JP2002250359A

JP2002250359A - 等速自在継手

Info

Publication number: JP2002250359A
Application number: JP2001047040A
Authority: JP
Inventors: Masazumi Kobayashi; 正純小林
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2001-02-22
Filing date: 2001-02-22
Publication date: 2002-09-06

Abstract

(57)【要約】【課題】簡便な手段により内輪周り部品のスライド量
および負荷容量を向上させ得る等速自在継手を提供する
ことにある。【解決手段】内輪２１の外周面と外輪２２の内周面の
各々にトラック２６，３０を交叉状の配置で設け、両ト
ラック２６，３０の交叉部分にボール２３を組み込み、
そのボール２３を前記内輪２１の外周面と外輪２２の内
周面との間に配置したケージ２４により保持した等速自
在継手において、前記ケージ２４の端部内径を前記内輪
２１の外径よりも小さくすると共に、前記ケージ２４の
内周面を凹球面とし、その凹球面の曲率中心Ｏ₂をオフ
セットさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は等速自在継手に関
し、詳しくは、４ＷＤ車やＦＲ車などで使用されるプロ
ペラシャフトに組み込まれる等速自在継手において、衝
突時の軸方向変位を吸収し得る構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】４ＷＤ車やＦＲ車などの自動車で使用さ
れるプロペラシャフトは、トランスミッションとディフ
ァレンシャル間の相対位置変化による角度変化に対応で
きる構造とするためにレブロ型（あるいはクロスグルー
ブ型）と称される等速自在継手を具備するものがある。
この等速自在継手は、衝突時の軸方向衝撃によるトラン
スミッションとディファレンシャル間の軸方向変位を吸
収できる構造を採用している。

【０００３】図５は、フロートタイプと称されるレブロ
型等速自在継手を例示する。この等速自在継手は、内輪
１、外輪２、ボール３およびケージ４を主要な構成要素
としている。内輪１は中心部にスプライン孔５を有し、
外周面に複数のトラック６が形成されている。なお、こ
の内輪１のスプライン孔５にプロペラシャフトのスタブ
シャフト７を嵌合させ、そのスタブシャフト７の輪溝８
に装着されたサークリップ９によりスタブシャフト７が
内輪１に軸方向に位置決め固定されている。外輪２は内
輪１の外周に位置し、内周面に内輪１のトラック６と同
数のトラック１０が形成されている。内輪１のトラック
６と外輪２のトラック１０は軸線に対して反対方向に角
度をなしている。対をなす内輪１のトラック６と外輪２
のトラック１０との交叉部にボール３が組み込まれてい
る。内輪１と外輪２の間にケージ４が配置され、ボール
３はケージ４のポケット内に保持されている。

【０００４】この等速自在継手の外輪２は、中空部１１
を有するコンパニオンフランジ１２とシールプレート１
３を挟み込んだ状態で、外輪１２のボルト挿通孔１７を
利用してボルト（図示せず）により締結される。コンパ
ニオンフランジ１２とスタブシャフト７とが等速自在継
手により屈曲自在に連結されている。また、シールプレ
ート１３は等速自在継手に充填したグリースの漏洩を防
ぐと共に異物の侵入を防止するためのものである。

【０００５】等速自在継手の反コンパニオンフランジ側
には密封装置が装着されている。この密封装置はブーツ
１４と金属製のブーツアダプタ１５とからなる。ブーツ
１４は小端部と大端部を有し、中間にてＶ字形に折り返
した格好になっている。ブーツアダプタ１５は円筒形
で、一端に外輪２の外周面と嵌合するフランジを有し、
前述したコンパニオンフランジ１２およびシールプレー
ト１３と共にボルトでもって外輪１２に固定される。ブ
ーツ１４の小端部はスタブシャフト７に取り付けてブー
ツバンド１６で締め付けられている。ブーツ１４の大端
部はブーツアダプタ１５の端部を加締めて保持されてい
る。

【０００６】自動車に衝撃が生じたとき、内輪１、ボー
ル３およびケージ４といった内輪周り部品がユニットと
してコンパニオンフランジ側にスライド移動しようとす
る。そして、ボール３が外輪２のトラック１０から脱落
することにより、コンパニオンフランジ１２の中空部１
１の内径とボール３とが干渉し、内輪１とスタブシャフ
ト７のみがコンパニオンフランジ側へスライド移動して
その中空部１１に進入する。この際、スタブシャフト７
の先端でシールプレート１３を押し退ける。

【０００７】これにより、トランスミッションとディフ
ァレンシャルとの間の軸方向変位（短縮分）が吸収さ
れ、ディファレンシャルを介して車体後部に入力する衝
撃力が低減され、車体に生じる衝撃が大幅に低減して安
全性が向上する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図５に示すフロートタ
イプの等速自在継手は、ケージ４の最小内径が内輪１の
最大外径よりも小さいため、等速自在継手の組み付け時
にサブアッセンブリ状態でボール３がばらけることな
く、その取り扱いが容易である。

【０００９】このタイプの等速自在継手では、車両衝突
時の軸方向衝撃が加わった場合、ケージ４および内輪１
が外輪２に対して軸方向にスライドするが、その際、ケ
ージ４の内周面と内輪１の外周面とが干渉することによ
りそのスライド量が規制されている。そのため、車体に
生じる衝撃をより一層低減させようとすると、前記スラ
イド量を増大させる必要がある。一方、内輪１の負荷容
量は、内輪１のトラック６の深さにより規制されている
が、その負荷容量を増大させることも要望されていると
いうのが現状であった。

【００１０】そこで、本発明は前記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的とするところは、簡便な手段に
より内輪周り部品のスライド量および内輪の負荷容量を
増大させ得る等速自在継手を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明は、内輪の外周面と外輪の
内周面の各々にトラックを交叉状の配置で設け、両トラ
ックの交叉部分にボールを組み込み、そのボールを前記
内輪の外周面と外輪の内周面との間に配置したケージに
より保持した等速自在継手において、前記ケージの端部
内径を前記内輪の外径よりも小さくすると共に、前記ケ
ージの内周面を凹球面とし、その凹球面の曲率中心をオ
フセットさせたことを特徴とする（請求項１）。

【００１２】この請求項１に記載した等速自在継手で
は、ケージの端部内径が前記内輪の外径よりも小さいこ
とから、軸方向衝撃が加わった場合、内輪周り部品のス
ライド量が規制されるが、前記ケージの内周面の曲率中
心をオフセットさせたことにより、スライド量および負
荷容量の増大を図ることができる。

【００１３】この時、請求項２に記載したように前記ケ
ージの内周面を凹球面とし、その凹球面の曲率中心をボ
ール中心に対して軸線方向に互いに等距離だけオフセッ
トさせることが望ましい。また、請求項３に記載したよ
うに前記ケージの凹球面の曲率中心をボール中心に対し
て軸線方向に互いに等距離だけオフセットさせることに
加えて、前記ケージの内周面の中央に円筒部を形成する
ことが望ましい。さらに、請求項４に記載したように前
記ケージの凹球面の曲率中心をその軸線を越えて径方向
にオフセットさせることも可能である。

【００１４】請求項５に記載したように前記内輪の外周
面を凸球面とし、その凸球面の曲率中心をボール中心に
対して軸線方向に互いに等距離だけオフセットさせ、ま
た、請求項６に記載したように前記ケージの凹球面の曲
率半径と前記内輪の凸球面の曲率半径とを実質的に等し
くすることにより、内輪周り部品のスライド時、ケージ
の凹球面と内輪の凸球面とを面接触させることができ、
内輪およびケージの破損を防止できる。

【００１５】なお、請求項７に記載したように前記ケー
ジのポケットと前記ボールとの間のポケットすきまを０
〜６０μｍとすることが望ましい。このようにポケット
すきまを規定すれば、ボールのスムーズな転がりを確保
することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態として、レブロ
型（あるいはクロスグルーブ型）等速自在継手を図１
（ｂ）に示す。この実施形態の等速自在継手は、内輪２
１、外輪２２、ボール２３およびケージ２４を主要な構
成要素としている。これら内輪２１、外輪２２、ボール
２３およびケージ２４以外の部品については、図５に示
す等速自在継手で使用したものと同一であるために図示
せず、重複説明は省略する。なお、図１（ａ）に従来の
等速自在継手を従来品として図示する。

【００１７】プロペラシャフトのスタブシャフトがサー
クリップ等により嵌合固定された内輪２１は、その外周
面に複数のトラック２６が形成されている。一方、コン
パニオンフランジにシールプレートを挟み込んだ状態で
ボルト等により固定された外輪２２は、内輪２１の外周
に位置し、内周面に内輪２１のトラック２６と同数のト
ラック３０が形成されている。内輪２１のトラック２６
と外輪２２のトラック３０は軸線に対して反対方向に角
度をなしている。対をなす内輪２１のトラック２６と外
輪２２のトラック３０との交叉部にボール２３が組み込
まれている。内輪２１と外輪２２の間にケージ２４が配
置され、ボール２３はケージ２４のポケット２０内に保
持されている。

【００１８】ケージ２４のポケット２０とボール２３と
の間のポケットすきまｔを０〜６０μｍとしている。こ
のようにポケットすきまｔを規定すれば、ボール２３の
スムーズな転がりを確保することができる。ポケットす
きまｔが０より小さいと、ボール２３のスムーズな転が
りを確保することが困難となり、また、６０μｍより大
きいと、ＮＶＨ（音振）に影響が出てくると共に、等速
性を維持するためには、ボール２３が二軸のなす角度の
二等分面上になければならないことから、その二等分面
上からのボール２３の外れ量が大きくなって等速性の低
下を招来する。

【００１９】この実施形態の等速自在継手は、ケージ２
４の端部内径、つまり最小内径が内輪２１の最大外径よ
りも小さい形態を具備したフロートタイプである。これ
により、車両衝突時の軸方向衝撃が加わった場合、ケー
ジ２４の内径と内輪２１の外径との干渉により軸方向の
スライド量が規制されている。また、ボール２３の抜け
がないので、等速自在継手の組み付け時、サブアッセン
ブリ状態での作業性が向上する。

【００２０】図２（ａ）（ｂ）は図１（ａ）（ｂ）の従
来品と本発明品について、内輪２１（１）、ボール２３
（３）およびケージ２４（４）からなる内輪周り部品を
スライドさせた状態を示し、以下、本発明品を従来例と
比較しながら詳述する。

【００２１】図１（ｂ）に示すように本発明品の等速自
在継手は、内輪２１の外周面を凸球面とし、その凸球面
の曲率中心Ｏ₁をボール中心Ｏ（継手中心）に対して軸
線方向に互いに等距離だけオフセット（Ｌ）させてい
る。また、ケージ２４の内周面を凹球面とし、その凹球
面の半径Ｒ₂と内輪２１の凸球面の半径Ｒ₁とを同一に設
定している。これにより、内輪２１、ボール２３および
ケージ２４からなる内輪周り部品がスライドする際、ケ
ージ２４の凹球面と内輪２１の凸球面とが面接触するこ
とになり、内輪２１およびケージ２４が破損することを
防止できる。これらの点は従来品についても同様であ
り、また、ケージ２４の外周面の曲率中心はボール中心
Ｏと一致しており、その半径Ｒは従来品と同じである。

【００２２】また、ケージ２４の内周面を凹球面とし、
その凹球面の曲率中心Ｏ₂をボール中心Ｏ（継手中心）
に対して軸線方向に互いに等距離だけオフセット（Ｆ／
２）させている。なお、ケージ２４の凹球面の曲率中心
Ｏ₂を、軸方向に等距離だけオフセットさせると共にそ
の軸線を越えて径方向にオフセットさせるようにしても
よい。さらに、ケージ２４の内周面の中央に円筒部４１
（フラット面）を形成している。このようにケージ２４
の内周面に円筒部４１を形成したことにより、この円筒
部４１の軸方向長さＦと、後述する内輪２１の外径のオ
フセットＬとの組み合わせによってスライド量または負
荷容量のうちの少なくとも一方を増大させることができ
る。このケージ２４の凹球面の曲率中心Ｏ₂のオフセッ
ト（Ｆ／２）は、ケージ２４の内周面に形成された円筒
部４１（フラット面）の軸方向長さＦの１／２となって
いる。

【００２３】この実施形態の場合、ボール中心Ｏに対す
る内輪２１の凸球面の曲率中心Ｏ₁のオフセットＬが従
来品と同一であるが、ケージ２４の内周面の略中央に円
筒部４１（フラット面）を形成し、ケージ２４の凹球面
の曲率中心Ｏ₂をボール中心Ｏに対してＦ／２の距離だ
けオフセットさせたことにより、従来品よりもスライド
量が増大する。つまり、図２（ａ）に示す従来品ではス
ライド量が２Ｌであったのが、図２（ｂ）に示す本発明
品では、スライド量が２｛Ｌ＋（Ｆ／２）｝＝２Ｌ＋Ｆ
となって、従来品よりもＦだけ大きくなる。

【００２４】図３および図４は本発明の他の実施形態に
おける等速自在継手のケージ２４および内輪２１’，２
１’’を例示する。これら両実施形態では、ボール中心
Ｏに対する内輪２１’，２１’’の凸球面の曲率中心Ｏ
₁’，Ｏ₁’’のオフセットＬ’，Ｌ’’を従来品（オフ
セットＬ）よりも減少させたものである。

【００２５】まず、図３の実施形態では、ボール中心Ｏ
に対する内輪２１’の凸球面の曲率中心Ｏ₁’のオフセ
ットＬ’を従来品よりも減少させた場合で、図１（ｂ）
の実施形態と同様、ケージ２４の内周面の略中央に円筒
部４１（フラット面）を形成し、ケージ２４の凹球面の
曲率中心Ｏ₂は、ボール中心Ｏに対してＦ／２の距離だ
けオフセットさせたものである。この場合、スライド量
を従来品と同じにすると、内輪２１’の負荷容量が増大
する。つまり、スライド量を従来品と同じにするために
は、ボール中心Ｏに対する内輪２１の凸球面の曲率中心
Ｏ₁のオフセットＬと、この実施形態におけるボール中
心Ｏに対する内輪２１’の凸球面の曲率中心Ｏ₁’のオ
フセット量Ｌ’と、ケージ２４の円筒部４１の軸方向長
さＦの１／２との関係において、Ｌ＝Ｌ’＋（Ｆ／２）
とすればよい。このようにすれば、内輪２１’のオフセ
ットを小さくすることができるので、図中の斜線部分を
増加させてトラック２６’の深さを大きくすることがで
きることから、内輪２１’の負荷容量を増大させること
ができる。

【００２６】また、図４の実施形態では、ボール中心Ｏ
に対する内輪２１’’の凸球面の曲率中心Ｏ₁’’のオ
フセットＬ’’を従来品よりも少しだけ減少させた場合
で、図１（ｂ）の実施形態と同様、ケージ２４の内周面
の略中央に円筒部４１（フラット面）を形成し、ケージ
２４の凹球面の曲率中心Ｏ₂を、ボール中心Ｏに対して
Ｆ／２の距離だけオフセットさせたものである。この場
合、スライド量と内輪２１’’の負荷容量がともに増大
する。つまり、スライド量、内輪２１’’の負荷容量と
もに従来品よりも増大させるためには、ボール中心Ｏに
対する内輪２１の凸球面の曲率中心Ｏ₁のオフセットＬ
と、この実施形態におけるボール中心Ｏに対する内輪２
１’’の凸球面の曲率中心Ｏ₁’’のオフセット量
Ｌ’’と、ケージ２４の円筒部４１の軸方向長さＦの１
／２との関係において、Ｌ＜Ｌ’’＋（Ｆ／２）、か
つ、Ｌ＞Ｌ’’を満足させればよい。このようにすれ
ば、Ｌ＜Ｌ’’＋（Ｆ／２）からスライド量が増大する
と共に、Ｌ＞Ｌ’’から図中の斜線部分を増加させてト
ラック２６’’の深さを大きくすることができ、内輪２
１’’の負荷容量を増大させることができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、内輪の外周面と外輪の
内周面の各々にトラックを交叉状の配置で設け、両トラ
ックの交叉部分にボールを組み込み、そのボールを前記
内輪の外周面と外輪の内周面との間に配置したケージに
より保持した等速自在継手において、前記ケージの端部
内径を前記内輪の外径よりも小さくすると共に、前記ケ
ージの内周面を凹球面とし、その凹球面の曲率中心をオ
フセットさせたことにより、ケージの端部内径が前記内
輪の外径よりも小さいことから、軸方向衝撃が加わった
場合、内輪周り部品のスライド幅が規制されるが、前記
ケージの内周面を凹球面とし、その凹球面の曲率中心を
オフセットさせたことにより、スライド量の増大を図る
ことができ、また、内輪の負荷容量を増大させることも
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来品と本発明品とを比較するために例示した
二つの等速自在継手で、（ａ）は従来品を示す要部拡大
断面図、（ｂ）は本発明品を示す要部拡大断面図であ
る。

【図２】本発明品と従来品とを比較するために例示した
二つの等速自在継手で、（ａ）は内輪周り部品がスライ
ドした状態の従来品を示す要部拡大断面図、（ｂ）は内
輪周り部品がスライドした状態の本発明品を示す要部拡
大断面図である。

【図３】ボール中心に対する内輪の外周面の曲率半径の
オフセットを従来品より減少させた他の本発明品で、内
輪とケージを示す要部拡大断面図である。

【図４】ボール中心に対する内輪の外周面の曲率半径の
オフセットを従来品より少し減少させた他の本発明品
で、内輪とケージを示す要部拡大断面図である。

【図５】フロートタイプの等速自在継手の従来例を示す
断面図である。

【符号の説明】

２０ポケット２１，２１’，２１’’ 内輪２２外輪２３ボール２４ケージ２６，２６’，２６’’，３０トラック４１円筒部Ｏボール中心Ｏ₁，Ｏ₁’，Ｏ₁’’ 内輪の凸球面の曲率中心Ｏ₂，Ｏ₂’，Ｏ₂’’ ケージの凹球面の曲率中心Ｌ，Ｌ’，Ｌ’’ オフセットｔポケットすきま

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内輪の外周面と外輪の内周面の各々にト
ラックを交叉状の配置で設け、両トラックの交叉部分に
ボールを組み込み、そのボールを前記内輪の外周面と外
輪の内周面との間に配置したケージにより保持した等速
自在継手において、前記ケージの端部内径を前記内輪の
外径よりも小さくすると共に、前記ケージの内周面を凹
球面とし、その凹球面の曲率中心をオフセットさせたこ
とを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】前記ケージの凹球面の曲率中心をボール
中心に対して軸線方向に互いに等距離だけオフセットさ
せた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】前記ケージの凹球面の曲率中心をボール
中心に対して軸線方向に互いに等距離だけオフセットさ
せると共に、前記ケージの内周面の中央に円筒部を形成
した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】前記ケージの凹球面の曲率中心をその軸
線を越えて径方向にオフセットさせたことを特徴とする
請求項１乃至３のいずれかに記載の等速自在継手。
【請求項５】前記内輪の外周面を凸球面とし、その凸
球面の曲率中心をボール中心に対して軸線方向に互いに
等距離だけオフセットさせたことを特徴とする請求項１
乃至４のいずれかに記載の等速自在継手。
【請求項６】前記ケージの凹球面の曲率半径と前記内
輪の凸球面の曲率半径とを実質的に等しくしたことを特
徴とする請求項１乃至３、及び請求項５のいずれかに記
載の等速自在継手。
【請求項７】前記ケージのポケットと前記ボールとの
間のポケットすきまを０〜６０μｍとしたことを特徴と
する請求項１乃至６のいずれかに記載の等速自在継手。