JP3300663B2 - バーフィールド型等速自在継手 - Google Patents
バーフィールド型等速自在継手Info
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Description
装置の構成部品として用いられるバーフィールド型等速
自在継手に関するものである。
る等速自在継手には、バーフィールド型とトリポート型
とダブルオフセット型とクロスグルーブ型とダブルカル
ダン型とがある。このうち、特に、車両のフロントドラ
イブシャフトの車輪側に多用されるバーフィールド型等
速自在継手は、インナーレースと、インナーレースの外
側に配置されるアウターレースとを備えている。このイ
ンナーレースの外周面には複数のインナー溝が形成され
ており、アウターレースの内周面には複数のアウター溝
が形成されている。そして、1つのインナー溝および1
つのアウター溝を1組として、各組毎にボールが各々保
持されている。
ウターレースの第2軸線とのなす角度を2等分する2等
分面が設定されている。そして、第1軸線を含む平面内
におけるインナー溝の曲率中心と、第2軸線を含む平面
内におけるアウター溝の曲率中心とが、2等分面の両側
にオフセットされている。さらにまた、インナーレース
とアウターレースとの間には、環状の保持器が配置され
ている。この保持器により各ボールが保持されている。
けた状態においては、デファレンシャル側のシャフトに
インナーレースが接続され、車輪側にアウターレースが
接続される。ここで、デファレンシャル側におけるシャ
フトの接続部の高さと、車輪側におけるアウターレース
の接続部の高さとが相違している。したがって、インナ
ーレースの第1軸線とアウターレースの第2軸線とが交
差し、所定のジョイント角が設定される。
によれば、デファレンシャルから出力されたトルクが、
インナーレースおよびボールならびにアウターレースを
介して車輪に伝達され、車輪の駆動力により車両が走行
する。ここで、バーフィールド型等速自在継手によるト
ルクの伝達中は、各ボールが保持器に保持された状態で
2等分面に直交する方向に移動するとともに、各ボール
の中心が2等分面上に保持されてインナーレースとアウ
ターレースとの等速回転が維持される。
自在継手においては、複数のインナー溝の曲率中心と、
複数のアウター溝の曲率中心とが、2等分面の両側にオ
フセットされている。このため、トルクの伝達時に、イ
ンナー溝およびアウター溝と、ボールとの当接点におい
て、ボールの中心に向かう2つの荷重が生じる。
2等分面に直交する方向に押圧され、この押圧力により
保持器がインナーレースの外周面およびアウターレース
の内周面に押し付けられる。このため、保持器とインナ
ーレースおよびアウターレースとの当接点、または保持
器とボールとの当接点、またはボールとインナー溝およ
びアウター溝との当接点に、摩擦による発熱、および繰
り返し荷重による疲労ならびに剥離が生じる。その結
果、バーフィールド型等速自在継手の耐久性の低下、ま
たはトルク伝達機能の低下、または振動やこもり音の増
大、などの各種の問題が生じていた。
との可能な発明の一例が特開平7−91458号公報に
記載されている。この公報には、ボールとインナー溝お
よびアウター溝との当接点からボールの中心までを結ぶ
線分と、2等分面とのなす角度、つまり挟み角を小さく
設定することが記載されている。この構成が採用された
場合、2等分面に直交する方向の合力が低減されて、保
持器とインナーレースおよびアウターレースとの当接
点、または保持器とボールとの当接点において、摩擦お
よび繰り返し荷重が軽減される。
ナー溝およびアウター溝のうち、ボールがアウターレー
スの内部に入り込んだ状態でボールに当接する軸線方向
の基端側部分に対応する曲率中心が、他の部分における
曲率中心とは異なる位置に設定されている。具体的に
は、基端側部分に対応する挟み角が、他の部分に対応す
る挟み角よりも大きく設定されている。このため、イン
ナーレースおよびアウターレースの等速回転によりボー
ルがアウターレースの内部に入り込んだ場合に、ボール
ロックが抑制されて当接点の発熱が一層抑制される。
報に記載された発明によれば、2等分面に直交する方向
の合力を抑制することが可能であるが、ボールとインナ
ー溝およびアウター溝との当接点に作用する荷重を低減
することは不可能である。このため、各ボールとインナ
ー溝およびアウター溝との当接点に生じる荷重により、
ボールまたはインナーレースまたはアウターレースに、
発熱または疲労または剥離が生じたりする問題を解消す
ることができなかった。また、トルク伝達中に、振動お
よびこもり音が増大される問題を解消することができな
かった。
もので、ボールとインナー溝およびアウター溝との当接
点に生じる荷重を可及的に抑制することができるバーフ
ィールド型等速自在継手を提供することを目的としてい
る。また、この発明の他の目的は、インナーレースおよ
びアウターレースが、正逆いずれ方向に回転した場合で
も、トルクの機能および耐久性を同じ状態に保持するこ
との可能なバーフィールド型等速自在継手を提供するこ
とにある。
を達成するため請求項1の発明は、外周面に複数のイン
ナー溝が形成されたインナーレースと、このインナーレ
ースの外側に配置され、かつ、内周面に複数のアウター
溝が形成されたアウターレースと、前記1つのインナー
溝および前記1つのアウター溝を1組として各組毎に配
置された複数のボールと、前記インナーレースと前記ア
ウターレースとの間に配置され、前記インナーレースの
第1軸線と前記アウターレースの第2軸線とのなす角度
を2等分する2等分面上に前記ボールの中心を保持させ
る環状の保持器とを備え、前記第1軸線を含む平面内に
おける前記インナー溝の曲率中心と、前記第2軸線を含
む平面内における前記アウター溝の曲率中心とが、前記
2等分面の両側にオフセットされているバーフィールド
型等速自在継手において、前記複数のインナー溝の少な
くとも一部が、前記インナーレースの外周に螺旋方向に
形成され、前記複数のアウター溝の少なくとも一部が、
前記アウターレースの内周に螺旋方向に形成されている
とともに、隣接するインナー溝同士のうちの少なくとも
1組が、相互のインナー溝同士の中間を通り、かつ、前
記第1軸線を含む平面を基準として面対称に構成され、
隣接するアウター溝同士のうちの少なくとも1組が、相
互のアウター溝同士の中間を通り、かつ、前記第2軸線
を含む平面を基準として面対称に構成されていることを
特徴とする。
とアウターレースとの間で、ボールによるトルクの伝達
が行われる。また、各ボールの中心が2等分面上に保持
されてインナーレースとアウターレースとが等速回転す
る。
中心が、2等分面の両側にオフセットされているため、
各ボールとインナー溝およびアウター溝との接触点が3
次元的に変位する。そして、各ボールとインナー溝およ
びアウター溝との当接点に生じる荷重の最大値は、各ボ
ールにおける荷重と、直交線の長さとの積(モーメン
ト)の釣り合い関係により決定される。ここで、直交線
は、第1軸線と第2軸線との交点から荷重の作用線に対
して直角に設定される線分、つまり、モーメントの腕を
意味している。
インナー溝の少なくとも一部が、インナーレースの外周
に螺旋方向に形成され、複数のアウター溝の少なくとも
一部が、アウターレースの内周に螺旋方向に形成されて
いるため、荷重が最大になる位相のボールについて、直
交線の長さを可及的に長く設定することが可能になる。
つまり、モーメントが一定であるため、直交線が可及的
に長くなることにより最大荷重が抑制される。
るインナー溝同士のうちの少なくとも1組が、相互のイ
ンナー溝同士の中間を通り、かつ、前記第1軸線を含む
平面を基準として面対称に構成されている。さらに、隣
接するアウター溝同士のうちの少なくとも1組が、相互
のアウター溝同士の中間を通り、かつ、前記第2軸線を
含む平面を基準として面対称に構成されている。このた
め、インナーレースおよびアウターレースが、正逆いず
れの方向に回転した場合でも、各ボールと、インナー溝
およびアウター溝との接触点に生じる荷重の最大値を、
ほぼ同じに制御することが可能になる。
て、前記第1軸線に対する前記複数のインナー溝の長さ
方向の中央部の傾斜方向と、前記第1軸線に対する前記
複数のインナー溝の長さ方向の両端部の傾斜方向とが異
なり、かつ、前記第2軸線に対する前記複数のアウター
溝の長さ方向の中央部の傾斜方向と、前記第2軸線に対
する前記複数のアウター溝の長さ方向の両端部の傾斜方
向とが異なることを特徴とする。
の作用に加えて、インナー溝およびアウター溝の長さ方
向における中央部の傾斜方向と、長さ方向における両端
部の傾斜方向とが異なる。このため、インナー溝とアウ
ター溝とにより保持されているボールが、インナー溝お
よびアウター溝の長さ方向の両端部に移動した場合にお
いて、前記直交線の長さ、つまりモーメントの腕が一層
長くなる。このため、インナー溝およびアウター溝とボ
ールとの当接点に作用する荷重の最大値を、より均一に
することが可能になる。
ールド型等速自在継手の実施例を添付図面に基づいて詳
細に説明する。なお、等速自在継手の技術分野におい
て、バーフィールド型等速自在継手がツェッパ型等速自
在継手と呼ばれる場合もある。図1は、この発明の適用
対象である車両1の概念的な平面図である。すなわち、
車両1には、エンジン2と、エンジン2から出力された
トルクを変換するトランスミッション3と、トランスミ
ッション3の出力側に接続されたデファレンシャル4と
が搭載されている。デファレンシャル4の出力側には、
一対のドライブシャフト5が接続され、この一対のドラ
イブシャフト5が前輪6に接続されている。一対のドラ
イブシャフト5は、デファレンシャル4側に接続された
等速自在継手7と、この等速自在継手7に接続されたシ
ャフト8と、シャフト8と前輪6とを接続したバーフィ
ールド型等速自在継手9とを備えている。なお、等速自
在継手7としては、バーフィールド型以外の型式、例え
ば、トリポート型またはダブルオフセット型が用いられ
る。
バーフィールド型等速自在継手9の構成を示す断面図で
ある。なお、図1の右側の車輪6に接続されるバーフィ
ールド型等速自在継手9は、図2に示されたバーフィー
ルド型等速自在継手9と対称に構成されているためその
説明を省略する。図2に示されたバーフィールド型等速
自在継手9は、インナーレース10およびアウターレー
ス11と、6個のボール12と、環状の保持器13とを
備えている。以下、これらの部品の構成、およびこれら
の部品と他の部品との位置関係を具体的に説明する。
側にスプライン嵌合され、スナップリング(図示せず)
により、インナーレース10がシャフト8の長手方向に
対して位置決めされている。上記構成により、インナー
レース10は第1軸線A1を中心として回転可能になっ
ている。
れ、このアウターレース11はインナーレース10の外
側に配置されている。アウターレース11におけるシャ
フト8とは反対側の端部には、アウターレース11と一
体的にボス部14が形成されており、このボス部14の
外端にはシャフト15が設けられている。このシャフト
15が車輪6側に接続されている。上記構成により、ア
ウターレース11が第2軸線B1を中心として回転可能
になっている。
両1に取り付けられた状態においては、デファレンシャ
ル4側におけるシャフト8の接続部の高さよりも、車輪
6側におけるアウターレース11の高さの方が低くなっ
ている。なお、図2においては、便宜上、第1軸線A1
と第2軸線B1とがほぼ直線状に設定された状態で示さ
れている。
等速自在継手9を車両に取り付けた状態において、第1
軸線A1および第2軸線B1ならびにボール12の位置
関係を3次元的に示す座標系である。また、図4は、図
3に示された座標系を、図1の左側の車輪6側から見た
2次元的な座標系である。
継手9を取り付けた状態では、図3に示すように、第1
軸線A1と第2軸線B1とが交差して所定のジョイント
角θ1が設定される。そして、第1軸線A1と第2軸線
B1とのなす角度を2等分する2等分面C1上に、相互
に直交するx軸およびy軸が設定され、2等分面C1に
直交するz軸が設定される。また、x軸およびz軸を含
む平面内に第1軸線A1および第2軸線B1が配置され
る。
シャル4側から見た側面図である。インナーレース10
の外周には、円周方向に等間隔をおいて6条のインナー
溝16が形成されている。図2に示すように、第1軸線
A1を含む平面内における各インナー溝16の断面形状
は、インナーレース10の外周側に向けて突出する円弧
形状に構成されている。そして、各インナー溝16の曲
率中心D1が、第1軸線A1を含む平面内において、2
等分面C1と第1軸線A1との交点E1の一方にオフセ
ットされている。なお、各インナー溝16の側面形状は
ほぼ半円形に構成されている。
成を示す模式的な平面図である。図6は、図5のインナ
ー溝16のうち、円周方向に1箇所おきに配置されたイ
ンナー溝16の形状を示している。また、図7のインナ
ー溝16は、図6のインナー溝16と相互に隣接してい
る。
向の前部がインナーレース10の外周に螺旋方向に形成
されている。具体的には、インナー溝16の幅方向の中
心線F1が直線状に構成され、第1軸線A1に対して中
心線F1が角度α1傾斜している。すなわち、インナー
溝16におけるデファレンシャル4側の端部が、インナ
ーレース10の回転方向J1において、第1軸線A1よ
りも前方に位置し、インナー溝16における車輪6側の
端部が、インナーレース10の回転方向J1において、
第1軸線A1よりも後方に位置している。
心線F1も、第1軸線A1に対して角度α1傾斜してい
る。そして、図7のインナー溝16の傾斜方向は、図6
のインナー溝16の傾斜方向とは逆に設定されている。
つまり、相互に隣接するインナー溝16同士の全てが、
相互のインナー溝16同士の中間を通り、かつ、第1軸
線A1を含む平面(図示せず)を基準として面対称に構
成されている。
は、円周方向に等間隔に6条のアウター溝17が形成さ
れている。各アウター溝17は、第2軸線B1を含む平
面内における断面形状が、アウターレース11の外周側
に向けて突出する円弧形状に構成されている。そして、
第2軸線B1を含む平面内において、各アウター溝17
の曲率中心G1が、2等分面C1と第2軸線B1との交
点E1の他方にオフセットされている。つまり、第1軸
線A1と第2軸線B1との交点E1の両側に、曲率中心
D1と曲率中心G1とが配置されている。また、各アウ
ター溝17の側面形状は、ほぼ半円形に構成されてい
る。
を示す模式的な展開図である。各アウター溝17は、ア
ウターレース11の内周に螺旋方向に形成されている。
そして、隣接するアウター溝17同士が、逆方向に傾斜
されている。具体的には、図6に示されたインナー溝1
6と協働してボール12を保持するアウター溝17が図
8の左側に示されている。
働してボール12を保持するアウター溝17が図8の右
側に示されている。すなわち、各アウター溝17の幅方
向の中心線H1が、第2軸線B1に対して角度β1傾斜
している。つまり、相互に隣接するアウター溝17同士
の全てが、相互のアウター溝17同士の中間を通り、か
つ、第2軸線B1を含む平面(図示せず)を基準として
面対称に構成されている。
きに6箇所のボール保持孔18が、保持器13を厚さ方
向に貫通して形成されている。そして、2等分面C1に
直交する平面内において、各ボール保持孔18の形状が
ほぼ方形に構成されている。各ボール保持孔18に各ボ
ール12が配置された状態で、各ボール12の一部がイ
ンナー溝16およびアウター溝17にそれぞれ配置され
ている。
示せず)の内部に配置されている。そして、ブーツの一
端側がアウターレース11の開口部側の外周に固定さ
れ、ブーツの他端側がシャフト8に固定されている。こ
のブーツにより、バーフィールド型等速自在継手9の内
部空間が密封され、密封された空間には発熱および摩耗
部位を潤滑するグリース(図示せず)が封入されてい
る。
ース11は、炭素鋼またはクロム鋼などの材料により構
成されている。また、保持器13はクロム鋼などの材料
により構成され、ボール12は軸受鋼などの材料により
構成されている。さらに、シャフト8は炭素鋼または炭
素鋼鋼管またはボロン鋼などの材料により構成されてい
る。そして、これらシャフト8およびインナーレース1
0およびアウターレース11およびボール12および保
持器13を構成する材料には、全て熱処理が施されてい
る。すなわち、中炭素鋼には高周波焼入れが施され、低
炭素鋼には浸炭焼入れが施されている。このようにし
て、各種の材料を表面硬化させることにより、各部品
は、トルクの伝達に必要な強度が確保されている。
を説明する。エンジン2から出力されたトルクは、トラ
ンスミッション3およびデファレンシャル4を介して各
ドライブシャフト5に伝達される。より具体的には、シ
ャフト8に伝達されたトルクが、インナーレース10お
よびボール12を介してアウターレース11に伝達され
る。ここで、各ドライブシャフト5が矢印J1方向に回
転した場合は、そのトルクが車輪6に伝達されて車両1
が矢印K1方向に前進する。
型等速自在継手9の動作を、図1の左側に配置されたバ
ーフィールド型等速自在継手9を例にして詳細に説明す
る。すなわち、シャフト8が矢印J1方向に回転した場
合は、図4および図6ならびに図7に示すように、イン
ナーレース10が矢印J1方向に回転する。
においては、インナー溝16の曲率中心D1と、アウタ
ー溝17の曲率中心G1とが交点E1に対してオフセッ
トされ、かつ、各ボール12が保持器13により保持さ
れている。このため、各ボール12の中心M1が、図3
および図4に示すように2等分面C1内の円形の軌跡N
1に沿って交点E1の周囲を公転する。
ス10と、アウターレース11との等速回転が達成され
る。そして、インナーレース10およびアウターレース
11の回転中は、各ボール12が交点E1の周囲を公転
し、かつ、ボール12がインナー溝16およびアウター
溝17に沿って移動する。
レース11にトルクが伝達される場合、各ボール12と
インナー溝16およびアウター溝17との当接点には所
定の荷重が作用する。以下、インナー溝16とボール1
2との当接点に作用する荷重を幾何学的に説明する。
びアウター溝17の曲率中心G1が、交点E1の両側に
オフセットされているため、各ボール12とインナー溝
16との当接点が3次元的に変位する。つまり、インナ
ー溝16側においては、インナーレース10が矢印J1
方向に回転された場合、図4に示すように、ボール12
とインナー溝16との当接点Q1が、2等分面C1以外
の箇所に設定される。このため、ボール12が軌跡N1
に沿って公転した場合は、各ボール12と、インナー溝
16との接触点Q1に作用する荷重は、x軸およびy軸
ならびにz軸方向において常に変動する。
の当接点Q1に生じる荷重の最大値について説明する。
この荷重の最大値は、図4に示すように、各ボール12
における荷重P1と、直交線L2の長さL1との積(モ
ーメント)の釣り合い関係により決定される。ここで、
直交線L2は、交点E1から荷重P1の作用線に対して
直角に設定される線分、つまり、モーメントの腕を意味
している。
およびz軸を含む平面内に第1軸線A1および第2軸線
B1が配置されている。このため、ボール12の中心M
1が、インナー溝16の長さ方向の端部(図6において
上側)に位置した時点で、x軸方向の成分が最大にな
る。
11の回転に伴って、ボール12の中心M1が、インナ
ー溝16の長さ方向の中央に移動した場合は、y軸方向
の成分1が最大になる。さらに、ボール12の中心M1
が、インナー溝16の長さ方向の端部(図6において下
側)に移動した場合に、x軸方向の成分が最低になる。
ターレース11の回転に伴って、ボール12の移動方向
が逆になる。そして、ボール12の中心M1が、インナ
ー溝16の長さ方向の中央に到達した時点で、y軸方向
の成分が最低になる。さらに、ボール12の中心M1
が、インナー溝16の長さ方向の端部(図6において上
側)に戻った時点でx軸方向の成分が最大になる。
よびアウターレース11が1回転する途中で、ボール1
2がインナー溝16の長手方向の中央に到達した時点、
つまり、図4に示すようにボール12の中心M1のy軸
方向の成分が最大になった時点において、ボール12と
インナー溝16との当接点Q1の荷重P1が最大になる
ことが確認されている。
溝16がインナーレース10の外周に螺旋方向に形成さ
れている。また、隣接するインナー溝16同士の全て
が、相互のインナー溝16同士の中間を通り、かつ、第
1軸線A1を含む平面を基準として面対称に構成されて
いる。
においては、荷重P1が最大になる回転位相のボール1
2について、直交線L2の長さL1が可及的に長く設定
される。そして、モーメントが一定であるため、2等分
面C1に対するベクトルのx軸方向の成分の絶対値が可
及的に大きく設定され、当接点Q1における荷重P1が
可及的に抑制される。
11側では、ボール12とアウター溝17との当接点が
中心線H1に沿って変位する。そして、図6に示された
インナー溝16と協働してボール12を保持するアウタ
ー溝17と、ボール12との当接点に作用する荷重の最
大値が、図6に示されたインナー溝16側と同様の作用
により抑制される。
ー溝16との当接点Q1、および各ボール12とアウタ
ー溝17との当接点において、発生する疲労や剥離が低
減する。したがって、バーフィールド型等速自在継手9
の耐久性およびトルク伝達機能が向上する。また、バー
フィールド型等速自在継手9の振動や、動作中のこもり
音が抑制される。
のバーフィールド型等速自在継手9を別々に見た場合、
その回転方向が逆になっている。このため、インナー溝
およびアウター溝を、それぞれ一方向にのみ傾斜させた
バーフィールド型等速自在継手を構成し、このバーフィ
ールド型等速自在継手を左右のドライブシャフトにそれ
ぞれ取り付けた場合は、一方のバーフィールド型等速自
在継手においては、前述と同様の作用により、耐久性が
向上する。
在継手においては、回転方向が逆になるため、前述した
直交線の長さが可及的に短くなる。その結果、他方のバ
ーフィールド型等速自在継手の耐久性が低下する可能性
がある。この問題は、左右のドライブシャフトに取り付
けるバーフィールド型等速自在継手のインナー溝および
アウター溝の傾斜方向を、相互に逆方向に設定すること
で回避することができる。しかしながら、この構成を採
用した場合は、左右のドライブシャフトに対して、構成
の異なるバーフィールド型等速自在継手を別個に取り付
けなければならず、部品の種類が増加するという新たな
問題がある。
接するインナー溝16同士が、相互のインナー溝16同
士の中間を通り、かつ、第1軸線A1を含む平面を基準
として面対称に構成されている。また、隣接するアウタ
ー溝17同士の全てが、相互のアウター溝17同士の中
間を通り、かつ、第2軸線B1を含む平面を基準として
面対称に構成されている。
ィールド型等速自在継手9においては、図7に示された
インナー溝16と、このインナー溝16に対応するアウ
ター溝17と、このインナー溝16とアウター溝17と
により保持されるボール12とにおいて、図1の左側に
配置されたバーフィールド型等速自在継手9と同様の作
用効果を得られる。
一構造)のバーフィールド型等速自在継手9を、左右い
ずれのドライブシャフト5に取り付けた場合でも、各バ
ーフィールド型等速自在継手9の耐久性およびトルクの
伝達機能がほぼ同じに保持される。したがって、左右の
ドライブシャフトに対応して、異なる種類(異なる構
造)のバーフィールド型等速自在継手を取り付ける必要
性が無く、1種類のバーフィールド型等速自在継手を取
り付けるだけで済む。
の他の構成例を示す概念的な平面図である。図9および
図10においては、上側がデファレンシャル4側に対応
し、下側が車輪6側に対応している。また、図9および
図10のインナーレース10において、図6および図7
のインナーレース10と同一の構成部分については同一
の符号を付与し、その説明を省略する。
さ方向の一部が、インナーレース10に対して螺旋方向
に形成されている。すなわち、インナー溝18の中心線
R1が、その長さ方向の中央部において第1軸線A1に
対して角度α1の傾斜が設定されている。また、インナ
ー溝18の長さ方向の両端において、中心線R1と第1
軸線A1とがほぼ平行に設定されている。さらに、イン
ナー溝18におけるデファレンシャル4側の端部が、イ
ンナーレース10の回転方向J1において、第1軸線A
1よりも前方に位置し、インナー溝18における車輪6
側の端部が、インナーレース10の回転方向J1におい
て、第1軸線A1よりも後方に位置している。
に示されたインナー溝18と同様に蛇行形状に構成され
ている。そして、図9に示されたインナー溝18と、図
10に示されたインナー溝18とが、インナーレース1
0の外周に交互に配置されている。つまり、隣接するイ
ンナー溝18同士の全てが、相互のインナー溝18同士
の中間を通り、かつ、第1軸線A1を含む平面を基準と
して面対称に構成されている。
ース10に対応するアウターレース11の構成を示す展
開図である。図11に示されたアウターレース11の外
周に形成され、かつ、相互に隣接するアウター溝19同
士の全てが、逆方向に傾斜されている。具体的には、図
9のインナー溝18と協働してボール12を保持するア
ウター溝19が図11の右側に示されている。
ボール12を保持するアウター溝19が図11の左側に
示されている。そして、図11において、左側のアウタ
ー溝19の幅方向の中心線S1が、長さ方向の中央部で
は第2軸線B1に対して角度α1傾斜している。図11
において、左側のアウター溝19の長さ方向の両端にお
いては、中心線S1と第2軸線B1とがほぼ平行に設定
されている。
溝19の幅方向の中心線S1が、長さ方向の中央部では
第2軸線B1に対して角度α1傾斜している。図11に
おいて、右側のアウター溝19の長さ方向の両端におい
ては、中心線S1と第2軸線B1とがほぼ平行に設定さ
れている。なお、図11において、左側のアウター溝1
9の傾斜方向と、右側のアウター溝19の傾斜方向とが
逆に設定されている。すなわち、隣接するアウター溝1
9同士の全てが、相互のアウター溝19同士の中間を通
り、かつ、第2軸線B1を含む平面を基準として面対称
に構成されている。
ス9およびアウターレース11を用いた場合において
も、図5ないし図8のインナーレース9およびアウター
レース11と同様の作用効果を得られる。また、図9お
よび図10のインナーレース10においては、インナー
溝18の中心線R1が長さ方向の両端において第1軸線
A1とほぼ平行に設定されている。さらに、図11のア
ウターレース11においては、アウター溝19の中心線
S1が長さ方向の両端において、第2軸線B1とほぼ平
行に設定されている。
11の右側のアウター溝19に保持されているボール1
2が、インナー溝18およびアウター溝19の長さ方向
の端部に移動した場合において、図4に示す直交線L2
の長さ線分L1が、図6の場合よりもさらに長く設定さ
れる。このため、当接点における荷重が一層抑制され
る。
0の他の構成例を示す概念的な平面図である。図12お
よび図13においては、上側がデファレンシャル4側に
対応し、下側が車輪6側に対応している。また、図12
および図13のインナーレース10において、図6およ
び図7のインナーレース10と同一の構成部分について
は同一の符号を付与し、その説明を省略する。
長さ方向の全部が、インナーレース10に対して螺旋方
向に形成されている。すなわち、インナー溝20の中心
線T1が、その長さ方向の中央部において第1軸線A1
に対して角度α1の傾斜が設定されている。また、イン
ナー溝20の長さ方向の両端において、中心線T1が、
第1軸線A1と平行な線分U1に対して角度γ1傾斜し
ている。ここで、第1軸線A1に対するインナー溝20
の中央部の傾斜方向と、第1軸線A1に対するインナー
溝20の両端部の傾斜方向とが逆に設定されている。
ンシャル4側の端部が、インナーレース10の回転方向
J1において、第1軸線A1よりも前方に位置し、イン
ナー溝20における車輪6側の端部が、インナーレース
10の回転方向J1において、第1軸線A1よりも後方
に位置している。すなわち、インナー溝20は全体とし
て蛇行形状に構成されている。
2に示されたインナー溝20と同様に蛇行形状に構成さ
れている。図13に示されたインナー溝20の傾斜方向
は、図12に示されたインナー溝20の傾斜方向とは逆
に設定されている。そして、図12のインナー溝20
と、図13のインナー溝20とが、インナーレース10
の外周に交互に配置されている。すなわち、隣接するイ
ンナー溝20同士の全てが、相互のインナー溝20同士
の中間を通り、かつ、第1軸線A1を含む平面を基準と
して面対称に構成されている。
レース10に対応するアウターレース11の構成を示す
展開図である。図14に示されたアウターレース11の
外周に形成され、かつ、相互に隣接するアウター溝21
同士の全てが、逆方向に傾斜されている。具体的には、
図12のインナー溝20と協働してボール12を保持す
るアウター溝21が図14の右側に示されている。
ボール12を保持するアウター溝21が図14の左側に
示されている。このアウター溝21の幅方向の中心線V
1が、長手方向の中央部で、第2軸線B1に対して角度
α1傾斜している。また、各アウター溝21の中心線V
1が、長手方向の両端において、第1軸線A1に対して
角度γ1傾斜している。つまり、図14の左側に示され
たアウター溝21の傾斜方向と、図14の右側に示され
たアウター溝21の傾斜方向とが逆に設定されている。
言い換えれば、隣接するアウター溝21同士の全てが、
相互のアウター溝21同士の中間を通り、かつ、第2軸
線B1を含む平面を基準として面対称に構成されてい
る。
ース9およびアウターレース11を用いた場合において
も、図5ないし図8のインナーレース9およびアウター
レース11と同様の作用効果を得られる。また、図12
および図13のインナーレース10においては、インナ
ー溝21の中心線T1が長さ方向の両端において第1軸
線A1に対して角度γ1傾斜している。さらに、図14
のアウターレース11においては、アウター溝21の中
心線V1が、長さ方向の両端において、第2軸線B1に
対して角度γ1傾斜している。
図14の右側のアウター溝21に保持されているボール
12が、インナー溝21およびアウター溝21の長さ方
向の端部に移動した場合において、図4に示す直交線L
2の長さL1が、図10の場合よりもさらに長く設定さ
れる。このため、当接点における荷重が一層抑制され
る。
ー溝同士のうちの少なくとも1組が、相互のインナー溝
同士の中間を通る構成とし、かつ、隣接するアウター溝
同士のうちの少なくとも1組が、相互のアウター溝同士
の中間を通る構成を採用することも可能である。また、
インナーレースのインナー溝の形状および傾斜角度と、
アウターレースのアウター溝の形状および傾斜角度と
は、バーフィールド型等速自在継手9の各部の寸法諸元
などに基づいて設定される。さらに、この発明のバーフ
ィールド型等速自在継手は、プロペラシャフトに適用す
ることも可能である。
インナーレースおよびアウターレースの回転中におい
て、各ボールとインナー溝との当接点、および各ボール
とアウター溝との当接点に作用する荷重が抑制される。
したがって、当接部位の疲労や剥離が低減され、バーフ
ィールド型等速自在継手の耐久性およびトルク伝達機能
が向上する。また、インナーレースおよびアウターレー
スの回転中における振動やこもり音が抑制される。
なくとも1組が、相互のインナー溝同士の中間を通り、
かつ、第1軸線を含む平面を基準として面対称に構成さ
れている。さらに、隣接するアウター溝同士のうちの少
なくとも1組が、相互のアウター溝同士の中間を通り、
かつ、第2軸線を含む平面を基準として面対称に構成さ
れている。このため、1種類(同一構造)のバーフィー
ルド型等速自在継手を、車両の動力伝達装置において、
相互に逆方向に回転する箇所にそれぞれ取り付けた場合
でも、各バーフィールド型等速自在継手の耐久性および
トルクの機能がほぼ同じに保持される。したがって、各
取付部位に、1種類のバーフィールド型等速自在継手を
取り付ければ済む。
の効果に加えて、インナー溝およびアウター溝に保持さ
れているボールが、インナー溝およびアウター溝の長さ
方向の両端部に移動した場合において、前記直交線の長
さ、つまりモーメントの腕が一層長くなる。このため、
インナー溝およびアウター溝とボールとの当接点に作用
する荷重の最大値を、より均一にすることが可能にな
る。
式図である。
手を幾何学的に示す座標系である。
手を幾何学的に示す座標系である。
手のインナーレースをデファレンシャル側から見た側面
図である。
手のインナーレースを示す概念的な平面図である。
手のインナーレースを示す概念的な平面図である。
手のアウターレースを示す展開図である。
成例を示す概念的な平面図である。
構成例を示す概念的な平面図である。
するアウターレースを示す展開図である。
に他の構成例を示す概念的な平面図である。
に他の構成例を示す概念的な平面図である。
応するアウターレースを示す展開図である。
2…ボール、 13…保持器、 16,18,20…イ
ンナー溝、 17,19,21…アウター溝、C1…2
等分面、 D1,G1…曲率中心。
Claims (2)
- 【請求項1】 外周面に複数のインナー溝が形成された
インナーレースと、このインナーレースの外側に配置さ
れ、かつ、内周面に複数のアウター溝が形成されたアウ
ターレースと、前記1つのインナー溝および前記1つの
アウター溝を1組として各組毎に配置された複数のボー
ルと、前記インナーレースと前記アウターレースとの間
に配置され、前記インナーレースの第1軸線と前記アウ
ターレースの第2軸線とのなす角度を2等分する2等分
面上に前記ボールの中心を保持させる環状の保持器とを
備え、前記第1軸線を含む平面内における前記インナー
溝の曲率中心と、前記第2軸線を含む平面内における前
記アウター溝の曲率中心とが、前記2等分面の両側にオ
フセットされているバーフィールド型等速自在継手にお
いて、 前記複数のインナー溝の少なくとも一部が、前記インナ
ーレースの外周に螺旋方向に形成され、前記複数のアウ
ター溝の少なくとも一部が、前記アウターレースの内周
に螺旋方向に形成されているとともに、隣接するインナ
ー溝同士のうちの少なくとも1組が、相互のインナー溝
同士の中間を通り、かつ、前記第1軸線を含む平面を基
準として面対称に構成され、隣接するアウター溝同士の
うちの少なくとも1組が、相互のアウター溝同士の中間
を通り、かつ、前記第2軸線を含む平面を基準として面
対称に構成されていることを特徴とするバーフィールド
型等速自在継手。 - 【請求項2】 前記第1軸線に対する前記複数のインナ
ー溝の長さ方向の中央部の傾斜方向と、前記第1軸線に
対する前記複数のインナー溝の長さ方向の両端部の傾斜
方向とが異なり、かつ、前記第2軸線に対する前記複数
のアウター溝の長さ方向の中央部の傾斜方向と、前記第
2軸線に対する前記複数のアウター溝の長さ方向の両端
部の傾斜方向とが異なることを特徴とする請求項1に記
載のバーフィールド型等速自在継手。
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-
1998
- 1998-02-20 JP JP05600498A patent/JP3300663B2/ja not_active Expired - Fee Related
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