JP2006064060A

JP2006064060A - 等速自在継手

Info

Publication number: JP2006064060A
Application number: JP2004247019A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Sakurai; 勝弘櫻井; Akira Nakagawa; 亮中川
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2006-03-09

Abstract

【課題】等速自在継手を構成する外方継手部材の大幅な軽量化を図ること。
【解決手段】カップ部４ａ３の外側底部に、中空状に成形されたロングステム部４ａ４の一端を接合し、ロングステム部４ａ４の他端側に連結部４ａ８を形成して等速自在継手の外方継手部材４ａの軽量化を図る。また、外方継手部材４ａのロングステム部４ａ４のほぼ軸方向全域に亘って熱処理を施して強度を高めている。
【選択図】図１

Description

本発明は、等速自在継手に関するものである。

一般に、等速自在継手は、自動車のドライブシャフト、プロペラシャフト、ステアリングシャフトなど、二軸間に角度変位をとった状態でトルクを伝達する用途に使用されている。

図４は、自動車の減速装置（ディファレンシャル）から駆動輪への動力伝達系１を示すもので、ドライブシャフト２のアウトボード側（駆動輪側）に固定型等速自在継手３を配設し、ドライブシャフト２のインボード側（減速装置側）に摺動型等速自在継手４を配設してある。

固定型等速自在継手３は、球状内径面３ａ１に複数のトラック溝３ａ２を形成したカップ部３ａ３の外側底部にロングステム部３ａ４を一体に接合した外方継手部材３ａと、球状外径面３ｂ１に複数のトラック溝３ｂ２を有し、かつ、ドライブシャフト２にスプライン嵌合して外方継手部材３ａのカップ部３ａ３に挿入される内方継手部材３ｂと、外方継手部材３ａのトラック溝３ａ２及び内方継手部材３ｂのトラック溝３ｂ２の間に形成されるボールトラックの各々に配置されるトルク伝達部材としての複数のボール３ｃと、外方継手部材３ａ及び内方継手部材３ｂの相互間に介在させ、複数のボール３ｃを保持する保持器３ｄとを具備し、外方継手部材３ａ及び内方継手部材３ｂの軸線方向角度変位を許容しつつトルクを伝達させるものである。

他方、図４の摺動型等速自在継手４は、いわゆるトリポード型等速自在継手であり、円筒状内径面４ａ１に軸線方向に延びる三つのトラック溝４ａ２（便宜上、ひとつのトラック溝４ａ２のみを図示している。）を形成したカップ部４ａ３の外側底部にロングステム部４ａ４を一体に接合した外方継手部材４ａと、半径方向に三つの脚軸４ｂ１（便宜上、ひとつの脚軸４ｂ１のみを図示している。）を突設した内方継手部材４ｂと、内方継手部材４ｂの各脚軸４ｂ１に外嵌して外方継手部材４ａのトラック溝４ａ２に転動自在に挿入されるトルク伝達手段としてのローラ４ｃとを具備し、外方継手部材４ａ及び内方継手部材４ｂの軸線方向角度変位と相対移動を許容しつつトルクを伝達させるものである。

なお、図４において、符号３ｅ，４ｄは継手内部を密封するブーツで、継手内部に充填した潤滑剤の漏洩や継手内部への異物侵入を防止するためのものである。

ところで、図４に示す動力伝達系１において、インボード側に配設される摺動型等速自在継手４のロングステム部４ａ４は、剛性を高めるために外径を大きくする一方、軽量化を図るために中空化する場合がある（例えば、特許文献１参照）。

図５は、インボード側に配設される摺動型等速自在継手４の外方継手部材４ａの一例を示すものである。この外方継手部材４ａは、カップ部４ａ３、パイプ４ａ５及びスタブ４ａ６の三つの部材を、摩擦圧接又はレーザー溶接等により一体に接合したものである。カップ部４ａ３の外側底部には、パイプ４ａ５を接合するためのステム４ａ７を突設してある。パイプ４ａ５及びスタブ４ａ６は、ロングステム部４ａ４を構成する部材である。スタブ４ａ６は、外側端部の外径面にスプライン又はセレーション等を形成した連結部４ａ８を有する。

このように、従来は、ロングステム部４ａ４の構成要素としてパイプ４ａ５を使用することにより、外方継手部材４ａの中空軽量化を図っている。

先行技術公報の番号をご教示ください。

ところで、図５に示す外方継手部材４ａは、通常、その強度を高めるために、図中の網目の如く高周波焼入れ等の熱処理が施される。しかし、パイプ４ａ５は、熱処理を施すとカップ部４ａ３及びスタブ４ａ６との接合部位の強度低下を招くおそれがあることから、熱処理を施さずに生材で使用することが多く、厚肉に成形して所望の強度を確保している。このため、外方継手部材４ａの充分な軽量化を図ることが困難である。

また、従来は、外方継手部材４ａの部品点数が三点であり、二箇所を接合しなければならないので、製造コストが高くなる傾向にある。

本発明は、斯かる実情に鑑み創案されたものであって、その目的は、等速自在継手を構成する外方継手部材の更なる高強度化及び軽量化を図ると共に、外方継手部材の部品点数を減らして低コスト化を図ることにある。

本発明に係る等速自在継手は、上記課題を解決するため、内径面に複数のトラック溝を形成したカップ部の外側底部にロングステム部の一端を接合した外方継手部材と、外方継手部材のカップ部に挿入される内方継手部材と、カップ部のトラック溝及び内方継手部材間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材とを備えた等速自在継手において、外方継手部材のロングステム部を中空状に成形すると共に、ロングステム部の他端側に動力伝達のための連結部を形成したことを特徴としている。

本発明の等速自在継手は、従来、カップ部、パイプ及びスタブの三つの部材を接合して構成されていた外方継手部材を、カップ部とロングステム部の二つの部材を接合して構成したものである。ロングステム部は、全域に亘って中空状になっており、カップ部との接合側とは反対側の端部に動力伝達のための連結部を設けている。ロングステム部において、従来のスタブに相当する部分を中空状にすることにより、更なる軽量化を達成することができる。

また、外方継手部材を、カップ部とロングステム部の二つの部材で構成してあるので、部品点数が従来よりも少なくなり、また、部品同士の接合箇所が減少する。これにより、製造コストを低減することができる。

上記構成において、ロングステム部の外径のうち一端側外径を最大径とすることにより、カップ部との接合部の強度を高めることができる。

また、本発明の等速自在継手は、ロングステム部の接合箇所がカップ部との接合箇所だけであるから、ロングステム部の連結部側の端部からカップ部側の端部近傍までその中空部分のほぼ全域に亘って熱処理を施すことが可能になる。このように、ロングステム部の中空部分に熱処理を施すと、ロングステム部の強度が高められるから、ロングステム部の肉厚を薄くしてより一層の軽量化を図ることが可能になる。

本発明は前述の如く、カップ部の外側底部にロングステム部の一端を接合した外方継手部材を具備し、外方継手部材のロングステム部を中空状に成形してあるので、従来よりも軽量化を図ることができる。また、ロングステム部の他端側に動力伝達のための連結部を形成してあるので、外方継手部材の部品点数が従前の三点から二点に減少し、部品自身の製造コスト、及び、部品同士の接合作業に要するコストを低減させることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る等速自在継手の一実施形態について説明する。

図１は、この実施形態に係る等速自在継手の構成要素のひとつである外方継手部材４ａの一例を示すものである。この外方継手部材４ａは、例えば、図５の従来例と同様に、ドライブシャフト２のインボード側に配設される摺動型等速自在継手４を構成するものである。なお、摺動型等速自在継手４の他の構成要素、即ち内方継手部材４ｂ及びローラ４ｃ（トルク伝達部材）については、従来例と同様のものでよいから図示及び説明を省略する。

外方継手部材４ａは、カップ部４ａ３にロングステム部４ａ４の一端を接合したものである。カップ部４ａ３は、図示しない円筒状内径面（図４の符号４ａ１参照）に軸線方向に延びる三つのトラック溝（図４の符号４ａ２参照）を形成すると共に、外側底部にステム４ａ７を突設した部材である。ロングステム部４ａ４は、例えば、中空状素管にスウェージング加工等の絞り成形を施して所定形状に成形したものである。ロングステム部４ａ４は、一端側がカップ部４ａ３のステム４ａ７に対して摩擦圧接又はレーザー溶接等によって接合されるため、カップ部４ａ３のステム４ａ７と略同径に形成され、他端側が絞り成形によって一端側よりも小径に成形されている。ロングステム部４ａ４の他端には、動力伝達のための連結部４ａ８を設けてある。この実施形態では、連結部４ａ８の外径面にスプラインを形成してある。

また、図中の網目は、高周波焼入れ等の熱処理によって形成された硬化層を示している。ロングステム部４ａ４には、カップ部４ａ３との接合側端部の近傍から他端部までその大部分に表面硬化層を形成している。このように、ロングステム部４ａ４に熱処理を施すと、その強度が高められるので、ロングステム部４ａ４の薄肉化を通じて外方継手部材４ａの更なる軽量化を図ることができる。

このように、外方継手部材４ａは、ロングステム部４ａ４をその全域に渡って中空状に形成し、かつ、ロングステム部４ａ４の薄肉化が可能であるから、外方継手部材４ａ、ひいては等速自在継手の更なる軽量化を図ることができる。また、外方継手部材４ａを、カップ部４ａ３とロングステム部４ａ４の二つの部材で構成してあるので、部品点数が従来よりも減少し、また、部品同士の接合箇所も一箇所に減少する。これにより、製造コストを低減することができる。

図２は、外方継手部材４ａの他の実施形態を示すものである。この外方継手部材４ａは、ロングステム部４ａ４の外径のうち一端側外径を最大径とし、カップ部４ａ３のステム４ａ７とロングステム部４ａ４の接合部の外径を、ロングステム部４ａ４の中央部よりも大径に形成した点で、図１に示す外方継手部材４ａと相違している。

図２の外方継手部材４ａは、カップ部４ａ３のステム４ａ７とロングステム部４ａ４との接合部の外径をロングステム部４ａ４の中央部よりも大きくしてあるので、カップ部４ａ３とロングステム部４ａ４との接合強度が高められる。これにより、ロングステム部４ａ４の中央部の肉厚をより一層薄くすることができ、外方継手部材４ａ、ひいては等速自在継手の更なる軽量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、本発明は上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、図１及び図２では、ロングステム部４ａ４の外表面から所定深さの領域に硬化層を形成し、内表面の側に未硬化層を残しているが、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ロングステム部４ａ４の外表面から内表面に至る全深さ領域に硬化層を形成しても良い。

また、上記の実施形態では、ドライブシャフト２のインボード側に配設される摺動型等速自在継手４を例に挙げて説明しているが、本発明は、ドライブシャフト２のインボード側に限らず他の用途に使用される等速自在継手にも適用可能である。

また、上記の実施形態では、摺動型の一種であるトリポード型等速自在継手４を例に挙げて説明しているが、本発明は、摺動型及び固定型を問わず如何なる型式の等速自在継手にも適用可能である。

実施形態に係る等速自在継手の構成要素である外方継手部材を示す半断面図である。他の実施形態に係る等速自在継手の構成要素である外方継手部材を示す半断面図である。図３（Ａ）は図１の外方継手部材の変形例で、図３（Ｂ）は図２の外方継手部材の変形例を示すものである。自動車の動力伝達系を示す概略図である。従来の等速自在継手の構成要素である外方継手部材の一例を示す半断面図である。

符号の説明

４ａ外方継手部材
４ａ１円筒状内径面
４ａ２トラック溝
４ａ３カップ部
４ａ４ロングステム部
４ａ５パイプ
４ａ６スタブ
４ａ７ステム
４ａ８連結部
４ｂ内方継手部材
４ｂ１脚軸
４ｃローラ

Claims

内径面に複数のトラック溝を形成したカップ部の外側底部にロングステム部の一端を接合した外方継手部材と、外方継手部材のカップ部に挿入される内方継手部材と、カップ部のトラック溝及び内方継手部材間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材とを備えた等速自在継手において、外方継手部材のロングステム部を中空状に成形すると共に、ロングステム部の他端側に動力伝達のための連結部を形成したことを特徴とする等速自在継手。
ロングステム部の外径のうち一端側外径を最大径としたことを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
ロングステム部に熱処理を施したことを特徴とする請求項１又は２に記載の等速自在継手。