JP5795149B2 - 等速自在継手ハウジング - Google Patents

Description

本発明は、等速自在継手ハウジングに関連する。

等速自在継手は、軸によって形成される角度に関わらず二つの軸の間の一定の単位速度比を維持しながら、二つの（駆動および被駆動）軸の間の回転を伝達するための関節式リンク機構であって、
−二つの軸の一方に接続され、かついくつかの放射状外向きに開いたトラックを有する芯
−トラック内部に部分的に収容された一組のボール
−芯の周囲のボール保持器、および
−二つの軸の他方に接続され、かつ芯、保持器、およびボールを収容するハウジング
を備える。

保持器は、
−ボールを収容するために内側にトラックを有するカップ
−カップに一体化した雄シャンク、および
−ハウジングおよびシャンクの間の肩部
を備える。

上記のタイプのハウジングにおいて、カップは肩部に向かって次第に細くなり、より大きい外径部分は、例えば機械加工の心出しに使用される円柱の外表面より外側が囲まれている。肩部は実質的にカップの円柱外表面に調和した円柱面によって外側が囲まれているが、シャンクの円柱の外表面を有するハウジング部分に急な変化を形成する。

例えば前輪駆動車において方向車輪ハブをディファレンシャルに接続するために使用される継手の実際の使用においては、故障および損傷の影響を最も受ける部分はハウジングであることが分かっており、正確にはシャンクおよび肩部の間の部分の急な変形により応力を肩部に集中させる結果になる。

本発明の目的は、このような故障を減らすよう設計された等速自在継手ハウジングを提供することである。

本発明によると、請求項１に主張されるような等速自在継手ハウジングが提供される。

本発明の限定されない実施形態が、添付図面を参照して一例として説明される。

本発明による等速自在継手ハウジングの好ましい実施形態の斜視図を示す。 明確化のために部品が取り除かれた図１のハウジングの軸方向断面拡大図を示す。

図１の符号１００は、等速自在継手全体を示す。

継手１００は、回転中心（Ｚ）（図２）の周りに互いに交差しかつ回転する駆動軸および非駆動軸（入力軸（Ｙ）および出力軸（Ｘ）によってそれぞれ図式的に示される）の間の回転を伝達するための関節式リンク機構である。

以下の説明において、継手１００が軸（Ｘ）から軸（Ｙ）へ等しく運動を伝達するため、上記の運動伝達に対して単なる一例として特定の引例が用いられる。

継手１００は、
−駆動軸に角度を持って接続され、かつ軸（Ｙ）から離れたいくつかの周辺トラック３１Ｃを有する芯３０、
−３１Ｃの内部に部分的に収容された一組のボール２０、および
−ボール２０を保持し、かつ芯３０の半径方向外側に配置された保持器４０、
を備える。

芯３０は、駆動軸を収容し、かつ接続するための軸（Ｙ）に平行ないくつかの縦方向の溝３１Ａを有する中央貫通孔３１を有し、ならびに外表面３１Ｂによって半径方向外側が囲まれ、その中に部分的にボール２０を収容するトラック３１Ｃが形成されている。

保持器４０は、トラック３１Ｃに等しい数の開口部４１を有し、開口部は軸（Ｘ）および軸（Ｙ）によって形成された角度を二分しかつ軸（Ｘ）および軸（Ｙ）を含む平面に垂直な平面（図示せず）に沿った位置に、トラック３１Ｃと共にボール２０を保持する。

また継手１００は、非駆動軸と一体の角度のある接続のために軸（Ｘ）に沿って延在するハウジング５０を備え、ハウジングは中心（Ｚ）を中心とする半径ＲＧＡの内側球面５１Ｃを有するカップ５１Ａと、軸（Ｘ）に沿って面５１Ｃの反対側にカップ５１Ａに位置合わせされ、かつ非駆動軸とのインターフェースを形成するためカップ５１Ａに一体の雄シャンク５１Ｂとを備える。

カップ５１Ａは、面５１Ｃの内側に芯３０および保持器４０の両方を収容し、かつ面５１Ｃの内側には、半径ＲＧＡのいくつかの球面５２と、ボール２０を収容するためにトラック３１Ｃに対応し、かつ面５２と交互にあるいくつかのトラック５３とを備える。

図２に示すように、またハウジング５０は、カップ５１Ａおよびシャンク５１Ｂの間に配置され、かつ二つの面６０Ａおよび６０Ｓによって囲まれた肩部６０を備える。面６０Ａは、軸（Ｘ）に交差し、かつシャンク５１Ｂに面する側面であり、面６０Ｓは、面６０Ａに接続され、かつシャンク５１Ｂの円柱外表面５１Ｓの直径ＤＧＯより大きい外径ＤＥＲを有する円柱面である。

図２のダッシュラインによって示されるように、既知の技術において、肩部６０の面６０Ｓは、シャンク５１Ｂの反対側にてカップ５１Ａの外部を囲む円柱面５２に実質的に調和している。しかし述べたようにシャンク５１Ｂおよび肩部６０の間のハウジング５０の大きさの急な変化は、接線応力および曲げ応力が肩部６０に集中する結果となる。

したがって、肩部６０の応力を分散させ、かつ同時にシャンク５１Ｂおよび肩部６０の間、およびまた肩部６０および面５２の間のハウジング５０の大きさの急な変化の効果を減らすために、ハウジング５０にはカップ５１Ａに面する面の肩部６０に形成されたくぼみ６１が設けられる。

くぼみ６１は、静的および動的応力に対するハウジング５０の機械的な抵抗、つまり継手１００の構造抵抗を増加させるために、肩部６０の面６０Ｓおよびカップ５１Ａの面５２の間のカップ５１Ａの外面形状を形成する。

より具体的には、くぼみ６１は面６０Ｓを通じて形成され、かつ軸（ｘ）を含む平面内の二つの湾曲した側面６１Ａ、６１Ｂに囲まれている。側面６１Ａは、所定の軸方向の厚さＳＰＥのフランジまで肩部６０を減らし、かつ側面６１Ｂは、くぼみ６１の下部Ｆにて側面６１Ａの一側に調和し、かつ反対側にて面５２に接続するような円錐台の形に実質的に広がっている。

くぼみ６１の側面６１Ｂの上への肩部６０の外面６０Ｓの軸（Ｘ）に沿った突起は、軸（Ｘ）を中心とする円Ｐを形成し、面６０Ａからの軸の距離ＸＤＥは、肩部６０の厚さＳＰＥより大きい。

ハウジング５０の構造抵抗の向上に対して有効なくぼみ６１を形成するために、ハウジング５０と独立した様々な幾何学的なパラメータおよびハウジング５０に従属する様々な幾何学的なパラメータの相対的な大きさを考慮する必要がある。独立パラメータは、
−面５１Ｓの直径ＤＧＯ；
−面６０Ｓの直径ＤＥＲ；
−肩部６０、すなわちくぼみ６１によってフランジまで減少した肩部の軸方向の厚さＳＰＥ；
−いわゆるオフセットＯＦＳ、すなわち中心（Ｚ）および肩部６０の面６０Ｓの間の軸（Ｘ）に沿った軸方向の距離；
−面５１Ｃの半径ＲＧＡ；および
−くぼみ６１の下部Ｆの内半径ＲＸＩ；
であり、従属パラメータは、
−くぼみ６１の下部Ｆの内直径ＤＩＲ；
−くぼみ６１の下部Ｆおよび面６０Ａの間の軸方向の距離ＸＤＩ；および
−上記のように得られた円Ｐの軸方向の距離ＸＤＥ

ハウジング５０の抵抗を増加させるために、上記の独立および従属パラメータの間に所定の寸法比が要求される。すなわち：
−直径に関しては：
（１）０．４≦（ＤＩＲ）／（（ＤＥＲ）＋（ＤＧＯ））≦０．７
−くぼみ６１の側面を特徴付ける主要な点の軸方向の位置に関しては、：
（２）１．６≦（ＸＤＥ）／（ＸＤＩ）≦２．５
−カップ５１Ａの内側凹面５１Ｃの形成を許容するハウジング５０の大きさに関しては
（３）１７≦（ＯＦＳ）−０．７０７（ＲＧＡ）≦２５

上記寸法比の全ては、等速自在継手においてシャンク５１Ｂの直径（ＤＧＯ）および（２＊（ＲＧＡ））の間の０．３０〜０．６５の比を保証する。

また二つの独立パラメータの間の重みつきの差の上述の比率に関し、また上記寸法関係は、大きさおよび重量を減らし、同様に前記ピーク応力を最小化する目的で、継手１００内の均衡の取れた構造抵抗の達成を提供し、したがって”疲労”状態および一定応力条件の等速自在継手１００の使用寿命を延ばす。

２０ ボール
３０ 芯
３１ 中央貫通孔
３１Ａ 溝
３１Ｃ トラック
４０ 保持器
５０ ハウジング
５１Ａ カップ
５１Ｂ 雄シャンク
５１Ｃ 内球面
５１Ｓ 円柱外表面
５２ 球面
５３ トラック
６０ 肩部
６０Ａ 面
６０Ｓ 面
６１ くぼみ
６１Ａ 側面
６１Ｂ 側面
１００ 継手

Claims (5)

1. 等速自在継手（１００）のハウジング（５０）であって、前記ハウジング（５０）は、回転軸（Ｘ）を有し、かつ前記回転軸（Ｘ）に沿って直列に互いに一体化したカップ（５１Ａ）およびシャンク（５１Ｂ）を備え、かつ肩部（６０）は前記カップ（５１Ａ）および前記シャンク（５１Ｂ）の間に配置され、
   前記ハウジング（５０）は、前記肩部（６０）に形成され、かつ前記カップ（５１Ａ）に面する側に配置されたくぼみ（６１）を備え、
   前記肩部（６０）は、前記軸（Ｘ）に交差し、かつ前記シャンク（５１Ｂ）に接続する側面である第１面（６０Ａ）と、前記第１面（６０Ａ）に接続し、かつ前記シャンク（５１Ｂ）の円柱外表面（５１Ｓ）の直径（ＤＧＯ）より大きい外径（ＤＥＲ）を有する円柱面である第２面（６０Ｓ）とによって囲まれ、
   前記ハウジングは、
   ｉ）前記カップ（５１Ａ）は、前記シャンク（５１Ｂ）の反対側において、円柱面（５２）によって外部が囲まれ、
   ｉｉ）前記くぼみ（６１）は、前記肩部（６０）の前記第２面（６０Ｓ）および前記カップ（５１Ａ）の前記円柱面（５２）の間で前記カップ（５１Ａ）の外面形状を形成し、
   ｉｉｉ）それにより静的および動的応力に対する前記ハウジングの機械的な抵抗を増加させて、前記継手（１００）の構造抵抗を増加させる
   ことにより特徴付けられ、
   前記肩部（６０）が、前記くぼみ（６１）の底部（Ｆ）において内径（ＤＩＲ）を有し、前記内径（ＤＩＲ）と、前記シャンク（５１Ｂ）の前記円柱外表面（５１Ｓ）の直径（ＤＧＯ）および前記肩部の前記第２面（６０Ｓ）の外径（ＤＥＲ）の和との比率が０．４以上かつ０．７以下であることを特徴とするハウジング（５０）。
2. 前記くぼみ（６１）は、前記第２面（６０Ｓ）の全周に亘って形成され、かつ前記軸（ｘ）を含む平面内において二つの湾曲外形（６１Ａ、６１Ｂ）に囲まれており、第１外形（６１Ａ）は、所定の軸方向の厚さ（ＳＰＥ）のフランジまで前記肩部（６０）を減らし、かつ第２外形（６１Ｂ）の一側は、前記くぼみ（６１）の底部（Ｆ）にて前記第１外形（６１Ａ）と一体化するとともに、他側は、前記カップ（５１Ａ）の前記円柱面（５２）に接続するように円錐台の形に広がっていることを特徴とする、請求項１に記載のハウジング。
3. 前記第１面（６０Ａ）は、前記くぼみ（６１）の前記底部（Ｆ）から軸方向に所定の第一距離（ＸＤＩ）に配置され、かつ前記肩部（６０）の第２面（６０Ｓ）を前記くぼみ（６１）の前記第１外形（６１Ａ）の上に軸方向に投影させたことによって得られる円（Ｐ）から軸方向に所定の第二距離（ＸＤＥ）に配置され、前記第一距離（ＸＤＩ）および前記第二距離（ＸＤＥ）の寸法間の比率は、１．６〜２．５の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載のハウジング。
4. 前記シャンク（５１Ｂ）の前記外表面（５１Ｓ）の前記直径（ＤＧＯ）寸法と、前記カップ（５１Ａ）の内側球面（５１Ｃ）の内半径（ＲＧＡ）の２倍の寸法との比率が０．３０〜０．６５の範囲であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のハウジング。
5. 少なくとも請求項１〜４のいずれか一項に記載のハウジング（５０）を備えることを特徴とする等速自在継手（１００）。

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