等速自在継手
【課題】転動面及び摺動面の潤滑状態を長期にわたって安定して維持でき、しかも、潤滑剤の循環によって転動面や摺動面を有効に冷却することが可能な等速自在継手を提供する。
【解決手段】外側継手部材８３と、内側継手部材８６と、トルク伝達部材とを備え、外側継手部材８３の外径面が円筒状のハウジング１２５に内嵌状となる等速自在継手である。外側継手部材８３の外径面とハウジング１２５の内径面との間に、継手内部に充填される潤滑剤を継手回転にて循環させるポンプ構造体１５０を配置した。
【解決手段】外側継手部材８３と、内側継手部材８６と、トルク伝達部材とを備え、外側継手部材８３の外径面が円筒状のハウジング１２５に内嵌状となる等速自在継手である。外側継手部材８３の外径面とハウジング１２５の内径面との間に、継手内部に充填される潤滑剤を継手回転にて循環させるポンプ構造体１５０を配置した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業機械に用いられる動力伝達装置である等速自在継手に関し、特に、継手開口部を密封するブーツが装着される等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３に一般的なドライブシャフトを示す。このドライブシャフトは、シャフト（中間シャフト）１と、シャフト１の一端部に連結される固定式等速自在継手２と、シャフト１の他端部に連結される摺動式等速自在継手３とを備える。
【０００３】
固定式等速自在継手２は、図４に示すように、内径面１１に複数のトラック溝１２を形成した外側継手部材１３と、外径面１４に複数のトラック溝１５を形成した内側継手部材１６と、外側継手部材１３のトラック溝１２と内側継手部材１６のトラック溝１５とで協働して形成されるボールトラックに配された複数のボール１７と、ボール１７を収容するためのポケット１８を有するケージ１９とで主要部が構成されている。
【０００４】
また、外側継手部材１３は、内径面１１にトラック溝１２が形成されたカップ部（マウス部）２０と、カップ部２０の底壁２０ａから突設されるステム部２１とからなる。内側継手部材１６の軸心孔には、雌スプライン２２が形成され、内側継手部材１６の軸心孔にシャフト１の端部１ａが嵌入される。シャフト１の端部１ａには雄スプライン２４が形成され、シャフト１の端部が内側継手部材１６の軸心孔に嵌入された際に、雌スプライン２２と雄スプライン２４とが嵌合する。
【０００５】
シャフト１の雌スプライン２２の端部には周方向凹溝２５が形成され、この周方向凹溝２５に止め輪２６が装着されている。このように、止め輪２６が装着されることにより、シャフト１の抜け止めが構成される。
【０００６】
外側継手部材１３の開口部がブーツ３０にて塞がれている。ブーツ３０は、大径部３０ａと、小径部３０ｂと、大径部３０ａと小径部３０ｂとを連結する蛇腹部３０ｃとを備える。そして、ブーツ３０の大径部３０ａが、外側継手部材１３の開口部に外嵌された状態でブーツバンド３５が締め付けられて、外側継手部材１３に固定される。また、ブーツ３０の小径部３０ｂは、シャフト１のブーツ装着部３６に外嵌された状態でブーツバンド３５が締め付けられて、シャフト１に固定される。
【０００７】
摺動式等速自在継手３は、図５と図６に示すように、外側継手部材４１と、内側継手部材としてのトリポード部材４２と、トルク伝達部材（ローラ部材）４３とを備える。
【０００８】
外側継手部材４１は一端にて開口したカップ状のカップ部４４と、カップ部４４の底壁４４aから突設される軸部４５とを備える。このカップ部４４の内周面には、軸方向に延びる３本のトラック溝４６が形成される。各トラック溝４６の円周方向で向き合った側壁にローラ案内面（ローラ摺接面）４７ａ、４７ａが形成される。
【０００９】
トリポード部材４２はボス４８と脚軸４９とを備える。脚軸４９はボス４８の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。ボス４８の軸心孔にシャフト１の端部１ｂが嵌入される。図３に示すように、シャフト１の端部１ｂには雄スプライン７４が形成され、シャフト１の端部がトリポード部材４２のボス４８の軸心孔に嵌入された際に、雌スプライン５１と雄スプライン７４とが嵌合する。
【００１０】
ところで、外側継手部材４１のカップ部４４の内径面は、円周方向に交互に現れる小内径部４７ｂと大内径部４７ｃをローラ案内面４７ａで接続した３弁の花冠状を呈している。すなわち、外側継手部材４１は、円周方向に向き合ったローラ案内面４７ａと両ローラ案内面４７ａ，４７ａ間に設けられた大内径部４７ｃからなるトラック溝４６が内周の三箇所に形成されるものである。
【００１１】
この場合、各脚軸４９は、円筒形外周面５４と、軸端付近に形成された環状の輪溝５６を備えている。脚軸４９の外周に複数の針状ころ６２を介して回転自在にローラ６０が外嵌している。脚軸４９の円筒形外周面５４は針状ころ６２の内側軌道面を提供する。ローラ６０の内周面は円筒形で、針状ころ６２の外側軌道面を提供する。すなわち、脚軸４９の円筒状の外周面に複数の針状ころを介して回転可能に外嵌したローラからなるいわゆるシングローラタイプである。
【００１２】
針状ころ６２は脚軸４９の半径方向で見た外側の端面にてアウタ・ワッシャ６４と接し、反対側の端面にてインナ・ワッシャ６８と接している。アウタ・ワッシャ６４は輪溝５６に装着されたサークリップ６６によって軸方向移動を規制されているため、結局、針状ころ６２も軸方向移動を規制される。なお、ローラ部材として、内側ローラと外側ローラとを備えたいわゆるダブルローラタイプであるものもある。
【００１３】
外側継手部材４１の開口部がブーツ７０にて塞がれている。ブーツ７０は、大径部７０ａと、小径部７０ｂと、大径部７０ａと小径部７０ｂとを連結する蛇腹部７０ｃとを備える。そして、ブーツ７０の大径部７０ａが、外側継手部材４１の開口部に外嵌された状態でブーツバンド７５が締め付けられて、外側継手部材４１に固定される。また、ブーツ７０の小径部７０ｂは、シャフト１のブーツ装着部７６に外嵌された状態でブーツバンド７５が締め付けられて、シャフト１に固定される。
【００１４】
等速自在継手（固定式等速自在継手）は、作動角を取り回転しながらトルク伝達を行うと、ボール１７は荷重を受けながら外側継手部材１３のトラック溝１２と内側継手部材１６のトラック溝１５とを転動する。また、ケージ１９は、外側継手部材１３の内径面１１と内側継手部材１６の外径面１４間に保持されて滑り運動をする。そして、外側継手部材１３の開口部を塞ぐブーツ内空間と継手内部には潤滑剤としてのグリースを封入し、継手内部の転動面や摺動面の潤滑を行うようにしている。これによって、等速自在継手の耐久性を確保している。
【００１５】
すなわち、等速自在継手に用いられるグリースは、それ自体の粘性や付着性で転動面や摺動面へ介入し潤滑している。このため、等速自在継手に用いられるグリースは前記のような使用状態で性能を発揮するように、増ちょう剤や添加剤の配合を工夫したものが提案されている（特許文献１及び特許文献２等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００６−１９９７６１号公報
【特許文献２】特開２００６−２８３８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
従来の等速自在継手では、ボールの転動面やケージの摺動面へグリースが介入することで潤滑をしている。このため、高速回転などボールの転動速度やケージに摺動速度が速い条件ではグリースの油膜切れなど潤滑性能の低下が懸念される。
【００１８】
グリースは一般的にボールとトラック溝の接触点近傍やケージと内側継手部材や外側継手部材の摺動面が潤滑できるように等速自在継手内とブーツ内の空間容積２０％〜８０％程度を満たす量を封入している。しかしながら、運転中に等速自在継手の潤滑に寄与しているグリースは主に等速自在継手内部に存在するグリースで、ブーツ内のグリースは直接的に潤滑に寄与しない。
【００１９】
また、従来構造において、面圧、滑り速度や温度など厳しい使用条件下で使用された場合、潤滑面近傍のグリースが部分的に劣化し潤滑性能が低下するおそれがある。さらに、等速自在継手は運転中に内部摩擦により転動面や摺動面より発熱をする。しかしながら、グリースは熱伝導率が低くまた循環しないため、グリースによる放熱効果はあまり期待できない。つまり、転動面や摺動面の局所的発熱を、グリースを介して放熱することができなかった。
【００２０】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、転動面及び摺動面の潤滑状態を長期にわたって安定して維持でき、しかも、潤滑剤の循環によって転動面や摺動面を有効に冷却することが可能な等速自在継手を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の等速自在継手は、外側継手部材と、内側継手部材と、トルク伝達部材とを備え、前記外側継手部材の外径面が円筒状のハウジングに内嵌状となる等速自在継手であって、前記外側継手部材の外径面とハウジングの内径面との間に、継手内部に充填される潤滑剤を継手回転にて循環させるポンプ構造体を配置したものである。
【００２２】
本発明の等速自在継手によれば、継手回転状態においてポンプ構造体にて継手内部を潤滑剤が循環する。このため、転動面や摺動面の潤滑状態の向上を図ることができ、潤滑面近傍の潤滑剤に部分的劣化を防止できる。また、循環することにより、転動面や摺動面を冷却することができる。
【００２３】
継手開口部がブーツにて塞がれている等速自在継手であって、前記ポンプ構造体は、ブーツ内部と、外側継手部材の外径面とハウジングの内径面との間の隙間、外側継手部材のカップ部奥部とを潤滑剤が循環する循環経路を形成するようにできる。ところで、従来の等速自在継手では、ブーツ内の潤滑剤を強制的に継手内部に供給することができず、ブーツ内の潤滑剤を継手内部の潤滑に直接、寄与することが困難であった。これに対して、前記のような循環経路を形成することによって、ブーツ内の潤滑剤を継手内部に供給することができ、ブーツ内の潤滑剤を継手内部の潤滑に寄与させることができる。特に、外側継手部材には、その外径面からカップ部内部に開口する潤滑剤流通孔が少なくとも１つ設けられることによって、外側継手部材の外径側と、外側継手部材のカップ部奥側との間の循環を行うことができる。
【００２４】
前記内側継手部材にはシャフトが嵌入固定され、前記ブーツは、ハウジングに外嵌固定される大径部と、内側継手部材に嵌入固定されたシャフトに軸受を介して外嵌固定される小径部と、大径部と小径部とを連結する蛇腹部とからなり、ブーツ内部の大径部側におけるポンプ構造体近傍に、潤滑剤溜りを設けるようにできる。このように設定することによって、ポンプ構造体へ安定して潤滑剤を供給することができ、循環機能が安定する。
【００２５】
鉄よりも熱伝導が高い放熱性材料で構成されたハウジングに、外側継手部材の外径面が内嵌状となるのが好ましい。このように設定することによって、外側継手部材の外径面とハウジングの内径面との間を通過する潤滑剤への冷却性能を高めることができる。
【００２６】
ポンプ構造体を、筒部とこの筒部の外径面に形成される羽部とを有する軸流ファン構造体にて構成することができる。このように構成することによって、ポンプ構造体の簡略化を図ることができる。
【００２７】
前記ポンプ構造体を外側継手部材とは別部材にて構成し、嵌合手段または固着手段にてポンプ構造体と外側継手部材とを一体化したものであってもよい。また、前記ポンプ構造体を樹脂製とすることができる。
【００２８】
トルク伝達部材にボールを用いたものであっても、内側継手部材に、トリポード部材を用いたものであってもよい。前記潤滑剤を、グリースよりも流動性及び介入性の高い潤滑剤とするのが好ましい。
【００２９】
ドライブシャフトのホイール側の等速自在継手であって、ナックルの一部が前記ハウジングを構成するものであっても、ドライブシャフトのホイール側の等速自在継手であって、ハブ軸受外輪の一部が前記ハウジングを構成するものであってもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の等速自在継手では、転動面や摺動面の潤滑状態の向上を図ることができて、十分な潤滑油膜厚さの確保、及び転動面や摺動面で発生する微細摩耗粉の排出等が可能となって、継手寿命を伸ばすことができる。しかも、潤滑面近傍の潤滑剤に部分的劣化を防止でき、潤滑剤としての潤滑機能の低下を防止できる。さらに、転動面や摺動面の効果的な冷却を図ることができ、等速自在継手と潤滑剤の寿命の向上を図ることが可能となる。
【００３１】
前記した循環経路を形成するものでは、ブーツ内の潤滑剤を継手内部の潤滑に寄与させることができて効果的な潤滑が可能となる。
【００３２】
複数個の潤滑剤流通孔を設けたものでは、効率的な循環が可能となり、また、ブーツ内部の大径部側におけるポンプ構造体近傍に、潤滑剤溜りを設けることによって、循環機能が安定し、継手寿命を大きく伸ばすことができる。
【００３３】
鉄よりも熱伝導が高い放熱性材料で構成されたハウジングに、外側継手部材の外径面が内嵌状となることによって、外側継手部材の外径面とハウジングの内径面との間を通過する潤滑剤への冷却性能を高めることができ、継手の耐久性の向上を図ることができる。
【００３４】
ポンプ構造体を、軸流ファン構造体にて構成することによって、ポンプ構造体の簡略化を図ることができ、軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【００３５】
前記ポンプ構造体を外側継手部材とは別部材にて構成したものでは、外側継手部材等において既存のものを用いることができ、生産性およびコスト面で不利となるのを防止できる。しかも、ポンプ構造体と外側継手部材との一体化は、嵌合手段であっても固着手段であってもよく、種々の固定手段を用いることができ、組立性に優れる。また、ポンプ構造体を樹脂製とすることによって、軽量化を図ることができる。
【００３６】
トルク伝達部材にボールを用いたものであっても、内側継手部材にトリポード部材を用いたものであってもよく、種々のタイプの等速自在継手に対応でき、また、潤滑剤を、グリースよりも流動性及び介入性の良い潤滑剤を用いることによって、より高い潤滑性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態を示す等速自在継手の縦断面図である。
【図２】前記図１の等速自在継手に用いられるポンプ構造体を示し、（ａ）は第１のポンプ構造体の斜視図であり、（ｂ）は第２のポンプ構造体の斜視図である。
【図３】ドライブシャフトの断面図である。
【図４】従来の固定式等速自在継手の縦断面である。
【図５】従来の摺動式等速自在継手の横断面図である。
【図６】従来の摺動式等速自在継手の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００３９】
図１に本発明に係る等速自在継手を示し、この等速自在継手は、アンダーカットフリー型の固定式等速自在継手であって、内径面８１にトラック溝８２が形成された外側継手部材８３と、外径面８４にトラック溝８５が形成された内側継手部材８６と、外側継手部材８３のトラック溝８２と内側継手部材８６のトラック溝８５との間に介在されるトルク伝達部材としてのトルク伝達ボール８７と、このボール８７を収容するポケット８８を有するとともに外側継手部材８３と内側継手部材８６との間に介装されるケージ８９とを備える。
【００４０】
また、外側継手部材８３は、内径面８１にトラック溝８２が形成されたカップ部９０と、カップ部９０の底壁９０ａから突設されるステム部９１とからなる。内側継手部材８６の軸心孔には、雌スプライン９２が形成され、内側継手部材８６の軸心孔にシャフト９３の端部が嵌入される。シャフト９３の端部９３ａには雄スプライン９４が形成され、シャフト９３の端部が内側継手部材８６の軸心孔に嵌入された際に、雌スプライン９２と雄スプライン９４とが嵌合する。なお、雄スプライン９４の端部には周方向溝９６が形成され、この周方向溝９６の止め輪９７が嵌着されている。これによって、シャフト９３の抜け止めが構成される。
【００４１】
外側継手部材８３のカップ部９０は、開口側の大径部９０ｂと、ステム部側の小径部９０ｃと、小径部９０ｃと大径部９０ｂとの間に配設される中径部９０ｄとを有する。また、大径部９０ｂの外径面、中径部９０ｄの外径面、及び小径部９０ｃの外径面はそれぞれ円筒面とされる。なお、中径部９０ｄと小径部９０ｃとで、前記底壁９０ａを構成する。外側継手部材８３のステム部９１は雄スプライン部９１ａと端部雄ねじ部９１ｂとを有する。
【００４２】
この場合、この等速自在継手はハブ輪１００に連結される。ハブ輪１００は、筒部１１３とフランジ部１１４とからなり、フランジ部１１４には取り付け用のボルト９９が装着されている。そして、筒部１１３の孔部１０１の内径面には、雌スプライン１０１ａが形成され、この雌スプライン１０１ａにステム部９１の雄スプライン部９１ａが噛合する。そして、ハブ輪１００の孔部１０１から突出した端部雄ねじ部９１ｂにナット部材１０２が螺着される。
【００４３】
そして、この等速自在継手とハブ輪１００は、軸受構造部（ハブ輪軸受）１０３を介して、懸架装置を構成するナックル１０５に装着される。この場合の軸受構造部１０３は、一対の内輪１０６ａ、１０６ｂと、１つの外輪１０７と、内輪１０６ａ、１０６ｂと外輪１０７との間に介在される転動体１０８とを備える。
【００４４】
各内輪１０６ａ、１０６ｂは、それぞれ、外径面に前記転動体１０８が転動する転動面１１１ａ、１１１ｂを有し、外輪１０７は、内径面に前記転動体１０８が転動する転動面１１２ａ、１１２ｂを有する。この場合、ハブ輪１００の筒部１１３の外周面には周方向切欠部１１３ａが設けられる。この周方向切欠部１１３ａに内輪１０６ａ、１０６ｂが嵌合状となる。
【００４５】
すなわち、内輪１０６ａはその肉厚部側の端面１１５ａが、周方向切欠部１１３ａの切欠端面１１６に当接し、内輪１０６ｂはその肉厚部側の端面１１５ｂが等速自在継手の外側継手部材８３のカップ部９０の底壁９０ａのバックフェース１１７に当接する。この際、そして内輪１０６ａの薄肉部側の端面１１８ａと内輪１０６ｂの薄肉部側の端面１１８ｂとが当接する。
【００４６】
また、ナックル１０５の内径面は、軸受構造部１０３の外輪１０７が嵌合する小径部１２０と、外側継手部材８３のカップ部が遊嵌状に嵌合する大径部１２１とを備える。この大径部１２１を形成することによって、外側継手部材８３の外径面、つまりカップ部９０の外径面が内嵌状となる円筒状のハウジング１２５を構成することになる。
【００４７】
また、ナックル１０５の小径部１２０の反大径部側には内鍔部１２６が設けられるとともに、小径部１２０の大径部１２１側にはストッパ１２７が装着される。このため、軸受構造部１０３の外輪１０７が、内鍔部１２６とストッパ１２７との間で挟持される。なお、この軸受構造部１０３においては、軸方向両端部にシール部材１３０ａ、１３０ｂが装着されている。なお、大径部１２１の小径部側においては、密封装置（オイルシール）１３５が装着されている
【００４８】
この等速自在継手の開口部はブーツ１４０によって塞がれている。ブーツ１４０は、大径部１４０ａと、小径部１４０ｂと、大径部１４０ａと小径部１４０ｂとを連結する蛇腹部１４０ｃとからなる。この場合、ハウジング１２５の開口部外径面に形成されるブーツ装着部１２５ａに大径部１４０ａが外嵌され、この大径部１４０ａの外径面に形成されている周方向嵌合溝にブーツバンド１４１が装着される。そして、このブーツバンド１４１を締め付けることによって、ブーツ１４０の大径部１４０ａがハウジング１２５に固着される。
【００４９】
また、小径部１４０ｂは、シャフト９３の装着部９３ｂに外嵌固定された軸受１４２に装着される。すなわち、軸受１４２は、外周面に転動面を有する内輪１４２ａと、内周面に転動面を有する外輪１４２ｂと、内輪１４２ａの転動面と外輪１４２ｂの転動面とに嵌合する転動体（ボール）１４２ｃと、ボール１４２ｃを保持する保持器（ケージ）１４２ｄとを備える。また、軸方向両開口部はシール部材１４３、１４３にて密封されている。
【００５０】
この場合、シャフト９３の装着部９３ｂには、周方向嵌合溝部が設けられ、この周方向嵌合溝部に軸受１４２の内輪１４２ａが嵌合される、なお、この周方向嵌合溝部の等速自在継手側に止め輪１４４が嵌着され等速自在継手側の軸受１４２の外れを規制している。
【００５１】
ブーツ１４０の小径部１４０ｂがこの軸受１４２に外嵌され、この小径部１４０ｂの外径面に形成されている周方向嵌合溝にブーツバンド１４１が装着される。そして、このブーツバンド１４１を締め付けることによって、ブーツ１４０の小径部１４０ｂが軸受１２５、ひいてはシャフト９３の装着部９３ｂに固着される。
【００５２】
そして、本発明では、ハウジング１２５の内径面と、外側継手部材８３のカップ部９０の大径部９０ｂの外径面との間に、継手内部に充填される潤滑剤を継手回転にて継手内部を循環させるポンプ構造体１５０を配置している。
【００５３】
なお、この場合のハウジング１２５としては、ナックル１０５と別部材にて構成し、このハウジング１２５をアルミニウム等の放熱性の良い金属にて構成して、ナックル１０５に溶接等の固着手段を介して固着するようにしてもよい。
【００５４】
ポンプ構造体１５０は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、筒部１５１とこの筒部１５１の外径面に形成される羽部１５２とを有する軸流ファン構造体にて構成することができる。図２（ａ）では、羽部１５２が、筒部１５１の外径面に周方向に沿って所定ピッチで配設される複数の突起板１５２ａで構成される。この突起板１５２ａは円弧形状体であって、筒部１５１の軸心に対して所定角度で傾斜している。また、図２（ｂ）では、羽部１５２が、筒部１５１の外径面に螺旋状に配設される複数の突条部１５２ｂからなる。つまり、図２（ａ）ではプロペラ型の軸流ポンプであり、図２（ｂ）では螺旋型の軸流ポンプである。
【００５５】
このようなポンプ構造体１５０が、外側継手部材８３のカップ部９０の大径部９０ｂに圧入されて、外側継手部材８３と一体化されている。この場合、例えば、ナイロン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂にて構成される。また、このポンプ構造体１５０は、ハウジング１２５の内径面とは非接触状態が維持される。すなわち、ポンプ構造体１５０の外径部とハウジング１２５の内径面との間に隙間が形成される。この隙間は、潤滑剤を送り込む能力に影響し、効率的に送るにはこの隙間を小さくすればよいが、ハウジング１２５に対する等速自在継手の外側継手部材９３の振れ精度によって決まる。
【００５６】
なお、ポンプ構造体１５０を外側継手部材８３のカップ部９０の大径部９０ｂに接着剤を介して接着するものであってもよい。また、ポンプ構造体１５０をこのような樹脂にて構成することなく、金属製であってもよい。このため、ポンプ構造体１５０とカップ部９０の大径部９０ｂとは、ポンプ構造体１５０の材質等によるが、圧入のみであっても、圧入に加え溶接や接着等の接合手段を用いても、圧入せずに溶接や接着等の接合手段のみであってもよい。
【００５７】
外側継手部材８３のカップ部９０には、図１に示すように、その外径面からカップ部内部に開口する潤滑剤流通孔１５５が設けられている。すなわち、潤滑剤流通孔１５５は、ポンプ構造体１５０と密封装置１３５との間、つまり、カップ部９０の中径部９０ｄにおけるテーパ部９０ｅ（大径部９０ｂと中径部９０ｄとの間）側に設けられる。この場合、潤滑剤流通孔１５５は、少なくとも１個設ければよいが、周方向に沿って複数個設けることができる。
【００５８】
また、この等速自在継手では、継手内部およびブーツ内部に潤滑剤が封入される。潤滑剤としては、潤滑油、グリースなどが挙げられる。潤滑油としては、パラフィン系やナフテン系の鉱油、エステル系合成油、エーテル系合成油、炭化水素系合成油、ＧＴＬ基油、フッ素油、シリコーン油等が挙げられる。これらは単独でも混合油としても使用できる。
【００５９】
グリースは、基油に増ちょう剤を加えたものであり、基油としては上述の潤滑油を挙げることができる。増ちょう剤としては、リチウム石けん、リチウムコンプレックス石けん、カルシウム石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウム石けん、アルミニウムコンプレックス石けん等の石けん類、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア系化合物が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００６０】
なお、潤滑剤としては、グリースよりも流動性および介入性に優れたものを選択するのが好ましい。
【００６１】
このように、前記のように構成された等速自在継手では、軸受構造部はサスペンション部品のナックル１０５に固定されている。外側継手部材８３は、ハブ輪１００と一体化されており、軸受構造部１０３の内輪１０６ａ，１０６ｂ及びハブ輪１００とともにナックル１０５に対し回転する。これに対して、ブーツ１４０は、固定側のハウジング１２５と、シャフト９３に装着される軸受１４２とに固定されるので、前記回転に対して回転しない。
【００６２】
このように構成された等速自在継手では、この等速自在継手の回転や転舵による屈曲により、継手内部やブーツ内部に封入された潤滑剤は大径部１４０ａ側の潤滑剤溜りＡ（周方向全周にわたって形成される溜り）に集まる。その潤滑剤は回転するポンプ構造体１５０に巻き込まれ、潤滑剤溜りＡからハブ軸受側潤滑剤溜りＢに送り出される。
【００６３】
そして、このハブ軸受側潤滑剤溜りＢ内が満杯になれば、この潤滑剤溜りＢ内の圧力が上昇し、潤滑剤流通孔１５５を介して継手内部の潤滑剤溜りＣに潤滑剤が溜まる。この潤滑剤溜りＣが満杯になれば、潤滑剤溜りＣ内の圧力が上昇する。これによって、ボール８７とトラック溝８２，８５の接触点近傍やケージ８９と内側継手部材８６や外側継手部材の摺動面に強制的に供給され、これらを潤滑する。その後、潤滑剤は継手開口部からブーツ内部へ排出される。このように、潤滑剤は、ブーツ内部と継手内部とを循環することになる。
【００６４】
ところで、ポンプ構造体１５０は、その羽部の向き等によって、吸引する方向を相違させることができる。このため、この等速自在継手を自動車用に適用する場合、主に使われる前進回転でブーツ内部からこのポンプ構造体１５０を介して継手内部へ潤滑剤が循環するように設定するのが好ましい。
【００６５】
本発明の等速自在継手では、継手回転状態においてポンプ構造体１５０にて継手内部を潤滑剤が循環する。このため、転動面や摺動面の潤滑状態の向上を図ることができて、十分な潤滑油膜厚さの確保、及び転動面や摺動面で発生する微細摩耗粉の排出等が可能となって、継手寿命を伸ばすことができる。しかも、潤滑面近傍の潤滑剤に部分的劣化を防止でき、潤滑剤としての潤滑機能の低下を防止できる。さらに、転動面や摺動面の効果的な冷却を図ることができ、等速自在継手と潤滑剤の寿命の向上を図ることが可能となる。
【００６６】
ポンプ構造体１５０では、継手回転によって、ブーツ内部と、外側継手部材８３の外径面とハウジング１２５の内径面との間の隙間、外側継手部材８３のカップ部奥部とを潤滑剤が循環する循環経路を形成することになる。このため、ブーツ内の潤滑剤を継手内部の潤滑に寄与させることができて効果的な潤滑が可能となる。
【００６７】
複数個の潤滑剤流通孔１５５を設けたものでは、効率的な循環が可能となり、また、ブーツ内部の大径部側におけるポンプ構造体近傍に、潤滑剤溜りＡを設けることによって、循環機能が安定し、継手寿命を大きく伸ばすことができる。
【００６８】
この実施形態では、鉄よりも熱伝導が高い放熱性材料で構成されたハウジング１２５に、外側継手部材８３の外径面が内嵌状となる。このため、外側継手部材８３の外径面とハウジング１２５の内径面との間を通過する潤滑剤への冷却性能を高めることができ、継手の耐久性の向上を図ることができる。なお、冷却性を考慮すれば、ハウジング１２５に放熱用のフィンを設けるようにしてもよい。
【００６９】
ポンプ構造体１５０を、軸流ファン構造体にて構成することによって、ポンプ構造体１５０の簡略化を図ることができ、軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【００７０】
前記ポンプ構造体１５０を外側継手部材８３とは別部材にて構成しているので、外側継手部材８３等において既存のものを用いることができ、生産性およびコスト面で不利となるのを防止できる。しかも、ポンプ構造体１５０と外側継手部材８３との一体化は、嵌合手段であっても固着手段であってもよく、種々の固定手段を用いることができ、組立性に優れる。また、ポンプ構造体を樹脂製とすることによって、軽量化を図ることができる。潤滑剤を、グリースよりも流動性及び介入性の良い潤滑剤を用いることによって、より高い潤滑性を確保できる。
【００７１】
前記実施形態では、固定式等速自在継手にポンプ構造体１５０を配置して、潤滑剤をブーツ内部と継手内部との間を循環させるものであったが、図５と図６等に示すような摺動式等速自在継手において、前記ポンプ構造体を配置するようにしてもよい。このように、摺動式等速自在継手にポンプ構造体を配置すれば、この摺動式等速自在継手も、「転動面や摺動面の潤滑状態の向上を図ることができ、十分な潤滑油膜厚さの確保、及び転動面や摺動面で発生する微細摩耗粉の排出等が可能で、継手寿命を伸ばすことができる。」等の作用効果を奏する。
【００７２】
また、前記実施形態では、ナックル１０５にハウジング１２５を設けたものであるが、このようなナックル１０５に設けることなく、軸受構造部１０３の外輪（ハブ軸受外輪）１０７の一部にハウジング１２５を設けたものであってもよい。
【００７３】
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、前記実施形態では、固定式等速自在継手として、トラック溝の溝底が円弧部とストレート部を有するアンダーカットフリー型の固定式等速自在継手であったが、トラック溝の溝底が円弧部からなるバーフィールド型の固定式等速自在継手であってもよい。摺動式等速自在継手として、トリポード型、ダブルオフセット型、クロスグルーブ型等の摺動式等速自在継手であってもよい。
【００７４】
ところで、図１に示す実施形態は、自動車の車輪を支持する車輪用軸受装置を示しており、懸架装置を構成するナックルと、車輪を取り付けるハブとの間に配設される。このような車輪用軸受装置は、複列の軌道面を有する軸受からなる車輪用軸受を嵌合させた「第一世代」と称される構造や、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された「第二世代」構造、また、ハブの外周に一方の内側軌道面が直接形成されてなるハブ輪を有する「第三世代」構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側軌道面が直接形成された「第四世代」構造とに大別される。このため、本発明では、車輪用軸受装置として、第一世代、第二世代、第三世代、または第四世代であってもよい。
【００７５】
また、ポンプ構造体１５０としては、図２（ａ）（ｂ）に示すものに限るものではなく、図２（ａ）における突起板（羽）１５２ａの数や軸心に対する傾斜角度、図２（ｂ）における突条部１５２ｂの数や螺旋角度等は任意に設定できる。なお、等速自在継手の回転方向は必ずしも一定ではないので、前記したように、主に使われる回転方向で、前記した方向（つまり、Ａ→Ｂ→Ｃのような方向）に沿って循環するように設計するのが好ましいが、勿論これに限るものではない。
【符号の説明】
【００７６】
８３ 外側継手部材
８６ 内側継手部材
８７ トルク伝達ボール
１０３ 軸受構造部
１０５ ナックル
１２５ ハウジング
１４０ ブーツ
１４０ａ（ブーツ）大径部
１４０ｂ（ブーツ）小径部
１４０ｃ（ブーツ）蛇腹部
１５０ ポンプ構造体
１５１ 筒部
１５２ 羽部
１５５ 潤滑剤流通孔
Ａ 潤滑剤溜り
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業機械に用いられる動力伝達装置である等速自在継手に関し、特に、継手開口部を密封するブーツが装着される等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３に一般的なドライブシャフトを示す。このドライブシャフトは、シャフト（中間シャフト）１と、シャフト１の一端部に連結される固定式等速自在継手２と、シャフト１の他端部に連結される摺動式等速自在継手３とを備える。
【０００３】
固定式等速自在継手２は、図４に示すように、内径面１１に複数のトラック溝１２を形成した外側継手部材１３と、外径面１４に複数のトラック溝１５を形成した内側継手部材１６と、外側継手部材１３のトラック溝１２と内側継手部材１６のトラック溝１５とで協働して形成されるボールトラックに配された複数のボール１７と、ボール１７を収容するためのポケット１８を有するケージ１９とで主要部が構成されている。
【０００４】
また、外側継手部材１３は、内径面１１にトラック溝１２が形成されたカップ部（マウス部）２０と、カップ部２０の底壁２０ａから突設されるステム部２１とからなる。内側継手部材１６の軸心孔には、雌スプライン２２が形成され、内側継手部材１６の軸心孔にシャフト１の端部１ａが嵌入される。シャフト１の端部１ａには雄スプライン２４が形成され、シャフト１の端部が内側継手部材１６の軸心孔に嵌入された際に、雌スプライン２２と雄スプライン２４とが嵌合する。
【０００５】
シャフト１の雌スプライン２２の端部には周方向凹溝２５が形成され、この周方向凹溝２５に止め輪２６が装着されている。このように、止め輪２６が装着されることにより、シャフト１の抜け止めが構成される。
【０００６】
外側継手部材１３の開口部がブーツ３０にて塞がれている。ブーツ３０は、大径部３０ａと、小径部３０ｂと、大径部３０ａと小径部３０ｂとを連結する蛇腹部３０ｃとを備える。そして、ブーツ３０の大径部３０ａが、外側継手部材１３の開口部に外嵌された状態でブーツバンド３５が締め付けられて、外側継手部材１３に固定される。また、ブーツ３０の小径部３０ｂは、シャフト１のブーツ装着部３６に外嵌された状態でブーツバンド３５が締め付けられて、シャフト１に固定される。
【０００７】
摺動式等速自在継手３は、図５と図６に示すように、外側継手部材４１と、内側継手部材としてのトリポード部材４２と、トルク伝達部材（ローラ部材）４３とを備える。
【０００８】
外側継手部材４１は一端にて開口したカップ状のカップ部４４と、カップ部４４の底壁４４aから突設される軸部４５とを備える。このカップ部４４の内周面には、軸方向に延びる３本のトラック溝４６が形成される。各トラック溝４６の円周方向で向き合った側壁にローラ案内面（ローラ摺接面）４７ａ、４７ａが形成される。
【０００９】
トリポード部材４２はボス４８と脚軸４９とを備える。脚軸４９はボス４８の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。ボス４８の軸心孔にシャフト１の端部１ｂが嵌入される。図３に示すように、シャフト１の端部１ｂには雄スプライン７４が形成され、シャフト１の端部がトリポード部材４２のボス４８の軸心孔に嵌入された際に、雌スプライン５１と雄スプライン７４とが嵌合する。
【００１０】
ところで、外側継手部材４１のカップ部４４の内径面は、円周方向に交互に現れる小内径部４７ｂと大内径部４７ｃをローラ案内面４７ａで接続した３弁の花冠状を呈している。すなわち、外側継手部材４１は、円周方向に向き合ったローラ案内面４７ａと両ローラ案内面４７ａ，４７ａ間に設けられた大内径部４７ｃからなるトラック溝４６が内周の三箇所に形成されるものである。
【００１１】
この場合、各脚軸４９は、円筒形外周面５４と、軸端付近に形成された環状の輪溝５６を備えている。脚軸４９の外周に複数の針状ころ６２を介して回転自在にローラ６０が外嵌している。脚軸４９の円筒形外周面５４は針状ころ６２の内側軌道面を提供する。ローラ６０の内周面は円筒形で、針状ころ６２の外側軌道面を提供する。すなわち、脚軸４９の円筒状の外周面に複数の針状ころを介して回転可能に外嵌したローラからなるいわゆるシングローラタイプである。
【００１２】
針状ころ６２は脚軸４９の半径方向で見た外側の端面にてアウタ・ワッシャ６４と接し、反対側の端面にてインナ・ワッシャ６８と接している。アウタ・ワッシャ６４は輪溝５６に装着されたサークリップ６６によって軸方向移動を規制されているため、結局、針状ころ６２も軸方向移動を規制される。なお、ローラ部材として、内側ローラと外側ローラとを備えたいわゆるダブルローラタイプであるものもある。
【００１３】
外側継手部材４１の開口部がブーツ７０にて塞がれている。ブーツ７０は、大径部７０ａと、小径部７０ｂと、大径部７０ａと小径部７０ｂとを連結する蛇腹部７０ｃとを備える。そして、ブーツ７０の大径部７０ａが、外側継手部材４１の開口部に外嵌された状態でブーツバンド７５が締め付けられて、外側継手部材４１に固定される。また、ブーツ７０の小径部７０ｂは、シャフト１のブーツ装着部７６に外嵌された状態でブーツバンド７５が締め付けられて、シャフト１に固定される。
【００１４】
等速自在継手（固定式等速自在継手）は、作動角を取り回転しながらトルク伝達を行うと、ボール１７は荷重を受けながら外側継手部材１３のトラック溝１２と内側継手部材１６のトラック溝１５とを転動する。また、ケージ１９は、外側継手部材１３の内径面１１と内側継手部材１６の外径面１４間に保持されて滑り運動をする。そして、外側継手部材１３の開口部を塞ぐブーツ内空間と継手内部には潤滑剤としてのグリースを封入し、継手内部の転動面や摺動面の潤滑を行うようにしている。これによって、等速自在継手の耐久性を確保している。
【００１５】
すなわち、等速自在継手に用いられるグリースは、それ自体の粘性や付着性で転動面や摺動面へ介入し潤滑している。このため、等速自在継手に用いられるグリースは前記のような使用状態で性能を発揮するように、増ちょう剤や添加剤の配合を工夫したものが提案されている（特許文献１及び特許文献２等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００６−１９９７６１号公報
【特許文献２】特開２００６−２８３８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
従来の等速自在継手では、ボールの転動面やケージの摺動面へグリースが介入することで潤滑をしている。このため、高速回転などボールの転動速度やケージに摺動速度が速い条件ではグリースの油膜切れなど潤滑性能の低下が懸念される。
【００１８】
グリースは一般的にボールとトラック溝の接触点近傍やケージと内側継手部材や外側継手部材の摺動面が潤滑できるように等速自在継手内とブーツ内の空間容積２０％〜８０％程度を満たす量を封入している。しかしながら、運転中に等速自在継手の潤滑に寄与しているグリースは主に等速自在継手内部に存在するグリースで、ブーツ内のグリースは直接的に潤滑に寄与しない。
【００１９】
また、従来構造において、面圧、滑り速度や温度など厳しい使用条件下で使用された場合、潤滑面近傍のグリースが部分的に劣化し潤滑性能が低下するおそれがある。さらに、等速自在継手は運転中に内部摩擦により転動面や摺動面より発熱をする。しかしながら、グリースは熱伝導率が低くまた循環しないため、グリースによる放熱効果はあまり期待できない。つまり、転動面や摺動面の局所的発熱を、グリースを介して放熱することができなかった。
【００２０】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、転動面及び摺動面の潤滑状態を長期にわたって安定して維持でき、しかも、潤滑剤の循環によって転動面や摺動面を有効に冷却することが可能な等速自在継手を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の等速自在継手は、外側継手部材と、内側継手部材と、トルク伝達部材とを備え、前記外側継手部材の外径面が円筒状のハウジングに内嵌状となる等速自在継手であって、前記外側継手部材の外径面とハウジングの内径面との間に、継手内部に充填される潤滑剤を継手回転にて循環させるポンプ構造体を配置したものである。
【００２２】
本発明の等速自在継手によれば、継手回転状態においてポンプ構造体にて継手内部を潤滑剤が循環する。このため、転動面や摺動面の潤滑状態の向上を図ることができ、潤滑面近傍の潤滑剤に部分的劣化を防止できる。また、循環することにより、転動面や摺動面を冷却することができる。
【００２３】
継手開口部がブーツにて塞がれている等速自在継手であって、前記ポンプ構造体は、ブーツ内部と、外側継手部材の外径面とハウジングの内径面との間の隙間、外側継手部材のカップ部奥部とを潤滑剤が循環する循環経路を形成するようにできる。ところで、従来の等速自在継手では、ブーツ内の潤滑剤を強制的に継手内部に供給することができず、ブーツ内の潤滑剤を継手内部の潤滑に直接、寄与することが困難であった。これに対して、前記のような循環経路を形成することによって、ブーツ内の潤滑剤を継手内部に供給することができ、ブーツ内の潤滑剤を継手内部の潤滑に寄与させることができる。特に、外側継手部材には、その外径面からカップ部内部に開口する潤滑剤流通孔が少なくとも１つ設けられることによって、外側継手部材の外径側と、外側継手部材のカップ部奥側との間の循環を行うことができる。
【００２４】
前記内側継手部材にはシャフトが嵌入固定され、前記ブーツは、ハウジングに外嵌固定される大径部と、内側継手部材に嵌入固定されたシャフトに軸受を介して外嵌固定される小径部と、大径部と小径部とを連結する蛇腹部とからなり、ブーツ内部の大径部側におけるポンプ構造体近傍に、潤滑剤溜りを設けるようにできる。このように設定することによって、ポンプ構造体へ安定して潤滑剤を供給することができ、循環機能が安定する。
【００２５】
鉄よりも熱伝導が高い放熱性材料で構成されたハウジングに、外側継手部材の外径面が内嵌状となるのが好ましい。このように設定することによって、外側継手部材の外径面とハウジングの内径面との間を通過する潤滑剤への冷却性能を高めることができる。
【００２６】
ポンプ構造体を、筒部とこの筒部の外径面に形成される羽部とを有する軸流ファン構造体にて構成することができる。このように構成することによって、ポンプ構造体の簡略化を図ることができる。
【００２７】
前記ポンプ構造体を外側継手部材とは別部材にて構成し、嵌合手段または固着手段にてポンプ構造体と外側継手部材とを一体化したものであってもよい。また、前記ポンプ構造体を樹脂製とすることができる。
【００２８】
トルク伝達部材にボールを用いたものであっても、内側継手部材に、トリポード部材を用いたものであってもよい。前記潤滑剤を、グリースよりも流動性及び介入性の高い潤滑剤とするのが好ましい。
【００２９】
ドライブシャフトのホイール側の等速自在継手であって、ナックルの一部が前記ハウジングを構成するものであっても、ドライブシャフトのホイール側の等速自在継手であって、ハブ軸受外輪の一部が前記ハウジングを構成するものであってもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の等速自在継手では、転動面や摺動面の潤滑状態の向上を図ることができて、十分な潤滑油膜厚さの確保、及び転動面や摺動面で発生する微細摩耗粉の排出等が可能となって、継手寿命を伸ばすことができる。しかも、潤滑面近傍の潤滑剤に部分的劣化を防止でき、潤滑剤としての潤滑機能の低下を防止できる。さらに、転動面や摺動面の効果的な冷却を図ることができ、等速自在継手と潤滑剤の寿命の向上を図ることが可能となる。
【００３１】
前記した循環経路を形成するものでは、ブーツ内の潤滑剤を継手内部の潤滑に寄与させることができて効果的な潤滑が可能となる。
【００３２】
複数個の潤滑剤流通孔を設けたものでは、効率的な循環が可能となり、また、ブーツ内部の大径部側におけるポンプ構造体近傍に、潤滑剤溜りを設けることによって、循環機能が安定し、継手寿命を大きく伸ばすことができる。
【００３３】
鉄よりも熱伝導が高い放熱性材料で構成されたハウジングに、外側継手部材の外径面が内嵌状となることによって、外側継手部材の外径面とハウジングの内径面との間を通過する潤滑剤への冷却性能を高めることができ、継手の耐久性の向上を図ることができる。
【００３４】
ポンプ構造体を、軸流ファン構造体にて構成することによって、ポンプ構造体の簡略化を図ることができ、軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【００３５】
前記ポンプ構造体を外側継手部材とは別部材にて構成したものでは、外側継手部材等において既存のものを用いることができ、生産性およびコスト面で不利となるのを防止できる。しかも、ポンプ構造体と外側継手部材との一体化は、嵌合手段であっても固着手段であってもよく、種々の固定手段を用いることができ、組立性に優れる。また、ポンプ構造体を樹脂製とすることによって、軽量化を図ることができる。
【００３６】
トルク伝達部材にボールを用いたものであっても、内側継手部材にトリポード部材を用いたものであってもよく、種々のタイプの等速自在継手に対応でき、また、潤滑剤を、グリースよりも流動性及び介入性の良い潤滑剤を用いることによって、より高い潤滑性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態を示す等速自在継手の縦断面図である。
【図２】前記図１の等速自在継手に用いられるポンプ構造体を示し、（ａ）は第１のポンプ構造体の斜視図であり、（ｂ）は第２のポンプ構造体の斜視図である。
【図３】ドライブシャフトの断面図である。
【図４】従来の固定式等速自在継手の縦断面である。
【図５】従来の摺動式等速自在継手の横断面図である。
【図６】従来の摺動式等速自在継手の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００３９】
図１に本発明に係る等速自在継手を示し、この等速自在継手は、アンダーカットフリー型の固定式等速自在継手であって、内径面８１にトラック溝８２が形成された外側継手部材８３と、外径面８４にトラック溝８５が形成された内側継手部材８６と、外側継手部材８３のトラック溝８２と内側継手部材８６のトラック溝８５との間に介在されるトルク伝達部材としてのトルク伝達ボール８７と、このボール８７を収容するポケット８８を有するとともに外側継手部材８３と内側継手部材８６との間に介装されるケージ８９とを備える。
【００４０】
また、外側継手部材８３は、内径面８１にトラック溝８２が形成されたカップ部９０と、カップ部９０の底壁９０ａから突設されるステム部９１とからなる。内側継手部材８６の軸心孔には、雌スプライン９２が形成され、内側継手部材８６の軸心孔にシャフト９３の端部が嵌入される。シャフト９３の端部９３ａには雄スプライン９４が形成され、シャフト９３の端部が内側継手部材８６の軸心孔に嵌入された際に、雌スプライン９２と雄スプライン９４とが嵌合する。なお、雄スプライン９４の端部には周方向溝９６が形成され、この周方向溝９６の止め輪９７が嵌着されている。これによって、シャフト９３の抜け止めが構成される。
【００４１】
外側継手部材８３のカップ部９０は、開口側の大径部９０ｂと、ステム部側の小径部９０ｃと、小径部９０ｃと大径部９０ｂとの間に配設される中径部９０ｄとを有する。また、大径部９０ｂの外径面、中径部９０ｄの外径面、及び小径部９０ｃの外径面はそれぞれ円筒面とされる。なお、中径部９０ｄと小径部９０ｃとで、前記底壁９０ａを構成する。外側継手部材８３のステム部９１は雄スプライン部９１ａと端部雄ねじ部９１ｂとを有する。
【００４２】
この場合、この等速自在継手はハブ輪１００に連結される。ハブ輪１００は、筒部１１３とフランジ部１１４とからなり、フランジ部１１４には取り付け用のボルト９９が装着されている。そして、筒部１１３の孔部１０１の内径面には、雌スプライン１０１ａが形成され、この雌スプライン１０１ａにステム部９１の雄スプライン部９１ａが噛合する。そして、ハブ輪１００の孔部１０１から突出した端部雄ねじ部９１ｂにナット部材１０２が螺着される。
【００４３】
そして、この等速自在継手とハブ輪１００は、軸受構造部（ハブ輪軸受）１０３を介して、懸架装置を構成するナックル１０５に装着される。この場合の軸受構造部１０３は、一対の内輪１０６ａ、１０６ｂと、１つの外輪１０７と、内輪１０６ａ、１０６ｂと外輪１０７との間に介在される転動体１０８とを備える。
【００４４】
各内輪１０６ａ、１０６ｂは、それぞれ、外径面に前記転動体１０８が転動する転動面１１１ａ、１１１ｂを有し、外輪１０７は、内径面に前記転動体１０８が転動する転動面１１２ａ、１１２ｂを有する。この場合、ハブ輪１００の筒部１１３の外周面には周方向切欠部１１３ａが設けられる。この周方向切欠部１１３ａに内輪１０６ａ、１０６ｂが嵌合状となる。
【００４５】
すなわち、内輪１０６ａはその肉厚部側の端面１１５ａが、周方向切欠部１１３ａの切欠端面１１６に当接し、内輪１０６ｂはその肉厚部側の端面１１５ｂが等速自在継手の外側継手部材８３のカップ部９０の底壁９０ａのバックフェース１１７に当接する。この際、そして内輪１０６ａの薄肉部側の端面１１８ａと内輪１０６ｂの薄肉部側の端面１１８ｂとが当接する。
【００４６】
また、ナックル１０５の内径面は、軸受構造部１０３の外輪１０７が嵌合する小径部１２０と、外側継手部材８３のカップ部が遊嵌状に嵌合する大径部１２１とを備える。この大径部１２１を形成することによって、外側継手部材８３の外径面、つまりカップ部９０の外径面が内嵌状となる円筒状のハウジング１２５を構成することになる。
【００４７】
また、ナックル１０５の小径部１２０の反大径部側には内鍔部１２６が設けられるとともに、小径部１２０の大径部１２１側にはストッパ１２７が装着される。このため、軸受構造部１０３の外輪１０７が、内鍔部１２６とストッパ１２７との間で挟持される。なお、この軸受構造部１０３においては、軸方向両端部にシール部材１３０ａ、１３０ｂが装着されている。なお、大径部１２１の小径部側においては、密封装置（オイルシール）１３５が装着されている
【００４８】
この等速自在継手の開口部はブーツ１４０によって塞がれている。ブーツ１４０は、大径部１４０ａと、小径部１４０ｂと、大径部１４０ａと小径部１４０ｂとを連結する蛇腹部１４０ｃとからなる。この場合、ハウジング１２５の開口部外径面に形成されるブーツ装着部１２５ａに大径部１４０ａが外嵌され、この大径部１４０ａの外径面に形成されている周方向嵌合溝にブーツバンド１４１が装着される。そして、このブーツバンド１４１を締め付けることによって、ブーツ１４０の大径部１４０ａがハウジング１２５に固着される。
【００４９】
また、小径部１４０ｂは、シャフト９３の装着部９３ｂに外嵌固定された軸受１４２に装着される。すなわち、軸受１４２は、外周面に転動面を有する内輪１４２ａと、内周面に転動面を有する外輪１４２ｂと、内輪１４２ａの転動面と外輪１４２ｂの転動面とに嵌合する転動体（ボール）１４２ｃと、ボール１４２ｃを保持する保持器（ケージ）１４２ｄとを備える。また、軸方向両開口部はシール部材１４３、１４３にて密封されている。
【００５０】
この場合、シャフト９３の装着部９３ｂには、周方向嵌合溝部が設けられ、この周方向嵌合溝部に軸受１４２の内輪１４２ａが嵌合される、なお、この周方向嵌合溝部の等速自在継手側に止め輪１４４が嵌着され等速自在継手側の軸受１４２の外れを規制している。
【００５１】
ブーツ１４０の小径部１４０ｂがこの軸受１４２に外嵌され、この小径部１４０ｂの外径面に形成されている周方向嵌合溝にブーツバンド１４１が装着される。そして、このブーツバンド１４１を締め付けることによって、ブーツ１４０の小径部１４０ｂが軸受１２５、ひいてはシャフト９３の装着部９３ｂに固着される。
【００５２】
そして、本発明では、ハウジング１２５の内径面と、外側継手部材８３のカップ部９０の大径部９０ｂの外径面との間に、継手内部に充填される潤滑剤を継手回転にて継手内部を循環させるポンプ構造体１５０を配置している。
【００５３】
なお、この場合のハウジング１２５としては、ナックル１０５と別部材にて構成し、このハウジング１２５をアルミニウム等の放熱性の良い金属にて構成して、ナックル１０５に溶接等の固着手段を介して固着するようにしてもよい。
【００５４】
ポンプ構造体１５０は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、筒部１５１とこの筒部１５１の外径面に形成される羽部１５２とを有する軸流ファン構造体にて構成することができる。図２（ａ）では、羽部１５２が、筒部１５１の外径面に周方向に沿って所定ピッチで配設される複数の突起板１５２ａで構成される。この突起板１５２ａは円弧形状体であって、筒部１５１の軸心に対して所定角度で傾斜している。また、図２（ｂ）では、羽部１５２が、筒部１５１の外径面に螺旋状に配設される複数の突条部１５２ｂからなる。つまり、図２（ａ）ではプロペラ型の軸流ポンプであり、図２（ｂ）では螺旋型の軸流ポンプである。
【００５５】
このようなポンプ構造体１５０が、外側継手部材８３のカップ部９０の大径部９０ｂに圧入されて、外側継手部材８３と一体化されている。この場合、例えば、ナイロン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂にて構成される。また、このポンプ構造体１５０は、ハウジング１２５の内径面とは非接触状態が維持される。すなわち、ポンプ構造体１５０の外径部とハウジング１２５の内径面との間に隙間が形成される。この隙間は、潤滑剤を送り込む能力に影響し、効率的に送るにはこの隙間を小さくすればよいが、ハウジング１２５に対する等速自在継手の外側継手部材９３の振れ精度によって決まる。
【００５６】
なお、ポンプ構造体１５０を外側継手部材８３のカップ部９０の大径部９０ｂに接着剤を介して接着するものであってもよい。また、ポンプ構造体１５０をこのような樹脂にて構成することなく、金属製であってもよい。このため、ポンプ構造体１５０とカップ部９０の大径部９０ｂとは、ポンプ構造体１５０の材質等によるが、圧入のみであっても、圧入に加え溶接や接着等の接合手段を用いても、圧入せずに溶接や接着等の接合手段のみであってもよい。
【００５７】
外側継手部材８３のカップ部９０には、図１に示すように、その外径面からカップ部内部に開口する潤滑剤流通孔１５５が設けられている。すなわち、潤滑剤流通孔１５５は、ポンプ構造体１５０と密封装置１３５との間、つまり、カップ部９０の中径部９０ｄにおけるテーパ部９０ｅ（大径部９０ｂと中径部９０ｄとの間）側に設けられる。この場合、潤滑剤流通孔１５５は、少なくとも１個設ければよいが、周方向に沿って複数個設けることができる。
【００５８】
また、この等速自在継手では、継手内部およびブーツ内部に潤滑剤が封入される。潤滑剤としては、潤滑油、グリースなどが挙げられる。潤滑油としては、パラフィン系やナフテン系の鉱油、エステル系合成油、エーテル系合成油、炭化水素系合成油、ＧＴＬ基油、フッ素油、シリコーン油等が挙げられる。これらは単独でも混合油としても使用できる。
【００５９】
グリースは、基油に増ちょう剤を加えたものであり、基油としては上述の潤滑油を挙げることができる。増ちょう剤としては、リチウム石けん、リチウムコンプレックス石けん、カルシウム石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウム石けん、アルミニウムコンプレックス石けん等の石けん類、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア系化合物が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００６０】
なお、潤滑剤としては、グリースよりも流動性および介入性に優れたものを選択するのが好ましい。
【００６１】
このように、前記のように構成された等速自在継手では、軸受構造部はサスペンション部品のナックル１０５に固定されている。外側継手部材８３は、ハブ輪１００と一体化されており、軸受構造部１０３の内輪１０６ａ，１０６ｂ及びハブ輪１００とともにナックル１０５に対し回転する。これに対して、ブーツ１４０は、固定側のハウジング１２５と、シャフト９３に装着される軸受１４２とに固定されるので、前記回転に対して回転しない。
【００６２】
このように構成された等速自在継手では、この等速自在継手の回転や転舵による屈曲により、継手内部やブーツ内部に封入された潤滑剤は大径部１４０ａ側の潤滑剤溜りＡ（周方向全周にわたって形成される溜り）に集まる。その潤滑剤は回転するポンプ構造体１５０に巻き込まれ、潤滑剤溜りＡからハブ軸受側潤滑剤溜りＢに送り出される。
【００６３】
そして、このハブ軸受側潤滑剤溜りＢ内が満杯になれば、この潤滑剤溜りＢ内の圧力が上昇し、潤滑剤流通孔１５５を介して継手内部の潤滑剤溜りＣに潤滑剤が溜まる。この潤滑剤溜りＣが満杯になれば、潤滑剤溜りＣ内の圧力が上昇する。これによって、ボール８７とトラック溝８２，８５の接触点近傍やケージ８９と内側継手部材８６や外側継手部材の摺動面に強制的に供給され、これらを潤滑する。その後、潤滑剤は継手開口部からブーツ内部へ排出される。このように、潤滑剤は、ブーツ内部と継手内部とを循環することになる。
【００６４】
ところで、ポンプ構造体１５０は、その羽部の向き等によって、吸引する方向を相違させることができる。このため、この等速自在継手を自動車用に適用する場合、主に使われる前進回転でブーツ内部からこのポンプ構造体１５０を介して継手内部へ潤滑剤が循環するように設定するのが好ましい。
【００６５】
本発明の等速自在継手では、継手回転状態においてポンプ構造体１５０にて継手内部を潤滑剤が循環する。このため、転動面や摺動面の潤滑状態の向上を図ることができて、十分な潤滑油膜厚さの確保、及び転動面や摺動面で発生する微細摩耗粉の排出等が可能となって、継手寿命を伸ばすことができる。しかも、潤滑面近傍の潤滑剤に部分的劣化を防止でき、潤滑剤としての潤滑機能の低下を防止できる。さらに、転動面や摺動面の効果的な冷却を図ることができ、等速自在継手と潤滑剤の寿命の向上を図ることが可能となる。
【００６６】
ポンプ構造体１５０では、継手回転によって、ブーツ内部と、外側継手部材８３の外径面とハウジング１２５の内径面との間の隙間、外側継手部材８３のカップ部奥部とを潤滑剤が循環する循環経路を形成することになる。このため、ブーツ内の潤滑剤を継手内部の潤滑に寄与させることができて効果的な潤滑が可能となる。
【００６７】
複数個の潤滑剤流通孔１５５を設けたものでは、効率的な循環が可能となり、また、ブーツ内部の大径部側におけるポンプ構造体近傍に、潤滑剤溜りＡを設けることによって、循環機能が安定し、継手寿命を大きく伸ばすことができる。
【００６８】
この実施形態では、鉄よりも熱伝導が高い放熱性材料で構成されたハウジング１２５に、外側継手部材８３の外径面が内嵌状となる。このため、外側継手部材８３の外径面とハウジング１２５の内径面との間を通過する潤滑剤への冷却性能を高めることができ、継手の耐久性の向上を図ることができる。なお、冷却性を考慮すれば、ハウジング１２５に放熱用のフィンを設けるようにしてもよい。
【００６９】
ポンプ構造体１５０を、軸流ファン構造体にて構成することによって、ポンプ構造体１５０の簡略化を図ることができ、軽量化及び低コスト化を図ることができる。
【００７０】
前記ポンプ構造体１５０を外側継手部材８３とは別部材にて構成しているので、外側継手部材８３等において既存のものを用いることができ、生産性およびコスト面で不利となるのを防止できる。しかも、ポンプ構造体１５０と外側継手部材８３との一体化は、嵌合手段であっても固着手段であってもよく、種々の固定手段を用いることができ、組立性に優れる。また、ポンプ構造体を樹脂製とすることによって、軽量化を図ることができる。潤滑剤を、グリースよりも流動性及び介入性の良い潤滑剤を用いることによって、より高い潤滑性を確保できる。
【００７１】
前記実施形態では、固定式等速自在継手にポンプ構造体１５０を配置して、潤滑剤をブーツ内部と継手内部との間を循環させるものであったが、図５と図６等に示すような摺動式等速自在継手において、前記ポンプ構造体を配置するようにしてもよい。このように、摺動式等速自在継手にポンプ構造体を配置すれば、この摺動式等速自在継手も、「転動面や摺動面の潤滑状態の向上を図ることができ、十分な潤滑油膜厚さの確保、及び転動面や摺動面で発生する微細摩耗粉の排出等が可能で、継手寿命を伸ばすことができる。」等の作用効果を奏する。
【００７２】
また、前記実施形態では、ナックル１０５にハウジング１２５を設けたものであるが、このようなナックル１０５に設けることなく、軸受構造部１０３の外輪（ハブ軸受外輪）１０７の一部にハウジング１２５を設けたものであってもよい。
【００７３】
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、前記実施形態では、固定式等速自在継手として、トラック溝の溝底が円弧部とストレート部を有するアンダーカットフリー型の固定式等速自在継手であったが、トラック溝の溝底が円弧部からなるバーフィールド型の固定式等速自在継手であってもよい。摺動式等速自在継手として、トリポード型、ダブルオフセット型、クロスグルーブ型等の摺動式等速自在継手であってもよい。
【００７４】
ところで、図１に示す実施形態は、自動車の車輪を支持する車輪用軸受装置を示しており、懸架装置を構成するナックルと、車輪を取り付けるハブとの間に配設される。このような車輪用軸受装置は、複列の軌道面を有する軸受からなる車輪用軸受を嵌合させた「第一世代」と称される構造や、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された「第二世代」構造、また、ハブの外周に一方の内側軌道面が直接形成されてなるハブ輪を有する「第三世代」構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側軌道面が直接形成された「第四世代」構造とに大別される。このため、本発明では、車輪用軸受装置として、第一世代、第二世代、第三世代、または第四世代であってもよい。
【００７５】
また、ポンプ構造体１５０としては、図２（ａ）（ｂ）に示すものに限るものではなく、図２（ａ）における突起板（羽）１５２ａの数や軸心に対する傾斜角度、図２（ｂ）における突条部１５２ｂの数や螺旋角度等は任意に設定できる。なお、等速自在継手の回転方向は必ずしも一定ではないので、前記したように、主に使われる回転方向で、前記した方向（つまり、Ａ→Ｂ→Ｃのような方向）に沿って循環するように設計するのが好ましいが、勿論これに限るものではない。
【符号の説明】
【００７６】
８３ 外側継手部材
８６ 内側継手部材
８７ トルク伝達ボール
１０３ 軸受構造部
１０５ ナックル
１２５ ハウジング
１４０ ブーツ
１４０ａ（ブーツ）大径部
１４０ｂ（ブーツ）小径部
１４０ｃ（ブーツ）蛇腹部
１５０ ポンプ構造体
１５１ 筒部
１５２ 羽部
１５５ 潤滑剤流通孔
Ａ 潤滑剤溜り
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側継手部材と、内側継手部材と、トルク伝達部材とを備え、前記外側継手部材の外径面が円筒状のハウジングに内嵌状となる等速自在継手であって、
前記外側継手部材の外径面とハウジングの内径面との間に、継手内部に充填される潤滑剤を継手回転にて循環させるポンプ構造体を配置したことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記継手開口部がブーツにて塞がれている等速自在継手であって、前記ポンプ構造体は、ブーツ内部と、外側継手部材の外径面とハウジングの内径面との間の隙間、外側継手部材のカップ部奥部とを潤滑剤が循環する循環経路を形成することを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
外側継手部材には、その外径面からカップ部内部に開口する潤滑剤流通孔が少なくとも１つ設けられていることを特徴とする請求項２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記内側継手部材にはシャフトが嵌入固定され、前記ブーツは、ハウジングに外嵌固定される大径部と、内側継手部材に嵌入固定されたシャフトに軸受を介して外嵌固定される小径部と、大径部と小径部とを連結する蛇腹部とからなり、ブーツ内部の大径部側におけるポンプ構造体近傍に、潤滑剤溜りを設けたことを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項５】
鉄よりも熱伝導が高い放熱性材料で構成されたハウジングに、外側継手部材の外径面が内嵌状となることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項６】
ポンプ構造体は、筒部とこの筒部の外径面に形成される羽部とを有する軸流ファン構造体にて構成したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項７】
前記ポンプ構造体を外側継手部材とは別部材にて構成し、嵌合手段または固着手段にてポンプ構造体と外側継手部材とを一体化したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項８】
前記ポンプ構造体を樹脂製としたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項９】
トルク伝達部材にボールを用いたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項１０】
内側継手部材に、トリポード部材を用いたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項１１】
前記潤滑剤を、グリースよりも流動性及び介入性の良い潤滑剤としたことを特徴とする請求項１〜請求項１０にいずれか１項に記載等速自在継手。
【請求項１２】
ドライブシャフトのホイール側の等速自在継手であって、ナックルの一部が前記ハウジングを構成することを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項１３】
ドライブシャフトのホイール側の等速自在継手であって、ハブ軸受外輪の一部が前記ハウジングを構成することを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項１】
外側継手部材と、内側継手部材と、トルク伝達部材とを備え、前記外側継手部材の外径面が円筒状のハウジングに内嵌状となる等速自在継手であって、
前記外側継手部材の外径面とハウジングの内径面との間に、継手内部に充填される潤滑剤を継手回転にて循環させるポンプ構造体を配置したことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記継手開口部がブーツにて塞がれている等速自在継手であって、前記ポンプ構造体は、ブーツ内部と、外側継手部材の外径面とハウジングの内径面との間の隙間、外側継手部材のカップ部奥部とを潤滑剤が循環する循環経路を形成することを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
外側継手部材には、その外径面からカップ部内部に開口する潤滑剤流通孔が少なくとも１つ設けられていることを特徴とする請求項２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記内側継手部材にはシャフトが嵌入固定され、前記ブーツは、ハウジングに外嵌固定される大径部と、内側継手部材に嵌入固定されたシャフトに軸受を介して外嵌固定される小径部と、大径部と小径部とを連結する蛇腹部とからなり、ブーツ内部の大径部側におけるポンプ構造体近傍に、潤滑剤溜りを設けたことを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項５】
鉄よりも熱伝導が高い放熱性材料で構成されたハウジングに、外側継手部材の外径面が内嵌状となることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項６】
ポンプ構造体は、筒部とこの筒部の外径面に形成される羽部とを有する軸流ファン構造体にて構成したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項７】
前記ポンプ構造体を外側継手部材とは別部材にて構成し、嵌合手段または固着手段にてポンプ構造体と外側継手部材とを一体化したことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項８】
前記ポンプ構造体を樹脂製としたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項９】
トルク伝達部材にボールを用いたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項１０】
内側継手部材に、トリポード部材を用いたことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項１１】
前記潤滑剤を、グリースよりも流動性及び介入性の良い潤滑剤としたことを特徴とする請求項１〜請求項１０にいずれか１項に記載等速自在継手。
【請求項１２】
ドライブシャフトのホイール側の等速自在継手であって、ナックルの一部が前記ハウジングを構成することを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項１３】
ドライブシャフトのホイール側の等速自在継手であって、ハブ軸受外輪の一部が前記ハウジングを構成することを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２５１６５２（Ｐ２０１２−２５１６５２Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７１４６（Ｐ２０１１−１２７１４６）
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
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