(57)【要約】【課題】  強度低下を招くことなく内輪を軽量化した摺動型等速自在継手を提供する。【解決手段】  外輪１の円筒状内周面１ａに案内溝１ｂが、内輪２の球面状外周面２ａに案内溝２ｂがそれぞれ８本ずつ形成され、これら案内溝１ｂ、２ｂ間に配設されたトルク伝達ボール３と同数の肉抜き部５が、円周方向等間隔に形成されている。【選択図】図３
2007139064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の内周面に複数の直線状の案内溝を軸方向に形成した外輪と、球面状の外周面に複数の直線状の案内溝を軸方向に形成した内輪と、前記外輪の案内溝と前記内輪の案内溝との間に介在するトルク伝達ボールと、前記外輪の円筒状内周面と前記内輪の球面状内周面との間に介在して前記トルク伝達ボールを保持する保持器とを備えた摺動型等速自在継手において、
内輪に、複数の肉抜き部を設けたことを特徴とする摺動型等速自在継手。
【請求項２】
前記保持器が、前記外輪の内周面に接触案内される球面状の外周面と、前記内輪の外周面に接触案内される球面状の内周面とを有し、かつ前記外周面の球面中心と前記内周面の球面中心とが、それぞれ継手中心に対して軸方向の反対側にオフセットされている請求項１記載の摺動型等速自在継手。
【請求項３】
前記内輪の球面状外周面と前記外輪の円筒状内周面の各々に直線状の案内溝が軸線に対して互いに反対方向に傾斜させた状態で形成され、かつ両案内溝の交叉部に前記トルク伝達ボールが組込まれた請求項１記載の摺動型等速自在継手。
【請求項４】
配設される前記トルク伝達ボールの数が８である請求項１記載の摺動型等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のトルク伝達ボールを備えた摺動型等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
摺動型等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸間で軸方向変位および角度変位を許容して回転動力伝達を行うものであり、自動車や各種産業機械の動力伝達機構に組込まれて使用されている。
【０００３】
摺動型等速自在継手としては、例えばダブルオフセット型等速自在継手やトリポード型等速自在継手などが知られている。このうち、トリポード型等速自在継手ではトルク伝達部材としてローラが用いられ、その他の等速自在継手ではトルク伝達部材としてボールが用いられる。
【０００４】
また、ダブルオフセット型等速自在継手は、円筒状の内周面に複数の直線状の案内溝を軸方向に形成した外輪と、球面状の外周面に複数の直線状の案内溝を軸方向に形成した内輪と、外輪の案内溝と内輪の案内溝との間に介在するトルク伝達ボールと、外輪の円筒状内周面と内輪の球面状内周面との間に介在してトルク伝達ボールを保持する保持器とを備えている。保持器の球面状外周面の中心と球面状内周面の中心とが、それぞれ継手中心から軸方向の反対側にオフセットされているのでダブルオフセット型と呼ばれている。この種の継手が、作動角をとりつつ回転トルクを伝達する際、保持器は、内輪の傾きに応じて案内溝上を移動するトルク伝達ボールの位置まで回転し、トルク伝達ボールを作動角の角度２等分面内に保持する。さらに、外輪と内輪とが軸方向に相対移動すると、保持器の外周面と外輪の内周面との間で滑りが生じることにより、円滑な軸方向移動（プランジング）を可能とし、駆動軸と従動軸との間の軸方向変位を吸収している。
【０００５】
また、等速自在継手の軽量化・コンパクト化を図る目的で、トルク伝達ボールの配置数を増加させたもの（例えば６個から８個）が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平１０−０７３１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、トルク伝達ボールの数を増やした摺動型等速自在継手では、相対的にボールの数が少ない等速自在継手に比べて、ボールの径が小さくなるため、外輪内周面の案内溝深さや、内輪外周面の案内溝深さ、保持器の肉厚等がボール径の縮小割合に比例して小さくなる。しかし、ボールのピッチ円径（ＰＣＤ）は、継手の負荷容量や内輪強度などを何れも高レベルに両立させようとすると、ボール径の縮小割合ほど小さくすることができない。そのため、図１１に示すように、内輪２２の内周面２２ｃと球面状外周面２２ａとの間の最小距離（径方向肉厚）Ｌ１や、内周面２２ｃと案内溝２２ｂとの間の最小距離（径方向肉厚）Ｌ２がボール径の縮小割合に比べて減少せず、軽量化が充分に行われない問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、強度低下を招くことなく内輪を軽量化した摺動型等速自在継手を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明は、円筒状の内周面に複数の直線状の案内溝を軸方向に形成した外輪と、球面状の外周面に複数の直線状の案内溝を軸方向に形成した内輪と、外輪の案内溝と内輪の案内溝との間に介在するトルク伝達ボールと、外輪の円筒状内周面と内輪の球面状内周面との間に介在してトルク伝達ボールを保持する保持器とを備えた摺動型等速自在継手において、内輪に、複数の肉抜き部を設けたことを特徴とする摺動型等速自在継手を提供する。
【０００９】
この構成によれば、内輪のサイズ（トルク伝達ボールのＰＣＤなど）を変えることなく、内輪が軽量化される。そのため、内輪の強度低下を避けつつ、この内輪を備えた等速自在継手の軽量化を達成することができる。従って、かかる継手を組込んだ車体重量を軽減して、燃費向上を実現することが可能となる。
【００１０】
肉抜き部を設けた内輪には、通常、この肉抜き部を設ける前の内輪と比べて肉厚の薄い箇所が生じるから、肉抜き後の薄肉部強度を考慮して、肉抜き部の形成箇所やそのサイズを決定することが望ましい。また、内輪は一方の動力伝達軸に連結され、回転を伴って外輪にトルクを伝達するものであるから、内輪の回転時のバランスを考慮して肉抜き部の配置態様を決定することが望ましい。例えば同一形状・サイズをなす肉抜き部を、軸中心から同一外径位置に、かつ円周方向等間隔に配置したものが好適な形態として考えられる。
【００１１】
上記構成の内輪を備えた等速自在継手として、例えば保持器が、外輪の内周面に接触案内される球面状の外周面と、内輪の外周面に接触案内される球面状の内周面とを有し、かつ外周面の球面中心と内周面の球面中心とが、それぞれ継手中心に対して軸方向の反対側にオフセットされている摺動型等速自在継手が構成可能である。
【００１２】
また、上記内輪を備えた等速自在継手として、内輪の球面状外周面と外輪の円筒状内周面の各々に直線状の案内溝が軸線に対して互いに反対方向に傾斜させた状態で形成され、かつ両案内溝の交叉部にトルク伝達ボールが組込まれた摺動型等速自在継手が構成可能である。
【００１３】
配設されるトルク伝達ボールの数が多いほど肉抜き部を形成できる箇所が増えることになるため、総じて軽量化の効果が高まり易い。かかる観点から、例えば外輪と内輪との間に配設されるトルク伝達ボールの数は８であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明によれば、強度低下を招くことなく内輪を軽量化した摺動型等速自在継手を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１および図２は、この実施形態に係る摺動型等速自在継手としてのダブルオフセット型等速自在継手を示している。この等速自在継手は、円筒状の内周面１ａに８本の直線状の案内溝１ｂを軸方向に形成した外輪１と、球面状の外周面２ａに８本の直線状の案内溝２ｂを軸方向に形成し、内周面２ｃに図示しない軸を連結するためのセレーション（又はスプライン）を形成した内輪２と、外輪１の案内溝１ｂと内輪２の案内溝２ｂとの間に介在する８個のトルク伝達ボール３と、トルク伝達ボール３を保持する保持器４とで構成される。
【００１７】
図２に示すように、保持器４は、外輪１の内周面１ａに接触案内される球面状の外周面４ａと、内輪２の外周面２ａに接触案内される球面状の内周面４ｂと、トルク伝達ボール３を収容する８個のポケット４ｃとを備えた環体である。外周面４ａの球面中心Ｏ１と内周面４ｂの球面中心Ｏ２とは、それぞれ、ポケット４ｃの中心Ｏに対して軸方向に等距離だけ反対側にオフセットされている。
【００１８】
上記構成の等速自在継手において、外輪１および内輪２のうち、駆動軸に連結された側（例えば外輪１）は駆動軸の回転に伴って回転し、トルク伝達ボール３を介して従動側（例えば内輪２）に回転トルクを伝達する。また、外輪１と内輪２との間に作動角θが付与された場合、保持器４に案内されたトルク伝達ボール３はどの作動角θにおいても、常に作動角θの２等分面（θ／２）内に維持され、継手の等速性が確保される。
【００１９】
図３は、内輪２を正面から見た図であり、各案内溝２ｂ、２ｂ間の径方向肉厚最大部２ｄに、複数の肉抜き部５が円周方向等間隔に形成されている。この実施形態では、肉抜き部５の内周面５ａと案内溝２ｂとの間の最小距離（肉厚）Ｌ３と、肉抜き部５の内周面５ａと内輪２の内周面２ｃとの間の最小距離（肉厚）Ｌ４、および内周面５ａと球面状外周面２ａとの最小距離（肉厚）Ｌ５とが略等しくなる位置に、断面円形状の肉抜き部５が形成されている。
【００２０】
このように、内輪２に複数の肉抜き部５を設けることで内輪２の軽量化が可能となる。この実施形態では、内輪２の中でも比較的肉厚となる箇所２ｄに肉抜き部５を設けているので、効率良く肉抜きを行うことができる。この場合、肉抜き部５のサイズ（図３でいえば径ｒ１）は、かかる肉抜き部５を形成することで生じる薄肉部６ａ、６ｂ、あるいは６ｃの肉厚Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５が小さくなり過ぎないように決定する必要がある。
【００２１】
肉抜き部５の形状としては、図３に示す断面円形状に限るものではなく、例えば図４（ａ）〜（ｃ）に示す多角形状であってもよい。あるいは、図５（ａ）〜（ｃ）に示す台形や凸状、あるいは楕円形状であってもよい。
【００２２】
また、肉抜き部５は、図６（ａ）に示すように、内輪２の両端面２ｅ、２ｆに貫通して形成するのが軽量化や加工性の観点から見れば効率的であるが、特にこの形状に限るものではない。例えば、図６（ｂ）に示すように、肉抜き部５を一端面２ｅの側から厚み方向の一部にまで形成したものや、図６（ｃ）に示すように、両端面２ｅ、２ｆの側から厚み方向に向けて互いに連通しない位置まで肉抜き部５を形成したものであってもよい。
【００２３】
また、肉抜き部５は、内輪２の径方向肉厚が最大となる箇所２ｄに形成する場合に限ることなく、例えば図７（ａ）に示すように、円周方向に隣り合う肉抜き部５同士を溝５ｂを介してつなげた形状とすることもできる。肉抜き部５を、図６（ｂ）や図６（ｃ）に示すように、厚み方向に貫通して形成しないのであれば、例えば図７（ｂ）に示すように、円周方向等間隔に配列した複数の肉抜き部５を全周に亘ってつなげた形状とすることも可能である。
【００２４】
上記何れの形態においても、肉抜き部５を設けることによって生じる薄肉部６ａ、６ｂ、６ｃの強度やその加工性、要求されるその周辺部位の寸法精度等は、かかる内輪２を備えた等速自在継手の用途（例えばドライブシャフト用やプロペラシャフト用など）によって異なるので、これら用途に応じて上記肉抜き部５の形状やサイズ、あるいはその数を決定するのが好ましい。
【００２５】
以上の説明では、肉抜き部５を設けた内輪２を、８個のトルク伝達ボール３を配設したダブルオフセットタイプの摺動型等速自在継手に適用した場合を説明したが、本発明は、内輪２の強度が確保される限り、８個のトルク伝達ボール３を配設したダブルオフセットタイプの摺動型等速自在継手に限らず、例えば６個のトルク伝達ボール３を配設したダブルオフセットタイプの摺動型等速自在継手（いわゆるＤＯＪ）や、その他複数のトルク伝達ボール３を配設したダブルオフセットタイプの摺動型等速自在継手にも適用が可能である。例えば図８は、６個ボールのダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）を構成する内輪２’に肉抜き部５を設けたものを示している。ただし、上述のように、トルク伝達ボールの数が多いほど肉抜き部を形成できる箇所が増加するため、６個のトルク伝達ボールを配設した場合には、８個のトルク伝達ボールを配設した場合よりもその軽量化の効果は小さくなる。
【００２６】
また、本発明は、上記ダブルオフセットタイプに限らず、例えばクロスグルーブタイプの摺動型等速自在継手に適用することもできる。例えば図９は、クロスグルーブタイプの摺動型等速自在継手を構成する内輪１２に肉抜き部５を設けたものを示している。
【００２７】
図１０は、肉抜き部５を設けた内輪１２を備えたクロスグルーブタイプの摺動型等速自在継手の断面図を示している。このタイプの等速自在継手は、図１０に示すように、円筒状の内周面１１ａに複数の直線状の案内溝１１ｂを軸方向に形成した外輪１１と、球面状の外周面１２ａに複数の直線状の案内溝１２ｂを軸方向に形成した内輪１２と、外輪１１の案内溝１１ｂと内輪１２の案内溝１２ｂとの間に介在する複数（この図示例では６個）のトルク伝達ボール１３と、これらトルク伝達ボール１３を保持する保持器１４とを備えている。このタイプの摺動型等速自在継手は、内輪１２の球面状外周面１２ａと外輪１１の円筒状内周面１１ａの各々に設けられた各案内溝１１ｂ、１２ｂが軸線に対して互いに反対方向に傾斜させた状態で交叉し、かつ各案内溝１１ｂ、１２ｂの交叉部にトルク伝達ボール１３が組込まれている点で、上記実施形態に係るタイプの等速自在継手（ＤＯＪ）と構成を異にしている。
【００２８】
上記構成の等速自在継手において、外輪１１および内輪１２のうち、駆動軸に連結された側（例えば外輪１１）は駆動軸の回転に伴って回転し、トルク伝達ボール１３を介して従動側（例えば内輪１２）に回転トルクを伝達する。また、外輪１１と内輪１２との間に作動角θが付与された場合、保持器１４に案内されたトルク伝達ボール１３はどの作動角θにおいても、常に作動角θの２等分面（θ／２）内に維持され、継手の等速性が確保される。
【００２９】
以上説明した実施形態の等速自在継手は、自動車、各種産業機械等における動力伝達要素として広く用いることができ、その中でも特に、自動車のドライブシャフトやプロペラシャフトの連結用の継手として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態に係るダブルオフセットタイプの摺動型等速自在継手の含軸断面図（図２のＢ−Ｂ断面図）である。
【図２】摺動型等速自在継手の軸直交断面図（図１のＡ−Ａ断面図）である。
【図３】肉抜き部を設けた内輪の一形態を示す正面図である。
【図４】肉抜き部を設けた内輪の他の形態を示す正面図である。
【図５】肉抜き部を設けた内輪の他の形態を示す正面図である。
【図６】肉抜き部を設けた内輪の含軸断面図（図３のＣ−Ｃ断面図）である。
【図７】肉抜き部を設けた内輪の他の形態を示す正面図である。
【図８】トルク伝達ボールの配設数を６とした摺動型等速自在継手の内輪の一形態を示す正面図である。
【図９】クロスグルーブタイプの摺動型等速自在継手の内輪の一形態を示す正面図である。
【図１０】クロスブルーブタイプの摺動型等速自在継手の含軸断面図である。
【図１１】従来の摺動型等速自在継手の内輪を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１      外輪
１ａ    内周面
１ｂ    案内溝
２      内輪
２ａ    外周面
２ｂ    案内溝
２ｃ    内周面
２ｄ    肉厚最大部
２ｅ、２ｆ  端面
３      トルク伝達ボール
４      保持器
４ａ    外周面
４ｂ    内周面
４ｃ    ポケット
５      肉抜き部
５ａ    内周面
５ｂ    溝
６ａ    薄肉部
１１    外輪
１１ａ  内周面
１１ｂ  案内溝
１２    内輪
１２ａ  外周面
１２ｂ  案内溝
１３    トルク伝達ボール
１４    保持器
２２    内輪
２２ａ  外周面
２２ｂ  案内溝
２２ｃ  内周面
【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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