(57)【要約】      （修正有）【課題】保持器外球面と外輪内球面との接触部位に十分な油膜を形成し潤滑性を向上させることで、発熱を抑制して継手の耐久性と作動性を向上させる。【解決手段】固定式等速自在継手の外輪１の内球面１ｃにおける保持器４と接触する部分に、環状の油溝１０、１１を形成したことを特徴とする。油溝１０、１１は楕円又は円形のものを多重同心状に形成する。【選択図】図１
2007270906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内球面に複数の案内溝を円周方向等間隔で軸方向に沿って形成したカップ状の外輪と、外球面に前記外輪の案内溝と対をなす複数の案内溝を円周方向等間隔で軸方向に沿って形成した内輪と、前記外輪の案内溝と内輪の案内溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、外輪の内球面と内輪の外球面との間に介在してボールをポケット穴に保持する保持器とを備えた固定式等速自在継手において、前記外輪の内球面における保持器と接触する部分に環状の油溝を形成したことを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項２】
環状の油溝を同心状に多重に形成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】
環状の油溝の幅を外周側油溝から内周側油溝にかけて順次細幅にしたことを特徴とする請求項２に記載の固定式等速自在継手。
【請求項４】
環状の油溝を円形又は楕円の多重同心状に形成したことを特徴とする請求項２に記載の固定式等速自在継手。
【請求項５】
環状の油溝の形成領域を、外輪内球面の案内溝相互間であって、かつ、保持器のポケット穴相互間の柱部の幅の範囲内に形成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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は固定式等速自在継手に係り、特に外輪と保持器との間の潤滑性を向上させた固定式等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定式等速自在継手は、図３のアンダーカットフリー型固定式等速自在継手に例示されるように、外輪１、内輪２、ボール３および保持器４で構成される。これら部品は相互組み付けを可能にするため部品間にある程度の隙間を設定している。一方、内外輪の対向する案内溝１ａ、２ａ間に配設されるボール３は、案内溝１ａ、２ａの挟み角によって図３の矢印にて示すように外輪開口１ｂ側に押される傾向がある。ボール３が外輪開口１ｂ側に押されるとボール３をポケット穴４ａ内に保持する保持器４も外輪開口１ｂ側に押される。従って、保持器外球面４ｂが、外輪１の内球面１ｃの鎖線Ｃで示す直径線よりも開口１ｂ側の領域と接触することとなる。
【０００３】
自動車のドライブシャフトに使用される固定式等速自在継手の多くは常用作動角が０°〜２０°の範囲内である。作動角が小さいほど保持器４を外輪開口１ｂ側に押す力が強い。このため、常用作動角では外輪１と保持器４とが大きな面圧で接触しつつ高速で摺動する。外輪１と保持器４の接触部での発熱等で潤滑油が無くなり油膜切れが起こると、金属同士が擦れて継手の耐久性が大きく低下する。
【０００４】
前述のように、継手作動時に保持器外球面４ｂと外輪内球面１ｃは外輪開口１ｂ側で接触するので、この接触部分の潤滑性を良好に維持する必要がある。特許文献１は保持器外球面４ｂや外輪内球面１ｃなどに多点ディンプル状又は複数筋状の油溜めを形成することを提案する。
【０００５】
しかし、保持器４や外輪１の球面に油溜めを加工すると、継手作動時に油溜めのエッジ部等に相手部材が引っ掛かり作動不良を引き起こす可能性がある。また筋状の油溜めはその端部が外輪の案内溝に開口するため（特許文献１第５図参照）、外輪内球面に保持器外球面が押し付けられると筋状油溜めとその周囲にある潤滑油が案内溝に押し流され、外輪内球面から潤滑油が流失する恐れがある。
【０００６】
多点ディンプル状の油溜めはこのような不都合がない反面、保持器外球面と外輪内球面との接触位置に存在するディンプルはごく僅かである。このため、保持器外球面と外輪内球面との間の接触摩擦により急激な温度上昇があると、接触面の少数のディンプル内の潤滑油の温度が急上昇し、潤滑油の特性劣化を引き起こして十分な潤滑作用が得られなくなる可能性がある。
【特許文献１】実開昭５８−１３２２２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、斯かる実情に鑑み、保持器外球面と外輪内球面との接触部位に十分な油膜を形成し潤滑性を向上させることで発熱を抑制して継手の耐久性と作動性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、請求項１の発明は、内球面に複数の案内溝を円周方向等間隔で軸方向に沿って形成したカップ状の外輪と、外球面に前記外輪の案内溝と対をなす複数の案内溝を円周方向等間隔で軸方向に沿って形成した内輪と、前記外輪の案内溝と内輪の案内溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、外輪の内球面と内輪の外球面との間に介在してボールをポケット穴に保持する保持器とを備えた固定式等速自在継手において、前記外輪の内球面における保持器と接触する部分に環状の油溝を形成したことを特徴とする。
【０００９】
外輪の内球面における保持器と接触する部分に環状の油溝を形成したので、この環状の油溝を保持器端面縁部が横切る際に油溝と保持器端面とが平行状態になることがない。従って、保持器のいわゆる引っ掛かり現象が防止される。また、環状の油溝内で潤滑油の循環流動が生じるから摺動面の放熱効率が向上する。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、環状の油溝を同心状に多重に形成したことを特徴とする。
【００１１】
環状の油溝を同心状多重に形成することにより保持器摺動範囲に対応した広範囲な潤滑領域を形成することができる。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、環状の油溝の幅を外周側油溝から内周側油溝にかけて順次細幅にしたことを特徴とする。
【００１３】
同心状の外側の油溝の幅すなわち外輪案内溝に近い側の油溝の幅を太くし、内側の油溝の幅を細くすることにより、外輪に対する保持器の摺動運動によって潤滑油が外側の油溝から内側の油溝に移動する傾向が生じる。この潤滑油の中心移動特性によって外輪と保持器の接触面で潤滑油量が安定的に保持され、良好な潤滑性が持続される。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項２の発明において、環状の油溝を円形又は楕円の多重同心状に形成したことを特徴とする。
【００１５】
円形又は楕円の油溝は、継手が作動角をとって保持器端面縁部が油溝を横切る際に保持器端面縁部と平行にならないから、保持器が油溝に引っ掛かって作動不良を引き起こす恐れがない。また、油溝内で潤滑油の循環が可能であるから放熱作用が向上する。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１の発明において、環状の油溝の形成領域を、外輪内球面の案内溝相互間であって、かつ、保持器のポケット穴相互間の柱部の幅の範囲内に形成したことを特徴とする。
【００１７】
これにより、環状の油溝が保持器の柱部で完全に覆われたいわゆる密閉状態となり、油溝内の潤滑油が溝外に流出する可能性を低減する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、外輪の内球面における保持器と接触する部分に環状の油溝を形成したので、当該環状の油溝を保持器端面縁部が横切る際に油溝と保持器端面とが平行状態になることがなく、保持器のいわゆる引っ掛かり現象が防止される。また、油溝が環状であるため油溝内での潤滑油の循環流動により外輪と保持器の摺動面の放熱作用が促進される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る固定式等速自在継手の実施の形態を図１と図２に基づき、また必要に応じて従来の固定式等速自在継手を示す図３を参照して説明する。以下の実施形態では、アンダーカットフリー型等速自在継手（ＵＪ）に適用した場合を例示するが、ツェッパ型等速自在継手（ＢＪ）にも適用可能である。また、この等速自在継手は、自動車のドライブシャフトあるいはプロペラシャフトのいずれにも適用可能である。
【００２０】
図１に示す固定式等速自在継手の外輪１は、内球面１ｃに複数の案内溝１ａを円周方向等間隔かつ軸方向に沿って外輪底部から開口１ｂに向けて形成する。外輪１の内球面１ｃは案内溝１ａが直線状に見えるように便宜上外輪底部側を周方向に拡張して図示する。固定式等速自在継手の外輪１以外は、従来の固定式等速自在継手と同じである。すなわち、固定式等速自在継手は図３のように、外球面２ｂに外輪１の案内溝１ａと対をなす複数の案内溝２ａを円周方向等間隔かつ軸方向に沿って形成した内輪２と、外輪１の案内溝１ａと内輪２の案内溝２ａ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の内球面１ｃと内輪２の外球面２ｂとの間に介在して各ボール３をポケット穴４ａ内に保持する保持器４とを備える。
【００２１】
前述した外輪１の案内溝１ａは、図３のように、外輪底部側に位置する円弧底１ａ１と、外輪開口１ｂ側に位置して軸方向と平行なストレート底１ａ２とで構成される。内輪２の案内溝２ａは、外輪開口１ｂ側に位置する円弧底２ａ１と、外輪底部側に位置して軸方向と平行なストレート底２ａ２とで構成される。
【００２２】
この等速自在継手は、大きな作動角を取り得る構造とするため、外輪１の案内溝１ａの円弧底１ａ１での曲率中心Ｏ１と内輪２の案内溝２ａの円弧底２ａ１での曲率中心Ｏ２とを、継手中心Ｏに対して等距離ｆだけ軸方向に逆向きにオフセットさせる。このように案内溝オフセットを設けたことにより、一対の案内溝１ａ、２ａにより、外輪１の底部側から開口側へ向けて径方向間隔が徐々に増加する楔状のボール案内溝が形成される。
【００２３】
この固定式等速自在継手は、従動軸と駆動軸間で角度変位を許容しながらトルク伝達が可能な構造となっている。すなわち、外輪１と内輪２に作動角が付与されると、保持器４のポケット穴４ａに収容されたボール３が任意作動角において当該作動角の二等分面内に維持され、これにより継手の等速性が確保される。
【００２４】
この実施形態の固定式等速自在継手は、図１（Ｃ）に示すように、外輪１の内球面１ｃに多重同心状の環状油溝１０が形成される。この環状油溝１０は図示例では五重の楕円を示す。楕円の数は１ないしそれ以上の任意の数でよい。楕円は図示例ではその短軸を継手軸方向に向けた形を示すが、９０°回転させて長軸が継手軸方向となる楕円としてもよい。環状油溝１０の中心は環状小楕円としてもよいが、図示例では小さい楕円の窪みとしている。環状油溝１０の継手軸線方向形成領域は、外輪内球面１ｃの直径線Ｃと外輪開口１ｂとの間の領域である。継手作動時はこの領域に保持器外球面４ｂが圧接する。環状油溝１０の継手周方向形成領域は、外輪案内溝１ａ相互間であって保持器柱部４ｃの幅Ｈ範囲内である。環状油溝１０は、外側の環状油溝を最大幅とし、内側にいくにつれて順次細幅とするのがよい。環状油溝１０の深さは特に制約はないが、例えば０．３〜０．５ｍｍの深さ範囲で形成してよい。
【００２５】
継手作動時、保持器４は外輪内球面１ｃに対してすりこぎ運動をする。そこで、環状油溝１０を保持器柱部４ｃの幅Ｈの範囲内かそれよりも幾分幅狭に形成しておくことで、保持器４の運動にかかわりなく環状油溝１０が保持器柱部４ｃで密閉される。これにより油溝１０内の潤滑油の流出が阻止され、保持器４と外輪との良好な潤滑性が維持される。良好な潤滑性維持は発熱抑制と継手耐久性向上に役立つ。
【００２６】
次に、本発明の他の実施形態を図２により説明する。図１では楕円の環状油溝１０を多重同心状で形成したが、この図２では円形の環状油溝１１を同心状で五重に形成する。環状油溝１１の中心は環状小円としてもよいが、図示例では小さい円の窪みとしている。その他は図１と同様である。潤滑性に関して楕円形油溝１０と円形油溝１１との間に実質的な差異はほとんどない。ただし、円形油溝１１は楕円油溝１０に比べて加工が若干容易である。
【００２７】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は上記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内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態の継手に使用する外輪の縦断面図、（Ｂ）は保持器の側面図、（Ｃ）は（Ａ）の環状油溝の拡大図である。
【図２】（Ａ）は本発明の第２実施形態の継手に使用する外輪の縦断面図、（Ｂ）は保持器の側面図、（Ｃ）は（Ａ）の環状油溝の拡大図である。
【図３】従来の固定式等速自在継手の縦断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１     外輪
１ａ   案内溝
１ａ１ 円弧底
１ａ２ ストレート底
１ｂ   開口
１ｃ   内球面
２     内輪
２ａ   案内溝
２ａ１ 円弧底
２ａ２ ストレート底
２ｂ   外球面
３     ボール
４     保持器
４ａ   ポケット穴
４ｂ   外球面
４ｃ   柱部
１０   楕円形油溝
１１   円形油溝
【図１】
2007270906.tif 000003
【図２】
2007270906.tif 000004
【図３】
2007270906.tif 000005