(57)【要約】【課題】ＰＣＤすきまを規定範囲内に調整するための外側継手部材や内側継手部材等の寸法ランク数を減少できて、製造コストを低減することができる等速自在継手及び等速自在継手の製造方法を提供する。【解決手段】トラック溝６を形成した外側継手部材１と、トラック溝５を形成した内側継手部材２と、内外継手部材２のトラック溝間に介在してトルクを伝達する複数のボール３と、ボール３を保持するケージ４とを備えた等速自在継手である。内側継手部材２及び外側継手部材１を含む構成要素の選択組合せにより、内側継手部材２のトラック溝５と外側継手部材１のトラック溝６とで形成されるボールトラックのＰＣＤすきまが規定値より大きい場合は、ポケット８が継手奥側にオフセットしたケージ４を用い、ＰＣＤすきまが規定値より小さい場合は、ポケット８が継手開口側にオフセットしたケージ４を用いた。【選択図】図１
2008298268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成した外側継手部材と、外周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成するとともに内径孔にシャフトの一端が連結された内側継手部材と、それら内外継手部材のトラック溝間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、外側継手部材と内側継手部材との間に保持されてボールを保持するケージとを備えた等速自在継手であって、
内側継手部材及び外側継手部材を含む構成要素の選択組合せにより、内側継手部材のトラック溝と外側継手部材のトラック溝とで形成されるボールトラックのＰＣＤすきまが規定値より大きい場合は、ポケットが継手奥側にオフセットしたケージを用い、前記ＰＣＤすきまが規定値より小さい場合は、ポケットが継手開口側にオフセットしたケージを用いたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記内側継手部材及び外側継手部材が、軸方向の縦断面が単一の円弧面形状を有するトラック溝を持つ請求項１の等速自在継手。
【請求項３】
前記内側継手部材及び外側継手部材が、軸方向の縦断面が部分的に軸方向と平行なストレート底を有するトラック溝を持つ請求項１の等速自在継手。
【請求項４】
内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成した外側継手部材と、外周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成するとともに内径孔にシャフトの一端が連結された内側継手部材と、それら内外継手部材のトラック溝間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、外側継手部材と内側継手部材との間に保持されてボールを保持するケージとを備えた等速自在継手の製造方法であって、
ケージポケットの軸方向センターをケージ球面センター位置からオフセットしたケージを形成した後、
内側継手部材及び外側継手部材を含む構成要素の選択組合せにより、内側継手部材のトラック溝と外側継手部材のトラック溝とで形成されるボールトラックのＰＣＤすきまが規定値より大きくなる条件において、ポケットが継手奥側にオフセットする配置となるように前記形成したケージを組み込み、前記ＰＣＤすきまが規定値より小さくなる条件において、ポケットが継手開口側にオフセットする配置となるように形成したケージを組み込むことを特徴とする等速自在継手の製造方法。
【請求項５】
前記内側継手部材及び外側継手部材が、軸方向の縦断面が単一の円弧面形状を有するトラック溝を持つ請求項４の等速自在継手の製造方法。
【請求項６】
前記内側継手部材及び外側継手部材が、軸方向の縦断面が部分的に軸方向と平行なストレート底を有するトラック溝を持つ請求項４の等速自在継手の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は等速自在継手及び等速自在継手の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のエンジンから車輪に回転力を等速で伝達する手段として等速自在継手が使用される。この等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し得る構造を備えている。一般的に、前述した等速自在継手としては、ツェッパ型（ＢＪ）やアンダーカットフリー型（ＵＪ）が広く知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
ＢＪタイプの等速自在継手は、図５に示すように軸方向に延びる複数のトラック溝１０６が球面状内周面に形成された外側継手部材としての外輪１０１と、外輪１０１のトラック溝１０６と対をなして軸方向に延びるトラック溝１０５が球面状外周面に形成された内側継手部材としての内輪１０２と、外輪１０１のトラック溝１０６と内輪１０２のトラック溝１０５との間に介在してトルクを伝達する複数のボール１０３と、外輪１０１の球面状内周面と内輪１０２の球面状外周面との間に介在してボール１０３を保持する保持器（ケージ）１０４とを備えている。複数のボール１０３は、ケージ１０４に形成されたポケット１０８に収容されて円周方向等間隔に配置されている。
【０００４】
ケージ１０４に加工されたボール保持用のポケット１０８は、図６に示すように、ケージ球面センター位置Ｏに加工される。これにより、固定式等速自在継手が作動角をとった場合に内輪１０２と外輪１０１の二等分面上にボール１０３が整列することになる。
【０００５】
ところで、内輪１０２、ボール１０３、及びケージ１０４からなる内部部品を外輪１０１に組み込むに際して、外輪１０１及び内輪１０２については、トラック溝１０５、１０６とボール１０３間に発生するＰＣＤすきま等が、規定値の範囲内となるように選択的に組み合わせるようにしている。すなわち、多数個の外輪１０１、内輪１０２、ボール１０３、及びケージ１０４の中から、ＰＣＤすきま等が規定値の範囲内に収まるように、外輪１０１、内輪１０２、ボール１０３、及びケージ１０４からなる構成要素の組合せを考慮し、選択して組み合わせるようにしている。ここで、ＰＣＤすきまとは、アウタＰＣＤ−インナＰＣＤである（図７参照）。また、アウタＰＣＤとは、外輪１０１のトラック溝１０６にボール１０３が接触した状態におけるトラック溝１０６のピッチ円径をいい、インナＰＣＤとは、内輪１０２のトラック溝１０５にボール１０３が接触した状態におけるトラック溝１０５のピッチ円径をいう。このため、ＰＣＤすきまとは、図８に示すように、内輪のトラック溝１０５とボール１０３間に発生するすきまＣ１（Ｃ３）と外輪のトラック溝１０６とボール１０３間に発生するすきまＣ２（Ｃ４）とを加えたものである。
【０００６】
具体的には、内外輪のトラック溝１０５、１０６に研削等の仕上げ加工を精度良く施し、ＰＣＤすきまが規定値の範囲に収まるように、内外輪１０１、１０２のトラック溝１０５、１０６の寸法調整を行う。また、加工後に選択組合せを行う。すなわち、内外輪のトラック溝１０５、１０６の少なくともいずれか一方、又は両方を冷間鍛造仕上げとした場合等には、ＰＣＤすきまが規定値の範囲内に入る選択組合せを行う。
【特許文献１】特開２００６−１９４２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、内輪１０２のトラック溝１０５及び外輪１０１のトラック溝１０６を精度良く加工することで、加工工数の増加等による加工コストの増加を招く。また、選択組合せを行うと、決められた寸法範囲内の組合せとするために、外輪１０１及び内輪１０２について多数の寸法ランクを設定する必要がある。
【０００８】
前記特許文献１には、ケージのポケット位置にオフセットを付けたものがある。しかしながら、特許文献１に記載のものは、トラック溝１０５、１０６とボール１０３との面圧を低減して耐久性を向上させることを目的とし、強度、耐久性、負荷容量等の特性を維持しながら、小型化を図るためにオフセットしている。このため、ＰＣＤすきまを規定値に調整するものではない。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みて、ＰＣＤすきまを規定範囲内に調整するための外側継手部材や内側継手部材等の寸法ランク数を減少できて、製造コストを低減することができる等速自在継手及び等速自在継手の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の等速自在継手は、内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成した外側継手部材と、外周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成するとともに内径孔にシャフトの一端が連結された内側継手部材と、それら内外継手部材のトラック溝間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、外側継手部材と内側継手部材との間に保持されてボールを保持するケージとを備えた等速自在継手であって、内側継手部材及び外側継手部材を含む構成要素の選択組合せにより、内側継手部材のトラック溝と外側継手部材のトラック溝とで形成されるボールトラックのＰＣＤすきまが規定値より大きい場合は、ポケットが継手奥側にオフセットしたケージを用い、前記ＰＣＤすきまが規定値より小さい場合は、ポケットが継手開口側にオフセットしたケージを用いたものである。
【００１１】
本発明の等速自在継手によれば、内側継手部材及び外側継手部材を含む構成要素の選択組合せにより、内側継手部材のトラック溝と外側継手部材のトラック溝とで形成されるボールトラックのＰＣＤすきまが規定値より大きい場合には、ポケットが継手奥側にオフセットしたケージを用いることになる。このケージを使用することによって、ＰＣＤすきまを小さくすることができ、トータルとしてＰＣＤすきまを規定値内に収めることができる。また、ＰＣＤすきまが規定値より小さい場合には、ポケットが継手開口側にオフセットしたケージを用いることになる。このケージを使用することによって、ＰＣＤすきまを大きくすることができ、トータルとしてＰＣＤすきまを規定値内に収めることができる。
【００１２】
本発明の等速自在継手の製造方法は、内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成した外側継手部材と、外周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成するとともに内径孔にシャフトの一端が連結された内側継手部材と、それら内外継手部材のトラック溝間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、外側継手部材と内側継手部材との間に保持されてボールを保持するケージとを備えた等速自在継手の製造方法であって、ケージポケットの軸方向センターをケージ球面センター位置からオフセットしたケージを形成した後、内側継手部材及び外側継手部材を含む構成要素の選択組合せにより、内側継手部材のトラック溝と外側継手部材のトラック溝とで形成されるボールトラックのＰＣＤすきまが規定値より大きくなる条件において、ポケットが継手奥側にオフセットする配置となるように前記形成したケージを組み込み、前記ＰＣＤすきまが規定値より小さくなる条件において、ポケットが継手開口側にオフセットする配置となるように形成したケージを組み込むものである。
【００１３】
前記内側継手部材及び外側継手部材が、軸方向の縦断面が単一の円弧面形状を有するトラック溝を持つものとすることができる。また、前記内側継手部材及び外側継手部材が、軸方向の縦断面が部分的に軸方向と平行なストレート底を有するトラック溝を持つものとすることができる。
【００１４】
本発明の等速自在継手の製造方法によれば、前記ケージポケットの軸方向センターをケージ球面センター位置からオフセットすることにより、ケージポケットに保持されるボールの位置がケージ球面センター位置からオフセットした分だけ軸方向にずれる。すなわち、ケージポケットの軸方向センターをケージ球面センター位置から継手開口側にオフセットした場合、ケージポケットに保持されるボールの位置がケージ球面センター位置から継手開口側にオフセットされて、ＰＣＤすきまを大きくすることができる。また、ケージポケットの軸方向センターをケージ球面センター位置から継手奥側にオフセットした場合、ケージポケットに保持されるボールの位置がケージ球面センター位置から継手奥側にオフセットされて、ＰＣＤすきまを小さくすることができる。このため、ケージポケットの軸方向センターをケージ球面センター位置から継手開口側にオフセットするように（順方向）組み込んだり、ケージポケットの軸方向センターをケージ球面センター位置から継手奥側にオフセットするように（逆方向）組み込んだりすることができて、１個のケージをリバーシブルに使用することができる。すなわち、１個のケージを１８０°反転させて異なる２タイプとして使用することができる。
【００１５】
この場合も、前記内側継手部材及び外側継手部材が、軸方向の縦断面が単一の円弧面形状を有するトラック溝を持つものとすることができる。また、前記内側継手部材及び外側継手部材が、軸方向の縦断面が部分的に軸方向と平行なストレート底を有するトラック溝を持つものとすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の等速自在継手は、外側継手部材及び内側継手部材のＰＣＤ寸法の許容範囲を大きく設定しても、ケージポケット位置を調整して加工することによりＰＣＤすきまの調整が可能となる。しかも、選択組合せで発生するＰＣＤすきま量を規定値に収めることができる。これにより、ＰＣＤすきまを規定範囲内に調整するために外側継手部材や内側継手部材の寸法ランク数を減少できて、製造コストを低減することができる。
【００１７】
前記内側継手部材及び外側継手部材が、軸方向の縦断面が単一の円弧面形状を有するトラック溝を持つ、いわゆるツェッパ型（ＢＪ）の固定式等速自在継手において、前記ケージを使用することができる。また、前記内側継手部材及び外側継手部材が、軸方向の縦断面が部分的に軸方向と平行なストレート底を有するトラック溝を持つ、いわゆるアンダーカットフリー型（ＵＪ）の固定式等速自在継手においても、前記ケージを使用することができる。
【００１８】
本発明の等速自在継手の製造方法によれば、ツェッパ型（ＢＪ）や、アンダーカットフリー型（ＵＪ）等の固定式等速自在継手において、１個のケージを異なる２タイプとして使用することができる。このため、選択組合せを変更することにより、加工後のＰＣＤ寸法を拡大することが可能になり、コストを低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る等速自在継手および組立方法の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００２０】
本発明の等速自在継手は、図１に示すように、ＢＪ（ツェッパ）タイプの固定式等速自在継手であり、軸方向に延びる複数のトラック溝６が球面状外周面に形成された外側継手部材としての外輪１と、外輪１のトラック溝６と対をなして軸方向に延びるトラック溝５が球面状外周面に形成された内側継手部材としての内輪２と、外輪１のトラック溝６と内輪２のトラック溝５との間に介在してトルクを伝達する複数のボール３と、外輪１の球面状内周面と内輪２の球面状外周面との間に介在してボール３を保持する保持器（ケージ）４とを備えている。複数のボール３は、ケージ４に形成されたポケット８に収容されて円周方向等間隔に配置されている。
【００２１】
外輪１は一端にて開口した筒状であり、本実施形態では、図の右側の開口端を継手開口側（マウス開口側）といい、図の左側を継手奥側（マウス奥側）という。外輪１の内周面は球面状で、軸方向に延びる複数のトラック溝６が円周方向に等間隔に形成してある。
【００２２】
内輪２は、球状で、その外球面に、軸方向に延びる複数のトラック溝５が円周方向に等間隔に形成してある。内輪２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。
【００２３】
ケージ４は、図２に示すように、複数のポケット８を有し、このポケット８にボール３が支持されている。ケージポケット８の軸方向センター（幅方向センター）Ｏ２をケージ球面センター位置Ｏ１からマウス開口側（ケージ４の一端面４ａ側）にオフセットしている。このオフセット量は、等速自在継手のプロポーション、内外輪のＰＣＤ加工精度、ＰＣＤすきまの設定量、及び内外輪の選択組合せでのすきま量により任意に設定することができる。ここで、ＰＣＤすきまとは、アウタＰＣＤ−インナＰＣＤである。また、アウタＰＣＤとは、外輪１のトラック溝６にボール３が接触した状態におけるトラック溝６のピッチ円径をいい、インナＰＣＤとは、内輪２のトラック溝５にボール３が接触した状態におけるトラック溝５のピッチ円径をいう。このため、ＰＣＤすきまとは、図１に示すように、内輪のトラック溝５とボール３間に発生するすきまＳ４と外輪のトラック溝６とボール３間に発生するすきまＳ３とを加えたものである。
【００２４】
内輪２のトラック溝５と外輪１のトラック溝６とで形成されるボールトラックのＰＣＤすきまが規定値より小さい場合は、前記ケージ４を図１に示すように、ケージ４の一端面４ａ側が、継手開口側に位置するように（順方向）組み込む。この場合、内輪のトラック溝５とボール３間に発生するすきまＳ４と、外輪のトラック溝６とボール３間に発生するすきまＳ３とを加えたＰＣＤすきまが大となる。すなわち、継手開口側にオフセットしたケージポケット８の向きで使用することにより、ＰＣＤすきまを例えば１０μｍ程度増加させて規定値内に収める。
【００２５】
また、図３や図４に示すように、内輪２のトラック溝５と外輪１のトラック溝６とで形成されるボールトラックのＰＣＤすきまが規定値より大きい場合は、ケージ４の他端面４ｂが、マウス開口側に位置するように（逆方向）組み込むことができる。すなわち、ケージポケット８の軸方向センターＯ２は、ケージ球面センター位置Ｏ１からマウス奥側にオフセットすることになる。この場合、図３に示すように、内輪のトラック溝５とボール３間に発生するすきまＳ６と外輪のトラック溝６とボール３間に発生するすきまＳ５とを加えたＰＣＤすきまが小となる。すなわち、継手奥側にオフセットしたケージポケット８の向きで使用することにより、ＰＣＤすきまを例えば１０μｍ程度減少させて規定値内に収める。
【００２６】
本発明では、前記ケージポケット８の軸方向センターＯ２をケージ球面センターＯ１位置からオフセットすることにより、ケージポケット８に保持されるボール３の位置がケージ球面センターＯ１位置からオフセットした分だけ軸方向にずれる。すなわち、ケージポケット８の軸方向センターＯ２をケージ球面センターＯ１位置から継手開口側にオフセットした場合、ケージポケット８に保持されるボール３の位置がケージ球面センターＯ１位置から継手開口側にオフセットされて、ＰＣＤすきまを大きくすることができる。また、ケージポケット８の軸方向センターＯ２をケージ球面センターＯ１位置から継手奥側にオフセットした場合、ケージポケット８に保持されるボール３の位置がケージ球面センターＯ１位置から継手奥側にオフセットされて、ＰＣＤすきまを小さくすることができる。このため、ケージポケット８の軸方向センターＯ２をケージ球面センターＯ１位置から継手開口側にオフセットするように（順方向）組み込んだり、ケージポケット８の軸方向センターＯ２をケージ球面センターＯ１位置から継手奥側にオフセットするように（逆方向）組み込んだりすることができて、１個のケージを１８０°反転させて異なる２タイプとして使用することができる。このため、選択組合せを変更することにより、加工後の外輪１及び内輪２のＰＣＤ寸法を拡大することが可能になり、コストを低減させることができる。
【００２７】
内輪２及び外輪１を含む構成要素の選択組合せにより、内輪２のトラック溝５と外輪１のトラック溝６とで形成されるボールトラックのＰＣＤすきまが規定値より大きい場合には、ポケット８が継手奥側にオフセットしたケージ４を用いることになる。このケージ４を使用することによって、ＰＣＤすきまを小さくすることができ、トータルとしてＰＣＤすきまを規定値内に収めることができる。また、ＰＣＤすきまが規定値より小さい場合には、ポケット８が継手開口側にオフセットしたケージ４を用いることになる。このケージ４を使用することによって、ＰＣＤすきまを大きくすることができ、トータルとしてＰＣＤすきまを規定値内に収めることができる。
【００２８】
これにより、外輪１及び内輪２のＰＣＤ寸法の許容範囲を大きく設定しても、ケージポケット位置を調整して加工することによりＰＣＤすきまの調整が可能となる。しかも、選択組合せで発生するＰＣＤすきま量を規定値に収めることができる。このため、ＰＣＤすきまを規定範囲内に調整するために、外輪１や内輪２の寸法ランク数を減少できて製造コストを低減することができる。
【００２９】
内輪２及び外輪１が、軸方向の縦断面が単一の円弧面形状を有するトラック溝５、６を持つ、いわゆるツェッパ型（ＢＪ）の固定式等速自在継手において、前記ケージ４を使用することができる。
【００３０】
なお、図示は省略するが、内輪２及び外輪１が、軸方向の縦断面が部分的に軸方向と平行なストレート底を有するトラック溝を持つ、いわゆるアンダーカットフリー型（ＵＪ）の等速自在継手においても、前記ケージ４を使用することができる。この場合も、前記実施形態と同様、ＰＣＤすきまを調整することができる。
【００３１】
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、ケージ４のポケット８の数の増減は任意である。また、オフセット量も等速自在継手のプロポーション、内外輪のＰＣＤ加工精度、ＰＣＤすきまの設定量、及び内外輪の選択組合せでのすきま量により任意に設定することができ、また、ＰＣＤすきまの調整量も任意に設定することができる。
【実施例】
【００３２】
ボール寸法を一定としてＰＣＤすきまを５０〜１００μｍと設定する場合、外輪ＰＣＤ寸法（アウタＰＣＤ）が２５μｍ〜７５μｍの範囲のものを使用すると、従来の組合せでは、内輪ＰＣＤ寸法（インナＰＣＤ）は、表１に示すように−５０μｍ〜０μｍであった。これに対して、本発明に係るケージ４を使用したものは、アウタＰＣＤを従来の範囲（２５μｍ〜７５μｍ）と変更しなくても、インナＰＣＤは、表２に示すように−６０μｍ〜＋１０μｍとすることができる。すなわち、従来の内輪のＰＣＤ寸法と比較して、内輪のＰＣＤ寸法の下限値を１０μｍ減じることができるとともに、内輪のＰＣＤ寸法の上限値を１０μｍ増やすことができ、内輪の製造公差を広げることができる。
【００３３】
【表１】
2008298268.tif 000003
【００３４】
【表２】
2008298268.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態を示す等速自在継手の要部拡大断面図である。
【図２】前記図１の等速自在継手に使用されるケージの正面図である。
【図３】前記ケージの組込み方向を相違させた等速自在継手の要部拡大断面図である。
【図４】前記図３の等速自在継手に使用されるケージの正面図である。
【図５】従来の等速自在継手の断面図である。
【図６】前記図５の等速自在継手に使用されるケージの正面図である。
【図７】前記図５の等速自在継手の要部拡大断面図である。
【図８】前記図５の等速自在継手のトラック溝とＰＣＤすきまを示す拡大図である。
【符号の説明】
【００３６】
１      外側継手部材
２      内側継手部材
３      ボール
４      ケージ
５、６  トラック溝
８      ケージポケット
Ｏ１    ケージ球面センター位置
Ｏ２    ケージポケットの軸方向センター
【図１】
2008298268.tif 000005
【図２】
2008298268.tif 000006
【図３】
2008298268.tif 000007
【図４】
2008298268.tif 000008
【図５】
2008298268.tif 000009
【図６】
2008298268.tif 000010
【図７】
2008298268.tif 000011
【図８】
2008298268.tif 000012