(57)【要約】【課題】コンパクト化が可能であって、製造コストの低減を図ることができる等速自在継手を提供する。【解決手段】内輪２１の外周面と外輪２２の内周面の各々に直線状のトラック溝２６、２７を軸方向に対して互いに反対方向に傾斜させた状態で軸方向に形成し、両トラック溝２６、２７の交叉部にボール２３を組み込み、それらボール２３を内輪の２１の外周面と外輪２２の内周面との間に配置したケージ２４により保持した等速自在継手である。内輪２１に一体成形されたフランジ部３０に、車両との取付けに使用するボルト締結用孔３５を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪の外周面と外輪の内周面の各々に直線状のトラック溝を軸方向に対して互いに反対方向に傾斜させた状態で軸方向に形成し、両トラック溝の交叉部にボールを組み込み、それらボールを前記内輪の外周面と外輪の内周面との間に配置したケージにより保持した等速自在継手において、前記内輪に一体成形されたフランジ部に、車両との取付けに使用するボルト締結用孔を設けたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
外輪に外嵌される軸部材の内周面と外輪の外周面とのどちらか一方に硬化処理を施して、硬化処理を施さない他方に食い込ませる塑性接合にて、前記軸部材と外輪とを連結したことを特徴とする請求項１の等速自在継手。
【請求項３】
前記硬化処理は、ローレット加工を施した後、熱処理を行うことを特徴とする請求項２の等速自在継手。
【請求項４】
前記ボールが６個以上であることを特徴とする請求項１〜３のいず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、自動車や各種産業機械などに用いられる動力伝達装置であり、特に、４ＷＤ車やＦＲ車などで使用されるプロペラシャフト等に組み込まれ、軸方向変位を吸収し得る構造を具備した等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
４ＷＤ車やＦＲ車などの自動車で使用されるプロペラシャフトは、トランスミッションとディファレンシャル間の相対位置変化による軸方向変位と角度変位に対応できる構造とするために等速自在継手を具備する。通常、車両全体の重量軽減という観点から、軽量で、しかも回転バランスおよび振動特性がよいレブロ型（あるいはクロスグルーブ型）と称される摺動型等速自在継手（特許文献１）が組み込まれている。
【０００３】
前記レブロ型等速自在継手は、図６〜図８に示すように、内輪１、外輪２、ボール３およびケージ４を主要な構成要素としている。
【０００４】
内輪１は、その外周面に複数のトラック溝６が形成されている。この内輪１の中心孔５にスタブシャフト８を挿入してスプライン嵌合させ、そのスプライン嵌合により両者間でトルク伝達可能としている。なお、スタブシャフト８は、スナップリング１１により内輪１に対して抜け止めされている。
【０００５】
外輪２は、内輪１の外周に位置し、その内周面に内輪１のトラック溝６と同数のトラック溝７が形成されている。内輪１のトラック溝６と外輪２のトラック溝７は軸線に対して反対方向に傾斜した角度（トラック交叉角α）（図８参照）をなし、対をなす内輪１のトラック溝６と外輪２のトラック溝７との交叉部にボール３が組み込まれている。内輪１と外輪２の間にケージ４が配置され、ボール３は、ケージ４のポケット９内に保持されている。
【０００６】
外輪２とスタブシャフト８との間には密封装置が装着されている。この密封装置はブーツ１２と金属製のブーツアダプタ１３とからなる。ブーツ１２は小端部１２ａと大端部１２ｂを有し、中間にてＶ字形に折り返した格好になっている。ブーツアダプタ１３は円筒形で、一端に外輪２の外周面と嵌合するフランジ１３ａを有し、フランジ１３ａの貫孔及び外輪２に設けられたボルト締結用孔１０にボルト１１が挿入され、このボルト１１が図示省略の車両に螺着されることによって、外輪２に取付けられる。ブーツ１２の小端部１２ａはスタブシャフト８に取付けてブーツバンド１４で締め付けられている。ブーツ１２の大端部１２ｂはブーツアダプタ１３の端部１３ｂを加締めて保持されている。
【０００７】
以上の構成からなるレブロ型等速自在継手では、例えば車体の上下動などにより生じたトランスミッションとディファレンシャル間の相対位置変化による軸方向変位を、外輪２に対して内輪１、ボール３およびケージ４からなる内輪周り部品がその軸方向にスライドすることにより吸収するようになっている。これにより、車体は路面の凹凸に対して、スムーズに動き、走行安定性が向上する。
【０００８】
ところで、このレブロ型等速自在継手は、ディスクタイプとフランジタイプとベルタイプ（クローズエンド）（非特許文献１）とがある。軽量化を考慮すると、ディスクタイプが用いられることが多い。この場合、前記したように、外輪２に取付けられる密封装置のブーツアダプタ１３とともに、ボルト１１を介して車両に取付けられる。
【特許文献１】特開平９−２５０５５１号公報
【非特許文献１】Universal Joint and Driveshaft design Manual Section 3.2.12                   “Cross Groove Universal Joint”
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、ディスクタイプでは外輪２にボルト締結用孔を設ける必要があった。しかしながら、外輪２のトラック溝の溝面は、耐摩耗性を考慮して硬化処理（熱処理）する必要がある。このような熱処理を行えば、熱処理する際、前記ボルト孔の熱処理変形を引き起こすため、この熱処理前の加工で前記ボルト孔を形成することができない。したがって、現在では、熱処理後に焼入鋼切削を行うようにしている。このため、加工費が高騰していた。
【００１０】
一般的なクロスグルーブ型の等速自在継手は、ボール数が６個であり、６本のボルト１１で車両に締結している。このため、６個のボルト孔を確保するためには、外輪の外径を大きくする必要がある。また、図９に示すようにボール数を例えば１０個に増加させると、外径をこのままにしようとすれば、ボールの径を小さくするだけでなくＰＣＤを大きくする必要がある。このため、内輪１の肉厚を大きくする必要がある。内輪１の肉厚を大きくすれば、重量が大となって、軽量化を図ることができない。
【００１１】
ボルト数が少ない場合には、安定した固定を確保するために大径のボルトを使用することになる。大径のボルトを使用する場合、ボルト孔の径孔を大きくする必要があり、このような場合でも外輪の外径が大きくなる。このように、外輪にボルト孔を設けることは、外輪の小径化を図ることができず、コンパクト化を実現することができなかった。
【００１２】
本発明は、上記課題に鑑みて、コンパクト化が可能であって、製造コストの低減を図ることができる等速自在継手を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の等速自在継手は、内輪の外周面と外輪の内周面の各々に直線状のトラック溝を軸方向に対して互いに反対方向に傾斜させた状態で軸方向に形成し、両トラック溝の交叉部にボールを組み込み、それらボールを前記内輪の外周面と外輪の内周面との間に配置したケージにより保持した等速自在継手において、前記内輪に一体成形されたフランジ部に、車両との取付けに使用するボルト締結用孔を設けたものである。
【００１４】
内輪のフランジ部に、車両との取付けに使用するボルト締結用孔を設けたので、外輪にボルト締結用孔を設ける必要がない。このため、ボルト締結用孔を設けない分、外輪の小径化を図ることができる。
【００１５】
外輪に外嵌される軸部材の内周面と外輪の外周面とのどちらか一方に硬化処理を施して、硬化処理を施さない他方に食い込ませる塑性接合にて、前記軸部材と外輪とを連結する。このため、中間軸としての軸部材にボルト部材等の締結手段を用いることなく、連結することができる。
【００１６】
前記硬化処理は、ローレット加工を施した後、熱処理を行うことになる。このため、安定した硬化部を形成することができる。また、ボールとして６個以上とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、内輪のフランジ部に、車両との取付けに使用するボルト締結用孔を設けたことによって、外輪の小径化を図ることができる。このため、この外輪に外嵌固定される中間軸（軸部材）の嵌合部の径の小型化を図ることができる。また、ボルト締結用孔を使用して取付けられる高価な密封装置（ゴム等の弾性材からなるブーツと金属製ブーツアダプタとからなる密封装置）に代えて、ブーツバンドにて外輪に固定することができる弾性材からなる蛇腹状筒状の安価なブーツを使用することができる。
【００１８】
外輪にボルト締結用孔を設けないので、従来のように熱処理後の焼入鋼切削を必要とせず、製造コストの低減を図ることができる。また、内輪側にボルト締結用孔が設けられるので、ボール数に影響を受けることなく、ボルト締結用孔の数、孔径を設定することができ、設計しやすい利点がある。
【００１９】
前記硬化処理は、ローレット加工を施した後、熱処理を行うので、安定した硬化部を形成することができる。これによって、硬化部を硬化処理を施さない他方に食い込ませる塑性接合を確実に行うことができる。
【００２０】
内輪側に設けられるボルト締結用孔の数は、車両側の取付け要求に対して、等速自在継手の構造や寸法に互いに制限を与えない。よって、どちらに対しても設計の自由度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。この実施形態における等速自在継手は、クロスグルーブ型の等速自在継手であって、内輪２１、外輪２２、ボール２３およびケージ２４を主要な構成要素としている。
【００２２】
内輪２１には、その一端面側から軸部２５が突設されるとともに、この軸部２５の端面に円盤状のフランジ部３０が連設されている。すなわち、内輪２１と軸部２５とフランジ部３０とが一体成型されて内側継手部材２０を構成している。また、内輪２１の外周面に複数のトラック溝２６が形成されている。
【００２３】
外輪２２は、内輪２１の外周に位置し、その内周面に内輪２１のトラック溝２６と同数のトラック溝２７が形成されている。内輪２１のトラック溝２６と外輪２２のトラック溝２７は、軸線に対して反対方向に傾斜した角度（トラック交叉角）をなし、対をなす内輪２１のトラック溝２６と外輪２２のトラック溝２７との交叉部にボール２３が組み込まれている。内輪２１と外輪２２の間にケージ２４が配置され、ボール２３はケージ２４のポケット２９内に保持されている。
【００２４】
また、外輪２２のフランジ部３０側の開口部はブーツ３１にて塞がれている。すなわち、軸部２５にブーツ取付用溝３２が形成され、このブーツ取付用溝３２にブーツ３１の小径部３１ａが外嵌され、小径部３１ａにブーツバンド３３を締付けることよって、小径部３１ａが軸部２５に取付けられる。外輪２２の外周面のフランジ部３０側の開口部側に、ブーツ取付用溝３４が形成され、このブーツ取付用溝３４にブーツ３１の大径部３１ｂが外嵌され、大径部３１ｂにブーツバンド３３を締付けることよって、大径部３１ｂが外輪２２に取付けられる。
【００２５】
フランジ部３０には、図２に示すように、その外周側に周方向に沿って所定ピッチ（６０度ピッチ）で６個のボルト締結用孔３５が形成されている。また、内側継手部材２０の軸部２５及びフランジ部３０には中心孔３６が設けられている。
【００２６】
フランジ部３０のボルト締結用孔３５に挿入されるボルト３７を図示省略の車両に螺着することによってこの内側継手部材２０を車両に取付けることができる。
【００２７】
ところで、この等速自在継手は、例えば、図５に示すように、中間軸（軸部材）４０に連結される。中間軸４０は筒部４１を備え、この筒部４１内に外輪２２が内嵌される。この際、外輪２２の外周面の反取付溝側に硬化部４２（図４において網模様で示している）を設け、この硬化部４２が嵌入される筒部４１の内周面（硬化処理が施していない）に食い込ませる塑性接合を行っている。
【００２８】
硬化部４２は、ローレット加工を行った後、熱処理を行う。熱処理（熱硬化処理）は、例えば、高周波焼入れや火炎焼入れ等にて行うことができる。これによって、安定して硬化部４２を形成することができる。
【００２９】
逆に、硬化部４２を中間軸４０の筒部４１に内周面側に形成してもよい。この際、外輪２２の外周面には硬化処理を行わない。したがって、外輪２２を中間軸４０の筒部４１に嵌入させれば、硬化処理が施されていない外輪２２の外周面に、中間軸４０の筒部４１の硬化部４２を食い込ませる塑性接合を行うことができる。
【００３０】
このように、本発明では、内輪２１側をディファレンシャル側や車体（車両）側にボルト締結にて連結するとともに、外輪２２を中間軸４０に締結するようにした。これに対して、従来では、外輪と、ディファレンシャル側や車体（車両）側とがボルト締結にて連結されるとともに、内輪が中間軸に連結されていた。
【００３１】
本発明では、内輪２１のフランジ部３０に、車両との取付けに使用するボルト締結用孔３５を設けたことによって、外輪２２の外径Ｄ２を、ボルト締結用孔が設けられた従来の外輪の外径Ｄ１（図６参照）よりも小さくでき、外輪２２の小径化を図ることができる。なお、本発明に係る等速自在継手では、従来と相違して、内輪２１側のフランジ部３０がディファレンシャルや車体に取付けられるため、このフランジ部３０のボルト締結用孔３５の数や配設ピッチ等をディファレンシャル側等に合わせる必要がある。このため、この実施形態において、フランジ部３０の外径を従来の外輪の外径Ｄ１に合わせている。
【００３２】
また、ボルト締結用孔３５を使用した密封装置（図６に示すようにブーツとブーツアダプタを備えた高価な密封装置）の取付けに代えて、ブーツバンドにて外輪に固定することができる安価なブーツを使用することができる。
【００３３】
外輪２２にボルト締結用孔を設けないので、従来のように熱処理後の焼入鋼切削を必要とせず、製造コストの低減を図ることができる。また、内輪側にボルト締結用孔３５が設けられるので、ボール数に影響を受けることなく、ボルト締結用孔の数、孔径を設定することができ、設計しやすい利点がある。
【００３４】
前記硬化処理は、ローレット加工を施した後、熱処理を行うので、安定した硬化部を形成することができる。これによって、硬化部を硬化処理を施さない他方に食い込ませる塑性接合を確実に行うことができる。
【００３５】
内輪２１側に設けられるボルト締結用孔３５の数が６個以上であるので、車両への締結状態が安定する。
【００３６】
内側継手部材２０を中空状とすると、軽量化を図ることができる。ところで、図９に示すようにボール数を増加させると、ボール径を小さくするとともに、ＰＣＤを大きくする必要がある。このため、内輪の肉厚が厚くなる傾向にある。従って、ボール数を増加させた等速自在継手において、本発明のように、内側継手部材２０を中空状として軽量化を図ることが有効である。
【００３７】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、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って、例えば、フランジ部３０に形成されるボルト締結用孔３５の数、孔径を任意に変更することができるが、数としては、安定した取付けを行うためには、孔径にもよるが６個以上とするのが好ましい。また、硬化部４２を形成する場合、前記実施形態では、ローレット加工を行っていたが、このような加工を行わないでもよい。さらに、前記実施形態では、ケージの最小内径が内輪の最大外径よりも大きく設定されているノンフロートタイプのレブロ型等速自在継手であったが、ケージの最小内径が内輪の最大外径よりも小さいフロートタイプのレブロ型等速自在継手であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態を示す等速自在継手の要部断面側面図である。
【図２】前記等速自在継手の内側継手部材の斜視図である。
【図３】前記等速自在継手の内側継手部材の要部断面側面図である。
【図４】前記等速自在継手の外輪の斜視図である。
【図５】前記等速自在継手の外輪と軸部材との接合状態を示す断面図である。
【図６】従来の等速自在継手の断面図である。
【図７】従来の等速自在継手の内輪と外輪との関係を示す正面図である。
【図８】等速自在継手のトラック交叉角αを説明するための簡略正面図である。
【図９】従来の他の等速自在継手の内輪と外輪との関係を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３９】
２１   内輪
２２   外輪
２３   ボール
２４  ケージ
２６   トラック溝
２７   トラック溝
３０   フランジ部
３５   ボルト締結用孔
【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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