(57)【要約】【課題】案内溝に対するボールの接触面圧を低減した固定式等速自在継手を提供する。【解決手段】等速自在継手の内外輪３、６の少なくともいずれか一方の案内溝２又は５の横断面形状を、少なくとも３つの屈曲点を介して接続した複数の部分楕円Ａ〜Ｄ、Ｅ〜Ｈ       で構成する。これにより、内外輪の案内溝２、５の少なくとも一方の案内溝をボール７に対して４点以上で接触させ、ボール接触面の面圧を低減する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内球面に複数の案内溝が円周方向に軸方向に沿って形成された外方部材と、外球面に前記外方部材の案内溝と対をなす複数の案内溝が円周方向に軸方向に沿って形成された内方部材と、前記外方部材の案内溝と内方部材の案内溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外方部材の内球面と内方部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた固定式等速自在継手において、前記外方部材および内方部材の案内溝の少なくとも一方の案内溝をボールに対して４点以上で接触する溝形状としたことを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項２】
案内溝の横断面形状を、少なくとも３つの屈曲点を介して接続した複数の部分楕円で構成したことを特徴とする請求項１の固定式等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車や各種産業機械に使用される固定式等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の案内溝内でボールが転動する従来のバーフィールド型等速ジョイントの案内溝形状は、内輪と外輪に対してボールが２点で接するような楕円の一部で構成したアンギュラコンタクト形状（ＡＣ）が一般的である。案内溝形状の他の例としては、内輪と外輪に対してボールが３点で接するように曲線と直線を組み合わせたものがある。また、ボールと案内溝との接触点を内輪案内溝で３点、外輪側案内溝で２点の合計５点としたものもある（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】ドイツ特許公報ＤＥ  １９６  ３３  ２１６  Ｃ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の内外輪の案内溝形状は、ボールの接触点が特許文献１のように多くても３点である。このため、ボールとの接触面圧が比較的高く、繰り返し荷重による疲労や剥離が生じ、耐久性の低下を招くおそれがあった。
本発明は、斯かる実情に鑑み、ボールとの接触面圧を低減する新規な内外輪の案内溝形状を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記課題を解決するため、請求項１の発明は、内球面に複数の案内溝が円周方向に軸方向に沿って形成された外方部材と、外球面に前記外方部材の案内溝と対をなす複数の案内溝が円周方向に軸方向に沿って形成された内方部材と、前記外方部材の案内溝と内方部材の案内溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外方部材の内球面と内方部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた固定式等速自在継手において、前記外方部材および内方部材の案内溝の少なくとも一方の案内溝をボールに対して４点以上で接触する溝形状としたことを特徴とする。このような案内溝の横断面形状の例としては、少なくとも３つの屈曲点を介して接続した複数の部分楕円で構成した溝形状が提案される。  このように少なくとも一方の案内溝をボールに対して４点以上で接触する案内溝形状とすることにより、ボールとの接触点の案内溝荷重を分散することができ、一つの接触点当りの面圧を低減することができる。これにより、案内溝の繰り返し荷重による疲労や剥離の発生を軽減することができ、固定式等速自在継手の耐久性が向上する。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、外方部材および内方部材の案内溝の少なくとも一方の案内溝をボールに対して４点以上で接触する溝形状としたので、ボールとの接触点の案内溝荷重を分散することができ、一つの接触点当りの面圧を低減することができる。これにより、案内溝の繰り返し荷重による疲労や剥離の発生を軽減することができ、固定式等速自在継手の耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態を図１及び図２に基づき説明する。図１の固定式等速自在継手はバーフィールド型であって、内球面１に複数の案内溝２が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材としての外輪３と、外球面４に外輪３の案内溝２と対をなす複数の案内溝５が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材としての内輪６と、外輪３の案内溝２と内輪６の案内溝５との間に介在してトルクを伝達する複数のボール７と、外輪３の内球面１と内輪６の外球面４との間に介在してボール７を保持するケージ８とを備えている。複数のボール７は、ケージ８に形成されたポケット９に収容されて円周方向等間隔に配置されている。なお、本発明はバーフィールド型に限らずアンダーカットフリー型を含む他型式の固定式等速自在継手にも適用可能である。
【０００７】
この固定式等速自在継手では、大きな作動角を取り得る構造とするため、外輪３の案内溝２の曲率中心Ｏ１と内輪６の案内溝５の曲率中心Ｏ２とを、ボール中心Ｏを含む継手中心面Ｐに対して等距離ｆだけ軸方向に逆向きにオフセットさせている。このようにトラックオフセットを設けたことにより、両案内溝２，５のそれぞれは、その軸方向中央から外輪底側で浅く、外輪開口側で深くなっており、その結果、外輪３の底側から開口側へ向けて径方向間隔が徐々に増加する楔状のボールトラックが形成されている。
【０００８】
この種の等速自在継手を、例えば自動車のドライブシャフトに使用する場合、外輪３を従動軸に連結し、内輪６に車体側のディファレンシャルに取り付けられた摺動式等速自在継手から延びる駆動軸をスプライン嵌合で連結した構造とする。この等速自在継手では、外輪３と内輪６との間に作動角が付与されると、ケージ８に収容されたボール２７は常にどの作動角においても、その作動角の二等分面内に維持され、継手の等速性が確保される。
【０００９】
この実施形態の等速自在継手の一部を構成する外輪３および内輪６は、内球面１および外球面４のそれぞれに、軸方向に沿う断面が前述の曲率中心Ｏ１，Ｏ２を持つ単一の円弧面形状を有する案内溝２，５が形成された構造を具備する。図２は外輪３の内球面１に形成された案内溝２と、内輪６の外球面４に形成された案内溝５を示す横断面図である。同図に示すように各案内溝２，５の横断面形状は、ボール７の半径ｒよりも大きな曲率半径Ｒで機械加工または冷間鍛造などにより形成された４つの部分楕円Ａ〜Ｄ、Ｅ〜Ｈの組み合わせで構成される。外輪３の右側の部分楕円Ａ、Ｂと、左側の部分楕円Ｃ、Ｄは、案内溝中心線に関して左右対称である。同様に、内輪６の右側の部分楕円Ｇ、Ｈと、左側の部分楕円Ｅ、Ｆは、案内溝中心線に関して左右対称である。部分楕円Ａ〜Ｄ、Ｅ〜Ｈ相互は屈曲点で接続する。ボール７はこれら部分楕円Ａ〜Ｄ、Ｅ〜Ｈの幅方向中央の接触点でそれぞれ接触する。
【００１０】
すなわち、外輪３の案内溝２の４点（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）とボール７が接し、内輪６の案内溝の４点（ｅ，ｆ，ｇ，ｈ）とボール７が接する。ボール７と案内溝２、５は点ｂ、ｃ、ｆ、ｇにおいてトラック中心線から接触角α、点ａ、ｄ、ｅ、ｈにおいて接触角βで接する。４つの部分楕円Ａ〜Ｄ又はＥ〜Ｈで案内溝２、５を構成し、部分楕円Ａ〜Ｄ、Ｅ〜Ｈの曲率半径Ｒは従来と同等とする。この結果、ボール接触率（Ｒ／ｒ）は同等となる。（ｒはボールの半径）。
従来のゴシックアーチ状案内溝がボール７に対して二点でアンギュラ接触するのに比べると、この実施形態では内外輪３、６とボール７との接触点が倍増する。これにより、一つの接触点当りの面圧を低減することができ、繰り返し荷重による疲労や、剥離の発生を軽減でき、固定式等速自在継手の耐久性が向上する。又、曲率半径Ｒは必ずしも、同等である必要は無く、面圧が従来よりも低減できる範囲で変えてもよい。
【００１１】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は上記実施形態に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種々変更を加え得ることは勿論である。例えば前記実施形態では内外輪ともボール７に４点当たりとしたが、内外輪のいずれか一方のみ４点ないし４点以上でボール７に当接させ、他方は４点未満で当接させるようにしてもよい。また、内外輪のいずれにもボール７を４点以上で当接させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る固定式等速自在継手の縦断面図。
【図２】本発明に係る固定式等速自在継手の内外輪案内溝の横断面図。
【符号の説明】
【００１３】
１     内球面
２、５   案内溝
３     外輪
４     外球面
６     内輪
７     ボール
８     ケージ
９     ポケット
Ａ〜Ｄ   部分楕円Ｅ〜Ｈ 部分楕円
【図１】
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【図２】
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