JPH056420Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、自動車の駆動車軸に使用される等
速自在継手に関するもので、特に、駆動軸と従動
軸との等速性を維持しつつ両者の角度変位や軸方
向の相対変位を許容し得るようにしたダブルオフ
セツト型等速自在継手の改良構造に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

前輪駆動車や独立懸架方式の後輪駆動車の駆動
軸には角度変位及び軸方向変位を許容する等速自
在継手が用いられている。従来の等速自在継手
は、走行中や、オートマチツク車の停止時のアイ
ドリング中等のように、駆動軸のトルクを伝達し
ながら角度変位や軸方向変位を生ずるような使用
状態では、変位時の継手内部のスライド抵抗が大
きいため、エンジン側からの振動が車体へ伝達さ
れて乗員に不快感を与えるといつた問題があつ
た。

すなわち、従来のダブルオフセツト型等速自在
継手は、第１図に示すように、直線状案内溝２を
設けた円筒状孔３を備える中空外方部材１と、こ
の外方部材１の案内溝２と協働してボールトラツ
クを形成する溝５を設け、少なくとも一部を部分
球面とした外表面６を備える内方部材４と、前記
各溝２，５に配されるトルク伝達ボール７と、ト
ルク伝達ボール７を収容するボールポケツト９を
備え、外方部材１の円筒状孔３及び内方部材４の
部分球面状外表面６にて夫々案内され、継手軸線
上において継手中心の両側に等量ずらせて配置し
た曲率中心を有する部分球面状の内外表面１０，
１１を備えた保持器８とで構成され、内方部材４
の外表面６と保持器８の内表面１０を同一曲率に
して接触させるともに、ボール７を保持器８のボ
ールポケツト９に適当な締め代をもつて収容させ
ている。

したがつて、等速自在継手に振動が作用する
と、外方部材１とボール７との間、内方部材４と
ボール７との間、外方部材１と保持器８との間で
すべりを生じることになり、しかもボール７は拘
束されていて回転することができないため、スラ
イド抵抗が大きかつた。

そこで、本出願人は、ボール７の回転を容易に
してスライド抵抗を小さくした等速自在継手を提
案した（特開昭53−57341号公報）。これは第２図
に示すように、内方部材４の外表面６の半径
（ｒ）と保持器８の内表面１０の半径（Ｒ）とを
異ならせ（Ｒ＞（ｒ＋δ））、内方部材４と保持器
８との間に所定の軸方向隙間１２を形成したもの
である。すなわち、内方部材４と保持器８とを軸
方向に相対移動可能にし、振動をこの軸方向相対
移動で吸収することを意図したものである。な
お、δはダブルオフセツト型等速自在継手におい
て通常設けられる球面案内隙間を表している。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかし、加速時のようにトルク負荷が大きく、
内方部材と外方部材によりボールを転動させよう
とするトルクの方が、保持器のポケツトとボール
との締め代によりボールを拘束している力よりも
大きい場合は、上記提案構造でもボールは転動さ
せられるが、例えばオートマチツク車の停止中の
エンジンアイドリング時のように、ボールを転動
させようとするトルクがボール拘束力よりも小さ
いときは、ボールは転動せずトラツク上を滑り、
振動を吸収する効果は得られない。

この考案の目的は、保持器と内方部材との相対
的な軸方向移動が可能で、継手に生じる大小種々
のトルクにおいてもボールが転動し、スライド抵
抗が小さく、かつ、振動を吸収することのできる
等速自在継手を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この考案は、直線状案内溝を設けた円筒状孔を
備える外方部材と、この外方部材の前記案内溝と
協働してボールトラツクを形成する溝を設け、且
つ一部を部分球面状とした外表面を備える内方部
材と、前記各溝に配されたトルク伝達ボールと、
前記トルク伝達ボールを収容するボールポケツト
を備え、且つ前記外方部材の円筒状孔及び内方部
材の部分球面状外表面にて夫々案内され、継手の
軸線方向にボール中心線の両側にずらせて配置し
た曲率中心を有する部分球面状の内外表面を備え
た保持器とよりなる等速自在継手の改良構造であ
つて、次のような特徴を有する。すなわち、継手
の軸線を含む断面で見て、内方部材の外表面は一
様な円弧で形成され、保持器内表面と内方部材外
表面との間に保持器と内方部材との軸方向相対移
動を許容するように、保持器の内表面は前記円弧
の曲率中心から径方向にオフセツトした曲率中心
をもち、内方部材外表面の円弧の曲率半径より大
きい曲率半径の円弧で形成されている。また、ト
ルク伝達ボールと保持器のボールポケツトとの間
に５〜50μの軸方向ポケツト隙間を設けてある。

〔作用〕

５〜50μの軸方向ポケツト隙間の存在により締
め代がなくなりボールが軸方向における締付けな
いし拘束から解放される。この結果、たとえば内
方部材に振動が作用したとき、内方部材と外方部
材の間でボールが抵抗なく転がつて内方部材と保
持器との円滑な相対移動を可能にし、内方部材と
保持器との間の軸方向隙間による振動吸収機能を
どのトルク領域においても如何なく発揮させる。
これは、保持器内表面と内方部材外表面との間の
上記隙間及び上記軸方向ポケツト隙間の相乗作用
によるものである。

〔実施例〕

本考案の一実施例を示す第３図において、１５
は等速自在継手の外方部材（外輪）、１６は内方
部材（内輪）、１７は保持器、１８はトルク伝達
ボールである。なお、この図は継手の静止した中
立状態を示している。外方部材１５は円筒状内周
面１９に直線状案内溝２０を備えている。内方部
材１６は保持器１７の内表面２４の部分球面を案
内する部分球面状外表面２１を備え、その外表面
２１に、外方部材１５の案内溝２０とでボールト
ラツクを形成する溝２２を有している。保持器１
７は周方向に等間隔にボールポケツト２３を形成
し、かつ、ボール中心線の両側に継手の軸線方向
に等量ずらせて配置した曲率中心を有する部分球
面状の内外表面２４，２５を備えている。

内方部材との軸方向の相対移動を可能にするた
め、内方部材の外表面は、曲率半径ｒを保持器内
表面の曲率半径Ｒよりも短く設定し（Ｒ＞ｒ＋
δ）、かつ、保持器の内表面の曲率中心からずら
せて配置させた曲率中心をもつ円弧面を有する。
本実施例では、内方部材１６の外表面２１の曲率
半径（ｒ）を保持器１７の内表面２４の曲率半径
（Ｒ）より短く設定（Ｒ＞（ｒ＋δ））し、かつ、
内方部材１６の外表面２１の曲率中心と保持器１
７の内表面２４の曲率中心とを径方向にオフセツ
トさせている。これにより、両者２１，２４間
に、内方部材１６の外表面２１の中央部で所定の
球面案内隙間δが形成され、中央部以外では、内
方部材１６の軸方向変位を許容する軸方向隙間１
６が形成される。

また、保持器１７のボールポケツト２３の軸方
向に対向する壁面とトルク伝達ボール１８との間
に隙間２７を設けてある。このポケツト隙間２７
は、ボール１８の拘束を解放するとともに、ボー
ル１８と保持器１７との衝突による影響を考慮し
て、５〜50μの範囲に設定する。すなわち、ポケ
ツト隙間２７の上限は、これを55μ以上にする
と、ボール１８と保持器１７との衝突時の打音が
大きくなるばかりでなく、衝突時の衝撃により保
持器１７の安定性が損なわれて振動が助長される
といつた問題が生じるので、50μに設定する。ま
た、下限は、ボール１８の拘束を解放するのであ
るから理論上は０に設定してもよいのであるが、
製造管理上、締め代を確実になくしてポケツト隙
間２７を確保するため、5μに設定する。

上記構造の等速自在継手は、内方部材１６と保
持器１７とが軸方向隙間２６の存在により相対的
に軸方向移動し得る構造で、しかも、ボール１８
が保持器１７のボールポケツト２３にて拘束され
ておらず、抵抗なく転がることができるので、外
方部材１５と内方部材１６との軸方向相対移動に
対するスライド抵抗が非常に小さく、したがつ
て、トルクが負荷された状態でエンジン側からの
振動が作用した場合、保持器１７を介しての内・
外両部材１６，１５間のスムーズな微少相対移動
によつて振動が吸収され、車体への振動の伝達が
防止される。また、継手内部のスライド抵抗が小
さいので角度変位や軸方向変位も極めて円滑に行
われる。

〔考案の効果〕

この考案によれば、以上述べたとおり、継手内
部のスライド抵抗が非常に小さくなるので、外方
部材と内方部材との間で相対的な角度変位や軸方
向変位が極めてスムーズになされる。したがつ
て、当該等速自在継手を自動車の駆動車軸に用い
た場合、オートマチツクトランスミツシヨン車に
おけるアイドリング時のように、比較的小さなト
ルクが負荷された状態であつても、エンジン側か
らの振動が吸収されて車体への伝達が断たれるの
で、車体の振動を抑えることができる。

この考案の上記作用効果について、試験結果を
示す第４〜６図に従つて詳細に説明すると以下の
とおりである。

第４図は、加振下における負荷トルク（Kgｆ・
ｍ）に対するスライド抵抗（Kgｆ）の変化を示し
ている。ここで、「DOJ」とは、保持器と内方部
材との軸方向相対移動を許容する軸方向隙間（第
２図、第３図における隙間２６）およびトルク伝
達ボールと保持器のボールポケツトとの間の軸方
向ポケツト隙間（第２図、第３図における隙間２
７）を有しない標準的なダブルオフセツト型等速
自在継手を意味する。「DOJ−RP」とは、「DOJ」
に保持器と内方部材との軸方向相対移動を許容す
る軸方向隙間を設けたもの、すなわち特開昭53−
57341号公報のものを意味する。「DOJ−RPC」
とは、保持器と内方部材との軸方向相対移動を許
容する軸方向隙間２６およびトルク伝達ボールと
保持器のボールポケツトとの間の軸方向ポケツト
隙間２７を有するもの、すなわち本考案によるダ
ブルオフセツト型等速自在継手を意味する。第４
図より、「DOJ−RP」は「DOJ」よりもスライド
抵抗が軽減しているが、その「DOJ−RP」に比
べて「DOJ−RPC」（本考案）はスライド抵抗が
格段に低いことが分かる。

第５図は、３種の負荷トルク（５，10，15Kg
ｆ・ｍ）の下で、軸方向に２〜2.5mmシヤフトを
押し込んだときの静的スライド抵抗を測定した結
果を示す。横軸に保持器およびボールの中央位置
からの軸方向突つ込み量（mm）をとり、縦軸にス
ライド抵抗（Kgｆ）をとつている。

第６図は、オートマチツクトランスミツシヨン
車のトルク負荷領域におけるアイドリング時を想
定して行なつた、軸方向加振下のスライド抵抗測
定結果を示す。横軸に軸方向の変位（mm）を取
り、縦軸にスライド抵抗（Kgｆ）を取つている。
なお、加振条件は23Hz、±0.25mmであつて、実際
のデータでは複数のカーブが重なり合つている
が、表現の便宜上、模式的に線図で表してある。

第５図および第６図において、Ａは、ボールと
ボールポケツト間に締め代を与えた標準のダブル
オフセツト型等速自在継手（第１図）、Ｂは、標
準のダブルオフセツト型等速自在継手（第１図）
でボールとボールポケツトの間に約20μの隙間を
与えたもの、Ｃは、本考案のダブルオフセツト型
等速自在継手でボールとボールポケツトの間の隙
間を約20μとしたものの場合である。

第５図において、Ａではカーブがすぐ立ち上が
つており、スライド抵抗が大きいことが分かる。
Ｂは、スライド抵抗がほぼ零の領域が僅かであ
り、これでは車の振動を吸収できない。これは、
内方部材と保持器との間の軸方向隙間ないしガタ
が少なく、すぐに拘束されるためである。すなわ
ち、この場合、内方部材と保持器との間には球面
案内隙間（本願図面におけるδ）しかないので、
内方部材と保持器との間の軸方向隙間ないしガタ
は精々0.3mm程度であり、これでは車の振動吸収
能力はない。これに対してＣ（本考案）は、スラ
イド抵抗≒０の領域が前二者に比べて格段に長
く、したがつて、軸方向の振動吸収に非常に優れ
ていることが明らかである。このことは第６図か
らも裏付けられる。すなわち、第６図に示される
ように、Ｃはどのトルクの場合もＡ，Ｂよりスラ
イド抵抗が小さく、たとえばトルクが15Kgｍの場
合について見ると、Ａの163Kgｆ、Ｂの76Kgｆに
比べてＣは６Kgｆと格段に小さい値となつてい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的なダブルオフセツト型の等速自
在継手の構造を示す断面図、第２図は継手内部の
スライド抵抗を小さくした従来の等速自在継手の
構造を示す要部拡大断面図、第３図は本考案の一
実施例を示す等速自在継手の要部拡大断面図であ
る。第４図は加振下における負荷トルクに対する
スライド抵抗の変化を示すグラフ、第５図は３種
の負荷トルクの下で、軸方向にシヤフトを押し込
んだときの静的スライド抵抗を測定した結果を示
すグラフ、第６図はオートマチツクトランスミツ
シヨン車のトルク負荷領域におけるアイドリング
時を想定して行なつた軸方向加振下のスライド抵
抗測定結果を示すグラフである。 １５……外方部材、１６……内方部材、１７…
…保持器、１８……トルク伝達ボール、２０……
案内溝、２１……内方部材の外表面、２３……ボ
ールポケツト、２４……保持器の内表面、２６…
…軸方向隙間、２７……ポケツト隙間。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 直線状案内溝を設けた円筒状孔を備える外方部
   材と、この外方部材の前記案内溝と協働してボー
   ルトラツクを形成する溝を設け、且つ一部を部分
   球面状とした外表面を備える内方部材と、前記各
   溝に配されたトルク伝達ボールと、前記トルク伝
   達ボールを収容するボールポケツトを備え、且つ
   前記外方部材の円筒状孔及び内方部材の部分球面
   状外表面にて夫々案内され、継手の軸線方向にボ
   ール中心線の両側にずらせて配置した曲率中心を
   有する部分球面状の内外表面を備えた保持器とよ
   りなる等速自在継手において、 継手の軸線を含む断面で見て、内方部材の外表
   面は一様な円弧で形成され、保持器内表面と内方
   部材外表面との間に保持器と内方部材との軸方向
   相対移動を許容するように、保持器の内表面は前
   記円弧の曲率中心から径方向にオフセツトした曲
   率中心をもち、内方部材外表面の円弧の曲率半径
   より大きい曲率半径の円弧で形成され、かつ、ト
   ルク伝達ボールと保持器のボールポケツトとの間
   に５〜50μの軸方向ポケツト隙間を設けたことを
   特徴とする等速自在継手。