３が接触することによって規制される。また、縮む方向では、図９に示すように、中心軸部１の先端面部１ａに、トルクチューブ４の内球面底部４ａに当接することによって規制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特公昭５２−３４６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
トリボールジョイントの構造上、中間軸(中心軸部)がフローティングし、中心軸部１の先端面部１ａとトルクチューブ４の内球面底部４ａとの間の接触音が発生しやすい。このため、医療機器、事務機器、家庭用電化製品、音響機器等のような静粛性を必要とする使用箇所では使用は困難であった。
【０００８】
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、軸方向の動きを規制し接触音が発生しにくいトリボールジョイントタイプの等速自在継手を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の等速自在継手は、底壁から中心軸部を突出させることによって一端が開口する環状空間を形成し、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本のトラック溝が周方向に１２０°の間隔をおいて形成された外輪と、その外輪の前記環状空間内に端部が組込まれ、前記トラック溝のそれぞれと対応する位置にポケットが形成されたトルクチューブと、このトルクチューブのポケット内に組込まれて前記トラック溝に沿って転動可能なボールとを備えた等速自在継手であって、外輪の中心軸部に相対向するトルクチューブの内球面底部と、外輪の中心軸部との間に、接触音低減部材を配設したものである。
【００１０】
本発明の第１の等速自在継手によれば、外輪の中心軸部に相対向するトルクチューブの内球面底部と、外輪の中心軸部との間に、接触音低減部材を配設しているので、接触音が発生しにくくなり、しかも、この接触音低減部材にて、縮む方向の軸方向の規制が可能となる。
【００１１】
本発明の第２の等速自在継手は、環状空間の開口側を相対向させた状態で配置される一対の外輪と、この相対向する一対の外輪の各環状空間内に各ポケット形成部が組込まれトルクチューブとを備え、前記各外輪の環状空間は底壁から中心軸部を突出させることによって形成され、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、各環状空間内に組込まれるトルクチューブの各ポケット形成部には、前記トラック溝に沿って転動可能なボールが組み込まれるポケットが形成され、各外輪間には、この外輪間及び両環状空間を密封する密封装置としてのブーツが配設されている等速自在継手であって、相対向する一対の外輪の中心軸部間に接触音低減部材を配設したものである。
【００１２】
本発明の第２の等速自在継手によれば、相対向する一対の外輪の中心軸部間に接触音低減部材を配設しているので、接触音が発生しにくくなり、しかも、この接触音低減部材にて、縮む方向の軸方向の規制が可能となる。
【００１３】
接触音低減部材は、樹脂材、ゴム材、又はセラミックスからなるブロック片で構成されるものであっても、接触音低減部材にスプリングを用いるものであってもよい。ここで、樹脂材しては、ポリアミド合成樹脂(ナイロン)やフッ素樹脂（テフロン（登録商標））等を用いることができ、ゴム材としては、ＣＲゴムやシリコンゴム等のゴム材を用いることができる。セラミックスは陶石、長石、粘土など、天然の鉱物を用いて混合し、成形、焼成するといった方法でつくられ、セラミックス製品は、硬くて耐熱性、耐食性、電気絶縁性などに優れている。
【００１４】
スプリングを用いる場合、スプリング単独で用いても、スプリングと、このスプリングを受ける受け部材（例えば、球面座）とを用いるようにしてもよい。また、スプリングとして、コイルスプリングや板ばね等を用いることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の等速自在継手は、接触音が発生しにくいものとなって、従来のトリボールジョイントタイプでは適用が困難な静粛性を必要とする使用箇所に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の等速自在継手の縦断面図である。
【図２】図１に示す等速自在継手の伸びた状態の縦断面図である。
【図３】図１の等速自在継手の横断面図である。
【図４】本発明の第２の等速自在継手の縦断面図である。
【図５】本発明の第３の等速自在継手の縦断面図である。
【図６】本発明の第４の等速自在継手の縦断面図である。
【図７】従来のトリボールジョイントタイプの等速自在継手の縦断面図である。
【図８】図７の等速自在継手の横断面図である。
【図９】図７に示す等速自在継手の縮んだ状態の縦断面図である。
【図１０】図７に示す等速自在継手の伸びた状態の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１から図３は本発明に係る第１の等速自在継手を示し、この等速自在継手は、トリボールジョイントタイプの等速自在継手であって、中心軸部２１と一体となった外輪２２と、３個のボール穴（ポケット）２３が形成されたトルクチューブ２４が、３個のボール２５を介して伝達力を伝えるようになっている。
【００１８】
すなわち、外輪２２には、外周壁２２ａと底壁２２ｂと前記中心軸部２１とで、一端が開口する環状空間２６が形成され、この環状空間２６の外壁面１９（外周壁２２ａの内径面）と内壁面２０（中心軸部２１の外径面）とに軸方向に延びる３本のトラック溝２７，２８が周方向に１２０°の間隔をおいて形成される。トルクチューブ２４は、その先端部にテーパ部３０が形成されるとともに、ポケット２３よりも後方側（反外輪側）にテーパ部３１が形成されている。このため、テーパ部３０とテーパ部３１との間には、図１及び図２に示すような円環部３２が形成され、円環部３２が外輪２２の前記環状空間２６内に組込まれ、前記トラック溝２７，２８のそれぞれに対応する位置に前記ポケット２３が形成される。そして、各ポケット２３に嵌合されたボール２５がトラック溝２７，２８を転動する。
【００１９】
また、外輪２２の開口側の外壁面内径面に、ボール抜け止め用にストップリング３３が配設され、外輪２２の開口部はブーツ３４にて密封されている。すなわち、ブーツ３４は、大径部３４ａと、小径部３４ｂと、大径部３４ａと小径部３４ｂとを連結する蛇腹部３４ｃとからなる。そして、大径部３４ａを外輪２２の開口端部に外嵌してブーツバンド３５で締め付け、小径部３４ｂをトルクチューブ２４の所定位置に外嵌してブーツバンド３５で締め付ける。
【００２０】
この等速自在継手では、外輪２２の中心軸部２１に相対向するトルクチューブ２４の内球面底部２４ａと、外輪２２の中心軸部２１との間に、接触音低減部材Ｓを配設している。接触音低減部材Ｓは、樹脂材、ゴム材、又はセラミックスからなるブロック片３６で構成される。樹脂材として、ポリアミド合成樹脂(ナイロン)やフッ素樹脂（テフロン（登録商標））等を用いることができ、ゴム材としては、ＣＲゴムやシリコンゴム等のゴム材を用いることができる。セラミックスは陶石、長石、粘土など、天然の鉱物を用いて混合し、成形、焼成するといった方法でつくられ、セラミックス製品は、硬くて耐熱性、耐食性、電気絶縁性などに優れている。
【００２１】
このため、内球面底部２４ａに孔部３７を形成し、この孔部３７に前記ブロック片３６を嵌入させている。また、ブロック片３６の一部は、内球面底部２４ａから突出して、その突出端面は凹球面３６ａとされている。また、中心軸部２１の先端面は凸球面２１ａとされる。そして、図１に示すように、外輪２２に対してトルクチューブ２４が環状空間２６に押し込まれた際に、中心軸部２１の凸球面２１ａにブロック片３６の凹球面３６ａが嵌合することになって、これ以上のトルクチューブ２４の環状空間２６内への押し込みが規制される。
【００２２】
また、外輪２２に対してトルクチューブ２４が環状空間２６から抜け出す方向へスライドした際(伸び状態)には、図２に示すように、ボール２５が外輪２２の開口部側に配設されたストップリング３３に当接して、この抜け出す方向のスライドを規制することができる。
【００２３】
ところで、中心軸部２１の凸球面２１ａ及びブロック片３６の凹球面３６ａの曲面中心は、図１に示す状態における継手旋回中心とされる。なお、この等速自在継手は、外輪２２にフランジ部２２ｃが形成されたいわゆるフランジ形のトリボールジョイントである。
【００２４】
このように構成されたトリボールジョイントタイプの等速自在継手では、外輪２２の中心軸部２１に相対向するトルクチューブ２４の内球面底部２４ａと、外輪２２の中心軸部２１部との間に、接触音低減部材Ｓを配設しているので、接触音が発生しにくくなり、しかも、この接触音低減部材Ｓにて、縮む方向の軸方向の規制が可能となる。すなわち、この等速自在継手では、接触音が発生しにくいものとなって、従来のトリボールジョイントタイプでは適用が困難な静粛性を必要とする使用箇所に適用することができる。
【００２５】
次に、図４に示す等速自在継手では、接触音低減部材Ｓにコイルスプリング等のスプリング３８を用いている。すなわち、この接触音低減部材Ｓは、このスプリング３８と、これを受ける受け部材３９とからなる。この場合、内球面底部２４ａの孔部３７にスプリング３８を嵌入し、孔部３７から突出したスプリング３８の突出端部を受け部材３９にて受ける。受け部材３９は、外面及び内面が中心軸部２１側に凹となる凹球面４０ａ、４０ｂとされる円板形状の本体部４０と、この本体部４０の外周縁部からスプリング側へ突設される周壁部４１とからなる。このため、受け部材３９にてスプリング３８の突出端部を受けることができる。この場合、受け部材３９とスプリング３８とが一体（固着された状態）になっているのが好ましい。
【００２６】
外輪２２に対してトルクチューブ２４が環状空間２６に押し込まれた際に、中心軸部２１の凸球面２１ａに受け部材３９の凹球面４０ａが嵌合することになって、これ以上のトルクチューブ２４の環状空間２６内への押し込みが規制される。また、外輪２２に対してトルクチューブ２４が環状空間２６から抜け出す方向へスライドした際には、ボール２５が外輪２２の開口部側に配設されたストップリング３３に当接して、この抜け出す方向のスライドを規制することができる。
【００２７】
この図４に示す等速自在継手の他の構成は、前記図１に示す等速自在継手と同様である。このため、同一部材については、図１に示す符号を図４に付してそれらの説明を省略する。また、受け部材３９の凹球面４０ａの曲面中心は、図１における継手旋回中心とされる。
【００２８】
従って、この図４に示す等速自在継手も、外輪２２の中心軸部２１に相対向するトルクチューブ２４の内球面底部２４ａと、外輪２２の中心軸部２１部との間に、接触音低減部材Ｓを配設しているので、図１に示す等速自在継手と同様の作用効果を奏する。
【００２９】
図１と図４に示すトリボールジョイントタイプの等速自在継手は、いわゆる単式を示したが、図５に示す等速自在継手は、いわゆる複式を示している。図５に示す等速自在継手は、一対の外輪２２Ａ，２２Ｂと、この一対の外輪２２Ａ，２２Ｂ間に配設される一つのトルクチューブ４４とを備えたものである。
【００３０】
この場合、外輪２２Ａ，２２Ｂは、図１に示す等速自在継手の外輪２２と同一構造であるので、図１に示す符号を図４に付してそれらの説明を省略する。また、トルクチューブ４４は、円筒体からなり、両端部が各外輪２２Ａ，２２Ｂの環状空間２６、２６内に遊嵌状に嵌入され、その各端部は、ポケット形成部４４ａ、４４ｂとなって、周方向に沿って所定ピッチ（１２０°ピッチ）で３個のポケット４５がトラック溝２７，２８のそれぞれと対応する位置に形成される。
【００３１】
また、各外輪２２Ａ，２２Ｂの開口端部に密封装置としてのブーツ４６が装着される。この場合のブーツ４６は、同一径の端部筒部４６ａ，４６ｂと、この端部筒部４６ａ，４６ｂを連結する伸縮変形可能な連結部４６ｃとからなる。そして、各端部筒部４６ａ，４６ｂは、それぞれの外輪２２の開口部に外嵌され、ブーツバンド３５，３５で締め付けている。
【００３２】
この場合、一対の外輪２２Ａ，２２Ｂの中心軸部２１，２１間に接触音低減部材Ｓが介在されている。この接触音低減部材Ｓは、図１に示す接触音低減部材Ｓと同様、樹脂材、ゴム材、又はセラミックスからなる円盤形状のブロック片４８で構成される。すなわち、このブロック片４８はトルクチューブ４４に内嵌され、その一方の端面４８ａが一方の外輪２２Ａの中心軸部２１の端面２１ａに当接し、その他方の端面４８ｂが他方の外輪２２Ｂの中心軸部２１の端面２１ａに当接している。
【００３３】
このため、これ以上の外輪２２Ａ，２２Ｂの接近が規制される。また、外輪２２Ａ，２２Ｂが離間する方向に移動した場合、ボール２５が外輪２２Ａ，２２Ｂの開口部側に配設されたストップリング３３に当接して、この移動を規制することができる。
【００３４】
この図５に示す複式の等速自在継手であっても、接触音低減部材Ｓを配設しているので、接触音が発生しにくくなる。
【００３５】
また、図６では、接触音低減部材Ｓは、樹脂材、ゴム材、又はセラミックスからなる円盤形状の肉薄のブロック片５０と一対のスプリング５１、５１とを用いている。この場合、ブロック片５０の両端面５０ａ、５０ｂに凹部５２，５２を設け、この凹部５２，５２にコイルスプリングからなるスプリング５１を嵌合させている。また、スプリング５１、５１と、中心軸部２１、２１の端面２１ａとの間に受け部材５３，５３が設けられている。受け部材５３は凹部５２から突出したスプリング５１の突出端部を受けるものであって、前記受け部材３９と同様、外面及び内面が中心軸部２１側に凹となる凹球面５４ａ、５４ｂとされる円板形状の本体部５４と、この本体部５４の外周縁部からスプリング側へ突設される周壁部５５とからなる。このため、受け部材５３にてスプリング５１の突出端部を受けることができる。
【００３６】
このため、この図６に示す複式の等速自在継手であっても、接触音低減部材Ｓを配設しているので、接触音が発生しにくくなり、しかも、この接触音低減部材Ｓにて、縮む方向の軸方向の規制が可能となり、図５の複式の等速自在継手と同様の作用効果を奏する。
【００３７】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、図１及び図４に示す単式の等速自在継手（トリボールジョイント）や図５及び図６に示す複式の等速自在継手（トリボールジョイント）では、外輪２２がフランジ部を有するいわゆるフランジ形であったが、等速自在継手として、半成フランジ付きであっても、フランジを有さないいわゆるボス形であってもよい。
【００３８】
接触音低減部材Ｓがスプリング３８，５１を有するものでは、スプリング３８，５１としてコイルスプリングに限るものではなく、他の板ばね等のバネ部材を用いることができる。また、スプリングを用いる場合、受け部材を用いることなく、スプリングのみであってもよい。スプリング３８，５１として、冷間圧延工鋼やステンレス鋼等からなる金属製のものが好ましいが、エンジニアプラスチック等からなる樹脂製のものであってもよい。また、図１に示す接触音低減部材Ｓを構成するブロック片３６、図５に示す接触音低減部材Ｓを構成するブロック片４８、及び図６に示す接触音低減部材Ｓを構成するブロック片５０等においては、ファインセラミックスにて構成してもよい。ここで、ファインセラミックスは、高純度に精製した天然原料や、化学的プロセスにより合成した人工原料、天然には存在しない化合物などを使い、これらの原料を配合することによって、目的とする性質を持つ物質を得ることができる。また、配合された原料は、成形、切削、焼成、研削など、精密に制御された複雑な工程を経て、高度な寸法精度、かつ高機能を備えた高付加価値製品となる。
【００３９】
前記各実施形態では、環状空間２０の外壁面１９と内壁面２０とにそれぞれトラック溝２７，２８を形成していたが、外壁面１９と内壁面２０のいずれか一方のみにトラック溝２７（２８）を設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
２１   中心軸部
２２、２２Ａ，２２Ｂ 外輪
２２ｂ 底壁
２３   ポケット
２４   トルクチューブ
２４ａ 内球面底部
２５   ボール
２６   環状空間
２７，２８    トラック溝
３６   ブロック片
３８、５１    スプリング
４４   トルクチューブ
４４ａ、４４ｂ       ポケット形成部
４５   ポケット
４８、５０    ブロック片
Ｓ     接触音低減部材
【図１】
2018091364.tif 000003
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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