JP2004360810A

JP2004360810A - 等速ジョイント

Info

Publication number: JP2004360810A
Application number: JP2003160737A
Authority: JP
Inventors: Takuma Kakinami; 拓馬柿並; Takeo Yamamoto; 武郎山本; Tomohiko Sato; 智彦佐藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2004-12-24

Abstract

【課題】小型化が可能で、かつ耐久性の高い等速ジョイントを提供する。
【解決手段】等速ジョイントは、第１の溝１４が形成された複数の第１の腕部１３を含む第１の等速ジョイント部品と、第２の溝２４が形成された複数の第２の腕部を含む第２の等速ジョイント部品と、第１および第２の溝１４および２４により挟持される複数のボール３０とを備える。第１の等速ジョイント部品の回転軸と第２の等速ジョイント部品の回転軸とがなす角度Ｂが最大となる状態で第１および第２の等速ジョイント部品が回転すると、常に、第１の溝１４の表面上の２点以上とボール３０とが接触し、かつ第２の溝２４の表面上の２点以上とボール３０とが接触するように第１および第２の溝１４および２４が形成されている。
【選択図】図１５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、等速ジョイントに関し、特に、ワイス型の等速ジョイントに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、等速ジョイントとしてワイス型の等速ジョイントが知られている。ワイス型の等速ジョイントは、たとえば米国特許第１，５２２，３５１号（特許文献１）、特開昭６１−１５３０２０号公報（特許文献２）、および特開昭６２−３５１１６号公報（特許文献３）に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
米国特許第１，５２２，３５１号
【０００４】
【特許文献２】
特開昭６１−１５３０２０号公報
【０００５】
【特許文献３】
特開昭６２−３５１１６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ワイス型の等速ジョイントでは、トリポート型ジョイントに比べて、耐久性が小さいという問題があった。
【０００７】
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、耐久性の高い等速ジョイントを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明に従った等速ジョイントは、第１および第２の等速ジョイント部品と、ボールとを備える。第１の等速ジョイント部品は、第１の台座部と、その第１の台座部から突出するように延在してボールを案内するための第１の溝が側面に形成された複数の第１の腕部とを含む。第２の等速ジョイント部品は、第２の台座部と、その第２の台座部から突出するように延在してボールを案内するための第２の溝が表面に形成された複数の第２の腕部とを含む。第１および第２の溝によりボールが挟持される。第１の等速ジョイント部品の回転軸と第２の等速ジョイント部品の回転軸とがなす角度Ｂが最大となる状態で第１および第２の等速ジョイント部品が回転すると、常に、第１の溝の表面上の２点以上とボールとが接触し、かつ第２の溝の表面上の２点以上とボールとが接触するように第１および第２の溝が形成されている。
【０００９】
このように構成された等速ジョイントでは、第１の等速ジョイント部品の回転軸と第２の等速ジョイント部品の回転軸とがなす角度が最大の状態で第１および第２の等速ジョイント部品が回転しても、常に第１の溝の表面上の２点以上とボールとが接触し、かつ第２の溝の表面上の２点以上とボールとが接触する。その結果、第１および第２の溝上の複数の点でボールが接触するため、第１および第２の溝上の１点のみがボールと接触する場合と比べて接点での荷重を低減することができ、第１および第２の溝の摩耗を防止し、耐久性が向上する。さらに、第１および第２の溝の複数点とボールとが接触するため、ボールが第１および第２の溝により確実に位置決めされる。その結果、ボールが溝内でがたつくことを防止することができ、がたつきの抑制およびＮＶ性能（ノイズ・バイブレーション性能）が向上する。
【００１０】
好ましくは、第１および第２の溝はそれぞれ２つの接点でボールと接触し、ボールの中心と接点とを結ぶ直線は、ボールの中心と接点側の等速ジョイント部品の回転軸を含む平面に対し垂直かつボールの中心を通る直線に対して最小で角度Ａをなし、ボールへ荷重が加わる方向と、中心線とのなす角度Ｙの最大値Ｙｍａｘは角度Ａ以下である。
【００１１】
この場合、ボールへ荷重が加わる方向と上記直線とのなす角度Ｙの最大値Ｙｍａｘは角度Ａ以下であるため、２つの接点の間の領域に常に荷重が加わることになる。その結果、荷重を常に２点で受止めることができ、荷重を１点のみで受止める場合に比べて、ボールおよび第１および第２の溝の摩耗を低減することができる。その結果、ボールおよび第１および第２の溝の耐久性が向上する。さらに、２つの接点の間の領域に荷重が印加されるため、ボールが溝断面方向で移動することを防止することができる。その結果、がたつきの発生を抑制し、さらにＮＶ性能を向上させることができる。
【００１２】
また好ましくは、第１の溝と第１の台座部の回転軸との距離は、第１の台座部から第１の腕部の先端部に近づくにつれて大きくなる。第２の溝と第２の台座部の回転軸との距離は、第２の台座部から第２の腕部の先端部に近づくにつれて大きくなる。この場合、第１および第２の溝は第１および第２の先端部から離れるにつれて開いていくような向きに位置する。そのため、これらの第１および第２の溝により挟持される複数のボールを結んで得られる円は、従来の円よりも大きくなる。その結果、回転軸からボールまでの距離が大きくなり、各々のボールに加わる荷重が小さくなる。同時に、各々のボールを挟持する第１および第２の腕部に加わる荷重も小さくなるため、第１および第２に腕部と、それを支持する第１および第２の台座部とを小型化することができる。その結果、等速ジョイント全体を小型化することができる。また、ボールに加わる荷重が小さくなるため、第１および第２の溝に加わるモーメントが小さくなり、第１および第２の溝における歪みの発生を抑制することができる。その結果、ボールが確実に荷重を負担することができる。
【００１３】
また好ましくは、第１の台座部の周縁部には、複数の第１の腕部の各々の間に複数の第２の腕部の各々に向かい合うように複数の第１の凹部が形成されている。第２の台座部の周縁部には、複数の第２の腕部の各々の間に複数の第１の腕部の各々に向かい合うように複数の第２の凹部が形成されている。この場合、第１の台座部の周縁部には、複数の第１の腕部の各々の間に複数の第２の腕部の各々に向かい合うように複数の第１の凹部が形成されているため、等速ジョイントが曲げられた場合に、第２の腕部の先端部は第１の凹部に受入れられ、第１の台座部に接触することがない。また、第２の台座部の周縁部には、複数の第２の腕部の各々の間に複数の第１の腕部の各々に向かい合うように複数の第２の凹部が形成されているため、等速ジョイントが曲げられた場合に、第１の腕部の各々の先端部が第２の凹部に受入れられた第２の台座部に接触することがない。その結果、曲げ角度が大きな等速ジョイントを得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
なお、同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明は繰返さない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った等速ジョイント部品の斜視図である。図１を参照して、この発明の実施の形態１に従った第１の等速ジョイント部品１０は、第１の台座部１１と、その第１の台座部１１から突出するように延在してボールを案内するための第１の溝１４が側面に形成された複数の第１の腕部１３とを含む。第１の台座部１１の周縁部には、複数の第１の腕部１３の各々の間に複数の第１の凹部１２が形成されている。
【００１７】
第１の台座部１１は板状であり、その外周に、互いに等しい間隔を隔てて３本の第１の腕部１３が設けられている。第１の腕部１３は、第１の台座部１１に取付けられる根元部１３ｒと、根元部１３ｒとは反対側の端部の先端部１３ｔとを有する。複数の第１の腕部１３の各々の距離は、根元部１３ｒから先端部１３ｔに近づくにつれて大きくなる。
【００１８】
１本の第１の腕部１３には、２つの第１の溝１４が形成される。第１の溝１４は、第１の腕部１３の側面に形成されて、ボールを案内する。
【００１９】
図２は、図１で示す第１の等速ジョイント部品の側面図である。図２を参照して、第１の等速ジョイント部品１０は、回転軸１０Ｊを中心に回転する。第１の溝１４と第１の台座部１１の回転軸１０Ｊとの距離は、第１の台座部１１から第１の腕部１３の先端部１３ｔに近づくにつれて大きくなる。第１の溝１４は複数本形成されているが、いずれの第１の溝１４においても、根元部１３ｒから先端部１３ｔに近づくにつれて第１の溝１４の中心軸１４Ｊと第１の台座部１１の回転軸１０Ｊとの距離が大きくなる。第１の溝１４の中心軸１４Ｊと第１の台座部１１の回転軸１０Ｊとは、角度θをなす。第１の溝１４の中心軸１４Ｊと第１の台座部１１の回転軸１０Ｊとが交わらない場合には、中心軸１４Ｊを平行移動させて回転軸１０Ｊに交わらせて、角度θを特定する。
【００２０】
図３は、この発明の実施の形態１に従った等速ジョイントの側面図であって、図２で示す等速ジョイント部品を用いた等速ジョイントの側面図である。図３を参照して、この発明に従った等速ジョイントは、図１および２で示した第１の等速ジョイント部品１０と、その第１の等速ジョイント部品１０と同一形状の第２の等速ジョイント部品２０と、第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０により挟持される複数のボール３０とを備える。
【００２１】
具体的には、第１の等速ジョイント部品１０は、第１の台座部１１と、その第１の台座部１１から突出するように延在してボール３０を案内するための第１の溝１４が側面に形成された複数の第１の腕部１３とを含む。第２の等速ジョイント部品２０は、第２の台座部２１と、その第２の台座部２１から突出するように延在してボール３０を案内するための第２の溝２４が側面に形成された複数の第２の腕部２３とを含む。第１の溝１４および第２の溝２４により複数のボール３０が挟持される。第１の溝１４と第１の台座部１１の回転軸１０Ｊとの距離は、第１の台座部から第１の腕部１３の先端部１３ｔに近づくにつれて大きくなる。第２の溝２４と第２の台座部２１の回転軸２０Ｊとの距離は、第２の台座部２１から第２の腕部２３の先端部２３ｔに近づくにつれて大きくなる。
【００２２】
第２の等速ジョイント部品２０は、第１の等速ジョイント部品１０と同一形状であり、３本の第２の腕部２３と、その第２の腕部２３の側面に形成された第２の溝２４とを有する。第２の溝２４の中心軸２４Ｊと、第２の台座部２１の回転軸２０Ｊとの間の距離は、第２の腕部２３の根元部２３ｒから先端部２３ｔに近づくにつれて大きくなる。第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０では、第１および第２の溝１４および２４が口元に向かって開く向きに形成されている。
【００２３】
第１の台座部１１の周縁部には、複数の第１の腕部１３の各々の間に複数の第２の腕部２３の各々に向かい合うように複数の第１の凹部１２が形成されている。第２の台座部２１の周縁部には、複数の第２の腕部２３の各々の間に複数の第１の腕部１３の各々に向かい合うように複数の第２の凹部２２が形成されている。第２の台座部２１が回転軸２０Ｊを中心として回転すると、この回転は第２の腕部２３およびボール３０を介して第１の等速ジョイント部品１０へ伝えられる。
【００２４】
図４は、図３中の矢印ＩＶで示す方向から見た等速ジョイントの正面図である。図４を参照して、等速ジョイント１は、紙面の手前側に位置する第１の等速ジョイント部品１０と、紙面の奥側に位置する第２の等速ジョイント部品２０と、第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０により挟持されるボール３０とを備える。
【００２５】
第１の台座部１１には、３つの第１の凹部１２が形成されている。第１の凹部１２は円弧状に形成されており、第２の腕部２３を受け入れるような形状となる。
【００２６】
第２の腕部２３の両側面には第２の溝２４が形成されており、第２の溝２４により６つのボール３０が挟持されている。ボール３０を結んでできる円は、第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０の回転軸上に位置する。
【００２７】
図５から図７は、図３および図４で示す等速ジョイントの動作を説明するための等速ジョイントの側面図である。図５を参照して、等速ジョイント１では、第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０の間の距離をさまざまに設定することができる。図５では、第１の等速ジョイント部品１０と第２の等速ジョイント部品２０との距離が最も小さく設定されている。この場合には、第１の腕部１３は、第２の凹部２２に受け入れられ、第１の腕部１３の先端部１３ｔは第２の凹部２２近傍に位置する。同様に、第２の腕部２３は第１の凹部１２に受け入れられ、第２の腕部２３の先端部２３ｔは第１の凹部１２の近傍に位置する。各々のボール３０は、第１の腕部１３の根元部１３ｒ側で挟持され、かつ第２の腕部２３の根元部２３ｒ側で挟持される。
【００２８】
図６を参照して、図５で示す状態から第１の等速ジョイント部品１０を第２の等速ジョイント部品２０から遠ざかる方向に移動させると、図６で示すように、第１の等速ジョイント部品１０と第２の等速ジョイント部品２０との距離が大きくなる。これに伴い、ボール３０は、第１の腕部１３の先端部１３ｔと根元部１３ｒとの中間付近での第１の溝１４に挟持され、かつ第２の腕部２３の先端部２３ｔと根元部２３ｒの中間付近の第２の溝２４で挟持される。
【００２９】
図７を参照して、図６で示す状態から、第１の等速ジョイント部品１０を第２の等速ジョイント部品２０から遠ざかる方向へ移動させると、図７で示すように、第１の等速ジョイント部品１０と第２の等速ジョイント部品２０との距離がさらに大きくなる。この場合、第１の腕部１３の先端部１３ｔ側の第１の溝１４と、第２の腕部２３の先端部２３ｔ側の第２の溝２４とでボール３０が挟持される。
【００３０】
図８から図１０は、２本の回転軸１０Ｊおよび２０Ｊに角度がついた状態を説明するために示す等速ジョイントの側面図である。図８では、図５で示す状態から第１の台座部１１の回転軸１０Ｊと、第２の台座部２１の回転軸２０Ｊとが０°を超える角度をなす状態を示す。この状態では、２本の回転軸１０Ｊおよび２０Ｊを２等分する面上に各々のボール３０が位置する。これにより、第２の等速ジョイント部品２０の回転を、等しい速度で第１の等速ジョイント部品１０側へ伝えることができる。
【００３１】
図９は、図６で示す状態から２本の回転軸１０Ｊおよび２０Ｊに角度をつけた状態を示す。この場合、図８で示す状態より、各々のボール３０は第１の腕部１３の先端部１３ｔ側の第１の溝１４と、第２の腕部２３の先端部２３ｔ側の第２の溝２４で挟持される。
【００３２】
図１０では、図７で示す状態から２本の回転軸１０Ｊおよび２０Ｊに角度がつけられている。図１０では、図９で示す状態から、さらに各々のボール３０は第１の腕部１３の先端部１３ｔ側の第１の溝１４と、第２の腕部２３の先端部２３ｔ側の第２の溝２４で挟持される。
【００３３】
図１１は、図７で示す等速ジョイントの模式図である。図１１を参照して、第１の溝１４および第２の溝２４により複数のボール３０が保持される。図１１では、第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０が大きく離れた状態（スライドアウトした状態）を示している。この複数のボール３０を結んでできる円の直径をｐｃｄ２とし、等速ジョイント１の外径をＤ２とする。回転軸２０Ｊと第２の溝２４とのなす角度をθとする。回転軸１０Ｊと第１の溝１４とのなす角度をθとする。ボール３０から第２の溝２４の先端部までの距離をｂとし、ボール３０から第２の溝２４の根元部までの距離をｒ２とする。ボール３０から第１の溝１４の先端部までの距離をｂとし、ボール３０から第１の溝１４の根元部までの距離をｒ２とする。等速ジョイント１の外径Ｄ２は以下の式で表わされる。
【００３４】
Ｄ２＝ｐｃｄ２＋２ｂｓｉｎθ
図１２は、従来のワイス型の等速ジョイントの模式図である。図１２を参照して、従来のワイスジョイントで第１の溝１４および第２の溝２４では、第１の溝１４は第１の台座部１１から遠ざかるにつれて回転軸１０Ｊに近づくように延びる。同様に、第２の溝２４は第２の台座部２１から遠ざかるにつれて回転軸２０Ｊに近づくように延びる。図１２も、第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０が大きく離れた状態（スライドアウトした状態）を示している。
【００３５】
ワイス型の等速ジョイント１０１の外径をＤ１とし、複数のボール３０を結んでできる円の直径をｐｃｄ１とする。回転軸２０Ｊと第２の溝２４とのなす角度をθとする。回転軸１０Ｊと第１の溝１４とのなす角度をθとする。第１の溝１４の根元部からボール３０までの距離をａとし、第１の台座部１１からボール３０までの距離をｒ１とする。第２の溝２４の根元部からボール３０までの距離をａとし、第２の台座部２１からボール３０までの距離をｒ１とする。等速ジョイント１０１の外径Ｄ１は以下の式で表わされる。
【００３６】
Ｄ１＝ｐｃｄ１＋２ａｓｉｎθ
台座部１１上でのＡ点での曲げモーメントを同一にするためには、図１１および図１２においてｒ１＝ｒ２、ｐｃｄ２＝ｐｃｄ１となる。このとき、ｂ＜ａより、Ｄ２＜Ｄ１となり、本発明品である図１１で示す等速ジョイント１は、図１２で示す従来のワイス型の等速ジョイント１０１に比べて外径を小さくすることができる。
【００３７】
図１３は、図５で示す等速ジョイントの模式図である。図１３を参照して、ボール３０の中心から第１の溝１４の先端部までの距離をａ、ボール３０の中心から第１の溝１４の根元部までの距離をｂ、ジョイント角付与時にボール３０と第１の台座部１１が干渉しないための隙間をｄとし、第１の台座部１１から第１の溝１４の先端部までの距離をｅ２とする。ボール３０の中心から第２の溝２４の先端部までの距離をａ、ボール３０の中心から第２の溝２４の根元部までの距離をｂ、ジョイント角付与時にボール３０と第２の台座部２１が干渉しないための隙間の距離をｄとし、第２の台座部２１から第２の溝２４の先端部までの距離をｅ２とする。図１３は、第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０が近接した状態（スライドインした状態）を示している。第１の台座部１１と第２の台座部２１とが最も接近した位置から第１の台座部１１が距離＋Ｌ／２、第２の台座部２１が距離−Ｌ／２移動したとき、スライド量をＬとする。スライド量Ｌは、ａ＝ｂ＋Ｌで表わされる。第１の台座部１１から第１の溝１４の先端部までの距離ｅ２は以下の式で表わされる。
【００３８】
ｅ２＝ａ＋ｂ＋ｄ＝２ｂ＋Ｌ＋ｄ
図１４は、従来のワイス型の等速ジョイントの模式図である。図１４を参照して、ジョイント角付与時にボール３０と第１の台座部１１とが干渉しないための隙間をｃとする。第１の台座部１１から第１の溝１４の先端部までの距離をｅ１とする。第１の台座部１１から第１の溝１４の先端部までの距離ｅ１は以下の式で表わされる。
【００３９】
ｅ１＝２ａ＋ｃ＝２ｂ＋２Ｌ＋ｃ
ただし、ａ＝ｂ＋Ｌである。
【００４０】
ｅ２−ｅ１＝−Ｌ−ｃ＋ｄ＝（ｄ−Ｌ）−ｃ
ここで、ｄはボールの半径以下のため、ｄ−Ｌ＜０
ゆえにｅ２−ｅ１＜０となり、ｅ２＜ｅ１
よって、軸方向の長さを短縮することができ、かつ、点Ａでの曲げモーメントを低減でき、溝の撓みを低減することができる。
【００４１】
以上のような、この発明に従った第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０ならびにそれを用いた等速ジョイント１では、小型化が可能となり、かつ、各々の第１および第２の腕部１３および２３にかかるモーメントが小さくなるため、第１および第２の溝１４および２４が確実にボール３０を挟持することができる。
【００４２】
図１５は、第１の等速ジョイント部品とボールとを示す図であり、図１５の（Ａ）は、図９中の矢印ＸＶＡで示す方向からみた第１および第２の溝とボールの平面図であり、図１５の（Ｂ）は、図１５の（Ａ）中のＸＶＢ−ＸＶＢ線に沿った断面図であり、図１５の（Ｃ）は中心線を説明するための斜視図である。図１５の（Ａ）から図１５の（Ｃ）を参照して、第１の溝１４と第２の溝２４とは、互いに交差するように配置されている。ボール３０は、第１の溝１４と第２の溝２４との交点に位置する。第１の等速ジョイント部品の回転軸と第２の等速ジョイント部品の回転軸とがなす角度が最大となる状態で第１および第２の等速ジョイント部品が回転すると、常に、第１の溝１４の表面上の２つの接点１５とボール３０とが接触し、かつ第２の溝２４の表面上の２つの接点２５とボール３０とが接触するように第１の溝１４および第２の溝２４が形成されている。
【００４３】
図１５の（Ｂ）は、第１の溝１４が延びる方向と直交する断面である。第１の溝１４は溝の中心線１４ａに対して左右対称形状を有する。なお、図示していないが、第２の溝２４も中心線２４ａに対して左右対称形状を有する。第１の溝１４は中心線１４ａに対して対称に位置する２つの接点１５でボール３０と接触する。ボール３０の中心３０ｃと接点１５とを結ぶ直線１５ａは中心線１４ａに対して角度Ａをなす。ボール３０へ荷重ｆが加わる方向と中心線１４ａとのなす角度Ｙの最大値Ｙｍａｘは角度Ａ以下である。
【００４４】
図１５の（Ｃ）で示すように、第１の溝１４の中心線１４ａは、ボール３０の中心３０ｃと等速ジョイント部品１０の回転軸１０Ｊとを含む平面に対して垂直で、かつ、ボール３０の中心３０ｃを通る直線である。同様に、第２の溝２４の中心線（図１５の（Ｃ）では図示せず）は、ボール３０の中心３０ｃと等速ジョイント部品２０の回転軸２０Ｊとを含む平面に対して垂直で、かつ、ボール３０の中心３０ｃを通る直線である。
【００４５】
ここで、上述の角度の関係について説明する。図１５において、荷重ｆが加わる方向と中心線１４ａとのなす角度Ｙは、第１の溝１４の中心軸１４Ｊと回転軸１０Ｊとのなす角度θ（図２参照）、第１の等速ジョイント部品１０の回転軸１０Ｊと第２の等速ジョイント部品２０の回転軸２０Ｊとのなす角度Ｂ（図１０参照）および第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０の回転角度（Ｘ）とにより、以下の式に従い決定される。
【００４６】
【数１】

【００４７】
上述の式のＸに０から９０°までの角度を入れたときのＹの最大値がＹｍａｘである。本発明では、このＹｍａｘが角度Ａ（接触角Ａ）以下となる必要がある。
【００４８】
図１６は比較例に従った第１の溝の断面図である。図１６を参照して、比較例に従った第１の溝１４においては、荷重がｆ０のときには、２つの接点１５で溝１４がボール３０を支持している。しかしながら、荷重ｆ１で示すような荷重が加わったときには、荷重の入力方向が２つの接点１５の間の領域からずれて接点１５ｆの１点でボール３０と第１の溝１４とが接触する。これにより、ボール３０は点線で示す位置に移動する。そのために、２点接触にある面圧低減効果が減少するとともに、１点接触と同様にがたが発生する。また、接点の数が２点から１点と変化するため、ＮＶ性能についても悪化が懸念される。
【００４９】
図１７は従来の溝の断面図である。従来の溝では、荷重ｆ０が印加されたときには接点１５のみで第１の溝１４とボール３０とが接触する。また、荷重ｆ１が印加された場合には、接点１５ｆのみでボール３０と第１の溝１４とが接触する。このため、荷重がｆ０からｆ１まで移動すると、接点が移動するため、がたつきが大きくなる。
【００５０】
図１８は、ジョイント角度Ｂを一定にした場合のボール溝（第１および第２の溝）の傾き角度θと接触角Ａとの関係を示すグラフである。なお、図１８は、ジョイント角度Ｂが１５°のときの、ボール３０の接点数が変動しないような、第１および第２の溝１４および２４の傾き角度θと接触角Ａの関係をグラフ化している。
【００５１】
図１８より、本発明の範囲である、どの回転位相でも常に２点接触となる領域は、ボール溝の傾き角度θと接触角Ａとによって変化することがわかる。そのため、本発明では、常に２点接触となる領域が得られるように第１および第２の溝１４および２４の角度θと接触角Ａを設定する必要がある。
【００５２】
図１９はジョイント角度Ｂをさまざまに変化させた場合の本発明の範囲の推移を示すグラフである。図１９では、どの回転位相でも常に２点接触となる領域についてジョイント角度Ｂを３°から３０°の間で３°刻みで示している。図１９からわかるように、ジョイント角度Ｂが大きくなれば第１および第２の溝の傾き角度θと接触角Ａを大きくする必要があることがわかる。
【００５３】
以上のような、この発明に従えば、常に第１および第２の溝１４および２４の２点の接点でボール３０と第１および第２の溝１４および２４が接触するため、接点での面圧を低減することができる。その結果、ボール３０および第１および第２の溝１４および２４の摩耗を防止でき、耐久性を向上させることができる。
【００５４】
さらに、常にボール３０の接点の数が変動することがないため、がたつきを抑制し、ＮＶ性能を向上させることができる。
【００５５】
（実施の形態２）
図２０は、この発明の実施の形態２に従った等速ジョイントの斜視図である。図２１は、図２０で示す等速ジョイント部品の側面図である。図２０および図２１を参照して、この発明の実施の形態２に従った等速ジョイントおよび等速ジョイント部品では、第１および第２の溝１４および２４の延びる方向が、実施の形態１に従った第１および第２の溝と異なる。すなわち、第１の溝１４と第１の台座部１１の回転軸１０Ｊとの距離は、第１の台座部１１から第１の腕部１３の先端部１３ｔに近づくにつれて小さくなる。また、第２の溝２４と第２の台座部２１との距離は、第２の台座部２１から第２の腕部２３の先端部に近づくにつれて小さくなる。
【００５６】
すなわち、第１および第２の溝１４および２４は第１および第２の台座部１１および２１から離れるにつれて狭まるような向きに位置する。
【００５７】
図２１のＸＶＢ−ＸＶＢ線に沿った断面は図１５の（Ｂ）と同様であり、ボール３０は第１の溝１４の表面と常に２点で接触する。すなわち、回転軸１０Ｊと回転軸２０Ｊとのなす角度Ｂが最大角となった状態で第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０が回転しても、ボール３０は第１の溝１４の表面の２点で常に接触し、ボール３０は、また第２の溝２４の表面の２点で常に接触する。
【００５８】
このように構成された実施の形態２に従った等速ジョイント１でも、実施の形態１と同様に２点接触による効果がある。
【００５９】
（実施の形態３）
図２２は、この発明の実施の形態３に従った等速ジョイント部品の側面図である。図２２を参照して、この発明の実施の形態３に従った等速ジョイント部品１０では、台座部１１に凹部が設けられていない点で、実施の形態１に従った等速ジョイント部品と異なる。その他の点は実施の形態１に従った等速ジョイント部品と同様である。特に、なお、図２２のＸＶＢ−ＸＶＢ線に沿った断面図は図１５の（Ｂ）と同様であり、第１の溝１４内にボールが位置決めされると、そのボールは常に第１の溝１４の２点と接触する。
【００６０】
このように構成された、この発明の実施の形態３に従った等速ジョイントでは、実施の形態１に従った等速ジョイントと同様の効果がある。
【００６１】
（実施の形態４）
図２３は、この発明の実施の形態４に従った等速ジョイント部品の正面図である。図２４は、図２３で示す等速ジョイント部品の側面図である。図２３および図２４を参照して、この発明の実施の形態４に従った第１の等速ジョイント部品１０では、第１の腕部１３の数が２本である点で、第１の腕部が３本存在する実施の形態１に従った第１の等速ジョイント部品と異なる。第１の等速ジョイント部品１０の２本の腕部１３は、第１の台座部１１に取付けられる根元部１３ｒと、第１の台座部１１から最も遠い部分に位置する先端部１３ｔとを有する。第１の腕部１３の両側面にはボールを案内するための第１の溝１４が設けられている。第１の溝１４は第１の台座部１１から先端部１３ｔに近づくにつれて第１の台座部１１の回転軸１０Ｊから遠ざかるように位置する。すなわち、第１の溝１４の中心軸１４Ｊと回転軸１０Ｊとの距離は根元部１３ｒから先端部１３ｔに近づくにつれて大きくなる。
【００６２】
図２５は、図２３および図２４で示す等速ジョイント部品を用いた等速ジョイントの側面図である。図２６は、図２５中の矢印ＸＸＶＩで示す方向から見た等速ジョイントの正面図である。図２５および図２６を参照して、この発明の実施の形態４に従った等速ジョイント１は、互いに同一形状の第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０と、第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０により挟持される複数（４つ）のボール３０とを有する。実施の形態１の等速ジョイント部品１０および２０に比べて、実施の形態４で示す等速ジョイント部品１０および２０では、第１の腕部１３および第２の腕部２３の数が少ないため、実施の形態１よりも第１の腕部１３および第２の腕部２３が大きく形成されている。
【００６３】
図２５中のＸＶＢ−ＸＶＢ線に沿った断面図は、図１５の（Ｂ）で示される。第１の溝１４の表面上の２点が常にボール３０に接触し、かつ、第２の溝２４の表面上の２点が常にボール３０に接触する。
【００６４】
４つのボール３０は、等間隔に配置されてもよく、また不等間隔で配置されてもよい。すなわち、４つのボール３０を結ぶ円周をちょうど９０°で４等分する各点上に４つのボール３０が置かれていてもよいし、９０°と異なる角でこの円周を分割してその点上に４つのボール３０を位置決めしてもよい。
【００６５】
このように構成された、この発明の実施の形態４に従った第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０ならびにそれを用いた等速ジョイント１では、実施の形態１に従った第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０ならびに等速ジョイント１と同様の効果がある。
【００６６】
（実施の形態５）
図２７は、この発明の実施の形態５に従った等速ジョイント部品の正面図である。図２７を参照して、この発明の実施の形態５に従った第１の等速ジョイント部品１０は、４本の第１の腕部１３を有する点で、実施の形態１に従った等速ジョイント部品と異なる。４本の第１の腕部１３は互いに等しい間隔を隔てて形成され、各々の第１の腕部１３の間には第１の凹部１２が形成されている。さらに、第１の腕部１３の両側面には第１の溝１４が形成されている。
【００６７】
図２８は、図２７で示す等速ジョイント部品を用いた等速ジョイントの側面図である。図２９は、図２８中の矢印ＸＸＩＸで示す方向から見た等速ジョイントの正面図である。図２８および図２９を参照して、この発明の実施の形態５に従った等速ジョイント１は、互いに同一形状の第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０と、第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０により挟持されるボール３０とを有する。第１の等速ジョイント部品１０は第１の台座部１１に取付けられた第１の腕部１３を有し、第１の腕部１３にはボール３０を案内するための第１の溝１４が形成されている。第１の溝１４は根元部１３ｒから先端部１３ｔに近づくにつれて回転軸１０Ｊから遠ざかるように延びる。すなわち、第１の溝１４の中心軸１４Ｊと回転軸１０Ｊとの距離は根元部１３ｒから先端部１３ｔに近づくにつれて大きくなる。同様に、第２の腕部２３の第２の溝２４も根元部２３ｒから先端部２３ｔに近づくにつれて回転軸２０Ｊから遠ざかるように延びる。すなわち、第２の溝２４の中心軸２４Ｊは根元部２３ｒから先端部２３ｔに近づくにつれて回転軸２０Ｊとの距離が大きくなる。
【００６８】
図２８中のＸＶＢ−ＸＶＢ線に沿った断面図は、図１５で示される。第１の溝１４の表面上の２点が常にボール３０に接触し、かつ、第２の溝２４の表面上の２点が常にボール３０に接触する。
【００６９】
図２８で示すように、第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０は８つのボールを挟持している。ボール３０の数が多くなるため、第１および第２の腕部１３および２３の幅が小さく設計されている。
【００７０】
このように構成された、この発明の実施の形態５に従った第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０ならびにそれを用いた等速ジョイント１では、実施の形態１に従った第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０ならびに等速ジョイント１と同様の効果がある。
【００７１】
（実施の形態６）
図３０は、この発明の実施の形態６に従った等速ジョイント部品の一部断面図である。図３０は、図１５の（Ｂ）で示す断面図に対応する。図３０を参照して、この発明の実施の形態６に従った第１の等速ジョイント部品１０では、第１の腕部１３の第１の溝１４は、左右非対称形状である点で、実施の形態１から５に従った第１の溝１４と異なる。
【００７２】
第１の溝１４は２つの接点１５でボール３０と接触し、ボール３０の中心３０ｃと接点１５とを結ぶ直線は溝の中心線１４ａに対して最小で角度Ａをなし、最大で角度Ｚをなす。ボール３０へ荷重が加わる方向と中心線とのなす角度Ｙの最大値Ｙｍａｘは角度Ａ以下である。
【００７３】
このように構成された、この発明の実施の形態６に従った第１の等速ジョイント部品１０およびそれを用いた等速ジョイントでは、実施の形態１に従った第１および第２の等速ジョイント部品１０および２０ならびに等速ジョイント１と同様の効果がある。
【００７４】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、ここで示した実施の形態はさまざまに変形することが可能である。まず、各実施の形態では、第１および第２の台座部１１および２１に第１および第２の凹部１２および２２を設けたが、この第１および第２の凹部１２および２２を設けなくてもよい。さらに、第１および第２の腕部１３および２３の本数は複数本あればよく、偶数本または奇数本に限られない。さらに、ボール３０の寸法、第１および第２の溝１４および２４の寸法については適宜変更することが可能である。
【００７５】
また、この発明の適用分野としては、自動車のドライブシャフト（アクスル）に接続される等速ジョイント、工作機械の回転駆動部での等速ジョイントがある。
【００７６】
さらに、第１の溝を左右対称形状とし、第２の溝を左右非対称形状としてもよい。
【００７７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００７８】
【発明の効果】
この発明に従えば、小型化が可能で、かつ確実にボールを挟持することができる等速ジョイント部品および等速ジョイントを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に従った等速ジョイント部品の斜視図である。
【図２】図１で示す第１の等速ジョイント部品の側面図である。
【図３】この発明の実施の形態１に従った等速ジョイントの側面図であって、図２で示す等速ジョイント部品を用いた等速ジョイントの側面図である。
【図４】図３中の矢印ＩＶで示す方向から見た等速ジョイントの正面図である。
【図５】図３および図４で示す等速ジョイントの動作を説明するための等速ジョイントの側面図である。
【図６】図３および図４で示す等速ジョイントの動作を説明するための等速ジョイントの側面図である。
【図７】図３および図４で示す等速ジョイントの動作を説明するための等速ジョイントの側面図である。
【図８】２本の回転軸１０Ｊおよび２０Ｊに角度がついた状態を説明するために示す等速ジョイントの側面図である。
【図９】２本の回転軸１０Ｊおよび２０Ｊに角度がついた状態を説明するために示す等速ジョイントの側面図である。
【図１０】２本の回転軸１０Ｊおよび２０Ｊに角度がついた状態を説明するために示す等速ジョイントの側面図である。
【図１１】図７で示す等速ジョイントの模式図である。
【図１２】従来のワイス型の等速ジョイントの模式図である。
【図１３】図５で示す等速ジョイントの模式図である。
【図１４】従来のワイス型の等速ジョイントの模式図である。
【図１５】第１の等速ジョイント部品とボールとを示す図であり、図１５の（Ａ）は、図９中の矢印ＸＶＡで示す方向からみた第１および第２の溝とボールの平面図であり、図１５の（Ｂ）は、図１５の（Ａ）中のＸＶＢ−ＸＶＢ線に沿った断面図であり、図１５の（Ｃ）は中心線を説明するための斜視図である。
【図１６】比較例に従った第１の溝の断面図である。
【図１７】従来の溝の断面図である。
【図１８】ジョイント角Ｂを一定にした場合のボール溝の傾き角度θと接触角Ａとの関係を示すグラフである。
【図１９】ジョイント角Ｂをさまざまに変化させた場合の本発明の範囲の推移を示すグラフである。
【図２０】この発明の実施の形態２に従った等速ジョイントの斜視図である。
【図２１】図２０で示す等速ジョイント部品の側面図である。
【図２２】この発明の実施の形態３に従った等速ジョイント部品の側面図である。
【図２３】この発明の実施の形態４に従った等速ジョイント部品の正面図である。
【図２４】図２３で示す等速ジョイント部品の側面図である。
【図２５】図２３および図２４で示す等速ジョイント部品を用いた等速ジョイントの側面図である。
【図２６】図２５中の矢印ＸＸＶＩで示す方向から見た等速ジョイントの正面図である。
【図２７】この発明の実施の形態５に従った等速ジョイント部品の正面図である。
【図２８】図２７で示す等速ジョイント部品を用いた等速ジョイントの側面図である。
【図２９】図２８中の矢印ＸＸＩＸで示す方向から見た等速ジョイントの正面図である。
【図３０】この発明の実施の形態６に従った等速ジョイント部品の一部断面図である。
【符号の説明】
１等速ジョイント、１０第１の等速ジョイント部品、１０Ｊ，２０Ｊ回転軸、１１第１の台座部、１２第１の凹部、１３第１の腕部、１４第１の溝、１４ａ，２４ａ中心線、１５，２５接点、２０第２の等速ジョイント部品、２１第２の台座部、２２第２の凹部、２３第２の腕部、２４第２の溝、３０ボール。

Claims

第１の台座部と、その第１の台座部から突出するように延在してボールを案内するための第１の溝が側面に形成された複数の第１の腕部とを含む第１の等速ジョイント部品と、
第２の台座部と、その第２の台座部から突出するように延在してボールを案内するための第２の溝が側面に形成された複数の第２の腕部とを含む第２の等速ジョイント部品と、
前記第１および第２の溝により挟持されるボールとを備えた等速ジョイントであって、
前記第１の等速ジョイント部品の回転軸と前記第２の等速ジョイント部品の回転軸とがなす角度Ｂが最大となる状態で前記第１および第２の等速ジョイント部品が回転すると、常に、前記第１の溝の表面上の２点以上と前記ボールとが接触し、かつ前記第２の溝の表面上の２点以上と前記ボールとが接触するように前記第１および第２の溝が形成されている、等速ジョイント。
前記第１および第２の溝はそれぞれ２つの接点で前記ボールと接触し、前記ボールの中心と前記接点とを結ぶ直線は、前記ボールの中心と前記接点側の前記等速ジョイント部品の回転軸を含む平面に対し垂直かつ前記ボールの中心を通る直線に対して最小で角度Ａをなし、前記ボールへ荷重が加わる方向と、前記中心線とのなす角度Ｙの最大値Ｙｍａｘは前記角度Ａ以下である、請求項１に記載の等速ジョイント。
前記第１の溝と前記第１の台座部の回転軸との距離は、前記第１の台座部から前記第１の腕部の先端部に近づくにつれて大きくなり、
前記第２の溝と前記第２の台座部の回転軸との距離は、前記第２の台座部から前記第２の腕部の先端部に近づくにつれて大きくなる、請求項１または２に記載の等速ジョイント。
前記第１の台座部の周縁部には、前記複数の第１の腕部の各々の間に前記複数の第２の腕部の各々に向かい合うように複数の第１の凹部が形成されており、
前記第２の台座部の周縁部には、前記複数の第２の腕部の各々の間に前記複数の第１の腕部の各々に向かい合うように複数の第２の凹部が形成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の等速ジョイント。