等速ジョイント
【課題】射出成形によって３つのボールポケットが空いたケージを成形する等速ジョイントにおいて、過大なトルクがケージに負荷された場合に破断する危険性の高いボールポケットを減らす。
【解決手段】サブマリンゲートで形成されるケージ１０の１点の射出成形ゲートを、ケージ外周面のうち、ケージ１０の中心軸線方向の位置に関して３つのボールポケット１２、１２、１２の最大径になる位置から反第２軸１１側の位置であって、円周方向の位置に関して隣り合うボールポケット１２、１２の間の壁部に設けることにより、３つある反第２軸１１側の端部１４とボールポケット１２との間の最も狭い部分のうち、少なくとも２つからウェルド部分を外し、破断する危険性の高いボールポケット１２を少なくとも２つ減らした。
【解決手段】サブマリンゲートで形成されるケージ１０の１点の射出成形ゲートを、ケージ外周面のうち、ケージ１０の中心軸線方向の位置に関して３つのボールポケット１２、１２、１２の最大径になる位置から反第２軸１１側の位置であって、円周方向の位置に関して隣り合うボールポケット１２、１２の間の壁部に設けることにより、３つある反第２軸１１側の端部１４とボールポケット１２との間の最も狭い部分のうち、少なくとも２つからウェルド部分を外し、破断する危険性の高いボールポケット１２を少なくとも２つ減らした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動軸と被駆動軸の２軸を連結して、駆動軸の動力を被駆動軸に伝達する等速ジョイントの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のドライブシャフトの回転トルクを車軸に伝達する部品として等速ジョイントが従来から知られている。
【０００３】
前記等速ジョイントは、駆動軸と被駆動軸との等速性を維持しながら両軸の角度変位を許容する部材であるため、自動車以外の各種産業機械にも多用されている。
【０００４】
等速ジョイントには、角度変位のみを許容する固定型等速ジョイントと、角度変位と軸方向変位を許容する摺動型等速ジョイントとが存在している。
【０００５】
前記摺動型等速ジョイントとしては、外輪と、ケージと、３つのボールとを備えたトリボールジョイントと称される等速ジョイントが知られている。外輪には、内部軸心上にガイド軸を設けることにより環状空間が形成されている。環状空間内に組込まれるケージには、ボールを保持するボールポケットが周方向に１２０°の間隔で形成されている。環状空間の外壁面と内壁面の少なくとも一方には、各ボールポケットに対応する位置に軸方向に延びる３本のトラック溝が周方向に１２０°の間隔をおいて設けられている。各ボールポケット内に組込まれたボールは、前記トラック溝に沿って転動自在であり、そのボールを介して外輪とケージの相互間で回転トルクの伝達を行なうようになっている。
【０００６】
この種の等速ジョイントにおいては、各種部品を鉄鋼等の金属から構成すると、強度が高いものの重く、グリース潤滑が必要である。このようなものは、動作音が大きい等の特徴が有り、使用箇所が制限される。例えば、食品製造機器、医療機器、事務機器、家庭用電化製品、音響機器などのように静粛性やグリースの飛散が許されない条件下で使用される機器には適していない。
【０００７】
このため、等速ジョイントの各種部品を合成樹脂の成形品とし、各種部品の軽量化を図ると同時に、グリース潤滑を不要とし、動作音の低減を図ったものがある（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３８２０４号公報
【特許文献２】特開２００６−１１８７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前掲の特許文献１等で開示された等速ジョイントは、ケージ、第２軸および挿入孔を合成樹脂の一体射出成形品とすることで、駆動軸または被駆動軸とケージとを同心上に配置することが可能となり、等速ジョイントの等速精度が低下することを防止している。
このようなケージを射出成形する場合、図９に示すように、溶融樹脂を注入するための射出成形ゲートＧは、カップ状のケージ９１の中心軸線に沿ってケージ底部から突出する第２軸９２の軸方向端面に設けられている。第２軸９２が別体の場合には、第２軸９２を軸方向に突き合わすためにケージ９１の外底面に形成されるケージ中心軸線と直交する平面部に設けられている。この理由は、機能的、外観的に影響が無い位置であるということと、金型構造が複雑にならない位置であるということを兼ね備えているためである。
しかしながら、第２軸９２の軸方向端面等に射出成形ゲートＧを配置した場合、低トルクで使用する限り差し支えはないが、静止状態からの急激な回転が頻繁に加わるような使用条件や、ケージ９１を形成する合成樹脂の耐熱温度近傍での使用が続く場合や、前記合成樹脂の機械的強度より高いトルクが加わった場合においてはケージ９１が破壊される恐れがある。この理由は、第２軸９２の軸方向端面等に射出成形ゲートＧを配置すると、ボールポケット９３を形成するコアピンに溶融樹脂が第２軸９２側からぶつかり、コアピンをケージ円周方向両側に分かれて回り込み、ケージ９１に３つ存在するボールポケット９３と反第２軸側の端部９４との間における最も狭い部分で合流し、ウェルド部分Ｗ１が発生するためである。係るウェルド部分Ｗ１は、ケージ９１の中でも最も薄肉で負荷に対して最も弱い部分にあるため、過度なトルクがケージ９１に加わった場合等にウェルド部分Ｗ１が割れて等速ジョイントの等速精度が低下する恐れがある。
【００１０】
前記の事情に鑑み、この発明の課題は、射出成形によって３つのボールポケットが空いたケージを成形する等速ジョイントにおいて、過大なトルクがケージに負荷された場合に破断する危険性の高いボールポケットを減らすことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を達成するため、この発明は、一端が開口する環状空間を有し、その環状空間の内壁面を形成するガイド軸が該環状空間と同心に配置され、該環状空間の外壁面と内壁面の少なくとも一方に軸方向に延びる３本のトラック溝が周方向に１２０°の間隔をおいて形成された外輪と、前記外輪の前記環状空間内に組込まれ、その外輪の開口端側に位置する端部に第２軸が設けられたケージと、前記ケージに保持されて前記トラック溝に沿って転動可能なボールとを備え、前記ケージが合成樹脂の射出成形体とされた等速ジョイントにおいて、前記ケージの射出成形ゲートが、ケージ外周面の１箇所に設けられている構成を採用した。
【００１２】
ケージの射出成形ゲートをケージ外周面の１箇所に設ければ、３つ存在する上記最も狭い部分の少なくとも１箇所を外してウェルドを発生させることができる。このため、この発明は、過大なトルクを負荷された場合に破断する危険性の高いボールポケットを少なくとも１つ減らすことができる。ケージを樹脂成形するこの種の等速ジョイントは、複数の射出成形ゲートを設けるのに適しておらず、また、複数の射出成形ゲートを設けるとウェルドがさらに多くなるため一層の強度低下につながり、また金型構造が複雑になることから金型製作コストが高くなるため、この発明のような１点ゲートの採用が優れる。
【００１３】
具体的には、前記第２軸と前記ケージとが一体の合成樹脂の射出成形体とされており、前記ケージがカップ状に形成され、前記第２軸が前記ケージの中心軸線に沿ってケージ底部から突出していることが好ましい。
駆動軸または被駆動軸と連結される第２軸とケージとが同心に一体成形されるので、第２軸の取り付け誤差がなくなる分、高い等速精度を得ることができる。
なお、第２軸の外周に射出成形ゲートを設けることにより上記最も狭い部分からウェルドを外すことは可能であるが、第２軸の外周に射出成形ゲートを設けると、ゲート処理を精密に行なわないと連結軸との嵌合ができない場合が生じるため、そのような不具合の発生を避けるためにもこの構成のように、ケージの外周に一点ゲートを設けることが好ましい。
【００１４】
また、前記射出成形ゲートは、ケージの中心軸線方向の位置に関して３つのボールポケットの最大径になる位置から反第２軸側の位置に設けられていることが好ましい。この構成を採用すれば、上記最も狭い部分に発生するウェルド部分を除き、他のウェルド部分が３つのボールポケットよりも第２軸側のケージ部分に長く発生する。このため、他のウェルド部分のウェルド強度を確保し易い。
【００１５】
ここで、ケージの反第２軸側の端部に近い位置に射出成形ゲートを設けるほど、前記他のウェルドを長く発生させることができる。
【００１６】
特に、ボールポケットと反第２軸側の端部との間に射出成形ゲートを設ければ、上記最も狭い部分の３箇所全部からウェルドを外すことができる。
【００１７】
しかし、上述のように、この種のケージは、ボールポケットと反第２軸側の端部との間が、ケージにおける最も狭い部分であり、そのような狭い場所に射出成形ゲートを設けることは金型制作上および金型強度上難しい。
【００１８】
上述のことを考慮すると、前記射出成形ゲートは、円周方向の位置に関して隣り合うボールポケットの間の壁部に設けられていることが好ましい。この構成を採用すれば、前記他のウェルド部分を長くしつつ、射出成形ゲートを容易に設けることができ、金型強度も維持できる。
【００１９】
また、前記射出成形ゲートはサブマリンゲートで形成されていることが好ましい。この構成を採用すれば、サブマリンゲートのため、ケージ外周のゲート痕が他のゲート形式よりも小さくなり、可動側金型からケージをエジェクトした後にゲートカットが不要になる。
【００２０】
また、前記ボールポケットの内周面の開口部に、その内接円径が前記ボールの直径よりも小径の突出部が形成されている構成を採用すれば、突出部がボールの抜け止めとなるため、等速ジョイントの組立て及び分解作業が容易になる。また、突出部もケージとの一体射出成形で容易に形成することができる。
【００２１】
前記突出部の突出長さが必要以上に長くなると、コアピンを抜くときにアンダーカットとなる突出部が破損するおそれがあり、また、短か過ぎるとボールが脱落するおそれがある。これらの問題を避けるには、前記複数の突出部の内接円径が前記ボールの直径の８０〜９９％であることが好ましい。
【００２２】
また、前記ケージを形成する合成樹脂は、その全体に占める配合量として繊維状補強材を３〜４５重量％含有する強化合成樹脂であることが好ましい。前記ケージの機械的強度を増すことができるためである。
【００２３】
前記繊維状補強材は、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、及びウィスカー類からなる群から選ばれる少なくとも一種から採用することができる。
【００２４】
また、前記外輪が合成樹脂の射出成形体とされている構成を採用すれば、等速ジョイントをより軽量化することができる。
【００２５】
また、前記外輪を形成する合成樹脂がその全体に占める配合量として固体潤滑剤を５〜３５重量％含有する潤滑性合成樹脂である構成を採用することができる。この構成を採用すれば、前記ボールと摺動するための低摩擦特性を有する外輪を形成することができる。また、グリース等の潤滑剤が全く不要な等速ジョイントが得られる。
【発明の効果】
【００２６】
上述のように、この発明は、射出成形によって３つのボールポケットが空いたケージを成形する等速ジョイントにおいて、ケージの外周に１箇所の射出成形ゲートを設けることにより、過大なトルクがケージに負荷された場合に破断する危険性の高いボールポケットを減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、この発明の第１の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１、図２は、第１の実施形態に係る等速ジョイントの全体構造を示す。図示のように、第１の実施形態に係る等速ジョイントは、外輪１、ケージ１０および３つのボール２０から構成されている。
【００２８】
外輪１は、一端が開口するカップ部２を有する。そのカップ部２の閉塞端に第１軸３が一体に設けられている。カップ部２の中心軸線上にガイド軸４がカップ部２と一体に設けられている。ガイド軸４とカップ部２とで環状空間５が形成されている。カップ部２、ガイド軸４、及び環状空間５は、同心に形成されている。環状空間５の外壁面を形成するカップ部２の内周と、環状空間５の内壁面を形成するガイド軸４の外周とに、軸方向に延びる３本のトラック溝６、７が周方向に１２０°の間隔をおいて設けられている。なお、第１の実施形態では、環状空間５の外壁面と内壁面の一方のみにトラック溝を設けることもできる。カップ部２とガイド軸４の先端にテーパ２ａ、４ａが形成され、ケージ１０を組み込むときにボール２０を滑らせてトラック溝６、７に導くことができるようになっている。
【００２９】
第１軸３は、被駆動軸又は駆動軸（図示省略）との連結に利用される。
【００３０】
外輪１、第１軸３及びガイド軸４とは、合成樹脂の射出成形で一体形成されている。ガイド軸４は、トラック溝７のひけを防止するため、中空軸とされている。
【００３１】
外輪１の射出成形ゲートＧ１は、ガイド軸４の先端中心に設けられている。このため、外輪１の１２０°対称形状性と相俟って、カップ部２、ガイド軸４の各トラック溝６、７への溶融樹脂の充填バランスが均一になり、各トラック溝６、７の相互精度に殆ど差が生じない。その結果、非常に高い等速精度を求められる用途にも使用可能な等速ジョイントが得られる。
【００３２】
射出成形ゲートＧ１をピンポイントゲートにすれば、ガイド軸４の先端中心に円形ゲート痕が残るだけなので、ゲート痕が目立たない。
【００３３】
また、ガイド軸４の先端に凹部４ｂが形成されている。射出成形ゲートＧ１のゲート痕は、凹部４ｂから突き出ていない。このため、よりゲート痕が目立たない。
【００３４】
前記ケージ１０は、外輪１の環状空間５内に組込まれるカップ状に形成されている。ケージ１０の前記環状空間５の開口端側に位置する端部に、第２軸１１が一体に設けられている。
【００３５】
また、ケージ１０には、外輪１の３本のトラック溝６、７のそれぞれに対応してボールポケット１２が形成され、各ボールポケット１２内にボール２０が組込まれている。ボール２０のそれぞれは、各トラック溝６、７に沿って転動自在とされている。なお、この実施形態では、ボールポケット１２の内面の基本形状を径方向の円筒としたが、角筒にすることも可能である。
【００３６】
第２軸１１は、ケージ１０の中心軸線に沿ってケージ底部１０aから突出している。第２軸１１は、ひけを防止するため中空軸とされている。第２軸１１は、被駆動軸又は駆動軸（図示省略）との連結に利用される。なお、第２軸１１は、中実軸にすることもできる。
【００３７】
ケージ１０のうち、各ボールポケット１２のケージ外径側及びケージ内径側の開口端部には、ボール２０をボールポケット１２に留める突出部１３ａ、１３ａ、１３ｂ、１３ｂが形成されている。
【００３８】
図３にボールポケット１２を外径側から視た様子を示すように、突出部１３ａ、１３ａは、円周方向に間隔をおいて対向配置で形成されている。突出部１３ｂ、１３ｂは、一対の突出部１３ａ、１３ａと９０度の位相差をもった配置で形成されている。
【００３９】
一対の突出部１３ａ、１３ａ、及び一対の突出部１３ｂ、１３ｂの内接円径ｄは、ボール２０の直径Ｄより小さい。このため、前記外輪１からケージ１０が外れた状態で、ボールポケット１２からのボール２０の脱落は、前記突出部１３ａ、１３ｂにより内外径いずれの側においても防止される。したがって、このケージ１０を備えた等速ジョイントは、その組立て及び分解を簡単に行うことができる。
【００４０】
なお、突出部１３ａ、１３ｂの数、周方向配置は、ボール２０の抜け止めがなされる限り任意であり、突出部は、周方向に連続する環状のものであってもよい。
【００４１】
ケージ１０、第２軸１１、及び各突出部１３ａ、１３ｂは、合成樹脂の射出成形により一体になっている。ケージ１０と第２軸１１の一体成形により、軽量化を図ると共に、ケージ１０と第２軸１１の同心性を確保し、高い等速精度を得ることができる。
【００４２】
第２軸１１をセラミックスや鉄鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金等の金属で形成し、合成樹脂で成形されたケージ１０とボルト等の結合手段で結合してもよい。第２軸１１が等速ジョイントの全長より長い場合は、トルク損失を防止するため、第２軸１１をセラミックスや金属で形成することが好ましい。
【００４３】
コアピンを抜くときに突出部１３ａ、１３ｂが破損することの防止と、ボール２０の脱落防止性と、ボール２０のボールポケット１２への組み込み性を得るため、前記の内接円径ｄをボール２０の直径Ｄの８０〜９９％の範囲にする。内接円径ｄは、コアピンのアンダーカットの外接円径と見做せる。特に補強材が配合された合成樹脂を用いる場合は、８５〜９９％の範囲に厳しく設定すればよい。
【００４４】
上記ケージ１０、第２軸１１等は、全体として前記中心軸回りの前記周方向の１２０°間隔で回転対称の形状とされている。
【００４５】
図４に、ケージ１０の射出成形ゲートＧ２の位置と、発生するウェルド部分Ｗ１〜４とを模式的に示す。図５にケージ１０の金型を示す。図５はケージ１０の金型の一例であり、パーティングラインの位置やサブマリンゲートの形状等は、図５に限定されない。図示のように、射出成形ゲートＧ２は、ケージ１０の外周面の１箇所に設けられている。その結果、ケージ１０の中心軸線に沿ったウェルド部分Ｗ１は、１つのボールポケット１２と反第２軸側の端部１４との間の最も狭い部分に発生している。他のウェルド部分Ｗ２〜Ｗ４は、残り２つのボールポケット１２、１２と反第２軸側の端部１４との間の最も狭い部分から外れている。したがって、第１の実施形態に係るケージ１０は、過大なトルクを負荷された場合に破断する危険性が高いボールポケットを２つ減らすことができる。
【００４６】
より具体的に述べると、射出成形ゲートＧ２は、ケージ１０の中心軸線方向の位置に関して３つのボールポケット１２の最大径になる位置であって、かつ円周方向の位置に関して隣り合うボールポケット１２、１２の間の壁部に設けられている。他のウェルド部分Ｗ２〜Ｗ４は、３つのボールポケット１２よりも第２軸１１側のケージ部分に長く発生する。このため、他のウェルド部分Ｗ２〜Ｗ４のウェルド強度を確保し易い。
【００４７】
射出成形ゲートＧ２は、可動側金型３１のサブマリンゲート３２で形成されている。第２軸１１は、固定側金型３３のキャビティ３４で形成される。サブマリンゲート３２に形成されたランナは、ケージ１０のエジェクト時にせん断され、突き出しピン３５で排出される。ゲート痕は、射出成形ゲートＧ２の位置に円形の点状に残るだけであり、目立たない。
なお、図５では第２軸１１を固定側金型３３で形成する構造を示しているが、ケージの向きを変えて第２軸１１を可動側金型で形成する金型を用いても良い。第２軸１１を可動側金型で形成した場合でも、ゲートの位置に対するウェルドの発生状態に変化は無い。
【００４８】
前記外輪１およびケージ１０を形成する合成樹脂は、等速ジョイントの使用条件によって適切なものを選択すればよい。例えば、合成樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよく、さらに結晶性樹脂、非結晶性樹脂のいずれでもよい。なお、非結晶性樹脂は靭性が比較的低いため、急激な破壊を回避することができる点で結晶性樹脂の方が好ましい。
【００４９】
好ましい合成樹脂としては、潤滑特性に優れた合成樹脂、例えば、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ナイロン樹脂、ＰＦＡやＦＥＰ、ＥＴＦＥ等の射出成形可能なフッ素樹脂、射出成形可能なポリイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ）、全芳香族ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド樹脂等が挙げられる。
【００５０】
これらの各樹脂は単独で使用してもよく、２種類以上混合したポリマーアロイであってもよい。あるいは、前記以外の潤滑特性の低い合成樹脂に前記の合成樹脂を配合したポリマーアロイであってもよい。
【００５１】
また、潤滑特性の低い合成樹脂であっても、固体潤滑剤や潤滑油を添加することで潤滑特性を高めることにより使用可能である。固体潤滑剤として、ポリテトラフルオロエチレン、黒鉛、二硫化モリブデン等を挙げることができる。
【００５２】
また、前記合成樹脂にガラス繊維、炭素繊維、各種鉱物性繊維（ウィスカー）を配合して強度を高めてもよく、固体潤滑剤等と併用してもよい。
【００５３】
前記ウィスカーとしては、炭酸カルシウムウィスカー、硫酸カルシウムウィスカー、硫酸マグネシウムウィスカー、硼酸アルミニウムウィスカー、チタン酸カリウムウィスカー、酸化チタンウィスカー、酸化亜鉛ウィスカー等の公知のウィスカーを使用することができる。
【００５４】
この発明で最も使用に適した樹脂材料は、ＰＯＭ、ナイロン樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫである。ナイロン樹脂はナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン４６、分子鎖中に芳香族環を有する半芳香族ナイロン等のいずれでもよい。ＰＯＭ、ナイロン樹脂、ＰＰＳは、耐熱性、潤滑性に優れて比較的安価であるため、コストパフォーマンスの優れた等速ジョイントを得ることができる。
また、ＰＥＥＫは補強材や潤滑剤を配合しなくても機械的強度や潤滑性に優れるため、高機能な等速ジョイントを得ることができる。
【００５５】
外輪１を形成する合成樹脂は、その全体に占める配合量として固体潤滑剤を５〜３５重量％含有する潤滑性合成樹脂であることが好ましい。固体潤滑剤が５重量％未満であると、低摩擦特性が得られない場合がある。３５重量％以上であると、外輪１の強度低下の懸念がある。
【００５６】
ケージ１０を形成する合成樹脂は、その全体に占める配合量として繊維状補強材を３〜４５重量％含有する強化合成樹脂であることが好ましい。繊維状補強材が３重量％未満であると、ケージ１０の補強効果が発揮されず、４５重量％以上であると、射出時の流動性が低下し、精度のよい射出成形体が得られない場合がある。
【００５７】
上述のように、第１の実施形態に係る等速ジョイントは、外輪１及びケージ１０を合成樹脂の成形品とすることによって、軽量であって、トルク伝達時の動作音の小さな等速ジョイントを得ることができる。
【００５８】
また、第１の実施形態に係る等速ジョイントは、外輪１及びケージ１０を合成樹脂の成形品とすることによって、軽量であって、グリース潤滑を不要とすることができる。また、グリース潤滑する必要がないため、ブーツの取り付けを不要とすることができ、部品点数の少ない簡単な構造の小型の等速ジョイントを得ることができる。このため、使用の制限を受けることが少なく、食品製造機器等の各種の機器に使用することが可能である。
【００５９】
ボール２０は、軸受鋼、ステンレススチール、セラミックス、合成樹脂等のボールを使用することができる。等速ジョイントを医療機器や食品製造機器に使用する場合は、ボール２０をステンレススチールやセラミックスにすることで環境的懸念が払拭されるので好ましい。ボール２０を合成樹脂にすることで、さらに軽量化、静音化に優れる等速ジョイントを得ることができる。また、衛生的な印象を与えるため、外輪等を形成する合成樹脂は白色系のものを用いるのが好ましい。ＰＯＭであれば、白色系であると共に、潤滑性も高く、グリースレス化が可能のため最適である。
【００６０】
第１の実施形態では、等速ジョイントの軽量化を図るため、ケージ１０と第２軸１１を合成樹脂で一体成形したが、第２軸１１をセラミックスや鉄鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金等の金属で形成し、合成樹脂で成形されたケージ１０とボルト等の結合手段で結合してもよい。
【００６１】
図６に第２の実施形態に係るケージ１０を示す。なお、以下、上記第１の実施形態との相違点を述べる。図示のように、射出成形ゲートＧ２は、ケージ１０の中心軸線方向の位置に関して反第２軸側の端部１４とボールポケット１２との間の最も狭い部分の中間点に設けられている。その結果、ウェルド部分Ｗ６〜Ｗ９は、いずれも３ヶ所の最も狭い部分から外れている。このため、第２の実施形態は、金型製造の容易性よりも、過大なトルク負荷に対するケージ１０の耐久性を優先する場合に好適である。
【００６２】
また、図６と図４を比較すれば明らかなように、ウェルド部分Ｗ６〜Ｗ９は、ウェルド部分Ｗ１〜Ｗ４以上の長さを有する。すなわち、第２の実施形態に係るケージ１０は、各ウェルド部分のウェルド強度を高めることもできる。
【００６３】
図７に第３の実施形態に係るケージ１０を示す。図示のように、射出成形ゲートＧ２は、ケージ１０の中心軸線方向の位置に関して第２の実施形態と同じであり、円周方向に関して隣り合うボールポケット１２、１２間の中間点の位置に設けられている。図７と図４を比較すれば明らかなように、ウェルド部分Ｗ１、Ｗ２が生じる点は同じだが、ウェルド部分Ｗ１０、Ｗ１１は、ウェルド部分Ｗ３、Ｗ４より長くなっている。
【００６４】
図８に第４の実施形態に係るケージ１０を示す。図示のように、射出成形ゲートＧ２は、ケージ１０の中心軸線方向に関して、第２の実施形態に係る位置から３つのボールポケット１２よりも第２軸１１側の位置に設けられている。図８と図４を比較すれば明らかなように、ウェルド部分Ｗ１が生じる点は第１の実施形態と同じであるが、ウェルド部分Ｗ２が存在せず、代わりにウェルド部分Ｗ１と１８０°反対側にウェルド部分Ｗ７が生じる。このため、ウェルド部分Ｗ１及び中心軸線を含む平面上でケージ１０全体としての機械的強度を高め、ウェルド部分Ｗ１の負担を軽減することができる。
【００６５】
また、図４と図６と図７と図８を比較すれば明らかなように、ケージ１０の反第２軸側の端部１４に近い位置に射出成形ゲートＧ２を設けるほど、前記ウェルド部分Ｗ３、Ｗ４に相当するウェルド部分Ｗ８、Ｗ９、Ｗ１０、Ｗ１１が長くなり、第２軸１１側に近い位置に射出成形ゲートＧ２を設けるほど、ウェルド部分Ｗ１２、Ｗ１３が短くなることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１の実施形態に係る等速ジョイントの縦断正面図
【図２】図１のケージのＩＩ−ＩＩ線の縦断面図
【図３】図１のケージのボールポケットを示す平面図
【図４】ａは図１のケージのウェルド部分を模式的に描いた平面図、ｂは前記ａの正面図、ｃは前記ａと１８０°反対側の平面図
【図５】図１のケージの金型を示す部分断面図
【図６】ａは、第２の実施形態に係るケージの主なウェルド部分を模式的に描いた平面図、ｂは前記ａの正面図、ｃは前記ａと１８０°反対側の平面図
【図７】ａは、第３の実施形態に係るケージの主なウェルド部分を模式的に描いた平面図、ｂは前記ａの正面図、ｃは前記ａと１８０°反対側の平面図
【図８】ａは、第４の実施形態に係るケージの主なウェルド部分を模式的に描いた平面図、ｂは前記ａの正面図、ｃは前記ａと１８０°反対側の平面図
【図９】ａは従来例のケージの主なウェルド部分を模式的に描いた平面図、ｂは前記ａの正面図、ｃは前記ａと１８０°反対側の平面図
【符号の説明】
【００６７】
１ 外輪
２ カップ部
３ 第１軸
４ ガイド軸
４ｂ 凹部
５ 環状空間
６、７ トラック溝
１０ ケージ
１１ 第２軸
１２ ボールポケット
１３ａ、１３ｂ 突出部
１４ 反第２軸側の端部
２０ ボール
Ｇ、Ｇ１、Ｇ２ 射出成形ゲート
Ｗ１〜Ｗ１３ ウェルド部分
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動軸と被駆動軸の２軸を連結して、駆動軸の動力を被駆動軸に伝達する等速ジョイントの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のドライブシャフトの回転トルクを車軸に伝達する部品として等速ジョイントが従来から知られている。
【０００３】
前記等速ジョイントは、駆動軸と被駆動軸との等速性を維持しながら両軸の角度変位を許容する部材であるため、自動車以外の各種産業機械にも多用されている。
【０００４】
等速ジョイントには、角度変位のみを許容する固定型等速ジョイントと、角度変位と軸方向変位を許容する摺動型等速ジョイントとが存在している。
【０００５】
前記摺動型等速ジョイントとしては、外輪と、ケージと、３つのボールとを備えたトリボールジョイントと称される等速ジョイントが知られている。外輪には、内部軸心上にガイド軸を設けることにより環状空間が形成されている。環状空間内に組込まれるケージには、ボールを保持するボールポケットが周方向に１２０°の間隔で形成されている。環状空間の外壁面と内壁面の少なくとも一方には、各ボールポケットに対応する位置に軸方向に延びる３本のトラック溝が周方向に１２０°の間隔をおいて設けられている。各ボールポケット内に組込まれたボールは、前記トラック溝に沿って転動自在であり、そのボールを介して外輪とケージの相互間で回転トルクの伝達を行なうようになっている。
【０００６】
この種の等速ジョイントにおいては、各種部品を鉄鋼等の金属から構成すると、強度が高いものの重く、グリース潤滑が必要である。このようなものは、動作音が大きい等の特徴が有り、使用箇所が制限される。例えば、食品製造機器、医療機器、事務機器、家庭用電化製品、音響機器などのように静粛性やグリースの飛散が許されない条件下で使用される機器には適していない。
【０００７】
このため、等速ジョイントの各種部品を合成樹脂の成形品とし、各種部品の軽量化を図ると同時に、グリース潤滑を不要とし、動作音の低減を図ったものがある（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３８２０４号公報
【特許文献２】特開２００６−１１８７０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前掲の特許文献１等で開示された等速ジョイントは、ケージ、第２軸および挿入孔を合成樹脂の一体射出成形品とすることで、駆動軸または被駆動軸とケージとを同心上に配置することが可能となり、等速ジョイントの等速精度が低下することを防止している。
このようなケージを射出成形する場合、図９に示すように、溶融樹脂を注入するための射出成形ゲートＧは、カップ状のケージ９１の中心軸線に沿ってケージ底部から突出する第２軸９２の軸方向端面に設けられている。第２軸９２が別体の場合には、第２軸９２を軸方向に突き合わすためにケージ９１の外底面に形成されるケージ中心軸線と直交する平面部に設けられている。この理由は、機能的、外観的に影響が無い位置であるということと、金型構造が複雑にならない位置であるということを兼ね備えているためである。
しかしながら、第２軸９２の軸方向端面等に射出成形ゲートＧを配置した場合、低トルクで使用する限り差し支えはないが、静止状態からの急激な回転が頻繁に加わるような使用条件や、ケージ９１を形成する合成樹脂の耐熱温度近傍での使用が続く場合や、前記合成樹脂の機械的強度より高いトルクが加わった場合においてはケージ９１が破壊される恐れがある。この理由は、第２軸９２の軸方向端面等に射出成形ゲートＧを配置すると、ボールポケット９３を形成するコアピンに溶融樹脂が第２軸９２側からぶつかり、コアピンをケージ円周方向両側に分かれて回り込み、ケージ９１に３つ存在するボールポケット９３と反第２軸側の端部９４との間における最も狭い部分で合流し、ウェルド部分Ｗ１が発生するためである。係るウェルド部分Ｗ１は、ケージ９１の中でも最も薄肉で負荷に対して最も弱い部分にあるため、過度なトルクがケージ９１に加わった場合等にウェルド部分Ｗ１が割れて等速ジョイントの等速精度が低下する恐れがある。
【００１０】
前記の事情に鑑み、この発明の課題は、射出成形によって３つのボールポケットが空いたケージを成形する等速ジョイントにおいて、過大なトルクがケージに負荷された場合に破断する危険性の高いボールポケットを減らすことにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の課題を達成するため、この発明は、一端が開口する環状空間を有し、その環状空間の内壁面を形成するガイド軸が該環状空間と同心に配置され、該環状空間の外壁面と内壁面の少なくとも一方に軸方向に延びる３本のトラック溝が周方向に１２０°の間隔をおいて形成された外輪と、前記外輪の前記環状空間内に組込まれ、その外輪の開口端側に位置する端部に第２軸が設けられたケージと、前記ケージに保持されて前記トラック溝に沿って転動可能なボールとを備え、前記ケージが合成樹脂の射出成形体とされた等速ジョイントにおいて、前記ケージの射出成形ゲートが、ケージ外周面の１箇所に設けられている構成を採用した。
【００１２】
ケージの射出成形ゲートをケージ外周面の１箇所に設ければ、３つ存在する上記最も狭い部分の少なくとも１箇所を外してウェルドを発生させることができる。このため、この発明は、過大なトルクを負荷された場合に破断する危険性の高いボールポケットを少なくとも１つ減らすことができる。ケージを樹脂成形するこの種の等速ジョイントは、複数の射出成形ゲートを設けるのに適しておらず、また、複数の射出成形ゲートを設けるとウェルドがさらに多くなるため一層の強度低下につながり、また金型構造が複雑になることから金型製作コストが高くなるため、この発明のような１点ゲートの採用が優れる。
【００１３】
具体的には、前記第２軸と前記ケージとが一体の合成樹脂の射出成形体とされており、前記ケージがカップ状に形成され、前記第２軸が前記ケージの中心軸線に沿ってケージ底部から突出していることが好ましい。
駆動軸または被駆動軸と連結される第２軸とケージとが同心に一体成形されるので、第２軸の取り付け誤差がなくなる分、高い等速精度を得ることができる。
なお、第２軸の外周に射出成形ゲートを設けることにより上記最も狭い部分からウェルドを外すことは可能であるが、第２軸の外周に射出成形ゲートを設けると、ゲート処理を精密に行なわないと連結軸との嵌合ができない場合が生じるため、そのような不具合の発生を避けるためにもこの構成のように、ケージの外周に一点ゲートを設けることが好ましい。
【００１４】
また、前記射出成形ゲートは、ケージの中心軸線方向の位置に関して３つのボールポケットの最大径になる位置から反第２軸側の位置に設けられていることが好ましい。この構成を採用すれば、上記最も狭い部分に発生するウェルド部分を除き、他のウェルド部分が３つのボールポケットよりも第２軸側のケージ部分に長く発生する。このため、他のウェルド部分のウェルド強度を確保し易い。
【００１５】
ここで、ケージの反第２軸側の端部に近い位置に射出成形ゲートを設けるほど、前記他のウェルドを長く発生させることができる。
【００１６】
特に、ボールポケットと反第２軸側の端部との間に射出成形ゲートを設ければ、上記最も狭い部分の３箇所全部からウェルドを外すことができる。
【００１７】
しかし、上述のように、この種のケージは、ボールポケットと反第２軸側の端部との間が、ケージにおける最も狭い部分であり、そのような狭い場所に射出成形ゲートを設けることは金型制作上および金型強度上難しい。
【００１８】
上述のことを考慮すると、前記射出成形ゲートは、円周方向の位置に関して隣り合うボールポケットの間の壁部に設けられていることが好ましい。この構成を採用すれば、前記他のウェルド部分を長くしつつ、射出成形ゲートを容易に設けることができ、金型強度も維持できる。
【００１９】
また、前記射出成形ゲートはサブマリンゲートで形成されていることが好ましい。この構成を採用すれば、サブマリンゲートのため、ケージ外周のゲート痕が他のゲート形式よりも小さくなり、可動側金型からケージをエジェクトした後にゲートカットが不要になる。
【００２０】
また、前記ボールポケットの内周面の開口部に、その内接円径が前記ボールの直径よりも小径の突出部が形成されている構成を採用すれば、突出部がボールの抜け止めとなるため、等速ジョイントの組立て及び分解作業が容易になる。また、突出部もケージとの一体射出成形で容易に形成することができる。
【００２１】
前記突出部の突出長さが必要以上に長くなると、コアピンを抜くときにアンダーカットとなる突出部が破損するおそれがあり、また、短か過ぎるとボールが脱落するおそれがある。これらの問題を避けるには、前記複数の突出部の内接円径が前記ボールの直径の８０〜９９％であることが好ましい。
【００２２】
また、前記ケージを形成する合成樹脂は、その全体に占める配合量として繊維状補強材を３〜４５重量％含有する強化合成樹脂であることが好ましい。前記ケージの機械的強度を増すことができるためである。
【００２３】
前記繊維状補強材は、例えば、ガラス繊維、炭素繊維、及びウィスカー類からなる群から選ばれる少なくとも一種から採用することができる。
【００２４】
また、前記外輪が合成樹脂の射出成形体とされている構成を採用すれば、等速ジョイントをより軽量化することができる。
【００２５】
また、前記外輪を形成する合成樹脂がその全体に占める配合量として固体潤滑剤を５〜３５重量％含有する潤滑性合成樹脂である構成を採用することができる。この構成を採用すれば、前記ボールと摺動するための低摩擦特性を有する外輪を形成することができる。また、グリース等の潤滑剤が全く不要な等速ジョイントが得られる。
【発明の効果】
【００２６】
上述のように、この発明は、射出成形によって３つのボールポケットが空いたケージを成形する等速ジョイントにおいて、ケージの外周に１箇所の射出成形ゲートを設けることにより、過大なトルクがケージに負荷された場合に破断する危険性の高いボールポケットを減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、この発明の第１の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１、図２は、第１の実施形態に係る等速ジョイントの全体構造を示す。図示のように、第１の実施形態に係る等速ジョイントは、外輪１、ケージ１０および３つのボール２０から構成されている。
【００２８】
外輪１は、一端が開口するカップ部２を有する。そのカップ部２の閉塞端に第１軸３が一体に設けられている。カップ部２の中心軸線上にガイド軸４がカップ部２と一体に設けられている。ガイド軸４とカップ部２とで環状空間５が形成されている。カップ部２、ガイド軸４、及び環状空間５は、同心に形成されている。環状空間５の外壁面を形成するカップ部２の内周と、環状空間５の内壁面を形成するガイド軸４の外周とに、軸方向に延びる３本のトラック溝６、７が周方向に１２０°の間隔をおいて設けられている。なお、第１の実施形態では、環状空間５の外壁面と内壁面の一方のみにトラック溝を設けることもできる。カップ部２とガイド軸４の先端にテーパ２ａ、４ａが形成され、ケージ１０を組み込むときにボール２０を滑らせてトラック溝６、７に導くことができるようになっている。
【００２９】
第１軸３は、被駆動軸又は駆動軸（図示省略）との連結に利用される。
【００３０】
外輪１、第１軸３及びガイド軸４とは、合成樹脂の射出成形で一体形成されている。ガイド軸４は、トラック溝７のひけを防止するため、中空軸とされている。
【００３１】
外輪１の射出成形ゲートＧ１は、ガイド軸４の先端中心に設けられている。このため、外輪１の１２０°対称形状性と相俟って、カップ部２、ガイド軸４の各トラック溝６、７への溶融樹脂の充填バランスが均一になり、各トラック溝６、７の相互精度に殆ど差が生じない。その結果、非常に高い等速精度を求められる用途にも使用可能な等速ジョイントが得られる。
【００３２】
射出成形ゲートＧ１をピンポイントゲートにすれば、ガイド軸４の先端中心に円形ゲート痕が残るだけなので、ゲート痕が目立たない。
【００３３】
また、ガイド軸４の先端に凹部４ｂが形成されている。射出成形ゲートＧ１のゲート痕は、凹部４ｂから突き出ていない。このため、よりゲート痕が目立たない。
【００３４】
前記ケージ１０は、外輪１の環状空間５内に組込まれるカップ状に形成されている。ケージ１０の前記環状空間５の開口端側に位置する端部に、第２軸１１が一体に設けられている。
【００３５】
また、ケージ１０には、外輪１の３本のトラック溝６、７のそれぞれに対応してボールポケット１２が形成され、各ボールポケット１２内にボール２０が組込まれている。ボール２０のそれぞれは、各トラック溝６、７に沿って転動自在とされている。なお、この実施形態では、ボールポケット１２の内面の基本形状を径方向の円筒としたが、角筒にすることも可能である。
【００３６】
第２軸１１は、ケージ１０の中心軸線に沿ってケージ底部１０aから突出している。第２軸１１は、ひけを防止するため中空軸とされている。第２軸１１は、被駆動軸又は駆動軸（図示省略）との連結に利用される。なお、第２軸１１は、中実軸にすることもできる。
【００３７】
ケージ１０のうち、各ボールポケット１２のケージ外径側及びケージ内径側の開口端部には、ボール２０をボールポケット１２に留める突出部１３ａ、１３ａ、１３ｂ、１３ｂが形成されている。
【００３８】
図３にボールポケット１２を外径側から視た様子を示すように、突出部１３ａ、１３ａは、円周方向に間隔をおいて対向配置で形成されている。突出部１３ｂ、１３ｂは、一対の突出部１３ａ、１３ａと９０度の位相差をもった配置で形成されている。
【００３９】
一対の突出部１３ａ、１３ａ、及び一対の突出部１３ｂ、１３ｂの内接円径ｄは、ボール２０の直径Ｄより小さい。このため、前記外輪１からケージ１０が外れた状態で、ボールポケット１２からのボール２０の脱落は、前記突出部１３ａ、１３ｂにより内外径いずれの側においても防止される。したがって、このケージ１０を備えた等速ジョイントは、その組立て及び分解を簡単に行うことができる。
【００４０】
なお、突出部１３ａ、１３ｂの数、周方向配置は、ボール２０の抜け止めがなされる限り任意であり、突出部は、周方向に連続する環状のものであってもよい。
【００４１】
ケージ１０、第２軸１１、及び各突出部１３ａ、１３ｂは、合成樹脂の射出成形により一体になっている。ケージ１０と第２軸１１の一体成形により、軽量化を図ると共に、ケージ１０と第２軸１１の同心性を確保し、高い等速精度を得ることができる。
【００４２】
第２軸１１をセラミックスや鉄鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金等の金属で形成し、合成樹脂で成形されたケージ１０とボルト等の結合手段で結合してもよい。第２軸１１が等速ジョイントの全長より長い場合は、トルク損失を防止するため、第２軸１１をセラミックスや金属で形成することが好ましい。
【００４３】
コアピンを抜くときに突出部１３ａ、１３ｂが破損することの防止と、ボール２０の脱落防止性と、ボール２０のボールポケット１２への組み込み性を得るため、前記の内接円径ｄをボール２０の直径Ｄの８０〜９９％の範囲にする。内接円径ｄは、コアピンのアンダーカットの外接円径と見做せる。特に補強材が配合された合成樹脂を用いる場合は、８５〜９９％の範囲に厳しく設定すればよい。
【００４４】
上記ケージ１０、第２軸１１等は、全体として前記中心軸回りの前記周方向の１２０°間隔で回転対称の形状とされている。
【００４５】
図４に、ケージ１０の射出成形ゲートＧ２の位置と、発生するウェルド部分Ｗ１〜４とを模式的に示す。図５にケージ１０の金型を示す。図５はケージ１０の金型の一例であり、パーティングラインの位置やサブマリンゲートの形状等は、図５に限定されない。図示のように、射出成形ゲートＧ２は、ケージ１０の外周面の１箇所に設けられている。その結果、ケージ１０の中心軸線に沿ったウェルド部分Ｗ１は、１つのボールポケット１２と反第２軸側の端部１４との間の最も狭い部分に発生している。他のウェルド部分Ｗ２〜Ｗ４は、残り２つのボールポケット１２、１２と反第２軸側の端部１４との間の最も狭い部分から外れている。したがって、第１の実施形態に係るケージ１０は、過大なトルクを負荷された場合に破断する危険性が高いボールポケットを２つ減らすことができる。
【００４６】
より具体的に述べると、射出成形ゲートＧ２は、ケージ１０の中心軸線方向の位置に関して３つのボールポケット１２の最大径になる位置であって、かつ円周方向の位置に関して隣り合うボールポケット１２、１２の間の壁部に設けられている。他のウェルド部分Ｗ２〜Ｗ４は、３つのボールポケット１２よりも第２軸１１側のケージ部分に長く発生する。このため、他のウェルド部分Ｗ２〜Ｗ４のウェルド強度を確保し易い。
【００４７】
射出成形ゲートＧ２は、可動側金型３１のサブマリンゲート３２で形成されている。第２軸１１は、固定側金型３３のキャビティ３４で形成される。サブマリンゲート３２に形成されたランナは、ケージ１０のエジェクト時にせん断され、突き出しピン３５で排出される。ゲート痕は、射出成形ゲートＧ２の位置に円形の点状に残るだけであり、目立たない。
なお、図５では第２軸１１を固定側金型３３で形成する構造を示しているが、ケージの向きを変えて第２軸１１を可動側金型で形成する金型を用いても良い。第２軸１１を可動側金型で形成した場合でも、ゲートの位置に対するウェルドの発生状態に変化は無い。
【００４８】
前記外輪１およびケージ１０を形成する合成樹脂は、等速ジョイントの使用条件によって適切なものを選択すればよい。例えば、合成樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよく、さらに結晶性樹脂、非結晶性樹脂のいずれでもよい。なお、非結晶性樹脂は靭性が比較的低いため、急激な破壊を回避することができる点で結晶性樹脂の方が好ましい。
【００４９】
好ましい合成樹脂としては、潤滑特性に優れた合成樹脂、例えば、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ナイロン樹脂、ＰＦＡやＦＥＰ、ＥＴＦＥ等の射出成形可能なフッ素樹脂、射出成形可能なポリイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂（ＰＰＳ）、全芳香族ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド樹脂等が挙げられる。
【００５０】
これらの各樹脂は単独で使用してもよく、２種類以上混合したポリマーアロイであってもよい。あるいは、前記以外の潤滑特性の低い合成樹脂に前記の合成樹脂を配合したポリマーアロイであってもよい。
【００５１】
また、潤滑特性の低い合成樹脂であっても、固体潤滑剤や潤滑油を添加することで潤滑特性を高めることにより使用可能である。固体潤滑剤として、ポリテトラフルオロエチレン、黒鉛、二硫化モリブデン等を挙げることができる。
【００５２】
また、前記合成樹脂にガラス繊維、炭素繊維、各種鉱物性繊維（ウィスカー）を配合して強度を高めてもよく、固体潤滑剤等と併用してもよい。
【００５３】
前記ウィスカーとしては、炭酸カルシウムウィスカー、硫酸カルシウムウィスカー、硫酸マグネシウムウィスカー、硼酸アルミニウムウィスカー、チタン酸カリウムウィスカー、酸化チタンウィスカー、酸化亜鉛ウィスカー等の公知のウィスカーを使用することができる。
【００５４】
この発明で最も使用に適した樹脂材料は、ＰＯＭ、ナイロン樹脂、ＰＰＳ、ＰＥＥＫである。ナイロン樹脂はナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン４６、分子鎖中に芳香族環を有する半芳香族ナイロン等のいずれでもよい。ＰＯＭ、ナイロン樹脂、ＰＰＳは、耐熱性、潤滑性に優れて比較的安価であるため、コストパフォーマンスの優れた等速ジョイントを得ることができる。
また、ＰＥＥＫは補強材や潤滑剤を配合しなくても機械的強度や潤滑性に優れるため、高機能な等速ジョイントを得ることができる。
【００５５】
外輪１を形成する合成樹脂は、その全体に占める配合量として固体潤滑剤を５〜３５重量％含有する潤滑性合成樹脂であることが好ましい。固体潤滑剤が５重量％未満であると、低摩擦特性が得られない場合がある。３５重量％以上であると、外輪１の強度低下の懸念がある。
【００５６】
ケージ１０を形成する合成樹脂は、その全体に占める配合量として繊維状補強材を３〜４５重量％含有する強化合成樹脂であることが好ましい。繊維状補強材が３重量％未満であると、ケージ１０の補強効果が発揮されず、４５重量％以上であると、射出時の流動性が低下し、精度のよい射出成形体が得られない場合がある。
【００５７】
上述のように、第１の実施形態に係る等速ジョイントは、外輪１及びケージ１０を合成樹脂の成形品とすることによって、軽量であって、トルク伝達時の動作音の小さな等速ジョイントを得ることができる。
【００５８】
また、第１の実施形態に係る等速ジョイントは、外輪１及びケージ１０を合成樹脂の成形品とすることによって、軽量であって、グリース潤滑を不要とすることができる。また、グリース潤滑する必要がないため、ブーツの取り付けを不要とすることができ、部品点数の少ない簡単な構造の小型の等速ジョイントを得ることができる。このため、使用の制限を受けることが少なく、食品製造機器等の各種の機器に使用することが可能である。
【００５９】
ボール２０は、軸受鋼、ステンレススチール、セラミックス、合成樹脂等のボールを使用することができる。等速ジョイントを医療機器や食品製造機器に使用する場合は、ボール２０をステンレススチールやセラミックスにすることで環境的懸念が払拭されるので好ましい。ボール２０を合成樹脂にすることで、さらに軽量化、静音化に優れる等速ジョイントを得ることができる。また、衛生的な印象を与えるため、外輪等を形成する合成樹脂は白色系のものを用いるのが好ましい。ＰＯＭであれば、白色系であると共に、潤滑性も高く、グリースレス化が可能のため最適である。
【００６０】
第１の実施形態では、等速ジョイントの軽量化を図るため、ケージ１０と第２軸１１を合成樹脂で一体成形したが、第２軸１１をセラミックスや鉄鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金等の金属で形成し、合成樹脂で成形されたケージ１０とボルト等の結合手段で結合してもよい。
【００６１】
図６に第２の実施形態に係るケージ１０を示す。なお、以下、上記第１の実施形態との相違点を述べる。図示のように、射出成形ゲートＧ２は、ケージ１０の中心軸線方向の位置に関して反第２軸側の端部１４とボールポケット１２との間の最も狭い部分の中間点に設けられている。その結果、ウェルド部分Ｗ６〜Ｗ９は、いずれも３ヶ所の最も狭い部分から外れている。このため、第２の実施形態は、金型製造の容易性よりも、過大なトルク負荷に対するケージ１０の耐久性を優先する場合に好適である。
【００６２】
また、図６と図４を比較すれば明らかなように、ウェルド部分Ｗ６〜Ｗ９は、ウェルド部分Ｗ１〜Ｗ４以上の長さを有する。すなわち、第２の実施形態に係るケージ１０は、各ウェルド部分のウェルド強度を高めることもできる。
【００６３】
図７に第３の実施形態に係るケージ１０を示す。図示のように、射出成形ゲートＧ２は、ケージ１０の中心軸線方向の位置に関して第２の実施形態と同じであり、円周方向に関して隣り合うボールポケット１２、１２間の中間点の位置に設けられている。図７と図４を比較すれば明らかなように、ウェルド部分Ｗ１、Ｗ２が生じる点は同じだが、ウェルド部分Ｗ１０、Ｗ１１は、ウェルド部分Ｗ３、Ｗ４より長くなっている。
【００６４】
図８に第４の実施形態に係るケージ１０を示す。図示のように、射出成形ゲートＧ２は、ケージ１０の中心軸線方向に関して、第２の実施形態に係る位置から３つのボールポケット１２よりも第２軸１１側の位置に設けられている。図８と図４を比較すれば明らかなように、ウェルド部分Ｗ１が生じる点は第１の実施形態と同じであるが、ウェルド部分Ｗ２が存在せず、代わりにウェルド部分Ｗ１と１８０°反対側にウェルド部分Ｗ７が生じる。このため、ウェルド部分Ｗ１及び中心軸線を含む平面上でケージ１０全体としての機械的強度を高め、ウェルド部分Ｗ１の負担を軽減することができる。
【００６５】
また、図４と図６と図７と図８を比較すれば明らかなように、ケージ１０の反第２軸側の端部１４に近い位置に射出成形ゲートＧ２を設けるほど、前記ウェルド部分Ｗ３、Ｗ４に相当するウェルド部分Ｗ８、Ｗ９、Ｗ１０、Ｗ１１が長くなり、第２軸１１側に近い位置に射出成形ゲートＧ２を設けるほど、ウェルド部分Ｗ１２、Ｗ１３が短くなることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】第１の実施形態に係る等速ジョイントの縦断正面図
【図２】図１のケージのＩＩ−ＩＩ線の縦断面図
【図３】図１のケージのボールポケットを示す平面図
【図４】ａは図１のケージのウェルド部分を模式的に描いた平面図、ｂは前記ａの正面図、ｃは前記ａと１８０°反対側の平面図
【図５】図１のケージの金型を示す部分断面図
【図６】ａは、第２の実施形態に係るケージの主なウェルド部分を模式的に描いた平面図、ｂは前記ａの正面図、ｃは前記ａと１８０°反対側の平面図
【図７】ａは、第３の実施形態に係るケージの主なウェルド部分を模式的に描いた平面図、ｂは前記ａの正面図、ｃは前記ａと１８０°反対側の平面図
【図８】ａは、第４の実施形態に係るケージの主なウェルド部分を模式的に描いた平面図、ｂは前記ａの正面図、ｃは前記ａと１８０°反対側の平面図
【図９】ａは従来例のケージの主なウェルド部分を模式的に描いた平面図、ｂは前記ａの正面図、ｃは前記ａと１８０°反対側の平面図
【符号の説明】
【００６７】
１ 外輪
２ カップ部
３ 第１軸
４ ガイド軸
４ｂ 凹部
５ 環状空間
６、７ トラック溝
１０ ケージ
１１ 第２軸
１２ ボールポケット
１３ａ、１３ｂ 突出部
１４ 反第２軸側の端部
２０ ボール
Ｇ、Ｇ１、Ｇ２ 射出成形ゲート
Ｗ１〜Ｗ１３ ウェルド部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が開口する環状空間を有し、その環状空間の内壁面を形成するガイド軸が該環状空間と同心に配置され、該環状空間の外壁面と内壁面の少なくとも一方に軸方向に延びる３本のトラック溝が周方向に１２０°の間隔をおいて形成された外輪と、
前記外輪の前記環状空間内に組込まれ、その外輪の開口端側に位置する端部に第２軸が設けられたケージと、
前記ケージに保持されて前記トラック溝に沿って転動可能なボールとを備え、
前記ケージが合成樹脂の射出成形体とされた等速ジョイントにおいて、
前記ケージの射出成形ゲートが、ケージ外周面の１箇所に設けられていることを特徴とする等速ジョイント。
【請求項２】
前記第２軸と前記ケージとが一体の合成樹脂の射出成形体とされており、前記ケージがカップ状に形成され、前記第２軸が前記ケージの中心軸線に沿ってケージ底部から突出していることを特徴とする請求項１に記載の等速ジョイント。
【請求項３】
前記射出成形ゲートは、ケージの中心軸線方向の位置に関して３つのボールポケットの最大径になる位置から反第２軸側の位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の等速ジョイント。
【請求項４】
前記射出成形ゲートは、円周方向の位置に関して隣り合うボールポケットの間の壁部に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の等速ジョイント。
【請求項５】
前記射出成形ゲートはサブマリンゲートで形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の等速ジョイント。
【請求項６】
前記ボールポケットの内周面の開口部に、その内接円径が前記ボールの直径よりも小径の突出部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の等速ジョイント。
【請求項７】
前記内接円径が前記ボールの直径の８０〜９９％であることを特徴とする請求項６に記載の等速ジョイント。
【請求項８】
前記ケージを形成する合成樹脂は、合成樹脂全体に占める配合量として繊維状補強材を３〜４５重量％含有する強化合成樹脂であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の等速ジョイント。
【請求項９】
前記繊維状補強材が、ガラス繊維、炭素繊維、及びウィスカー類の少なくとも一種であることを特徴とする請求項８に記載の等速ジョイント。
【請求項１０】
前記外輪が合成樹脂の射出成形体とされていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに記載の等速ジョイント。
【請求項１１】
前記外輪の射出成形ゲートが、前記ガイド軸の先端中心に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の等速ジョイント。
【請求項１２】
前記外輪の射出成形ゲートが、前記ガイド軸の先端に形成された凹部に設けられていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の等速ジョイント。
【請求項１３】
前記外輪を形成する合成樹脂が、合成樹脂全体に占める配合量として固体潤滑剤を５〜３５重量％含有する潤滑性合成樹脂であることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１つに記載の等速ジョイント。
【請求項１】
一端が開口する環状空間を有し、その環状空間の内壁面を形成するガイド軸が該環状空間と同心に配置され、該環状空間の外壁面と内壁面の少なくとも一方に軸方向に延びる３本のトラック溝が周方向に１２０°の間隔をおいて形成された外輪と、
前記外輪の前記環状空間内に組込まれ、その外輪の開口端側に位置する端部に第２軸が設けられたケージと、
前記ケージに保持されて前記トラック溝に沿って転動可能なボールとを備え、
前記ケージが合成樹脂の射出成形体とされた等速ジョイントにおいて、
前記ケージの射出成形ゲートが、ケージ外周面の１箇所に設けられていることを特徴とする等速ジョイント。
【請求項２】
前記第２軸と前記ケージとが一体の合成樹脂の射出成形体とされており、前記ケージがカップ状に形成され、前記第２軸が前記ケージの中心軸線に沿ってケージ底部から突出していることを特徴とする請求項１に記載の等速ジョイント。
【請求項３】
前記射出成形ゲートは、ケージの中心軸線方向の位置に関して３つのボールポケットの最大径になる位置から反第２軸側の位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の等速ジョイント。
【請求項４】
前記射出成形ゲートは、円周方向の位置に関して隣り合うボールポケットの間の壁部に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の等速ジョイント。
【請求項５】
前記射出成形ゲートはサブマリンゲートで形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の等速ジョイント。
【請求項６】
前記ボールポケットの内周面の開口部に、その内接円径が前記ボールの直径よりも小径の突出部が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の等速ジョイント。
【請求項７】
前記内接円径が前記ボールの直径の８０〜９９％であることを特徴とする請求項６に記載の等速ジョイント。
【請求項８】
前記ケージを形成する合成樹脂は、合成樹脂全体に占める配合量として繊維状補強材を３〜４５重量％含有する強化合成樹脂であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の等速ジョイント。
【請求項９】
前記繊維状補強材が、ガラス繊維、炭素繊維、及びウィスカー類の少なくとも一種であることを特徴とする請求項８に記載の等速ジョイント。
【請求項１０】
前記外輪が合成樹脂の射出成形体とされていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１つに記載の等速ジョイント。
【請求項１１】
前記外輪の射出成形ゲートが、前記ガイド軸の先端中心に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の等速ジョイント。
【請求項１２】
前記外輪の射出成形ゲートが、前記ガイド軸の先端に形成された凹部に設けられていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の等速ジョイント。
【請求項１３】
前記外輪を形成する合成樹脂が、合成樹脂全体に占める配合量として固体潤滑剤を５〜３５重量％含有する潤滑性合成樹脂であることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１つに記載の等速ジョイント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−１９１２（Ｐ２０１０−１９１２Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５９２１１（Ｐ２００８−１５９２１１）
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１８日（２００８．６．１８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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