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公開番号2025138071
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-25
出願番号2024036821
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、高効率化、強度、耐久性を確保しながら軽量・コンパクト化を図る。
【解決手段】複数のボール4のピッチ円直径PCD_BALLとボール4の直径D_BALLとの比PCD_BALL/D_BALLを3.89～4.48の範囲に設定する。継手中心Oと、第1のトラック溝部7aの円弧状のボール軌道中心線Xaの曲率中心Oo1との軸方向のオフセット量をfとしたとき、オフセット量fとボール4のピッチ円直径PCD_BALLとの比f/PCD_BALLの上限値を0.009に設定する。
【選択図】図7
特許請求の範囲【請求項１】
球状内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝が形成され、軸方向に離間する開口側と奥側を有する外側継手部材と、球状外周面に前記外側継手部材のトラック溝と対をなす複数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複数のボールと、このボールを保持し、前記外側継手部材の球状内周面と内側継手部材の球状外周面とに嵌合する球状外周面と球状内周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、
前記外側継手部材のトラック溝は、奥側に位置する第１のトラック溝部（７ａ）と、開口側に位置する第２のトラック溝部（７ｂ）とからなり、前記第１のトラック溝部（７ａ）は、継手中心（Ｏ）に対して軸方向にオフセットした曲率中心をもつ円弧状のボール軌道中心線（Ｘａ）を有し、少なくともボール軌道中心線（Ｘａ）と継手中心（Ｏ）を含む平面（Ｍ）が継手の軸線（Ｎ－Ｎ）に対して傾斜すると共にその傾斜方向が周方向に隣り合う前記第１のトラック溝部（７ａ）で互いに反対方向に形成されており、前記第２のトラック溝部（７ｂ）のボール軌道中心線（Ｘｂ）を前記平面（Ｍ）上に投影したとき、ボール軌道中心線（Ｘｂ）が直線状部分を有し、かつこの直線状部分は開口側に行くにつれて前記継手の軸線（Ｎ－Ｎ）に接近するように傾斜して形成されており、前記第１のトラック溝部（７ａ）のボール軌道中心線（Ｘａ）の端部（Ａ）が前記継手中心（Ｏ）より開口側に位置し、この端部（Ａ）に前記第２のトラック溝部（７ｂ）のボール軌道中心線（Ｘｂ）が接続されており、前記内側継手部材のトラック溝のボール軌道中心線（Ｙ）は、作動角０°の状態で継手中心（Ｏ）を含み前記継手の軸線（Ｎ－Ｎ）に直交する平面（Ｐ）を基準として、前記外側継手部材の対となるトラック溝のボール軌道中心線（Ｘ）と鏡像対称に形成されたものであって、
前記継手中心（Ｏ）に配置される前記複数の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
を３．８９～４．４８の範囲に設定し、
前記継手中心（Ｏ）と、前記第１のトラック溝部（７ａ）の円弧状のボール軌道中心線（Ｘａ）の曲率中心（Ｏｏ１）との軸方向のオフセット量をｆとしたとき、前記オフセット量（ｆ）と前記ボールのピッチ円直径（ＰＣＤ
ＢＡＬＬ
）との比ｆ／ＰＣＤ
ＢＡＬＬ
の上限値を０．００９に設定したことを特徴とする固定式等速自在継手。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記ケージの球状外周面は、継手中心（Ｏ）に対し軸方向にオフセットのない曲率中心（Ｏｃ１）を有し、
前記第１のトラック溝部（７ａ）のボール軌道中心線（Ｘａ）は、前記ケージの球状外周面の曲率中心（Ｏｃ１）に対し軸方向にオフセットした曲率中心（Ｏｏ１）を有する請求項１に記載の固定式等速自在継手。
【請求項３】
前記ケージの球状外周面は、継手中心（Ｏ）に対し、軸方向にオフセットした曲率中心（Ｏｃ１）を有し、
前記第１のトラック溝部（７ａ）のボール軌道中心線（Ｘａ）は、前記ケージの球状外周面の曲率中心（Ｏｃ１）に対し軸方向にオフセットのない曲率中心（Ｏｏ１）を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の固定式等速自在継手。
【請求項４】
前記ケージの球状外周面は、継手中心（Ｏ）に対し、軸方向にオフセットした曲率中心（Ｏｃ１）を有し、
前記第１のトラック溝部（７ａ）のボール軌道中心線（Ｘａ）は、前記ケージの球状外周面の曲率中心（Ｏｃ１）に対して軸方向にオフセットした曲率中心（Ｏｏ１）を有することを特徴とする請求項１に記載の固定式等速自在継手。
【請求項５】
前記第１のトラック溝部（７ａ）のボール軌道中心線（Ｘａ）と継手中心（Ｏ）を含む平面（Ｍ）が継手の軸線（Ｎ－Ｎ）に対して傾斜する傾斜角（γ）を４°～８°の範囲に設定したことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項６】
前記第１のトラック溝部（７ａ）のボール軌道中心線（Ｘａ）の開口側の端部（Ａ）と継手中心（Ｏ）とを結ぶ直線（Ｌ）が、前記継手中心（Ｏ）を含み前記継手の軸線（Ｎ－Ｎ）に直交する平面（Ｐ）に対してなす角（β）を８°～１２°の範囲に設定したことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項７】
前記ボールの個数を８個以上としたことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項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 2,600 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１０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、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およびボール１０４を保持するケージ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、ケージ１０５により保持されている。
【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、球状内周面の接触を低減させ低発熱化を狙った図１１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およびボール１５４を保持するケージ１５５を主な構成とする。外側継手部材１５２、内側継手部材１５３の軸方向に延びる交差した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、ケージ１５５により保持されている。
【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に示されるような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、コンパクト化を図る手段について種々検討されているが、上記の特許文献２に示されるようなトラック溝交差タイプの固定式等速自在継手とは構造が異なるため、それらを適用することはできない。
【０００８】
また、トラック溝交差タイプの固定式等速自在継手に関しては、特許文献３で高効率化や特許文献４で高角化について検討はされているが、高効率化、強度、耐久性を確保しながら軽量・コンパクト化させるという課題には着目されていない。
【０００９】
上記のような問題に鑑み、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高効率化、強度、耐久性を確保しながら軽量・コンパクト化を図った固定式等速自在継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、球状内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝が形成され、軸方向に離間する開口側と奥側を有する外側継手部材と、球状外周面に前記外側継手部材のトラック溝と対をなす複数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複数のボールと、このボールを保持し、前記外側継手部材の球状内周面と内側継手部材の球状外周面とに嵌合する球状外周面と球状内周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、前記外側継手部材のトラック溝は、奥側に位置する第１のトラック溝部７ａと、開口側に位置する第２のトラック溝部７ｂとからなり、前記第１のトラック溝部７ａは、継手中心Ｏに対して軸方向にオフセットした曲率中心をもつ円弧状のボール軌道中心線Ｘａを有し、少なくともボール軌道中心線Ｘａと継手中心Ｏを含む平面Ｍが継手の軸線Ｎ－Ｎに対して傾斜すると共にその傾斜方向が周方向に隣り合う前記第１のトラック溝部７ａで互いに反対方向に形成されており、前記第２のトラック溝部７ｂのボール軌道中心線Ｘｂを前記平面Ｍ上に投影したとき、ボール軌道中心線Ｘｂが直線状部分を有し、かつこの直線状部分は開口側に行くにつれて前記継手の軸線Ｎ－Ｎに接近するように傾斜して形成されており、前記第１のトラック溝部７ａのボール軌道中心線Ｘａの端部Ａが前記継手中心Ｏより開口側に位置し、この端部Ａに前記第２のトラック溝部７ｂのボール軌道中心線Ｘｂが接続されており、前記内側継手部材のトラック溝のボール軌道中心線Ｙは、作動角０°の状態で継手中心Ｏを含み前記継手の軸線Ｎ－Ｎに直交する平面Ｐを基準として、前記外側継手部材の対となるトラック溝のボール軌道中心線Ｘと鏡像対象に形成されたものであって、前記継手中心Ｏに配置される前記複数の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
を３．８９～４．４８の範囲に設定し、前記継手中心Ｏと、前記第１のトラック溝部７ａの円弧状のボール軌道中心線Ｘａの曲率中心との軸方向のオフセット量をｆとしたとき、前記オフセット量ｆと前記ボールのピッチ円直径ＰＣＤ
ＢＡＬＬ
との比ｆ／ＰＣＤ
ＢＡＬＬ
の上限値を０．００９に設定したことを特徴とする。上記の構成により、トラック溝交差タイプの固定式等速自在継手において高効率化、強度、耐久性を確保しながら軽量・コンパクト化を図った固定式等速自在継手を実現することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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