JPS60220226A - 等速自在継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 この発明は、自動車の駆動力伝達軸等に利用される等速
自在継手に関するものである。

口、従来技術 本出願人はボール溝を冷間鍛造でアンダーカフ）なしに
加工できる製造の容易な等速自在継手を実ＷＡ昭５４−
１１２３４３号（実開昭５６−２９３１９号公報）に於
いて提案している。

この等速自在継手は、第３図に示すように、凹球面（１
ａ）及びこの凹球面（１ａ）に設けた複数のボール溝（
ｌｂ）を有する外側継手部材（１）と、外側継手部材（
１）の凹球面（１ａ）に滑動可能に嵌合する凸球面（４
ａ）を外面に有し、内面に凹球面（４ｂ）を備え、外内
面を貫通ずる外側継手部材（１）のボール溝（１ｂ）と
同数のボ（２） −ルボケット（４Ｃ）を有するケージ（４）と、ケージ
（４）の凹球面（４ｂ）に滑動可能に嵌合する凸球面（
２８）及び、この凸球面（２ａ）に外側継手部材（１）
のボール溝（１ｂ）と同数のボール溝（２ｂ）を有する
内側継手部材（２）と、外内前継手部材（１）（２）の
ボール溝（１ｂ）（２ｂ）及びケージ（４）のボールポ
ケット（４ｃ）に嵌合したボール（３）とを備え、外内
前継手部材（１）（２）のボール溝（ｌｂ）　（２ｂ）
の曲面中心ＯＲ，ＯＲ’　を継手の軸線Ｘ−Ｘに平行な
縁上で継手の中心面Ｙ−Ｙに対し軸方向に等距離だけ相
反する側に偏心させ、かつ、この偏心量を継手の中心面
Ｙ−Ｙから外側継手部材（１）の端面までの距離ｅと少
なくとも等しく、また、ケージ（４）の外内球面（４ａ
）　（４ｂ）の球面中心ａ、ａ’を継手の中心Ｏに対し
軸方向に同じ寸法ｆだけ相反する側に偏心させ、この外
内球面（４ａ）　（４ｂ）を外内前継手部材（１）（２
）の内外球面（ｌａ）　（２ａ）に係合して外内前継手
部材（１）（２）を互いに軸方向に固定（３） してなり、これらによりボール（３）を常に外内前継手
部材（１）（２）の軸線の２等分面、即ち、継手の中心
面Ｙ−Ｙに保持するようにしたものである。

ところで、この種の等速自在継手に於いて、第４図に示
すように、外内前継手部材（１）（２）が大きな作動角
（α）をとった場合、外側継手部材（１）の開口側に位
置するボール（３）は、ＯＲ点を曲率中心とする外側継
手部材（１）のボール溝（１ｂ）と、ＯＲ’点を曲率中
心とする内側継手部材（２）のボール溝（２ｂ）で保持
され、継手に捩りトルクが負荷されると、ボール（３）
に外側継手部材（１）のボール溝（ｌｂ）と内側継手部
材（２）のボール溝（２ｂ）より夫々法線力が負荷され
、その合力Ｆ、がケージ（４）に回転モーメントとして
作用する。

一方、外側継手部材（１）の奥底側に位置するボール（
３）は、ＯＲ２点を曲率中心とする外側継手部材（１）
のボール溝（１ｂ）とＯＲ°２点を曲率中心とする内側
継手部材（２）のボー（４） ル溝（２ｂ）で保持され、継手に捩りトルクが負荷され
ると、ボール（３）に外側継手部材（１）のボール溝（
１ｂ）と内側継手部材（２）のボール溝（２ｂ）より夫
々法線力が負荷され、その合力Ｆ２がケージ（４）に回
転モーメントとして作用する。

ところが、外側継手部材（１）の開口側に位置するボー
ル（３）に生じる合力Ｆ、と外側継手部材（１）の奥底
側に位置するボール（３）に生じる合力Ｆ２との方向が
逆である為、ケージ（４）に回転モーメントが作用し、
ケージ（４）に作用する回転モーメントが大きくなるに
伴い、ボール（３）が継手の中心面Ｙ−Ｙより逸脱しな
いように、外側継手部材（１）の凹球面（１ａ）とケー
ジ（４）の凸球面（４ａ）との間や内側継手部材（２）
の凸球面（２ａ）とケージ（４）の凹球面（４ｂ）との
間で働く摩擦力が増大して発熱が生じると云う不都合が
ある。また、ケージ（４）の回転モーメントは、他のボ
ール（３）に負荷を加え、ボール（３）と外内（５） 側継手部材（１）（２）のボール溝（ｌｂ）　（２ｂ）
との接触力が増し、耐久性が低下すると云う不都合が生
じる。

ハ８発明の目的 この発明は、ボール溝の加工が容易で、運転中の発熱を
抑え、高寿命を得ることのできる等速自在継手を提供せ
んとするものである。

二１発明の構成 この発明は、凹球面及びこの凹球面に設けた複数のボー
ル溝を有する外側継手部材と、外側継手部材の凹球面に
滑動可能に嵌合する凸球面を外面に有し、内面に凹球面
を備え、外内面を貫通する外側継手部材のボール溝と同
数のボールポケットを有するケージと、ケージの凹球面
に滑動可能に嵌合する凸球面及びこの凸球面に外側継手
部材のボール溝と同数のボール溝を有する内側継手部材
と、外側継手部材のボール溝及びケージのボールポケッ
トに嵌合したボールとからなり、外内前継手部材に設け
られたボール溝の曲率中心を継手の軸線に対して平行な
（６） 線上で継手の中心面に対して軸方向に等距離だけ相反す
る側に偏心させ、かつ、該偏心距離が継手の中心面から
外側継手部材の端面までの距離に少なくとも等しい等速
自在継手に於いて、前記外内周継手部材に設けられたボ
ール溝を、開口側或いは奥底側から奥底側或いは開口側
に向かって連続的に曲率半径が小さくなる曲線状に形成
したものである。

ホ、実施例 第１図はこの発明の等速自在継手の実施例を示す要部の
縦断面図で、（１０）は外側継手部材、（２０）は内側
継手部材、（３０）はボール、（４０）はケージを夫々
示している。

外側継手部材（１０）と内側継手部材（２０）とには、
夫々複数個のボール溝（１１）　（２１）が円周等配位
置に対向させて設けてあり、これらのボール溝（１１）
　（２１）は継手の軸線ｘ−ｘに沿って曲線状に延びて
いる。

即ち、外側継手部材（１０）のボール溝（１１）は、０
１点に中心を持つ楕円状曲線ＬＯの一部（７） 曲線状をなし、また、内側継手部材（２０）のボール溝
（２１）は、０２点に中心を持つ楕円状曲線Ｌｏ’　の
−邪曲線状をなしている。

ボール溝（１１）　（２１）を形成する楕円状曲線ＬＯ
１ＬＯ°は、継手の軸線Ｘ−Ｘに対して同じ角度（β）
だけ相反する側に伊き、その中心ｏ、　、ｏ２を継手の
中心面Ｙ−Ｙに対して軸方向に同じ距ｊｌＩ（ｆ）だけ
相反する側に偏心させている。

外側継手部材（１０）のボール溝（１１）は、その開口
側から奥底側に向けて曲率半径が連続的に次第に小さく
されており、その曲率中心はＧ−Ｇ線の軌跡を描く、ま
た、内側継手部材（２０）のボールｓ　（２１）は、そ
の奥底側から開口側に向けて曲率半径が連続的に次第に
小さくされており、その曲率中心はボール溝（１１）の
曲率中心の軌跡Ｃ，−０９９と継手の中心面Ｙ−Ｙに対
して対称形なＧ’−Ｇ’線の軌跡を描く。

ボール溝（１１）　（２１）の曲率中心の軌跡、Ｇ−Ｇ
、Ｇ’　−Ｇ’　の始点は、継手の中心面（８） Ｙ−Ｙに対して軸方向に相反して位置し少なくとも継手
の中心０から端面（１０”）までの距離（ｅ　ｏ　）だ
け夫々偏心させである。

一方、ケージ（４０）は継手の軸線Ｘ−Ｘ上で、継手の
中心Ｏに対して等距離だけ相反する側に偏心する点、ａ
、ａ’　に曲率中心を持つ凸球面（４１）及び凹球面（
４２）を有し、これと対応して同じく偏心して外側継手
部材（１０）及び内側継手部材（２０）に凹球面（１２
）及び凸球面（２２）が設けられており、これらを球面
接触させて組み合わせる。また、ケージ（４ｏ）は外内
面を貫通するボールボケン）　（４３）を、外内周継手
部材（１０）　（２０）のボール溝（１１）　（２１）
に対応させて同数だけ設けている。

そして、ボール（３０）は外内周継手部材（１ｏ）（２
０）の夫々のボール溝（１１）　（２１）及びケージ（
４０）のボールポケット（４３）に夫々１個ずつ嵌合さ
れ、トルクを外内周継手部材（１０）（２０）に伝達す
る。

以上の構造により、ボール（３０）は外内再議（９） 平部材＜１０）　（２０）がどのような作動角をとる時
でも、外内周継手部材（１０）　（２０）の軸線ｘ−ｘ
、ｘ’　−ｘ’　の２等分面、即ち、継手の中心面Ｙ−
Ｙに保持される。

そして、第２図に示すように、外内周継手部材（１０）
　（２０）が大きな作動角（α）となった場合、外側継
手部材（１０）の開口側に位置するボール（３０）は、
大きな曲率半径を有する外側継手部材（１０）のボール
溝（１１）の開口側と内側継手部材（２０）のボールｍ
　（２１）の奥底側とで保持され、ボール（３０）に負
荷される法線力の合力Ｆ１は従来とほぼ同様である。一
方、外側継手部材（１０）の奥底側に位置するボール（
３０）は、小さな曲率半径を有する外側継手部材（１０
）のボール溝（１１）の奥底側と内側継手部材（２０）
のボール溝（２１）の開口側とで保持され、継手に捩り
トルクが負荷されると、外側継手部材（１０）のボール
溝（１１）と内側継手部材（２０）のボール溝（２１）
より夫々法線力が負荷され、その合力Ｆ２がケージ（４
０）に作用す（１０） る、この時、外側継手部材（１０）のボール溝（１１）
の奥底側に位置するボール（３０）に生じる合力Ｆ２は
、外側継手部材（１０）のボール溝（１１）とボール（
３０）との接触点Ｃ及び内側継手部材（２０）とボール
（３０）との接触点Ｃ″が継手の中心面Ｙ−Ｙに対して
夫々外側継手部材（１０）の奥底側に位置する為、その
方向は外側継手部材（１０）の開口側に位置するボール
（３０）に生じる合力Ｆ１の方向と同じとなる。これに
より、合力Ｆ１と合力Ｆ２は相殺され、ケージ（４０）
に作用する回転モーメントは小さくなる。

以上は外内前継手部材（１０）　（２０）のボール溝（
１１）　（２１）を楕円状曲線の一部曲線で形成した実
施例について説明したが、この発明はこれに限定される
ものではなく、双曲線、放物線や無理関数、指数関数、
三角関数、高次関数等で描かれる曲線の一部を利用して
ボール溝の曲線形状を形成させても良い。

へ０発明の詳細 な説明したこの発明の等速自在継手は、外（１１） 内側継手部材のボール溝の曲率半径を開口側或いは奥底
側から奥底側或いは開口側に向けて連続的に次第に小さ
くしたので、ケージに作用する回転モーメントを小さく
でき、外内前継手部材とケージとの間の￥！Ｘ擦力を減
少させて発熱を抑え、かつ、ボール等に負荷される余分
な力を減少させて耐久性を向上させる効果があると共に
、冷間鍛造のみでボール溝の加工が可能であると云う従
来からの効果を損なわない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の等速自在継手の実施例の縦断面図、
第２図はその作動状態時の縦断面図、第３図は従来の等
速自在継手の縦断面図、第４図はその作動状態時の縦断
面図である。 （１０）−ｍ−外側継手部材、（１１）　−ボール溝、
（１２）　−外側継手部材凹球面、（２０）−・−内側
継手部材、（２１）−ボール溝、（２２）−・内側継手
部材凸球面、（３０）−ボール、（４０）−・・ケージ
、（４１）−ケージ凸球面、（４２）・−ケージ凸球面
、（４３）・−ボールポケット。 （１２） ＠１図 溶２図 第３図 ４１４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）凹球面及びこの凹球面に設けた複数のボール溝を
   有する外側継手部材と、外側継手部材の凹球面に滑動可
   能に嵌合する凸球面を外面に有し、内面に凹球面を備え
   、外内面を貫通する外側継手部材のボール溝と同数のボ
   ールポケットを有するケージと、ケージの凹球面に滑動
   可能に嵌合する凸球面及びこの凸球面に外側継手部材の
   ボール溝と同数のボール溝を有する内側継手部材と、外
   内前継手部材のボール溝及びケージのボールポケットに
   嵌合したボールとからなり、外内前継手部材に設けられ
   たボール溝の曲率中心を継手の軸線に対して平行な線上
   で継手の中心面に対して軸方向に等距離だけ相反する側
   に偏心させ、かつ、該偏心距離が継手の中心面から外側
   継手部材の端面までの距離に少なくとも等しい等速自在
   継手に於いて、前記外内（１） 両継手部材に設けられたボール溝を、開口側或いは奥底
   側から奥底側或いは開口側に向けて連続的に曲率半径が
   小さくなる曲線状に形成させたことを特徴とする等速自
   在継手。