JP2005207449A - 等速自在継手 - Google Patents
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Abstract
【課題】 継手外輪の外径を簡便な手段により小さくすることにより、軽量およびコンパクト化を容易に実現し得る等速自在継手を提供する。
【解決手段】 複数のトラック溝22を内径に設けた継手外輪21と、この継手外輪21のトラック溝22と対応させてトラック溝を外径に設けた継手内輪と、継手外輪21と継手内輪間に介装されてそれぞれのトラック溝が協働して形成するボールトラックに配され、トルクを伝達する複数のボールと、ボールを保持するポケットを有する保持器とを備え、継手外輪21の外径の円周方向に離間して配設され、その径方向に部分的に突出した複数の車体取付フランジ23を有する等速自在継手において、継手外輪21の外径形状をその内径形状に沿った花形に成形し、継手外輪21のトラック溝22間に位置する外径凹所25に車体取付フランジ23を設ける。
【選択図】 図1
【解決手段】 複数のトラック溝22を内径に設けた継手外輪21と、この継手外輪21のトラック溝22と対応させてトラック溝を外径に設けた継手内輪と、継手外輪21と継手内輪間に介装されてそれぞれのトラック溝が協働して形成するボールトラックに配され、トルクを伝達する複数のボールと、ボールを保持するポケットを有する保持器とを備え、継手外輪21の外径の円周方向に離間して配設され、その径方向に部分的に突出した複数の車体取付フランジ23を有する等速自在継手において、継手外輪21の外径形状をその内径形状に沿った花形に成形し、継手外輪21のトラック溝22間に位置する外径凹所25に車体取付フランジ23を設ける。
【選択図】 図1
Description
本発明は、例えば、自動車や各種産業機械の動力伝達機構において使用されるもので、駆動側と従動側の二軸間で軸方向変位および角度変位を許容する摺動型等速自在継手に関する。
自動車のエンジンから駆動車輪に動力を伝達する動力伝達機構では、エンジンと車輪との相対的位置関係の変化による角度変位と軸方向変位に対応する必要があるため、例えば、図6に示すようにエンジン側と駆動車輪側との間に中間軸1を介装し、その中間軸1の一端部を摺動型等速自在継手2を介してディファレンシャル3に連結し、他端部を固定型等速自在継手4および車輪軸受5を介して駆動車輪6に連結している。
前述の摺動型等速自在継手2は角度変位だけでなく、いわゆるプランジングによって軸方向変位も吸収されるのに対して、固定型等速自在継手4は、角度変位のみが可能となっている。摺動型等速自在継手2と固定型等速自在継手4と中間軸1とをユニット化してドライブシャフト7が構成され、車体に装着された状態で等速自在継手2,4に所定の作動角がついている。これら等速自在継手2,4の作動角は逐次変化することから、一般的に、一対の等速自在継手2,4のうち、固定型等速自在継手4をアウトボード側に、摺動型等速自在継手2をインボード側にそれぞれ使用し、作動角の変化に対応している。
この摺動型等速自在継手2としてはダブルオフセット型等速自在継手(DOJ)がよく知られている。この等速自在継手は、図7(a)(b)に示すように車体側のディファレンシャル3に取り付けられる継手外輪8と、中間軸1の一端に取り付けられる継手内輪9と、継手外輪8および継手内輪9の間に組み込まれた複数のボール10と、継手外輪8と継手内輪9との間に介在してボール10を支持する保持器11とを主要な構成要素としている。なお、継手外輪8のディファレンシャル側端部には、その開口を塞ぐ蓋体16が装着されている。
継手外輪8は、その軸線に平行な複数の直線状トラック溝12が内径に円周方向等間隔で形成されたカップ形状を有し、そのトラック溝12と対応させて継手内輪9の外径には、その軸線に平行な複数の直線状トラック溝13が形成されている。この継手外輪8と継手内輪9のそれぞれのトラック溝12,13が協働して形成するボールトラックに、トルクを伝達するボール10が配され、各ボール10は、継手外輪8と継手内輪9間に介装された保持器11により支持されている。この等速自在継手では、継手外輪8と継手内輪9との間に作動角が付与された場合、保持器11によりボール10を作動角の二等分面上に制御させて等速性を維持する構造となっている。
この等速自在継手2における継手外輪8は、車体への取り付け形態から種々のタイプがあり、図7(a)(b)に示すものはフランジタイプである。このフランジタイプの継手外輪8は、その外径端部に複数の車体取付フランジ14が円周方向等間隔に一体的に突設され、各車体取付フランジ14に貫設されたボルト穴15を利用してボルトの締め付けによりディファレンシャル3(図6参照)に取り付けられる。等速自在継手においては、近年の軽量、コンパクト化の目的から、継手外輪8の外径形状をその内径形状に沿った花形に成形したものが使用されている(例えば、特許文献1参照)。
特開平5−231436号公報
ところで、フランジタイプの継手外輪8を有する等速自在継手では、前述したように複数の車体取付フランジ14を継手外輪8の外径に径方向外側に突出させて設け、各車体取付フランジ14のボルト穴15にボルトを挿通させて車体側のディファレンシャルに取り付ける構造としている。
このボルト締めによる継手外輪8の取り付けでは、図8(a)(b)に示すように締め付け治工具(図中のソケット18)を用いることから、継手外輪8の外径との間に治工具が挿入できるスペースaを設けておかなければならない。そのため、締め付け治工具による取り付けを考慮すると、継手外輪8の外径との間にスペースaを設けると共に車体取付フランジ14にボルト穴15を設ける必要性から、車体取付フランジ14の外径寸法が大きくなり、等速自在継手の重量も大きくなるという問題があった。
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、継手外輪の外径を簡便な手段により小さくすることにより、軽量およびコンパクト化を容易に実現し得る等速自在継手を提供することにある。
前記目的を達成するための技術的手段として、本発明は、複数のトラック溝を内径に設けた外方部材と、この外方部材のトラック溝と対応させてトラック溝を外径に設けた内方部材と、前記外方部材と内方部材間のそれぞれのトラック溝が協働して形成するボールトラックに配され、トルクを伝達する複数のボールと、前記ボールを保持するポケットを有する保持器とを備え、前記外方部材の外径端部に円周方向に離間して配設され、径方向に部分的に突出した複数の車体取付フランジを有する等速自在継手において、前記外方部材の外径形状をその内径形状に沿った花形に成形し、外方部材のトラック溝間に位置する外径凹所に車体取付フランジを形成したことを特徴とする。
本発明では、外方部材の外径形状をその内径形状に沿った花形に成形していることから、等速自在継手の負荷容量を現状維持したままで軽量化することができ、さらに、その花形形状の外方部材におけるトラック溝間に位置する外径凹所に車体取付フランジを設けたことにより、車体取付フランジの外径寸法を小さくすることができ、等速自在継手のコンパクト化を図ることができる。
本発明における外方部材の外径形状は、トラック溝が位置する最外径寸法DTと車体取付フランジが位置する最小径寸法DNとの比DN/DTを0.85〜0.95とすることが望ましい。この最外径寸法と最小径寸法の比を前述の範囲に規定することにより、前述の軽量化およびコンパクト化と共に外方部材の強度を確保することができる。
ここで、前述した外方部材のトラック溝の個数に対して車体取付フランジの個数を任意に設定することができる。つまり、外方部材におけるすべてのトラック溝に対してそのトラック溝間に位置するすべての外径凹所に車体取付フランジを設ける以外に、一部の外径凹所だけに車体取付フランジを設けることも可能である。
本発明は、8個のボールを組み込んだ等速自在継手に適用可能であり、ボールが8個の場合、6個ボールの等速自在継手と比べてボールPCDを小さくしてコンパクト化を図る上で有効である。
本発明によれば、外方部材の外径形状をその内径形状に沿った花形に成形していることから、等速自在継手の負荷容量を現状維持したままで軽量化することができ、さらに、その花形形状の外方部材におけるトラック溝間に位置する外径凹所に車体取付フランジを設けたことにより、車体取付フランジの外径寸法を小さくすることができ、等速自在継手のコンパクト化を図ることができる。この等速自在継手の軽量コンパクト化により、等速自在継手の性能向上、用途拡大が図れる。
本発明に係る等速自在継手の実施形態を以下に詳述する。なお、図7(a)(b)および図8(a)(b)に示す従来の等速自在継手と同一または相当部分には同一参照符号を付す。
図1(a)(b)に示す実施形態は、自動車の動力伝達機構であるドライブシャフト7(図6参照)を構成し、車体側のディファレンシャル3に連結される摺動型等速自在継手で、ダブルオフセット型等速自在継手(DOJ)を例示する。この等速自在継手は、車体側のディファレンシャル3に取り付けられる外方部材である継手外輪21と、中間軸1の一端に取り付けられる内方部材である継手内輪9と、継手外輪8および継手内輪9の間に組み込まれた複数のボール10と、継手外輪8と継手内輪9との間に介在してボール10を支持する保持器11とを主要な構成要素としている〔継手外輪21以外は、従来と同様であるため、図7(a)(b)および図8(a)(b)参照〕。
継手外輪21は、その軸線に平行な複数の直線状トラック溝22が内径に円周方向等間隔で形成されたカップ形状を有し、そのトラック溝22と対応させて継手内輪9の外径には、その軸線に平行な複数の直線状トラック溝13が形成されている。この継手外輪21と継手内輪9のそれぞれのトラック溝22,13が協働して形成するボールトラックに、トルクを伝達するボール10が配され、各ボール10は、継手外輪21と継手内輪9間に介装された保持器11によりそのポケットで支持されている。この等速自在継手では、継手外輪21と継手内輪9との間に作動角が付与された場合、保持器11によりボール10を作動角の二等分面上に制御させて等速性を維持する構造となっている。
この等速自在継手における継手外輪21は、車体への取り付け形態からフランジタイプのものである。このフランジタイプの継手外輪21は、その外径端部に円周方向等間隔で一体的に設けられた複数の車体取付フランジ23を利用し、各車体取付フランジ23に貫設されたボルト穴24にボルトを挿通させて締め付けることによりディファレンシャル3(図6参照)に取り付けられる。
この継手外輪21は、軽量コンパクト化の目的から、その外径形状を内径(トラック溝)形状に沿った花形に成形している。ここで、「花形」とは、継手外輪21の外径面において、内径に形成されたトラック溝22間に位置する部位にそのトラック溝22に沿う凹所25を形成した形状を意味する。この継手外輪21のトラック溝22間に位置する外径凹所25に車体取付フランジ23を設ける。
このように継手外輪21の外径形状をその内径形状に沿った花形に成形していることから、等速自在継手の負荷容量を現状維持したままで軽量化することができ、さらに、その花形形状の継手外輪21におけるトラック溝22間に位置する外径凹所25に車体取付フランジ23を設けたことにより、車体取付フランジ23の外径寸法を小さくすることができ、等速自在継手のコンパクト化を図ることができる。
図2は、従来品の継手外輪8と本発明品の継手外輪21の大きさを比較するもので、同図(a)ではX−X線を境界として左側に従来品、右側に本発明品を示し、同図(b)ではY−Y線を境界として上側に従来品、下側に本発明品をそれぞれ示す。
この従来品と本発明品では、等速自在継手の負荷容量(サイズ)および治工具挿入用のスペースaを同一とした場合で比較しており、車体取付フランジ14,23の外径寸法比較では、本発明品は、従来品に対して約10%程度のコンパクト化が可能であり、また、重量比較でも、本発明品は、従来品に対して約20%程度の軽量化が達成される。
ここで、本発明品である継手外輪21は、軽量化に有利な形状として花形に成形しているが、強度確保の観点から、その肉厚などに制限を受ける。つまり、花形による軽量化と共に等速自在継手として必要な強度を満足させるためには、トラック溝部分での肉厚はもちろんのこと、トラック溝間部分の肉厚も重要である。
そこで、図1(a)に示すようにトラック溝22が位置する最外径寸法DTとトラック溝22間で車体取付フランジ23が位置する最小径寸法DNとの比DN/DTを0.85〜0.95に設定する必要がある。この最外径寸法DTと最小径寸法DNの比を前述の範囲に規定することにより、前述の軽量化およびコンパクト化と共に継手外輪21の強度を確保することができる。
ここで、前述の比DN/DTが0.85より小さいと、継手外輪21の車体取付フランジ23が位置する部位の肉厚が薄くなり過ぎ、等速自在継手が必要とする強度を確保することが困難となる。また、前述の比DN/DTが0.95より大きいと、車体取付フランジ23の外径が大きくなり過ぎ、軽量コンパクト化を図ることが困難となる。
なお、前述した継手外輪21のトラック溝22(ボール10)の個数に対して車体取付フランジ23の個数を任意に設定することができる。つまり、図1(a)(b)および図2(a)(b)に示すように継手外輪21におけるすべてのトラック溝22に対してそのトラック溝22間に位置するすべての外径凹所25に車体取付フランジ23を設ける以外に、一部の外径凹所25だけに車体取付フランジ23を設けることも可能である。例えば、図3に示すように継手外輪21の円周方向等間隔に配された三箇所の外径凹所25に車体取付フランジ23を設けることも可能である。
また、前述では、6個のボール10を組み込んだ等速自在継手を例示したが、8個のボール10を組み込んだ等速自在継手に適用可能である。ボール10が8個の場合、6個ボールの等速自在継手と比べてボールPCDを小さくしてコンパクト化を図る上で有効である。この場合も、図4に示すように8箇所すべての外径凹所25に車体取付フランジ23を設けたり、あるいは、図5に示すように継手外輪21の円周方向等間隔に配された4箇所の外径凹所25に車体取付フランジ23を設けることも可能である。
9 内方部材(継手内輪)
10 ボール
11 保持器
13 トラック溝
21 外方部材(継手外輪)
22 トラック溝
23 車体取付フランジ
25 外径凹所
10 ボール
11 保持器
13 トラック溝
21 外方部材(継手外輪)
22 トラック溝
23 車体取付フランジ
25 外径凹所
Claims (4)
- 複数のトラック溝を内径に設けた外方部材と、この外方部材のトラック溝と対応させてトラック溝を外径に設けた内方部材と、前記外方部材と内方部材間のそれぞれのトラック溝が協働して形成するボールトラックに配され、トルクを伝達する複数のボールと、前記ボールを保持するポケットを有する保持器とを備え、前記外方部材の外径端部に円周方向に離間して配設され、径方向に部分的に突出した複数の車体取付フランジを有する等速自在継手において、
前記外方部材の外径形状をその内径形状に沿った花形に成形し、外方部材のトラック溝間に位置する外径凹所に車体取付フランジを形成したことを特徴とする等速自在継手。 - 前記外方部材の外径形状は、トラック溝が位置する最外径寸法DTと車体取付フランジが位置する最小径寸法DNとの比DN/DTを0.85〜0.95とした請求項1に記載の等速自在継手。
- 前記外方部材のトラック溝の個数に対して車体取付フランジの個数を任意とした請求項1に記載の等速自在継手。
- 前記ボールが8個である請求項1に記載の等速自在継手。
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JP2008208919A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Hitachi Ltd | 動力伝達装置 |
KR20200115913A (ko) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 주식회사 나라코퍼레이션 | 보스 확대형 디스크 커플링 |
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2004
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Cited By (4)
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JP2008038928A (ja) * | 2006-08-01 | 2008-02-21 | Ntn Corp | 等速自在継手 |
JP2008208919A (ja) * | 2007-02-27 | 2008-09-11 | Hitachi Ltd | 動力伝達装置 |
KR20200115913A (ko) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 주식회사 나라코퍼레이션 | 보스 확대형 디스크 커플링 |
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