(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
球面状の内径面に曲線状の案内溝を軸方向に形成した外側継手部材と、球面状の外径面に曲線状の案内溝を軸方向に形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝とが協働して形成されるボールトラックに配されたボールと、ボールを保持する保持器とを備え、外側継手部材の案内溝の中心と内側継手部材の案内溝の中心とが、ボールの中心を含む継手中心面に対して軸方向に等距離だけ反対側にオフセットされ、ボールトラックがこの継手の開口側に向かって漸次縮小した固定型等速自在継手において、
この継手の開口側に位置する保持器の内径面の開口側領域を内側継手部材の外径面に適合する円筒面とし、この継手の奥部側に位置する保持器の内径面の奥部側領域を円錐面又は球面とし、かつ、保持器の内径面の奥部側領域と内側継手部材の外径面との間に軸方向隙間を設けることにより、内側継手部材を保持器に対して軸方向に相対変位可能にすると共に、内側継手部材の外径面と保持器の内径面との間に、内側継手部材の外径面に適合接触する球面部を有する弾性押圧手段を介装し、この弾性押圧手段の弾性力によって、内側継手部材の外径面を保持器に対してその案内溝の中心のオフセット方向と反対方向に押圧付勢したことを特徴とする固定型等速自在継手。
【請求項２】
前記保持器の内径面の円筒面に前記弾性押圧手段が配設されたことを特徴とする請求項１記載の固定型等速自在継手。
【請求項３】
内側継手部材と軸部とが一体化されたことを特徴とする請求項２記載の固定型等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は固定型等速自在継手に関し、特に、回転バックラッシュを嫌う用途に好適なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
固定型等速自在継手としてはツェッパー型等速自在継手が一般的であるが、この種の継手では内側継手部材と外側継手部材との間のスムーズな角度変位を可能にするため、案内溝とボールとの間に僅かなクリアランス（内部隙間）をもたせてある。そのため、回転方向の変化時、継手内部に回転バックラッシュ（円周方向のガタツキ）が生じることが不可避であり、この種の等速自在継手は、例えば自動車のステアリング装置等のように、回転バックラッシュを嫌う用途には一般採用される迄には至っていない。
【０００３】
上記のような実状に鑑み、本出願人は、この種の等速自在継手における回転バックラッシュの問題を解消し、特に自動車のステアリング装置への適用を可能にするため、図９に示す固定型等速自在継手について既に提案している（特願平７−３３９３１９号）。同図に示す固定型等速自在継手は、内側継手部材１２の球面状の外径面と保持器１４の球面状の内径面との間に軸方向隙間Ｓ’を設け、内側継手部材１２の保持器１４に対する軸方向の相対変位を許容すると共に、保持器１４の内径面に円周溝を形成し、その円周溝にＣ型スプリング（分割リング）１５を装着したものである。Ｃ型スプリング１５は、その縮径しようとする弾性力によって、内側継手部材２の外径面に圧接する。内側継手部材１２は、Ｃ型スプリング１５の圧接力を受けて継手開口側（内側継手部材１２の案内溝の中心のオフセット方向と反対方向）に軸方向に相対変位してボール１３を押圧する。その結果、ボール１３に予圧が付与され、回転バックラッシュがなくなる。
【０００４】
図１０は、この種の固定型等速自在継手の一般的な組立工程を示している。組立工程は、内側継手部材１２を保持器１４の内径面に組み込む工程（工程ａ）、内側継手部材１２と保持器１４とのアッセンブリを外側継手部材１１の内径面に組み込む工程（工程ｂ）、保持器１４のポケットにボール１３を組み込む工程（工程ｃ）からなる。
【０００５】
組立工程ａでは、内側継手部材１２の軸線と保持器１４の軸線とを直交させた状態で、内側継手部材１２を保持器１４の内径面に挿入し、さらに内側継手部材１２を９０度回転させて両者の軸線を一致させる。
【０００６】
組立工程ｂでは、上記アッセンブリ（１２、１４）の軸線と外側継手部材１１の軸線とを直交させた状態で、上記アッセンブリ（１２、１４）を外側継手部材１１の内径面に挿入し、さらに上記アッセンブリ（１２、１４）を９０度回転させて両者の軸線を一致させる。
【０００７】
組立工程ｃでは、内側継手部材１２および保持器１４を外側継手部材１１に対して大きく角度変位させ、内側継手部材１２の案内溝１２ｂと保持器１４のポケットを外側継手部材１１の開口部から外部に出した状態で、ボール１３を１個づつ保持器１４のポケットに収容する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図９に示す既提案の構成では、Ｃ型スプリング１５を内側継手部材１２の外径面に圧接させているので、両者の接触部分の面圧が高くなる傾向にある。また、この種の固定型等速自在継手は、上述したような複雑な組立工程を必要とするため、以下の点で不利である。
【０００９】
▲１▼組立作業に熟練した技術が必要で機械化（自動化）も困難である。
【００１０】
▲２▼ボールの組み込みを可能にするために、内・外側継手部材の案内溝を機能上必要な長さ（軸方向寸法）よりも長くしておく必要がある。そのため、継手寸法が大きくなる。
【００１１】
▲３▼ボールの組み込みを可能にするために、保持器のポケットの円周方向寸法を大きくしておく必要がある（内・外側継手部材を角度変位させると、ボールが保持器のポケット内で円周方向に動くため）。そのため、保持器の強度設計において不利である。
【００１２】
▲４▼内側継手部材と軸部とは別体にしておく必要がある（内側継手部材と軸部とを一体にしておくと、ボールの組み込み時、軸部が外側継手部材と干渉して、組み込みに必要な角度変位量がとれなくなるため）。そのため、部品点数および組立工数の増大につながる。
【００１３】
本発明は、固定型等速自在継手における回転バックラッシュの問題を解消すると共に、内側継手部材の外径面と弾性部材との接触部分の面圧を低減し、さらには、組立性の改善を図り、よりシンプルで、軽量かつコンパクト、安価な固定型等速自在継手を提供しようとするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明では、球面状の内径面に曲線状の案内溝を軸方向に形成した外側継手部材と、球面状の外径面に曲線状の案内溝を軸方向に形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝とが協働して形成されるボールトラックに配されたボールと、ボールを保持する保持器とを備え、外側継手部材の案内溝の中心と内側継手部材の案内溝の中心とが、ボールの中心を含む継手中心面に対して軸方向に等距離だけ反対側にオフセットされ、ボールトラックがこの継手の開口側に向かって漸次縮小した固定型等速自在継手において、この継手の開口側に位置する保持器の内径面の開口側領域を内側継手部材の外径面に適合する円筒面とし、この継手の奥部側に位置する保持器の内径面の奥部側領域を円錐面又は球面とし、かつ、保持器の内径面の奥部側領域と内側継手部材の外径面との間に軸方向隙間を設けることにより、内側継手部材を保持器に対して軸方向に相対変位可能にすると共に、内側継手部材の外径面と保持器の内径面との間に、内側継手部材の外径面に適合接触する球面部を有する弾性押圧手段を介装し、この弾性押圧手段の弾性力によって、内側継手部材の外径面を保持器に対してその案内溝の中心のオフセット方向と反対方向に押圧付勢した。内側継手部材は、弾性押圧手段の押圧付勢力を受けて反オフセット方向に軸方向に相対変位してボールを押圧し、ボールと内・外側継手部材の案内溝との間の内部隙間がなくなる位置で止まる。その結果、ボールに軸方向の一定の予圧が与えられ、回転バックラッシュ（円周方向のガタツキ）がなくなる。また、弾性押圧手段の球面部によって内側継手部材の外径面を押圧するので、両者の接触部分の面圧が軽減され、また、球面部によって内側継手部材の外径面を案内させることができる。さらに、保持器の内径面の開口側領域を内側継手部材の外径面に適合する円筒面としたので、外側継手部材に保持器とボールとを組み込んだ後に、内側継手部材を保持器の内径面に組み込むことが可能となる。
【００１５】
上記構成において、保持器の内径面の円筒面に弾性押圧手段が配設された構成とすることができる。
【００１７】
外側継手部材に保持器とボールとを組み込んだ後に、内側継手部材を組み込むことが可能になるので、内側継手部材と軸部とを一体化（一体形成、一体接合）して、部品点数の削減、組立工数の削減を図ることができ、その場合でも、組立上の支障はきたさない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００１９】
図１に示すように、この実施形態の等速自在継手は、球面状の内径面１ａに例えば３本の曲線状の案内溝１ｂを軸方向に形成した外側継手部材１と、球面状の外径面２ａに例えば３本の曲線状の案内溝２ｂを軸方向に形成した内側継手部材２と、外側継手部材１の案内溝１ｂと内側継手部材２の案内溝２ｂとが協働して形成されるボールトラックに配された例えば３個のボール３と、ボール３を保持する保持器４と、内側継手部材２の外径面２ａと保持器４の内径面４ａとの間に介装された弾性押圧手段５とを備えている。
【００２０】
図３に示すように、外側継手部材１は一端が開口したカップ状のもので、図示されていない他端に軸部が一体に形成され、あるいは、別体の軸部が適宜の手段で接合される。案内溝１ｂの中心Ａは内径面１ａの球面中心Ｏに対して、軸方向に（この実施形態では継手の奥部側に）所定距離だけオフセットされている。また、内径面１ａの開口側領域は円筒面１ａ１になっている。円筒面１ａ１の内径（半径）Ｄ１は、保持器４の外径面４ｃの外径（半径）Ｄ４（図５参照）に対して、Ｄ１≦Ｄ４に設定されている。
【００２１】
図４に示すように、この実施形態において、内側継手部材２は軸部２ｃと一体に形成されている。これは、部品点数の削減、組立工数の削減等に配慮したものである。案内溝２ｂの中心Ｂは、外径面２ａの球面中心Ｏに対して、軸方向に（この実施形態では継手の開口側に）所定距離だけオフセットされている。案内溝２ｂのオフセット量は、外側継手部材１の案内溝１ｂのオフセット量と同じであるが、オフセットの方向が反対になっている（案内溝１ｂは奥部側、案内溝２ｂは開口側）。
【００２２】
図５に示すように、この実施形態において、保持器４はボール３を収容する３つの窓形のポケット４ｂを備えている。保持器４の内径面４ａは、開口側領域が円筒面４ａ１、奥部側領域が円錐面４ａ２になっている。円筒面４ａ１の内径（半径）Ｄ５は、内側継手部材２の外径面２ａの外径（半径）Ｄ２に対して、Ｄ５≧Ｄ２に設定されている。奥部側領域は球面としても良い。保持器４の外径面４ｃは、半径Ｄ４の球面（球面中心Ｏ）である。保持器４は金属材料で形成しても良いが、より一層の軽量・低コスト化を図るため樹脂材料で形成することもできる。
【００２３】
この実施形態では、弾性押圧手段５として、図６に示すような縮拡径自在な分割リングを採用している。この弾性押圧手段５はバネ鋼等で形成され、１つの割り口５ａと、軸方向に突出した３つの爪部５ｂを備えている。各爪部５ｂの先端は、内側継手部材２の外径面２ａと同じ曲率をもった凹球状の球面部５ｃになっている。尚、弾性押圧手段５は樹脂、ゴム等の弾性材料で形成しても良い。
【００２４】
図７は、この実施形態の等速自在継手の組立工程を示している。組立工程は、保持器４を外側継手部材１の内径面１ａに組み込む工程（工程ａ）、ボール３を保持器の４のポケット４ｂに組み込む工程（工程ｂ）、内側継手部材２を保持器４の内径面４ａに組み込む工程（工程ｃ）、および保持器４の内径面４ａ（円筒面４ａ１）に弾性押圧手段５を組み込み、止め輪６で抜け止め固定する工程（工程ｄ）からなる。
【００２５】
組立工程ａでは、外側継手部材１の内径面１ａの開口側領域が半径Ｄ１の円筒面１ａ１になっているため、保持器４の軸線を外側継手部材１の軸線に一致させた状態で、保持器４を軸方向に進めて外側継手部材１に組み込むことができる。そのため、従来工程（図１０工程ｂ）に比べて、保持器４の組み込み作業が容易になる。
【００２６】
組立工程ｂでは、ボール３を保持器４の内径側からそのままポケット４ｂに組み込むことができる。そのため、従来工程（図１０工程ｃ）に比べて、ボール３の組み込み作業が容易になる。また、ボール３の組み込み時に、内側継手部材２及び保持器４を外側継手部材１に対して角度変位させる必要がないので、内・外側継手部材１、２の案内溝１ｂ、２ｂの軸方向寸法を従来より小さくし、また、保持器４のポケット４ｂの円周方向寸法を従来より小さくすることができる。これにより、継手を軽量かつコンパクトにし、かつ、強度（保持器強度）の向上を図ることができる。
【００２７】
組立工程ｃでは、保持器４の内径面４ａの開口側領域が半径Ｄ５（≧Ｄ２）の円筒面４ａ１であり、かつ、内側継手部材２の案内溝２ｂの中心Ｂが開口側にオフセットされているため、内側継手部材２の軸線を保持器４及び外側継手部材１の軸線に一致させた状態で、内側継手部材２を軸方向に進めて保持器４の内径面４ａおよびボール３の内側に組み込むことができる。そのため、従来工程（図１０工程ａ）に比べて、内側継手部材２の組み込み作業が容易になる。また、外側継手部材１に保持器４とボール３を組み込んだ後に、内側継手部材２を組み込むことができるので、内側継手部材２に軸部２ｃを一体化した場合でも、組立に支障がない。
【００２８】
組立工程ｄでは、弾性押圧手段５を保持器４の内径面４ａ（円筒面４ａ１）に組み込み、その球面部５ｃで内側継手部材２の外径面２ａを奥部側に向けて軸方向に押圧付勢して、止め輪６で抜け止め固定する。尚、止め輪６に代えて、弾性押圧手段５を保持器４の円筒面４ａ１に加締め、固着（溶着等）、凹凸係合（例えば、弾性押圧手段５に設けた突出部を保持器４の円筒面４ａ１に設けた係合溝に係合させる。）等の手段で抜け止め固定しても良い。
【００２９】
外側継手部材１、内側継手部材２、ボール３、保持器４、および弾性押圧手段５を上述したような態様で組立てると、図１に示すこの実施形態の等速自在継手が完成する。外側継手部材１の案内溝１ｂの中心Ａと内側継手部材２の案内溝２ｂの中心Ｂとが、ボール３の中心を含む継手中心面Ｏに対して軸方向に等距離だけ反対側（中心Ａは継手の奥部側、中心Ｂは継手の開口側）にオフセットされている。そのため、案内溝１ｂと案内溝２ｂとが協働して形成されるボールトラックは奥部側が広く、開口側に向かって漸次縮小したくさび状になる。
【００３０】
図２（図１のＸ部の拡大図）に示すように、保持器４の内径面４ａ（円錐面４ａ２）と内側継手部材２の外径面２ａとの間に軸方向隙間Ｓが設けられ、内側継手部材２の保持器４に対する軸方向の相対変位が許容されている。そして、内側継手部材２の外径面２ａと保持器４の内径面４ａ（円筒面４ａ１）との間に介在する弾性押圧手段５の弾性力Ｆによって、内側継手部材２の外径面２ａが案内溝２ｂの中心Ｂのオフセット方向（開口側）と反対方向（奥部側）に押圧付勢されている。内側継手部材２は、弾性押圧手段５の押圧付勢力Ｆを受けて反オフセット方向（奥部側）に軸方向に相対変位してボール３を押圧し、ボール３と内・外側継手部材１、２の案内溝１ｂ、２ｂとの間の内部隙間がなくなる位置で止まる。その結果、ボール３に軸方向の一定の予圧Ｆが与えられ、回転バックラッシュ（円周方向のガタツキ）がなくなる。
【００３１】
尚、この実施形態では、弾性押圧手段５として分割リングを採用しているが、必要な弾性力が得られる場合は、図６に示す形態に準じた一体リングを採用しても良い。その場合、爪部の弾性によって必要な弾性力を与えても良いし、あるいは、図８に示すように、一体リング５’の爪部５ｂ’の弾性を補強する別体の弾性リング５”を配設しても良い。弾性リング５”は、例えば波板バネ、ゴムリング、樹脂リング等である。この弾性リング５”は、図６に示す分割リング５と併用しても良い。あるいは、弾性リング５”は、内側継手部材２の外径面２ａに接触する剛体リング（弾性を持たないリング）と併用しても良い。この場合、本発明の弾性押圧手段は、内側継手部材の外径面を押圧する押圧部材（弾性を持たない部材）と、この部材に弾性力を付与する弾性部材とを組合わせたものとなる。また、本発明の弾性押圧手段は特にリング状のものに限定されず、本発明の目的を達成できる範囲において、材質、形状等を任意に変更できる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明は以下に示す効果を有する。
【００３３】
（１）内側継手部材が、弾性押圧手段の所定の押圧付勢力を受けて反オフセット方向に軸方向に相対変位してボールを押圧することにより、ボールに軸方向の一定の予圧が与えられる。これにより、継手の回転バックラッシュ（円周方向のガタツキ）がなくなる。しかも、弾性押圧手段は、内側継手部材の外径面に適合接触する球面部を有するので、内側継手部材の外径面と弾性押圧手段との接触部分の面圧が軽減され、また、球面部によって内側継手部材の外径面を案内させることができる。
【００３４】
（２）保持器の内径面の開口側領域を内側継手部材の外径面に適合する円筒面としたので、内側継手部材の組み込み作業を容易化することができる。また、外側継手部材に保持器とボールを組み込んだ後に、内側継手部材を組み込むことができるので、内側継手部材に軸部を一体化して、部品点数及び組立工数を削減することができる。
【００３５】
（３）ボールの組み込み時に、内側継手部材及び保持器を外側継手部材に対して角度変位させる必要がないので、内・外側継手部材の案内溝の軸方向寸法を従来より小さくし、また、保持器のポケットの円周方向寸法を従来より小さくすることができる。これにより、継手を軽量かつコンパクトにし、かつ、強度（保持器強度）の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す横断面図（図ａ）、図（ａ）におけるｂ−ｂ縦断面図（図ｂ）である。
【図２】図１におけるＸ部の拡大縦断面図である。
【図３】外側継手部材を示す縦断面図である。
【図４】内側継手部材を示す縦断面図である。
【図５】保持器の縦断面図（図ａ）、図（ａ）の右方向矢視図（図ｂ）である。
【図６】弾性押圧手段の正面図（図ａ）、図（ａ）のｂ−ｂ断面図（図ｂ）である。
【図７】実施形態の等速自在継手の組立工程を示す図である。
【図８】第２の実施形態における部分拡大縦断面図である。
【図９】従来の固定型等速自在継手を示す横断面図（図ａ）、縦断面図（図ｂ）である。
【図１０  】従来の固定型等速自在継手の組立工程を示す図である。
【符号の説明】
１    外側継手部材
１ａ  内径面
１ｂ  案内溝
２    内側継手部材
２ａ  外径面
２ｂ  案内溝
３    ボール
４    保持器
５    弾性押圧手段
【図１】
0003821937.tif 000002
【図２】
0003821937.tif 000003
【図３】
0003821937.tif 000004
【図４】
0003821937.tif 000005
【図５】
0003821937.tif 000006
【図６】
0003821937.tif 000007
【図７】
0003821937.tif 000008
【図８】
0003821937.tif 000009
【図９】
0003821937.tif 000010
【図１０】
0003821937.tif 000011