(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。【解決手段】内側継手部材２の複数の案内溝２ｂの相互間の凸部２ｄのうち、少なくとも１つの凸部２ｄの末端側部に切欠き１３ａ，１３ａを設け、内側継手部材２を保持器４に組付ける際に、案内溝２ｂを保持器４の入口部４ｄに跨がせた状態で、この跨がせた案内溝２ｂと反対側の内側継手部材２の凸部２ｄの切欠き１３ａ，１３ａと、保持器４の入口部４ｄとの間に、所定の隙間を確保したものである。【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介在してトルクを伝達する複数のボールと、上記外側継手部材の内球面と上記内側継手部材の外球面との間に介在すると共に上記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、
上記内側継手部材の複数の案内溝相互間に位置する外球面を含む複数の凸部のうち、少なくとも１つの凸部の末端側部に切欠きを設け、上記内側継手部材を上記保持器に組付ける際に、上記案内溝を保持器の入口部に跨がせた状態で、当該凸部の切欠きの表面と上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】
請求項１に記載の固定式等速自在継手において、
上記切欠きは、傾斜部、凹部又は段差部で形成されていることを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の固定式等速自在継手において、
上記切欠きを、上記内側継手部材の凸部の両側の末端側部に設けたことを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の固定式等速自在継手において、
上記切欠きを、上記内側継手部材の全部の凸部の末端側部に設けたことを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の固定式等速自在継手において、
上記切欠きを、上記内側継手部材の凸部の少なくとも小端側の末端側部に設けたことを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項６】
請求項１乃至５のうちのいずれか１つに記載の固定式等速自在継手において、
上記外側継手部材の案内溝、内側継手部材の案内溝及びボールの個数は、５個から８個までのいずれかであることを特徴とする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７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８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２】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８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、跨がせた案内溝２ｂと径方向の反対側の凸部２ｄが、入口部４ｄに接近又は接触している。詳しくは、図８のＢ’−Ｂ’矢視断面図である図９に示すように、凸部２ｄの小端側の末端部１２ａが、入口部４ｄに接近又は接触している。
【０００６】
内輪と保持器との組付け性を向上させるためには、保持器４の入口部４ｄの内径Ｄを拡大させ、この保持器４の入口部４ｄと内輪２の末端部１２ａとの隙間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８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】
内輪と保持器との組付け性を向上させる他の構成としては、保持器の入口部４ｄの内径Ｄは拡大しない一方、図１０に示すように、内輪２の凸部の末端部１２ａに傾斜面１１３を設けて内輪２の小端側の径を縮小する。これにより、保持器４の入口部４ｄと内輪２の末端部１２ａとの隙間を大きくすることが考えられる。しかし、内輪２の末端部１２ａに傾斜面１１３を設けると、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との接触面積が大幅に減少するので、保持器４に過大な負荷がかかる虞がある。
【０００８】
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】
【０００９】
請求項１の発明の固定式等速自在継手は、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介在してトルクを伝達する複数のボールと、上記外側継手部材の内球面と上記内側継手部材の外球面との間に介在すると共に上記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、上記内側継手部材の複数の案内溝相互間に位置する外球面を含む複数の凸部のうち、少なくとも１つの凸部の末端側部に切欠きを設け、上記内側継手部材を上記保持器に組付ける際に、上記案内溝を保持器の入口部に跨がせた状態で、当該凸部の切欠きの表面と上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。
【００１０】
上記構成によれば、内側継手部材を保持器に組み込む際、内側継手部材の案内溝を保持器の入口部に跨がせ、跨がせた案内溝を中心に内側継手部材を保持器の内側に向けて回転させる。このとき、跨がせた案内溝と径方向の反対側に位置する凸部の末端側部に切欠きが設けられていることにより、この切欠きの表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。したがって、内側継手部材と保持器との組み付け性が向上する。
【００１１】
また、上記切欠きは凸部の末端側部に設けられているので、凸部の末端部には、切欠きが形成された部分以外の部分に、縁まで外球面が延在している。したがって、継手が高作動角をとった状態においても、内側継手部材の外球面と保持器の内球面との接触面積が確保される。その結果、内側継手部材と保持器との接触面積の大幅な減少により過大な負荷がかかる不都合を防止できる。
【００１２】
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、上記切欠きは、傾斜部、凹部又は段差部で形成されている。
【００１３】
上記実施形態によれば、内側継手部材の凸部の末端側部に形成する切欠きとして、傾斜部、凹部及び段差部のうちの所望の形態を選択して形成することができる。
【００１４】
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、上記切欠きを、上記内側継手部材の凸部の両側の末端側部に設けたものである。
【００１５】
上記実施形態によれば、内側継手部材を保持器に組み込む際、内側継手部材の案内溝を保持器の入口部に跨がせるとき、切欠きが設けられた凸部の両側部のうち、任意に選択した側部を保持器の内側に向けることができる。したがって、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、凸部のいずれの側部に切欠きが設けられている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、凸部の一方の側部に切欠きが設けられた内側継手部材に比べ、軽量化を図ることができる。
【００１６】
請求項４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、上記切欠きを、上記内側継手部材の全部の凸部の末端側部に設けたものである。
【００１７】
上記実施形態によれば、内側継手部材を保持器に組み込む際、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ることができる。したがって、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、いずれの凸部に切欠きが設けられている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、１つの凸部に切欠きが設けられた内側継手部材に比べ、軽量化を図ることができる。
【００１８】
請求項５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、上記切欠きを、上記内側継手部材の凸部の少なくとも小端側の末端側部に設けたものである。
【００１９】
上記実施形態によれば、内側継手部材の凸部の小端側の末端側部は、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、切欠きを設けることで、入口部と干渉しにくくなる。これにより、組付け時に、切欠きを設けた凸部の入口部に対するクリアランスを、図９に示した従来の内側継手部材の凸部よりも大きくして、組み付け性を向上させることができる。
【００２０】
請求項６の発明の固定式等速自在継手は、請求項１乃至５のうちのいずれか１つに記載の固定式等速自在継手において、上記外側継手部材の案内溝、内側継手部材の案内溝及びボールの個数は、５個から８個までのいずれかである。
【００２１】
上記実施形態によれば、５個から８個までのいずれかのボールによって回転トルクが伝達される固定式等速自在継手等速自在継手について、内側継手部材の保持器への組付け性の向上と、保持器の強度の向上を行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の固定式等速自在継手によれば、組付け時に、内側継手部材の凸部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。また、内側継手部材の外球面が末端の縁まで延在するので、高作動角時の保持器の内球面との接触面積を大きくして保持器の強度及び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】
【００２３】
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７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。
【００２４】
本発明の固定式等速自在継手は、図７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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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５個から８個までのいずれかであり、好ましくは６又は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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
図１乃至３は、本発明の実施形態を示す。図１は実施形態の内輪の斜視図、図２（ａ）は図１のＸ矢視図、図２（ｂ）は図１のＹ矢視図である。図３は図２（ｂ）のＺ−Ｚ断面図である。
【００３３】
図１乃至３に示すように、本実施形態の内輪２には、６つの案内溝２ｂの相互間に外球面を含む凸部２ｄが位置しており、全ての凸部２ｄの両側の末端側部に、切欠き１３ａ，１３ａが夫々形成されている。詳しくは、内輪２の凸部２ｄは、内輪２の軸方向に切り通した案内溝２ｂ，２ｂの間に形成されているので、両端に末端部１２ａ，１２ｂを有する。その両末端部１２ａ，１２ｂのうち、案内溝２ｂの円弧部分１１側の末端部１２ａに、切欠き１３ａ，１３ａが形成されている。言い換えれば、切欠き１３ａ，１３ａは、凸部２ｄの小端側の末端部１２ａに設けてある。
【００３４】
切欠き１３ａ，１３ａは、球状表面を有する凹部で形成されており、外球面２ａ、案内溝２ｂ及び端面のいずれにおいても、円弧状の境界線をなしている。なお、切欠き１３ａ，１３ａは、凹部で形成する以外に、外球面２ａに対して傾斜した平面の傾斜部で形成してもよく、あるいは、複数の平面を有する段差部で形成してもよい。
【００３５】
凸部２ｄの切欠き１３ａ，１３ａの相互間部分には外球面２ａが残存しており、この外球面２ａは、凸部２ｄの末端縁まで延在している。切欠き１３ａ，１３ａは、内輪２の製造において、鍛造や切削によって作成される。
【００３６】
以下、本実施形態の内輪２を保持器４に組み付ける方法について説明する。
内輪２を保持器４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４に示すように、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。
【００３７】
内輪２を矢印Ａ方向に回転させて、切欠き１３ａ，１３ａを形成した内輪２の凸部２ｄを保持器４のポケット４ｃに挿入する際、図４のＢ−Ｂ矢視断面図である図５に示すように、末端部１２ａの側部が入口部４ｄに接近する。ここで、図５に示す本実施形態の内輪２と、図９に示す従来の内輪２とが、切欠き１３ａ，１３ａの有無以外は同形状・同サイズであって、図５の保持器４と、図９の保持器４も同形状・同サイズであるとする。この場合、凸部２ｄの末端側部には、切欠き１３ａ，１３ａが設けられているので、図５の凸部２ｄと入口部４ｄの隙間は図９の隙間よりも大きくなる。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、組付け時に、内輪２の凸部２ｄと保持器４の入口部４ｄとの隙間を大きく確保することができるので、組付け性を向上させることができる。また、隙間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も増大するので、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。また、切欠き１３ａ，１３ａは凸部２ｄの末端側部に設けられているので、凸部２ｄの末端部１２ａには、側部以外の部分の末端の縁まで外球面２ａが延在する。したがって、高作動角時においても、内輪２と保持器４との接触面積を確保することができる。
【００３９】
図６（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の図２（ａ）及び（ｂ）と同じ方向から従来の内輪２を観察した様子を示す図である。すなわち、図６（ａ）は、従来の内輪２を示す図１０のＸ矢視図であり、図６（ｂ）は図１０のＹ矢視図である。図２（ａ）及び図６（ａ）には、継手中心Ｏの軸直角断面よりも外輪１の開口側の外球面に、ハッチングを施している。このハッチングを施した外球面が、継手が高作動角をなしたときに外輪１の奥側で保持器４の内球面と接触する面である。外輪１の奥側において、保持器４の内球面との接触面積が最も小さくなる。低作動角の場合は、ハッチングの無い外球面で保持器と接触するが、高作動角の場合には、ハッチングを施した外球面も接触する。そのため、ハッチングを施した外球面の面積を大きくする必要がある。図６（ａ）及び（ｂ）と、図２（ａ）及び（ｂ）とから明らかなように、従来のように凸部２ｄの末端部１２ａに傾斜面１１３を設けた場合よりも、本実施形態の凸部２ｄの末端側部に切欠き１３ａ，１３ａを設けるほうが、高作動角時に保持器４の内球面と接触する外球面２ａの面積が大きい。したがって、高作動角時においても内輪２の外球面２ａとの接触面積を確保できるので、接触面圧の大幅な増大を防止して、保持器４の強度及び耐久性を向上させることが可能である。
【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。上述のように全部の凸部に切欠きを設ける場合に限らず、少なくとも１つの凸部に切欠き部を設けてもよい。また、凸部の末端部には、両側部に切欠きを設けなくてもよく、一方の側部に切欠きを設けてもよい。また、内輪の案内溝の大端側の末端部と、小端側の末端部とが、それぞれの外径寸法においてあまり差がない場合は、両方の末端部の側部に切欠きを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の固定式等速自在継手に係る実施形態の内輪を示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は図１のＸ矢視図であり、図２（ｂ）は図１のＹ矢視図である。
【図３】図２（ｂ）のＺ−Ｚ断面図である。
【図４】本発明の実施形態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５】図４のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図６】従来の内輪を、図２（ａ）及び（ｂ）と同じ方向から観察した様子を示す図であって、図６（ａ）は図１０のＸ矢視図であり、図６（ｂ）は図１０のＹ矢視図である。
【図７】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８】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９】図８のＢ’−Ｂ’矢視断面図である。
【図１０】従来の固定式等速自在継手の内輪の一例を示す斜視図である。
【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
２ｄ    凸部
３      ボール
４      保持器
４ｄ    入口部
１２ａ  末端部
１３ａ  切欠き
【図１】
2008267533.tif 000003
【図２】
2008267533.tif 000004
【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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