(57)【要約】等速ジョイントを提供し、本等速ジョイントは、内面を備えたボアを有するアウタレースと、アウタレースのボア内に配置されたケージと、外面を有するインナレースと、ケージ内に配置された複数のボールと、インナレースに連結されたシャフトとを含む。ケージ、アウタレース、インナレース、ボールは、ケージを心合わせしかつ支持するような相互関係を有する。ケージは、シャフトのゼロ角度位置と高角度位置を通してアウタレースとインナレースとの間に、又はインナレースとの間に、又はアウタレースとの間に非支持状態を保つ。
2008518166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面を備えたボアを有するアウタレースと、
前記アウタレースのボア内に配置されたケージと、
外面を有するインナレースと、
前記ケージ内に配置された複数のボールと、
前記インナレースに連結されたシャフトと、を含み、
前記ケージ、アウタレース、インナレース、ボールが、前記ケージを心合わせしかつ支持するような相互関係を有し、
前記ケージが、前記シャフトのゼロ角度位置と高角度位置を通して前記アウタレースとインナレースとの間で非支持状態を保つことを特徴とする等速ジョイント。
【請求項２】
前記アウタレースが内面を有し、
前記内面が複数のトラックを有し、
前記インナレースの外面が複数のトラックを有し、
前記外面と内面のトラックの第１の部分が、該外面と内面のトラックの第２の部分の角度に対して異なる角度になっていることを特徴とする請求項１に記載の等速ジョイント。
【請求項３】
前記第１の部分と第２の部分間の異なる角度が、前記ケージを心合わせしかつ支持するようになっていることを特徴とする請求項２に記載の等速ジョイント。
【請求項４】
内面を備えたボアを有するアウタレースと、
前記アウタレースのボア内に配置されたケージと、
外面を有するインナレースと、
前記ケージ内に配置された複数のボールと、
前記インナレースに連結されたシャフトと、を含み、
前記ケージ、アウタレース、インナレース、ボールが、前記ケージに対して軸方向の支持を与える相互関係を有し、
前記ケージが、前記シャフトのゼロ角度位置と高角度位置を通して前記アウタレースとの間で非支持状態を保ち、
前記ケージが前記インナレースと接触状態となり、
前記ケージが前記インナレースの残余部分によっては支持されないことを特徴とする等速ジョイント。
【請求項５】
前記ケージが、単一点接触により前記インナレースと接触状態になることを特徴とする請求項４に記載の等速ジョイント。
【請求項６】
前記インナレースが、前記外面内に切込み部分を含むことを特徴とする請求項４に記載の等速ジョイント。
【請求項７】
前記インナレースが、前記シャフトの低角度又はゼロ角度位置において、第１の点接触と第２の点接触で前記ケージと接触状態になることを特徴とする請求項６に記載の等速ジョイント。
【請求項８】
前記インナレースが、前記シャフトが高角度位置にある時に、前記第１の点接触のみにより前記ケージと接触状態になることを特徴とする請求項７に記載の等速ジョイント。
【請求項９】
前記インナレースが、前記シャフトが高角度位置にある時に、前記第１の点接触と第２の点接触により前記ケージと接触状態になることを特徴とする請求項７に記載の等速ジョイント。
【請求項１０】
前記アウタレースが内面を有し、
前記内面が複数のトラックを有し、
前記インナレースの外面が複数のトラックを有し、
前記外面と内面のトラックの第１の部分が、該外面と内面のトラックの第２の部分の角度に対して異なる角度になっていることを特徴とする請求項４に記載の等速ジョイント。
【請求項１１】
前記第１の部分と第２の部分間の異なる角度が、前記ケージを心合わせしかつ支持するようになっていることを特徴とする請求項１０に記載の等速ジョイント。
【請求項１２】
内面を備えたボアを有するアウタレースと、
前記アウタレースのボア内に配置されたケージと、
外面を有するインナレースと、
前記ケージ内に配置された複数のボールと、
前記インナレースに連結されたシャフトと、を含み、
前記ケージ、アウタレース、インナレース、ボールが、前記ケージに対して軸方向の支持を与えるような相互関係を有し、
前記ケージが、前記シャフトのゼロ角度位置と高角度位置を通して前記インナレースとの間で非支持状態を保ち、
前記ケージが、前記アウタレースと接触状態になることを特徴とする等速ジョイント。
【請求項１３】
前記アウタレースが内面を有し、
前記内面が複数のトラックを有し、
前記インナレースの外面が複数のトラックを有し、
前記外面と内面上のトラックの第１の部分が、該外面と内面上のトラックの第２の部分の角度に対して異なる角度になっていることを特徴とする請求項１２に記載の等速ジョイント。
【請求項１４】
前記第１の部分と第２の部分間の異なる角度が、前記ケージを心合わせしかつ支持するようになっていることを特徴とする請求項１３に記載の等速ジョイント。
【請求項１５】
前記ケージが、単一点接触により前記アウタレースと接触状態になることを特徴とする請求項１２に記載の等速ジョイント。
【請求項１６】
前記アウタレースが、前記内面内に切込み部分を含むことを特徴とする請求項１２に記載の等速ジョイント。
【請求項１７】
前記アウタレースが、前記シャフトの低角度又はゼロ角度位置において、第１の点接触と第２の点接触で前記ケージと接触状態になることを特徴とする請求項１６に記載の等速ジョイント。
【請求項１８】
前記アウタレースが、前記シャフトが高角度位置にある時に、前記第１の点接触のみにより前記ケージと接触状態になることを特徴とする請求項１７に記載の等速ジョイント。
【請求項１９】
前記アウタレースが、前記シャフトが高角度位置にある時に、前記第１の点接触と第２の点接触により前記ケージと接触状態になることを特徴とする請求項１７に記載の等速ジョイント。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２００２年１１月１４日に出願した米国特許出願第１０／２９４，１９７号の一部継続出願である２００４年１０月２１日に出願した米国特許出願第１０／９７０，５５３号に対する優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
等速ジョイント（ＣＶジョイント）は、自動車における一般的な構成要素である。一般的に、等速ジョイントは、等速回転運動の伝達が望まれる又は必要とされる場合に使用される。等速ジョイントの一般的なタイプには、プランジング型トライポッドジョイント、固定型トライポッドジョイント、プランジング型ボールジョイント、固定型ボールジョイントがある。これらのジョイントは、前輪駆動車又は後輪駆動車において使用することができ、また後輪駆動車、全輪駆動車、四輪駆動車において見られるプロペラシャフトに使用することができる。プランジング型等速ジョイントは、スリップスプラインを使用せずに作動中における軸方向運動を可能にするが、それらは、振動や騒音を引き起こす力を発生することがある。プランジング型ＣＶジョイントは、その２つの軸に沿った軸方向変位と共に角度変位を可能にする。固定型等速ジョイントは一般的に、２つの軸間での角度変位を可能にするだけである。固定型等速ジョイントは、より高い作動角度についてはプランジング型等速ジョイントよりも優れている。これらの等速ジョイントの全ては一般的に、寿命を保つためにグリース潤滑され、またシャフト上で使用する場合にはシーリングブーツによって密封される。従って、等速ジョイントは、グリースをジョイント内部に保持すると同時に汚染物質及び埃や水のような異物をジョイント内に侵入させないために密封される。内側チャンバの汚染は、ジョイントの内部損傷や破壊を引き起こし、これがブーツの加熱と磨耗を増大させ、従って早期のブーツ劣化、グリース劣化、それ故ジョイント全体の破損を招く可能性があるので、等速ジョイントの密封保護が必要である。高速固定型等速ジョイントにおけるより高温の問題は一般的に、より高角度において大きくなる。従って、より高角度によって引き起こされるブーツにおける温度の上昇と応力の増大は、従来の等速ジョイントにおいては早期損傷を引き起こすおそれがある。
【０００３】
一般的に、従来の固定型等速ジョイントは、球状内面と複数の溝とを有する嵩高で重量があるアウタレースを含んでいた。このジョイントはまた、その中に案内溝が形成された球状外面を有するインナレースを含む。多くの従来の固定型等速ジョイントは、６つのトルク伝達ボールを使用しており、これらのボールは、ケージリテーナによって等速ジョイントのアウタレースとインナレースの溝間に配置される。ボールは、ジョイントを通して所定の角度変位を起こし、それによって自動車の動力伝達システムのシャフトを通して等速回転運動を伝達するのを可能にする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
等速ジョイントを提供する。本等速ジョイントは、内面を備えたボアを有するアウタレースと、アウタレースのボア内に配置されたケージと、外面を有するインナレースと、ケージ内に配置された複数のボールと、インナレースに連結されたシャフトとを含む。ケージ、アウタレース、インナレース、ボールは、ケージを心合わせしかつ支持するような相互関係を有する。ケージは、シャフトのゼロ角度位置と高角度位置を通してアウタレースとインナレースとの間で非支持状態を保つ。
【０００５】
本発明のその他の特徴もまた、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲を読みかつ添付図面を参照することにより明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図面を参照すると、本発明による等速ジョイント３０を示している。プランジング型トライポッド、固定型トライポッド、これらに類したもののようなあらゆる型の等速ジョイントは、本明細書に記載した本発明の様々な特徴の幾つか又は全てを組み込むことができることに注目されたい。１つの態様では、本発明による等速ジョイント３０は一般的に、プロペラシャフト又は駆動シャフト上で使用するための高角度かつ高速のボール型固定等速ジョイントである。高角度は、９°よりも幾分大きいか又は９°に等しいと定義することができる。これらの高角度ジョイントは、高速かつ高温で作動する。
【０００７】
全輪駆動車用の典型的な動力伝達装置は、複数の等速ジョイント３０を含む。しかしながら、本発明はまた、後輪駆動専用車、前輪駆動専用車、全輪駆動車及び四輪駆動車でも使用することができることに注目されたい。一般的に、動力伝達装置は、トランスミッション及び動力取出ユニットに連結されたエンジンを含む。フロントディファレンシャルは、その各々が車輪に連結されかつ該車輪に動力を伝える右側シャフトと左側シャフトを有する。右側フロントシャフトと左側フロントシャフトの両方の端部に等速ジョイントが設けられる。プロペラシャフトは、フロントディファレンシャルとリアディファレンシャルをトランスファケース又は動力取出ユニットに連結する。リアディファレンシャルは、その各々がその端部の車輪で終端する右側リアシャフトと左側リアシャフトを含む。一般的に、ＣＶジョイントは、車輪とリアディファレンシャルとに連結されたハーフシャフトの両端部上に設置される。プロペラシャフトは一般的に、複数のカルダンジョイント及び／又は高速等速ジョイント３０を含むマルチピースプロペラシャフトとすることができる。等速ジョイント３０は、たとえステアリング、車両のサスペンションの昇降等によって車輪又はシャフトが角度変動した場合であっても、駆動シャフトを介して車輪に動力を伝達する。等速ジョイント３０は、プランジング型トライポッドジョイント、クロスグルーブ型ジョイント、固定型ジョイント又は固定型トライポッドジョイントのような公知の標準タイプのいずれかとすることができ、これらのジョイントの全ては、異なる様々な等速ジョイントに対する当技術分野において一般に知られた用語である。等速ジョイントは、自動車の日常的運転においてこれらの車両のハーフシャフトやプロペラシャフトの両方において見られる多様な角度において一定速度の伝達を可能にする。
【０００８】
図１〜図２３は、本発明の１つの実施形態を示している。図１及び図２には、高速高角度等速ジョイント３０を全体として示している。等速ジョイント３０は、アウタレース３２を含み、アウタレース３２は一般的に、それを貫通した円周方向成形ボア３４（図１７を参照）を有する。アウタレース３２は一般的に、リング状の外観を有する。等速ジョイントアウタレース３２の外面上には、アウタレース３２の全外周部の周りに少なくとも１つの円周方向溝３６が設置される。アウタレース３２はまた、その外周部の周りに等間隔に設置された複数の取付け開口部４２を含む。アウタレース３２は一般的に、鋼材料で作られるが、他のあらゆるタイプの金属材料、硬質セラミック、プラスチック、複合材料、これらに類した材料もまた、アウタレース３２のために使用することができることに注目されたい。材料は、等速ジョイント３０の高い速度、温度、接触圧力に耐えることができるのが好ましい。アウタレース３２はまた、その内面上に設置された複数の軸方向に対向するボールトラック３８を含む。トラック３８は、該ボールトラック３８の半数がアウタレース３２の一側面に開きまた該ボールトラック３８の他の半数がその反対の側面に開くように、軸方向に対向している。従って、この１つの実施形態では、ボールトラック３８の軸方向の勾配は、交互のパターンで軸方向に互いに対向して設けられる。このことにより、ケージに加わる力の減少すなわち案内球面の少なくとも１つの削減が保証されることになり、また等速ジョイント３０の効率と熱特性も向上する。本発明では、ボールトラック３８はまた、圧力角と圧力整合性が維持されるとすれば、ゴシック(gothic)又は楕円形状とすることができる。
【０００９】
１つの態様では、等速ジョイントアウタレース３２は、従来の等速ジョイントのアウタレースよりも薄いことに注目されたい。このことは、アウタレース３２の重量を軽減すると同時に、等速ジョイント３０のパッケージサイズを減少させることも助ける。１つの実施形態では、アウタレース３２は、厚さが約２４ｍｍであるが、自動車の設計要求に応じて、ディスク型ジョイントの場合には１５０ｍｍよりも小さいあらゆる幅とすることができ、またモノブロック型ジョイントの場合にはそれよも遙かに大きくすることができる。
【００１０】
アウタレース３２の内面上のボールトラック３８はまた、二重オフセットトラックである。二重オフセットトラック３８は、軸方向オフセット４１に加えて半径方向オフセット４３の両方を組み込んでいる。このことは、ボールトラック３８を平坦化して転動を促進し、従って等速ジョイント３０の効率を良くし、耐久性を向上させることになる。平坦化トラック３８によりまた、より良好なトラック端縁部支持が得られることに注目されたい。このことは、より高い圧力角を可能にし、またトラック３８に対するボール４４のより緊密な整合性を可能にする。このことは、ジョイント３０が、優れた耐久性を維持しながら従来のジョイントの角度よりも高角度に連接するのを可能にする。軸方向オフセット４１と半径方向オフセット４３（１９図を参照）は、ジョイント３０の中心点を通って一方側のボール４４の中央点から他方側のボール４４の中央点までとして定義されるピッチ円直径（ＰＣＤ）と共に、所定の比率を有する値を有する。軸方向オフセット４１、半径方向オフセット４３、ピッチ円直径（ＰＣＤ）の所定の比率は、より良好なボールの転動と等速ジョイント３０の効率の増大を可能にする。図面に示す実施形態は、等速ジョイント３０内に合計８個のボールを有する４＋４等速ジョイント３０であることに注目されたい。しかしながら、本発明の等速ジョイント３０の特徴の幾つか又は全てを組み込んだ１０ボール、６ボール又は４ボールジョイントを製作することも考えられることに注目されたい。
【００１１】
等速ジョイント３０はまた、一般的に円周方向形状を有するインナレース４６を含む。インナレース４６は、アウタレース３２のボア３４内に配置される。インナレース４６は、インナボア４８（図７を参照）を含み、軸方向に対向する複数のボールトラック５２を有する。ボールトラック５２は一般的に、球形状を有し、また軸方向角度がその上方で直接整列したアウタレース３２上のボールトラック３８と同様の又は同一の方向に開くことになるように、アウタレース３２のボールトラック３８と整列する。インナレース４６の球状外面上のボールトラック５２は、該ボールトラック５２の半数が軸方向で一方の側に向けられ、他の半数が軸方向で反対の側に向けられる。この図示した実施形態では、ボールトラック５２は、インナレース４６の外周部の周りで交互のパターンで開くことになる。インナレース４６の球又は楕円形状を有するボールトラック５２はまた、球形トラック５２の平坦化を促進するために半径方向オフセット４３と軸方向オフセット４１（図９を参照）の両方を含んだ二重オフセットを含む。このことは、アウタレース３２について上述したように、等速ジョイント３０の効率と耐久性の向上をもたらす。１つの実施形態では、インナレース４６は、鋼で作られることに注目されたい。しかしながら、他のあらゆる金属複合材料、硬質プラスチック、セラミック、これらに類した材料もまた、使用することができる。
【００１２】
等速ジョイント３０は、一般的にリング状の外観を有するローラケージ５４を含む。ローラケージ５４は、それがアウタレース３２の内面と接触状態にならないように、アウタレース３２のボア３４内に配置される。ケージ５４は、その表面を貫通した複数の長楕円形状の開口５６を有する。開口５６の数は、等速ジョイント３０のアウタレース３２とインナレース４６のボールトラック３８、５２の数と一致する。図面に示す実施形態のような１つの実施形態では、ケージ５４を貫通した８つの開口５６（図１１を参照）が設けられることになる。ケージ５４は、インナレース４６の球状外面のみよって心合わせされかつ支持される。軸方向に対向するトラックの使用により、アウタレース３２の端縁部表面から所定の距離を維持した状態でケージ５４を心合わせることが可能になる。このことは、等速ジョイント３０が事実上対称であることを保証する。このことにより、等速ジョイント３０の約２０％の効率改善が可能になる。アウタレース３２の内面とケージ５４の外面とが全く接触しないことにより、ほぼ上記の割合で効率が改善され、それによってブーツとグリースの熱劣化の可能性が減少する。ケージ５４はまた、該ケージ５４を脆弱化させることになるケージ溝を有しないように設計される。このことは、特殊なケージ溝を使用せずに、インナレース４６をケージ５４内に組み込むことを可能にする。インナレース４６と共にケージ５４は、鋼材料で作られるのが好ましいが、他のあらゆる硬質金属材料、プラスチック、複合材料、セラミック、これらに類した材料もまた使用することができる。本発明におけるケージ５４は、ほぼ均衡した状態になっており、従って接触荷重の大部分は、互いに相殺される。このこともまた、等速ジョイント３０の効率を増大させるのを助ける。
【００１３】
等速ジョイント３０は複数のボール４４を含む。ボール４４は一般的に、伝統的なＣＶジョイントのボールよりも大きな直径を有する。等速ジョイント３０の場合には組立て角が現行の技術のほとんどの場合よりも小さいので、より大きな直径が可能となる。より大きな直径のボール４４を使用することはまた、インナレース４６とアウタレース３２のトラック３８、５２の接触応力を低下させる。より大きな直径のボール４４は各々、ケージ５４の開口５６の１つ内と、アウタレース３２とインナレース４６のボールトラック３８、５２内とに配置される。従って、ボール４４は、同一方向に整列した軸方向に対向するトラック３８、５２内で転動することが可能になる。二重オフセットの使用は、ボールの移動するラジアル経路がより浅くなり、従ってより小型かつ軽量の等速ジョイント３０においてより高い角度を可能にすることを意味する。
【００１４】
等速ジョイント３０は、一端部上にグリースキャップ５８を使用する。グリースキャップ５８は一般的に、カップ状の外観を有する。グリースキャップ５８は一般的に、金属材料で作られる。しかしながら、あらゆるプラスチック、ゴム、セラミック、複合材料、これらに類した材料もまた、使用することができる。キャップ５８は、アウタレース３２の外面上の円周方向溝３６の１つにより外面に圧入又は結合される。しかしながら、ファスナ、接着等の他のあらゆる公知の固定方法も使用することができる。グリースキャップ５８は、潤滑材として使用するグリースが、等速ジョイント３０内に保たれることを保証することになる。あらゆる内圧を解放するために、キャップ５８を貫通して通気孔を設けることができる。図３及び図４に示すように、キャップはまた、ボール４４が等速ジョイント３０内において高角度で回転するのを可能にするための複数のグルーブ７０を含む。
【００１５】
グリースキャップ５８とは反対側のアウタレース３２の端部には、一般的に円周方向形状を有するブーツカバー６０が設置される。ブーツカバー６０は、アウタレース３２の外面上の円周方向溝３６又は他のあらゆる公知の固定手段のいずれかによって、アウタレース３２の外面に結合される。ブーツカバー６０は、アウタレース３２に結合された端部とは反対側の端部に、柔軟性ブーツ６４を固定するための円周方向溝６２を含む。ブーツカバー６０は一般的に、金属材料で作られるが、あらゆるプラスチック、ゴム、セラミック、複合材料、これらに類した材料を使用することができる。
【００１６】
柔軟性ブーツ６４は、ブーツカバー６０と等速ジョイント３０のスタブシャフト６６との間に固定される。ブーツ６４をシャフト６６の周りに保持するために、ブーツクランプ、ファスナ等のようなあらゆる公知の固定方法もまた使用することができる。柔軟性ブーツ６４は一般的に、ウレタン材料で作られる。しかしながら、織物、プラスチック又はゴムのような他のあらゆる柔軟性材料もまた、それが等速ジョイント３０の高温と高速回転に耐えることが可能な限り、等速ジョイントブーツ６４のために使用することができる。ブーツ６４は、該ブーツ６４がケージ５４の外周内置かれるように配置されることに注目されたい。このことは、ブーツ６４が等速ジョイント３０の中心線により近接して動き、従ってパッケージサイズを縮小し、ブーツ６４上の応力を低下させ、かつブーツの破損だけでなく等速ジョイントの損傷の可能性を減少させることができる。図１は、均衡位置における等速ジョイント３０を示しており、またケージ５４の外径内にあるブーツ６４を示している。図２は、等速ジョイント３０が高角度つまり約１５°にある時のブーツ６４を示している。ブーツ６４は、依然としてケージ５４の外径より内側にあると同時に、ジョイント３０の中心線にもより近接しており、従ってあらゆるブーツ応力を低下させる。
【００１７】
スタブシャフト６６は、スプライン５０によって等速ジョイント３０のインナレース４６に固定される。スタブシャフト６６は一般的に、中実であり、普通はその一端部においてチューブ６８に溶接される。スタブシャフト６６とプロペラシャフトチューブは、衝突事故時にアウタレース３２の内側ボア３４内に進入し、従って衝突における力を減少させかつアウタレース３２が潰れる時にエネルギーを吸収する。１つの態様では、ピッチ円直径（ＰＣＤ）とボール４４のサイズは、衝突事故時にインナレース４６とボール４４がアウタレース３２から押し出され、従ってシャフト６６とチューブ状部材がその中に潰れ込むことができるようなバランスを生じさせることができるような方法で予め定められる。
【００１８】
軸方向に対向するボールトラック３８、５２は、二重オフセットを備えた構成としてアウタレース３２とインナレース４６上で整列している。アウタレースの球状接触面の排除と、ＰＣＤ及びボールサイズの慎重な選択とにより、大きな効率の改善と同時にさらに耐久性の向上が可能になる。上記したような等速ジョイント３０の場合には、所定の比率が考えられる。ボール径をピッチ円直径で除算したものである比率Ｃ１は、ここに示した８ボールユニットにおいては、０.２１７よりも大きい又はそれに等しいが、０.２７５よりも小さく又はそれに等しくすべきである。しかしながら、３＋３ジョイントにおいては、Ｃ１比は、０.２１７よりも大きく又はそれに等しく、かつ０.３１８よりも小さく又はそれに等しくすることができる。Ｃ１比が大き過ぎる場合には、等速ジョイント３０の運動時におけるボール４４の滑りの増大に起因して、ケージ５４とインナレース４６の強度の低下と効率の低下とが生じることに注目されたい。しかしながら、Ｃ１が小さ過ぎる場合には、ケージ５４内へのインナレース４６の組込みに関連した問題が生じる。さらに、トラック端縁部支持の不足やボール径の減少に起因した耐久性の問題も生じる。より低い比率は、ボールの転動を促進し、従って等速ジョイント３０の効率を増大させる。
【００１９】
比率Ｘ１は、軸方向オフセットをピッチ円直径で除算したものとして定義され、０.０６７５３よりも大きい又はそれに等しいが、０.１３５よりも小さい又はそれに等しい範囲内にあるべきである。Ｘ１比率が大き過ぎる場合には、等速ジョイント３０は、より高いボールとケージ力に起因して効率が低下する。ボール経路のより大きな変動もまた、等速ジョイント３０の十分な強度を維持するために、アウタレース３２の外径を増大させざるを得なくするおそれがある。より大きな比率もまた、現在の多くのスポーツ用多目的車（ＳＵＶ）において見られるようなより大きな連接角度におけるトラック端縁部支持を低下させるおそれがある。しかしながら、Ｘ１が小さ過ぎる場合には、ステアリング力が不十分になり、従って等速ジョイント３０の正しい作動を妨げることになる。さらに、小さいＸ１比率は、トラックを平坦化する傾向があり、より良好な転動挙動を促進し、従って等速ジョイント３０の効率を向上させる。
【００２０】
半径方向オフセットをピッチ円直径によって除算したものとして定義されるさらに別の比率Ｙ１は、０.１８８よりも大きく又はそれに等しくすべきである。このＹ１比率が小さ過ぎる場合には、ボール経路のより大きな変動は、等速ジョイント３０の十分な強度を維持するために、アウタレース３２の外径を増大させざるを得なくするおそれがある。小さいＹ１比率もまた、より大きな連接角度においてトラック端縁部支持を低下させ、従って等速ジョイント３０の耐久性を低下させるおそれがある。より大きいＹ１比率は、トラックを平坦化し、ボール４４のより良好な転動挙動を促進することによって効率を向上させる。
【００２１】
従って、高角度高速等速ジョイント３０に関する本発明は、新機軸の組合せを使用して、より小型であり、より信頼性がありかつより効率的なジョイントを形成する。等速ジョイント３０は、規定のキャパシティとした場合に、より小さな部品パッケージを有すると同時に、さらに等速ジョイント３０の重量も軽減する。等速ジョイントは、標準的な高角度ジョイントの少なくとも２倍の効率を有し、またより信頼性があり、従って自動車製造業者の満足度を増大させながら、製造後におけるジョイントの故障や保証問題の回数を低減することができる。半径方向オフセット、軸方向オフセット、ピッチ円直径のような様々なパラメータは、それに限定されないが、動力伝達システム内で等速ジョイント３０に必要とされる又は要求される連接角度の量のような等速ジョイント３０の特別に合わせた目的を達成するように調整することができることに注目されたい。より小さい直径と減少した幅のアウタレース３２の使用はまた、自動車製造業者にとって等速ジョイント３０を組み立てるコストと複雑さを低減させ、従って自動車の全コストを低下させることができる。従って、高角度つまり９°よりも大きい又はそれに等しい角度の高速固定型等速ジョイント３０は、高温で作動し、従って早めにブーツとグリースの劣化を引き起こす従来の高速等速ジョイントよりも良好な効率と高い信頼性を有する。温度に基づいたブーツ劣化の問題は、高角度において増大し、従って従来の等速ジョイントの現在の設計限界は、ジョイントの信頼性と満足度を増大させるために修正される必要がある。より高い温度と速度は、ブーツ上により高い応力を生じさせ、等速ジョイントの多くの早期故障の一因となる。従って、高速高角度等速ジョイント３０に関する本発明は、その各々がその中に二重オフセットを有する複数の軸方向に対向するトラック３８、５２と組合せてアウタレース３２上の球状ケージ支持面を排除することによって、これらの問題を克服する。このことは、高角度を可能にすると同時に、ジョイント３０内におけるより良好なボールの転動により、等速ジョイント３０のより良好な効率と耐久性を促進することになる。
【００２２】
次に図２４、図２５を参照すると、本発明の別の態様を図示しかつ説明している。図２４には、支持ケージ５４に関する本発明の１つの態様を、スタブシャフト６６がゼロ角度位置にある時において図示しかつ説明している。前の態様で説明したように、軸方向に対向するトラック３８、５２を実装することは、等速ジョイント３０の回転軸に沿った力を最小化する。具体的には、１つの向きに傾斜したトラック３８、５２は、１つの軸方向に力を発生させることになる傾向があり、他方、第２の向きに傾斜したトラック３８、５２は、反対方向の軸方向に力を発生させることになる傾向がある。これらの最終結果として、ケージ５４対する軸方向に沿った全体的な力は、最小化され、低減され又は緩和されたものとなる。従って、ケージ５４を心合わせしかつ支持し、またケージ５４が等速ジョイントの他の部材から外れた状態になるのを防止するために必要な支持量は、対向した向きにしたトラック３８、５２を実装することにより最小化される。
【００２３】
図２４に示す態様では、ケージ５４は、非支持配置の状態でアウタレース３２とインナレース４６との間に位置決めされる。より具体的には、ケージ５４の上面１０４と下面１０６は、半径方向又は軸方向へのケージ５４の運動を妨げない。ケージ５４は一般的に、開口５６内でのボール４４の接触によって拘束される。１つの態様では、ケージ５４の上面１０４と下面１０６は、アウタレース３２の表面１００又はインナレース４６の表面１０２と接触しない。図２５に示すように、この非支持配置は、スタブシャフト６６がゼロ角度位置にある場合にも高角度位置にある場合にも存続する。従って、１つの態様では、ケージ５４は、本質的に非支持状態でインナレース４６とアウタレース３２との間に浮遊している。トラック３８、５２の異なる角度の向きによって発生した力のバランスは、軸方向の支持を与えて、ケージ５４とその他の構成要素を心合わせしかつ支持する。勿論、この力のバランスを使用してケージ５４を支持しかつ心合わせすることに関連して本発明を説明しているが、その他の心合わせしかつ支持する手段を使用して、中心かつ支持位置にケージ５４を維持することができ、その手段はアウタレース３２又はインナレース４６を含むことができないことは、当業者には容易に理解されるであろう。アウタレース３２又はインナレース４６によって与えられる支持の欠如は、軸方向又は半径方向においてのみとすることができることに注目されたい。
【００２４】
図２６と図２７には、本発明の別の態様を図示しかつ説明している。図２６には、支持ケージ５４に関する本発明の別の態様を、スタブシャフト６６がゼロ角度位置にある時において示している。図２６において、ケージ５４の上面１０４は、アウタレース３２の表面１００との単一点接触１０８を有する。そのような接触位置は、軸方向の最小限の支持を与える。しかしながら、この接触は、ケージ５４を心合わせしかつ半径方向移動を阻止する働きをする。単一点接触１０８は、最少量の表面積を含む。しかしながら、下面１０６は、インナレース４６とは非支持配置の状態になっている。より具体的には、ケージ５４の下面１０６は、インナレース４６の表面１０２に接触していない。図２７に示すように、スタブシャフト６６が高角度位置に移動した時に、単一点接触１０８は、上面１０４と表面１００との間に維持されたままである。加えて、この単一点接触１０８は、ケージ５４を心合わせしかつ半径方向への移動を阻止する働きをする。
【００２５】
図２８、図２９には、本発明の別の態様を図示しかつ説明している。図２８には、支持ケージ５４に関する本発明の別の態様を、スタブシャフト６６がゼロ角度位置にある時において示している。図２８において、ケージ５４の下面１０６は、インナレース４６の表面１０２との点接触１１０を有する。上記したのと同様に、単一点接触は、付加的な支持を与えて、ケージ５４を心合わせしかつ支持する。しかしながら、アウタレース３２は、ケージ５４とは非支持配置の状態になっている。図２９は、スタブシャフト６６が高角度位置にある時におけるケージ５４とインナレース４６との間のこの単一点１１０関係を示している。
【００２６】
図３０〜図３２には、本発明の別の態様を図示しかつ説明している。図３０には、支持ケージ５４に関する本発明の別の態様を、スタブシャフト６６がゼロ角度位置にある時において示している。図３０では、インナレース４６の表面１０２内に切込み部分１１２を示している。切込み部分１１２は、ケージ５４の表面１０６と接触する露出表面積の量を最小化する。より具体的には、図３０に示すように、ケージ５４の表面１０６は、点接触１１６、１１４においてのみインナレース４６の表面１０２と接触する。この切込み部分１１２により、そうでなければケージ５４とインナレース４６との間の接触関係を形成したであろう表面積が除去される。その結果、ケージ５４は、点接触１１４、１１６のみによって支持されかつ心合わせされる。本発明ではさらに、上記に代えて、アウタレース３２の表面１００内に切込み部分１１２を含むことも考えられる。従って、ケージ５４の表面１０４が最小化されることになり、また点接触１１６、１１４が、ケージ５４の表面１０４とアウタレース３２の表面１００との間に位置する。
【００２７】
図３１を参照すると、１つの実施形態では、スタブシャフトが高角度位置にある時に、ケージ５４の上面１０４がアウタレース３２の表面１００と接触しない。より具体的には、この図示した実施形態では、インナレース４６上の点接触１１６の位置は、ケージ５４の表面１０６との接触から外れて移動する。従って、高角度位置においては、点接触１１４のみがケージ５４に対して付加的な支持を与える。しかしながら、図３２に示すように、切込み部分１１２の長さを含めたケージ５４、インナレース４６、アウタレース３２の全体的形状寸法は、図に示すような高角度位置にある時に、点接触１１４、１１６の両方がインナレース４６とケージ５４との間に存在するように選択することができる。
【００２８】
本発明を例示的方法で説明してきた。使用した技術用語は、限定ではなく説明のためのものであることを意図していることを理解されたい。
【００２９】
上記の教示に照らして、本発明の多くの変更及び変形が可能である。従って、本発明は、特許請求の範囲の範囲内で、具体的に説明したものとは別の方法で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による等速ジョイントの側面図を示す。
【図２】本発明による、所定の角度に連接した等速ジョイントの側面図を示す。
【図３】本発明によるグリースキャップの上面図を示す。
【図４】図３の線４−４に沿って取った、本発明によるカバーの断面図を示す。
【図５】本発明によるブーツカバーの上面図を示す。
【図６】図５の線６−６に沿って取った、本発明によるブーツカバーの断面図を示す。
【図７】本発明によるインナレースの上面図を示す。
【図８】図７の線８−８に沿って取った、本発明によるインナレースの断面図を示す。
【図９】図７の線９−９に沿って取った、本発明によるインナレースの断面図を示す。
【図１０】図７の線１０−１０に沿って取った、本発明によるインナレースの断面図を示す。
【図１１】本発明によるケージの平面図を示す。
【図１２】本発明によるケージの側面図を示す。
【図１３】図１２の線１３−１３に沿って取った、本発明によるケージの断面図を示す。
【図１４】本発明によるケージの一部分を部分断面で示す。
【図１５】本発明によるケージを貫通した開口の拡大図を示す。
【図１６】本発明によるアウタレースの側面図を示す。
【図１７】本発明によるアウタレースの上面図を示す。
【図１８】図１７の線１８−１８に沿って取った、本発明によるアウタレースの断面図を示す。
【図１９】図１７の線１９−１９に沿って取った、本発明によるアウタレースの断面図を示す。
【図２０】図１７の線２０−２０に沿って取った、アウタレースの断面図を示す。
【図２１】その中に複数のボールが設置されたインナレースの平面図を示す。
【図２２】その中にボールが設置された、本発明によるボールトラックの拡大図を示す。
【図２３】その中に複数のボールが設置されたアウタレースの上面図を示す。
【図２４】本発明によるＣＶジョイントの概略図である。
【図２５】本発明によるＣＶジョイントの概略図である。
【図２６】本発明によるＣＶジョイントの概略図である。
【図２７】本発明によるＣＶジョイントの概略図である。
【図２８】本発明によるＣＶジョイントの概略図である。
【図２９】本発明によるＣＶジョイントの概略図である。
【図３０】本発明によるＣＶジョイントの概略図である。
【図３１】本発明によるＣＶジョイントの概略図である。
【図３２】本発明によるＣＶジョイントの概略図である。
【符号の説明】
【００３１】
３０  等速ジョイント、３２  アウタレース、３４  ボア、３６  円周方向溝、３８  アウタレースのボールトラック、４４  ボール、４６  インナレース、５０  スプライン、５２  インナレースのボールトラック、５４  ケージ、５６  ケージの開口、５８  グリースキャップ、６０  ブーツカバー、６２  円周方向溝、６４  柔軟性ブーツ、６６  スタブシャフト、６８  プロペラシャフトチューブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【国際調査報告】
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