JP2000240673A - プロペラシャフト用等速自在継手、及びプロペラシャフト - Google Patents
プロペラシャフト用等速自在継手、及びプロペラシャフトInfo
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- JP2000240673A JP2000240673A JP11045169A JP4516999A JP2000240673A JP 2000240673 A JP2000240673 A JP 2000240673A JP 11045169 A JP11045169 A JP 11045169A JP 4516999 A JP4516999 A JP 4516999A JP 2000240673 A JP2000240673 A JP 2000240673A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
- F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
- F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
- F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
- F16D3/224—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a sphere
- F16D3/2245—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a sphere where the groove centres are offset from the joint centre
-
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
- F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
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- F16D2003/22309—Details of grooves
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S464/00—Rotary shafts, gudgeons, housings, and flexible couplings for rotary shafts
- Y10S464/904—Homokinetic coupling
- Y10S464/906—Torque transmitted via radially spaced balls
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Motor Power Transmission Devices (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プロペラシャフト用の等速自在継手の開発
【解決手段】 内側継手部材２の外径面２ａの円周方向
幅（Ｌ）はＬ≧３．５ｍｍであり、軸方向幅（Ｗ）は、
トルク伝達ボール３の組込み角（θ0 ）を５０°とし
て、嵌合部２ｃの歯型のピッチ円径（ＰＣＤSERR）との
比Ｒｗ（＝Ｗ／ＰＣＤSERR）が０．５７＜Ｒｗ≦０．９
５の範囲内の値になるように設定されている。これによ
り、組込み角θ0 ＝５０°でのトルク伝達ボールの組込
みを可能にしつつ、内側継手部材２の冷間鍛造を可能に
して加工コストの低減を図り、また、軸方向幅（Ｗ）を
可及的に小さくして、重量、寸法、材料コストの低減を
図ることができる。
幅（Ｌ）はＬ≧３．５ｍｍであり、軸方向幅（Ｗ）は、
トルク伝達ボール３の組込み角（θ0 ）を５０°とし
て、嵌合部２ｃの歯型のピッチ円径（ＰＣＤSERR）との
比Ｒｗ（＝Ｗ／ＰＣＤSERR）が０．５７＜Ｒｗ≦０．９
５の範囲内の値になるように設定されている。これによ
り、組込み角θ0 ＝５０°でのトルク伝達ボールの組込
みを可能にしつつ、内側継手部材２の冷間鍛造を可能に
して加工コストの低減を図り、また、軸方向幅（Ｗ）を
可及的に小さくして、重量、寸法、材料コストの低減を
図ることができる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、４輪駆動車（４Ｗ
Ｄ車）や前部機関後輪駆動車（ＦＲ車）等において、ト
ランスミッションからデファレンシャルに回転動力を伝
達するプロペラシャフトに関する。プロペラシャフトは
２継手型が一般的であるが、車両構造や要求特性によっ
て３継手型や４継手型等が用いられている。
Ｄ車）や前部機関後輪駆動車（ＦＲ車）等において、ト
ランスミッションからデファレンシャルに回転動力を伝
達するプロペラシャフトに関する。プロペラシャフトは
２継手型が一般的であるが、車両構造や要求特性によっ
て３継手型や４継手型等が用いられている。
【０００２】
【従来の技術】現在、一部の高級車を除いて、４輪駆動
車（４ＷＤ車）や前部機関後輪駆動車（ＦＲ車）のプロ
ペラシャフトにはカルダンジョイント（十字軸を用いた
継手）を使用するのが主流になっている。しかし、カル
ダンジョイントの不等速性により、車両のＮＶＨ特性が
悪くなるため、このＮＶＨ特性を改善する手段として、
プロペラシャフトに等速自在継手を採用する傾向があ
る。
車（４ＷＤ車）や前部機関後輪駆動車（ＦＲ車）のプロ
ペラシャフトにはカルダンジョイント（十字軸を用いた
継手）を使用するのが主流になっている。しかし、カル
ダンジョイントの不等速性により、車両のＮＶＨ特性が
悪くなるため、このＮＶＨ特性を改善する手段として、
プロペラシャフトに等速自在継手を採用する傾向があ
る。
【０００３】図６は、従来のプロペラシャフトに使用さ
れているツェパー型等速自在継手（固定型等速自在継
手）を示している。この等速自在継手は、球面状の内径
面１１ａに６本の曲線状の案内溝１１ｂを軸方向に形成
した外側継手部材１１と、球面状の外径面１２ａに６本
の曲線状の案内溝１２ｂを軸方向に形成し、内径面に歯
型（セレーション又はスプライン）を有する嵌合部１２
ｃを形成した内側継手部材１２と、外側継手部材１１の
案内溝１１ｂとこれに対応する内側継手部材１２の案内
溝１２ｂとが協働して形成される６本のボールトラック
にそれぞれ配された６個のトルク伝達ボール１３と、ト
ルク伝達ボール１３を保持する保持器１４とで構成され
る。
れているツェパー型等速自在継手（固定型等速自在継
手）を示している。この等速自在継手は、球面状の内径
面１１ａに６本の曲線状の案内溝１１ｂを軸方向に形成
した外側継手部材１１と、球面状の外径面１２ａに６本
の曲線状の案内溝１２ｂを軸方向に形成し、内径面に歯
型（セレーション又はスプライン）を有する嵌合部１２
ｃを形成した内側継手部材１２と、外側継手部材１１の
案内溝１１ｂとこれに対応する内側継手部材１２の案内
溝１２ｂとが協働して形成される６本のボールトラック
にそれぞれ配された６個のトルク伝達ボール１３と、ト
ルク伝達ボール１３を保持する保持器１４とで構成され
る。
【０００４】外側継手部材１１の案内溝１１ｂの中心Ｏ
１’は内径面１１ａの球面中心に対して、内側継手部材
１２の案内溝１２ｂの中心Ｏ２’は外径面１２ａの球面
中心に対して、それぞれ、軸方向に等距離だけ反対側に
（中心Ｏ１’は同図で左側、中心Ｏ２’は同図で右側
に）オフセットされている。そのため、案内溝１１ｂと
これに対応する案内溝１２ｂとが協働して形成されるボ
ールトラックは、軸方向の一方（同図で左側）に向かっ
て楔状に開いた形状になる。外側継手部材１１の内径面
１１ａの球面中心、内側継手部材１２の外径面１２ａの
球面中心は、いずれも、トルク伝達ボール１３の中心Ｏ
３’を含む継手中心面Ｏ’内にある。
１’は内径面１１ａの球面中心に対して、内側継手部材
１２の案内溝１２ｂの中心Ｏ２’は外径面１２ａの球面
中心に対して、それぞれ、軸方向に等距離だけ反対側に
（中心Ｏ１’は同図で左側、中心Ｏ２’は同図で右側
に）オフセットされている。そのため、案内溝１１ｂと
これに対応する案内溝１２ｂとが協働して形成されるボ
ールトラックは、軸方向の一方（同図で左側）に向かっ
て楔状に開いた形状になる。外側継手部材１１の内径面
１１ａの球面中心、内側継手部材１２の外径面１２ａの
球面中心は、いずれも、トルク伝達ボール１３の中心Ｏ
３’を含む継手中心面Ｏ’内にある。
【０００５】外側継手部材１１と内側継手部材１２とが
角度θだけ角度変位すると、保持器１４に案内されたト
ルク伝達ボール１３は常にどの作動角θにおいても、角
度θの２等分面（θ／２）内に維持され、継手の等速性
が確保される。
角度θだけ角度変位すると、保持器１４に案内されたト
ルク伝達ボール１３は常にどの作動角θにおいても、角
度θの２等分面（θ／２）内に維持され、継手の等速性
が確保される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】自動車の動力伝達機構
において、等速自在継手はドライブシャフト用に多くの
実績があり、これまでプロペラシャフトに使用されてき
た等速自在継手は、ドライブシャフト用としての設計を
そのまま採用したものである。しかし、動力伝達の特性
を比較した場合、プロペラシャフトに負荷されるトルク
はドライブシャフトの約半分程度であり、また作動角の
実用域もドライブシャフトより小さい。従って、ドライ
ブシャフト用としての設計をそのまま採用した従来の仕
様では要求特性に対してオーバースペックの感があり、
より一層の軽量化、コンパクト化、低コスト化を図る観
点から改善の余地が認められる。また、プロペラシャフ
トはドライブシャフトよりも高速で回転するので、高速
回転性の点からも継手部分はよりコンパクトであること
が好ましい。
において、等速自在継手はドライブシャフト用に多くの
実績があり、これまでプロペラシャフトに使用されてき
た等速自在継手は、ドライブシャフト用としての設計を
そのまま採用したものである。しかし、動力伝達の特性
を比較した場合、プロペラシャフトに負荷されるトルク
はドライブシャフトの約半分程度であり、また作動角の
実用域もドライブシャフトより小さい。従って、ドライ
ブシャフト用としての設計をそのまま採用した従来の仕
様では要求特性に対してオーバースペックの感があり、
より一層の軽量化、コンパクト化、低コスト化を図る観
点から改善の余地が認められる。また、プロペラシャフ
トはドライブシャフトよりも高速で回転するので、高速
回転性の点からも継手部分はよりコンパクトであること
が好ましい。
【０００７】そこで、本発明は、プロペラシャフト用と
して、より一層軽量、コンパクト、かつ低コストな等速
自在継手を提供しようとするものである。
して、より一層軽量、コンパクト、かつ低コストな等速
自在継手を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、球面状の内径面に軸方向に延びる８本の
案内溝を形成した外側継手部材と、球面状の外径面に軸
方向に延びる８本の案内溝を形成し、内径面にプロペラ
シャフトの軸部と歯型嵌合する嵌合部を形成した内側継
手部材と、外側継手部材の案内溝とこれに対応する内側
継手部材の案内溝とが協働して形成される８本のボール
トラックにそれぞれ配された８個のトルク伝達ボール
と、トルク伝達ボールを保持する保持器とを備え、ボー
ルトラックが軸方向の一方に向かって楔状に開き、内側
継手部材の軸方向幅（Ｗ）と、嵌合部の歯型のピッチ円
径（ＰＣＤSERR）との比Ｒｗ（＝Ｗ／ＰＣＤSERR）が
０．５７＜Ｒｗ≦０．９５である構成を提供する。
め、本発明は、球面状の内径面に軸方向に延びる８本の
案内溝を形成した外側継手部材と、球面状の外径面に軸
方向に延びる８本の案内溝を形成し、内径面にプロペラ
シャフトの軸部と歯型嵌合する嵌合部を形成した内側継
手部材と、外側継手部材の案内溝とこれに対応する内側
継手部材の案内溝とが協働して形成される８本のボール
トラックにそれぞれ配された８個のトルク伝達ボール
と、トルク伝達ボールを保持する保持器とを備え、ボー
ルトラックが軸方向の一方に向かって楔状に開き、内側
継手部材の軸方向幅（Ｗ）と、嵌合部の歯型のピッチ円
径（ＰＣＤSERR）との比Ｒｗ（＝Ｗ／ＰＣＤSERR）が
０．５７＜Ｒｗ≦０．９５である構成を提供する。
【０００９】ここで、「内側継手部材の軸方向幅
（Ｗ）」は、内側継手部材の案内溝の軸方向寸法を基準
とする。
（Ｗ）」は、内側継手部材の案内溝の軸方向寸法を基準
とする。
【００１０】０．５７＜Ｒｗ≦０．９５としたのは以下
の理由による。
の理由による。
【００１１】先ず、ボールトラックの本数およびトルク
伝達ボールの配置数を８とした場合、内側継手部材の外
径面の円周方向幅（Ｌ：案内溝間の外径面の円周方向寸
法）は、図６に示す従来継手（６個ボールの固定型等速
自在継手）に比べて相対的に小さくなる。この傾向は、
継手のコンパクト化を図るために、内側継手部材の外径
寸法を小さくすればするほど顕著になる。一方、量産性
を高めるために、内側継手部材を冷間鍛造によって成形
する場合、外径面の円周方向幅（Ｌ）が小さすぎると、
成形型内で素材が充分に流動し得ないために、案内溝お
よび外径面が精度良く仕上がらない。また、金型の寿命
も短くなる。実験の結果、良好な成形精度および金型寿
命が得られる外径面の円周方向幅（Ｌ）の最小値は３．
５ｍｍであることが確認されており、内側継手部材の冷
間鍛造を可能にするためには、円周方向幅（Ｌ）を３．
５ｍｍ以上確保する必要がある（Ｌ≧３．５ｍｍ）。
伝達ボールの配置数を８とした場合、内側継手部材の外
径面の円周方向幅（Ｌ：案内溝間の外径面の円周方向寸
法）は、図６に示す従来継手（６個ボールの固定型等速
自在継手）に比べて相対的に小さくなる。この傾向は、
継手のコンパクト化を図るために、内側継手部材の外径
寸法を小さくすればするほど顕著になる。一方、量産性
を高めるために、内側継手部材を冷間鍛造によって成形
する場合、外径面の円周方向幅（Ｌ）が小さすぎると、
成形型内で素材が充分に流動し得ないために、案内溝お
よび外径面が精度良く仕上がらない。また、金型の寿命
も短くなる。実験の結果、良好な成形精度および金型寿
命が得られる外径面の円周方向幅（Ｌ）の最小値は３．
５ｍｍであることが確認されており、内側継手部材の冷
間鍛造を可能にするためには、円周方向幅（Ｌ）を３．
５ｍｍ以上確保する必要がある（Ｌ≧３．５ｍｍ）。
【００１２】また、外径面の円周方向幅（Ｌ）は軸方向
に一様ではなく、軸方向中央部から両端部にかけて漸減
し、両端部で最小値をとる。図４に示す幾何学的な関係
から、内側継手部材２の外径面２ａと案内溝２ｂとの境
界部（肩部）の座標は、下記の２つの式を解くことによ
り求めることができる（肩部および端面のチャンファは
考慮していない。）。案内溝面の方程式： （Ｘ＋ｅX ）2 ＋｛（Ｙ2 ＋Ｚ2 ）1/2 −（ＰＣＲ＋ｅ
Y ）｝2 ＝（αＲ）2 外径面の方程式： Ｘ2 ＋Ｙ2 ＋（Ｚ−ｆ）2 ＝Ｒ ここで、 Ｘ、Ｙ、Ｚ：座標 ＰＣＲ：案内溝２ｂの中心Ｏ２とトルク伝達ボール３の
中心Ｏ３とを結ぶ線分の長さ ｅX ：案内溝２ｂの円弧中心のＰＣＤ中心からのオフセ
ット量 ｅY ：案内溝２ｂの円弧中心のＰＣＤ中心からのオフセ
ット量 α：接触率 ｆ：案内溝２ｂの中心Ｏ２のオフセット量 Ｒ：トルク伝達ボール３の半径 上記の２つの式から外径面の円周方向幅（Ｌ）を求め、
両端部でＬ＝３．５ｍｍの条件を満たす内側継手部材の
軸方向幅（Ｗ1 ）を求める。上述したように、内側継手
部材の冷間鍛造を可能にするためにはＬ≧３．５ｍｍで
あることが必要であり、そのためには軸方向幅（Ｗ）は
Ｗ≦Ｗ1 の条件を満たす必要がある。
に一様ではなく、軸方向中央部から両端部にかけて漸減
し、両端部で最小値をとる。図４に示す幾何学的な関係
から、内側継手部材２の外径面２ａと案内溝２ｂとの境
界部（肩部）の座標は、下記の２つの式を解くことによ
り求めることができる（肩部および端面のチャンファは
考慮していない。）。案内溝面の方程式： （Ｘ＋ｅX ）2 ＋｛（Ｙ2 ＋Ｚ2 ）1/2 −（ＰＣＲ＋ｅ
Y ）｝2 ＝（αＲ）2 外径面の方程式： Ｘ2 ＋Ｙ2 ＋（Ｚ−ｆ）2 ＝Ｒ ここで、 Ｘ、Ｙ、Ｚ：座標 ＰＣＲ：案内溝２ｂの中心Ｏ２とトルク伝達ボール３の
中心Ｏ３とを結ぶ線分の長さ ｅX ：案内溝２ｂの円弧中心のＰＣＤ中心からのオフセ
ット量 ｅY ：案内溝２ｂの円弧中心のＰＣＤ中心からのオフセ
ット量 α：接触率 ｆ：案内溝２ｂの中心Ｏ２のオフセット量 Ｒ：トルク伝達ボール３の半径 上記の２つの式から外径面の円周方向幅（Ｌ）を求め、
両端部でＬ＝３．５ｍｍの条件を満たす内側継手部材の
軸方向幅（Ｗ1 ）を求める。上述したように、内側継手
部材の冷間鍛造を可能にするためにはＬ≧３．５ｍｍで
あることが必要であり、そのためには軸方向幅（Ｗ）は
Ｗ≦Ｗ1 の条件を満たす必要がある。
【００１３】次に、内側継手部材の軸方向幅（Ｗ）を決
定するにあたり、角度変位時におけるトルク伝達ボール
の案内溝に対する軸方向移動範囲を考慮する必要があ
る。すなわち、上記により、内側継手部材の軸方向幅
（Ｗ）はＷ≦Ｗ1 を満たす範囲で可及的に小さくするの
が望ましいが、軸方向幅（Ｗ）を必要以上に小さくしす
ぎると、外側継手部材と内側継手部材とが相対的に角度
変位した時、トルク伝達ボールが内側継手部材の案内溝
から外れてしまう事態が起り得る。従って、内側継手部
材の軸方向幅（Ｗ）は、外側継手部材と内側継手部材と
が最も大きな角度で角度変位した時のトルク伝達ボール
の位置を基準にして、トルク伝達ボールが案内溝から外
れないような寸法に設定する必要がある。
定するにあたり、角度変位時におけるトルク伝達ボール
の案内溝に対する軸方向移動範囲を考慮する必要があ
る。すなわち、上記により、内側継手部材の軸方向幅
（Ｗ）はＷ≦Ｗ1 を満たす範囲で可及的に小さくするの
が望ましいが、軸方向幅（Ｗ）を必要以上に小さくしす
ぎると、外側継手部材と内側継手部材とが相対的に角度
変位した時、トルク伝達ボールが内側継手部材の案内溝
から外れてしまう事態が起り得る。従って、内側継手部
材の軸方向幅（Ｗ）は、外側継手部材と内側継手部材と
が最も大きな角度で角度変位した時のトルク伝達ボール
の位置を基準にして、トルク伝達ボールが案内溝から外
れないような寸法に設定する必要がある。
【００１４】ここで、この種の等速自在継手において、
外側継手部材と内側継手部材との変位角が最も大きくな
るのは、トルク伝達ボールの組込み時である。すなわ
ち、図５に示すように、この種の等速自在継手では、内
側継手部材２と保持器４とのアッセンブリを外側継手部
材１の内径面に組み込んだ後、内側継手部材２を外側継
手部材１に対して所定角度θ0 だけ相対的に角度変位さ
せ（この時の変位角度θ0 を「組込み角θ0 」とい
う。）、保持器４のポケットを継手外部に引き出した状
態にして、トルク伝達ボール３を保持器４のポケットに
組入れている。この時、トルク伝達ボールが案内溝から
外れてしまうと、組込みが不可になる。そこで、組込み
時に、トルク伝達ボールが案内溝から外れないような、
内側継手部材の軸方向幅（Ｗ）の限界値（Ｗ0 ）を求
め、Ｗ≧Ｗ0 の条件を満たすように軸方向幅（Ｗ）を設
定する。尚、組込み角（θ0 ）は、継手が機能上取り得
る最大の変位角である「最大作動角」よりも大きく、実
用作動角域は通常この最大作動角よりも小さい範囲に設
定される。
外側継手部材と内側継手部材との変位角が最も大きくな
るのは、トルク伝達ボールの組込み時である。すなわ
ち、図５に示すように、この種の等速自在継手では、内
側継手部材２と保持器４とのアッセンブリを外側継手部
材１の内径面に組み込んだ後、内側継手部材２を外側継
手部材１に対して所定角度θ0 だけ相対的に角度変位さ
せ（この時の変位角度θ0 を「組込み角θ0 」とい
う。）、保持器４のポケットを継手外部に引き出した状
態にして、トルク伝達ボール３を保持器４のポケットに
組入れている。この時、トルク伝達ボールが案内溝から
外れてしまうと、組込みが不可になる。そこで、組込み
時に、トルク伝達ボールが案内溝から外れないような、
内側継手部材の軸方向幅（Ｗ）の限界値（Ｗ0 ）を求
め、Ｗ≧Ｗ0 の条件を満たすように軸方向幅（Ｗ）を設
定する。尚、組込み角（θ0 ）は、継手が機能上取り得
る最大の変位角である「最大作動角」よりも大きく、実
用作動角域は通常この最大作動角よりも小さい範囲に設
定される。
【００１５】以上により、内側継手部材の軸方向幅
（Ｗ）の最適範囲はＷ0 ≦Ｗ≦Ｗ1 になる。ただ、（Ｗ
0 ）、（Ｗ1 ）の値は継手サイズごとに異なるので、よ
り一般的な基準とするためには、継手サイズと関連する
基本寸法との関係において求める必要がある。また、
（Ｗ0 ）はトルク伝達ボールの組込み角（θ0 ）によっ
ても変わってくる。そこで、組込み角（θ0 ）を５０°
に設定し、種々の継手サイズごとに（Ｗ0 ）、（Ｗ1 ）
を求め、嵌合部の歯型のピッチ円径（ＰＣＤSERR）との
比Ｒｗ（＝Ｗ／ＰＣＤSERR）を求めた。その結果、０．
５７＜Ｒｗ≦０．９５の条件が得られ、これが内側継手
部材の軸方向幅（Ｗ）の最適範囲を示す基準となること
が見出された。Ｒｗ≦０．5 7 であると、組込み角θ0
＝５０°でのトルク伝達ボールの組込みができなくな
る。一方、Ｒｗ＞０．９５であると、内側継手部材の冷
間鍛造が困難となって、加工方法の抜本的な見直しが必
要になる他、他の加工方法を採用したとしても加工コス
トの上昇が避けられない。また、軸方向幅（Ｗ）が大き
くなることは、重量、寸法、材料コストの面で不利であ
る。継手の軽量化、コンパクト化、低コスト化を図り、
かつ、継手の組立に支障をきたさないという点から、
０．５７＜Ｒｗ≦０．９５が内側継手部材の軸方向幅
（Ｗ）の最適範囲である。
（Ｗ）の最適範囲はＷ0 ≦Ｗ≦Ｗ1 になる。ただ、（Ｗ
0 ）、（Ｗ1 ）の値は継手サイズごとに異なるので、よ
り一般的な基準とするためには、継手サイズと関連する
基本寸法との関係において求める必要がある。また、
（Ｗ0 ）はトルク伝達ボールの組込み角（θ0 ）によっ
ても変わってくる。そこで、組込み角（θ0 ）を５０°
に設定し、種々の継手サイズごとに（Ｗ0 ）、（Ｗ1 ）
を求め、嵌合部の歯型のピッチ円径（ＰＣＤSERR）との
比Ｒｗ（＝Ｗ／ＰＣＤSERR）を求めた。その結果、０．
５７＜Ｒｗ≦０．９５の条件が得られ、これが内側継手
部材の軸方向幅（Ｗ）の最適範囲を示す基準となること
が見出された。Ｒｗ≦０．5 7 であると、組込み角θ0
＝５０°でのトルク伝達ボールの組込みができなくな
る。一方、Ｒｗ＞０．９５であると、内側継手部材の冷
間鍛造が困難となって、加工方法の抜本的な見直しが必
要になる他、他の加工方法を採用したとしても加工コス
トの上昇が避けられない。また、軸方向幅（Ｗ）が大き
くなることは、重量、寸法、材料コストの面で不利であ
る。継手の軽量化、コンパクト化、低コスト化を図り、
かつ、継手の組立に支障をきたさないという点から、
０．５７＜Ｒｗ≦０．９５が内側継手部材の軸方向幅
（Ｗ）の最適範囲である。
【００１６】上記基準に基づいて試作した内側継手部材
の静捩り強度を測定したところ、軸部の連結部分（通
常、スタブシャフトが用いられる。）の静捩り強度を満
足しており、プロペラシャフト用としての強度の点でも
問題がないことが確認された。
の静捩り強度を測定したところ、軸部の連結部分（通
常、スタブシャフトが用いられる。）の静捩り強度を満
足しており、プロペラシャフト用としての強度の点でも
問題がないことが確認された。
【００１７】上記において、トルク伝達ボールの組込み
角（θ0 ）を５０°に設定しているのは次の理由によ
る。すなわち、この種の等速自在継手において、外側継
手部材と内側継手部材とを相対的に角度θ0 だけ角度変
位させて、トルク伝達ボールを保持器の所定のポケット
に組込む際、他のポケットに既に組込まれたトルク伝達
ボールは回転方向の位相変化に伴い、保持器のポケット
に対して円周方向および半径方向に移動する（トルク伝
達ボールの移動量は角度θ0 に比例して大きくな
る。）。保持器のポケットの円周方向寸法は、この時の
トルク伝達ボールの円周方向移動量を考慮して、トルク
伝達ボールとの干渉が生じない寸法に設定する必要があ
る。そのため、組込み角（θ0 ）が過大であると、ポケ
ット間の柱部の円周方向寸法が過小となり（ポケットの
円周方向寸法を大きくする必要があるため）、保持器の
強度不足が懸念される。特に、トルク伝達ボールの配置
数を８とした場合、従来継手に比べてポケット数が多く
なるので、保持器の強度確保は重要である。一方、組込
み角（θ0 ）が過小であると、トルク伝達ボールの組込
み自体ができなくなる。従って、組込み角（θ0 ）は、
保持器の強度を確保しつつ、トルク伝達ボールの組込み
を可能にする範囲で可及的に小さくするのが好ましく、
この観点から解析、実験を進めた結果、組込み角
（θ0 ）を５０°に設定した場合に、好ましい結果が得
られることが見出された。
角（θ0 ）を５０°に設定しているのは次の理由によ
る。すなわち、この種の等速自在継手において、外側継
手部材と内側継手部材とを相対的に角度θ0 だけ角度変
位させて、トルク伝達ボールを保持器の所定のポケット
に組込む際、他のポケットに既に組込まれたトルク伝達
ボールは回転方向の位相変化に伴い、保持器のポケット
に対して円周方向および半径方向に移動する（トルク伝
達ボールの移動量は角度θ0 に比例して大きくな
る。）。保持器のポケットの円周方向寸法は、この時の
トルク伝達ボールの円周方向移動量を考慮して、トルク
伝達ボールとの干渉が生じない寸法に設定する必要があ
る。そのため、組込み角（θ0 ）が過大であると、ポケ
ット間の柱部の円周方向寸法が過小となり（ポケットの
円周方向寸法を大きくする必要があるため）、保持器の
強度不足が懸念される。特に、トルク伝達ボールの配置
数を８とした場合、従来継手に比べてポケット数が多く
なるので、保持器の強度確保は重要である。一方、組込
み角（θ0 ）が過小であると、トルク伝達ボールの組込
み自体ができなくなる。従って、組込み角（θ0 ）は、
保持器の強度を確保しつつ、トルク伝達ボールの組込み
を可能にする範囲で可及的に小さくするのが好ましく、
この観点から解析、実験を進めた結果、組込み角
（θ0 ）を５０°に設定した場合に、好ましい結果が得
られることが見出された。
【００１８】トルク伝達ボールのピッチ円径（ＰＣＤ
BALL）と直径（ＤBALL）との比ｒ１（＝ＰＣＤBALL／Ｄ
BALL）は３．３≦ｒ１≦５．０の範囲内の値とすること
ができる。３．３≦ｒ１≦５．０とした理由は、外側継
手部材等の強度、継手の負荷容量および耐久性を従来継
手（６個ボールの固定型等速自在継手）と同等以上に確
保するためである。すなわち、等速自在継手において
は、限られたスペースの範囲で、トルク伝達ボールのピ
ッチ円径（ＰＣＤBALL）を大幅に変更することは困難で
ある。そのため、ｒ１の値は主にトルク伝達ボールの直
径（ＤBALL）に依存することになる。ｒ１＜３．３であ
ると（主に直径ＤBALLが大きい場合）、他の部品（外側
継手部材、内側継手部材等）の肉厚が薄くなりすぎて、
強度の点で懸念が生じる。逆にｒ１＞５．０であると
（主に直径ＤBALLが小さい場合）、負荷容量が小さくな
り、耐久性の点で懸念が生じる。また、トルク伝達ボー
ルと案内溝との接触部分の面圧が上昇し（直径ＤBALLが
小さくなると、接触部分の接触楕円が小さくなるた
め）、案内溝の溝肩エッジ部分の欠け等の要因になるこ
とが懸念される。
BALL）と直径（ＤBALL）との比ｒ１（＝ＰＣＤBALL／Ｄ
BALL）は３．３≦ｒ１≦５．０の範囲内の値とすること
ができる。３．３≦ｒ１≦５．０とした理由は、外側継
手部材等の強度、継手の負荷容量および耐久性を従来継
手（６個ボールの固定型等速自在継手）と同等以上に確
保するためである。すなわち、等速自在継手において
は、限られたスペースの範囲で、トルク伝達ボールのピ
ッチ円径（ＰＣＤBALL）を大幅に変更することは困難で
ある。そのため、ｒ１の値は主にトルク伝達ボールの直
径（ＤBALL）に依存することになる。ｒ１＜３．３であ
ると（主に直径ＤBALLが大きい場合）、他の部品（外側
継手部材、内側継手部材等）の肉厚が薄くなりすぎて、
強度の点で懸念が生じる。逆にｒ１＞５．０であると
（主に直径ＤBALLが小さい場合）、負荷容量が小さくな
り、耐久性の点で懸念が生じる。また、トルク伝達ボー
ルと案内溝との接触部分の面圧が上昇し（直径ＤBALLが
小さくなると、接触部分の接触楕円が小さくなるた
め）、案内溝の溝肩エッジ部分の欠け等の要因になるこ
とが懸念される。
【００１９】３．３≦ｒ１≦５．０とすることにより、
外側継手部材等の強度、継手の負荷容量および耐久性を
従来継手と同等以上に確保することができる。より好ま
しくは、３．５≦ｒ１≦５．０の範囲内の値に設定する
のが良い。
外側継手部材等の強度、継手の負荷容量および耐久性を
従来継手と同等以上に確保することができる。より好ま
しくは、３．５≦ｒ１≦５．０の範囲内の値に設定する
のが良い。
【００２０】外側継手部材の外径（ＤOUTER ）と内側継
手部材の嵌合部の歯型のピッチ円径（ＰＣＤSERR）との
比ｒ２は２．５≦ｒ２＜３．２の範囲内の値とすること
ができる。２．５≦ｒ２＜３．２とした理由は次にあ
る。すなわち、内側継手部材の嵌合部の歯型のピッチ円
径（ＰＣＤSERR）は、軸部の強度等との関係で大幅に変
更することはできない。そのため、ｒ２の値は、主に外
側継手部材の外径（ＤOUTER ）に依存することになる。
ｒ２＜２．５であると（主に外径ＤOUTERが小さい場
合）、各部品（外側継手部材、内側継手部材等）の肉厚
が薄くなりすぎて、強度の点で懸念が生じる。一方、ｒ
２≧３．２であると（主に外径ＤOUTER が大きい場
合）、コンパクト化という目的も達成できない。２．５
≦ｒ２＜３．２とすることにより、外側継手部材等の強
度および継手の耐久性を従来継手と同等以上に確保しつ
つ、外径寸法をコンパクトにすることができる。ちなみ
に、従来継手（６個ボールの固定型等速自在継手）は、
一般に、ｒ２≧３．２である。
手部材の嵌合部の歯型のピッチ円径（ＰＣＤSERR）との
比ｒ２は２．５≦ｒ２＜３．２の範囲内の値とすること
ができる。２．５≦ｒ２＜３．２とした理由は次にあ
る。すなわち、内側継手部材の嵌合部の歯型のピッチ円
径（ＰＣＤSERR）は、軸部の強度等との関係で大幅に変
更することはできない。そのため、ｒ２の値は、主に外
側継手部材の外径（ＤOUTER ）に依存することになる。
ｒ２＜２．５であると（主に外径ＤOUTERが小さい場
合）、各部品（外側継手部材、内側継手部材等）の肉厚
が薄くなりすぎて、強度の点で懸念が生じる。一方、ｒ
２≧３．２であると（主に外径ＤOUTER が大きい場
合）、コンパクト化という目的も達成できない。２．５
≦ｒ２＜３．２とすることにより、外側継手部材等の強
度および継手の耐久性を従来継手と同等以上に確保しつ
つ、外径寸法をコンパクトにすることができる。ちなみ
に、従来継手（６個ボールの固定型等速自在継手）は、
一般に、ｒ２≧３．２である。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
従って説明する。
従って説明する。
【００２２】図１及び図２は、プロペラシャフトの軸部
１０に装着される固定型等速自在継手を示している。プ
ロペラシャフトの軸部１０は、スタブシャフト１０ａ
と、スタブシャフト１０ａに結合される中間軸１０ｂと
で構成され、通常、スタブシャフト１０ａは鋼製の中実
軸、中間軸１０ｂは鋼または繊維強化プラスチック（Ｆ
ＲＰ）等からなる中空軸である。
１０に装着される固定型等速自在継手を示している。プ
ロペラシャフトの軸部１０は、スタブシャフト１０ａ
と、スタブシャフト１０ａに結合される中間軸１０ｂと
で構成され、通常、スタブシャフト１０ａは鋼製の中実
軸、中間軸１０ｂは鋼または繊維強化プラスチック（Ｆ
ＲＰ）等からなる中空軸である。
【００２３】この実施形態の等速自在継手は、球面状の
内径面１ａに８本の曲線状の案内溝１ｂを軸方向に形成
した外側継手部材１と、球面状の外径面２ａに８本の曲
線状の案内溝２ｂを軸方向に形成し、内径面に歯型（セ
レーション又はスプライン）を有する嵌合部２ｃを形成
した内側継手部材２と、外側継手部材１の案内溝１ｂと
これに対応する内側継手部材２の案内溝２ｂとが協働し
て形成される８本のボールトラックにそれぞれ配された
８個のトルク伝達ボール３と、トルク伝達ボール３を保
持する保持器４とで構成される。
内径面１ａに８本の曲線状の案内溝１ｂを軸方向に形成
した外側継手部材１と、球面状の外径面２ａに８本の曲
線状の案内溝２ｂを軸方向に形成し、内径面に歯型（セ
レーション又はスプライン）を有する嵌合部２ｃを形成
した内側継手部材２と、外側継手部材１の案内溝１ｂと
これに対応する内側継手部材２の案内溝２ｂとが協働し
て形成される８本のボールトラックにそれぞれ配された
８個のトルク伝達ボール３と、トルク伝達ボール３を保
持する保持器４とで構成される。
【００２４】内側継手部材２の嵌合部２ｃには、スタブ
シャフト１０ａの軸端部が歯型嵌合（セレーション嵌合
又はスプライン嵌合）される。また、外側継手部材１の
一端側にはブーツアダプタ１１を介してブーツ１２が装
着され、他端側にはシールプレート１３が装着される。
ブーツ１２は、ブーツバンド１４によってスタブシャフ
ト１０ａの外周に固定される。ブーツ１２とシールプレ
ート１３とによって、継手内部がシールされる。外側継
手部材１は、自動車のトランスミッション又はデファレ
ンシャルの歯車軸に連結される。あるいは、３継手型や
４継手型などのプロペラシャフトでは、外側継手部材１
を他の中間軸に連結する場合もある。
シャフト１０ａの軸端部が歯型嵌合（セレーション嵌合
又はスプライン嵌合）される。また、外側継手部材１の
一端側にはブーツアダプタ１１を介してブーツ１２が装
着され、他端側にはシールプレート１３が装着される。
ブーツ１２は、ブーツバンド１４によってスタブシャフ
ト１０ａの外周に固定される。ブーツ１２とシールプレ
ート１３とによって、継手内部がシールされる。外側継
手部材１は、自動車のトランスミッション又はデファレ
ンシャルの歯車軸に連結される。あるいは、３継手型や
４継手型などのプロペラシャフトでは、外側継手部材１
を他の中間軸に連結する場合もある。
【００２５】この実施形態において、外側継手部材１の
案内溝１ｂの中心Ｏ１は内径面１ａの球面中心に対し
て、内側継手部材２の案内溝２ｂの中心Ｏ２は外径面２
ａの球面中心に対して、それぞれ、軸方向に等距離だけ
反対側に（中心Ｏ１は同図で左側、中心Ｏ２は同図で右
側に）オフセットされている。そのため、案内溝１ｂと
これに対応する案内溝２ｂとが協働して形成されるボー
ルトラックは、軸方向の一方（同図で左側）に向かって
楔状に開いた形状になる。
案内溝１ｂの中心Ｏ１は内径面１ａの球面中心に対し
て、内側継手部材２の案内溝２ｂの中心Ｏ２は外径面２
ａの球面中心に対して、それぞれ、軸方向に等距離だけ
反対側に（中心Ｏ１は同図で左側、中心Ｏ２は同図で右
側に）オフセットされている。そのため、案内溝１ｂと
これに対応する案内溝２ｂとが協働して形成されるボー
ルトラックは、軸方向の一方（同図で左側）に向かって
楔状に開いた形状になる。
【００２６】保持器４の外径面４ａの球面中心、およ
び、保持器４の外径面４ａの案内面となる外側継手部材
１の内径面１ａの球面中心は、いずれも、トルク伝達ボ
ール３の中心Ｏ３を含む継手中心面Ｏ内にある。また、
保持器４の内径面４ｂの球面中心、および、保持器４の
内径面４ｂの案内面となる内側継手部材２の外径面２ａ
の球面中心は、いずれも、継手中心面Ｏ内にある。それ
故、案内溝１ｂの中心Ｏ１のオフセット量は、中心Ｏ１
と継手中心面Ｏとの間の軸方向距離、案内溝２ｂの中心
Ｏ２のオフセット量は、中心Ｏ２と継手中心面Ｏとの間
の軸方向距離になり、両者は等しい。
び、保持器４の外径面４ａの案内面となる外側継手部材
１の内径面１ａの球面中心は、いずれも、トルク伝達ボ
ール３の中心Ｏ３を含む継手中心面Ｏ内にある。また、
保持器４の内径面４ｂの球面中心、および、保持器４の
内径面４ｂの案内面となる内側継手部材２の外径面２ａ
の球面中心は、いずれも、継手中心面Ｏ内にある。それ
故、案内溝１ｂの中心Ｏ１のオフセット量は、中心Ｏ１
と継手中心面Ｏとの間の軸方向距離、案内溝２ｂの中心
Ｏ２のオフセット量は、中心Ｏ２と継手中心面Ｏとの間
の軸方向距離になり、両者は等しい。
【００２７】外側継手部材１と内側継手部材２とが角度
θだけ角度変位すると、保持器４に案内されたトルク伝
達ボール３は常にどの作動角θにおいても、角度θの２
等分面（θ／２）内に維持され、継手の等速性が確保さ
れる。
θだけ角度変位すると、保持器４に案内されたトルク伝
達ボール３は常にどの作動角θにおいても、角度θの２
等分面（θ／２）内に維持され、継手の等速性が確保さ
れる。
【００２８】トルク伝達ボール３のピッチ円径（ＰＣＤ
BALL）と直径（ＤBALL）との比ｒ１（＝ＰＣＤBALL／Ｄ
BALL）は、前述した理由から、３．３≦ｒ１≦５．０の
範囲内の値に設定されている。ここで、トルク伝達ボー
ルのピッチ円径（ＰＣＤBALL）は、ＰＣＲの２倍の寸法
である（ＰＣＤBALL＝２×ＰＣＲ）。外側継手部材１の
案内溝１ｂの中心Ｏ１とトルク伝達ボール３の中心Ｏ３
を結ぶ線分の長さ、内側継手部材２の案内溝２ｂの中心
Ｏ２とトルク伝達ボール３の中心Ｏ３を結ぶ線分の長さ
が、それぞれＰＣＲであり、両者は等しい。
BALL）と直径（ＤBALL）との比ｒ１（＝ＰＣＤBALL／Ｄ
BALL）は、前述した理由から、３．３≦ｒ１≦５．０の
範囲内の値に設定されている。ここで、トルク伝達ボー
ルのピッチ円径（ＰＣＤBALL）は、ＰＣＲの２倍の寸法
である（ＰＣＤBALL＝２×ＰＣＲ）。外側継手部材１の
案内溝１ｂの中心Ｏ１とトルク伝達ボール３の中心Ｏ３
を結ぶ線分の長さ、内側継手部材２の案内溝２ｂの中心
Ｏ２とトルク伝達ボール３の中心Ｏ３を結ぶ線分の長さ
が、それぞれＰＣＲであり、両者は等しい。
【００２９】また、外側継手部材１の外径（ＤOUTER ）
と内側継手部材２の嵌合部２ｃの歯型（セレーション又
はスプライン）のピッチ円径（ＰＣＤSERR）との比ｒ２
（＝ＤOUTER ／ＰＣＤSERR）は、前述した理由から、
２．５≦ｒ２＜３．２の範囲内の値に設定されている。
と内側継手部材２の嵌合部２ｃの歯型（セレーション又
はスプライン）のピッチ円径（ＰＣＤSERR）との比ｒ２
（＝ＤOUTER ／ＰＣＤSERR）は、前述した理由から、
２．５≦ｒ２＜３．２の範囲内の値に設定されている。
【００３０】図３は、内側継手部材２を示している。内
側継手部材２は、鋼材料から熱間鍛造又は亜熱間鍛造に
よってほぼ所定形状に予備成形され、外径面２ａ、案内
溝２ｂを冷間鍛造によって最終形状に仕上げられた後、
精度確保のための後加工（研削加工等）を施される。
側継手部材２は、鋼材料から熱間鍛造又は亜熱間鍛造に
よってほぼ所定形状に予備成形され、外径面２ａ、案内
溝２ｂを冷間鍛造によって最終形状に仕上げられた後、
精度確保のための後加工（研削加工等）を施される。
【００３１】内側継手部材２の外径面２ａの円周方向幅
（Ｌ）はＬ≧３．５ｍｍであり、軸方向幅（Ｗ）は、ト
ルク伝達ボール３の組込み角（θ0 ）を５０°として、
嵌合部２ｃの歯型のピッチ円径（ＰＣＤSERR）との比Ｒ
ｗ（＝Ｗ／ＰＣＤSERR）が０．５７＜Ｒｗ≦０．９５の
範囲内の値になるように設定されている。これにより、
組込み角θ0 ＝５０°でのトルク伝達ボール３の組込み
を可能にしつつ、内側継手部材２の冷間鍛造を可能にし
て加工コストの低減を図り、また、軸方向幅（Ｗ）を可
及的に小さくして、重量、寸法、材料コストの低減を図
ることができる。尚、案内溝２ｂと外径面２ａとの境界
部（肩部）にチャンファ（面取り）を施す場合、円周方
向幅（Ｌ）はチャンファを含む寸法とする。
（Ｌ）はＬ≧３．５ｍｍであり、軸方向幅（Ｗ）は、ト
ルク伝達ボール３の組込み角（θ0 ）を５０°として、
嵌合部２ｃの歯型のピッチ円径（ＰＣＤSERR）との比Ｒ
ｗ（＝Ｗ／ＰＣＤSERR）が０．５７＜Ｒｗ≦０．９５の
範囲内の値になるように設定されている。これにより、
組込み角θ0 ＝５０°でのトルク伝達ボール３の組込み
を可能にしつつ、内側継手部材２の冷間鍛造を可能にし
て加工コストの低減を図り、また、軸方向幅（Ｗ）を可
及的に小さくして、重量、寸法、材料コストの低減を図
ることができる。尚、案内溝２ｂと外径面２ａとの境界
部（肩部）にチャンファ（面取り）を施す場合、円周方
向幅（Ｌ）はチャンファを含む寸法とする。
【００３２】この実施形態の等速自在継手は、トルク伝
達ボール３の個数が８個であり、従来継手（６個ボール
の固定型等速自在継手）に比べ、継手の全負荷容量に占
めるトルク伝達ボール１個当りの負荷割合が少ないの
で、同じ呼び形式の従来継手に対して、トルク伝達ボー
ル３の直径（ＤBALL）を小さくし、外側継手部材１の肉
厚および内側継手部材２の肉厚を従来継手と同程度に確
保することが可能である。また、同じ呼び形式の従来継
手に対して、比ｒ２（＝ＤOUTER ／ＰＣＤSERR）を小さ
くして（従来継手におけるｒ２の一般的な値はｒ２≧
３．２である。）、従来継手と同等以上の強度、負荷容
量および耐久性を確保しつつ、外径寸法（ＤOUTER ）の
一層のコンパクト化を図ることができる。例えば、嵌合
部２ｃのピッチ円径（ＰＣＤSERR）を従来継手と等しく
した場合、外径（ＤOUTER ）を呼び番号で３サイズダウ
ンすることが可能である。また、従来継手に比べて低発
熱であることが実験の結果確認されている。
達ボール３の個数が８個であり、従来継手（６個ボール
の固定型等速自在継手）に比べ、継手の全負荷容量に占
めるトルク伝達ボール１個当りの負荷割合が少ないの
で、同じ呼び形式の従来継手に対して、トルク伝達ボー
ル３の直径（ＤBALL）を小さくし、外側継手部材１の肉
厚および内側継手部材２の肉厚を従来継手と同程度に確
保することが可能である。また、同じ呼び形式の従来継
手に対して、比ｒ２（＝ＤOUTER ／ＰＣＤSERR）を小さ
くして（従来継手におけるｒ２の一般的な値はｒ２≧
３．２である。）、従来継手と同等以上の強度、負荷容
量および耐久性を確保しつつ、外径寸法（ＤOUTER ）の
一層のコンパクト化を図ることができる。例えば、嵌合
部２ｃのピッチ円径（ＰＣＤSERR）を従来継手と等しく
した場合、外径（ＤOUTER ）を呼び番号で３サイズダウ
ンすることが可能である。また、従来継手に比べて低発
熱であることが実験の結果確認されている。
【００３３】さらに、内側継手部材２の軸方向幅（Ｗ）
を０．５７＜Ｒｗ≦０．９５の範囲内の値に設定してい
るので、従来継手に比べて軸方向寸法がコンパクトであ
り、かつ、より軽量、低コストである。
を０．５７＜Ｒｗ≦０．９５の範囲内の値に設定してい
るので、従来継手に比べて軸方向寸法がコンパクトであ
り、かつ、より軽量、低コストである。
【００３４】
【発明の効果】本発明は以下に示す効果を有する。
【００３５】（１）内側継手部材の軸方向幅（Ｗ）を
０．５７＜Ｒｗ≦０．９５の範囲内の値に設定すること
により、内側継手部材の冷間鍛造を可能にして、加工コ
ストの低減を図ることができる。また、従来継手に比べ
て、内側継手部材の軸方向幅が小さくなることにより、
軽量化、コンパクト化、材料コストの低減になる。
０．５７＜Ｒｗ≦０．９５の範囲内の値に設定すること
により、内側継手部材の冷間鍛造を可能にして、加工コ
ストの低減を図ることができる。また、従来継手に比べ
て、内側継手部材の軸方向幅が小さくなることにより、
軽量化、コンパクト化、材料コストの低減になる。
【００３６】（２）内側継手部材の外径面の円周方向幅
（Ｌ）をＬ≧３．５ｍｍとすることにより、内側継手部
材の冷間鍛造を可能にし、良好な成形精度を得ることが
できる。
（Ｌ）をＬ≧３．５ｍｍとすることにより、内側継手部
材の冷間鍛造を可能にし、良好な成形精度を得ることが
できる。
【００３７】（３）トルク伝達ボールの組込み角
（θ0 ）を５０°に設定することにより、保持器の強度
を確保しつつ、トルク伝達ボールの組込みを可能にする
ことができる。
（θ0 ）を５０°に設定することにより、保持器の強度
を確保しつつ、トルク伝達ボールの組込みを可能にする
ことができる。
【００３８】（４）比ｒ１（＝ＰＣＤBALL／ＤBALL）を
３．３≦ｒ１≦５．０とし、かつ、比ｒ２を２．５≦ｒ
２＜３．２とすることにより、従来継手と同等以上の強
度、負荷容量および耐久性を確保しつつ、外径寸法（Ｄ
OUTER ）の一層のコンパクト化を図ることができる。
３．３≦ｒ１≦５．０とし、かつ、比ｒ２を２．５≦ｒ
２＜３．２とすることにより、従来継手と同等以上の強
度、負荷容量および耐久性を確保しつつ、外径寸法（Ｄ
OUTER ）の一層のコンパクト化を図ることができる。
【００３９】（５）本発明のプロペラシャフトは、継手
部分が軽量かつコンパクトであるので、高速回転性に優
れている。
部分が軽量かつコンパクトであるので、高速回転性に優
れている。
【図１】本発明の実施形態に係わる等速自在継手の縦断
面図（図２におけるＯ−Ａ断面図）である。
面図（図２におけるＯ−Ａ断面図）である。
【図２】本発明の実施形態に係わる等速自在継手の横断
面図（図１におけるＯ−Ｏ断面図）である。
面図（図１におけるＯ−Ｏ断面図）である。
【図３】内側継手部材の正面図｛図３（ａ）｝、縦断面
図｛図３（ｂ）｝である。
図｛図３（ｂ）｝である。
【図４】内側継手部材の幾何学モデル図である。
【図５】トルク伝達ボールの組込み時の状態を示す概念
図である。
図である。
【図６】従来のプロペラシャフト用等速自在継手を示す
縦断面図である。
縦断面図である。
１ 外側継手部材 １ａ 内径面 １ｂ 案内溝 ２ 内側継手部材 ２ａ 外径面 ２ｂ 案内溝 ３ トルク伝達ボール ４ 保持器 １０ 軸部
Claims (8)
- 【請求項１】 球面状の内径面に軸方向に延びる８本の
案内溝を形成した外側継手部材と、球面状の外径面に軸
方向に延びる８本の案内溝を形成し、内径面にプロペラ
シャフトの軸部と歯型嵌合する嵌合部を形成した内側継
手部材と、外側継手部材の案内溝とこれに対応する内側
継手部材の案内溝とが協働して形成される８本のボール
トラックにそれぞれ配された８個のトルク伝達ボール
と、トルク伝達ボールを保持する保持器とを備え、 前記ボールトラックが軸方向の一方に向かって楔状に開
き、 前記内側継手部材の軸方向幅（Ｗ）と、前記嵌合部の歯
型のピッチ円径（ＰＣＤSERR）との比Ｒｗ（＝Ｗ／ＰＣ
ＤSERR）が０．５７＜Ｒｗ≦０．９５であるプロペラシ
ャフト用等速自在継手。 - 【請求項２】 前記内側継手部材の、案内溝間の外径面
の円周方向幅（Ｌ）がＬ≧３．５ｍｍである請求項１記
載のプロペラシャフト用等速自在継手。 - 【請求項３】 前記内側継手部材が冷間鍛造によって成
形されたものである請求項１記載のプロペラシャフト用
等速自在継手。 - 【請求項４】 前記外側継手部材と内側継手部材とを相
対的に角度θ0 だけ角度変位させて、前記トルク伝達ボ
ールを保持器のポケットに組込み込む際の組込み角（θ
0 ）が５０°である請求項１記載のプロペラシャフト用
等速自在継手。 - 【請求項５】 前記トルク伝達ボールのピッチ円径（Ｐ
ＣＤBALL）と直径（ＤBALL）との比ｒ１（＝ＰＣＤBALL
／ＤBALL）が３．３≦ｒ１≦５．０で、前記外側継手部
材の外径（ＤOUTER ）と前記嵌合部の歯型のピッチ円径
（ＰＣＤSERR）との比ｒ２が２．５≦ｒ２＜３．２であ
る請求項１記載のプロペラシャフト用等速自在継手。 - 【請求項６】 前記外側継手部材が自動車のトランスミ
ッション又はデファレンシャルに連結される請求項１記
載のプロペラシャフト用等速自在継手。 - 【請求項７】 請求項１〜６の何れかに記載の等速自在
継手を軸部に装着したプロペラシャフト。 - 【請求項８】 軸部と、該軸部に装着された複数の自在
継手とを備えたプロペラシャフトにおいて、 少なくとも１つの前記自在継手が、球面状の内径面に軸
方向に延びる８本の案内溝を形成した外側継手部材と、
球面状の外径面に軸方向に延びる８本の案内溝を形成し
た内側継手部材と、外側継手部材の案内溝とこれに対応
する内側継手部材の案内溝とが協働して形成される８本
のボールトラックにそれぞれ配された８個のトルク伝達
ボールと、トルク伝達ボールを保持する保持器とを備
え、前記ボールトラックが軸方向の一方に向かって楔状
に開いた等速自在継手であることを特徴とするプロペラ
シャフト。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP11045169A JP2000240673A (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | プロペラシャフト用等速自在継手、及びプロペラシャフト |
| EP99126037A EP1031748B1 (en) | 1999-02-23 | 1999-12-27 | Constant velocity universal joint for propeller shaft |
| DE69912390T DE69912390T2 (de) | 1999-02-23 | 1999-12-27 | Gleichlaufgelenk für eine antriebswelle und antriebswelle |
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| JP11045169A JP2000240673A (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | プロペラシャフト用等速自在継手、及びプロペラシャフト |
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