(57)【要約】【課題】アウタレース１１およびインナレース１２を備え、インナレース１２の軸中心部に形成された内孔内に挿入された駆動シャフト１０ｂとインナレース１２が互いのスプライン部にてスプライン嵌合し、駆動シャフト１０ｂのシャフト本体１５がその先端部とインナレース１２の先端面間に介在するスナップリング１５ｃにより軸方向の抜け止めがなされている形式の等速自在継手において、インナレース１２の疲労に対する最弱部位の起点部を、設定されているスプライン部１２ｂのスプライン嵌合長さを短くすることなく切欠くことにより、インナレース１２の内スプライン部１２ｂの一端側に対する応力集中を緩和するとともに、インナレース１２と駆動シャフト１０ｂとの確実な連結を確保する。【解決手段】インナレース１２のスプライン部１２ｂのスプライン１２ｂ1における一端側歯部の歯底角部を切欠いて、一端側歯部を、円弧状側断面１２ｂ6または面取り状側断面１２ｂ7の形状として、一端側歯部の歯先側の少なくとも一部を残存させた。【選択図】    図３
2009103273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アウタレースと、前記アウタレースの内部に同アウタレースに対して揺動可能かつ回転可能に組付けられたインナレースを備え、前記インナレースの軸中心部に形成された内孔内に挿入された駆動軸と同インナレースがこれらの駆動軸の外周およびインナレースの内孔に形成されているスプライン部にて互いにスプライン嵌合し、かつ、前記駆動軸が同駆動軸の先端部と前記インナレースの先端面間に介在するスナップリングにより軸方向の抜け止めがなされている形式の等速自在継手であり、前記インナレースの内向スプライン部の前記スナップリングに対向する側の歯部は、歯底部の角部が切欠かれた切欠き形状に形成されていることを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
請求項１に記載の等速自在継手において、前記インナレースの内向スプライン部の前記スナップリングに対向する側の歯部は、歯底部の角部から歯先側の一部まで円弧状に切欠かれた円弧状の切欠形状に形成されていることを特徴とする等速自在継手。
【請求項３】
請求項１に記載の等速自在継手において、前記インナレースの内向スプライン部の前記スナップリングに対向する側の歯部は、歯底部の角部のみが面状に切欠かれた面取り形状に形成されていることを特徴とする等速自在継手。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の等速自在継手であり、当該等速自在継手は、軸方向に平行な直線状のボール溝を有するアウタレースおよびインナレースと、軸方向にオフセットした外球面および内球面を有するケージと、前記ケージにより前記ボール溝内に位置決めされた駆動ボールを備える摺動式等速自在継手であることを特徴とする等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
等速自在継手の一形式として、アウタレースと、アウタレースの内部に同アウタレースに対して揺動可能かつ回転可能に組付けられたインナレースを備え、インナレースの軸中心部に形成された内孔内に挿入された駆動軸とインナレースがこれらの駆動軸の外周およびインナレースの内孔に形成されているスプライン部にて互いにスプライン嵌合し、かつ、駆動軸が同駆動軸の先端部とインナレースの先端面間に介在するスナップリングにより軸方向の抜け止めがなされている形式の等速自在継手である。
【０００３】
当該形式の等速自在継手においては、駆動軸の外周に設けられている外向スプライン部とインナレースの内孔に設けられている内向スプライン部が互いにスプライン嵌合して、設定されているスプライン嵌合長さの下で、駆動軸とインナレースとは互いに連結している。当該駆動軸は、かかる連結構造を採ることにより、アウタレースに対して、インナレースと一体に揺動可能かつ等速回転可能となっている。
【０００４】
当該形式の等速自在継手としては、例えば、摺動式等速自在継手（ダブルオフセット型ユニバーサルジョイント：ＤＯＪ）を挙げることができ（特許文献１を参照）、クロスグルーブ型等速自在継手（Ｖ型溝式ルーズ型ユニバーサルジョイント：ＶＬ）を挙げることができ（特許文献２を参照）、ツェッパ型等速自在継手（バーフィールド型ユニバーサルジョイント：ＢＪ）およびトリポート型等速自在継手（トリポートユニバーサルジョイント：ＧＥ，ＧＩ）を挙げることができる（特許文献３，４を参照）。
【特許文献１】特開平５−２３１４３６号公報
【特許文献２】特開平７−４２７５２号公報
【特許文献３】特開平７−４２７５２号公報
【特許文献４】特開２００５−３４４７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、当該形式の等速自在継手においては、継手における大角度疲労試験ではインナレースが最弱部位となっている。本発明の発明者等は、当該形式の等速自在継手においては、アウタレースとインナレースとの組付けに採用している駆動ボールまたはローラとインナレースの接点が、駆動軸の先端または先端側の近傍に位置していることから、インナレースの最弱部位の起点部は駆動軸の先端側のインナレースの内向スプライン部の歯底であることを確認している。このため、インナレースの最弱部位の起点部を解消すれば、当該起点部に対する応力集中を緩和することができて、インナレースの強度の向上を図ることができる。
【０００６】
これに対処するには、インナレースにおける当該起点部にザグリを入れて、当該起点部に対する応力集中を緩和することにより、インナレースの強度を向上させることが考えられる。しかしながら、インナレースの当該起点部にざぐりを入れると、インナレースの内向スプライン部のスプライン嵌合長さが設定されている嵌合長さより短くなって、インナレースと駆動軸との連結強度に影響を及ぼすことになる。従って、本発明の目的は、かかる問題に対処することにあり、本発明では、インナレースの内向スプライン部のスプライン嵌合長さを短くすることなく、当該起点部を解消するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、等速自在継手に関する。本発明が適用対象とする等速自在継手は、アウタレースと、前記アウタレースの内部に同アウタレースに対して揺動可能かつ回転可能に組付けられたインナレースを備え、前記インナレースの軸中心部に形成された内孔内に挿入された駆動軸と同インナレースがこれらの駆動軸の外周およびインナレースの内孔に形成されているスプライン部にて互いにスプライン嵌合し、かつ、前記駆動軸が同駆動軸の先端部と前記インナレースの先端面間に介在するスナップリングにより軸方向の抜け止めがなされている形式の等速自在継手である。
【０００８】
しかして、本発明に係る等速自在継手においては、前記インナレースの内向スプライン部の前記スナップリングに対向する側の歯部を、歯底部の角部が切欠かれた切欠き形状に形成することを特徴とするものである。
【０００９】
本発明に係る等速自在継手においては、前記インナレースの内向スプライン部の前記スナップリングに対向する側の歯部を、歯底部の角部から歯先側の一部まで円弧状に切欠かれた円弧状の切欠形状に形成することができ、また、前記インナレースの内向スプライン部の前記スナップリングに対向する側の歯部を、歯底部の角部のみが面状に切欠かれた面取り形状に形成することができる。
【００１０】
本発明に係る等速自在継手は、軸方向に平行な直線状のボール溝を有するアウタレースおよびインナレースと、軸方向にオフセットした外球面および内球面を有するケージと、前記ケージにより前記ボール溝内に位置決めされた駆動ボールを備える摺動式等速自在継手とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明が適用対象とする等速自在継手においては、インナレースと駆動ボールまたはローラの接点が駆動軸の先端または先端側の近傍に位置していて、インナレースの最弱部位の起点部は、駆動軸の先端側のインナレースの内スプラインの歯底部となっている。
【００１２】
これに対処すべく、本発明に係る等速自在継手においては、インナレースにおける最弱点の起点部であるインナレースの内向スプライン部のスナップリングに対向する側の歯部の歯底部の角部を切欠いた切欠き形状に形成している。
【００１３】
具体的には、インナレースの内向スプライン部のスナップリングに対向する側の歯部の歯底部の角部から歯先側の一部まで円弧状に切欠かれた円弧状の切欠形状とし、または、インナレースの内向スプライン部の前記スナップリングに対向する側の歯部の歯底部の角部のみを面状に切欠いた面取り形状としている。
【００１４】
インナレースの内向スプライン部のスナップリングに対向する側の歯部のこのような切欠き形状では、インナレースの内向スプライン部のスプライン嵌合長さを短くすることなく、換言すれば、インナレースの内向スプライン部の設定されているスプライン嵌合長さを確保した状態で、当該起点部を切欠いた消失状態となって、インナレースの内向スプライン部の先端側に対する応力集中を緩和することができて、インナレースの強度の向上を図ることができるとともに、インナレースと駆動軸との連結強度を設定されている強度に保持することができる。
【００１５】
本発明が適用対象とする形式の等速自在継手のうち、特に、摺動式等速自在継手においては、インナレースと駆動ボールの接点が駆動軸の先端に位置していることから、本発明を当該摺動式等速自在継手に実施すれば、一層の効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、等速自在継手に関するもので、インナレースの最弱部位の起点部である内向スプライン部の先端側を、インナレースの内向スプライン部のスプライン嵌合長さを短くすることなく切欠くことによって、インナレースの強度の向上を図るとともに、インナレースと駆動軸との連結強度を設定されている強度に保持することを意図している。図１には、本発明に係る等速自在継手の一実施形態を示している。
【００１７】
当該等速自在継手は、本発明が適用対象とする等速自在継手の一例である摺動式等速自在継手（ダブルオフセット型等速自在継手）であって、継手本体１０ａと、継手本体１０ａに一端部にて連結する駆動シャフト１０ｂと、継手本体１０ａの開口部と駆動シャフト１０ｂの中間部との間を覆蓋するブーツ１０ｃを備え、駆動シャフト１０ｂの他端部が連結される図示しないトリポート型スライド式等速自在継手とともにドライブシャフトを構成する。
【００１８】
当該等速自在継手を構成する継手本体１０ａは、軸方向に平行な直線状の複数のボール溝１１ａを有するアウタレース１１と、軸方向に平行な直線状の複数のボール溝１２ａを有するインナレース１２と、軸方向にオフセットした外球面および内球面を有するケージ１３と、ケージ１３によって各ボール溝１１ａ，１２ａ内に位置決めされた複数の駆動ボール１４を備えている。
【００１９】
アウタレース１１とインナレース１２とは、ケージ１３により各ボール溝１１ａ，１２ａ内に位置決めされている各駆動ボール１４によって互いに連結されていて、インナレース１２は、アウタレース１１の内部にて、アウタレース１１に対して揺動可能かつ等速回転可能に組付けられている。当該継手本体１０ａを構成するインナレース１２には、駆動シャフト１０ｂのシャフト本体１５がその一端部にて連結している。
【００２０】
また、アウタレース１１の先端開口部の外周縁部と駆動シャフト１０ｂのシャフト本体１５における一端側の中間部には、ブーツ１０ｃの各端部が取付けられていて、当該ブーツ１０ｃは、この取付け状態で、アウタレース１１の先端側開口部と駆動シャフト１０ｂのシャフト本体１５における一端側の中間部間を覆蓋している。
【００２１】
当該等速自在継手を構成する駆動シャフト１０ｂのシャフト本体１５は、アウタレース１１に組付けられているインナレース１２の内孔内にその一端側から挿入されて連結されており、インナレース１２の内孔内では、インナレース１２の内孔の内周側に設けられている内向スプライン部１２ｂと、駆動シャフト１０ｂのシャフト本体１５の一端側の先端部の外周に設けられている外向スプライン部１５ａとの互いのスプライン嵌合にて互いに連結している。
【００２２】
駆動シャフト１０ｂは、この連結状態において、シャフト本体１５の先端部に設けた環状溝１５ｂに嵌合したスナップリング１５ｃにて軸方向の抜止めがなされている。すなわち、スナップリング１５ｃは、シャフト本体１５の一端側の先端部とインナレース１２の一端面間に位置して、シャフト本体１５の軸方向の他端側への抜止めを図っている。
【００２３】
図２には、この種の形式の従来の等速自在継手における継手本体１０ａのインナレース１２と駆動シャフト１０ｂのシャフト本体１５とが連結している連結構造を示し、図３には、本発明に係る等速自在継手における継手本体１０ａのインナレース１２と駆動シャフト１０ｂのシャフト本体１５とが連結する連結構造の一例を示し、図４には、本発明に係る等速自在継手における継手本体１０ａのインナレース１２と駆動シャフト１０ｂのシャフト本体１５とが連結する連結構造の他の一例を示している。
【００２４】
但し、これらの図面では、説明上、インナレース１２の内向スプライン部１２ｂとシャフト本体１５の外向スプライン部１５ａとのスプライン嵌合を分かり易くするため、シャフト本体１５を２点鎖線で表示している。また、各図の（ａ）は、インナレース１２とシャフト本体１５とのスプライン嵌合部における一部を切断した断面図であり、各図の（ｂ）は、インナレース１２における一端面側からみた正面の一部を示す正面図である。
【００２５】
従来の等速自在継手におけるインナレース１２に対するシャフト本体１５の連結構造（図２を参照）においては、当該連結構造を構成するインナレース１２では、その内孔の内周面には、歯先および歯底間が同一寸法で互いに並列する多数のスプライン歯１２ｂ1からなる内向スプライン部１２ｂが形成されている。これらのスプライン歯１２ｂ1の一端面１２ｂ2は垂直面に形成され、かつ、スプライン歯１２ｂ1の他端面は面取りされたストッパ面１２ｂ3に形成されている。
【００２６】
一方、当該連結構造を構成する駆動シャフト１０ｂのシャフト本体１５では、その一端側における先端部の外周面には、歯先および歯底間が同一寸法で互いに並列する多数のスプライン歯１５ａ1からなる外スプライン部１５ａが形成されている。これらのスプライン歯１５ａ1の一端面１５ｂ2は垂直面に形成され、かつ、スプライン歯１５ａ1の他端面は面取りされたストッパ面１５ａ3に形成されている。
【００２７】
当該連結構造を構成するには、駆動シャフト１０ｂのシャフト本体１５をインナレース１２の内孔内に、インナレース１２の他端面側から圧入状態で最大限挿入して、シャフト本体１５の外スプライン部１５ａにおける他端面側のストッパ面１５ａ3を、インナレース１２の内スプライン部１２ｂの各スプライン歯１２ｂ1における他端側のストッパ面１２ｂ3に当接させる。その後、シャフト本体１５におけるインナレース１２の内孔から突出する一端側先端部の環状溝１５ｂにスナップリング１５ｃを嵌合する。
【００２８】
これにより、シャフト本体１５の一端側先端部は、その外向スプライン部１５ａにてインナレース１２における内向スプライン部１２ｂとスプライン嵌合して連結され、かつ、シャフト本体１５は、スナップリング１５ｃの作用にて、他端側の軸方向への抜け止めがなされる。
【００２９】
しかして、当該連結構造においては、当該等速自在継手がダブルオフセット型等速自在継手であることから、アウタレース１１とインナレース１２との組付け構造上、インナレース１２と駆動ボール１４の接点が駆動シャフト１０ｂのシャフト本体１５の先端に位置していて、当該接点の部位がインナレース１２の最弱部位の起点部となっている。当該起点部は、シャフト本体１５の先端側のインナレース１２の内向スプライン部１２ｂのスプライン歯１２ｂの歯底部となっている。従って、当該連結構造における上記した起点部を解消することが要請される。本発明では、かかる問題に対処している。
【００３０】
本発明に係る等速自在継手においては、継手本体１０ａのインナレース１２に対する駆動シャフト１０ｂのシャフト本体１５の連結構造として、図３に示す第１の連結構造、または、図４に示す第２の連結構造を採用している。本発明で採用しているこれらの連結構造では、基本的には、インナレース１２の内向スプライン部１２ｂのスナップリング１５ｃに対向する側の部位を、歯底部の角部を切欠いた切欠き形状としている。具体的には、図３または図４に示す切欠き形状としている。
【００３１】
図３（ａ）に示す第１の連結構造では、インナレース１２の一端面を、スプライン歯１２ｂ1の歯底１２ｂ4を中心とする円弧状の断面となるように円周状に切欠いて、スプライン歯１２ｂ1の一端側角部が歯底１２ｂ4を中心とする円弧状に切欠かれた円弧状側断面１２ｂ6としている。かかる円弧状側断面１２ｂ6では、スプライン歯１２ｂ1の一端側の歯底１２ｂ4の角部とスプライン歯１２ｂ1の歯先側の一部が切欠かれた状態にあって、スプライン歯１２ｂ1の歯先１２ｂ5から歯底側の一部が残存した状態にある。
【００３２】
このため、当該第１の連結構造では、インナレース１２とシャフト本体１５とのスプライン嵌合長さを設定されているスプライン嵌合長より短くなることなく、換言すれば、設定されているスプライン嵌合長さを確保した状態で、起点部の応力集中を緩和することができる。なお、図３（ｂ）は、インナレース１２のスプライン部１２ｂを一端面側からみた正面の一部を示す正面図である。
【００３３】
図４（ａ）に示す第２の連結構造では、インナレース１２のスプライン部１２ｂにおける各スプライン歯１２ｂ1の一端面からスプライン歯１２ｂ1の歯底１２ｂ4まで傾斜状に切欠いて、スプライン歯１２ｂ1の一端側の角部のみが切欠かれた面取り形状の側断面である面取り状側断面１２ｂ７としている。
【００３４】
このため、当該第２の連結構造では、インナレース１２とシャフト本体１５とのスプライン嵌合長さを、設定されているスプライン嵌合長より短くなることなく、換言すれば、設定されているスプライン嵌合長さを確保した状態で、起点部の応力集中を緩和することができる。なお、図４（ｂ）は、インナレース１２のスプライン部１２ｂを一端面側からみた正面の一部を示す正面図である。
【００３５】
なお、上記した実施形態に係る等速自在継手は、本発明が適用対象とする形式の等速自在継手のうちの一例であるはダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）であるが、本発明は、本発明が適用対象とする形式の等速自在継手の他の等速自在継手にも実施することができる。すなわち、本発明は、クロスグルーブ型等速自在継手（ＶＬ）、バーフィールド型等速自在継手（ＢＪ）、トリポート型等速自在継手（ＧＥ，ＧＩ）等に対しても実施することができる。
【００３６】
クロスグルーブ型等速自在継手（ＶＬ）は、駆動シートに対して互いに等角度だけ対称に傾斜する複数のボール溝を有するアウタレースおよびインナレースと、複数の駆動ボールを保持するケージと、ケージに保持されてアウタレースおよびインナレースのボール溝に位置決めされた複数の駆動ボールを備えるもので、アウタレースとインナレースとの組付け構造上、インナレースと駆動ボールとの接点が駆動シャフトの先端の近傍に位置するものである。従って、本発明をクロスグルーブ型等速自在継手（ＶＬ）に実施すれば、本発明で意図する作用効果を奏することができる。
【００３７】
また、バーフィールド型等速自在継手（ＢＪ）は、軸方向に対して互いにオフセットされた複数の円弧状ボール溝を有するアウタレースおよびインナレースと、同心の外球面および内球面を有するケージと、ケージに保持されてアウタレースおよびインナレースの円弧状ボール溝に位置決めされた複数の駆動ボールを備えるもので、アウタレースとインナレースとの組付け構造上、インナレースと駆動ボールとの接点が駆動シャフトの先端の近傍に位置するものである。従って、本発明をバーフィールド型等速自在継手（ＢＪ）に実施すれば、本発明で意図する作用効果を奏することができる。
【００３８】
また、トリポート型等速自在継手（ＧＥ，ＧＩ）は、アウタレースおよびインナレースと、インナレースに設けた３本のトラニオン軸を有するトリポートと、トリポートのトライニオン軸にはめ合わせる内径円筒面を有する複数のローラと、各ローラの外球面がはめ合わされる互いに平行な複数の円筒溝を有するチューリップを供えるもので、アウタレースとインナレースとの組付け構造上、インナレースとローラとの接点が駆動シャフトの先端の近傍に位置するものである。従って、本発明をトリポート型等速自在継手（ＧＥ，ＧＩ）に実施すれば、本発明で意図する作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明が適用対象とする一例であるダブルオフセット型等速自在継手の一部分を示す断面図である。
【図２】ダブルオフセット型等速自在継手を構成するインナレースに対する駆動シャフトの従来の連結構造を示すスプライン嵌合部の部分断面図（ａ）、および、インナレースの一端側面の一部分を示す部分正面図（ｂ）である。
【図３】ダブルオフセット型等速自在継手等速自在継手を構成するインナレースに対する駆動シャフトの本発明で規定する第１の連結構造を示すスプライン嵌合部の部分断面図（ａ）、および、インナレースの一端側面の一部分を示す部分正面図（ｂ）である。
【図４】ダブルオフセット型等速自在継手を構成するインナレースに対する駆動シャフトの本発明で規定する第２の連結構造を示すスプライン嵌合部の部分断面図（ａ）、および、インナレースの一端側面の一部分を示す部分正面図（ｂ）である。
【符号の説明】
【００４０】
１０ａ…継手本体、１０ｂ…駆動シャフト、１０ｃ…ブーツ、１１…アウタレース、１１ａ…ボール溝、１２…インナレース、１２ａ…ボール溝、１２ｂ…内向スプライン部、１２ｂ1…スプライン歯、１２ｂ2…一端面、１２ｂ3…ストッパ面、１２ｂ4…歯底、１２ｂ5…歯先、１２ｂ6…円弧状側断面、１２ｂ7…面取り状側断面、１３…ケージ、１４…駆動ボール、１５…シャフト本体、１５ａ…外向スプライン部、１５ａ1…スプライン歯、１５ａ2…一端面、１５ａ3…ストッパ面、１５ｂ…環状溝、１５ｃ…スナップリング。
【図１】
2009103273.tif 000003
【図２】
2009103273.tif 000004
【図３】
2009103273.tif 000005
【図４】
2009103273.tif 000006