JPH05172153A - 等速自在継手 - Google Patents

等速自在継手

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JPH05172153A
JPH05172153A JP33541991A JP33541991A JPH05172153A JP H05172153 A JPH05172153 A JP H05172153A JP 33541991 A JP33541991 A JP 33541991A JP 33541991 A JP33541991 A JP 33541991A JP H05172153 A JPH05172153 A JP H05172153A
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JP
Japan
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peripheral surface
diameter portion
ball
constant velocity
velocity universal
Prior art date
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Pending
Application number
JP33541991A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruo Hase
陽夫 長谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH05172153A publication Critical patent/JPH05172153A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/24Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts comprising balls, rollers, or the like between overlapping driving faces, e.g. cogs, on both coupling parts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 作動角を減少させることなく、接触角を増大
させる。 【構成】 等速自在継手は、内径側に突き出した3つの
壁部1aを円周等間隔に形成した中空状の外輪1と、隣
り合った壁部1a間に配される3つの突部2aを円周等
間隔に形成した内輪2と、内・外輪1、2間に配された
6つのボール3と、ボール3を作動角の角度2等分面内
に保持する保持器5とで構成される。壁部1aの両側面
に沿って案内溝1bが形成されており、案内溝1bは、
突部2aの両側面に沿って形成された案内溝2bと協働
してボールトラックを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車、各種産業機械
等に使用される等速自在継手の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】等速自在継手には、大別して、駆動軸と
従動軸との間の角度変位のみを許容する固定型、角度変
位および軸方向変位を許容するプランジング型がある。
いずれのものも、外輪の案内溝と内輪の案内溝との間に
形成されるボールトラックにボールを配し、このボール
を介して内・外輪間のトルク伝達を行なうものである。
ところで、等速自在継手のトルク伝達効率は、ボールと
案内溝の接触角の如何によって大きく左右される。これ
は、駆動軸のトルクがボールと案内溝との接触部におい
て、接触角の正弦方向の実伝達トルクと、余弦方向のす
べり成分とに分解されることによる。したがって、接触
角が小さいとすべり成分が相対的に大きくなり、逆に、
接触角が大きいと実伝達トルクが相対的に大きくなる。
トルク伝達効率は接触角が90度の場合、理論上100
%になり、接触角を大きくすることがトルク伝達効率の
向上、ひいては、等速自在継手の小型・軽量化につなが
る。
【0003】一方、等速自在継手には、その機能上、大
きな作動角が要求される場合がある。作動角の増大を図
ったものとして、例えば図4に示す固定型の等速自在継
手が特開昭58−163825号公報に記載されてい
る。この等速自在継手は、案内溝62を設けた外輪61
と、案内溝64を設けた内輪63と、案内溝62、64
が協働して形成するボールトラックに配されたボール6
5と、ボール65をボールトラック内に保持するカップ
状の保持器66とを具えている。そして、ボールトラッ
クを継手の内部側に向かって暫時拡大する口状形状にす
ることによって、クサビ作用を利用してボール65を作
動角の角度2等分面内に保持制御する構成にしている。
案内溝62、64を所定の形状にすることにより、ボー
ルトラックの反転を防止すると共に、保持器66に、す
べての作動角においてボール65を押圧保持させること
を可能にしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一般に、等速自在継手
において確実なトルク伝達が行なわれるためは、外輪と
内輪とがボールを介して係合していることが最低限必要
である。上述した等速自在継手は、カップ状をなす保持
器66の先端部分で反作動角側のボール65をボールト
ラック内のクサビ空間に押しやることによってボールト
ラックの反転を防止するようにしたものであるが、等速
自在継手の小型・軽量化等を目的として、ボール65と
案内溝62、64の接触角を大きくした場合、回転の位
相角度によっては上記クサビ空間が開き、ボールトラッ
クが反転してしまう場合が起こり得る。その理由を以下
にのべる。
【0005】まず、等速自在継手のクサビ角2τのτは
次式で表される。
【0006】sinτ=mcosα・cosθ−sin
α・sinθ・sinφ ここで、 m:等速自在継手によって決まる定数 α:接触角 θ:作動角(0〜π/2) φ:回転位相角(0〜2π) である。簡単のため、上式において接触角α=π/2と
すると、 sinτ=−sinθ・sinφ となり、回転位相角φの値によってsinτの値が正に
なったり負になったりする。これは、回転位相角φの値
によってはクサビ空間が開くことを意味する。保持器6
6はボールポケットを具えておらず、そのボール保持力
は軸方向の一方向にしか作用しないから、クサビ空間が
開くことにより保持器66のボール保持機能が失われ、
ボール65がボールトラック外に外に飛び出してしま
う。したがって、上記等速自在継手は、作動角との関係
上、接触角をあまり大きく取り得ないという問題点があ
る。そのため、小型・軽量化には不十分な構成であると
いえる。
【0007】本発明の目的は、等速自在継手の小型・軽
量化をするにあたり、ボールと内・外輪の接触角の増大
と、接触角の増大にともなう作動角の減少といった相反
する課題を同時に解決することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の等速自在継手
は、内径側に突き出した複数の壁部を円周等間隔に設
け、この壁部の両側面に沿って案内溝を形成した中空状
の外輪と、隣り合った壁部間に配される突部を有し、前
記案内溝と協働してボールトラックを形成する案内溝を
突部の両側面に沿って形成した内輪と、ボールトラック
に配されたボールと、ボールを作動角の角度2等分面内
に保持する保持器とを具えたものであって、保持器が、
球面状の内・外周面を有する複数の大径部と、大径部間
に位置し、球面状の内・外周面を有する小径部と、大径
部と小径部とを径方向に一体に連続させる径方向部と、
径方向部を挟んで、大径部と小径部とにまたがって形成
されたボールポケットとで構成され、大径部の外周面が
外輪の壁部間の内周面に接触案内されると共に、大径部
の内周面が内輪の突部の外周面に接触案内され、かつ、
小径部の外周面が外輪の壁部の内周面に接触案内される
と共に、小径部の内周面が内輪の突部間の外周面に接触
案内されることを特徴とする。
【0009】
【作用】保持器はボールポケットを具えており、そのボ
ール保持力は軸方向の両側に作用するから、ボールトラ
ックのクサビ空間が開いてしまうような場合であって
も、ボールの飛び出しが生じず、等速自在継手としての
機能が維持される。したがって、ボールと案内溝の接触
角を大きくとることができると同時に、保持器のボール
保持機能が向上する分、作動角も大きく取ることができ
る。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。
【0011】図1は、本発明を固定型の等速自在継手に
適用した実施例を示す。この等速自在継手は、内径側に
突き出した3つの壁部1aを円周等間隔に形成した中空
状の外輪1と、隣り合った壁部1a間に配される3つの
突部2aを円周等間隔に形成した内輪2と、内・外輪
1、2間に配された6つのボール3と、ボール3を作動
角の角度2等分面内に保持する保持器5とで構成され
る。壁部1aの両側面に沿って案内溝1bが形成されて
おり、案内溝1bは、突部2aの両側面に沿って形成さ
れた案内溝2bと協働してボールトラックを形成する。
ボール3は、このボールトラック内に配されている。
【0012】図2に示すように、保持器5は、円周等間
隔に形成された3つの大径部5aと、隣り合った大径部
5a間に位置する3つの小径部5bと、大径部5aと小
径部5bとを径方向に一体に連続させる径方向部5cと
を具えており、径方向部5cを挟み、大径部5aと小径
部5bとにまたがって6つのボールポケット5dが形成
されている。尚、ボールポケット5dは柱部5eによっ
て仕切られている。
【0013】大径部5aの外周面は継手中心0を中心と
する半径R1の球面をなし、内周面は半径R2の球面を
なす。また、小径部5bの外周面は継手中心Oを中心と
する半径R3の球面をなし、内周面は半径R4の球面を
なす。さらに、ボール3をボールポケット5dに収容し
た状態で、径方向部5cがボール3の略直径線上に位置
するようになっている。
【0014】図3に示すように、外輪1の壁部1a間の
内周面は継手中心Oを中心とする半径R1の球面をな
し、内輪2の突部2aの外周面は半径R2の球面をな
す。また、外輪1の壁部1aの内周面は継手中心Oを中
心とする半径R3の球面をなし、内輪2の突部2a間の
外周面は半径R4の球面をなす。そのため、保持器5
は、外輪1と内輪2との間の空間部に適当な案内すきま
をもってぴったりと収容される。そして、外輪1と内輪
2との間に角度変位が生じた場合、保持器5の大径部5
aは、外輪1の壁部1a間の内周面および内輪2の突部
2aの外周面の双方に接触案内され、保持器5の小径部
5aは外輪1の壁部1aの内周面および内輪2の突部2
a間の外周面の双方に接触案内され、ボール3を作動角
の角度2等分面内に保持する。
【0015】尚、上記実施例は本発明を固定型の等速自
在継手に適用したものであるが、本発明はプランジング
型の等速自在継手(DOJ)にも同様に適用することが
できる。その場合、保持器5の大径部5aおよび小径部
5bにおいて、その外周面の半径中心と内周面の半径中
心とを、継手中心Oに対して、それぞれ軸方向の反対側
に等距離オフセットするようにすると良い。
【0016】
【発明の効果】本発明は保持器にボールポケットを設
け、ボール保持力が軸方向の両側に作用するようにし
た。したがって、本発明によれば、作動角付与時のボー
ル保持機能が向上するため、ボールと内・外輪の接触角
を、作動角を減少させることなく、大きく取ることがで
きる。これにより、トルク伝達効率を向上させ、ひいて
は、等速自在継手の小型・軽量化を達成することができ
る。
【0017】また、保持器に大径部と小径部とを設ける
ことにより、この種の等速自在継手に用いられる保持器
としては、その形状・構造がかなり簡略化する。具体的
に説明すると、本発明の等速自在継手では、外輪の壁部
および内輪の突部との干渉を考慮すると、通常のリング
状の保持器を使用することができない。そのため、この
種の等速自在継手にボールポケットを具えた保持器を具
備させようとすれば、一般的には、保持器の形状・構造
をかなり複雑なものにしなければならない(例えば、実
願平2−85004号等参照)。本発明の保持器は、形
状・構造が比較的簡略であるにもかかわらず、壁部およ
び突部と干渉することなく内・外輪間に収容することが
できる。
【0018】また、本発明を固定型の等速自在継手に適
用した場合には、保持器が内輪と外輪との間の空間部に
適当な案内すきまをもってぴったりと収容されるので、
等速自在継手の外径を従来のものよりも縮小させること
ができる。この点からも、本発明が等速自在継手の小型
・軽量化に有利であるといえる。さらに、保持器が内・
外輪の球面に同時に接触案内されるため強度的にも有利
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の等速自在継手を示すC−C断面図(図
3における)である。
【図2】保持器を示すY−Y断面図(図a)、X−X断
面図(図b)である。
【図3】本発明の等速自在継手を示すA−0−B断面図
(図1における)である。
【図4】従来の固定型等速自在継手を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 外輪 1a 壁部 1b 案内溝 2 内輪 2a 突部 2b 案内溝 3 ボール 5 保持器 5a 大径部 5b 小径部 5c 径方向部 5d ボールポケット 5e 柱部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内径側に突き出した複数の壁部を円周等
    間隔に設け、この壁部の両側面に沿って案内溝を形成し
    た中空状の外輪と、前記隣り合った壁部間に配される突
    部を有し、前記案内溝と協働してボールトラックを形成
    する案内溝を前記突部の両側面に沿って形成した内輪
    と、前記ボールトラックに配されたボールと、前記ボー
    ルを作動角の角度2等分面内に保持する保持器とを具え
    たものであって、 前記保持器が、球面状の内・外周面を有する複数の大径
    部と、前記大径部間に位置し、球面状の内・外周面を有
    する小径部と、前記大径部と小径部とを径方向に一体に
    連続させる径方向部と、前記径方向部を挟んで、前記大
    径部と小径部とにまたがって形成されたボールポケット
    とで構成され、前記大径部の外周面が前記外輪の壁部間
    の内周面に接触案内されると共に、前記大径部の内周面
    が前記内輪の突部の外周面に接触案内され、かつ、前記
    小径部の外周面が前記外輪の壁部の内周面に接触案内さ
    れると共に、前記小径部の内周面が前記内輪の突部間の
    外周面に接触案内されることを特徴とする等速自在継
    手。
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