(57)【要約】【課題】本発明は、アウターレースおよびインナーレースのボールトラックの回転中心の位置がオフセット角度に応じて対称をなすようにして、アウターレースの外径を保持させた状態でもアウターレースのグルーブ接触面圧を補強することによって、ジョイント全体の強度を向上させることができる車両のアングルオフセットボールタイプの等速ジョイントを提供する。【解決手段】シャフトの一端に連結設けられるインナーレース３５と、前記インナーレース３５の外部に設けられるアウターレース３３と、前記インナーレース３５の回転動力を前記アウターレース３３に伝達するための複数個のボール３６と、前記ボール３６をそれぞれ保持するための窓が形成されているケージ３４とを含んでなり、前記アウターレース３３のボールトラックの回転中心とインナーレース３５のボールトラックの回転中心とがオフセット角度に応じて対称をなす構造からなる。【選択図】図７
2013100881.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトの一端に連結設けられるインナーレースと、
前記インナーレースの外部に設けられるアウターレースと、
前記インナーレースの回転動力を前記アウターレースに伝達するための複数個のボールと、
前記ボールをそれぞれ保持するための窓が形成されているケージとを含んでなり、
前記アウターレースのボールトラックの回転中心とインナーレースのボールトラックの回転中心とがオフセット角度に応じて対称をなすことを特徴とする車両のアングルオフセットボールタイプの等速ジョイント。
【請求項２】
アウターレースのグルーブ部位中で最大切れ角時にボールの接触面積が最も小さい部分をオフセット角度に応じて接触面積を広くすることを特徴とする請求項１に記載の車両のアングルオフセットボールタイプの等速ジョイント。
【請求項３】
インナーレースのグルーブ部位中で最大切れ角時にボールの接触面積が最も多い部分をオフセット角度に応じて接触面積を減らせることを特徴とする請求項１に記載の車両のアングルオフセットボールタイプの等速ジョイント。
【請求項４】
前記ケージの外口径を利用してケージの強度を高めることを特徴とする請求項１に記載の車両のアングルオフセットボールタイプの等速ジョイント。
【請求項５】
前記ボールタイプのジョイントはシャフトを中心として車輪側（アウトボード側）に設けられることを特徴とする請求項１に記載の車両のアングルオフセットボールタイプの等速ジョイント。
【請求項６】
前記オフセット角度の範囲は−４５度から＋４５度であることを特徴とする請求項１に記載の車両のアングルオフセットボールタイプの等速ジョイント。
【請求項７】
ジョイントの回転中心ｒ１を基準として互いに対称される位置にあるボールの中心間の距離ＰＣＤとオフセット量Ｒ１との比率Ｒ１／ＰＣＤは、０．０４０〜０．１３０からなることを特徴とする請求項１に記載の車両のアングルオフセットボールタイプの等速ジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のアングルオフセットボールタイプの等速ジョイントに関し、より詳しくは、アウターレースおよびインナーレースのボールトラックの回転中心の位置をオフセット角度に応じて対称をなすようにして、アウターレースの外径を保持させた状態においてもアウターレースのグルーブ接触面圧を補強することによってジョイント全体の強度を向上させることができる、車両のアングルオフセットボールタイプの等速ジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ジョイントは回転軸の角度が互いに異なる回転軸に回転動力（トルク）を伝達するためのものであって、動力伝達角度が小さい推進軸の場合においてはフックジョイント、フレキシブルジョイントなどが用いられ、動力伝達角度が大きい前輪駆動車の駆動軸の場合においては等速ジョイントが用いられる。
【０００３】
前記等速ジョイントは駆動軸と受動軸との交差角が大きい場合においても等速で円滑に動力を伝達できるので、独立懸架方式の前輪駆動車のアクスル軸に主に用いられ、シャフトを中心としてエンジン側（インボード側）はトライポッドタイプジョイントからなり、シャフトを中心としてタイヤ側（アウトボード側）はボールタイプジョイントからなる。
【０００４】
図１は一般的な等速ジョイントの断面構成図であり、図２は一般的な等速ジョイントの外形構成図である。
【０００５】
図１および図２に示されているように、一般的な等速ジョイントの構成は、シャフト１を中心としてエンジン側（インボード側）はトライポッドタイプジョイントからなり、シャフト１を中心として車輪側（アウトボード側）はボールタイプジョイントからなる。
【０００６】
シャフト１を中心としてエンジン側（インボード側）に設けられているトライポッドタイプジョイントの構成は、エンジン（図示省略）の回転動力を伝達し、内部にグルーブが形成されているハウジング２と、前記ハウジング２の回転動力が伝達されて回転するシャフト１と、前記ハウジング２とシャフト１とを連結するために前記シャフト１の一端に連結されて前記ハウジング２の内部に設けられ、トライポッドタイプのトラニオンが形成されているスパイダー３と、前記スパイダー３のトラニオンの外周面に設けられるニードルローラ６と、前記ニードルローラ６の外周面に設けられる球面ローラ５と、前記球面ローラ５の外周面に設けられて前記ハウジング２とシャフト１との摩擦を減少させる円筒ローラ４と、前記ニードルローラ６および球面ローラ５の上端に設けられるワッシャー７と、クリップ８と、前記スパイダー３の側端に設けられるリテーナリング９と、前記ハウジング２に一端が連結され、前記シャフト１に他の一端が連結されるブーツ１０と、前記ブーツ１０をそれぞれ固定させるためのクランピングバンド１１、１２とを含んでなる。
【０００７】
また、シャフト１を中心として車輪側（アウトボード側）に設けられているボールタイプジョイントの構成は、前記トライポッドタイプジョイントの回転動力が伝達されて回転するシャフト１と、前記シャフト１の一端に連結設けられるインナーレース１５と、前記インナーレース１５の外部に設けられるアウターレース１３と、前記インナーレース１５の回転動力を前記アウターレース１３に伝達するための複数個のボール１６と、前記ボール１６を保持するためのケージ１４と、前記アウターレース１３の外部に設けられるセンサーリング１７と、前記シャフト１に一端が連結され、前記アウターレース１３に他の一端が連結されるブーツ１８と、前記ブーツ１８を固定させるためのクランピングバンド１９、２０とを含んでなる。
【０００８】
そして、シャフト１の中間にはダンパー２１がバンド２２、２３を利用して設けられ、前記ダンパー２１は本体２１２の内部に質量体２１１が設けられる構造からなる。
【０００９】
以下、前記構成による一般的な等速ジョイントの作用について説明する。
エンジン（図示省略）から出力された回転動力がトランスミッション（図示省略）を経由してハウジング２に伝達されるとハウジング２が回転することになり、このようなハウジング２の回転動力は円筒ローラ４、球面ローラ５、およびニードルローラ６を通じてスパイダー３に伝達されることによって、スパイダー３に連結されているシャフト１を回転させることになる。
【００１０】
また、前記シャフト１の回転動力はインナーレース１５およびボール１６を経由してアウターレース１３に伝達されることによって、アウターレース１３に連結される車輪（図示省略）を回転させることになる。
【００１１】
この場合、シャフト１を中心としてエンジン側（インボード側）に設けられているトライポッドタイプジョイントでは円筒ローラ４がハウジング２のグルーブ内をスライディング移動することによって、円筒ローラ４と関連しているシャフト１の回転角度が異なることになるので、車両の変位によって切れ角になり、シャフト１を中心として車輪側（アウトボード側）に設けられているボールタイプのジョイントではボール１６によってアウターレース１３の回転角度が異なることになるので、車両の変位によって切れ角になる。
【００１２】
これと共に、トライポッドタイプのジョイント側のブーツ１０およびボールタイプのジョイント側のブーツ１８は、それぞれトライポッドタイプのジョイントおよびボールタイプのジョイントの外部を取り囲んで密封させることによって、トライポッドタイプのジョイントおよびボールタイプのジョイントが外部の汚染物質によって損傷するのを防止できる。
【００１３】
また、エンジンから出力されたトルクがトランスミッションを経由してシャフト１を通じて車輪側にトルクを伝達する時、高速で回転するシャフト１において、ある回転速度では不均衡回転が発生することになるが、このような不均衡回転は望ましくない振動をもたらすことになり、駆動系の作動によくない影響を及ぼすことになる。このような不均衡回転による望ましくない振動を抑制するためにシャフト１の中間部分に設けられるダンパー２は、シャフト１の高速回転時にシャフト１から発生する有害な振動周波数によるブーミングノイズ（ｂｏｏｍｉｎｇ  ｎｏｉｓｅ）を防止する。
【００１４】
図３は従来の車両のボールタイプの等速ジョイントの分解構成図であり、図４は従来の車両のボールタイプの等速ジョイントの斜視構成図であり、図５は従来の車両のボールタイプの等速ジョイントの切れ角前の断面構成図であり、図６は従来の車両のボールタイプの等速ジョイントの切れ角後の断面構成図である。
【００１５】
図３ないし図６に示されているように、従来の車両のボールタイプの等速ジョイントは、ケージ１４およびインナーレース１５がボール１６を固定しており、操向によってボール１６がアウターレース１３の内周面に長さ方向に形成されているグルーブ１３１内で移動する構造からなる。
【００１６】
アウターレース１３のボールトラックＯＢＴは回転中心ｒ２から半径Ｒ２の軌跡を描き、インナーレース１５のボールトラックＩＢＴは回転中心ｒ３から半径Ｒ３の軌跡を描きながら形成される。
【００１７】
ボール１６の中心からアウターレース１３のボールトラックＯＢＴの回転中心ｒ２とインナーレース１５のボールトラックＩＢＴの回転中心ｒ３とがなす漏斗角（ｆｕｎｎｅｌ  ａｎｇｌｅ）ｆは、六つのボールタイプジョイントである場合は１４〜１７°であり、八つのボールタイプジョイントである場合は８〜１４°である。前記漏斗角ｆはジョイントの切れ角および回転運動を円滑にするが、漏斗角ｆが確保されなければジョイントの嵌められおよび効率の低下などが発生することになる。
【００１８】
前記アウターレース１３のボールトラックＯＢＴの回転中心ｒ２と前記インナーレース１５のボールトラックＩＢＴの回転中心ｒ３とはジョイントの回転中心ｒ１を基準として一定のオフセット量Ｒ１をもって平行に位置している。切れ角時にケージ１４およびボール１６はインナーレース１５の切れ角量の半角ほど回転し、アウターレース１３のボールトラックの回転中心ｒ２とインナーレース１５のボールトラックの回転中心ｒ３とはジョイントの回転中心ｒ１を基準としてオフセット量Ｒ１を半径にして回転する。
【００１９】
しかしながら、前記従来のボールタイプの等速ジョイントは、ボールタイプの等速ジョイントの軽量化およびコンパクト化傾向によってケージが受けられる応力が大きくなるので、強度面において脆弱になるという問題点があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の目的は、前記のような従来の問題点を解決するためのものであって、アウターレースおよびインナーレースのボールトラックの回転中心の位置が一定の角度を有するようにして、アウターレースの外径を保持させた状態においてもアウターレースのグルーブ接触面圧を補強することによってジョイント全体の強度を向上させることができる車両のアングルオフセットボールタイプの等速ジョイントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記目的を達成するために本発明は、シャフトの一端に連結設けられるインナーレースと、前記インナーレースの外部に設けられるアウターレースと、前記インナーレースの回転動力を前記アウターレースに伝達するための複数個のボールと、前記ボールをそれぞれ保持するための窓が形成されているケージとを含んでなり、前記アウターレースのボールトラックの回転中心とインナーレースのボールトラックの回転中心とがオフセット角度に応じて対称をなす構造からなる。
【００２２】
本発明は、アウターレースのグルーブ部位中で最大切れ角時にボールの接触面積が最も小さい部分をオフセット角度に応じて、接触面積を広くした方が望ましい。
【００２３】
本発明は、インナーレースのグルーブ部位中で最大切れ角時にボールの接触面積が最も多い部分をオフセット角度によって、接触面積を減らした方が望ましい。
【００２４】
本発明は、前記ケージの外口径を利用してケージの強度を高くした方が望ましい。
【００２５】
本発明は、前記ボールタイプのジョイントはシャフトを中心として車輪側（アウトボード側）に設けた方が望ましい。
【００２６】
本発明は、前記オフセット角度の範囲を−４５度から＋４５度に設定した方が望ましい。
【００２７】
本発明は、ジョイントの回転中心ｒ１を基準として互いに対称される位置にあるボール３６の中心間の距離ＰＣＤとオフセット量Ｒ１との比率Ｒ１／ＰＣＤは、０．０４０〜０．１３０からなる方が望ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は、アウターレースおよびインナーレースのボールトラックの回転中心の位置がオフセット角度に応じて対称をなすようにして、アウターレースの外径を保持させた状態でもアウターレースのグルーブ接触面圧を補強することによって、ジョイント全体の強度を向上させることができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一般的な等速ジョイントの断面構成図である。
【図２】一般的な等速ジョイントの外形構成図である。
【図３】従来の車両のボールタイプの等速ジョイントの分解構成図である。
【図４】従来の車両のボールタイプの等速ジョイントの斜視構成図である。
【図５】従来の車両のボールタイプの等速ジョイントの切れ角前の断面構成図である。
【図６】従来の車両のボールタイプの等速ジョイントの切れ角後の断面構成図である。
【図７】本発明の一実施例に従う車両のアングルオフセットボールタイプの等速ジョイントの切れ角前の断面構造図である。
【図８】本発明の一実施例に従う車両のアングルオフセットボールタイプの等速ジョイントの切れ角後の断面構造図である。
【図９】本発明の一実施例に従う車両のアングルオフセットボールタイプの等速ジョイントの凹部拡大構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の属する技術分野において通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるように、本発明の最も望ましい実施例を図面を参照して詳しく説明する。本発明の目的、作用、および効果を含んだその他の目的、特徴点並びに動作上の利点などが望ましい実施例の説明によってより明確になるだろう。
【００３１】
また、本発明における実施例は様々の実施可能な例中において当業者の理解のために最も望ましい実施例を選択して例示しているものであって、本発明の技術的な思想が必ずそれらに限定されるものではなく、本発明の技術的な思想を外れない範囲内で多様な変化、付加および変更が可能であるのはもちろんであり、均等な他の実施例をも実施することができる。
【００３２】
図７は本発明の一実施例に従う車両のアングルオフセットボールタイプの等速ジョイントの切れ角前の断面構造図であり、図８は本発明の一実施例に従う車両のアングルオフセットボールタイプの等速ジョイントの切れ角後の断面構造図であり、図９は本発明の一実施例に従う車両のアングルオフセットボールタイプの等速ジョイントの凹部拡大構造図である。
【００３３】
図７ないし図９に示すように、本発明の一実施例に従う車両のアングルオフセットボールタイプの等速ジョイントの構成は、シャフトの一端に連結設けられるインナーレース３５と、前記インナーレース３５の外部に設けられるアウターレース３３と、前記インナーレース３５の回転動力を前記アウターレース３３に伝達するための複数個のボール３６と、前記ボール３６をそれぞれ保持するための窓が形成されているケージ３４とを含んでなり、前記アウターレース３３のボールトラックＯＢＴの回転中心ｒ２とインナーレース３５のボールトラックＩＢＴの回転中心ｒ３とがジョイントの回転中心ｒ１を基準として一定のオフセット量Ｒ１をもって離れており、オフセット角度ａに応じて対称をなす構造からなる。
【００３４】
前記オフセット角度ａの範囲は、−４５度から+４５度である。
【００３５】
ジョイントの回転中心ｒ１を基準として互いに対称される位置にあるボール３６の中心間の距離ＰＣＤとオフセット量Ｒ１との比率Ｒ１/ＰＣＤが、０．０４０〜０．１３０からなることによって、前記ボール３６の中心からアウターレース３３のボールトラックＯＢＴの回転中心ｒ２とインナーレース３５のボールトラックＩＢＴの回転中心ｒ３とがなす漏斗角ｆを六つのボールタイプのジョイントである場合は１２〜１５°、八つのボールタイプのジョイントである場合は７〜１２°に維持せしめることによって、ジョイントの切れ角および回転運動が円滑になる。
【００３６】
以下、前記構成による本発明の一実施例に従う車両のアングルオフセットボールタイプの等速ジョイントの作用について説明する。
【００３７】
エンジン（図示省略）から出力された回転動力がシャフトを回転させると、シャフトの回転動力はインナーレース３５およびボール３６を経由してアウターレース３３に伝達されることによって、アウターレース３３に連結している車輪（図示省略）を回転させることになる。
【００３８】
この場合に、シャフトを中心として車輪側（アウトボード側）に設けられているアングルオフセットボールタイプの等速ジョイントではボール３６によってアウターレース３３の回転角度が異なることになるので、車両の変位によって切れ角になるが、アウターレース３３のボールトラックＯＢＴの回転中心ｒ２とインナーレース３５のボールトラックＩＢＴの回転中心ｒ３との位置がオフセット角度ａに応じて対称をなすことになるので、アウターレース３３の外径を保持させた状態でもアウターレース３３のグルーブ接触面圧を補強することによって、ジョイント全体の強度を向上させることができる。
【００３９】
言い換えると、図７および図８において、ａはアウターレース３３のグルーブ部位中で最大切れ角時にボール３６の接触面積が最も小さい部分であって、オフセット角度に応じて接触面積を広くすることによって接触面圧を減らすことができ、ｂはインナーレース３５のグルーブ部位中で最大切れ角時にボール３６の接触面積が最も多い部分であって、オフセット角度に応じて接触面積を減らすことによって、接触面圧が高くなっても問題が発生しないので、全体的にはグルーブ接触面圧を補強することになる。このとき、前記オフセット角度ａの範囲は、-４５度から+４５度である。そして、ジョイントの回転中心ｒ１を基準として互いに対称される位置にあるボール３６の中心間の距離ＰＣＤとオフセット量Ｒ１との比率Ｒ１/ＰＣＤは、０．０４０〜０．１３０からなる。
【００４０】
このように、アウターレース３３およびインナーレース３５のグルーブの接触面圧が補強されると、ケージ３４の外口径を相対的に増大させることによってケージ３４の強度を高めることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  シャフト
３３  アウターレース
３４  ケージ
３５  インナーレース
３６  ボール
【図１】
2013100881.tif 000003
【図２】
2013100881.tif 000004
【図３】
2013100881.tif 000005
【図４】
2013100881.tif 000006
【図５】
2013100881.tif 000007
【図６】
2013100881.tif 000008
【図７】
2013100881.tif 000009
【図８】
2013100881.tif 000010
【図９】
2013100881.tif 000011