(57)【要約】      （修正有）【課題】アイドリング振動を低減可能な摺動式等速自在継手の内輪構造を提供すること。【解決手段】外側継手部材１０と、内側継手部材２０と、外側継手部材１０の案内溝１０ｂと内側継手部材２０の案内溝２０ｃとが協働して形成す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３０と、球面状の外径面４０ａと内径面４０ｂの各球面中心Ｏ１、Ｏ２がそれぞれポケット中心Ｏに対して軸方向反対側にオフセットされた保持器４０とを備えた摺動式等速自在継手において、前記内側継手部材２０を内周側と外周側の内外二部材２０−１、２０−２に分割し、前記内外二部材２０−１、２０−２の分割面に跨る所定深さを有し継手軸方向に延びる複数の溝部２４、２５を形成し、前記複数の溝部２４、２５に軸線が前記分割面を横断するように複数の円筒ころ３５を配置して前記二部材２０−１、２０−２の軸方向の相対変位をころの転動により許容するようにした。【選択図】図１
2007092817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の内径面に複数の案内溝を軸方向に形成した外側継手部材と、球面状の外径面に複数の案内溝を軸方向に形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝とが協働して形成す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、トルク伝達ボールを保持するポケット、外側継手部材の内径面に接触案内される球面状の外径面および内側継手部材の外径面に接触案内される球面状の内径面を有し、その球面状の外径面と内径面の各球面中心がそれぞれポケット中心に対して軸方向反対側にオフセットされた保持器とを備えた摺動式等速自在継手において、
前記内側継手部材を内周側と外周側の内外二部材に分割し、前記内外二部材の分割面に跨る所定深さを有し継手軸方向に延びる複数の溝部を形成し、前記複数の溝部に軸線が前記分割面を横断するように複数のころを配置して前記二部材の軸方向の相対変位をころの転動により許容するようにしたことを特徴とする摺動式等速自在継手。
【請求項２】
円筒状の内径面に複数の案内溝を軸方向に形成した外側継手部材と、中心穴にシャフトが嵌合するとともに球面状の外径面に複数の案内溝を軸方向に形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝とが協働して形成す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、トルク伝達ボールを保持するポケット、外側継手部材の内径面に接触案内される球面状の外径面および内側継手部材の外径面に接触案内される球面状の内径面を有し、その球面状の外径面と内径面の各球面中心がそれぞれポケット中心に対して軸方向反対側にオフセットされた保持器とを備えた摺動式等速自在継手において、
前記シャフトと内側継手部材の嵌合面に跨る所定深さを有し継手軸方向に延びる複数の溝部を形成し、前記複数の溝部に軸線が前記分割面を横断するように複数のころを配置して前記シャフトと内側継手部材の軸方向の相対変位をころの転動により許容するようにしたことを特徴とする摺動式等速自在継手。
【請求項３】
内側継手部材の球欠部間外径面に対応させて溝部を形成したことを特徴とする請求項１または２の摺動式等速自在継手。
【請求項４】
板状の保持器に並設された各ポケットにころを保持してなるフラットローラを前記溝部に配設したことを特徴とする請求項１から３のいずれかの摺動式等速自在継手。
【請求項５】
ボールトラックおよびトルク伝達ボールの数が、６又は８であることを特徴とする請求項１から４のいずれかの摺動式等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車のドライブシャフトなどに利用される摺動式等速自在継手に係り、特にアイドリング振動の低減に効果的な摺動式等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のドライブシャフトには、通常、インボード側に摺動式等速自在継手、アウトボード側に固定式等速自在継手が配設される。摺動式等速自在継手は、円筒状の内径面に複数の直線状案内溝を軸方向に形成した外側継手部材と、中心穴にシャフトが嵌合するとともに球面状の外径面に複数の直線状案内溝を軸方向に形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝とが協働して形成す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、トルク伝達ボールをボールに収容する保持器とで構成される。保持器の外周面は外側継手部材の内径面に接触案内される球面状の外径面とされる。保持器の内周面は内側継手部材の外径面に接触案内される球面状の内径面とされる。保持器の球面状の外径面と内径面の各球面中心は、それぞれポケット中心に対して軸方向反対側にオフセットされる。これにより、保持器は内外の継手部材が成す作動角の二分の一の角度に回動規制され、ボールが前記作動角の二等分面に配置されて継手の等速性が維持される。
【０００３】
ところで、自動車のアイドリング時、エンジンから発生する軸方向微小振動は、デフ出力軸から外側継手部材、ボール、保持器、内側継手部材、シャフトの順番に伝わる。外側継手部材とボール間はころがり接触であるが、ボール、保持器、内側継手部材は軸方向に相互拘束関係にある。このため、ボールと保持器、ボールと内側継手部材との間で大きな摩擦抵抗が生じ、ボールが自由に転がらない。そして、エンジンからの微小振動を吸収できなくなる為、振動が車体に伝わり、アイドリング振動が発生するおそれがある。
【０００４】
そこで、内側継手部材とシャフトの嵌合部位にスプライン及び６条のボール溝を設け、ボール溝に配した複数個のボールの転がりによって微小振幅であるアイドリング振動を吸収するようにした摺動式等速自在継手（特許文献１）や、内輪とシャフトの嵌合部位に３条のボール溝を設け、ボール溝に配した複数個のボールの転がりによってシャフトと内輪間をスライドさせるようにした摺動式等速自在継手（特許文献２）が提案されている。
【特許文献１】実公平２−２７６９７号公報
【特許文献２】実公平３−２２１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の構造では、非常に小さなボールを複数個使用するため、継手の組立て性や管理面で課題がある。特許文献２の構造では、前述の課題の他に、３条のボール溝であるため十分な継手強度を確保することが困難であると考えられる。
【０００６】
本発明の目的は、摺動式等速自在継手の内輪構造において、組立て性や管理面での不都合を来すことなく、更には、強度低下を招くことなく、アイドリング振動を低減できる内輪構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、請求項１の発明は、円筒状の内径面に複数の案内溝を軸方向に形成した外側継手部材と、球面状の外径面に複数の案内溝を軸方向に形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝とが協働して形成す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、トルク伝達ボールを保持するポケット、外側継手部材の内径面に接触案内される球面状の外径面および内側継手部材の外径面に接触案内される球面状の内径面を有し、その球面状の外径面と内径面の各球面中心がそれぞれポケット中心に対して軸方向反対側にオフセットされた保持器とを備えた摺動式等速自在継手において、前記内側継手部材を内周側と外周側の内外二部材に分割し、前記内外二部材の分割面に跨る所定深さを有し継手軸方向に延びる複数の溝部を形成し、前記複数の溝部に軸線が前記分割面を横断するように複数のころを配置して前記二部材の軸方向の相対変位をころの転動により許容するようにしたことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２の発明は、円筒状の内径面に複数の案内溝を軸方向に形成した外側継手部材と、中心穴にシャフトが嵌合するとともに球面状の外径面に複数の案内溝を軸方向に形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝とが協働して形成す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、トルク伝達ボールを保持するポケット、外側継手部材の内径面に接触案内される球面状の外径面および内側継手部材の外径面に接触案内される球面状の内径面を有し、その球面状の外径面と内径面の各球面中心がそれぞれポケット中心に対して軸方向反対側にオフセットされた保持器とを備えた摺動式等速自在継手において、前記シャフトと内側継手部材の嵌合面に跨る所定深さを有し継手軸方向に延びる複数の溝部を形成し、前記複数の溝部に軸線が前記分割面を横断するように複数のころを配置して前記シャフトと内側継手部材の軸方向の相対変位をころの転動により許容するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
外側継手部材からボールと保持器を介して内側継手部材まで伝わった軸方向振動は、請求項１の発明にあっては内側継手部材の外部材から内部材に向う途中で、請求項２の発明にあっては内側継手部材からシャフトに向う途中で、それぞれ、ころの転動により吸収される。このころは、溝部内にトルク伝達可能に配設されているので、継手のトルク伝達は従来と同様に行われる。
【００１０】
請求項３の発明は、内側継手部材の球欠部間外径面に対応させて溝部を形成したことを特徴とする。
球欠部間外径面は内側継手部材の最大径となる部分である。この部分に対応させて前記溝部を形成すれば、強度低下を招くことなくアイドリング振動を低減することができる。
【００１１】
請求項４の発明は、板状の保持器に並設された各ポケットにころを保持してなるフラットローラを前記溝部に配設したことを特徴とする。
フラットローラは取扱いが容易であり、組立て作業および管理面の両方で好都合である。
【００１２】
請求項５の発明は、ボールトラックおよびトルク伝達ボールの数が、６又は８であることを特徴とする。
本発明の摺動式等速自在継手ではボール数は任意の複数個でよく、継手強度が確保されるならば例えば８個でも６個でもよい。一般的には、６個よりも８個の方がボール径が小さくなるため、内側継手部材のボール案内溝が浅くてすみ、内側継手部材の中心穴とボール案内溝底部との間の肉厚を確保しやすいから強度的に有利である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、内側継手部材の内外二部材間にころを配設するか、あるいは、内側継手部材とシャフトとの間にころを配設するから、アイドリング時に外側継手部材から伝わったエンジンの軸方向振動をころによって吸収することができ、アイドリング振動を低減することができる。しかも、ころはボールに比べて接触面積が大きいから所定のトルク伝達に要する個数が少なくて済み、内側継手部材ないしシャフトの強度維持やコスト削減に有利なだけでなく、組立て作業と管理面でも好都合である。さらに、ころを配設する溝部を内側継手部材の球欠部間外径面に対応させて形成することにより、内側継手部材ないしシャフトの強度維持をより効果的に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に従って本発明の実施の形態を説明する。図１に示すように、本発明に係る摺動式等速自在継手は、円筒状の内径面１０ａに複数（図示例は８本）の直線状案内溝１０ｂを軸方向に形成した外側継手部材１０と、中心穴２０ａにシャフト５０が嵌合するとともに球面状の外径面２０ｂに複数（図示例は８本）の直線状案内溝２０ｃを軸方向に形成した内側継手部材２０と、外側継手部材１０の案内溝１０ｂと内側継手部材２０の案内溝２０ｃとが協働して形成す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３０と、トルク伝達ボール３０をポケット４２内に保持する保持器４０とで構成される。
【００１５】
保持器４０の外周面は外側継手部材１０の内径面１０ａに接触案内される半径Ｒ１の球面状の外径面４０ａとされる。保持器４０の内周面は内側継手部材２０の外径面２０ｂに接触案内される半径Ｒ２の球面状の内径面４０ｂとされる。保持器４０の球面状の外径面４０ａと内径面４０ｂの各球面中心Ｏ１、Ｏ２は、それぞれポケット中心Ｏに対して軸方向反対側にオフセットされる。これにより、保持器４０は内外継手部材が成す作動角の二分の一の角度に回動規制され、ボール３０が前記作動角の二等分面に配置されて継手の等速性が維持される。
【００１６】
内側継手部材２０は、図２および図３に示すように、内周側と外周側の内外二部材２０−１、２０−２に二分割される。分割面は円筒状であるが、二部材２０−１、２０−２の軸方向相対移動をできるだけ低摩擦で実現するために分割円筒面に隙間が形成される。内部材２０−１は一定肉厚の筒状を成し、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、中心穴２０ａにトルク伝達するシャフト５０を連結するためのスプライン２２が形成される。内側継手部材２０は、図１のようにシャフト５０の先端に嵌合されたスナップリング２９でシャフト５０からの飛出しが阻止される。内部材２０−１の外周面には、周方向８等分の位置に溝部２４が形成される。この溝部２４は半径方向に一定の深さＨと周方向に一定の幅Ｂで形成され、内部材２０−１の軸線方向に直線状に延在する。内部材２０−１の軸方向一端外周面に環状溝２６が形成され、この環状溝２６に図１のようにスナップリング２７が嵌合される。内部材２０−１の軸方向他端に内部材２０−１の外周面よりやや半径方向に突出したフランジ部２８が形成される。溝部２４は環状溝２６のある側で内部材２０−１の軸方向に開口し、フランジ部２８のある側でフランジ部２８によって閉塞されて終端する。スナップリング２７とフランジ部２８との間の間隔は、外部材２０−２の軸長よりもわずかに長い。これにより、スナップリング２７またはフランジ部２８の少なくともいずれか一方と外部材２０−２との間に隙間Ｃが形成される。この隙間Ｃによって二部材２０−１、２０−２の軸方向相対移動が許容される。なお、フランジ部２８に代えて環状溝２６と同様の環状溝およびスナップリングを配設してもよい。
【００１７】
外部材２０−２は、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、内周面の周方向８等分の位置に溝部２５が形成される。この溝部２５は内部材２０−１の溝部２４と同じ断面形であり、一定の深さＨと幅Ｂで形成され、外部材２０−２の軸線方向に直線状に延在する。溝部２５は外部材２０−２の両側で開口する。溝部２５は、強度上の配慮から、外部材２０−２の半径方向に最も厚肉となる位置に形成される。この位置は球欠部相互間の外径面２０ｂに対応する位置である。
【００１８】
内部材２０−１と外部材２０−２の両溝部２４、２４に跨る形で、複数の円筒ころ３５が保持器のない総ころ状態で配置される。円筒ころ３５の直径は溝部２４、２５の幅Ｂ以下である。円筒ころ３５の数は、継手による伝達トルクの大きさを考慮する。円筒ころ３５を総ころ状態で配置するのに代えて、図６（Ａ）（Ｂ）に示すフラットローラ３６を溝部内に配置してもよい。フラットローラ３６は複数の円筒ころ３５を板状の保持器３７のポケット３８に保持しているので取扱いが容易である。
【００１９】
次に、本発明の別の実施形態を図７（Ａ）（Ｂ）によって説明する。この実施形態は内側継手部材２０を二部材に分割せず、その代わりに、内側継手部材２０の中心穴２０ａにトルク伝達可能に嵌合するシャフト５０’と内側継手部材２０との間にころ３５を配置する。通常の等速自在継手では、シャフトと内側継手部材との間にスプラインを形成する。この実施形態では、スプラインの代わりに溝部４４を形成する。したがってシャフト５０’は専用のシャフトとなる。シャフト５０’と内側継手部材２０の軸方向相対移動をできるだけ低摩擦で実現するために、シャフト５０’と内側継手部材２０との間に隙間が形成される。溝部４４は一定の深さＨと幅Ｂでシャフト５０’の軸線方向に直線状に延在する。溝部４４はシャフト５０’の先端側で開口し、基端側では切上げ部にて終端する。シャフト５０’の先端と基端側には、環状溝４６、４７が形成される。これら環状溝４６、４７にスナップリング４８、４９が嵌合する。スナップリング４８と４９の間の間隔は、内側継手部材２０の軸長よりも隙間Ｃの分だけ長い。これにより、シャフト５０’と内側継手部材２０の軸方向相対移動が隙間Ｃによって許容される。
【００２０】
内側継手部材２０の中心穴２０ａには周方向８等分の位置に溝部４５が形成される。この溝部４５はシャフト５０’の溝部４４と同じ断面形であり、一定の深さＨと幅Ｂで形成され、内側継手部材２０の軸線方向に直線状に延在する。溝部４５は内側継手部材２０の両側で開口する。溝部４５は、強度上の配慮から、内側継手部材２０の半径方向に最も厚肉となる位置に形成される。この位置は球欠部相互間の外径面２０ｂに対応する位置である。
【００２１】
シャフト５０’と内側継手部材２０の両溝部４４、４５に跨る形で、複数の円筒ころ３５が保持器のない総ころ状態で配置される。この円筒ころ３５と内側継手部材２０はスナップリング４８によってシャフト５０’からの飛出しが阻止される。円筒ころ３５の数は、継手による伝達トルクの大きさを考慮する。円筒ころ３５を総ころ状態で配置するのに代えて、図６（Ａ）（Ｂ）に示すフラットローラ３６を溝部４４、４５内に配置してもよい。フラットローラ３６は複数の円筒ころ３５を板状の保持器３７のポケット３８に保持しているので取扱いが容易である。
【００２２】
以上説明した２つのタイプの摺動式等速自在継手では、外側継手部材１０からボール３０と保持器４０を介して内側継手部材２０まで伝わった軸方向振動は、図１では、内側継手部材２０の外部材２０−２から内部材２０−１に向う途中でころ３５の転動により吸収される。また、図７では、軸方向振動が内側継手部材２０からシャフト５０’に向う途中でころ３５の転動により吸収される。ころ３５は各溝部内にトルク伝達可能に配設されているので、継手のトルク伝達自体は従来とまったく変わりがない。
【００２３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。たとえば、前記実施形態では８個ボールを使用した摺動式等速自在継手を例示したが、所定の強度が確保されるならば図８のように６個ボール用の内側継手部材２０’と外側継手部材を使用したダブルオフセット型等速自在継手などにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の摺動式等速自在継手の縦断面図。
【図２】同継手に使用する内側継手部材の横断面図。
【図３】（Ａ）は同内側継手部材の端面図、（Ｂ）は同内側継手部材の縦断面図。
【図４】（Ａ）は内側継手部材の内部材の端面図、（Ｂ）は同部材の縦断面図。
【図５】（Ａ）は内側継手部材の外部材の端面図、（Ｂ）は同部材の縦断面図。
【図６】（Ａ）はフラットローラの平面図、（Ｂ）はフラットローラの側面図。
【図７】（Ａ）は異なる実施形態の摺動式等速自在継手に使用する内側継手部材の横断面図、（Ｂ）はシャフトを含む内側継手部材の縦断面図。
【図８】異なる実施形態の摺動式等速自在継手に使用する内側継手部材の横断面図。
【符号の説明】
【００２５】
１０   外側継手部材
１０ａ 内径面
１０ｂ 案内溝
２０   内側継手部材
２０ａ 中心穴
２０ｂ 外径面
２０ｃ 案内溝
２０−１       内部材
２０−２       外部材
２２   スプライン
２４、２５       溝部
２６   環状溝
２７、２９       スナップリング
２８   フランジ部
３０   トルク伝達ボール
３５   円筒ころ
３６   フラットローラ
３７   保持器
３８   ポケット
４０   保持器
４０ａ 外径面
４０ｂ 内径面
４２   ポケット
４４、４５       溝部
４６   環状溝
４８、４９       スナップリング
５０、５０’   シャフト
【図１】
2007092817.tif 000003
【図２】
2007092817.tif 000004
【図３】
2007092817.tif 000005
【図４】
2007092817.tif 000006
【図５】
2007092817.tif 000007
【図６】
2007092817.tif 000008
【図７】
2007092817.tif 000009
【図８】
2007092817.tif 000010