JP2016531259A - 等速ユニバーサルジョイント - Google Patents

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Abstract

等速ユニバーサルジョイントは、複数の外側ボールグルーブを備える外側ジョイント部材と、前記複数の外側ボールグルーブにそれぞれ対応する複数の内側ボールグルーブを備える内側ジョイント部材と、前記一対の外側ボールグルーブおよび内側ボールグルーブによりそれぞれ案内される複数のトルク伝達ボールと、前記複数のトルク伝達ボールを収容するボールケージと、を含む。前記外側および内側ボールグルーブは、互いに異なる形状が連結されてなる二重形状をそれぞれ有し、前記外側ジョイント部材と前記内側ジョイント部材がゼロ（０）の角度をなす状態で前記内側ジョイント部材の中心線と、前記トルク伝達ボールの中心との間の距離（Ｈ）に対する前記外側ボールグルーブの変曲中心点と、前記外側ジョイント部材と前記内側ジョイント部材がゼロ（０）の角度をなす状態で前記複数のトルク伝達ボールの中心を連結する線との間の距離であるオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）値（Ｏ）の比率（Ｏ／Ｈ）が０．０７乃至０．１１である。

Description

本発明は、車両の等速ユニバーサルジョイントに関する。
等速ユニバーサルジョイントは、外側ボールグルーブを含む外側ジョイント部材と、内側ボールグルーブを含む内側ジョイント部材と、一対の外側ボールグルーブと内側ボールグルーブにより案内されるように配置されるトルク伝達ボールと、前記トルク伝達ボールを収容するボールケージとを含む。このような等速ユニバーサルジョイントは、車両の変速機と駆動ホイールとの間に配置されてトルクを伝達する機能を果たすことができる。
従来、このような等速ユニバーサルジョイントにおいてボールグルーブは互いに異なる形状を有する部分が接合して形成される二重形状を有し、高折れ角（例えば５０度以上）を有するように形成される。
通常、高折れ角の等速ユニバーサルジョイントにおいて、外側ジョイント部材と内側ジョイント部材がゼロ（０）の角度をなす状態で内側ジョイント部材の中心線と、ボールの中心との間の距離（Ｈ）に対する外側ボールグルーブの変曲中心点と、外側ジョイント部材と内側ジョイント部材がゼロ（０）の角度をなす状態で複数のトルク伝達ボールの中心を連結する線との間の距離であるオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）値（Ｏ）の比率（Ｏ／Ｈ）が０．１３乃至０．１５の範囲に属することが一般的である。
しかし、このような高折れ角の等速ユニバーサルジョイントにおいて、前記比率（Ｏ／Ｈ）が前記範囲に属する場合、動力損失が大きいという問題があった。
本発明は、前記問題点を解決するために案出されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、高折れ角の等速ユニバーサルジョイントにおいて前記比率（Ｏ／Ｈ）の調節を通じて動力損失を低減することができる等速ユニバーサルジョイントを提供することにある。
本発明の実施形態に係る等速ユニバーサルジョイントは、複数の外側ボールグルーブを備える外側ジョイント部材と、前記複数の外側ボールグルーブにそれぞれ対応する複数の内側ボールグルーブを備える内側ジョイント部材と、前記一対の外側ボールグルーブおよび内側ボールグルーブによりそれぞれ案内される複数のトルク伝達ボールと、前記複数のトルク伝達ボールを収容するボールケージと、を含む。前記外側および内側ボールグルーブは、互いに異なる形状が連結されてなる二重形状をそれぞれ有し、前記外側ジョイント部材と前記内側ジョイント部材がゼロ（０）の角度をなす状態で前記内側ジョイント部材の中心線と、前記トルク伝達ボールの中心との間の距離（Ｈ）に対する前記外側ボールグルーブの変曲中心点と、前記外側ジョイント部材と前記内側ジョイント部材がゼロ（０）の角度をなす状態で前記複数のトルク伝達ボールの中心を連結する線との間の距離であるオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）値（Ｏ）の比率（Ｏ／Ｈ）が０．０７乃至０．１１である。
前記ボールケージは、前記トルク伝達ボールと接触する部位が接触面の内側端から外側端方向に１／８乃至１／１２の間の地点に位置することができる。
前記内側ジョイント部材は、前記外側ジョイント部材に対して５０度以上の折れ角で回動可能である。
前記変曲中心点は、前記トルク伝達ボールの中心を連結する線から前記外側ジョイント部材の開放側にオフセットされ得る。
本発明によれば、等速ユニバーサルジョイントにおいて外側ジョイント部材と内側ジョイント部材がゼロ（０）の角度をなす状態で内側ジョイント部材の中心線と、トルク伝達ボールの中心との間の距離（Ｈ）に対する外側ボールグルーブの変曲中心点と、外側ジョイント部材と内側ジョイント部材がゼロ（０）の角度をなす状態で複数のトルク伝達ボールの中心を連結する線との間の距離であるオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）値（Ｏ）の比率（Ｏ／Ｈ）を適切に調節することによって、動力伝達効率を上げると同時に、ロッキングを防止することができる。
本発明の実施形態に係る等速ユニバーサルジョイントの概略的な断面図である。 本発明の実施形態による等速ユニバーサルジョイントにおけるボールグルーブとボールの大きさの関係を説明するための図面である。 本発明の実施形態に係る等速ユニバーサルジョイントにおけるボールグルーブとボールの接触関係を説明するための図面である。
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る等速ユニバーサルジョイントは、外側ジョイント部材１０と内側ジョイント部材２０とを含む。等速ユニバーサルジョイントは、車両の変速機の動力を駆動ホイールに伝達する役割を果たすことができ、この場合、外側ジョイント部材１０は車両の駆動ホイールに連結され、内側ジョイント部材２０は連結シャフト１００を通じて車両の変速機に連結され得る。この時、内側ジョイント部材２０は、連結シャフト１００と一体に回転するように締結され、内側ジョイント部材２０と連結シャフト１００との間に固定環１１０が介されて軸方向に固定させる役割を果たす。
本発明の実施形態に係る等速ユニバーサルジョイントは、外側ジョイント部材１０に対する内側ジョイント部材２０の回動角度（折れ角）が大きい高折れ角（例えば５０度以上の折れ角）の等速ユニバーサルジョイントでありうる。
外側ジョイント部材１０は、一側が開放されて内側ジョイント部材２０を収容可能な形状を有し、内側ジョイント部材２０は、一定の範囲内で回転可能な状態で外側ジョイント部材１０内に配置される。
外側ジョイント部材１０の内面には、複数の外側ボールグルーブ１１が放射状に配列されるように形成され、内側ジョイント部材２０の外面には、複数の内側ボールグルーブ２１が放射状に配列されるように形成される。
複数のトルク伝達ボール３０が一対の外側ボールグルーブ１１および内側ボールグルーブ２１によりそれぞれ案内されるように配置される。つまり、外側ボールグルーブ１１および内側ボールグルーブ２１は、対をなして互いに共同作用し、トルク伝達ボール３０を対をなして共同収容する。これによって、それぞれのトルク伝達ボール３０は、一対の外側ボールグルーブ１１と内側ボールグルーブ２１により形成される空間に一定の範囲内で移動可能に配置されてトルク伝達の機能を果たす。
トルク伝達ボール３０は、ボールケージ４０に収容される。ボールケージ４０は、複数のトルク伝達ボール３０の収容のために複数のウィンドウ４１が形成される。ボールケージ４０は、外側ジョイント部材１０と内側ジョイント部材２０との間に配置され、全体的に環形状を有することができ、各ウィンドウ４１は半径方向に貫通して形成され得る。
外側ボールグルーブ１１と内側ボールグルーブ２１は、互いに異なる形状が連結されてなる二重形状を有する。つまり、外側ボールグルーブ１１は、第１形状を有する部分（Ｓ１）と、これとは異なる形状を有する第２形状を有する部分（Ｓ２）とを含み、これと同様に内側ボールグルーブ２１も類似するように互いに異なる二つの形状を有する部分が組み合わされて二重形状を有するようになる。この時、内側ボールグルーブ２１で二つの互いに異なる形状を有する部分の配列は、外側ボールグルーブ１１とは反対となる。
本発明の実施形態によれば、外側ジョイント部材１０と内側ジョイント部材２０がゼロ（０）の角度をなす状態（つまり、図１の状態）で内側ジョイント部材２０の中心線と、トルク伝達ボール３０の中心との間の距離（Ｈ）に対する外側ボールグルーブ１１の変曲中心点（Ｃ）と、外側ジョイント部材１０と内側ジョイント部材２０がゼロ（０）の角度をなす状態で複数のトルク伝達ボール３０の中心（ＢＣ）を連結する線との間の距離であるオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）値（Ｏ）の比率（Ｏ／Ｈ）が０．０７乃至０．１１の間の値を有する。ここで、変曲中心点（Ｃ）は、互いに異なる二つの形態からなる部分（Ｓ１、Ｓ２）が接する地点を意味する。
この時、図１に示されているように、変曲中心点（Ｃ）は、トルク伝達ボール３０の中心を連結する線から外側ジョイント部材１０の開放側（図１で右側）にオフセットされ得る。このようなオフセット方向によって、オフセット方向が反対の場合に比べて外側ジョイント部材１０の直線部が開放側に行くほど少なく開くようになり、外側ジョイント部材１０の最外径サイズが減少することができ、これによって、重量減少およびパッケージ全体の大きさの減少が達成される。また外側ジョイント部材１０のボールグルーブが開放側に行くほど大きく開くようになれば、トルク伝達ボールの拘束のためのボールケージ４０の厚さが相対的にさらに増加しなければならず、ひいては、トルク伝達ボールを支える部分の高さが減少してボールグルーブが潰れる現象が発生するおそれがあるが、本発明の実施形態に係るオフセット方向によれば、このような問題が緩和可能である。
このように本発明の実施形態によれば、二つの値の比率（Ｏ／Ｈ）が０．０７乃至０．１１の範囲に属するが、下限値０．０７は、製品の生産および組み立てのための寸法公差（ほぼ２０μｍ程度）を考慮する時、ロッキング（ｌｏｃｋｉｎｇ）防止のための最小値に該当し、上限値０．１１は、通常のオフセット比率（ほぼ０．１３乃至０．１５）に比べてほぼ５％程度効率向上を達成できる値である。このように本発明の実施形態によれば、内側ジョイント部材２０の中心線と、トルク伝達ボール３０の中心との間の距離（Ｈ）に対する外側ボールグルーブ１１の変曲中心点（Ｃ）と、外側ジョイント部材１０と内側ジョイント部材２０がゼロ（０）の角度をなす状態で複数のトルク伝達ボール３０の中心（ＢＣ）を連結する線との間の距離であるオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）値（Ｏ）の比率（Ｏ／Ｈ）により動力伝達効率が変わるという点を発見し、その値を最適に設定して動力伝達効率の向上を図ると同時に、ロッキングを防止できる値の範囲を選択した。
そして、本発明の実施形態によれば、図２を参照すれば、トルク伝達ボール３０を拘束する外側ボールグルーブ１１および内側ボールグルーブ２１の両側端の高さ（ＯＨ、ＩＨ）は、トルク伝達ボール３０の半径（ＢＲ）の２／３以上でありうる。これは実際トルク伝達ボール３０の接触角が３０度乃至４５度であり、荷重作用時にトルク伝達ボール３０によるグルーブの押されによる変形を防止するために、ボール接触部の外側に一定程度の余裕を確保するためのものである。
一方、図３を参照すれば、ボールケージ４０は、トルク伝達ボール３０と接触するボール接触位置が接触面の内側端（ＣＩ）から外側端（ＣＯ）方向に１／８乃至１／１２の間の地点に位置することができる。つまり、図３でボールケージ４０の接触面の内側端（ＣＩ）とボール接触位置との間の距離は、ボールケージ４０の接触面の内側端（ＣＩ）と外側端（ＣＯ）との間の距離の１／８乃至１／１２に該当する。また本発明の実施形態によれば、ボールケージ４０に必要な円周方向空間は、実際トルク伝達ボール３０の回転半径方向の運動量全体の１．２乃至１．４倍でありうる。これは実際作動時に０乃至５０度のトルク伝達ボール３０とウィンドウ４１上の動きをみれば、仮分数形態の８字運動をするが、５０度角度を実現するためのボールケージ４０とトルク伝達ボール３０との接触（０度）を非常に下側に偏るように設計するためのものである。このような値により高折れ角が実現され得る。
以上で、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。
本発明は、等速ジョイントに関するものであって、自動車の部品に適用可能であるため、産業上の利用可能性がある。
１０…外側ジョイント部材
１１…外側ボールグルーブ
２０…内側ジョイント部材
２１…内側ボールグルーブ
３０…トルク伝達ボール
４０…ボールケージ
本発明は、車両の等速ユニバーサルジョイントに関する。
等速ユニバーサルジョイントは、外側ボールグルーブを含む外側ジョイント部材と、内側ボールグルーブを含む内側ジョイント部材と、一対の外側ボールグルーブと内側ボールグルーブにより案内されるように配置されるトルク伝達ボールと、前記トルク伝達ボールを収容するボールケージとを含む。このような等速ユニバーサルジョイントは、車両の変速機と駆動ホイールとの間に配置されてトルクを伝達する機能を果たすことができる。
従来、このような等速ユニバーサルジョイントにおいてボールグルーブは互いに異なる形状を有する部分が接合して形成される二重形状を有し、高折れ角（例えば５０度以上）を有するように形成される。
通常、高折れ角の等速ユニバーサルジョイントにおいて、外側ジョイント部材と内側ジョイント部材がゼロ（０）の角度をなす状態で内側ジョイント部材の中心線と、ボールの中心との間の距離（Ｈ）に対する外側ボールグルーブの変曲中心点と、外側ジョイント部材と内側ジョイント部材がゼロ（０）の角度をなす状態で複数のトルク伝達ボールの中心を連結する線との間の距離であるオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）値（Ｏ）の比率（Ｏ／Ｈ）が０．１３乃至０．１５の範囲に属することが一般的である。
しかし、このような高折れ角の等速ユニバーサルジョイントにおいて、前記比率（Ｏ／Ｈ）が前記範囲に属する場合、動力損失が大きいという問題があった。
欧州特許出願公開第１５１２８７９号明細書
本発明は、前記問題点を解決するために案出されたものであって、本発明が解決しようとする課題は、高折れ角の等速ユニバーサルジョイントにおいて前記比率（Ｏ／Ｈ）の調節を通じて動力損失を低減することができる等速ユニバーサルジョイントを提供することにある。
本発明の実施形態に係る等速ユニバーサルジョイントは、複数の外側ボールグルーブを備える外側ジョイント部材と、前記複数の外側ボールグルーブにそれぞれ対応する複数の内側ボールグルーブを備える内側ジョイント部材と、前記一対の外側ボールグルーブおよび内側ボールグルーブによりそれぞれ案内される複数のトルク伝達ボールと、前記複数のトルク伝達ボールを収容するボールケージと、を含む。前記外側および内側ボールグルーブは、互いに異なる形状が連結されてなる二重形状をそれぞれ有し、前記外側ジョイント部材と前記内側ジョイント部材がゼロ（０）の角度をなす状態で前記内側ジョイント部材の中心線と、前記トルク伝達ボールの中心との間の距離（Ｈ）に対する前記外側ボールグルーブの変曲中心点と、前記外側ジョイント部材と前記内側ジョイント部材がゼロ（０）の角度をなす状態で前記複数のトルク伝達ボールの中心を連結する線との間の距離であるオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）値（Ｏ）の比率（Ｏ／Ｈ）が０．０７乃至０．１１である。
前記ボールケージは、前記トルク伝達ボールと接触する部位が接触面の内側端から外側端方向に１／８乃至１／１２の間の地点に位置することができる。
前記内側ジョイント部材は、前記外側ジョイント部材に対して５０度以上の折れ角で回動可能である。
前記変曲中心点は、前記トルク伝達ボールの中心を連結する線から前記外側ジョイント部材の開放側にオフセットされ得る。
本発明によれば、等速ユニバーサルジョイントにおいて外側ジョイント部材と内側ジョイント部材がゼロ（０）の角度をなす状態で内側ジョイント部材の中心線と、トルク伝達ボールの中心との間の距離（Ｈ）に対する外側ボールグルーブの変曲中心点と、外側ジョイント部材と内側ジョイント部材がゼロ（０）の角度をなす状態で複数のトルク伝達ボールの中心を連結する線との間の距離であるオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）値（Ｏ）の比率（Ｏ／Ｈ）を適切に調節することによって、動力伝達効率を上げると同時に、ロッキングを防止することができる。
本発明の実施形態に係る等速ユニバーサルジョイントの概略的な断面図である。 本発明の実施形態による等速ユニバーサルジョイントにおけるボールグルーブとボールの大きさの関係を説明するための図面である。 本発明の実施形態に係る等速ユニバーサルジョイントにおけるボールグルーブとボールの接触関係を説明するための図面である。
以下、添付した図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る等速ユニバーサルジョイントは、外側ジョイント部材１０と内側ジョイント部材２０とを含む。等速ユニバーサルジョイントは、車両の変速機の動力を駆動ホイールに伝達する役割を果たすことができ、この場合、外側ジョイント部材１０は車両の駆動ホイールに連結され、内側ジョイント部材２０は連結シャフト１００を通じて車両の変速機に連結され得る。この時、内側ジョイント部材２０は、連結シャフト１００と一体に回転するように締結され、内側ジョイント部材２０と連結シャフト１００との間に固定環１１０が介されて軸方向に固定させる役割を果たす。
本発明の実施形態に係る等速ユニバーサルジョイントは、外側ジョイント部材１０に対する内側ジョイント部材２０の回動角度（折れ角）が大きい高折れ角（例えば５０度以上の折れ角）の等速ユニバーサルジョイントでありうる。
外側ジョイント部材１０は、一側が開放されて内側ジョイント部材２０を収容可能な形状を有し、内側ジョイント部材２０は、一定の範囲内で回転可能な状態で外側ジョイント部材１０内に配置される。
外側ジョイント部材１０の内面には、複数の外側ボールグルーブ１１が放射状に配列されるように形成され、内側ジョイント部材２０の外面には、複数の内側ボールグルーブ２１が放射状に配列されるように形成される。
複数のトルク伝達ボール３０が一対の外側ボールグルーブ１１および内側ボールグルーブ２１によりそれぞれ案内されるように配置される。つまり、外側ボールグルーブ１１および内側ボールグルーブ２１は、対をなして互いに共同作用し、トルク伝達ボール３０を対をなして共同収容する。これによって、それぞれのトルク伝達ボール３０は、一対の外側ボールグルーブ１１と内側ボールグルーブ２１により形成される空間に一定の範囲内で移動可能に配置されてトルク伝達の機能を果たす。
トルク伝達ボール３０は、ボールケージ４０に収容される。ボールケージ４０は、複数のトルク伝達ボール３０の収容のために複数のウィンドウ４１が形成される。ボールケージ４０は、外側ジョイント部材１０と内側ジョイント部材２０との間に配置され、全体的に環形状を有することができ、各ウィンドウ４１は半径方向に貫通して形成され得る。
外側ボールグルーブ１１と内側ボールグルーブ２１は、互いに異なる形状が連結されてなる二重形状を有する。つまり、外側ボールグルーブ１１は、第１形状を有する部分（Ｓ１）と、これとは異なる形状を有する第２形状を有する部分（Ｓ２）とを含み、これと同様に内側ボールグルーブ２１も類似するように互いに異なる二つの形状を有する部分が組み合わされて二重形状を有するようになる。この時、内側ボールグルーブ２１で二つの互いに異なる形状を有する部分の配列は、外側ボールグルーブ１１とは反対となる。
本発明の実施形態によれば、外側ジョイント部材１０と内側ジョイント部材２０がゼロ（０）の角度をなす状態（つまり、図１の状態）で内側ジョイント部材２０の中心線と、トルク伝達ボール３０の中心との間の距離（Ｈ）に対する外側ボールグルーブ１１の変曲中心点（Ｃ）と、外側ジョイント部材１０と内側ジョイント部材２０がゼロ（０）の角度をなす状態で複数のトルク伝達ボール３０の中心（ＢＣ）を連結する線との間の距離であるオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）値（Ｏ）の比率（Ｏ／Ｈ）が０．０７乃至０．１１の間の値を有する。ここで、変曲中心点（Ｃ）は、互いに異なる二つの形態からなる部分（Ｓ１、Ｓ２）が接する地点を意味する。
この時、図１に示されているように、変曲中心点（Ｃ）は、トルク伝達ボール３０の中心を連結する線から外側ジョイント部材１０の開放側（図１で右側）にオフセットされ得る。このようなオフセット方向によって、オフセット方向が反対の場合に比べて外側ジョイント部材１０の直線部が開放側に行くほど少なく開くようになり、外側ジョイント部材１０の最外径サイズが減少することができ、これによって、重量減少およびパッケージ全体の大きさの減少が達成される。また外側ジョイント部材１０のボールグルーブが開放側に行くほど大きく開くようになれば、トルク伝達ボールの拘束のためのボールケージ４０の厚さが相対的にさらに増加しなければならず、ひいては、トルク伝達ボールを支える部分の高さが減少してボールグルーブが潰れる現象が発生するおそれがあるが、本発明の実施形態に係るオフセット方向によれば、このような問題が緩和可能である。
このように本発明の実施形態によれば、二つの値の比率（Ｏ／Ｈ）が０．０７乃至０．１１の範囲に属するが、下限値０．０７は、製品の生産および組み立てのための寸法公差（ほぼ２０μｍ程度）を考慮する時、ロッキング（ｌｏｃｋｉｎｇ）防止のための最小値に該当し、上限値０．１１は、通常のオフセット比率（ほぼ０．１３乃至０．１５）に比べてほぼ５％程度効率向上を達成できる値である。このように本発明の実施形態によれば、内側ジョイント部材２０の中心線と、トルク伝達ボール３０の中心との間の距離（Ｈ）に対する外側ボールグルーブ１１の変曲中心点（Ｃ）と、外側ジョイント部材１０と内側ジョイント部材２０がゼロ（０）の角度をなす状態で複数のトルク伝達ボール３０の中心（ＢＣ）を連結する線との間の距離であるオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）値（Ｏ）の比率（Ｏ／Ｈ）により動力伝達効率が変わるという点を発見し、その値を最適に設定して動力伝達効率の向上を図ると同時に、ロッキングを防止できる値の範囲を選択した。
そして、本発明の実施形態によれば、図２を参照すれば、トルク伝達ボール３０を拘束する外側ボールグルーブ１１および内側ボールグルーブ２１の両側端の高さ（ＯＨ、ＩＨ）は、トルク伝達ボール３０の半径（ＢＲ）の２／３以上でありうる。これは実際トルク伝達ボール３０の接触角が３０度乃至４５度であり、荷重作用時にトルク伝達ボール３０によるグルーブの押されによる変形を防止するために、ボール接触部の外側に一定程度の余裕を確保するためのものである。
一方、図３を参照すれば、ボールケージ４０は、トルク伝達ボール３０と接触するボール接触位置が接触面の内側端（ＣＩ）から外側端（ＣＯ）方向に１／８乃至１／１２の間の地点に位置することができる。つまり、図３でボールケージ４０の接触面の内側端（ＣＩ）とボール接触位置との間の距離は、ボールケージ４０の接触面の内側端（ＣＩ）と外側端（ＣＯ）との間の距離の１／８乃至１／１２に該当する。また本発明の実施形態によれば、ボールケージ４０に必要な円周方向空間は、実際トルク伝達ボール３０の回転半径方向の運動量全体の１．２乃至１．４倍でありうる。これは実際作動時に０乃至５０度のトルク伝達ボール３０とウィンドウ４１上の動きをみれば、仮分数形態の８字運動をするが、５０度角度を実現するためのボールケージ４０とトルク伝達ボール３０との接触（０度）を非常に下側に偏るように設計するためのものである。このような値により高折れ角が実現され得る。
以上で、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。
本発明は、等速ジョイントに関するものであって、自動車の部品に適用可能であるため、産業上の利用可能性がある。
１０…外側ジョイント部材
１１…外側ボールグルーブ
２０…内側ジョイント部材
２１…内側ボールグルーブ
３０…トルク伝達ボール
４０…ボールケージ

Claims (4)

  1. 複数の外側ボールグルーブを備える外側ジョイント部材と、
    前記複数の外側ボールグルーブにそれぞれ対応する複数の内側ボールグルーブを備える内側ジョイント部材と、
    前記一対の外側ボールグルーブおよび内側ボールグルーブによりそれぞれ案内される複数のトルク伝達ボールと、
    前記複数のトルク伝達ボールを収容するボールケージと、を含み、
    前記外側および内側ボールグルーブは、互いに異なる形状が連結されてなる二重形状をそれぞれ有し、
    前記外側ジョイント部材と前記内側ジョイント部材がゼロ（０）の角度をなす状態で前記内側ジョイント部材の中心線と、前記トルク伝達ボールの中心との間の距離（Ｈ）に対する前記外側ボールグルーブの変曲中心点と、前記外側ジョイント部材と前記内側ジョイント部材がゼロ（０）の角度をなす状態で前記複数のトルク伝達ボールの中心を連結する線との間の距離であるオフセット（ｏｆｆｓｅｔ）値（Ｏ）の比率（Ｏ／Ｈ）が０．０７乃至０．１１である等速ユニバーサルジョイント。
  2. 前記ボールケージは、前記トルク伝達ボールと接触する部位が接触面の内側端から外側端方向に１／８乃至１／１２の間の地点に位置する、請求項１に記載の等速ユニバーサルジョイント。
  3. 前記内側ジョイント部材は、前記外側ジョイント部材に対して５０度以上の折れ角で回動可能である、請求項１に記載の等速ユニバーサルジョイント。
  4. 前記変曲中心点は、前記トルク伝達ボールの中心を連結する線から前記外側ジョイント部材の開放側にオフセットされる、請求項１に記載の等速ユニバーサルジョイント。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09317784A (ja) * 1996-05-28 1997-12-09 Ntn Corp 固定型等速自在継手
US20030144059A1 (en) * 2002-01-31 2003-07-31 Thomas Steven Mark Constant velocity joint
JP2005083408A (ja) * 2003-09-04 2005-03-31 Ntn Corp 固定式等速自在継手
JP2012021608A (ja) * 2010-07-15 2012-02-02 Jtekt Corp ボール型等速ジョイント
JP2013104554A (ja) * 2011-11-16 2013-05-30 Hyundai Wia Corp 車両用ボールタイプ等速ジョイント

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6120382A (en) 1995-12-26 2000-09-19 Ntn Corporation Constant velocity joint
DE19706864C1 (de) * 1997-02-21 1998-06-25 Loehr & Bromkamp Gmbh Gleichlaufdrehgelenk
US6431988B1 (en) 1999-09-17 2002-08-13 Ntn Corporation Fixed type constant velocity joint and assembling method therefor
JP4048008B2 (ja) 1999-09-30 2008-02-13 Ｎｔｎ株式会社 Ａｔｖ用ドライブアクスル
JP4133415B2 (ja) * 2003-02-18 2008-08-13 Ｎｔｎ株式会社 固定型等速自在継手
JP2005214344A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Ntn Corp 固定型等速自在継手
JP5602497B2 (ja) 2010-05-27 2014-10-08 Ｎｔｎ株式会社 固定式等速自在継手

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09317784A (ja) * 1996-05-28 1997-12-09 Ntn Corp 固定型等速自在継手
US20030144059A1 (en) * 2002-01-31 2003-07-31 Thomas Steven Mark Constant velocity joint
JP2005083408A (ja) * 2003-09-04 2005-03-31 Ntn Corp 固定式等速自在継手
JP2012021608A (ja) * 2010-07-15 2012-02-02 Jtekt Corp ボール型等速ジョイント
JP2013104554A (ja) * 2011-11-16 2013-05-30 Hyundai Wia Corp 車両用ボールタイプ等速ジョイント

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