(57)【要約】【課題】  外側継手部材の内部空間に封入される潤滑剤の量を削減し得る簡易な構造の摺動式等速自在継手を提供する。【解決手段】  軸方向に延びるトラック溝１２が内周面の円周方向複数箇所に形成された外側継手部材１１と、その外側継手部材１１のトラック溝に転動自在に挿入されたローラ３０を介して外側継手部材１１との間で角度変位を許容しながらトルクが伝達されるトリポード部材２０とを備え、ローラ３０が外側継手部材１１のトラック溝１２に沿って案内されながらローラ３０およびトリポード部材２０が軸方向変位可能に外側継手部材１１に収容された摺動式等速自在継手であって、外側継手部材１１の内部空間Ａを仕切るプレート７０を軸方向変位可能に内部空間Ａに配設する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びるトラック溝が内周面の円周方向複数箇所に形成された外側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝に転動自在に挿入された転動体を介して前記外側継手部材との間で角度変位を許容しながらトルクが伝達される内側継手部材とを備え、前記転動体が前記外側継手部材のトラック溝に沿って案内されながら転動体および内側継手部材が軸方向変位可能に外側継手部材に収容された摺動式等速自在継手であって、
前記外側継手部材の内部空間を仕切るプレートを軸方向変位可能に前記内部空間に配設したことを特徴とする摺動式等速自在継手。
【請求項２】
前記内側継手部材から延びるシャフトの基端部と前記外側継手部材の底部との間にばねを張設し、前記ばねに前記プレートを支持させた請求項１に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項３】
前記プレートに通気弁を配設した請求項１又は２に記載の摺動式等速自在継手。
【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の動力伝達系において使用され、例えば４ＷＤ車やＦＲ車などで使用されるドライブシャフトやプロペラシャフト等に組み込まれて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する摺動式等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンから車輪に回転力を等速で伝達するドライブシャフトやプロペラシャフト等に組み込まれる等速自在継手には、固定式等速自在継手と摺動式等速自在継手の二種がある。これら両者の等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し得る構造を備えている。
【０００３】
自動車のエンジンから駆動車輪に動力を伝達するドライブシャフトは、エンジンと車輪との相対的位置関係の変化による角度変位と軸方向変位に対応する必要があるため、エンジン側に軸方向変位および角度変位を許容する摺動式等速自在継手を、駆動車輪側に角度変位のみを許容する固定式等速自在継手をそれぞれ装備し、両者の等速自在継手をシャフトで連結した構造が一般的である。一方、自動車のリア用ドライブシャフトには、エンジン側と駆動車輪側の両方に摺動式等速自在継手を使用したものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このドライブシャフトに組み付けられる摺動式等速自在継手の一つに、トルク伝達部材としてローラを用いたローラタイプのトリポード型等速自在継手（ＴＪ）がある。また、他の摺動式等速自在継手には、トルク伝達部材としてボールを用いたボールタイプのダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）がある。
【０００５】
例えば、トリポード型等速自在継手は、軸方向に延びる三本のトラック溝が内周面に形成されると共に各トラック溝の内側壁に互いに対向するローラ案内面が形成された外側継手部材と、径方向に突出して先端が外側継手部材のトラック溝に挿入された三本の脚軸を有するトリポード部材と、そのトリポード部材の脚軸に回転自在に支持されると共に外側継手部材のトラック溝に転動自在に挿入されてローラ案内面に沿って案内されるローラとで主要部が構成されている。
【０００６】
トリポード型等速自在継手は、ローラが外側継手部材のトラック溝のローラ案内面に沿って案内されながら、ローラおよびトリポード部材からなる内部部品が外側継手部材に軸方向変位可能に収容された構造を具備する。このトリポード型等速自在継手では、内部部品の良好な作動性を確保するため、外側継手部材の内部空間にグリース等の潤滑剤を封入している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−８２３９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前述したように、等速自在継手の外側継手部材の内部空間にグリース等の潤滑剤を充填して潤滑させることにより、等速自在継手の寿命性能を確保するようにしている。この等速自在継手の外側継手部材の内部空間に封入される潤滑剤の量は、ベアリング等の他の機械部品と比較しても多量となっている。
【０００９】
これは、外側継手部材の内部空間の容積が大きいためであり、特に、トリポード型等速自在継手やダブルオフセット型等速自在継手のように、軸方向変位を許容する摺動式等速自在継手は、外側継手部材の内部空間の容積が非常に大きい。そのため、この種の摺動式等速自在継手では、多量の潤滑剤を必要とする。
【００１０】
そこで、本発明は前述の改善点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、外側継手部材の内部空間に封入される潤滑剤の量を削減し得る簡易な構造の摺動式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】
【００１１】
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、軸方向に延びるトラック溝が内周面の円周方向複数箇所に形成された外側継手部材と、その外側継手部材のトラック溝に転動自在に挿入された転動体を介して外側継手部材との間で角度変位を許容しながらトルクが伝達される内側継手部材とを備え、転動体が外側継手部材のトラック溝に沿って案内されながら転動体および内側継手部材が軸方向変位可能に外側継手部材に収容された摺動式等速自在継手であって、外側継手部材の内部空間を仕切るプレートを軸方向変位可能に内部空間に配設したことを特徴とする。
【００１２】
本発明では、外側継手部材の内部空間を仕切るプレートにより、転動体および内側継手部材からなる内部部品が位置する側の内部空間の容積を外側継手部材の内部空間の全容積よりも小さくすることができる。その結果、前述の内部部品が位置する側の内部空間に封入される潤滑剤の量を削減することができる。また、前述のプレートを軸方向変位可能に外側継手部材に設けたことから、内部部品の軸方向変位に追従してプレートが軸方向に変位することで、内部部品が位置する側の内部空間の容積を可変にし、摺動式等速自在継手への適用を可能にしている。
【００１３】
本発明において、内側継手部材から延びるシャフトの基端部と外側継手部材の底部との間にばねを張設し、そのばねにプレートを支持させることが望ましい。このように、シャフトの基端部と外側継手部材の底部との間に張設されたばねにプレートを支持させる構造を採用すれば、プレートを軸方向変位可能に内部空間に配設する構造を容易に実現することができる。
【００１４】
本発明において、プレートに通気弁を配設した構造が望ましい。このように、プレートに通気弁を設けた構造を採用すれば、内部部品の軸方向変位に伴うプレートの軸方向変位に追従して内部空間の内圧が変化しても、内部部品が位置する側の内部空間と内部部品が位置しない側の内部空間との間での空気の移動が通気弁により可能となる。これにより、内部部品が軸方向にスムーズに変位する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、外側継手部材の内部空間を仕切るプレートにより、転動体および内側継手部材からなる内部部品が位置する側の内部空間の容積を外側継手部材の内部空間の全容積よりも小さくすることができる。その結果、前述の内部部品が位置する側の内部空間に封入される潤滑剤の量を削減することができ、等速自在継手のコスト低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る摺動式等速自在継手の実施形態で、トリポード型等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図１のトリポード型等速自在継手の全体構成を示す横断面図である。
【図３】図１の等速自在継手を組み込んだドライブシャフトを示す断面図である。
【図４】図１のプレートを示す側面図である。
【図５】（Ａ）は図１の通気弁を示す部分拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る摺動式等速自在継手の実施形態を詳述する。以下の実施形態では、シングルローラタイプのトリポード型等速自在継手を例示する。なお、本発明は、このシングルローラタイプ以外に、作動時の低振動化を可能としたダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手にも適用可能である。また、本発明は、トリポード型等速自在継手以外に、ボールタイプのダブルオフセット型等速自在継手のような他の摺動式等速自在継手にも適用可能である。
【００１８】
図１および図２はシングルローラタイプのトリポード型等速自在継手１６の全体構成を示す。同図に示す実施形態のトリポード型等速自在継手１６は、外側継手部材１０と、内側継手部材であるトリポード部材２０と、転動体であるローラ３０とで主要部が構成されている。
【００１９】
外側継手部材１０は、一端に開口部１１を有するカップ状をなし、その底部中央に軸部１３が一体的に形成されている。外側継手部材１０の内周面には、軸方向に延びる三本の直線状トラック溝１２が円周方向等間隔に形成される。各トラック溝１２は、その内側両壁に互いに対向する一対のローラ案内面１４を有する。ローラ案内面１４は円弧状断面を有し、外側継手部材１０の軸線方向に直線状に延びる。外側継手部材１０の外周面は、軽量化のため、トラック溝１２間と対応する部位に凹部１５が軸方向に形成されている。この外側継手部材１０の内部には、トリポード部材２０とローラ３０からなる内部部品が軸方向変位可能に収容されている。
【００２０】
トリポード部材２０は、円筒状をなすボス２１の外周面に三本の脚軸２２が円周方向等間隔（１２０°間隔）で放射状に一体形成されたものである。脚軸２２は、その先端がトラック溝１２の底部付近まで半径方向に延在し、その外周面は一般的に円筒面とされている。ボス２１の軸孔にシャフト４０の軸端がスプライン嵌合により連結され、環状のスナップリング４１によりトリポード部材２０に対して抜け止めされている。
【００２１】
外側継手部材１０のトラック溝１２のローラ案内面１４と脚軸２２の外周面との間に針状ころ３１を介してローラ３０が回転自在に配設される。ローラ３０の外周面は縦断面円弧状とされ、ローラ案内面１４とアンギュラ接触により二箇所で接触する場合と、サーキュラ接触により一箇所で接触する場合がある。一方、ローラ３０の内周面は、円筒状に形成されている。このローラ３０と脚軸２２との間に、複数の針状ころ３１が、保持器のない、いわゆる単列総ころ状態で配設されている。脚軸２２の外周面は針状ころ３１の内側転動面を構成し、ローラ３０の内周面は針状ころ３１の外側転動面を構成している。
【００２２】
これら針状ころ３１は、脚軸２２の付け根部に外嵌されたインナワッシャ３２と半径方向内側で接すると共に、脚軸２２の先端部に外嵌されたアウタワッシャ３３と半径方向外側で接している。このアウタワッシャ３３は、脚軸２２の先端部に形成された環状溝２３に丸サークリップ等の止め輪３４を嵌合させることにより抜け止めされている。
【００２３】
この等速自在継手１６では、トリポード部材２０の脚軸２２と外側継手部材１０のローラ案内面１４とがローラ３０を介して二軸の回転方向に係合することにより、駆動側から従動側へ回転トルクが等速で伝達される。また、ローラ３０が脚軸２２に対して回転しながらローラ案内面１４上を転動することにより、外側継手部材１０とトリポード部材２０との間の相対的な軸方向変位や角度変位が許容される。
【００２４】
以上の構成を具備した等速自在継手１６は、図３に示すように、自動車のリア用ドライブシャフトに使用される。このドライブシャフトは、シャフト４０のエンジン側（インボード側）と駆動車輪側（アウトボード側）の両方に摺動式等速自在継手であるトリポード型等速自在継手１６，５０を連結した構造を具備する。このエンジン側と駆動車輪側の両方に位置する二つの等速自在継手１６，５０について、それぞれの内部部品が軸方向変位可能であることから、組み付け時において、二つの等速自在継手１６，５０の内部部品の軸方向位置が定まらない。
【００２５】
そのため、一方の等速自在継手５０の外側継手部材５１の底部に配設された受け部材５２でシャフト４０の軸端部を支持すると共に、他方の等速自在継手１６の外側継手部材１０の底部とシャフト４０の軸端部との間に圧縮コイルばね６０を張設した構造としている。この圧縮コイルばね６０の弾性力を軸方向に附勢し、シャフト４０の軸端部を受け部材５２に押圧することにより、組み付け時において、２つの等速自在継手１６，５０の内部部品の軸方向位置を規制するようにしている。
【００２６】
ここで、この等速自在継手１６，５０では、内部部品の良好な作動性を確保するため、外側継手部材１０，５１の内部空間にグリース等の潤滑剤を封入し、等速自在継手１６，５０の寿命性能を確保するようにしている。一方、外側継手部材１０，５１の内部空間の全容積が大きいため、その内部空間に充填する潤滑剤が多量となる。なお、以下の説明では、一方の等速自在継手１６を例示するが、他方の等速自在継手５０についても適用可能である。
【００２７】
この実施形態の等速自在継手１６では、外側継手部材１０の内部空間に封入される潤滑剤の量を削減するため、図１に示すように、外側継手部材１０の内部空間Ａを仕切るプレート７０を軸方向変位可能に内部空間Ａに配設した簡易な構造を具備する。このプレート７０は、図４に示すように、外側継手部材１０の内周面に沿った横断面形状を有する（図２参照）。これにより、プレート７０の外周面と外側継手部材１０の内周面との間に隙間がない状態でプレート７０が軸方向変位可能となっている。
【００２８】
また、このプレート７０は、図１に示すように、その中央部位に、内部部品が位置する側（外側継手部材１０の開口部側）に突出する凸部７１が形成された形状をなす。このプレート７０の凸部７１をシャフト４０の基端部である軸端部に当接させている。この凸部７１の形成により、内部部品が位置しない側（外側継手部材１０の底部側）に凹部７２が形成されている。このプレート７０の凹部７２と外側継手部材１０の底部に形成された凹部１７との間に前述の圧縮コイルばね６０が軸方向に張設されている。
【００２９】
このように、圧縮コイルばね６０の一端をプレート７０の凹部７２に嵌め込むことにより、その圧縮コイルばね６０にプレート７０を支持させる。この圧縮コイルばね６０にプレート７０を支持させる構造により、プレート７０を軸方向変位可能に内部空間Ａに配設する構造を容易に実現することができる。プレート７０を軸方向変位可能に内部空間Ａに配設したことから、内部部品の軸方向変位に追従してプレート７０が軸方向に変位することで、内部部品が位置する側の内部空間Ｂの容積を可変にし、摺動式等速自在継手１６への適用を可能にしている。
【００３０】
以上のように、外側継手部材１０の内部空間Ａを仕切るプレート７０により、内部部品が位置する側の内部空間Ｂの容積を外側継手部材１０の内部空間Ａの全容積よりも小さくすることができる。その結果、内部部品が位置する側の内部空間Ｂに封入される潤滑剤の量を削減することができる。
【００３１】
なお、内部部品が外側継手部材１０の開口部１１に近接する状態や、内部部品が外側継手部材１０の底部に近接する状態は、例えば車両のフルバンプやフルリバウンド時など使用頻度が少ない。そのため、この実施形態において、潤滑剤の封入量は、使用頻度が高い状態、つまり、内部部品がジョイントセンタＬ（図１参照）に位置する状態での内部空間Ａの全容積に対する内部空間Ｂの容積の比率で設定すればよい。これにより、潤滑剤が不足することによる寿命低下や焼き付けを未然に防止することができる。
【００３２】
また、前述のプレート７０には通気弁７３が配設されている。この実施形態では、図４に示すように三つの通気弁７３を設けているが、その数は、三つ以外でもよく任意である。通気弁７３は、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、空気のみを通して潤滑剤を通さないスリット７４が形成されたキャップ状部材である。この通気弁７３は、プレート７０に形成された孔７５に嵌め込むことにより取り付けられている。
【００３３】
内部部品の軸方向変位に伴ってプレート７０が外側継手部材１０の開口部側から底部側へ変位する際、内部部品が位置しない側の内部空間Ｃの空気が圧縮することにより、摺動抵抗が大きくなる。そこで、プレート７０に通気弁７３を設けた構造とすることにより、内部部品が位置しない側の内部空間Ｃの内圧が上昇しようしても、内部部品が位置しない側の内部空間Ｃから通気弁７３を介して内部部品が位置する側の内部空間Ｂへ空気が移動する。これにより、内部部品が軸方向に変位するに際して、摺動抵抗が大きくなることはなく、内部部品が軸方向にスムーズに変位することができる。
【００３４】
逆に、内部部品の軸方向変位に伴ってプレート７０が外側継手部材１０の底部側から開口部側へ変位する際には、圧縮コイルばね６０の弾性力が作用し、また、内部部品が位置する側の内部空間Ｂが外側継手部材１０の開口側で十分な容積があるため、摺動抵抗が大きくなることはなく、内部部品が軸方向にスムーズに変位することができる。また、プレート４０の配置位置は、できるだけ内側継手部材２０に近いほうが潤滑剤をより削減することになるが、トリポート型等速自在継手１６が角度をとった場合にローラ３０がプレート４０に干渉しない位置に配置する。
【００３５】
なお、以上で説明した等速自在継手１６では、プレート７０を圧縮コイルばね６０でシャフト４０の軸端部に押圧することにより、圧縮コイルばね６０とシャフト４０の軸端部とでプレート７０を挟み込んだ構造としているが、プレートを受け部材５２の先端部に嵌め込むようにして取り付ける構造としてもよい。この構造は、図３の左側に位置する等速自在継手５０に適用する場合に有効である。
【００３６】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００３７】
１０  外側継手部材
１２  トラック溝
２０  内側継手部材（トリポード部材）
３０  転動体（ローラ）
４０  シャフト
６０  ばね（圧縮コイルばね）
７０  プレート
７３  通気弁
Ａ  内部空間
【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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