JP2005023959A - Power transmission, and ball interconnecting structure - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は動力伝達装置に係り、特に、トリポードジョイント等の球面接触を介してトルクを伝達する動力伝達装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
(a) 第1回転部材の回転中心線まわりの3箇所以上に径方向へ突設されるとともに、それぞれ先端に球形状の係合頭部が設けられた3つ以上のボール部材と、
(b) 前記第1回転部材と略同心に設けられた第2回転部材に前記3つ以上のボール部材に対応して3つ以上配設され、それぞれ前記係合頭部に相対回動可能に嵌合される嵌合凹面を備えている嵌合部材と、を有し、(c) 前記第1回転部材および前記第2回転部材の揺動を許容しつつ、前記係合頭部と前記嵌合部材との間でその嵌合部材の中心線と交差する方向であってその第1回転部材および第2回転部材の周方向へ力を伝達することにより、それ等の第1回転部材と第2回転部材との間でトルクを伝達する動力伝達装置が知られている。特許文献1に記載の動力伝達装置はその一例で、上記係合頭部が扁平な板形状を成しているとともに、嵌合部材にその係合頭部を受け入れる切欠が設けられ、その切欠から係合頭部を挿入した後に90°相対回転させることにより、両者を抜け出し不能に係合させるようになっている。
【0003】
【特許文献1】
特開平3−277824号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように嵌合部材に切欠を設けて両者を嵌合させる動力伝達装置においては、嵌合部材の姿勢をレールなどで一定の位相に位置決めする必要があるため、構造が複雑になるとともに、摩擦で動力損失が増加したり耐久性が損なわれたりする問題があった。
【0005】
これに対し、例えば図4(a) に示すように球形状の係合頭部100および嵌合部材102の少なくとも一方を弾性変形させて圧入嵌合することが考えられるが、降伏を避けるために圧入代tを小さくする必要があり、その嵌合先端側の端部102aに応力集中が生じて早期摩耗や損傷する可能性がある。すなわち、トルク伝達時には弾性変形によって図4(b) の係合頭部100に斜線で示すように接触楕円104が生じるが、圧入代tが小さいと接触楕円104が嵌合部材102からはみ出し、接触楕円104の一部が切り欠かれた状態になって端部102aに応力集中が生じるのである。図4(b) の点線は、嵌合部材102が十分に大きい場合の接触楕円104である。
【0006】
本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、係合頭部と嵌合部材とを圧入嵌合する型式の動力伝達装置において、動力伝達時に接触楕円のはみ出しによる応力集中を防止することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、第1発明は、(a) 第1回転部材に回転中心から離間して設けられた係合頭部と、(b) 前記第1回転部材と略同心に設けられた第2回転部材に回転中心から離間して設けられるとともに、前記係合頭部に球面接触させられて相対回動可能に嵌合される嵌合凹面を備えている嵌合部材と、を有し、(c) 前記係合頭部と前記嵌合部材との間でその嵌合部材の中心線と交差する方向であって前記第1回転部材および前記第2回転部材の周方向へ力を伝達することにより、それ等の第1回転部材と第2回転部材との間でトルクを伝達する動力伝達装置において、(d) 前記嵌合凹面および前記係合頭部は、前記嵌合部材の中心線方向である嵌合方向においてその係合頭部の中心点の両側に位置する2箇所の接触部で互いに接触するように、何れか一方がアンギュラーコンタクト形状を成しており、その嵌合部材および係合頭部は、少なくとも一方を弾性変形させつつその嵌合方向に圧入されて結合されている一方、(e) 前記嵌合部材および前記係合頭部の何れか一方は、自身の中心線まわりに回転不能に配設されているとともに、前記2箇所の接触部のうちその嵌合部材の嵌合先端側と接触する接触部であって、前記力の伝達方向に位置する部分には、その力の伝達時の接触圧が低減され、或いは0となるように逃げが設けられていることを特徴とする。
【0008】
なお、上記アンギュラーコンタクト形状とは、中心線を含む断面において係合頭部と嵌合凹面との曲率が相違しているとともに、中心線方向に離間した2箇所で接触するように途中で折れ曲がっている形状で、嵌合凹面について具体的に説明すると、球形状の係合頭部よりも小さな曲率の円弧を中心線まわりに回転させた一対の回転円弧面の大径側を互いに突き合わせた形状、或いは一対の截頭円錐面の大径側を互いに突き合わせた形状、などである。また、係合頭部の場合は、部分球面形状の嵌合凹面よりも大きな曲率の円弧を中心線まわりに回転させた一対の円環状の凸条を設けた形状、或いは中心線を含む断面が長方形乃至は台形で、嵌合凹面よりも大きな曲率のR形状の角部が嵌合凹面に接触させられる円板形状、などである。
【0009】
第2発明は、(a) 第1回転部材の回転中心線まわりの3箇所以上で径方向へ突設されるとともに、それぞれ先端に球形状の係合頭部が設けられた3つ以上のボール部材と、(b) 前記第1回転部材と略同心に設けられた第2回転部材に前記3つ以上のボール部材に対応して3つ以上配設され、それぞれ前記係合頭部に相対回動可能に嵌合される嵌合凹面を備えている嵌合部材と、を有し、(c) 前記第1回転部材および前記第2回転部材の揺動を許容しつつ、前記係合頭部と前記嵌合部材との間でその嵌合部材の中心線と交差する方向であってその第1回転部材および第2回転部材の周方向へ力を伝達することにより、それ等の第1回転部材と第2回転部材との間でトルクを伝達する動力伝達装置において、(d) 前記嵌合凹面は、前記嵌合部材の中心線方向である嵌合方向において前記係合頭部の中心点の両側に位置する2箇所の接触部でその係合頭部と接触するアンギュラーコンタクト形状を成しており、その嵌合部材および係合頭部は、少なくとも一方を弾性変形させつつその嵌合方向に圧入されて結合されている一方、(e) 前記ボール部材は、自身の中心線まわりに回転不能に配設されているとともに、前記係合頭部のうち、前記嵌合部材の嵌合先端側の接触部と接触する部分であって、前記力の伝達方向に位置する両側部には、その力の伝達時に前記嵌合凹面との接触圧が低減され、或いは0となるように一対の逃げが設けられていることを特徴とする。
【0010】
第3発明は、係合頭部と、その係合頭部に球面接触させられて相対回動可能に嵌合される嵌合凹面を備えている嵌合部材とを有し、その係合頭部と嵌合部材との間でその嵌合部材の中心線と交差する方向へ力を伝達するボール連結構造において、(a) 前記嵌合凹面および前記係合頭部は、前記嵌合部材の中心線方向である嵌合方向においてその係合頭部の中心点の両側に位置する2箇所の接触部で互いに接触するように、何れか一方がアンギュラーコンタクト形状を成しており、その嵌合部材および係合頭部は、少なくとも一方を弾性変形させつつその嵌合方向に圧入されて結合されている一方、(b) 前記嵌合部材および前記係合頭部の何れか一方は、自身の中心線まわりに回転不能に配設されているとともに、前記2箇所の接触部のうちその嵌合部材の嵌合先端側と接触する接触部であって、前記力の伝達方向に位置する部分には、その力の伝達時の接触圧が低減され、或いは0となるように逃げが設けられていることを特徴とする。
【0011】
【発明の効果】
第1発明、第2発明の動力伝達装置によれば、嵌合方向において係合頭部の中心点の両側に位置する2箇所の接触部で接触するように、嵌合部材の嵌合凹面および係合頭部の何れか一方(第2発明では嵌合凹面)がアンギュラーコンタクト形状とされている一方、係合頭部および嵌合部材の何れか一方(第2発明では係合頭部)は中心線まわりに回転不能に配設されているとともに、嵌合部材の嵌合先端側に位置する部分であって力の伝達方向に位置する部分には逃げが設けられ、その力の伝達時の接触圧が低減され、或いは0とされているため、圧入嵌合による結合に拘らず、力の伝達時に接触楕円が嵌合部材からはみ出して嵌合先端側の端部に応力集中が生じることが防止され、早期摩耗や損傷が回避される。また、逃げ以外の部分では嵌合部材の嵌合先端側と係合頭部とが接触させられるとともに、嵌合方向は力の伝達方向と交差する方向であるため、嵌合と反対方向への抜け出しが防止されて結合状態が良好に維持される。
【0012】
係合頭部と嵌合部材との連結構造に関する第3発明は、必ずしも動力を伝達するものである必要はないが、上記第1発明、第2発明と同様に、圧入嵌合による結合に拘らず力の伝達時に接触楕円が嵌合部材からはみ出して嵌合先端側の端部に応力集中が生じることが防止され、早期摩耗や損傷が回避されるとともに、逃げ以外の部分では嵌合部材の嵌合先端側と係合頭部とが接触させられることにより、嵌合と反対方向への抜け出しが防止されて結合状態が良好に維持される。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明は、トリポードジョイントのようにトルクを伝達する動力伝達装置に好適に適用されるが、第3発明では必ずしも回転運動である必要はなく、直線運動を伝達する動力伝達装置や、力の伝達方向が略一定のボールジョントなど、種々のボール連結構造に適用され得る。第2発明は、第1発明の一実施態様に相当し、それ等の第1発明および第2発明は、第3発明の一実施態様に相当する。
【0014】
第2発明では、第1回転部材の径方向へボール部材が突設されており、回転中心線に対して直交する方向へ突設することが望ましいが、径方向の成分を含んでおれば良く、軸方向或いは周方向へ傾斜するように突設することも可能である。また、軸部材などに径方向の外側へ向かうように突設されるが、円筒部材などに径方向の内側へ向かうように突設することもできる。なお、第1発明では、回転中心線と平行な軸方向へボール部材を突設して係合頭部を設けることも可能で、その係合頭部と嵌合部材とを軸方向へ接近させて嵌合するように構成することもできる。
【0015】
第2発明の3つ以上のボール部材は、例えば単一のスリーブなどに等角度間隔で一体的に設けることができるが、軸方向に分離して別体に設けることもできるなど種々の態様が可能である。第1発明においても、互いに圧入嵌合される係合頭部および嵌合部材を3組以上設けることができるが、2組或いは1組設けるだけでも良い。
【0016】
係合頭部と嵌合部材との嵌合方向すなわち嵌合部材の姿勢は、その中心線が力の伝達方向と交差しておれば良いが、嵌合と反対方向の抜け出しを防止する上で、力の伝達方向と略直角な方向が望ましい。例えば、第1発明、第2発明では第1回転部材および第2回転部材の回転方向すなわち周方向へ力を伝達するため、第2回転部材の回転中心線に対して略直交する径方向と嵌合部材の中心線とが略一致する姿勢で配設することが望ましい。第1発明では、第2回転部材の回転中心線と嵌合部材の中心線とが略平行となる姿勢で配設することもできる。
【0017】
第1回転部材と第2回転部材とを第2発明のように揺動可能に連結する場合、例えばボール部材および嵌合部材の何れか一方を、それ等の回転部材の回転中心線と平行な方向、およびその回転中心線に対して直交する径方向の移動可能に配設すれば良いが、ボール部材および嵌合部材の何れか一方を、回転部材の回転中心線と平行な方向の移動可能に配設し、他方を回転部材の回転中心線に対して直交する径方向の移動可能に配設するようにしても良い。なお、第1発明では、第1回転部材および第2回転部材は必ずしも揺動可能である必要はない。
【0018】
嵌合部材を、第2回転部材の回転中心線と平行な方向の移動可能に配設する場合、ニードルベアリングなどの軸受を介して回転ローラを設け、その回転ローラを回転部材に接触させて回転させながら移動するように構成することが望ましい。その場合は、嵌合部材が自身の中心線すなわち嵌合方向の中心線まわりに回転可能となるため、第2発明のようにボール部材を回転不能に配設するとともに、そのボール部材に逃げを設ければ良い。なお、第1発明では、係合頭部を嵌合方向と平行な中心線まわりに回転可能に配設する一方、嵌合部材を回転不能に配設するとともに、その嵌合部材の嵌合凹面に逃げを設けるようにしても良い。
【0019】
第1発明、第3発明における係合頭部と嵌合凹面との球面接触は、それ等の係合頭部および嵌合凹面の何れか一方が球面で、その球中心に対して3次元的に相対回動可能であることを意味する。なお、その球面と係合させられるアンギュラーコンタクト形状は、摩耗や耐久性の点で、接触領域の荷重分布が徐々に変化するように、球面に近い曲率の回転円弧面であることが望ましい。
【0020】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明が適用された動力伝達装置としてのトリポードジョイント10の要部を説明する図で、(a) は軸方向と平行な断面図、(b) は軸方向と直角な断面図であり、(a) は回転中心線O1 、O2 の片側半分、(b) は回転中心線O1 、O2 まわりの1/3程度の角度範囲を示す図である。このトリポードジョイント10は、略同心に配設された第1回転部材12と第2回転部材14とを、矢印Aで示すように揺動可能に連結して回転を伝達するもので、第1回転部材12には、3つのボール部材16が等角度間隔(120°間隔)で外周側へ突き出すように一体に設けられたスリーブ18が相対回転不能にスプライン嵌合されている。ボール部材16は、第1回転部材12の軸心である回転中心線O1 に対して略直交する径方向へ突き出しているとともに、先端部には球形状を成す係合頭部20が一体に設けられている。
【0021】
第2回転部材14は、端部に大径の連結円筒部22を一体的に備えているとともに、その連結円筒部22内には、前記3つのボール部材16に対応して3つの嵌合部材24が、第2回転部材14の軸心である回転中心線O2 まわりに等角度間隔(120°間隔)で配設されている。嵌合部材24は、何れも前記係合頭部20に対応する嵌合凹面26を有する円環形状を成していて、その係合頭部20に3次元的に相対回動可能に圧入嵌合されているとともに、嵌合部材24の外周側にはニードルベアリング28を介して回転ローラ30が相対回転可能、且つ中心線L(図2参照)方向の相対移動可能に配設されている。回転ローラ30は、連結円筒部22の内周面に回転中心線O2 と平行に設けられたガイド溝32内に配設され、回転中心線O2 まわりの所定位置に位置決めされているとともに、略一定の姿勢でガイド溝32の一方の側壁に接触して回転しながら、そのガイド溝32に案内されて回転中心線O2 と平行な方向へ往復移動することが許容されている。
【0022】
嵌合部材24は、上記回転ローラ30を介して回転中心線O2 まわりの所定位置に位置決めされ、これにより前記係合頭部20との間で、中心線Lと直角な方向であって第1回転部材12および第2回転部材14の周方向、すなわち図1(b) における左右方向へ力を伝達し、第1回転部材12と第2回転部材14との間で回転(トルク)が伝達される。嵌合部材24はまた、回転ローラ30と共に回転中心線O2 と平行な方向へ移動することが許容されるとともに、回転ローラ30により中心線Lが回転中心線O2 に対して略直交する径方向(図1(a) 、(b) の上下方向)と略一致する姿勢に位置決めされ、且つその径方向へ回転ローラ30に対して相対移動することができるため、係合頭部20との嵌合状態を維持しつつ、第1回転部材12と第2回転部材14との揺動Aが許容されるとともに、揺動して傾斜したままの状態で第1回転部材12と第2回転部材14との間で回転を伝達することができる。なお、回転ローラ30に対して嵌合部材24を第2回転部材14の径方向(図1(a) 、(b) の上下方向)へ相対移動できるようにする代わりに、回転ローラ30を第2回転部材14に対してその径方向へ移動できるように配設し、嵌合部材24と回転ローラ30とが一体的にその径方向へ移動させられるようにしても良い。
【0023】
ここで、前記嵌合部材24および係合頭部20は、少なくとも一方を弾性変形させつつ、嵌合部材24の中心線Lと平行な嵌合方向(図2(a) 、(b) の上下方向)に圧入されて結合されるため、組付けの際に降伏しないように嵌合凹面26の嵌合先端側すなわち係合頭部20の中心点(球中心)Sよりも下側の寸法は小さいとともに、その嵌合先端側の開口周縁部には斜めに拡開するテーパ面34が設けられている。また、嵌合部材24の嵌合凹面26は、図2に拡大して示すように、嵌合方向において係合頭部20の中心点Sの両側に位置する2箇所の接触部PC1、PC2で係合頭部20と接触するように、中心線L方向(図2(a) 、(b) の上下方向)の途中で2つの回転円弧面26a、26bを接合したアンギュラーコンタクト形状を成している。2つの回転円弧面26a、26bは、何れも図2(a) 、(b) に示すように中心線Lを含む断面において係合頭部20の曲率より僅かに小さい曲率の円弧を中心線Lまわりに回転させた形状で、回転円弧面26aの曲率中心は中心点Sよりも嵌合先端側(図2(a) 、(b) の下側)に位置し、回転円弧面26bの曲率中心は中心線Sよりも嵌合先端側と反対側(図2(a) 、(b) の上側)に位置しており、それ等の回転円弧面26a、26bのうちそれぞれ中心線L方向の中間に位置する円環状の部分が上記接触部PC1、PC2として係合頭部20に接触させられる。なお、図2の(a) 、(b) はそれぞれ図1の(a) 、(b) に対応し、図2の(c) は(b) におけるC−C断面に相当する係合頭部20の断面図である。
【0024】
一方、スプライン嵌合により第1回転部材12に配設されたボール部材16は、自身の中心線まわりの回転が不能であるとともに、係合頭部20のうち前記嵌合部材24の嵌合先端側の接触部PC2に対応する部分であって力の伝達方向に位置する両側部、すなわち図1(b) 、図2(c) の左右両側の部分には、力の伝達時に嵌合凹面26に接触しないように一対の逃げ40a、40bが設けられている。この逃げ40a、40bは、係合頭部20の表層部を略一定の深さ寸法で除去したもので、何れも略球面形状を成している。
【0025】
したがって、第1回転部材12と第2回転部材14との間で回転が伝達される際に、係合頭部20および嵌合部材24は、一方の接触部PC1のみを介して力が伝達されることになり、図2(b) において係合頭部20に斜線で示す接触楕円36のように、接触楕円36が嵌合部材24からはみ出すことがない。嵌合凹面26の回転円弧面26aの大きさは、このように接触楕円36が嵌合部材24からはみ出すことがないように、弾性や伝達荷重などを考慮して設定される。また、逃げ40a、40b以外の部分は、図2(a) に示すように係合頭部20が嵌合部材24の嵌合先端側の接触部PC2と接触させられるため、これ等の係合によって嵌合と反対方向への抜け出しが防止される。係合頭部20および嵌合部材24の嵌合方向は、回転中心線O1 、O2 に対して略直交する径方向であるのに対し、力の伝達方向は回転中心線O1 、O2 まわりの周方向であるため、回転伝達時に係合頭部20および嵌合部材24の抜き方向に大きな力が作用する恐れはなく、接触部PC2の係合範囲が小さくても両者の嵌合結合状態が良好に維持される。
【0026】
このように本実施例のトリポードジョイント10によれば、嵌合方向において係合頭部20の中心点Sの両側に位置する2箇所の接触部PC1、PC2で接触するように、嵌合部材24の嵌合凹面26がアンギュラーコンタクト形状とされている一方、係合頭部20には、嵌合部材24の嵌合先端側の接触部PC2に対応する部分であって力の伝達方向に位置する部分に一対の逃げ40a、40bが設けられ、その力の伝達時に接触部PC2と接触することが不能とされているため、嵌合先端側の係合領域が小さい圧入嵌合による結合に拘らず、図2(b) に示すように接触楕円36が嵌合部材24からはみ出すことがなく、応力集中による早期摩耗や損傷が回避される。
【0027】
また、逃げ40a、40b以外の部分では、係合頭部20が嵌合部材24の嵌合先端側の接触部PC2と接触させられるとともに、それ等の嵌合方向は回転伝達時の力の伝達方向と略直角な方向であるため、回転伝達時に係合頭部20および嵌合部材24の抜き方向に大きな力が作用する恐れはなく、接触部PC2の係合範囲が小さくても両者の嵌合結合状態が良好に維持される。
【0028】
なお、上記実施例の係合頭部20と嵌合部材24との連結構造は、請求項3のボール連結構造に相当する。
【0029】
また、上記実施例では球面状の逃げ40a、40bが設けられていたが、図3に示すように円筒形状の逃げ42a、42bを設けることもできるなど、種々の態様が可能である。なお、図3の(a) は図1(b) に対応する図で、図3の(b) は(a) におけるB−B断面に相当する係合頭部20の断面図である。
【0030】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるトリポードジョイントの要部を示す図で、(a) は軸心と平行な断面図、(b) は軸心と直角な断面図である。
【図2】図1のトリポードジョイントの係合頭部および嵌合部材を説明する図で、(a) 、(b) は図1の(a) 、(b) に対応する図、(c) は(b) におけるC−C断面に相当する図である。
【図3】本発明の他の実施例を説明する図で、(a) は図1(b) に対応する断面図、(b) は(a) におけるB−B断面に相当する図である。
【図4】従来のトリポードジョイントの係合頭部および嵌合部材の嵌合状態を説明する図で、(a) は圧入代tを示す断面図、(b) は接触楕円のはみ出しを説明する断面図である。
【符号の説明】
10:トリポードジョイント(動力伝達装置) 12:第1回転部材 14:第2回転部材 16:ボール部材 20:係合頭部 24:嵌合部材
26:嵌合凹面 40a、40b、42a:42b:逃げ PC1、PC2:接触部 O1 :第1回転部材の回転中心線 O2 :第2回転部材の回転中心線 L:嵌合部材の中心線 S:中心点[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power transmission device, and more particularly to an improvement of a power transmission device that transmits torque through a spherical contact such as a tripod joint.
[0002]
[Prior art]
(A) three or more ball members provided in a radial direction at three or more locations around the rotation center line of the first rotating member, each having a spherical engaging head at the tip;
(B) Three or more second rotation members provided substantially concentrically with the first rotation member are disposed corresponding to the three or more ball members, and can be relatively rotated with respect to the engagement head. A fitting member having a fitting concave surface to be fitted, and (c) allowing the first rotating member and the second rotating member to swing, and the engaging head and the fitting. By transmitting a force to the circumferential direction of the first rotating member and the second rotating member in a direction intersecting with the center line of the fitting member between the first and second rotating members, A power transmission device that transmits torque to and from two rotating members is known. The power transmission device described in Patent Document 1 is an example thereof, and the engaging head has a flat plate shape, and a notch for receiving the engaging head is provided in the fitting member. By inserting the engaging head and rotating it relative to each other by 90 °, both are engaged with each other so that they cannot be pulled out.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-277824
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a power transmission device in which a fitting member is provided with a notch so that both are fitted, the posture of the fitting member needs to be positioned at a fixed phase by a rail or the like, and the structure becomes complicated. There is a problem that power loss is increased due to friction or durability is impaired.
[0005]
On the other hand, for example, as shown in FIG. 4A, at least one of the
[0006]
The present invention has been made against the background of the above circumstances. The object of the present invention is to squeeze out the contact ellipse during power transmission in a power transmission device of a type in which the engagement head and the fitting member are press-fitted and fitted. The purpose is to prevent stress concentration due to.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the first invention includes: (a) an engagement head provided on the first rotating member so as to be spaced from the rotation center; and (b) provided substantially concentrically with the first rotating member. And a fitting member provided with a fitting concave surface that is provided on the second rotating member so as to be spaced apart from the center of rotation and that is brought into spherical contact with the engaging head and is fitted so as to be relatively rotatable. And (c) force is applied between the engaging head and the fitting member in a direction intersecting a center line of the fitting member in the circumferential direction of the first rotating member and the second rotating member. In the power transmission device that transmits torque between the first rotating member and the second rotating member by transmitting, (d) the fitting concave surface and the engaging head are formed by the fitting member. Two contact portions located on both sides of the center point of the engaging head in the fitting direction which is the center line direction One of them has an angular contact shape so that they are in contact with each other, and the fitting member and the engaging head are press-fitted in the fitting direction and joined together while elastically deforming at least one of them. On the other hand, (e) either one of the fitting member and the engaging head is disposed non-rotatably around its own center line, and the fitting member of the two contact portions The contact portion that is in contact with the front end of the fitting is provided with a relief so that the contact pressure at the time of transmission of the force is reduced or zero at a portion located in the force transmission direction. It is characterized by that.
[0008]
In addition, the angular contact shape is different in curvature between the engaging head and the fitting concave surface in the cross section including the center line, and is bent in the middle so as to contact at two points separated in the center line direction. When the fitting concave surface is specifically described, the large diameter sides of a pair of rotating arc surfaces obtained by rotating an arc having a smaller curvature than the spherical engaging head around the center line are mutually abutted. Or the shape which abutted the large diameter side of a pair of truncated conical surface mutually. Further, in the case of the engaging head, a shape provided with a pair of annular ridges obtained by rotating an arc having a larger curvature than the partially spherical fitting concave surface around the center line, or a cross section including the center line. A rectangular shape or a trapezoidal shape, such as a disk shape in which an R-shaped corner having a larger curvature than the fitting concave surface is brought into contact with the fitting concave surface.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, (a) three or more balls that protrude in the radial direction at three or more locations around the rotation center line of the first rotating member and each have a spherical engaging head at the tip thereof And (b) at least three corresponding to the three or more ball members are disposed on the second rotating member provided substantially concentrically with the first rotating member, and each of the second rotating member is rotated relative to the engaging head. A fitting member having a fitting concave surface to be movably fitted, and (c) the engaging head while allowing the first rotating member and the second rotating member to swing. By transmitting a force in the direction intersecting the center line of the fitting member and the circumferential direction of the first rotating member and the second rotating member between the fitting member and the fitting member. In the power transmission device that transmits torque between the member and the second rotating member, (d) the fitting concave surface is An angular contact shape that contacts the engagement head at two contact portions located on both sides of the center point of the engagement head in the fitting direction, which is the center line direction of the fitting member, The fitting member and the engaging head are pressed and joined in the fitting direction while elastically deforming at least one of the fitting member and the engaging head. (E) The ball member is non-rotatably arranged around its own center line. And a portion of the engagement head that is in contact with the contact portion on the engagement distal end side of the engagement member, on both sides positioned in the force transmission direction, A pair of reliefs are provided so that the contact pressure with the fitting concave surface is reduced or zero during transmission.
[0010]
The third invention has an engaging head and a fitting member having a fitting concave surface which is brought into spherical contact with the engaging head and is fitted so as to be relatively rotatable. In the ball coupling structure that transmits a force in a direction intersecting with the center line of the fitting member between the portion and the fitting member, (a) the fitting concave surface and the engagement head are formed of the fitting member. Either one of them forms an angular contact shape so that the two contact portions located on both sides of the center point of the engaging head in the fitting direction, which is the center line direction, are in contact with each other. The combined member and the engaging head are pressed and coupled in the fitting direction while elastically deforming at least one of the combined member and (b) either the fitting member or the engaging head is itself And the non-rotatable arrangement around the center line of the two contact portions. That is, the contact portion that contacts the fitting distal end side of the fitting member, and that is located in the force transmission direction, is relieved so that the contact pressure at the time of transmission of the force is reduced or becomes zero. Is provided.
[0011]
【The invention's effect】
According to the power transmission device of the first and second inventions, the fitting concave surface of the fitting member and the fitting concave surface of the fitting member so as to contact at two contact portions located on both sides of the center point of the engagement head in the fitting direction. Either one of the engaging heads (the fitting concave surface in the second invention) has an angular contact shape, while either one of the engaging head or the fitting member (the engaging head in the second invention). Is disposed non-rotatably around the center line, and a portion located on the fitting tip side of the fitting member and located in the force transmission direction is provided with a relief. The contact ellipse protrudes from the mating member during force transmission and stress concentration occurs at the end on the mating tip side, regardless of the coupling by press-fitting. Is prevented and premature wear and damage is avoided. Further, at the portion other than the relief, the fitting tip side of the fitting member and the engagement head are brought into contact with each other, and the fitting direction is a direction intersecting with the force transmission direction. Pull-out is prevented and the bonded state is maintained well.
[0012]
The third invention relating to the coupling structure of the engaging head and the fitting member does not necessarily transmit power, but, like the first invention and the second invention, is concerned with the coupling by press fitting. When the shear force is transmitted, the contact ellipse protrudes from the fitting member and stress concentration is prevented from occurring at the end of the fitting tip, preventing premature wear and damage. By bringing the mating tip side and the mating head into contact with each other, the slipping in the direction opposite to the mating is prevented, and the coupled state is maintained well.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is preferably applied to a power transmission device that transmits torque, such as a tripod joint, but in the third invention, it is not necessarily a rotational motion, and a power transmission device that transmits a linear motion or a force transmission. The present invention can be applied to various ball connection structures such as a ball joint having a substantially constant direction. The second invention corresponds to one embodiment of the first invention, and the first invention and the second invention correspond to one embodiment of the third invention.
[0014]
In the second invention, the ball member protrudes in the radial direction of the first rotating member, and it is desirable to protrude in the direction orthogonal to the rotation center line. However, it only has to include a radial component. It is also possible to project so as to incline in the axial direction or the circumferential direction. Moreover, although it protrudes in a shaft member etc. so that it may go to a radial direction outer side, it can also be provided in a cylindrical member etc. so that it may go to a radial direction inside. In the first invention, it is also possible to provide the engaging head by protruding the ball member in the axial direction parallel to the rotation center line, and the engaging head and the fitting member are brought close to each other in the axial direction. It can also be configured to fit.
[0015]
The three or more ball members according to the second aspect of the invention can be provided integrally at regular angular intervals, for example, on a single sleeve or the like, but various aspects can be provided such as being separated in the axial direction and provided separately. Is possible. Also in the first invention, three or more sets of engaging heads and fitting members that are press-fitted to each other can be provided, but only two sets or one set may be provided.
[0016]
The fitting direction between the engagement head and the fitting member, that is, the posture of the fitting member, may be such that its center line intersects with the force transmission direction. A direction substantially perpendicular to the force transmission direction is desirable. For example, in the first invention and the second invention, in order to transmit force in the rotational direction of the first rotating member and the second rotating member, that is, in the circumferential direction, it is fitted with a radial direction substantially orthogonal to the rotation center line of the second rotating member. It is desirable to dispose in a posture that substantially matches the center line of the combined member. In the first aspect of the invention, the rotation center line of the second rotation member and the center line of the fitting member can be arranged in a substantially parallel posture.
[0017]
When the first rotating member and the second rotating member are connected so as to be swingable as in the second invention, for example, one of the ball member and the fitting member is parallel to the rotation center line of the rotating member. The ball member and the fitting member can be moved in a direction parallel to the rotation center line of the rotating member. The other may be arranged so as to be movable in the radial direction perpendicular to the rotation center line of the rotating member. In the first invention, the first rotating member and the second rotating member do not necessarily need to be swingable.
[0018]
When the fitting member is disposed so as to be movable in a direction parallel to the rotation center line of the second rotating member, a rotating roller is provided via a bearing such as a needle bearing, and the rotating roller is brought into contact with the rotating member to rotate. It is desirable to make it move while moving. In that case, since the fitting member can rotate around its own center line, that is, the center line in the fitting direction, the ball member is disposed in a non-rotatable manner as in the second aspect of the invention, and the ball member is allowed to escape. It only has to be provided. In the first aspect of the invention, the engaging head is disposed so as to be rotatable around a center line parallel to the fitting direction, while the fitting member is disposed so as not to be rotatable, and the fitting concave surface of the fitting member. You may make it provide relief.
[0019]
The spherical contact between the engaging head and the mating concave surface in the first and third inventions is such that either the engaging head or the mating concave surface is a spherical surface and is three-dimensional with respect to the spherical center. This means that relative rotation is possible. The angular contact shape engaged with the spherical surface is preferably a rotating circular arc surface having a curvature close to that of the spherical surface so that the load distribution in the contact region gradually changes in terms of wear and durability.
[0020]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1A and 1B are diagrams for explaining a main part of a tripod joint 10 as a power transmission device to which the present invention is applied. FIG. 1A is a cross-sectional view parallel to the axial direction, and FIG. 1B is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction. (A) is a half on one side of the rotation center lines O 1 and O 2 , and (b) is a diagram showing an angle range of about 1/3 around the rotation center lines O 1 and O 2 . The tripod joint 10 is configured to transmit rotation by connecting the first rotating
[0021]
The second rotating
[0022]
The
[0023]
Here, the
[0024]
On the other hand, the
[0025]
Therefore, when the rotation is transmitted between the first rotating
[0026]
Thus, according to the
[0027]
Further, at portions other than the
[0028]
In addition, the connection structure of the
[0029]
In the above-described embodiment, the
[0030]
As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this is an embodiment to the last, and this invention is implemented in the aspect which added various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are views showing a main part of a tripod joint according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a cross-sectional view parallel to the axis and FIG. 1B is a cross-sectional view perpendicular to the axis.
FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining an engaging head and a fitting member of the tripod joint of FIG. 1, and FIGS. 2A and 2B are views corresponding to FIGS. 1A and 1B; FIG. These are figures equivalent to the CC cross section in (b).
FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining another embodiment of the present invention, in which FIG. 3A is a cross-sectional view corresponding to FIG. 1B, and FIG. 3B is a view corresponding to the cross section BB in FIG. .
FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining a fitting state of an engagement head and a fitting member of a conventional tripod joint, in which FIG. 4A is a cross-sectional view showing a press-fitting allowance t, and FIG. It is sectional drawing.
[Explanation of symbols]
10: tripod joint (power transmission device) 12: first rotating member 14: second rotating member 16: ball member 20: engaging head 24: fitting member 26: fitting
Claims (3)
前記第1回転部材と略同心に設けられた第2回転部材に回転中心から離間して設けられるとともに、前記係合頭部に球面接触させられて相対回動可能に嵌合される嵌合凹面を備えている嵌合部材と、
を有し、前記係合頭部と前記嵌合部材との間で該嵌合部材の中心線と交差する方向であって前記第1回転部材および前記第2回転部材の周方向へ力を伝達することにより、該第1回転部材と該第2回転部材との間でトルクを伝達する動力伝達装置において、
前記嵌合凹面および前記係合頭部は、前記嵌合部材の中心線方向である嵌合方向において該係合頭部の中心点の両側に位置する2箇所の接触部で互いに接触するように、何れか一方がアンギュラーコンタクト形状を成しており、該嵌合部材および該係合頭部は、少なくとも一方を弾性変形させつつ該嵌合方向に圧入されて結合されている一方、
前記嵌合部材および前記係合頭部の何れか一方は、自身の中心線まわりに回転不能に配設されているとともに、前記2箇所の接触部のうち該嵌合部材の嵌合先端側と接触する接触部であって、前記力の伝達方向に位置する部分には、該力の伝達時の接触圧が低減され、或いは0となるように逃げが設けられている
ことを特徴とする動力伝達装置。An engaging head provided on the first rotating member apart from the center of rotation;
A fitting concave surface which is provided on a second rotating member provided substantially concentrically with the first rotating member and spaced from the center of rotation, and is brought into spherical contact with the engaging head so as to be relatively rotatable. A fitting member comprising:
And transmitting force to the circumferential direction of the first rotating member and the second rotating member in a direction intersecting with the center line of the fitting member between the engaging head and the fitting member. In the power transmission device that transmits torque between the first rotating member and the second rotating member,
The fitting concave surface and the engaging head come into contact with each other at two contact portions located on both sides of the center point of the engaging head in the fitting direction which is the center line direction of the fitting member. Any one of them has an angular contact shape, and the fitting member and the engagement head are pressed and joined in the fitting direction while elastically deforming at least one of the fitting member and the engagement head,
Either one of the fitting member and the engagement head is disposed so as not to rotate around the center line of the engagement member and the engagement tip side of the engagement member among the two contact portions. A contact portion that is in contact with the force and that is located in the force transmission direction is provided with relief so that the contact pressure during transmission of the force is reduced or zero. Transmission device.
前記第1回転部材と略同心に設けられた第2回転部材に前記3つ以上のボール部材に対応して3つ以上配設され、それぞれ前記係合頭部に相対回動可能に嵌合される嵌合凹面を備えている嵌合部材と、
を有し、前記第1回転部材および前記第2回転部材の揺動を許容しつつ、前記係合頭部と前記嵌合部材との間で該嵌合部材の中心線と交差する方向であって該第1回転部材および該第2回転部材の周方向へ力を伝達することにより、該第1回転部材と該第2回転部材との間でトルクを伝達する動力伝達装置において、
前記嵌合凹面は、前記嵌合部材の中心線方向である嵌合方向において前記係合頭部の中心点の両側に位置する2箇所の接触部で該係合頭部と接触するアンギュラーコンタクト形状を成しており、該嵌合部材および該係合頭部は、少なくとも一方を弾性変形させつつ該嵌合方向に圧入されて結合されている一方、
前記ボール部材は、自身の中心線まわりに回転不能に配設されているとともに、前記係合頭部のうち、前記嵌合部材の嵌合先端側の接触部と接触する部分であって、前記力の伝達方向に位置する両側部には、該力の伝達時に前記嵌合凹面との接触圧が低減され、或いは0となるように一対の逃げが設けられている
ことを特徴とする動力伝達装置。Three or more ball members that protrude in the radial direction at three or more locations around the rotation center line of the first rotation member, and each have a spherical engagement head at the tip;
Three or more second rotation members provided substantially concentrically with the first rotation member are disposed corresponding to the three or more ball members, and are fitted to the engagement heads so as to be relatively rotatable. A fitting member having a fitting concave surface;
The first rotating member and the second rotating member are allowed to swing while crossing the center line of the fitting member between the engagement head and the fitting member. A power transmission device that transmits torque between the first rotating member and the second rotating member by transmitting a force in a circumferential direction of the first rotating member and the second rotating member;
The engagement concave surface is an angular contact that comes into contact with the engagement head at two contact portions located on both sides of the center point of the engagement head in the engagement direction that is the center line direction of the engagement member. The fitting member and the engagement head are pressed and joined in the fitting direction while elastically deforming at least one of the fitting member and the engagement head,
The ball member is non-rotatably disposed around its own center line, and is a portion of the engagement head that is in contact with a contact portion on the fitting tip side of the fitting member, A power transmission characterized in that a pair of reliefs are provided on both sides located in the force transmission direction so that the contact pressure with the fitting concave surface is reduced or zero when the force is transmitted. apparatus.
前記嵌合凹面および前記係合頭部は、前記嵌合部材の中心線方向である嵌合方向において該係合頭部の中心点の両側に位置する2箇所の接触部で互いに接触するように、何れか一方がアンギュラーコンタクト形状を成しており、該嵌合部材および該係合頭部は、少なくとも一方を弾性変形させつつ該嵌合方向に圧入されて結合されている一方、
前記嵌合部材および前記係合頭部の何れか一方は、自身の中心線まわりに回転不能に配設されているとともに、前記2箇所の接触部のうち該嵌合部材の嵌合先端側と接触する接触部であって、前記力の伝達方向に位置する部分には、該力の伝達時の接触圧が低減され、或いは0となるように逃げが設けられている
ことを特徴とするボール連結構造。An engaging head, and a fitting member having a fitting concave surface that is brought into spherical contact with the engaging head and is fitted so as to be relatively rotatable, the fitting head and the fitting In the ball connection structure that transmits force in a direction intersecting the center line of the fitting member between the members,
The fitting concave surface and the engaging head come into contact with each other at two contact portions located on both sides of the center point of the engaging head in the fitting direction which is the center line direction of the fitting member. Any one of them has an angular contact shape, and the fitting member and the engagement head are pressed and joined in the fitting direction while elastically deforming at least one of the fitting member and the engagement head,
Either one of the fitting member and the engagement head is disposed so as not to rotate around the center line of the engagement member and the engagement tip side of the engagement member among the two contact portions. A contact portion that is in contact with the force and is located in the force transmission direction is provided with relief so that the contact pressure during force transmission is reduced or zero. Linked structure.
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JP2003187772A JP2005023959A (en) | 2003-06-30 | 2003-06-30 | Power transmission, and ball interconnecting structure |
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JP2011163443A (en) * | 2010-02-09 | 2011-08-25 | Jtekt Corp | Sliding tripod type constant velocity joint |
-
2003
- 2003-06-30 JP JP2003187772A patent/JP2005023959A/en active Pending
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