JP2003113855A - 定速度継手 - Google Patents
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- F16D2003/22303—Details of ball cages
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
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- Transmission Devices (AREA)
Abstract
0)は、外継手部材(212)及び内継手部材(22
2)を含み、これらの部材の表面(214、224)が
継手の関節連結を提供する。これらの表面には、トルク
伝達ボール(236)を受け入れるために整合される溝
(232、234)が形成されている。作動中にボール
(236)を溝内に保持するため、ボールリテーナ(2
38)が、ボール(236)と軸線方向に隣接して、外
継手部材(212)の開放端(216)と隣接して設け
られている。ボールリテーナ(238)は、外及び内継
手部材(212、222)と同じ中心点を中心として関
節連結されている。
Description
関する。
軸と従動軸との間の速度比を一定に維持しながらトルク
を所定角度に亘って伝達するのに使用される。代表的な
定速度継手は、部分球形内面及び一連のボール溝が形成
された外部材、部分球形外面及び外継手部材の溝と整合
する一連の相補的ボール溝が形成された内部材、各溝対
に配置されたトルク伝達ボール、及び内継手部材と外継
手部材との間に配置されたボールケージを含む。ボール
ケージは部分球形面を有し、継手の関節連結のため内継
手部材及び外継手部材の球形面と接触する。
度、及び構成部品、即ち内継手部品、外継手部品、及び
介在ボールケージの寸法の積み重ねで決まる。これらの
構成要素のうちの任意の一つ又はそれ以上の厚さを小さ
くすると、継手の強度及び一体性が損なわれ、及びかく
して従来の定速度継手には、強度を損なったり関節連結
の程度を小さくすることなく小型化するには限界があ
る。
特許第5,230,659号には、従来のケージをなく
し、溝の壁によりボールが継手の開放端から抜け出ない
ように保持されるように外継手部品のボール溝を継手の
開放端に向かって先細の角度をなすように形成した定速
度継手が開示されている。内部リテーナプレート即ちケ
ージが外部材内に内部材の末端の軸線方向背後に配置さ
れている。リテーナは、外部材及びボールに対して反動
を及ぼし、継手の関節連結中にボールを溝内に保持す
る。両継手は構造が比較的複雑であり、部品の組み立て
に特殊な機械加工及び構成部品並びに特別の設置技術を
必要とする。
パクトな定速度継手の構造及び製造を簡単にすることで
ある。
た定速度継手は、少なくとも一つの開放端を持つ外継手
部材、及び少なくとも一部が外継手部材内に配置された
内継手部材を含む。外継手部材は内接触面を有し、内継
手部材は外接触面を有し、これらの接触面は互いに係合
し、外継手部材と内継手部材との間の相対的関節連結を
可能にする。外継手部材の内接触面には、外継手部材の
開放端まで軸線方向に延びる周方向に間隔が隔てられた
複数の溝が形成されている。内継手部材の外接触面には
周方向に間隔が隔てられた複数の相補的溝が形成されて
おり、これらの溝は、外継手部材の溝と整合し、向き合
った溝対を画成する。継手部材の溝は、円弧状形態であ
り、各対の溝が互いから軸線方向に継手部材の開放端に
向かって末広がりになるように湾曲の中心が離間されて
いる。複数のトルク伝達ボールが各溝対に一つづつ配置
されている。ボールリテーナが、一方の継手部材によっ
て、外継手部材の開放端と隣接して継手部材の接触面に
関して軸線方向に間隔が隔てられた状態で支持されてい
る。ボールリテーナはボールと向き合い、ボールを外継
手部材の開放端を通って出ないように溝対内に軸線方向
で保持する。
材に上述の接触面及び相補的ボール溝が形成された定速
度継手の製造方法に関する。ひとたび形成されると、内
継手部材を外継手部材にその開放端を通して少なくとも
部分的に挿入し、継手部材の接触面を互いに接触させ、
中心を中心とした外継手部材及び内継手部材の相対的関
節連結を提供し、外継手部材の開放端まで延びる関連し
た溝対を提供する。ひとたび内継手部材が外継手部材内
に設置された後、トルク伝達ボールを各溝対に設置す
る。ボールを設置した後、ボールリテーナを外継手部材
の開放端に対して設置し、ボールを溝内に保持する。
は設けられている標準的なボールケージをなくし、継手
アクスルに半径方向厚さを追加することによって、コン
パクトな定速度継手を提供するという利点がある。ボー
ルケージをなくすことにより、継手の全体としての半径
方向の大きさを小さくする。更に、本ケージ無し定速度
継手は、接触面及びボール溝の幾何学的形体を簡単に
し、ボールリテーナを外部材の外側で移動することによ
って、従来技術のケージ無し型継手よりも改良されてい
る。かくして、本構造及び方法には、簡単で安価な構成
部品製造−組み立てプロセスを提供するという利点があ
る。
明及び添付図面に開示する。
された定速度継手アッセンブリを図1及び図2に参照番
号10で示す。このアッセンブリは、好ましくは部分球
形の内接触面14を持つ外継手部材即ち軌道12を有す
る。外継手部材12は少なくとも一つの開放端16を継
手の一方の軸線方向端に有する。図示の実施例では、外
継手部材12の軸線方向反対端は閉鎖端18であり、そ
こからアクスル20が延びる。
が外継手部材12内に配置された全体に参照番号22を
附した内継手部材を含む。この内継手部材には、外継手
部材12と内継手部材22とを共通の中心Cを中心とし
て関節連結できるようにするため、外継手部材12の相
補的内面14と係合する部分球形外面24が形成されて
いる。
スル部分28を含む。内軌道部分26は外継手部材12
と接触した状態に配置され、アクスル部分28は、外継
手部材12の開放端16を通って外方にアクスル20と
は反対方向に延びている。この第1実施例では、内継手
部材22の内軌道26及びアクスル部分28は、別々の
構成要素として形成されているように示してあり、これ
らの構成要素は、スプライン連結及びリテーナリング3
0等によって後に連結される。図5に示す内継手部材の
変形例の構造によれば、同様の特徴を示すのに100を
加えた同じ参照番号を使用する。内継手部材122は、
内軌道126及びアクスル128が同じ材料から一部品
として形成された構造を有する。
られた軸線方向に延びる複数の溝32が形成されてい
る。これらの溝は開放端16まで延びており、内部分球
形14で凹所をなしている。内軌道16の部分球形面2
4には、同様に、周方向に間隔が隔てられた軸線方向に
延びる複数の溝34が形成されている。これらの溝は外
継手部材12の溝32と整合し、複数の対をなした向き
合った溝を形成し、これらの各々にトルク伝達ボールが
配置される。任意の数の溝対及びボールを設けることが
でき、この数は最少で3個であり、最大で8個又は所望
であればそれ以上であり、奇数でも偶数でもよい。例示
の継手アッセンブリ10は6ボール形体である。
2の内部分球形面14の湾曲の中心は中心点Cから継手
の開放端16に向かって位置Bのところに軸線方向にず
らしてあり、これに対し内継手部材22の外部分球形面
の湾曲の中心は中心点Cから等しい距離だけ反対方向に
位置Aのところにずらしてある。このずらし関係によ
り、継手が開放端の方向で0°である場合に拡がる外方
に末広がりの溝表面を各溝対に提供する。溝対が外端の
ところに形成する開口部の大きさはボール36の直径よ
りも大きく、中心点Cを含む平面でのボール直径と等し
い大きさまでテーパしており、そのため、ボールの中央
平面が継手の中央平面と一致する。溝表面がこのように
末広がりの関係にあるため、継手に負荷が加わるとボー
ル36を軸線方向外方に継手10の開放端16に向かっ
て押圧する傾向がある。本発明によれば、ボール36は
ボールリテーナ38によって溝対内に保持される。ボー
ルリテーナは、ボール36と軸線方向で隣接して、外継
手部材12の開放端16と隣接して配置され、及びボー
ルを全ての角度で溝内の所定の場所に保持するため、ボ
ール36と向き合って接触する。ボールリテーナ38
は、図2に最もよく示すように、外継手部材12及び内
継手部材22の部分球形面14、24の夫々と軸線方向
で隣接して配置されている。ボールリテーナ38は、ボ
ール36と向き合ってこれらのボールを案内する軸線方
向内面42及びアクスル28が通る中央開口部44を持
つ部分ケージ40を含む。中央開口部44は、継手の関
節連結を吸収するのに十分な隙間があるように、アクス
ル28の大きさに対して拡大してある。
で拘束されている。この座46は部分ケージ40とは別
の構成要素として形成されており、この実施例では、内
継手部材22に固定されており、好ましくはアクスル2
8に固定される。座46はアクスル28と一部品をなし
て形成されていてもよく、又は図示のように別体の構成
要素として形成されていてもよく、保持リング48によ
って、又は肩部等の他の手段によって軸線方向に拘束さ
れる。部分ケージ40は、湾曲の中心が継手10の中心
Cと対応する表面50を有する。座46は、部分ケージ
40の表面50と係合する相補的表面52を有する。こ
の相補的表面は、部分ケージ40を外継手部材12及び
内継手部材22に対して移動するように、及び中心点C
を中心として座46に対して移動するように支持するソ
ケットを提供する。表面50、52は、好ましくは部分
円錐形形状であり、湾曲の中心をCのところに有する。
継手の関節連結中、部分ケージ40は、ボール36と接
触してこれらのボールをそれらが収容された溝内に保持
された状態を維持するのに必要とされるように、座46
内で浮動する。波形ばね等のばね49が保持リング48
と座46との間に配置されている。このばねは、全ての
継手角度で、一定の軸線方向圧縮荷重を作用し、座46
を部分ケージ40に向かって軸線方向に押圧し、表面5
0、52を接触状態に保持し、部分ケージ40をボール
36と接触させる。
で決まり、ボールリテーナ38の直径とは無関係である
ということは図1及び図2から理解されよう。継手10
を組み立てるため、外継手部材12及び内継手部材22
を、上文中に説明したように別々に製造する。内継手部
材22は、外継手部材12内に図1及び図2に示す位置
に、表面が互いに接触した状態で設置される。アクスル
28が内軌道26とは別に形成され、座46がアクスル
28に固定されている場合には、先ず最初に内軌道26
を外継手部材12に設置し、その後、継手の開放端16
の大きな端部を通して一つのボール36を各溝対に落と
し込む。ボール36が設置された後、部分ケージ40を
ボール36の上に配置し、アクスル28を内軌道26内
に延ばすことによって保持し、個々に保持リング30に
よって固定し、これと同時に座46を図示のように部分
ケージ40と接触した状態に位置決めする。内軌道がア
クスルと一部品として形成されている場合には(図5参
照)、座146を別に形成し、部分ケージ40の設置に
続いてアクスルに設置する。
の実施例では、以下に説明するように座46がアクスル
28から除去されており且つ外継手部材12に取り付け
られていることを除くと、構成要素及び作動が同じであ
る。この第2実施例の目的のため、同様の構成要素を示
すのに200を加えた同じ参照番号を使用する。
の設置後に外継手部材12に取り外し自在に又は永久的
に固定される外リングの形体をしている。座246は、
部分ケージ240の表面250と係合し、上文中に説明
したように、継手の共通の中心を中心とした関節連結支
持を部分ケージ240に提供する内面252を有する。
アッセンブリの構造及び方法は、継手の作動と同様に、
この他は同じである。座246は、上文中に説明した二
部品又は一部品の内継手部材と関連して使用できる。
す。この実施例では、同様の構成要素を示すのに300
を加えた同じ参照番号を使用する。内面314は、開放
端316のところにアンダーカットなしで形成されてお
り、開放端316での内面の直径は、内継手部材322
の外面324の直径と同じであるか或いはそれ以上であ
る。この構造により、内継手部材322の内軌道部分3
26を外継手部材312の開放端316内に、ボール溝
32、34を整合させた状態で設置できる。そうでない
場合には、一杯に挿入されるまで、内継手部材322の
溝34間のランドが外継手部材22の溝32に沿って通
過できるように溝が不整合であるように内継手部材32
2を最初に回転させなければならない。一杯に挿入され
た時点で、溝32、34が整合する位置まで内継手部材
を回転させることができる。アンダーカットがない図6
の実施例は、組み立てプロセスを更に簡単にする。
形体を表すが、本発明を限定するものではなく例示しよ
うとするものである。本発明は、特許請求の範囲に記載
してある。
断面図である。
面 26 内軌道部分 28 アクスル部
分 30 リテーナリング 32、34 溝 36 ボール 38 ボールリテ
ーナ 40 部分ケージ 42 軸線方向内
面 44 中央開口部 46 座 48 保持リング 49 波形ばね 50 表面 52 相補的表面
Claims (20)
- 【請求項1】 定速度継手アッセンブリにおいて、 少なくとも一つの開放端(16)を持つ外継手部材(1
2)、及び少なくとも一部が前記外継手部材(12)内
に配置された内継手部材(22)を有し、 前記外及び内継手部材(12、22)は、内及び外接触
面(14、24)を夫々有し、これらの接触面は係合
し、前記外及び内継手部材(12、22)間の相対的関
節連結を可能にし、 前記外継手部材(12)は、前記内接触面(14)に形
成された周方向に間隔が隔てられた複数の溝(32)を
有し、これらの溝は、前記外継手部材(12)の前記少
なくとも一つの開放端(16)まで軸線方向に延び、 前記内継手部材(22)は、前記外接触面(24)に形
成された複数の相補的な周方向に間隔が隔てられた溝
(34)を有し、これらの溝(34)は、前記外継手部
材(12)の前記溝(32)と整合し、前記溝からなる
向き合った対を画成し、 前記外及び前記内継手部材(12、22)の前記溝(3
2、34)は円弧状形態であり、前記対の各々の前記溝
が前記外継手部材(12)の前記少なくとも一つの開放
端(16)に向かって軸線方向に互いから末広がりであ
るように、湾曲の中心の間隔が隔てられており、 前記溝対の各々に一つづつ配置された複数のトルク伝達
ボール(36)、及び前記内及び外継手部材(12、2
2)のうちの一方に、前記ボール(36)と軸線方向に
隣接して前記外継手部材(12)の前記開放端と隣接し
て支持されたボールリテーナ(38)であって、前記ボ
ール(36)を前記溝対内に、前記外継手部材(12)
の前記少なくとも一つの開放端(16)を通って抜け出
ないように軸線方向に保持するように前記ボール(3
6)と向き合ったボールリテーナ(38)を有する、定
速度継手アッセンブリ。 - 【請求項2】 請求項1に記載のアッセンブリにおい
て、前記内継手部材(22)は、内軌道(26)及びこ
の内軌道(26)から軸線方向に前記外継手部材(1
2)の前記開放端(16)を通って外方に延びるアクス
ル(28)を含む、アッセンブリ。 - 【請求項3】 請求項2に記載のアッセンブリにおい
て、前記ボールリテーナ(38)は前記アクスル(2
8)によって支持される、アッセンブリ。 - 【請求項4】 請求項3に記載のアッセンブリにおい
て、前記ボールリテーナ(38)は、前記ボール(3
6)と係合する部分ケージ部材(40)、及び前記アク
スル(28)によって支持されており、前記部分ケージ
部材(40)と係合する別体のケージ座(46)を含
む、アッセンブリ。 - 【請求項5】 請求項4に記載のアッセンブリにおい
て、前記部分ケージ部材(40)は前記ケージ座(4
6)に対して移動自在である、アッセンブリ。 - 【請求項6】 請求項5に記載のアッセンブリにおい
て、前記ケージ座(46)は、一定のばね力の作用で軸
線方向に押圧され、前記部分ケージ部材(40)と係合
する、アッセンブリ。 - 【請求項7】 請求項5に記載のアッセンブリにおい
て、前記内及び外継手部材(12、22)及び前記部分
ケージ部材(40)は、共通の中心の周りで関節連結す
るように支持されている、アッセンブリ。 - 【請求項8】 請求項2に記載のアッセンブリにおい
て、前記内軌道(26)及び前記アクスル(28)は別
々に形成される、アッセンブリ。 - 【請求項9】 請求項2に記載のアッセンブリにおい
て、前記内軌道(126)及び前記アクスル(128)
は単一の部品として形成される、アッセンブリ。 - 【請求項10】 請求項2に記載のアッセンブリにおい
て、前記ボールリテーナ(238)は前記外継手部材
(212)によって支持される、アッセンブリ。 - 【請求項11】 請求項10に記載のアッセンブリにお
いて、前記ボールリテーナ(238)は、前記ボール
(236)と係合する部分ケージ部材(240)、及び
前記外継手部材(212)によって支持されており且つ
前記部分ケージ(240)と係合する別のケージ座(2
46)を含む、アッセンブリ。 - 【請求項12】 請求項11に記載のアッセンブリにお
いて、前記部分ケージ部材(240)は前記ケージ座
(246)に対して移動自在である、アッセンブリ。 - 【請求項13】 請求項12に記載のアッセンブリにお
いて、前記部分ケージ部材(240)及び前記ケージ座
(246)は、接触面(250、252)を有し、これ
らの接触面は、係合することにより、前記部分ケージ部
材(240)を前記ケージ座(246)に対して関節連
結可能にする、アッセンブリ。 - 【請求項14】 請求項13に記載のアッセンブリにお
いて、前記内及び外継手部材(212、222)及び前
記部分ケージ部材(240)は、共通の中心の周りで関
節連結されるように支持されている、アッセンブリ。 - 【請求項15】 請求項2に記載のアッセンブリにおい
て、前記ボールリテーナ(238)は、前記ボール(2
36)と係合する部分ケージ部材(240)、及び前記
内及び外継手部材(212、222)の関節連結中心と
共通の中心の周りで関節連結するように前記部分ケージ
部材(240)と係合し且つ支持する別のケージ座(2
46)を含む、アッセンブリ。 - 【請求項16】 請求項15に記載のアッセンブリにお
いて、前記部分ケージ(240)は中央開口部(24
4)を有し、この開口部を通って前記アクスル(22
8)が延びる、アッセンブリ。 - 【請求項17】 請求項16に記載のアッセンブリにお
いて、前記中央開口部(244)は、前記外及び内継手
部材(212、222)の前記関節連結を吸収するた
め、前記アクスル(228)よりも大きい、アッセンブ
リ。 - 【請求項18】 請求項1に記載のアッセンブリにおい
て、前記外継手部材(312)の前記開放端(316)
は、前記対をなした前記溝(332、334)が互いに
整合した状態で前記内継手部材(322)をその中に軸
線方向に受け入れるような大きさを備えている、アッセ
ンブリ。 - 【請求項19】 定速度継手の製造方法において、 少なくとも一つの開放端(16)及び前記開放端(1
6)まで延びる凹状で円弧状の複数のボール溝(32)
が形成された内面(14)を持つ外継手部材(12)を
製造する工程と、 凸状で円弧状の複数のボール溝(32)が形成された外
面(24)を持つ内継手部材(22)を製造する工程
と、 外継手部材(12)に対する内継手部材(22)の関節
連結支持を提供するために内面及び外面(14、24)
が接触した状態で、及び溝(32)の向き合った対を画
成するようにボール溝が整合した状態で、内継手部材
(22)を外継手部材(12)内に配置する工程と、 その後、前記外継手部材(12)の少なくとも一つの開
放端(16)を通してトルク伝達ボール(36)を各溝
内に配置し、この際、内及び外継手部材(12)は互い
に全体に固定された軸線方向での整合状態で支持される
工程とを備えることを特徴とする方法。 - 【請求項20】 定速度継手の製造方法において、 表面(14)及び少なくとも一つの開放端(16)を持
つ外継手部材(12)形成する工程と、 外面(24)を持つ内継手部材(12)を形成する工程
と、 前記外継手部材(12)の前記内面(14)に複数の溝
(32)を形成し、前記内継手部材(22)の前記外面
(24)に相補的な複数の溝(34)を形成する工程
と、 前記内継手部材(22)を前記開放端(16)を通して
前記外継手部材(12)に少なくとも部分的に挿入し、
前記外及び内継手部材(12、22)の前記表面(1
4、24)を互いに接触させ、中心を中心とした前記外
及び内継手部材(12、22)の相対的関節連結を提供
し、前記溝(32、34)を整合し、前記外継手部材
(12)の前記開放端まで延びる関連した溝対を形成す
る工程と、 前記外継手部材(12)の前記少なくとも一つの開放端
(16)を通してトルク伝達ボール(36)を各溝対内
に設置する工程と、 前記ボール(36)を夫々の溝に設置した後、ボールリ
テーナ(38)を前記外継手部材(12)の少なくとも
一つの開放端(16)と隣接して設置し、前記ボール
(36)を前記溝内に保持する工程とを備えることを特
徴とする方法。
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