JP2000154833A - 等速ジョイント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 等速ジョイントのインナレースのボール溝と
ボールの間に大きな集中応力が生じるおそれを減少させ
て、等速ジョイントの寿命の低下を少なくする。 【解決手段】 等速ジョイントは、インナレース１０と
ケージ２０とアウタレース３０とボール２８よりなる固
定式のボールジョイントである。インナレースの第１ボ
ール溝１２の間に形成される突部１０ａの軸線方向一端
側の外周面１１側には切欠き１３が設けられ、またイン
ナレースの外周面と第１ボール溝の間の稜線に設けたサ
イド面取り１４には、切欠き側に進むにつれて円周方向
面取り幅Ｃ１が次第に広くなる幅広部１４ａを設けて、
切欠きの半径方向深さを減少させている。これにより、
ボールの転動により第１ボール溝との間の接触楕円が移
動しても、切欠きが接触楕円内に入って応力集中を生じ
るおそれは減少する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、等速ジョイントの
改良、特に軸線方向にスライドしない固定式のボールジ
ョイントの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の等速ジョイントとしては、例え
ば図３に示すように、球面状の外周面２に複数の第１ボ
ール溝３を形成したインナレース１と、第１ボール溝３
と同数の第２ボール溝３２が球面状の内周面３１に形成
されたアウタレース３０と、この両レース１，３０の間
に介装されて各外周面２及び内周面３１と摺動可能に球
面係合されたケージ２０と、このケージ２０に形成され
た複数の貫通窓２４により保持され両ボール溝３，３２
と転動可能に係合されて両レース１，３０の間で回転を
伝達する複数のボール２８を備えたものがある。この種
のボールジョイントでは、ケージ２０の内面２１は一端
側に円筒状の導入面２３を形成してあり、インナレース
１をケージ２０内に組み付けるには、図５及び図６に示
すように、インナレース１の第１ボール溝３をこの導入
面２３に跨がせて第１ボール溝３の間の突部１ａを貫通
窓２４内に挿入し、この挿入された突部１ａ付近を中心
としてインナレース１を矢印Ａのように回動させてケー
ジ２０内に入れ、外周面２の中心点を内面２１の中心点
に合わせてからインナレース１を９０度回転させて外周
面２と内面２１を球面係合させている。

【０００３】またこの種のボールジョイントでは、軸交
差角の最大値を大きくするためには、インナレース１の
軸線方向厚さを大にして第１ボール溝３の長さを大きく
する必要がある。しかしこのようにすると、インナレー
ス１の厚さが貫通窓２４の円周方向幅Ｂ（図６参照）よ
りも大きくなることがあるので、その場合には図６に示
すように各突部１ａの軸線方向一端側の外周面２側に切
欠き４を設け、各突部１ａの半径方向先端部の軸線方向
長さを短くしてこの先端部が貫通窓２４内に挿入可能と
なるようにしている。

【０００４】また従来のインナレース１では、図７〜図
９に示すように、外周面２と第１ボール溝３の間に形成
される稜線にサイド面取り５を設け、外周面２の外側縁
（切欠き４側）とその反対側縁に外側面取り６と内側面
取り７を設けている。前述のように切欠き４を設けたイ
ンナレース１はケージ２０の貫通窓２４内に突部１ａを
挿入した場合、切欠き４の切上り斜面部４ａの側縁が当
接点Ｐｂ（図５及び図６参照）において貫通窓２４の内
側縁に点接触してそれ以上の挿入が停止され、この当接
点Ｐｂを中心としてインナレース１とケージ２０は矢印
Ａに示すように相対回動して組付けがなされる。

【０００５】この場合において、切欠き４の半径方向深
さ（外周面２から切上り斜面４ａまでの深さ）を減少さ
せると、当接点Ｐｂとそれからもっとも離れたインナレ
ース１の突部１ａの先端部との間の距離が増大し、イン
ナレース１がケージ２０の導入面２３付近と干渉してケ
ージ２０内に入らなくなるが、この際、インナレース１
側である外周面２とサイド面取り５と外側面取り６の境
界に形成される頂点Ｐａが、ケージ２０側である内面２
１と導入面２３の間の交線Ｑと最初に干渉して入らなく
なる。従来はこの干渉が生じる直前の状態、すなわち図
９に示すように、当接点Ｐｂ（図６参照）を中心とする
交線Ｑの軌跡Ｒのすぐ内側を頂点Ｐａが通るように切欠
き４の半径方向深さを設定している。

【０００６】なおこのようなボールジョイントでは、イ
ンナレース１とアウタレース３０の間の回転方向ガタを
なくして確実なトルク伝達を行うために、ボール２８の
中心を含む第１ボール溝３の中心面に対し両側に等距離
離れた接触楕円において第１ボール溝３とボール２８と
が互いに接触して転動がなされるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来技
術の等速ジョイントでは、切欠き４によりインナレース
１の断面積（図７の下半部に見られる断面積）が減少す
るので、強度が低下するという問題がある。また、軸交
差角が大きい状態で等速ジョイントを作動させるとボー
ル２８が第１ボール溝３に沿って大きく移動し、これに
より第１ボール溝３とボール２８の間の接触楕円が切欠
き４にかかる位置まで移動することがある。このような
状態になると接触楕円内に入った切欠き４の縁部及びこ
れに対応するボール２８の一部に大きな集中応力が生
じ、等速ジョイントの寿命が低下するという問題が生じ
る。本発明はインナレースの切欠きの半径方向深さを従
来よりも減少させることを可能として、このような各問
題を解決することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このために、本発明によ
る等速ジョイントは、複数の第１ボール溝が回転軸線方
向に沿って形成された球面状の外周面を有するインナレ
ースと、カップ状で第１ボール溝と同数の第２ボール溝
が回転軸線方向に沿って形成された球面状の内周面を有
するアウタレースと、両レースの間に介装されて各外周
面及び内周面と摺動可能に球面係合され第１ボール溝と
同数の貫通窓が形成されたケージと、このケージの貫通
窓により保持され両ボール溝と転動可能に係合されて両
レースの間で回転を伝達する複数のボールを備え、イン
ナレースにはケージ内に球面係合する際に各第１ボール
溝の間の突部を貫通窓に挿入可能とするために同突部の
軸線方向一端側の外周面側に切欠きを設けてなる等速ジ
ョイントにおいて、インナレースの外周面と第１ボール
溝の間に形成される稜線に設けたサイド面取りには切欠
き側に進むにつれて円周方向面取り幅が次第に広くなる
幅広部を設けたことを特徴とするものである。

【０００９】前項の発明の幅広部は全てのサイド面取り
に設けることが望ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に図１〜図４により、本発明
による等速ジョイントの実施の形態の説明をする。この
実施の形態の等速ジョイントは、図３に示すように、イ
ンナレース１０と、カップ状のアウタレース３０と、こ
の両レース１０，３０の間で回転を伝達する複数のボー
ル２８と、両レース１０，２０の間に介装されて各ボー
ル２８を保持するケージ２０を備えている。インナレー
ス１０以外は、前述した従来技術の等速ジョイントと実
質的に同じである。

【００１１】主として図１及び図２に示すように、イン
ナレース１０は厚い円盤状で、球面状をなす外周面１１
にはその表面に沿って回転軸線方向に延びる６本の第１
ボール溝１２が円周方向で等間隔に形成され、作動軸
（図示省略）を連結するためのスプライン孔１７が同軸
的に形成されている。各第１ボール溝１２の間に形成さ
れる６個のの突部１０ａには、外端面１０ｂ側（アウタ
レース３０の開放端側）の外周面１１側に切欠き１３が
形成されている。切欠き１３はインナレース１０の外端
面１０ｂと平行に外周面１１から内向きに延びる平面部
１３ａと、その内端から外端面１０ｂに向かって切れ上
がる斜面部１３ｂよりなり、インナレース１０の内端面
１０ｃから平面部１３ａまでの距離、すなわち各突部１
０ａの半径方向先端部の軸線方向長さは、後述するケー
ジ２０の貫通窓２４の円周方向幅Ｂ（図６参照）よりも
小さくなるようにする。切欠き１３の半径方向深さ、す
なわち外周面１１から平面部１３ａと切上り斜面部１３
ｂの交線までの距離は、上記従来技術の切欠き４よりも
ｄだけ小さくしてあり、これについての詳細は後述す
る。

【００１２】またインナレース１０の外周面１１と各第
１ボール溝１２の間に形成される各稜線にはサイド面取
り１４を設け、外周面１１の軸線方向両端縁には外側面
取り１５と内側面取り１６を設けている。図２(a) にも
っともよく示すように、各サイド面取り１４の切欠き１
３側となる部分（外周面１１の半径最大部より切欠き１
３側の部分）には、円周方向面取り幅Ｃ１が切欠き１３
側に進むにつれて次第に広くなる幅広部１４ａを設けて
ある。これを、図２(a) のｂ−ｂ線断面図である図２
(b) で見るとより明らかであり、外周面１１とサイド面
取り１４（幅広部１４ａ）と外側面取り１５の境界に形
成される頂点Ｐｃは、上述した従来技術（同図に破線で
示す）の頂点Ｐａに比して突部１０ａの幅方向中心近く
まで移動する。また、従来技術の頂点Ｐａの部位におい
て、幅広部１４ａは従来技術の外周面２Ａよりも距離ｄ
だけ半径方向内側へ移動している。なお各サイド面取り
１４の半径方向面取り幅Ｃ２（図１参照）は、軸線方向
全長においてほゞ一定である。

【００１３】ケージ２０は、図３、図５及び図６に示す
ように、インナレース１０の外周面１１と摺動可能に球
面係合する球面状の内面２１と、これと同軸的に配置さ
れ次に述べるアウタレース３０の内周面３１と摺動可能
に球面係合する球面状の外面２２を有する環状で、ボー
ル２８を保持する６個の貫通窓２４が円周方向に沿って
等間隔に形成されている。ケージ２０の内面２１には、
インナレース１０の切欠き１３側と対応する一端側に、
円筒状の導入面２３を形成して穴径を大にしてある。

【００１４】アウタレース３０は、図３に示すようにカ
ップ状で、ケージ２０の外面２２と摺動可能に球面係合
する球面状の内周面３１にはその表面に沿って回転軸線
方向に延びる６本の第２ボール溝３２が円周方向で等間
隔に形成され、閉じた側には軸部３５が同軸的かつ一体
的に突出形成されている。内周面３１の開放端側には、
等速ジョイントの軸交差角が大きくなった際に、インナ
レース１０にスプライン結合される作動軸（図示省略）
との干渉を避けるための面取り３３が形成されている。

【００１５】この等速ジョイントは、インナレース１０
をケージ２０内に入れてインナレース１０の外周面１１
とケージ２０の内面２１が球面係合されるようにサブ組
み付けした後、従来と同様、貫通窓２４と第１ボール溝
１２内にボール２８を入れたこのサブ組付体をアウタレ
ース３０内に入れてケージ２０の外面２２とアウタレー
ス３０の内周面３１とを球面係合させることにより組み
立てられる。

【００１６】次に主として図４により、ケージ２０に対
するインナレース１０の組付けを詳細に説明する。切欠
き１３を設けたインナレース１０は、上記従来技術の場
合と同様（図６参照）、第１ボール溝１２が導入面２３
を跨ぐようにして１つの突部１０ａの先端部を１つの貫
通窓２４内に挿入し、切欠き１３の切上り斜面部１３ｂ
の側縁が貫通窓２４の内側縁に当接する当接点Ｐｂを中
心として回動されてケージ２０内に入れられる。この場
合において、インナレース１０の形状寸法が幅広部１４
ａを含むサイド面取り１４を除き図７及び図８に示す従
来技術と同一であり、ケージ２０も同一であれば、図４
(a) における外周面１１及び幅広部１４ａの位置は三点
鎖線１１Ａ及び１４ａＡで示すようになり、この外周面
１１の位置は図９における外周面２の位置（図４(a) で
は同じ位置を破線２Ａで示す）と同じになる。図４(a)
に示すように、この状態では、三点鎖線１４ａＡで示す
幅広部１４ａの位置は、ケージ２０の内面２１と導入面
２３の間の交線Ｑの当接点Ｐｂを中心とする軌跡Ｒとの
間に距離ｄとほゞ同じ隙間があいている。従って切欠き
１３の半径方向深さ、すなわち外周面１１から平面部１
３ａと切上り斜面部１３ｂの交線までの距離を、ｄだけ
上記従来技術の切欠き４よりも小さくしても（図１参
照）、外周面１１及び幅広部１４ａは半径方向外側に距
離ｄだけ移動して図４(b)で示す位置になるだけであ
り、図９における頂点Ｐａと同様、図４(b)における頂
点Ｐｃが交線Ｑと干渉することはないので、インナレー
ス１０をケージ２０内に入れて組み付けることができ
る。

【００１７】上述のように、この実施の形態によれば、
ケージ２０に対するインナレース１０の組み付けを困難
にすることなしに、切欠き１３の半径方向深さを距離ｄ
だけ減少させ、その分だけその部分の第１ボール溝１２
の深さを増大させることができる。従って、軸交差角が
大きい状態で等速ジョイントを作動させることによりボ
ール２８が第１ボール溝３に沿って大きく移動しても、
第１ボール溝１２とボール２８の間の接触楕円内に切欠
き１３が入るおそれは減少する。これにより、切欠き１
３の縁部及びこれに対応するボール２８の一部に大きな
集中応力が生じるおそれが減少するので、等速ジョイン
トの寿命が低下するおそれは従来に比して減少する。ま
た、切欠き１３によるインナレース１０の断面積の減少
も少なくなるので、インナレース１０の強度が低下する
おそれも少なくなる。

【００１８】なお幅広部１４ａはただ１つのサイド面取
り１４に設けただけでも、上述したようなケージ２０に
対するインナレース１０の組み付けを困難にすることな
しに等速ジョイントの寿命が低下するおそれを減少させ
るという作用効果を得ることはできる。しかしながら幅
広部１４ａは、上記実施の形態のように全てのサイド面
取り１４に設けることが好ましい。そのようにすれば、
どの突部１０ａを貫通窓２４に挿入しても組み付けるこ
とができるので組み付けが容易になり、また幅広部１４
ａは外周面１１との間の面取り角度が小さくなるので、
作動に伴うインナレース１０とケージ２０の相対移動に
より摺動面となる外周面１１と内面２１の間ににグリー
ス等の潤滑剤が入りやすくなり、従って耐久性は一層向
上する。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、サイド面取りの半径方
向面取り幅に対応する寸法だけインナレースに形成する
切欠きの半径方向深さを減少することができるので、ボ
ールが第１ボール溝に沿って大きく移動してこの両者間
の接触楕円が移動しても、切欠きが接触楕円内に入るお
それは減少する。従って、切欠きの縁部及びこれに対応
するボールの一部に大きな集中応力が生じるおそれが減
少するので、等速ジョイントの寿命が低下するおそれも
従来に比して減少する。また、切欠きによるインナレー
スの断面積の減少も少なくなるので、インナレースの強
度が低下するという問題も従来より少なくなる。

【００２０】幅広部を全てのサイド面取りに設けたもの
によれば、どの突部を貫通窓に挿入しても組み付けるこ
とができるので組み付けが容易になり、また幅広部では
面取りの角度が小さくなり、作動に伴うインナレースと
ケージの相対移動によりそれらの摺動面の間にグリース
等の潤滑剤が入りやすくなるので、耐久性を一層向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による等速ジョイントの一実施形態の
インナレースを示す断面図である。

【図２】 (a) は図１に示すインナレースの側面図であ
り、(b) は(a) のｂ−ｂ線に沿った拡大断面図である。

【図３】 本発明が対象とする等速ジョイントの要部を
破断した側面図である。

【図４】 図１に示すインナレースをケージ内に組み込
んでいる状態を示す部分拡大断面図である。

【図５】 等速ジョイントのインナレースをケージ内に
組み込む方法を示すケージを破断した全体正面図であ
る。

【図６】 図５の右側面図である。

【図７】 従来技術によるインナレースの図１と同様な
断面図である。

【図８】 図７に示すインナレースの図２と同様な側面
図である。

【図９】 図６の９−９線に沿った部分拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１０…インナレース、１０ａ…突部、１１…外周面、１
２…第１ボール溝、１３…切欠き、１４…サイド面取
り、１４ａ…幅広部、２０…ケージ、２４…貫通窓、２
８…ボール、３０…アウタレース、３１…内周面、３２
…第２ボール溝、Ｃ１…円周方向面取り幅、Ｃ２…半径
方向面取り幅。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の第１ボール溝が回転軸線方向に沿
   って形成された球面状の外周面を有するインナレース
   と、カップ状で前記第１ボール溝と同数の第２ボール溝
   が回転軸線方向に沿って形成された球面状の内周面を有
   するアウタレースと、前記両レースの間に介装されて前
   記各外周面及び内周面と摺動可能に球面係合され前記第
   １ボール溝と同数の貫通窓が形成されたケージと、この
   ケージの貫通窓により保持され前記両ボール溝と転動可
   能に係合されて前記両レースの間で回転を伝達する複数
   のボールを備え、前記インナレースには前記ケージ内に
   球面係合する際に前記各第１ボール溝の間の突部を前記
   貫通窓に挿入可能とするために同突部の軸線方向一端側
   の外周面側に切欠きを設けてなる等速ジョイントにおい
   て、前記インナレースの前記外周面と第１ボール溝の間
   に形成される稜線に設けたサイド面取りには前記切欠き
   側に進むにつれて円周方向面取り幅が次第に広くなる幅
   広部を設けたことを特徴とする等速ジョイント。
2. 【請求項２】 前記幅広部は全ての前記サイド面取りに
   設けてなる請求項１に記載の等速ジョイント。