JPH08128454A - 等速ジョイント - Google Patents
等速ジョイントInfo
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- JPH08128454A JPH08128454A JP26992094A JP26992094A JPH08128454A JP H08128454 A JPH08128454 A JP H08128454A JP 26992094 A JP26992094 A JP 26992094A JP 26992094 A JP26992094 A JP 26992094A JP H08128454 A JPH08128454 A JP H08128454A
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- center
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
- F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
- F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
- F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
- F16D3/224—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a sphere
- F16D3/2245—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a sphere where the groove centres are offset from the joint centre
-
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
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- F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D2300/00—Special features for couplings or clutches
- F16D2300/06—Lubrication details not provided for in group F16D13/74
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】低発熱の等速ジョイントを提供することを目的
とする。 【構成】潤滑にウレア系グリスを用いて、ボール４と第
１案内溝１５との接点ｅにおける継手中心面上の接線
と、ボール４と第２案内溝２３との接点ｍにおける継手
中心面上の接線とが成す角度である２次元はさみ角αn
を１１．３°≦αn＜１５°に設定した。また、第１案
内溝１５及び第２案内溝２３の溝半径ｒ2 に対するボー
ル４のボール半径ｒ1 の比である曲率比ｖを１．０５≦
ｖ≦１．１０に設定するとともに、第１案内溝１５とボ
ール４との接点ｅとボール４のボール中心Ｓとを通る直
線と、継手中心面と第１の平面とで形成される交差線Ｄ
とが成す角度である接触角αを４５°＜α≦５０°に設
定した。
とする。 【構成】潤滑にウレア系グリスを用いて、ボール４と第
１案内溝１５との接点ｅにおける継手中心面上の接線
と、ボール４と第２案内溝２３との接点ｍにおける継手
中心面上の接線とが成す角度である２次元はさみ角αn
を１１．３°≦αn＜１５°に設定した。また、第１案
内溝１５及び第２案内溝２３の溝半径ｒ2 に対するボー
ル４のボール半径ｒ1 の比である曲率比ｖを１．０５≦
ｖ≦１．１０に設定するとともに、第１案内溝１５とボ
ール４との接点ｅとボール４のボール中心Ｓとを通る直
線と、継手中心面と第１の平面とで形成される交差線Ｄ
とが成す角度である接触角αを４５°＜α≦５０°に設
定した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、等速ジョイントに関す
るものである。
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の等速ジョイントにおいては、例え
ば、実開平３−１１２１２５号公報に示すように、カッ
プ状で内周に球面を持つとともに、軸方向に円弧状に伸
びる複数の第１案内溝を持つ外方継手部材と、外周に球
面を持つとともに軸方向に円弧状に伸び前記第１案内溝
と同数の第２案内溝を持つ内方継手部材と、前記内外両
継手部材に嵌合されるケージと、このケージのボール保
持窓に保持されるとともに前記第１及び第２案内溝と係
合し、前記外方継手部材のトルクを前記内方継手部材に
伝達するボールとからなり、前記第１及び第２案内溝の
軸方向に円弧状に伸び、溝の底部を成す最下点を通る溝
中心線の曲率中心を軸心を越えた反対側にある軸心と平
行な直線上かつボール中心を通り軸心と交差する直線上
で継手中心面（前記外方継手部材と前記内方継手部材と
が同軸線上にあるジョイント角０°の基準状態において
前記第１及び第２案内溝に係合している前記各ボールの
中心を含む平面）から互いに反対側へ等距離偏心させる
とともに、前記第１案内溝の曲率中心が前記溝中心線と
軸心とを含む平面と前記第１の平面との間の範囲にある
ようにし、外方継手部材の外径を大きくすることなくそ
の強度を確保するとともにジョイント角の最大許容範囲
を大きくできるようにしたものが開示されている。
ば、実開平３−１１２１２５号公報に示すように、カッ
プ状で内周に球面を持つとともに、軸方向に円弧状に伸
びる複数の第１案内溝を持つ外方継手部材と、外周に球
面を持つとともに軸方向に円弧状に伸び前記第１案内溝
と同数の第２案内溝を持つ内方継手部材と、前記内外両
継手部材に嵌合されるケージと、このケージのボール保
持窓に保持されるとともに前記第１及び第２案内溝と係
合し、前記外方継手部材のトルクを前記内方継手部材に
伝達するボールとからなり、前記第１及び第２案内溝の
軸方向に円弧状に伸び、溝の底部を成す最下点を通る溝
中心線の曲率中心を軸心を越えた反対側にある軸心と平
行な直線上かつボール中心を通り軸心と交差する直線上
で継手中心面（前記外方継手部材と前記内方継手部材と
が同軸線上にあるジョイント角０°の基準状態において
前記第１及び第２案内溝に係合している前記各ボールの
中心を含む平面）から互いに反対側へ等距離偏心させる
とともに、前記第１案内溝の曲率中心が前記溝中心線と
軸心とを含む平面と前記第１の平面との間の範囲にある
ようにし、外方継手部材の外径を大きくすることなくそ
の強度を確保するとともにジョイント角の最大許容範囲
を大きくできるようにしたものが開示されている。
【０００３】上記の等速ジョイントを、例えばプロペラ
シャフトのように高速回転するものに使用した場合、発
熱が大きくなりグリス，ブーツ劣化による寿命低下が問
題となる。この発熱が高くなる原因は、前記第１案内溝
と前記第２案内溝におけるボールの接点の内外輪差によ
って内外においてすべりが生じるためと、ケージに対す
るボール，第１案内溝，第２案内溝での接点の荷重が大
きくなるためである。
シャフトのように高速回転するものに使用した場合、発
熱が大きくなりグリス，ブーツ劣化による寿命低下が問
題となる。この発熱が高くなる原因は、前記第１案内溝
と前記第２案内溝におけるボールの接点の内外輪差によ
って内外においてすべりが生じるためと、ケージに対す
るボール，第１案内溝，第２案内溝での接点の荷重が大
きくなるためである。
【０００４】従って、上記の等速ジョイントは、発熱が
小さくなるように例えば、図１１に示すような設計諸元
で製作され、摩擦低減の潤滑としてはリチウム系グリス
が用いられている。一般に、等速ジョイントの設計は、
Ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｉｎｃ．（以下、ＳＡＥと略
す）奨励の設計値を用いて設計されることが多く、上記
の等速ジョイントにおいても適用されている。
小さくなるように例えば、図１１に示すような設計諸元
で製作され、摩擦低減の潤滑としてはリチウム系グリス
が用いられている。一般に、等速ジョイントの設計は、
Ｔｈｅ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｉｎｃ．（以下、ＳＡＥと略
す）奨励の設計値を用いて設計されることが多く、上記
の等速ジョイントにおいても適用されている。
【０００５】このＳＡＥ奨励の設計値は、２次元はさみ
角αn は１５°≦αn ≦１７°，接触角αは３０°≦α
≦４５°，曲率比ｖはｖ＝１．０２である。なお、２次
元はさみ角αn は前記ボールと前記外方継手部材との接
点における前記継手中心面上の接線と、前記ボールと前
記内方継手部材との接点における前記継手中心面上の接
線とが成す角度で、接触角αは前記第１案内溝と前記ボ
ールとの接点と前記ボールのボール中心とを通る直線
と、前記継手中心面と前記第１の平面とで形成される交
差線とが成す角度で、曲率比ｖは前記第１案内溝及び前
記第２案内溝の溝半径に対する前記ボールのボール半径
の比である。
角αn は１５°≦αn ≦１７°，接触角αは３０°≦α
≦４５°，曲率比ｖはｖ＝１．０２である。なお、２次
元はさみ角αn は前記ボールと前記外方継手部材との接
点における前記継手中心面上の接線と、前記ボールと前
記内方継手部材との接点における前記継手中心面上の接
線とが成す角度で、接触角αは前記第１案内溝と前記ボ
ールとの接点と前記ボールのボール中心とを通る直線
と、前記継手中心面と前記第１の平面とで形成される交
差線とが成す角度で、曲率比ｖは前記第１案内溝及び前
記第２案内溝の溝半径に対する前記ボールのボール半径
の比である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記において、接触角
αを大きくすればボールの接点の内外輪差を小さくする
ことができるが、ボールの第１及び第２案内溝との接点
には各々接触楕円が生じており、接触角αを大きくしす
ぎると、この接触楕円の長軸の一端が第１及び第２案内
溝の開口端部に係ってしまい、開口端部に応力集中が生
じて外方継手部材及び内方継手部材の寿命が短くなると
いう問題があり、接触角αはＳＡＥ奨励の設計値の範囲
内で、実験では最大αMAX ＝４４°までしか大きくでき
ず、接触角αを大きくするのには限界があり、これ以上
低発熱に対応した設計ができないという問題があった。
αを大きくすればボールの接点の内外輪差を小さくする
ことができるが、ボールの第１及び第２案内溝との接点
には各々接触楕円が生じており、接触角αを大きくしす
ぎると、この接触楕円の長軸の一端が第１及び第２案内
溝の開口端部に係ってしまい、開口端部に応力集中が生
じて外方継手部材及び内方継手部材の寿命が短くなると
いう問題があり、接触角αはＳＡＥ奨励の設計値の範囲
内で、実験では最大αMAX ＝４４°までしか大きくでき
ず、接触角αを大きくするのには限界があり、これ以上
低発熱に対応した設計ができないという問題があった。
【０００７】また、２次元はさみ角αn を小さくすれ
ば、トルク伝達の際、ボールとケージとの間に生じるケ
ージ荷重を小さくすることができるが、従来、潤滑とし
てリチウム系グリースを用いており、２次元はさみ角α
n を小さくしすぎると、外方継手部材と内方継手部材と
の間でボールがロックする恐れが生じるという問題があ
り、ＳＡＥ奨励の設計値に示す範囲以上に２次元はさみ
角αn を小さくすることができず、２次元はさみ角αn
を小さくするのには限界があり、これ以上低発熱に対応
した設計ができないという問題があった。
ば、トルク伝達の際、ボールとケージとの間に生じるケ
ージ荷重を小さくすることができるが、従来、潤滑とし
てリチウム系グリースを用いており、２次元はさみ角α
n を小さくしすぎると、外方継手部材と内方継手部材と
の間でボールがロックする恐れが生じるという問題があ
り、ＳＡＥ奨励の設計値に示す範囲以上に２次元はさみ
角αn を小さくすることができず、２次元はさみ角αn
を小さくするのには限界があり、これ以上低発熱に対応
した設計ができないという問題があった。
【０００８】本発明の等速ジョイントは上述した問題を
解決するためになされたものであり、従来用いられてい
たリチウム系グリスよりさらに低摩擦であるウレア系グ
リスが開発されたことに着目し、このウレア系グリスを
用いることによりＳＡＥ奨励の設計値に示す値より小さ
く２次元はさみ角αn を設定して低発熱の等速ジョイン
トを提供するとともに、ＳＡＥ奨励の設計値に示す値よ
り大きく曲率比ｖ及び接触角αを設定して低発熱の等速
ジョイントを提供することを目的とする。
解決するためになされたものであり、従来用いられてい
たリチウム系グリスよりさらに低摩擦であるウレア系グ
リスが開発されたことに着目し、このウレア系グリスを
用いることによりＳＡＥ奨励の設計値に示す値より小さ
く２次元はさみ角αn を設定して低発熱の等速ジョイン
トを提供するとともに、ＳＡＥ奨励の設計値に示す値よ
り大きく曲率比ｖ及び接触角αを設定して低発熱の等速
ジョイントを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の等速ジョイント
は、請求項１に記載の発明においては、カップ状で内周
に球面を持つとともに軸方向に円弧状に伸びる円周上複
数の第１案内溝を持つ外方継手部材と、外周に球面を持
つとともに軸方向に円弧状に伸び前記第１案内溝と同数
の第２案内溝を持つ内方継手部材と、前記内外両継手部
材に嵌合されるケージと、このケージのボール保持窓に
保持されるとともに前第１及び第２案内溝と係合し、前
記外方継手部材のトルクを前記内方継手部材に伝達する
ボールとからなり、前記第１及び第２案内溝の軸方向に
円弧状に伸びる溝中心線の曲率中心が継手中心面の両側
に偏心され、かつ前記溝中心線と軸心とを含む第１の平
面上でこの軸心を越えた反対側にある等速ジョイントに
おいて、前記ボールと前記外方継手部材の接点及び、前
記ボールと前記内方継手部材との接点における潤滑に低
摩擦用グリスを用いて、前記ボールと前記外方継手部材
との接点における前記継手中心面上の接線と、前記ボー
ルと前記内方継手部材との接点における前記継手中心面
上の接線とが成す角度である２次元はさみ角αn を１
１．３°≦αn＜１５°に設定したことを特徴とするも
のである。
は、請求項１に記載の発明においては、カップ状で内周
に球面を持つとともに軸方向に円弧状に伸びる円周上複
数の第１案内溝を持つ外方継手部材と、外周に球面を持
つとともに軸方向に円弧状に伸び前記第１案内溝と同数
の第２案内溝を持つ内方継手部材と、前記内外両継手部
材に嵌合されるケージと、このケージのボール保持窓に
保持されるとともに前第１及び第２案内溝と係合し、前
記外方継手部材のトルクを前記内方継手部材に伝達する
ボールとからなり、前記第１及び第２案内溝の軸方向に
円弧状に伸びる溝中心線の曲率中心が継手中心面の両側
に偏心され、かつ前記溝中心線と軸心とを含む第１の平
面上でこの軸心を越えた反対側にある等速ジョイントに
おいて、前記ボールと前記外方継手部材の接点及び、前
記ボールと前記内方継手部材との接点における潤滑に低
摩擦用グリスを用いて、前記ボールと前記外方継手部材
との接点における前記継手中心面上の接線と、前記ボー
ルと前記内方継手部材との接点における前記継手中心面
上の接線とが成す角度である２次元はさみ角αn を１
１．３°≦αn＜１５°に設定したことを特徴とするも
のである。
【００１０】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、低摩擦用グリスにウレア系グリ
スを用いたことを特徴とする。また、請求項３に記載の
発明においては、カップ状で内周に球面を持つとともに
軸方向に円弧状に伸びる円周上複数の第１案内溝を持つ
外方継手部材と、外周に球面を持つとともに軸方向に円
弧状に伸び前記第１案内溝と同数の第２案内溝を持つ内
方継手部材と、前記内外両継手部材に嵌合されるケージ
と、このケージのボール保持窓に保持されるとともに前
第１及び第２案内溝と係合し、前記外方継手部材のトル
クを前記内方継手部材に伝達するボールとからなり、前
記第１及び第２案内溝の軸方向に円弧状に伸びる溝中心
線の曲率中心が継手中心面の両側に偏心され、かつ前記
溝中心線と軸心とを含む第１の平面上でこの軸心を越え
た反対側にある等速ジョイントにおいて、前記第１案内
溝及び前記第２案内溝の溝半径に対する前記ボールのボ
ール半径の比である曲率比ｖを１．０５≦ｖ≦１．１０
に設定するとともに、前記第１案内溝と前記ボールとの
接点と前記ボールのボール中心とを通る直線と、前記継
手中心面と前記第１の平面とで形成される交差線とが成
す角度である接触角αを４５°＜α≦５０°に設定した
ことを特徴とする。
に記載の発明において、低摩擦用グリスにウレア系グリ
スを用いたことを特徴とする。また、請求項３に記載の
発明においては、カップ状で内周に球面を持つとともに
軸方向に円弧状に伸びる円周上複数の第１案内溝を持つ
外方継手部材と、外周に球面を持つとともに軸方向に円
弧状に伸び前記第１案内溝と同数の第２案内溝を持つ内
方継手部材と、前記内外両継手部材に嵌合されるケージ
と、このケージのボール保持窓に保持されるとともに前
第１及び第２案内溝と係合し、前記外方継手部材のトル
クを前記内方継手部材に伝達するボールとからなり、前
記第１及び第２案内溝の軸方向に円弧状に伸びる溝中心
線の曲率中心が継手中心面の両側に偏心され、かつ前記
溝中心線と軸心とを含む第１の平面上でこの軸心を越え
た反対側にある等速ジョイントにおいて、前記第１案内
溝及び前記第２案内溝の溝半径に対する前記ボールのボ
ール半径の比である曲率比ｖを１．０５≦ｖ≦１．１０
に設定するとともに、前記第１案内溝と前記ボールとの
接点と前記ボールのボール中心とを通る直線と、前記継
手中心面と前記第１の平面とで形成される交差線とが成
す角度である接触角αを４５°＜α≦５０°に設定した
ことを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明の等速ジョイントによれば、請求項１及
び請求項２に記載の発明では、低摩擦用グリス（ウレア
系グリス）を用いて、２次元はさみ角αn を１１．３°
≦αn ＜１５°に設定したので、ボールとケージの間に
作用するケージ荷重が小さく抑えられ、ケージとボール
の接点における発熱が小さく、第１案内溝と第２案内溝
との間でボールがロックすることなく、スムーズにトル
ク伝達が行われる。
び請求項２に記載の発明では、低摩擦用グリス（ウレア
系グリス）を用いて、２次元はさみ角αn を１１．３°
≦αn ＜１５°に設定したので、ボールとケージの間に
作用するケージ荷重が小さく抑えられ、ケージとボール
の接点における発熱が小さく、第１案内溝と第２案内溝
との間でボールがロックすることなく、スムーズにトル
ク伝達が行われる。
【００１２】また、請求項３に記載の発明では、曲率比
ｖを１．０５≦ｖ≦１．１０に、接触角αを４５°＜α
≦５０°に設定したので、ボールと第２案内溝における
凸凸の当たりの緩和と，接触楕円における最大面圧の低
減がなされ、全体として発熱しにくい状態で、トルクの
伝達が行われる。なお、ボールと第１案内溝との接点
と、ボールと第２案内溝との接点との内外輪差が小さく
なるため、すべりによる発熱が小さい。
ｖを１．０５≦ｖ≦１．１０に、接触角αを４５°＜α
≦５０°に設定したので、ボールと第２案内溝における
凸凸の当たりの緩和と，接触楕円における最大面圧の低
減がなされ、全体として発熱しにくい状態で、トルクの
伝達が行われる。なお、ボールと第１案内溝との接点
と、ボールと第２案内溝との接点との内外輪差が小さく
なるため、すべりによる発熱が小さい。
【００１３】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１において、本実施例の等速ジョイントは、第１
案内溝１５を持つ外方継手部材１と、第２案内溝２３を
持つ内方継手部材２と、外方継手部材１と内方継手部材
２との間に嵌合されたケージ３と、ケージ３に保持され
るボール４とから構成されている。
る。図１において、本実施例の等速ジョイントは、第１
案内溝１５を持つ外方継手部材１と、第２案内溝２３を
持つ内方継手部材２と、外方継手部材１と内方継手部材
２との間に嵌合されたケージ３と、ケージ３に保持され
るボール４とから構成されている。
【００１４】外方継手部材１は、有底のカップ状であ
り、この底部１１が駆動軸５の一端に一体的に固定され
ている。外方継手部材１の内周面１３は、凹状球面に形
成され、この内周面１３には、軸方向に円弧状に伸びた
６条の第１案内溝１５が円周上等角度間隔で形成されて
いる。第１案内溝１５の溝中心線Ａの曲率中心Ｏは、ボ
ール４の中心Ｓを通る直線上でかつ溝中心線Ａと軸心Ｌ
とを含む第１の平面上で軸心Ｌを越えた反対側にあると
ともに軸心Ｌと平行な直線Ｍ上で、直線Ｍと交差線Ｄと
が交差する点Ｒから外方継手部材１のカップ状の開口端
側に所定距離Ｍ1偏心させた位置にあり、外方継手部材
１の開口端を含む第２の平面Ｃと、継手中心面Ｅとの間
の範囲にある。
り、この底部１１が駆動軸５の一端に一体的に固定され
ている。外方継手部材１の内周面１３は、凹状球面に形
成され、この内周面１３には、軸方向に円弧状に伸びた
６条の第１案内溝１５が円周上等角度間隔で形成されて
いる。第１案内溝１５の溝中心線Ａの曲率中心Ｏは、ボ
ール４の中心Ｓを通る直線上でかつ溝中心線Ａと軸心Ｌ
とを含む第１の平面上で軸心Ｌを越えた反対側にあると
ともに軸心Ｌと平行な直線Ｍ上で、直線Ｍと交差線Ｄと
が交差する点Ｒから外方継手部材１のカップ状の開口端
側に所定距離Ｍ1偏心させた位置にあり、外方継手部材
１の開口端を含む第２の平面Ｃと、継手中心面Ｅとの間
の範囲にある。
【００１５】なお、継手中心面Ｅは外方継手部材１と内
方継手部材２とが同軸線上にある基準状態において第１
及び第２案内溝１５，２３に係合している各ボール４の
中心Ｓを含む平面であり、図１中、Ｄは前記第１の平面
と前記第２の平面Ｃとで形成される交差線である。従っ
て、第１案内溝１５はアンダカットの状態で形成され、
開口端側が放射方向に広がらない形状となっている。
方継手部材２とが同軸線上にある基準状態において第１
及び第２案内溝１５，２３に係合している各ボール４の
中心Ｓを含む平面であり、図１中、Ｄは前記第１の平面
と前記第２の平面Ｃとで形成される交差線である。従っ
て、第１案内溝１５はアンダカットの状態で形成され、
開口端側が放射方向に広がらない形状となっている。
【００１６】内方継手部材２は、短い円筒形状であり、
被動軸６の一端にスプライン結合によって一体的に取付
けられている。内方継手部材２の外周面２１は、凸状球
面に形成されており、この外周面２１には、第１案内溝
１５と対応して６条の第２案内溝２３が形成されてい
る。この第２案内溝２３の溝中心線Ｂの曲率中心Ｐは、
前記第１の平面上にあり、直線Ｍ上で点Ｒから曲率中心
Ｏと反対側へ等距離Ｍ1隔てた位置にある。
被動軸６の一端にスプライン結合によって一体的に取付
けられている。内方継手部材２の外周面２１は、凸状球
面に形成されており、この外周面２１には、第１案内溝
１５と対応して６条の第２案内溝２３が形成されてい
る。この第２案内溝２３の溝中心線Ｂの曲率中心Ｐは、
前記第１の平面上にあり、直線Ｍ上で点Ｒから曲率中心
Ｏと反対側へ等距離Ｍ1隔てた位置にある。
【００１７】前記第１案内溝１５及び前記第２案内溝２
３は、図２に示すようにボール４と各々２点で接触して
いる。即ち、前記第１案内溝１５はボール中心Ｓとボー
ル接点ｅとを通る直線上に曲率中心ｑ1 があり、ボール
半径ｒ1 より大きい溝半径ｒ 2 の２つの円弧１５ａ，１
５ｂで形成され、この２つの円弧１５ａ，１５ｂによっ
て溝の底部を成す溝中心線Ａが形成されている。同様に
前記第２案内溝２３はボール中心Ｓとボール接点ｍとを
通る直線上に曲率中心ｑ2 があり、第１案内溝１５を成
す２つの円弧１５ａ，１５ｂと同じ溝半径ｒ2 の２つの
円弧２３ａ，２３ｂで形成され、この２つの円弧２３
ａ，２３ｂによって溝の底部を成す溝中心線Ｂが形成さ
れている。
３は、図２に示すようにボール４と各々２点で接触して
いる。即ち、前記第１案内溝１５はボール中心Ｓとボー
ル接点ｅとを通る直線上に曲率中心ｑ1 があり、ボール
半径ｒ1 より大きい溝半径ｒ 2 の２つの円弧１５ａ，１
５ｂで形成され、この２つの円弧１５ａ，１５ｂによっ
て溝の底部を成す溝中心線Ａが形成されている。同様に
前記第２案内溝２３はボール中心Ｓとボール接点ｍとを
通る直線上に曲率中心ｑ2 があり、第１案内溝１５を成
す２つの円弧１５ａ，１５ｂと同じ溝半径ｒ2 の２つの
円弧２３ａ，２３ｂで形成され、この２つの円弧２３
ａ，２３ｂによって溝の底部を成す溝中心線Ｂが形成さ
れている。
【００１８】ここで、αはボール中心Ｓとボール接点ｅ
（ｍ）とを通る直線と交差線Ｄとの成す角度を示す接触
角であり、Ｈはボール接点ｅ（ｍ）においてボール４が
押圧されることによって第１案内溝１５（第２案内溝２
３）に各々形成され、ボール中心Ｓとボール接点ｅ
（ｍ）とを通る直線に平行な方向に長軸Ｈ1 を持つ接触
楕円である。
（ｍ）とを通る直線と交差線Ｄとの成す角度を示す接触
角であり、Ｈはボール接点ｅ（ｍ）においてボール４が
押圧されることによって第１案内溝１５（第２案内溝２
３）に各々形成され、ボール中心Ｓとボール接点ｅ
（ｍ）とを通る直線に平行な方向に長軸Ｈ1 を持つ接触
楕円である。
【００１９】ケージ３は、外方継手部材１の内周面１３
と内方継手部材２の外周面２１との間に嵌合された筒状
体である。このケージ３は、その外周面３２が外方継手
部材１の内周面１３とほぼ同じ曲率半径で凹状球面に形
成され、その内周面３４が内方継手部材２の外周面２１
とほぼ同じ曲率半径で凹状球面に形成されている。この
ケージ３には、周方向に沿って等角度間隔に６個のボー
ル保持窓３６が形成されている。
と内方継手部材２の外周面２１との間に嵌合された筒状
体である。このケージ３は、その外周面３２が外方継手
部材１の内周面１３とほぼ同じ曲率半径で凹状球面に形
成され、その内周面３４が内方継手部材２の外周面２１
とほぼ同じ曲率半径で凹状球面に形成されている。この
ケージ３には、周方向に沿って等角度間隔に６個のボー
ル保持窓３６が形成されている。
【００２０】ボール４は、鋼球により真球状に形成され
たものであり、このボール４は、各第１案内溝１５とこ
れに対応する各第２案内溝２３との間に各々１個ずつ配
設されているとともに、ケージ３の各ボール保持窓３６
に保持され、外方継手部材１のトルクを内方継手部材２
に伝達するものである。図１において、αn は線分ＯＳ
及び線分ＰＳが成す角度を示す２次元はさみ角であり、
即ち、接点ｅ及び接点ｍにおける各々の接線によって成
す角度である。
たものであり、このボール４は、各第１案内溝１５とこ
れに対応する各第２案内溝２３との間に各々１個ずつ配
設されているとともに、ケージ３の各ボール保持窓３６
に保持され、外方継手部材１のトルクを内方継手部材２
に伝達するものである。図１において、αn は線分ＯＳ
及び線分ＰＳが成す角度を示す２次元はさみ角であり、
即ち、接点ｅ及び接点ｍにおける各々の接線によって成
す角度である。
【００２１】上記のように構成される等速ジョイント
は、本発明である低発熱に対応した設計値が採用されて
いるとともに、第１案内溝１５とボール４との接点ｅ及
び第２案内溝２３とボール４との接点ｍの潤滑には低摩
擦であるウレア系グリスが用いられている。このウレア
系グリスは図５の荷重Ｎに対する動摩擦係数μの特性線
図に示すように、従来用いられていたリチウム系グリス
に比べて低摩擦である。
は、本発明である低発熱に対応した設計値が採用されて
いるとともに、第１案内溝１５とボール４との接点ｅ及
び第２案内溝２３とボール４との接点ｍの潤滑には低摩
擦であるウレア系グリスが用いられている。このウレア
系グリスは図５の荷重Ｎに対する動摩擦係数μの特性線
図に示すように、従来用いられていたリチウム系グリス
に比べて低摩擦である。
【００２２】なお、上記潤滑用のグリスは上記の箇所だ
けでなく、摺接する箇所全てに用いている。図５におい
て、ウレア系グリスは特性Ａ，Ｂ，Ｃの３種類が示され
ているが、今回は、３種類の特性に対してグリスの持つ
寿命等を総合的に評価して特性Ａを持つウレア系グリス
を採用しており、リチウム系グリスに比べて、荷重Ｎ＝
１５．９〔Ｎ〕では９％，荷重Ｎ＝３６．５〔Ｎ〕では
１５％，荷重Ｎ＝７１．２〔Ｎ〕では２５％と動摩擦係
数μが低減される。
けでなく、摺接する箇所全てに用いている。図５におい
て、ウレア系グリスは特性Ａ，Ｂ，Ｃの３種類が示され
ているが、今回は、３種類の特性に対してグリスの持つ
寿命等を総合的に評価して特性Ａを持つウレア系グリス
を採用しており、リチウム系グリスに比べて、荷重Ｎ＝
１５．９〔Ｎ〕では９％，荷重Ｎ＝３６．５〔Ｎ〕では
１５％，荷重Ｎ＝７１．２〔Ｎ〕では２５％と動摩擦係
数μが低減される。
【００２３】次に、本発明の等速ジョイントに用いられ
る設計値の適用範囲の決定を以下に説明する。等速ジョ
イントを図３及び図４に示すように、３次元空間で見た
場合、３次元空間における第１及び第２案内溝２３のボ
ール４に対する実際のはさみ角（以下、３次元はさみ角
とする）αr が存在し、この３次元はさみ角αr ，接触
角α及び２次元はさみ角αn は、次式の関係にある。
る設計値の適用範囲の決定を以下に説明する。等速ジョ
イントを図３及び図４に示すように、３次元空間で見た
場合、３次元空間における第１及び第２案内溝２３のボ
ール４に対する実際のはさみ角（以下、３次元はさみ角
とする）αr が存在し、この３次元はさみ角αr ，接触
角α及び２次元はさみ角αn は、次式の関係にある。
【００２４】 αr ＝２・ｓｉｎ-1〔ｓｉｎ（αn ／２）・ｃｏｓα〕 ・・・（１） ここで、図４において、点ｃはボール中心Ｓ，点ｅは第
１案内溝１５とボール４との接点，点ｍは第２案内溝２
３とボール４との接点，平面ａｂｃｄ及び平面ｃｉｊｋ
は継手中心面Ｅ（６個のボール中心が存在する平面），
平面ｅｂｃｈはアウタ溝断面（溝中心線Ａの曲率中心Ｏ
とボール中心Ｓを通るとともに直線Ｙに平行な平面），
平面ｃｌｍｋはインナ溝断面（インナ溝筋の曲率中心と
ボール中心ｃを通るとともに直線Ｙに平行な平面），平
面ｄｉｌｈはジョイント軸方向（溝筋方向）断面（ボー
ル中心ｃを通るＸＹ平面）である。なお、Ｙは点Ｒを通
るとともに交差線Ｄ及び直線Ｍに対して直交する直線
で、ＦO は外方継手部材１からボール４が受けるアウタ
荷重で、Ｆi は内方継手部材２からボール４が受けるイ
ンナ荷重で、Ｆc はケージ３からボール４が受けるケー
ジ荷重であり、ケージ荷重Ｆc 及びインナ荷重Ｆi はそ
れぞれアウタ荷重ＦO の分力である。
１案内溝１５とボール４との接点，点ｍは第２案内溝２
３とボール４との接点，平面ａｂｃｄ及び平面ｃｉｊｋ
は継手中心面Ｅ（６個のボール中心が存在する平面），
平面ｅｂｃｈはアウタ溝断面（溝中心線Ａの曲率中心Ｏ
とボール中心Ｓを通るとともに直線Ｙに平行な平面），
平面ｃｌｍｋはインナ溝断面（インナ溝筋の曲率中心と
ボール中心ｃを通るとともに直線Ｙに平行な平面），平
面ｄｉｌｈはジョイント軸方向（溝筋方向）断面（ボー
ル中心ｃを通るＸＹ平面）である。なお、Ｙは点Ｒを通
るとともに交差線Ｄ及び直線Ｍに対して直交する直線
で、ＦO は外方継手部材１からボール４が受けるアウタ
荷重で、Ｆi は内方継手部材２からボール４が受けるイ
ンナ荷重で、Ｆc はケージ３からボール４が受けるケー
ジ荷重であり、ケージ荷重Ｆc 及びインナ荷重Ｆi はそ
れぞれアウタ荷重ＦO の分力である。
【００２５】先ず、図１１に示すＳＡＥ奨励の設計値の
範囲内で設計された従来の等速ジョイントの設計諸元を
用いて、３次元はさみ角αr を算出する。なお、大円弧
量Ｊは、ボール中心Ｓと曲率中心Ｏ（Ｐ）間の距離であ
る。即ち、式（１）に接触角α＝４３．５°，２次元は
さみ角αn ＝１６．４°を代入して、３次元はさみ角α
r ＝１１．９°を算出する。
範囲内で設計された従来の等速ジョイントの設計諸元を
用いて、３次元はさみ角αr を算出する。なお、大円弧
量Ｊは、ボール中心Ｓと曲率中心Ｏ（Ｐ）間の距離であ
る。即ち、式（１）に接触角α＝４３．５°，２次元は
さみ角αn ＝１６．４°を代入して、３次元はさみ角α
r ＝１１．９°を算出する。
【００２６】次に、前述したように、リチウム系グリス
とウレア系グリス（特性Ａ）とを比較すると、動摩擦係
数μの低減率が９〜２５％となっているため、低摩擦グ
リスを用いることによって、１０％程度の低摩擦化が得
られるとして、低摩擦グリスを用いた時の３次元はさみ
角の狙い値αr ’を算出する。ここで、動摩擦係数μは
角度のｔａｎに比例するため、３次元はさみ角αr ’の
狙い値としては、次式で算出される。 αr ’＝２・ｔａｎ-1〔０．９・ｔａｎ（αr ／２）〕 ・・・（２） よって、（２）式にαr ＝１１．９°を代入して、
αr ’＝１０．７°を算出する。
とウレア系グリス（特性Ａ）とを比較すると、動摩擦係
数μの低減率が９〜２５％となっているため、低摩擦グ
リスを用いることによって、１０％程度の低摩擦化が得
られるとして、低摩擦グリスを用いた時の３次元はさみ
角の狙い値αr ’を算出する。ここで、動摩擦係数μは
角度のｔａｎに比例するため、３次元はさみ角αr ’の
狙い値としては、次式で算出される。 αr ’＝２・ｔａｎ-1〔０．９・ｔａｎ（αr ／２）〕 ・・・（２） よって、（２）式にαr ＝１１．９°を代入して、
αr ’＝１０．７°を算出する。
【００２７】以上のようにして算出した３次元はさみ角
αr ’（＝１０．７°）を用いて、２次元はさみ角αn,
接触角αを設定する。図６〜図９は、第１及び第２案内
溝１５，２３において、３次元はさみ角αr’＝１０．
７３４°を用いた接触角α，２次元はさみ角αn の値と
接触楕円欠け余裕ｔ，面圧ｐ0 の関係を示すグラフであ
り、図６（ａ），（ｂ）は曲率比ｖをｖ＝１．０４に、
図７（ｃ），（ｄ）は曲率比ｖをｖ＝１．０５に、図８
（ｅ），（ｆ）は曲率比ｖをｖ＝１．１０に、図９
（ｇ），（ｈ）に、各々設定した時のグラフである。な
お、図６〜図９のグラフは、ジョイント角７°で行った
ものである。
αr ’（＝１０．７°）を用いて、２次元はさみ角αn,
接触角αを設定する。図６〜図９は、第１及び第２案内
溝１５，２３において、３次元はさみ角αr’＝１０．
７３４°を用いた接触角α，２次元はさみ角αn の値と
接触楕円欠け余裕ｔ，面圧ｐ0 の関係を示すグラフであ
り、図６（ａ），（ｂ）は曲率比ｖをｖ＝１．０４に、
図７（ｃ），（ｄ）は曲率比ｖをｖ＝１．０５に、図８
（ｅ），（ｆ）は曲率比ｖをｖ＝１．１０に、図９
（ｇ），（ｈ）に、各々設定した時のグラフである。な
お、図６〜図９のグラフは、ジョイント角７°で行った
ものである。
【００２８】ここで、曲率比ｖはボール半径ｒ1 と溝半
径ｒ2 とによって、ｖ＝ｒ1 ／ｒ2で決定されるもので
ある。また、接触楕円欠け余裕ｔは、接触楕円Ｈの長軸
Ｈ1の先端から第１及び第２案内溝１５，２３の各々に
おける開口端までの距離であり、接触楕円欠け余裕基準
値ｔA を１として実験値を無次元化したものであり、接
触楕円欠け余裕ｔが接触楕円欠け余裕基準値ｔA 以上で
あれば第１及び第２案内溝１５，２３の各々における開
口端付近でボール４によって応力集中が生じた時の負荷
に対する寿命（以下、「エッヂ欠けに対する寿命」と記
す。）は充分である。また、面圧ｐ0 はトルク伝達時に
接点ｅ及び接点ｍにおいて発生する接触面圧であり、面
圧基準値ｐA を１として実験値を無次元化したものであ
り、面圧ｐ0 が面圧基準値ｐA 以下であればボール４の
転動によって生じる表面剥離に対する寿命（以下、「フ
レーキングに対する寿命」と記す。）は充分である。
径ｒ2 とによって、ｖ＝ｒ1 ／ｒ2で決定されるもので
ある。また、接触楕円欠け余裕ｔは、接触楕円Ｈの長軸
Ｈ1の先端から第１及び第２案内溝１５，２３の各々に
おける開口端までの距離であり、接触楕円欠け余裕基準
値ｔA を１として実験値を無次元化したものであり、接
触楕円欠け余裕ｔが接触楕円欠け余裕基準値ｔA 以上で
あれば第１及び第２案内溝１５，２３の各々における開
口端付近でボール４によって応力集中が生じた時の負荷
に対する寿命（以下、「エッヂ欠けに対する寿命」と記
す。）は充分である。また、面圧ｐ0 はトルク伝達時に
接点ｅ及び接点ｍにおいて発生する接触面圧であり、面
圧基準値ｐA を１として実験値を無次元化したものであ
り、面圧ｐ0 が面圧基準値ｐA 以下であればボール４の
転動によって生じる表面剥離に対する寿命（以下、「フ
レーキングに対する寿命」と記す。）は充分である。
【００２９】曲率比ｖがｖ＝１．０４の場合には、第１
案内溝１５においては、図６（ａ）に示すように面圧ｐ
0 は全て面圧基準値ｐA 以下であるが、接触楕円欠け余
裕ｔが接触角α＝４４°で限界となっており、一方、第
２案内溝２３においては、図６（ｂ）に示すように面圧
ｐ0 は全て面圧基準値ｐA 以下であるが、接触楕円欠け
余裕ｔが接触角α＝４６°で限界となっている。従っ
て、第１及び第２案内溝１５，２３の両方を満たす最大
接触角αMAX はαMAX ＝４４°である。これは、ＳＡＥ
奨励の設計値の範囲内（３０°≦α≦４５°）である。
案内溝１５においては、図６（ａ）に示すように面圧ｐ
0 は全て面圧基準値ｐA 以下であるが、接触楕円欠け余
裕ｔが接触角α＝４４°で限界となっており、一方、第
２案内溝２３においては、図６（ｂ）に示すように面圧
ｐ0 は全て面圧基準値ｐA 以下であるが、接触楕円欠け
余裕ｔが接触角α＝４６°で限界となっている。従っ
て、第１及び第２案内溝１５，２３の両方を満たす最大
接触角αMAX はαMAX ＝４４°である。これは、ＳＡＥ
奨励の設計値の範囲内（３０°≦α≦４５°）である。
【００３０】曲率比ｖがｖ＝１．０５の場合には、第１
案内溝１５においては、図７（ｃ）に示すように面圧ｐ
0 は全て面圧基準値ｐA 以下であるが、接触楕円欠け余
裕ｔが接触角α＝４６°で限界となっており、一方、第
２案内溝２３においては、図６（ｄ）に示すように面圧
ｐ0 は全て面圧基準値ｐA 以下であるが、接触楕円欠け
余裕ｔが接触角α＝４７°で限界となっている。従っ
て、第１及び第２案内溝１５，２３の両方を満たす最大
接触角αMAX はαMAX ＝４６°である。これは、ＳＡＥ
奨励の設計値の範囲を逸脱した範囲にある。
案内溝１５においては、図７（ｃ）に示すように面圧ｐ
0 は全て面圧基準値ｐA 以下であるが、接触楕円欠け余
裕ｔが接触角α＝４６°で限界となっており、一方、第
２案内溝２３においては、図６（ｄ）に示すように面圧
ｐ0 は全て面圧基準値ｐA 以下であるが、接触楕円欠け
余裕ｔが接触角α＝４７°で限界となっている。従っ
て、第１及び第２案内溝１５，２３の両方を満たす最大
接触角αMAX はαMAX ＝４６°である。これは、ＳＡＥ
奨励の設計値の範囲を逸脱した範囲にある。
【００３１】曲率比ｖがｖ＝１．１０の場合には、第１
案内溝１５においては、図８（ｅ）に示すように面圧ｐ
0 は全て面圧基準値ｐA 以下であるが、接触楕円欠け余
裕ｔが接触角α＝５０°で限界となっており、一方、第
２案内溝２３においては、図６（ｆ）に示すように面圧
ｐ0 は接触角αが４４°≦α＜４８°で面圧基準値ｐ A
を越えた値となっているが、αが４８°≦αでは再び面
圧基準値ｐA 以下となっている。。従って、第１及び第
２案内溝１５，２３の両方を満たす最大接触角αMAX は
αMAX ＝５０°である。これは、ＳＡＥ奨励の設計値の
範囲を逸脱した範囲にある。
案内溝１５においては、図８（ｅ）に示すように面圧ｐ
0 は全て面圧基準値ｐA 以下であるが、接触楕円欠け余
裕ｔが接触角α＝５０°で限界となっており、一方、第
２案内溝２３においては、図６（ｆ）に示すように面圧
ｐ0 は接触角αが４４°≦α＜４８°で面圧基準値ｐ A
を越えた値となっているが、αが４８°≦αでは再び面
圧基準値ｐA 以下となっている。。従って、第１及び第
２案内溝１５，２３の両方を満たす最大接触角αMAX は
αMAX ＝５０°である。これは、ＳＡＥ奨励の設計値の
範囲を逸脱した範囲にある。
【００３２】曲率比ｖがｖ＝１．１１の場合には、第１
案内溝１５においては、図９（ｇ）に示すように面圧ｐ
0 は全て面圧基準値ｐA 以下であるが、接触楕円欠け余
裕ｔが接触角α＝５０°で限界となっており、一方、第
２案内溝２３においては、図６（ｈ）に示すように面圧
ｐ0 は全て面圧基準値ｐA を越えた値となっている。従
って、第１及び第２案内溝１５，２３の両方を満たす最
大接触角αMAX はＳＡＥ奨励の設計値の範囲を逸脱した
範囲にはない。即ち、最大接触角αMAX はＳＡＥ奨励の
設計値の範囲内である。
案内溝１５においては、図９（ｇ）に示すように面圧ｐ
0 は全て面圧基準値ｐA 以下であるが、接触楕円欠け余
裕ｔが接触角α＝５０°で限界となっており、一方、第
２案内溝２３においては、図６（ｈ）に示すように面圧
ｐ0 は全て面圧基準値ｐA を越えた値となっている。従
って、第１及び第２案内溝１５，２３の両方を満たす最
大接触角αMAX はＳＡＥ奨励の設計値の範囲を逸脱した
範囲にはない。即ち、最大接触角αMAX はＳＡＥ奨励の
設計値の範囲内である。
【００３３】なお、上記では、曲率比ｖがｖ＝１．０
５，１．１０での最大接触角αMAX がＳＡＥ奨励の設計
値の範囲を逸脱することを示したが、曲率比ｖがｖ＝
１．０６〜１．０９の範囲においても、上記同様、ＳＡ
Ｅ奨励の設計値の範囲を逸脱した範囲にある最大接触角
αMAX が存在する。以上より、ＳＡＥ奨励の設計値の範
囲を逸脱した最大接触角αMAX が存在する曲率比１．０
５≦ｖ≦１．１０を本発明の曲率比ｖの範囲とするとと
もに、接触角４５°＜α≦５０°を本発明の接触角αの
範囲とする。なお、上記において、最大接触角αMAX の
時の第１案内溝１５における面圧ｐ0 は従来の値に比べ
大きい値となるが、第２案内溝２３における面圧ｐ0 に
比べて低い値であるとともに面圧基準値ｐA 以下である
ので、フレーキングに対する寿命は充分である。
５，１．１０での最大接触角αMAX がＳＡＥ奨励の設計
値の範囲を逸脱することを示したが、曲率比ｖがｖ＝
１．０６〜１．０９の範囲においても、上記同様、ＳＡ
Ｅ奨励の設計値の範囲を逸脱した範囲にある最大接触角
αMAX が存在する。以上より、ＳＡＥ奨励の設計値の範
囲を逸脱した最大接触角αMAX が存在する曲率比１．０
５≦ｖ≦１．１０を本発明の曲率比ｖの範囲とするとと
もに、接触角４５°＜α≦５０°を本発明の接触角αの
範囲とする。なお、上記において、最大接触角αMAX の
時の第１案内溝１５における面圧ｐ0 は従来の値に比べ
大きい値となるが、第２案内溝２３における面圧ｐ0 に
比べて低い値であるとともに面圧基準値ｐA 以下である
ので、フレーキングに対する寿命は充分である。
【００３４】そして、最適値としては、図８より、曲率
比ｖ＝１．１０，接触角α＝５０°，２次元はさみ角α
n ＝１２．５°とする。２次元はさみ角αn の本発明の
適用範囲は、以下のようにして決定する。先ず、ＳＡＥ
奨励の設計値である接触角α（３０°≦α≦４５°）及
び２次元はさみαn （１５°≦αn ≦１７°）を用いて
３次元はさみ角αr の最小値αrM IN及び最大値αrMAXを
計算する。
比ｖ＝１．１０，接触角α＝５０°，２次元はさみ角α
n ＝１２．５°とする。２次元はさみ角αn の本発明の
適用範囲は、以下のようにして決定する。先ず、ＳＡＥ
奨励の設計値である接触角α（３０°≦α≦４５°）及
び２次元はさみαn （１５°≦αn ≦１７°）を用いて
３次元はさみ角αr の最小値αrM IN及び最大値αrMAXを
計算する。
【００３５】（１）式に接触角α＝４５°，２次元はさ
み角αn ＝１５°を代入して、３次元はさみ角の最小値
αrMIN＝１０．６°を算出し、次に、（１）式に接触角
α＝３０°，２次元はさみ角αn ＝１７°を代入して、
３次元はさみ角の最大値αrM AX＝１４．８°を算出す
る。ここで、本発明では、低摩擦のウレア系グリスを用
いることにより、摩擦係数μが１０〜２５％低減される
ため、３次元はさみ角の最小値αrMINを最大値αrM AX”
とし、最小値αrMINを最大２５％小さくした値を最小値
αrMIN”とする。
み角αn ＝１５°を代入して、３次元はさみ角の最小値
αrMIN＝１０．６°を算出し、次に、（１）式に接触角
α＝３０°，２次元はさみ角αn ＝１７°を代入して、
３次元はさみ角の最大値αrM AX＝１４．８°を算出す
る。ここで、本発明では、低摩擦のウレア系グリスを用
いることにより、摩擦係数μが１０〜２５％低減される
ため、３次元はさみ角の最小値αrMINを最大値αrM AX”
とし、最小値αrMINを最大２５％小さくした値を最小値
αrMIN”とする。
【００３６】即ち、３次元はさみ角の最大値αrMAX”＝
１０．６°，最小値αrMIN”＝１０．６＊０．７５＝８
°とする。次に、（１）式にαrMAX”＝１０．６°，α
＝５０°を代入して、２次元はさみ角の最大値αnMAX＝
１６．５°を算出する。しかし、αnMAX＝１６．５°は
ＳＡＥ奨励の設計値の範囲内であるため、ＳＡＥ奨励の
設計値の範囲を逸脱した値として、αnMAX＜１５°とす
る。
１０．６°，最小値αrMIN”＝１０．６＊０．７５＝８
°とする。次に、（１）式にαrMAX”＝１０．６°，α
＝５０°を代入して、２次元はさみ角の最大値αnMAX＝
１６．５°を算出する。しかし、αnMAX＝１６．５°は
ＳＡＥ奨励の設計値の範囲内であるため、ＳＡＥ奨励の
設計値の範囲を逸脱した値として、αnMAX＜１５°とす
る。
【００３７】次に、（１）式にαrMIN”＝８°，α＝４
５°を代入して、２次元はさみ角の最小値αnMAX＝１
１．３°を算出する。以上より、１１．３°≦αn ＜１
５°を本発明の２次元はさみ角αn の適用範囲とする。
図１０は従来と本発明との発熱量比較図であり、上記設
計諸元の最適値で設計した場合、従来と比較すると、内
方継手部材２とケージ３、外方継手部材１とケージ３、
ケージ窓３６とボール４、第１及び第２案内溝１５，２
３とボール４の各々において発熱量が低減され、全体と
して３９％の低減効果を得ることができる。ここで、発
熱量は荷重とすべり長さの両方に比例するため、発熱代
用値Ｑとして各々におけるすべり長さと荷重とを積算し
た値を用い、従来の全発熱量を１００として、本発明の
最適値の全発熱量を無次元化したものである。
５°を代入して、２次元はさみ角の最小値αnMAX＝１
１．３°を算出する。以上より、１１．３°≦αn ＜１
５°を本発明の２次元はさみ角αn の適用範囲とする。
図１０は従来と本発明との発熱量比較図であり、上記設
計諸元の最適値で設計した場合、従来と比較すると、内
方継手部材２とケージ３、外方継手部材１とケージ３、
ケージ窓３６とボール４、第１及び第２案内溝１５，２
３とボール４の各々において発熱量が低減され、全体と
して３９％の低減効果を得ることができる。ここで、発
熱量は荷重とすべり長さの両方に比例するため、発熱代
用値Ｑとして各々におけるすべり長さと荷重とを積算し
た値を用い、従来の全発熱量を１００として、本発明の
最適値の全発熱量を無次元化したものである。
【００３８】以上のように低発熱に対応した設計値が採
用されて構成された等速ジョイントは、駆動軸５が回転
すると、その回転トルクを外方継手部材１から各ボール
４を介して内方継手部材２に伝達し、被動軸６を駆動軸
５とを等速で回転させる。そして、駆動軸５と被動軸６
とのジョイント角が変化する時には、ボール４が第１及
び第２案内溝１５，２３に案内されて転動する。
用されて構成された等速ジョイントは、駆動軸５が回転
すると、その回転トルクを外方継手部材１から各ボール
４を介して内方継手部材２に伝達し、被動軸６を駆動軸
５とを等速で回転させる。そして、駆動軸５と被動軸６
とのジョイント角が変化する時には、ボール４が第１及
び第２案内溝１５，２３に案内されて転動する。
【００３９】そして、上記においては、第１案内溝１５
の溝中心線Ａの曲率中心Ｏが、ボール４の中心Ｓを通る
直線上でかつ溝中心線Ａと軸心Ｌとを含む第１の平面上
で軸心Ｌを越えた反対側にあるとともに軸心Ｌと平行な
直線Ｍ上で、直線Ｍと交差線Ｄとが交差する点Ｒから外
方継手部材１のカップ状の開口端側に所定距離Ｍ1 偏心
させた位置にあり、外方継手部材１の開口端を含む第２
の平面Ｃと、継手中心面Ｅとの間の範囲にあるようにし
たので、第１案内溝１５はアンダカットの状態で形成さ
れ、開口端側が放射方向に広がらない形状となっている
ため、外方継手部材１の外径を大きくすることなく強度
を充分確保することができるとともにジョイント角の最
大許容角度を大きくすることができる。さらに、ボール
４に対する第２案内溝２３の凸凸の当たりが緩和され、
接触楕円Ｈの長軸Ｈ1 が短くなるとともに接触楕円Ｈの
面積が大きくなるため、最大面圧が低減され、低発熱に
寄与することができる。
の溝中心線Ａの曲率中心Ｏが、ボール４の中心Ｓを通る
直線上でかつ溝中心線Ａと軸心Ｌとを含む第１の平面上
で軸心Ｌを越えた反対側にあるとともに軸心Ｌと平行な
直線Ｍ上で、直線Ｍと交差線Ｄとが交差する点Ｒから外
方継手部材１のカップ状の開口端側に所定距離Ｍ1 偏心
させた位置にあり、外方継手部材１の開口端を含む第２
の平面Ｃと、継手中心面Ｅとの間の範囲にあるようにし
たので、第１案内溝１５はアンダカットの状態で形成さ
れ、開口端側が放射方向に広がらない形状となっている
ため、外方継手部材１の外径を大きくすることなく強度
を充分確保することができるとともにジョイント角の最
大許容角度を大きくすることができる。さらに、ボール
４に対する第２案内溝２３の凸凸の当たりが緩和され、
接触楕円Ｈの長軸Ｈ1 が短くなるとともに接触楕円Ｈの
面積が大きくなるため、最大面圧が低減され、低発熱に
寄与することができる。
【００４０】また、さらに、ウレア系グリスを用いるこ
とにより、動摩擦係数μが低減されるため、２次元はさ
み角αn をＳＡＥ奨励の設計値の範囲より小さくするこ
とができ、この２次元はさみ角αn を１１．３°≦αn
＜１５°と設定することによってケージ３とボール４と
の間に生じるケージ荷重ＦC を小さくでき、ケージ３を
長寿命とすることができるとともに、低発熱に寄与する
ことができる。
とにより、動摩擦係数μが低減されるため、２次元はさ
み角αn をＳＡＥ奨励の設計値の範囲より小さくするこ
とができ、この２次元はさみ角αn を１１．３°≦αn
＜１５°と設定することによってケージ３とボール４と
の間に生じるケージ荷重ＦC を小さくでき、ケージ３を
長寿命とすることができるとともに、低発熱に寄与する
ことができる。
【００４１】また、さらに、曲率比ｖの値をＳＡＥ奨励
の設計値の範囲より大きい値、つまり、１．０５≦ｖ≦
１．１０に設定するようにしたので、接触楕円Ｈの長軸
Ｈ1が短くできるとともに、接触角αをＳＡＥ奨励の設
計値の範囲より大きい値、つまり４５°＜α≦５０°に
設定でき、ボール４における接点ｅ，ｍの内外輪差を小
さくでき、これにより内外輪におけるすべりを小さく抑
えることができ、低発熱に寄与することができる。さら
に、曲率比ｖを大きく設定することによっても、ボール
４に対する第２案内溝２３の凸凸の当たりが緩和され、
接触楕円Ｈの長軸Ｈ1 が短くなるとともに接触楕円Ｈの
面積が大きくなるため、最大面圧が低減され、低発熱に
寄与することができる。
の設計値の範囲より大きい値、つまり、１．０５≦ｖ≦
１．１０に設定するようにしたので、接触楕円Ｈの長軸
Ｈ1が短くできるとともに、接触角αをＳＡＥ奨励の設
計値の範囲より大きい値、つまり４５°＜α≦５０°に
設定でき、ボール４における接点ｅ，ｍの内外輪差を小
さくでき、これにより内外輪におけるすべりを小さく抑
えることができ、低発熱に寄与することができる。さら
に、曲率比ｖを大きく設定することによっても、ボール
４に対する第２案内溝２３の凸凸の当たりが緩和され、
接触楕円Ｈの長軸Ｈ1 が短くなるとともに接触楕円Ｈの
面積が大きくなるため、最大面圧が低減され、低発熱に
寄与することができる。
【００４２】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、第１案内溝の溝中心線の曲率中心が外方継
手部材の開口端を越えたものに対しても適用可能であ
る。さらに、本発明は、第１案内溝の溝中心線が円弧以
外の曲線、例えば、楕円の曲線を用いたものに対しても
適用可能である。
のではなく、第１案内溝の溝中心線の曲率中心が外方継
手部材の開口端を越えたものに対しても適用可能であ
る。さらに、本発明は、第１案内溝の溝中心線が円弧以
外の曲線、例えば、楕円の曲線を用いたものに対しても
適用可能である。
【００４３】
【発明の効果】以上述べたように本発明においては、請
求項１及び請求項２の発明では、低摩擦用グリス（ウレ
ア系グリス）を用いて、２次元はさみ角αn を１１．３
°≦α n ＜１５°に設定したので、ケージとボールとの
間に生じるケージ荷重を小さくでき、ケージを長寿命と
することができるとともに、低発熱に寄与することがで
きる。
求項１及び請求項２の発明では、低摩擦用グリス（ウレ
ア系グリス）を用いて、２次元はさみ角αn を１１．３
°≦α n ＜１５°に設定したので、ケージとボールとの
間に生じるケージ荷重を小さくでき、ケージを長寿命と
することができるとともに、低発熱に寄与することがで
きる。
【００４４】また、請求項３の発明では、曲率比ｖを
１．０５≦ｖ≦１．１０に設定するとともに、接触角α
を４５°＜α≦５０°に設定したので、ボールと第２案
内溝のにおける凸凸の当たりが緩和され、接触楕円の長
軸が小さくなるとともに接触楕円の面積が大きくなるた
め、接触部における最大面圧を低減でき、長寿命に寄与
できるとともに低発熱に寄与することができる。さらに
ボールと第１案内溝との接点と、ボールと第２案内溝と
の接点との内外輪差を小さくでき、これにより内外輪に
おけるすべりを小さくでき、低発熱に寄与することがで
きる。
１．０５≦ｖ≦１．１０に設定するとともに、接触角α
を４５°＜α≦５０°に設定したので、ボールと第２案
内溝のにおける凸凸の当たりが緩和され、接触楕円の長
軸が小さくなるとともに接触楕円の面積が大きくなるた
め、接触部における最大面圧を低減でき、長寿命に寄与
できるとともに低発熱に寄与することができる。さらに
ボールと第１案内溝との接点と、ボールと第２案内溝と
の接点との内外輪差を小さくでき、これにより内外輪に
おけるすべりを小さくでき、低発熱に寄与することがで
きる。
【図１】本発明の実施例の等速ジョイントの断面図であ
る。
る。
【図２】図１のＫ矢視断面図である。
【図３】第１案内溝の溝中心線及び円弧の３次元矢視図
である。
である。
【図４】本発明の等速ジョイントの３次元力学モデル図
である。
である。
【図５】グリスにおける動摩擦係数−荷重の関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図６】接触角−面圧・接触楕円欠け余裕の関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図７】接触角−面圧・接触楕円欠け余裕の関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図８】接触角−面圧・接触楕円欠け余裕の関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図９】接触角−面圧・接触楕円欠け余裕の関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図１０】従来と本発明の発熱量比較を示すグラフであ
る。
る。
【図１１】従来と本発明の設計諸元比較表である。
１ 外方継手部材 ２ 内方継手部材 ３ ケージ ４ ボール ５ 駆動軸 ６ 被動軸 １５ 第１案内溝 ２３ 第２案内溝 ３６ ボール保持窓 Ａ、Ｂ 溝中心線 Ｃ 第２の平面 Ｄ 交差線 αr ２次元はさみ角 α 接触角 ｖ 曲率比
Claims (3)
- 【請求項１】 カップ状で内周に球面を持つとともに軸
方向に円弧状に伸びる円周上複数の第１案内溝を持つ外
方継手部材と、外周に球面を持つとともに軸方向に円弧
状に伸び前記第１案内溝と同数の第２案内溝を持つ内方
継手部材と、前記内外両継手部材に嵌合されるケージ
と、このケージのボール保持窓に保持されるとともに前
第１及び第２案内溝と係合し、前記外方継手部材のトル
クを前記内方継手部材に伝達するボールとからなり、前
記第１及び第２案内溝の軸方向に円弧状に伸びる溝中心
線の曲率中心が継手中心面の両側に偏心され、かつ前記
溝中心線と軸心とを含む第１の平面上でこの軸心を越え
た反対側にある等速ジョイントにおいて、前記ボールと
前記外方継手部材の接点及び、前記ボールと前記内方継
手部材との接点における潤滑に低摩擦用グリスを用い
て、前記ボールと前記外方継手部材との接点における前
記継手中心面上の接線と、前記ボールと前記内方継手部
材との接点における前記継手中心面上の接線とが成す角
度である２次元はさみ角αn を１１．３°≦αn ＜１５
°に設定したことを特徴とする等速ジョイント。 - 【請求項２】 前記低摩擦用グリスは、ウレア系グリス
であることを特徴とする請求項１に記載の等速ジョイン
ト。 - 【請求項３】 カップ状で内周に球面を持つとともに軸
方向に円弧状に伸びる円周上複数の第１案内溝を持つ外
方継手部材と、外周に球面を持つとともに軸方向に円弧
状に伸び前記第１案内溝と同数の第２案内溝を持つ内方
継手部材と、前記内外両継手部材に嵌合されるケージ
と、このケージのボール保持窓に保持されるとともに前
第１及び第２案内溝と係合し、前記外方継手部材のトル
クを前記内方継手部材に伝達するボールとからなり、前
記第１及び第２案内溝の軸方向に円弧状に伸びる溝中心
線の曲率中心が継手中心面の両側に偏心され、かつ前記
溝中心線と軸心とを含む第１の平面上でこの軸心を越え
た反対側にある等速ジョイントにおいて、前記第１案内
溝及び前記第２案内溝の溝半径に対する前記ボールのボ
ール半径の比である曲率比ｖを１．０５≦ｖ≦１．１０
に設定するとともに、前記第１案内溝と前記ボールとの
接点と前記ボールのボール中心とを通る直線と、前記継
手中心面と前記第１の平面とで形成される交差線とが成
す角度である接触角αを４５°＜α≦５０°に設定した
ことを特徴とする等速ジョイント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26992094A JPH08128454A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 等速ジョイント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26992094A JPH08128454A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 等速ジョイント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08128454A true JPH08128454A (ja) | 1996-05-21 |
Family
ID=17479061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26992094A Pending JPH08128454A (ja) | 1994-11-02 | 1994-11-02 | 等速ジョイント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08128454A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998000646A1 (fr) * | 1996-06-28 | 1998-01-08 | Ntn Corporation | Joint homocinetique du type coulissant |
| WO2000060248A1 (fr) * | 1999-04-06 | 2000-10-12 | Gkn Automotive Ag | Joint homocinetique a billes |
| WO2008010340A1 (fr) | 2006-07-19 | 2008-01-24 | Ntn Corporation | Joint articulé à vitesse constante |
| WO2008072521A1 (ja) * | 2006-12-14 | 2008-06-19 | Ntn Corporation | 等速自在継手 |
| WO2008096558A1 (ja) * | 2007-02-02 | 2008-08-14 | Ntn Corporation | 固定式等速自在継手 |
| WO2009150942A1 (ja) | 2008-06-13 | 2009-12-17 | Ntn株式会社 | 固定型等速自在継手 |
| JP2010190265A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Jtekt Corp | ボール型等速ジョイント |
| WO2011065400A1 (ja) | 2009-11-26 | 2011-06-03 | Ntn株式会社 | 固定型等速自在継手 |
| JP2012021546A (ja) * | 2010-07-12 | 2012-02-02 | Ntn Corp | 固定式等速自在継手 |
| EP2592294A1 (en) * | 2011-11-08 | 2013-05-15 | Hyundai Wia Corporation | Angled offset ball type constant velocity joint for vehicle |
| US8852005B2 (en) | 2011-11-09 | 2014-10-07 | Hyundai Wia Corporation | Angled offset ball type constant velocity joint for vehicle |
| JP2015113908A (ja) * | 2013-12-11 | 2015-06-22 | トヨタ自動車株式会社 | 等速ジョイント |
| JP2018044631A (ja) * | 2016-09-15 | 2018-03-22 | トヨタ自動車株式会社 | 等速ボールジョイント |
-
1994
- 1994-11-02 JP JP26992094A patent/JPH08128454A/ja active Pending
Cited By (24)
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| FR2792045A1 (fr) * | 1999-04-06 | 2000-10-13 | Gkn Glaenzer Spicer | Joint homocinetique a billes |
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| JP2008151182A (ja) * | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Ntn Corp | 等速自在継手 |
| EP2101072A1 (en) * | 2006-12-14 | 2009-09-16 | NTN Corporation | Constant velocity universal joint |
| US8162765B2 (en) | 2006-12-14 | 2012-04-24 | Ntn Corporation | Constant velocity universal joint |
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| WO2008096558A1 (ja) * | 2007-02-02 | 2008-08-14 | Ntn Corporation | 固定式等速自在継手 |
| JP2008190596A (ja) * | 2007-02-02 | 2008-08-21 | Ntn Corp | 固定式等速自在継手 |
| US8172689B2 (en) | 2007-02-02 | 2012-05-08 | Ntn Corporation | Fixed-type constant velocity universal joint |
| WO2009150942A1 (ja) | 2008-06-13 | 2009-12-17 | Ntn株式会社 | 固定型等速自在継手 |
| US8545337B2 (en) | 2008-06-13 | 2013-10-01 | Ntn Corporation | Fixed uniform-motion universal joint |
| JP2010190265A (ja) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Jtekt Corp | ボール型等速ジョイント |
| WO2011065400A1 (ja) | 2009-11-26 | 2011-06-03 | Ntn株式会社 | 固定型等速自在継手 |
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