WO2008072521A1 - 等速自在継手 - Google Patents

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WO2008072521A1
WO2008072521A1 PCT/JP2007/073490 JP2007073490W WO2008072521A1 WO 2008072521 A1 WO2008072521 A1 WO 2008072521A1 JP 2007073490 W JP2007073490 W JP 2007073490W WO 2008072521 A1 WO2008072521 A1 WO 2008072521A1
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WO
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joint
center
guide groove
joint member
torque transmission
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PCT/JP2007/073490
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English (en)
French (fr)
Inventor
Keisuke Sone
Kazuhiko Yoshida
Hirokazu Ooba
Original Assignee
Ntn Corporation
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Filing date
Publication date
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Priority to CN2007800439695A priority patent/CN101606001B/zh
Priority to US12/518,530 priority patent/US8162765B2/en
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Classifications

    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S464/00—Rotary shafts, gudgeons, housings, and flexible couplings for rotary shafts
    • Y10S464/904—Homokinetic coupling
    • Y10S464/906—Torque transmitted via radially spaced balls

Definitions

  • the present invention relates to a fixed type constant velocity universal joint provided with eight torque transmission balls.
  • Torque is transmitted by a torque transmission ball disposed on a wedge-shaped ball track, and a torque transmission ball is supported by a cage guided by the spherical inner surface of the outer joint member and the spherical outer surface of the inner joint member.
  • a fixed type constant velocity universal joint with a structure that holds and guides is also called a zepper joint (sometimes called a barfield joint or a ball-fixed joint). It is a joint for connecting a drive shaft or propeller shaft of an automobile. In particular, it is widely used as a joint arranged on the fixed side (wheel side) of the drive shaft.
  • a wedge-shaped ball track is formed by offsetting the guide groove of the outer joint member and the guide groove of the inner joint member from the center of the joint, respectively.
  • the guide groove of the outer joint member is usually moved from the joint center to the joint center axis.
  • the guide groove of the inner joint member is offset by a predetermined distance from the joint center along the joint center axis to the joint back side.
  • the joint central axis is a straight line including the axis of the outer joint member and the axis of the inner member when the operating angle of the joint is 0 °
  • the joint center plane includes the center of the torque transmission ball
  • the joint center The plane perpendicular to the axis and the joint center is the intersection of the joint center plane and the joint center axis.
  • the above Zeppa joint has a structure with six torque transmission balls, which has been used for many years as a technical standard, and has gained the support of many users in terms of performance and reliability.
  • the applicant has achieved a high-efficiency, drastically lightweight and compact “8-ball zipper while ensuring strength, load capacity, and durability equivalent to or better than the 6-ball zeppa joint as the technical standard.
  • Developed a joint, and already proposed it for example, the following patent document Do
  • the center of the guide groove is offset to a position spaced away from the joint center axis in the radial direction opposite to the guide groove. Is disclosed.
  • the first guide groove 20 of the outer joint member 10 is offset from the joint center a with the opening-side first guide groove 21 centered on the joint center a and radially opposite to the joint center a.
  • the second inner groove 23 of the inner joint member 11 is offset from the joint center a to the inner side along the joint center axis L1.
  • the back-side second guide groove 24 centered on the point c and the opening-side second guide groove 25 centered on the point d further offset from the point c in the opposite radial direction.
  • the wall thickness of the joint member 11 increases, when the joint takes a high operating angle, the ball 13 rides on the first guide groove 22 on the back side of the outer joint member 10 and the edge portion of the groove is missing. In addition, the inner joint member 11 is not damaged by the load from the ball 13.
  • the center B of the guide groove 9 of the bell (outer joint member) 2 and the center C of the guide groove 12 of the nut (inner joint member) 3 are respectively diametrically oriented (joint center plane). They are offset from P by a distance d1 on both sides in the axial direction and offset from the joint center axis XY by a distance d2 on the opposite side in the radial direction.
  • Patent Document 1 JP-A-9-317783
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 4228925
  • Patent Document 3 Japanese Translation of Special Publication 2002-541395
  • the axial offset amount at the center of the guide groove (the axial distance between the center of the guide groove and the joint center plane) is reduced, or the radial offset amount (in the guide groove)
  • the peak value of the track load during one rotation of the joint (the load acting on the contact portion between the torque transmission ball and the guide groove) tends to increase.
  • a radial offset is provided at the center of the guide groove for the six-ball Zepper joint, which is the maximum operating angle or a high operating angle region in the vicinity of the guide groove side wall.
  • An object of the present invention is to increase the torque capacity, strength, and durability in a high operating angle region while ensuring durability in a low operating angle region and a medium operating angle region for an eight-ball zepper joint.
  • Another object of the present invention is to reduce the manufacturing cost of an eight-ball zepper joint.
  • the present invention provides an outer joint member in which eight guide grooves extending in an arc shape in the axial direction are formed on a spherical inner surface, and an axial direction on a spherical outer surface.
  • the inner joint member formed with eight guide grooves extending in a circular arc shape, the guide groove of the outer joint member and the corresponding guide groove of the inner joint member formed in cooperation with each other, eight torque transmissions
  • a constant velocity universal joint comprising a ball track, eight torque transmission balls respectively disposed on the torque transmission ball track, and a cage having a pocket for holding the torque transmission ball!
  • the straight line including the axis of the outer joint member and the axis of the inner member is the joint center axis
  • the plane that includes the center of the torque transmission ball and is perpendicular to the joint center axis is the joint center plane.
  • the center of the guide groove of the outer joint member and the inner joint member The center of the guide groove is offset from the joint center plane to both sides in the axial direction, and is offset to a position spaced away from the guide groove in the radial direction with respect to the guide center axial force.
  • the distance between the center of the guide groove of the outer joint member or the center of the guide groove of the inner joint member and the center of the torque transmission ball is Rt
  • the tapered end surface of the outer joint member that defines the joint opening side edge of the guide groove of the outer joint member is preferably a surface that has been quenched.
  • the fixed type constant velocity universal joint of the present invention is suitable for a power transmission device of an automobile, particularly a coupling joint for a drive shaft or a propeller shaft, especially a coupling joint for a drive shaft.
  • the eight-ball Zepper joint has a torque capacity, strength and durability in a high operating angle region while ensuring durability in a low operating angle region and a medium operating angle region.
  • the fixed type constant velocity universal joint of this embodiment is, for example, arranged on the fixed side (wheel side) of a drive shaft of an automobile.
  • the outer joint member 1 is formed with eight guide grooves lb extending in an arc shape in the axial direction, and eight guide grooves 2b extending in the arc shape in the axial direction are formed in the spherical outer diameter surface 2a in the axial direction.
  • the inner joint member 2 having a tooth shape (selection or spline) 2c for connecting the shaft portion to the inner diameter surface, the guide groove lb of the outer joint member 1 and the guide groove 2b of the inner joint member 2 cooperate with each other.
  • the eight torque transmission balls 3 respectively arranged on the eight ball tracks formed in this manner, and the cage 4 having eight pockets 4c for accommodating the torque transmission balls 3 respectively.
  • FIGS. 1 and 2 show a state where the operating angle ⁇ of the joint is 0 °.
  • the axis of the outer joint member 1 and the axis of the inner joint member 2 coincide on the straight line X.
  • the plane P including the center 03 of all the torque transmission balls 3 is orthogonal to the straight line X.
  • straight line X in the joint The center axis X and plane P are called joint center plane P, and the intersection oo between joint center plane P and joint center axis X is called joint center 00.
  • the center Ol of the guide groove lb of the outer joint member 1 is separated from the joint center plane P by the axial distance F from the joint opening side (right side in FIG. 1), and the joint center axis X Therefore, it is offset from the guide groove lb by a radial distance Fr on the opposite side in the radial direction.
  • the center 02 of the guide groove 2b of the inner joint member 2 is separated from the joint center plane by the axial distance F from the joint back side (left side in the figure), and from the joint center axis X to the guide groove 2b.
  • it is offset at a position separated by a radial distance Fr on the opposite side in the radial direction.
  • the ball track formed by the cooperation of the guide groove lb of the outer joint member 1 and the guide groove 2b of the inner joint member 2 has a shape gradually opening in a wedge shape toward the joint opening side.
  • the axial distance (F) between the guide grooves lb and 2b centers 01 and 02 and the joint center plane P is the axial offset amount F
  • the direction distance (Fr) is called the radial offset amount Fr.
  • the guide groove lb of the outer joint member 1 and the guide groove 2b of the inner joint member 2 have the same axial offset amount F and the same radial offset amount Fr.
  • the center of the spherical outer diameter surface 4a of the cage 4 and the center of the inner diameter surface la of the outer joint member 1 serving as the guide surface of the outer diameter surface 4a of the cage 4 are both joint centers. 00 is on.
  • the center of the spherical inner surface 4b of the cage 4 and the center of the outer surface 2a of the inner joint member 2 that serves as a guide surface for the inner surface 4b of the cage 4 are both joint centers 00 It's above.
  • the center of the spherical outer surface 4a of the retainer 4 and the center of the spherical inner surface 4b of the retainer 4 are located at the opposite distance from the joint center 00 by the same distance in the axial direction. Also good.
  • FIG. 3 is a view of the inner joint member 2 as seen from the joint opening side.
  • the guide groove 2b of the inner joint member 2 is shaped to make an angular contact with the torque transmission ball 3 at a contact angle ⁇ .
  • a shape of the guide groove 2b a shape such as a Gothic arch, an ellipse, or a parabola can be employed.
  • the position of the contact angle ⁇ in the figure is represented by points Cl and C2, and the shortest distance between the points CI 'C2 in the adjacent guide groove 2b is represented by Lt.
  • Lt is referred to as a guide groove distance Lt.
  • FIG. 4 shows the relationship between the radial offset ratio R3 of the center 02 of the guide groove 2b and the guide groove distance Lt.
  • the wall thickness between the joint opening side portions of the adjacent guide grooves 2b becomes relatively thick, and the rigidity of that portion increases, so that the joint takes a high operating angle, and the torque transmission ball 3 becomes the guide groove 2b.
  • the breakage strength of the joint opening side wall portion of the guide groove 2b is improved, and the torsional strength of the joint in a high operating angle region is improved.
  • a groove corresponding to the joint back side portion of the guide groove lb is provided as compared with the case where no radial offset Fr is provided.
  • the depth becomes relatively large. For this reason, when the rigidity of the side wall of the joint in the guide groove lb increases, the joint takes a high operating angle, and when the torque transmission ball 3 transmits torque at a position close to the back of the joint in the guide groove lb. Therefore, the deformation of the edge portion of the side wall of the joint in the guide groove lb is suppressed, and the torsional strength of the joint in the high operating angle region is improved.
  • torque capacity in the high operating angle region is increased, and the edge load at the joint back side wall portion of the guide groove lb is reduced. As a result, the durability of the joint in the high operating angle region is improved.
  • torque capacity refers to the end of the contact ellipse of the contact portion between the torque transmission ball and the guide groove when the torque is transmitted while taking a certain operating angle ⁇ .
  • the load capacity of the outer joint member 1 increases due to the above-described effect. Therefore, the diameter of the inner diameter surface la of the outer joint member 1 serving as the guide surface of the cage 4 is increased, and the meat of the cage 4 is increased.
  • the strength of the cage 4 can be increased by increasing the thickness. Also, maintain the thickness of cage 4
  • the load capacity of the inner joint member 2 can be increased by increasing the diameter of the outer diameter surface 2a of the inner joint member 2 and increasing the depth of the guide groove 2b. As a result, the strength, load capacity and durability of the joint can be further enhanced.
  • the force S can be used to make the fixed constant velocity universal joint lighter and more compact while ensuring equivalent strength, load capacity and durability.
  • the torque transmitting ball moves on the ball track as the rotational phase angle changes during one rotation of the joint. It reciprocates between a position close to the opening side and a position close to the joint back side.
  • the load (track load) at the contact portion between the torque transmission ball and the guide groove is the rotational phase angle at which the torque transmission ball is closest to the joint opening side during one rotation of the joint, and the joint back side.
  • the peak value is shown in the vicinity of the rotational phase angle at the position closest to.
  • the peak value of the track load tends to decrease as the axial offset amount F increases, and it can be said that a larger axial offset amount F is advantageous in terms of track load.
  • the torque capacity is reduced by reducing the depth of the guide groove in the high operating angle range.
  • the axial force acting on the torque transmission ball from the ball track increases, and the radial movement amount and circumferential direction of the torque transmission ball in the cage pocket further increase. Increases the amount of movement. Therefore, the contact portion between the inner diameter surface of the outer joint member and the outer diameter surface of the cage, the contact portion between the outer diameter surface of the inner joint member and the inner diameter surface of the cage, and torque transmission with the pocket wall surface of the cage. The contact force at the contact area with the ball increases, and the friction loss at these contact areas increases.
  • the 8-ball Zeppa joint is a ball track It has been confirmed by theoretical analysis that the peak value of the track load is lower than that of a six-ball Zepper joint with the same wedge angle. High operation by reducing the axial offset F This is advantageous in terms of improving torque capacity in the angular region, increasing the efficiency of the joint and reducing the size of the joint by reducing the friction loss of the contact portion. Based on these matters, the axial offset ratio R1 is set within the above range based on the theoretical analysis results described below.
  • Figs. 5 and 6 show the relationship between the axial offset ratio R1 and the track load when the joint (eight-ball zepper joint) transmits torque while taking an operating angle of 10 °.
  • the relationship between the offset ratio R1 and the torque capacity is shown.
  • the track load in FIG. 5 is the peak value of the track load described above.
  • the torque capacity in FIG. 6 is the limit torque that overlaps with the edge force of the contact ellipse of the contact ellipse of the contact portion between the torque transmission ball 3 and the guide grooves lb and 2b. .
  • the degree of decrease in the track load is in the range of force R1 ⁇ 0.087, which tends to decrease as the axial offset ratio R1 increases.
  • the torque capacity tends to increase as the axial offset ratio R1 increases, but the degree of increase gradually decreases as R1 approaches 0.1, and near 0.1. The increase tends to stop.
  • FIG. 7 shows the relationship between the axial offset ratio R1 and the torque capacity when the joint (8-ball Zepper joint) transmits torque while taking an operating angle of 45 °.
  • the torque capacity tends to decrease as the axial offset ratio R1 increases. Therefore, in the high operating angle range of 45 °, it is advantageous that the axial offset R1 is smaller.
  • the axial offset R1 is 0.087 or more in which the degree of decrease in the track load decreases in the low operating angle region of the operating angle of 10 °, and the torque capacity tends to stop increasing. 1 or less is preferable.
  • R1 it is possible to secure a torque capacity in a high operating angle region with an operating angle of 45 °.
  • the angle / 3 (see Fig. 1) formed by the straight line L1 including the center Ol of the guide groove lb of the outer joint member 1 and the joint center 00 with the joint center plane P is 15 ° ⁇ / 3 to 24 ° range Is set in. This is due to the following reasons.
  • the depth of the guide groove lb of the outer joint member 1 becomes the smallest when the center 03 of the torque transmission ball 3 is located on the straight line L1. Therefore, from the viewpoint of improving the durability of the joint, it is preferable to set the position of the straight line L1 at which the depth of the in-situ groove lb is the smallest in an operating angle region that is less frequently used when mounted on a vehicle.
  • the joint of this embodiment has a maximum operating angle ⁇ force of 7
  • FIG. 8 shows the condition when the joint takes the maximum operating angle ⁇ ).
  • the angle / 3 of the straight line L1 is about 1/2 of the operating angle ⁇ . Therefore, the angle / 3 of the straight line L1 is 15 ° ⁇ 13 ° 24. It is preferable to set within the range.
  • the position of the straight line L1 avoids the position of the upper limit angle of the working operating angle.
  • the axial offset amount F is the same, the smaller the angle / 3, the larger the radial offset amount Fr and the larger the radial offset ratio R3.
  • the radial offset ratio R3 increases, the guide groove distance Lt of the inner joint member 2 increases, and the rigidity of the joint opening side wall of the guide groove 2b increases. Considering these circumstances, it is more preferable to set the angle 0 within the range of 15 ° ⁇ ⁇ ⁇ 22 ° according to the operating angle range of 30 ° to 43 °, which is less frequently used.
  • FIG. 8 and FIG. 9 show the state when the joint of this embodiment takes the maximum operating angle ⁇ .
  • FIG. 9 shows a state when the torque transmission ball 3 reaches the position closest to the joint opening side on the guide groove lb of the outer joint member 1.
  • the two-dot chain line in the figure indicates the position of the bottom of the guide groove lb and the position of the torque transmission ball 3 when the radial offset Fr is not provided at the center Ol of the guide groove lb of the outer joint member 1. .
  • the groove bottom of the guide groove lb is closer to the outer diameter side at the joint opening side than when no radial offset Fr is provided. Will be located.
  • the contact point C3 between the torque transmission ball 3 and the guide groove lb does not have the radial offset Fr.
  • the distance from the tapered end surface lc of the outer joint member 1 which moves to the joint back side from the contact point C4 and defines the joint opening side edge of the internal groove lb is increased.
  • the tapered end surface lc of the outer joint member 1 is a surface that interferes with the shaft portion 5 connected to the inner joint member 2 when the joint takes a high angle (see FIG. 8). In order to ensure the working angle ⁇ , it is usually turned after the outer joint member 1 has been quenched.
  • Cutting is performed to correct deformation during quenching.
  • the distance between the contact point C3 of the torque transmission ball 3 and the tapered end surface lc is increased, so the shape of the tapered end surface lc considering the deformation during the quenching process (quenching process).
  • the previous shape ensures the maximum working angle ⁇ of the joint, and after quenching.
  • PCD is set to 2.5 ⁇ r2 ⁇ 3.5, preferably ⁇ , 2.5 ⁇ r2 ⁇ 3.2.
  • the outer diameter D is larger than the joint center plane P.
  • the center Ol of the guide groove lb of the outer joint member 1 is separated by the axial distance F from the joint center plane P force and the joint opening side, and the guide groove 2b of the inner joint member 2 is separated.
  • Force S that separates the center 02 of the joint from the joint center plane P toward the joint back side by an axial distance F, and conversely, the center of the guide groove lb of the outer joint member 1 Ol from the joint center plane P to the joint Axis on the back side
  • the center distance 02 of the guide groove 2b of the inner joint member 2 may be separated by the axial distance F from the joint center plane P to the joint opening side.
  • the ball track formed by the cooperation of the guide groove lb of the outer joint member 1 and the guide groove 2b of the inner joint member 2 has a shape gradually opening in a wedge shape toward the joint back side.
  • a ball track gradually opening in a wedge shape toward the joint opening side and a ball track gradually opening in a wedge shape toward the joint back side are alternately arranged in the rotation direction. Also good.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an essential part of a fixed type constant velocity universal joint according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a fixed type constant velocity universal joint according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a view of the inner joint member as seen from the joint opening side.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the radial offset ratio R3 and the guide groove distance Lt of the inner joint member.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the axial offset ratio R1 and the track load when the operating angle is 10 °.
  • FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the axial offset ratio R1 and the torque capacity when the operating angle is 10 °.
  • FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the axial offset ratio R1 and the torque capacity when the operating angle is 45 °.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a main part showing a state when the joint takes a maximum operating angle ⁇ .

Landscapes

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  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
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Abstract

【課題】８個ボールのゼッパジョイントについて、低作動角域及び中作動角域での耐久性を確保しつつ、高作動角域でのトルク容量、強度及び耐久性を高める。 【解決手段】固定型等速自在継手は、球面状の内径面１ａに軸方向に円弧状に延びる８本の案内溝１ｂを形成した外側継手部材１と、球面状の外径面２ａに軸方向に円弧状に延びる８本の案内溝２ｂを軸方向に形成した内側継手部材２と、外側継手部材１の案内溝１ｂと内側継手部材２の案内溝２ｂとが協働して形成される８本のボールトラックにそれぞれ配された８個のトルク伝達ボール３と、トルク伝達ボール３をそれぞれ収容する８個のポケット４ｃを備えた保持器４とで構成される。外側継手部材１の案内溝１ｂの中心Ｏ１は、継手中心面Ｐから継手開口側に軸方向距離Ｆだけ離間し、かつ、継手中心軸線Ｘから該案内溝１ｂに対して半径方向反対側に半径方向距離Ｆｒだけ離間した位置にオフセットされている。また、内側継手部材２の案内溝２ｂの中心Ｏ２は、継手中心面Ｐから継手奥部側に軸方向距離Ｆだけ離間し、かつ、継手中心軸線Ｘから該案内溝２ｂに対して半径方向反対側に半径方向距離Ｆｒだけ離間した位置にオフセットされている。　

Description

明 細 書
等速自在継手
技術分野
[0001] 本発明は、 8個のトルク伝達ボールを備えた固定型等速自在継手に関する。
背景技術
[0002] 楔状のボールトラックに配したトルク伝達ボールでトルクを伝達すると共に、外側継 手部材の球面状内径面と内側継手部材の球面状外径面に案内される保持器でトノレ ク伝達ボールを保持し案内する構造の固定型等速自在継手は、ゼッパジョイントとも 呼ばれ（バーフィールドジョイント、ボールフィックスドジョイントと呼ばれることもある。 ) 、 自動車のドライブシャフトやプロペラシャフト等の連結用継手として、とりわけドライブ シャフトの固定側（車輪側）に配置する継手として広く用いられている。
[0003] ゼッパジョイントにお!/、て、楔状のボールトラックは、外側継手部材の案内溝と内側 継手部材の案内溝をそれぞれ継手中心からオフセットすることで形成される力 ドラ イブシャフト用継手のように高作動角が要求される用途では（ドライブシャフト用途で は最大作動角 45° 以上の高角度が要求される。）、通常、外側継手部材の案内溝を 継手中心から継手中心軸線に沿って継手開口側に所定距離だけオフセットさせ、内 側継手部材の案内溝を継手中心から継手中心軸線に沿って継手奥部側に所定距 離だけオフセットさせている。ここで、継手中心軸線は、継手の作動角が 0° の状態 で、外側継手部材の軸線と内側部材の軸線とを含む直線、継手中心面は、トルク伝 達ボールの中心を含み、継手中心軸線と直交する平面、継手中心は、継手中心面と 継手中心軸線との交点である。
[0004] 上記のゼッパジョイントは、 6個のトルク伝達ボールを備えた構造のものが技術標準 として長年にわたって使用され、性能 ·信頼性等の面で多くのユーザの支持を得てき た力 本出願人は、この技術標準としての 6個ボールのゼッパジョイントと同等以上の 強度、負荷容量および耐久性を確保しつつ、高効率で抜本的な軽量 'コンパクト化を 図った 8個ボールのゼッパジョイントを開発し、既に提案した（例えば下記の特許文献 D o [0005] また、下記の特許文献 2、 3には、 6個ボールのゼッパジョイントについて、案内溝の 中心を継手中心軸線から該案内溝に対して半径方向反対側に離間した位置にオフ セットさせることが開示されている。
[0006] すなわち、特許文献 2では、外方継手部材 10の第 1案内溝 20を、継手中心 aを中 心とする開口側第 1案内溝 21と、継手中心 aから半径方向反対側にオフセットされた 点 bを中心とする奥側第 1案内溝 22とで形成すると共に、内方継手部材 11の第 2案 内溝 23を、継手中心 aから継手中心軸線 L1に沿って奥側にオフセットされた点 cを 中心とする奥側第 2案内溝 24と、点 cからさらに半径方向反対にオフセットされた点 d を中心とする開口側第 2案内溝 25とで形成している。このような構成とすることにより、 外方継手部材 10の奥側第 1案内溝 22の溝深さが大きくなり、また、内方継手部材 1 1の開口側第 2案内溝 25の部分で内方継手部材 11の肉厚が大きくなるので、継手 が高作動角を取ったとき、ボール 13が外方継手部材 10の奥側第 1案内溝 22に乗り 上げて該溝のエッジ部分が欠けてしまうことがなくなり、また、ボール 13からの負荷に よって内方継手部材 11が損傷してしまうことがなくなる。
[0007] 特許文献 3では、ベル (外側継手部材） 2の案内溝 9の中心 Bとナット（内側継手部 材） 3の案内溝 12の中心 Cを、それぞれ、直径方向面 (継手中心面） Pから軸方向両 側に距離 d 1だけ離間し、かつ、継手中心軸線 XYから半径方向反対側に距離 d2だ け離間した位置にオフセットさせている。このような構成とすることにより、継手が最大 作動角を取り、ボール 4がベル 2の案内溝 9の入口縁部 18に極めて接近した状態に おける、ボール 4と案内溝 9との接触力が小さくなり、案内溝 9の入口縁部 18の損傷 が防止される。
特許文献 1 :特開平 9-317783号公報
特許文献 2：特開平 4 228925号公報
特許文献 3：特表 2002— 541395号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0008] ゼッパジョイントにおいて、案内溝の中心の軸方向オフセット量 (案内溝の中心と継 手中心面との軸方向距離)を小さくし、あるいは、半径方向オフセット量 (案内溝の中 心と継手中心軸線との半径方向距離)を設けると、継手 1回転中のトラック荷重（トル ク伝達ボールと案内溝との接触部に作用する荷重）のピーク値が上昇する傾向がみ られる。引用文献 2、 3では、 6個ボールのゼッパジョイントについて、案内溝の中心に 半径方向オフセットを設けているが、これは最大作動角又はその近傍の高作動角域 での案内溝側壁部分の損傷防止に配慮したものであり、低作動角域及び中作動角 域での耐久性確保の課題は全く考慮されて!/、なレ、。
[0009] 本発明の課題は、 8個ボールのゼッパジョイントについて、低作動角域及び中作動 角域での耐久性を確保しつつ、高作動角域でのトルク容量、強度及び耐久性を高め
、また、さらなる軽量'コンパクト化を図ることである。
[0010] 本発明の他の課題は、 8個ボールのゼッパジョイントの製造コストを低減することで ある。
課題を解決するための手段
[0011] 上記課題を解決するため、本発明は、球面状の内径面に軸方向に円弧状に延び る 8本の案内溝を形成した外側継手部材と、球面状の外径面に軸方向に円弧状に 延びる 8本の案内溝を形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝とこれに対 応する内側継手部材の案内溝とが協働して形成される 8本のトルク伝達ボールトラッ クと、トルク伝達ボールトラックにそれぞれ配された 8個のトルク伝達ボールと、トルク 伝達ボールを保持するポケットを有する保持器とを備えた等速自在継手にお!/、て、 該継手の作動角が 0° の状態で、外側継手部材の軸線と内側部材の軸線とを含む 直線を継手中心軸線、トルク伝達ボールの中心を含み、継手中心軸線と直交する平 面を継手中心面としたとき、外側継手部材の案内溝の中心と内側継手部材の案内溝 の中心とが、それぞれ、継手中心面から軸方向両側に離間し、かつ、継手中心軸線 力、らこれら案内溝に対して半径方向反対側に離間した位置にオフセットされている構 成を提供する。
[0012] 上記構成において、外側継手部材の案内溝の中心又は内側継手部材の案内溝の 中心とトルク伝達ボールの中心との間の距離を Rt、外側継手部材の案内溝の中心 又は内側継手部材の案内溝の中心と継手中心面との間の軸方向距離を Fとしたとき 、 Fと Rtとの比 R1 ( = F/Rt)が 0· 087≤R1≤0. 1であることが好ましい。 [0013] また、継手中心面と継手中心軸線との交点を継手中心、外側継手部材の案内溝の 中心と継手中心とを含む直線が継手中心面となす角度を /3 (° )としたとき、 15° ≤ β < 24° であることが好ましぐ 15° ≤ β < 22° であることがより好ましい。
[0014] また、外側継手部材の案内溝の継手開口側端縁を画する外側継手部材のテーパ 状端面は焼入れ処理されたままの面であることが好ましい。
[0015] 本発明の固定型等速自在継手は、 自動車の動力伝達装置、特にドライブシャフト やプロペラシャフトの連結用継手、とりわけドライブシャフトの連結用継手に好適であ
発明の効果
[0016] 本発明によれば、 8個ボールのゼッパジョイントについて、低作動角域及び中作動 角域での耐久性を確保しつつ、高作動角域でのトルク容量、強度及び耐久性を高め ること力 Sできる。また、 8個ボールのゼッパジョイントについて、さらなる軽量'コンパクト ィ匕を図ること力 Sでさる。
[0017] また、本発明によれば、外側継手部材のテ一パ状端面の焼入れ処理後の旋削加 ェを廃止して、 8個ボールのゼッパジョイントの製造コストを低減することができる。 発明を実施するための最良の形態
[0018] 以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
[0019] この実施形態の固定型等速自在継手は、例えば自動車のドライブシャフトの固定 側（車輪側）に配置されるもので、図 1及び図 2に示すように、球面状の内径面 laに 軸方向に円弧状に延びる 8本の案内溝 lbを形成した外側継手部材 1と、球面状の外 径面 2aに軸方向に円弧状に延びる 8本の案内溝 2bを軸方向に形成し、内径面に軸 部を連結するための歯型（セレーシヨン又はスプライン） 2cを形成した内側継手部材 2と、外側継手部材 1の案内溝 lbと内側継手部材 2の案内溝 2bとが協働して形成さ れる 8本のボールトラックにそれぞれ配された 8個のトルク伝達ボール 3と、トルク伝達 ボール 3をそれぞれ収容する 8個のポケット 4cを備えた保持器 4とで構成される。
[0020] 図 1及び図 2は、継手の作動角 Θが 0° の状態を示しており、この状態では、外側 継手部材 1の軸線と内側継手部材 2の軸線とが直線 X上で一致し、また、全てのトノレ ク伝達ボール 3の中心 03を含む平面 Pは直線 Xと直交する。以下、直線 Xを継手中 心軸線 X、平面 Pを継手中心面 P、継手中心面 Pと継手中心軸線 Xとの交点 ooを継 手中心 00という。
[0021] この実施形態において、外側継手部材 1の案内溝 lbの中心 Olは、継手中心面 P から継手開口側（図 1で右側）に軸方向距離 Fだけ離間し、かつ、継手中心軸線 Xか ら該案内溝 lbに対して半径方向反対側に半径方向距離 Frだけ離間した位置にオフ セットされている。また、内側継手部材 2の案内溝 2bの中心 02は、継手中心面 から 継手奥部側（同図で左側）に軸方向距離 Fだけ離間し、かつ、継手中心軸線 Xから該 案内溝 2bに対して半径方向反対側に半径方向距離 Frだけ離間した位置にオフセッ トされている。そのため、外側継手部材 1の案内溝 lbと内側継手部材 2の案内溝 2b とが協働して形成されるボールトラックは、継手開口側に向かって楔状に漸次開いた 形状となる。以下、案内溝 lb、 2bの中心 01、 02と継手中心面 Pとの軸方向距離 (F )を軸方向オフセット量 F、案内溝 lb、 2bの中心 01、 02と継手中心軸 Xとの半径方 向距離 (Fr)を半径方向オフセット量 Frという。尚、この実施形態において、外側継手 部材 1の案内溝 lbと内側継手部材 2の案内溝 2bとは、軸方向オフセット量 Fが相等 しぐまた、半径方向オフセット量 Frが相等しい。
[0022] 保持器 4の球面状の外径面 4aの中心、および、保持器 4の外径面 4aの案内面とな る外側継手部材 1の内径面 laの中心は、いずれも、継手中心 00上にある。また、保 持器 4の球面状の内径面 4bの中心、および、保持器 4の内径面 4bの案内面となる内 側継手部材 2の外径面 2aの中心は、いずれも、継手中心 00上にある。尚、保持器 4 の球面状の外径面 4aの中心と、保持器 4の球面状の内径面 4bの中心は、継手中心 00から軸方向に等距離だけ反対側に離れた位置にあっても良い。
[0023] 外側継手部材 1と内側継手部材 2とが角度 Θだけ角度変位すると、保持器 4に案内 されたトルク伝達ボール 3は常にどの作動角 Θにおいても、角度 Θの 2等分面（ Θ / 2)内に維持され、継手の等速性が確保される。
[0024] 図 3は、内側継手部材 2を継手開口側からみた図である。この実施形態において、 内側継手部材 2の案内溝 2bは、トルク伝達ボール 3と接触角 αでアンギユラコンタクト する形状になっている。このような案内溝 2bの形状としては、ゴシックアーチ、楕円、 放物線等の形状を採用することができる。同図では、案内溝 2bの継手開口側端縁に おける接触角《の位置を点 Cl、 C2、隣り合う案内溝 2bの点 CI ' C2間の最短距離 を Ltで表している。以下、 Ltを案内溝間距離 Ltという。
[0025] 図 4は、案内溝 2bの中心 02の半径方向オフセット比 R3と案内溝間距離 Ltとの関 係を示している。ここで、半径方向オフセット比 R3は、半径方向オフセット量 Frと、案 内溝 2bの中心 02とトルク伝達ボール 3の中心 03との距離 Rt (図 1参照）の比である (R3 = Fr/Rt)。図 4に示すように、案内溝間距離 Ltは半径方向オフセット比 R3に 比例して増大する傾向を示し、半径方向オフセット Frを設けることにより、半径方向ォ フセット Frを設けない場合 (Fr=0)に比べて、案内溝間距離 Ltが相対的に大きくな る。その結果、隣り合う案内溝 2bの継手開口側部分間の壁厚が相対的に厚くなり、 その部分の剛性が増大することにより、継手が高作動角を取り、トルク伝達ボール 3が 案内溝 2bの継手開口側に寄った位置でトルクを伝達するときの、案内溝 2bの継手 開口側壁部の破損強度が向上し、高作動角域での継手の捩り強度が向上する。
[0026] また、外側継手部材 1の案内溝 lbの中心 Olに半径方向オフセット Frを設けること により、半径方向オフセット Frを設けない場合に比べて、案内溝 lbの継手奥部側部 分の溝深さが相対的に大きくなる。そのため、案内溝 lbの継手奥部側壁部の剛性が 増大することにより、継手が高作動角を取り、トルク伝達ボール 3が案内溝 lbの継手 奥部側に寄った位置でトルクを伝達するときの、案内溝 lbの継手奥部側壁部のエツ ジ部分の変形が抑制され、高作動角域での継手の捩り強度が向上する。また、高作 動角域でのトルク容量が増大し、案内溝 lbの継手奥部側壁部でのエッジロードが減 少する結果、高作動角域での継手の耐久性が向上する。ここで、本明細書でいう「ト ルク容量」とは、継手がある作動角 Θを取りつつトルクを伝達する際に、トルク伝達ボ ールと案内溝との接触部の接触楕円の端部力、案内溝のエッジ線 (案内溝 lbの場 合は、案内溝 lbと内径面 laとの境界線であり、案内溝 2bの場合は、案内溝 2bと外 径面 2aとの境界線である。案内溝のエッジ部にチャンファが設けられている場合は、 案内溝とチャンファとの境界線をエッジ線とする。 )と重なる限界トルクである。
[0027] また、上記の効果により、外側継手部材 1の負荷容量が増大するため、保持器 4の 案内面となる外側継手部材 1の内径面 laの径を大きくして、保持器 4の肉厚を増加さ せることにより、保持器 4の強度を高めることができる。また、保持器 4の肉厚の維持し たまま、内側継手部材 2の外径面 2aの径を大きくして、案内溝 2bの深さを大きくする ことにより、内側継手部材 2の負荷容量を増大させることができる。これらにより、継手 の強度、負荷容量及び耐久性をより一層高めることができる。また、同等の強度、負 荷容量及び耐久性を確保しつつ、より一層軽量 ·コンパクトな固定型等速自在継手と すること力 Sでさる。
[0028] また、この実施形態では、外側継手部材 1の案内溝 1の中心 Olとトルク伝達ボール
3の中心 03との間の距離 Rtに対する、案内溝 1の中心 Olの軸方向オフセット量 Fの 比 R1 ( = F/Rt)、および、内側継手部材 2の案内溝 2bの中心 02とトルク伝達ボー ル 3の中心 03との間の距離 Rtに対する、案内溝 2bの中心 02の軸方向オフセット量 Fの比 R1 ( = F/Rt)を、それぞれ、 0· 087≤R1≤0. 1の範囲内に設定している。 これは下記の理由による。
[0029] 一般に、継手 (ゼツバジョイント）がある作動角 Θを取りつつトルクを伝達する際、ト ルク伝達ボールは、継手 1回転中の回転位相角の変化に伴い、ボールトラック上で、 継手開口側に寄った位置と継手奥部側に寄った位置との間を往復移動する。そして 、トルク伝達ボールと案内溝との接触部の荷重（トラック荷重）は、継手 1回転中に、ト ルク伝達ボールが継手開口側に最も寄った位置になる回転位相角と、継手奥部側 に最も寄った位置になる回転位相角の付近でピーク値を示す。このトラック荷重のピ ーク値は、軸方向オフセット量 Fが大きいほど小さくなる傾向があり、トラック荷重の点 では、軸方向オフセット量 Fは大きい方が有利であるといえる。し力、し、軸方向オフセ ット量 Fが大きすぎると、高作動角域で案内溝の深さが小さくなることにより、トルク容 量が小さくなる。また、ボールトラックの楔角が大きくなることにより、ボールトラックから トルク伝達ボールに作用する軸方向力が大きくなり、さらに、保持器のポケット内にお けるトルク伝達ボールの半径方向移動量および周方向移動量が大きくなる。そのた め、外側継手部材の内径面と保持器の外径面との接触部、内側継手部材の外径面 と保持器の内径面との接触部、及び、保持器のポケット壁面とトルク伝達ボールとの 接触部における接触力が大きくなり、これら接触部の摩擦損失が多くなる。一方、軸 方向オフセット量 Fが小さすぎると、トラック荷重のピーク値の上昇によって、継手の耐 久性低下を招く結果となる。この点、 8個ボールのゼッパジョイントは、ボールトラック の楔角が同じである 6個ボールのゼッパジョイントに比べて、トラック荷重のピーク値 が低くなることが理論解析等により確認されており、軸方向オフセット量 Fを小さくする ことによる、高作動角域でのトルク容量の向上、上記接触部の摩擦損失低減による継 手の高効率化並びにコンパクト化の点で有利である。軸方向オフセット比 R1は、これ らの事項を基礎として、次に説明する理論解析結果を踏まえて上記の範囲内に設定 したものである。
[0030] 図 5、図 6は、それぞれ、継手（8個ボールのゼッパジョイント）が作動角 10° を取り つつトルクを伝達するときの、軸方向オフセット比 R1とトラック荷重との関係、軸方向 オフセット比 R1とトルク容量との関係を示している。ここで、図 5におけるトラック荷重 は、上述したトラック荷重のピーク値である。また、図 6におけるトルク容量は、上述し たように、トルク伝達ボール 3と案内溝 lb、 2bとの接触部の接触楕円の端部力 案内 溝 lb、 2bのエッジ線と重なる限界トルクである。
[0031] 図 5に示すように、トラック荷重は軸方向オフセット比 R1が大きくなるに従って減少 する傾向を示す力 R1≥0. 087の範囲では減少度合いが鈍化している。一方、図 6 に示すように、トルク容量は軸方向オフセット比 R1が大きくなるに従って増加する傾 向を示すが、 R1が 0. 1に近づくにつれて増加度合いが徐々に鈍化し、 0. 1付近で 増加は止まる傾向にある。
[0032] 図 7は、継手（8個ボールのゼッパジョイント）が作動角 45° を取りつつトルクを伝達 するときの、軸方向オフセット比 R1とトルク容量との関係を示している。図 7に示すよう に、トルク容量は軸方向オフセット比 R1が大きくなるに従って減少する傾向を示す。 従って、作動角 45° の高作動角域においては、軸方向オフセット R1は小さい方が 有利であるということになる。
[0033] 以上により、軸方向オフセット R1は、作動角 10° の低作動角域において、トラック 荷重の減少度合いが鈍化する 0. 087以上で、かつ、トルク容量の増加が止まる傾向 にある 0. 1以下とするのが好ましい。また、 R1を 0. 1以下とすることで、作動角 45° の高作動角域におけるトルク容量も確保できる。
[0034] また、この実施形態では、外側継手部材 1の案内溝 lbの中心 Olと継手中心 00と を含む直線 L1が継手中心面 Pとなす角度 /3 (図 1参照）を 15° ≤/3く 24° の範囲 内に設定している。これは下記の理由による。
[0035] すなわち、外側継手部材 1の案内溝 lbの深さは、トルク伝達ボール 3の中心 03が 直線 L1上に位置するとき、最も小さくなる。従って、継手の耐久性向上の点から、案 内溝 lbの深さが最も小さくなる直線 L1の位置は、車両搭載時に使用頻度の少ない 作動角域に設定するのが好ましい。この実施形態の継手は最大作動角 Θ 力 7
MAX
° であり（図 8は、継手が最大作動角 Θ を取ったときの状態を示している。 )、車両
MAX
搭載時において 30° 〜47° の高作動角域での使用頻度は比較的少ない。また、 直線 L1の角度 /3は作動角 Θの約 1/2である。従って、直線 L1の角度 /3は 15° ≤ 13ぐ 24。 の範囲内に設定するのが好ましい。
[0036] 実際には、車両搭載時における継手の使用作動角の上限角は、継手自身の最大 作動角 Θ =47° よりも 2° 〜4° 余裕をとつて 43° 〜45° にする場合が多い。
MAX
また、車両の駐車時や Uターン時など、車輪の最小回転半径を必要とする場合も比 較的多ぐ継手が使用作動角の上限角を取る場合も比較的多い。従って、直線 L1の 位置は、この使用作動角の上限角の位置を避けるのが好ましい。さらに、軸方向オフ セット量 Fを同じにした場合、角度 /3が小さいほど半径方向オフセット量 Frは大きくな り、半径方向オフセット比 R3も大きくなる。そして、図 4に示すように、半径方向オフセ ット比 R3が大きくなると、内側継手部材 2の案内溝間距離 Ltが大きくなり、案内溝 2b の継手開口側壁部の剛性が増大する。これらの事況を考慮して、角度 0は、使用頻 度の少ない作動角域 30° 〜43° に応じて、 15° ≤ β < 22° の範囲内に設定する のがより好ましい。
[0037] 図 8及び図 9は、この実施形態の継手が最大作動角 Θ を取ったときの状態を示
MAX
している。継手が最大作動角 を取りつつトルクを伝達する際、トルク伝達ボール 3
MAX
は、継手 1回転中の回転位相角の変化に伴い、外側継手部材 1の案内溝 lb上で、 継手開口側に最も寄った位置と継手奥部側に最も寄った位置との間を往復移動する ことになる。図 9は、外側継手部材 1の案内溝 lb上で、トルク伝達ボール 3が継手開 口側に最も寄った位置に達したときの状態を示している。同図における 2点鎖線は、 外側継手部材 1の案内溝 lbの中心 Olに半径方向オフセット Frを設けない場合の、 案内溝 lbの溝底の位置とトルク伝達ボール 3の位置とを示している。同図に示すよう に、外側継手部材 1の案内溝 lbの中心 Olに半径方向オフセット Frを設けると、半径 方向オフセット Frを設けない場合に比べて、案内溝 lbの溝底は継手開口側でより外 径側に位置することになる。これにより、トルク伝達ボール 3が案内溝 lbの継手開口 側に最も寄った位置に達したときの、トルク伝達ボール 3と案内溝 lbとの接触点 C3が 、半径方向オフセット Frを設けない場合の接触点 C4よりも継手奥部側に移動し、案 内溝 lbの継手開口側端縁を画する外側継手部材 1のテーパ状端面 lcからの離間 距離が大きくなる。ここで、外側継手部材 1のテーパ状端面 lcは、継手が高角度を取 つたときに、内側継手部材 2に連結される軸部 5と干渉する面であり（図 8参照）、継手 の最大作動角 Θ を確保するために、通常、外側継手部材 1の焼入れ処理後に旋
MAX
削加工を行って、焼入れ処理時の変形を修正するようにしている。この実施形態では 、上記のように、トルク伝達ボール 3の接触点 C3とテーパ状端面 lcとの離間距離が 大きくなるので、焼入れ処理時の変形を考慮したテーパ状端面 lcの形状 (焼入れ処 理前の形状）とすることで、継手の最大作動角 Θ を確保しつつ、焼入れ処理後の
MAX
テーパ状端面 lcの旋削加工を廃止することができ、これにより、製造コストの低減を 図ること力 Sでさる。
[0038] 上記構成に加えて、この実施形態では、トルク伝達ボール 3のピッチ円径 PCD
BALL
と直径 D との比 rl ( = PCD /Ό )を 3· 3≤rl≤5. 0、好ましくは、 3. 5く r
BALL BALL BALL
1≤5. 0の範囲内に設定している。ここで、ピッチ円径 PCD は、 PCD = 2 X (
BALL BALL
Rt-Fr)で算出される値である。また、外側継手部材 1の外径 D と内側継手部
OUTER
材 2のセレーシヨン（又はスプライン） 2cのピッチ円径 PCD との比 r2 ( = D /
SER OUTER
PCD )を 2. 5≤r2≤3. 5、好ましく ίま、 2. 5≤r2 <3. 2の範囲内に設定してある。
SER
ここで、図 1に示すように、外側継手部材 1の外周の継手中心面 Pの位置にブーツを 固定するための固定溝 Idが形成されている場合、外径 D は、継手中心面 Pより
OUTER
も継手奥部側で、かつ、固定溝 Idが存在しない位置での外径とする。
[0039] 尚、上記の実施形態では、外側継手部材 1の案内溝 lbの中心 Olを継手中心面 P 力、ら継手開口側に軸方向距離 Fだけ離間させ、内側継手部材 2の案内溝 2bの中心 02を継手中心面 Pから継手奥部側に軸方向距離 Fだけ離間させている力 S、これとは 逆に、外側継手部材 1の案内溝 lbの中心 Olを継手中心面 Pから継手奥部側に軸 方向距離 Fだけ離間させ、内側継手部材 2の案内溝 2bの中心 02を継手中心面 Pか ら継手開口側に軸方向距離 Fだけ離間させても良い。この場合、外側継手部材 1の 案内溝 lbと内側継手部材 2の案内溝 2bとが協働して形成されるボールトラックは、継 手奥部側に向かって楔状に漸次開いた形状となる。あるいは、継手開開口側に向か つて楔状に漸次開いた形状のボールトラックと、継手奥部側に向かって楔状に漸次 開いた形状のボールトラックとを、回転方向に交互に配置するようにしても良い。 図面の簡単な説明
[0040] [図 1]実施形態に係る固定型等速自在継手の要部縦断面図である。
[図 2]実施形態に係る固定型等速自在継手の横断面図である。
[図 3]内側継手部材を継手開口側から見た図である。
[図 4]半径方向オフセット比 R3と内側継手部材の案内溝間距離 Ltとの関係を示す図 である。
[図 5]作動角 10° のときの、軸方向オフセット比 R1とトラック荷重との関係を示す図で ある。
[図 6]作動角 10° のときの、軸方向オフセット比 R1とトルク容量との関係を示す図で ある。
[図 7]作動角 45° のときの、軸方向オフセット比 R1とトルク容量との関係を示す図で ある。
[図 8]継手が最大作動角 Θ を取ったときの状態を示す要部縦断面図である。
MAX
[図 9]継手が最大作動角 Θ を取ったときに、外側継手部材の案内溝上で、トルク
MAX
伝達ボールが継手開口側に最も寄った位置に達したときの状態を示している。 符号の説明
[0041] 1 外側継手部材
la 内径面
lb 案内溝
lc テーパ状端面
2 内側継手部材
2a 外径面 2b 案内溝
3 トルク伝達ボール
4 保持器
4c ポケッ卜
P 継手中心面
00 継手中心
Ol 外側継手部材の案内溝の中心
02 内側継手部材の案内溝の中心
X 継手中心軸
F 軸方向オフセット量
Fr 半径方向オフセット量
Rt 案内溝の中心とトルク伝達ボールの中心との距離
β 外側継手部材の案内溝の中心と継手中心とを含む直線が継手中心面となす角 度

Claims

請求の範囲
[1] 球面状の内径面に軸方向に円弧状に延びる 8本の案内溝を形成した外側継手部 材と、球面状の外径面に軸方向に円弧状に延びる 8本の案内溝を形成した内側継 手部材と、外側継手部材の案内溝とこれに対応する内側継手部材の案内溝とが協 働して形成される 8本のトルク伝達ボールトラックと、該トルク伝達ボールトラックにそ れぞれ配された 8個のトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを保持するポケットを有 する保持器とを備えた等速自在継手にお!/、て、
該継手の作動角が 0° の状態で、前記外側継手部材の軸線と前記内側部材の軸 線とを含む直線を継手中心軸線、前記トルク伝達ボールの中心を含み、前記継手中 心軸線と直交する平面を継手中心面としたとき、
前記外側継手部材の案内溝の中心と前記内側継手部材の案内溝の中心とが、そ れぞれ、前記継手中心面から軸方向両側に離間し、かつ、前記継手中心軸線からこ れら案内溝に対して半径方向反対側に離間した位置にオフセットされていることを特 徴とする等速自在継手。
[2] 前記外側継手部材の案内溝の中心又は前記内側継手部材の案内溝の中心と前 記トルク伝達ボールの中心との間の距離を Rt、前記外側継手部材の案内溝の中心 又は前記内側継手部材の案内溝の中心と前記継手中心面との間の軸方向距離を F としたとき、 Fと Rtとの比 R1 ( = F/Rt)が 0. 087≤R1≤0. 1であることを特徴とする 請求項 1に記載の等速自在継手。
[3] 前記継手中心面と前記継手中心軸線との交点を継手中心、前記外側継手部材の 案内溝の中心と前記継手中心とを含む直線が前記継手中心面となす角度を /3 (° ) としたとき、 15° ≤/3 < 24° であることを特徴とする請求項 1又は 2に記載の等速自 在継手。
[4] 前記外側継手部材の案内溝の継手開口側端縁を画する前記外側継手部材のテ 一パ状端面力、焼入れ処理されたままの面であることを特徴とする請求項 1から 3の 何れかに記載の等速自在継手。
[5] 自動車のドライブシャフトの連結に用いられる請求項 1から 4の何れかに記載の等 速自在継手。
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