(57)【要約】【課題】  保持器のアウトボード側での接触摩耗等に対する過剰品質を回避して無駄を無くした上で、インボード側でのトルク伝達ボールの押圧力に対する強度の向上を図る。【解決手段】  駆動力をホイールに伝達するドライブアクスルのアウトボード側に配設される等速自在継手１であって、球面状の内周面２ａに複数の案内溝３を有する外側継手部材２と、球面状の外周面４ａに複数の案内溝５を有する内側継手部材４と、両継手部材２、４の対向する案内溝３、５により形成される複数のボールトラックにそれぞれ配されたトルク伝達ボール６と、両継手部材２、４の相互間に介在し且つトルク伝達ボール６をそれぞれポケット７に収納保持する保持器８とを備え、保持器８のアウトボード側の端部に、内側継手部材４を挿脱させる開口部８ｘを形成し、インボード側の端部に、アウトボード側の開口部８ｘよりも小径の開口部８ｙを形成する。【選択図】図１
2005337303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力をホイールに伝達するドライブアクスルのアウトボード側に配設され、球面状の内周面に複数の案内溝を有する外側継手部材と、球面状の外周面に複数の案内溝を有する内側継手部材と、上記両継手部材の対向する案内溝により形成される複数のボールトラックにそれぞれ配されたトルク伝達ボールと、上記両継手部材の相互間に介在し且つ上記トルク伝達ボールをそれぞれ複数の窓形のポケットに収納保持する保持器とを備えた等速自在継手において、
上記保持器のアウトボード側の端部に、上記内側継手部材を挿脱させる開口部を形成し、インボード側の端部に、上記アウトボード側の開口部よりも小径の開口部を形成したことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
上記保持器の外周面は、略全域が球面とされると共に、その内周面は、軸方向中央領域の球面に連続する面が、アウトボード側では円筒面とされ、インボード側では球面とされていることを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
作動角が０°の状態で、上記保持器のインボード側の端部が、上記外側継手部材のインボード側の端部から突出していることを特徴とする請求項１または２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
上記保持器の複数の窓形のポケットが、全て同一の大きさに形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の等速自在継手。
【請求項５】
アンダーカットフリー型であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の等速自在継手。
【請求項６】
不整地走行用の鞍乗り型車両に装備されることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速自在継手に係り、特に駆動力をホイールに伝達するドライブアクスルのアウトボード側に配設される等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、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なわれている。この種の動力伝達経路を備えた車両の一例として、バルーンタイヤを装備して荒地や砂浜などを自在に走破可能な不整地走行用の四輪または三輪の鞍乗り型車両である所謂ＡＴＶが広く知られるに至っている。
【０００３】
これらの各種車両の動力伝達装置を、上記ＡＴＶを代表例として説明すると、図３に概念的に示すように、エンジン２１の動力は、内部の変速機構を経てフロント側およびリヤ側の出力軸から出力され、チェーンまたはプロペラシャフト等の動力伝達手段２２、２３を介してフロント側とリヤ側のディファレンシャル２４、２５にそれぞれ入力される。そして、ディファレンシャル２４、２５に入力されたエンジン動力は、ディファレンシャル２４、２５の機構によって減速され、さらに直角方向の回転動力に変換され、左右のドライブアクスル２６、２７を介してホイール２８、２９に伝達される。同図に示す例では、フロント側ドライブアクスル２６とディファレンシャル２４との連結部Ａ、およびホイール２８との連結部Ｂにそれぞれ等速自在継手を用いている。尚、リヤ側ドライブアクスル２７とディファレンシャル２５との連結部Ｃ、およびホイール２９との連結部Ｄにそれぞれ等速自在継手を用いる場合もある。
【０００４】
図４は、フロント側のドライブアクスル２６を示している。コーナリング走行時や不整地走行時等におけるホイール２８の動きに追随して、ドライブアクスル２６が角度変位および軸方向変位できるように、ドライブアクスル２６の連結には、摺動式等速自在継手（二軸間の角度変位及び軸方向変位を許容する等速自在継手）３０と、固定式等速自在継手（二軸間の角度変位を許容する等速自在継手）３１とが一対として使用される。同図に示す例では、ドライブアクスル２６の一端（インボード側）を摺動式等速自在継手（ダブルオフセット型等速自在継手、以下、「ＤＯＪ」と称する）３０を介してディファレンシャル２４に連結し（連結部Ａ）、ドライブアクスル２６の他端（アウトボード側）を固定式等速自在継手（ツェッパー型等速自在継手：ボールフィックスドジョイント、以下、「ＢＪ」と称する）３１を介してホイール２８に連結している（連結部Ｂ）。
【０００５】
従来において、例えばＡＴＶの上記ＤＯＪやＢＪとしては、乗用車仕様のものを転用して使用することが高頻度で行なわれていたが、ＡＴＶのように小型で車幅が狭い車両では、軽量且つコンパクトで良好な作動性を有するドライブアクスルを使用することが好適である。このような要請に応じるべく、例えば下記の特許文献１によれば、インボード側及びアウトボード側の等速自在継手を介して駆動力をホイールに伝達するドライブアクスルにおいて、インボード側にダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）を、アウトボード側にアンダーカットフリー型等速自在継手（以下、「ＵＪ」と称する）を使用することが開示されている。
【０００６】
このドライブアクスルのアウトボード側に配設されるＵＪは、基本的には、図５に示すように、球面状の内周面１２ａに複数の案内溝１３が形成された外側継手部材１２と、球面状の外周面１４ａに複数の案内溝１５が形成された内側継手部材１４と、これらの両継手部材１２、１４の対向する案内溝１３、１５により形成されるボールトラックに配された複数のトルク伝達ボール１６と、これらの両継手部材１２、１４の相互間に介在され且つ複数のトルク伝達ボール１６を保持するポケット１７が形成された保持器１８とを備える。この保持器１８の内部には、内側継手部材１４が組み込まれる関係上、その一方側の端部には、内側継手部材１４を挿脱するための相対的に大径の開口部１８ｘが形成されると共に、その他方側の端部には、内側継手部材４が挿脱不能な相対的に小径の開口部１８ｙが形成される。
【０００７】
この場合、保持器１８を組み込む方向性は、トルク負荷時に接触するアウトボード側（同図左側）の内側継手部材１４と保持器１８との接触面の面積を大きく確保することにより、その接触面圧を小さくして、接触面の摩耗や損傷更には発熱等を抑制したいという要請から、同図にも示すように、大径の開口部１８ｘがインボード側（同図右側）の端部となるように設定されていた。詳述すると、外側継手部材１２、保持器１８及び内側継手部材１４の組み付け性や発熱による耐久性低下等を考慮すれば、保持器１８のインボード側の端部に大径の開口部１８ｘを位置させるのが有利であること等から、内側継手部材１４及び外側継手部材１２に対する保持器１８の接触面積（特に内側継手部材１４に対する保持器１８の接触面積）は、アウトボード側で大きくされるのが通例であり、このような事項を勘案して、保持器８の組み込み方向は上記のように設定されていた。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−９７０６３号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ＡＴＶのような車両は、乗用車のように長距離走行を行なうものではなく、しかも市場実績や保証期間等との兼ね合いから、等速自在継手（ＵＪ）の耐久性或いは寿命は、乗用車用の等速自在継手の約１／２で足りるが、それにも拘わらず乗用車仕様のままでは過剰品質の感がある。また、使用回転数についても、車速との兼ね合いから乗用車仕様の約１／２で足り、同様のことが言える。従って、上記の保持器１８の特に内側継手部材１４に対する接触面積は、アウトボード側で乗用車用程度まで大きくしなくても、充分な耐久性が得られることから、上述のような保持器１８の接触状態とすることについても、過剰品質の感がある。
【００１０】
これに対して、保持器１８のインボード側では、トルク伝達ボール１６からの力を常に受けており、換言すれば、トルク伝達ボール１６がインボード側に飛び出ようとする力を保持器１８のインボード側端部周辺で食い止めているため、この保持器１８のインボード側端部周辺には、トルク伝達ボール１６から大きな押圧力が作用することになる。それにも拘わらず、上述のように保持器１８の大径の開口部１８ｘをインボード側の端部に位置させていたのでは、保持器１８のインボード側端部周辺の肉部が少ないことに起因して強度不足を招き、保持器１８の損傷或いは破損を引き起こす要因となる。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、保持器のアウトボード側での接触摩耗等に対する過剰品質を回避して無駄を無くした上で、インボード側でのトルク伝達ボールの押圧力に対する強度の向上を図ることを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記技術的課題を解決するためになされた本発明は、駆動力をホイールに伝達するドライブアクスルのアウトボード側に配設され、球面状の内周面に複数の案内溝を有する外側継手部材と、球面状の外周面に複数の案内溝を有する内側継手部材と、上記両継手部材の対向する案内溝により形成される複数のボールトラックにそれぞれ配されたトルク伝達ボールと、上記両継手部材の相互間に介在し且つ上記トルク伝達ボールをそれぞれ複数の窓形のポケットに収納保持する保持器とを備えた等速自在継手において、上記保持器のアウトボード側の端部に、上記内側継手部材を挿脱させる開口部を形成し、インボード側の端部に、上記アウトボード側の開口部よりも小径の開口部を形成したことを特徴とするものである。
【００１３】
このような構成によれば、トルクが負荷された場合には、外側継手部材と保持器とはインボード側の球面部が接触し、内側継手部材と保持器とはアウトボード側の球面部が接触することになるが、このような場合であっても、上記技術的手段によれば、以下に示すような作用効果を得ることができる。すなわち、保持器のアウトボード側の端部に、内側継手部材を挿脱させる相対的に大径の開口部を形成したから、保持器の内側継手部材に対する接触面積がアウトボード側で小さくなり、接触面圧が増大するものの、その接触面の摩耗等に対する耐久性が不当に低下しないようにする余地が残存していたことを考慮すれば、適度な耐久性を確保して保持器のアウトボード側における接触摩耗等に対する過剰品質を抑制することが可能となる。しかも、保持器のインボード側の端部に、アウトボード側の開口部よりも小径の開口部を形成したから、インボード側端部周辺の肉部を充分な量とすることができ、トルク伝達ボールの押圧力に対する強度を高めて、保持器の損傷や破損を回避することが可能となる。
【００１４】
上記構成において、保持器の外周面は、略全域が球面とされると共に、その内周面は、軸方向中央領域の球面に連続する面が、アウトボード側では円筒面とされ、インボード側では球面とされていることが好ましい。
【００１５】
このようにすれば、保持器のアウトボード側部位の内周面には、幅方向中央領域の球面に連続して円筒面が形成されていることになるので、アウトボード側端部における開口部の径を効率良く大きくできると共に、内側継手部材を円筒面を通じて無駄なく且つスムーズに保持器の内側に挿脱することが可能となる。また、保持器のインボード側部位の内周面には、幅方向中央領域の球面に連続して球面が形成されていることになるので、内側継手部材の球面状の外周面に沿う長い領域に亘って保持器の肉部を形成することができ、インボード側端部周辺の肉部を充分な量とすることが可能となる。
【００１６】
上記構成において、作動角が０°の状態で、保持器のインボード側の端部が、外側継手部材のインボード側の端部から突出していることが好ましい。
【００１７】
このようにすれば、保持器の幅方向寸法を相対的に長尺にできることから、保持器のポケットの幅方向両側に充分な幅の肉部を確保することができ、更なる保持器の強度向上を図ることが可能となる。
【００１８】
上記構成において、保持器の複数の窓形のポケットが、全て同一の大きさに形成されていることが好ましい。
【００１９】
すなわち、従来において、例えば内側継手部材を保持器の内部に組み込む際に、内側継手部材の隣り合う案内溝相互間の凸状部分を、保持器のポケットに挿入した状態でその組み込みを行なうという手法を採用していた場合には、凸状部分の挿入に供する特定のポケットを他のポケットよりも大きくせねばならない事態を招来していたが、そのような組み込み手法を採用しない場合には、全てのポケットを不当に大きくすることなく同一の大きさにすることができ、保持器の部分的な強度低下を防止することが可能となる。
【００２０】
上記構成において、等速自在継手は、アンダーカットフリー型であることが好ましい。
【００２１】
このようにすれば、等速自在継手ひいてはドライブアクスルの小型軽量化を図る上で極めて有利となる。
【００２２】
上記構成を備えた等速自在継手を有するドライブアクスルは、不整地走行用の鞍乗り型車両（ＡＴＶ）に装備されることが好ましい。
【００２３】
このようにすれば、特にＡＴＶで要求される効果、すなわち保持器のアウトボード側における接触摩耗等に対する過剰品質を抑制する効果、並びにインボード側端部周辺の強度を向上させる効果を、顕著に得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように本発明に係る等速自在継手によれば、保持器のアウトボード側については、適度な耐久性を確保して接触摩耗等に対する過剰品質を抑制することが可能となり、またインボード側については、トルク伝達ボールの押圧力に対する強度を高めて、保持器の損傷や破損を回避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】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、本発明の実施形態に係る等速自在継手は、既に図３に基づいて説明したドライブアクスル２６（２７）のアウトボード側に配設されるものであり、且つそのドライブアクスルは、既に図４に基づいて説明したフロント側（リヤ側でもよい）に配設されるものであるため、以下においては、等速自在継手及びその周辺部のみの説明を行なうこととする。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係るアンダーフリーカット型の等速自在継手１の作動角θが０°の時の状態を例示し、図２は、本発明の実施形態に係るアンダーフリーカット型の等速自在継手１の作動角θが最大作動角（例えば５０°）をとった時の状態を例示している。これらの各図に示すように、等速自在継手１は、球面状の内周面２ａに複数（６本または８本）の底部湾曲状の案内溝３が軸方向に形成された外側継手部材２（外輪）と、球面状の外周面４ａに複数（６本または８本）の底部湾曲状の案内溝５が軸方向に形成された内側継手部材４（内輪）と、両継手部材２、４の対向する案内溝３、５により形成される各ボールトラックにそれぞれ配された複数（６個または８個）のトルク伝達ボール６と、両継手部材２、４の相互間に介在し且つ各トルク伝達ボール６をそれぞれ複数の窓形のポケット７に収納保持する保持器８（ケージ）とを備える。そして、内側継手部材４の内周にセレーション等を介してドライブアクスルの中間軸９（図４参照）が結合されると共に、外側継手部材２のステム部２ｘにホイール側部材が結合される。
【００２７】
図１に示すように、外側継手部材２の案内溝３と内側継手部材４の案内溝５とから形成されるボールトラックは、インボード側（同図右側）が広く、アウトボード側（同図左側）に向かって漸次縮小した形状（くさび形状）を呈している。この場合、外側継手部材２の案内溝３のインボード側部位と、内側継手部材４の案内溝５のアウトボード側部位とには、それぞれ縦断面において溝底が直線状のストレート部２ｂ、４ｂが形成されており、このストレート部２ｂ、４ｂの存在により、最大作動角が、従来の乗用車用ＢＪの最大作動角（４６．５°）よりも大きい５０°に設定されている。
【００２８】
上記保持器８のアウトボード側の端部における開口部８ｘの径Ｄｘは、インボード側の端部における開口部８ｙの径Ｄｙよりも大きく設定され、アウトボード側の開口部８ｘを通じて内側継手部材４が保持器８の内部に挿脱される構成とされている。この場合、インボード側の開口部８ｙの径Ｄｙは、内側継手部材４が保持器８の内部に挿脱不能な程度に小さく設定されている。
【００２９】
詳述すると、保持器８の外周面８ａは、略全域（軸方向両端の面取り部を除く領域）が球面とされているのに対して、その内周面８ｂは、軸方向中央領域（ポケット７の軸方向幅と同等またはそれよりも僅かに広い領域）が球面８ｂ１とされ、この球面８ｂ１に連続する面は、アウトボード側では円筒面８ｂ２とされ、インボード側では球面８ｂ３とされている。この場合、アウトボード側の円筒面８ｂ２は、その端縁まで略同径で連続して延びているのに対して、インボード側の球面８ｂ３の更にインボード側には、上記アウトボード側の円筒面８ｂ２よりも小径で且つ軸方向幅の小さな円筒面８ｂ４が連続して形成されている。
【００３０】
従って、保持器８の肉厚は、軸方向中央領域からアウトボード側に向かって移行するに連れて漸次減少するのに対して、軸方向中央領域からインボード側に向かって所定寸法移行するまでの間は一定に維持されるか或いはケージオフセットに起因して漸次増大する。換言すれば、保持器８の軸方向中央領域よりもインボード側部位の平均肉厚は、アウトボード側部位の平均肉厚よりも大きくなるように設定されている。更に、保持器８の内周面８ｂと、内側継手部材４の外周面４ａとの接触面積は、インボード側よりもアウトボード側の方が狭くなるように設定されている。これに伴って、保持器８の内周面８ｂにおけるポケット７の軸方向両側と、内側継手部材４の外周面４ａとの接触面積は、アウトボード側が極めて狭いのに対して、インボード側はそれよりも広くなるように設定されている。
【００３１】
また、保持器８のインボード側の端部は、外側継手部材２のインボード側の端部から突出しており、これにより保持器８の軸方向幅は、相対的に長尺とされている。更に、保持器８の周方向に等間隔で形成されている複数のポケット７は、全てが同一の大きさ（軸方向幅及び周方向長さが同一）に設定されている。尚、図示しないが、外側継手部材２の球面状の内周面２ａの径、及び保持器８の内周側の球面８ｂの径は、それぞれ軸方向中央部よりも両端部が５〜１０μｍ程度小さくされているのに対して、保持器８の外周側の球面８ａの径、及び内側継手部材４の球面状の外周面４ａの径は、それぞれ軸方向中央部よりも両端部が５〜１０μｍ程度大きくされている。これにより、外側継手部材２の内周面２ａと保持器８の外球面８ａとは軸方向両端部から接触し、また保持器８の内球面８ｂと内側継手部材４の外周面４ａとについても軸方向両端部から接触している。従って、上記の接触している各球面は、２点接触となり、これに伴なって球面部の位置が安定する。
【００３２】
以上のような構成を備えた等速自在継手１によれば、トルクが負荷された場合には、外側継手部材２の内周面２ａと保持器８の外周面８ａとはインボード側で接触するのに対して、内側継手部材４の外周面４ａと保持器８の内周面８ｂとはアウトボード側で接触することになる。この場合において、保持器８のアウトボード側では、内側継手部材４に対する接触面積が小さくなり、接触面圧が増大する態様となるものの、その接触面の摩耗等に対する耐久性は、上述のような設定であれば、不当に低下するものではないことから、適度な耐久性を確保して保持器８のアウトボード側における接触摩耗等に対する過剰品質を抑制することが可能となる。
【００３３】
しかも、保持器８のインボード側には、アウトボード側と比較して充分な厚みの肉部が存在していることから、トルク伝達ボール６がインボード側に向かって飛び出そうとする力が保持器８のインボード側の肉部に作用しても、その押圧力に対する強度は充分なものとなり、保持器８の損傷や破損を効果的に回避することが可能となる。
【００３４】
尚、上記実施形態は、ＵＪに本発明を適用したものであるが、ＢＪについても同様に本発明を適用できるのはもとより、ＡＴＶ以外の車両用（例えば乗用車用）の等速自在継手についても同様に本発明を適用することが可能である。但し、ＡＴＶのように通常の乗用車用に必要な耐久性では過剰品質となる場合に適していると言うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態に係る等速自在継手が作動角０°の時の状態を示す要部縦断正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る等速自在継手が最大作動角（例えば５０°）をとった時の状態を示す要部縦断正面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る等速自在継手が装備される車両（例えばＡＴＶ）の動力伝達装置を示す概略平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る等速自在継手及び従来例に係る等速自在継手が一端に配設されるドライブアクスルを示す要部破断正面図である。
【図５】従来の等速自在継手を示す要部縦断正面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１    等速自在継手
２    外側継手部材
２ａ  外側継手部材の内周面
３    外側継手部材の案内溝
４    内側継手部材
４ａ  内側継手部材の外周面
５  内側継手部材の案内溝
６  トルク伝達ボール
７  ポケット
８  保持器
８ａ  保持器の外周面
８ｂ  保持器の内周面
８ｂ１  軸方向中央領域の球面
８ｂ２  円筒面
８ｂ３  インボード側の球面
８ｘ  保持器のアウトボード側の開口部
８ｙ  保持器のインボード側の開口部
【図１】
2005337303.tif 000003
【図２】
2005337303.tif 000004
【図３】
2005337303.tif 000005
【図４】
2005337303.tif 000006
【図５】
2005337303.tif 000007