JP2598916Y2 - 等速ボールジョイント - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、自動車のプロペラシ
ャフトやドライブシャフト、あるいは他の機器において
予圧状態で使用される等速ボールジョイントに関する。

【０００２】

【従来の技術と考案が解決しようとする課題】プロペラ
シャフト用等速ジョイント等は、回転バランス性能やＮ
ＶＨ（音、振動、乗り心地）性能を向上させるために、
ジョイントのラジアル隙間を無くすことが必要であり、
そのために半径方向に予圧状態として使用されることが
多い。図４はボールと内外輪のボール溝との関係を示す
断面図であり、（ａ）はラジアル隙間のある状態、
（ｂ）は無い状態を各々示す。同図において、５１はボ
ール、５２は内輪側ボール溝、５３は外輪側ボール溝を
各々示す。ラジアル隙間のある状態では、ボール５１に
はトルク伝達方向Ｔにのみ荷重ｆが作用し、隙間のない
状態ではトルク伝達方向Ｔに交差する方向にも荷重ｆが
作用する。

【０００３】このように予圧状態で使用する場合、ボー
ル５１にボール溝５２，５３の軌道面部において、滑り
による摩擦が増大し、そのため温度上昇や耐久性等を悪
化させていた。すなわち、ジョイントを予圧状態で使用
すると、ボール５１と軌道面間は、滑りによる摩擦の増
大によって、発熱が予圧無しに比べて大きくなる。ま
た、ジョイントを高速回転させると、ボール５１に遠心
力が働き、外輪側軌道面とボール５１の間の接触圧が上
昇して発熱が大きくなる。さらに、熱容量や冷却条件の
違いにより、ボール５１および内輪は、外輪に対して高
温となるため、予圧が増加してさらに発熱する。このよ
うにボール５１は発熱に対して重要な要因となる。

【０００４】ボールによる発熱対策としては、ボールを
鋼球からセラミック製ボールに全て変えたものがあるが
（例えば実開平３−９８３３４号公報）、セラミック製
ボールは高価であるため、ジョイント全体のコストが高
くなる。

【０００５】この考案の目的は、予圧状態の運転で、発
熱の低下、高速化が図れ、かつコスト増加が抑えられる
等速ボールジョイントを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この考案は、内周面に軸
方向に延びる複数のボール溝が形成された外輪と、外周
面に前記外輪のボール溝と対向するボール溝が形成され
た内輪と、前記対向するボール溝間に各々収容された複
数のトルク伝達用ボールとを備えた等速ボールジョイン
トに適用される。このジョイントにおいて、２個以上で
かつボール総個数の半数以下のボールをセラミック製と
し、他のボールを金属製とする。セラミック製ボールの
ボール径は、ボール溝の軌道面に対して締代が生じる径
とする。また、金属製ボールのボール溝軌道面に対する
隙間を、セラミック製ボールのボール溝軌道面に対する
隙間よりも大きく設定する。

【０００７】

【作用】この構成によると、セラミック製ボールに軌道
面に対する締代を生じさせ、金属製ボールの軌道面に対
する隙間を、セラミック製ボールの軌道面に対する隙間
よりも大きく設定したため、予圧を主にセラミック製ボ
ールで受け、トルク負荷を全ボールで受けることにな
る。セラミック製ボールは、軽量、耐熱性、低熱膨張
性、耐焼付性の性質を有しており、そのためジョイント
に遊びを生じさせることなく、低発熱化、および高速化
をもたらすことができる。セラミック製ボールは一般に
高価があるが、ボール総個数の半分以下であるため、コ
ストの増大が抑えられる。また、２個以上のボールがセ
ラミック製であるため、前記の低発熱化および高速化が
可能となる。

【０００８】

【実施例】この考案の一実施例を図１および図２に基づ
いて説明する。この等速ボールジョイントは、主に外輪
１、内輪２、トルク伝達用ボール３ａ，３ｂ、およびケ
ージ６で構成される。外輪１は両面にカバー８，９が被
せられ、カバー８を介して片方の軸１２に取付けられ
る。内輪２は、もう片方の軸１１に連結され、前記カバ
ー９と軸１１との間に弾性シール１０が設けられてい
る。

【０００９】外輪１は、円筒面状の内周面に軸方向に延
びる複数のボール溝４を有し、内輪２は球面状の外周面
に外輪１のボール溝４と対向するボール溝５が形成され
ている。前記ボール３ａ，３ｂは、各対向するボール溝
４，５間に収納される。ケージ６は、各ボール３ａ，３
ｂを保持するポケット７を設けたリング状の部品であ
り、内外輪２，１間に配置されている。

【００１０】ボール３ａ，３ｂのうち、一部のボール３
ａはセラミック製とし、残りのボール３ｂは鋼製として
ある。セラミック製ボール３ａの個数は、２個以上でか
つボール総個数の半数以下とする。セラミック製ボール
３ａの配置間隔は、予圧バランスのために等間隔とする
ことが望ましい。例えば、図２のように６個のボール３
ａ，３ｂを設け、そのうち３個をセラミック製とする場
合、セラミック製ボール３ａと鋼製ボール３ｂとは交互
に配置する。

【００１１】セラミック製ボール３ａのボール径は、ボ
ール溝４，５の軌道面４ａ，５ａに対して予圧のための
締代が生じる径とする。また、金属製ボール３ｂのボー
ル溝軌道面４ａ，５ａに対する隙間は、セラミック製ボ
ール３ａのボール溝軌道面４ａ，５ａに対する隙間より
も大きく設定する。したがって、内外輪２，１の各ボー
ル軌道面４ａ，５ａを同じ断面形状とする場合、金属製
ボール３ｂにはセラミック製ボール３ａよりも僅かに小
径のものが使用されることになる。セラミック製ボール
３ａに対する前記の隙間は、前記のように予圧を与える
ために負隙間となるが、鋼製ボール３ｂに対する前記の
隙間は、正負いずれの隙間であっても良い。

【００１２】各ボール溝４，５の断面形状は、対応する
ボール３ａ，３ｂよりも曲率半径の大きい円弧面の一対
のボール軌道面４ａ，４ａ，５ａ，５ａをＶ字状に対向
配置した形状とされる。すなわち、ボール溝４，５の断
面形状は図４に示した例のボール溝５３，５２と同様な
断面形状とされる。

【００１３】この構成によると、セラミック製ボール３
ａに軌道面４ａ，５ａに対する締代を生じさせ、金属製
ボール３ｂの軌道面４ａ，５ａに対する隙間を、セラミ
ック製ボール３ａの軌道面４ａ，５ａに対する隙間より
も大きく設定したため、予圧を主にセラミック製ボール
３ａで受け、トルク負荷を全ボール３ａ，３ｂで受ける
ことになる。そのため、鋼製ボール３ｂの予圧量が減る
ことになり、発熱が低下する。また、セラミック製ボー
ル３ａの持つ軽量，耐熱性，低熱膨張性や、油膜切れに
対する接触部の凝着が小さい（耐焼付性）性質のため、
高速化も実現できる。セラミック製ボール３ａは一般に
高価があるが、ボール総個数の半分以下であるため、コ
ストの増大が抑えられる。また、２個以上のボール３ａ
をセラミック製とするため、前記の低発熱化および高速
化の効果が期待できる。

【００１４】図３はこの考案の他の実施例を示す。この
例は、外輪１の内周面および内輪２の外周面を共に球面
状とし、各軌道溝４，５の縦断面形状を、その球面に沿
う円弧状としたものである。その他の構成は前記実施例
と同様である。この構成の等速ボールジョイントの場合
にも、前記実施例と同様に、低発熱化および高速化等の
効果が得られる。

【００１５】

【考案の効果】この考案の等速ボールジョイントは、一
部のトルク伝達用ボールをセラミック製として軌道面に
対する締代を生じさせ、軌道面に対する金属製ボールの
隙間をセラミック製ボールの隙間よりも大きく設定した
ため、ジョイントに遊びを生じさせることなく、低発熱
化および高速化を達成できる。また、一般に高価となる
セラミック製ボールはボール総個数の半分以下とし、か
つ２個以上としたため、コストの増大を抑えながら、前
記の低発熱化および高速化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例の縦断側面図である。

【図２】その横断面正面図である。

【図３】この考案の他の実施例の縦断側面図である。

【図４】従来例の作用説明図である。

【符号の説明】

１…外輪、２…内輪、３ａ…セラミック製ボール、３ｂ
…鋼製ボール、４，５…ボール溝、４ａ，５ａ…軌道
面，６…ケージ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−188719（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−172621（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−98334（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−116018（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−105725（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16D 3/22 - 3/229

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内周面に軸方向に延びる複数のボール溝
   が形成された外輪と、外周面に前記外輪のボール溝と対
   向するボール溝が形成された内輪と、前記対向するボー
   ル溝間に各々収容された複数のトルク伝達用ボールとを
   備えた等速ボールジョイントにおいて、２個以上でかつ
   ボール総個数の半数以下のボールをセラミック製とし、
   他のボールを金属製とし、セラミック製ボールのボール
   径をボール溝の軌道面に対して締代が生じる径とし、鋼
   製ボールのボール溝軌道面に対する隙間を、セラミック
   製ボールのボール溝軌道面に対する隙間よりも大きく設
   定した等速ボールジョイント。