JP2008089108A

JP2008089108A - 等速自在継手及び等速自在継手の組立方法

Info

Publication number: JP2008089108A
Application number: JP2006271799A
Authority: JP
Inventors: Chikaya Shinba; 千佳也榛葉
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-10-03
Filing date: 2006-10-03
Publication date: 2008-04-17

Abstract

【課題】外輪内への内部部品の組込み性の向上を図って組立作業の簡易化及び短時間化を達成できるとともに、外輪の入口部の内径を小径として球面角度を大きくとることで、強度や耐久性を向上させることができる等速自在継手及びその組立方法を提供する。
【解決手段】外側継手部材２８に内径方向の押圧力を付与し、外側継手部材２８の内径孔３７を長径部３７ａと短径部３７ｂとを有する楕円形状に弾性変形させる。保持器２６の軸線Ｍ２と外側継手部材２８の軸線Ｍ１とを直交させた状態で、外側継手部材２８の内径孔３７を楕円形状に維持しつつ、保持器２６を外側継手部材２８に挿入する。外側継手部材２８の押圧力を解除して内径孔３７を円形孔に復元する。保持器２６を外側継手部材２８に対して９０°回転させ、外側継手部材２８の軸線Ｍ１と保持器２６の軸線Ｍ２とを一致させる。
【選択図】図１

Description

本発明は等速自在継手および等速自在継手の組立方法に関する。

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等速自在継手が使用される。この等速自在継手は、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。一般的に、前述した等速自在継手としては、バーフィールド型（ＢＪ）やアンダーカットフリー型（ＵＪ）が広く知られている。

特許文献１で示されるＢＪタイプの等速自在継手は、図８に示すように内径面１９に複数のトラック溝２が軸方向に沿って形成された外側継手部材としての外輪３と、外径面４に外輪３のトラック溝２と対をなす複数のトラック溝５が軸方向に沿って形成された内側継手部材としての内輪６と、外輪３のトラック溝２と内輪６のトラック溝５との間に介在してトルクを伝達する複数のボール７と、外輪３の内径面１９と内輪６の外径面４との間に介在してボール７を保持する保持器８とを備えている。

また、内輪６にはシャフト１０が嵌入されている。すなわち、内輪６の中心孔の内径面にスプライン部１１を形成し、このスプライン部１１にシャフト１０のスプライン部９を嵌合させる。なお、シャフト１０のスプライン部９には周方向凹溝１２が形成され、この周方向凹溝１２にシャフト抜け止め用の止め輪１３が装着されている。

保持器８は、複数のポケット１４が設けられ、このポケット１４にボール７が支持されている。

ところで、保持器８の強度を向上させるためには、外輪３の入口側内径を小径にして球面角度を大きくすることが望ましい。しかし、外輪３の入口側内径を小径にすると、外輪３と保持器８との組込みの際に、干渉が生じて組込みができなくなってしまう不都合が生じる。そこで、前記特許文献１に記載のものでは、保持器８の外径面１７に外輪３の入口側内径の幅に相当する溝１８を形成して、組込み時に外輪３と保持器８との干渉を防止している。
特開２００２−２５０３６０号公報

前記特許文献１に記載されたものでは、保持器８の外径面１７に組込みのための溝１８を形成したために、保持器８の肉厚が減少して剛性が低下したり、溝１８の隅のアール部で応力集中することによって、保持器８の強度が低下する場合もある。したがって、球面角度を大きくすることによって保持器８の強度は向上するが、一方で、保持器８の外径面１７に溝１８を形成したことによって保持器８の強度が低下するといったような、相反する関係の構成になっていた。

本発明は、上記課題に鑑みて、外輪内への内部部品の組込み性の向上を図って組立作業の簡易化及び短時間化を達成できるとともに、外輪の入口部の内径を小径として球面角度を大きくとることで、強度や耐久性を向上させることができる等速自在継手及びその組立方法を提供する。

本発明の等速自在継手の組立方法は、内径面に複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、外径面に複数のトラック溝が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径面と内側継手部材の外径面との間に介在してボールを保持する保持器とを備えた等速自在継手の組立方法において、前記外側継手部材に内径方向の押圧力を付与して、外側継手部材の入口側の内径孔を長径部と短径部とを有する楕円形状に弾性変形させた後、少なくとも保持器を備えた内部部品の軸線と外側継手部材の軸線とを直交させた状態で、外側継手部材の内径孔を楕円形状に維持しつつ、前記外側継手部材の内球面の長径部の長軸の位相に、内部部品の外径の位相を合わせて、内部部品を外側継手部材に挿入し、次に、外側継手部材の押圧力を解除して内径孔を円形孔に復元し、その後、内部部品を外側継手部材に対して９０°回転させて、外側継手部材の軸線と内部部品の軸線とを一致させることを特徴とするものである。

本発明の等速自在継手の組立方法によれば、外側継手部材に内径方向の押圧力を付与することによって、外側継手部材の内径孔を楕円形状に弾性変形させることができる。このため、外側継手部材の内径孔の長径部の径（長軸）を内部部品の外径よりも長くして、この状態での内部部品を外側継手部材内へ挿入することができる。従って、自由状態での外側継手部材の入口部の内径寸法を小さくできる。また、外側継手部材の押圧力を解除すれば、内径孔を円形孔に復元するので、等速自在継手としての機能を損なうことがない。

本発明の等速自在継手は、内径面に複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、外径面に複数のトラック溝が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径面と内側継手部材の外径面との間に介在してボールを保持する保持器とを備えた等速自在継手であって、前記外側継手部材に内径方向の押圧力を付与して、外側継手部材の入口側の内径孔を長径部と短径部とを有する楕円形状に弾性変形させた後、少なくとも保持器を備えた内部部品の軸線と外側継手部材の軸線とを直交させた状態で、外側継手部材の内径孔を楕円形状に維持しつつ、前記外側継手部材の内球面の長径部の長軸の位相に、内部部品の外径の位相を合わせて、内部部品を外側継手部材に挿入し、次に、外側継手部材の押圧力を解除して内径孔を円形孔に復元し、その後、内部部品を外側継手部材に対して９０°回転させて、外側継手部材の軸線と内部部品の軸線とを一致させることを特徴とする等速自在継手の組立方法にて組立ててなるものである。

本発明の等速自在継手によれば、外側継手部材に内径方向の押圧力を付与することによって、外側継手部材の内径孔の長径部の径（長軸）を内部部品の外径よりも長くして、この状態での内部部品を外側継手部材内へ挿入することができる。従って、自由状態での外側継手部材の入口部の内径寸法を小さくできる。また、外側継手部材の押圧力を解除すれば、内径孔を円形孔に復元するので、等速自在継手としての機能を損なうことがない。

外側継手部材の入口部の内径寸法をＡ１とし、内部部品の外径寸法をＢ１としたときに、Ａ１≦Ｂ１とする。

Ａ１≦Ｂ１であっても、外側継手部材に内径方向の押圧力を付与することによって、外側継手部材の内径孔の長径部の径を内部部品の外径よりも長くできる。このため、内部部品の外側継手部材内への挿入が可能である。

本発明では、保持器の外径面に溝を形成することなく、外側継手部材と保持器の組み込みが可能で、外側継手部材の入口側内径を小径にして球面角度を大きくとることができるため、保持器の強度や耐久性を向上することができる。このため、この保持器を用いた等速自在継手の耐久性を向上させることができる。しかも、外側継手部材の押圧力を解除すれば、内径孔を円形孔に復元するので、等速自在継手としての機能を損なうことがない。このため、等速自在継手として安定した機能を発揮して信頼性に優れる。

特に、Ａ１≦Ｂ１に設定することによって、外側継手部材の入口部の内径寸法を確実に小さくでき、保持器延いては等速自在継手全体の強度および耐久性を一層向上させることができる。

本発明に係る等速自在継手および組立方法の実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。

図２に本発明に係る等速自在継手の外側継手部材（外輪）を示し、図３と図４に本発明に係る等速自在継手のケージ（保持器）を示す。外側継手部材２８は、内球面２１に複数のトラック溝３６が軸方向に沿って形成されており、外輪２８のトラック溝３６と図示省略の内輪のトラック溝との間にトルクを伝達する複数のボールが介在している。

また、保持器２６は、複数（この場合８個）のポケット３４を有し、このポケット３４にボール（図示省略）が支持されている。

ところで、外輪２８に、径方向内方への押圧力Ｆ、Ｆ（径方向に圧縮力）を付与すれば、この外輪２８の内径孔３７が図５に示すように、長径部３７ａと短径部３７ｂとを有する楕円形状に弾性変形する。すなわち、外輪２８の中心Ｏを、Ｘ−Ｙ座標上の中心に配置した場合に、Ｘ軸に沿って押圧力Ｆ、Ｆを付与すれば、Ｙ軸上に長径部３７ａが対応する。また、この押圧力Ｆ、Ｆを解除すれば、図２に示すように、外輪２８はその内径孔３７が円形に戻る。

この図５に示すように弾性変形させた状態では、外輪２８の入口側の内径孔３７の長径部３７ａの長さをＡ２とし、保持器２６の１８０度対向するポケット３４の外周間寸法をＢ１としたときに、Ａ２≧Ｂ１とする。また、外輪２８の隣接するトラック溝３６間の肩部２２の幅寸法Ｗの範囲では、保持器２６の１８０度対向するポケット３４の外周間寸法はＡ２≧Ｂ１とする。

また、弾性変形させない状態（自由状態）での外輪２８の入口部（大端面部）の内径をＡ１（図２参照）としたときに、Ａ１≦Ｂ１とする。

次に本発明の組立方法を説明する。まず、図５に示すように、外輪２８を、内径孔３７が長径部３７ａと短径部３７ｂとを有する楕円形状になるように弾性変形させる。この状態では、前記したように、Ａ２≧Ｂ１となる。そして、この状態を維持しつつ、外輪２８の軸線Ｍ１と保持器２６の軸線Ｍ２とを直交させた状態で、図６に示すように、外輪２８の長径部３７ａの肩部の位相に、保持器２６の一外径の位相を合わせて、図１の矢印の方向に沿って保持器２６を外輪２８に挿入して、保持器２６の外径面２４と外輪２８の内球面２１とを嵌合状とする。すなわち、外輪２８の隣接するトラック溝３６間の肩部２２の幅寸法Ｗの範囲では、保持器２６の１８０度対向するポケット３４の外周間寸法はＡ２≧Ｂ１となっているので、この挿入を可能としている。

その後、外輪２８に対する押圧力を解除（開放）して、内径孔３７を円形孔に復元した後、保持器２６を外輪２８に対して９０°回転させる。そして、図７に示すように外輪２８の軸線Ｍ１と保持器２６の軸線Ｍ２とを一致させれば、外輪２８に保持器２６を組み込むことができる。

本発明では、保持器２６の外径面に溝を形成することなく、外輪２８と保持器２６の組み込みが可能で、外輪２８の入口側内径を小径にして球面角度を大きくとることができるため、保持器２６の強度や耐久性を向上することができる。このため、この保持器２６を用いた等速自在継手の耐久性を向上させることができる。しかも、外輪２８の押圧力を解除すれば、内径孔を円形孔に復元するので、等速自在継手としての機能を損なうことがない。このため、等速自在継手として安定した機能を発揮して信頼性に優れる。

特に、Ａ１≦Ｂ１に設定することによって、外輪２８の入口部の内径寸法を確実に小さくでき、保持器２６延いては等速自在継手全体の強度および耐久性を一層向上させることができる。

ところで、Ａ１≧Ｂ１であっても、そのクリアランスが小さい場合には、外輪２８と保持器２６とを組込みにくい。このため、Ａ１≧Ｂ１であっても、本発明のように、保持器２６を外輪２８に挿入する際に、外輪２８の内径孔３７を楕円形状とすることによって、組込み時の外輪２８と保持器２６との間のクリアランスを大きくとることができ、外輪２８と保持器２６の組込み作業の容易化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、保持器２６のポケット３４の数の増減は任意であり、また、外輪２８に押圧力を付与する部位としては、１８０度反対位置の２箇所であればよい。そして、外輪２８への押圧力は、例えば、プレス機や万力等で付与することができる。また、楕円形状とした際の長径部３７ａの径と短径部３７ｂの径との比等は、この楕円形状時における外輪２８への保持器２６の組込み易さ等に基づいて種々設定できる。

前記実施形態では、内部部品を保持器２６のみをもって構成したが、内部部品として保持器２６に内輪が組み込まれたカセット等でもよい。すなわち、このようなカセットでも組込み時に外輪２８を楕円形状に弾性変形させることによって挿入することができる。

なお、実施形態では等速自在継手として、バーフィールド型（ＢＪ）を示しているが、アンダーカットフリー型（ＵＪ）等の他の等速自在継手であってもよい。

本発明の実施形態を示す等速自在継手の組立方法の説明図である。前記等速自在継手の外輪を示し、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は側面図である。前記等速自在継手の保持器の断面図である。前記等速自在継手の保持器の側面図である。前記外輪に内径方向の押圧力を付与した際の側面図である。保持器を外輪に挿入した状態の断面図である。保持器を外輪に組み込んだ状態の断面図である。従来の等速自在継手の断面図である。

符号の説明

２４外径面
２６保持器
２８外側継手部材
３７内径孔
３７ａ長径部
３７ｂ短径部
Ｍ１軸線
Ｍ２軸線

Claims

内径面に複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、外径面に複数のトラック溝が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径面と内側継手部材の外径面との間に介在してボールを保持する保持器とを備えた等速自在継手の組立方法において、
前記外側継手部材に内径方向の押圧力を付与して、外側継手部材の入口側の内径孔を長径部と短径部とを有する楕円形状に弾性変形させた後、少なくとも保持器を備えた内部部品の軸線と外側継手部材の軸線とを直交させた状態で、外側継手部材の内径孔を楕円形状に維持しつつ、前記外側継手部材の内球面の長径部の長軸の位相に、内部部品の外径の位相を合わせて、内部部品を外側継手部材に挿入し、次に、外側継手部材の押圧力を解除して内径孔を円形孔に復元し、その後、内部部品を外側継手部材に対して９０°回転させて、外側継手部材の軸線と内部部品の軸線とを一致させることを特徴とする等速自在継手の組立方法。
内径面に複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、外径面に複数のトラック溝が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径面と内側継手部材の外径面との間に介在してボールを保持する保持器とを備えた等速自在継手であって、
前記外側継手部材に内径方向の押圧力を付与して、外側継手部材の入口側の内径孔を長径部と短径部とを有する楕円形状に弾性変形させた後、少なくとも保持器を備えた内部部品の軸線と外側継手部材の軸線とを直交させた状態で、外側継手部材の内径孔を楕円形状に維持しつつ、前記外側継手部材の内球面の長径部の長軸の位相に、内部部品の外径の位相を合わせて、内部部品を外側継手部材に挿入し、次に、外側継手部材の押圧力を解除して内径孔を円形孔に復元し、その後、内部部品を外側継手部材に対して９０°回転させて、外側継手部材の軸線と内部部品の軸線とを一致させることを特徴とする等速自在継手の組立方法にて組立ててなることを特徴とする等速自在継手。
外側継手部材の入口部の内径寸法をＡ１とし、内部部品の外径寸法をＢ１としたときに、Ａ１≦Ｂ１とすることを特徴とする請求項２の等速自在継手。