JPH083712Y2

JPH083712Y2 - 等速ジョイント

Info

Publication number: JPH083712Y2
Application number: JP1989145555U
Authority: JP
Inventors: 節二鈴木; 正彦桑山
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1989-12-18
Filing date: 1989-12-18
Publication date: 1996-01-31
Anticipated expiration: 2004-12-18
Also published as: JPH0384423U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、等速ジョイントに関する。

［従来の技術］従来より、相交わる２軸の角度（ジョイント角）を可
変とし、両軸間の回転伝動に等速性をもたせたボールジ
ョイント型の等速ジョイントが知られている。この等速
ジョイントは、外周が球面をもつとともに軸方向に複数
の第１案内溝をもつ内方継手部材と、カップ状で内周面
が球面をもつとともに軸方向に該第１案内溝と同数の第
２案内溝をもつ外方継手部材と、該内外両継手部材間に
嵌合されるケージと、該ケージのボール保持窓に保持さ
れるとともに該第１及び第２案内溝と係合し、該外方継
手部材のトルクを該内方継手部材に伝達するボールとか
らなる。そして、第１及び第２案内溝は外方継手部材の
開口側から底部側への軸方向に向かって次第に浅くなる
ように形成されており、また、ボールが第１及び第２案
内溝と一定の接触角をもって接するように構成されてい
る。なお、ここでの接触角とは、ボールの中心を基準と
してボールと案内溝とが接触する接触中心と案内溝の溝
底中心とのなす角度をいう。

［考案が解決しようとする課題］ところが、上記従来の等速ジョイントは案内溝が開口
側から底部側方向に向かって次第に浅くなるように形成
されているため、ジョイント角が大きくなったときに案
内溝の底部側に転動したボールは、接触楕円（ボールと
案内溝との接触によって形成される楕円形状の接触面）
の長軸側半径が案内溝のエッジからはみ出す。この状態
では、ボールが案内溝のエッジに乗り上げてエッジに過
度の負荷を与えるため、エッジ欠けが生じやすくなり耐
久性に問題があった。

本考案は上記問題に鑑み案出されたものであり、その
技術的課題は、ボールが案内溝のエッジに乗り上げるの
を防止して耐久性に優れた等速ジョイントを提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］本考案の等速ジョイントは、外周が球面をもつととも
に軸方向に複数の第１案内溝をもつ内方継手部材と、カ
ップ状で内周面が球面をもつとともに軸方向に該第１案
内溝と同数の第１案内溝をもつ外方継手部材と、該内外
両継手部材間に嵌合されるケージと、該ケージのボール
保持窓に保持されるとともに該第１及び第２案内溝と係
合し、該外方継手部材のトルクを該内方継手部材に伝達
するボールとからなる等速ジョイントにおいて、該第１
及び第２案内溝の少なくとも一方は、該ボールとの接触
角が該外方継手部材の開口側から底部側への軸方向に向
かって次第に小さくなるように形成されているととも
に、該接触角は溝エッジから該ボールの接触楕円の該溝
エッジに近い側の長軸半径先端までの余裕距離がほぼ等
しくなるように設定されていることを特徴とするもので
ある。

［作用］本考案の等速ジョイントは、第１及び第２案内溝の少
なくとも一方が、ボールとの接触角が外方継手部材の開
口側から底部側への軸方向に向かって次第に小さくなる
ように形成されている。このため、ジョイント角が大き
くなったときにその案内溝の底部側に転動するボール
は、案内溝の溝底中心に近い部分に接触するようになり
案内溝が浅くなっても案内溝のエッジに乗り上げること
がない。また、接触角は溝エッジからボールの接触楕円
の溝エッジに近い側の長軸半径先端までの余裕距離がほ
ぼ等しくなるように設定されている。これにより、案内
溝の底部側においても接触角が極力大きく設定されうる
こととなり、ボールが案内溝のエッジに乗り上げない範
囲でボールと案内溝との面圧が極力小さく抑えられる。
これにより耐久性が更に良好となる。

［実施例］以下、図面を参照しつつ本考案の実施例を説明する。

本実施例の等速ジョイントは、第１図に示すように、
第１案内溝13をもつ内方継手部材１と、第２案内溝25を
もつ外方継手部材２、内方継手部材１及び外方継手部材
２間に嵌合されたケージ３と、ケージ３に保持されたボ
ール４とからなる。

内方継手部材１は、短い円筒形状であり、被動軸５の
一端にスプライン結合によって一体的に固定されてい
る。内方継手部材１の外周面11は、ある一定の曲率半径
で凸状球面に形成されている。この外周面11には、被動
軸５の軸方向に沿って後述のボール４を案内する６条の
第１案内溝13が等角度間隔で形成されている。第１案内
溝13は、断面において溝底の中心で交わる２つの曲面で
形成されており、この２つの曲面はボール４の半径より
少し大きい一定の曲率半径で形成されている。そして第
１案内溝13は、第１図における被動軸５の先端側軸方向
に向かって次第に浅くなるように形成されている。

外方継手部材２は、有底のカップ形状であり、この底
部21が駆動軸６の一端に一体的に固定されている。外方
継手部材２の開口側部分の内周面23は、内方継手部材11
の外周面13と対応してある一定の曲率半径で凹状球面に
形成されている。そして、この内周面23には、第１案内
溝13と対応して６条の第２案内溝25が形成されている。
第２案内溝25は、断面において溝底の中心で交わる２つ
の曲面25a、25bで形成されている。この２つの曲面25
a、25bは、ボール４の半径より少し大きい曲率半径で形
成され、かつその交差角度が開口側から底部21側の軸方
向に向かって次第に大きくなるとともに、開口側から底
部21側方向に向かって次第に浅くなるように形成されて
いる。すなわち第２案内溝25は、第２図〜第４図に示す
ように、ボール４の中心を通る直線Ｌに対して平行で下
方に位置する線ｌ上に、点OA、OB、OCを各々配置し、こ
れらの点を曲率中心として同じ曲率半径で形成されてい
る。また、ボール４の中心を通り、軸心と垂直な線に向
かって、点OA、OB、OCの順に曲率中心が近づいていくよ
うに形成されている。開口側でのボール４との接触角α
Ａと、中央部でのボール４との接触角αＢと、底部側で
のボール４との接触角αＣとが、αＡ＞αＢ＞αＣとな
る関係を有する。なお、第２案内溝25の各接触角αＡ、
αＢ、αＣは、溝エッジからボール４の接触楕円の溝エ
ッジに近い側の長軸半径先端までの余裕距離δが、開口
側（余裕距離δＡ）、中央部（余裕距離δＢ）及び底部
側（余裕距離δＣ）のいずれの位置でもほぼ等しくなる
ように設定されている。

なお、外方継手部材２の開口部周縁と被動軸５との間
には、変形自在のゴム製カバー７が装着されている。

ケージ３は、内方継手部材１の外周面11と外方継手部
材２の内周面23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２の内周面23
と同じ曲率半径の凸状球面に形成され、その内周面34が
内方継手部材１の外周面13と同じ曲率半径の凹状球面に
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。

ボール４は、鋼鉄により真球状に形成されたものであ
る。このボール４は、各第１案内溝13とこれに対応する
各第２案内溝25との間にそれぞれ１個づつ配設されてい
るとともに、ケージ３の各ボール保持窓36内に嵌挿され
て保持されている。

以上のように構成された等速ジョイントは、駆動軸６
が回転するとその回転トルクを外方継手部材２から各ボ
ール４を介して内方継手部材１に伝達し、被動軸５を駆
動軸６と等速で回転させる。そして、駆動軸６と被動軸
５とのジョイント角が変化するときには、ボール４が第
１及び第２案内溝13、25に案内されて転動する。しか
し、第１案内溝25はボール４との接触角が開口側から底
部側方向に向かって次第に小さくなるように形成されて
いるため、ジョイント角が大きくなった場合でもボール
４は第２案内溝25のエッジに乗り上げることがない。し
たがって、第２案内溝25のエッジに過大な負荷が掛って
エッジ欠けが生じることがない。

また、接触角αＡ、αＢ、αＣは、第２案内溝25の開
口側、中央部及び底部側のいずれの位置でも余裕距離δ
がほぼ等しくなるように設定されているので、第２案内
溝25の底部側においても接触角αＣが極力大きく設定さ
れ、ボール４が第２案内溝25のエッジに乗り上げない範
囲でボール４と第２案内溝25との面圧が極力小さく抑え
られる。これにより耐久性が更に良好となる。

以上のように本実施例の等速ジョイントは、第２案内
溝25の接触角が軸方向の開口側から底部側に向かって次
第に小さくなるように形成されているため、ジョイント
角が大きくなった場合でもボール４が第２案内溝25のエ
ッジに乗り上げることがなく、したがって耐久性に優れ
たものとすることができる。

さらに、第２案内溝25の接触角は、第２案内溝25のい
ずれの位置でも余裕距離δがほぼ等しくなるように設定
されているため、第２案内溝25の底部側においても接触
角を極力大きく設定することができ、ボール４が第２案
内溝25のエッジに乗り上げない範囲でボール４と第２案
内溝25との面圧が極力小さく抑えられるので、更に耐久
性に優れたものとすることができる。

なお上記実施例では、第２案内溝25を形成する２つの
曲面25A、25bの交差角度を開口側から底部21側の軸方向
に向かって次第に大きくすることによってボール４との
接触角が次第に小さくなるように構成したが、その他の
方法として、２つの曲面25a、25bの曲率半径を開口側か
ら底部21側の軸方法に向かって次第に大きくすることに
よってもボール４との接触角が次第に小さくなるように
構成することもできる。

また上記実施例では、第２案内溝25についてボール４
との接触角が次第に小さくなるように構成したが、第１
案内溝13についてボール４との接触角が次第に小さくな
るように構成しても同様の効果が得られる。したがっ
て、第１案内溝13及び第２案内溝25の両方をボール４と
の接触角が次第に小さくなるように構成してもよい。

［考案の効果］本考案の等速ジョイントによれば、第１及び第２案内
溝の少なくとも一方は、ボールとの接触角が外方継手部
材の開口側から底部側の軸方向に向かって次第に小さく
なるように形成されているため、ボールが案内溝のエッ
ジに乗り上げてエッジが損傷するのを防止できるので耐
久性に優れたものとすることができる。

さらに、接触角は溝エッジからボールの接触楕円の溝
エッジに近い側の長軸半径先端までの余裕距離が略等し
くなるように設定されているため、案内溝の底部側にお
いても接触角を極力大きく設定することができ、ボール
が案内溝のエッジに乗り上げない範囲でボールと案内溝
との面圧が極力小さく抑えられるので、更に耐久性に優
れたものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本考案の実施例に係り、第１図は等速
ジョイントの断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線断面
図、第３図は第１図のＢ−Ｂ線断面図、第４図は第１図
のＣ−Ｃ線断面図である。１…内方継手部材、２…外方継手部材３…ケージ、４…ボール５…被動軸、６…駆動軸 13…第１案内溝、25…第２案内溝 36…ボール保持窓

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】外周が球面をもつとともに軸方向に複数の
第１案内溝をもつ内方継手部材と、カップ状で内周面が
球面をもつとともに軸方向に該第１案内溝と同数の第２
案内溝をもつ外方継手部材と、該内外方両継手部材間に
嵌合されるケージと、該ケージのボール保持窓に保持さ
れるとともに該第１及び第２案内溝と係合し、該外方継
手部材のトルクを該内方継手部材に伝達するボールとか
らなる等速ジョイントにおいて、該第１及び第２案内溝の少なくとも一方は、該ボールと
の接触角が該外方継手部材の開口側から底部側への軸方
向に向かって次第に小さくなるように形成されていると
ともに、該接触角は溝エッジから該ボールの接触楕円の
該溝エッジに近い側の長軸半径先端までの余裕距離がほ
ぼ等しくなるように設定されていることを特徴とする等
速ジョイント。