WO2022176105A1 - 等速自在継手及び等速自在継手の製造方法 - Google Patents

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joint member
constant velocity
velocity universal
press
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要 小野田
光輝 渡辺
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株式会社ジェイテクト
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    • F16D2250/00—Manufacturing; Assembly
    • F16D2250/0061—Joining

Definitions

  • the present invention relates to a constant velocity universal joint and a method for manufacturing a constant velocity universal joint.
  • a constant velocity universal joint disclosed in Patent Document 1 has been known.
  • a sleeve is press-fitted and fixed to an inner joint member.
  • the diameter of the convex outer spherical surface of the inner joint member expands and may interfere with the concave inner spherical surface of the retainer, possibly hindering the smooth operation of the constant velocity universal joint. be. Therefore, in a conventional constant velocity universal joint, a portion of the concave inner spherical surface of the retainer is enlarged cylindrically to avoid contact with the convex outer spherical surface of the enlarged inner joint member.
  • An object of the present invention is to provide a constant velocity universal joint and a method for manufacturing a constant velocity universal joint that can operate smoothly with a simple structure even when a sleeve is press-fitted.
  • the constant velocity universal joint is formed in a cylindrical shape with a bottom having an opening in one axial direction and a bottom in the other axial direction.
  • an outer joint member arranged inside the outer joint member and having a plurality of inner locking grooves formed along the circumferential direction on an outer periphery having a convex outer spherical surface; each of the outer locking grooves and a plurality of locking members that roll in the inner locking grooves and transmit torque between the outer joint member and the inner joint member; a retainer arranged between the outer spherical surface and formed with a plurality of windows for accommodating the locking members in the circumferential direction, wherein the inner joint member is the outer joint member;
  • On the opening side there is a bottomed concave holding portion into which a sleeve that supports the boot that covers the opening is press-fitted. and a relief portion having a smaller diameter than the outer diameter of the convex outer spherical surface corresponding to the press-fitting range.
  • a part of the convex outer spherical surface of the inner joint member of the constant velocity universal joint can be provided with a relief portion having a smaller diameter than the outer diameter of the convex outer spherical surface.
  • the relief portion by increasing the diameter of the relief portion, it is possible to suppress a decrease in the contact area between the convex outer spherical surface of the inner joint member and the concave inner spherical surface of the retainer. As a result, it is possible to reduce wear due to contact between the convex outer spherical surface of the inner joint member and the concave inner spherical surface of the retainer, as well as reduce the generation of abrasion powder and prevent the contact between the convex outer spherical surface of the inner joint member and the retainer.
  • the smooth operation of the constant velocity universal joint can be maintained by suppressing an increase in the gap with the concave inner spherical surface.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the constant velocity universal joint with the propeller shaft assembled, showing a state where the joint angle is zero degrees; It is a figure for demonstrating the state which assemble
  • FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the configuration of an inner joint member;
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the configuration of a holding portion and a relief portion of the inner joint member of FIG. 4; 5 is a diagram for explaining the configuration of a sleeve that is press-fitted into the holding portion of FIG. 4;
  • FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining the operation of the constant velocity universal joint when the joint angle is other than zero degrees;
  • the constant velocity universal joint 100 of the present example is, as shown in FIG. 1, a joint center fixed ball type (so-called Chopper type) constant velocity universal joint. As shown in FIG. 2, the constant velocity universal joint 100 of this example is assembled by inserting a propeller shaft S of an automobile. The constant velocity universal joint 100 of this example transmits the rotation (and torque) of the propeller shaft S to, for example, a differential of a vehicle (not shown).
  • the constant velocity universal joint 100 mainly includes an outer joint member 10, an inner joint member 20, a plurality of balls 30 as locking members, a retainer 40, and a sleeve 50, as shown in FIG. Also, in the constant velocity universal joint 100 of this example, a boot B is assembled (attached) between the inner periphery of the outer joint member 10 and the outer periphery of the sleeve 50 to cover the opening of the outer joint member 10 .
  • the outer joint member 10 of this example has an opening on the left side of FIG. 3 (one side in the direction of the axis O1) and a bottomed cylinder on the right side of FIG. 3 (the other side in the direction of the axis O1). It is formed in a shape (cup shape).
  • a connecting portion 11 is integrally formed on the outside of the bottom portion of the outer joint member 10 (on the right side in FIG. 3) so as to extend in the direction of the axis O1.
  • the coupling portion 11 is coupled to transmit rotation (and torque) to a vehicle differential (not shown).
  • the inner periphery 12 of the outer joint member 10 has a return inner spherical surface 12a and an outer ball groove 12b as an outer locking groove.
  • the concave inner spherical surface 12a is located at most of the central portion of the inner circumference 12 of the outer joint member 10 in the direction of the axis O1.
  • the concave inner spherical surface 12a is formed by part of a spherical surface drawn with the joint center P as the center. That is, the longest portion of the concave inner spherical surface 12a in the radial direction from the axis O1 of the outer joint member 10 is the central portion of the concave inner spherical surface 12a in the direction of the axis O1.
  • the concave inner spherical surface 12a decreases in diameter from the central portion in the direction of the axis O1 toward the opening side, and also decreases in diameter from the central portion in the direction of the axis O1 to the bottom side.
  • the outer ball groove 12b is formed so as to extend in the direction of the axis O1 of the outer joint member 10.
  • a plurality of outer ball grooves 12b are formed at regular intervals along the circumferential direction of the outer joint member 10 .
  • the direction of the axis O1 of the outer joint member 10, that is, the axial direction, means the rotation axis direction of the outer joint member 10. As shown in FIG.
  • the outer circumference 13 of the outer joint member 10 is formed with a locking portion 13a for locking the support member B2 that holds the boot body B1 of the boot B on the opening side.
  • a housing groove for housing a seal member such as an O-ring is formed in the locking portion 13a so as to liquid-tightly lock the support member B2.
  • the inner joint member 20 is formed in an annular shape and arranged inside the outer joint member 10, as shown in FIGS.
  • a convex outer spherical surface 21 is formed over the entire outer periphery of the inner joint member 20 along the axis O2.
  • the convex outer spherical surface 21 of the inner joint member 20 is formed by a portion of a spherical surface drawn around the joint center P during torque transmission.
  • a plurality of inner ball grooves 22 as inner locking grooves are formed on the outer periphery of the inner joint member 20 so as to extend in the direction of the axis O2 of the inner joint member 20 .
  • the plurality of inner ball grooves 22 are the same in number as the outer ball grooves 12b, and are formed at regular intervals in the circumferential direction.
  • the inner ball groove 22 is formed in a generally arcuate concave shape, more specifically, in a Gothic arc shape formed by connecting two arcs.
  • an internal spline 23 extending in the direction of the axis O2 is formed on the inner peripheral surface of the inner joint member 20 .
  • the internal spline 23 is fitted (engaged) with the external spline S1 (see FIGS. 1 and 2) of the propeller shaft S to be assembled by insertion.
  • the propeller shaft S is inserted and connected to the inner joint member 20 so that the central axis is aligned with the rotation axis of the inner joint member 20 .
  • the direction of the axis O ⁇ b>2 of the inner joint member 20 means the direction passing through the central axis of the inner joint member 20 , that is, the direction of the rotation axis of the inner joint member 20 .
  • the inner joint member 20 has a holding portion 24 that holds the sleeve 50 by press-fitting the sleeve 50, as shown in FIG.
  • the holding portion 24 has an opening with a smaller diameter than the outer diameter of the sleeve 50, and is formed in a concave shape with a bottom having a predetermined press-fitting range H as shown in FIG.
  • the sleeve 50 is press-fitted into the holding portion 24 before the inner joint member 20 is assembled to the retainer 40, for example.
  • the inner joint member 20 is formed with a relief portion 25 in the circumferential direction at the end of the convex outer spherical surface 21 on the opening side (left side in FIG. 4).
  • the escape portion 25 is formed by expanding the diameter of the convex outer spherical surface 21 in the radially outward direction due to the material flow resulting from the press-fitting of the sleeve 50 into the holding portion 24 , more specifically, the outer diameter of the convex outer spherical surface 21 It is provided to suppress the diameter from becoming larger than As shown in FIG.
  • the relief portion 25 is provided in a range of the convex outer spherical surface 21 corresponding to the press-fit range H provided in the direction of the axis O2.
  • the relief portion 25 is chamfered, for example, so as to have a smaller diameter than a virtual surface K (indicated by a two-dotted line in FIG. 5) extending the convex outer spherical surface 21 to the opening side.
  • the diameter of the escape portion 25 is increased only up to the outer diameter of the convex outer spherical surface 21 or less. Therefore, by providing the relief portion 25 with a small diameter, there is no portion that protrudes beyond the outer diameter of the convex outer spherical surface 21 when the sleeve 50 is press-fitted. It is possible to rotate smoothly relative to it.
  • the plurality of balls 30, which are the locking members of this example, are arranged in the outer ball groove 12b of the outer joint member 10 and the inner ball groove 22 of the inner joint member 20 facing the outer ball groove 12b. are arranged so as to be sandwiched between Each ball 30 is free to roll in each outer ball groove 12b and each inner ball groove 22 in the circumferential direction (around the axis O1 of the outer joint member 10 or around the axis O2 of the inner joint member 20). rotation). Balls 30 therefore transmit torque between outer joint member 10 and inner joint member 20 .
  • the retainer 40 is formed in an annular shape, as shown in FIG.
  • the outer peripheral surface of the retainer 40 is a convex outer spherical surface 41 corresponding to the concave inner spherical surface 12 a of the outer joint member 10 .
  • the inner peripheral surface of the retainer 40 is a concave inner spherical surface 42 corresponding to the convex outer spherical surface 21 of the inner joint member 20 .
  • the retainer 40 is arranged with a predetermined gap between the concave inner spherical surface 12a of the outer joint member 10 and the convex outer spherical surface 21 of the inner joint member 20 .
  • the length (width) of the retainer 40 in the direction of the axis O1 (or the axis O2) is longer than the concave inner spherical surface 12a of the outer joint member 10 and the length (width) of the inner joint member 20 in the direction of the axis O2. ) is formed longer than That is, as shown in FIG. 1, when the joint angle is zero degrees, the convex outer spherical surface 41 of the retainer 40 faces the entire concave inner spherical surface 12a of the outer joint member 10 in the direction of the axis O1.
  • the concave inner spherical surface 42 of the retainer 40 faces the convex outer spherical surface 21 of the inner joint member 20 and the relief portion 25 entirely in the direction of the axis O2.
  • the concave inner spherical surface 42 of the retainer 40 can face the convex outer spherical surface 21 and the relief portion 25 of the inner joint member 20 even when the joint angle is other than zero degrees.
  • the retainer 40 has a plurality of windows 43 .
  • the plurality of windows 43 are rectangular through holes formed at equal intervals in the circumferential direction.
  • the windows 43 of the retainer 40 are formed in the same number as the balls 30 .
  • One ball 30 is accommodated in each window portion 43 .
  • the sleeve 50 is cylindrical, as shown in FIG.
  • the sleeve 50 has, on its outer peripheral surface, a press-fitting portion 51 that is press-fitted into the holding portion 24 of the inner joint member 20, and a holding recessed portion 52 that holds an inner peripheral portion of a boot body B1 of the boot B, which will be described later. Further, the sleeve 50 has the propeller shaft S inserted through its inner periphery.
  • the press-fit portion 51 has an outer diameter slightly larger than the inner diameter of the holding portion 24 . Also, the press-fit portion 51 is provided longer than the press-fit range H corresponding to the depth of the holding portion 24 . As a result, when the press-fitting portion 51 of the sleeve 50 is press-fitted into the holding portion 24 , the relief portion 25 provided on the convex outer spherical surface 21 of the inner joint member 20 is positioned outside the convex outer spherical surface 21 as described above. The diameter is expanded in the radially outward direction to the diameter or less (the press-fitting step of the manufacturing method).
  • the holding recess 52 has an outer diameter slightly larger than the inner diameter of the boot body B1. As shown in FIG. 3, the holding recess 52 supports the boot main body B1 so as to be sandwiched between the support member B2 of the boot B assembled to the outer peripheral surface of the outer joint member 10 and the support member B2. As a result, the holding recess 52 has a sealing margin with the inner peripheral surface of the boot body B1 and supports the boot body B1 in a liquid-tight manner.
  • the boot B has a disk-shaped boot body B1, a support member B2 that supports the boot body B1, and a clamp B3.
  • the boot body B1 is molded by a known molding method such as blow molding or injection molding using synthetic resin, rubber, or the like. With the propeller shaft S assembled, the boot body B1 liquid-tightly covers and seals the opening side of the outer joint member 10 .
  • the support member B ⁇ b>2 supports the boot main body B ⁇ b>1 in a non-separable manner while being engaged with the engaging portion 13 a formed on the outer circumference 13 of the outer joint member 10 .
  • the clamp B3 fixes the boot body B1 to the sleeve 50 so as to have a seal margin.
  • the inner joint member 20, the balls 30, and the retainer 40 are arranged in the closed space formed by the outer joint member 10 and the boot B (more specifically, the boot body B1). Also, a lubricant such as grease is enclosed in the closed space. As a result, lubricant such as grease enclosed in the closed space leaks from the inside of the outer joint member 10 to the outside through the opening, and water leaks from the outside through the opening to the inside of the outer joint member 10 . , mud, etc. can be prevented from entering.
  • the relief portion 25 is formed by pressing the sleeve 50 into the holding portion 24 into the press-fitting range H, so that the relief portion 25 is substantially outside the convex outer spherical surface 21 at an outer diameter equal to or smaller than the outer diameter of the convex outer spherical surface 21 . It expands until it reaches the diameter.
  • the inner joint member 20 moves toward the opening, as indicated by the dashed circle in FIG.
  • the concave inner spherical surface 42 of the retainer 40 can be contacted.
  • the relief portion 25 having an expanded diameter can be regarded as a part of the convex outer spherical surface 21 , and the relief portion 25 is also formed in the concave shape of the retainer 40 in addition to the convex outer spherical surface 21 . It slides on the inner spherical surface 42 . That is, in this case, while only the convex outer spherical surface 21 frictionally slides on the concave inner spherical surface 42 of the retainer 40 , the relief portion 25 also frictionally slides on the concave inner spherical surface 42 of the retainer 40 . Therefore, the contact area with the concave inner spherical surface 42 can be increased.
  • the constant velocity universal joint 100 of this example is in a state in which the sleeve 50 is press-fitted into the holding portion 24 and the boot B is assembled to the sleeve 50 in advance before the propeller shaft S is assembled. Accordingly, when assembling the propeller shaft S to the constant velocity universal joint 100, it is only necessary to insert the propeller shaft S into the constant velocity universal joint 100 and assemble it. That is, after assembling the propeller shaft S, for example, it is not necessary to assemble the boot B separately. Therefore, the constant velocity universal joint 100 of this example can easily complete the assembly work of the propeller shaft S.
  • a portion of the convex outer spherical surface 21 of the inner joint member 20 has a diameter smaller than the outer diameter of the convex outer spherical surface 21. More specifically, a relief portion 25 having a smaller diameter than the outer diameter of an imaginary surface K obtained by extending the convex outer spherical surface 21 toward the opening can be provided.
  • the joint angle is zero degrees. It is possible to prevent interference between the convex outer spherical surface 21 and the relief portion 25 of the inner joint member 20 and the concave inner spherical surface 42 of the retainer 40 in other states.
  • the contact area between the convex outer spherical surface 21 of the inner joint member 20 and the concave inner spherical surface 42 of the retainer 40 is reduced by increasing the diameter of the relief portion 25 to substantially the outer diameter of the convex outer spherical surface 21 . can be suppressed.
  • it is possible to reduce wear due to contact between the convex outer spherical surface 21 of the inner joint member 20 and the concave inner spherical surface 42 of the retainer 40 and reduce the generation of abrasion powder and the convex outer surface of the inner joint member 20 .
  • An increase in the gap between the spherical surface 21 and the concave inner spherical surface 42 of the retainer 40 can be suppressed, and smooth operation of the constant velocity universal joint 100 can be maintained over a long period of time.
  • the relief portion 25 of the inner joint member 20 is formed by straight chamfering of the convex outer spherical surface 21 .
  • the relief portion 25 is not limited to being formed by linear chamfering of the convex outer spherical surface 21, and can be formed by arcuate chamfering of the convex outer spherical surface 21, for example.
  • the relief portion 25 is not limited to being formed by chamfering the convex outer spherical surface 21, and may be formed in a stepped shape, for example, if sufficient strength can be ensured for the pressed sleeve 50 to come off.
  • the outer joint member 10 has the outer ball groove 12b formed as an outer locking groove parallel to the direction of the axis O1 on the inner periphery 12 is illustrated.
  • the outer ball grooves which are the outer locking grooves, need not be formed parallel to the direction of the axis O1, and the outer ball grooves may be formed as cross grooves.
  • the inner ball groove as the inner locking groove of the inner joint member is also formed as a cross groove. Also in this case, the same effects as in the present example described above can be obtained.
  • SYMBOLS 10 Outer joint member, 11... Connection part, 12... Inner periphery, 12a... Concave inner spherical surface, 12b... Outer ball groove (outer locking groove), 13... Outer periphery, 13a... Locking part, 20... Inner joint member, 21... Convex outer spherical surface, 22... Inner ball groove (inner locking groove), 23... Internal spline, 24... Holding part, 25... Escape part, 30... Ball (locking member), 40...

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Abstract

内側ジョイント部材２０は、外側ジョイント部材１０の開口部側にて、開口部を覆うブーツＢを支持するスリーブ５０が圧入される有底凹状の保持部２４と、開口部側にて凸状外球面２１の一部に設けられて、保持部２４のスリーブ５０が圧入される圧入範囲に対応して、凸状外球面２１の外径よりも小径となる逃がし部２５と、を有する。

Description

等速自在継手及び等速自在継手の製造方法
　本発明は、等速自在継手及び等速自在継手の製造方法に関する。
　従来から、例えば、特許文献１に開示された等速自在継手が知られている。従来の等速自在継手は、内側ジョイント部材にスリーブが圧入固定されるようになっている。この場合、スリーブが圧入されると、内側ジョイント部材の凸状外球面が拡径し、保持器の凹状内球面と干渉する場合があり、等速自在継手の円滑な作動を阻害する可能性がある。そこで、従来の等速自在継手においては、保持器の凹状内球面の一部を円筒状に拡径することにより、拡径した内側ジョイント部材の凸状外球面との接触を避けるようになっている。
特開２０１３－１９４８９５号公報
　ところで、従来の等速自在継手のように、保持器の凹状内球面を円筒状に拡径した場合、等速自在継手が作動した際に、内側ジョイント部材の凸状外球面と保持器の凹状内球面との接触面積が減少する。その結果、内側ジョイント部材の凸状外球面と保持器の凹状内球面との接触に伴う摩耗が増加し、摩耗粉の発生や、内側ジョイント部材の凸状外球面と保持器の凹状内球面との間の隙間の増大が生じ、等速自在継手の円滑な作動に支障を生じる可能性がある。
　本発明は、簡素な構造により、スリーブが圧入される場合であっても円滑な作動が可能な等速自在継手及び等速自在継手の製造方法を提供することを目的とする。
　等速自在継手は、軸方向の一方に開口部及び軸方向の他方に底部を備える有底筒状に形成され、凹状内球面を有する内周において外側係止溝が周方向に沿って複数形成された外側ジョイント部材と、外側ジョイント部材の内側に配置され、凸状外球面を有する外周において内側係止溝が周方向に沿って複数形成された内側ジョイント部材と、それぞれの外側係止溝及び内側係止溝を転動し、外側ジョイント部材と内側ジョイント部材との間でトルクを伝達する複数の係止部材と、環状に形成され、外側ジョイント部材の凹状内球面と内側ジョイント部材の凸状外球面との間に配置され、周方向に係止部材をそれぞれ収容する複数の窓部が形成された保持器と、を備える等速自在継手であって、内側ジョイント部材は、外側ジョイント部材の開口部側にて、開口部を覆うブーツを支持するスリーブが圧入される有底凹状の保持部と、開口部側にて凸状外球面の一部に設けられて、保持部のスリーブが圧入される圧入範囲に対応して、凸状外球面の外径よりも小径となる逃がし部と、を備える。
　これによれば、等速自在継手の内側ジョイント部材の凸状外球面の一部に、凸状外球面の外径よりも小径となる逃がし部を設けることができる。これにより、内側ジョイント部材の保持部に対して圧入範囲にスリーブが圧入される場合、凸状外球面よりも小径の逃がし部が拡径しても、ジョイント角がゼロ度以外の状態において内側ジョイント部材の凸状外球面及び逃がし部と保持器の凹状内球面とが干渉することを防止することができる。
　又、逃がし部が拡径することにより、内側ジョイント部材の凸状外球面と保持器の凹状内球面との接触面積が減少することを抑制することができる。これにより、内側ジョイント部材の凸状外球面と保持器の凹状内球面との接触に伴う摩耗を低減することができると共に、摩耗粉の発生や、内側ジョイント部材の凸状外球面と保持器の凹状内球面との間の隙間の増大を抑制し、等速自在継手の円滑な作動を維持することができる。
プロペラシャフトを組み付けた状態の等速自在継手の断面図であり、ジョイント角がゼロ度である状態を示す。 等速自在継手にプロペラシャフトを組み付ける状態を説明するための図である。 等速自在継手の構成を説明するための断面図である。 内側ジョイント部材の構成を説明するための断面図である。 図４の内側ジョイント部材の保持部及び逃がし部の構成を説明するための図である。 図４の保持部に圧入されるスリーブの構成を説明するための図である。 ジョイント角がゼロ度以外の場合の等速自在継手の作動を説明するための図である。
　（１．等速自在継手１００の構成）
　本例の等速自在継手１００は、図１に示すように、ジョイント中心固定式ボール型（所謂、チェッパ型）の等速自在継手である。本例の等速自在継手１００は、図２に示すように、自動車のプロペラシャフトＳが挿入されて組み付けられるものである。そして、本例の等速自在継手１００は、プロペラシャフトＳの回転（及びトルク）を、例えば、図示省略の車両のデファレンシャルに伝達するものである。
　等速自在継手１００は、図３に示すように、外側ジョイント部材１０と、内側ジョイント部材２０と、係止部材としての複数のボール３０と、保持器４０と、スリーブ５０とを主に備える。又、本例の等速自在継手１００は、外側ジョイント部材１０の内周とスリーブ５０の外周との間に外側ジョイント部材１０の開口部を覆うブーツＢが組み付けられる（装着される）。
　本例の外側ジョイント部材１０は、図３の左側（軸線Ｏ１の方向にて一方側）に開口部を備え、図３の右側（軸線Ｏ１の方向にて他方側）に底部を備える有底筒状（カップ状）に形成されている。外側ジョイント部材１０の底部の外方（図３の右側）には、連結部１１が軸線Ｏ１の方向に延びるように一体に形成されている。連結部１１は、車両のデファレンシャル（図示省略）に対して、回転（及びトルク）を伝達するように連結される。
　外側ジョイント部材１０の内周１２は、往生内球面１２ａ及び外側係止溝としての外側ボール溝１２ｂを有する。凹状内球面１２ａは、外側ジョイント部材１０の内周１２のうち軸線Ｏ１の方向にて中央部の大部分に位置する。凹状内球面１２ａは、ジョイント中心Ｐを中心として描かれる球面の一部により形成されている。即ち、凹状内球面１２ａのうち外側ジョイント部材１０の軸線Ｏ１から径方向に最も長い部位は、軸線Ｏ１の方向にて凹状内球面１２ａの中央部となる。つまり、凹状内球面１２ａは、軸線Ｏ１の方向の中央部から開口部側に行くに従って縮径し、且つ、軸線Ｏ１の方向の中央部から底部側に行くに従って縮径する。
　外側ボール溝１２ｂは、外側ジョイント部材１０の軸線Ｏ１の方向に延びるように形成されている。外側ボール溝１２ｂは、外側ジョイント部材１０の周方向に沿って等間隔に複数形成されている。尚、外側ジョイント部材１０の軸線Ｏ１の方向即ち軸方向とは、外側ジョイント部材１０の回転軸方向を意味する。
　外側ジョイント部材１０の外周１３は、開口部側に、ブーツＢのブーツ本体Ｂ１を保持する支持部材Ｂ２を係止する係止部１３ａが形成されている。尚、係止部１３ａには、支持部材Ｂ２を液密的に係止するように、例えば、Ｏリング等のシール部材を収容する収容溝が形成されている。
　内側ジョイント部材２０は、図３及び図４に示すように、環状に形成され、外側ジョイント部材１０の内側に配置される。内側ジョイント部材２０の外周には、軸線Ｏ２に沿って全体に亘って凸状外球面２１が形成されている。具体的に、内側ジョイント部材２０の凸状外球面２１は、トルク伝達時においてジョイント中心Ｐを中心として描かれる球面の一部により形成されている。
　又、内側ジョイント部材２０の外周には、内側係止溝としての複数の内側ボール溝２２が、内側ジョイント部材２０の軸線Ｏ２の方向に延びるように形成されている。複数の内側ボール溝２２は、外側ボール溝１２ｂと同数であり、周方向に等間隔に形成されている。又、内側ボール溝２２は、略円弧凹状、具体的には、２つの円弧を繋ぎ合わせたゴシックアーク形状に形成されている。
　又、内側ジョイント部材２０の内周面には、軸線Ｏ２の方向に延びる内歯スプライン２３が形成されている。内歯スプライン２３は、挿入により組み付けられるプロペラシャフトＳの外歯スプラインＳ１（図１及び図２を参照）に嵌合（歯合）される。この場合、プロペラシャフトＳは、内側ジョイント部材２０の回転軸に対して中心軸が一致するように、内側ジョイント部材２０に挿入されて連結される。ここで、内側ジョイント部材２０の軸線Ｏ２の方向とは、内側ジョイント部材２０の中心軸を通る方向、即ち、内側ジョイント部材２０の回転軸方向を意味する。
　又、内側ジョイント部材２０は、図４に示すように、スリーブ５０が圧入されることにより、スリーブ５０を保持する保持部２４を有する。保持部２４は、スリーブ５０の外径よりも小径の開口を有すると共に、図５に示すように、所定の圧入範囲Ｈを有する有底凹状に形成されている。ここで、保持部２４には、例えば、内側ジョイント部材２０が保持器４０に組み付けられる前に、スリーブ５０が圧入される。
　更に、内側ジョイント部材２０は、図４に示すように、凸状外球面２１の開口部側の端部（図４の左側）にて周方向に逃がし部２５が形成されている。逃がし部２５は、保持部２４にスリーブ５０が圧入されることに起因する材料流動により、凸状外球面２１に生じる径外方向への拡径、より詳しくは、凸状外球面２１の外径よりも大径になることを抑制するために設けられる。逃がし部２５は、図５に示すように、凸状外球面２１のうち、軸線Ｏ２の方向に設けられた圧入範囲Ｈに対応する範囲に設けられる。逃がし部２５は、凸状外球面２１を開口部側まで延長した仮想面Ｋ（図５にて二点破線により示す）よりも小径になるように、例えば、面取りされて形成される。
　これにより、保持部２４にスリーブ５０が圧入された際に、逃がし部２５は拡径しても凸状外球面２１の外径以下までしか拡径しない。従って、小径の逃がし部２５を設けることによってスリーブ５０の圧入に伴って凸状外球面２１の外径よりも突出した部分が存在しないため、後述するように、内側ジョイント部材２０が保持器４０に対して滑らかに相対的に回動することができる。
　本例の係止部材である複数のボール３０は、図３に示すように、それぞれ、外側ジョイント部材１０の外側ボール溝１２ｂと、外側ボール溝１２ｂに対向する内側ジョイント部材２０の内側ボール溝２２とに挟まれるように配置される。そして、各々のボール３０は、それぞれの外側ボール溝１２ｂ及びそれぞれの内側ボール溝２２に対して、転動自在で周方向（外側ジョイント部材１０の軸線Ｏ１の回り又は内側ジョイント部材２０の軸線Ｏ２の回り）に係合している。従って、ボール３０は、外側ジョイント部材１０と内側ジョイント部材２０との間でトルクを伝達する。
　保持器４０は、図３に示すように、環状に形成されている。保持器４０の外周面は、外側ジョイント部材１０の凹状内球面１２ａに対応する凸状外球面４１である。一方、保持器４０の内周面は、内側ジョイント部材２０の凸状外球面２１に対応する凹状内球面４２である。保持器４０は、外側ジョイント部材１０の凹状内球面１２ａと内側ジョイント部材２０の凸状外球面２１との間に所定の隙間を有して配置されている。
　保持器４０の軸線Ｏ１（又は軸線Ｏ２）の方向の長さ（幅）は、外側ジョイント部材１０の凹状内球面１２ａよりも長く、且つ、内側ジョイント部材２０の軸線Ｏ２の方向の長さ（幅）よりも長く形成されている。即ち、図１に示すように、ジョイント角がゼロ度の状態において、保持器４０の凸状外球面４１は、外側ジョイント部材１０の凹状内球面１２ａの軸線Ｏ１の方向の全体に対して対向し、且つ、保持器４０の凹状内球面４２は、内側ジョイント部材２０の凸状外球面２１及び逃がし部２５の軸線Ｏ２の方向の全体に対して対向している。これにより、保持器４０の凹状内球面４２は、ジョイント角がゼロ度以外を有する場合であっても、内側ジョイント部材２０の凸状外球面２１及び逃がし部２５に対向することができる。
　又、保持器４０は、複数の窓部４３を有する。複数の窓部４３は、周方向に等間隔に形成された矩形の貫通孔である。保持器４０の窓部４３は、ボール３０と同数形成されている。そして、それぞれの窓部４３には、ボール３０が１つずつ収容される。
　スリーブ５０は、図６に示すように、円筒状に形成されている。スリーブ５０は、外周面において、内側ジョイント部材２０の保持部２４に圧入される圧入部５１と、後述するブーツＢのブーツ本体Ｂ１の内周部を保持する保持凹部５２とを有する。又、スリーブ５０は、内周において、プロペラシャフトＳを挿通する。
　圧入部５１は、保持部２４の内径に比べて僅かに大きな外径を有している。又、圧入部５１は、保持部２４の深さに相当する圧入範囲Ｈよりも長く設けられる。これにより、スリーブ５０の圧入部５１が保持部２４に圧入された場合、内側ジョイント部材２０の凸状外球面２１に設けられた逃がし部２５が、上述したように、凸状外球面２１の外径以下まで径外方向に拡径する（製造方法の圧入工程）。
　保持凹部５２は、ブーツ本体Ｂ１の内径よりも僅かに大きな外径を有する。そして、保持凹部５２は、図３に示すように、外側ジョイント部材１０の外周面に組み付けられたブーツＢの支持部材Ｂ２との間で挟持するように、ブーツ本体Ｂ１を支持する。これにより、保持凹部５２は、ブーツ本体Ｂ１の内周面との間でシール代を有して液密的にブーツ本体Ｂ１を支持する。
　ブーツＢは、図３に示すように、円盤状に形成されたブーツ本体Ｂ１と、ブーツ本体Ｂ１を支持する支持部材Ｂ２と、クランプＢ３とを有する。ブーツ本体Ｂ１は、合成樹脂やゴム等を用いて、ブロー成形、射出成形等の公知の成形方法により成形される。ブーツ本体Ｂ１は、プロペラシャフトＳが組み付けられた状態で、外側ジョイント部材１０の開口部側を液密に覆うことによって封止する。支持部材Ｂ２は、外側ジョイント部材１０の外周１３に形成された係止部１３ａに係止された状態で、ブーツ本体Ｂ１を離脱不能に支持する。クランプＢ３は、ブーツ本体Ｂ１をシール代を有するようにスリーブ５０に固定する。
　外側ジョイント部材１０とブーツＢ（より詳しくは、ブーツ本体Ｂ１）とによる閉塞空間には、内側ジョイント部材２０、ボール３０、保持器４０が配置される。又、閉塞空間には、グリス等の潤滑剤が封入される。これにより、閉塞空間に封入されるグリス等の潤滑剤が外側ジョイント部材１０の内部から開口部を介して外部に漏出すること、及び、外側ジョイント部材１０の内部に開口部を介して外部から水や泥等が進入することを防止することができる。
　（２．等速自在継手１００の作動）
　次に、上述したように構成された等速自在継手１００の作動について説明する。ジョイント角がゼロ度以外に設定された場合、図７にて矢印により示すように、プロペラシャフトＳの回転に伴って内側ジョイント部材２０及び保持器４０が外側ジョイント部材１０の開口部側に移動する。この場合、保持器４０は外側ジョイント部材１０の凹状内球面１２ａに沿って開口部側に移動し、内側ジョイント部材２０の凸状外球面２１及び逃がし部２５は、図７に示すように、保持器４０の凹状内球面４２に沿って開口部側に移動する。
　ところで、逃がし部２５は、上述したように、スリーブ５０が保持部２４に対して圧入範囲Ｈに圧入されることにより、凸状外球面２１の外径以下で、ほぼ凸状外球面２１の外径となるまで拡径される。この場合、内側ジョイント部材２０においては、開口部側に移動した際、図７にて破線の丸で囲んで示すように、上述した移動に伴って凸状外球面２１に加えて逃がし部２５も保持器４０の凹状内球面４２に接触することができる。
　即ち、スリーブ５０が圧入された状態においては、拡径した逃がし部２５を凸状外球面２１の一部としてみなすことができ、凸状外球面２１に加えて逃がし部２５も保持器４０の凹状内球面４２に摺接する。つまり、この場合には、凸状外球面２１のみが保持器４０の凹状内球面４２に摩擦摺動することに比べて、逃がし部２５も保持器４０の凹状内球面４２に対して摩擦摺動することができるため、凹状内球面４２に対する接触面積を大きくすることができる。
　これにより、内側ジョイント部材２０においては、逃がし部２５を設けた場合であっても、保持器４０の凹状内球面４２に対する接触面積が減少することがなく、その結果、接触面積の減少に伴って発生する摩耗の増加を抑制することができる。従って、等速自在継手１００においては、作動に伴う摩耗粉の発生を低減することができ、円滑な作動を長期間に渡り維持することができる。又、内側ジョイント部材２０の凸状外球面２１及び逃がし部２５と、保持器４０の凹状内球面４２との間に設定された隙間が大きくなることが抑制されるため、作動に伴う異音（例えば、ガタツキ音等）の発生も抑制することができる。
　又、本例の等速自在継手１００は、プロペラシャフトＳが組み付けられる前に、予め、スリーブ５０が保持部２４に圧入され、且つ、スリーブ５０にブーツＢが組み付けられた状態になっている。これにより、プロペラシャフトＳを等速自在継手１００に組み付ける際には、プロペラシャフトＳを等速自在継手１００に挿入して組み付けるのみで良い。即ち、プロペラシャフトＳを組み付けた後に、例えば、ブーツＢを別途組み付ける必要がない。従って、本例の等速自在継手１００は、プロペラシャフトＳの組み付け作業を容易に完了することができる。
　以上の説明からも理解できるように、本例の等速自在継手１００によれば、内側ジョイント部材２０の凸状外球面２１の一部に、凸状外球面２１の外径よりも小径となる、より詳しくは、凸状外球面２１を開口部に向けて延長した仮想面Ｋの外径よりも小径となる逃がし部２５を設けることができる。これにより、内側ジョイント部材２０の保持部２４に対して圧入範囲Ｈにスリーブ５０が圧入される場合、凸状外球面２１よりも小径の逃がし部２５が拡径しても、ジョイント角がゼロ度以外の状態において内側ジョイント部材２０の凸状外球面２１及び逃がし部２５と保持器４０の凹状内球面４２とが干渉することを防止することができる。
　又、逃がし部２５がほぼ凸状外球面２１の外径まで拡径することにより、内側ジョイント部材２０の凸状外球面２１と保持器４０の凹状内球面４２との接触面積が減少することを抑制することができる。これにより、内側ジョイント部材２０の凸状外球面２１と保持器４０の凹状内球面４２との接触に伴う摩耗を低減することができると共に、摩耗粉の発生や、内側ジョイント部材２０の凸状外球面２１と保持器４０の凹状内球面４２との間の隙間の増大を抑制し、等速自在継手１００の円滑な作動を長期間に亘り維持することができる。
　（３．その他）
　上述した本例においては、内側ジョイント部材２０の逃がし部２５は、凸状外球面２１の直線的な面取りにより形成される場合を例示した。しかし、逃がし部２５は、凸状外球面２１の直線的な面取りにより形成されることに限られず、例えば、凸状外球面２１の円弧状の面取りによって形成することも可能である。又、逃がし部２５は、凸状外球面２１の面取りにより形成されることに限られず、圧入されたスリーブ５０の抜け強度が十分確保できる場合、例えば、段状に形成することも可能である。
　更に、上述した本例においては、外側ジョイント部材１０が内周１２に軸線Ｏ１の方向に平行な外側係止溝として形成された外側ボール溝１２ｂを有する場合を例示した。しかし、外側係止溝である外側ボール溝については、軸線Ｏ１の方向に平行に形成する必要はなく、外側ボール溝をクロスグルーブとして形成しても良い。尚、外側ボール溝をクロスグルーブとして形成する場合には、内側ジョイント部材の内側係止溝としての内側ボール溝もクロスグルーブとして形成される。この場合においても、上述した本例と同様の効果が得られる。
　１０…外側ジョイント部材、１１…連結部、１２…内周、１２ａ…凹状内球面、１２ｂ…外側ボール溝（外側係止溝）、１３…外周、１３ａ…係止部、２０…内側ジョイント部材、２１…凸状外球面、２２…内側ボール溝（内側係止溝）、２３…内歯スプライン、２４…保持部、２５…逃がし部、３０…ボール（係止部材）、４０…保持器、４１…凸状外球面、４２…凹状内球面、４３…窓部、１００…等速自在継手、Ｂ…ブーツ、Ｂ１…シール本体、Ｂ２…支持部材、Ｂ３…クランプ、Ｈ…圧入範囲、Ｋ…仮想面

Claims (5)

  1. 　軸方向の一方に開口部及び軸方向の他方に底部を備える有底筒状に形成され、凹状内球面を有する内周において外側係止溝が周方向に沿って複数形成された外側ジョイント部材と、
    　前記外側ジョイント部材の内側に配置され、凸状外球面を有する外周において内側係止溝が周方向に沿って複数形成された内側ジョイント部材と、
    　それぞれの前記外側係止溝及び前記内側係止溝を転動し、前記外側ジョイント部材と前記内側ジョイント部材との間でトルクを伝達する複数の係止部材と、
    　環状に形成され、前記外側ジョイント部材の前記凹状内球面と前記内側ジョイント部材の前記凸状外球面との間に配置され、周方向に前記係止部材をそれぞれ収容する複数の窓部が形成された保持器と、を備える等速自在継手であって、
    　前記内側ジョイント部材は、
    　前記外側ジョイント部材の前記開口部側にて、前記開口部を覆うブーツを支持するスリーブが圧入される有底凹状の保持部と、
    　前記開口部側にて前記凸状外球面の一部に設けられて、前記保持部に前記スリーブが圧入される圧入範囲に対応して、前記凸状外球面の外径よりも小径となる逃がし部と、
    　を備えた、等速自在継手。
  2. 　前記逃がし部は、
    　前記保持部の前記圧入範囲に前記スリーブが圧入された状態で、前記凸状外球面の前記外径以下である、請求項１に記載の等速自在継手。
  3. 　前記保持器の内周は、前記内側ジョイント部材の前記凸状外球面に対応する凹状内球面を有しており、
    　前記内側ジョイント部材の前記凸状外球面と前記保持器の前記凹状内球面との間には所定の隙間が設定されており、
    　前記保持部に前記スリーブが圧入された状態で、前記内側ジョイント部材及び前記保持器が前記外側ジョイント部材の前記開口部側に移動した場合、拡径された前記逃がし部が前記保持器の前記凹状内球面に摺接する、請求項２に記載の等速自在継手。
  4. 　前記逃がし部は、
    　前記凸状外球面の面取りにより形成された、請求項１－３の何れか一項に記載の等速自在継手。
  5. 　請求項１－５の何れか一項に記載の前記等速自在継手の製造方法であって、
    　前記スリーブを前記内側ジョイント部材の前記保持部に圧入する圧入工程を有する、等速自在継手の製造方法。
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