(57)【要約】【課題】軽量化を図ることができ、しかも強度のバランス改善や、ブーツ組み付け作業性やシール性が向上する固定式等速自在継手の外側継手部材を提供する。【解決手段】内球面２１に複数のトラック溝２２が形成された固定式等速自在継手の外側継手部材である。トラック溝間の外径面に切欠溝部３２を形成するとともに、この切欠溝部３２が形成されたトラック溝間の肉厚を、トラック溝２２が形成された部位の肉厚よりも大きく設定する。ブーツ３３の大径部３３ａが外嵌される開口部外径面を円筒面とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内球面に複数のトラック溝が形成された固定式等速自在継手の外側継手部材において、
トラック溝間の外径面に切欠溝部を形成するとともに、この切欠溝部が形成されたトラック溝間の肉厚を、トラック溝が形成された部位の肉厚よりも大きく設定し、かつブーツの大径部が外嵌される開口部外径面を円筒面としたことを特徴とする固定式等速自在継手の外側継手部材。
【請求項２】
前記切欠溝部を鍛造加工にて付与したことを特徴とする請求項１の固定式等速自在継手の外側継手部材。
【請求項３】
前記切欠溝部を外側継手部材軸線と平行に設けたことを特徴とする請求項１の固定式等速自在継手の外側継手部材。
【請求項４】
トラック溝間の奥側外径面を、内球面の形状に沿って切欠いて薄肉化したことを特徴とする請求項１の固定式等速自在継手の外側継手部材。
【請求項５】
前記トラック溝が８個であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの固定式等速自在継手の外側継手部材。
【請求項６】
前記トラック溝が６個であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの固定式等速自在継手の外側継手部材。
【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の外側継手部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にタイヤ側には角度変位（比較的大きな角度）のみを許容する固定式等速自在継手を設置し、エンジントルクの入力側には、比較的小さな角度変位と軸方向のスライド運動を許容する摺動式等速自在継手が設置される。
【０００３】
摺動式等速自在継手の１つにトリポードタイプがあり、この場合の摺動式等速自在継手は、図９と図１０に示すような外側継手部材５１と、内側継手部材としてのトリポード部材と、トルク伝達部材としてのローラを主要な構成要素としている。
【０００４】
外側継手部材５１は一体に形成されたマウス部５４とステム部５５とからなる。マウス部５４は一端にて開口したカップ状で、内周の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝５６が形成してある。マウス部５４は、横断面（図１０参照）で見ると、大径部５４ａと小径部５４ｂが交互に現れる非円筒形状である。すなわち、マウス部５４は、大径部５４ａと小径部５４ｂとを形成することによって、その内周面に、軸方向に延びる３本の前記トラック溝５６が形成される。各トラック溝５６の円周方向で向き合った側壁にローラ案内面５７が形成される。
【０００５】
外側継手部材５１のマウス部５４において、外周面（外径面）を円筒面とすれば、隣合うトラック溝５６間の肉厚が大となる。このため、従来では、図９と図１０に示すように、隣合うトラック溝５６間の外径面において、いわゆる肉抜きを行って、軽量化を図っている。
【０００６】
また、固定式等速自在継手は、外側継手部材と、内側継手部材と、外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、ボールを保持するケージ等で構成される。この場合、図７と図８に示すように、その外側継手部材６０も、マウス部６１とステム部６２とからなる。そして、外側継手部材６０のマウス部６１の内径面（内球面）６３に前記ボールが転動（転送）するトラック溝６４が形成されている。
【０００７】
一般に、固定式等速自在継手では、外側継手部材６０のトラック溝６４の周方向間隔が、前記摺動式等速自在継手の外側継手部材５１のトラック溝５６の周方向間隔と相違して小さい。このため、マウス部６１の外径面は円筒面とされる。
【０００８】
ところで、ハブ輪に固定される固定式等速自在継手は、車両の運転性能や燃費に大きく影響するバネ下荷重に直接影響することから、従来より軽量化のニーズがあり、外側継手部材６０の外径を小さくしたり、トリポードタイプと同様、大径部と小径部とを有する花形形状としたりしていた。
【０００９】
すなわち、従来には、このような花形形状とした外側継手部材を使用した固定式等速自在継手を使用したものがある（特許文献１〜特許文献３）。この特許文献１及び特許文献２に記載のものは、図５と図６に示すように、外径面において、トラック溝間に軸方向の溝６５を形成している。この場合、トラック溝間は剛性をあまり必要としないので、剛性を必要とするトラック部の肉厚に合わせている。すなわち、トラック溝間の肉厚（最小肉厚）ｔ１とトラック部の肉厚（最小肉厚）ｔ２とを略同一（略等肉）としている。
【特許文献１】実開平２−１４６２２６号公報
【特許文献２】特開平１０−２７４２５０号公報
【特許文献３】特開平９−１３３１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記固定式等速自在継手において、トラック位相違いによるトラック荷重差により、トラック溝間に引張応力や圧縮応力が負荷される。このため、必要な肉厚はトラック部とトラック溝間とで相違する。このため、前記特許文献１及び特許文献２に記載のように、トラック部の肉厚とトラック溝間の肉厚とが同一であれば、十分な軽量化効果と強度のバランスをとることができない。
【００１１】
また、特許文献３に記載の等速自在継手では、その外側継手部材が鋼板プレス製である。このため、鍛造製のものに比べて捩り剛性を確保することが困難であり、鍛造製のものに比べて強度的に劣るものとなっている。
【００１２】
さらに、前記特許文献２、３に記載のものでは、ブーツ装着部も花形形状であるので、ブーツを外側継手部材に取り付ける場合、回転方向の位置決めが必要となり組み付け作業性が悪化することや、ブーツをバンドで締め付けた際、位相により締め付け力が異なるためシール性も悪化するという欠点がある。なお、特許文献１に記載のものは、外側継手部材（外輪）が前記図７と図８に記載のものと相違して、ステム部を有さないものであって、その小径側にブーツが装着されるものである。すなわち、特許文献１に記載のものでは、特許文献２，３に記載のようなステム部とマウス部とからなるタイプでない。
【００１３】
本発明は、上記課題に鑑みて、軽量化を図ることができ、しかも強度のバランス改善や、ブーツ組み付け作業性やシール性が向上する固定式等速自在継手の外側継手部材を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の固定式等速自在継手の外側継手部材は、内球面に複数のトラック溝が形成された固定式等速自在継手の外側継手部材において、トラック溝間の外径面に切欠溝部を形成するとともに、この切欠溝部が形成されたトラック溝間の肉厚を、トラック溝が形成された部位の肉厚よりも大きく設定し、かつブーツの大径部が外嵌される開口部外径面を円筒面としたものである。
【００１５】
本発明の固定式等速自在継手の外側継手部材では、トラック溝間の外径面に切欠溝部を形成するので、軽量化を図ることができる。また、切欠溝部が形成されたトラック溝間の肉厚を、トラック溝が形成された部位の肉厚よりも大きく設定したことにより、トラック溝間に作用する引張応力や圧縮応力に対応する強度を確保することができる。さらに、ブーツの大径部が外嵌される開口部外径面を円筒面としたので、ブーツの大径部を、開口部に外嵌させ易くなるとともに開口部外径面に密着させ易くなる。
【００１６】
切欠溝部を鍛造加工にて付与することにより、外径部（外径面）の加工領域の減少を図ることができ、加工性及びコスト面等において優れることになる。
【００１７】
また、切欠溝部を外側継手部材軸線と平行に設けたり、トラック溝間の奥側外径面を、外側継手部材の内球面の形状に沿って切欠いて薄肉化したりできる。なお、ボールが８個であったり、６個であったりする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の固定式等速自在継手の外側継手部材では、トラック溝間の外径面に切欠溝部を形成するので、外側継手部材の軽量化を図ることができる。すなわち、トリポードタイプのものに比べて除去できる余肉量が小さいが、外側継手部材の最外径部の余肉の除去であるので、外側継手部材全体としての軽量化に対する効果は大きく、近年の軽量化の要求に応えることができる。また、切欠溝部が形成されたトラック溝間の肉厚を、トラック溝が形成された部位の肉厚よりも大きく設定したことにより、トラック溝間に作用する引張応力や圧縮応力に対応する強度を確保することができる。これによって、この固定式等速自在継手の十分な軽量化と強度のバランスをとることができ、高寿命化を図ることができる。さらに、ブーツの大径部が外嵌される開口部の外径面を円筒面としたので、ブーツの大径部を開口部に外嵌し易くなって、組立性の向上を図ることができる。しかも、ブーツの大径部を開口部外径面に密着させ易くなるので、シール性の向上を図ることができる。
【００１９】
切欠溝部を鍛造加工にて付与することにより、加工性及びコスト面において優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明に係る固定式等速自在継手の外側継手部材を実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。
【００２１】
この固定式等速自在継手は、内球面２１に複数のトラック溝２２が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外側継手部材（外輪）２３と、外球面２４に外側継手部材２３のトラック溝２２と対をなす複数のトラック溝２５が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内側継手部材（内輪）２６と、外側継手部材２３のトラック溝２２と内側継手部材２６のトラック溝２５との間に介在してトルクを伝達する複数のボール２７と、外側継手部材２３の内球面２１と内側継手部材２６の外球面２４との間に介在してボール２７を保持するケージ２８とを備えている。また、内側継手部材２６の内周にセレーションやスプライン等のトルク伝達手段を介してシャフト２９を結合している。
【００２２】
外側継手部材２３は、図１と図２に示すように、カップ状のマウス部３０と、マウス部３０の底部から突設されるステム部３１とを備える。マウス部３０は大径のマウス部本体３０ａと、このマウス部本体３０ａに連設される基部小径部３０ｂとからなり、マウス部本体３０ａの内球面２１には複数（図例では６個）の前記トラック溝２２が形成されている。
【００２３】
そして、外側継手部材２３のマウス部本体３０ａの外径面におけるトラック溝間に切欠溝部３２を形成している。この切欠溝部３２は鍛造加工にて仕上げている。切欠溝部３２は、基部小径部３０ｂに達するものであるが、外側継手部材２３の開口部（つまりマウス部３０のマウス部本体３０ａの開口部）には、この切欠溝部３２が形成されず、このため、外側継手部材２３の開口部の外径面が円筒面４０となっている。
【００２４】
すなわち、前記円筒面４０は、その等速自在継手に装着されるブーツ３３の大径部３３ａが装着（外嵌）されるブーツ装着部３４となる。このブーツ装着部３４の外周面には凹周溝３８が設けられ、このブーツ装着部３４にブーツ３３の大径部３３ａが外嵌された際に、凹周溝３８にブーツ３３の大径部３３ａの内径側の一部が嵌合する。また、ブーツ３３は、前記大径部３３ａと、小径部３３ｂと、この大径部３３ａと小径部３３ｂとの間に設けられる蛇腹部３３ｃとからなる。そして、ブーツ装着部３４に外嵌されたブーツ３３の大径部３３ａには、その外径側からブーツバンド３５が締付られる。また、ブーツ３３の小径部３３ｂはシャフト２９のブーツ装着部３６に外嵌され、その外径側からブーツバンド３５が締付られる。なお、このブーツ装着部３４の軸方向長さＬ（図１参照）は、ブーツ３３の大径部３３ａが外嵌できて、ブーツバンド３８を締付けることができる範囲で種々変更できる。
【００２５】
前記切欠溝部３２は、外側継手部材２３の軸線に沿って延びて外側継手部材２３の軸線と平行に設けられている。また、切欠溝部３２は、図２に示すように、その底面を曲率半径Ｒの凹曲面とし、この切欠溝部３２が形成された部位（トラック溝間）の肉厚（最小肉厚）ｔｃを、トラック溝２２が形成された部位の肉厚（最小肉厚）ｔｒよりも大きくしている。
【００２６】
ところで、トラック位相違いによるトラック荷重差により、トラック溝間に引張応力や圧縮応力が負荷するので、必要な肉厚はトラック溝２２とトラック溝間とで相違する。このため、前記外側継手部材２３の形状設定を行う場合、切欠溝部３２が形成された部位（トラック溝間）が強度的に劣ることがないように設定する必要がある。そこで、本発明では、トラック溝２２に対して荷重が負荷された場合に、外径側の応力値レベルをＦＥＭ（有限要素法）にて解析確認し、これによって、トラック溝間に作用する引張応力や圧縮応力に対応する強度を確保するような溝形状及び溝深さに設定している。
【００２７】
有限要素法は、数値計算手法の一つであって、構造分析分野で広く使われている手法である。すなわち、計算対象の構造に外力が加わって変形する場合等を解析する際、対象の構造をメッシュで区切り（有限数の小さな要素で区切る）、各々の要素内で成り立つ連立一次方程式を作成する（未知数は変位、速度、圧力など）。次に、各要素における方程式を全解析領域分足し合わせることで大きな連立一次方程式（マトリクス方程式）を作成し、解を求める。
【００２８】
このため、図２に示す前記切欠溝部３２の断面形状としても、Ｖ溝であっても、矩形溝であっても、コーナ部がアール状に形成された矩形溝であってもよい。さらに、この実施形態のように、底面を応力集中回避に適した凹曲面の底面の曲率半径Ｒとしても、トラック溝間に作用する引張応力や圧縮応力に対応する強度を確保でき、切欠溝部３２が形成された部位（トラック溝間）の肉厚ｔｃを、トラック溝２２が形成された部位の肉厚ｔｒよりも大きくなる範囲で種々変更できるが、例えば、１．０＜ｔｃ／ｔｒ＜２．４とするのが好ましい。
【００２９】
本発明の固定式等速自在継手の外側継手部材では、トラック溝間の外径面に切欠溝部３２を形成するので、外側継手部材２３の軽量化を図ることができる。これによって、近年の軽量化の要望に応えることができる。また、切欠溝部３２が形成されたトラック溝間の肉厚ｔｃを、トラック溝２２が形成された部位の肉厚よりも大きく設定したことにより、トラック溝間に作用する引張応力や圧縮応力に対応する強度を確保することができる。これによって、この固定式等速自在継手の十分な軽量化と強度のバランスをとることができ、高寿命化を図ることができる。
【００３０】
さらに、ブーツ３３の大径部３３ａが外嵌される外側継手部材２３の開口部の外径面を円筒面としたので、ブーツ３３の大径部３３ａを外側継手部材２３の開口部に外嵌し易くなって、組立性の向上を図ることができる。しかも、ブーツ３３の大径部３３ａを開口部外径面に密着させ易くなるので、シール性の向上を図ることができる。
【００３１】
また、切欠溝部３２を鍛造加工にて付与するので、これにより、外径部（外径面）の加工領域の減少を図ることができ、加工性及びコスト面等において優れることになる。
【００３２】
次に、図３と図４は他の実施形態の固定式等速自在継手の外側継手部材を示し、この場合、前記図１と図２で示す外側継手部材２３の切欠溝部３２が、外側継手部材２３の軸線と平行に設けているのに対して、外側継手部材２３のトラック溝間の奥側外径面を、外側継手部材２３の内球面２１の形状に沿って切欠いて薄肉化している。すなわち、図１に示す外側継手部材２３において図３の仮想線で示す部位を切欠くものであって、切欠溝部３２の奥側（小径部３０ｂ）側にさらに切欠部３７を設けている。
【００３３】
図３と図４とに示す外側継手部材２３において、他の構成は図１と図２とに示す外側継手部材２３と同様の構成であるので、同一の構成については、図１と図２と同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００３４】
このため、図３と図４とに示す外側継手部材２３であっても、図１と図２とに示す外側継手部材２３と同様の作用効果を奏する。また、外側継手部材２３のトラック溝間の奥側外径面を、外側継手部材２３の内球面２１の形状に沿って切欠いて薄肉化しているので、一層の軽量化を図ることができるとともに、トラック溝の奥側においても十分な強度を確保できる。
【００３５】
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、等速自在継手として、実施形態では、バーフィールド型（ＢＪ）であったが、アンダーカットフリー型（ＵＪ）であってもよい。ボールの数、つまりボールが介在するトラック溝２２の数も任意であって、６個であっても８個であってもよいが、軽量化及びコンパクト化を図る上で多い方が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態を示す固定式等速自在継手の外側継手部材の一部断面で示す側面図である。
【図２】前記固定式等速自在継手の外側継手部材の正面図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す固定式等速自在継手の外側継手部材の一部断面で示す側面図である。
【図４】前記図３に示す固定式等速自在継手の外側継手部材の正面図である。
【図５】従来の固定式等速自在継手の外側継手部材の一部断面で示す側面図である。
【図６】前記図５の固定式等速自在継手の外側継手部材の正面図である。
【図７】従来の他の固定式等速自在継手の外側継手部材の一部断面で示す側面図である。
【図８】前記図７の固定式等速自在継手の外側継手部材の正面図である。
【図９】トリポード式等速自在継手の外側継手部材の一部断面で示す側面図である。
【図１０】前記図９の正面図である。
【符号の説明】
【００３７】
２１    内球面
２２    トラック溝
３３    ブーツ
３３ａ  大径部
３４    ブーツ装着部
【図１】
2007285443.tif 000003
【図２】
2007285443.tif 000004
【図３】
2007285443.tif 000005
【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】
2007285443.tif 000010
【図９】
2007285443.tif 000011
【図１０】
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