(57)【要約】【課題】保持器の強度を確保しつつ、内側継手部材と保持器との組付け性を向上させた固定式等速自在継手を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る固定式等速自在継手は、内側継手部材２の複数の案内溝２ｂのうち、少なくとも１つの案内溝２ｂの末端縁部に傾斜部１３又は段差部を設け、内側継手部材２を保持器４に組付ける際に、傾斜部１３又は段差部を設けた案内溝２ｂを保持器４の入口部４ｄに跨がせた状態で、傾斜部１３又は段差部を設けた案内溝２ｂと反対側の内側継手部材２の外球面２ａと、保持器４の入口部４ｄとの間に、所定の隙間Ｓ´を確保したものである。【選択図】図１１
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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案内溝を周方向等間隔に複数形成した外側継手部材と、外球面に軸方向に延びた案内溝を周方向等間隔に複数形成した内側継手部材と、両継手部材の各案内溝間に配置した複数のトルク伝達ボールと、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介在すると共に前記トルク伝達ボールを収容するポケットを周方向に複数貫設した保持器を備えた固定式等速自在継手において、
前記内側継手部材の複数の案内溝のうち、少なくとも１つの案内溝の末端縁部に傾斜部又は段差部を設け、前記内側継手部材を前記保持器に組付ける際に、前記傾斜部又は段差部を設けた案内溝を保持器の入口部に跨がせた状態で、当該傾斜部又は段差部を設けた案内溝と反対側の内側継手部材の外球面と、前記保持器の入口部との間に、所定の隙間を確保したことを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項２】
前記傾斜部又は段差部を、前記内側継手部材の全部の案内溝の末端縁部に設け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】
前記傾斜部又は段差部を、前記内側継手部材の案内溝のジョイント奥側の末端縁部に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の固定式等速自在継手。
【請求項４】
前記傾斜部又は段差部を、前記内側継手部材の案内溝の末端縁部の少なくともトラック底部に設けたことを特徴とする請求項１から３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。
【０００３】
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がある。一般に固定式等速自在継手は、図１３に示すように、凹球面状内周面１ａ（以下、内球面という。）に軸方向に延びた案内溝１ｂを周方向等間隔に複数形成した外輪１と、凸球面状外球面２ａ（以下、外球面という。）に軸方向に延びた案内溝２ｂを周方向等間隔に複数形成した内輪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４ｃ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込むには、図１４に示すように、内輪２の案内溝２ｂを保持器４の入口部４ｄ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２ｄを保持器４のポケット４ｃ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（例えば、特許文献１，２参照）。また、内輪２の凸部２ｄを、保持器４のポケット４ｃに挿入しないで組み付ける方法もある（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特許第３６７８０２６号公報
【特許文献２】ＤＥ  １９５  １４  ８６８  Ｃ１
【特許文献３】特開平９−１７７８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図１４に示す内輪２の案内溝２ｂを保持器４の入口部４ｄに跨がせた状態では、案内溝２ｂは入口部４ｄに接近ないし接触している。詳しくは、図１４のＸ−Ｘ矢視断面図の図１５に示すように、案内溝２ｂのジョイント奥側の末端縁部１２ａが、入口部４ｄに接近ないし接触し、図１５において内輪２の上端面（外球面２ａ）と、入口部４ｄとの間には、ある程度隙間Ｓがある。
【０００６】
内輪と保持器との組付け性を向上させるためには、入口部４ｄの内径Ｄを拡大させ、この隙間Ｓを大きくすることが考えられる。しかし、入口部４ｄを拡大して、図１４の二点鎖線に示す入口部４ｄ´とすると、保持器４の入口部４ｄ´の厚さが減少し強度が低下する。また、保持器４の入口部４ｄ´の厚さが減少すると、保持器４の内球面４ｂの面積が減少する。この場合、継手が高作動角をとった状態では、内輪の外球面２ａと保持器４の内球面４ｂとの接触面積が減少するので、保持器４に過大な負荷がかかる虞がある。
【０００７】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、保持器の強度を確保しつつ、内輪と保持器との組付け性を向上させた固定式等速自在継手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案内溝を周方向等間隔に複数形成した外側継手部材と、外球面に軸方向に延びた案内溝を周方向等間隔に複数形成した内側継手部材と、両継手部材の各案内溝間に配置した複数のトルク伝達ボールと、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介在すると共に前記トルク伝達ボールを収容するポケットを周方向に複数貫設した保持器を備えた固定式等速自在継手において、前記内側継手部材の複数の案内溝のうち、少なくとも１つの案内溝の末端縁部に傾斜部又は段差部を設け、前記内側継手部材を前記保持器に組付ける際に、前記傾斜部又は段差部を設けた案内溝を保持器の入口部に跨がせた状態で、当該傾斜部又は段差部を設けた案内溝と反対側の内側継手部材の外球面と、前記保持器の入口部との間に、所定の隙間を確保したものである。
【０００９】
内側継手部材を保持器に組み込む際、傾斜部又は段差部を設けた内側継手部材の案内溝を、保持器の入口部に跨がせる（図１０参照）。このとき、本発明に係る内側継手部材は、その案内溝（図１２で示す一点鎖線）を、従来の内側継手部材の案内溝（図１２で示す二点鎖線）よりも、全体的に入口部へ近づけて配置することができる。これにより、傾斜部又は段差部を設けた案内溝と反対側の内側継手部材の外球面と、保持器の入口部との間の所定の隙間を広く確保することができる（図１１参照）。
【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、前記傾斜部又は段差部を、前記内側継手部材の全部の案内溝の末端縁部に設けたものである。
【００１１】
内側継手部材の全ての案内溝の末端縁部に傾斜部又は段差部を設けているので、内側継手部材の複数の案内溝のうち、任意に選択した案内溝を、保持器の入口部に跨がせれば、その案内溝と反対側の内側継手部材の外球面と、保持器の入口部との間の所定の隙間を広く確保して、組み付けることができる。すなわち、内側継手部材と保持器の組付けを行う作業者が、組付け時に、案内溝に傾斜部又は段差部が設けられているか否かを確認する必要がなく、組付け性を向上させることができる。また、傾斜部又は段差部の無い従来の内側継手部材に比べ、軽量化が図れる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の固定式等速自在継手において、前記傾斜部又は段差部を、前記内側継手部材の案内溝のジョイント奥側の末端縁部に設けたものである。
【００１３】
内側継手部材の案内溝のジョイント奥側の末端縁部は、上記のように保持器に組み付ける際に入口部に干渉し易い箇所である。この入口部と干渉し易い内側継手部材の箇所に、傾斜部又は段差部を設けることで、入口部と干渉しにくくなる。これにより、組付け時に、傾斜部又は段差部を設けた案内溝を、従来の内側継手部材の案内溝よりも、全体的に入口部へ近づけて配置することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手において、前記傾斜部又は段差部を、前記内側継手部材の案内溝の末端縁部の少なくともトラック底部に設けたものである。
【００１５】
組付け時に、内側継手部材の案内溝を保持器に跨がせた場合、内側継手部材の案内溝のトラック底部（通常は周方向中間部）又はトラック底部を含むその近傍を、保持器の入口部に接近ないし接触させる。つまり、保持器の入口部と干渉し易い内側継手部材の箇所に、傾斜部又は段差部を設けることで、入口部と干渉しにくくなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の固定式等速自在継手によれば、組付け時に、内側継手部材の案内溝と保持器の入口部とが干渉しにくくなるので、組付け性を向上させ得る。また、保持器の入口部の内径を小さくしても、保持器に内側継手部材を組み込むことができる。従って、保持器の入口部を厚く形成することができ、保持器の強度向上を図り得る。さらに、保持器の入口部の内径を小さく形成するのに伴い、保持器の内球面も増大するので、高作動角時の内側継手部材の外球面との接触面積を大きくして耐久性を向上させることが可能である。これにより、継手の高作動角、高トルク負荷時において、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】
【００１７】
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１３は従来の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。
【００１８】
本発明の固定式等速自在継手は、図１３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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。各案内溝２ｂは内輪２の軸方向に切り通して両端にて開口している。また、内輪２には、シャフト５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２ｃが形成されている。
【００２１】
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。
【００２２】
各ボール３は、保持器４の周方向に配設したポケット４ｃ内に収容されている。ボール３の数、内外輪１，２の各案内溝１ｂ，２ｂの数は任意であるが、例を挙げると６個あるいは８個である。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４ａにて外輪１の内球面１ａと接し、保持器４の内球面４ｂにて内輪２の外球面２ａと接する。
【００２３】
この実施の形態では、外輪１の案内溝１ｂは円弧部分８と直線部分９とからなり、円弧部分８はマウス部６の奥側、つまり反開口端側に位置し、直線部分９はマウス部６の開口端側に位置する。円弧部分８はマウス部６の奥側へ縮径して形成され、直線部分９は軸線と平行に形成されている。
【００２４】
同様に、内輪２の案内溝２ｂは円弧部分１０と直線部分１１とからなり、円弧部分１０は外輪１のマウス部６の開口端側に位置し、直線部分１１はマウス部６の奥側に位置する。円弧部分１０はマウス部６の開口端側へ縮径して形成され、直線部分１１は軸線と平行に形成されている。
【００２５】
この固定式等速自在継手は、外輪１の案内溝１ｂと内輪２の案内溝２ｂを、それぞれ直線部分９，１１を有する形状としたことによって、高作動角をとることができるアンダーカットフリージョイント（ＵＪ）である。
【００２６】
図１〜図３は、それぞれ本発明の第１実施形態を示す。図１は第１実施形態の内輪の斜視図、図２は図１のＹ矢視図、図３（ａ）は図２のＺ−Ｚ断面図であって、（ｂ）（ｃ）は（ａ）の要部の他の実施形態とさらに別の実施形態を示す図面である。
【００２７】
図１、図２及び図３（ａ）に示すように、内輪２の複数ある（この場合６つの）案内溝２ｂのうち、１つの案内溝１ｂに傾斜部１３を設けている。詳しくは、図３（ａ）に示すように、内輪２の案内溝２ｂは、内輪２の軸方向に切り通して形成されているので、両端に末端縁部１２ａ，１２ｂを有する。傾斜部１３は、その両末端縁部１２ａ，１２ｂのうち、案内溝２ｂの直線部分１１側の末端縁部１２ａに設けてある。言い換えれば、傾斜部１３は、案内溝２ｂのマウス底側（ジョイント奥側）の末端縁部１２ａに設けてある。
【００２８】
傾斜部１３は、末端縁部１２ａの全域に渡って設けられ、軸方向外側に臨んでテーパ状に縮径して形成されている。傾斜部１３の断面形状は、図３（ｂ）に示すような凹曲面状、又は、図３（ｃ）に示すような凸曲面状であってもよい。また、傾斜部の代わりに段差部としてもよい（図示省略）。
【００２９】
図４〜図６は本発明の第２実施形態を示す。図４は第２実施形態の内輪の斜視図、図５は図４のＹ矢視図、図６は図５のＺ−Ｚ断面図である。第２実施形態では、内輪２の全て（６つ）の案内溝２ｂに傾斜部１３が設けてある。この場合も、第１実施形態と同様に、傾斜部１３は案内溝２ｂの直線部分１１側の末端縁部１２ａ全域に設けてある。
【００３０】
図７〜図９は本発明の第３実施形態を示す。図７は第３実施形態の内輪の斜視図、図８は図７のＹ矢視図、図９は図８のＺ−Ｚ断面図である。第３実施形態では、内輪２の１つの案内溝２ｂに傾斜部１３が設けられ、傾斜部１３は案内溝２ｂの直線部分１１側の末端縁部１２ａの一部に設けてある。詳しくは、図８に示すように、傾斜部１３は、末端縁部１２ａの中間のトラック底部１４から両側へ次第に小さく形成されている。また、傾斜部１３は、末端縁部１２ａの少なくともトラック底部１４ないしトラック底部１４を含むその近傍に設ければよい。ただし、傾斜部１３に応力集中が生じないように、傾斜部１３をなだらかに形成することが望ましい。
【００３１】
以下、本発明の保持器に内輪を組み付ける方法について説明する。
図２に示す第１実施形態の内輪を保持器に組み付ける場合は、まず、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、図１０に示すように、傾斜部１３を設けた案内溝２ｂを保持器４の入口部４ｄに跨がせる。その跨がせた案内溝２ｂを中心として内輪２を矢印Ａ方向に回転させて、内輪２の案内溝２ｂ相互間の凸部２ｄを保持器４のポケット４ｃ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。
【００３２】
傾斜部１３を形成した内輪２の案内溝２ｂを、保持器４の入口部４ｄに跨がせた状態では、図１０のＸ−Ｘ矢視断面図の図１１に示すように、傾斜部１３が入口部４ｄに接近ないし接触している。また、図１１において内輪２の上端面（外球面２ａ）と、入口部４ｄとの間には、隙間Ｓ´を有する。
【００３３】
図１１に示す本発明の内輪２と、図１５に示す従来の内輪２とが、傾斜部１３の有無以外は、同形状・同サイズであって、図１１の保持器４と、図１５の保持器４も同形状・同サイズである場合、図１１の隙間Ｓ´は図１５の隙間Ｓよりも大きくなる。
【００３４】
すなわち、図１２に示すように、同図の一点鎖線で示す本発明の内輪の案内溝２ｂ1は、傾斜部１３を有しているので、同図の二点鎖線で示す従来の内輪の案内溝２ｂ2より下方に配置することができる。
【００３５】
このように、本発明の構造によれば、組付け時に、内輪２の外球面２ａと保持器４の入口部４ｄとの隙間Ｓ´を大きく確保することができるので（図１１参照）、組付け性を向上させることができる。また、隙間Ｓ´が大きくなった分だけ保持器４の入口部４ｄの内径Ｄを小さく形成することができる。これにより、保持器４の入口部４ｄを厚く形成することができ、保持器４の強度向上を図り得る。さらに、保持器４の入口部４ｄの内径Ｄを小さく形成するのに伴い、保持器４の内球面４ｂ（図１０参照）も増大するので、高作動角時の内輪２の外球面２ａとの接触面積を大きくすることができる。これにより、保持器４の耐久性を向上させることが可能である。
【００３６】
また、図４〜図６に示す第２実施形態の内輪と保持器の組付け方法は、内輪２の全ての案内溝２ｂに傾斜部１３が設けてあるので、任意に選択した案内溝２ｂを保持器４の入口部４ｄに跨がせ、その後、上述の第１実施形態と同様に組み付ければよい。図７〜図９に示す第３実施形態の内輪と保持器の組付け方法は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００３７】
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。上述のように１つの案内溝又は全部の案内溝に傾斜部を設ける場合に限らず、例えば、２つ又は３つの案内溝に傾斜部を設けてもよい。すなわち、内輪の複数の案内溝のうち、少なくとも１つの案内溝に傾斜部を設ければよい。また、内輪の案内溝の断面形状は、直線部分を有さず円弧部分のみのもの、あるいはテーパ状の直線部分を有するものなど、様々な形状を採用することができる。また、内輪の案内溝のジョイント奥側の末端縁部と、小端側の末端縁部とが、それぞれの外径寸法においてあまり差がない場合は、両方の末端縁部に傾斜部を設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の固定式等速自在継手に係る第１実施形態の内輪を示す斜視図である。
【図２】図１のＹ矢視図である。
【図３】（ａ）は図２のＺ−Ｚ断面図、（ｂ）は傾斜部の他の実施形態を示す要部断面図、（ｃ）は傾斜部のさらに別の実施形態を示す要部断面図である。
【図４】本発明の固定式等速自在継手に係る第２実施形態の内輪を示す斜視図である。
【図５】図４の矢視図である。
【図６】図５のＺ−Ｚ断面図である。
【図７】本発明の固定式等速自在継手に係る第３実施形態の内輪を示す斜視図である。
【図８】図７のＹ矢視図である。
【図９】図８のＺ−Ｚ断面図である。
【図１０】本発明の内輪を保持器に組み付ける様子を示す一部破断図である。
【図１１】図１０のＸ−Ｘ矢視断面図である。
【図１２】本発明の内輪と従来の内輪との組み付ける様子を重ね合わせて示す説明用の比較図である。
【図１３】従来の固定式等速自在継手の一例を示す断面図である。
【図１４】従来の内輪を保持器に組み付ける様子を示す一部破断図である。
【図１５】図１４のＸ−Ｘ矢視断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１      外輪
１ａ    内球面
１ｂ    案内溝
２      内輪
２ａ    外球面
２ｂ    案内溝
３      ボール
４      保持器
４ｄ    入口部
１２ａ  末端縁部
１３    傾斜部
１４    トラック底部
Ｓ´    隙間
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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