(57)【要約】【課題】  耐久性や伝達効率の向上を図ると共にポケットとボールとの間でのガタツキを防止し、ポケットの加工や幅寸法管理を容易にする。【解決手段】  軸方向に延びるトラック溝が内周面の複数箇所に形成された外側継手部材と、軸方向に延びるトラック溝が外側継手部材のトラック溝と対をなして外周面の複数箇所に形成された内側継手部材と、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、外側継手部材の内周面と内側継手部材の外周面との間に介在してボールを保持するケージ４０とを備え、ケージ４０は、ボールを収容するポケット４１が周方向の複数箇所に形成され、ポケット中央部４２でのポケット中心Ｐを基準として、ポケット周方向端部４３側でのポケット中心Ｐをケージ軸方向にずらす。【選択図】    図４
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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複数箇所に形成された外側継手部材と、軸方向に延びるトラック溝が前記外側継手部材のトラック溝と対をなして外周面の複数箇所に形成された内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と前記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、前記外側継手部材の内周面と前記内側継手部材の外周面との間に介在して前記ボールを保持するケージとを備え、
前記ケージは、ボールを収容するポケットが周方向の複数箇所に形成され、前記ポケット中央部でのポケット中心を基準として、ポケット周方向端部側でのポケット中心をケージ軸方向にずらしたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記ケージは、ポケットの幅寸法がボールの外径よりも大きく設定されている請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記ケージは、ポケットの幅寸法が有効範囲全域で同一である請求項１又は２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記ケージは、隣り合うポケットで、ポケット周方向端部側でのポケット中心を同一方向にずらした請求項１〜３のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項５】
前記ケージは、隣り合うポケットで、ポケット周方向端部側でのポケット中心を逆方向にずらした請求項１〜３のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項６】
前記ケージは、一方のポケット周方向端部側でのポケット中心と他方のポケット周方向端部側でのポケット中心とを、軸方向中心線に対して対称形状となるようにずらした請求項１〜３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、航空機、船舶や各種産業機械の動力伝達系において使用され、例えばＦＦ車や４ＷＤ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る等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のエンジンから車輪に回転力を等速で伝達する手段として使用さ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】
例えば、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、一般的にエンジン側（インボード側）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（アウトボード側）に軸方向変位は許容できないが大きな角度変位（作動角４５度程度）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中間シャフトで連結した構造を具備する。
【０００４】
前述の等速自在継手は、軸方向に延びるトラック溝が内周面の複数箇所に形成された外側継手部材と、軸方向に延びるトラック溝が外側継手部材のトラック溝と対をなして外周面の複数箇所に形成された内側継手部材と、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、外側継手部材の内周面と内側継手部材の外周面との間に介在してボールを保持するケージとを備えている。等速自在継手を構成するケージは、ボールを収容するポケットが周方向の複数箇所に形成された構造を具備する。
【０００５】
この等速自在継手では、外側継手部材と内側継手部材との間に作動角が付与されると、ケージに収容されたボールは常にどの作動角においても、その作動角の二等分面内に維持され、外側継手部材と内側継手部材との間での等速性が確保される。外側継手部材と内側継手部材との間では、前述のようにして等速性が確保された状態で回転トルクがボールを介して伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平５−４２７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、前述した等速自在継手において、ケージのポケットとボールとの間の軸方向隙間を正隙間（ポケットの幅寸法＞ボールの外径）にすると、継手内部の温度上昇が軽減され、さらに、継手の耐久性向上や伝達効率向上（トルク損失低減）も図ることができる。しかしながら、このケージのポケットとボールとの間の軸方向隙間が過大であると、等速自在継手が大きな作動角をとった時に、ポケットとボールとの間でのガタツキにより打音や振動が発生することで、継手性能に好ましくない影響が生じる。
【０００８】
これを改善するため、特許文献１で開示された等速自在継手が提案されている。この特許文献１の等速自在継手では、ケージのポケットの幅寸法を、ケージの内周面側でボールの外径以下とし、少なくとも内外方向中間位置でボールの外径よりも大きくする構成としている。このような構成を採用したことにより、等速自在継手が大きな作動角をとった時に打音および振動が発生し易い状態であっても、打音および振動が発生し易い位置にあるボールがケージの内周面側へ変位することから、打音および振動の発生を抑制するようにしている。
【０００９】
特許文献１で開示された等速自在継手では、ケージのポケットの幅寸法を、ケージの内周面側でボールの外径以下とし、少なくとも内外方向中間位置でボールの外径よりも大きくしている。このように、ケージの内周面側と、少なくとも内外方向中間位置とで、ケージのポケットの幅寸法が異なるため、ポケットの加工や幅寸法管理が非常に困難であるという問題があった。
【００１０】
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、耐久性や伝達効率の向上を図ると共にポケットとボールとの間でのガタツキを防止し、ポケットの加工や幅寸法管理が容易な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複数箇所に形成された外側継手部材と、軸方向に延びるトラック溝が外側継手部材のトラック溝と対をなして外周面の複数箇所に形成された内側継手部材と、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、外側継手部材の内周面と内側継手部材の外周面との間に介在してボールを保持するケージとを備え、ケージは、ボールを収容するポケットが周方向の複数箇所に形成され、ポケット中央部でのポケット中心を基準として、ポケット周方向端部側でのポケット中心をケージ軸方向にずらしたことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る等速自在継手が小さな作動角をとった時には、ボールがケージのポケット中央部に位置することから、そのボールの円滑な転動が阻害されることはない。一方、等速自在継手が大きな作動角をとった時には、ボールがケージのポケット周方向端部側に寄る。この時、ケージのポケット周方向端部側でのポケット中心がポケット中央部でのポケット中心を基準としてケージ軸方向にずれていることから、ボールはポケットの軸方向端面に常に接触した予圧状態となる。このことから、等速自在継手が大きな作動角をとった時に、ポケットとボールとの間でのガタツキを防止することができる。
【００１３】
本発明におけるケージは、ポケットの幅寸法がボールの外径よりも大きく設定されていることが望ましい。このようにすれば、継手内部の温度上昇が軽減され、さらに、継手の耐久性向上や伝達効率向上（トルク損失低減）も図る上で有効である。
【００１４】
本発明におけるケージは、ポケットの幅寸法が有効範囲全域で同一であることが望ましい。このようにすれば、ポケットの加工や幅寸法管理が容易となる点で有効である。ここで、有効範囲全域とは、ポケット内でボールがポケット中心を基準として周方向に移動する領域の全てを意味する。
【００１５】
本発明におけるケージは、隣り合うポケットで、ポケット周方向端部側でのポケット中心を同一方向にずらした形態、また、隣り合うポケットで、ポケット周方向端部側でのポケット中心を逆方向にずらした形態、さらに、一方のポケット周方向端部側でのポケット中心と他方のポケット周方向端部側でのポケット中心とを、軸方向中心線に対して対称形状となるようにずらした形態とすることが可能である。これら形態のいずれかを採用すれば、ポケット中央部でのポケット中心を基準として、ポケット周方向端部側でのポケット中心をケージ軸方向にずらすことが実現容易となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ケージのポケット中央部でのポケット中心を基準として、ポケット周方向端部側でのポケット中心をケージ軸方向にずらしたことにより、ボールの円滑な転動が阻害されることがなく、ポケットとボールとの間でのガタツキを防止することができるので、耐久性や伝達効率の向上を図ると共にポケットの加工や幅寸法管理が容易な等速自在継手を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態で、ツェッパ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Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】図１の等速自在継手のケージを示す断面図である。
【図４】ポケットの一つの形態を示す部分展開図である。
【図５】等速自在継手が小さな作動角をとった時におけるポケット内でのボールを示す説明図である。
【図６】等速自在継手が大きな作動角をとった時におけるポケット内でのボールを示す説明図である。
【図７】ポケットの他の形態を示す部分展開図である。
【図８】ポケットの他の形態を示す部分展開図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明に係る等速自在継手の実施形態を以下に詳述する。以下の実施形態では、固定式等速自在継手の一つであるツェッパ型等速自在継手（ＢＪ）を例示するが、他の固定式等速自在継手としてアンダーカットフリー型等速自在継手（ＵＪ）にも適用可能である。これら固定式等速自在継手以外に、ダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）やクロスグルーブ型等速自在継手（ＬＪ）などの摺動式等速自在継手にも適用可能である。また、以下の実施形態では、８個ボールの等速自在継手に適用した場合を例示するが、６個ボールの等速自在継手にも適用可能であり、ボールの個数については任意である。
【００１９】
図１および図２に示す実施形態の等速自在継手は、軸方向に延びる円弧状トラック溝１１が球面状内周面１２の円周方向８箇所に等間隔で形成された外側継手部材１０と、その外側継手部材１０のトラック溝１１と対をなして円弧状トラック溝２１が球面状外周面２２の円周方向８箇所に等間隔で形成された内側継手部材２０と、外側継手部材１０のトラック溝１１と内側継手部材２０のトラック溝２１との間に介在してトルクを伝達する８個のボール３０と、外側継手部材１０の球面状内周面１２と内側継手部材２０の球面状外周面２２との間に介在してボール３０を保持するケージ４０とで主要部が構成されている。
【００２０】
この等速自在継手を構成するケージ４０は、図３に示すように、外側継手部材１０の球面状内周面１２と内側継手部材２０の球面状外周面２２との間に配されたボール３０を収容するポケット４１が円周方向８箇所に等間隔で形成されている。
【００２１】
ケージ４０のポケット４１は、図４に示すように、ポケット中央部４２でのポケット中心Ｐを基準として、ポケット周方向端部４３側でのポケット中心Ｐをケージ４０の軸方向にずらしている（ポケット中心Ｐは、点の集まりとして線で図示している）。つまり、ポケット中央部４２でのポケット中心Ｐを基準として、一方のポケット周方向端部４３側（ポケット中央部４２から図示上側）でのポケット中心Ｐをケージ４０の幅中心Ｑに対して継手奥側（図示左側）へ角度αだけ傾斜させると共に、他方のポケット周方向端部４３側（ポケット中央部４２から図示下側）でのポケット中心Ｐをケージ４０の幅中心Ｑに対して継手開口側（図示右側）へ同一の角度αだけ傾斜させている。すなわち、ポケット４１全体としては、ケージ４０の幅中心Ｑに対して角度αだけ傾けた形態をなす。
【００２２】
また、ケージ４０は、ポケット４１の幅寸法Ｌがボール３０の外径φＤ（図１参照）よりも大きく設定されている（ポケット幅寸法Ｌ＞ボール径φＤ）。このように、ポケット４１の幅寸法Ｌがボール３０の外径φＤよりも大きく設定されていることから、ボール３０の円滑な転がりが可能となって継手内部の温度上昇が軽減され、さらに、継手の耐久性向上や伝達効率向上（トルク損失低減）が図れる。さらに、ケージ４０は、ポケット４１の幅寸法Ｌが有効範囲全域で同一である。このように、ポケット４１の幅寸法Ｌが有効範囲領域で同一であることから、ポケット４１の加工や幅寸法管理が容易となる。
【００２３】
以上のような構成を具備した等速自在継手が小さな作動角をとった時には、図５に示すように、ボール３０がケージ４０のポケット中央部４２に位置する。この時、ポケット４１の幅寸法Ｌがボール３０の外径φＤよりも大きく、ポケット中央部４２ではポケット中心Ｐがずれていないことから、ポケット中心Ｐのずれによりボール３０がポケット４１の軸方向端面に常に接触した予圧状態となることはない。その結果、ボールの円滑な転動が阻害されることはない。
【００２４】
一方、等速自在継手が大きな作動角をとった時には、図６に示すように、ボール３０がケージ４０のポケット周方向端部４３側に寄る。この時、ケージ４０のポケット周方向端部４３側でのポケット中心Ｐがポケット中央部４２でのポケット中心Ｐを基準としてケージ軸方向にずれていることから、ボール３０はポケット４１の軸方向端面に常に接触した予圧状態となる（図中白抜き矢印箇所）。このことから、等速自在継手が大きな作動角をとった時には、ポケット４１とボール３０との間でのガタツキを防止することができる。その結果、打音や振動の発生を抑制することができる。
【００２５】
以上の実施形態では、ケージ４０の周方向で隣り合うポケット４１，４１について（図４参照）、ポケット周方向端部４３側でのポケット中心Ｐを同一方向にずら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、図７に示すように、ケージ４０の周方向で隣り合うポケット４１，４４について、ポケット周方向端部４３側でのポケット中心Ｐを逆方向にずらした形態とすることも可能である。つまり、一方のポケット４１については、ポケット中心Ｐをケージ４０の幅中心Ｑに対して角度αだけ傾斜させた形態とし、他方のポケット４４については、ポケット中心Ｐをケージ４０の幅中心Ｑに対して角度αだけ反対側へ傾斜させた形態としている。ポケット４１とポケット４４の傾斜する方向は反対であるがその角度αは同じである。
【００２６】
また、図８に示すように、ケージ４０のポケット４５は、一方のポケット周方向端部４３側でのポケット中心Ｐと他方のポケット周方向端部４３側でのポケット中心Ｐとを、軸方向中心線Ｒに対して対称形状となるようにずらした形態とすることが可能である。つまり、ポケット中央部４２でのポケット中心Ｐを基準として、一方のポケット周方向端部４３側（ポケット中央部４２から図示上側）でのポケット中心Ｐをケージ４０の幅中心Ｑに対して継手開口側（図示右側）へ角度αだけ傾斜させると共に、他方のポケット周方向端部４３側（ポケット中央部４２から図示下側）でのポケット中心Ｐをケージ４０の幅中心Ｑに対して継手開口側（図示右側）へ同一の角度αだけ傾斜させている。すなわち、ポケット４５全体としては、ケージ４０の幅中心Ｑに対してくの字状に屈曲させた形態をなす。
【００２７】
なお、前述した図７および図８の実施形態において、ポケット４１，４４，４５の幅寸法Ｌがボール３０の外径φＤよりも大きく設定されている点、およびポケット４１，４４，４５の幅寸法Ｌが有効範囲全域で同一である点については、図４に示す実施形態と同様である。また、図７および図８の実施形態において、等速自在継手が小さな作動角をとった時と大きな作動角をとった時の作用効果についても、図４の実施形態と同様であるため、重複説明は省略する。
【００２８】
また、ポケット周方向端部４３側でのポケット中心Ｐをずらす方向（ポケット中心Ｐを傾斜させる方向）については任意である。ポケット４１，４４，４５の加工や幅寸法管理などを考慮した場合、ポケット中心Ｐは、ポケット中央部４２からポケット周方向端部４３に向けて直線的にずらすことが望ましいが、必ずしも直線的である必要はなく、曲線的あるいは折線的にずらすことも可能である。また、ポケット周方向端部４３側でのポケット中心Ｐをずらすのは、ケージ４０における全てのポケット４１，４４，４５に適用してもよいし、一部のポケット４１，４４，４５のみであってもよく、その数は任意である。また、傾斜させる角度αは３〜２０度程度を採用することができるが、等速自在継手の最大作動角などの仕様に基づき適宜設定すればよい。
【００２９】
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】
【００３０】
１０  外側継手部材
１１  トラック溝
１２  内周面
２０  内側継手部材
２１  トラック溝
２２  外周面
３０  ボール
４０  ケージ
４１  ポケット
４２  ポケット中央部
４３  ポケット周方向端部
４４，４５  ポケット
Ｐ  ポケット中心
Ｌ  ポケットの幅寸法
Ｄ  ボールの外径
【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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