JP4095251B2

JP4095251B2 - Cardan joint

Info

Publication number: JP4095251B2
Application number: JP2001030098A
Authority: JP
Inventors: 浩一郎小野; 英樹砂田; 英和青木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-02-06
Filing date: 2001-02-06
Publication date: 2008-06-04
Anticipated expiration: 2021-02-06
Also published as: JP2002227872A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に自動車の動力伝達系において用いられるカルダンジョイントに関し、特に、２軸が作動角をとった際に発生する２次偶力（起振力）低減技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のカルダンジョイントにおける２次偶力（起振力）低減技術としては、例えば、特開平１０−２９２８２４号公報に記載されたカルダンジョイントが開示されている。即ち、この従来例のカルダンジョイントは、継手部をなす一対のヨークにそれぞれ軸支された２方向の軸部により形成される十字軸の、一方の軸部と他方の軸部との質量を異ならせる（例えば、図１４に示すように各軸部の肉厚を互いに変えることでその質量を異ならせ、または、図１５に示すように、十字軸の２方向の軸部の軸径を変える）ことにより、回転軸の１回転に２回の割合でラジアル方向およびスラスト方向の起振力を積極的に発生させてセカンダリカップル（２次偶力）を打ち消すようにしたものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例のカルダンジョイントにあっては、上述のように、十字軸質量の慣性力を利用して２次偶力を抑制するものであっため、以下に述べるような問題点があった。
即ち、抑制しようとする２次偶力は、回転速度に関係なく、負荷トルクとジョイント角（作動角）に比例して発生するのに対し、従来例で２次偶力抑制手段として利用される慣性力は、負荷トルクの有無とは無関係に発生し、かつ、回転速度の二乗に比例した大きさとなるため、回転速度変化により大きく変動する慣性力によって２次偶力を相殺させる効果を維持させることは困難であるばかりでなく、負荷トルクが小さく２次偶力の発生が少ない高速回転時においては、この慣性力が新たな振動発生要因となる。
また、加速時と減速時（エンジンブレーキング時）とでは負荷トルクの符号（２次偶力の符号）が入れ替わるのに対し、慣性力は不変であるため、加速時に相殺効果を持たせるように設定した場合においては、減速時には相乗的な関係となり、かえって振動不具合を誘発させる結果となる。
【０００４】
本発明は、上述の従来の問題点に着目してなされたもので、トルク負荷時のみに相殺力を発生させて、負荷トルクが小さく２次偶力の発生が少ない高速回転時における新たな振動の発生を防止しつつ、回転速度変化に影響されることなくトルク負荷時における２次偶力を安定的に抑制し、かつ、加速時および減速時のいずれにおいても相殺力を発生させて２次偶力を安定的に抑制することができるカルダンジョイントを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明請求項１記載のカルダンジョイントは、駆動軸と被駆動軸の両接続端部にそれぞれ固定され一対の対向アームを備えたヨークと、該各ヨークの両アームに対しそれぞれカップ状ベアリングを介して回動自在に組み付けられた直交する２方向の軸部を備えた十字状軸とを備え、負荷トルクが作用する状態においては、前記カップ状ベアリングがジョイントの円周方向に傾くことにより、前記十字状軸を構成する２方向の軸部のうちヨークおよびカップ状ベアリングを介して駆動力が入力される側の軸部の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションよりも、駆動力が出力される側の軸部の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションのほうが大きくなるように構成されている手段とした。
【０００６】
請求項２記載のカルダンジョイントは、請求項１記載のカルダンジョイントにおいて、前記両各軸部の各先端面と該各先端面と対面する各カップ状ベアリングの内底面の少なくともいずれか一方にジョイントの回転方向側よりは回転方向とは逆方向側が高くなる段差を設けることにより、負荷トルクが作用する状態においては、前記カップ状ベアリングがジョイントの円周方向に傾くことで、前記十字状軸を構成する２方向の軸部のうちヨークおよびカップ状ベアリングを介して駆動力が入力される側の軸部の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションよりも、駆動力が出力される側の軸部の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションのほうが大きくなるように構成されている手段とした。
【０００７】
請求項３記載のカルダンジョイントは、請求項２記載のカルダンジョイントにおいて、前記段差が十字状軸の軸部先端面側に形成されている手段とした。
【０００８】
請求項４記載のカルダンジョイントは、請求項１記載のカルダンジョイントにおいて、前記両各軸部の各先端面と該各先端面と対面する各カップ状ベアリングの内底面の少なくともいずれか一方に溝もしくは凹部を形成してジョイントの回転方向側よりも回転方向側とは逆方向側の面積が広くなるように形成することにより、負荷トルクが作用する状態においては、前記カップ状ベアリングがジョイントの円周方向に傾くことで、前記十字状軸を構成する２方向の軸部のうちヨークおよびカップ状ベアリングを介して駆動力が入力される側の軸部の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションよりも、駆動力が出力される側の軸部の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションのほうが大きくなるように構成されている手段とした。
【０００９】
請求項５記載のカルダンジョイントは、請求項４記載のカルダンジョイントにおいて、前記溝がジョイントの軸方向に形成されている手段とした。
【００１０】
請求項６記載のカルダンジョイントは、請求項４または５の記載のカルダンジョイントにおいて、前記溝が十字状軸の軸部先端面側に形成されている手段とした。
【００１１】
【作用】
この発明のカルダンジョイントでは、上述のように構成されるため、駆動軸と被駆動軸が作動角をとった状態で、被駆動軸側のトルク負荷が作用する駆動軸の回転加速時においては、カップ状ベアリングがジョイントの円周方向に傾くことで、十字状軸を構成する２方向の軸部のうちヨークおよびカップ状ベアリングを介して駆動力が入力される側の軸部の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションよりも、駆動力が出力される側の軸部の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションのほうが大きくなることから、十字状軸を構成する２軸の屈曲フリクション差に起因して回転２次モーメントを主成分とする起振力が発生し、この起振力が駆動軸の回転加速時における２次偶力を相殺する方向に作用する。
【００１２】
また、駆動軸の回転減速時においては、以上の回転加速時とは負荷トルクの符号（２次偶力の符号）が逆転するが、駆動力伝達方向において駆動軸と被駆動軸が逆転した状態となるため、回転加速時とは逆に、十字状軸を構成する２方向の軸部のうちカップ状ベアリングおよびヨークを介して駆動力が出力される側の軸部（駆動軸側の軸部）の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションよりも、駆動力が入力される側の軸部（被駆動軸側の軸部）の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションのほうが大きくなり、従って、十字状軸を構成する２軸の屈曲フリクション差に起因して回転２次モーメントを主成分とする回転加速時とは逆符号の起振力が発生し、この起振力が駆動軸の回転減速時でトルク負荷時における２次偶力を相殺する方向に作用する。
【００１３】
また、上述の屈曲フリクションは負荷トルクが作用する状態においてカップ状ベアリングがジョイントの円周方向に傾くことにより発生するように構成されたものであるため、負荷トルクが小さく２次偶力の発生が少ない高速走行時等においては、カップ状ベアリングの傾きがなくて大きなフリクションを発生させることがなく、これにより、不必要な起振力による新たな振動の発生を防止することができる。
また、従来例のように慣性力を利用するものではないため、２次偶力を相殺する起振力が回転速度変化に影響されることはなく、トルク負荷時における２次偶力を安定的に抑制することができる。
【００１４】
請求項２記載のカルダンジョイントでは、両各軸部の各先端面と該各先端面と対面する各カップ状ベアリングの内底面の少なくともいずれか一方に設けられジョイントの回転方向側よりは回転方向とは逆方向側が高くなる段差によって、また、請求項４記載のカルダンジョイントでは、両各軸部の各先端面と該各先端面と対面する各カップ状ベアリングの内底面の少なくともいずれか一方に形成された溝もしくは凹部によってジョイントの回転方向側よりも回転方向側とは逆方向側の面積が広くなるように形成されることにより、負荷トルクが作用する状態においては、カップ状ベアリングがジョイントの円周方向に傾くことで、十字状軸を構成する２方向の軸部のうちヨークおよびカップ状ベアリングを介して駆動力が入力される側の軸部の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションよりも、駆動力が出力される側の軸部の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションのほうが大きくなるもので、この２軸間の屈曲フリクション差に起因して回転２次モーメントを主成分とする起振力が発生し、この起振力が駆動軸の回転加速時および減速時における２次偶力を共に相殺する方向に作用する。
【００１５】
請求項３記載のカルダンジョイントは、請求項２記載のカルダンジョイントにおいて、前記段差が十字状軸の軸部先端面側に形成されることで、カップ状ベアリングの底面側に形成される場合に比べ、段差の形成加工が容易であると共に、組付性がよくなる。
【００１６】
請求項５記載のカルダンジョイントは、請求項４記載のカルダンジョイントにおいて、前記溝がジョイントの軸方向に形成されることで、２軸間の屈曲フリクション差を容易に発生させることができる。
【００１７】
請求項６記載のカルダンジョイントは、請求項４または５に記載のカルダンジョイントにおいて、前記溝が十字状軸の軸部先端面側に形成されることで、カップ状ベアリングの底面側に形成される場合に比べ、溝加工が容易である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（発明の実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１の構成を図１に基づいて説明する。
【００１９】
図１は、発明の実施の形態１のカルダンジョイントを示す作動角０°状態の半断面図、図２は十字状軸およびカップ状ベアリングを示す一部切欠平面図、図３は図２のＡ矢視図、図４は図３のＢ矢視方向の要部拡大図であり、これらの図に示すように、この発明の実施の形態１のカルダンジョイントは、駆動軸１と被駆動軸２の両接続端部にそれぞれ固定され一対の対向アーム３１，３１、４１，４１を備えたヨーク３、４と、該各ヨーク３、４の両アーム３１，３１、４１，４１に対しそれぞれカップ状ベアリング３２、４２を介して回動自在に組み付けられた直交する２方向の軸部５１、５２を備えた十字状軸５とで構成されている。
【００２０】
図２〜４に示すように、前記十字状軸５における両軸部５１、５２の軸心には各カップ状ベアリング３２、４２に潤滑油を供給する軸心孔５１ａ、５２ａが形成されていて、各軸部５１、５２の環状両端面には、ジョイントの回転方向とは反対側に略扇状の凸部６が形成されることにより、ジョイントの回転方向側よりは回転方向とは逆方向側が高くなる段差が形成されている。
【００２１】
前記カップ状ベアリング３２、４２は、図２に示すように、前記十字状軸５における両軸部５１、５２の両環状端面とそれぞれ対面する底部３２ａ、４２ａを備えたカップ状に形成され、筒状部３２ｂ、４２ｂ内周面には軸部５１、５２の両端部を回転支持するニードル３２ｃ、４２ｃが備えられている。そして、このカップ状ベアリング３２、４２は、図１に示すように、各ヨーク３、４の両アーム３１，３１、４１，４１の先端に形成された装着穴３１ａ、４１ａに対し内側から装着しＣリング７により位置決めされた状態で装着されている。
【００２２】
次に、この発明の実施の形態１の作用・効果を図５の作用説明図に基づいて説明する。
（イ）加速時
この発明の実施の形態１のカルダンジョイントでは、上述のように構成されるため、駆動軸１と被駆動軸２が作動角をとった状態で、被駆動軸２側のトルク負荷が作用する駆動軸１の回転加速時においては、図５に示すように、駆動軸１側のヨーク３の両アーム３１，３１に装着された方（実線で示す加速トルク入力側）のカップ状ベアリング３２，３２がジョイントの回転方向に少し傾いて凸部６がカップ状ベアリング３２，３２の底部３２ａから離隔された状態となる一方、被駆動軸２側のヨーク４の両アーム４１，４１に装着された方のカップ状ベアリング４２，４２がジョイントの回転方向とは反対方向に少し傾いて凸部６がカップ状ベアリング４２，４２の底部４２ａ内面に圧接された状態となるため、駆動力が入力される側の軸部５１の両先端面とカップ状ベアリング３２，３２の底部３２ａ内面との間で発生する屈曲フリクション（ジョイントの軸方向摺動フリクション）より駆動力が出力される側の軸部５２の両先端面とカップ状ベアリング４２，４２の底部４２ａ内面との間で発生する屈曲フリクションが大きくなることから、十字状軸５を構成する軸部５１、５２の屈曲フリクション差に起因して回転２次モーメントＭを主成分とする起振力が発生し、この起振力が駆動軸１の回転加速時における２次偶力Ｃを相殺する方向に作用する。
ちなみに、
２次偶力Ｃ＝（１／２）・Ｔ・ｓｉｎθ
回転２次モーメントＭ＝（８／３π）（ｆ₁ −ｆ₂ ）
ここで、Ｔは負荷トルク、ｓｉｎθはジョイント角、ｆ₁ は駆動力が入力される側の屈曲トルク、ｆ₂ は駆動力が出力される側の屈曲トルクである。
【００２３】
そして、前記両軸部５１、５２の屈曲フリクション差は、図６の負荷トルク−屈曲フリクション差特性図に示すように、負荷トルクに比例して増加する。
その結果、図７の負荷トルク−起振力特性図に示すように、太線で示す従来の２次偶力に対し、細い線で示すように２次偶力が負荷トルクの変動に応じて低減されている。
【００２４】
（ロ）減速時
また、駆動軸１の回転減速時（エンジンブレーキング時等）においては、以上の回転加速時とは負荷トルクの符号（２次偶力の符号）が逆転するが、図５の点線（減速トルク）で示すように、駆動力伝達方向において駆動軸１と被駆動軸２が逆転した状態となるため、回転加速時とは逆に十字状軸５を構成する２方向の軸部５１、５２のうちカップ状ベアリング３２，３２およびヨーク３を介して駆動力が出力（加速時は入力）される側の軸部５１の両先端面とカップ状ベアリング３２，３２の底部３２ａ内面との間で発生する屈曲フリクションより駆動力が入力（加速時には出力）される側の軸部５２の両先端面とカップ状ベアリング４２，４２の底部４２ａ内面との間で発生する屈曲フリクションが大きくなり、従って、十字状軸５を構成する２軸部５１、５２の屈曲フリクション差に起因して回転２次モーメントを主成分とする回転加速時とは逆符号の起振力が発生し、この起振力が駆動軸の回転減速時でトルク負荷時における２次偶力を相殺する方向に作用する。
従って、加速時および減速時のいずれにおいても相殺力を発生させて２次偶力を安定的に抑制することができるようになるという効果が得られる。
【００２５】
また、上述の屈曲フリクションは負荷トルクが作用する状態においてカップ状ベアリング３２，３２、４２，４２がジョイントの円周方向に傾くことにより発生するように構成されたものであるため、負荷トルクが小さく２次偶力の発生が少ない高速走行時等においては、カップ状ベアリング３２，３２、４２，４２が傾くことがないので、初期設定の小さな屈曲フリクション状態を維持させることができ、、これにより、不必要な起振力による新たな振動の発生を防止することができるようになる。
また、従来例のように慣性力を利用するものではないため、２次偶力を相殺する起振力が回転速度変化に影響されることはなく、トルク負荷時における２次偶力を安定的に抑制することができるようになる。
【００２６】
また、前記段差を構成する凸部６が十字状軸５における両軸部５１、５２の先端面側に形成されることで、カップ状ベアリング３２，３２、４２，４２の底部３２ａ、４２ａ内面側に形成される場合に比べ、段差の形成加工が容易であると共に、組付性がよくなる。
【００２７】
次に、カルダンジョイントの他の発明の実施の形態について説明する。なお、この他の発明の実施の形態の説明にあたっては、前記発明の実施の形態１と同様の構成部分には同一の符号を付けてその説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
【００２８】
（発明の実施の形態２）
まず、発明の実施の形態２の構成を図８、９に基づいて説明する。
図８は発明の実施の形態２のカルダンジョイントにおける十字状軸５を示す平面図、図９は図８のＣ矢視図であり、両図に示すように、この発明の実施の形態２では、両軸部５１、５２における軸心孔５１ａ、５２ａが省略されると共に、両軸部５１、５２の両端面の中心部寄りの位置に前記凸部６ａが形成されている点が前記発明の実施の形態１と相違したものである。
【００２９】
即ち、この発明の実施の形態２では、中心部寄りの位置に設けた凸部６ａにより前記発明の実施の形態１と同様に、加速時および減速時においてのみ両軸部５１、５２相互間で屈曲フリクション差を発生させることができ、これにより、トルク負荷時のみに相殺力を発生させて負荷トルクが小さく２次偶力の発生が少ない高速回転時における新たな振動の発生を防止しつつ回転速度変化に影響されることなくトルク負荷時における２次偶力を安定的に抑制し、かつ、加速時および減速時のいずれにおいても相殺力を発生させて２次偶力を安定的に抑制することができるようになるという効果を得ることができる。
【００３０】
（発明の実施の形態３）
まず、発明の実施の形態３の構成を図１０、１１に基づいて説明する。
図１０は発明の実施の形態３のカルダンジョイントにおけるカップ状ベアリング３２，３２、４２，４２おけるニードルを省略した断面図、図１１は図１０Ｄ矢視図であり、両図に示すように、この発明の実施の形態３は、カップ状ベアリング３２，３２、４２，４２における底部３２ａ、４２ａ内面側に凸部６ｂを形成した点が前記発明の実施の形態１、２とは相違したものである。
【００３１】
このように、カップ状ベアリング３２，３２、４２，４２側に凸部６ｂを形成することによっても、加速時および減速時においてのみ両軸部５１、５２相互間で屈曲フリクション差を発生させることができ、従って、前記発明の実施の形態１、２と同様に、トルク負荷時のみに相殺力を発生させて負荷トルクが小さく２次偶力の発生が少ない高速回転時における新たな振動の発生を防止しつつ回転速度変化に影響されることなくトルク負荷時における２次偶力を安定的に抑制し、かつ、加速時および減速時のいずれにおいても相殺力を発生させて２次偶力を安定的に抑制することができるようになるという効果を得ることができる。
【００３２】
（発明の実施の形態４）
まず、発明の実施の形態４の構成を図１２、１３に基づいて説明する。
図１２は発明の実施の形態４のカルダンジョイントにおける十字状軸５を示す平面図、図１３は図１２のＥ矢視図であり、両図に示すように、この発明の実施の形態４では、各軸部５１、５２の両先端面のうち、ジョイントの回転方向側にジョイントの軸方向に沿った複数の溝５ａを形成することにより、ジョイントの回転方向側よりは回転方向とは逆方向側の面積が広くなるように形成している点が前記発明の実施の形態１〜３とは相違したものである。
【００３３】
このように、溝５ａでジョイントの回転方向側よりも回転方向側とは逆方向側の面積が広くなるように形成されることにより、負荷トルクが作用する状態においてはカップ状ベアリング３２，３２、４２，４２がジョイントの円周方向に傾くことで十字状軸５を構成する２方向の軸部５１，５２のうちヨーク３およびカップ状ベアリング３２，３２を介して駆動力が入力される側の軸部５１の両先端面とカップ状ベアリング３２，３２の底部３２ａ内面との間で発生する屈曲フリクションより駆動力が出力される側の軸部５２の両先端面とカップ状ベアリング４２，４２の底部４２ａ内面との間で発生する屈曲フリクションが大きくなるもので、この２軸部５１、５２間の屈曲フリクション差に起因して回転２次モーメントを主成分とする起振力が発生し、この起振力が駆動軸１の回転加速時および減速時における２次偶力を共に相殺する方向に作用する。
【００３４】
従って、前記発明の実施の形態１〜３と同様に、トルク負荷時のみに相殺力を発生させて負荷トルクが小さく２次偶力の発生が少ない高速回転時における新たな振動の発生を防止しつつ回転速度変化に影響されることなくトルク負荷時における２次偶力を安定的に抑制し、かつ、加速時および減速時のいずれにおいても相殺力を発生させて２次偶力を安定的に抑制することができるようになるという効果を得ることができる。
【００３５】
また、前記溝５ａがジョイントの軸方向に形成されることで、２軸部５１、５２間の屈曲フリクション差を容易に発生させることができる。
また、前記溝５ａを十字状軸５の軸部５１、５２先端面側に形成することにより、カップ状ベアリング３２，３２、４２，４２の底部３２ａ、４２ａ内面側に形成する場合に比べ、溝加工が容易である。
【００３６】
以上発明の実施の形態を図面により説明したが、具体的な構成はこれらの発明の実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても本発明に含まれる。
【００３７】
例えば、発明の実施の形態１〜３では、凸部６、６ａ、６ｂの形状を略扇型に形成したが、その形状や広さは任意であり、また段差も任意であり、発生すべき屈曲フリクションに応じて任意に設定される。
【００３８】
また、発明の実施の形態４では、溝５ａをジョイントの軸方向に形成したが、必ずしも軸方向に限らず、またその本数も任意である。
また、発明の実施の形態４では、溝５ａを形成したが、穴を形成することによっても同様の効果を得ることができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明してきたように本発明請求項１記載のカルダンジョイントでは、上述のように、（請求項２では前記両各軸部の各先端面と該各先端面と対面する各カップ状ベアリングの内底面の少なくともいずれか一方にジョイントの回転方向側よりは回転方向とは逆方向側が高くなる段差を設けることにより、また、請求項４では前記両各軸部の各先端面と該各先端面と対面する各カップ状ベアリングの内底面の少なくともいずれか一方に溝もしくは凹部を形成してジョイントの回転方向側よりも回転方向側とは逆方向側の面積が広くなるように形成することにより）負荷トルクが作用する状態においては、前記カップ状ベアリングがジョイントの円周方向に傾くことにより、前記十字状軸を構成する２方向の軸部のうちヨークおよびカップ状ベアリングを介して駆動力が入力される側の軸部の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションよりも、駆動力が出力される側の軸部の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションのほうが大きくなるように構成されている手段としたことで、トルク負荷時のみに相殺力を発生させて、負荷トルクが小さく２次偶力の発生が少ない高速回転時における新たな振動の発生を防止しつつ、回転速度変化に影響されることなくトルク負荷時における２次偶力を安定的に抑制し、かつ、加速時および減速時のいずれにおいても相殺力を発生させて２次偶力を安定的に抑制することができるようになるという効果が得られる。
【００４０】
請求項３記載のカルダンジョイントは、請求項２記載のカルダンジョイントにおいて、前記段差が十字状軸の軸部先端面側に形成されている手段としたことで、カップ状ベアリングの底面側に形成される場合に比べ、段差の形成加工が容易であると共に、組付性がよくなる。
【００４１】
請求項５記載のカルダンジョイントは、請求項４記載のカルダンジョイントにおいて、前記溝がジョイントの軸方向に形成されている手段としたことで、２軸間の屈曲フリクション差を容易に発生させることができるようになる。
【００４２】
請求項６記載のカルダンジョイントは、請求項４または５の記載のカルダンジョイントにおいて、前記溝が十字状軸の軸部先端面側に形成されている手段としたことで、カップ状ベアリングの底面側に形成される場合に比べ、溝加工が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】発明の実施の形態１のカルダンジョイントを示す作動角０°状態の半断面図である。
【図２】発明の実施の形態１のカルダンジョイントにおける十字状軸およびカップ状ベアリングを示す一部切欠平面図である。
【図３】図２のＡ矢視図である。
【図４】図３のＢ矢視方向の要部拡大図である。
【図５】発明の実施の形態１のカルダンジョイントの作用説明図である。
【図６】発明の実施の形態１のカルダンジョイントにおける負荷トルク−屈曲フリクション差特性図である。
【図７】発明の実施の形態１のカルダンジョイントにおける負荷トルク−起振力特性図である。
【図８】発明の実施の形態２のカルダンジョイントにおける十字状軸を示す平面図である。
【図９】図８のＣ矢視図である。
【図１０】発明の実施の形態３のカルダンジョイントにおけるカップ状ベアリングのニードルを省略した断面図である。
【図１１】図１０のＤ矢視図である。
【図１２】発明の実施の形態４のカルダンジョイントにおける十字状軸を示す平面図である。
【図１３】図１２のＥ矢視図である。
【図１４】従来例のカルダンジョイントの十字状軸を示す一部切欠平面図である。
【図１５】従来例のカルダンジョイントの十字状軸を示す平面図である。
【符号の説明】
１駆動軸
２被駆動軸
３駆動軸側のヨーク
４被駆動軸側のヨーク
５十字状軸
５ａ溝
６凸部
６ａ凸部
６ｂ凸部
７Ｃリング
３１駆動軸側のアーム
３１ａ装着穴
３２カップ状ベアリング
３２ａ底部
３２ｂ筒状部
３２ｃニードル
４１被駆動軸側のアーム
４１ａ装着穴
４２カップ状ベアリング
４２ａ底部
４２ｂ筒状部
４２ｃニードル
５１軸部
５１ａ軸心孔
５２軸部
５２ａ軸心孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cardan joint mainly used in a power transmission system of an automobile, and more particularly to a technique for reducing a secondary couple (vibration force) generated when two shafts have an operating angle.
[0002]
[Prior art]
As a conventional secondary couple (vibration force) reduction technique in this type of cardan joint, for example, a cardan joint described in JP-A-10-292824 is disclosed. That is, in this conventional cardan joint, the mass of one shaft portion and the other shaft portion of the cross shaft formed by the two-direction shaft portions respectively supported by the pair of yokes forming the joint portion is different. (For example, as shown in FIG. 14, the thickness of each shaft portion is changed to change the mass thereof, or the shaft diameter of the shaft portion in the two directions of the cross shaft is changed as shown in FIG. 15). 2 times per rotation of the rotating shaft Together Thus, the secondary couple (secondary couple) was canceled out by actively generating a vibration force in the radial direction and the thrust direction.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the cardan joint of the conventional example has the following problems because it suppresses the secondary couple using the inertial force of the mass of the cross shaft as described above.
That is, the secondary couple to be suppressed is generated in proportion to the load torque and the joint angle (operating angle) regardless of the rotation speed, whereas it is used as a secondary couple suppression means in the conventional example. The inertia force is generated regardless of the presence or absence of the load torque and has a magnitude proportional to the square of the rotation speed, so that the effect of canceling the secondary couple by the inertia force that varies greatly with the change in the rotation speed is maintained. In addition to being difficult, this inertial force becomes a new cause of vibration during high-speed rotation when the load torque is small and the generation of secondary couple is small.
Also, the sign of the load torque (sign of the secondary couple) changes during acceleration and deceleration (engine braking), but the inertial force is unchanged, so that it has a canceling effect during acceleration. In the case of setting, it becomes a synergistic relationship at the time of deceleration, and on the contrary, a vibration failure is induced.
[0004]
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned conventional problems, and generates a canceling force only at the time of torque load. , While preventing the occurrence of new vibration during high speed rotation with small load torque and low secondary couple generation , Stablely suppresses the secondary couple at torque load without being affected by changes in rotational speed, and stably suppresses the secondary couple by generating a canceling force at both acceleration and deceleration An object of the present invention is to provide a cardan joint that can be used.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, a cardan joint according to claim 1 of the present invention includes a yoke having a pair of opposed arms fixed to both connection ends of a drive shaft and a driven shaft, and both the yokes. In a state in which a load torque is applied to the arm, and a cross-shaped shaft having two orthogonal shaft portions that are rotatably assembled to the arm via cup-shaped bearings. , The cup-shaped bearing is inclined in the circumferential direction of the joint. , Bending that occurs between both tip surfaces of the shaft portion on the side to which driving force is input via the yoke and cup-shaped bearing and the inner bottom surface of the cup-shaped bearing among the two-direction shaft portions constituting the cross-shaped shaft From friction Also, Bending friction generated between both end surfaces of the shaft on the side where the driving force is output and the inner bottom surface of the cup-shaped bearing The way It was set as the means comprised so that might become large.
[0006]
The cardan joint according to claim 2 is the cardan joint according to claim 1, wherein at least one of the tip surfaces of the shafts and the inner bottom surface of each cup-shaped bearing facing the tip surfaces is a joint. In a state where load torque is applied by providing a step that is higher on the side opposite to the rotational direction than on the rotational direction side. , The cup-shaped bearing is inclined in the circumferential direction of the joint. , Bending that occurs between both tip surfaces of the shaft portion on the side to which driving force is input via the yoke and cup-shaped bearing and the inner bottom surface of the cup-shaped bearing among the two-direction shaft portions constituting the cross-shaped shaft From friction Also, Bending friction generated between both end surfaces of the shaft on the side where the driving force is output and the inner bottom surface of the cup-shaped bearing The way It was set as the means comprised so that might become large.
[0007]
A cardan joint according to a third aspect is the cardan joint according to the second aspect, wherein the step is formed on the tip end surface side of the cross-shaped shaft.
[0008]
The cardan joint according to claim 4 is a cardan joint according to claim 1, wherein a groove or a groove is formed in at least one of the tip surfaces of the shafts and the inner bottom surface of the cup-shaped bearings facing the tip surfaces. In a state where load torque is applied by forming a recess so that the area on the direction opposite to the rotation direction side is larger than the rotation direction side of the joint. , The cup-shaped bearing is inclined in the circumferential direction of the joint. , Bending that occurs between both tip surfaces of the shaft portion on the side to which driving force is input via the yoke and cup-shaped bearing and the inner bottom surface of the cup-shaped bearing among the two-direction shaft portions constituting the cross-shaped shaft From friction Also, Bending friction generated between both end surfaces of the shaft on the side where the driving force is output and the inner bottom surface of the cup-shaped bearing The way It was set as the means comprised so that might become large.
[0009]
A cardan joint according to a fifth aspect is the cardan joint according to the fourth aspect, wherein the groove is formed in the axial direction of the joint.
[0010]
A cardan joint according to a sixth aspect is the cardan joint according to the fourth or fifth aspect, wherein the groove is formed on the tip end surface side of the cross-shaped shaft.
[0011]
[Action]
Since the cardan joint of the present invention is configured as described above, the rotational speed of the drive shaft on which the torque load on the driven shaft side acts in the state where the drive shaft and the driven shaft take an operating angle, The cup-shaped bearing tilts in the circumferential direction of the joint. , Bending friction generated between both end surfaces of the shaft portion on the side where the driving force is input via the yoke and the cup-shaped bearing and the inner bottom surface of the cup-shaped bearing among the two-direction shaft portions constituting the cross-shaped shaft Than Also, Bending friction generated between both end surfaces of the shaft on the side where the driving force is output and the inner bottom surface of the cup-shaped bearing The way Therefore, an excitation force having a rotation secondary moment as a main component is generated due to a difference in bending friction between the two axes constituting the cross-shaped shaft, and this excitation force is generated at the time of rotational acceleration of the drive shaft. It acts in the direction to cancel the secondary couple.
[0012]
In addition, when the drive shaft is rotated and decelerated, the sign of the load torque (sign of the secondary couple) is reversed from that during the above rotation acceleration, but the drive shaft and the driven shaft are reversed in the drive force transmission direction. Therefore, contrary to rotation acceleration , Outer end surfaces of the shaft portion (shaft portion on the drive shaft side) on the side where the driving force is output through the cup-shaped bearing and yoke among the two-direction shaft portions constituting the cross-shaped shaft, and the inner bottom surface of the cup-shaped bearing Than the bending friction that occurs between Also, Bending friction generated between both end surfaces of the shaft portion on the side to which driving force is input (shaft portion on the driven shaft side) and the inner bottom surface of the cup-shaped bearing The way Therefore, an excitation force having a sign opposite to that at the time of rotation acceleration mainly including a rotation second moment is generated due to a difference in bending friction between the two axes constituting the cross-shaped axis. Acts in a direction to cancel the secondary couple at the time of torque load when the drive shaft rotates and decelerates.
[0013]
In addition, since the above-described bending friction is configured such that the cup-shaped bearing is tilted in the circumferential direction of the joint in a state where the load torque is applied, the load torque is small and the generation of the secondary couple is small. When traveling at a low speed, the cup-shaped bearing is not tilted and no large friction is generated, thereby preventing the generation of new vibration due to unnecessary vibration force.
In addition, since the inertial force is not used as in the conventional example, the excitation force that cancels the secondary couple is not affected by the change in rotation speed, and the secondary couple at the time of torque load is stable. Can be suppressed.
[0014]
3. The cardan joint according to claim 2, provided on at least one of the tip surfaces of the shaft portions and the inner bottom surfaces of the cup-shaped bearings facing the tip surfaces. Is 5. The cardan joint according to claim 4, wherein each of the cup-shaped bearings faces each tip surface and each tip surface of the cardan joint according to a step which is higher on the side opposite to the rotation direction than the rotation direction side of the joint. Groove or recess formed in at least one of the inner bottom surfaces of By In a state where the load torque is applied, the joint is formed so that the area on the opposite side of the rotation direction side is larger than the rotation direction side of the joint. , The cup-shaped bearing tilts in the circumferential direction of the joint. , Bending friction generated between both end surfaces of the shaft portion on the side where the driving force is input via the yoke and the cup-shaped bearing and the inner bottom surface of the cup-shaped bearing among the two-direction shaft portions constituting the cross-shaped shaft Than Also, Bending friction generated between both end surfaces of the shaft on the side where the driving force is output and the inner bottom surface of the cup-shaped bearing The way Is generated, and an excitation force mainly composed of a rotation second moment is generated due to the difference in bending friction between the two axes, and this excitation force is 2 at the time of rotational acceleration and deceleration of the drive shaft. It acts in the direction of canceling out the next couple together.
[0015]
The cardan joint according to claim 3 is the cardan joint according to claim 2, wherein the step is formed on the tip end surface side of the shaft portion of the cross-shaped shaft, compared to the case where the cardan joint is formed on the bottom surface side of the cup-shaped bearing. The step forming process is easy and the assembling property is improved.
[0016]
According to a fifth aspect of the present invention, in the cardan joint according to the fourth aspect, the groove is formed in the axial direction of the joint, so that a bending friction difference between the two axes can be easily generated.
[0017]
The cardan joint according to claim 6 is the cardan joint according to claim 4 or 5, wherein the groove is formed on the tip end surface side of the shaft portion of the cross-shaped shaft, so that it is formed on the bottom surface side of the cup-shaped bearing. Compared to the case, grooving is easy.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1 of the invention)
First, the structure of Embodiment 1 of this invention is demonstrated based on FIG.
[0019]
FIG. 1 is a half sectional view showing a cardan joint according to Embodiment 1 of the invention in a state where the operating angle is 0 °, FIG. 2 is a partially cutaway plan view showing a cruciform shaft and a cup-shaped bearing, and FIG. 4 is an enlarged view of the main part in the direction of arrow B in FIG. 3. As shown in these figures, the cardan joint according to Embodiment 1 of the present invention includes a drive shaft 1 and a driven shaft 2. Yokes 3 and 4 having a pair of opposing arms 31, 31, 41, 41 fixed to both connecting end portions of the two, and a cup shape with respect to both arms 31, 31, 41, 41 of each yoke 3, 4. It is comprised with the cross-shaped axis | shaft 5 provided with the axial parts 51 and 52 of two orthogonal directions assembled | attached rotatably via the bearings 32 and 42. As shown in FIG.
[0020]
As shown in FIGS. 2 to 4, shaft center holes 51 a and 52 a for supplying lubricating oil to the cup-shaped bearings 32 and 42 are formed in the shaft centers of both shaft portions 51 and 52 in the cross-shaped shaft 5. By forming the substantially fan-shaped convex portion 6 on the opposite side to the rotational direction of the joint on the annular both end faces of the shaft portions 51 and 52, the opposite direction side to the rotational direction is more than the rotational direction side of the joint. A step which becomes higher is formed.
[0021]
As shown in FIG. 2, the cup-shaped bearings 32 and 42 are formed in a cup shape having bottom portions 32a and 42a facing the annular end surfaces of both shaft portions 51 and 52 of the cross-shaped shaft 5, respectively. Needles 32c and 42c for rotating and supporting both end portions of the shaft portions 51 and 52 are provided on the inner peripheral surfaces of the shaped portions 32b and 42b. Then, as shown in FIG. 1, the cup-shaped bearings 32 and 42 are mounted from the inside to mounting holes 31a and 41a formed at the tips of the arms 31, 31, 41 and 41 of the yokes 3 and 4, respectively. It is mounted in a state of being positioned by the C ring 7.
[0022]
Next, operations and effects of the first embodiment of the present invention will be described based on the operation explanatory diagram of FIG.
(B) During acceleration
Since the cardan joint according to the first embodiment of the present invention is configured as described above, the drive in which the torque load on the driven shaft 2 side acts while the drive shaft 1 and the driven shaft 2 take the operating angle. At the time of rotational acceleration of the shaft 1, as shown in FIG. 5, cup-shaped bearings 32, 32 on the side (acceleration torque input side shown by a solid line) attached to both arms 31, 31 of the yoke 3 on the drive shaft 1 side. Is slightly inclined in the rotational direction of the joint, and the convex part 6 is separated from the bottom part 32a of the cup-shaped bearings 32, 32, while being attached to both arms 41, 41 of the yoke 4 on the driven shaft 2 side. The cup-shaped bearings 42 and 42 are slightly inclined in the direction opposite to the rotation direction of the joint, and the convex portion 6 is in pressure contact with the inner surface of the bottom 42a of the cup-shaped bearings 42 and 42. Axis of Both end surfaces of the shaft portion 52 on the side where the driving force is output from bending friction (axial sliding friction of the joint) generated between both end surfaces of the 51 and the bottom surface 32a of the cup-shaped bearings 32, 32; Since the bending friction generated between the cup-shaped bearings 42 and 42 and the inner surface of the bottom 42a is increased, the rotational secondary moment M is caused by the bending friction difference between the shaft portions 51 and 52 constituting the cross-shaped shaft 5. A vibration force as a main component is generated, and this vibration force acts in a direction to cancel the secondary couple C when the drive shaft 1 is accelerated.
By the way,
Secondary couple C = (1/2) · T · sinθ
Rotational secondary moment M = (8 / 3π) (f ₁ -F ₂ )
Where T is the load torque, sin θ is the joint angle, f ₁ Is the bending torque on the side where the driving force is input, f ₂ Is the bending torque on the side where the driving force is output.
[0023]
Then, the bending friction difference between the shaft portions 51 and 52 increases in proportion to the load torque as shown in the load torque-bending friction difference characteristic diagram of FIG.
As a result, as shown in the load torque-vibration force characteristic diagram of FIG. 7, the secondary couple is reduced according to the fluctuation of the load torque as shown by a thin line, compared to the conventional secondary couple shown by a thick line. Has been.
[0024]
(B) During deceleration
In addition, during rotation deceleration of the drive shaft 1 (for example, during engine braking), the sign of the load torque (sign of the secondary couple) is reversed from that during the above-described rotation acceleration, but the dotted line (deceleration torque in FIG. 5). ), The driving shaft 1 and the driven shaft 2 are reversed in the driving force transmission direction, so that the two-direction shaft portions 51 and 52 constituting the cross-shaped shaft 5 are opposite to those at the time of rotational acceleration. Of these, it is generated between both front end surfaces of the shaft portion 51 on the side where the driving force is output (input during acceleration) through the cup-shaped bearings 32 and 32 and the yoke 3 and the inner surface of the bottom portion 32a of the cup-shaped bearings 32 and 32. The bending friction generated between both tip surfaces of the shaft portion 52 on the side where the driving force is input (output during acceleration) and the inner surfaces of the bottom portions 42a of the cup-shaped bearings 42 and 42 is larger than the bending friction. The shaft 5 Due to the bending friction difference between the two shaft portions 51 and 52, an excitation force having a sign opposite to that at the time of rotation acceleration including a rotation second moment as a main component is generated, and this excitation force is generated when the drive shaft rotates and decelerates. Thus, it acts in a direction to cancel the secondary couple at the time of torque load.
Therefore, it is possible to obtain the effect that the secondary couple can be stably suppressed by generating a canceling force both during acceleration and deceleration.
[0025]
In addition, the above-described bending friction is generated when the cup-shaped bearings 32, 32, 42, 42 are inclined in the circumferential direction of the joint in a state where the load torque is applied, so that the load torque is small. In high-speed traveling where the occurrence of secondary couple is small, the cup-shaped bearings 32, 32, 42, 42 do not tilt, so that the initial small bending friction state can be maintained. Generation of new vibration due to unnecessary vibration force can be prevented.
In addition, since the inertial force is not used as in the conventional example, the excitation force that cancels the secondary couple is not affected by the change in rotation speed, and the secondary couple at the time of torque load is stable. Can be suppressed.
[0026]
Moreover, the convex part 6 which comprises the said level | step difference is formed in the front end surface side of both the shaft parts 51 and 52 in the cross-shaped axis | shaft 5, Therefore The bottom part 32a of the cup-shaped bearings 32, 32, 42, and 42a 42a inner surface side Compared with the case where it is formed, the step forming process is easy and the assembling property is improved.
[0027]
Next, another embodiment of the cardan joint will be described. In the description of the other embodiments of the present invention, the same components as those of the first embodiment of the present invention are denoted by the same reference numerals, the description thereof will be omitted, and only the differences will be described.
[0028]
(Embodiment 2 of the invention)
First, the configuration of the second embodiment of the invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 8 is a plan view showing the cross-shaped shaft 5 in the cardan joint according to the second embodiment of the invention, and FIG. 9 is a view taken in the direction of arrow C in FIG. The shaft holes 51a and 52a in the shaft portions 51 and 52 are omitted, and the convex portion 6a is formed at a position near the center of both end surfaces of the shaft portions 51 and 52. This is different from the first embodiment.
[0029]
That is, in the second embodiment of the present invention, the convex portion 6a provided at a position closer to the center portion is similar to the first embodiment of the present invention between the shaft portions 51 and 52 only during acceleration and deceleration. It is possible to generate a bending friction difference, thereby generating a canceling force only at the time of torque load, and rotating while preventing the occurrence of new vibration at high speed rotation with a small load torque and little secondary couple generation. Stablely suppresses the secondary couple at torque load without being affected by speed changes, and stably suppresses the secondary couple by generating a canceling force at both acceleration and deceleration. It is possible to obtain the effect of being able to do so.
[0030]
(Embodiment 3 of the invention)
First, the configuration of the third embodiment of the invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 10 is a cross-sectional view in which the needles in the cup-shaped bearings 32, 32, 42, 42 in the cardan joint according to the third embodiment of the invention are omitted, and FIG. 11 is a view taken in the direction of the arrow in FIG. 10D. The third embodiment of the present invention is different from the first and second embodiments of the present invention in that the convex portions 6b are formed on the inner surfaces of the bottom portions 32a, 42a of the cup-shaped bearings 32, 32, 42, 42. .
[0031]
In this way, even by forming the convex portion 6b on the cup-shaped bearings 32, 32, 42, 42 side, it is possible to generate a bending friction difference between the shaft portions 51, 52 only at the time of acceleration and deceleration. Therefore, as in the first and second embodiments of the present invention, a canceling force is generated only at the time of torque load, and a new vibration is generated during high-speed rotation with a small load torque and a small amount of secondary couple. The secondary couple at torque load is stably suppressed without being affected by changes in the rotational speed while preventing, and the secondary couple is stabilized by generating a canceling force at both acceleration and deceleration. The effect that it becomes possible to suppress it automatically can be acquired.
[0032]
(Embodiment 4 of the Invention)
First, the configuration of the fourth embodiment of the invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 12 is a plan view showing the cross-shaped shaft 5 in the cardan joint according to the fourth embodiment of the invention, and FIG. 13 is a view taken along arrow E in FIG. 12. As shown in both the drawings, in the fourth embodiment of the present invention, FIG. By forming a plurality of grooves 5a along the axial direction of the joint on the rotational direction side of the joint among both front end surfaces of the shaft portions 51 and 52, the rotational direction is opposite to the rotational direction than the rotational direction side of the joint. The point which forms so that the area of the side may become large differs from Embodiment 1-3 of the said invention.
[0033]
In this way, the groove 5a is formed so that the area on the direction opposite to the rotation direction side is larger than the rotation direction side of the joint, whereby the cup-shaped bearings 32, 32, 42 and 42 are inclined in the circumferential direction of the joint, so that the driving force is input through the yoke 3 and the cup-shaped bearings 32 and 32 in the two-direction shaft portions 51 and 52 constituting the cross-shaped shaft 5. The both tip surfaces of the shaft portion 52 on the side where the driving force is output from the bending friction generated between both tip surfaces of the shaft portion 51 and the bottom surface 32a of the cup-shaped bearings 32, 32 and the cup-shaped bearings 42, 42 are provided. The bending friction generated between the bottom portion 42a and the inner surface of the bottom portion 42a is increased. Due to the difference in bending friction between the two shaft portions 51 and 52, a rotation second moment is the main component. Force is generated, the electromotive force acts in a direction to cancel both secondary couple during rotational acceleration and deceleration of the drive shaft 1.
[0034]
Accordingly, as in the first to third embodiments of the present invention, a canceling force is generated only at the time of torque load, thereby preventing the occurrence of new vibrations during high speed rotation with a small load torque and a small amount of secondary couple. However, the secondary couple at the time of torque load is stably suppressed without being affected by the change in rotational speed, and the secondary couple is stably generated by generating a canceling force at both acceleration and deceleration. An effect of being able to be suppressed can be obtained.
[0035]
Further, since the groove 5a is formed in the axial direction of the joint, a bending friction difference between the two shaft portions 51 and 52 can be easily generated.
Further, by forming the groove 5a on the front end surface side of the shaft portions 51, 52 of the cross-shaped shaft 5, the groove 5a is formed on the inner surface side of the bottom portions 32a, 42a of the cup-shaped bearings 32, 32, 42, 42. Easy to process.
[0036]
Although the embodiments of the invention have been described with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the embodiments of the invention, and the present invention can be applied even if there is a design change or the like without departing from the gist of the invention. include.
[0037]
For example, in the first to third embodiments of the present invention, the shape of the convex portions 6, 6a, 6b is formed in a substantially fan shape, but the shape and the width are arbitrary, and the step is also arbitrary and should be generated. It is arbitrarily set according to the bending friction.
[0038]
In the fourth embodiment of the present invention, the grooves 5a are formed in the axial direction of the joint. However, the number is not limited to the axial direction, and the number thereof is also arbitrary.
Moreover, in Embodiment 4 of the invention, the groove 5a is formed, but the same effect can be obtained by forming a hole.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, in the cardan joint according to claim 1 of the present invention, as described above (in claim 2, each tip surface of each of the shaft portions and the inside of each cup-shaped bearing facing each tip surface) At least one of the bottom surfaces is provided with a step that is higher in the direction opposite to the rotational direction than the rotational direction side of the joint. In claim 4, the front end surfaces of the shafts and the front end surfaces (By forming a groove or a recess in at least one of the inner bottom surfaces of each cup bearing facing each other so that the area on the side opposite to the rotation direction is larger than the rotation direction side of the joint) When torque is applied, , The cup-shaped bearing is inclined in the circumferential direction of the joint. , Bending that occurs between both tip surfaces of the shaft portion on the side to which driving force is input via the yoke and cup-shaped bearing and the inner bottom surface of the cup-shaped bearing among the two-direction shaft portions constituting the cross-shaped shaft From friction Also, Bending friction generated between both end surfaces of the shaft on the side where the driving force is output and the inner bottom surface of the cup-shaped bearing The way By adopting a means that is configured to increase, a canceling force is generated only during torque load. , While preventing the occurrence of new vibration during high speed rotation with small load torque and low secondary couple generation , Stablely suppresses the secondary couple at torque load without being affected by changes in rotational speed, and stably suppresses the secondary couple by generating a canceling force at both acceleration and deceleration The effect of being able to do it is acquired.
[0040]
A cardan joint according to a third aspect is the cardan joint according to the second aspect, wherein the step is formed on the bottom surface side of the cup-shaped bearing by means of the step formed on the tip end surface side of the shaft portion of the cross-shaped shaft. Compared to the case, the step forming process is easy and the assembling property is improved.
[0041]
The cardan joint according to claim 5 is the cardan joint according to claim 4, wherein the groove is formed in the axial direction of the joint, thereby easily generating a bending friction difference between the two axes. become able to.
[0042]
The cardan joint according to claim 6 is the cardan joint according to claim 4 or 5, wherein the groove is formed on the tip end surface side of the shaft portion of the cross-shaped shaft. Compared with the case where it is formed, the groove processing is easy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a half cross-sectional view showing a cardan joint according to a first embodiment of the invention in an operating angle of 0 °.
FIG. 2 is a partially cutaway plan view showing a cross-shaped shaft and a cup-shaped bearing in the cardan joint according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view on arrow A in FIG. 2;
4 is an enlarged view of a main part in the direction of arrow B in FIG. 3;
FIG. 5 is an operation explanatory view of the cardan joint according to the first embodiment of the invention.
6 is a load torque-bending friction difference characteristic diagram in the cardan joint according to the first embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 7 is a characteristic diagram of load torque-vibration force in the cardan joint according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view showing a cruciform axis in a cardan joint according to a second embodiment of the invention.
9 is a view taken in the direction of arrow C in FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view in which a needle of a cup-shaped bearing in a cardan joint according to a third embodiment of the invention is omitted.
11 is a view on arrow D in FIG. 10;
FIG. 12 is a plan view showing a cruciform axis in a cardan joint according to Embodiment 4 of the present invention;
13 is a view on arrow E in FIG.
FIG. 14 is a partially cutaway plan view showing a cruciform shaft of a conventional cardan joint.
FIG. 15 is a plan view showing a cruciform axis of a conventional cardan joint.
[Explanation of symbols]
1 Drive shaft
2 Driven shaft
3 Yoke on the drive shaft side
4 Yoke on the driven shaft side
5 Cross-shaped shaft
5a Groove
6 Convex
6a Convex part
6b Convex part
7 C-ring
31 Arm on the drive shaft side
31a Mounting hole
32 Cup bearing
32a bottom
32b Tubular part
32c needle
41 Arm on the driven shaft side
41a mounting hole
42 Cup bearing
42a bottom
42b Tubular part
42c needle
51 Shaft
51a Shaft hole
52 Shaft
52a Shaft hole

Claims

駆動軸と被駆動軸の両接続端部にそれぞれ固定され一対の対向アームを備えたヨークと、該各ヨークの両アームに対しそれぞれカップ状ベアリングを介して回動自在に組み付けられた直交する２方向の軸部を備えた十字状軸とを備え、負荷トルクが作用する状態においては、前記カップ状ベアリングがジョイントの円周方向に傾くことにより、前記十字状軸を構成する２方向の軸部のうちヨークおよびカップ状ベアリングを介して駆動力が入力される側の軸部の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションよりも、駆動力が出力される側の軸部の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションのほうが大きくなるように構成されていることを特徴とするカルダンジョイント。A yoke having a pair of opposed arms fixed to both connecting ends of the drive shaft and the driven shaft, and two orthogonally assembled to both arms of the respective yokes via respective cup-shaped bearings. and a cross-shaped shaft having a shaft portion of the direction, in a state in which the load torque is applied, by the cup-shaped bearing is inclined in the circumferential direction of the joint, the shank of the two directions forming the cross-shaped shaft Of the shaft portion on the side where the driving force is input through the yoke and the cup-shaped bearing, and on the side where the driving force is output , compared to the bending friction generated between the both end surfaces of the shaft portion and the inner bottom surface of the cup-shaped bearing. cardan joint, characterized in that towards the bend friction occurring between the inner bottom surface of both the distal end surface and the cup-shaped bearing shaft portion is configured to be larger.

前記両各軸部の各先端面と該各先端面と対面する各カップ状ベアリングの内底面の少なくともいずれか一方にジョイントの回転方向側よりは回転方向とは逆方向側が高くなる段差を設けることにより、負荷トルクが作用する状態においては、前記カップ状ベアリングがジョイントの円周方向に傾くことで、前記十字状軸を構成する２方向の軸部のうちヨークおよびカップ状ベアリングを介して駆動力が入力される側の軸部の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションよりも、駆動力が出力される側の軸部の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションのほうが大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のカルダンジョイント。At least one of the tip surfaces of the shafts and the inner bottom surface of each cup-shaped bearing facing each tip surface is provided with a step that is higher in the direction opposite to the rotation direction than in the rotation direction side of the joint. Accordingly, in a state where the load torque is applied, by the cup-shaped bearing is inclined in the circumferential direction of the joint, the driving force through the yoke and the cup-shaped bearing of the shaft portion of the two directions forming the cross-shaped shaft The inner end of the cup-shaped bearing and the both end surfaces of the shaft on the side where the driving force is output , rather than the bending friction generated between the both end surfaces of the shaft portion on the side to which the drive is input and the inner bottom surface of the cup-shaped bearing cardan joint according to claim 1, wherein the more the bend friction generated between the bottom surface is configured to be larger.

前記段差が十字状軸の軸部先端面側に形成されていることを特徴とする請求項２記載のカルダンジョイント。 The cardan joint according to claim 2, wherein the step is formed on a front end surface side of the shaft portion of the cross-shaped shaft.

前記両各軸部の各先端面と該各先端面と対面する各カップ状ベアリングの内底面の少なくともいずれか一方に溝もしくは凹部を形成してジョイントの回転方向側よりも回転方向とは逆方向側の面積が広くなるように形成することにより、負荷トルクが作用する状態においては、前記カップ状ベアリングがジョイントの円周方向に傾くことで、前記十字状軸を構成する２方向の軸部のうちヨークおよびカップ状ベアリングを介して駆動力が入力される側の軸部の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションよりも、駆動力が出力される側の軸部の両先端面とカップ状ベアリングの内底面との間で発生する屈曲フリクションのほうが大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のカルダンジョイント。Wherein each front end surface and the opposite direction to the respective distal end surface to the rotational direction than the rotational direction of the joint by forming a groove or recess on at least one of the inner bottom surface of the cup-shaped bearing which faces of both the shaft portions by forming so that the area of the side is widened, in the state in which the load torque is applied, the cup-shaped bearing joint by inclined in the circumferential direction, of the shaft portion of the two directions forming the cross-shaped shaft The shaft on the side where the driving force is output rather than the bending friction generated between both tip surfaces of the shaft portion on the side where the driving force is input via the yoke and the cup-shaped bearing and the inner bottom surface of the cup-shaped bearing cardan Joy of claim 1, wherein the more the bend friction occurring between the inner bottom surface of both the distal end surface and the cup-shaped bearing parts is characterized in that it is configured to be larger Door.

前記溝がジョイントの軸方向に形成されていることを特徴とする請求項４記載のカルダンジョイント。 The cardan joint according to claim 4, wherein the groove is formed in an axial direction of the joint.

前記溝が十字状軸の軸部先端面側に形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載のカルダンジョイント。 The cardan joint according to claim 4 or 5, wherein the groove is formed on a front end surface side of the shaft portion of the cross-shaped shaft.

駆動軸と被駆動軸の両接続端部にそれぞれ固定され一対の対向アームを備えたヨークと、該各ヨークの両アームに対しそれぞれカップ状ベアリングを介して回動自在に組み付けられた直交する２方向の軸部を備えた十字状軸とを備え、前記両各軸部の各先端面と該各先端面と対面する前記各カップ状ベアリングの内底面とが接触可能な面積が、前記各軸部の中心軸を基準としてジョイントの回転方向側よりも回転方向とは逆方向側のほうが大きくなるように構成されていることを特徴とするカルダンジョイント。A yoke having a pair of opposed arms fixed to both connecting ends of the drive shaft and the driven shaft, and two orthogonally assembled to both arms of the respective yokes via respective cup-shaped bearings. Each of the shafts has an area where each tip surface of each of the shaft portions and the inner bottom surface of each cup-shaped bearing facing each tip surface can contact each other. The cardan joint is configured such that the direction opposite to the rotation direction is larger than the rotation direction side of the joint with respect to the central axis of the part.