JP4579112B2 - 摺動型等速自在継手及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、摺動型等速自在継手及びその製造方法に関し、詳しくは、自動車や各種産業機械の動力伝達系において使用されるもので、駆動側と従動側の二軸間で角度変位および軸方向変位を許容する摺動型等速自在継手及びその製造方法に関する。

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使用される等速自在継手には、固定型等速自在継手と摺動型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。

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では、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、エンジン側（インボード側）に摺動型等速自在継手を、駆動車輪側（アウトボード側）に固定型等速自在継手をそれぞれ装備し、両者の等速自在継手をシャフトで連結した構造を具備する。

一般的に、前述した固定型等速自在継手としては、ツェッパ型（以下、ＢＪと称す）や作動角の大きなアンダーカットフリー型（以下、ＵＪと称す）が広く知られている。また、摺動型等速自在継手としては、ダブルオフセット型（以下、ＤＯＪと称す）やクロスグルーブ型（以下、ＬＪと称す）が広く知られている。また、二つの等速自在継手を組み合わせた構造例では、ＢＪとＤＯＪを組み合わせたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−２６９５８５号公報

ところで、前述した特許文献１に開示された摺動型等速自在継手では、二個の等速自在継手、すなわち、ＢＪとＤＯＪを組み合わせたことにより、通常のＤＯＪ単体よりも大きな作動角をとることができるという利点がある。しかしながら、入力軸と出力軸は、その角度位置を固定しないと継手を構成するトルク伝達部材の位置が定まらない。つまり、入出力軸の軸周りの回転自由度以外（例えば、軸方向、角度位置など）を固定しないと、入力軸に対する出力軸の位置が定まらない。従って、ドライブシャフトとして車両に搭載することが困難となる。

ドライブシャフトとして車両に搭載される摺動型等速自在継手の常用角（直進状態での作動角）は、通常１０°程度で、ＤＯＪ単体の場合、この常用角が大きくなると、耐久性が悪くなり、オフロード仕様で１０°以上の常用角としたい車両への適用が困難となる。

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、二つの等速自在継手を組み合わせて、構造が簡単で高角化を実現容易にし得る摺動型等速自在継手及びその製造方法を提供することにある。

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、円筒状外方部材を共通にしてその一端側に固定型継手部を配設すると共に他端側に摺動型継手部を配設し、その固定型継手部の内方部材あるいは摺動型継手部の内方部材のいずれか一方の対向端部に凸球面部を設けると共に他方の対向端部に凹球面部を設け、その凸球面部と凹球面部からなる球対偶を介して固定型継手部の内方部材と摺動型継手部の内方部材を、凸球面部あるいは凹球面部のいずれか一方が軸方向にスライド可能に連結し、固定型継手部と摺動型継手部の作動角を０°とした時、凸球面部と凹球面部からなる球対偶の球面中心から固定型継手部の継手中心までの距離Ｌ ₁ と、球対偶の球面中心から摺動型継手部の継手中心までの距離Ｌ ₂ とを、Ｌ ₁ ＜Ｌ ₂ の条件を満足するように設定したことを特徴とする。

ここで、前述の内方部材とは、外方部材としての外輪の内周側に配置された内輪だけではなく、その内輪の軸孔にスプライン嵌合で連結一体化されたシャフトを含む。また、前述の外方部材は、単一の部材で構成することが可能であるが、固定型継手部側と摺動型継手部側の二部材で分割構成し、両部材を同軸的に突き合わせて接合一体化した構成とすることも可能である。さらに、前述の球対偶は、切り欠き等による嵌め合い構造の凸球面部と凹球面部からなり、凸球面部と凹球面部の相対回転による位相合わせでもって両者の係合離脱を可能とした構造としてもよい。

本発明では、固定型継手部と摺動型継手部とで円筒状外方部材を共通としたことにより、その外方部材内に固定型と摺動型の二つの継手部を組み合わせた構造を具備する。さらに、固定型継手部の内方部材あるいは摺動型継手部の内方部材のいずれか一方の対向端部に凸球面部を設けると共に他方の対向端部に凹球面部を設け、凸球面部と凹球面部からなる球対偶を介して固定型継手部の内方部材と摺動型継手部の内方部材を、凸球面部あるいは凹球面部のいずれか一方が軸方向にスライド可能に連結した構造を具備する。これにより、凸球面部と凹球面部からなる球対偶は、固定型継手部の内方部材と摺動型継手部の内方部材とを連結し、固定型継手部と摺動型継手部で共通の一点を中心とした球面案内機構となり、かつ、凸球面部あるいは凹球面部のいずれか一方が内方部材に軸方向にスライド可能で、他方が内方部材に軸方向にスライド不能に連結されることになるので、前述の球面中心（共通の一点）を作動角の中心とする摺動型等速自在継手となる。

このように固定型継手部と摺動型継手部を共通の外方部材に組み込み、両者の固定型継手部と摺動型継手部を、凸球面部あるいは凹球面部のいずれか一方が軸方向にスライド可能な球対偶で連結した構造としたことにより、固定型継手部と摺動型継手部のそれぞれの作動角を加えた大きな作動角を実現し、入力軸に対する出力軸の位置を球対偶で定めることができる摺動型等速自在継手を提供できる。

前述した構成における固定型継手部は、外方部材と、球面状外周面に外方部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝を円周方向等間隔に軸方向に沿って形成した内方部材と、外方部材のトラック溝と内方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、外方部材の球面状内周面と内方部材の球面状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た構造のものが適用可能である。この固定型継手部としては、ＢＪやＵＪがある。

また、前述した構成における摺動型継手部は、外方部材と、球面状外周面に外方部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝を円周方向等間隔に軸方向に沿って形成した内方部材と、外方部材のトラック溝と内方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、外方部材の円筒状内周面と内方部材の球面状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、ケージの球面状外周面の中心と球面状内周面の中心を、継手中心を挟んで等距離だけ軸方向にオフセットさせた構造のものが適用可能である。この摺動型継手部としては、ＤＯＪやＬＪがある。

通常、固定型継手部（例えばＵＪ）が摺動型継手部（例えばＤＯＪ）よりも構造上大きな作動角をとることができる。このことから、前述したように球対偶の球面中心から固定型継手部の継手中心までの距離Ｌ₁と、球対偶の球面中心から摺動型継手部の継手中心までの距離Ｌ₂について、Ｌ₁＜Ｌ₂の条件を満足するように設定すれば、固定型継手部に摺動型継手部よりも大きな作動角を分担させることになり、全体としての摺動型等速自在継手において、より大きな作動角が得られる。

以上の構成からなる摺動型等速自在継手は、次に述べる要領でもって組み立てることが可能である。

第一の手法としては、円筒状外方部材を共通にしてその一端側に固定型継手部を配設した上で、摺動型継手部の内方部材の固定型継手部と対向する端部に凸球面部と凹球面部からなる球対偶を設けてアッセンブリ体とし、そのアッセンブリ体を円筒状外方部材の他端側から挿入し、摺動型継手部の内方部材に設けられた球対偶を固定型継手部の内方部材に、球対偶の凸球面部あるいは凹球面部のいずれか一方が軸方向にスライド可能に連結する。

第二の手法としては、円筒状外方部材を固定型継手部側と摺動型継手部側の二部材で分割構成し、一方の部材に固定型継手部を配設すると共に他方の部材に摺動型継手部を配設した上で、固定型継手部の内方部材あるいは摺動型継手部の内方部材のいずれか一方の対向端部に設けられて位相に応じて係合離脱可能な構造の凸球面部と凹球面部からなる球対偶を、凸球面部あるいは凹球面部のいずれか一方が軸方向にスライド可能に連結した後、凸球面部と凹球面部が離脱不可な位相となるように外方部材の二部材を相対回転させた上で両部材を接合一体化する。

前述した第一の手法による組み立て方法では、外方部材が単一の部材で構成されている場合に好適であり、第二の手法による組み立て方法では、外方部材が二部材で分割構成されている場合に好適である。

本発明に係る摺動型等速自在継手では、円筒状外方部材を共通にしてその一端側に固定型継手部を配設すると共に他端側に摺動型継手部を配設し、その固定型継手部の内方部材あるいは摺動型継手部の内方部材のいずれか一方の対向端部に凸球面部を設けると共に他方の対向端部に凹球面部を設け、その凸球面部と凹球面部からなる球対偶を介して固定型継手部の内方部材と摺動型継手部の内方部材を、凸球面部あるいは凹球面部のいずれか一方が軸方向にスライド可能に連結したことにより、固定型継手部と摺動型継手部のそれぞれの作動角を加えた大きな作動角を実現し得る摺動型等速自在継手を提供でき、入力軸に対する出力軸の位置を球対偶で定めることができるので、例えば、ドライブシャフトとして車両に搭載することが容易となる。さらに、固定型継手部と摺動型継手部の作動角を０°とした時、凸球面部と凹球面部からなる球対偶の球面中心から固定型継手部の継手中心までの距離Ｌ ₁ と、球対偶の球面中心から摺動型継手部の継手中心までの距離Ｌ ₂ とを、Ｌ ₁ ＜Ｌ ₂ の条件を満足するように設定したことにより、固定型継手部に摺動型継手部よりも大きな作動角を分担させることになり、全体としての摺動型等速自在継手において、より大きな作動角が得られる。

また、本発明に係る摺動型等速自在継手の製造方法では、円筒状外方部材を共通にしてその一端側に固定型継手部を配設した上で、摺動型継手部および球対偶からなるアッセンブリ体を円筒状外方部材の他端側から挿入し、摺動型継手部側に設けられた球対偶を固定型継手部の内方部材に、球対偶の凸球面部あるいは凹球面部のいずれか一方が軸方向にスライド可能に連結する手法や、分割構成の円筒状外方部材のうちの一方の部材に固定型継手部を配設すると共に他方の部材に摺動型継手部を配設した上で、位相に応じて係合離脱可能な構造の凸球面部と凹球面部からなる球対偶を、その凸球面部あるいは凹球面部のいずれか一方が軸方向にスライド可能に連結した後、凸球面部と凹球面部が離脱不可な位相となるように外方部材の二部材を相対回転させた上で両部材を接合一体化する手法を採用したことにより、前述した構成、つまり、固定型継手部、摺動型継手部、および凸球面部あるいは凹球面部のいずれか一方が軸方向にスライド可能な球対偶からなる摺動型等速自在継手を容易に組み立てることができる。

本発明に係る摺動型等速自在継手の実施形態を以下に詳述する。図１に示す実施形態の摺動型等速自在継手は、固定型継手部としてＵＪ、摺動型継手部としてＤＯＪをそれぞれ適用して組み合わせた構造を例示する。なお、固定型継手部としてはＢＪ、摺動型継手部としてはＬＪを適用して組み合わせることも可能である。

この実施形態の摺動型等速自在継手は、円筒状外方部材である単一の外輪３０を共通にしてその一端側（図示左側）に固定型継手部としてのＵＪ１０を配設すると共に他端側（図示右側）に摺動型継手部としてのＤＯＪ２０を配設し、そのＵＪ１０の内方部材であるシャフト１１の端部に凸球面部１５を設けると共にＤＯＪ２０の内方部材であるシャフト２１の端部に凹球面部２５を設け、その凸球面部１５と凹球面部２５からなる球対偶４０を介してＵＪ１０のシャフト１１とＤＯＪ２０のシャフト２１を連結した構造を具備する。

この摺動型等速自在継手に組み込まれたＵＪ１０は、内球面に複数のトラック溝３１が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外輪３０をＤＯＪ２０と共通にし、外球面に外輪３０のトラック溝３１と対をなす複数のトラック溝１６が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材である内輪１２と、外輪３０のトラック溝３１と内輪１２のトラック溝１６間に介在してトルクを伝達する複数のボール１４と、外輪３０の内球面と内輪１２の外球面との間に介在して各ボール１４を保持するケージ１３とを備えている。複数のボール１４は、ケージ１３に形成されたポケット１７に収容されて円周方向等間隔に配置されている。

前述の内輪１２の軸孔１８には、駆動側あるいは従動側のシャフト１１がスプライン嵌合により結合されており、それらシャフト１１と外輪３０との間で作動角度変位を許容しながらトルク伝達が可能な構造となっている。このシャフト１１は、端部のスプライン嵌合部よりも外側が大径をなし、その大径部１１ｂを内輪１２の端面に係合させることにより軸方向に位置規制され、スプライン嵌合部のスナップリング６０にて抜け止めされている。なお、この内輪１２とシャフト１１で内方部材を構成する。

このＵＪ１０では、外輪３０のトラック溝３１の曲率中心Ｏ₁₁と内輪１２のトラック溝１６の曲率中心Ｏ₁₂とを、継手中心Ｏ₁₀に対して等距離ｆだけ軸方向に逆向きにオフセットさせている。シャフト１１と外輪３０とが角度変位すると、ケージ１３のポケット１７に収容されたボール１４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、継手の等速性が確保される。

また、外輪３０のトラック溝３１は、曲率中心Ｏ₁₁を持つ円弧部分と、その曲率中心Ｏ₁₁から径方向に延びる線分がトラック溝３１の底部と交わる部位を境として軸方向と平行なストレート部分とで構成されている。同様に、内輪１２のトラック溝１６は、曲率中心Ｏ₁₂を持つ円弧部分と、その曲率中心Ｏ₁₂から径方向に延びる線分がトラック溝１６の底部と交わる部位を境として軸方向と平行なストレート部分とで構成されている。

一方、この摺動型等速自在継手に組み込まれたＤＯＪ２０は、円筒状内周面に軸線に平行な複数の直線状トラック溝３２が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外輪３０を前述のＵＪ１０と共通にし、外球面に外輪３０のトラック溝３２と対をなす軸線に平行な複数の直線状トラック溝２６が円周方向等間隔に軸線に沿って形成された内方部材である内輪２２と、外輪３０のトラック溝３２と内輪２２のトラック溝２６間に介在してトルクを伝達する複数のボール２４と、外輪３０の内周面と内輪２２の外周面との間に介在して各ボール２４を保持するケージ２３とを備えている。複数のボール２４は、ケージ２３に形成されたポケット２７に収容されて円周方向等間隔に配置されている。なお、この実施形態の外輪３０では、ＵＪ１０のトラック溝３１のストレート部分を軸方向に延長することによりＤＯＪ２０のトラック溝３２としている。

前述の内輪２２の軸孔２８には、従動側あるいは駆動側のシャフト２１がスプライン嵌合により結合されており、それらシャフト２１と外輪３０との間で作動角度変位を許容しながらトルク伝達が可能な構造となっている。このシャフト２１は、その端部が内輪２２とのスプライン嵌合部よりも大径をなし、その大径端部２１ａを内輪２２の端面に係合させることにより軸方向に位置規制され、止め輪６１により抜け止めされている。なお、この内輪２２とシャフト２１で内方部材を構成する。

このＤＯＪ２０では、ケージ２３の内球面の曲率中心Ｏ₂₁と、外球面の曲率中心Ｏ₂₂とは、継手中心Ｏ₂₀に対して等距離Ｆだけ軸方向にオフセットされている。シャフト２１と外輪３０とが角度変位すると、ケージ２３のポケット２７に収容されたボール２４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、継手の等速性が確保される。

これらＵＪ１０とＤＯＪ２０を組み込んだ摺動型等速自在継手では、凸球面部１５から一体的に延びる軸部１５ａをＵＪ１０のシャフト１１の軸端に形成された孔１１ａに滑り軸受１９を介して挿入することにより凸球面部１５を軸方向にスライド可能にシャフト１１に取り付けている。なお、この凸球面部１５の軸部１５ａは、例えば断面形状を非円形とする等の適宜の手段により、シャフト１１に対して軸回りに回転不能に取り付けられている。

一方、ＤＯＪ２０のシャフト２１の大径端部２１ａの内径に、前述した凸球面部１５を受ける凹球面部２５を形成している。この凸球面部１５と凹球面部２５からなる球対偶４０を、ＵＪ１０のシャフト１１とＤＯＪ２０のシャフト２１で共通の一点を中心Ｏとして球面案内機構とし、球対偶４０の凸球面部１５を軸方向にスライド可能としたことにより、この球面中心Ｏを作動角の中心とする摺動型等速自在継手となる。

このようにＵＪ１０とＤＯＪ２０を共通の外輪３０に組み込み、両者のＵＪ１０とＤＯＪ２０を、凸球面部１５が軸方向にスライド可能な球対偶４０で連結した構造としたことにより、ＵＪ１０とＤＯＪ２０のそれぞれの作動角を加えた大きな作動角を実現し得る摺動型等速自在継手を提供できる。なお、この実施形態では、球対偶４０の凸球面部１５をシャフト１１に対して軸方向にスライド可能に取り付けているが、球対偶４０の凹球面部２５をシャフト２１に対して軸方向にスライド可能に取り付けるようにしてもよい。

つまり、この摺動型等速自在継手の作動角αは、ＵＪ１０の作動角α₁とＤＯＪの作動角α₂の合計となり、図１に示すようにＵＪ１０の作動角α₁が０°での球対偶４０の球面中心ＯからＵＪ１０の継手中心Ｏ₁₀までの距離Ｌ₁と、ＤＯＪ２０の作動角α₂が０°での球対偶４０の球面中心ＯからＤＯＪ２０の継手中心Ｏ₂₀までの距離Ｌ₂との関係によって決定される。

図２はＵＪ１０のシャフト１１とＤＯＪ２０のシャフト２１が最大作動角をとった状態を示す。図３は、摺動型等速自在継手の作動角α、ＵＪ１０の作動角α₁、ＤＯＪ２０の作動角α₂、およびＵＪ１０の作動角α₁が０°での球対偶４０の球面中心ＯからＵＪ１０の継手中心Ｏ₁₀までの距離Ｌ₁と、ＤＯＪ２０の作動角α₂が０°での球対偶４０の球面中心ＯからＤＯＪ２０の継手中心Ｏ₂₀までの距離Ｌ₂との関係を説明するためのもので以下の関係式が得られる。なお、図３中、Ｃ₁₀は、ＵＪ１０の軸中心、Ｃ₂₀はＤＯＪ２０の軸中心、Ｃ₃₀は外輪３０の軸中心を示す。
α＝α₁＋α₂
Ｌ₁・sinα₁＝（Ｌ₂−Ｆ）・sinα₂＋２Ｆ・sin（α₂／２）

通常、ＵＪ１０（限界作動角５０°）がＤＯＪ２０（限界作動角３０°）よりも構造上大きな作動角をとることができることから、前述したように球対偶４０の球面中心ＯからＵＪ１０の継手中心Ｏ₁₀までの距離Ｌ₁と、球対偶４０の球面中心ＯからＤＯＪ２０の継手中心Ｏ₂₀までの距離Ｌ₂について、Ｌ₁＜Ｌ₂の条件を満足するように設定すればよい。このように設定することにより、ＵＪ１０にＤＯＪ２０よりも大きな作動角を分担させることになり（ＵＪ１０の作動角α₁＞ＤＯＪ２０の作動角α₂）、例えば、α₁＝２５°、α₂＝１５°とすることで、全体としての摺動型等速自在継手において、より大きな作動角（α＝４０°）が得られる。

この摺動型等速自在継手の作動角αは、前述したようにＵＪ１０とＤＯＪ２０に分配され、それぞれの作動角α₁，α₂が限界作動角よりも小さくて済むため、ボールトラック端部に余裕ができ、また、荷重が各ボールトラックに均一に付与されることから強度の向上が図れる。また、ＵＪ１０およびＤＯＪ２０の各作動角α₁，α₂が限界作動角よりも小さくて済むことから、ＵＪ１０およびＤＯＪ２０の構成部材間の相対変位が小さくなるため、耐久性の向上も図れる。これは、車両の常用角（直進状態での作動角）が大きい場合に特にその効果が顕著である。なお、ボール１４，２４が８個の場合には、６個ボールタイプに比べて内輪のシャフトスペースを広く確保することができるので、ＵＪ１０とＤＯＪ２０のシャフト１１，２１間に位置する球対偶４０（凸球面部１５および凹球面部２５）を形成し易くなる。

ここで、図２はＵＪ１０のシャフト１１とＤＯＪ２０のシャフト２１が最大作動角をとった状態を示すが、図４もＵＪ１０のシャフト１１とＤＯＪ２０のシャフト２１が最大作動角をとった状態を示す。両者の違いは、図４では、球対偶４０の凸球面部１５が軸方向にスライドしてシャフト１１の端部から突出しており、シャフト１１の基準面からの距離が図２の場合よりも大きくなっている（Ｓ₂＞Ｓ₁）。つまり、球対偶４０の凸球面部１５が軸方向にスライドすると、ＵＪ１０の作動角α₁が０°での球対偶４０の球面中心ＯからＵＪ１０の継手中心Ｏ₁₀までの距離Ｌ₁が大きくなることになり、このＬ₁の変化によりＵＪ１０およびＤＯＪ２０の各作動角α₁，α₂が変化する。ＵＪ１０のシャフト１１とＤＯＪ２０のシャフト２１が図２の場合と同様に最大作動角α＝４０°をとった場合でも、ＵＪ１０の作動角α₁＝２０°、ＤＯＪ２０の作動角α₂＝２０°となるように分担される。この図２あるいは図４のいずれの場合でも、ドライブシャフトとして車両に搭載される摺動型等速自在継手の常用角（直進状態での作動角）が１０°以上になったとしても、ＵＪ１０とＤＯＪ２０に分担される作動角α₁，α₂が小さくなることから、常用角が大きくなることにより耐久性が悪くなることを抑制できる。

以上の構成からなる実施形態の摺動型等速自在継手は、次に述べる要領でもって組み立てることが可能である。

図５に示すように外輪３０を共通にしてその一端側にＵＪ１０を組み込む。このＵＪ１０の組み込みは、通常のＵＪを組み立てる場合と同様で、ケージ１３に内輪１２を組み込み（ケージ１３の軸線に対して内輪１２を９０°傾けた状態でケージ１３に内輪１２を挿入し、その後、内輪１２を９０°逆方向に傾けて正規の姿勢に配置する）、外輪３０にケージ１３を組み込む（外輪３０の軸線に対してケージ１３を９０°傾けた状態で外輪３０にケージ１３を挿入し、その後、ケージ１３を９０°逆方向に傾けて正規の姿勢に配置する）。そして、ケージ１３および内輪１２を作動角以上に大きく傾けた状態で外輪３０の開口端側にケージ１３のポケット１７を覗かせてボール１４を組み込む。その後、ＵＪ１０の内輪１２の軸孔１８にシャフト１１を挿入してスプライン嵌合させてスナップリング６０で抜け止めする。

一方、ＤＯＪ２０については、ＤＯＪ２０の内輪２２、ケージ２３およびボール２４を組んだ状態で内輪２２の軸孔２８にシャフト２１を挿入してスプライン嵌合させて止め輪６１で抜け止めし、そのシャフト２１のＵＪ１０と対向する端部２１ａに凸球面部１５と凹球面部２５からなる球対偶４０を設けてアッセンブリ体５０とする。

そして、前述したようにして外輪３０の一端側にＵＪ１０を配設した状態でＤＯＪ２０のアッセンブリ体５０を外輪３０の他端側から挿入し、ＤＯＪ２０のシャフト２１に設けられた球対偶４０をＵＪ１０のシャフト１１に連結する。このＤＯＪ２０に設けられた球対偶４０のＵＪ１０への連結は、球対偶４０の凸球面部１５の軸部１５ａをＵＪ１０のシャフト１１の軸孔１１ａに取り付けられた滑り軸受１９内に圧入することにより行われる。これにより、球対偶４０の凸球面部１５は、その軸回りに回転不能で軸方向にスライド可能な状態となる。

以上の実施形態では、ＵＪ１０とＤＯＪ２０で共通した単一の外輪３０を備え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、例えば、図６に示すような外輪３０’を有する摺動型等速自在継手であってもよい。

この実施形態の摺動型等速自在継手における外輪３０は、ＵＪ側とＤＯＪ側の二部材３０ａ，３０ｂで分割構成し、両部材３０ａ，３０ｂを同軸的に突き合わせて接合一体化した構造としたものである。二部材３０ａ，３０ｂの突合せ面には、円形凸部３３と円形凹部３４をそれぞれに形成し、これら円形凸部３３と円形凹部３４を嵌合させることにより、径方向の位置決めを可能としている。

ＵＪ１０とＤＯＪ２０を連結する球対偶４０’では、図７に示すように凸球面部１５の外周面の円周方向等間隔に複数の切り欠き１５ｂを設けると共に、凹球面部２５の内周面の円周方向等間隔に前述の凸球面部１５の切り欠き１５ｂと対応させて複数の切り欠き２５ｂを設ける。この凸球面部１５の切り欠き１５ｂと凹球面部２５の切り欠き２５ｂを対応させて位相合わせした状態で、凹球面部２５に凸球面部１５を嵌め込んだ上で両者を相互に回転させることにより球対偶４０’を形成することが可能である。

以上の構成からなる実施形態の摺動型等速自在継手は、次に述べる要領でもって組み立てることが可能である。

図８に示すように外輪３０’の一方の部材３０ａにＵＪ１０を配設すると共に他方の部材３０ｂにＤＯＪ２０を配設する。このＵＪ１０の組み込みは、前述した実施形態と同様であるため、重複説明は省略する。また、ＤＯＪ２０の組み込みは、ＤＯＪ２０の内輪２２、ケージ２３およびボール２４を組んだ状態で外輪３０’の他方の部材３０ｂに挿入配置すればよい。

その上で、ＵＪ１０のシャフト１１に設けられた凸球面部１５とＤＯＪ２０のシャフト２１に設けられた凹球面部２５を相互の切り欠き１５ｂ，２５ｂを対応させて位相合わせした状態で、凹球面部２５に凸球面部１５を嵌め込んだ上で両者を軸周りに相対回転させることにより球対偶４０’で連結する。この時、外輪３０’の一方の部材３０ａと他方の部材３０ｂも円形凸部３３と円形凹部３４による凹凸嵌合状態で相対回転することになる。このようにしてＵＪ１０とＤＯＪ２０が球対偶４０’で連結された状態で外輪３０’の二部材３０ａ，３０ｂの突合せ部分を溶接（図６のＡは溶接部分を示す）などの手段により接合することで一体化する。

本発明に係る固定型等速自在継手の実施形態を示す断面図である。 図１の固定型等速自在継手が作動角をとった状態の一例を示す断面図である。 図２におけるＵＪとＤＯＪの作動角およびＵＪとＤＯＪの継手中心から球対偶中心までの距離の関係を説明するための図である。 図１の固定型等速自在継手が作動角をとった状態の他例を示す断面図である。 図１の固定型等速自在継手の組み立て要領を説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態を示す断面図である。 図６の球対偶の組み立て要領を説明するための断面図である。 図６の固定型等速自在継手の組み立て要領を説明するための断面図である。

符号の説明

１０ 固定型継手部（ＵＪ）
１１ 固定型継手部の内方部材（シャフト）
１２ 固定型継手部の内方部材（内輪）
１３ ケージ
１４ ボール
１５ 凸球面部
１６ トラック溝
２０ 摺動型継手部（ＤＯＪ）
２１ 摺動型継手部の内方部材（シャフト）
２２ 摺動型継手部の内方部材（内輪）
２３ ケージ
２４ ボール
２５ 凹球面部
３０，３０’ 外方部材（外輪）
３０ａ，３０ｂ 二部材
３１，３２ トラック溝
４０，４０’ 球対偶
５０ アッセンブリ体
Ｏ 球対偶の球面中心

Claims (7)

1. 円筒状外方部材を共通にしてその一端側に固定型継手部を配設すると共に他端側に摺動型継手部を配設し、前記固定型継手部の内方部材あるいは前記摺動型継手部の内方部材のいずれか一方の対向端部に凸球面部を設けると共に他方の対向端部に凹球面部を設け、前記凸球面部と凹球面部からなる球対偶を介して前記固定型継手部の内方部材と摺動型継手部の内方部材を、前記凸球面部あるいは凹球面部のいずれか一方が軸方向にスライド可能に連結し、前記固定型継手部と摺動型継手部の作動角を０°とした時、前記凸球面部と凹球面部からなる球対偶の球面中心から固定型継手部の継手中心までの距離Ｌ ₁ と、前記球対偶の球面中心から摺動型継手部の継手中心までの距離Ｌ ₂ とを、Ｌ ₁ ＜Ｌ ₂ の条件を満足するように設定したことを特徴とする摺動型等速自在継手。
2. 前記固定型継手部は、前記外方部材と、球面状外周面に外方部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝を円周方向等間隔に軸方向に沿って形成した内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方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、外方部材の球面状内周面と内方部材の球面状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た請求項１に記載の摺動型等速自在継手。
3. 前記摺動型継手部は、前記外方部材と、球面状外周面に外方部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝を円周方向等間隔に軸方向に沿って形成した内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方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、外方部材の円筒状内周面と内方部材の球面状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、前記ケージの球面状外周面の中心と球面状内周面の中心を、継手中心を挟んで等距離だけ軸方向にオフセットさせた請求項１に記載の摺動型等速自在継手。
4. 前記外方部材は、固定型継手部側と摺動型継手部側の二部材で分割構成し、両部材を同軸的に突き合わせて接合一体化した請求項１〜３のいずれか一項に記載の摺動型等速自在継手。
5. 前記球対偶は、嵌め合い構造の凸球面部と凹球面部からなり、前記凸球面部と凹球面部の相対回転による位相合わせでもって両者の係合離脱を可能とした請求項１〜４のいずれか一項に記載の摺動型等速自在継手。
6. 円筒状外方部材を共通にしてその一端側に固定型継手部を配設した上で、摺動型継手部の内方部材の前記固定型継手部と対向する端部に凸球面部と凹球面部からなる球対偶を設けてアッセンブリ体とし、そのアッセンブリ体を前記円筒状外方部材の他端側から挿入し、前記摺動型継手部の内方部材に設けられた球対偶を固定型継手部の内方部材に、前記球対偶の凸球面部あるいは凹球面部のいずれか一方が軸方向にスライド可能に連結することを特徴とする摺動型等速自在継手の製造方法。
7. 円筒状外方部材を固定型継手部側と摺動型継手部側の二部材で分割構成し、一方の部材に前記固定型継手部を配設すると共に他方の部材に前記摺動型継手部を配設した上で、前記固定型継手部の内方部材あるいは前記摺動型継手部の内方部材のいずれか一方の対向端部に設けられて位相に応じて係合離脱可能な構造の凸球面部と凹球面部からなる球対偶を、前記凸球面部あるいは凹球面部のいずれか一方が軸方向にスライド可能に連結した後、前記凸球面部と凹球面部が離脱不可な位相となるように外方部材の二部材を相対回転させた上で両部材を接合一体化することを特徴とする摺動型等速自在継手の製造方法。

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