JP3043280B2 - 等速ジョイント - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
- F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
- F16D3/202—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints
- F16D3/205—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part
- F16D3/2055—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part having three pins, i.e. true tripod joints
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- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
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- F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S464/00—Rotary shafts, gudgeons, housings, and flexible couplings for rotary shafts
- Y10S464/904—Homokinetic coupling
- Y10S464/905—Torque transmitted via radially extending pin
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Details Of Gearings (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
- Automatic Assembly (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Friction Gearing (AREA)
Description
駆動力伝達部において、駆動軸と従動軸とを連結させる
等速ジョイントに関する。
駆動軸の回転力を従動軸を介して各車軸へと伝達させる
ために等速ジョイントが用いられている。
は、例えば、特開平4−282028号公報並びに特開
平5−215141号公報等に開示された技術的思想が
ある。前記特開平4−282028号公報並びに特開平
5−215141号公報では、球状に形成されたスパイ
ダ軸を有し、前記スパイダ軸を円筒状のリング(ホル
ダ)によって囲繞する構成が採用されている。この場
合、球状に形成されたスパイダ軸の表面とリングの内周
面とは、点接触するように形成されている。
従来技術に係る等速ジョイントでは、リングに対してス
パイダ軸が所定角度傾動すると、前記スパイダ軸は、点
接触した状態を保持しながらリングの内周面に沿って摺
動する。すなわち、スパイダ軸は、リングに対して一点
で点接触した状態を保持しながら軸線方向あるいは軸線
方向と略直交する方向に沿って摺動変位する。このよう
にスパイダ軸が一点で点接触した状態を保持しながら摺
動変位することにより、アウタ部材の内部に封入された
潤滑油によって形成された油膜をかき落としてしまう。
この結果、駆動軸から従動軸に向かって駆動力が円滑に
伝達されないという不都合がある。
触した状態を保持しながら駆動軸から従動軸側に駆動力
が伝達される際、スパイダ軸とリングとの接触点に駆動
トルクが集中することにより、前記スパイダ軸と点接触
するリングの内周面に付与される押圧力が過大となる不
都合がある。
なされたものであり、ホルダの内周面に付与される押圧
力を抑制するとともに、駆動軸から従動軸に向かって駆
動力をより一層円滑に伝達することが可能な等速ジョイ
ントを提供することを目的とする。
めに、本発明は、所定間隔離間し軸線方向に沿って延在
する複数の案内溝が内周面に設けられ一方の伝達軸に連
結される筒状のアウタ部材と、前記アウタ部材の開口す
る内空部内に挿入されて他方の伝達軸に連結されるイン
ナ部材とを有する等速ジョイントにおいて、前記案内溝
に向かって膨出し、球状に形成される複数のスパイダ軸
と、前記案内溝に沿って変位するローラ部材が外嵌さ
れ、前記スパイダ軸を囲繞する円筒状のホルダと、前記
スパイダ軸の球面を切り欠いて略平坦に形成され該スパ
イダ軸の軸線と略直交する方向に周回する円周部と、前
記円周部と球面との境界を形成する第1稜線部および第
2稜線部とを有する切欠部と、を備えることを特徴とす
る。
軸が所定角度傾斜した場合、切欠部は、ホルダの内周面
に対して点接触から線接触へと接触状態が変化し、また
は線接触から点接触へと接触状態が変化する。なお、前
記点接触は、1点または2点からなる。このように前記
内周面に対する接触状態が変化することにより、ホルダ
とスパイダ軸との間に油膜が容易に形成される。従っ
て、駆動軸から従動軸に向かって駆動力をより一層円滑
に伝達することが可能となる。
いて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しなが
ら以下詳細に説明する。
本発明の実施の形態に係る等速ジョイントを示し、この
等速ジョイント10は、図示しない駆動軸の一端部に一
体的に連結されて開口部を有する筒状のアウタカップ
(アウタ部材)12と、従動軸14の一端部に固着され
てアウタカップ12の孔部内に収納されるインナ部材1
6とから基本的に構成される。
方向に沿って延在し、軸心の回りにそれぞれ120度の
間隔をおいて3本の案内溝18a〜18cが画成され
る。前記案内溝18a〜18cは、略中央部に形成され
た平面部20と、前記平面部20の両側に所定角度傾斜
して形成された傾斜部22と、前記平面部20と略直交
して形成され、後述するローラ部材24が転動する転動
面26とから構成される。なお、前記転動面26の下部
側には、ローラ部材側に所定長だけ突出し、ローラ部材
24の傾斜角度を規制する端面規制部28が形成され
る。
外嵌され、前記スパイダ30の外周面には、それぞれ案
内溝18a(18b、18c)に向かって膨出し軸心の
回りに120度の間隔をおいて3本のスパイダ軸26a
(26b、26c)が固着される。各スパイダ軸26a
(26b、26c)は、それぞれ球状に形成され、円筒
状のホルダ32によって所定のクリアランスを有して囲
繞される。
ルダ32に対して所定角度傾動自在に設けられ、該スパ
イダ軸26a(26b、26c)の表面には、スパイダ
軸26a(26b、26c)の軸線と略直交する方向に
沿って延在し所定幅Aからなる切欠部34が形成され
る。前記切欠部34は、球面を円周方向に沿って切り欠
いて形成される断面略直線状の円周部36と、前記円周
部36の幅方向に沿った両端部に設けられ該円周部36
と球面との境界を形成する第1環状凸部(第1稜線部)
38aおよび第2環状凸部(第2稜線部)38bとから
構成される。この場合、前記切欠部34は、後述するよ
うに、ホルダ32の内周面に対して1点あるいは2点で
点接触し、または線接触するように形成される。
(18b、18c)の平面部20に対し当接、離間自在
に形成される。すなわち、ホルダ32の上端部は、通常
状態において案内溝18a(18b、18c)の平面部
20に対し若干のクリアランスを有して位置決めされて
いるとともに、駆動軸または従動軸14が相対的に所定
角度傾斜することにより前記ホルダ32の上端部が平面
部20に当接するように形成されている。
ルベアリング40を介してローラ部材24が外嵌され、
前記ローラ部材24の外周面は、案内溝18a(18
b、18c)の断面形状に対応して直線状に形成され
る。各ニードルベアリング40およびローラ部材24
は、ホルダ32の環状溝に嵌着された一組のサークリッ
プ42a、42bおよびワッシャ44a、44bによっ
て保持される。なお、前記ワッシャ44a、44bを用
いることなくサークリップ42a、42bのみでニード
ルベアリング40およびローラ部材24を保持すること
も可能である。
(18b、18c)の転動面26に対して面接触してい
ることにより、前記ローラ部材24は、その軸線方向
(図1の矢印X方向)に摺動自在に設けられるととも
に、前記転動面26に沿って左右方向(図2の矢印Y方
向)に転動自在に設けられる。
10は、基本的には以上のように構成されるものであ
り、次に、その動作並びに作用効果について説明する。
力はアウタカップ12を介してインナ部材16に伝達さ
れ、球状に形成されたスパイダ軸26a〜26cを通じ
て従動軸14が所定方向に回転する。
案内溝18a(18b、18c)に沿って変位するロー
ラ部材24に伝達され、さらに、前記ローラ部材24に
保持されるホルダ32を通じてスパイダ軸26a(26
b、26c)に伝達されることにより前記スパイダ軸2
6a(26b、26c)に係合する従動軸14が回転す
る。
軸14が傾斜すると、ローラ部材24が案内溝18a〜
18cに沿って転動する。このため、駆動軸の回転速度
はアウタカップ12に対する従動軸14の傾斜角度に影
響されることなく、常時、一定の回転速度で従動軸14
に伝達される。
c)がホルダ32に対して所定角度傾斜した状態の変化
を図3〜図6に示す。なお、図3〜図6中、駆動トルク
は、図面に対して略直交する手前側から図面の向こう側
にむかって付与されているものとする。
(26b、26c)が所定角度傾斜した場合、円柱状を
呈するホルダ32の内周面とスパイダ軸26a(26
b、26c)の第1環状凸部38aおよび第2環状凸部
38bとが、それぞれ点a1 および点a2 からなる2点
で点接触する。ホルダ32の軸線に対してスパイダ軸2
6a(26b、26c)の軸線が所定角度傾斜すること
により該スパイダ軸26a(26b、26c)は点a1
および点a2 からなる2点で点接触した状態となる。
a(26b、26c)の表面とホルダ32の内周面とは
点a1 および点a2 を除いて非接触状態にある。従っ
て、点a1 および点a2 を除くスパイダ軸26a(26
b、26c)の表面とホルダ32の内周面との間にはク
リアランスが画成され、アウタカップ12内に封入され
た潤滑油によって油膜が容易に形成される。
26a(26b、26c)が所定角度傾斜した場合、ホ
ルダ32の軸線とスパイダ軸26a(26b、26c)
の軸線とが一致し、ホルダ32の内周面とスパイダ軸2
6a(26b、26c)の円周部36とが線分bを介し
て線接触した状態となる。その際、図3に示す状態の時
にホルダ32の内周面とスパイダ軸26a(26b、2
6c)の円周部36との間に既に形成されていた油膜に
よって前記線接触する部位が保護される。けだし、図3
に示す状態では、円周部36がホルダ32の内周面に接
触していないため前記円周部36に形成された油膜がか
き落とされることがないからである。なお、図4に示す
状態において、前記線分bを除くスパイダ軸26a(2
6b、26c)の表面とホルダ32の内周面とは非接触
状態にあり、油膜が容易に形成される。
26a(26b、26c)が所定角度傾斜した場合、ホ
ルダ32の内周面とスパイダ軸26a(26b、26
c)の表面とは点cからなる1点で点接触した状態とな
る。すなわち、ホルダ32の内周面とスパイダ軸26a
(26b、26c)の第1環状凸部38aとが点cを介
して点接触する。その際、図4に示す状態の時に既に形
成されていた油膜によって点接触する部位が保護され
る。なお、前記点cを除いてホルダ32とスパイダ軸2
6a(26b、26c)とは非接触状態にあり、油膜が
形成される。
6a(26b、26c)が所定角度傾斜した場合、ホル
ダ32の内周面とスパイダ軸26a(26b、26c)
の表面とは点dからなる1点で点接触した状態となる。
すなわち、ホルダ32の内周面とスパイダ軸26a(2
6b、26c)の第2環状凸部38bとが点dを介して
点接触する。その際、図5に示す状態の時に既に形成さ
れた油膜によって前記点dを介して点接触する部位が保
護される。けだし、図5に示す状態では、第2環状凸部
38bがホルダ32の内周面に接触していないため前記
第2環状凸部38bに形成された油膜がかき落とされる
ことがない。なお、図6においても、点d以外の部分は
ホルダ32とスパイダ軸26a(26b、26c)とが
接触していないため、油膜が形成される。
軸26a(26b、26c)が所定角度傾斜した場合、
ホルダ32の内周面およびスパイダ軸26a(26b、
26c)の表面は、2点からなる点接触状態(図3参
照)、線分bからなる線接触状態(図4参照)、または
1点からなる点接触状態(図5および図6参照)と変化
し、前記変化に応じて形成された油膜によって接触部位
が保護される。この結果、駆動軸から従動軸14に向か
って駆動力をより一層円滑に伝達することができ、良好
な伝達効率を得ることができる。
6b、26c)との接触部位が1点、2点あるいは線分
と変化することによりホルダ32の内周面を押圧する力
が分散されるため、前記押圧力を抑制することが可能と
なる。
cの表面に形成される切欠部34の幅Aについて説明す
る(図7〜図9参照)。
26cの球状中心B1〜B3を結ぶ円Oを描き(図7参
照)、前記円Oに接する接線Cを設ける。続いて、前記
接線Cを基準としスパイダ軸26a(26b、26c)
の球状中心B1(B2、B3)から角度θ1および角度θ2
からなる第1仮想線Dおよび第2仮想線Eを引き、スパ
イダ軸26a(26b、26c)の球面との交点を第1
環状凸部38aおよび第2環状凸部38bとする。そし
て、前記第1環状凸部38aと第2環状凸部38bとの
離間間隔を切欠部34(円周部36)の幅Aとする(図
8参照)。
1 およびθ2 の角度をそれぞれ1度〜1.5度(θ1 と
θ2 との角度の和が2度〜3度)に設定した場合、スパ
イダ軸26a(26b、26c)とホルダ32との摩擦
力によってその接触部分の耐久性が劣化するため、前記
θ1 およびθ2 の角度としてはそれぞれ2度(θ1 とθ
2 との角度の和が4度)以上が良好である。また、前記
θ1 およびθ2 の角度をそれぞれ9度(θ1 とθ2 との
角度の和が18度)以上とするとスパイダ軸26a(2
6b、26c)とホルダ32との間の間隙によってガタ
が発生することから、前記θ1 およびθ2 の角度として
はそれぞれ8度(θ1 とθ2 との角度の和が16度)以
下が良好である。
をそれぞれ2度、上限をそれぞれ8度とする範囲(接線
Cを含み、第1仮想線Dと第2仮想線Eとのなす角度が
4度〜16度の範囲)で第1環状凸部38aおよび第2
環状凸部38bとし、前記第1環状凸部38aおよび第
2環状凸部38bの離間間隔によって切欠部34(円周
部36)の幅Aが設定される。
滑油の量を通常の状態より10%〜15%増量した場合
における切欠部34(円周部36)の幅Aについて説明
する。
θ1 およびθ2 の角度をそれぞれ0.5度未満(θ1 と
θ2 との角度の和が1度未満)に設定すると、スパイダ
軸26a(26b、26c)とホルダ32との摩擦力に
よってその接触部分の耐久性が劣化するため、前記θ1
およびθ2 の角度としてはそれぞれ0.5度(θ1 とθ
2 との角度の和が1度)以上が良好である。
れ9度(θ1 とθ2 との角度の和が18度)以上に設定
すると、スパイダ軸26a(26b、26c)とホルダ
32との間の間隙によってガタが発生することから、前
記θ1 およびθ2 の角度としてはそれぞれ8度(θ1 と
θ2 との角度の和が16度)以下が良好である。
潤滑油の量を所定量だけ増量した場合には、前記θ1 お
よびθ2 の角度の下限をそれぞれ0.5度、上限をそれ
ぞれ8度とする範囲(接線Cを含み、第1仮想線Dと第
2仮想線Eとのなす角度が1度〜16度の範囲)で第1
環状凸部38aおよび第2環状凸部38bを形成し、前
記第1環状凸部38aおよび第2環状凸部38bの離間
間隔によって切欠部34(円周部36)の幅Aを設定す
るとよい。
れる潤滑油の量を通常の場合と比較して所定量だけ増量
することにより、切欠部34(円周部36)の幅を小さ
くすることができる利点がある。
a(26b、26c)の軸線と略直交する方向に延在す
る切欠部34を用いて説明しているが、これに限定され
るものではなく、図10に示されるように、スパイダ軸
26a(26b、26c)の軸線と略平行に形成された
直線状の切欠部34aでもよく、あるいは、図11に示
されるように、駆動力の伝達点に円形状の平坦部46が
形成された切欠部34bであってもよい。また、前記円
形状の平坦部46に代替して、球面に対して略円形状の
凹部、あるいは球面の曲率を越える所定の曲率からなる
略円形状の凸部を形成してもよい。
平坦に形成しているが、前記切欠部34を球面に対して
凹部で形成し、または球面の曲率を越える所定の曲率か
らなる凸部で形成してもよい。なお、前記切欠部34を
凹部で形成した場合、ホルダ32との接触は二点からな
る点接触のみとなる。
る。
定角度傾斜した場合であっても、ホルダの内周面に対す
る接触状態が変化して油膜が形成されることにより、前
記スパイダ軸の表面とホルダの内周面との接触部位を保
護することができる。この結果、駆動軸から従動軸に向
かって駆動力をより一層円滑に伝達することができ、良
好な伝達効率を得ることができる。
1点、2点あるいは線分と変化することによりホルダの
内周面を押圧する力が分散されるため、前記押圧力を抑
制することが可能となる。
断面図である。
る。
状態を示す一部省略断面図である。
状態を示す一部省略断面図である。
状態を示す一部省略断面図である。
状態を示す一部省略断面図である。
びにガタつきとの関係を示す説明図である。
す斜視図である。
す斜視図である。
せた状態において、切欠部の幅を変化させた場合におけ
る耐久性並びにガタつきとの関係を示す説明図である。
プ 14…従動軸 16…インナ部材 18a〜18c…案内溝 20…平面部 24…ローラ部材 26…転動面 26a〜26c…スパイダ軸 28…端面規制部 30…スパイダ 32…ホルダ 34、34a、34b…切欠部 36…円周部 38a、38b…環状凸部 40…ニードルベ
アリング 42a、42b…サークリップ 44a、44b…
ワッシャ
Claims (7)
- 【請求項1】所定間隔離間し軸線方向に沿って延在する
複数の案内溝が内周面に設けられ一方の伝達軸に連結さ
れる筒状のアウタ部材と、前記アウタ部材の開口する内
空部内に挿入されて他方の伝達軸に連結されるインナ部
材とを有する等速ジョイントにおいて、 前記案内溝に向かって膨出し、球状に形成される複数の
スパイダ軸と、 前記案内溝に沿って変位するローラ部材が外嵌され、前
記スパイダ軸を囲繞する円筒状のホルダと、 前記スパイダ軸の球面を切り欠いて略平坦に形成され該
スパイダ軸の軸線と略直交する方向に周回する円周部
と、前記円周部と球面との境界を形成する第1稜線部お
よび第2稜線部とを有する切欠部と、 を備えることを特徴とする等速ジョイント。 - 【請求項2】請求項1記載の等速ジョイントにおいて、前記 切欠部は、複数のスパイダ軸の球状中心(B 1 〜
B 3 )を結ぶ円(O)に接する接線(C)を含み、4度
〜16度の角度を有する第1仮想線(D)および第2仮
想線(E)を設け、前記第1仮想線(D)および第2仮
想線(E)と球面との交点をそれぞれ第1稜線部および
第2稜線部とし、前記第1稜線部と第2稜線部との離間
間隔を前記円周部の幅(A)とすることを特徴とする等
速ジョイント。 - 【請求項3】請求項1記載の等速ジョイントにおいて、前記スパイダ軸の傾動に応じて、前記切欠部は、ホルダ
の内周面に対して点接触から線接触へと接触状態が変化
し、または線接触から点接触へと 接触状態が変化するこ
とを特徴とする等速ジョイント。 - 【請求項4】請求項3記載の等速ジョイントにおいて、前記 点接触は、スパイダ軸の傾動に応じて、1点または
2点からなることを特徴とする等速ジョイント。 - 【請求項5】所定間隔離間し軸線方向に沿って延在する
複数の案内溝が内周面に設けられ一方の伝達軸に連結さ
れる筒状のアウタ部材と、前記アウタ部材の開口する内
空部内に挿入されて他方の伝達軸に連結されるインナ部
材とを有する等速ジョイントにおいて、 前記案内溝に向かって膨出し、球状に形成される複数の
スパイダ軸と、 前記案内溝に沿って変位するローラ部材が外嵌され、前
記スパイダ軸を囲繞する円筒状のホルダと、 前記スパイダ軸の表面に油溜まり部を設けることにより
油膜を形成する油膜形成手段と、 を備え、 前記油膜形成手段は、前記スパイダ軸の軸線と略直交す
る方向に周回する環状の凹部によって形成され、または
前記スパイダ軸の軸線と略直交する方向に周回し球面の
曲率を超える所定の曲率からなる環状の凸部によって 形
成されることを特徴とする等速ジョイント。 - 【請求項6】所定間隔離間し軸線方向に沿って延在する
複数の案内溝が内周面に設けられ一方の伝達軸に連結さ
れる筒状のアウタ部材と、前記アウタ部材の開口する内
空部内に挿入されて他方の伝達軸に連結されるインナ部
材とを有する等速ジョイントにおいて、 前記案内溝に向かって膨出し、球状に形成される複数の
スパイダ軸と、 前記案内溝に沿って変位するローラ部材が外嵌され、前
記スパイダ軸を囲繞する円筒状のホルダと、 前記スパイダ軸の表面に油溜まり部を設けることにより
油膜を形成する油膜形成手段と、 を備え、 前記油膜形成手段は、駆動力の伝達点に設けられる断面
略円形状の平坦部、あるいはスパイダ軸の球面に対する
断面略円形状の凹部、または球面の曲率を超え る所定の
曲率で形成される断面 略円形状の凸部からなることを特
徴とする等速ジョイント。 - 【請求項7】請求項2記載の等速ジョイントにおいて、アウタ部材内に封入される潤滑油の量を所定量だけ増量
し、且つ 前記第1仮想線(D)と第2仮想線(E)とに
よって形成される角度を1度〜16度の範囲内としたこ
とを特徴とする等速ジョイント。
Priority Applications (13)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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