WO2018168640A1 - 後輪用ドライブシャフト - Google Patents

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WO2018168640A1
WO2018168640A1 PCT/JP2018/008972 JP2018008972W WO2018168640A1 WO 2018168640 A1 WO2018168640 A1 WO 2018168640A1 JP 2018008972 W JP2018008972 W JP 2018008972W WO 2018168640 A1 WO2018168640 A1 WO 2018168640A1
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ball
joint member
constant velocity
velocity universal
universal joint
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PCT/JP2018/008972
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正純 小林
智茂 小林
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Ntn株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a rear wheel drive shaft attached to a rear wheel of an automobile.
  • a drive shaft of an automobile is composed of an outboard constant velocity universal joint attached to a wheel, an inboard constant velocity universal joint attached to a differential gear, and an intermediate shaft connecting both constant velocity universal joints.
  • a fixed type constant velocity universal joint that can take a large operating angle but is not displaced in the axial direction is used as the constant velocity universal joint on the outboard side.
  • a slidable constant velocity universal joint that can be displaced in the axial direction while having a relatively small maximum operating angle is used.
  • the drive shaft includes a front wheel drive shaft attached to the front wheel and a rear wheel drive shaft attached to the rear wheel.
  • the required characteristics of the constant velocity universal joint for the front wheel drive shaft and the constant velocity universal joint for the rear wheel drive shaft differ, but at present, from the viewpoint of mass production costs, the front wheel drive shaft and the rear wheel drive shaft And constant velocity universal joints with the same specifications are used.
  • the power transmission mechanism including the drive shaft is also required to be light and compact.
  • a zeppa type constant velocity universal joint as a typical fixed type constant velocity universal joint provided on the drive shaft.
  • the center of curvature of the track groove of the outer joint member and the center of curvature of the track groove of the inner joint member are offset by an equal distance on the opposite side in the axial direction with respect to the joint center.
  • the ball is always held within the bisector of the operating angle, and uniform velocity is ensured between the outer joint member and the inner joint member.
  • a zeppa type constant velocity universal joint usually has six torque transmission balls.
  • the number of torque transmission balls of a zepper type constant velocity universal joint is eight. It is shown. By making the number of balls 8 in this way, lightness and compactness are achieved while ensuring strength, load capacity, and durability equal to or higher than those of a zeppa type constant velocity universal joint with six balls. be able to.
  • Double offset type constant velocity universal joints usually have six torque transmission balls.
  • the number of torque transmission balls of the double offset type constant velocity universal joint is eight. Things are shown. By making the number of balls 8 in this way, light weight and compactness can be achieved while ensuring strength, load capacity and durability equivalent to or better than double offset type constant velocity universal joints with 6 balls. Can be planned.
  • Patent Document 3 discloses a rear wheel drive shaft.
  • this rear wheel drive shaft by increasing the spline diameter provided at both ends of the hollow intermediate shaft, there is a margin in the strength of the intermediate shaft, making it possible to reduce the thickness of the intermediate shaft. I am trying.
  • Patent Document 3 The invention proposed in Patent Document 3 is aimed at reducing the weight and increasing the strength of the intermediate shaft used for the drive shaft for the rear wheel.
  • this document does not mention the problem of reducing the weight and size of the constant velocity universal joint provided on the drive shaft for the rear wheel.
  • the problem to be solved by the present invention is to further reduce the weight and size of the rear wheel drive shaft by examining the internal specifications of the constant velocity universal joint provided on the rear wheel drive shaft. .
  • the fixed type constant velocity universal joint provided on the outboard side of the front wheel drive shaft has a large maximum operating angle (for example, 45 ° or more) because it is attached to the front wheel that is the steering wheel.
  • the fixed type constant velocity universal joint provided on the outboard side of the rear wheel drive shaft has a smaller maximum operating angle than the fixed type constant velocity universal joint of the front wheel drive shaft because it is attached to the rear wheel that is not steered. Is enough. Therefore, the maximum operating angle can be reduced by using the fixed type constant velocity universal joint exclusively for the rear wheel drive shaft.
  • the axis of the front wheel FW and the axis of the differential gear G are connected to the front and rear of the vehicle.
  • the constant velocity universal joints J11 and J12 provided on the front wheel drive shaft DS1 have a normal angle in the vehicle longitudinal direction (operating angle when the vehicle goes straight at a constant speed) ⁇ is not 0 °, and is always in the vehicle longitudinal direction. It will rotate with the operating angle taken.
  • the sliding constant velocity universal joint J12 has a relatively large operating angle because the normal angle ⁇ in the longitudinal direction of the vehicle and the vertical operating angle due to the vertical movement of the wheel with respect to the vehicle body act in combination. Is required.
  • the shaft center of the rear wheel RW and the shaft center of the differential gear G are usually arranged as shown in FIG. It is provided in a state close to no offset in the longitudinal direction of the vehicle body.
  • the common angle in the vehicle longitudinal direction of the constant velocity universal joints J21 and J22 of the rear wheel drive shaft DS2 is substantially 0 °
  • the sliding type constant velocity universal joint J22 used for the rear wheel drive shaft DS2 is An operating angle smaller than that of the sliding type constant velocity universal joint J12 used for the front wheel drive shaft DS1 is sufficient. Therefore, the maximum operating angle can be reduced by using the sliding type constant velocity universal joint exclusively for the rear wheel drive shaft.
  • the maximum operating angle of both the fixed constant velocity universal joint on the outboard side and the sliding constant velocity universal joint on the inboard side can be reduced.
  • the present invention includes an outer joint member in which eight track grooves extending in the axial direction are formed on the spherical inner peripheral surface, and eight tracks extending in the axial direction on the spherical outer peripheral surface.
  • An inner joint member having a groove and a spline hole formed in the shaft center; and eight balls disposed in a ball track formed by the track groove of the outer joint member and the track groove of the inner joint member;
  • a cage having eight pockets for accommodating the balls, and a slidable contact with an inner peripheral surface of the outer joint member and an outer peripheral surface of the inner joint member, and a center of curvature of a track groove of the outer joint member;
  • a fixed type constant velocity universal joint in which the center of curvature of the track groove of the inner joint member is offset by an equal distance from the joint center on the opposite side in the axial direction, and eight axially extending on the cylindrical inner peripheral surface
  • the track groove is formed An outer joint member, an inner joint member in which eight track grooves extending in the
  • a center of curvature of the spherical surface portion provided on the outer peripheral surface of the cage and a center of curvature of the spherical surface portion provided on the inner peripheral surface of the cage are axial directions with respect to the joint center, respectively.
  • each member of the constant velocity universal joint for example, the radial thickness of the inner joint member (specifically, the groove bottom of the track groove of the inner joint member and the like)
  • the radial distance between the spline hole and the pitch circle can be reduced.
  • the track grooves formed on the outer peripheral surface of the inner joint member can be brought closer to the inner diameter side, so that the pitch circle diameter of the track grooves, that is, the pitch circle diameter of the balls arranged in the track grooves, It can be made smaller than a constant velocity universal joint having a high operating angle applicable to both the front wheel drive shaft and the rear wheel drive shaft.
  • the internal specification of the constant velocity universal joint according to the torque load capacity (that is, the size of the constant velocity universal joint) can be represented by expressing the dimensions of the respective members as a ratio to the ball diameter.
  • the constant velocity universal joint provided on the rear wheel drive shaft needs only to have a small maximum operating angle. Therefore, the dimensions of each part with respect to the ball diameter ⁇ specifically, the pitch circle diameter of the ball with respect to the ball diameter ( PCD BALL / D BALL ) ⁇ can be made smaller than the conventional product, and a new lightweight and compact series of constant velocity universal joints dedicated to the rear wheel drive shaft can be constructed.
  • the maximum operating angle of the constant velocity universal joint can be reduced to reduce the thickness of the inner joint member in the radial direction. It is possible to increase the diameter of the provided spline hole. Thereby, since the diameter of the intermediate shaft inserted into the spline hole is increased, the torsional strength of the intermediate shaft is improved.
  • the ratio of the pitch circle diameter PCD SPL (f) of the spline hole of the inner joint member of the fixed type constant velocity universal joint to the ball diameter D BALL (f) PCD SPL (f) / D BALL (f) was a 1.82 to 1.92
  • the pitch of the spline hole of the inner joint member of the constant velocity plunging joint circle diameter PCD SPL (s) and the ratio PCD SPL with the ball diameter D bALL (s) (s) / D BALL (s) can be set to 1.70 to 1.85 (preferably 1.75 to 1.85).
  • the maximum operating angle of the fixed type constant velocity universal joint and the sliding type constant velocity universal joint can be set to 20 ° or less.
  • the drive shaft can be further reduced in weight.
  • the constant velocity universal joint is maintained while maintaining the torque load capacity by setting the internal specification of the constant velocity universal joint provided on the drive shaft for the rear wheel with a design concept different from the conventional one.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a sliding type constant velocity universal joint incorporated in the rear wheel drive shaft (cross sectional view taken along line XX in FIG. 3A). It is a transverse cross section of the above-mentioned sliding type constant velocity universal joint (sectional view in the joint central plane of Drawing 3A). It is a longitudinal cross-sectional view which shows the state which the sliding type constant velocity universal joint of FIG. 3 took the maximum operating angle.
  • 6 is a longitudinal sectional view of a fixed type constant velocity universal joint incorporated in the rear wheel drive shaft (a sectional view taken along line YY in FIG. 5B).
  • FIG. 1 shows a power transmission mechanism of an independent suspension type rear wheel drive vehicle (for example, an FR vehicle).
  • the rotational driving force output from the engine E is transmitted to the differential gear G via the transmission M and the propeller shaft PS, and from there to the left and right rear wheels via the left and right rear wheel drive shaft 1. Is transmitted to (wheel W).
  • the rear wheel drive shaft 1 includes a sliding type constant velocity universal joint 2 that allows both axial displacement and angular displacement on the inboard side (right side in the drawing), and the outboard side (see FIG.
  • a fixed type constant velocity universal joint 3 that allows only angular displacement is provided on the middle left side, and both the constant velocity universal joints 2 and 3 are connected by an intermediate shaft 4.
  • the sliding constant velocity universal joint 2 on the inboard side is connected to the differential gear G, and the fixed constant velocity universal joint 3 on the outboard side is connected to the wheels W (see FIG. 1).
  • the sliding type constant velocity universal joint 2 is attached to the outer joint member 21 attached to the differential gear G (see FIG. 1) and the inboard side end of the intermediate shaft 4 (see FIG. 2).
  • the outer joint member 21 includes a cup-shaped mouth portion 21a having an opening in the axial direction ⁇ outboard side, left side in FIG. 3A ⁇ and the other axial end ⁇ inboard side, FIG. In A), it integrally has a stem portion 21b extending to the right side ⁇ . Eight linear track grooves 21d extending in the axial direction are provided on the cylindrical inner peripheral surface 21c of the mouse portion 21a. A spline 21e to be inserted into the spline hole of the differential gear G (see FIG. 1) is provided on the outer peripheral surface of the inboard side end portion of the stem portion 21b.
  • mouth part 21a and the stem part 21b may be joined by welding etc., after forming these separately in addition to integrally forming with the same material.
  • a spline hole 22c into which the intermediate shaft 4 (see FIG. 2) is inserted is provided at the axial center of the inner joint member 22.
  • Eight linear track grooves 22e extending in the axial direction are provided on the spherical outer peripheral surface 22d of the inner joint member 22. That is, the inner joint member 22 integrally includes a cylindrical portion 22a having a spline hole 22c and a plurality of protruding portions 22b protruding from the cylindrical portion 22a to the outer diameter, and between the circumferential directions of the plurality of protruding portions 22b.
  • a track groove 22e is provided. The outer diameter surfaces of the plurality of projecting portions 22 b become the spherical outer peripheral surface 22 d of the inner joint member 22.
  • the track groove 21d of the outer joint member 21 and the track groove 22e of the inner joint member 22 are opposed to each other in the radial direction to form eight ball tracks, and one ball 23 is arranged on each ball track.
  • the cross-sectional shape of the track grooves 21d and 22e is an elliptical shape or a Gothic arch shape. As a result, the track grooves 21d and 22e and the ball 23 are in contact with a so-called angular contact that has a contact angle of about 30 to 45 °. Is done.
  • the cross-sectional shape of the track grooves 21d and 22e may be an arc shape, and the track grooves 21d and 22e and the ball 23 may be so-called circular contacts.
  • the holder 24 has eight pockets 24a for holding the balls 23.
  • the eight pockets 24a all have the same shape and are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the outer peripheral surface of the cage 24 is provided with a spherical portion 24b that is in sliding contact with the cylindrical inner peripheral surface 21c of the outer joint member 21, and a conical portion 24c that extends tangentially from both axial ends of the spherical portion 24b.
  • the conical portion 24c is in line contact with the inner peripheral surface 21c of the outer joint member 21 when the sliding type constant velocity universal joint 2 takes the maximum operating angle ⁇ , and the operating angle further increases. It functions as a stopper that regulates the increase.
  • the inclination angle of the conical portion 24 c with respect to the axial center of the cage 24 is set to a value that is 1 ⁇ 2 of the maximum operating angle ⁇ of the sliding type constant velocity universal joint 2.
  • a spherical surface portion 24d that is in sliding contact with the spherical outer peripheral surface 22d of the inner joint member 22 is provided on the inner peripheral surface of the cage 24 .
  • the spherical portion 24b on the outer peripheral surface of the cage 24 and the cylindrical inner peripheral surface 21c of the outer joint member 21 slide in the axial direction, whereby the axial displacement between the outer joint member 21 and the inner joint member 22 is achieved. Is acceptable.
  • the center of curvature O 24b of the spherical portion 24b of the outer peripheral surface of the cage 24 and the center of curvature O 24d of the spherical portion 24d of the inner circumferential surface of the cage 24 (ie, the spherical shape of the inner joint member 22).
  • the center of curvature of the outer peripheral surface 22d) is offset by an equal distance on the opposite side in the axial direction with respect to the joint center O (s).
  • the curvature center O 24b of the spherical surface portion 24b of the outer peripheral surface of the cage 24 is offset to the inboard side (joint back side) with respect to the joint center O (s), and the spherical surface of the inner circumferential surface of the cage 24 center of curvature O 24d parts 24d is offset to the outboard side (joint opening side) with respect to the joint center O (s).
  • the ball 23 held by the cage 24 is always disposed within the bisector of the operating angle at an arbitrary operating angle, and constant velocity between the outer joint member 21 and the inner joint member 22 is ensured. Secured.
  • the fixed type constant velocity universal joint 3 includes an outer joint member 31 attached to the wheel W (see FIG. 1) and an inner side attached to the outboard side end of the intermediate shaft 4 (see FIG. 2).
  • a joint member 32, eight balls 33 that transmit torque between the outer joint member 31 and the inner joint member 32, and a cage 34 that holds the eight balls 33 are provided.
  • the outer joint member 31 includes a cup-shaped mouth portion 31a opened in one axial direction ⁇ inboard side, right side in FIG. 5A ⁇ and the other axial end ⁇ outboard side, FIG. A) is integrally provided with a stem portion 31b extending to the left side ⁇ .
  • a stem portion 31b extending to the left side ⁇ .
  • eight arc-shaped track grooves 31d extending in the axial direction are formed. Each track groove 31d extends to the opening side end face of the mouse portion 31a. That is, a slight chamfered portion necessary for processing is provided between the track groove 31d of the outer joint member 31 and the opening side end surface of the mouth portion 31a, but in order to incorporate the ball as in the comparative product.
  • the necessary tapered surface K1 ⁇ see FIG. 9A ⁇ is not provided. Further, at the opening end of the inner peripheral surface 31c of the outer joint member 31, a tapered surface K2 that abuts against the intermediate shaft and defines the maximum operating angle of the fixed type constant velocity universal joint, as in the comparative product ⁇ FIG. (A) Reference ⁇ is not provided.
  • a spline 31e to be inserted into the spline hole on the wheel W side is provided on the outer peripheral surface of the stem portion 31b.
  • mouth part 31a and the stem part 31b may be joined by welding etc., after forming these separately in addition to integrally forming with the same material. Moreover, you may form the through-hole of an axial direction in the axial center of the mouse
  • a spline hole 32c into which the intermediate shaft 4 (see FIG. 2) is inserted is provided at the axial center of the inner joint member 32.
  • eight arc-shaped track grooves 32e extending in the axial direction are provided.
  • the inner joint member 32 integrally includes a cylindrical portion 32a having a spline hole 32c and a plurality of protruding portions 32b protruding from the cylindrical portion 32a to the outer diameter, and between the circumferential directions of the plurality of protruding portions 32b.
  • a track groove 32e is provided.
  • the outer diameter surfaces of the plurality of projecting portions 32 b become spherical outer peripheral surfaces 32 d of the inner joint member 32.
  • the track groove 31d of the outer joint member 31 and the track groove 32e of the inner joint member 32 face each other in the radial direction to form eight ball tracks, and one ball 33 is arranged on each ball track.
  • the cross-sectional shape of the track grooves 31d and 32e is an elliptical shape or a Gothic arch shape, so that the track grooves 31d and 32e and the ball 33 are in contact with a so-called angular contact with a contact angle of about 30 to 45 °. Is done.
  • the cross-sectional shape of the track grooves 31d and 32e may be an arc shape, and the track grooves 31d and 32e and the ball 33 may be so-called circular contacts.
  • the curvature center O 31d of the track groove 31 d of the outer joint member 31 is offset to the inboard side (joint opening side) with respect to the joint center O (f), and the curvature of the track groove 32 e of the inner joint member 32 is.
  • the center O 32e is offset to the outboard side (the joint back side) with respect to the joint center O (f).
  • the holder 34 has eight pockets 34 a for holding the balls 33.
  • the eight pockets 34a all have the same shape and are arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • the spherical outer peripheral surface 34 b of the cage 34 is in sliding contact with the spherical inner peripheral surface 31 c of the outer joint member 31.
  • the spherical inner peripheral surface 34 c of the cage 34 is in sliding contact with the spherical outer peripheral surface 32 d of the inner joint member 32.
  • Center of curvature of outer peripheral surface 34b of cage 34 ie, center of curvature of spherical inner peripheral surface 31c of outer joint member 31
  • center of curvature of inner peripheral surface 34c ie, spherical outer peripheral surface of inner joint member 32
  • 32d curvature center coincides with the joint center O (f).
  • the intermediate shaft 4 a hollow shaft having an axial through hole 41 can be used as shown in FIG. 2.
  • the intermediate shaft 4 includes a large diameter portion 42 provided at the center in the axial direction, a small diameter portion 43 provided at both ends in the axial direction, and a tapered portion 44 that continues the large diameter portion 42 and the small diameter portion 43.
  • the small-diameter portion 43 of the intermediate shaft 4 is provided with an annular groove 45 and a spline 46 for boot mounting.
  • the outer diameter of the small diameter portion 43 is constant except for the annular groove 45 and the spline 46.
  • the intermediate shaft 4 is not limited to a hollow shaft, and a solid shaft can also be used.
  • the spline 46 at the end on the inboard side of the intermediate shaft 4 is press-fitted into the spline hole 22 c of the inner joint member 22 of the sliding type constant velocity universal joint 2.
  • the intermediate shaft 4 and the inner joint member 22 are connected so as to be able to transmit torque by spline fitting.
  • An annular groove is formed at the end of the intermediate shaft 4 on the inboard side, and a retaining ring 47 is attached to the groove.
  • a bellows-like boot 25 is attached and fixed by a boot band (not shown) between the outer peripheral surface of the outer joint member 21 of the sliding type constant velocity universal joint 2 and the outer peripheral surface of the intermediate shaft 4.
  • Grease as a lubricant is sealed inside the joint (a space sealed by the outer joint member 21 and the boot 25).
  • the spline 46 at the end on the outboard side of the intermediate shaft 4 is press-fitted into the spline hole 32 c of the inner joint member 32 of the fixed type constant velocity universal joint 3. Thereby, the intermediate shaft 4 and the inner joint member 32 are connected so as to be able to transmit torque by spline fitting.
  • An annular groove is formed at the end of the intermediate shaft 4 on the outboard side, and a retaining ring 47 is attached to the groove.
  • a bellows-like boot 35 is attached and fixed by a boot band (not shown) between the outer peripheral surface of the outer joint member 31 of the fixed type constant velocity universal joint 3 and the outer peripheral surface of the intermediate shaft 4.
  • Grease as a lubricant is sealed inside the joint (a space sealed by the outer joint member 31 and the boot 35).
  • the above-mentioned sliding type constant velocity universal joint 2 and fixed type constant velocity universal joint 3 are exclusively used for the rear wheel drive shaft. Therefore, the maximum operating angle is smaller than that of the conventional product that can also be used for the front wheel drive shaft. Can be set.
  • the maximum operating angles of the sliding type constant velocity universal joint 2 and the fixed type constant velocity universal joint 3 are both set to 20 ° or less. Accordingly, it is possible to reduce the weight and size of the sliding type constant velocity universal joint 2 and the fixed type constant velocity universal joint 3 while maintaining the load capacity.
  • the internal specifications of the sliding type constant velocity universal joint 2 and the fixed type constant velocity universal joint 3 will be described in detail.
  • FIGS. 6 to 8 show the internal specifications of the sliding type constant velocity universal joint 2 according to the present invention as a comparative product with the same ball diameter (double offset type with eight balls with a maximum operating angle of 25 °, etc.) It is shown in comparison with a (speed universal joint).
  • 6 to 8 are sectional views of the sliding type constant velocity universal joint 2 according to the present invention, and the lower half is a sectional view of the sliding type constant velocity universal joint 2 'according to the comparative product. It is.
  • Each part of the comparative product is given a reference numeral with “′ (dash)” added to the reference numeral of each part of the product of the present invention.
  • Ball PCD ball pitch circle diameter
  • PCD BALL a value twice the distance between the axis of the outer joint member 21 or the axis of the inner joint member 22 and the center of the ball 23. That is, it is the diameter of a circle that passes through the centers of all the balls 23 in a state where the operating angle is 0 °.
  • Inner ring width axial width of the inner joint member
  • W I The maximum axial dimension of the inner joint member 22, and the axial distance between both end faces of the inner joint member 22 in the illustrated example.
  • PCD SPL (s) The diameter of the meshing pitch circle between spline hole 22c of inner joint member 22 and spline 46 of intermediate shaft 4.
  • the maximum load applied to each ball 23 increases as the operating angle increases. Therefore, the maximum load applied to each ball 23 decreases by reducing the maximum operating angle as described above. . Thereby, there is a margin in the strength of the inner joint member 22 in contact with the ball 23, and the radial thickness of the inner joint member 22 can be reduced, so that the outer peripheral surface of the inner joint member 22 can be reduced in diameter. it can. Thereby, since the track groove 22e formed in the outer peripheral surface of the inner joint member 22 can be brought closer to the inner diameter side, the pitch circle diameter of the track groove 22e of the inner joint member 22, that is, a ball disposed in the track groove 22e.
  • the pitch circle diameter of 23 can be made smaller than that of the comparative product ⁇ PCD BALL (s) ⁇ PCD BALL (s) ′, see (1) in Table 1 above ⁇ . Accordingly, the sliding type constant velocity universal joint 2 can be made compact in the radial direction without reducing the load capacity and durability, and the weight can be reduced.
  • the circumferential length of the pocket 24a ′ of the cage 24 ′ is large, and the diameter of the cage 24 ′ needs to be increased in order to secure the circumferential length of the pocket 24a ′. was there.
  • the outer peripheral surface of the inner joint member 22 ′ slidably in contact with the inner peripheral surface of the cage 24 ′ has a large diameter, and as a result, the inner joint member 22 ′ has an excessive thickness beyond that required for strength.
  • the product of the present invention by reducing the maximum operating angle as described above, the amount of movement of the ball 23 in the circumferential direction with respect to the cage 24 becomes small. It can be reduced (Lp ⁇ Lp ′).
  • the diameter of the cage 24 is reduced, and the inner joint member that is in sliding contact with the spherical surface portion 24d of the inner circumferential surface of the cage 24
  • the outer peripheral surface 22d of 22 can be reduced in diameter (see FIG. 7).
  • the inner joint member 22 can be a minimum thickness that is intensity on required ⁇ T I (s) ⁇ T I (s) ', the above Table 1 (3) see ⁇
  • the maximum load applied to each ball 23 is reduced as described above, so that there is a margin in the strength of the cage 24 in contact with the ball 23. Accordingly, the axial thickness of the entire cage 24 can be reduced because the axial thickness of the annular portions provided at both axial ends of the cage 24 can be reduced while maintaining the same durability as the comparative product. Can be reduced to reduce weight ⁇ W C (s) ⁇ W C (s) ′, see (6) in Table 1 above ⁇ .
  • the angle of the outer peripheral surface of the cage 24 with respect to the axial center of the conical portion 24c can be reduced.
  • the angle is set to 10 ° or less. Can do.
  • the radial thickness T I of the inner joint member 22 can be reduced as described above, so that the spline hole 22 c of the inner joint member 22 is formed.
  • the diameter of the intermediate shaft 4 inserted into the spline hole 22c can be increased, and the torsional strength can be increased.
  • bowl 23 can be reduced as mentioned above by making small the maximum operating angle of the sliding type constant velocity universal joint 2, the outer joint member 21 can be reduced in diameter.
  • the ratio D O (s) / PCD SPL (s) between the outer diameter D O (s) of the outer joint member 21 and the pitch circle diameter PCD SPL (s) of the spline hole of the inner joint member. Can be made smaller than the comparative product ⁇ D o (s) / PCD SPL (s) ⁇ D o (s) ′ / PCD SPL (s) ′, see (5) in Table 1 above ⁇ .
  • the product of the present invention having a small maximum operating angle is more axial than the contact track between the track groove 22e of the inner joint member 22 and the ball 23 than the comparative product having a large maximum operating angle.
  • the length (effective track length) is short (Z I ⁇ Z I ').
  • the radial thickness of the inner joint member 22 can be reduced as described above by reducing the maximum operating angle.
  • the spline hole 22c can be increased in diameter.
  • the axial direction length of the spline hole 22c of the inner joint member 22 can be shortened while maintaining the surface pressure per spline tooth (that is, maintaining the strength of the spline fitting portion).
  • the overall axial width of the inner joint member 22 is reduced as described above, thereby reducing the weight. Is possible.
  • the sliding type constant velocity universal joint can be made lighter and more compact while maintaining the equivalent torque load capacity. This makes it possible to build a new series of lightweight and compact sliding constant velocity universal joints that can be used exclusively for the rear wheel drive shaft.
  • FIG. 9 and FIG. 10 show the internal specifications of the fixed type constant velocity universal joint 3 according to the present invention as a comparative product having the same ball diameter (eight ball zepper type constant velocity with a maximum operating angle of 47 °). It is shown in comparison with a universal joint. 9 and 10 are sectional views of the fixed type constant velocity universal joint 3 according to the present invention, and the lower half is a sectional view of the fixed type constant velocity universal joint 3 'according to the comparative product. is there. Each part of the comparative product is given a reference numeral with “′ (dash)” added to the reference numeral of each part of the product of the present invention.
  • the axis between both end faces of the cylindrical portion 32a of the inner joint member 32 Directional distance.
  • Spline PCD Pitch circle diameter of spline hole of inner joint member
  • PCD SPL (f) The diameter of the meshing pitch circle between spline hole 32c of inner joint member 32 and spline 46 of intermediate shaft 4.
  • Outer ring outer diameter D O (f) The maximum outer diameter of the outer joint member 31.
  • Cage thickness T C (f) Thickness in the radial direction of joint central plane P (f) of cage 34.
  • Cage Width W C (f) Maximum dimension in the axial direction of the cage 34, and in the illustrated example, the axial distance between both end faces of the cage 34.
  • the maximum load applied to each ball 33 increases as the operating angle increases. Therefore, the maximum load applied to each ball 33 decreases by reducing the maximum operating angle as described above. Thereby, there is a margin in the strength of the inner joint member 32 in contact with the ball 33, and the radial thickness of the inner joint member 32 can be reduced ⁇ T I (f) ⁇ T I (f) ′, See Table 2, (4) ⁇ . Thereby, since the outer peripheral surface of the inner joint member 32 can be reduced in diameter, the track groove 32e formed on the outer peripheral surface of the inner joint member 32 can be brought closer to the inner diameter side, and the track groove 32e of the inner joint member 32 can be moved.
  • the pitch diameter of the balls 33 arranged in the track grooves 32e can be made smaller than that of the comparative product ⁇ PCD BALL (f) ⁇ PCD BALL (f) ′, (1 in Table 2 above). )reference ⁇ .
  • the fixed type constant velocity universal joint 3 can be made compact in the radial direction without reducing the load capacity and durability, and the weight can be reduced.
  • the maximum load applied to each ball 33 is reduced, and there is a margin in the strength of the cage 34 in contact with the ball 33. It is possible to reduce the thickness of the cage 34 in the radial direction while maintaining the properties ⁇ T C (f) ⁇ T C (f) ′, see (8) in Table 2 above ⁇ . Further, the locus C of the contact between the pocket surface S of the cage of the present invention product (maximum operating angle 20 °) shown in FIG. 13A and the ball and the comparative product (maximum operating angle 47 shown in FIG. 13B).
  • the inside of the pocket 34a of the cage 34 can be reduced by reducing the maximum operating angle of the fixed type constant velocity universal joint 3.
  • the amount of movement of the ball 33 in the radial direction becomes small. Also from this viewpoint, the thickness of the cage 34 in the radial direction can be reduced.
  • the fixed type constant velocity universal joint 3 can be reduced in weight and size while securing the depths 31d and 32e to prevent the balls 33 from getting on the track groove edge.
  • the spline hole of the inner joint member 32 By reducing the maximum operating angle of the fixed type constant velocity universal joint 3, it is possible to reduce the radial thickness T I of the inner joint member 32 (f) as described above, the spline hole of the inner joint member 32
  • the diameter of 32c can be increased ⁇ PCD SPL (f)> PCD SPL (f) ′, see (2) in Table 2 above ⁇ .
  • the diameter of the intermediate shaft 4 (see FIG. 2) inserted into the spline hole 32c can be increased, and the torsional strength can be increased.
  • bowl 33 can be reduced as mentioned above by making the maximum operating angle of the fixed type constant velocity universal joint 3 small, the diameter of the outer joint member 31 can be reduced.
  • the ratio D O (f) / PCD SPL (f) between the outer diameter D O (f) of the outer joint member 31 and the pitch circle diameter PCD SPL (f) of the spline hole 32 c of the inner joint member 32. f) can be made smaller than the comparative product ⁇ D O (f) / PCD SPL (f) ⁇ D O (f) ′ / PCD SPL (f) ′, see (6) in Table 2 above ⁇ .
  • FIG. 11 shows a state in which the fixed type constant velocity universal joint 3 according to the present invention has a maximum operating angle (20 °)
  • FIG. 12 shows a state in which the fixed type constant velocity universal joint 3 ′ according to the comparative product has a maximum operation. The state where the angle (47 °) is taken is shown.
  • the length of the contact locus L1 between the track groove 32e of the inner joint member 32 and the ball 33 in the product of the present invention is the length of the track groove 32e 'and ball 33 of the inner joint member 32' in the comparative product. It is shorter than the length of the contact locus L1 with “.
  • the amount of movement of the ball 33 in the axial direction is reduced, so that the shaft of the track groove 32 e of the inner joint member 32 is shown in FIG. 10.
  • the direction length can be shortened ⁇ W I ⁇ TRUCK (f) ⁇ W I ⁇ TRUCK (f) ', see (2) in Table 2 above ⁇ .
  • the axial width W I (f) of the entire inner joint member 32 can be shortened to reduce the weight ⁇ W I (f) ⁇ W I (f) ′, (3 in Table 2 above) )reference ⁇ .
  • the pitch circle of the fitting portion between the spline hole 32c of the inner joint member 32 and the spline 46 (see FIG. 2) of the intermediate shaft 4 is increased. Since the diameter is increased, the surface pressure at the contact portion between the spline teeth is reduced. Thereby, since the axial direction length of the spline hole 32c of the inner joint member 32 can be shortened while maintaining the surface pressure per spline tooth, the axial width of the cylindrical portion 32a of the inner joint member 32 can be reduced. It can be shortened.
  • the length of the contact locus L2 between the track groove 31d of the outer joint member 31 and the ball 33 in the product of the present invention is the track groove 31d ′ of the outer joint member 31 ′ in the comparative product.
  • the length of the contact locus L2 ′ between the ball 33 ′ and the ball 33 ′ is the track groove 31d ′ of the outer joint member 31 ′ in the comparative product.
  • the axial length of the track groove 31d in particular, the axial length of the opening side portion of the track groove 31d from the joint center O (f), specifically, the mouth of the outer joint member 31 from the joint center O (f).
  • the axial length to the opening side end surface of the part 31a can be shortened ⁇ W1 O (f) ⁇ W1 O (f) ′, see (7) in Table 2 above ⁇ .
  • the outer joint member 31 can be made compact in the axial direction to reduce the weight.
  • the fixed constant velocity universal joint can be reduced in weight and size while maintaining the torque load capacity. This makes it possible to build a new series of lightweight and compact fixed constant velocity universal joints that can be used exclusively for the rear wheel drive shaft.
  • the rear-wheel drive shaft 1 has the lightweight and compact sliding constant velocity universal joint 2 and the fixed constant velocity universal joint 3, so that the overall weight is light and compact. Can be achieved.
  • the rear-wheel drive shaft is not limited to a rear-wheel drive vehicle (for example, an FR vehicle) that is driven only by the rear wheels, but is a four-wheel drive vehicle (particularly, a four-wheel drive vehicle in which the rear wheels are main drive wheels). Can also be used.
  • the rear wheel drive shaft having the constant velocity universal joint having the low operating angle as described above may not be applicable. Accordingly, the rear wheel drive shaft is preferably applied to a rear wheel drive or four wheel drive passenger car.

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Abstract

後輪用ドライブシャフト（１）は、固定式等速自在継手（３）と、摺動式等速自在継手（２）と、これらを連結する中間シャフト（４）とを備える。固定式等速自在継手（３）のボール（３３）のピッチ円径ＰＣＤBALL（ｆ）とボール（３３）の直径ＤBALL（ｆ）との比ＰＣＤBALL（ｆ）／ＤBALL（ｆ）を３．７０～３．８７とする。摺動式等速自在継手（２）のボール（２３）のピッチ円径ＰＣＤBALL（ｓ）とボール（２３）の直径ＤBALL（ｓ）との比ＰＣＤBALL（ｓ）／ＤBALL（ｓ）を３．３～３．６とする。

Description

後輪用ドライブシャフト
　本発明は、自動車の後輪に取り付けられる後輪用ドライブシャフトに関する。
　一般に、自動車のドライブシャフトは、車輪に取り付けられるアウトボード側の等速自在継手と、デファレンシャルギヤに取り付けられるインボード側の等速自在継手と、両等速自在継手を連結する中間シャフトとで構成される。通常、アウトボード側の等速自在継手には、大きな作動角を取れるが軸方向に変位しない固定式等速自在継手が使用される。一方、インボード側の等速自在継手には、最大作動角は比較的小さいが、作動角を取りつつ軸方向変位が可能な摺動式等速自在継手が使用される。
　ドライブシャフトには、前輪に取り付けられる前輪用ドライブシャフトと、後輪に取り付けられる後輪用ドライブシャフトとがある。前輪用ドライブシャフトの等速自在継手と後輪用ドライブシャフトの等速自在継手とでは要求される特性が異なるが、現状では、量産コスト等の観点から、前輪用ドライブシャフトと後輪用ドライブシャフトとで同じ仕様の等速自在継手が用いられている。
　一方で、自動車の軽量化の要求は依然として高く、ドライブシャフトを含む動力伝達機構に対しても軽量・コンパクト化が求められている。
　ドライブシャフトに設けられる代表的な固定式等速自在継手として、ゼッパ型等速自在継手がある。ゼッパ型等速自在継手では、外側継手部材のトラック溝の曲率中心と内側継手部材のトラック溝の曲率中心とが、継手中心に対して軸方向反対側に等距離だけオフセットしている。これにより、ボールが常に作動角の二等分面内に保持され、外側継手部材と内側継手部材との間での等速性が確保される。ゼッパ型等速自在継手は、通常、６個のトルク伝達ボールを有しているが、下記の特許文献１には、ゼッパ型等速自在継手のトルク伝達ボールの数を８個にしたものが示されている。このようにボールの数を８個にすることで、６個のボールを備えたゼッパ型等速自在継手と同等以上の強度、負荷容量、及び耐久性を確保しながら、軽量・コンパクト化を図ることができる。
　また、ドライブシャフトに設けられる代表的な摺動式等速自在継手として、ダブルオフセット型等速自在継手がある。ダブルオフセット型等速自在継手では、保持器の外周面に設けられた球面部の曲率中心と保持器の内周面に設けられた球面部の曲率中心とが、継手中心に対して軸方向反対側に等距離だけオフセットしている。これにより、ボールが常に作動角の二等分面内に保持され、外側継手部材と内側継手部材との間での等速性が確保される。ダブルオフセット型等速自在継手は、通常、６個のトルク伝達ボールを有しているが、下記の特許文献２には、ダブルオフセット型等速自在継手のトルク伝達ボールの数を８個にしたものが示されている。このようにボールの数を８個にすることで、６個のボールを備えたダブルオフセット型等速自在継手と同等以上の強度、負荷容量、及び耐久性を確保しながら、軽量・コンパクト化を図ることができる。
　また、下記の特許文献３には、後輪用ドライブシャフトが示されている。この後輪用ドライブシャフトでは、中空の中間シャフトの両端部に設けられたスプライン径を大径化することで、中間シャフトの強度に余裕が生じるため薄肉化が可能となり、もって中間シャフトの軽量化を図っている。
特開平１０－１０３３６５号公報 特開平１０－７３１２９号公報 特開２０１２－９７７９７号公報
　上記特許文献１に示されているような８個のボールを備えたゼッパ型等速自在継手や、上記特許文献２に示されているような８個のボールを備えたダブルオフセット型等速自在継手は、量産品として実用化されている。本発明は、この種の等速自在継手のさらなる軽量・コンパクト化を図ることで、これらを備えた後輪用ドライブシャフトのさらなる軽量・コンパクト化を検討したものである。
　上記特許文献３で提案された発明は、後輪用ドライブシャフトに用いられる中間シャフトの軽量化及び高強度化を目的としたものである。しかし、同文献には、後輪用ドライブシャフトに設けられる等速自在継手を軽量・コンパクト化するという課題については触れられていない。
　そこで、本発明が解決すべき課題は、後輪用ドライブシャフトに設けられる等速自在継手の内部仕様を検討することで、後輪用ドライブシャフトのより一層の軽量・コンパクト化を図ることにある。
　前輪用ドライブシャフトのアウトボード側に設けられる固定式等速自在継手は、操舵輪である前輪に取り付けられるため、最大作動角が大きい（例えば４５°以上）。一方、後輪用ドライブシャフトのアウトボード側に設けられる固定式等速自在継手は、操舵されない後輪に取り付けられるため、前輪用ドライブシャフトの固定式等速自在継手よりも最大作動角が小さいもので足りる。従って、固定式等速自在継手を後輪用ドライブシャフト専用とすることで、最大作動角を小さくすることができる。
　一方、ドライブシャフトのインボード側に設けられる摺動式等速自在継手は、車輪に直接取り付けられるものではないため、車輪の操舵角の影響はほとんど受けない。しかし、摺動式等速自在継手においても、後輪用ドライブシャフト専用とすることで、最大作動角を小さくすることができる。その理由は以下のとおりである。
　すなわち、車両の前輪付近は、多くの部品が配置されておりスペースに制約があるため、例えば図１４（Ａ）に示すように、前輪ＦＷの軸心とデファレンシャルギヤＧの軸心とを車両前後方向にオフセットさせて配置せざるを得ない場合がある。この場合、前輪用ドライブシャフトＤＳ１に設けられる等速自在継手Ｊ１１，Ｊ１２は、車両前後方向の常用角（自動車が定速で直進する際の作動角）αが０°ではなく、常に車両前後方向で作動角を取った状態で回転することになる。従って、摺動式等速自在継手Ｊ１２には、上記の車両前後方向の常用角αと、車体に対する車輪の上下動による上下方向の作動角とが複合的に作用するため、比較的大きな作動角が必要となる。
　これに対し、車両の後輪付近は、部品の配置スペースに比較的余裕があるため、通常、図１４（Ｂ）に示すように、後輪ＲＷの軸心とデファレンシャルギヤＧの軸心とが車体前後方向でオフセット無しに近い状態で設けられる。この場合、後輪用ドライブシャフトＤＳ２の等速自在継手Ｊ２１，Ｊ２２の車両前後方向の常用角がほぼ０°となるため、後輪用ドライブシャフトＤＳ２に用いられる摺動式等速自在継手Ｊ２２は、前輪用ドライブシャフトＤＳ１に用いられる摺動式等速自在継手Ｊ１２よりも小さい作動角で足りる。従って、摺動式等速自在継手を後輪用ドライブシャフト専用とすることで、最大作動角を小さくすることができる。
　以上のように、後輪用ドライブシャフトでは、アウトボード側の固定式等速自在継手、及び、インボード側の摺動式等速自在継手の双方の最大作動角を小さくすることができる。
　以上の知見に基づいて、本発明は、球面状の内周面に軸方向に延びる８本のトラック溝が形成された外側継手部材と、球面状の外周面に軸方向に延びる８本のトラック溝が形成され、軸心にスプライン穴が形成された内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝とで形成されるボールトラックに配された８個のボールと、前記ボールを収容する８個のポケットを有し、前記外側継手部材の内周面及び前記内側継手部材の外周面に摺接する保持器とを備え、前記外側継手部材のトラック溝の曲率中心と前記内側継手部材のトラック溝の曲率中心とがそれぞれ継手中心に対して軸方向反対側に等距離だけオフセットされた固定式等速自在継手と、円筒状の内周面に軸方向に延びる８本のトラック溝が形成された外側継手部材と、球面状の外周面に軸方向に延びる８本のトラック溝が形成され、軸心にスプライン穴が形成された内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝とで形成されるボールトラックに配された８個のボールと、前記ボールを収容する８個のポケットを有し、前記外側継手部材の内周面及び前記内側継手部材の外周面に摺接する保持器とを備え、前記保持器の外周面に設けられた球面部の曲率中心と前記保持器の内周面に設けられた球面部の曲率中心とがそれぞれ継手中心に対して軸方向反対側に等距離だけオフセットされた摺動式等速自在継手と、前記固定式等速自在継手の内側継手部材のスプライン穴に挿入されたアウトボード側のスプラインと、前記摺動式等速自在継手の内側継手部材のスプライン穴に挿入されたインボード側のスプラインとを備えた中間シャフトとを有する後輪用ドライブシャフトにおいて、前記固定式等速自在継手の前記ボールのピッチ円径ＰＣＤBALL（ｆ）と前記ボールの直径ＤBALL（ｆ）との比ＰＣＤBALL（ｆ）／ＤBALL（ｆ）が３．７０～３．８７であり、前記摺動式等速自在継手の前記ボールのピッチ円径ＰＣＤBALL（ｓ）と前記ボールの直径ＤBALL（ｓ）との比ＰＣＤBALL（ｓ）／ＤBALL（ｓ）が３．３～３．６である後輪用ドライブシャフトを提供する。
　等速自在継手では、作動角が０°の状態では各ボールに均等に荷重が加わるが、作動角が付くと各ボールには不均等な荷重が加わり、作動角が大きくなるほど各ボールに加わる荷重の差が大きくなる。従って、高作動角の場合には、各ボールに加わる最大荷重が大きくなるため、ボールと接触する部材（外側継手部材、内側継手部材、及び保持器）は、ボールから受ける最大荷重に耐え得るだけの厚い肉厚が要求される。後輪用ドライブシャフトでは、上記のように等速自在継手の最大作動角を小さくすることができるため、ボールに加わる最大荷重が小さくなり、ボールと接触する各部材の強度に余裕が生じる。これにより、負荷容量や耐久性の低下を招くことなく、等速自在継手の各部材の肉厚、例えば内側継手部材の半径方向の肉厚（詳しくは、内側継手部材のトラック溝の溝底とスプライン穴のピッチ円との半径方向距離）を低減することができる。これにより、内側継手部材の外周面に形成されるトラック溝を内径側に寄せることができるため、トラック溝のピッチ円径、すなわち、トラック溝に配されるボールのピッチ円径を、従来品（前輪用ドライブシャフト及び後輪用ドライブシャフトの何れにも適用可能な高作動角の等速自在継手）よりも小さくすることができる。
　ところで、等速自在継手は多量生産される製品であるため、通常、トルク負荷容量に応じて段階的にサイズが設定され、サイズごとに内部仕様（各部材の寸法や形状等）が設定される（シリーズ化される）。各サイズの等速自在継手の軽量・コンパクト化を図るにあたり、ボール径を小さくすると、ボールとトラック溝との接触部における面圧が上昇するため、トルク負荷容量の低減に直結する。このため、等速自在継手の設計変更を検討する際には、トルク負荷容量を維持するために、ボール数を増やさない限り、ボール径は変更しないことが一般的である。従って、各部材の寸法をボール径に対する比率で表すことで、トルク負荷容量（すなわち、等速自在継手のサイズ）に応じた等速自在継手の内部仕様を表すことができる。上記のように、後輪用ドライブシャフトに設けられる等速自在継手は最大作動角が小さいもので足りるため、ボール径に対する各部位の寸法｛具体的には、ボール径に対するボールのピッチ円径（ＰＣＤBALL／ＤBALL）｝を従来品よりも小さくすることができ、これにより後輪ドライブシャフト専用の等速自在継手の軽量・コンパクトな新たなシリーズを構築することができる。
　また、後輪用ドライブシャフトでは、上記のように、等速自在継手の最大作動角を小さくして内側継手部材の半径方向の肉厚を薄くすることができるため、内側継手部材の軸心に設けられたスプライン穴を大径化することが可能となる。これにより、スプライン穴に挿入される中間シャフトが大径化されるため、中間シャフトの捩じり強度が向上する。具体的には、固定式等速自在継手の内側継手部材のスプライン穴のピッチ円径ＰＣＤSPL（ｆ）とボールの直径ＤBALL（ｆ）との比ＰＣＤSPL（ｆ）／ＤBALL（ｆ）を１．８２～１．９２とし、摺動式等速自在継手の内側継手部材のスプライン穴のピッチ円径ＰＣＤSPL（ｓ）とボールの直径ＤBALL（ｓ）との比ＰＣＤSPL（ｓ）／ＤBALL（ｓ）を１．７０～１．８５（好ましくは１．７５～１．８５）とすることができる。
　後輪用ドライブシャフトでは、固定式等速自在継手及び摺動式等速自在継手の最大作動角を２０°以下にすることができる。
　中間シャフトを中空にすれば、ドライブシャフトのさらなる軽量化が図られる。
　以上のように、本発明では、後輪用ドライブシャフトに設けられる等速自在継手の内部仕様を、従来とは異なる設計思想で設定することにより、トルク負荷容量を維持しながら、等速自在継手の軽量・コンパクト化、ひいては後輪用ドライブシャフトの軽量・コンパクト化を図ることができる。
後輪駆動車の動力伝達機構を概略的に示す平面図である。 後輪用ドライブシャフトの断面図である。 上記後輪用ドライブシャフトに組み込まれた摺動式等速自在継手の縦断面図である（図３ＡのＸ－Ｘ線における断面図）。 上記摺動式等速自在継手の横断面図である（図３Ａの継手中心平面における断面図）。 図３の摺動式等速自在継手が最大作動角を取った状態を示す縦断面図である。 上記後輪用ドライブシャフトに組み込まれた固定式等速自在継手の縦断面図である（図５ＢのＹ－Ｙ線における断面図）。 上記固定式等速自在継手の横断面図である（図５Ａの継手中心平面における断面図）。 摺動式等速自在継手の縦断面図であり、上半分が本発明品、下半分が比較品を示す。 摺動式等速自在継手の継手中央平面における横断面図であり、上半分が本発明品、下半分が比較品を示す。 摺動式等速自在継手の内側継手部材の縦断面図であり、上半分が本発明品、下半分が比較品を示す。 固定式等速自在継手の縦断面図であり、上半分が本発明品、下半分が比較品を示す。 固定式等速自在継手の継手中央平面における横断面図であり、上半分が本発明品、下半分が比較品を示す。 固定式等速自在継手の内側継手部材及び保持器の縦断面図であり、上半分が本発明品、下半分が比較品を示す。 本発明品に係る固定式等速自在継手が最大作動角（２０°）を取った状態を示す断面図である。 比較品に係る固定式等速自在継手が最大作動角（４７°）を取った状態を示す断面図である。 本発明品の保持器のポケット面とボールとの接点の軌跡である。 比較品の保持器のポケット面とボールとの接点の軌跡である。 前輪用ドライブシャフトを車幅方向に対して傾けて取り付けた状態を示す平面図である。 後輪用ドライブシャフトを車幅方向と平行に取り付けた状態を示す平面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
　図１に、独立懸架式の後輪駆動車（例えばＦＲ車）の動力伝達機構を示す。この動力伝達機構では、エンジンＥから出力された回転駆動力が、トランスミッションＭ及びプロペラシャフトＰＳを介してデファレンシャルギヤＧに伝達され、そこから左右の後輪用ドライブシャフト１を介して左右の後輪（車輪Ｗ）に伝達される。
　後輪用ドライブシャフト１は、図２に示すように、インボード側（図中右側）に軸方向変位および角度変位の両方を許容する摺動式等速自在継手２を、アウトボード側（図中左側）に角度変位のみを許容する固定式等速自在継手３をそれぞれ設け、両等速自在継手２，３を中間シャフト４で連結した構造を具備する。インボード側の摺動式等速自在継手２はデファレンシャルギヤＧに連結され、アウトボード側の固定式等速自在継手３は車輪Ｗに連結される（図１参照）。
　図３に示すように、摺動式等速自在継手２は、デファレンシャルギヤＧ（図１参照）に取り付けられる外側継手部材２１と、中間シャフト４（図２参照）のインボード側端部に取り付けられる内側継手部材２２と、外側継手部材２１と内側継手部材２２との間でトルクを伝達する８個のボール２３と、８個のボール２３を保持する保持器２４とを備える。
　外側継手部材２１は、軸方向一方｛アウトボード側、図３（Ａ）では左側｝が開口したカップ状のマウス部２１ａと、マウス部２１ａの底部から軸方向他方｛インボード側、図３（Ａ）では右側｝に延びるステム部２１ｂとを一体に有する。マウス部２１ａの円筒状の内周面２１ｃには、軸方向に延びる８本の直線状のトラック溝２１ｄが設けられる。ステム部２１ｂのインボード側端部の外周面には、デファレンシャルギヤＧ（図１参照）のスプライン穴に挿入されるスプライン２１ｅが設けられる。尚、マウス部２１ａ及びステム部２１ｂは、同一材料で一体形成する他、これらを別体に形成した後、溶接等により接合してもよい。
　内側継手部材２２の軸心には、中間シャフト４（図２参照）が挿入されるスプライン穴２２ｃが設けられる。内側継手部材２２の球面状の外周面２２ｄには、軸方向に延びる８本の直線状のトラック溝２２ｅが設けられる。すなわち、内側継手部材２２は、スプライン穴２２ｃを有する円筒部２２ａと、円筒部２２ａから外径に突出した複数の突出部２２ｂとを一体に有し、複数の突出部２２ｂの円周方向間にトラック溝２２ｅが設けられる。複数の突出部２２ｂの外径面が、内側継手部材２２の球面状の外周面２２ｄとなる。
　外側継手部材２１のトラック溝２１ｄと内側継手部材２２のトラック溝２２ｅとが半径方向で対向して８本のボールトラックが形成され、各ボールトラックにボール２３が一個ずつ配される。トラック溝２１ｄ，２２ｅの横断面形状は、楕円形状やゴシックアーチ形状とされ、これにより、トラック溝２１ｄ，２２ｅとボール２３とは、３０～４５°程度の接触角をもって接触する、いわゆるアンギュラコンタクトとされる。尚、トラック溝２１ｄ，２２ｅの横断面形状を円弧形状とし、トラック溝２１ｄ，２２ｅとボール２３とをいわゆるサーキュラコンタクトとしてもよい。
　保持器２４は、ボール２３を保持する８個のポケット２４ａを有する。８個のポケット２４ａは、全て同形状をなし、円周方向等間隔に配されている。保持器２４の外周面には、外側継手部材２１の円筒状の内周面２１ｃと摺接する球面部２４ｂと、球面部２４ｂの軸方向両端部から接線方向に延びる円すい部２４ｃとが設けられる。円すい部２４ｃは、図４に示すように摺動式等速自在継手２が最大作動角θを取ったときに、外側継手部材２１の内周面２１ｃと線接触して、それ以上作動角が大きくなることを規制するストッパとして機能する。保持器２４の軸心に対する円すい部２４ｃの傾斜角度は、摺動式等速自在継手２の最大作動角θの１／２の値に設定される。保持器２４の内周面には、内側継手部材２２の球面状の外周面２２ｄと摺接する球面部２４ｄが設けられる。保持器２４の外周面の球面部２４ｂと外側継手部材２１の円筒状の内周面２１ｃとが軸方向に摺動することで、外側継手部材２１と内側継手部材２２との間の軸方向変位が許容される。
　図３に示すように、保持器２４の外周面の球面部２４ｂの曲率中心Ｏ24bと、保持器２４の内周面の球面部２４ｄの曲率中心Ｏ24d（すなわち、内側継手部材２２の球面状外周面２２ｄの曲率中心）は、継手中心Ｏ（ｓ）に対して軸方向反対側に等距離だけオフセットしている。図示例では、保持器２４の外周面の球面部２４ｂの曲率中心Ｏ24bが継手中心Ｏ（ｓ）に対してインボード側（継手奥側）にオフセットし、保持器２４の内周面の球面部２４ｄの曲率中心Ｏ24dが継手中心Ｏ（ｓ）に対してアウトボード側（継手開口側）にオフセットしている。これにより、任意の作動角において、保持器２４で保持されたボール２３が常に作動角の二等分面内に配置され、外側継手部材２１と内側継手部材２２との間での等速性が確保される。
　図５に示すように、固定式等速自在継手３は、車輪Ｗ（図１参照）に取り付けられる外側継手部材３１と、中間シャフト４（図２参照）のアウトボード側端部に取り付けられる内側継手部材３２と、外側継手部材３１と内側継手部材３２との間でトルクを伝達する８個のボール３３と、８個のボール３３を保持する保持器３４とを備える。
　外側継手部材３１は、軸方向一方｛インボード側、図５（Ａ）では右側｝が開口したカップ状のマウス部３１ａと、マウス部３１ａの底部から軸方向他方｛アウトボード側、図５（Ａ）では左側｝に延びるステム部３１ｂとを一体に有する。マウス部３１ａの球面状の内周面３１ｃには、軸方向に延びる８本の円弧状のトラック溝３１ｄが形成されている。各トラック溝３１ｄは、マウス部３１ａの開口側端面まで延びている。すなわち、外側継手部材３１のトラック溝３１ｄとマウス部３１ａの開口側端面との間には、加工上必要な僅かな面取り部は設けられているが、比較品のように、ボールを組み込むために必要なテーパ面Ｋ１｛図９（Ａ）参照｝は設けられていない。また、外側継手部材３１の内周面３１ｃの開口端には、比較品のように、中間シャフトに当接して固定式等速自在継手の最大作動角を規定するようなテーパ面Ｋ２｛図９（Ａ）参照｝は設けられていない。ステム部３１ｂの外周面には、車輪Ｗ側のスプライン穴に挿入されるスプライン３１ｅが設けられる。尚、マウス部３１ａ及びステム部３１ｂは、同一材料で一体形成する他、これらを別体に形成した後、溶接等により接合してもよい。また、マウス部３１ａ及びステム部３１ｂの軸心に、軸方向の貫通孔を形成してもよい。
　内側継手部材３２の軸心には、中間シャフト４（図２参照）が挿入されるスプライン穴３２ｃが設けられる。内側継手部材３２の球面状の外周面３２ｄには、軸方向に延びる８本の円弧状のトラック溝３２ｅが設けられる。すなわち、内側継手部材３２は、スプライン穴３２ｃを有する円筒部３２ａと、円筒部３２ａから外径に突出した複数の突出部３２ｂとを一体に有し、複数の突出部３２ｂの円周方向間にトラック溝３２ｅが設けられる。複数の突出部３２ｂの外径面が、内側継手部材３２の球面状の外周面３２ｄとなる。
　外側継手部材３１のトラック溝３１ｄと内側継手部材３２のトラック溝３２ｅとが半径方向で対向して８本のボールトラックが形成され、各ボールトラックにボール３３が一個ずつ配される。トラック溝３１ｄ，３２ｅの横断面形状は、楕円形状やゴシックアーチ形状とされ、これにより、トラック溝３１ｄ，３２ｅとボール３３とは、３０～４５°程度の接触角をもって接触する、いわゆるアンギュラコンタクトとされる。尚、トラック溝３１ｄ，３２ｅの横断面形状を円弧形状とし、トラック溝３１ｄ，３２ｅとボール３３とをいわゆるサーキュラコンタクトとしてもよい。
　外側継手部材３１のトラック溝３１ｄの曲率中心Ｏ31dと、内側継手部材３２のトラック溝３２ｅの曲率中心Ｏ32eは、継手中心Ｏ（ｆ）に対して軸方向反対側に等距離だけオフセットしている。図示例では、外側継手部材３１のトラック溝３１ｄの曲率中心Ｏ31dが、継手中心Ｏ（ｆ）に対してインボード側（継手開口側）にオフセットし、内側継手部材３２のトラック溝３２ｅの曲率中心Ｏ32eが、継手中心Ｏ（ｆ）に対してアウトボード側（継手奥側）にオフセットしている。これにより、任意の作動角において、保持器３４で保持されたボール３３が常に作動角の二等分面内に配置され、外側継手部材３１と内側継手部材３２との間での等速性が確保される。
　保持器３４は、ボール３３を保持する８個のポケット３４ａを有する。８個のポケット３４ａは、全て同形状をなし、円周方向等間隔に配されている。保持器３４の球面状の外周面３４ｂは、外側継手部材３１の球面状の内周面３１ｃと摺接する。保持器３４の球面状の内周面３４ｃは、内側継手部材３２の球面状の外周面３２ｄと摺接する。保持器３４の外周面３４ｂの曲率中心（すなわち、外側継手部材３１の球面状の内周面３１ｃの曲率中心）及び内周面３４ｃの曲率中心（すなわち、内側継手部材３２の球面状の外周面３２ｄの曲率中心）は、それぞれ継手中心Ｏ（ｆ）と一致している。
　中間シャフト４は、図２に示すように、軸方向の貫通孔４１を有する中空シャフトを使用することができる。中間シャフト４は、軸方向中央に設けられた大径部４２と、軸方向両端に設けられた小径部４３と、大径部４２と小径部４３とを連続するテーパ部４４とを備える。中間シャフト４の小径部４３には、ブーツ装着用の環状溝４５及びスプライン４６が設けられる。小径部４３の外径は、環状溝４５及びスプライン４６を除いて一定とされる。尚、中間シャフト４は、中空シャフトに限らず、中実シャフトを使用することもできる。
　中間シャフト４のインボード側端部のスプライン４６は、摺動式等速自在継手２の内側継手部材２２のスプライン穴２２ｃに圧入される。これにより、中間シャフト４と内側継手部材２２とがスプライン嵌合によりトルク伝達可能に連結される。中間シャフト４のインボード側の端部には環状の凹溝が形成され、この凹溝に止め輪４７が装着される。この止め輪４７を内側継手部材２２のインボード側（軸端側）から係合させることで、中間シャフト４と内側継手部材２２との抜け止めが行われる。また、摺動式等速自在継手２の外側継手部材２１の外周面と中間シャフト４の外周面との間には、蛇腹状ブーツ２５がブーツバンド（図示省略）により取り付け固定されている。継手内部（外側継手部材２１とブーツ２５とで密封された空間）には、潤滑剤としてのグリースが封入されている。
　中間シャフト４のアウトボード側端部のスプライン４６は、固定式等速自在継手３の内側継手部材３２のスプライン穴３２ｃに圧入される。これにより、中間シャフト４と内側継手部材３２とがスプライン嵌合によりトルク伝達可能に連結される。中間シャフト４のアウトボード側の端部には環状の凹溝が形成され、この凹溝に止め輪４７が装着される。この止め輪４７を内側継手部材３２のアウトボード側（軸端側）から係合させることで、中間シャフト４と内側継手部材３２との抜け止めが行われる。また、固定式等速自在継手３の外側継手部材３１の外周面と中間シャフト４の外周面との間には、蛇腹状ブーツ３５がブーツバンド（図示省略）により取り付け固定されている。継手内部（外側継手部材３１とブーツ３５とで密封された空間）には、潤滑剤としてのグリースが封入されている。
　上記の摺動式等速自在継手２及び固定式等速自在継手３は、後輪用ドライブシャフト専用であるため、前輪用ドライブシャフトにも使用可能であった従来品よりも最大作動角を小さく設定することができる。本実施形態では、摺動式等速自在継手２及び固定式等速自在継手３の最大作動角が、何れも２０°以下に設定される。これにより、負荷容量を維持しながら、摺動式等速自在継手２及び固定式等速自在継手３の軽量・コンパクト化を図ることが可能となる。以下、摺動式等速自在継手２及び固定式等速自在継手３の内部仕様について、詳しく説明する。
［摺動式等速自在継手の内部仕様］
　下記の表１及び図６～８に、本発明品に係る摺動式等速自在継手２の内部仕様を、ボール径が等しい比較品（最大作動角２５°の８個ボールのダブルオフセット型等速自在継手）と比較して示す。尚、図６～８の上半分は、本発明品に係る摺動式等速自在継手２の断面図であり、下半分は、比較品に係る摺動式等速自在継手２’の断面図である。比較品の各部位には、本発明品の各部位の符号に「’（ダッシュ）」を付した符号を付している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　上記の各パラメータの定義は以下のとおりである。
（１）ボールＰＣＤ（ボールのピッチ円径）ＰＣＤBALL（ｓ）：外側継手部材２１の軸心又は内側継手部材２２の軸心とボール２３の中心との距離の２倍の値である。すなわち、作動角０°の状態で、全てのボール２３の中心を通る円の直径である。
（２）内輪幅（内側継手部材の軸方向幅）ＷI（ｓ）：内側継手部材２２の最大軸方向寸法であり、図示例では内側継手部材２２の両端面間の軸方向距離である。
（３）内輪肉厚（内側継手部材の半径方向の肉厚）ＴI（ｓ）：継手中心平面Ｐ（ｓ）｛継手中心Ｏ（ｓ）を通り、軸線と直交する平面｝におけるトラック溝２２ｅの溝底とスプライン穴２２ｃのピッチ円との半径方向距離である。尚、図示例では、内側継手部材の半径方向の肉厚が軸方向で一定となっている。
（４）スプラインＰＣＤ（内側継手部材のスプライン穴のピッチ円径）ＰＣＤSPL（ｓ）：内側継手部材２２のスプライン穴２２ｃと中間シャフト４のスプライン４６との噛み合いピッチ円の直径である。
（５）外輪外径ＤO（ｓ）：外側継手部材２１の最大外径である。
（６）保持器幅ＷC（ｓ）：保持器２４の最大軸方向寸法であり、図示例では保持器２４の両端面間の軸方向距離である。
　以下、上記のような内部仕様に至った設計思想を詳しく説明する。
　摺動式等速自在継手２では、作動角が大きくなるほど各ボール２３に加わる最大荷重が大きくなるため、上記のように最大作動角を小さくすることで、各ボール２３に加わる最大荷重が小さくなる。これにより、ボール２３と接触する内側継手部材２２の強度に余裕が生じ、内側継手部材２２の半径方向の肉厚を薄くすることができるため、内側継手部材２２の外周面を小径化することができる。これにより、内側継手部材２２の外周面に形成されたトラック溝２２ｅを内径側に寄せることができるため、内側継手部材２２のトラック溝２２ｅのピッチ円径、すなわち、トラック溝２２ｅに配されるボール２３のピッチ円径を比較品よりも小さくすることができる｛ＰＣＤBALL（ｓ）＜ＰＣＤBALL（ｓ）’、上記表１の（１）参照｝。これにより、負荷容量や耐久性の低下を招くことなく、摺動式等速自在継手２を半径方向にコンパクト化して、軽量化を図ることができる。
　比較品は最大作動角が大きいため、保持器２４’のポケット２４ａ’の周方向長さが大きく、このポケット２４ａ’の周方向長さを確保するために保持器２４’の径を大きくする必要があった。このため、保持器２４’の内周面と摺接する内側継手部材２２’の外周面が大径となり、その結果、内側継手部材２２’が強度上必要とされる以上の過剰な肉厚を有していた。これに対し、本発明品では、上記のように最大作動角を小さくすることで、保持器２４に対するボール２３の周方向移動量が小さくなるため、保持器２４の各ポケット２４ａの周方向寸法を縮小することができる（Ｌｐ＜Ｌｐ’）。これにより、ポケット２４ａ間の柱部２４ｅの周方向寸法を維持しながら（Ｌｃ≒Ｌｃ’）、保持器２４を小径化して、保持器２４の内周面の球面部２４ｄと摺接する内側継手部材２２の外周面２２ｄを小径化することができる（図７参照）。その結果、内側継手部材２２を薄肉化して、強度上必要とされる最低限の肉厚とすることができ｛ＴI（ｓ）＜ＴI（ｓ）’、上記表１の（３）参照｝、上記のようにボール２３のピッチ円径を小さくして摺動式等速自在継手２を半径方向にコンパクト化することが可能となる。
　摺動式等速自在継手２の最大作動角を小さくすることで、上記のように各ボール２３に加わる最大荷重が小さくなるため、ボール２３と接触する保持器２４の強度に余裕が生じる。これにより、比較品と同等の耐久性を維持しながら、保持器２４の軸方向両端に設けられた環状部の軸方向の肉厚を薄くすることができるため、保持器２４全体の軸方向幅を縮小して軽量化を図ることができる｛ＷC（ｓ）＜ＷC（ｓ）’、上記表１の（６）参照｝。
　摺動式等速自在継手２の最大作動角を小さくすることで、保持器２４の外周面の円すい部２４ｃの軸心に対する角度を小さくすることができ、本実施形態では１０°以下にすることができる。これにより、保持器２４の薄肉部の肉厚（例えば、継手開口側端部における肉厚ＴC）を厚くすることができるため、保持器２４の強度を高めることができる。
　摺動式等速自在継手２の最大作動角を小さくすることで、上記のように内側継手部材２２の半径方向の肉厚ＴIを減じることができるため、内側継手部材２２のスプライン穴２２ｃを大径化することができる｛ＰＣＤSPL（ｓ）＞ＰＣＤSPL（ｓ）’、上記表１の（４）参照｝。これにより、スプライン穴２２ｃに挿入される中間シャフト４を大径化して、捩じり強度を高めることができる。また、摺動式等速自在継手２の最大作動角を小さくすることで、上記のようにボール２３のピッチ円径を縮小することができるため、外側継手部材２１を小径化することができる。以上より、本発明品では、外側継手部材２１の外径ＤO（ｓ）と内側継手部材のスプライン穴のピッチ円径ＰＣＤSPL（ｓ）との比ＤO（ｓ）／ＰＣＤSPL（ｓ）を、比較品よりも小さくすることができる｛ＤO（ｓ）／ＰＣＤSPL（ｓ）＜ＤO（ｓ）’／ＰＣＤSPL（ｓ）’、上記表１の（５）参照｝。これにより、摺動式等速自在継手２の軽量・コンパクト化と、中間シャフト４の強度向上とを同時に達成することができる。
　摺動式等速自在継手２の最大作動角を小さくすると、内側継手部材２２に対するボール２３の軸方向移動量が小さくなる。具体的には、図８に示すように、最大作動角が小さい本発明品は、最大作動角が大きい比較品よりも、内側継手部材２２のトラック溝２２ｅとボール２３との接点軌跡の軸方向長さ（トラック有効長さ）が短い（ＺI＜ＺI’）。これにより、本発明品では、内側継手部材２２のトラック溝２２ｅの軸方向長さ、ひいては内側継手部材２２全体の軸方向幅を、比較品よりも短くすることができる｛ＷI（ｓ）＜ＷI（ｓ）’、上記表１の（２）参照｝。
　しかし、内側継手部材２２の軸方向幅を小さくしすぎると、内側継手部材２２の軸心に設けられたスプライン穴２２ｃの軸方向長さが不足して、内側継手部材２２と中間シャフト４とのスプライン嵌合部の強度不足を招くおそれがある。本発明品の摺動式等速自在継手２では、最大作動角を小さくすることで、上記のように内側継手部材２２の半径方向の肉厚を薄くすることができるため、内側継手部材２２のスプライン穴２２ｃを大径化することができる。これにより、スプライン歯一つ当たりの面圧を維持しながら（すなわち、スプライン嵌合部の強度を維持しながら）、内側継手部材２２のスプライン穴２２ｃの軸方向長さを短くすることができる。以上のように、内側継手部材２２のトラック溝２２ｅ及びスプライン穴２２ｃの軸方向長さを短くすることで、上記のように内側継手部材２２全体の軸方向幅を縮小して軽量化を図ることが可能となる。
　以上のように、摺動式等速自在継手の最大作動角を小さくすることにより得られる様々な条件を考慮して、摺動式等速自在継手の内部仕様を検討することで、比較品と同等のトルク負荷容量を維持しながら摺動式等速自在継手を軽量・コンパクト化することができる。これにより、後輪用ドライブシャフト専用として使用できる、軽量・コンパクトな摺動式等速自在継手の新たなシリーズを構築することができる。
［固定式等速自在継手の内部仕様］
　下記の表２、図９及び図１０に、本発明品に係る固定式等速自在継手３の内部仕様を、ボール径が等しい比較品（最大作動角４７°の８個ボールのゼッパ型等速自在継手）と比較して示す。尚、図９及び図１０の上半分は、本発明品に係る固定式等速自在継手３の断面図であり、下半分は、比較品に係る固定式等速自在継手３’の断面図である。比較品の各部位には、本発明品の各部位の符号に「’（ダッシュ）」を付した符号を付している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　各パラメータの定義は、以下のとおりである。
（１）ボールＰＣＤ（ボールのピッチ円径）ＰＣＤBALL（ｆ）：外側継手部材３１のトラック溝３１ｄの曲率中心Ｏ31d又は内側継手部材３２のトラック溝３２ｅの曲率中心Ｏ32eとボール３３の中心とを結ぶ線分の長さ（外側継手部材３１のトラック溝３１ｄの曲率中心Ｏ31dとボール３３の中心とを結ぶ線分の長さと、内側継手部材３２のトラック溝３２ｅの曲率中心Ｏ32eとボール３３の中心とを結ぶ線分の長さとは等しく、この寸法をＰＣＲと言う。）の２倍の値である（ＰＣＤBALL（ｆ）＝２×ＰＣＲ）。
（２）内輪トラック長さ（内側継手部材のトラック溝の軸方向長さ）ＷI・TRUCK（ｆ）：厳密には、内側継手部材３２のトラック溝３２ｅとボール３３との接点軌跡の軸方向長さであるが、本明細書では、内側継手部材３２の球面状の外周面３２ｄの軸方向長さ、すなわち、内側継手部材３２の軸方向両端面間の軸方向距離（外周面３２ｄの軸方向両端から内径側に延びる端面間の軸方向距離）のことを言う。
（３）内輪幅（内側継手部材の軸方向幅）ＷI（ｆ）：内側継手部材３２の最大軸方向寸法であり、図示例では、内側継手部材３２の円筒部３２ａの両端面間の軸方向距離である。
（４）内輪肉厚（内側継手部材の半径方向の肉厚）ＴI（ｆ）：継手中心平面Ｐ（ｆ）（継手中心Ｏ（ｆ）を通り、軸線と直交する平面）におけるトラック溝３２ｅの溝底とスプライン穴３２ｃのピッチ円との半径方向距離である。
（５）スプラインＰＣＤ（内側継手部材のスプライン穴のピッチ円径）ＰＣＤSPL（ｆ）：内側継手部材３２のスプライン穴３２ｃと中間シャフト４のスプライン４６との噛み合いピッチ円の直径である。
（６）外輪外径ＤO（ｆ）：外側継手部材３１の最大外径である。
（７）継手中心～外輪開口端面長さＷ１O（ｆ）：継手中心Ｏ（ｆ）と外側継手部材３１のマウス部３１ａの開口側端面（インボード側の端面）との軸方向距離である。
（８）保持器肉厚ＴC（ｆ）：保持器３４の継手中心平面Ｐ（ｆ）における半径方向の肉厚である。
（９）保持器幅ＷC（ｆ）：保持器３４の最大軸方向寸法であり、図示例では保持器３４の両端面間の軸方向距離である。
　以下、上記のような内部仕様に至った設計思想を詳しく説明する。
　固定式等速自在継手３では、作動角が大きくなるほど各ボール３３に加わる最大荷重が大きくなるため、上記のように最大作動角を小さくすることで、各ボール３３に加わる最大荷重が小さくなる。これにより、ボール３３と接触する内側継手部材３２の強度に余裕が生じ、内側継手部材３２の半径方向の肉厚を薄くすることができる｛ＴI（ｆ）＜ＴI（ｆ）’、上記表２の（４）参照｝。これにより、内側継手部材３２の外周面を小径化することができるため、内側継手部材３２の外周面に形成されたトラック溝３２ｅを内径側に寄せることができ、内側継手部材３２のトラック溝３２ｅのピッチ円径、すなわち、トラック溝３２ｅに配されるボール３３のピッチ円径を比較品よりも小さくすることができる｛ＰＣＤBALL（ｆ）＜ＰＣＤBALL（ｆ）’、上記表２の（１）参照｝。これにより、負荷容量や耐久性の低下を招くことなく、固定式等速自在継手３を半径方向にコンパクト化して、軽量化を図ることができる。
　固定式等速自在継手３の最大作動角を小さくすることで、各ボール３３に加わる最大荷重が小さくなり、ボール３３と接触する保持器３４の強度に余裕が生じるため、比較品と同等の耐久性を維持しながら、保持器３４の半径方向の肉厚を低減することが可能となる｛ＴC（ｆ）＜ＴC（ｆ）’、上記表２の（８）参照｝。また、図１３（Ａ）に示す本発明品（最大作動角２０°）の保持器のポケット面Ｓとボールとの接点の軌跡Ｃと、図１３（Ｂ）に示す比較品（最大作動角４７°）の保持器のポケット面Ｓ’とボールとの接点の軌跡Ｃ’とから明らかなように、固定式等速自在継手３の最大作動角を小さくすることで、保持器３４のポケット３４ａ内におけるボール３３の半径方向（図１３の上下方向）の移動量が小さくなる。この観点からも、保持器３４の半径方向の肉厚を低減することが可能となる。以上のように、保持器３４の肉厚ＴC（ｆ）を薄くしながら、ボール３３のピッチ円径ＰＣＤBALL（ｆ）を小さくすることにより、外側継手部材３１及び内側継手部材３２のトラック溝３１ｄ、３２ｅの深さを確保してボール３３のトラック溝エッジ部への乗り上げを防止しつつ、固定式等速自在継手３の軽量・コンパクト化を図ることができる。
　固定式等速自在継手３の最大作動角を小さくすることで、上記のように内側継手部材３２の半径方向の肉厚ＴI（ｆ）を減じることができるため、内側継手部材３２のスプライン穴３２ｃを大径化することができる｛ＰＣＤSPL（ｆ）＞ＰＣＤSPL（ｆ）’、上記表２の（５）参照｝。これにより、スプライン穴３２ｃに挿入される中間シャフト４（図２参照）を大径化して、捩じり強度を高めることができる。また、固定式等速自在継手３の最大作動角を小さくすることで、上記のようにボール３３のピッチ円径を縮小することができるため、外側継手部材３１を小径化することができる。以上より、本発明品では、外側継手部材３１の外径ＤO（ｆ）と内側継手部材３２のスプライン穴３２ｃのピッチ円径ＰＣＤSPL（ｆ）との比ＤO（ｆ）／ＰＣＤSPL（ｆ）を、比較品よりも小さくすることができる｛ＤO（ｆ）／ＰＣＤSPL（ｆ）＜ＤO（ｆ）’／ＰＣＤSPL（ｆ）’、上記表２の（６）参照｝。これにより、固定式等速自在継手３の軽量・コンパクト化と、中間シャフト４（図２参照）の強度向上とを同時に達成することができる。
　図１１に、本発明品に係る固定式等速自在継手３が最大作動角（２０°）を取った状態を示し、図１２に、比較品に係る固定式等速自在継手３’が最大作動角（４７°）を取った状態を示す。これらの図から明らかなように、本発明品における内側継手部材３２のトラック溝３２ｅとボール３３との接点軌跡Ｌ１の長さは、比較品における内側継手部材３２’のトラック溝３２ｅ’とボール３３’との接点軌跡Ｌ１’の長さよりも短い。このように、固定式等速自在継手３の最大作動角を小さくすることで、ボール３３の軸方向移動量が小さくなるため、図１０に示すように、内側継手部材３２のトラック溝３２ｅの軸方向長さを短くすることができる｛ＷI・TRUCK（ｆ）＜ＷI・TRUCK（ｆ）’、上記表２の（２）参照｝。これにより、内側継手部材３２全体の軸方向幅ＷI（ｆ）を短くして軽量化を図ることが可能となる｛ＷI（ｆ）＜ＷI（ｆ）’、上記表２の（３）参照｝。
　また、上記のように内側継手部材３２のスプライン穴３２ｃを大径化することで、内側継手部材３２のスプライン穴３２ｃと中間シャフト４のスプライン４６（図２参照）との嵌合部のピッチ円径が大きくなるため、スプライン歯同士の接触部の面圧が低減される。これにより、スプライン歯一つ当たりの面圧を維持しながら、内側継手部材３２のスプライン穴３２ｃの軸方向長さを短くすることができるため、内側継手部材３２の円筒部３２ａの軸方向幅を短縮することができる。このように、内側継手部材３２のトラック溝３２ｅの軸方向長さを短くするだけでなく、スプライン穴３２ｃの軸方向長さを短くすることで、上記のように内側継手部材３２全体の軸方向幅を短くすることができる。
　また、図１１及び図１２に示すように、本発明品における外側継手部材３１のトラック溝３１ｄとボール３３との接点軌跡Ｌ２の長さは、比較品における外側継手部材３１’のトラック溝３１ｄ’とボール３３’との接点軌跡Ｌ２’の長さよりも短い。このように、固定式等速自在継手３の最大作動角を小さくすることで、外側継手部材３１に対するボール３３の軸方向移動量が短くなるため、図９に示すように、外側継手部材３１のトラック溝３１ｄの軸方向長さ、特に、トラック溝３１ｄの継手中心Ｏ（ｆ）よりも開口側部分の軸方向長さ、具体的には、継手中心Ｏ（ｆ）から外側継手部材３１のマウス部３１ａの開口側端面までの軸方向長さを短くすることができる｛Ｗ１O（ｆ）＜Ｗ１O（ｆ）’、上記表２の（７）参照｝。これにより、外側継手部材３１を軸方向にコンパクト化して軽量化を図ることが可能となる。
　固定式等速自在継手３の最大作動角を小さくすることで、上記のように保持器３４の強度に余裕が生じるため、比較品と同等の耐久性を維持しながら、保持器３４の軸方向幅を小さくすることができる｛ＷC（ｆ）＜ＷC（ｆ）’、上記表２の（９）参照｝。これにより、保持器３４を軸方向にコンパクト化して軽量化を図ることが可能となる。
　以上のように、固定式等速自在継手の最大作動角を小さくすることにより得られる様々な条件を考慮して、固定式等速自在継手の内部仕様を検討することで、比較品と同等のトルク負荷容量を維持しながら固定式等速自在継手を軽量・コンパクト化することができる。これにより、後輪用ドライブシャフト専用として使用できる、軽量・コンパクトな固定式等速自在継手の新たなシリーズを構築することができる。
　以上のように、本実施形態に係る後輪用ドライブシャフト１は、軽量・コンパクト化された摺動式等速自在継手２及び固定式等速自在継手３を有するため、全体として軽量・コンパクト化を図ることができる。
　本発明は、上記の実施形態に限られない。例えば、上記の後輪用ドライブシャフトは、後輪のみで駆動する後輪駆動車（例えばＦＲ車）に限らず、四輪駆動車（特に、後輪が主駆動輪となる四輪駆動車）にも用いることができる。尚、ＳＵＶ車は車輪の上下動が大きく、ドライブシャフトの角度変位が大きいため、上記のような低作動角の等速自在継手を有する後輪用ドライブシャフトは適用できない場合がある。従って、上記の後輪用ドライブシャフトは、後輪駆動あるいは四輪駆動の乗用車に適用することが好ましい。
１     後輪用ドライブシャフト
２     摺動式等速自在継手
２１   外側継手部材
２２   内側継手部材
２３   ボール
２４   保持器
３     固定式等速自在継手
３１   外側継手部材
３２   内側継手部材
３３   ボール
３４   保持器
４     中間シャフト
Ｅ     エンジン
Ｇ     デファレンシャルギヤ
Ｍ     トランスミッション
ＰＳ   プロペラシャフト
Ｗ     車輪

Claims (4)

  1. 　球面状の内周面に軸方向に延びる８本のトラック溝が形成された外側継手部材と、球面状の外周面に軸方向に延びる８本のトラック溝が形成され、軸心にスプライン穴が形成された内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝とで形成されるボールトラックに配された８個のボールと、前記ボールを収容する８個のポケットを有し、前記外側継手部材の内周面及び前記内側継手部材の外周面に摺接する保持器とを備え、前記外側継手部材のトラック溝の曲率中心と前記内側継手部材のトラック溝の曲率中心とがそれぞれ継手中心に対して軸方向反対側に等距離だけオフセットされた固定式等速自在継手と、
    　円筒状の内周面に軸方向に延びる８本のトラック溝が形成された外側継手部材と、球面状の外周面に軸方向に延びる８本のトラック溝が形成され、軸心にスプライン穴が形成された内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝とで形成されるボールトラックに配された８個のボールと、前記ボールを収容する８個のポケットを有し、前記外側継手部材の内周面及び前記内側継手部材の外周面に摺接する保持器とを備え、前記保持器の外周面に設けられた球面部の曲率中心と前記保持器の内周面に設けられた球面部の曲率中心とがそれぞれ継手中心に対して軸方向反対側に等距離だけオフセットされた摺動式等速自在継手と、
    　前記固定式等速自在継手の内側継手部材のスプライン穴に嵌合するアウトボード側のスプラインと、前記摺動式等速自在継手の内側継手部材のスプライン穴に嵌合するインボード側のスプラインとを備えた中間シャフトとを有する後輪用ドライブシャフトにおいて、
    　前記固定式等速自在継手の前記ボールのピッチ円径ＰＣＤBALL（ｆ）と前記ボールの直径ＤBALL（ｆ）との比ＰＣＤBALL（ｆ）／ＤBALL（ｆ）が３．７０～３．８７であり、
    　前記摺動式等速自在継手の前記ボールのピッチ円径ＰＣＤBALL（ｓ）と前記ボールの直径ＤBALL（ｓ）との比ＰＣＤBALL（ｓ）／ＤBALL（ｓ）が３．３～３．６である後輪用ドライブシャフト。
  2. 　前記固定式等速自在継手の前記内側継手部材のスプライン穴のピッチ円径ＰＣＤSPL（ｆ）と前記ボールの直径ＤBALL（ｆ）との比ＰＣＤSPL（ｆ）／ＤBALL（ｆ）が１．８２～１．９２であり、
    　前記摺動式等速自在継手の前記内側継手部材のスプライン穴のピッチ円径ＰＣＤSPL（ｓ）と前記ボールの直径ＤBALL（ｓ）との比ＰＣＤSPL（ｓ）／ＤBALL（ｓ）が１．７０～１．８５である請求項１に記載の後輪用ドライブシャフト。
  3. 　前記固定式等速自在継手及び前記摺動式等速自在継手の最大作動角が２０°以下である請求項１又は２に記載の後輪用ドライブシャフト。
  4. 　前記中間シャフトが中空である請求項１～３の何れか１項に記載の後輪用ドライブシャフト。
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