JP2003004062A - 固定型等速自在継手 - Google Patents
固定型等速自在継手Info
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- JP2003004062A JP2003004062A JP2001191553A JP2001191553A JP2003004062A JP 2003004062 A JP2003004062 A JP 2003004062A JP 2001191553 A JP2001191553 A JP 2001191553A JP 2001191553 A JP2001191553 A JP 2001191553A JP 2003004062 A JP2003004062 A JP 2003004062A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 固定型等速自在継手の許容負荷トルクを向上
し、かつ、十分なトラック溝深さを確保して、ボールが
トラック溝から外れて球面部に乗り上げることや、打音
を防止する。 【解決手段】 外輪１と、内輪２と、８個のボール３
と、保持器４とで構成され、外輪１の案内溝１ｂの溝底
が曲線状になった部位の中心Ｏ１が内径面１ａの球面中
心に対して、内輪２の案内溝２ｂの溝底が曲線状になっ
た部位の中心Ｏ２が外径面２ａの球面中心に対して、そ
れぞれ、軸方向に等距離Ｆ（＝Ｆｏ＝Ｆｉ）だけ反対側
にオフセットされた固定等速自在継手であって、前記オ
フセット量Ｆと、前記外輪１の案内溝１ｂの溝底が曲線
状になった部位の中心Ｏ１または前記内輪２の案内溝２
ｂの溝底が曲線状になった部位の中心Ｏ２と前記ボール
３の中心Ｏ３とを結ぶ線分の長さ（ＰＣＲ）との比Ｒ１
（＝Ｆ／ＰＣＲ）が、０．０６９≦Ｒ１≦０．１２１の
範囲で、かつ、各案内溝１ｂ，２ｂとボール３との接触
角αを３７°以下に設定した。
し、かつ、十分なトラック溝深さを確保して、ボールが
トラック溝から外れて球面部に乗り上げることや、打音
を防止する。 【解決手段】 外輪１と、内輪２と、８個のボール３
と、保持器４とで構成され、外輪１の案内溝１ｂの溝底
が曲線状になった部位の中心Ｏ１が内径面１ａの球面中
心に対して、内輪２の案内溝２ｂの溝底が曲線状になっ
た部位の中心Ｏ２が外径面２ａの球面中心に対して、そ
れぞれ、軸方向に等距離Ｆ（＝Ｆｏ＝Ｆｉ）だけ反対側
にオフセットされた固定等速自在継手であって、前記オ
フセット量Ｆと、前記外輪１の案内溝１ｂの溝底が曲線
状になった部位の中心Ｏ１または前記内輪２の案内溝２
ｂの溝底が曲線状になった部位の中心Ｏ２と前記ボール
３の中心Ｏ３とを結ぶ線分の長さ（ＰＣＲ）との比Ｒ１
（＝Ｆ／ＰＣＲ）が、０．０６９≦Ｒ１≦０．１２１の
範囲で、かつ、各案内溝１ｂ，２ｂとボール３との接触
角αを３７°以下に設定した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、８個のボールを
備えた固定型等速自在継手に関する。
備えた固定型等速自在継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５（Ａ）（Ｂ）に示すのは、固定型等
速自在継手として代表的なツェパー型等速自在継手であ
る。この等速自在継手は、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として
の外輪１１と、外径面１２ａに曲線状の６本の案内溝１
２ｂを軸方向に形成し内径面に軸部１５を連結するため
の歯型（セレーションまたはスプライン）１２ｃを形成
した内側継手部材としての内輪１２と、外輪１１の案内
溝１１ｂと内輪１２の案内溝１２ｂとが協働して形成さ
れる各ボールトラックに配された６個のボール１３と、
ボール１３を保持する保持器１４とで構成される。
速自在継手として代表的なツェパー型等速自在継手であ
る。この等速自在継手は、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として
の外輪１１と、外径面１２ａに曲線状の６本の案内溝１
２ｂを軸方向に形成し内径面に軸部１５を連結するため
の歯型（セレーションまたはスプライン）１２ｃを形成
した内側継手部材としての内輪１２と、外輪１１の案内
溝１１ｂと内輪１２の案内溝１２ｂとが協働して形成さ
れる各ボールトラックに配された６個のボール１３と、
ボール１３を保持する保持器１４とで構成される。
【０００３】外輪１１の案内溝１１ｂの中心Ａは内径面
１１ａの球面中心Ｏに対して、内輪１２の案内溝１２ｂ
の中心Ｂは外径面１２ａの球面中心Ｏに対して、それぞ
れ、軸方向に等距離だけ反対側（案内溝１１ｂの中心Ａ
は継手の開口側、案内溝１２ｂの中心Ｂは継手の奥部
側）にオフセットされている。保持器１４の案内面とな
る外輪１１の内径面１１ａおよび内輪１２の外径面１２
ａの球面中心Ｏは、いずれも継手中心面Ｏ−Ｏ内にあ
る。
１１ａの球面中心Ｏに対して、内輪１２の案内溝１２ｂ
の中心Ｂは外径面１２ａの球面中心Ｏに対して、それぞ
れ、軸方向に等距離だけ反対側（案内溝１１ｂの中心Ａ
は継手の開口側、案内溝１２ｂの中心Ｂは継手の奥部
側）にオフセットされている。保持器１４の案内面とな
る外輪１１の内径面１１ａおよび内輪１２の外径面１２
ａの球面中心Ｏは、いずれも継手中心面Ｏ−Ｏ内にあ
る。
【０００４】外輪１１と内輪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、そのため継手の等速性が確保される。
位すると、保持器１４に案内されたボール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、そのため継手の等速性が確保される。
【０００５】上記の固定型等速自在継手において、高角
（最大作動角５０°）対応の等速自在継手は、ボール１
３が６個のアンダーカットフリージョイントであった
が、ボール個数を増やし、ボール径を小さくすること
で、強度、耐久性が同等で、よりコンパクトな８個ボー
ルのアンダーカットフリージョイントが開発されている
（例えば、特開平９−３１７７８４号公報参照）。
（最大作動角５０°）対応の等速自在継手は、ボール１
３が６個のアンダーカットフリージョイントであった
が、ボール個数を増やし、ボール径を小さくすること
で、強度、耐久性が同等で、よりコンパクトな８個ボー
ルのアンダーカットフリージョイントが開発されている
（例えば、特開平９−３１７７８４号公報参照）。
【０００６】上記特開平９−３１７７８４号公報には、
８個ボールの固定型等速自在継手において、トラックオ
フセット量（Ｆ）と、外側継手部材の案内溝の中心また
は内側継手部材の案内溝の中心とボールの中心とを結ぶ
線分の長さ（ＰＣＲ）との比Ｒ１（＝Ｆ／ＰＣＲ）につ
いて記述されており、その適正値についても開示されて
いる。
８個ボールの固定型等速自在継手において、トラックオ
フセット量（Ｆ）と、外側継手部材の案内溝の中心また
は内側継手部材の案内溝の中心とボールの中心とを結ぶ
線分の長さ（ＰＣＲ）との比Ｒ１（＝Ｆ／ＰＣＲ）につ
いて記述されており、その適正値についても開示されて
いる。
【０００７】上記の開示を要約すると、次のとおりであ
る。 １．オフセット量が大き過ぎる場合 トラック溝が浅くなり、高作動角域において、許容負
荷トルクが低下する。 保持器の柱が細くなり、保持器の強度が低下する。 ２．オフセット量が小さ過ぎる場合 トラック荷重の増加により、耐久性の低下を招く。 最大作動角が低下する。 したがって、トラックオフセット量は、最適な領域、す
なわち、トラックオフセット量（Ｆ）と、外側継手部材
の案内溝の中心または内側継手部材の案内溝の中心とボ
ールの中心とを結ぶ線分の長さ（ＰＣＲ）との比Ｒ１
（＝Ｆ／ＰＣＲ）を、０．０６９≦Ｒ１≦０．１２１の
範囲内に設定することが開示されている。
る。 １．オフセット量が大き過ぎる場合 トラック溝が浅くなり、高作動角域において、許容負
荷トルクが低下する。 保持器の柱が細くなり、保持器の強度が低下する。 ２．オフセット量が小さ過ぎる場合 トラック荷重の増加により、耐久性の低下を招く。 最大作動角が低下する。 したがって、トラックオフセット量は、最適な領域、す
なわち、トラックオフセット量（Ｆ）と、外側継手部材
の案内溝の中心または内側継手部材の案内溝の中心とボ
ールの中心とを結ぶ線分の長さ（ＰＣＲ）との比Ｒ１
（＝Ｆ／ＰＣＲ）を、０．０６９≦Ｒ１≦０．１２１の
範囲内に設定することが開示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平９−３１７７８４号公報では、トラックボールの接
触角については、述べられていない。トラックの許容負
荷トルクを大きくするには、オフセット量を小さくする
ことが有効であるが、オフセット量を小さくすることに
より、新たな問題点が発生する。すなわち、ボール径を
小さく設定することや、継手をよりコンパクトに設計
し、強度的に最弱な部品である保持器の肉厚を確保しよ
うとすると、必然的に外輪および内輪のトラック溝深さ
が浅くなる。トラック溝深さが十分確保されていない
と、高作動角時や高負荷時に、ボールの接触楕円がトラ
ック溝部から外れ、球面部に乗り上げてしまい、角部の
欠けや異常摩耗の不具合が発生する。
開平９−３１７７８４号公報では、トラックボールの接
触角については、述べられていない。トラックの許容負
荷トルクを大きくするには、オフセット量を小さくする
ことが有効であるが、オフセット量を小さくすることに
より、新たな問題点が発生する。すなわち、ボール径を
小さく設定することや、継手をよりコンパクトに設計
し、強度的に最弱な部品である保持器の肉厚を確保しよ
うとすると、必然的に外輪および内輪のトラック溝深さ
が浅くなる。トラック溝深さが十分確保されていない
と、高作動角時や高負荷時に、ボールの接触楕円がトラ
ック溝部から外れ、球面部に乗り上げてしまい、角部の
欠けや異常摩耗の不具合が発生する。
【０００９】そこで、本発明の目的は、８個ボールの固
定型等速自在継手において、十分なトラック溝深さを確
保して、ボールの接触楕円がトラック溝から外れて球面
部に乗り上げることのない継手を提供することにある。
定型等速自在継手において、十分なトラック溝深さを確
保して、ボールの接触楕円がトラック溝から外れて球面
部に乗り上げることのない継手を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
の課題を解決するために、内径面に８本の曲線状の案内
溝を形成した外側継手部材と、外径面に８本の曲線状の
案内溝を形成し内径面に軸部を連結するための歯型を形
成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継
手部材の案内溝とが協働して形成されるボールトラック
に配された８個のボールと、ボールを保持する保持器と
を備え、外側継手部材の案内溝の中心が内径面の球面中
心に対して、内側継手部材の案内溝の中心が外径面の球
面中心に対して、それぞれ、軸方向に等距離（Ｆ）だけ
反対側にオフセットされた固定型等速自在継手であっ
て、前記オフセット量（Ｆ）と、前記外側継手部材の案
内溝の中心または前記内側継手部材の案内溝の中心と前
記ボールの中心とを結ぶ線分の長さ（ＰＣＲ）との比Ｒ
１（＝Ｆ／ＰＣＲ）が、０．０６９≦Ｒ１≦０．１２１
の範囲で、かつ、各案内溝とボールとの接触角が３７°
以下であることを特徴とするものである。
の課題を解決するために、内径面に８本の曲線状の案内
溝を形成した外側継手部材と、外径面に８本の曲線状の
案内溝を形成し内径面に軸部を連結するための歯型を形
成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継
手部材の案内溝とが協働して形成されるボールトラック
に配された８個のボールと、ボールを保持する保持器と
を備え、外側継手部材の案内溝の中心が内径面の球面中
心に対して、内側継手部材の案内溝の中心が外径面の球
面中心に対して、それぞれ、軸方向に等距離（Ｆ）だけ
反対側にオフセットされた固定型等速自在継手であっ
て、前記オフセット量（Ｆ）と、前記外側継手部材の案
内溝の中心または前記内側継手部材の案内溝の中心と前
記ボールの中心とを結ぶ線分の長さ（ＰＣＲ）との比Ｒ
１（＝Ｆ／ＰＣＲ）が、０．０６９≦Ｒ１≦０．１２１
の範囲で、かつ、各案内溝とボールとの接触角が３７°
以下であることを特徴とするものである。
【００１１】すなわち、上記特開平９−３１７７８４号
公報で開示されるように、オフセット量（Ｆ）と、前記
外側継手部材の案内溝の中心または前記内側継手部材の
案内溝の中心と前記ボールの中心とを結ぶ線分の長さ
（ＰＣＲ）との比Ｒ１（＝Ｆ／ＰＣＲ）が、０．０６９
≦Ｒ１≦０．１２１の範囲内になるように設定したもの
を前提とする。
公報で開示されるように、オフセット量（Ｆ）と、前記
外側継手部材の案内溝の中心または前記内側継手部材の
案内溝の中心と前記ボールの中心とを結ぶ線分の長さ
（ＰＣＲ）との比Ｒ１（＝Ｆ／ＰＣＲ）が、０．０６９
≦Ｒ１≦０．１２１の範囲内になるように設定したもの
を前提とする。
【００１２】しかし、トラックオフセット量を小さくす
ると、外内輪トラック溝間のくさび角（２τ）の反転開
始角度が小さくなり、くさび角（２τ）の反転時にボー
ルがトラックの中で遊びやすくなることから、打音の発
生が懸念される。そこで、このくさび反転開始角度を、
少なくとも車両などの常用角（一般に９°以下）以上に
設定するために、各案内溝とボールとの接触角を３７°
以下に設定する。
ると、外内輪トラック溝間のくさび角（２τ）の反転開
始角度が小さくなり、くさび角（２τ）の反転時にボー
ルがトラックの中で遊びやすくなることから、打音の発
生が懸念される。そこで、このくさび反転開始角度を、
少なくとも車両などの常用角（一般に９°以下）以上に
設定するために、各案内溝とボールとの接触角を３７°
以下に設定する。
【００１３】ここで、上記くさび角（２τ）とは、ボー
ルと外輪トラックとの負荷側接触点の共通法線と、ボー
ルと内輪トラックの負荷側接触点の共通法線とのなす角
度をいう。
ルと外輪トラックとの負荷側接触点の共通法線と、ボー
ルと内輪トラックの負荷側接触点の共通法線とのなす角
度をいう。
【００１４】オフセット量（Ｆ）と、前記外側継手部材
の案内溝の中心または前記内側継手部材の案内溝の中心
と前記ボールの中心とを結ぶ線分の長さ（ＰＣＲ）との
比Ｒ１（＝Ｆ／ＰＣＲ）と、接触角αと、くさび反転開
始角度との関係を、下表に示す。
の案内溝の中心または前記内側継手部材の案内溝の中心
と前記ボールの中心とを結ぶ線分の長さ（ＰＣＲ）との
比Ｒ１（＝Ｆ／ＰＣＲ）と、接触角αと、くさび反転開
始角度との関係を、下表に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】この表１から、接触角αが小さいほど、く
さび反転開始角度を大きくすることができることが分か
る。また、オフセット量（Ｆ）が大きいほど、くさび反
転開始角度を大きくできることが分かる。
さび反転開始角度を大きくすることができることが分か
る。また、オフセット量（Ｆ）が大きいほど、くさび反
転開始角度を大きくできることが分かる。
【００１７】したがって、上記の構成のように、オフセ
ット量（Ｆ）と、前記外側継手部材の案内溝の中心また
は前記内側継手部材の案内溝の中心と前記ボールの中心
とを結ぶ線分の長さ（ＰＣＲ）との比Ｒ１（＝Ｆ／ＰＣ
Ｒ）を、０．０６９≦Ｒ１≦０．１２１の範囲内に設定
するとともに、各案内溝とボールとの接触角αを３７°
以下としたことにより、ボールの接触楕円がトラック溝
部から外れて球面部に乗り上げてしまうことがなくなる
とともに、少なくとも車両などの常用角以下の作動角に
おいて、トラックの中でのボールの遊びがなくなり、打
音の発生がなくなる。
ット量（Ｆ）と、前記外側継手部材の案内溝の中心また
は前記内側継手部材の案内溝の中心と前記ボールの中心
とを結ぶ線分の長さ（ＰＣＲ）との比Ｒ１（＝Ｆ／ＰＣ
Ｒ）を、０．０６９≦Ｒ１≦０．１２１の範囲内に設定
するとともに、各案内溝とボールとの接触角αを３７°
以下としたことにより、ボールの接触楕円がトラック溝
部から外れて球面部に乗り上げてしまうことがなくなる
とともに、少なくとも車両などの常用角以下の作動角に
おいて、トラックの中でのボールの遊びがなくなり、打
音の発生がなくなる。
【００１８】請求項２に記載された固定型等速自在継手
は、請求項１に記載の固定型等速自在継手において、前
記外側継手部材および内側継手部材の各案内溝に、直線
状の溝底を有するストレート部を設けたものである。
は、請求項１に記載の固定型等速自在継手において、前
記外側継手部材および内側継手部材の各案内溝に、直線
状の溝底を有するストレート部を設けたものである。
【００１９】このように、外側継手部材および内側継手
部材の各案内溝に、直線状の溝底を有するストレート部
を設けた場合も、上記と同様に、ボールの接触楕円がト
ラック溝部から外れて球面部に乗り上げてしまうことが
なくなるとともに、少なくとも車両などの常用角以下の
作動角において、トラックの中でのボールの遊びがなく
なり、打音の発生がなくなるという作用効果が得られ
る。
部材の各案内溝に、直線状の溝底を有するストレート部
を設けた場合も、上記と同様に、ボールの接触楕円がト
ラック溝部から外れて球面部に乗り上げてしまうことが
なくなるとともに、少なくとも車両などの常用角以下の
作動角において、トラックの中でのボールの遊びがなく
なり、打音の発生がなくなるという作用効果が得られ
る。
【００２０】上記のように、トラック接触角αを小さく
すると、同時に、接触点から角部（トラックと内径のつ
なぎ部まで）の距離が長くなり、許容負荷トルクを大き
くできる効果もある。
すると、同時に、接触点から角部（トラックと内径のつ
なぎ部まで）の距離が長くなり、許容負荷トルクを大き
くできる効果もある。
【００２１】その反面、トラックとボールの接触面圧が
大きくなるため、接触角を小さくし過ぎると、継手の耐
久性の低下を招く恐れがある。
大きくなるため、接触角を小さくし過ぎると、継手の耐
久性の低下を招く恐れがある。
【００２２】そこで、請求項３の発明は、上記の問題点
を解決するために、請求項１または２に記載の固定型等
速自在継手において、上記外側継手部材および内側継手
部材の各案内溝とボ−ルとの接触角を、基本トルクを負
荷したときの接触面圧が２．７ＧＰａ以下となるように
下限を決定したものである。
を解決するために、請求項１または２に記載の固定型等
速自在継手において、上記外側継手部材および内側継手
部材の各案内溝とボ−ルとの接触角を、基本トルクを負
荷したときの接触面圧が２．７ＧＰａ以下となるように
下限を決定したものである。
【００２３】ここで、上記の「基本トルク」なる用語
は、外側継手部材および内側継手部材の各案内溝とボー
ルとの接触応力（ヘルツの応力）から決められたトルク
値で、１００ｒｐｍで１，５００時間寿命が得られるト
ルクを意味し、通称、連続トルクという。このトルク
は、等速自在継手の寿命計算に用いる基準トルクであ
る。
は、外側継手部材および内側継手部材の各案内溝とボー
ルとの接触応力（ヘルツの応力）から決められたトルク
値で、１００ｒｐｍで１，５００時間寿命が得られるト
ルクを意味し、通称、連続トルクという。このトルク
は、等速自在継手の寿命計算に用いる基準トルクであ
る。
【００２４】すなわち、外側継手部材および内側継手部
材の各案内溝とボ−ルとの接触角を、基本トルクを負荷
したときの接触面圧が２．７ＧＰａ以下となるように下
限を決定することにより、従来品と同等以上の耐久性が
得られる。
材の各案内溝とボ−ルとの接触角を、基本トルクを負荷
したときの接触面圧が２．７ＧＰａ以下となるように下
限を決定することにより、従来品と同等以上の耐久性が
得られる。
【００２５】請求項４の発明は、請求項１から３に記載
の固定型等速自在継手において、上記外側継手部材およ
び内側継手部材の各案内溝とボールとの接触角を２９°
〜３７°の範囲に設定したものである。
の固定型等速自在継手において、上記外側継手部材およ
び内側継手部材の各案内溝とボールとの接触角を２９°
〜３７°の範囲に設定したものである。
【００２６】このように、外側継手部材および内側継手
部材とボールとの接触角を２９°以上に設定したことに
より、各案内溝とボ−ルとの接触面圧が抑えられ、従来
品と同等以上の耐久性が得られる。
部材とボールとの接触角を２９°以上に設定したことに
より、各案内溝とボ−ルとの接触面圧が抑えられ、従来
品と同等以上の耐久性が得られる。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、図面に例示した本発明の実
施の形態を説明する。
施の形態を説明する。
【００２８】図１（Ａ）は一部を断面にした固定型等速
自在継手の縦断面図であり、図１（Ｂ）は横断面図を示
す。なお、図１（Ｂ）は図（Ａ）のＯ−Ｏ線に沿った横
断面図である。図２はトラックオフセット角について説
明するための、図１（Ａ）の要部拡大縦断面図である。
自在継手の縦断面図であり、図１（Ｂ）は横断面図を示
す。なお、図１（Ｂ）は図（Ａ）のＯ−Ｏ線に沿った横
断面図である。図２はトラックオフセット角について説
明するための、図１（Ａ）の要部拡大縦断面図である。
【００２９】図１（Ａ）（Ｂ）および図２に示すよう
に、固定型等速自在継手は、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としての
外輪１と、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軸部５を連結するための歯型（セ
レーションまたはスプライン）２ｃを形成した内側継手
部材としての内輪２と、外輪１の案内溝１ｂと内輪２の
案内溝２ｂとが協働して形成されるボールトラックに配
された８個のボール３と、これらの８個のボール３を所
定間隔で保持する保持器４とで構成される。
に、固定型等速自在継手は、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としての
外輪１と、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軸部５を連結するための歯型（セ
レーションまたはスプライン）２ｃを形成した内側継手
部材としての内輪２と、外輪１の案内溝１ｂと内輪２の
案内溝２ｂとが協働して形成されるボールトラックに配
された８個のボール３と、これらの８個のボール３を所
定間隔で保持する保持器４とで構成される。
【００３０】この実施形態において、外輪１の案内溝１
ｂの溝底が曲線状になった部位の中心（外輪トラックセ
ンター）Ｏ１は内径面１ａの球面中心に対して、内輪２
の案内溝２ｂの溝底が曲線状になった部位の中心（内輪
トラックセンター）Ｏ２は外径面２ａの球面中心に対し
て、それぞれ、軸方向に等距離（Ｆｏ）（Ｆｉ）だけ反
対側にオフセットされている。
ｂの溝底が曲線状になった部位の中心（外輪トラックセ
ンター）Ｏ１は内径面１ａの球面中心に対して、内輪２
の案内溝２ｂの溝底が曲線状になった部位の中心（内輪
トラックセンター）Ｏ２は外径面２ａの球面中心に対し
て、それぞれ、軸方向に等距離（Ｆｏ）（Ｆｉ）だけ反
対側にオフセットされている。
【００３１】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の案内面となる外輪１の内径
面１ａの球面中心は、いずれも、継手中心Ｏおよびボー
ル３の中心Ｏ３を含む継手中心面Ｏ−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の案内面となる内輪２の外径面２ａの球
面中心は、いずれも、継手中心面Ｏ−Ｏ内にある。それ
故、外輪１の上記オフセット量（Ｆｏ）は、案内溝１ｂ
の溝底が曲線状になった部位の中心Ｏ１と継手中心面Ｏ
−Ｏとの間の軸方向距離となり、内輪２の上記オフセッ
ト量（Ｆｉ）は、案内溝２ｂの溝底が曲線状になった部
位の中心Ｏ２と継手中心面Ｏ−Ｏとの間の軸方向距離と
なり、両者は等しい。
び、保持器４の外径面４ａの案内面となる外輪１の内径
面１ａの球面中心は、いずれも、継手中心Ｏおよびボー
ル３の中心Ｏ３を含む継手中心面Ｏ−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の案内面となる内輪２の外径面２ａの球
面中心は、いずれも、継手中心面Ｏ−Ｏ内にある。それ
故、外輪１の上記オフセット量（Ｆｏ）は、案内溝１ｂ
の溝底が曲線状になった部位の中心Ｏ１と継手中心面Ｏ
−Ｏとの間の軸方向距離となり、内輪２の上記オフセッ
ト量（Ｆｉ）は、案内溝２ｂの溝底が曲線状になった部
位の中心Ｏ２と継手中心面Ｏ−Ｏとの間の軸方向距離と
なり、両者は等しい。
【００３２】なお、本実施例においては、保持器４の外
径面４ａの球面中心と保持器４の内径面４ｂの球面中
心、およびボール３の中心Ｏ３が直線状に並んでいる
が、ボール３の中心Ｏ３に対して、保持器４の外径面４
ａの球面中心と保持器４の内径面４ｂの球面中心を、軸
方向にそれぞれ反対の方向に等距離だけずらしてもよ
い。
径面４ａの球面中心と保持器４の内径面４ｂの球面中
心、およびボール３の中心Ｏ３が直線状に並んでいる
が、ボール３の中心Ｏ３に対して、保持器４の外径面４
ａの球面中心と保持器４の内径面４ｂの球面中心を、軸
方向にそれぞれ反対の方向に等距離だけずらしてもよ
い。
【００３３】外輪１の案内溝１ｂの溝底が曲線状になっ
た部位の中心Ｏ１と内輪２の案内溝２ｂの溝底が曲線状
になった部位の中心Ｏ２とは、継手中心面Ｏ−Ｏに対し
て軸方向に等距離（Ｆｏ＝Ｆｉ）だけ反対側（案内溝１
ｂの溝底が曲線状になった部位の中心Ｏ１は継手の開口
側、案内溝２ｂの溝底が曲線状になった部位の中心Ｏ２
は継手の奥部側）にずれた位置にある。外輪１の案内溝
１ｂの溝底が曲線状になった部位の中心Ｏ１とボール３
の中心Ｏ３を結ぶ線分の長さ、内輪２の案内溝２ｂの溝
底が曲線状になった部位の中心Ｏ２とボール３の中心Ｏ
３を結ぶ線分の長さが、それぞれＰＣＲであり、両者は
等しい。
た部位の中心Ｏ１と内輪２の案内溝２ｂの溝底が曲線状
になった部位の中心Ｏ２とは、継手中心面Ｏ−Ｏに対し
て軸方向に等距離（Ｆｏ＝Ｆｉ）だけ反対側（案内溝１
ｂの溝底が曲線状になった部位の中心Ｏ１は継手の開口
側、案内溝２ｂの溝底が曲線状になった部位の中心Ｏ２
は継手の奥部側）にずれた位置にある。外輪１の案内溝
１ｂの溝底が曲線状になった部位の中心Ｏ１とボール３
の中心Ｏ３を結ぶ線分の長さ、内輪２の案内溝２ｂの溝
底が曲線状になった部位の中心Ｏ２とボール３の中心Ｏ
３を結ぶ線分の長さが、それぞれＰＣＲであり、両者は
等しい。
【００３４】また、外輪１の案内溝１ｂの溝底が曲線状
になった部位の中心Ｏ１とボール３の中心Ｏ３とを結ぶ
線分と、継手中心Ｏとボール３の中心Ｏ３とを結ぶ線分
とのなす外輪トラックオフセット角Ｂｏ、内輪２の案内
溝２ｂの溝底が曲線状になった部位の中心Ｏ２とボール
３の中心Ｏ３とを結ぶ線分と、継手中心Ｏとボール３の
中心Ｏ３とを結ぶ線分とのなす内輪トラックオフセット
角Ｂｉは、それぞれ等しい。
になった部位の中心Ｏ１とボール３の中心Ｏ３とを結ぶ
線分と、継手中心Ｏとボール３の中心Ｏ３とを結ぶ線分
とのなす外輪トラックオフセット角Ｂｏ、内輪２の案内
溝２ｂの溝底が曲線状になった部位の中心Ｏ２とボール
３の中心Ｏ３とを結ぶ線分と、継手中心Ｏとボール３の
中心Ｏ３とを結ぶ線分とのなす内輪トラックオフセット
角Ｂｉは、それぞれ等しい。
【００３５】上記の構成において、外輪１と内輪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。
角度θだけ角度変位すると、保持器４に案内されたボー
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。
【００３６】前述のように、案内溝１ｂ，２ｂのオフセ
ット量Ｆ（＝Ｆｏ＝Ｆｉ）は、比Ｒ1（＝Ｆ／ＰＣＲ）
が、０．０６９≦Ｒ１≦０．１２１の範囲内になるよう
に設定するのが、許容負荷トルクの確保、保持器強度の
確保、トラック荷重の低減、耐久性の確保、最大作動角
の確保の諸点から好ましい、この実施形態では、Ｒ１＝
０．１０４（または０．１０３８）に設定してある。比
較品（図５に示すような６個ボールの固定型等速自在継
手）における一般的な値は０．１４であり、この実施形
態品のＲ１は比較品よりもかなり小さい。
ット量Ｆ（＝Ｆｏ＝Ｆｉ）は、比Ｒ1（＝Ｆ／ＰＣＲ）
が、０．０６９≦Ｒ１≦０．１２１の範囲内になるよう
に設定するのが、許容負荷トルクの確保、保持器強度の
確保、トラック荷重の低減、耐久性の確保、最大作動角
の確保の諸点から好ましい、この実施形態では、Ｒ１＝
０．１０４（または０．１０３８）に設定してある。比
較品（図５に示すような６個ボールの固定型等速自在継
手）における一般的な値は０．１４であり、この実施形
態品のＲ１は比較品よりもかなり小さい。
【００３７】この実施形態の固定型等速自在継手は、ボ
ール３の個数が８個であり、比較品（６個ボール）に比
べ、継手の全負荷容量に占めるボール１個当りの負荷割
合が少ないので、同じ呼び形式の比較品（６個ボ−ル）
に対して、ボール３の直径を小さくしている。
ール３の個数が８個であり、比較品（６個ボール）に比
べ、継手の全負荷容量に占めるボール１個当りの負荷割
合が少ないので、同じ呼び形式の比較品（６個ボ−ル）
に対して、ボール３の直径を小さくしている。
【００３８】図３は、外輪１、内輪２およびボール３の
部分拡大横断面図を示している。外輪１の内径面１ａの
軸方向に形成された案内溝１ｂは横断面形状がゴシック
アーチ状に形成されており、内輪２の外径面２ａの軸方
向に形成された案内溝２ｂは横断面形状がゴシックアー
チ状に形成されている。したがって、ボール３は、外輪
１の案内溝１ｂと２点Ｃ１１，Ｃ１２で接触し、内輪２
の案内溝２ｂと２点Ｃ２１，Ｃ２２で接触している。ボ
ール３の中心Ｏ３と継手中心Ｏを通る線分に対するボー
ル３の中心Ｏ３と各案内溝１ｂ，２ｂとの接触点Ｃ１
１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２とのなす角度αが、接触角
である。各接触点Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２の接
触角αはすべて等しく、２９°〜３７°に設定されてい
る。この２９°〜３７°の接触角αは、従来の６個ボー
ルのアンダーカットフリージョイント、６個ボールの固
定型ジョイント、８個ボールの固定型ジョイントなどに
おける３７°〜４５°に比較して小さい。
部分拡大横断面図を示している。外輪１の内径面１ａの
軸方向に形成された案内溝１ｂは横断面形状がゴシック
アーチ状に形成されており、内輪２の外径面２ａの軸方
向に形成された案内溝２ｂは横断面形状がゴシックアー
チ状に形成されている。したがって、ボール３は、外輪
１の案内溝１ｂと２点Ｃ１１，Ｃ１２で接触し、内輪２
の案内溝２ｂと２点Ｃ２１，Ｃ２２で接触している。ボ
ール３の中心Ｏ３と継手中心Ｏを通る線分に対するボー
ル３の中心Ｏ３と各案内溝１ｂ，２ｂとの接触点Ｃ１
１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２とのなす角度αが、接触角
である。各接触点Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２の接
触角αはすべて等しく、２９°〜３７°に設定されてい
る。この２９°〜３７°の接触角αは、従来の６個ボー
ルのアンダーカットフリージョイント、６個ボールの固
定型ジョイント、８個ボールの固定型ジョイントなどに
おける３７°〜４５°に比較して小さい。
【００３９】図４は、くさびの反転開始角度について説
明する要部拡大縦断面図である。くさびの反転開始角度
であるくさび角（２τ）は、ボール３と外輪１の案内溝
１ｂとの接触点Ｃ１における共通法線Ｈ１と、ボール３
と内輪２の案内溝２ｂとの接触点Ｃ２における共通法線
Ｈ２とのなす角度で与えられる。
明する要部拡大縦断面図である。くさびの反転開始角度
であるくさび角（２τ）は、ボール３と外輪１の案内溝
１ｂとの接触点Ｃ１における共通法線Ｈ１と、ボール３
と内輪２の案内溝２ｂとの接触点Ｃ２における共通法線
Ｈ２とのなす角度で与えられる。
【００４０】図４において、外輪１の案内溝１ｂとボー
ル３との接触点Ｃ１は、曲線状の案内溝１ｂによって、
ボール３の中心Ｏ３を通る継手中心Ｏに対して角度τだ
け傾いており、内輪２の案内溝２ｂとボール３との接触
点Ｃ２は、曲線状の案内溝２ｂによって、ボール３の中
心Ｏ３を通る継手中心Ｏに対して角度τだけ傾いてい
る。したがって、くさび角（２τ）は、前記両角度τを
加算した２τで与えられ、継手の作動角が高くなるにつ
れて、ある位相で小さくなり、やがて反転する。このく
さび角（２τ）の反転し始める作動角は、９°以上に設
定されている。
ル３との接触点Ｃ１は、曲線状の案内溝１ｂによって、
ボール３の中心Ｏ３を通る継手中心Ｏに対して角度τだ
け傾いており、内輪２の案内溝２ｂとボール３との接触
点Ｃ２は、曲線状の案内溝２ｂによって、ボール３の中
心Ｏ３を通る継手中心Ｏに対して角度τだけ傾いてい
る。したがって、くさび角（２τ）は、前記両角度τを
加算した２τで与えられ、継手の作動角が高くなるにつ
れて、ある位相で小さくなり、やがて反転する。このく
さび角（２τ）の反転し始める作動角は、９°以上に設
定されている。
【００４１】
【発明の効果】本発明は、以上のように、内径面に８本
の曲線状の案内溝を形成した外側継手部材と、外径面に
８本の曲線状の案内溝を形成し内径面に軸部を連結する
ための歯型を形成した内側継手部材と、外側継手部材の
案内溝と内側継手部材の案内溝とが協働して形成される
ボールトラックに配された８個のボールと、ボールを保
持する保持器とを備え、外側継手部材の案内溝の中心が
内径面の球面中心に対して、内側継手部材の案内溝の中
心が外径面の球面中心に対して、それぞれ、軸方向に等
距離（Ｆ）だけ反対側にオフセットされた固定型等速自
在継手であって、前記オフセット量（Ｆ）と、前記外側
継手部材の案内溝の中心または前記内側継手部材の案内
溝の中心と前記ボールの中心とを結ぶ線分の長さ（ＰＣ
Ｒ）との比Ｒ１（＝Ｆ／ＰＣＲ）が、０．０６９≦Ｒ１
≦０．１２１の範囲で、かつ、各案内溝とボールとの接
触角が３７°以下であることを特徴とするものであるか
ら、十分なトラック溝深さが確保されて、ボールの接触
楕円がトラック溝から外れて球面部に乗り上げることが
なくなり、しかも、少なくとも車両などの常用角以下の
作動角において、トラック内でのボールの遊びがなくな
り打音の発生もなくなる。
の曲線状の案内溝を形成した外側継手部材と、外径面に
８本の曲線状の案内溝を形成し内径面に軸部を連結する
ための歯型を形成した内側継手部材と、外側継手部材の
案内溝と内側継手部材の案内溝とが協働して形成される
ボールトラックに配された８個のボールと、ボールを保
持する保持器とを備え、外側継手部材の案内溝の中心が
内径面の球面中心に対して、内側継手部材の案内溝の中
心が外径面の球面中心に対して、それぞれ、軸方向に等
距離（Ｆ）だけ反対側にオフセットされた固定型等速自
在継手であって、前記オフセット量（Ｆ）と、前記外側
継手部材の案内溝の中心または前記内側継手部材の案内
溝の中心と前記ボールの中心とを結ぶ線分の長さ（ＰＣ
Ｒ）との比Ｒ１（＝Ｆ／ＰＣＲ）が、０．０６９≦Ｒ１
≦０．１２１の範囲で、かつ、各案内溝とボールとの接
触角が３７°以下であることを特徴とするものであるか
ら、十分なトラック溝深さが確保されて、ボールの接触
楕円がトラック溝から外れて球面部に乗り上げることが
なくなり、しかも、少なくとも車両などの常用角以下の
作動角において、トラック内でのボールの遊びがなくな
り打音の発生もなくなる。
【図１】（Ａ）は本発明の実施の形態に係る固定型等速
自在継手の全体縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）の横断面図で
ある。
自在継手の全体縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）の横断面図で
ある。
【図２】本発明のトラックオフセット角について説明す
るための図１の固定型等速自在継手における要部の拡大
縦断面図である。
るための図１の固定型等速自在継手における要部の拡大
縦断面図である。
【図３】本発明の接触角について説明するための図１の
固定型等速自在継手における要部の拡大横断面図であ
る。
固定型等速自在継手における要部の拡大横断面図であ
る。
【図４】本発明のくさび角について説明するための図１
の要部の拡大縦断面図である。
の要部の拡大縦断面図である。
【図５】（Ａ）は従来の固定型等速自在継手の縦断面
図、（Ｂ）は（Ａ）の横断面図である。
図、（Ｂ）は（Ａ）の横断面図である。
１ 外側継手部材（外輪）
１ａ 内径面
１ｂ 案内溝
２ 内側継手部材（内輪）
２ａ 外径面
２ｂ 案内溝
２ｃ 歯型
３ ボ−ル
４ 保持器
４ａ 外径面
４ｂ 内径面
Ｏ 継手中心（ジョイントセンター）
Ｏ−Ｏ 軸手中心Ｏを含む軸手中心面
Ｏ１ 外輪の案内溝溝底曲線部位の中心（外輪トラック
センター） Ｏ２ 内輪の案内溝溝底曲線部位の中心（内輪トラック
センター） Ｏ３ ボールの中心 Ｆｏ 外輪のオフセット量 Ｆｉ 内輪のオフセット量 Ｂｏ 外輪トラックオフセット角 Ｂｉ 内輪トラックオフセット角 Ｃ１，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２，Ｃ２１，Ｃ２２ 接触点 α 接触角 ２τ くさび角
センター） Ｏ２ 内輪の案内溝溝底曲線部位の中心（内輪トラック
センター） Ｏ３ ボールの中心 Ｆｏ 外輪のオフセット量 Ｆｉ 内輪のオフセット量 Ｂｏ 外輪トラックオフセット角 Ｂｉ 内輪トラックオフセット角 Ｃ１，Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２，Ｃ２１，Ｃ２２ 接触点 α 接触角 ２τ くさび角
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 藏 久昭
静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ
ヌ株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 内径面に８本の曲線状の案内溝を形成し
た外側継手部材と、外径面に８本の曲線状の案内溝を形
成し内径面に軸部を連結するための歯型を形成した内側
継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案
内溝とが協働して形成されるボールトラックに配された
８個のボールと、ボールを保持する保持器とを備え、外
側継手部材の案内溝の中心が内径面の球面中心に対し
て、内側継手部材の案内溝の中心が外径面の球面中心に
対して、それぞれ、軸方向に等距離（Ｆ）だけ反対側に
オフセットされた固定型等速自在継手であって、 前記オフセット量（Ｆ）と、前記外側継手部材の案内溝
の中心または前記内側継手部材の案内溝の中心と前記ボ
ールの中心とを結ぶ線分の長さ（ＰＣＲ）との比Ｒ１
（＝Ｆ／ＰＣＲ）が、０．０６９≦Ｒ１≦０．１２１の
範囲で、かつ、各案内溝とボールとの接触角が３７°以
下であることを特徴とする固定型等速自在継手。 - 【請求項２】 前記外側継手部材および内側継手部材の
各案内溝に、直線状の溝底を有するストレート部を設け
た請求項１に記載の固定型等速自在継手。 - 【請求項３】 上記外側継手部材および内側継手部材
の各案内溝とボ−ルとの接触角を、基本トルクを負荷し
たときの接触面圧が２．７ＧＰａ以下となるように下限
を決定した請求項１または２に記載の固定型等速自在継
手。 - 【請求項４】 上記外側継手部材および内側継手部材の
各案内溝とボールとの接触角を２９°〜３７°の範囲に
設定した請求項１から３のいずれかに記載の固定型等速
自在継手。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001191553A JP2003004062A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 固定型等速自在継手 |
| US10/124,732 US20030017877A1 (en) | 2001-04-24 | 2002-04-18 | Constant velocity universal joint |
| FR0205114A FR2823815B1 (fr) | 2001-04-24 | 2002-04-24 | Joint universel homocinetique |
| US11/191,029 US7097567B2 (en) | 2001-04-24 | 2005-07-28 | Constant velocity universal joint |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001191553A JP2003004062A (ja) | 2001-06-25 | 2001-06-25 | 固定型等速自在継手 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003004062A true JP2003004062A (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=19030158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001191553A Pending JP2003004062A (ja) | 2001-04-24 | 2001-06-25 | 固定型等速自在継手 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003004062A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1703158A1 (en) | 2005-03-16 | 2006-09-20 | Ntn Corporation | Fixed constant velocity universal joint |
| US7214134B2 (en) | 2003-12-25 | 2007-05-08 | Ntn Corporation | Fixed constant velocity universal joint |
| JP2009507195A (ja) * | 2005-09-08 | 2009-02-19 | ゲー カー エヌ ドライブライン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 制限された軸方向移動を有するカウンタトラックジョイント |
| WO2009145035A1 (ja) | 2008-05-30 | 2009-12-03 | Ntn株式会社 | 固定型等速自在継手 |
| JP2009287715A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Ntn Corp | 固定型等速自在継手 |
| JP2009287711A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Ntn Corp | 固定型等速自在継手 |
| US7632190B2 (en) | 2004-01-15 | 2009-12-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Constant velocity joint |
-
2001
- 2001-06-25 JP JP2001191553A patent/JP2003004062A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7214134B2 (en) | 2003-12-25 | 2007-05-08 | Ntn Corporation | Fixed constant velocity universal joint |
| US7632190B2 (en) | 2004-01-15 | 2009-12-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Constant velocity joint |
| EP2228557A1 (en) | 2004-01-15 | 2010-09-15 | Honda Motor Co., Ltd. | Constant velocity joint |
| EP2233764A2 (en) | 2004-01-15 | 2010-09-29 | Honda Motor Co., Ltd. | Constant velocity joint |
| EP1703158A1 (en) | 2005-03-16 | 2006-09-20 | Ntn Corporation | Fixed constant velocity universal joint |
| US7785206B2 (en) | 2005-03-16 | 2010-08-31 | Ntn Corporation | Fixed constant velocity universal joint |
| JP2009507195A (ja) * | 2005-09-08 | 2009-02-19 | ゲー カー エヌ ドライブライン インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 制限された軸方向移動を有するカウンタトラックジョイント |
| WO2009145035A1 (ja) | 2008-05-30 | 2009-12-03 | Ntn株式会社 | 固定型等速自在継手 |
| JP2009287715A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Ntn Corp | 固定型等速自在継手 |
| JP2009287711A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Ntn Corp | 固定型等速自在継手 |
| US8267802B2 (en) | 2008-05-30 | 2012-09-18 | Ntn Corporation | Fixed-type, constant-velocity universal joint |
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