JPH0140336Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、自動車の駆動車軸に使用される等
速自在継手、特に駆動軸と従動軸との等速性を維
持しつつ両者の角度変位や軸方向の相対変位を許
容し得るようになした等速自在継手に関するもの
である。

従来の技術 前輪駆動車や独立懸架方式の後輪駆動車の駆動
軸には角度変位及び軸方向変位を許容する等速自
在継手が用いられている。従来のこの種の等速自
在継手は、第９図に示すように、円筒状内表面２
に軸方向に延びる直線状案内溝３を設けた中空外
方部材１と、球面状外表面５に外方部材１の案内
溝３とでボールトラツクを形成する溝６を設けた
内方部材４と、外方部材１の案内溝３と内方部材
４の溝６間に配されたトルク伝達ボール７と、ト
ルク伝達ボール７を収容するボールポケツト９を
備え、かつ、外方部材１の円筒状内表面２及び内
方部材４の球面状外表面５にて夫々案内され、継
手軸線上においてボール中心線の両側に等量ずら
せて配置した曲率中心を有する部分球面状の内外
表面１０，１１を備えたケージ８とで構成され、
ボール７をケージ８のボールポケツト９に収容
し、両部材１，４が角度変位したとき、ケージ８
の内外表面１０，１１を利用してそのボールポケ
ツト９に収容したボール７を両部材１，４の軸線
のなす角度の２等分面上に配置せしめて等速性を
確保するようになしたものである。

考案が解決しようとする問題点 ところで、前記形式の等速自在継手では、内方
部材４の溝６の溝深さが軸方向で異なつている。
これは内方部材４の球面状外表面５に外方部材１
の直線状案内溝３と対向してストレートな溝底を
有する溝６を形成したからで、中央部付近が最も
深く、両側端部に向かつて次第に浅くなつてい
る。この為、第１０図に示すように両部材１，４
が大きな作動角θを取つた場合、ボール７が内方
部材４の溝６の溝深さの浅い部分に位置するの
で、ボール７と溝６との間でトルク伝達の面で不
都合が生じ、大きな作動角θをとることができな
い。即ち、この種の等速自在継手に於いて内方部
材４の溝６は、第１１図に示すようにボール７に
対して接触角αをもつて接触する軌道面１２から
なり、この軌道面１２は全面でその曲率半径Ｒが
一定となるように形成されている。従つて、内方
部材４の側端部において溝６の溝深さが第１２図
に示すように浅くなると、溝６の肩部６ａからボ
ール７と溝６の接触点Ｃまでの距離ｋが小さくな
り、負荷トルクの大きい場合には内方部材４の溝
６とボール７との間に生じる接触楕円Ｍの長軸側
半径ａが内方部材４の溝６からはみだして、溝６
の肩部６ａが損傷すると云う問題があつた。

また、外方部材１の案内溝３については、軸方
向の溝深さが均一であるが、作動角領域によつて
ケージ８の寸法が決まり、即ち、作動角を大きく
するとボール７のケージ半径方向への動きが増す
為、ケージ８の肉厚が厚くなり、その分外方部材
１の肉厚が薄くなつて案内溝３の溝深さが浅くな
るので、前述した内方部材４の溝６の場合と同様
な問題があつた。

問題点を解決するための手段 この考案は、円筒状内表面を備え、該円筒状内
表面に軸方向の溝深さが均一な直線状案内溝を設
けた外方部材と、球面状外表面を備え、該球面状
外表面に前記外方部材の案内溝とでボールトラツ
クを形成する軸方向の溝深さが異なる直線状の溝
を設けた内方部材と、前記内外方両部材の各溝間
に配された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ポケツトを備え、かつ、
前記外方部材の円筒状内表面に案内され、部分球
面状の外表面を備えたケージとよりなる等速自在
継手に於いて、前記内外方両部材の各ボール溝は
ボールに対して一定の接触角をもつて接触する軌
道面で構成されており、少なくとも一方の溝の軸
方向全域或いは溝深さが浅い部分で、該溝の軌道
面のボールと接する付近から溝肩側を、溝底側の
円弧の曲率半径より大きな曲率半径の円弧で形成
したものである。

この考案は、大きな作用角をとつたときに特に
問題となる方、すなわち外方部材もしくは内方部
材のいずれか一方についてだけ実施してもよい
し、両方について実施することもできる。また、
ボール溝の軸方向全域にわたつて上述の構成とす
るほか、溝深さの浅い部分に限ることもできる。

なお、この考案は、溝肩側の曲率半径を無限大
にしたものとして、溝肩側が溝底側に対して接線
をなすものも含む。

〔作用〕

上述のとおりの構成であるため、この考案によ
れば、ボールとボール溝との間に生じる接触楕円
がボール溝からはみだすことがない。

また、ボール溝の軌道面接触角は一定であるか
ら、外方部材と内方部材の接触角は作動角にかか
わりなく常に相等しい。

実施例 第１図はこの考案の一実施例を示す図面で、同
図に於いて、１５は等速自在継手の外方部材、１
６は内方部材、１７はトルク伝達ボール、１８は
ケージである。そして、外方部材１５は円筒状内
表面１９に軸方向に延びる直線状案内溝２０を備
えている。また、内方部材１６はケージ１８の内
表面２５を案内する。球面状外表面２１を備え、
当該外表面２１に外方部材１５の案内溝２０とで
ボールトラツクを形成する溝２２を設けて内方部
材１６の溝２２は、第２図に示すように、それぞ
れボール１７に対して一定の接触角αをもつて接
触する一対の軌道面２３で形成されている。各軌
道面２３は、接触角αを変化させることなく、ボ
ール１７との接触点ｃ付近を境に溝底側２３ａと
溝肩側２３ｂの２つの部分に分けられ、その溝底
側２３ａがボール１７の曲率半径ｒより少し大き
な曲率半径Ｒの円弧状に形成され、溝肩側２３ｂ
が、溝底側２３ａの円弧との接線で直線状に形成
されている。

ケージ１８は周方向に等間隔にボール１７を収
容するボールポケツト２４を形成し、かつ、ボー
ル中心線の両側で軸線上に等量ずらせて配置した
曲率中心を有する部分球面状の内外表面２５，２
６を備えている。

以上の構造により、ボール１７は両部材１５，
１６が角度変位するときでも、ケージ１８により
両部材１５，１６の軸線のなす角度の２等分面上
に配置され、等速性が確保される。

そして、第３図に示すように、両部材１５，１
６が大きな作動角θをとつた場合でも、内方部材
１６の溝２２の側端部に位置するボール１７と溝
２２との間にトルク伝達時に生じる接触楕円Ｍが
溝２２からはみでることがなく、充分な負荷トル
クの伝達能力が得られる。即ち、軌道面２３の溝
底側２３ａではボール１７との曲率比（ボール１
７の曲率半径ｒと溝２２の軌道面２３の曲率半径
Ｒの比Ｒ／ｒ）が小さい為、接触楕円Ｍの長軸側
半径aRは大きくなり、軌道面２３の溝肩側２３
ｂではボール１７との曲率比が大きい為、接触楕
円Ｍの長軸側半径aLは小さくなるから、溝２２
の溝深さが浅くなつても、接触楕円Ｍは溝２２か
らはみでることはなく、大きな作動角θでの負荷
伝達能力を増大することができる。

尚、以上の実施例では軌道面２３の溝肩側２３
ｂを溝底側２３ａの円弧との接線で直線状に形成
させたが、第４図に示すように、溝底側２３ａの
曲率半径R₁より大きな曲率半径R₂で溝肩側２３
ｂを形成させてもよい。換言すれば、溝肩側が溝
底側に対して接線をなすのは、溝肩側の曲率半径
を無限大にした場合である。また、軌道面２３の
溝肩側２３ｂは溝２２の軸方向全域で溝底側２３
ａの円弧との接線或いは大きな曲率半径の円弧に
形成しなくても溝２２の浅い部分にのみ形成する
だけでもよい。

以上の説明は内方部材１６の溝２２について述
べているが、外方部材１５の案内溝２０について
も同様である。第５図及び第６図はこの考案を適
用した外方部材１５の案内溝２０の拡大断面図
で、２７は軌道面、２７ａは軌道面２７の溝底
側、２７ｂは軌道面２７の溝肩側、R′，R′₁は軌
道面２７の溝底側２７ａの曲率半径、R′₂は軌道
面２７の溝肩側２７ｂの曲率半径である。特に、
外方部材１５の案内溝２０に適用した場合には、
負荷伝達能力を同じとするならば、溝深さを浅く
することができ、これにより外方部材１５の肉厚
を薄くすることができる為、その分ケージ１８の
肉厚を厚くすることができ、より大きな作動角で
の使用が可能である。

尚、この考案は以上説明した型式の等速自在継
手に限定されるものではなく、例えば第７図及び
第８図に示す外方部材１５の案内溝２０と内方部
材１６の溝２２とが、互いに反対方向に継手軸線
と平行に傾斜している等速自在継手等にも適用が
可能である。

考案の効果 この考案は、内外方両部材に設けられた溝の溝
深さの浅い部分で、この溝を形成する軌道面の溝
肩側を溝底側の円弧との接線或いは溝底側の円弧
の曲率半径より大きな曲率半径の円弧に形成する
ようにしたから、大きな作動角をとるときでも、
トルク伝達時にボールと溝との間に生じる接触楕
円が該溝からはみでることがなく、したがつて、
応力集中による溝の肩部の損傷がなく耐久性が向
上し、かつ、負荷伝達能力を増大させることがで
き、また、ケージの肉厚を厚くすることができ、
継手の作動角を大きくすることができる。

さらに、接触角を一定としているため、外方部
材および内方部材における接触角が作動角にかか
わりなく常に相等しく、したがつて、トルク損失
を増大させるような好ましくない接触力の生じる
おそれがない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る等速自在継手の実施例
の縦断面図、第２図は内方部材に設けた溝の拡大
断面図、第３図はこの考案の作動状態時の縦断面
図、第４図は内方部材の溝の他の例の拡大断面
図、第５図及び第６図は外方部材の案内溝にこの
考案を適用した例の案内溝の拡大断面図、第７図
及び第８図は他の型式の等速自在継手を示す図
面、第９図は従来の等速自在継手の縦断面図、第
１０図はその作動状態時の縦断面図、第１１図及
び第１２図は内方部材の溝の溝深さの深い部分及
び浅い部分の拡大断面図である。 １５……外方部材、１６……内方部材、１７…
…トルク伝達ボール、１８……ケージ、１９……
円筒状内表面、２０……直線状案内溝、２１……
内方部材の外表面、２２……溝、２３，２７……
軌道面、２３ａ，２７ａ……溝底側、２３ｂ，２
７ｂ……溝肩側、２４……ボールポケツト、２５
……ケージの内表面、２６……ケージの外表面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 円筒状内表面を備え、該円筒状内表面に軸方向
   の溝深さが均一な直線状案内溝を設けた外方部材
   と、球面状外表面を備え、該球面状外表面に前記
   外方部材の案内溝とでボールトラツクを形成する
   軸方向の溝深さが異なる直線状の溝を設けた内方
   部材と、前記内外方両部材の各溝間に配されたト
   ルク伝達ボールと、前記トルク伝達ボールを収容
   するボールポケツトを備え、かつ、前記外方部材
   の円筒状内表面に案内され、部分球面状の外表面
   を備えたケージとよりなる等速自在継手に於い
   て、前記内外方両部材の各ボール溝はボールに対
   して一定の接触角をもつて接触する軌道面で構成
   されており、少なくとも一方の溝の軸方向全域或
   いは溝深さが浅い部分で、該溝の軌道面のボール
   と接する付近から溝肩側を、溝底側の円弧の曲率
   半径より大きな曲率半径の円弧で形成したことを
   特徴とする等速自在継手。