JPH0575525U - 等速ジョイント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】振動の伝達を抑えつつ、玉４、４とポケット１
０、１０内側面との衝突に基づく打音の発生を防止す
る。 【構成】玉４、４は保持器９のポケット１０、１０に保
持された状態で、内側係合溝７と外側係合溝８とに当接
している。玉４、４の転動部分には、摩擦係数が０．１
３以下のグリースを封入する。この結果、玉４、４の移
動が円滑に行なわれる様になり、玉４、４とポケット１
０、１０の内側面とが勢い良く衝突する事がなくなっ
て、打音が発生しにくくなる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案に係る等速ジョイントは、例えば前置エンジン前輪駆動車（ＦＦ車） に組み込み、トランスミッションから前輪に駆動力を伝達するのに利用する。

【０００２】

【従来の技術】

ＦＦ車のトランスミッションと前輪との間には等速ジョイントを設けて、車輪 の変位に拘らずエンジンの駆動力を駆動輪である前輪に、全周に亙り同一角速度 で伝達自在としている。この様な部分に使用される等速ジョイントとして従来か ら、例えば実開昭５７−１４５８２４〜５号公報、同５９−１８５４２５号公報 、同６２−１２０２１号公報等に記載されたものが知られている。

【０００３】 この様な従来から知られた等速ジョイントは、例えば図１〜３に示す様に、内 輪２と外輪３との間の回転力伝達を、３の整数倍個（通常は６個）の玉４、４を 介して行なう様に構成されている。前記内輪２は、トランスミッションにより回 転駆動される一方の軸５の外端部に固定される。又、前記外輪３は、駆動輪であ る前輪をその外端部に固定する、他方の軸６の内端部に固定される。

【０００４】 前記内輪２の外周面２ａには、断面円弧形の内側係合溝７、７を６本、円周方 向等間隔に、それぞれ円周方向に対し直角方向に形成している。又、前記外輪３ の内周面３ａで、前記内側係合溝７、７と対向する位置には、やはり断面円弧形 の外側係合溝８、８を６本、円周方向に対し直角方向に形成している。

【０００５】 又、前記内輪２の外周面２ａと外輪３の内周面３ａとの間には、断面が円弧状 で全体が円環状の保持器９を挟持している。この保持器９の円周方向６箇所位置 で、前記内側、外側両係合溝７、８に整合する位置には、それぞれポケット１０ 、１０を形成し、各ポケット１０、１０の内側にそれぞれ１個ずつ、合計６個の 玉４、４を保持している。これらの玉４、４は、それぞれ前記各ポケット１０、 １０に保持された状態で、前記内側、外側両係合溝７、８に沿い転動自在である 。尚、前記各ポケット１０、１０は図３に示す様に、円周方向に長い長円形とし 、次述する軸交角θの変化に伴なって、隣り合う玉４、４同士の間隔が変化した 場合でも、この変化を吸収出来る様にしている。

【０００６】 更に、前記一方の軸５と他方の軸６との変位に拘らず、前記各玉４、４を、両 軸５、６の軸交角θ、即ち、前記一方の軸５の中心線ａと他方の軸６の中心線ｂ との交点ｏで両線ａ、ｂのなす角度θを二等分する、二等分面ｃ内に配置してい る。この為に、前記内側係合溝７、７の底面７ａ、７ａは、前記中心線ａ上で、 前記交点ｏからｈだけ離れた点ｄを中心とする球面上に位置させ、前記外側係合 溝８、８の底面８ａ、８ａは、前記中心線ｂ上で、前記交点ｏからｈだけ離れた 点ｅを中心とする球面上に位置させている。

【０００７】 但し、前記内輪２の外周面２ａ、外輪３の内周面３ａ、並びに前記保持器９の 内外両周面は、それぞれ前記交点ｏを中心とする球面上に位置させて、前記内輪 ２の外周面２ａと保持器９の内周面との摺動、並びに外輪３の内周面３ａと保持 器９の外周面との摺動を自在としている。

【０００８】 上述の様に構成される等速ジョイント１の場合、前記一方の軸５により内輪２ を回転させると、この回転運動は６個の玉４、４を介して外輪３に伝達され、他 方の軸６が回転する。両軸５、６同士の位置関係（前記軸交角θ）が変化した場 合には、前記各玉４、４が内側、外側両係合溝７、８に沿って転動し、前記一方 の軸５と他方の軸６との変位を許容する。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、各ポケット１０の幅寸法Ｗを、図３に示す様に、前記玉４の外径寸 法Ｄよりも大きく（Ｗ＞Ｄ）すると、等速ジョイント１を組み込んだ自動車の発 進時に、玉４がポケット１０の内側面に衝突して打音を発生し、乗員等に不快感 を与える事がある。

【００１０】 この為従来から、前記幅寸法Ｗを、前記外径寸法Ｄと同じか、この外径寸法Ｄ よりも僅かに小さく（Ｗ≦Ｄ）して、前記玉４を各ポケット１０内に、若干の締 代を持って保持していた。ところが、この様にすると、前記ポケット１０の内周 面を研磨して、所定の寸法精度に仕上げる必要が生じ、保持器９の製作費が嵩む だけでなく、内輪２と外輪３との間で振動が伝達され易くなり、エンジンのアイ ドリング時に車体が振動して、やはり乗員に不快感を与えてしまう。

【００１１】 この様な現象に就いて、本考案者が実験により確認したところ、振動を避ける 為に前記ポケット１０と玉４との間に隙間を設けた場合でも、自動車の発進時に 常に打音が発生するのではなく、上記隙間が２５μｍ以上で、且つ、等速ジョイ ント１のジョイント角（前記一方の軸５と他方の軸６との位置関係が、直線状態 からずれた角度。図１に於ける１８０度−θ。）が２５度を越えた場合に自動車 を急発進させると、前記打音が発生する事が解った。

【００１２】 更に本考案者が実験を進めた結果、前記打音が発生するのは、図１に示す様に 、等速ジョイント１に大きなジョイント角を付与した状態で、且つポケット１０ の幅寸法Ｗと玉４の外径寸法Ｄとの差（Ｗ−Ｄ）を大きくして、それ迄停止して いた内輪２を急に回転させた場合、円周方向に亙って等間隔に配列された玉４、 ４の内、或る特定の角度範囲内に存在する玉４、４のみが、打音を生じる事が解 った。

【００１３】 実験は、保持器９に形成された６個のポケット１０、１０の内、１個のポケッ トの幅寸法Ｗのみを、玉４の外径寸法Ｄよりも大きく（Ｗ＞Ｄ）し、残り５個の ポケット１０の幅寸法Ｗは玉４、４の外径寸法Ｄ以下（Ｗ≦Ｄ）とすると共に、 図１に示す様に、ジョイント角を大きくした状態で、一方の軸５を介して内輪２ を回転させる事により行なった。この実験により、図４に示す様に、一方の軸５ に対する他方の軸６の折れ曲がり方向を中心として±５度、合計１０度の範囲に 、前記幅寸法Ｗの大きなポケット１０に保持された玉４が存在する場合、打音が 発生する事が解った。

【００１４】 この様な現象に就いて考察する事により、本考案者は、前記打音の発生原因に 就いて、次の様な仮説を立てた。即ち、前記保持器９の各ポケット１０、１０に 保持された玉４、４は、等速ジョイント１の運転時、前記ジョイント角が小さい 場合には、前記ポケット１０、１０の両内側面１０ａ、１０ｂの内、前記外輪３ の開口側内側面１０ａ、１０ａに押し付けられているが、前記ジョイント角が大 きくなるに従って、前記ポケット１０、１０の内側で反開口側内側面１０ｂ、１ ０ｂに向けて移動する様になる。

【００１５】 この様に、各玉４、４を開口側内側面１０ａ、１０ａから反開口側内側面１０ ｂ、１０ｂに向けて移動させようとする力Ｆが、前記各玉４、４の表面と内側係 合溝７及び外側係合溝８との間に作用する静止摩擦力よりも小さい場合には、各 玉４、４は前記開口側内側面１０ａ、１０ａ部分に保持されたままとなるが、前 記力Ｆが静止摩擦力よりも大きくなると、前記各玉４、４が、前記反開口側内側 面１０ｂ、１０ｂに向けて勢い良く移動する。この結果、各玉４、４の表面と前 記反開口側内側面１０ｂ、１０ｂとが勢い良く衝突し、耳障りな異音が発生する 。この様な玉４、４の急激な移動は、各玉４、４が、前記１０度の範囲内に存在 する場合に生じる。

【００１６】 この様な原因による打音の発生を防止する為には、ポケット１０の幅寸法Ｗと 玉４の外径寸法Ｄとを等しくする（Ｗ＝Ｄ）か、或は玉４の外径寸法Ｄに２５μ ｍを加えた寸法以下（Ｗ≦Ｄ＋２５μｍ）とする事が考えられるが、前述の様に 高精度の仕上加工を要する為、保持器９の製作費が嵩む原因となるだけでなく、 内輪２から外輪３に振動が伝達され易くなり、エンジンのアイドリング時に生じ る振動が、トランスミッション、一方の軸５、内輪２、玉４、４及び保持器９、 外輪３、他方の軸６を介して、前輪に伝達され易くなる。

【００１７】 前輪に伝達された振動は更に、ステアリング装置を介してステアリングホイー ルに伝達されたり、懸架装置を介して車体に伝達されたりして、運転者等に不快 感を与える原因となる為、好ましくない。本考案の等速ジョイントは、上述の様 な不都合を何れも解消するものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】

本考案の等速ジョイントは、前述した従来の等速ジョイントと同様に、一方の 軸の端部に固定される内輪と、この内輪外周面の円周方向等間隔位置で、且つ、 ３の整数倍箇所に、それぞれ円周方向に対し直角方向に形成された断面円弧形の 内側係合溝と、他方の軸の端部に固定される外輪と、この外輪内周面で、前記内 側係合溝と対向する位置に、円周方向に対し直角方向に形成された断面円弧形の 外側係合溝と、前記内輪の外周面と外輪の内周面との間に挟持され、前記内側、 外側両係合溝に整合する位置にそれぞれポケットを形成した保持器と、各ポケッ トの内側に保持された状態で、内側、外側両係合溝に沿う転動自在とされた、３ の整数倍個の玉とから成り、各玉を、前記一方の軸と他方の軸との軸交角の二等 分面内に配置している。

【００１９】 更に、本考案の等速ジョイントに於いては、前記各ポケットと各玉との間の隙 間が０〜３０μｍであり、且つ、前記内側係合溝と外側係合溝とに、ＳＲＶボー ル摩耗試験法を用いた摩擦係数測定法に基づいて求められる摩擦係数が０．１３ 以下のグリースを付着させた事を特徴としている。

【００２０】

【作用】

上述の様に構成される本考案の等速ジョイントが、内輪と外輪との間で回転運 動の伝達を行なう際の作用自体は、前述した従来の等速ジョイントの場合と同様 である。

【００２１】 特に、本考案の等速ジョイントの場合、摩擦係数の低いグリースを使用する事 で、各玉と内側、外側両係合溝との間に作用する摩擦力を小さくしている為、各 玉を両係合溝に沿って移動させる方向の力Ｆが働いた場合に、この力Ｆが小さい 内に各玉が移動し始める。この結果、従来構造の様に、前記力が大きくなった段 階で、急に各玉が動きだす事がなくなり、各玉と保持器のポケット内側面とが勢 い良くぶつかる事もなくなって、耳障りな異音が発生する事がなくなる。

【００２２】

【実施例】

本考案の効果を確認する為に行なった実験に就いて説明する。尚、本考案の等 速ジョイントは、内側係合溝と外側係合溝とに、ＳＲＶボール摩耗試験法を用い た摩擦係数測定法に基づいて求められる摩擦係数が０．１３以下のグリースを付 着させた事を特徴としており、その他の構成及び作用に就いては、前述した従来 の等速ジョイントと同様である為、重複する説明を省略する。

【００２３】 実験は、下記の第１表に示す様に、それぞれの窓隙間を異ならせた６個のポケ ットを有するａ、ｂ２種類の保持器９を、図１〜２に示す様な等速ジョイント１ に組み付け、後述の第２表に示す様に、ジョイント角、回転トルク、回転数を種 々異ならせつつ、異音発生の有無と異音が発生した場合にその大きさとを測定す る事により行なった。尚、窓隙間とは、ポケット１０の幅寸法Ｗと玉４の外径寸 法Ｄ（図３）との差である。

【００２４】 第１表

【表１】

【００２５】 この様な実験により、次の第２表に示す様な結果を得た。

【００２６】 第２表

【表２】

【００２７】 上記第２表中「◎」は大きな異音が発生した事を、「○」は中程度の異音が発 生した事を、「△」は小さな異音が発生した事を、「−」は異音が発生しなかっ た事を、「／」は該当する実験を行なわなかった事を、それぞれ表わしている。 尚、本考案の実施例に相当する、低摩擦係数グリースとしては、尿素化合物を含 んで構成される、所謂ウレアグリースの内、摩擦係数が０．１３のものを、比較 の為に使用した通常グリースとしては、摩擦係数が０．１５の、添加剤として二 硫化モリブデンを含むグリースを、それぞれ使用した。尚、保持器ａで低摩擦係 数グリースを用い、ジョイント角度４０度、回転数３００rpm 、回転トルク２０ kgf・m の条件下では、隙間が４０μｍであるポケットＦからのみ、異音が発生し た。

【００２８】 この実験結果から明らかな通り、摩擦係数の大きな通常グリースを使用した従 来の等速ジョイントの場合、回転トルクが大きい程、回転数が高い程、ジョイン ト角が大きい程、それぞれ大きな異音が発生し易くなるが、低摩擦係数グリース を使用した本考案の等速ジョイントの場合、極端な組み合わせでない限り、殆ど 異音が発生しない事が解る。例えば自動車の駆動力伝達用の等速ジョイントの場 合、ジョイント角を極端に大きくしたまま、高速で回転させる事は実際上はない 為、この様な場合に異音が発生するとしても、実用上全く問題とはならない。

【００２９】 特に、本考案者が行なった実験によれば、最大窓隙間を３０μｍ以下として、 低摩擦係数グリースを使用した場合には、前記極端な組み合わせ時にも殆ど異音 が発生しない事を確認出来た。併せて、前記仮説が正しい事が解った。

【００３０】

【考案の効果】

本考案の等速ジョイントは、以上に述べた通り構成され作用する為、エンジン の振動の伝達を防止しつつ、急発進時に打音が発生するのを防止して、乗員に不 快感を与えるのを有効に防止出来る。

【提出日】平成４年７月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、各ポケット１０の幅寸法Ｗを、図３に示す様に、前記玉４の外径寸 法Ｄよりも大きく（Ｗ＞Ｄ）すると、等速ジョイント１を組み込んだ自動車の発 進時に、玉４がポケット１０の開口側内側面に衝突して打音を発生し、乗員等に 不快感を与える事がある。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１５】 この様にして反開口側内側面１０ｂ側に移動した玉４には等速ジョイントの回 転に伴なって、この玉４を開口端側へ移動させようとする力Ｆが加わるが、この 力Ｆがジョイントの回転速度上昇に伴なって大きくなり、玉４の表面と内側係合 溝７及び外側係合溝８との間に作用する静止摩擦力よりも前記力Ｆが大きくなる と、玉４が開口側内側面１０ａ側に向けて勢い良く移動する。この結果、各玉４ 、４の表面と前記開口側内側面１０ａ、１０ａとが勢い良く衝突し、耳障りな異 音が発生する。この様な玉４、４の急激な移動は、各玉４、４が、前記１０度の 範囲内に存在する場合に生じる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】 特に、本考案の等速ジョイントの場合、摩擦係数の低いグリースを使用する事 で、各玉と内側、外側両係合溝との間に作用する摩擦力を小さくしている為、各 玉を両係合溝に沿って移動させる方向の力Ｆが働いた場合に、この力Ｆが小さい 内に各玉が移動し始める。この結果、従来構造の様に、前記力が大きくなった段 階で、急に各玉が動きだす事がなくなり、各玉と保持器のポケットの開口側内側 面とが勢い良くぶつかる事もなくなって、耳障りな異音が発生する事がなくなる 。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】 上記第２表中「◎」は大きな異音が発生した事を、「○」は中程度の異音が発 生した事を、「△」は小さな異音が発生した事を、「−」は異音が発生しなかっ た事を、「／」は該当する実験を行なわなかった事を、それぞれ表わしている。 尚、本考案の実施例に相当する、低摩擦係数グリースとしては、尿素化合物を含 んで構成される、所謂ウレアグリースの内、摩擦係数が０．１３のものを、比較 の為に使用した通常グリースとしては、摩擦係数が０．１５の、添加剤として二 硫化モリブデンを含むグリースを、それぞれ使用した。尚、保持器ａで低摩擦係 数グリースを用い、ジョイント角度４０度、回転数３００rpm 、回転トルク４０ kgf・m の条件下では、隙間が４０μｍであるポケットＦからのみ、異音が発生し た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の対象となる等速ジョイントを示す断面
図。

【図２】ジョイント角を零とした状態で、図１のＡ−Ａ
線方向に見た断面図。

【図３】外輪を省略して図２の上方から見た図。

【図４】玉の位置と打音発生との関係を示す為、玉を図
１のＢ矢印方向から見た図。

【符号の説明】

１ 等速ジョイント ２ 内輪 ２ａ 外周面 ３ 外輪 ３ａ 内周面 ４ 玉 ５ 一方の軸 ６ 他方の軸 ７ 内側係合溝 ７ａ 底面 ８ 外側係合溝 ８ａ 底面 ９ 保持器 １０ ポケット １０ａ 開口側内側面 １０ｂ 反開口側内側面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の軸の端部に固定される内輪と、こ
   の内輪外周面の円周方向等間隔位置で、且つ、３の整数
   倍箇所に、それぞれ円周方向に対し直角方向に形成され
   た断面円弧形の内側係合溝と、他方の軸の端部に固定さ
   れる外輪と、この外輪内周面で、前記内側係合溝と対向
   する位置に、円周方向に対し直角方向に形成された断面
   円弧形の外側係合溝と、前記内輪の外周面と外輪の内周
   面との間に挟持され、前記内側、外側両係合溝に整合す
   る位置にそれぞれポケットを形成した保持器と、各ポケ
   ットの内側に保持された状態で、内側、外側両係合溝に
   沿う転動自在とされた、３の整数倍個の玉とから成り、
   各玉を、前記一方の軸と他方の軸との軸交角の二等分面
   内に配置した等速ジョイントに於いて、前記各ポケット
   と各玉との間の隙間が０〜３０μｍであり、且つ、前記
   内側係合溝と外側係合溝とに、ＳＲＶボール摩耗試験法
   を用いた摩擦係数測定法に基づいて求められる摩擦係数
   が０．１３以下のグリースを付着させた事を特徴とする
   等速ジョイント。