(57)【要約】【課題】保持器の強度及び耐久性を向上させた固定式等速自在を提供することを目的とする。【解決手段】内側継手部材２の案内溝２ｂ相互間にある外球面２ａの１つに傾斜面２ｅ又は段差面を形成した固定式等速自在継手において、保持器４のポケット５相互間にある柱部１０の１つの周方向幅寸法Ｗ２を、それ以外の柱部１０の周方向幅寸法Ｗ１より大きく形成し、周方向幅寸法の大きい柱部１０に内側継手部材２の傾斜面２ｅ又は段差面を形成した外球面２ａを対応させて配置した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内球面に軸方向に延びた複数の案内溝を周方向等間隔に形成した外側継手部材と、外球面に軸方向に延びた複数の案内溝を周方向等間隔に形成した内側継手部材と、前記両継手部材の各案内溝間に配置した複数のボールと、前記外側継手部材の内球面と前記内側継手部材の外球面との間に配置されると共に前記ボールを収容する複数のポケットを周方向に所定間隔おきに貫設した保持器を備えた固定式等速自在継手であって、前記内側継手部材の案内溝相互間にある外球面の１つに傾斜面又は段差面を形成した固定式等速自在継手において、
前記保持器のポケット相互間にある柱部の１つの周方向幅寸法を、それ以外の柱部の周方向幅寸法より大きく形成し、当該周方向幅寸法の大きい柱部に前記内側継手部材の傾斜面又は段差面を形成した外球面を対応させて配置したことを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項２】
前記保持器の１つのポケットの周方向幅寸法を、それ以外のポケットの周方向幅寸法より小さく形成すると共に、当該１つのポケットの片側に隣接した柱部の周方向幅寸法を、それ以外の柱部の周方向幅寸法より大きく形成し、当該周方向幅寸法の大きい柱部に前記内側継手部材の傾斜面又は段差面を形成した外球面を対応させて配置したことを特徴とする請求項１に記載の固定式等速自在継手。
【請求項３】
前記保持器の１つのポケットの周方向幅寸法を、それ以外のポケットの周方向幅寸法より小さく形成すると共に、当該１つのポケットの両側に隣接した柱部の周方向幅寸法を、それ以外の柱部の周方向幅寸法より大きく形成し、当該周方向幅寸法の大きい柱部のどちらか一方に前記内側継手部材の傾斜面又は段差面を形成した外球面を対応させて配置したことを特徴とする請求項１に記載の固定式等速自在継手。
【請求項４】
前記内側継手部材の隣り合った２つの外球面に傾斜面又は段差面を形成し、当該傾斜面又は段差面を形成した２つの外球面を、それぞれ前記周方向幅寸法の大きい２つの柱部に対応させて配置したことを特徴とする請求項３に記載の固定式等速自在継手。
【請求項５】
前記ボールの個数と５〜８個としたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【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において使用される固定式等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車及びこれに準ずる各種車両においては、エンジンからの駆動力をホイールに伝達する動力伝達経路に、二軸間で角度変位や軸方向変位があった場合でも等速で回転動力を伝達することが可能な等速自在継手を配設することが行われている。等速自在継手には、プランジング運動（軸方向変位）を行わない固定式等速自在継手とプランジング運動を行う摺動式等速自在継手がある。
【０００３】
固定式等速自在継手は、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、凹球面状内周面１ａ（以下、内球面という。）に軸方向に延びた複数の案内溝１ｂを周方向等間隔に形成した外輪１と、凸球面状外球面２ａ（以下、外球面という。）に軸方向に延びた複数の案内溝２ｂを周方向等間隔に形成した内輪２と、内、外輪の各案内溝１ｂ，２ｂ間に配置した複数のボール３と、外輪１の内球面１ａと内輪２の外球面２ａとの間に介在すると共に各ボール３を収容するポケット５を周方向に複数貫設した保持器４を主要な構成要素とする。
【０００４】
内輪を保持器内に組み付けるには、図９に示すように、内輪２の案内溝２ｂを保持器４の入口部４ａに跨がせる。跨がせた案内溝２ｂを中心に矢印Ａ方向に回転させて、内輪２の案内溝２ｂ相互間の凸部２ｃを保持器４のポケット５に挿入すると共に、内輪２を保持器４内へ入れる。そして、内輪２を保持器４内で９０°回転させて球面係合させ組み付ける。
【０００５】
ところで、外輪の軸線と内輪の軸線とがなす作動角の最大値を大きくとれるようにするために、内輪の軸線方向寸法を大きくして、内輪の案内溝を長く形成する場合がある。内輪の軸線方向寸法を大きくするに伴って、凸部の軸線方向寸法が保持器のポケットより大きくなると、組み付け時に凸部をポケット内に挿入することができなくなる。この問題を解決するために、図１０に示すように、内輪２の凸部２ｃの先端（外球面２ａ）を切り欠いて、傾斜面２ｅ又は段差面を形成したものがある（例えば、特許文献１又は特許文献２参照）。この傾斜面２ｅを設けたことにより、凸部２ｃはポケット５に隣接する柱部１０との干渉を回避してポケット５内に挿入できる。
【特許文献１】ＤＥ  １９５  １４  ８６８  Ｃ１
【特許文献２】特許第３６７８０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１の継手では、継手が大きな作動角をとった状態で、高トルクを負荷すると、内輪の外球面に形成した傾斜部が保持器の柱部の内面に強く食い込むことがある。この内輪の食い込み現象により、保持器に過大な負荷がかかる虞があった。
【０００７】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、保持器の強度及び耐久性を向上させた固定式等速自在を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明は、内球面に軸方向に延びた複数の案内溝を周方向等間隔に形成した外側継手部材と、外球面に軸方向に延びた複数の案内溝を周方向等間隔に形成した内側継手部材と、前記両継手部材の各案内溝間に配置した複数のボールと、前記外側継手部材の内球面と前記内側継手部材の外球面との間に配置されると共に前記ボールを収容する複数のポケットを周方向に所定間隔おきに貫設した保持器を備えた固定式等速自在継手であって、前記内側継手部材の案内溝相互間にある外球面の１つに傾斜面又は段差面を形成した固定式等速自在継手において、前記保持器のポケット相互間にある柱部の１つの周方向幅寸法を、それ以外の柱部の周方向幅寸法より大きく形成し、当該周方向幅寸法の大きい柱部に前記内側継手部材の傾斜面又は段差面を形成した外球面を対応させて配置したものである。
【０００９】
これにより、保持器の１つの柱部の強度を向上させることができる。その強度を向上させた柱部に、内側継手部材の傾斜面又は段差面を形成した外球面を対応させて配置したので、内輪が高作動角をとった場合に、傾斜部又は段差部を有する外球面が柱部に強く食い込んでも、柱部はそれによる過大な負荷に充分耐え得る。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の固定式等速自在継手において、前記保持器の１つのポケットの周方向幅寸法を、それ以外のポケットの周方向幅寸法より小さく形成すると共に、当該１つのポケットの片側に隣接した柱部の周方向幅寸法を、それ以外の柱部の周方向幅寸法より大きく形成し、当該周方向幅寸法の大きい柱部に前記内側継手部材の傾斜面又は段差面を形成した外球面を対応させて配置したものである。
【００１１】
周方向幅寸法の大きい柱部は、内輪が高作動角をとった場合に、傾斜部又は段差部を有する外球面が柱部に強く食い込んでも、それによる過大な負荷に充分耐え得る強度を有する。また、ボールを保持器のポケットへ順次組み込んでいくとき、周方向幅寸法の小さいポケットに、最後にボールを組み込むようにする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１に記載の固定式等速自在継手において、前記保持器の１つのポケットの周方向幅寸法を、それ以外のポケットの周方向幅寸法より小さく形成すると共に、当該１つのポケットの両側に隣接した柱部の周方向幅寸法を、それ以外の柱部の周方向幅寸法より大きく形成し、当該周方向幅寸法の大きい柱部のどちらか一方に前記内側継手部材の傾斜面又は段差面を形成した外球面を対応させて配置したものである。
【００１３】
請求項３の発明も請求項２と同様に、高作動角時の内輪からの過大な負荷に耐え得る保持器とすることができる。また、ボールを保持器のポケットへ順次組み込んでいくとき、周方向幅寸法の小さいポケットへ、最後にボールを組み込む。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項３に記載の固定式等速自在継手において、前記内側継手部材の隣り合った２つの外球面に傾斜面又は段差面を形成し、当該傾斜面又は段差面を形成した２つの外球面を、それぞれ前記周方向幅寸法の大きい２つの柱部に対応させて配置したものである。
【００１５】
内側継手部材の傾斜面又は段差面を形成した２つの外球面を、それぞれ強度を向上させた柱部に対応させて配置したので、内輪が高作動角をとった場合に、傾斜部又は段差部を有する外球面が柱部に強く食い込んでも、柱部はそれによる過大な負荷に充分耐え得る。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手において、前記ボールの個数と５〜８個としたものである。
【００１７】
この発明は、５〜８個のボールを用いる固定式等速自在継手のいずれにも適用することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の固定式等速自在継手によれば、１つあるいは２つの柱部の強度を向上させることができる。この強度を向上させた柱部に、内側継手部材の傾斜面又は段差面を形成した外球面を対応させて配置したので、継手の高作動角、高トルク負荷時において、傾斜部又は段差部を有する外球面が柱部に強く食い込んで過大な負荷が付与されても充分耐えることができる。これにより、継手の円滑な回転運動を維持することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る固定式等速自在継手の実施の形態について説明する。図８は一般的な固定式等速自在継手を示すものであるが、本発明の固定式等速自在継手の基本的な構成を説明するのに便宜的に援用する。
【００２０】
本発明の固定式等速自在継手は、図８（Ａ）（Ｂ）に示すように、外側継手部材としての外輪１と、内側継手部材としての内輪２と、トルク伝達部材としての複数のボール３と、保持器４とを主要な構成要素とする。この継手は、プランジング運動を行わず、作動角に関わりなく継手中心Ｏは固定されている。
【００２１】
外輪１はマウス部６とステム部７とからなり、ステム部７にて図示しない回転軸とトルク伝達可能に結合する。マウス部６は一端が開口したベル型で、その内球面１ａに、軸線方向に延びた複数の案内溝１ｂが、周方向等間隔に形成してある。案内溝１ｂはマウス部６の開口端まで延びている。
【００２２】
内輪２は外球面２ａを有し、その外球面２ａには、軸線方向に延びた複数の案内溝２ｂが周方向等間隔に形成してある。また、内輪２には、シャフト８とトルク伝達可能に結合するためのスプライン（又はセレーション）孔２ｄが形成されている。
【００２３】
外輪１の案内溝１ｂと内輪２の案内溝２ｂとは対をなし、各対の案内溝１ｂ，２ｂで構成されるトラックに１個ずつ、ボール３が転動可能に組み込んである。ボール３は、外輪１の案内溝１ｂと内輪２の案内溝２ｂとの間に介在してトルクを伝達する。
【００２４】
保持器４は、一対の環状部９，９と、環状部９，９の間に周方向に所定間隔おきに配設した複数の柱部１０とから構成される。各ボール３は、柱部１０相互間に形成したポケット５内に収容されている。この場合、ボール３の数、内、外輪１，２の各案内溝１ｂ，２ｂの数、及びポケット５の数は、６つである。これらボール３等の数は任意であるが、例を挙げると５個〜８個である。また、保持器４は、外輪１と内輪２との間に摺動可能に介在し、保持器４の外球面４ｂにて外輪１の内球面１ａと接し、保持器４の内球面４ｃにて内輪２の外球面２ａと接する。
【００２５】
以下、本発明の具体的構成について説明する。図１は、内輪２と保持器４を軸線方向から見た正面図であり、上記外輪１及びボール３は図示省略している。図１において、保持器４のポケット５の周方向幅寸法は、１つを除いて全て同じ寸法Ｌ１に形成されている。そして、１つのポケット５だけ、それ以外のポケット５の周方向幅寸法Ｌ１よりも小さい周方向幅寸法Ｌ２に形成されている。
【００２６】
従来の保持器は、保持器の展開図の図２に示すように、全てのポケット５の周方向幅寸法が同じ寸法Ｌ１に形成され、さらに、各ポケット５の間隔寸法、言い換えれば柱部１０の周方向幅寸法も同じ寸法Ｗ１に設定されている。これに対し、本発明の保持器は、１つのポケット５ａの左右一対の側縁１１，１１を、同じ寸法δだけ狭めて、その周方向幅寸法をＬ１からＬ２へ小さく形成している。左右一対の側縁１１，１１を同寸法δだけ狭めた分、ポケット５ａの両側の柱部１０ａ，１０ａの周方向幅寸法は、Ｗ１からＷ２へ大きくなる。そして、図１及び図２に示すように、小さい幅寸法Ｌ２のポケット５ａの両側にある柱部１０ａ，１０ａの周方向幅寸法Ｗ２は、それ以外の柱部１０の周方法幅寸法Ｗ１より大きく形成される。
【００２７】
また、図１に示す内輪２は、その案内溝２ｂ相互間にある外球面２ａの１つに、傾斜部２ｅ（又は段差部）が形成されている。この傾斜部２ｅは、外球面２ａの軸線方向の一端部を切欠いて形成され、内輪２を保持器４内に組み込む際に、内輪２の凸部２ｃが保持器４のポケット５の側縁（柱部１０）と干渉するのを避けるために設けたものである（図１０参照）。なお、傾斜部２ｅはテーパ状以外に、凸曲面状又は凹曲面状に形成してもよい。あるいは、傾斜部２ｅの代わりに段差面を形成してもよい。
【００２８】
そして、傾斜面２ｅを形成した外球面２ａを、大きい幅寸法Ｗ２の柱部１０ａに対応するように配置する。例えば、傾斜面２ｅを形成した外球面２ａは、図１に示すように、幅寸法Ｗ２の一対の柱部１０ａ，１０ａのうち、図の左側の柱部１０ａに対応させて配置する。あるいは、図３に示すように右側の柱部１０ａに対応させて配置してもよい。
【００２９】
また、内輪２の隣り合う２つの外球面２ａ，２ａに、それぞれ傾斜面２ｅ又は段差面を設けている場合は、それら２つの外球面２ａ，２ａを、それぞれ大きい幅寸法Ｗ２の柱部１０ａ，１０ａに対応するように配置する。
【００３０】
また、ポケット５ａの左右の側縁１１，１１のうち、片方の側縁１１のみ内側に狭めて、片側の柱部１１ａの周方向幅寸法だけをＷ２に大きくしてもよい。そして、その幅寸法を大きくした柱部１１ａに傾斜面２ｅを形成した外球面２ａを対応させて配置する。
【００３１】
また、保持器４、内輪２、外輪１、及びボール３が組付け可能な寸法に設定されていれば、保持器４の隣り合う２個のポケット５，５の周方向幅寸法を、他のポケット５の周方向幅寸法よりも小さくして、その２個のポケット５，５相互間の柱部１０の周方向幅寸法を他の柱部１０より大きくしてもよい。そして、その周方向幅寸法の大きい柱部１０に傾斜面２ｅを形成した外球面２ａを対応させて配置する。
【００３２】
以下、本発明の固定式等速自在継手の組付け方法について説明する。
まず、保持器と内輪の組付け方法について、図９と図１０を援用して説明すると、内輪２の軸線が保持器４の軸線に対し９０°をなすように、内輪２を配置する。この状態で、内輪２の案内溝２ｂを保持器４の入口部４ａに跨がせる。跨がせた案内溝２ｂを中心に矢印Ａ方向に回転させて、内輪２の案内溝２ｂ相互間の凸部２ｃを保持器４のポケット５に挿入すると共に、内輪２を保持器４内へ入れる。内輪２の凸部２ｃを挿入するポケット５は、大きい周方向幅寸法Ｌ１のポケット５を選択する方がよい（図１参照）。そして、内輪２を保持器４内で９０°回転させ、内輪２の傾斜面２ｅを形成した外球面２ａを、大きい幅寸法Ｗ２の柱部１０ａのどちらか一方に対応するように配置する。
【００３３】
次に、図４に示すように、内輪２を組み込んだ保持器４と外輪１とを相対的に９０°傾け、その保持器４を外輪１内に挿入した後、外輪１と内輪２の軸線が一致するように保持器４を外輪１に対し９０°回転させる。
【００３４】
そして、図５に示すように、外輪１に対し保持器４と内輪２を傾け、保持器４のポケット５の１つを外輪１の開口端から外側に露出させる。外輪１の開口端から露出させたポケット５に、最初のボール３を組み込み、その後、ボール３を組み込んでいないポケット５を順次露出させてボール３を組み込んでいく。ボール組込み時の内輪２の外輪１に対する傾斜角度αは、ボール組込み後の継手の最大作動角βを超える角度をとっている。
【００３５】
ボール３のポケット５への組込みは、大きい周方向幅寸法Ｌ１のポケット５に先に組み込み、最後に小さい周方向幅寸法Ｌ２のポケット５に組み込むようにする。
【００３６】
ここで、全てのボール３を保持器４のポケット５に組み込んだ後、外輪１に対して保持器４と内輪２を傾斜させた場合、各ポケット５に組み込んだボール３は、図６に示すように内輪２の案内溝２ｂに沿って移動する。そして、図６をＸ矢視した図７に示すように、Ｂ２，Ｂ３，Ｂ５，Ｂ６の位置にあるポケット５内のボール３は、各ポケット５内を周方向に移動する。このように、固定式等速自在継手において、作動角をとって外輪１と内輪２の相互間でトルクを伝達するとき、ボール３はポケット５内を周方向に移動する。そのため、ボール３がポケット５に干渉しないように、ポケット５の周方向幅寸法をボール３の周方向の移動量を基準として設定する必要がある。
【００３７】
このボール３の周方向の移動量は、外輪１に対する内輪２の傾斜角度（作動角）に比例する。この傾斜角度は、ボール組込み時に最大の傾斜角度αとなるので（図５参照）、このときボール３の周方向の移動量も最大となる。
【００３８】
図７において、Ｂ２〜Ｂ６の位置のポケット５は、ボールの組込み時にボール３が周方向に移動する場合がある。従って、Ｂ２〜Ｂ６の位置のポケット５は、内輪２の傾斜角度が最大α（図５参照）となった時のボール３の周方向の移動量を基準として、ポケット５の周方向幅寸法を設定する。
【００３９】
これに対し、Ｂ１の位置にあるポケット５は最後にボール３を組み込むので、その周方向幅寸法を設定するにあたって、組込み時のボール３の周方向移動量を考慮する必要がない。従って、Ｂ１の位置にあるポケット５の周方向幅寸法は、組込み時の最大傾斜角度αより小さい傾斜角度β（トルク伝達時の最大作動角）をとったときのボール３の周方向移動量を基準に設定すればよい。これにより、最後にボール３を組み込むポケット５の周方向幅寸法は、Ｂ２〜Ｂ６の位置にある他のポケット５の周方向幅寸法Ｌ１より、小さい寸法Ｌ２に設定することが可能である。このように、本発明は、複数のポケット５のうち、１つのポケット５の幅寸法を小さくして、その両側の柱部１０，１０の幅寸法を増大させることができる。
【００４０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る固定式等速自在継手の保持器と内輪の組付状態を示す断面図である。
【図２】前記保持器の展開図である。
【図３】前記保持器と内輪の別の組付け状態を示す断面図である。
【図４】前記保持器と内輪を外輪に組み付ける様子を示す断面図である。
【図５】前記保持器のポケットにボールを組み込む様子を示す断面図である。
【図６】前記保持器、内輪、外輪、ボールを組付けた状態を示す一部破断側面図である。
【図７】図６のＸ矢視図である。
【図８】（Ａ）は一般的な固定式等速自在継手を軸線と平行方向に切断した断面図であり、（Ｂ）は当該固定式等速自在継手を軸線と直交方向に切断した断面図である。
【図９】従来の固定式等速自在継手の保持器と内輪を組み付ける様子を示す断面図である。
【図１０】従来の固定式等速自在継手の保持器と内輪を組み付ける様子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    外輪
１ａ  内球面
１ｂ  案内溝
２    内輪
２ａ  外球面
２ｂ  案内溝
２ｃ  凸部
２ｄ  スプライン孔
２ｅ  傾斜面
３    ボール
４    保持器
４ａ  入口部
４ｂ  外球面
４ｃ  内球面
５    ポケット
１０  柱部
１１  側縁
Ｌ１  周方向幅寸法
Ｌ２  周方向幅寸法
Ｗ１  周方向幅寸法
Ｗ２  周方向幅寸法
【図１】
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【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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