JP2003113856A - 等速ジョイント - Google Patents

等速ジョイント

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JP2003113856A
JP2003113856A JP2002274400A JP2002274400A JP2003113856A JP 2003113856 A JP2003113856 A JP 2003113856A JP 2002274400 A JP2002274400 A JP 2002274400A JP 2002274400 A JP2002274400 A JP 2002274400A JP 2003113856 A JP2003113856 A JP 2003113856A
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ball
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Steven Mark Thomas
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Delphi Technologies Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストの等速ジョイントを提供する。 【解決手段】 等速ジョイント（１０）は、外レース
（１２）、ケージ（３０）、及び内レース（２０）を有
し、ケージの開口部（３８）の大きさは、開口部を通し
て内レースを過渡的に摺動させ、内部に設置されるべき
ケージ内で回転できるように、内レースの最小投影高さ
と等しいか或いはそれ以上である。内レースのローブ
（２６）は、ケージの窓（３２）の長さよりも厚い。全
ての窓（３２）は同じ長さを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、定速度継手、すな
わち等速ジョイントに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にＣＶ継手と呼ばれる定速度継手
（ｃｏｎｓｔａｎｔ ｖｅｌｏｃｉｔｙｊｏｉｎｔ：す
なわち、等速ジョイント）は、駆動シャフトと被動シャ
フトとの間に角度が存在する場合のこれらの二つのシャ
フト間の速度の正弦的変化の問題点をなくすことが周知
である。この特徴は、前輪駆動式自動車用のハーフシャ
フト（デフと駆動輪を結ぶ左右の車軸の片側：この部分
は単にドライブシャフトや駆動軸とも言う）において用
いることが極めて望ましい。前輪駆動式の自動車におい
ては、その駆動用のハーフシャフトと被駆動シャフトと
の間に比較的高い角度が存在する。前記被駆動シャフト
は、懸架された操舵可能な車輪（ホイール）に連結され
ているため、駆動用のハーフシャフトと被駆動シャフト
との間の角度も変化することになる。
【０００３】ゼッパ型等速ジョイント（Ｒｚｅｐｐａ
ｓｔｙｌｅ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｊ
ｏｉｎｔ：ルゼッパ型定速度継手とも呼ばれる）並びに
他の種類のＣＶ継手（シーブイジョイントすなわち等速
ジョイントのこと。Constantvelocity jointの略）は、
内レース（すなわち、インナーレース）と外レース（す
なわち、アウターレース）との間に介在させた複数のボ
ールを使用し、トルクを一方のレースから他方のレース
に伝える。ケージ（すなわち、保持器）には、ボールを
保持する大きさの、複数のボール保持用の窓（すなわ
ち、開口した窓形状部分のことであり、ウィンドウ部と
も呼ばれる）が設けられている。
【０００４】同心の球形の内径及び外径を持つオークタ
ー（Ａｕｃｔｏｒ）型のケージが一般的である。これら
の種類のケージは、開口部を備えており、この開口部の
直径は、内レースの外径よりも小さい。この種の内レー
ス及びケージの利点は、内レースがひとたびケージに組
み込まれると、ケージ内に保持されて前記複数のボール
を捕捉し、かかるボールが落下しないようにするという
ことである。しかしながら、ケージ内への内レースの組
み立ては困難であり、ケージの強度に関して或る限度を
与える、すなわち、ケージの強度を制限せざるを得ない
という問題点がある。
【０００５】図２Ａに示すように、内レース２０’の設
置及び組み立てには、先ず最初に、内レースの長さ方向
軸線（縦軸線）をケージ３０’の長さ方向軸線（縦軸
線）と直交させ、また、内レースの長さ方向軸線をケー
ジ３０’の長さ方向軸線から間隔を隔てさせることが必
要とされる。次いで、図２Ｂに示すように、ケージ３０
‘のリム（縁）を内レースの複数のボールトラック（ｂ
ａｌｌ ｔｒａｃｋ：この部分はボールトラック溝とも
呼ばれる）の一つに進入させて内レースをケージ内に挿
入する。次いで、図２Ｃに示すように、内レースを転動
させて更にケージ内に入れる。
【０００６】ケージ３０’内への内レース２０’の転動
中、内レース２０’の複数のローブ（突出部）の一つ
を、ケージの複数のボール保持用の窓のうちの一つ窓内
まで延ばす又は入れ込むことが必要であり、これによっ
て、内レースの反対側を、ケージの開口部のリムを越え
てケージ内に完全に挿入することができる。その後、内
レースを持ち上げてローブをボール保持用の窓（すなわ
ち、ボール保持窓）から外し、両長さ方向軸線が図２Ｄ
に示すように交差するようにする。この位置において、
そのとき、内レースは、図２Ｅに示すように自由に９０
°回転させることができ、これによって、二つの長さ方
向軸線を整合させ、図２Ｆに示すように、内レースをケ
ージ内に完全に設置することができる。
【０００７】ローブを受け入れるボール保持窓は、ロー
ブの厚さを受け入れるために又はローブの厚さに適合さ
せるために、長く延ばさなければならない。このよう
に、窓（ウィンドウ）を延長すると、望ましからぬこと
にケージの支持構造が低下してしまう。このように窓を
ローブの厚さに適合させると、高角度継手について更に
不都合となる。５０°と等しいか或いはそれ以上の継手
角度を可能にする高角度継手では、運動の全角度範囲に
亘ってボールを保持するため、内レース及びそのローブ
の厚さを厚くする必要がある。内レース及びそのローブ
の厚さを厚くするということは、ボール保持窓の長さを
対応して大きくする必要があるということを意味する。
更に、ローブの端に面取りを施すのは最小にしなければ
ならない。これは、面取りが、重要な支承面から材料を
除去してしまうためである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】容易に結論を下すこと
ができるように、内レースをケージに嵌着する従来の立
体パズルのような組み立ては、大量生産による自動組み
立てにおいて困難であり、費用がかかる。高角度継手に
ついて、このような設置工程（取付けプロセス）中に、
必要とされる厚いローブを受け入れるために又は当該ロ
ーブに適合させるために、ケージのボール保持窓を延長
することは現実的ではなく、また、ローブに面取りを施
すことも現実的ではない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの特徴によ
れば、等速ジョイントは、内レースと、外レースと、ケ
ージとを備える。ケージは、内レースと外レースとの間
に配置された複数のボールを受け入れるための窓（ウィ
ンドウ）を有している。ケージの全ての窓は、長さが等
しく、内レースの各ローブの厚さよりも大きさが小さ
い。ケージは開口部を有している。この開口部の直径
は、内レースの直径方向両側のローブ間の外径よりも小
さい。しかし、この開口部の直径は、２対の両側のロー
ブ間で測定された内レースの高さと等しいか或いはそれ
よりも大きい。一実施例では、等速ジョイントは、６ボ
ール継手であり、６個のローブを持つ内レースと、６個
の同寸法の（すなわち、同じ大きさの）窓を持つケージ
とを備えている。好ましくは、開口部内径からのボール
中心半径方向の距離は、ケージ壁の厚さの約３／１０以
下である。また、６個のボールについてのボール中心直
径は、個々のボール直径の３．３倍よりも小さいことが
好ましい。ボール中心半径に関するボールの中央平面か
らのオフセット比は、０．１２１よりも大きいことが望
ましい。等速ジョイントは、５０°と等しいか或いはそ
れ以上の角度性能（ａｎｇｌｅ ｃａｐａｂｉｌｉｔ
ｙ）を持つ高角度継手であることが望ましい。
【００１０】本発明の別の特徴によれば、等速ジョイン
トは、６個のローブを持つ内レースと、６個の窓（ウィ
ンドウ）を持つケージとを含む６ボール継手である。ケ
ージの開口部の直径は、直径方向に沿って対向する両側
のローブに亘る内レースの外径よりも小さいが、２対の
対向するローブ間で測定した内レースの高さと等しいか
或いはそれよりも大きくなっている。本発明の別の特徴
によれば、等速ジョイント用のボールケージへの内レー
スの組み立て方法には、内レースを、その長さ方向軸線
がボールケージの長さ方向軸線を横切り（又は横断し）
且つ交差するように位置決めする工程が含まれる。これ
に続いて行われる工程では、対向する両側にある二つの
ローブが、ボールケージの開口部直径よりも大きい内レ
ースの外径を形成し、このとき、内レースの外径がケー
ジの長さ方向軸線に関して傾斜する状態となるように、
内レースのローブを位置決めする。この位置では、２対
の対向するローブ間での内レースの高さであって、ケー
ジの長さ方向軸線に対して横断する所定方向に関する内
レースの高さは、ケージの開口部直径と等しいか或いは
それよりも小さい。
【００１１】続いて行われる工程において、二対のロー
ブがケージの開口部を通過し、内レースの長さ方向軸線
がケージのボール中央平面と交差するまで、内レースを
ケージに対して移動、例えば並進移動させる。この移動
は、内レースをケージに対して最終的に位置決めするま
での途中工程で行われる過渡的な移動（換言すれば、一
時的な移動）である。次いで、内レースをケージに関し
て回転し、内レースの長さ方向軸線をボールケージの長
さ方向軸線と整合させ、内レースの直径が開口部直径に
対して平行となりように内レースの直径を開口部直径に
整合させる。好ましくは、この方法は、６個のローブを
持つ内レースと、６個のボールを着座させるための６個
の窓を持つケージとを備えた６ボール等速ジョイント
（すなわち、６ボール定速度継手）を使用することを含
む。
【００１２】また、本発明は、６ボール等速ジョイント
において、内レース（２０）を備えており、前記内レー
ス（２０）は、周方向に間隔が隔てられた６個のローブ
（２６）を有しており、前記ローブ（２６）は、当該ロ
ーブ（２６）の間にボール収容トラック（２４）を形成
しており、前記内レース（２０）は、第１の外径寸法
（３４）と、第１の外径寸法（３４）と比較して小さい
第２の外径寸法（４６）とを有しており、前記第１の外
径寸法（３４）は、前記ローブ（２６）のうちの対向す
るローブ間で測定される寸法であり、前記第２の外径寸
法（４６）は、互いに対向するトラック（２４）の各々
の両隣のローブ（２６）の最外側部間を通って各トラッ
クを横切るように延びる線に沿って測定した、内レース
を投影したときの外径寸法であり、前記６ボール等速ジ
ョイントは、また、前記内レース（２０）の周囲に配置
された外レース（１２）と、前記内レース（２０）と前
記外レース（１２）との間に配置され、周方向に間隔が
隔てられた６個の窓（３２）を有するケージ（３０）
と、前記内レース（２０）と前記外レース（１２）との
間に配置された、前記ケージ（３０）の前記窓（３２）
内に収容された一組の６個のトルク伝達ボール（２８）
とを備え、前記ケージ（３０）は、その一端に開口部
（３８）を有しており、前記開口部（３８）の内径寸法
（３６）は、前記内レース（２０）の前記第１外径寸法
（３４）よりも小さいが、前記内レース（２０）の前記
第２外径寸法（４６）と等しいか或いは前記内レース
（２０）の前記第２外径寸法（４６）よりも大きいこと
を特徴とする、６ボール等速ジョイントを提供するもの
である。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して、発明の
実施の形態を説明する。次に図１を参照すると、ゼッパ
型の等速ジョイント（Ｒｚｅｐｐａ ｓｔｙｌｅ ｃｏ
ｎｓｔａｎｔ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｊｏｉｎｔ：ルゼッ
パ型の定速度継手とも呼ばれる）１０が示してある。ゼ
ッパ型等速ジョイント１０は、外レース１２を備えてい
る。外レース１２は、シャフト部分１４に連結されてお
り、その内面１８には６個のボールトラック（ｂａｌｌ
ｔｒａｃｋ：ボールの軌道のことであり、ボールトラ
ック溝とも呼ばれる）１６が設けられている。内レース
２０が、図３に明瞭に示すように、スプライン付き中央
開口部２３により、第２シャフト部分２２にスプライン
連結されている。内レース２０のその外面２５には、６
個のボールトラック２４が設けられている。これらのボ
ールトラック２４の間に６個のローブ（すなわち、突出
部）２６が形成されている。ボールトラック１６及び２
４が、６個のボール２８を保持しており、これらのボー
ル２８は、ケージ３０の６個の同じ大きさの窓３２内に
配置される。
【００１４】図４及び図５に示すように、ローブ２６の
厚さ２７は、任意の窓（ウィンドウ）３２の断面長さよ
りも大きくすることができる。換言すると、ローブ２６
の厚さ及び窓の長さを、他方の寸法に合わせる必要はな
いし、また、他方の寸法に応じて定める必要もない。図
６に参照番号３４で示す外径は、ケージ３０の開口部３
８の直径３６よりも大きい。これは、内レース２０がケ
ージ３０内に完全に設置されたとき、内レース２０をケ
ージ３０内に保持するためであり、また、内レース２０
が開口部３８又は開放した後側４０を通って軸線方向に
滑り出ないようにするためである。開口部３８には段が
なく、窓３２の近くでケージ３０の湾曲した内面６０と
接触するまで同じ直径を有する。
【００１５】ケージは、長さ方向軸線４２が内レース２
０の長さ方向軸線４４を横切り（又は横断し）、また、
交差するように、図６に示す内レース２０に対し、図５
に示すように位置決めされる。開口部３８の直径３６
は、外径３４がケージ３０の長さ方向軸線４２に関して
傾斜するまで内レース２０を回転させたとき、内レース
の最小投影高さ（内レースを平面に投影したときに得ら
れるもっとも低い高さ）４６と少なくとも同じ大きさを
備えているように大きさが定められる。最小投影高さ４
６は、投影高さがボールトラック２４の中心５０を通っ
て内レースの二つのローブ２６間で位置決めされた場合
に一様に又は等しく得られる。次いで、内レースを、過
渡的な段階として、並進により開口部３８内に移動でき
る。図７に示すように、二つの軸線４２及び４４が互い
に交差し且つ直径３４が図６示すように角度をなした場
合の最小投影高さ４６により、内レースを回転（又は転
動）させる必要なしに、内レースを開口部３８に通すこ
とができる。図７に示すように、開口部３８の縁部５２
即ちリムは、従来技術の装置で従来必要とされたように
ボールトラック２４内に受け入れられることを必ずしも
必要としない。
【００１６】図８に示すように、このような過渡的な
（一時的な）直線移動は、内レースの長さ方向軸線４４
がボール中央平面５６と交差する位置に達するまで続け
られる。ボール中央平面５６は、長さ方向軸線４２に対
して交差しており（又は長さ方向軸線４２に対して横断
方向にあり）、ケージ３０の内面６０の頂部（又は頂
点）５８並びにボールの中心を図１に示すように含む。
内面６０が球形アンダーカットを形成（又は画成）する
オークター型ケージ（Ａｕｃｔｏｒ ｔｙｐｅ ｃａｇ
ｅ）について、長さ方向軸線４４は、ケージ内面６０の
球の中心６４とも交差する。
【００１７】次いで、内レースを、図８に示す位置か
ら、垂直方向軸線を中心として９０°自由に回転させ、
その長さ方向軸線４４を図１に示すように軸線４２と整
合させる。この位置で、外径３４を回転させてボール中
央平面内に入れる。この位置にあるとき、外径３４が、
内レース２０の過渡的なケージ外への移動を防止する。
これは、外径３４がケージ３０の開口部の直径３６より
も大きいためである。開口部３８の直径に対する外径３
４の相対的な大きさを図９に更に詳細に示す。図９で
は、内レースを図８に示すその位置から回転し、外径３
４がボール中央平面５６内に置かれている。
【００１８】この構造は、比Ｃ／Ｄを提供する。ここ
で、Ｃは、開口部３８の内リム５２からボール中心位置
（ボール中央位置）までの距離であり、Ｄはケージ３０
の厚さである。この比Ｃ／Ｄは、図１に示すように０．
３よりも小さい。
【００１９】次に図３を参照すると、この構造は、更
に、３．３よりも小さいＢＣＤ／ｂの比、即ちボール中
心直径（Ｂａｌｌ Ｃｅｎｔｅｒ Ｄｉａｍｅｔｅｒ）
（ＢＣＤ）／ボール直径（ｂ）の比を提供する。これに
より、比較的大きなボールをよりコンパクトな空間に収
容する。
【００２０】更に、この構造は、０．１２１よりも大き
い、オフセット／ＢＣＲの比、即ち、１／２距離ＯIＯO
／ボール中心半径（Ｂａｌｌ Ｃｅｎｔｅｒ Ｒａｄｉ
ｕｓ）を提供する（図３参照）。図１に示されているよ
うに、ＯIは、内軌道の曲率中心（内レースのボールト
ラックの曲率中心）であり、ボール中央平面５６からオ
フセットしている（すなわち、図１においてボール中央
平面５６から左側に片寄っている）。ＯOは、外軌道の
曲率中心（外レースのボールトラックの曲率中心）であ
り、ボール中央平面５６からオフセットしている（すな
わち、図１においてボール中央平面５６から右側に片寄
っている）。ここでも、この比が従来技術よりも大きい
ため、ボール中央（又はボール中心）の他の構造に対す
るコンパクトさを意味し、丈夫さが向上した高角度継手
が提供される。この構造は、継手角度性能が５０°の従
来技術の構造よりも継手角度を４°大きくする。
【００２１】以上のように本願発明の一実施形態によれ
ば、等速ジョイント１０は、外レース１２、ケージ３
０、及び内レース２０を有し、ケージの開口部３８の大
きさは、開口部を通して内レースを過渡的に摺動させ、
内部に設置されるべきケージ内で回転できるように、内
レースの最小投影高さと等しいか或いはそれ以上となっ
ている。内レースのローブ２６はケージの窓３２の長さ
よりも厚く、全ての窓３２は同じ長さを有している。
【００２２】添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範
囲及び精神から逸脱することなく、変形及び変更を行う
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例による定速度継手
（すなわち、等速ジョイント）の一部破断した側面図で
ある。
【図２Ａ】図２Ａは、従来の内レースを従来のケージ内
に組み込む工程（ステップ）のうちの最初の工程を示
す、斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、従来の内レースを従来のケージ内
に組み込む工程（ステップ）のうちの第２番目の工程を
示す、斜視図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、従来の内レースを従来のケージ内
に組み込む工程（ステップ）のうちの第３番目の工程を
示す、斜視図である。
【図２Ｄ】図２Ｄは、従来の内レースを従来のケージ内
に組み込む工程（ステップ）のうちの第４番目の工程を
示す、斜視図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、従来の内レースを従来のケージ内
に組み込む工程（ステップ）のうちの第５番目の工程を
示す、斜視図である。
【図２Ｆ】図２Ｆは、従来の内レースを従来のケージ内
に組み込む工程（ステップ）のうちの最後の工程を示
す、斜視図である。
【図３】図３は、図１の３−３線に沿った断面図であ
る。
【図４】図４は、図１に示す内レースの側面図である。
【図５】図５は、図１に示すケージの側面図である。
【図６】図６は、図５に示すケージ内に移動される位置
で示す内レースの平面図である。
【図７】図７は、ケージに関して部分的に挿入された位
置まで過渡的に移動した内レースを示す部分断面図であ
る。
【図８】図８は、内レースの過渡的な移動が完了し、内
レースがケージに関して完全に挿入された、図７と同様
の図である。
【図９】図９は、内レースを図８に示す位置からボール
中央平面まで回転させたときに、内レースの外径が内レ
ースをケージ内にどのようにして保持できるのかその態
様を示す、図８と同様の図である。
【符号の説明】
１０ ルゼッパ型定速度継手 １４ シャフト区
分 １６ ボール軌道 １８ 内面 ２０ 内レース ２２ 第２シャフ
ト区分 ２３ 中央スプライン開口部 ２４ ボール軌道 ２５ 外面 ２６ ローブ ２７ ローブの厚さ ２８ ボール ３０ ケージ ３２ 窓（ウィン
ドウ） ３４ 外径 ３６ ケージ直径 ３８ ケージ開口部 ４０ 開放した後
側 ４２ ケージの長さ方向軸線 ４４ 内レースの
長さ方向軸線 ４６ 最小投影高さ ６０ 内湾曲面 ＢＣＤ ボール中心直径又はボール中央直径 ＢＣＲ ボール中心半径又はボール中央半径

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ６ボール等速ジョイントにおいて、 内レース（２０）を備えており、前記内レース（２０）
    は、周方向に間隔が隔てられた６個のローブ（２６）を
    有しており、前記ローブ（２６）は、当該ローブ（２
    ６）の間にボール収容トラック（２４）を形成してお
    り、 前記内レース（２０）は、第１の外径寸法（３４）と、
    第１の外径寸法（３４）と比較して小さい第２の外径寸
    法（４６）とを有しており、 前記第１の外径寸法（３４）は、前記ローブ（２６）の
    うちの対向するローブ間で測定される寸法であり、 前記第２の外径寸法（４６）は、対向するトラック（２
    ４）の各々と隣接したローブ（２６）の最外端部分間に
    ある、前記対向するトラック（２４）を横切って延びる
    当該トラック（２４）の両投影線間で測定された寸法で
    あり、 前記６ボール等速ジョイントは、また、 前記内レース（２０）の周囲に配置された外レース（１
    ２）と、 前記内レース（２０）と前記外レース（１２）との間に
    配置され、周方向に間隔が隔てられた６個の窓（３２）
    を有するケージ（３０）と、 前記内レース（２０）と前記外レース（１２）との間に
    配置された、前記ケージ（３０）の前記窓（３２）内に
    収容された一組の６個のトルク伝達ボール（２８）とを
    備え、 前記ケージ（３０）は、その一端に開口部（３８）を有
    しており、前記開口部（３８）の内径寸法（３６）は、
    前記内レース（２０）の前記第１外径寸法（３４）より
    も小さいが、前記内レース（２０）の前記第２外径寸法
    （４６）と等しいか或いは前記内レース（２０）の前記
    第２外径寸法（４６）よりも大きいことを特徴とする、
    ６ボール等速ジョイント。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の６ボール等速ジョイン
    トにおいて、 前記ケージ（３０）の前記窓（３２）は、前記ケージ
    （３０）の周方向に均等な等しい長さを有し、前記ロー
    ブ（２６）は、前記窓（３２）の長さよりも大きい、等
    しい軸線方向厚さを有することを特徴とする、６ボール
    等速ジョイント。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の等速ジョイント
    （１０）において、 前記開口部の内側から前記ボール中心までの径方向距離
    （Ｃ）は、前記ケージ壁の厚さ（Ｄ）の約３／１０より
    も小さいことを特徴とする、等速ジョイント（１０）。
  4. 【請求項４】 請求項２に記載の等速ジョイント（１
    ０）において、 ６個のボールについてのボール中央直径（ＢＣＤ）は、
    個々のボール直径（ｂ）の３．３倍よりも小さいことを
    特徴とする、等速ジョイント（１０）。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の等速ジョイント（１
    ０）において、 前記ボール中央半径に関する等速ジョイントのオフセッ
    ト比は、０．１２１より大きいことを特徴とする、等速
    ジョイント（１０）。
  6. 【請求項６】 請求項２に記載の等速ジョイント（１
    ０）において、 前記等速ジョイントは、５０°と等しいか或いはそれ以
    上の高角度性能を有することを特徴とする、等速ジョイ
    ント（１０）。
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