特許ウォッチ

公開番号2025138073
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-25
出願番号2024036823
出願日2024-03-11
発明の名称固定式等速自在継手
出願人NTN株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F16D 3/223 20110101AFI20250917BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】トラック溝交差タイプの固定式等速自在継手において、ケージの強度低下を回避する。
【解決手段】ケージ5の円筒面5dの直径Eが、内側継手部材3の軸線とケージ5の軸線とを直交させ、且つ、内側継手部材3の180度位相が異なる2つのトラック溝90,91をケージ5の直径方向に対向させた状態で、内側継手部材3をケージ5の軸線方向から見たときの、内側継手部材3の見かけ最大外径D1よりも小さい。また、ケージ5の円筒面5dの直径Eが、内側継手部材3の軸線をケージ5の軸線と直交する面に対して角度αだけ傾斜させ、且つ、内側継手部材3の180度位相が異なる2つのトラック溝90,91をケージ5の内周面と対向させた状態で、内側継手部材3をケージ5の軸線方向から見たときの、内側継手部材3の見かけ最大外径D3よりも大きい。
【選択図】図8
特許請求の範囲【請求項１】
球状内周面に８本のトラック溝が形成された外側継手部材と、球状外周面に８本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前記内側継手部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する８個のボールと、前記外側継手部材の球状内周面に嵌合する球状外周面、前記内側継手部材の球状外周面に嵌合する球状内周面、前記ボールを１個ずつ保持する８個のポケット、及び、内周面の軸方向端部に設けられた円筒面を有するケージとを備えた固定式等速自在継手において、
前記外側継手部材が、円弧状のボール軌道中心線（Ｘａ）を有する第１のトラック溝部を有し、前記内側継手部材が、円弧状のボール軌道中心線（Ｙａ）を有する第１のトラック溝部を有し、
前記外側継手部材の各トラック溝の第１のトラック溝部のボール軌道中心線（Ｘａ）を含む平面と、これと隣り合うトラック溝の第１のトラック溝部のボール軌道中心線（Ｘａ）を含む平面とが、軸方向に対して反対側に角度γだけ傾斜し、
前記内側継手部材の各トラック溝の第１のトラック溝部のボール軌道中心線（Ｙａ）を含む平面と、これと隣り合うトラック溝の第１のトラック溝部のボール軌道中心線（Ｙａ）を含む平面とが、軸方向に対して反対側に角度γだけ傾斜し、
前記外側継手部材のトラック溝の第１のトラック溝部のボール軌道中心線（Ｘａ）を含む平面と、これと半径方向に対向する前記内側継手部材のトラック溝の第１のトラック溝部のボール軌道中心線（Ｙａ）を含む平面とが、軸方向に対して反対側に傾斜し、
前記ケージの円筒面の直径（Ｅ）が、
前記内側継手部材の軸線と前記ケージの軸線とを直交させ、且つ、前記内側継手部材の１８０度位相が異なる２つの前記トラック溝を前記ケージの内周面と対向させた状態で、前記内側継手部材を前記ケージの軸線方向から見たときの、前記内側継手部材の見かけ最大外径（Ｄ１）よりも小さく、且つ、
前記内側継手部材の軸線を前記ケージの軸線と直交する面に対して角度αだけ傾斜させ、且つ、前記内側継手部材の１８０度位相が異なる２つの前記トラック溝を前記ケージの内周面と対向させた状態で、前記内側継手部材を前記ケージの軸線方向から見たときの、前記内側継手部材の見かけ最大外径（Ｄ３）よりも大きい固定式等速自在継手。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記内側継手部材の軸方向幅Ｗと、前記ボールの直径Ｄ
ＢＡＬＬ
との比Ｗ／Ｄ
ＢＡＬＬ
が１．７４～１．９９である請求項１に記載の固定式等速自在継手。
【請求項３】
前記内側継手部材の軸方向一方側の端面と前記継手中心との軸方向距離Ｗ１よりも、前記内側継手部材の軸方向他方側の端面と前記継手中心との軸方向距離Ｗ２が大きく、
前記内側継手部材の軸方向他方側の端面と前記継手中心との軸方向距離Ｗ２と前記ボールの直径Ｄ
ＢＡＬＬ
との比Ｗ２／Ｄ
ＢＡＬＬ
が０．９９～１．１３である請求項１又は２に記載の固定式等速自在継手。
【請求項４】
前記角度αが前記角度γの３倍以上である請求項１又は２に記載の固定式等速自在継手。
【請求項５】
前記角度γが４°～８°である請求項１又は２に記載の固定式等速自在継手。
【請求項６】
前記ボールのピッチ円直径（ＰＣＤ
ＢＡＬＬ
）と前記ボールの直径（Ｄ
ＢＡＬＬ
）との比ＰＣＤ
ＢＡＬＬ
／Ｄ
ＢＡＬＬ
が３．８９～４．４８である請求項１又は２に記載の固定式等速自在継手。
【請求項７】
前記外側継手部材の各トラック溝は、
前記第１のトラック溝部の軸方向一方の端部に連続し、直線状のボール軌道中心線（Ｘｂ）を有する第２のトラック溝部を有し、
前記第１のトラック溝部のボール軌道中心線（Ｘａ）と前記第２トラック溝部のボール軌道中心線（Ｘｂ）との接続点（Ａ）が、継手中心（Ｏ）より軸方向一方側に設けられ、
前記第２のトラック溝部（７ｂ）のボール軌道中心線（Ｘｂ）は、軸方向一方側に行くにつれて前記外側継手部材の軸線に接近するように傾斜し、
前記内側継手部材の各トラック溝は、
前記第１のトラック溝部の軸方向他方の端部に連続し、直線状のボール軌道中心線（Ｙｂ）を有する第２のトラック溝部を有し、
前記第１のトラック溝部のボール軌道中心線（Ｙａ）と第２のトラック溝部のボール軌道中心線（Ｙｂ）との接続点（Ｂ）が、前記継手中心（Ｏ）より軸方向他方側に設けられ、
前記第２のトラック溝部のボール軌道中心線（Ｙｂ）は、軸方向他方側に行くにつれて前記内側継手部材の軸線に接近するように傾斜した請求項１又は２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、固定式等速自在継手に関し、自動車や各種産業機械の動力伝達系に使用され、駆動側と従動側の二軸間で角度変位のみを許容する固定式等速自在継手に関する。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のフロント用ドライブシャフトには、通常、インボード側（デファレンシャルギヤ側）に、最大作動角は比較的小さいが作動角を取りつつ軸方向変位が可能な摺動式等速自在継手が組み込まれ、アウトボード側（車輪側）は、車輪が操舵されるので、大きな作動角が取れるが軸方向に変位しない固定式等速自在継手が組み込まれる。
【０００３】
固定式等速自在継手として、ツェッパ型等速自在継手（ＢＪタイプともいう）やアンダーカットフリー型等速自在継手（ＵＪタイプともいう）が知られている。その中で、運転時の温度上昇とトルク損失を低減すると共に、強度、負荷容量、耐久性を確保しつつ、より一層のコンパクト化を図る手段として、図１７に示す８個ボールタイプの固定式等速自在継手がある（特許文献１）。この固定式等速自在継手１０１は、ツェッパ型等速自在継手であり、外側継手部材１０２、内側継手部材１０３、トルクを伝達するボール１０４およびケージ１０５を主な構成とする。外側継手部材１０２、内側継手部材１０３の軸方向に延びる円弧状のトラック溝１０７、１０９にトルクを伝達する８個のボール１０４が組み込まれ、各ボール１０４がケージ１０５のポケット１０５ａに保持されている。ケージ１０５のうち、ポケット１０５ａよりも軸方向一方側｛図１７（Ａ）では右側｝に設けられた環状部１０５ｂの内周面には、内側継手部材１０３を組み込むための円筒面１０５ｃが設けられる。トラック溝１０７、１０９の曲率中心は、継手中心に対して軸方向反対側に等距離ｆだけオフセットしている。
【０００４】
昨今、自動車の環境性能向上を目的に、更なる高効率化が求められており、前述の８個ボールタイプの固定式等速自在継手よりも更なる高性能化を図るべく、ケージの球状外周面及び球状内周面の接触を低減させ低発熱化を狙った図１９に示すトラック溝交差タイプの固定式等速自在継手が提案されている（特許文献２）。この固定式等速自在継手１５１は、外側継手部材１５２、内側継手部材１５３、トルクを伝達するボール１５４およびケージ１５５を主な構成とする。外側継手部材１５２、内側継手部材１５３の軸方向に延びる円弧状のトラック溝１５７、１５９にトルクを伝達する８個のボール１５４が組み込まれ、各ボール１５４がケージ１５５のポケット１５５ａに保持されている。ケージ１５５のうち、ポケット１５５ａよりも軸方向一方側｛図１９（Ａ）では右側｝に設けられた環状部１５５ｂの内周面には、内側継手部材１５３を組み込むための円筒面１５５ｃが設けられる。周方向に隣り合うトラック溝１５７、１５９は、軸線に対してそれぞれ反対側に傾斜している。半径方向に対向するトラック溝１５７、１５９は、軸線に対してそれぞれ反対側に傾斜している。トラック溝１５７、１５９の曲率中心は、継手中心と一致している。
【０００５】
さらに、トラック溝交差タイプの固定式等速自在継手における高効率化（特許文献３）や高角化（特許文献４）について種々検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特許第３８５９２６７号公報
特許第５１３８４４９号公報
特許第６１１３４５９号公報
特許第５９１２４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示された８個ボールタイプのツェッパ型固定式等速自在継手では、図１８に示すように、内側継手部材１０３の軸線とケージ１０５の軸線とを直交させ、且つ、内側継手部材１０３の１８０度位相が異なる２つのトラック溝１０９（図中上端及び下端のトラック溝１０９）がケージの内周面と対向するように内側継手部材１０３の位相を調整した状態で、内側継手部材１０３をケージ１０５の軸線方向（図中Ｔ方向）から見たときの、内側継手部材１０３の見かけ外径Ｄ’が、ケージ１０５の円筒面１０５ｃの直径Ｅ’よりも僅かに小さい（Ｅ’＞Ｄ’）。これにより、内側継手部材１０３を、円筒面１０５ｃを介してケージ１０５の内周に組み込むことができる（矢印Ｕ参照）。
【０００８】
一方、トラック溝公差タイプの固定式等速自在継手では、図１０に示すように、内側継手部材１５３の隣り合うトラック溝１５９が軸線に対して反対側に傾斜しているため、トラック溝１５９間に設けられた球面部１５３ａの周方向幅が、軸方向一方側あるいは軸方向他方側に行くにつれて狭くなっている。このため、内側継手部材１５３の軸線とケージ１５５の軸線とを直交させ、且つ、内側継手部材１５３の１８０度位相が異なる２つのトラック溝１５９がケージの内周面と対向するように内側継手部材１５３の位相を調整した状態で、内側継手部材１５３をケージ１５５の軸線方向（図１０の紙面直交方向）から見たときの、内側継手部材１５３の見かけ外径が不均一となる。具体的には、球面部１５３ａの周方向幅が広い部分における内側継手部材１５３の見かけ外径Ｄ１が、球面部１５３ａの周方向幅が狭い部分における見かけ外径Ｄ２よりも若干大きくなる（Ｄ１＞Ｄ２）。図示のように、内側継手部材１５３の見かけ最大外径（≒Ｄ１）が、ケージ１５５の円筒面１５５ｃの直径Ｅよりも大きいと、内側継手部材１５３をケージ１５５の内周に組み込むことができない。そのため、ケージ１５５の円筒面１５５ｃを大径化する必要が生じ、ケージ１５５の環状部１５５ｂの半径方向の肉厚が薄くなるため、ケージ１５５の強度低下を招く。
【０００９】
そこで、本発明は、トラック溝交差タイプの固定式等速自在継手において、ケージの強度低下を回避することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するためになされた本発明は、球状内周面に８本のトラック溝が形成された外側継手部材と、球状外周面に８本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前記内側継手部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する８個のボールと、前記外側継手部材の球状内周面に嵌合する球状外周面、前記内側継手部材の球状外周面に嵌合する球状内周面、前記ボールを１個ずつ保持する８個のポケット、内周面の軸方向端部に設けられた円筒面を有するケージとを備えた固定式等速自在継手において、
前記外側継手部材が、円弧状のボール軌道中心線Ｘａを有する第１のトラック溝部を有し、前記内側継手部材が、円弧状のボール軌道中心線Ｙａを有する第１のトラック溝部を有し、
前記外側継手部材の各トラック溝の第１のトラック溝部のボール軌道中心線Ｘａを含む平面と、これと隣り合うトラック溝の第１のトラック溝部のボール軌道中心線Ｘａを含む平面とが、軸方向に対して反対側に角度γだけ傾斜し、
前記内側継手部材の各トラック溝の第１のトラック溝部のボール軌道中心線Ｙａを含む平面と、これと隣り合うトラック溝の第１のトラック溝部のボール軌道中心線Ｙａを含む平面とが、軸方向に対して反対側に角度γだけ傾斜し、
前記外側継手部材のトラック溝の第１のトラック溝部のボール軌道中心線Ｘａを含む平面と、これと半径方向に対向する前記内側継手部材のトラック溝の第１のトラック溝部のボール軌道中心線Ｙａを含む平面とが、軸方向に対して反対側に傾斜し、
前記ケージの円筒面の直径Ｅが、
前記内側継手部材の軸線と前記ケージの軸線とを直交させ、且つ、前記内側継手部材の１８０度位相が異なる２つの前記トラック溝を前記ケージの内周面と対向させた状態で、前記内側継手部材を前記ケージの軸線方向から見たときの、前記内側継手部材の見かけ最大外径Ｄ１よりも小さく、且つ、
前記内側継手部材の軸線を前記ケージの軸線と直交する面に対して角度αだけ傾斜させ、且つ、前記内側継手部材の１８０度位相が異なる２つの前記トラック溝を前記ケージの内周面と対向させた状態で、前記内側継手部材を前記ケージの軸線方向から見たときの、前記内側継手部材の見かけ最大外径Ｄ３よりも大きいことを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許