(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線に平行な第１乃至第６曲面からなる略円筒面によって囲まれた中空穴を有するアウタ部材と、
前記アウタ部材の中空穴内に収容され、前記第１乃至第６曲面にそれぞれ点接触する第７乃至第１２曲面が外壁に形成されたトラニオン部材を有するインナ部材と、
を備え、
前記アウタ部材の内壁と前記トラニオン部材の外壁との接触部位における接触角線がそれぞれ一致するように、前記第１乃至第１２曲面の曲率中心がそれぞれ設定されることを特徴とする等速ジョイント。
【請求項２】
請求項１記載の等速ジョイントにおいて、
前記トラニオン部材の第７乃至第１２曲面は、周方向に沿った曲率半径と、前記周方向と直交する軸線方向に沿った曲率半径とが同一である球面の一部となるようにそれぞれ設定されることを特徴とする等速ジョイント。
【請求項３】
請求項２記載の等速ジョイントにおいて、
前記トラニオン部材の第７乃至第１２曲面には、油溜まり部が形成されることを特徴とする等速ジョイント。
【請求項４】
請求項３記載の等速ジョイントにおいて、
前記油溜まり部は、曲面上に形成された溝部または隣接する曲面の境界部分から対向する一組の平面に向かって貫通する貫通孔からなることを特徴とする等速ジョイント。
【請求項５】
請求項１記載の等速ジョイントにおいて、
前記アウタ部材とトラニオン部材のいずれか一方またはその両方の接触部位または全面に表面処理を施したことを特徴とする等速ジョイント。
【請求項６】
請求項１記載の等速ジョイントにおいて、
前記トラニオン部材の第７乃至第１２曲面の中、相互に対向する一組の曲面は、該トラニオン部材の軸線を回転軸として所定方向に回動させることにより、単一の研磨手段によって略同時に研磨加工されることを特徴とする等速ジョイント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車の駆動力伝達部において、一方の伝達軸である第１軸と他方の伝達軸である第２軸とを連結させる等速ジョイントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車の駆動力伝達部では、一方の伝達軸である第１軸と他方の伝達軸である第２軸とを連結し回転力を各車軸へと伝達する等速ジョイントが用いられている。
【０００３】
例えば、特許第３０５８２１３号公報では、軸線に平行な６つの平坦面で囲まれた６角状の中空穴を備えた外輪と、前記外輪の中空穴に組み込まれたトラニオン部材とによって構成される等速自在継手（等速ジョイント）が開示されている。
【０００４】
この特許第３０５８２１３号公報に開示された従来技術に係る等速自在継手では、前記トラニオン部材の外壁に６つの球面が形成され、前記６つの球面のうち、３つの第１球面と、前記各平坦面の円周方向中心から円周方向の一方にずれた位置で前記各平坦面とがそれぞれ点接触するように設けられている。
【０００５】
さらに、前記の従来技術に係る等速自在継手では、前記６つの球面のうち、他の３つの第２球面と、前記各平坦面の円周方向中心から円周方向の他方にずれた位置で前記各平坦面とがそれぞれ点接触し、且つ前記第１球面と前記第２球面とが円周方向に交互に配設される構成が採用されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来技術に係る等速自在継手では、アウタ部材である外輪の内壁に形成された平坦面に対して、インナ部材であるトラニオン部材の外壁に形成された球面がそれぞれ点接触するように構成されているため、アウタ部材とインナ部材との接触部位が高面圧となる。
【０００７】
従って、従来技術に係る等速自在継手では、アウタ部材とインナ部材との接触部位に表面損傷が発生するおそれがある。
【０００８】
この場合、前記表面損傷を防止する手段として、前記アウタ部材（外輪）の平坦面とインナ部材（トラニオン部材）の球面との間に、例えば、ボタン部材、保持器を介して一体的に保持される複数のローラを介装する構成（特許第３０５８２１３号公報参照）や、ブロック状のトルク伝達部材を介装する構成（特開平６−２２１３３５号公報参照）が提案されている。
【０００９】
しかしながら、表面損傷を防止する手段として提案された前記の構成では、いずれも部品点数が増加するという不具合がある。また、インナ部材の外壁が球面で構成されているため、前記インナ部材を製造する際、複数の球面をそれぞれ独立して研磨加工等を施す必要があり、多数の製造工程が要求されて製造コストが高騰するという他の不具合がある。
【００１０】
本発明は、前記の不具合を克服するためになされたものであり、部品点数を減少させて小型・軽量化を図り、しかも製造コストを低減することが可能な等速ジョイントを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、軸線に平行な第１乃至第６曲面からなる略円筒面によって囲まれた中空穴を有するアウタ部材と、
前記アウタ部材の中空穴内に収容され、前記第１乃至第６曲面にそれぞれ点接触する第７乃至第１２曲面が外壁に形成されたトラニオン部材を有するインナ部材と、
を備え、
前記アウタ部材の内壁と前記トラニオン部材の外壁との接触部位における接触角線がそれぞれ一致するように、前記第１乃至第１２曲面の曲率中心がそれぞれ設定されることを特徴とする。
【００１２】
この場合、前記トラニオン部材の第７乃至第１２曲面を、周方向に沿った曲率半径と、前記周方向と直交する軸線方向に沿った曲率半径とが同一である球面の一部となるようにそれぞれ設定することにより、アウタ部材の内壁との接触部位における面圧をより一層抑制することができる。
【００１３】
また、前記トラニオン部材の第７乃至第１２曲面には、例えば、曲面上に形成された溝部または隣接する曲面の境界部分から対向する一組の平面に向かって貫通する貫通孔からなる油溜まり部が形成されることにより、接触部位における潤滑特性が向上する。
【００１４】
さらに、前記アウタ部材とトラニオン部材のいずれか一方またはその両方の接触部位または全面に表面処理を施すことにより、耐摩耗性が向上する。
【００１５】
なお、トラニオン部材の軸線を回転軸として所定方向に回動させることにより、前記トラニオン部材の第７乃至第１２曲面の中、相互に対向する一組の曲面が該単一の研磨手段によって略同時に研磨加工されるため、６つの曲面をそれぞれ独立に研磨する必要がなく、トラニオン部材の製造工程を簡素化することができる。
【００１６】
本発明によれば、アウタ部材の内壁を第１乃至第６曲面によって構成された略円筒形状に形成し、トラニオン部材の外壁に形成された第７乃至第１２曲面を前記アウタ部材の第１乃至第６曲面とそれぞれ点接触させることにより、アウタ部材とトラニオン部材との接触部位を低面圧とすることができる。
【００１７】
さらに、本発明によれば、接触部位におけるアウタ部材側およびトラニオン部材側の接触角線をそれぞれ一致させることにより、アウタ部材とトラニオン部材との作動角が大きくなった場合であっても、回転方向のガタの発生を抑制することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係る等速ジョイントについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１９】
図１および図２において、参照数字１０は、本発明の実施の形態に係る等速ジョイントを示す。
【００２０】
この等速ジョイント１０は、一方の伝達軸である第１軸１２（図２において、その一部を省略して示している）の一端部に一体的に連結されて開口部を有する筒状のアウタカップ（アウタ部材）１４と、他方の伝達軸である第２軸１６の一端部に固着されて前記アウタカップ１４の中空穴１８内に収納されるインナ部材２０とから構成される。
【００２１】
前記アウタカップ１４の中空穴１８は、図１および図２に示されるように、該アウタカップ１４の軸線と平行に延在する６つの第１乃至第６曲面２２ａ〜２２ｆによって囲繞された略円筒面に形成される。前記第１乃至第６曲面２２ａ〜２２ｆは、それぞれ同一の所定の曲率半径（Ｒａ）からなり（図４参照）、アウタカップ１４の周方向に沿って連続して形成される。
【００２２】
この場合、前記第１乃至第６曲面２２ａ〜２２ｆの隣接する一組の曲面、すなわち、第１曲面２２ａと第２曲面２２ｂ、第３曲面２２ｃと第４曲面２２ｄ、並びに第５曲面２２ｅと第６曲面２２ｆによって３つの案内溝２４ａ〜２４ｃが形成される。この案内溝２４ａ〜２４ｃは、軸線方向に沿って延在し、軸心の回りにそれぞれ約１２０度の間隔をおいて配設される。
【００２３】
インナ部材２０は、トラニオン部材２６と、前記トラニオン部材２６の孔部にスプライン結合されて一体的に形成された第２軸１６とを有する。前記トラニオン部材２６は、中空穴１８に形成された案内溝２４ａ〜２４ｃに沿ってアウタカップ１４の軸線方向（図２の矢印Ａ方向）に摺動自在に設けられている。なお、トラニオン部材２６と第２軸１６とを別体でなく、一体的に構成してもよい。
【００２４】
前記トラニオン部材２６の周方向に沿った外壁には、図１に示されるように、前記アウタカップ１４の第１乃至第６曲面２２ａ〜２２ｆとそれぞれ点接触する第７乃至第１２曲面２８ａ〜２８ｆが連続して形成される。
【００２５】
前記第７乃至第１２曲面２８ａ〜２８ｆは、それぞれ同一の所定の曲率半径（Ｒｂ）からなり（図４参照）、アウタカップ１４の第１乃至第６曲面２２ａ〜２２ｆの曲率半径（Ｒａ）よりも小さな曲率半径（Ｒｂ）によって形成される（Ｒａ＞Ｒｂ）。また、トラニオン部材２６の軸線方向に沿った外壁には、前記第７乃至第１２曲面２８ａ〜２８ｆと略直交し、相互に対向する一組の平面３０ａ、３０ｂ（図３参照）が形成される。
【００２６】
この場合、トラニオン部材２６の第７、第９および第１１曲面２８ａ、２８ｃ、２８ｅは、アウタカップ１４の第１、第３および第５曲面２２ａ、２２ｃ、２２ｅの円周方向中心から円周方向の一方（時計回り方向）にずれた位置で、前記アウタカップ１４の第１、第３および第５曲面２２ａ、２２ｃ、２２ｅとそれぞれ点接触する。また、トラニオン部材２６の第８、第１０および第１２曲面２８ｂ、２８ｄ、２８ｆは、アウタカップ１４の第２、第４および第６曲面２２ｂ、２２ｄ、２２ｆの円周方向中心から円周方向の他方（反時計回り方向）にずれた位置で、前記アウタカップ１４の第２、第４および第６曲面２２ｂ、２２ｄ、２２ｆとそれぞれ点接触する。
【００２７】
アウタカップ１４の第５曲面２２ｅとトラニオン部材２６の第１１曲面２８ｅとの接触部位における接触角線Ｂ、Ｃは、図４に示されるようにそれぞれ一致するように、前記第５曲面２２ｅの曲率半径Ｒａと前記第１１曲面２８ｅの曲率半径Ｒｂが設定される。
【００２８】
この場合、「接触角線」とは、接点と曲面の曲率中心とを結ぶ線をいい、アウタカップ１４側の第５曲面２２ｅの曲率中心Ｏ1と接点Ｐとを結ぶ接触角線Ｂと、トラニオン部材２６側の第１１曲面２８ｅの曲率中心Ｏ2と接点Ｐとを結ぶ接触角線Ｃとが同一直線となるように設定される。従って、本実施の形態では、アウタカップ１４とトラニオン部材２６との接触部位における接点Ｐと、第５曲面２２ｅの曲率半径Ｒａの曲率中心Ｏ1と、第１１曲面２８ｅの曲率半径Ｒｂの曲率中心Ｏ2とがそれぞれ同一直線上に設けられる。
【００２９】
同様に、前記第５曲面２２ｅを除いた他のアウタカップ１４の他の曲面２２ａ〜ｄ、２２ｆと前記第１１曲面２８ｅを除いたトラニオン部材２６の他の曲面２８ａ〜ｄ、２８ｆとの接触部位における他の接触角線Ｂ、Ｃもそれぞれ一致するように設定される。
【００３０】
さらに、図５に示されるように、トラニオン部材２６の外周に形成された第７乃至第１２曲面２８ａ〜２８ｆは、周方向に沿った曲率半径Ｒｂと前記周方向と直交する軸線方向に沿った曲率半径Ｒｃとが同一（Ｒｂ＝Ｒｃ）である球面の一部となるように設定されると好適である（図５中では、第７曲面２８ｂに基づいて説明している）。
【００３１】
なお、図６に示されるように、トラニオン部材２６ａの外周に形成された第７乃至第１２曲面２８ａ〜２８ｆは、トラニオン部材２６ａの周方向に沿った曲率半径Ｒｂと軸線方向に沿った曲率半径Ｒｃとが不一致（Ｒｂ≠Ｒｃ）となるように設定されてもよい。
【００３２】
本発明の実施の形態に係る等速ジョイント１０は基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作並びに作用効果について説明する。
【００３３】
一方の伝達軸として機能する第１軸１２が回転すると、その回転力は、アウタカップ１４を介してインナ部材２０に伝達され、トラニオン部材２６を通じて第２軸１６が所定方向に回転する。
【００３４】
例えば、時計回り方向に回転するアウタカップ１４の回転力は、案内溝２４ａ〜２４ｃを構成する第２、第４および第６曲面２２ｂ、２２ｄ、２２ｆにそれぞれ接触する第８、第１０および第１２曲面２８ｂ、２８ｄ、２８ｆを介してトラニオン部材２６に伝達されることにより、前記トラニオン部材２６に一体的に連結された第２軸１６が時計回り方向に回転する。
【００３５】
前記とは反対方向である反時計回り方向に回転するアウタカップ１４の回転力は、案内溝２４ａ〜２４ｃを構成する第１、第３および第５曲面２２ａ、２２ｃ、２２ｅにそれぞれ接触する第７、第９および第１１曲面２８ａ、２８ｃ、２８ｅを介してトラニオン部材２６に伝達されることにより、前記トラニオン部材２６に一体的に連結された第２軸１６が反時計回り方向に回転する。
【００３６】
従って、前記第１軸１２の回転運動は、アウタカップ１４に対する第２軸１６の傾斜角度（作動角）に影響されることなく該第２軸１６に円滑に伝達される。
【００３７】
次に、アウタカップ１４の内壁に形成された曲面２２とトラニオン部材２６の外壁に形成された曲面２８との接触角線が一致する場合と一致しない場合とについて比較説明する。
【００３８】
図７および図８は、アウタカップ１４の内壁に形成された曲面２２とトラニオン部材２６の外壁に形成された曲面２８との接触部位における接触角線Ｄ、Ｅが一致する場合（接点Ｐ、曲率中心Ｏ1、Ｏ2がそれぞれ同一直線上にある場合）を示し、図９および図１０は、アウタカップ１４の内壁に形成された曲面２２とトラニオン部材２６の外壁に形成された曲面２８との接触部位における接触角線Ｆ、Ｇが一致しない場合（接点Ｐ、曲率中心Ｏ1、Ｏ2がそれぞれ同一直線上にない場合）を示している。
【００３９】
なお、図８および図１０は、図７および図９の状態から所定の作動角が付与された場合をそれぞれ示している。
【００４０】
図７に示されるように接触角線Ｄ、Ｅが一致する場合には、アウタカップ１４の内壁とトラニオン部材２６の外壁とによって形成される案内溝２４Ａの面積が小さく形成されるのに対し、図９に示されるように接触角線Ｆ、Ｇが一致しない場合には、アウタカップ１４の内壁とトラニオン部材２６の外壁とによって形成される案内溝２４Ｂの面積が比較的大きく形成される。
【００４１】
従って、アウタカップ１４に対してトラニオン部材２６が所定角度傾斜して前記アウタカップ１４とトラニオン部材２６との間で所定の作動角が付与された場合、接触角線Ｄ、Ｅが一致する図８の状態では、アウタカップ１４の内壁とトラニオン部材２６の外壁とが円滑に面接触して何ら干渉が発生しないのに対し、接触角線Ｆ、Ｇが一致しない図１０の状態では、アウタカップ１４の内壁とトラニオン部材２６の外壁との接触部位で異なるモーメントが発生して干渉するために、アウタカップ１４の内壁とトラニオン部材２６の外壁との間で前記干渉を防止するためのクリアランスが必要となる。
【００４２】
この結果、本実施の形態では、接触角線Ｄ、Ｅ（Ｂ、Ｃ）を一致させることにより、アウタカップ１４とトラニオン部材２６との作動角が大きくなった場合であっても、回転方向のガタの発生を抑制することができるという利点がある。
【００４３】
さらに、本実施の形態では、アウタカップ１４の内壁を第１乃至第６曲面２２ａ〜２２ｆによって構成された略円筒形状に形成し、トラニオン部材２６の外壁に形成された第７乃至第１２曲面２８ａ〜２８ｆを前記アウタカップ１４の第１乃至第６曲面２２ａ〜２２ｆとそれぞれ点接触させることにより、アウタカップ１４とトラニオン部材２６との接触部位を低面圧とすることができる。
【００４４】
この場合、本実施の形態では、従来技術において用いられていたボタン部材、トルク伝達部材等が不要であるため、部品点数を増大させることがなく製造コストを低減することができるとともに、アウタカップ１４とトラニオン部材２６との接触部位に生ずる面圧を低減することができる。
【００４５】
従って、本実施の形態では、従来技術と比較してフリクションの発生を抑制し、スライド抵抗を低減させることにより、耐久性を向上させることができる。
【００４６】
次に、トラニオン部材２６の変形例を図１１乃至図１３に示す。
【００４７】
図１１に示される第１変形例に係るトラニオン部材２６ｂでは、第７曲面２８ａと第８曲面２８ｂとの間の境界部位４０ａ、第９曲面２８ｃと第１０曲面２８ｄとの間の境界部位４０ｂ、第１１曲面２８ｅと第１２曲面２８ｆとの境界部位４０ｃに相互に対向する平面に貫通する貫通孔（油溜まり部）４２ａ〜４２ｃを形成し、前記貫通孔４２ａ〜４２ｃを通じてアウタカップ１４の内壁とトラニオン部材２６ｂの外壁との接触部位に対して潤滑油を供給することにより良好な潤滑特性が得られる。
【００４８】
また、図１２に示される第２変形例に係るトラニオン部材２６ｃでは、前記貫通孔４２ａ〜４２ｃに代替して第７乃至第１２曲面２８ａ〜２８ｆにそれぞれ複数の溝部４４からなる油溜まり部を形成している。
【００４９】
さらに、図１３に示される第３変形例に係るトラニオン部材２６ｄでは、アウタカップ１４の内壁に接触する曲面４６ａ〜４６ｆを除いた他の凹部４８ａ〜４８ｃを複数の平坦面で構成するすることにより、鍛造成形性を向上させ、容易に鍛造成形することができる。
【００５０】
図１４に示されるように、トラニオン部材２６を軸線を回転軸として所定方向に回転させることにより、砥石（研磨手段）５０によって相互に対向する２つの曲面（２８ｂおよび２８ｅ）を略同時に研磨加工することができる。
【００５１】
また、アウタカップ１４とトラニオン部材２６のいずれか一方またはその両方の接触部位または全面に表面処理を施すことにより、前記アウタカップ１４の内壁とトラニオン部材２６の外壁との接触部位における耐摩擦性を向上させることができる。
【００５２】
硬質被膜を形成する表面処理としては、例えば、ＰＶＤ（PHYSICAL VAPOR DEPOSITION）法による表面処理、複合分散メッキ処理等があり、軟質被膜を形成する表面処理としては、浸硫（SULFURIZING）処理、浸硫モリコート処理、リン酸マンガン処理等があり、選択によっていずれかの表面処理を施すとよい。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００５４】
すなわち、従来技術において用いられていたボタン部材、トルク伝達部材等が不要であるため、部品点数を増大させることがなく製造コストを低減することができるとともに、アウタ部材とトラニオン部材との接触部位に生ずる面圧を低面圧とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る等速ジョイントの軸線と略直交する方向の縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図３】図１に示すトラニオン部材の斜視図である。
【図４】アウタカップの内壁とトラニオン部材の外壁との接触部位における接触角線の関係を示す説明図である。
【図５】前記トラニオン部材の曲面の周方向に沿った曲率半径と軸線方向に沿った曲率半径とが等しい場合の説明図である。
【図６】前記トラニオン部材の曲面の周方向に沿った曲率半径と軸線方向に沿った曲率半径とが一致しない場合の説明図である。
【図７】アウタカップの内壁とトラニオン部材の外壁との接触部位における接触角線が一致する状態を示す説明図である。
【図８】アウタカップの内壁とトラニオン部材の外壁との接触部位における接触角線が一致し、作動角が付与された状態を示す説明図である。
【図９】アウタカップの内壁とトラニオン部材の外壁との接触部位における接触角線が一致しない状態を示す説明図である。
【図１０】アウタカップの内壁とトラニオン部材の外壁との接触部位における接触角線が一致せず、作動角が付与された状態を示す説明図である。
【図１１】第１変形例に係るトラニオン部材の斜視図である。
【図１２】第２変形例に係るトラニオン部材の斜視図である。
【図１３】第３変形例に係るトラニオン部材の斜視図である。
【図１４】トラニオン部材の相互に対向する一組の曲面を略同時に単一の砥石によって研磨する示す説明図である。
【符号の説明】
１０…等速ジョイント              １２、１６…軸
１４…アウタカップ                １８…中空穴
２０…インナ部材                  ２２ａ〜２２ｆ…第１〜第６曲面
２４ａ〜２４ｃ…案内溝            ２６、２６ａ〜２６ｄ…トラニオン部材
２８ａ〜２８ｆ…第７〜第１２曲面  ３０ａ、３０ｂ…平面
４２ａ〜４２ｃ…貫通孔            ４４…溝部
４８ａ〜４８ｃ…凹部              ５０…砥石
【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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