(57)【要約】      （修正有）【課題】強度、負荷容量および耐久性を確保し、軽量・コンパクトで、トルク損失の少ない高効率な８個ボールタイプの固定式等速自在継手。【解決手段】球状内径面８に軸方向に延びる曲線状のトラック溝６が形成された外側継手部材２と、球状外径面９に軸方向に延びる曲線状のトラック溝７が形成された内側継手部材３と、トルク伝達ボール４と、このトルク伝達ボール４をポケットに保持する保持器５を備え、外側継手部材２のトラック溝６の曲率中心Ａと内側継手部材３のトラック溝７の曲率中心Ｂが継手中心Ｏに対して軸方向反対側に等距離ｆ１オフセットされており、継手内部にグリースＧが封入された固定式等速自在継手１において、ポケットとボール４との間の初期ポケットすきまを正の値とし、グリースＧは、初期ちょう度がちょう度番号１号〜２号であると共に、混和安定度が３９０〜４４０である。【選択図】図１
2015175475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状内径面に軸方向に延びる８本の曲線状のトラック溝が形成された外側継手部材と、球状外径面に軸方向に延びる８本の曲線状のトラック溝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これに対応する前記内側継手部材のトラック溝との間に配された８個のトルク伝達ボールと、このトルク伝達ボールをポケットに保持すると共に前記外側継手部材の球状内径面と前記内側継手部材の球状内径面にそれぞれ嵌合する球状外径面と球状内径面を有する保持器を備え、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が継手中心に対して軸方向反対側に等距離オフセットされており、継手内部にグリースが封入された固定式等速自在継手において、
前記ポケットとボールとの間の初期ポケットすきまを正の値とし、
前記グリースは、初期ちょう度がちょう度番号１号〜２号であると共に、混和安定度が３９０〜４４０であることを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項２】
前記トルク伝達ボールのピッチ円直径（ＰＣＤBALL）とボール直径（ＤBALL）との比ｒ１（＝ＰＣＤBALL／ＤBALL）が３．３≦ｒ１≦５．０の範囲にあり、前記外側継手部材の外径（ＤOUTER）と前記内側継手部材の嵌合部の歯型のピッチ円直径（ＰＣＤSERR）との比ｒ２（＝ＤOUTER／ＰＣＤSERR）が２．５≦ｒ２＜３．５の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の固定式等速自在継手。
【請求項３】
前記初期ポケットすきまを０〜２０μｍとしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の固定式等速自在継手。
【請求項４】
前記グリースは、基油として含まれる潤滑油成分の全質量に対して、パラフィン系鉱物油を７０質量％以上含有することを特徴とする請求項１に記載の固定式等速自在継手。
【請求項５】
前記グリースの増ちょう剤をウレア化合物としたことを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の固定式等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のドライブシャフトの駆動車輪側に使用され、角度変位のみを許容する固定式等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１を参照して、固定式等速自在継手であるツェッパ型等速自在継手は、外側継手部材２、内側継手部材３、ボール４および保持器５を主な構成とする。外側継手部材２の球状内径面８には複数の曲線状のトラック溝６が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。内側継手部材３の球状外径面９には、外側継手部材２のトラック溝６と対向する複数の曲線状のトラック溝７が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。外側継手部材２のトラック溝６と内側継手部材３のトラック溝７との間にトルクを伝達する複数のボール４が１個ずつ組み込まれている。外側継手部材２の球状内径面８と内側継手部材３の球状外径面９の間に、ボール４を保持する保持器５が配置されている。外側継手部材２の外周と、内側継手部材３に連結されたシャフト１２の外周とをブーツ１３で覆い、継手内部には、潤滑剤としてグリースが封入されている。
【０００３】
外側継手部材２の球状内径面８と内側継手部材３の球状外径面９の曲率中心は、いずれも、継手の中心Ｏに形成されている。これに対して、外側継手部材２のトラック溝６の曲率中心Ａと、内側継手部材３のトラック溝７の曲率中心Ｂは、継手の中心Ｏに対して軸方向反対側に等距離ｆ１オフセットされている。これにより、継手が作動角をとった場合、外側継手部材２と内側継手部材３の両軸線がなす角度を二等分する平面上にボール４が常に案内され、二軸間で等速に回転トルクが伝達されることになる。
【０００４】
固定式等速自在継手１は、８個ボールタイプのツェッパ型等速自在継手で、従来の６個ボールの等速自在継手に比べて、トラックオフセット量を小さくし、ボールの個数を増やし、かつ直径を小さくしたことにより、６個のボールを用いた固定式自在継手と同等以上の強度、負荷容量および耐久性を確保し、軽量・コンパクトで、トルク損失の少ない高効率な等速自在継手を実現している。このような８個ボールタイプの固定式自在継手の高常用角化や高速回転時の発熱を低減するために保持器のポケットすきまや内側継手部材とケージ間の球面すきまに着目したものが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２５８２０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、自動車の燃費向上のため、自動車部品である等速自在継手の軽量化と共に高効率化に対する要求が高まっている。特に、一般道や高速道路網等が整備され、セダン系乗用車を含む車高の高くない車（以下代表としてセダン系乗用車という。）のドライブシャフトに使用される固定式等速自在継手では低作動角における伝達効率および耐久性の向上が強く望まれている。
【０００７】
特許文献１に記載された固定式等速自在継手は、８個ボールタイプの固定式等速自在継手が使用されるドライブシャフトの高常用角化やプロペラシャフトの高回転時における発熱を低減することに着目し、固定式等速自在継手の内部仕様を改良したものである。しかしながら、特許文献１に記載された固定式等速自在継手は、前述したセダン系乗用車の比較的低い常用角のドライブシャフトに使用される固定式等速自在継手の伝達効率および耐久性の向上に対して着目したものではない。
【０００８】
本発明は、前述した問題点に鑑みて提案されたもので、その目的は、従来継手（６個ボールタイプの固定式等速自在継手）と同等以上の強度、負荷容量および耐久性を確保し、軽量・コンパクトで、トルク損失の少ない高効率な８個ボールタイプの固定式等速自在継手の基本的なフォルム構成を変更することなく、低常用角のドライブシャフトに使用される固定式等速自在継手の伝達トルク損失を低減し耐久性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記の目的を達成するため鋭意検討および検証し、以下の多面的な知見と推考活動により本発明に至った。
（１）エネルギー損失の動的解析
まず、８個ボールタイプの固定式等速自在継手のトルク伝達時に、エネルギー損失がどこの接触部位で発生しているかについて摩擦を考慮した動的解析により検証した。この解析の結果、図７に示すように、エネルギー損失は、低作動角においては、保持器のポケットとボール間の接触部によるものが一番大きく、次に外側継手部材のトラック溝とボール間の接触部や内外継手部材と保持器の球面間の接触部、そして、内側継手部材のトラック溝とボール間の接触部であることが判明した。この解析結果より、保持器のポケットとボール間の接触部の究明に重点をおくことにした。ここで、エネルギー損失とは、上記の動的解析において等速自在継手の内部力よる各接触部位の仕事量を意味し、解析結果より、エネルギー損失は、計測した等速自在継手の伝達効率としてのトルク損失と比例関係にある。
（２）継手内部の接触状態
前項の保持器のポケットとボール間の接触状態として、ボールは、通常、締め代をもって保持器のポケットに組込まれるため、ボールと、保持器のポケット間や内外継手部材のトラック溝間の円滑な動きを規制する。前項の動的解析の結果により、保持器のポケットとボール間を正すきまにすることで、低作動角時のトルク損失に最も大きく影響する保持器とボール間で発生するトルク損失が低減でき、また、ボールと内外継手部材のトラック溝間のトルク損失も低減できる可能性に注目した。
（３）セダン系乗用車の居住性
一方で考慮すべきことは、低常用角のドライブシャフトを備えたセダン系乗用車は、居住性を重視するためＮＶＨ（Ｎｏｉｓｅ，Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ，Ｈａｒｓｈｎｅｓｓ、以下同じ）特性への要求が特に厳しいということである。具体的には、保持器のポケットとボールとの遊び（正すきま）が過大となると、ポケットとボールとの間で打音（異音）が発生したり、継手振動を増大したりするなど、継手性能に好ましくない影響が生じる。この影響は、特に、居住性を重視するセダン系乗用車のドライブシャフトでは重要な課題である。このような状況のため、保持器のポケットとボール間の正すきまが実車の条件面で成立するのかどうかという難題に対処が必要なことと、ポケットとボール間を正すきまとする内部仕様だけでは、セダン系乗用車の要求に対して到達できないという結論に至った。
（４）新規な着目
そこで、セダン系乗用車のＮＶＨ特性の確保を不可欠の条件として、保持器のポケットとボール間を正すきまにすることによる継手の内部仕様の側面よりトルク損失の低減を図ることに加えて、保持器のポケットとボール間の摩擦を低減することにより、さらに、トルク損失の低減効果を増幅させることができないかということに着目した。
（５）グリースの流動性
前項の摩擦を低減する手段として考えられるグリースの性状面では、流動性の小さいグリースと比較して流動性の大きいグリースは、等速自在継手の内部の摺動部に介入しやすい。特に、トラック溝とボール間の転がり成分をもつ接触部位と比較して、転がり成分を含まない摺動部となる保持器のポケットとボール間には、流動性が大きく影響することが判明した。ところが、グリースの流動性についても難題が浮上した。すなわち、グリースの流動性は、ちょう度が指標とされるが、このちょう度は実際面では単純に選定できるものではなく、継手組立時のハンドリング性、ブーツから漏れ防止、継手内での流動性（摺動部位へのグリース供給性）等を多面的に勘案する必要があるという問題である。
（６）グリースの性状面の新規な着想
以上の検討や検証を基に種々思考した結果、グリースの性状面では、初期ちょう度は通常用いるレベルであるが、運転時には、ちょう度が大きくなる「組立時のハンドリング性」と「摺動部へのグリース供給性」を両立させるグリースを用いるという新規な着想にたどり着いた。
【００１０】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、球状内径面に軸方向に延びる８本の曲線状のトラック溝が形成された外側継手部材と、球状外径面に軸方向に延びる８本の曲線状のトラック溝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これに対応する前記内側継手部材のトラック溝との間に配された８個のトルク伝達ボールと、このトルク伝達ボールをポケットに保持すると共に前記外側継手部材の球状内径面と前記内側継手部材の球状内径面にそれぞれ嵌合する球状外径面と球状内径面を有する保持器を備え、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が継手中心に対して軸方向反対側に等距離オフセットされており、継手内部にグリースが封入された固定式等速自在継手において、前記ポケットとボールとの間の初期ポケットすきまを正の値とし、前記グリースは、初期ちょう度がちょう度番号１号〜２号（混和ちょう度２６５〜３４０）であると共に、混和安定度が３９０〜４４０であることを特徴とする。
【００１１】
ここで、本明細書および特許請求の範囲において、初期ちょう度がちょう度番号１号〜２号（混和ちょう度２６５〜３４０）であるとは、ＪＩＳ  Ｋ  ２２２０に規定されたちょう度番号１号〜２号であることを意味し、混和安定度が３９０〜４４０であるとは、ＪＩＳ  Ｋ  ２２２０に規定された混和安定度（１０5Ｗ）が３９０〜４４０であることを意味する。補足すると、ＪＩＳ  Ｋ  ２２２０に規定された混和安定度（１０5Ｗ）は、グリースを規定の混和器で１０万回混和して、２５℃に保持した後、さらに６０回混和した後のちょう度であるので、継手の運転時のちょう度の指標とすることができる。初期ちょう度がちょう度番号１号〜２号（混和ちょう度２６５〜３４０）であると、継手の組立時の作業性が損なわれない。また、混和安定度が３９０〜４４０であると、運転時にちょう度が大きくなり（流動性が大きくなり）、すきま部へグリースが供給され、トルク損失を低減させることができる。混和安定度が４４０より大きいと、グリースがブーツから漏れやすくなり、好ましくない。
【００１２】
上記の構成により、従来継手（６個ボールタイプの固定式等速自在継手）と同等以上の強度、負荷容量および耐久性を有し、軽量・コンパクトで、トルク損失の少ない高効率な８個ボールタイプの固定式等速自在継手の基本的なフォルム構成を変更することなく、低常用角のドライブシャフトに使用される固定式等速自在継手の伝達トルク損失を低減し耐久性を向上させることができる。
【００１３】
８個ボールタイプの固定式等速自在継手の有利な構成として、上記のトルク伝達ボールのピッチ円直径（ＰＣＤBALL）とボール直径（ＤBALL）との比ｒ１（＝ＰＣＤBALL／ＤBALL）が３．３≦ｒ１≦５．０の範囲にあり、外側継手部材の外径（ＤOUTER）と内側継手部材の嵌合部の歯型のピッチ円直径（ＰＣＤSERR）との比ｒ２（＝ＤOUTER／ＰＣＤSERR）が２．５≦ｒ２＜３．５の範囲内にあることが好ましい。これにより、従来継手（６個ボールタイプの固定式等速自在継手）と同等以上の強度、負荷容量および耐久性を有し、かつ、外径寸法がコンパクトとなる。
【００１４】
上記の初期ポケットすきまを０〜２０μｍとすることが好ましい。これにより、封入グリースの特性と相俟って、低常用角のドライブシャフトに使用される固定式等速自在継手のトルク損失を低減すると共に、高作動角時のポケットとボールとの間で打音や継手振動を防止することができる。
【００１５】
上記のグリースは、基油として含まれる潤滑油成分の全質量に対して、パラフィン系鉱物油を７０質量％以上含有することが好ましい。これにより、パラフィン系鉱物油は、コスト面で有利であると共に、継手内部の動きによりせん断を受けると急激に流動性がよくなり、トルク損失を低減できる。
【００１６】
上記のグリースの増ちょう剤をウレア化合物としたことより、耐熱性、介入性に優れ、保持器のポケットの摩耗が抑制できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、従来継手（６個ボールタイプの固定式等速自在継手）と同等以上の強度、負荷容量および耐久性を有し、軽量・コンパクトで、トルク損失の少ない高効率な８個ボールタイプの固定式等速自在継手の基本的なフォルム構成を変更することなく、低常用角のドライブシャフトに使用される固定式等速自在継手の伝達トルク損失を低減し耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明に係る一実施形態の固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図２】図１の固定型等速自在継手の横断面図である。
【図３】図２のボールとトラック溝を拡大した横断面図である。
【図４】図１の固定式等速自在継手の保持器の縦断面図である。
【図５】図１の固定式等速自在継手が高作動角をとった状態を示す縦断面図である。
【図６】異音を計測する試験装置の概要を示す平面図である。
【図７】動的解析の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、この発明の一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１は本実施形態の固定式等速自在継手の部分縦断面図で、図２は、図１のＰ―Ｐ線で矢視した横断面図で、図３はボールとトラック溝を拡大した横断面図で、図４は保持器の縦断面図で、図５は固定式等速自在継手が高作動角をとった状態を示す縦断面図である。
【００２０】
本実施形態の固定型等速自在継手１は、ツェッパ型等速自在継手であり、図１および図２に示すように、外側継手部材２、内側継手部材３、ボール４および保持器５を主な構成とする。外側継手部材２の球状内径面８には８本の曲線状のトラック溝６が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。内側継手部材３の球状外径面９には、外側継手部材２のトラック溝６と対向する８本の曲線状のトラック溝７が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。外側継手部材２のトラック溝６と内側継手部材３のトラック溝７との間にトルクを伝達する８個のボール４が１個ずつ組み込まれている。外側継手部材２の球状内径面８と内側継手部材３の球状外径面９の間に、ボール４を保持する保持器５が配置されている。保持器５の球状外径面１０は外側継手部材２の球状内径面８と、保持器５の球状内径面１１は内側継手部材３の球状外径面９とそれぞれ嵌合している。
【００２１】
外側継手部材２の球状内径面８と内側継手部材３の球状外径面９の曲率中心は、それぞれ継手の中心Ｏに形成されている。これに対して、外側継手部材２の曲線状のトラック溝６の曲率中心Ａと、内側継手部材３の曲線状のトラック溝７の曲率中心Ｂは、継手の中心Ｏに対して軸方向反対側に等距離ｆ１オフセットされている。これにより、継手が作動角をとった場合、外側継手部材２と内側継手部材３の両軸線がなす角度を二等する平面上にボール４が常に案内され、二軸間で等速に回転が伝達されることになる。
【００２２】
内側継手部材３の内径孔１７には、雌スプライン（スプラインはセレーションを含む。以下同じ。）１６が形成され、中間シャフト１２の端部に形成された雄スプライン１９を雌スプライン１６に嵌合し、トルク伝達可能に連結されている。内側継手部材３と中間シャフト１２は、止め輪１８により軸方向に位置決めされている。
【００２３】
外側継手部材２の外周と、内側継手部材３に連結されたシャフト１２の外周にブーツ１３を装着し、ブーツ１３の両端はブーツバンド１４、１５により締付固定されている。ブーツ１３で覆われた継手内部には、潤滑剤としてのグリースＧが封入されている。
【００２４】
外側継手部材２のマウス部２ａの底部にステム部２０が一体に形成され、ステム部２０には、駆動車輪が取り付けられるハブ輪（図示省略）と嵌合する雄スプライン２１とねじ部２２が形成されている。
【００２５】
図３は、図２のボールとトラック溝を拡大した横断面図である。図３に示すように、ボール４は、外側継手部材２のトラック溝６と２点Ｃ１２、Ｃ１３でアンギュラコンタクトし、内側継手部材３のトラック溝７と２点Ｃ１５、Ｃ１６でアンギュラコンタクトしている。ボール中心Ｏ５と各接触点Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１５、Ｃ１６を通る直線と、ボール中心Ｏ５と継手中心Ｏを通る直線がなす角度（接触角α）は３０°以上に設定することが好ましい。
【００２６】
本実施形態の８個ボールタイプの固定式等速自在継手１は、図１および図２を参照して、ボール４のピッチ円直径（ＰＣＤBALL）とボール直径（ＤBALL）との比ｒ１（＝ＰＣＤBALL／ＤBALL）は３．３≦ｒ１≦５．０、好ましくは３．５≦ｒ１≦５．０の範囲内に設定されている。ここで、ボール４のピッチ円直径（ＰＣＤBALL）は、ＰＣＲの２倍の寸法である（ＰＣＤBALL＝２×ＰＣＲ）。外側継手部材２のトラック溝６の曲率中心Ａとボール４の中心Ｏ５を結ぶ線分の長さ、内側継手部材３のトラック溝７の曲率中心Ｂとボール４の中心Ｏ５を結ぶ線分の長さが、それぞれＰＣＲであり、両者は等しい。また、外側継手部材２の外径（ＤOUTER）と内側継手部材２の内径孔１７の雌スプライン１６のピッチ円直径(ＰＣＤSERR)との比ｒ２（＝ＤOUTER／ＰＣＤSERR）は２．５≦ｒ２≦３．５の範囲内の値に設定されている。したがって、従来継手（６個ボールタイプの固定式等速自在継手）と同等以上の強度、負荷容量および耐久性を有し、かつ、外径寸法がコンパクトとなる。
【００２７】
本実施形態の固定式等速自在継手１の特徴を構成する継手の内部仕様の側面として、保持器のポケットとボール間のポケットすきまを図４に基づいて説明する。図４は、保持器の縦断面図である。保持器５には、周方向に８個のポケット５ａが設けられている。ポケット５ａの軸方向に対向する面がボール４を保持する面であり、これら両面間の軸方向寸法をＨとする。そして、二点鎖線で示したボール４の直径（ＤBALL）との初期ポケットすきまδは、次式で表される。
初期ポケットすきまδ＝保持器のポケットの軸方向寸法Ｈ−ボールの直径（ＤBALL）
【００２８】
本実施形態の固定式等速自在継手１では、初期ポケットすきまδを正の値、好ましくは、０〜２０μｍに設定している。この初期ポケットすきまδの範囲は、実車の条件を考慮して実験により確認した。後述する封入グリースの特性と相俟って、居住性を重視するセダン系乗用車のドライブシャフト用として低常用角で使用される固定式等速自在継手のトルク損失を低減させると共に、高作動角時のポケットとボール間の打音や継手振動を抑制することができる。
【００２９】
上記の作用効果に関連する保持器５のポケット５ａ内におけるボール４の動きを補足説明する。継手が作動角をとった場合、ボール４は、保持器５のポケット５ａ内で、保持器５の半径方向と周方向に摺動する。図４に示すように、周方向の摺動（図４の矢印Ｅ）は、ポケット５ａの周方向の中心からボール４が柱部５ｂに接近するように摺動することである。この周方向の摺動は、作動角をとると、外側継手部材２と内側継手部材３とが斜交することにより、周方向に隣り合うトラック溝６、７とボール４との接点Ｃ１２、Ｃ１３およびＣ１５、Ｃ１６の周方向の間隔が変化し、これによりトラック溝６、７に拘束されたボール４がポケット５ａに対して周方向に移動させられることによって生じる。
【００３０】
一方、ボール４のポケット５ａ内での半径方向の摺動（図４の矢印Ｆ）は、トラックオフセット量ｆ１（図１参照）により生じる。その理由は、図５に示すように、作動角θをとると、上死点のボール４1は外側継手部材２の奥側に移動し、下死点のボール４2は外側継手部材２の開口側に移動する。トラックオフセット量ｆ１が設けられているので、外側継手部材２と内側継手部材３のトラック溝６、７は、それぞれ、溝深さが開口側で深く、奥側に行く程浅く形成されている。そのため、外側継手部材２の奥側に移動したボール４1は、半径方向の内側に移動し、外側継手部材２の開口側に移動したボール４2は、半径方向の外側に移動する。このように、ボール４と当接するトラック溝６、７の軸方向の位置によりボール４が半径方向に移動する。図５に示すＬ１は外側継手部材２のトラック溝６とボール４の接触点Ｃ１２、Ｃ１３（図３参照）の軌跡であり、Ｌ２は内側継手部材２のトラック溝７とボール４の接触点Ｃ１５、Ｃ１６（図３参照）の軌跡である。
【００３１】
前述したボール４のポケット５ａ（図４参照）内での半径方向と周方向の摺動は、いずれも転がり成分を含まないものである。この転がり成分を含まない摺動部は、トラック溝とボール間の転がり成分をもつ接触部位と比較して、グリースが介入しにくく流動性が大きく影響する。この分析結果と、前述の動的解析の結果判明した低作動角においてケージとボール間の接触部によるエネルギー損失が一番大きいという検証結果とがリンクして、後述するグリースの性状を推考するための鍵になった。
【００３２】
ここで、固定式等速自在継手の常用角について説明する。常用角とは、自動車のドライブシャフトの場合は、水平で平坦な路面上で２名乗車時の自動車において、ステアリングを直進状態にした時にフロントドライブシャフトの固定式等速自在継手に生じる作動角をいう。常用角は、通常、２°〜１５°程度の間で車種ごとの設計条件に応じて決定される。自動車はセダン系乗用車とＳＵＶ（スポーツ用多目的車）に大別される。セダン系乗用車は、通常、常用角は３°〜６°程度である。ＳＵＶは、バンやピックアップトラックを含む車高が高い車で、通常、常用角は６°〜１２°程度である。８°以上の常用角を高常用角といい、３°〜６°程度を低常用角という。
【００３３】
一方で考慮すべきものとして、低常用角のドライブシャフトを備えたセダン系乗用車は、ＮＶＨ特性への要求が特に厳しいことである。保持器のポケットとボールとの遊び（正すきま）が過大となると、ポケットとボールとの間で打音が発生したり、継手振動を増大したりするなど、継手性能に好ましくない影響が生じるが、この影響は、特に、居住性を重視するセダン系乗用車のドライブシャフトでは重要な課題である。このような状況のため、保持器のポケットとボール間の正すきまが実車の条件面で成立するのかどうかという難題に対処が必要なことと、ポケットとボール間を正すきまとする内部仕様だけでは、セダン系乗用車の要求に対して到達できないという結論に至った。
【００３４】
そこで、セダン系乗用車のＮＶＨ特性の確保を不可欠の条件として、保持器のポケットとボール間を正すきまにすることによる継手の内部仕様の側面よりトルク損失の低減を図ることに加えて、保持器のポケットとボール間の摩擦を低減することにより、さらに、トルク損失の低減効果を増幅させることができないかということに着目した。
【００３５】
摩擦を低減する手段として考えられるグリースの性状面では、前述したように、流動性の小さいグリースと比較して流動性の大きいグリースは、等速自在継手の内部の摺動部に介入しやすい。特に、トラック溝とボール間の転がり成分をもつ接触部位と比較して、転がり成分を含まない摺動部となる保持器のポケットとボール間には、流動性が大きく影響する。
【００３６】
ところが、グリースの流動性についても難題が浮上した。すなわち、グリースの流動性は、ちょう度が指標とされるが、このちょう度は、実際面では単純に選定できるものではなく、継手組立時のハンドリング性、ブーツから漏れ防止、継手内での流動性（摺動部位へのグリース供給性）等を多面的に勘案する必要があるという問題である。
【００３７】
以上の検討や検証を基に種々思考した結果、グリースの性状面では、初期ちょう度は通常用いるレベルであるが、運転時には、ちょう度が大きくなる「組立時のハンドリング性」と「摺動部へのグリース供給性」を両立させるグリースを用いるという新規な着想にたどり着き、本実施形態に至った。
【００３８】
本実施形態の固定式等速自在継手１の特徴を構成する潤滑剤の側面として、継手内部に封入されるグリースについて説明する。グリースＧは、初期ちょう度がちょう度番号１号〜２号（混和ちょう度２６５〜３４０）であると共に、混和安定度が３９０〜４４０である。初期ちょう度がちょう度番号１号〜２号（混和ちょう度２６５〜３４０）であるので、継手の組立時の作業性が損なわれない。また、混和安定度が３９０〜４４０であるので、運転時にちょう度が大きくなり、すきま部へグリースが供給され、トルク損失を低減させることができる。このように、上記性状のグリースＧを採用することにより、「組立時のハンドリング性」と「摺動部へのグリース供給性」を両立させることができる。これにより、セダン系乗用車のドライブシャフト用として低常用角で使用される固定式等速自在継手に対して要求されるトルク損失の低減および耐久性の向上を達成することができる。
【００３９】
自動車の実際の走行状態として、急カーブの道路や交差点等では、固定式等速自在継手に生じる作動角は上記常用角より大きくなるが、本実施形態の固定式等速自在継手１では、急カーブの道路や交差点等の大きな作動角での使用頻度は少ないので、常用角の範囲で継手効率の向上（トルク損失の低減）を図ることにより、総合的にみて継手効率を向上させることができる。
【００４０】
グリースＧの組成物としては、基油と増ちょう剤と添加剤である。基油としては、パラフィン系鉱物油を含有したもので、前記基油として含まれる潤滑油成分の全質量に対し、７０質量％以上とすることが好ましい。コスト面よりパラフィン系鉱物油を主体に配合している。パラフィン系鉱物油は、継手内部の動きによりせん断を受けると急激に流動性がよくなり、トルク損失を低減できる。
【００４１】
増ちょう剤はウレア化合物とすることが好ましい。このウレア化合物としては、例えば、ジウレア化合物、ポリウレア化合物が挙げられる。ジウレア化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミンの反応で得られる。ジイソシアネートとしては、フェニレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネート等が挙げられ、モノアミンとしては、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、アニリン、p−トルイジン、シクロヘキシルアミン等が挙げられる。
本願での使用に望ましいジウレア化合物は、次式で表されるものである。
Ｒ1ＮＨ-ＣＯ-ＨＨ-Ｃ6Ｈ4-Ｐ-ＣＨ2-Ｃ6Ｈ4-Ｐ-ＮＨ-ＣＯ-ＮＨＲ2
（式中、Ｒ1，Ｒ2：炭素数８〜２０の脂肪族の炭化水素基。Ｒ1とＲ2は同一でも異なっても良い）
ポリウレア化合物は、例えば、ジイソアネートとモノアミン、ジアミンとの反応で得られる。ジイソシアネート、モノアミンとしては、ジウレア化合物の生成に用いられるものと同様のものが挙げられ、ジアミンとしては、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサンジアミン、オクタンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン等が挙げられる。
【００４２】
上記のウレア化合物の中では、耐熱性、介入性に優れるジウレア化合物が増ちょう剤として望ましい。
【実施例】
【００４３】
以下に本発明の実施例および比較例を説明する。各実施例および比較例の固定式等速自在継手に封入するグリースの組成を表１に示す。表１では、便宜上、各実施例および比較例をグリース組成の上欄に示しているが、各実施例および比較例は各グリースを封入した固定式等速自在継手であることを意味する。すなわち、いずれも実施形態で構造を説明したポケットすきまδが０〜２０μｍの８個ボールタイプのツェッパ型固定式等速自在継手である。評価試験を行った図１のツェッパ型固定式等速自在継手として、ＮＴＮ製ＥＢＪ８２Ｍを用いた。
【００４４】
以下の各実施例および比較例は、耐久性を考慮し添加剤として、モリブデンジチオカーバメイト（ＭｏＤＴＣ）、モリブデンジチオフォスフェート（ＭｏＤＴＰ）、ジンクジチオカーバメイート（ＺｎＤＴＣ）、ジンクジチオフォスフェート（ＺｎＤＴＰ）、その他極圧添加剤等が数質量％程度添加されているが、詳細は省略する。
【００４５】
各実施例および比較例は、表１の左欄に示す組成からなる。各実施例および比較例について表中の基油の欄にある数値は、基油として含まれている潤滑成分の全質量に対する含有量を質量％で示す。
表中のパラフィン系鉱物油は、動粘度１１ｍｍ2／ｓ（１００℃）粘度指数９８のものを使用した。
表１中の評価項目の結果表記は次のとおりである。
◎：優れる、○：実用可能、△：やや劣る、×：劣る
【表１】
2015175475.tif 000003
【００４６】
[組立性の評価結果]
組立性の評価方法は、ドライブシャフトの自動組立装置に、組立前のブーツ１３を装着した中間シャフト１２（図１参照）を水平にセットし、グリース封入ノズルをブーツ１３内に挿入しブーツ１３の小径側に向けてグリースを封入する。その後、ノズルを抜き取るときのグリースの垂れの有無およびブーツ１３の小径側から大径側への傾斜による流れ出しの有無により評価した。
【００４７】
表１に示すように、初期ちょう度がちょう度番号１号の範囲の下限近くにある実施例３および初期ちょう度がちょう度番号２号の上限近くにある比較例３が、組立性の面では優れていた。初期ちょう度がちょう度番号１号の範囲の中間値近くにある実施例１、実施例２、比較例１および比較例２は、組立面では良好で、実用上問題のないレベルであった。
【００４８】
［トルク損失の評価結果］
トルク損失の評価方法は、作動角をとった状態で、固定式等速自在継手にトルクを入力して回転させ、入力側軸と出力側軸のトルク差をトルクメータにより検出した。実車での使用条件を考慮して、次の試験条件とした。
（試験条件）
・作動角：常用角である３°および６°
・回転数：２００ｍｉｎ-1、４００ｍｉｎ-1、６００ｍｉｎ-1
・トルク：２００Ｎｍ
【００４９】
表１に示すように、実施例１、実施例２および実施例３は、いずれもトルク損失が低く伝達効率に優れ、比較例１〜３は、トルク損失が高く伝達効率が劣ることが判明した。これは、実施例１〜３は、混和安定度が３９０〜４４０の範囲にあるので、継手運転時にちょう度が大きくなり、すきま部へグリースが供給され、トルク損失を低減できるものと考えられる。混和安定度が４４０より大きいと、グリースがブーツから漏れやすくなり、好ましくない。
【００５０】
［耐久性の評価結果］
耐久性の評価方法は、ＮＴＮの標準耐久試験（高負荷耐久試験、低負荷耐久試験、高角揺動耐久試験）により行った。
【００５１】
表１に示すように、比較例３は、増ちょう剤にリチウム石鹸を用いているので、耐久性が劣るが、実施例１〜３および比較例１、２は増ちょう剤にジウレアを使用しているので、実用上十分な耐久性を有することを確認した。
【００５２】
［異音の評価結果］
次に、初期ポケットすきまδが正の値における異音の発生の有無を評価試験した。試験を行った固定式等速自在継手は、前述した実施例１のものをベースにし、その保持器の初期ポケットすきまδを変えた試料を製作した。試験装置の概要を図６に示す。トルクが大きく、回転数が高いと異音は大きくなる傾向であるが、実車での使用条件を考慮して、次の試験条件とした。
（試験条件）
・作動角：４０°
・回転数：１５０ｍｉｎ-1、２００ｍｉｎ-1、３００ｍｉｎ-1
・トルク：１４７Ｎｍ、２００Ｎｍ
上記の試験条件のトルクと回転数を組合わせて試験を行った。図６に示すように、異音を集音マイクで拾って騒音計により計測する。測定結果を表２に示す。
表２中の評価項目の結果表記は次のとおりである。
◎：異音なし、○：至近距離（試料から０．１５ｍ）でのみ異音感知、△：０．５ｍの距離で異音感知、×：１ｍの距離で異音感知
【表２】
2015175475.tif 000004
【００５３】
初期ポケットすきまが１０μｍでは、トルクと回転数のどの組合わせでも異音は感知されなかった。初期ポケットすきまが２０μｍでは、至近距離（試料から０．１５ｍ）でのみ異音感知されたが、実車では感知できないレベルで、セダン系乗用車の要求を達成できた。
【００５４】
これに対して、初期ポケットすきまが２５μｍおよび３０μｍでは、試料から０．５ｍｍの距離で異音が感知され、初期ポケットすきまが４０μｍでは、１ｍの距離で異音が感知され、いずれも、居住性を重視するセダン系乗用車の要求を達成できなかった。
【００５５】
また、試験評価によりセダン系乗用車の要求レベルを達成した上記ポケットすきま０〜２０μｍの範囲は、ポケットの加工工程能力も満足するものであった。これにより、産業上利用できる本発明が完成した。
【００５６】
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々の形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【符号の説明】
【００５７】
１          固定式等速自在継手
２          外側継手部材
３          内側継手部材
４          トルク伝達ボール
５          保持器
５ａ        ポケット
６          トラック溝
７          トラック溝
８          球状内径面
９          球状外径面
１０        球状外径面
１１        球状内径面
１２        中間シャフト
１３        ブーツ
Ａ          曲率中心
Ｂ          曲率中心
ＤBALL     ボールの直径
ＤOUTER    外側継手部材の外径
Ｇ          グリース
Ｈ          ポケットの軸方向寸法
Ｏ          継手中心
Ｏ５        ボール中心
ＰＣＤSERR  雌スプラインのピッチ円直径
ｆ１        オフセット量
【図１】
2015175475.tif 000005
【図２】
2015175475.tif 000006
【図３】
2015175475.tif 000007
【図４】
2015175475.tif 000008
【図５】
2015175475.tif 000009
【図６】
2015175475.tif 000010
【図７】
2015175475.tif 000011