(57)【要約】      （修正有）【課題】軽量且つ取り付け間距離や円周方向ガタを小さくする効果が見込め、振動特性に優れる軸継手を提供する。【解決手段】内径面に複数のトラック溝が形成された一対の外側継手部材５２，５３と、外径面に外側継手部材５２，５３のトラック溝と対をなす複数のトラック溝が形成された一対の内側継手部材５６，５７とを備えた軸継手である。一対の外側継手部材５２，５３は同一軸心上に所定間隔で配設される。一対の外側継手部材５２，５３間の隙間を、一つのブーツ７０にて覆う。一対の内側継手部材５６，５７は連結軸部とともに一体化されてなる。【選択図】図１
2016014431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内径面に複数のトラック溝が形成された一対の外側継手部材と、外径面に前記外側継手部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝が形成された一対の内側継手部材とを備え、一対の前記外側継手部材が同一軸心上に所定間隔で配設された軸継手であって、
一対の前記外側継手部材間の隙間を、一つのブーツにて覆うとともに、一対の前記内側継手部材が連結軸部とともに一体化されてなることを特徴とする軸継手。
【請求項２】
前記外側継手部材と、これに嵌入される前記内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝とこれに対応する前記内側継手部材のトラック溝との間に配設される複数のトルク伝達ボールと、前記外側継手部材の内径面と前記内側継手部材の外径面との間に介在してトルク伝達ボールを保持するケージとで等速自在継手を構成し、この等速自在継手が摺動型等速自在継手であることを特徴とする請求項１に記載の軸継手。
【請求項３】
前記摺動型等速自在継手は、前記外側継手部材及び前記内側継手部材のトラック溝が軸方向に伸びる直線状トラック溝であって、両トラック溝とが協働して形成される複数のトルク伝達ボールトラックに配設される複数の前記トルク伝達ボールを有するダブルオフセットタイプの摺動型等速自在継手であることを特徴とする請求項２に記載の軸継手。
【請求項４】
前記摺動型等速自在継手は、前記外側継手部材が軸線に対して互いに逆方向に傾斜したトラック溝を円周方向に交互に形成した内周面を有し、前記内側継手部材軸線に対して互いに逆方向に傾斜したトラック溝を円周方向に交互に形成した外周面を有し、軸線に対して互いに逆方向に傾斜した内輪のトラック溝と外輪のトラック溝との交差部に組み込んだ前記トルク伝達ボールを有するクロスグルーブタイプの摺動型等速自在継手であることを特徴とする請求項２に記載の軸継手。
【請求項５】
一対の前記内側継手部材は、前記内側継手部材から突設される軸部を有し、前記軸部を溶接又は摩擦圧接の接合手段を介して一体化されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の軸継手。
【請求項６】
一対の前記内側継手部材と前記軸部からなる内側継手部材構成部品は、冷間鍛造、熱間鍛造、もしくは亜熱間鍛造により一体成形されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の軸継手。
【請求項７】
前記外側継手部材にはフランジ部材が連結され、このフランジ部材の外側継手部材対向面と、外側継手部材のフランジ部材対向面との間に、メタルシールからなるシール部材を介在させていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の軸継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業機械や農業機械は駆動源直結による動力伝達部材として用いられる軸継手（カップリング）に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸継手は、産業機械や農業機械の駆動装置の駆動源に直結で動力伝達部材として幅広く適用されている。軸継手として、フランジ形たわみ軸継手（ＪＩＳ  Ｂ  １４５２参照）、ローラチエインカップリング（椿本チエイン製など）、タイヤタイプカップリング（特開２００８−１２８３９３号公報参照、トーヨー製の商品名「ラブフレックスカップリング」など）が公知である
【０００３】
しかしながら、カップリングは連結二軸の芯出しや軸方向での寸法出し作業を正確に行なう必要があり、芯出し、寸法出し精度が不十分である場合はカップリング部材の早期破損、騒音や振動の原因となるだけでなく、カップリングの反力によって回転機械の支持軸受など周辺部材の耐久性を損ねるおそれがある。そのため芯出しや寸法出し作業には熟練者による高精度な作業が要求されていることが実状である。
【０００４】
そこで、従来には、前記カップリング（軸継手）のデメリットを補うため、図１５と図１６に示すように、軸方向に摺動可能な２個のダブルオフセット型等速自在継手を用いたものが提案されているボールカップリング（ＮＴＮ株式会社カタログ番号５６０３−Ｖ／Ｊの３８頁以降を参照）。
【０００５】
図１５と図１６に示す軸継手は、一対のダブルオフセット型等速自在継手Ｔ１，Ｔ２を軸部材（中間軸）で連結されてなるものである。各ダブルオフセット型等速自在継手Ｔ１，Ｔ２は、内径面１に複数のトラック溝２が形成された外側継手部材３と、外径面４に外側継手部材３のトラック溝２と対をなす複数のトラック溝５が形成された内側継手部材６と、外側継手部材３のトラック溝２と内側継手部材６のトラック溝５との間に介在してトルクを伝達する複数のボール７と、外側継手部材３の内径面１と内側継手部材６の外径面４との間に介在してボール７を保持するケージ８とを備えている。
【０００６】
中間軸１０は、両端部に雄スプライン１１ａ、１１ｂが形成され、一方の雄スプライン１１ａが一方の等速自在継手Ｔ１の内側継手部材６の中心孔に嵌入され、この雄スプライン１１ａをこの内側継手部材６の中心孔に形成された雌スプライン１２に噛合させている。また、他方の雄スプライン１１ｂが他方の等速自在継手Ｔ２の内側継手部材６の中心孔に嵌入され、この雄スプライン１１ｂをこの内側継手部材６の中心孔に形成された雌スプライン１２に噛合させている。
【０００７】
また、中間軸１０の各等速自在継手側において、抜け止めのために、一対の止め輪１３、１４がそれぞれ装着されている。すなわち、一対の止め輪１３、１４にて、内側継手部材６を挟持する状態となっている。
【０００８】
そして、一対の等速自在継手Ｔ１、Ｔ２間の隙間は、ブーツ１５にて密封されている。すなわち、ブーツ１５は、一対の短筒部１５ａ，１５ｂと、短筒部１５ａ，１５ｂを連結する蛇腹部１５ｃとからなる。一方の短筒部１５ａが一方の等速自在継手Ｔ１の外側継手部材３のブーツ装着部１６に外嵌され、ブーツバンド１７にてこのブーツ装着部１６に締結されている。また、他方の短筒部１５ｂが他方の等速自在継手Ｔ２の外側継手部材３のブーツ装着部１６に外嵌され、ブーツバンド１７にてこのブーツ装着部１６に締結されている。
【０００９】
また、外側継手部材３はその基部に鍔部１８が設けられ、この鍔部１８が、フランジ部材２０に連結される。フランジ部材２０は、内径面にキー溝２１が形成された本体筒部２０ａと、本体筒部２０ａの継手側に形成される外鍔部２０ｂとからなる、そして、外側継手部材３の鍔部１８の端面にフランジ部材２０の外鍔部２０ｂ側の端面を突き合わせて、その状態で、ボルト・ナット結合の結合手段Ｍにて、外側継手部材３とフランジ部材２０とを連結している。
【００１０】
このように、前記図１５に示す軸継手では、ＪＩＳで規定されているカップリングに比べ比べ重量や取り付け間距離Ｌ１が大きく、設置スペースを拡大する大幅な設計レイアウト変更が必要な場合が多いのが実状であった。ここで、取り付け間距離Ｌ１とは、フランジ部材２０、２０の外鍔部２０ｂ、２０ｂの端面２４間寸法である。
【００１１】
中間軸１０の両端外径部はホブカッターや転造あるいは放電加工により雄スプライン１１ａ、１１ｂが成形され、内側継手部材６の内径部はブローチあるいは放電加工により雌スプライン１２，１２が成形される。両者はスプライン嵌合されるが、使用条件によっては駆動源からの振動による影響でスプライン部の摩滅が進行することで、円周方向ガタが次第に大きくなり、振動も増幅する。また、外側継手部材の両側端面にはシール部材としてのＯリング２２は配設される。しかしながら、Ｏリング２２を使用すれば、Ｏリング２２が徐々に摩滅しシール性能の劣化を招く。前記振動の増幅やシール性能の劣化は、等速継手部材の寿命・強度耐久性や、周辺部材に悪影響を及ぼす可能性がある。
【００１２】
そこで、従来では、図１７と図１８に示すような軸継手も提案されている。この軸継手は、一対のカプラ２５，２５と、筒状継手部材２６と、軸部材としてのピン２７と、球面ブッシュ２８とを有するものである。カプラ２５，２５に連結軸３３，３３が嵌入連結される。
【００１３】
各カプラ２５、２５には、それぞれ、中心孔３０と同心状となる環状溝２９，２９が設けられ、対向する環状溝２９，２９に、筒状継手部材２６の端部が収容されている。また、環状溝２９，２９を半径方向に横断するようにピン孔３１が、周方向に沿って所定ピッチ（この場合、１２０°ピッチ）で配設されている。そして、このピン孔３１に前記ピン２７が嵌入されている。
【００１４】
また、筒状継手部材２６の両端部には、軸線方向に延びる直線状のトラック３２が切欠形成されている。このトラック３２は、周方向に沿って１２０°ピッチで形成され、一端側のトラック３２と他端側のトラック３２とは６０°ピッチで位相をずらしている。そして、各トラック３２に前記球面ブッシュ２８が摺動可能かつ回動可能に嵌合されている。球面ブッシュ２８には、ピン２７が嵌入されている。
【００１５】
図１７と図１８に示すように構成された軸継手は、軸方向スペースを殆ど必要としないので、連結二軸がきわめて接近した突き合わせ状態にある回転機械設備であっても容易に適用できる。また、筒状継手部材のトラックに球面ブッシュを摺動自在に嵌合しているので、連結二軸の角度変位と軸方向変位が可能であり、軸継手の芯出し作業などに伴う回転機械の据付工数を短縮できるという利点がある。さらに、一端側のトラックと他端側のトラックとは位相を半ピッチずらしているので軸継手の等速性が担保されると共に、軸継手に偏心が生じた時の振れ回りを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２０１０−１５６３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、前記図１７と図１８に示す軸継手では、連結二軸の外周部に動力伝達するための球面ブッシュ等の継手部材が存在するため、構造上外径寸法を大きくする必要がある。また、許容芯違い量及び許容角度が大きく制限されるため、高速回転時に遠心力を大きく受け易い構造でありシール性能の早期劣化を招く可能性もある。
【００１８】
本発明は、上記課題に鑑みて、軽量且つ取り付け間距離や円周方向ガタを小さくする効果が見込め、振動特性に優れる軸継手を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の軸継手は、内径面に複数のトラック溝が形成された一対の外側継手部材と、外径面に外側継手部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝が形成された一対の内側継手部材とを備え、一対の外側継手部材が同一軸心上に所定間隔で配設された軸継手であって、一対の外側継手部材間の隙間を、一つのブーツにて覆うとともに、一対の内側継手部材が連結軸部とともに一体化されてなるものである。
【００２０】
本発明の軸継手によれば、一対の内側継手部材は連結軸部とともに一体化されているので、内側継手部材とが別部材である中間軸を介して連結する必要がない。このため、連結するためのスプライン加工を行う必要がなくなる。また、一つのブーツにて外側継手部材間の隙間を密封することができる。
【００２１】
外側継手部材と、これに嵌入される内側継手部材と、外側継手部材のトラック溝とこれに対応する内側継手部材のトラック溝との間に配設される複数のトルク伝達ボールと、外側継手部材の内径面と内側継手部材の外径面との間に介在してトルク伝達ボールを保持するケージとで等速自在継手を構成し、この等速自在継手が摺動型等速自在継手である場合がある。
【００２２】
摺動型等速自在継手は、外側継手部材及び内側継手部材のトラック溝が軸方向に伸びる直線状トラック溝であって、両トラック溝とが協働して形成される複数のトルク伝達ボールトラックに配設される複数のトルク伝達ボールを有するダブルオフセットタイプの摺動型等速自在継手である。
【００２３】
摺動型等速自在継手は、外側継手部材が軸線に対して互いに逆方向に傾斜したトラック溝を円周方向に交互に形成した内周面を有し、内側継手部材が軸線に対して互いに逆方向に傾斜したトラック溝を円周方向に交互に形成した外周面を有し、軸線に対して互いに逆方向に傾斜した内輪のトラック溝と外輪のトラック溝との交差部に組み込んだトルク伝達ボールとを有するクロスグルーブタイプの摺動型等速自在継手である場合もある。
【００２４】
一対の内側継手部材は、前記内側継手部材から突設される軸部を有し、この軸部を溶接又は摩擦圧接の接合手段を介して一体化することができる。溶接として、電子ビーム溶接を用いることができる。電子ビーム溶接とは、電子ビームを熱源として溶接する方法である。真空中で陰極を加熱して発生させた電子に高電圧をかけ加速させ、さらに電磁コイルやレンズで集束させた高密度の電子ビームを照射し、その衝撃により発生する熱で、被溶接物を溶融させ溶接をする方法である。電子を高速かつ高精度で制御することで、アーク溶接に比較すると倍以上の高エネルギー密度が得られ、融点の高い材料の溶接や、溶け込みが深く、溶接ひずみの少ない高精度の溶接ができる。自動車ではパワートレイン関係の精密部品や電子機器など、微小な部品の溶接に使われている。摩擦圧接とは、接合する部材（たとえば金属や樹脂など）を高速で擦り合わせ、 そのとき生じる摩擦熱によって部材を軟化させると同時に圧力を加えて接合する方法である。
【００２５】
一対の内側継手部材と軸部からなる内側継手部材構成部品は、冷間鍛造、熱間鍛造、もしくは亜熱間鍛造により一体成形で一体化することができる。
【００２６】
前記外側継手部材にはフランジ部材が連結され、このフランジ部材の外側継手部材対向面と、外側継手部材のフランジ部材対向面との間に、メタルシールからなるシール部材を介在させているのが好ましい。メタルシールとしては、ステンレス鋼やインコネル等の材質で構成できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明では、連結するためのスプライン加工を行う必要がなく、生産性の向上を図ることができる。また、スプライン嵌合にて連結しないので、駆動源からの振動によるガタツキ（周方向ガタ）を生じない。しかも、止め輪類が不必要となって、部品点数や組付工数を削減でき、しかも軸方向長さ及び外径寸法を小さく設定できる。このように、本発明の軸継手では、軽量かつ取付間距離（軸方向寸法）や円周方向ガタを小さくすることができ、設置スペースを拡大する設計レイアウト変更量が小さくなり、振動特性に優れたカップリング（軸継手）を提供できる。
【００２８】
また、内側継手部材の外径寸法を小さく設定できるとともに、外側継手部材の外径寸法及び内径寸法を小さく設定でき、コンパクト化が可能である。一つのブーツにて外側継手部材間の隙間を密封することができるので、外側継手部材間の隙間に対して、少ない部品点数にて安定したシール機能を発揮することができる。
【００２９】
等速自在継手として、ダブルオフセット型等速自在継手とすることができ、このダブルオフセット型等速自在継手では、ボールを保持するケージの内外面中心が、屈曲角度中心に対してそれぞれ前後にオフセットすることで、ボールが２軸のなす角の２等分線上に位置させて、等速性を保つようにしている。クロスグルーブ型等速自在継手とすることができ、このクロスグルーブ型等速自在継手では、ボールのガタつめをすることができる。このため、内部ガタをつめて高回転で使用することができ、高速性能に優れるものとなる。
【００３０】
一対の内側継手部材は連結軸部とともに一体化されてなるものであるが、この場合、一体化としては、一体成形であっても、溶接又は摩擦圧接の接合手段を介して一体化してもよく、設計の自由度が高い。なお、一体成形としては、冷間、熱間、又は亜熱間鍛造を行うことができる。
【００３１】
ブーツ材料として、使用する環境等に応じて、その環境に応じて最適なものを用いることができ、高速回転性能の向上や外的要因による損傷を軽減させることが可能となる。
【００３２】
シール部材に、メタルシールを用いれば、高温・高圧・超高真空・極低温等の過酷な条件下においても安定したシール性を発揮する材質のものを選択することができる。
【００３３】
リチウム石鹸系またはウレア系を増ちょう剤とするグリースを用いれば、摺動部位の低摩擦化を達成でき、振動の発生鯨飲となる誘紀スラストを軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の軸継手の断面図である。
【図２】前記図１の要部簡略図である。
【図３】一対の内側継手部材と連結軸部とが一体成形されてなる内側継手部材構成部品を示し、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は端面図である。
【図４】一対の内側継手部材と連結軸部とが溶接にて接合された側継手部材構成部品の断面図である。
【図５】一対の内側継手部材と連結軸部とが摩擦圧接にて接合された側継手部材構成部品の断面図である。
【図６】本発明の軸継手の他の実施形態を示す断面図である。
【図７】前記図６の要部簡略図である。
【図８】前記図６の軸継手の等速自在継手のトラック溝の展開図である。
【図９】前記図６の軸継手の外側継手部材の断面図である。
【図１０】前記図６に示す軸継手の等速自在継手の内側継手部材とケージとの関係を示す断面図である。
【図１１】前記図６の軸継手の等速自在継手の内側継手部材を示し、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は端面図である。
【図１２】一対の内側継手部材と連結軸部とが溶接にて接合された側継手部材構成部品の断面図である。
【図１３】一対の内側継手部材と連結軸部とが摩擦圧接にて接合された側継手部材構成部品の断面図である。
【図１４】本発明の軸継手の別の実施形態を示す断面図である。
【図１５】従来の軸継手を示す断面図である。
【図１６】前記図１５の要部簡略図である。
【図１７】従来の他の軸継手を示す断面図である。
【図１８】図１７のＡ−Ａ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下本発明の実施の形態を図１〜図１４に基づいて説明する。図１と図２に第１実施形態の軸継手（カップリング）を示し、この軸継手は、内径面５０，５０に複数のトラック溝５１，５１が形成された一対の外側継手部材５２，５３と、外径面５４，５４に外側継手部材５２，５３のトラック溝５１，５１と対をなす複数のトラック溝５５，５５が形成された一対の内側継手部材５６，５７とを備え、一対の外側継手部材５２，５３は同一軸心上に所定間隔で配設されたものである。
【００３６】
一対の内側継手部材５６，５７は連結軸部５８とともに一体化されてなる。すなわち、図３（ａ）（ｂ）に示すように、一対の内側継手部材５６，５７と連結軸部５８とで、内側継手部材構成部品６０を形成している。この場合の内側継手部材構成部品６０は筒体からなり、その筒体の両端部に膨出部を形成して内側継手部材５６，５７を構成する。すなわち、一対の内側継手部材５６，５７は連結軸部５８は一体成形されている。
【００３７】
外側継手部材５２，５３及び内側継手部材５６，５７のトラック溝５１，５１，５５，５５は軸方向に伸びる直線状トラック溝であり、この外側継手部材５２，５３と、これに嵌入される内側継手部材５６，５７と、外側継手部材５２，５３のトラック溝５１，５１とこれに対応する内側継手部材５６，５７のトラック溝５５，５５とが協働して形成される複数のトルク伝達ボールトラックに配設される複数のトルク伝達ボール６１と、外側継手部材５２、５３の内径面５０、５０と内側継手部材５６，５７の外径面５４，５４との間に介在してトルク伝達ボール６１を保持するケージ６２、６３とで、それぞれ、等速自在継手Ｔ１、Ｔ２を構成することになる。等速自在継手Ｔ１、Ｔ２は、ケージ６２、６３の外球面の中心と内球面の中心とが、継手中心に対し、軸方向に逆方向にオフセットしているダブルオフセット型である。また、トラック溝５１，５１，５５，５５は、図２に示すように、周方向に沿って４５°ピッチで８個ずつ形成されている。このため、トルク伝達ボール６１が８個とされる。
【００３８】
図１に示す内側継手部材構成部品６０、延いては内側継手部材５６，５７は、例えば、ＪＩＳ  Ｇ  ４０５１で規定される機械構造用炭素鋼鋼材、ＪＩＳ  Ｇ  ４０５２で規定される焼入性を保証した構造用鋼鋼材、ＪＩＳ  Ｇ  ４０５３で規定される機械構造用合金鋼鋼材、およびボロン鋼鋼材のいずれかから選択される。内側継手部材構成部品６０は、例えば、冷間鍛造、熱間鍛造、又は亜熱間鍛造で一体成形される。
【００３９】
外側継手部材５２，５３は、それぞれ、筒状本体部６５と、この筒状本体部６５の基端部に連設される外鍔部６６とからなる。そして、筒状本体部６５の外径面の先端部には、密封装置Ｓを構成するブーツ７０が装着される小径のブーツ装着部６５ａが設けられている。ブーツ装着部６５ａの先端部には、膨出部６７が形成されている。
【００４０】
ブーツ７０は、一対の短円筒部７０ａ，７０ａと、この短円筒部７０ａ，７０ａを連結する断面三角山形形状の伸縮可能部７０ｂとからなる。短円筒部７０ａ，７０ａの内径面には、前記ブーツ装着部６５ａの膨出部６７が嵌合する周方向凹部７１が設けられている。そして、ブーツ７０の一対の短円筒部７０ａ，７０ａが、外側継手部材５２，５３のブーツ装着部６５ａに外嵌される。この際、ブーツ装着部６５ａの膨出部６７に周方向凹部７１が嵌合した状態で、短円筒部７０ａ，７０ａの外径面のバンド装着凹溝にブーツバンド７２が嵌合されて、このブーツバンド７２が締め付けられることによって、ブーツ７０が、一対の外側継手部材５２，５３に装着され、この外側継手部材５２，５３の隙間を塞ぐことができる。
【００４１】
ブーツ７０の材料が、クロロプレンゴム、シリコーン、エチレンアクリルゴム、塩素化ポリエチレン、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、およびウレタンのいずれかから選択される。また、成形方法としては、射出成形やブロー成形等を適用できる。具体例としては、東レ・デュポン株式会社のハイトレル（登録商標）を挙げることができる。ハイトレルはＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）とポリエーテルであるＰＴＭＧ（ポリテトラメチレングルコール）を有する熱可塑性ポリエステルエラストマーである。
【００４２】
ブーツバンドとして、ワンタッチバンドやエチカバンド等を使用することができる。また、外側継手部材５２，５３の内径面の開口部（反外鍔部側の開口部）には、抜け止め用の止め輪７３が設けられている。
【００４３】
各外側継手部材５２，５３にはフランジ部材７５，７５が連結される。フランジ部材７５は、内径面７６にキー溝７７が形成された筒状本体部７５ａと、筒状本体部７５ａの継手側の端部に連設される外鍔部７５ｂとからなる。この場合、フランジ部材７５の外鍔部７５ｂと外側継手部材５２（５３）の外鍔部６６とが重ね合されて、フランジ部材７５の筒状本体部７５ａの継手側突出部７８が、外側継手部材５２（５３）の内径面の鍔部側開口部の凹部７９に嵌合した状態となる。
【００４４】
各外鍔部７５ｂと外側継手部材５２（５３）の外鍔部６６に、それぞれ、貫通孔８０，８１が設けられ、対向する貫通孔８０，８１にボルト部材８２を挿入して、このボルト部材８２にナット部材８３を螺合することによって、外側継手部材５２（５３）とフランジ部材７５とを連結することができる。
【００４５】
ところで、外鍔部７５ｂと外鍔部６６との間には、シール部材Ｓ１が介装されている。すなわち、外鍔部６６の外面（フランジ部材側の端面）６６ａに周方向凹溝８５を形成し、この周方向凹溝８５に、シール部材Ｓ１としてのＯリング８４を嵌合させている。
【００４６】
本発明の軸継手によれば、一対の内側継手部材５６，５７は連結軸部５８とともに一体化されているので、内側継手部材５６，５７と別部材である中間軸５８を介して連結する必要がない。このため、連結するためのスプライン加工を行う必要がなく、生産性の向上を図ることができる。また、スプライン嵌合にて連結しないので、駆動源からの振動によるガタツキ（周方向ガタ）を生じない。しかも、止め輪類が不必要となって、部品点数や組付工数を削減でき、しかも軸方向長さ及び外径寸法を小さく設定できる。このように、本発明の軸継手では、軽量かつ取り付け間距離（軸方向寸法）Ｌ１や円周方向ガタを小さくすることができ、設置スペースを拡大する設計レイアウト変更量が小さくなり、振動特性に優れたカップリング（軸継手）を提供できる。
【００４７】
取り付け間距離（軸方向寸法）Ｌ１とは、一方のフランジ部材７５の外鍔部７５ｂの継手側端面７４と、他方のフランジ部材７５の外鍔部７５ｂの継手側端面７４との間の距離である。また、この実施形態では、内側継手部材５２，５３の外径寸法を小さく設定できるとともに、外側継手部材５２，５３の外径寸法及び内径寸法を小さく設定でき、コンパクト化が可能である。
【００４８】
一つのブーツ７０にて外側継手部材間の隙間を密封することができるので、外側継手部材間の隙間に対して、少ない部品点数にて安定したシール機能を発揮することができる。
【００４９】
等速自在継手として、ダブルオフセット型等速自在継手とすることができ、このダブルオフセット型等速自在継手では、ボールを保持するケージの内外面中心が、屈曲角度中心に対してそれぞれ前後にオフセットすることで、ボールが２軸のなす角の２等分線上に位置させて、等速性を保つようにしている。
【００５０】
ところで、前記実施形態では、一対の内側継手部材５６，５７は連結軸部５８とともに一体化されてなる内側継手部材構成部品６０を用いていたが、図４や図５に示すように、内側継手部材構成部品６０を２部材にて構成し、この２部材を接合手段を介して一体化するものであってもよい。
【００５１】
すなわち、一方の内側継手部材５６と、この内側継手部材５６から突設される軸部５８ａとからなる半割体６０ａを形成するとともに、他方の内側継手部材５７と、この内側継手部材５７から突設される軸部５８ｂとからなる半割体６０ｂを形成する。そして、図４では、接合手段として電子ビーム溶接等の溶接を用いて、半割体６０ａの接合面８６ａと半割体６０ｂの接合面８６ｂとを接合している。電子ビーム溶接とは、電子ビームを熱源として溶接する方法である。真空中で陰極を加熱して発生させた電子に高電圧をかけ加速させ、さらに電磁コイルやレンズで集束させた高密度の電子ビームを照射し、その衝撃により発生する熱で、被溶接物を溶融させ溶接をする方法である。電子を高速かつ高精度で制御することで、アーク溶接に比較すると倍以上の高エネルギー密度が得られ、融点の高い材料の溶接や、溶け込みが深く、溶接ひずみの少ない高精度の溶接ができる。
【００５２】
図５では、接合手段として、摩擦圧接を用いている。摩擦圧接とは、接合する部材（たとえば金属や樹脂など）を高速で擦り合わせ、そのとき生じる摩擦熱によって部材を軟化させると同時に圧力を加えて接合する方法である。
【００５３】
次に、図６は、等速自在継手Ｔ１，Ｔ１をグロスグルーブ型等速自在継手としている。グロスグルーブ型等速自在継手は、図６〜図８に示すように、軸線に対して互いに逆方向に傾斜したトラック溝９０を円周方向に交互に形成した内周面９１を有する外側継手部材９２（９３）と、軸線に対して互いに逆方向に傾斜したトラック溝９４を円周方向に交互に形成した外周面９５を有する内側継手部材９６（９７）と、軸線に対して互いに逆方向に傾斜した内側継手部材９６（９７）のトラック溝９４ａ、９４ｂと外側継手部材９２（９３）のトラック溝９０ａ、９０ｂとの交差部に組み込んだトルク伝達ボール９８と、内側継手部材９６（９７）の外周面９５と外側継手部材の内周面９１との間に介在してトルク伝達ボール９８を円周方向で所定間隔に保持するケージ９９（１００）とからなる。
【００５４】
外側継手部材９２，９３は、それぞれ、筒状本体部１０５と、この筒状本体部１０５の基端部に連設される外鍔部１０６とからなる。そして、筒状本体部１０５の外径面の先端部には、密封装置Ｓを構成するブーツ７０が装着される小径のブーツ装着部１０５ａが設けられている。ブーツ装着部１０５ａの先端部には、膨出部１０７が形成されている。
【００５５】
また、前記図３に示すものと同様、一方の内側継手部材９６と他方の内側継手部材９７とは、連結軸部１０１とともに一体成形されたものである。すなわち、一方の内側継手部材９６と他方の内側継手部材９７と連結軸部１０１とで、内側継手部材構成部品１１０を構成する。そして、内側継手部材構成部品１１０、例えば、ＪＩＳ  Ｇ  ４０５１で規定される機械構造用炭素鋼鋼材、ＪＩＳ  Ｇ  ４０５２で規定される焼入性を保証した構造用鋼鋼材、ＪＩＳ  Ｇ  ４０５３で規定される機械構造用合金鋼鋼材、およびボロン鋼鋼材のいずれかから選択される。内側継手部材構成部品１１０は、例えば、冷間鍛造、熱間鍛造、又は亜熱間鍛造で一体成形される。
【００５６】
クロスグルーブ型等速自在継手は、軸方向変位の規制機構（ストッパ）の違いによって、フロートタイプとノンフロートタイプの２種類がある。フロートタイプは、内側継手部材９６（９７）とケージ９９（１００）の干渉によって軸方向変位を規制するようにしている。すなわち、ケージ９９（１００）の最小内径よりも内側継手部材９６（９７）の最大外径を大きく設定し、内側継手部材９６（９７）とケージ９９（１００）の干渉によって軸方向変位を規制するようにしている。
【００５７】
ノンフロートタイプは、軸方向変位を大きくとれるようにケージ９９（１００）の最小内径よりも内側継手部材９６（９７）の最大外径を小さく設定し、ボール９８とケージ９９（１００）の干渉によって軸方向変位を規制するようにしている。ボール９８が軸方向に移動すると、ボール溝が傾いていることから、ボール９８は円周方向にも移動する。スライドイン時の最大ストローク移動した時、ボール９８はケージポケット内を円周方向に移動して柱部に干渉するにいたる。
【００５８】
ところで、クロスグルーブ型等速自在継手はサイズ毎に基準寸法が設定されているが、軸継手の使用条件によっては、作動角の最大許容角度を１０ｄｅｇから５ｄｅｇ程度まで小さく制限しても適用に支障無い。このため、内側継手部材の幅寸法Ｌ２，Ｌ３（図１１（ａ）参照）を基準寸法より小さく設定し、取付け間距離Ｌ１を小さくすることができ、コンパクトかつ高速回転性能に優れたものとできる。
【００５９】
また、内側継手部材の外径寸法φｄ１（図１１参照）を小さく設定することで、一体化によるケージ９９（１００）やボール９８の組付性が改善され、外径寸法φｄ２（図１１参照）や外側継手部材の内・外径寸法φＤ１，φＤ２（図９参照）をコンパクト化が可能であり、かつ高速性能に優れたものを提供することができる。さらに、図１０に示すように、内側継手部材の外径寸法φｄ１をケージ内径φｄ３（図１０参照）に干渉しないよう設定すれば、長スライド化も可能である。
【００６０】
図６に示すように、各外側継手部材９２，９３にはフランジ部材７５，７５が連結される。フランジ部材７５は、内径面７６のキー溝７７が形成された筒状本体部７５ａと、筒状本体部７５ａの継手側の端部に連設される外鍔部７５ｂとからなる。この場合、フランジ部材７５の外鍔部７５ｂと外側継手部材９２（９３）の外鍔部１０６とが重ね合されて、フランジ部材７５の筒状本体部７５ａの継手側突出部７８が、外側継手部材９２（９３）の内径面の鍔部側開口部の凹部１０９に嵌合した状態となる。
【００６１】
各外鍔部７５ｂと外側継手部材９２（９３）の外鍔部１０６に、それぞれ、貫通孔８０，８１が設けられ、対向する貫通孔８０，１１１にボルト部材８２を挿入して、このボルト部材８２にナット部材８３を螺合することによって、外側継手部材９２（９３）とフランジ部材７５とを連結することができる。
【００６２】
この場合も、外鍔部７５ｂと外鍔部１０６との間には、シール部材Ｓ１が介装されている。すなわち、外鍔部１０６の外面（フランジ部材側の端面）１０６ａに周方向凹溝１１５を形成し、この周方向凹溝１１５に、シール部材Ｓ１としてのＯリング８４を嵌合させている。
【００６３】
また、この軸継手においても、外側継手部材９２、９３間の隙間が密封装置Ｓにて覆われている。この場合の密封装置Ｓは、各外側継手部材９２、９３に装着される金属製のストッパ１２０，１２１を介して各外側継手部材９２、９３に取付られる。ストッパ１２０，１２１は、外側継手部材９２、９３のブーツ装着部に外嵌される筒部１２０ａ、１２１ａと、この筒部１２０ａ、１２１ａから内径側へ延びる内径延伸部１２０ｂ、１２１ｂと、この内径延伸部１２０ｂ、１２１ｂから相手側に向かって縮径する湾曲壁部１２０ｃ、１２１ｃとからなる。
【００６４】
ところで、図６〜図８に示すクロスグルーブタイプの摺動型等速自在継手では、図１１に示すように、一方の内側継手部材９６と他方の内側継手部材９７とは、連結軸部１０１とともに一体成形されたものである。このようなクロスグルーブタイプの摺動型等速自在継手であっても、図１２に示すように、溶接にて、一方の内側継手部材９６と他方の内側継手部材９７とを連結軸部１０１を介して接合して一体化したり、図１３に示すように、摩擦圧接にて、一方の内側継手部材９６と他方の内側継手部材９７とを連結軸部１０１を介して接合して一体化したりしてもよい。
【００６５】
すなわち、一方の内側継手部材９６と、この内側継手部材９６から突設される軸部１０１ａとからなる半割体１１０ａを形成するとともに、他方の内側継手部材９７と、この内側継手部材９７から突設される軸部１０１ｂとからなる半割体１１０ｂを形成する。そして、図１２では、接合手段として電子ビーム溶接等の溶接を用いて、半割体１１０ａの接合面１０２ａと半割体１１０ｂの接合面１０２ｂとを接合している。また、図１３では、摩擦圧接にて、半割体１１０ａの接合面１０２ａと半割体１１０ｂの接合面１０２ｂとを接合している。
【００６６】
また、図１４では、シール部材Ｓ１として、扁平リング体からなるメタルシール１１２にて構成している。メタルシール１１２としては、ステンレス鋼やインコネル（登録商標）等の材質で構成できる。
【００６７】
このように、軸方向にばね力を付与する復元性の高いメタルシール１１２を適用することで、Ｏリング８４に比べシール性能の劣化を軽減することができる。また、扁平リング体からなるメタルシール１１２を用いれば、図６に示すようなＯリング８４を嵌合させるような凹溝を形成する必要がなく、加工性に優れる。なお、図１４に示す軸継手の他の構成は、前記図６に示す軸継手と同様であるので、図６と同一構成については、図６と同一の符号を付してそれらを説明は省略する。また、図１においてもＯリング８４に換えてメタルシール１１２を適用してもよい。
【００６８】
ところで、前記各実施形態において、摺動部位を潤滑する手段として、リチウム石鹸系またはウレア系を増ちょう剤とするグリースを適用することができる。このようなグリースを用いることによって、摺動部位の低摩擦化（例えば、摺動摩擦係数：μ=０．１２、０．０６）が可能となり、振動の発生原因となり誘起スラストを軽減することが可能することが可能である。
【００６９】
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、一対の内側継手部材は連結軸部とともに一体化されてなるものであるが、図４等に示すように、溶接等の接合手段にて接合するものである場合、前記接合部が１箇所であったが、一対の内側継手部材と、連結軸との３部材を構成した後、これらを溶接等の接合手段にて接合するものであってもよい。この場合、接合部として３か所を有することになる。また、等速自在継手のボール数としては、８個に限るものではなく、８個以下であっても、８個以上であってもよい。
【実施例１】
【００７０】
ＮＴＮ社製のＤＯＪ８７タイプ、ＥＤＪ８７タイプ、ＬＪ８７タイプ、及びＨＬＪ８７タイプの等速自在継手を用いた軸継手の特性と、ＮＴＮ社製のＢＣ８７のカップリングの特性とを比較した。ＤＯＪ８７、ＥＤＪ８７、ＬＪ８７、及びＨＬＪ８７については、ＮＴＮ社のカタログ（ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ  ＲＥＶＩＥＷ  Ｎｏ．６６（１９９７）、及びＮＴＮ社のカタログ（ＣＯＮＳＴＡＮＴ  ＶＥＬＯＣＩＴＹ  ＪＯＩＮＴＳ  ｆｏｒ  ＡＵＴＯＭＯＢＩＬＥＳ  ＣＡＴ．Ｎｏ．５６０１−ＩＶ／ＪＥ）に記載の構造・サイズである。また、ＢＣ８７は、ＮＴＮ社のカタログ（カタログ番号５６０３−Ｖ／Ｊ）の記載のＢＣカップリングを用いた。
【００７１】
特性結果を次の表１に示す。表１の上から２段目の「従来技術に対する変化率」は重量に対するものであり、減少率を示し、表１の上から４段目の「従来技術に対する変化率」は取付間距離Ｌ１に対するものであり、減少率を示す。また。表１の最下段において、△は可であり、製品としての許容範囲であり、○は良であり、製品として△よりも品質が優れ、◎は優であり、製品として○よりも品質が優れるものである。
【表１】
2016014431.tif 000003
【００７２】
このように、内側継手部材を一体成形、あるいは電子ビーム溶接または摩擦圧接による接合により、従来技術のＢＣカップリングに比べて重量をＥＤＪシリーズ（ＥＤＪ８７タイプ）で約７％，ＬＪシリーズ（ＨＬＪ８７タイプ）で約４２％まで軽量化が可能なため高速回転性能に優れる。また、内側継手部材と中間軸とのスプライン嵌合を無くすことで本体部材の円周方向ガタを小さくすることも可能であり、ＬＪシリーズ（ＬＪ８７、及びＨＬＪ８７タイプ）においては実質０ｄｅｇにすることも可能である。更に、止め輪類が不要になることで、部品点数や組付工数の削減も可能である。
【００７３】
また、取り付け間距離をＥＤＪシリーズ（ＥＤＪ８７タイプ）で約３％，ＬＪシリーズ（ＨＬＪ８７タイプ）で約１９％小さくすることが可能なため、従来技術のＢＣカップリングを取り付けるために十分な取り付け距離を確保できなかった動力伝達部位に、内側継手部材を一体成形、あるいは電子ビーム溶接または摩擦圧接による接合した、ＤＯＪシリーズやＬＪシリーズを適用することが可能となる。尚、ＤＯＪシリーズやＬＪシリーズはＢＣカップリングと同様に、伸縮可能なフローティングタイプ（しゅう動式）であり、従来技術のカップリングの芯出しや寸法出しの自在性を損なうことはない。
【符号の説明】
【００７４】
５０   内径面
５１   トラック溝
５２，５３    外側継手部材
５４   外径面
５５   トラック溝
５６，５７    内側継手部材
５８   連結軸部
６１   トルク伝達ボール
６２   ケージ
７０   ブーツ
９０、９０ａ  トラック溝
９１   内周面
９２，９３    外側継手部材
９４、９４ａ  トラック溝
９５   外周面
９６、９７    内側継手部材
９８   トルク伝達ボール
１０１ 連結軸部
【図１】
2016014431.tif 000004
【図２】
2016014431.tif 000005
【図３】
2016014431.tif 000006
【図４】
2016014431.tif 000007
【図５】
2016014431.tif 000008
【図６】
2016014431.tif 000009
【図７】
2016014431.tif 000010
【図８】
2016014431.tif 000011
【図９】
2016014431.tif 000012
【図１０】
2016014431.tif 000013
【図１１】
2016014431.tif 000014
【図１２】
2016014431.tif 000015
【図１３】
2016014431.tif 000016
【図１４】
2016014431.tif 000017
【図１５】
2016014431.tif 000018
【図１６】
2016014431.tif 000019
【図１７】
2016014431.tif 000020
【図１８】
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