JP4021482B2 - 三脚型の定速度比自在継ぎ手 - Google Patents

Description

〔発明の属する技術分野〕
本発明は、回転軸線および該回転軸線のまわりに周部に間隔が置かれかつその長さ方向に該軸線に対して平行に延びている３つのトラツクを有している外方継ぎ手部材、回転軸線および該回転軸線から半径方向に伸びるそれぞれのアーム軸線を有しかつ前記外方継ぎ手部材の前記トラツク内に延びている３本のアームを有している内方継ぎ手部材、各アームに支持されたそれぞれのローラからなり、各ローラが、前記アーム軸線周りに回転可能でありかつ前記外方継ぎ手部材の前記トラツクの両側に形成された対向内側面のそれぞれと係合する外周面を有し、前記ローラが、アーム軸線周りの回転運動及び軸方向移動可能に前記アーム上に取着されていることにより、それぞれのトラツク内で傾斜位置を採ることが可能な定速度比自在継ぎ手に関するものである。
〔従来の技術〕
かかる三脚型の継ぎ手は以下で特定された種類の三脚型継ぎ手として言及される。
これまで、特定された種類の三脚型継ぎ手において、各ローラの外周面は実質上部分球状面である一方、それぞれのローラの外周面に係合される、第１継ぎ手部材の各トラツクの対向側は部分筒状面であつた。部分球状のトラツク面の子午線半径は、実際にはトラツク側の子午線半径と外周ローラ面との間に僅かな非整合があるけれども、実質上部分筒状のトラツク面の子午線半径と同一であり、その結果ローラとトラツク側との間の接触区域は減少される。
上記で説明されたような通常の三脚型継ぎ手において生起する問題は、継ぎ手が連接された状態（すなわち互いに傾斜された２つの継ぎ手部材の回転軸線を有する）において回転するとき、軸方向の力が継ぎ手部材間に生起するということである。かかる力は第３順位の力であり、すなわち、それらは継ぎ手の回転速度の３倍の周波数である。それらは継ぎ手の連接角度が増加すると大きくなる。
かかる力の作用は、継ぎ手が前輪駆動の自動車の駆動軸に使用されるときとくに明らかであり、かかる継ぎ手は通常、押し込む、すなわち相対的に軸方向に動くような２つの継ぎ手部材の可能性のため、車両のサスペンシヨン運動により発生する駆動軸の全長の変化を収容するように機内継ぎ手として使用されている。
継ぎ手のかかる使用に関連付けられる問題は、継ぎ手によって発生される軸方向の力が車両構造に伝達されかつ震えている振動として幾つかの条件により車両の乗客に感じられ得る「震動」である。震動は車両が加速しているときにとくに問題であり、何故ならば、車両の前方が立ち上がりそれはより多くの駆動列装置により、駆動軸の機内自在継ぎ手の連接角度を増加するからでありそして継ぎ手によって伝達されている高いトルクと組み合わされた、車両の前方の立ち上がりは問題を悪化させる。この問題は、組み合わせ条件がより同様に遭遇されるような機内自在継ぎ手上に取り付けられた連接角度を増加させる、現代の乗用車において増加される傾向がある。
震動が特定された種類の従来公知の三脚型自在継ぎ手に関してより問題でない自在継ぎ手があり、そしてかかる幾つかの継ぎ手は一般に三脚型ではあるがより複雑なローラ構体を有している。かかる複雑さは継ぎ手の製造を高価にする。
〔発明が解決しようとする課題〕
大まかに、本発明の目的は、上述した震動の問題が克服または減少され、しかも追加の構成要素の存在を伴うより複雑な継ぎ手と比べて比較的減少された費用である特定された種類の三脚型定速度自在継ぎ手を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の第１の構成によれば、上記した目的は、前記内方継ぎ手部材の前記アーム軸線が、該内方継ぎ手部材の回転軸線に対して垂直な平面に対して傾斜されており、前記ローラの外周面が、ローラの赤道半径（Ｒ_equator）より長い子午線半径（Ｒ_meridian）を有する凸状の略弓形の線が描くローラ軸線周りの回転面で形成されており、各トラツクの前記対向内側面が、前記外方継ぎ手部材の回転軸線の長さ方向断面で見て、前記ローラの前記子午線半径（Ｒ _meridian ）の１．０５倍より大きいかまたはそれに等しい曲率半径（Ｒ _track ）を有する略弓形であり、更に、前記平面に対する前記内方継ぎ手部材の前記アーム軸線の傾斜角度が８°〜９°の範囲にあることを特徴とする定速度比自在継ぎ手を提供することにより達成される。
本発明の第２の構成によれば、上記した目的は、前記内方継ぎ手部材の前記アーム軸線が、該内方継ぎ手部材の回転軸線に対して垂直な平面に対して傾斜されかつ該平面内において該回転軸線からずらされており、前記ローラの外周面が、ローラの赤道半径（Ｒ _equator ）より長い子午線半径（Ｒ _meridian ）を有する凸状の略弓形の線が描くローラ軸線周りの回転面で形成されており、各トラツクの前記対向内側面が、前記外方継ぎ手部材の回転軸線の長さ方向断面で見て、前記ローラの前記子午線半径（Ｒ _meridian ）の１．０５倍より大きいかまたはそれに等しい曲率半径（Ｒ _track ）を有する略弓形であり、更に、前記平面に対する前記内方継ぎ手部材の前記アーム軸線の傾斜角度が８°〜９°の範囲にあることを特徴とする定速度比自在継ぎ手を提供することにより達成される。
略弓形の線の前記半径はここでは便宜上ローラの子午線半径として言及される。ローラの赤道半径はローラ軸線のまわりのその最大半径である。
上記手段によって、組み合わせにおいて、継ぎ手部材間に生起する第３順位の軸方向の力が減少され、かくしてまた、震動の問題を軽減することができることが認められた。本発明による継ぎ手のコストは追加の構成要素を利用する継ぎ手のコストのようには大きくない。
ローラの子午線半径はローラの赤道半径の約１．５倍にすることができる。ローラの赤道半径より大きい半径の略弓形の線からなるローラ軸線のまわりの回転面として、本発明による継ぎ手のローラの外周面の形状は、かかるローラが、実際には、バレル（ビヤ樽）形状であることを意味している。かかるローラ面と協働するために、第１継ぎ手部材のトラツクの対向側は各々単一シリンダの対向部分筒状部分にすることができず、単一シリンダの長手方向軸線はトラツクの中心の下方に延びるが代わって各トラツクの対向側はその半径がローラの外周面がローラ軸線のまわりの回転面である略弓形の線の子午線半径より僅かに大きい異なるシリンダの部分でなければならない。
第１の継ぎ手部材の回転軸線の長さ方向断面において見た、各トラツク側部分の子午線半径は、好ましくは、ローラの子午線半径の１．０５倍より大きいかまたはそれに等しい。
以下で、本発明を添付図面に就いて２つの実施例として説明する。
〔発明を実施するための最良の形態〕
図面の第１図および第２図を参照して、三脚型定速度比自在継ぎ手は短い突出軸１５がそれから延びている基部１４によって一端で閉止された内部キヤビテイ１３を画成する周壁１２を有している略カツプ形状部分１１を備えた外方継ぎ手部材１０からなつている。短い突出軸１５は他の回転構成要素とトルク伝達係合のためにスプライン付き部分１６を有している。継ぎ手が、自動車の車輪を駆動するために、自動車用の駆動軸構体における場合であるように、通常使用されるとき、かかるさらに他の構成要素は通常作動歯車の出力部材である。
外方継ぎ手部材１０の回転軸線は符号１７で示される。
外方継ぎ手部材のカツプ形状部分１１の周壁１２内には、その１つが第１図に符号１８で概略的に示される周方向に一定の角度間隔で配設された３つのトラツクが設けられる。
該トラツクは継ぎ手部材のまわりに等しく周部に間隔が置かれそしてその軸線１７に対して平行に延びている。各トラツクは後でより詳細に説明される対向内側面からなり、かかる内側面の１つが第１図において符号１９で示してある。
継ぎ手はさらに第２図において符号２０で総括的に示される内方継ぎ手部材からなり、この内方継ぎ手部材２０は駆動軸要素２４のスプライン付き端部分２３とトルク伝達係合のためにスプライン付き孔２２を備えた環状形状の本体２１からなつている。内方継ぎ手部材２０は保持リング２５によって駆動軸要素端部分２３上に保持されている。内方継ぎ手部材２０はさらに、それぞれローラ２９，３０，３１を支持している外方に延びる３本のアーム２６，２７，２８からなつている。第１図において、アーム２６上のローラ２９はトラツク１８に係合して示され、他のローラ３０，３１は同様にそれらの対応するトラツクと係合している。
各ローラは、アームの長さ方向の運動ためにかつまたローラおよびアーム２６の符号３２で示されるアーム軸線のまわりの回転のためにそれぞれのアームに（通常の三脚型の自在継ぎ手においては、ニードルローラベアリングのごときベアリング手段の介在により）支持されている。ローラおよび挿入されたベアリングは符号３３で示されるような保持リングによってそれらのアーム上に係止される。第１図に明瞭に示されるように、符号２６のアーム軸線３２は、継ぎ手部材２０および軸要素２４の回転軸線３５に対して垂直な符号３４で示される平面に対して傾けられ、第１図においてこの軸線３５は継ぎ手が整列（非連接）された状態にあるとき軸線１７と一致する。アーム軸線３２は内方継ぎ手部材２０の軸線３５を横切っている。
第３図は、継ぎ手のローラの内の１つの形状および関連のトラツクとのその協働関係をより詳細に示している。ローラ２９は、その係合するトラツク１８内で拡大して示され、トラツクの対向内側面は符号１９，１９ａで示されており、他方、内方継ぎ手部材２０に関しては、アームおよびローラの軸線３２が外方継ぎ手部材１０の回転軸線１７に直交する平面内に延びる線４０に対して、符号３９で示されたねじれ角度_twistで傾斜された状態で連接および回転されるものである。
ローラ２９は、その回転軸線３２周りに凸状弓形の線が中心に描く球状の外周面４１を有し、この湾曲した外周面の子午線半径はＲ_meridianとして示され、同じローラ２９の中心点を通過する赤道半径Ｒ_equatorより長い。したがつて、ローラの表面４１は、これまで通例であったような全体的な部分球形よりむしろ幾分バレル形状を有している。
実験によれば、子午線半径Ｒ_meridianが、およそ１．５×Ｒ_equatorである場合に有益な結果を得られることを示している。
トラツクの対向内側面１９，１９ａは、ローラと理論上１点で接触しかつ実際には符号４３で示される比較的小さい表面積の接触面が発生するように、トラックの内側面曲率半径Ｒ_trackがローラ外周面の子午線半径Ｒ_meridianより大きいそれぞれ凹状の円環状断面を有している。常に一定の値であることが知られている子午線半径Ｒ_meridianと内側面曲率半径Ｒ_trackとの比率、即ち、Ｒ_track：Ｒ_meridianは、１．０５より大きいかそれに等しく設計することが好ましく、特に、１．１が好ましい。
第３図において留意されねばならないことは、クリヤランスがローラの外周面とトラツク１８の内側面１９ａとの間に存在しているということである。クリヤランスが現れるトラツク内側面上の位置は、もちろん継ぎ手のトルク伝達方向に依存している。製造許容誤差により生ずる幾らかのクリヤランスは、ローラが、その使用中に遭遇するであろうすべての継ぎ手連接条件下において、トラツク内で膠着しないように設計されるべきである。
次に、第４図および第５図を参照して本発明による継ぎ手のさらに他の実施例を説明する。第１図および第２図に示した第２図の継ぎ手部材である内方継ぎ手部材２０と同様な、第２の内方継ぎ手部材は、スプライン付きの孔５２およびそれから外方に延びている３本のアーム５３，５４，５５を備えた環状体５１からなる。アームはそれぞれのローラ５６，５７，５８を支持している。ローラは、継ぎ手の第１実施例に関連して説明されたと同一の方法においてそれぞれのアーム上に可動に支持されている。
アーム５３，５４，５５は、継ぎ手部材の、符号６２で示される回転軸線を横切らないが、代わりにそれから間隔が置かれる、それぞれのアーム軸線５９，６０，６１を有している。さらに、第５図に示されるように、アーム軸線５９，６０，６１は内方継ぎ手部材を構成する環状体５１の回転軸線６２に対して垂直に交差する平面６３に対して傾けられる。
継ぎ手のこの実施例において、各ローラ５６，５７，５８の外周面の形状は第３図を参照して上述された実施例の場合と同様であり、そして外方継ぎ手部材の各トラツクの対向内側面自体は、上述された実施例の場合と同様に形作られねばならない。第４図において外方継ぎ手部材は符号６５で示されそしてその中に３つのトラツク６６，６７，６８を有している。内方継ぎ手部材を構成する環状体５１の回転軸線６２に対するアーム軸線５９，６０，６１の半径方向平面内におけるずれに対応する外方継ぎ手部材６５のトラツク６６，６７，６８の方向付けは明瞭に見ることができる。
第１図において、内方継ぎ手部材２０のアーム２６は外方継ぎ手部材１０に接続される駆動軸要素２４の反対端に向かって傾斜された状態が示されている。便宜上、これは本明細書では後方傾斜または内方継ぎ手部材２０の回転軸線３５に対して垂直な平面３４に対して負の傾斜角として言及される。その逆に、アーム２６は、前方の傾斜または正の傾斜角として本明細書で言及される、反対方向へかかる平面３４に対して傾斜されることも可能である。その傾斜角度は例えば、１０°〜＋１０°の範囲にすることが可能であり、そして実験結果からは継ぎ手の作動において生起する第３順位の軸方向の力を減少する点から見てとくに有益な結果が８°〜９°の範囲、とくに８．７°のアーム傾斜角により得られることを示した。
本発明による継ぎ手のさらに他の実施例において、内方継ぎ手部材のアーム５３，５４，５５の軸線５９，６０，６１は、第４図および第５図に関連して上述されたように内方継ぎ手部材の回転軸線６２からその直交平面において半径方向にずれた軸線を有しているが、回転軸線６２を含む半径方向平面に対して傾斜されない。
本明細書において、我々がローラの外面の子午線の形状および弓形になっているようなトラツク内側面の断面形状に言及するとき、それらは実際には正確な弓形とは僅かに異なるかも知れないことを理解されたい。例えば、ローラの縁部分は面取りされてもよい。
前述の記載、または以下の請求の範囲、または添付図面に開示され、特別な形状または開示された機能を実施するための手段、または開示された結果を立つせいするための方法または処理において表現された特徴は、別個にまたはかかる特徴を組み合わせて、本発明を種々の形状において実現するのに利用され得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による自在継ぎ手の第１実施例の部分断面図、
第２図は、第１図の継ぎ手の第２継ぎ手部分の軸方向図、
第３図は、第１図の継ぎ手のローラおよびトラツクの形状を示す図、
第４図は、本発明による継ぎ手のさらに他の実施例を示す軸方向図、
第５図は、他の実施例である第２の継ぎ手の長手方向部分断面図である。
〔符号の説明〕
１０、６５ 外方継ぎ手部材、
１７ 回転軸線、
１８ トラック、
１９ 対向内側面、
２０、５１ 内方継ぎ手部材、
２６、２７，２８ アーム、
２９、３０、３１ ローラ、
３５、６２ 回転軸線、
３２、５９、６０、６１ アーム軸線、
３４、６３ 平面、
４１ 外周面、
５３、５４、５５ アーム、
５６、５７、５８ ローラ、
６６、７６７、６８ トラック、
Ｒ_equator 赤道半径、
Ｒ_meridian 子午線半径、
Ｒ_track 曲率半径、

Claims (5)

1. 回転軸線（１７）および該回転軸線のまわりに周部に間隔が置かれかつその長さ方向に該軸線に対して平行に延びている３つのトラツク（１８；６６，６７，６８）を有している外方継ぎ手部材（１０；６５）、
   回転軸線（３５；６２）および該回転軸線から半径方向に伸びるそれぞれのアーム軸線（３２；５９，６０，６１）を有しかつ前記外方継ぎ手部材の前記トラツク内に延びている３本のアーム（２６，２７，２８；５３，５４，５５）を有している内方継ぎ手部材（２０；５１）、
   各アームに支持されたそれぞれのローラ（２９，３０，３１；５６，５７，５８）からなり、
   各ローラが、前記アーム軸線周りに回転可能でありかつ前記外方継ぎ手部材（１０；６５）の前記トラツク（１８；６６，６７，６８）の両側に形成された対向内側面（１９、１９ａ）のそれぞれと係合する外周面（４１）を有し、
   前記ローラが、アーム軸線（３２）周りの回転運動及び軸方向移動可能に前記アーム上に取着されていることにより、それぞれのトラツク内で傾斜位置を採ることが可能な定速度比自在継ぎ手において、
   前記内方継ぎ手部材の前記アーム軸線が、該内方継ぎ手部材の回転軸線（３５；６２）に対して垂直な平面（３４；６３）に対して傾斜されており、
   前記ローラの外周面（４１）が、ローラの赤道半径（Ｒ_equator）より長い子午線半径（Ｒ_meridian）を有する凸状の略弓形の線が描くローラ軸線周りの回転面で形成されており、
   各トラツクの前記対向内側面（１９）が、前記外方継ぎ手部材（１０；６５）の回転軸線（１７）の長さ方向断面で見て、前記ローラ（２９，３０，３１；５６，５７，５８）の前記子午線半径（Ｒ_meridian）の１．０５倍より大きいかまたはそれに等しい曲率半径（Ｒ_track）を有する略弓形であり、
   更に、前記平面に対する前記内方継ぎ手部材の前記アーム軸線の傾斜角度が８°〜９°の範囲にあることを特徴とする定速度比自在継ぎ手。
2. 回転軸線（１７）および該回転軸線のまわりに周部に間隔が置かれかつその長さ方向に該軸線に対して平行に延びている３つのトラツク（１８；６６，６７，６８）を有している外方継ぎ手部材（１０；６５）、
   回転軸線（３５；６２）および該回転軸線から半径方向に伸びるそれぞれのアーム軸線（３２；５９，６０，６１）を有しかつ前記外方継ぎ手部材の前記トラツク内に延びている３本のアーム（２６，２７，２８；５３，５４，５５）を有している内方継ぎ手部材（２０；５１）、
   各アームに支持されたそれぞれのローラ（２９，３０，３１；５６，５７，５８）からなり、
   各ローラが、前記アーム軸線周りに回転可能でありかつ前記外方継ぎ手部材（１０；６５）の前記トラツク（１８；６６，６７，６８）の両側に形成された対向内側面（１９、１９ａ）のそれぞれと係合する外周面（４１）を有し、
   前記ローラが、アーム軸線（３２）周りの回転運動及び軸方向移動可能に前記アーム上に取着されていることにより、それぞれのトラツク内で傾斜位置を採ることが可能な定速度比自在継ぎ手において、
   前記内方継ぎ手部材の前記アーム軸線が、該内方継ぎ手部材の回転軸線（３５；６２）に対して垂直な平面（３４；６３）に対して傾斜されかつ該平面内において該回転軸線からずらされており、
   前記ローラの外周面（４１）が、ローラの赤道半径（Ｒ_equator）より長い子午線半径（Ｒ_meridian）を有する凸状の略弓形の線が描くローラ軸線周りの回転面で形成されており、
   各トラツクの前記対向内側面（１９）が、前記外方継ぎ手部材（１０；６５）の回転軸線（１７）の長さ方向断面で見て、前記ローラ（２９，３０，３１；５６，５７，５８）の前記子午線半径（Ｒ_meridian）の１．０５倍より大きいかまたはそれに等しい曲率半径（Ｒ_track）を有する略弓形であり、
   更に、前記平面に対する前記内方継ぎ手部材の前記アーム軸線の傾斜角度が８°〜９°の範囲にあることを特徴とする定速度比自在継ぎ手。
3. 前記ローラ（２９，３０，３１；５６，５７，５８）の子午線半径（Ｒ_meridian）が、前記ローラの赤道半径（Ｒ_equator）のおよそ１．５倍であることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２項に記載の定速度比自在継ぎ手。
4. 前記トラツクの対向側面の曲率半径（Ｒ_track）が、前記ローラの前記子午線半径（Ｒ_meridian）の１．１倍であることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の定速度比自在継ぎ手。
5. 前記アーム軸線の傾斜角度が約８．７°であることを特徴とする請求の範囲第１〜４項の内の何れか１項に記載の定速度比自在継ぎ手。

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