(57)【要約】【課題】  過大な軸方向力が衝撃的に入力されてスライドオーバーが生じても、ケージの損傷を回避し得るストッパ機構を備える。【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を前記内輪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において、前記ボール２３との干渉により軸方向変位を規制するストッパ機構としての突状段部３５を外輪２２のトラック溝２７に設ける。【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、前記ボールとの干渉により軸方向変位を規制するストッパ機構を外輪のトラック溝に設けたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記ストッパ機構は、ボールが係止する突状段部とした請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記ストッパ機構は、外輪のトラック溝の加工時に残存させた未加工部分とした請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記ストッパ機構は、外輪のトラック溝の少なくとも二箇所以上に設けられている請求項１〜３のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項５】
前記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請求項１〜４のいずれか一項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が組み込まれている。
【０００３】
前記レブロ型等速自在継手としては、図７に示すフロートタイプと図８に示すノンフロートタイプの二種類に大別され、両タイプはプロペラシャフトが装備される車両の特性（スライド量や負荷容量など）に応じて使い分けられている。
【０００４】
この両タイプの等速自在継手は、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。
【０００５】
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。
【０００６】
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）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（図９参照）。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。
【０００７】
この外輪２の軸方向一端側には、継手内部に充填したグリースの漏洩を防ぐと共に異物の侵入を防止するためのエンドキャップ１０がボルト締めにより固定され、軸方向他端側の外輪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は小端部と大端部を有し、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を有し、エンドキャップ１０と共にボルト締めにより外輪２に固定される。ブーツ１２の小端部はスタブシャフト８に取り付けてブーツバンド１４で締め付けられている。ブーツ１２の大端部はブーツアダプタ１３の端部を加締めて保持されている。
【０００８】
以上の構成からなるレブロ型等速自在継手では、例えば車両衝突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、車体に生じる衝撃が大幅に低減して安全性が向上する。
【０００９】
この軸方向変位のストッパ機構として、フロートタイプの等速自在継手では、図１０に示すようにケージ４と内輪１の干渉により軸方向変位量を規制していることから、車両衝突時の軸方向衝撃が加わった場合（その方向を図中の白抜き矢印で示す）、図１３に示すように軸方向のスライド幅（スライドイン）が狭くなっている。
【００１０】
これに対して、ノンフロートタイプの等速自在継手では、図１１に示すようにケージ４の最小内径を内輪１の最大外径よりも大きく設定することにより、車両衝突時の軸方向衝撃が加わった場合（その方向を図中の白抜き矢印で示す）、ボール３とケージ４の干渉（図１２参照）により軸方向のスライド幅が規制されているだけであることから、前述したフロートタイプの等速自在継手と比べた場合、図１４に示すように軸方向のスライド幅（スライドイン）を十分に確保して大きな軸方向変位を吸収できるようにしている。
【００１１】
このようにノンフロートタイプの等速自在継手では、フロートタイプと同様の軸方向変位の規制ができないことから、軸方向変位のストッパ機構としては、ボール３とケージ４の干渉により軸方向変位量を規制するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】米国特許第６，１５９，１０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、前述したようにノンフロートタイプの等速自在継手では、ケージ４の最小内径が内輪１の最大外径よりも大きく設定していることから、車両衝突時の軸方向衝撃が加わった場合、内輪周り部品が外輪２に対して軸方向にスライドする際、その軸方向のスライド幅を十分に確保できて大きな軸方向変位を吸収することができる。また、その軸方向変位のストッパ機構としては、ボール３とケージ４の干渉により軸方向変位量を規制するようにしている。
【００１３】
しかしながら、ノンフロートタイプの等速自在継手では、軸方向変位のストッパ機構として、ボール３とケージ４の干渉により軸方向変位量を規制する場合、継手に過大な軸方向力が衝撃的に入力されてその軸方向変位量が規定値を超えるスライドオーバーが生じると、ケージ４が損傷を受ける可能性がある。
【００１４】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、過大な軸方向力が衝撃的に入力されてスライドオーバーが生じても、ケージの損傷を回避し得るストッパ機構を備えた等速自在継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、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、前記ボールとの干渉により軸方向変位を規制するストッパ機構を外輪のトラック溝に設けたことを特徴とする等速自在継手。
【００１６】
本発明では、レブロ型（あるいはクロスグルーブ型）等速自在継手において、ボールとの干渉により軸方向変位を規制するストッパ機構を外輪のトラック溝に設けたことにより、このストッパ機構が外輪とボールの干渉により軸方向変位を規制することから、過大な軸方向力が衝撃的に入力されてスライドオーバーが生じても、外輪が軸方向荷重を受けるため、ケージへの衝撃荷重を抑制することができるので、ケージを損傷する可能性はなくなる。
【００１７】
前述の構成におけるストッパ機構としては、ボールが係止する突状段部とするか、あるいは、外輪のトラック溝の加工時に残存させた未加工部分とすることが可能である。ストッパ機構として、ボールが係止する突状段部を採用すれば、ケージを損傷することなく、軸方向変位を規制することができ、また、外輪のトラック溝の加工時に残存させた未加工部分をストッパ機構として採用しても、突状段部の場合と同様、ケージを損傷することなく、軸方向変位を規制することができる。
【００１８】
前述の構成におけるストッパ機構は、外輪のトラック溝の少なくとも二箇所以上に設けられていることが望ましい。このストッパ機構が外輪のトラック溝の一箇所だけに設けられていたのでは、外輪とボールの干渉により軸方向変位を確実に規制することが困難となる可能性があり、この点で、外輪のトラック溝の二箇所以上にストッパ機構を設ければ、軸方向変位の規制が確実となる。
【００１９】
本発明は、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に適用することが望ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ボールとの干渉により軸方向変位を規制するストッパ機構を外輪のトラック溝に設けたことにより、このストッパ機構が外輪とボールの干渉により軸方向変位を規制することから、従来品と同等の軸方向変位量を確保することができると共に、過大な軸方向力が衝撃的に入力されてスライドオーバーが生じても、外輪が軸方向荷重を受けるため、ケージへの衝撃荷重を抑制することができるので、ケージを損傷する可能性はなくなってケージ強度を向上させることができ、信頼性の高い等速自在継手を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施形態として、ケージの最小内径を内輪の最大外径よりも大きく設定したノンフロートタイプのレブロ型（あるいはクロスグルーブ型）等速自在継手を図１に示す。
【００２２】
この実施形態における等速自在継手は、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。
【００２３】
内輪２１は、その外周面に複数のトラック２６が形成されている。この内輪２１の中心孔２５にスタブシャフト２８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２８は、スナップリング３１により内輪２１に対して抜け止めされている。
【００２４】
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２６と同数のトラック２７が形成されている。内輪２１のトラック２６と外輪２２のトラック２７は、図２に示すように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）をなし、対をなす内輪２１のトラック２６と外輪２２のトラック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。
【００２５】
この外輪２２の軸方向一端側には、継手内部に充填したグリースの漏洩を防ぐと共に異物の侵入を防止するためのエンドキャップ３０がボルト締めにより固定され、軸方向他端側の外輪２２とスタブシャフト２８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３２と金属製のブーツアダプタ３３とからなる。ブーツ３２は小端部と大端部を有し、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３３は円筒形で、一端に外輪２２の外周面と嵌合するフランジを有し、エンドキャップ３０と共にボルト締めにより外輪２２に固定される。ブーツ３２の小端部はスタブシャフト２８に取り付けてブーツバンド３４で締め付けられている。ブーツ３２の大端部はブーツアダプタ３３の端部を加締めて保持されている。
【００２６】
前述した構成からなるノンフロートタイプのレブロ型等速自在継手では、例えば車両衝突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２２に対して内輪２１、ボール２３およびケージ２４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が、軸方向のスライド幅を十分に確保できて大きな軸方向変位を吸収できるように、ケージ２４の最小内径を内輪２１の最大外径よりも大きく設定している。そのため、フロートタイプと同様の軸方向変位の規制ができないことから、新たに、軸方向変位のストッパ機構を必要とする。
【００２７】
図１に示す実施形態の等速自在継手では、ボール２３との干渉により軸方向変位を規制するストッパ機構を外輪２２のトラック溝２７に設ける。この実施形態では、ストッパ機構として、図３および図４に示すようにボール２３が係止する突状段部３５を外輪２２のトラック溝２７の端部近傍に形成する。この突状段部３５は、トラック溝２７の全幅に亘って形成される。なお、図４では、突状段部３５を形成する領域をハッチングで表している。この突状端部３５において、ボール２３が係止する凹状の受け面３６を断面Ｒ形状としている。
【００２８】
このストッパ機構は、外輪２２のトラック溝２７の少なくとも二箇所以上に設けておく必要がある。ストッパ機構が外輪２２のトラック溝２７の一箇所だけに設けられていたのでは、外輪２２とボール２３の干渉により軸方向変位を確実に規制することが困難となる可能性があり、この点で、外輪２２のトラック溝２７の二箇所以上にストッパ機構を設ければ、軸方向変位の規制が確実となる。
【００２９】
ここで、この等速自在継手の組み立てでは、まず、図５（ａ）に示すように外輪２２に対してケージ２４と内輪２１を段違いに配置し、全てのボール２３をケージ２４のポケット２９に挿入した上で、内輪２１、ケージ２４およびボール２３からなる内輪周り部品を同時に軸方向に押し込むことによりアッセンブリを形成する〔図５（ｂ）参照〕。このことから、前述したストッパ機構である突状段部３５は、内輪周り部品の挿入側（図中右側）とは反対側（図中左側）の端部近傍に形成している。
【００３０】
この等速自在継手では、図６に示すように軸方向変位を規制するストッパ機構として突状段部３５を外輪２２のトラック溝２７に設けたことにより、車両衝突時の軸方向衝撃が加わった場合（その方向を図中の白抜き矢印で示す）、ボール２３が突状段部３５に係止することから、このストッパ機構が外輪２２とボール２３の干渉により軸方向変位を規制する。このことから、過大な軸方向力が衝撃的に入力されてスライドオーバーが生じても、外輪２２が軸方向荷重を受けるため、ケージ２４への衝撃荷重を抑制することができるので、ケージ２４を損傷する可能性はなくなる。
【００３１】
なお、前述した実施形態では、ストッパ機構として、外輪２２のトラック溝２７に突状段部３５を形成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、外輪２２のトラック溝２７の研削およびハードミーリングによる加工時に、トラック溝２７の端部近傍（図４のハッチング領域）に未加工部分を残存させるようにしてもよい。
【００３２】
外輪２２のトラック溝２７の加工時に残存させた未加工部分をストッパ機構として採用することによっても、突状段部３５の場合と同様、車両衝突時の過大な軸方向衝撃が加わってスライドオーバーが生じても、この未加工部分により、外輪２２とボール２３の干渉でもって軸方向変位を規制でき、外輪２２が軸方向荷重を受けるため、ケージ２４への衝撃荷重を抑制することができるので、ケージ２４を損傷する可能性はなくなる。なお、ストッパ機構として未加工部分を採用する場合、トラック溝２７を外輪２２の端面まで加工しないため、加工時間を短縮でき、工具寿命を向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態で、ノンフロートタイプのレブロ型等速自在継手を示す断面図である。
【図２】図１の内輪および外輪におけるトラック交叉角αを説明するための部分正面図である。
【図３】図１の外輪を示す断面図である。
【図４】図１の外輪の内周面から見たトラック溝を示す部分拡大図である。
【図５】図１の等速自在継手の組み立て要領を説明するためのもので、（ａ）は内輪、ケージおよびボールを外輪に挿入する前の状態を示す断面図、（ｂ）は内輪、ケージおよびボールを外輪に挿入した後の状態を示す断面図である。
【図６】図１の等速自在継手で、外輪とボールが干渉した状態を示す断面図である。
【図７】等速自在継手の従来例で、フロートタイプのレブロ型等速自在継手を示す断面図である。
【図８】等速自在継手の従来例で、ノンフロートタイプのレブロ型等速自在継手を示す断面図である。
【図９】図７および図８の内輪および外輪におけるトラック交叉角αを説明するための部分正面図である。
【図１０】図７の等速自在継手で、内輪とケージが干渉した状態を示す断面図である。
【図１１】図８の等速自在継手で、ボールとケージが干渉した状態を示す断面図である。
【図１２】図８の等速自在継手で、ケージのポケットとボールの関係を示す説明図である。
【図１３】図７の等速自在継手におけるスライド線図である。
【図１４】図８の等速自在継手におけるスライド線図である。
【符号の説明】
【００３４】
２１  内輪
２２  外輪
２３  ボール
２４  ケージ
２６，２７  トラック溝
３５  ストッパ機構（突状段部）
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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