(57)【要約】【課題】等速自在継手の外側継手部材としての必要強度を確保でき、しかも軽量化を図ることが可能な等速自在継手の外側継手部材および等速自在継手を提供する。【解決手段】等速自在継手の外側継手部材は、マウス部５１ａ（８３ａ）と、このマウス部５１ａ（８３ａ）の底壁５４（９０）から突設されるステム部５１ｂ（８３ｂ）とを有する。マウス部５１ａ（８３ａ）の底壁５４（９０）の外端面５４ａ（９０ａ）に、重量軽減部６５と強度維持部６６とを設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マウス部と、このマウス部の底壁から突設されるステム部とを有する等速自在継手の外側継手部材であって、
マウス部の底壁の外端面に、重量軽減部と強度維持部とを設けたことを特徴とする摺動式等速自在継手の外側継手部材。
【請求項２】
等速自在継手がトリポード型等速自在継手であることを特徴とする請求項１に記載の摺動式等速自在継手の外側継手部材。
【請求項３】
等速自在継手がダブルオフセット型等速自在継手であることを特徴とする請求項１に記載の摺動式等速自在継手の外側継手部材。
【請求項４】
前記重量軽減部を周方向に沿って断続的に形成した凹窪部にて構成したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の摺動式等速自在継手の外側継手部材。
【請求項５】
前記重量軽減部は、周方向に沿って断続的に形成した凹窪部と、内径側に配設されて凹窪部を連結する周方向凹部とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の摺動式等速自在継手の外側継手部材。
【請求項６】
前記マウス部の内径面には、軸方向に延びるトラック溝が周方向に沿って所定ピッチで配設され、前記重量軽減部の凹窪部は少なくともトラック溝の軸方向対応部位に設けられていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の摺動式等速自在継手の外側継手部材。
【請求項７】
前記マウス部の内径面には、軸方向に延びるトラック溝が周方向に沿って所定ピッチで配設され、前記重量軽減部の凹窪部は少なくとも周方向に隣り合うトラック溝間の軸方向対応部位に設けられていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の摺動式等速自在継手の外側継手部材。
【請求項８】
複数の重量軽減部の凹窪部を継手軸線に関して点対称位置に配置したことを特徴とする請求項４から請求項７のいずれか１項に記載の摺動式等速自在継手の外側継手部材。
【請求項９】
重量軽減部の凹窪部の数を、トラック溝を転動する転動体の同一数と約数と倍数とのいずれかとしたことを特徴とする請求項４から請求項８のいずれか１項に記載の摺動式等速自在継手の外側継手部材。
【請求項１０】
重量軽減部を鍛造にて形成したことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の摺動式等速自在継手の外側継手部材。
【請求項１１】
重量軽減部を機械加工にて形成したことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の摺動式等速自在継手の外側継手部材。
【請求項１２】
高周波焼入処理が施されてなることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の摺動式等速自在継手の外側継手部材。
【請求項１３】
浸炭焼入処理が施されてなることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の摺動式等速自在継手の外側継手部材。
【請求項１４】
前記請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の外側継手部材を用いたことを特徴とする等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業機械等の動力伝達装置に使用される等速自在継手の外側継手部材および等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
摺動式等速自在継手としては、トリポード型等速自在継手やダブルオフセット型等速自在継手等がある。トリポード型等速自在継手は、図１２から図１４に示すように、円周方向に向き合って配置されたローラ案内面１４を有する３つのトラック溝１２が形成された外側継手部材１０と、半径方向に突出した３つの脚軸２４を備えたトリポード部材２０と、前記トラック溝１２に挿入されたローラ３０とを備えている。
【０００３】
外側継手部材１０は一端が開口した有底筒状のマウス部（カップ部）１０aと、マウス部１０aの底壁から突設されるステム部１０ｂとからなる。マウス部１０aの内周に軸方向に延びる三本の前記トラック溝１２が円周方向等間隔に形成されている。トリポード部材２０は円筒状のボス部２２から半径方向外方に突出した三本の前記脚軸２４を有し、これら脚軸２４が外側継手部材１０のトラック溝１２に挿入され、そのトラック溝１２と係合してトルク伝達を行う。脚軸２４には針状ころ３５を介してローラ３０が回転自在に外嵌され、このローラ３０がトラック溝１２の互いに対向する一対のローラ案内面１４に沿って転動することで連結二軸間の角度変位と軸方向変位を円滑にする。
【０００４】
図１４は図１３の部分拡大図で、脚軸２４、針状ころ３５およびローラ３０を示す。脚軸２４の外周面は針状ころ３５の内側転動面を構成し、ローラ３０の内周面は針状ころ３５の外側転動面を構成している。複数の針状ころ３５は、脚軸２４の外周面とローラ３０の内周面との間に総ころ状態で配設されている。
【０００５】
これら針状ころ３５は、脚軸２４の付け根部に外嵌されたインナワッシャ３６と半径方向内方で接すると共に、脚軸２４の先端部に外嵌されたアウタワッシャ３７と半径方向外方で接している。このアウタワッシャ３７は、脚軸２４の先端部に形成された環状溝２６にサークリップ等の止め輪３８を嵌合させることにより抜け止めされ、この止め輪３８により、針状ころ３５の半径方向移動が規制されている。
【０００６】
ところで、前記のようなトリポード型等速自在継手の外側継手部材１０は、特許文献１等に記載されているような方法で製造される。この場合の製造工程は、中間素材を成形する据え込み工程と、この中間工程にて成形した中間素材を前方押し出しと後方容器押し出しとの組み合わせ押し出しによりカップ部分を有する形状に成形するカップ成形工程と、カップ部分を仕上げ寸法、形状に成形するしごき工程等を含むものである。
【０００７】
そして、外側継手部材１０の肩部（軸付根部）は、旋削あるいは研削を行って仕上げることになる。この場合、肩部形状は、外側継手部材１０軸心に対して同心円状となる。また、近年では加工工数削減による原価低減のため、肩部に一部鍛造肌を残したままのものもある。この場合も、鍛造で肩部を形成した後、部分的に旋削あるいは研削を行うことになり、肩部形状は、外側継手部材１０軸心に対して同心円状となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３９６４１３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記したトリポード型等速自在継手では、肩部においては、比較的肉厚が大きく、外側継手部材全体として重量が大であった。ところで、自動車の燃費向上を図るには、自動車に用いられる等速自在継手の軽量化が有効である。そのため、外側継手部材の肩部の肉厚を小さくするのが好ましい。しかしながら、肩部の肉厚を小さくすれば、必要強度の確保が困難となる。
【００１０】
本発明は、前記課題に鑑みて、等速自在継手の外側継手部材としての必要強度を確保でき、しかも軽量化を図ることが可能な外側継手部材およびこのような外側継手部材を用いた等速自在継手を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の等速自在継手の外側継手部材は、マウス部と、このマウス部の底壁から突設されるステム部とを有する等速自在継手の外側継手部材であって、マウス部の底壁の外端面に、重量軽減部と強度維持部とを設けたものである。
【００１２】
本発明の等速自在継手の外側継手部材によれば、マウス部の底壁の外端面に重量軽減部を設けたので、軽量化を図ることができる。しかも、マウス部の底壁の外端面に強度維持部を設けたので、軽量化を図っても強度を維持できる。
【００１３】
等速自在継手がトリポード型等速自在継手であったり、ダブルオフセット型等速自在継手であったりする。
【００１４】
前記重量軽減部は、周方向に沿って断続的に形成した凹窪部にて構成することができる。また、重量軽減部を周方向に沿って断続的に形成した凹窪部と、内径側に配設されて凹窪部を連結する周方向凹部とを備えたものであってもよい。
【００１５】
前記マウス部の内径面には、軸方向に延びるトラック溝が周方向に沿って所定ピッチで配設され、前記重量軽減部の凹窪部は少なくともトラック溝の軸方向対応部位に設けられている場合であっても、重量軽減部の凹窪部は少なくとも周方向に隣り合うトラック溝間の軸方向対応部位に設けられているものであってもよい。
【００１６】
複数の重量軽減部の凹窪部を継手軸線に関して点対称位置に配置するのが好ましい。また、重量軽減部の凹窪部の数を、トラック溝を転動する転動体の同一数と約数と倍数とのいずれかとするのが好ましい。
【００１７】
重量軽減部を鍛造にて形成したり、切削等の機械加工にて形成したりできる。また、高周波焼入処理が施されてなるものであっても、浸炭焼入処理が施されてなるものであってもよい。ここで、高周波焼入れ焼戻し処理は、高周波誘導加熱を利用して被加熱物の表面を焼入れ温度まで急速加熱し、さらに急速冷却することにより表面層に焼入れ硬化層を作る処理である。耐摩耗性を向上させ、機械的性質を高めることができる。また、浸炭焼入処理とは、低炭素材料の表面から炭素を浸入／拡散させ、その後に焼入れを行う処理である。鋼の場合、炭素濃度の高い表面付近は硬くて圧縮の残留応力をもち、また炭素濃度の低い内部は、じん性の高い低炭素マルテンサイトとなる。これにより、強靭で耐摩耗の高い特性を与えることができる。
【００１８】
本発明の等速自在継手は、前記外側継手部材を用いたものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の等速自在継手の外側継手部材によれば、マウス部の底壁を、強度を維持しつつ軽量化を図ることができ、近年の軽量化に対応できる。
【００２０】
重量軽減部としては、断続的に形成される凹窪部や周方向凹部等で構成でき、構成の簡略化を図ることができる。凹窪部をトラック溝の軸方向対応部位に設けたり、周方向に隣り合うトラック溝間の軸方向対応部位に設けたりすることによって、回転時のアンバランスを防ぐことができ、安定したトルク伝達が可能となる。特に、複数の重量軽減部の凹窪部を継手軸線に関して点対称位置に配置することによって、回転時のバランスの向上を図ることができる。
【００２１】
重量軽減部を鍛造にて形成したり、機械加工にて形成したりでき、加工性に優れる。特に、鍛造にて形成（成形）することによって、より複雑な形状が成形可能であり、コスト削減が可能となる。重量軽減部の凹窪部の数を、トラック溝を転動する転動体の同一数、約数、倍数等とすることによって、加工性の向上を図ることができる。
【００２２】
また、高周波焼入処理が施されてなるものであっても、浸炭焼入処理が施されてなるものであってもよく、このような焼入処理を行うことによって、形成される外側継手部材の耐久性の向上を図ることができる。
【００２３】
本発明の等速自在継手によれば、外側継手部材において、そのマウス部の底壁を、強度を維持しつつ軽量化を図ることができ、近年の軽量化に対応できる。このため、強度的に優れるとともに軽量化を図った等速自在継手を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態の等速自在継手の外側継手部材の縦断面図である。
【図２】前記図１に示す外側継手部材の横断面図である。
【図３】前記図１に示す外側継手部材を用いたトリポード型等速自在継手の横断面図である。
【図４】前記図１のＸ方向矢視図である。
【図５】図１に示す外側継手部材の第１の変形例を示す背面図である。
【図６】図１に示す外側継手部材の第２の変形例を示す背面図である。
【図７】本発明の実施形態の他の等速自在継手の外側継手部材の縦断面図である。
【図８】前記図７に示す外側継手部材の横断面図である。
【図９】前記図７に示す外側継手部材を用いたダブルオフセット型等速自在継手の横断面図である。
【図１０】前記図７のＹ方向矢視図である。
【図１１】図７に示す外側継手部材の変形例を示す背面図である。
【図１２】従来のトリポード型等速自在継手の横断面図である。
【図１３】前記図１２のトリポード型等速自在継手の縦断面図である。
【図１４】図１２のトリポード型等速自在継手の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下本発明の実施の形態を図１〜図１１に基づいて説明する。
【００２６】
図１と図２は本発明にかかる等速自在継手の外側継手部材を示し、外側継手部材は、図３に示すようなトリポード型等速自在継手に用いられる。トリポード型等速自在継手は、外側継手部材５１と、内側継手部材であるトリポード部材５２と、転動体であるローラ５３とで主要部が構成されている。
【００２７】
外側継手部材５１は、一端が開口した有底筒状のマウス部５１ａと、このマウス部５１ａの底壁５４から突設されるステム部５１ｂとからなる。マウス部５１ａの内周面には、軸方向に延びる三本のトラック溝５５が円周方向等間隔に形成される。各トラック溝５５は、その両側に互いに対向する一対のローラ案内面５６、５６を有する。ローラ案内面５６、５６は円弧状断面を有し、外側継手部材５１の軸線方向に直線状に延びる。なお、外輪の外周面は、軽量化のため、トラック溝間と対応する部位が減肉されて凹所５７が軸方向に形成されている。
【００２８】
トリポード部材５２は、円筒状をなすボス部６０の外周面に、半径方向外方に突出した三本の脚軸６１が円周方向等間隔（１２０°間隔）で一体形成されたものである。ボス部６０の軸孔６２に図示しない回転軸（例えば従動軸）の軸端がスプライン嵌合により連結される。外側継手部材５１のトラック溝５５のローラ案内面５６，５６と脚軸６１の外周面との間に針状ころ６４を介してローラ５３が回転自在に配設される。
【００２９】
このトリポード部材５２の脚軸６１に針状ころを介して回転自在に装着されたローラ５３が、外側継手部材５１のトラック溝５５に挿入されて係合し、そのトラック溝５５の互いに対向する一対のローラ案内面５６，５６に沿って転動することにより、連結二軸（駆動軸と従動軸）間の角度変位と軸方向変位を許容しながらトルク伝達を行う。
【００３０】
マウス部５１ａの底壁５４の外端面５４ａに、重量軽減部６５と強度維持部６６とを設けている。重量軽減部６５は、周方向に沿って断続的に形成した凹窪部７０にて構成している。この凹窪部７０は周方向に沿って１２０度ピッチに配設される。この場合、凹窪部７０はトラック溝５５の軸方向対応部位（トラック溝相当位置）に設けられている。また、各凹窪部７０は、底壁５４の外端面５４ａの外径側に開口し、外端面５４ａの内径部（ステム部５１ｂの付け根部側）が省略されている。このため、底壁５４の外端面５４ａにおいて、凹窪部７０以外の部位が強度維持部６６となる。すなわち、強度維持部６６は、外端面５４ａの内径部と、周方向に沿って隣合う凹窪部７０間とで構成される。
【００３１】
また、図５では、重量軽減部６５の凹窪部７０は周方向に隣り合うトラック溝間の軸方向対応部位（トラック溝間相当位置）に設けられている。図６に示す重量軽減部６５では、図４に示す凹窪部７０と図５に示す凹窪部７０とを組み合わせるとともに、これらの凹窪部７０を周方向凹部７１にて連結したものである。なお、重量軽減部６５は外端面５４ａの内径部（ステム部５１ｂの付け根部側）が省略されている。
【００３２】
本発明では、マウス部５１ａの底壁５４の外端面５４ａに重量軽減部６５を設けたので、軽量化を図ることができる。しかも、マウス部５１ａの底壁５４の外端面５４ａに強度維持部を設けたので、軽量化を図っても強度を維持できる。すなわち、マウス部５１ａの底壁５４を、強度を維持しつつ軽量化を図ることができ、近年の軽量化に対応できる。
【００３３】
なお、前記実施形態のようなトリポード型等速自在継手である場合、トルク負荷時の外側継手部材における最大応力発生位置は、図２に示すＡ及びＢの範囲である。このため、図４から図６に示すような重量軽減部６５を設けても、必要強度を確保できる。
【００３４】
図７と図８は本発明にかかる他の等速自在継手の外側継手部材を示し、外側継手部材は、図９に示すようなダブルオフセット型等速自在継手に用いられる。ダブルオフセット型等速自在継手は、円筒状の内径面８１に複数の直線状のトラック溝８２を軸方向に形成した外側継手部材８３と、球面状の外径面８４に複数の直線状のトラック溝８５を軸方向に形成した内側継手部材８６と、外側継手部材８３のトラック溝８２と内側継手部材８６のトラック溝８５との間に介在してトルクを伝達するボール８７と、外側継手部材８３の内径面８１と内側継手部材８６の外径面８４との間に介在してボール８７を保持するケージ８８とを備える。
【００３５】
外側継手部材８３は、図７に示すように、前記トラック溝８２がその内径面８１に形成されたマウス部８３ａと、このマウス部８３ａの底壁９０から突設されるステム部８３ｂとからなる。
【００３６】
ケージ８８は、ボール８７を収容する複数（この場合、６個）のポケット８９とを備えた環体であり、球面状の外周面（外径面）８８ａが外側継手部材８３の内径面８１に接触案内され、球面状の内周面（内径面）８８ｂが内輪８６の外径面に接触案内される。外径面８８ａの曲率中心Ｏ４と内径面８８ｂの曲率中心Ｏ５とは、ボール中心を含む継手中心面Ｐに対して軸方向の反対側にｆだけオフセットされている。
【００３７】
図１０に示すように、マウス部８３ａの底壁９０の外端面９０ａに、重量軽減部６５と強度維持部６６とを設けている。重量軽減部６５は、周方向に沿って断続的に形成した凹窪部７０にて構成している。この凹窪部７０は周方向に沿って６０度ピッチに配設される。この凹窪部７０は、各凹窪部７０は、底壁９０の外端面９０ａの外径側に開口し、外端面９０ａの内径部（ステム部８３ｂの付け根部側）が省略されている。また、前記重量軽減部６５の凹窪部７０は周方向に隣り合うトラック溝間の軸方向対応部位（トラック溝間相当位置）に設けている。
【００３８】
また、図１１では、図１０に示す凹窪部７０に、これらを連結する周方向凹部７１を設けたものである。なお、図１０と図１１に示す重量軽減部６５においても外端面５４ａの内径部（ステム部５１ｂの付け根部側）が省略されている。
【００３９】
このような外側継手部材８３であっても、マウス部８３ａの底壁９０の外端面９０ａに、重量軽減部６５と強度維持部６６とを設けているので、前記図１等に示す外側継手部材等と同様の作用効果を奏する。しかも、図１０と図１１に示す重量軽減部６５では、凹窪部７０は外側継手部材８３の軸心に関して点対称位置に配設されている。このように、凹窪部７０を点対称位置に配設することによって、回転時のバランスの向上を図ることができる。
【００４０】
また、図１０と図１１では、凹窪部７０は、重量軽減部の凹窪部は周方向に隣り合うトラック溝間の軸方向対応部位に設けていたが、このようなダブルオフセット型等速自在継手であっても、凹窪部７０をトラック溝の軸方向対応部位に設けたものであってもよい。
【００４１】
なお、前記実施形態のようなダブルオフセット型等速自在継手である場合、トルク負荷時の外側継手部材における最大応力発生位置は、図８に示すＣの範囲である。このため、図１０と図１１に示すような重量軽減部６５を設けても、必要強度を確保できる。
【００４２】
ところで、各外側継手部材における重量軽減部６５を成形する場合、鍛造によっても、切削加工等の機械加工によってもよい。このように、重量軽減部を鍛造にて形成したり、機械加工にて形成したりでき、加工性に優れる。特に、鍛造にて形成（成形）することによって、より複雑な形状が成形可能であり、コスト削減が可能となる。
【００４３】
また、各実施形態において、トラック溝底、マウス部５１ａ、８３ａの底壁５４、９０、ステム部５１ｂ、８３ｂ等の所望部位、又は全体等に対して熱硬化処理を行うことができる。熱硬化処理としては、高周波焼入処理や浸炭焼入処理等がある。高周波焼入処理が施されてなるものであっても、浸炭焼入処理が施されてなるものであってもよい。
【００４４】
ここで、高周波焼入れ焼戻し処理は、高周波誘導加熱を利用して被加熱物の表面を焼入れ温度まで急速加熱し、さらに急速冷却することにより表面層に焼入れ硬化層を作る処理である。耐摩耗性を向上させ、機械的性質を高めることができる。また、浸炭焼入処理とは、低炭素材料の表面から炭素を浸入／拡散させ、その後に焼入れを行う処理である。鋼の場合、炭素濃度の高い表面付近は硬くて圧縮の残留応力をもち、また炭素濃度の低い内部は、じん性の高い低炭素マルテンサイトとなる。これにより、強靭で耐摩耗の高い特性を与えることができる。このような焼入処理を行うことによって、形成される外側継手部材の耐久性の向上を図ることができる。
【００４５】
各外側継手部材における重量軽減部６５の凹窪部７０の数を、トラック溝を転動する転動体の同一数、約数、倍数等とすることができる。このように、種々の数に設定でき、加工性の向上を図ることができる。
【００４６】
本発明の等速自在継手では、外側継手部材において、そのマウス部５１ａ、８３ａの底壁５４、９０を、強度を維持しつつ軽量化を図ることができ、近年の軽量化に対応できる。このため、強度的に優れるとともに軽量化を図った等速自在継手を提供できる。
【００４７】
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、例えば、図７と図８に示すように、ダブルオフセット型等速自在継手の場合、トラック溝８２の数は６個に限るものではなく、その増減は任意である。また、凹窪部７０の形状、大きさ、及び深さ寸法等は、マウス部５１ａ、８３ａの底壁５４、９０を、強度を維持しつつ軽量化を図ることができる範囲で種々変更できる。
【符号の説明】
【００４８】
５１ａ、８３ａ       マウス部
５１ｂ、８３ｂ       ステム部
５５、８２    トラック溝
６５   重量軽減部
６６   強度維持部
７０   凹窪部
７１   周方向凹部
【図１】
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【図２】
2011185347.tif 000004
【図３】
2011185347.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2011185347.tif 000008
【図７】
2011185347.tif 000009
【図８】
2011185347.tif 000010
【図９】
2011185347.tif 000011
【図１０】
2011185347.tif 000012
【図１１】
2011185347.tif 000013
【図１２】
2011185347.tif 000014
【図１３】
2011185347.tif 000015
【図１４】
2011185347.tif 000016