JP2640205B2 - 三脚型自在継手 - Google Patents

三脚型自在継手

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JP2640205B2 JP4354920A JP35492092A JP2640205B2 JP 2640205 B2 JP2640205 B2 JP 2640205B2 JP 4354920 A JP4354920 A JP 4354920A JP 35492092 A JP35492092 A JP 35492092A JP 2640205 B2 JP2640205 B2 JP 2640205B2
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • 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
    • Y10S464/905—Torque transmitted via radially extending pin

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、外側継手部分を有し、
これが３個の周方向で配設した軸平行な凹部を有し、該
凹部が周方向で対向した軌道を形成しており、更に横断
面で見て星形の内側継手部分を有し、これが３個の周方
向で配設した軸頸を有し、該軸頸が外側継手部分の凹部
内に係合し、軸頸上でローラ組立体が支承してあり、該
組立体がそれぞれローラ支持手段と軌道上を直接転動す
るローラとを含み、各軸頸上で各１個のローラ支持要素
がこれに対し相対的に軸頸の軸線に対し軸方向に摺動可
能且つ軸頸の軸線に対し角運動可能に保持してあり、各
ローラ支持要素上で各１個のローラが軸方向で固定され
且つ転り軸受により回転可能に支承してある三脚型自在
継手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の三脚型自在継手は例えばドイツ
国特許第2831044 号明細書で公知である。図10にこの公
知例を断面図で示せば、201 は外側継手部分、202 は内
側継手部分、203 は外側継手部分の凹所208 中に内側継
手部分から突き出している軸頸、204 は軸頸203 に摺動
可能に嵌合している内側案内リング、205 は中間部材、
206 はニードル軸受、207 はローラを夫々表わし、内側
案内リング204 と中間部材205 は球面接触部210 を介し
て揺動可能であり、ローラ207 は外側継手部分の凹所20
8 の両側に相対して設けられているガイド溝209 と係合
している。 公知の三脚型自在継手においては継手が屈曲
して回転するとき、各部品間の摩擦力などにより継手に
振動が発生する。
【０００３】「ローラ支持手段」という表現は「ロー
ラ」そのものを除き「ローラ組立体」の全ての部品を表
している。「ローラ組立体の要素」との概念で総括的に
表すのは特に「ローラ支持体」及び「ローラ」そのもの
であり、特に「ローラ支持体」という表現は「ローラ組
立体の非回転要素」を示している。曲折して延設した継
手の場合相対的に見て継手の軸線に対しローラの──内
側継手部分を基準に──半径方向の振動、軸頸上でのロ
ーラの揺動運動、そして同時に軌道に沿ってローラの─
─外側継手部分を基準に──長手方向に振動しながら回
動する運動が起きる。最初に指摘した半径方向運動と揺
動運動は滑り摩擦が伴っているのに対し、第二に挙げた
回動運動は殆ど転動のみの運動として現れる。前記摩擦
力に基づき、周知の三脚型自在継手は継手の曲げ角度が
増すのに伴い継手の振動発生の増加、即ち継手内で発生
して駆動系統に伝達される周期的な力の増加を示す。特
に曲折している継手の場合軸頸が運動経過の故に当該ロ
ーラに対し──外側継手部分を基準に──半径方向内側
にずれ、ローラが外側継手部分に対し半径方向内側で支
えられねばならないとき、滑り摩擦力は特に強くなり不
利である。このことは特に、継手の軸線を横切る軸線を
考えたときその軸線を中心とした傾動モーメントにより
ローラ組立体で引き起こされる支持力に基づく滑り摩擦
力に該当する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】課題は、継手内の滑り
摩擦による前記の振動の発生を一層低減した三脚型自在
継手を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このための最初の解決策
はローラの少なくとも一方の端面とローラ支持要素と結
合した保持手段の対向面との間にそれぞれ転り軸受を設
けることにあり、第２の解決策は転り軸受の転動体をそ
れぞれ保持器により保持することにより与えられてい
る。いずれの場合にもそれぞれローラ支持体とローラと
の間に両者間の相対回転運動に対し有効な摩擦低減手段
が設けてある。このことが特に有利であるのは両者間に
相対的軸方向力が支配するときである。ローラを基準に
この摩擦低減手段はそれぞれその端面がこれに対向して
ローラ支持体に設けた保持手段との関係で組立体してあ
る。このことは有利であり又その効果として、曲折して
いる継手の場合継手内でそれ自身と軸平行に保持される
ローラに対し軸頸の揺動昇降運動に基づきローラ支持体
とローラとの間に絶えず周期的な軸方向力が現れ、この
力が両者間の相対回転運動時摩擦力を高める方に作用す
るが、これを低減させることができる。この摩擦力低減
により、ローラが軌道内で──外側継手部分を基準に─
─軸方向に運動するときローラの易動性を向上すること
が可能となり、そのことから帰結する継手の振動の発生
が小さくなる。
【０００６】曲折している継手の場合ローラ支持体とロ
ーラとの間の軸方向支持力は──その軸線を基準に──
絶えずその相対的配向を変えるので、特に、ローラの両
端面に対し本発明による摩擦低減手段はローラ支持体に
設けた当該保持手段との関係で設けてある。以下に説明
する可能な実施態様でもそうであるが、ローラ支持体に
設ける保持手段として、それ自体知られているように、
一体に成形した環状肩部か又は外溝内で保持した円板と
止め輪との組合せのいずれかを設けておくことができ
る。
【０００７】最初に指摘した解決策によれば、ローラの
少なくとも一方の端面とローラ支持体と結合した保持手
段の対向面との間にそれぞれ転り軸受が設けてある。こ
れにより、高い設計上の支出で最大限の摩擦低減を達成
することができる。既に先に述べたように、かかる転り
軸受は好ましくはそれぞれローラの２つの軸方向端面
に、即ち継手の軸線を基準に半径方向内側と半径方向外
側でローラに設けてある。転り軸受はこの場合組立を容
易とする保持器を備えており、転り軸受の転動体は玉又
はニードルとして構成し、後者は特に円錐状に外向きに
拡大したニードルとして構成しておくことができる。
【０００８】第２に指摘した解決策によれば、それぞれ
ローラの端面とローラ支持体に結合した保持手段との間
に、滑り摩擦低減表面を有する補助要素が設けてあり、
又はそれぞれローラの少なくとも一方の端面に対向し
て、ローラ支持体と結合した滑り摩擦低減表面を有する
保持要素が設けてある。上記２つの実施態様を互いに組
合せ、最初に指摘した実施態様を半径方向内側にある肩
要素と協動してローラ支持体に設け、第２に指摘した実
施態様をローラの反対側端面に半径方向外側でローラ支
持体に組立体するのが望ましい。
【０００９】前記滑り摩擦低減表面はりん酸塩処理表面
として又は合成樹脂被覆表面として金属要素に、又は部
品の表面として潤滑工学的に格別好ましい材料から実施
しておくことができる。これによりローラとローラ支持
手段の部品との間の一種の鋼対鋼接触が有利な形で防止
される。本発明の好ましい１展開では補助要素又は保持
手段は滑り摩擦低減表面が──ローラ支持体を基準に─
─少なくとも軸方向外側を向いた肩要素を有し、これが
ローラ支持要素の端面を含む。かかる構成はローラとロ
ーラ支持体との間で摩擦を低減するだけでなく、ローラ
支持体が外側継手部分に対し直接──ローラ支持体の軸
線を基準に──軸方向で支えてある場合ローラ支持体と
外側継手部分との間でも摩擦を低減する。かかる構成は
ローラ自身が軌道内に形状嵌合式に係合することにより
──自己の軸線を基準に──軸方向支持を行うときには
必要ない。
【００１０】前記肩要素の摩擦低減表面という概念の内
容についてここでは、肩要素を好ましくは一体に結合し
ておくことのできる補助要素又は保持要素自体について
先に指摘したことと同じことが妥当する。好ましい１構
成では補助要素又は保持手段が半径方向に弾性を有する
環状要素であり、これが周面で分割され、固有応力でロ
ーラ支持体に固定してある。しかし前記肩要素は前記補
助要素又は保持要素とは分離してローラ支持体に実施し
ておくこともでき又これらとは無関係に嵌入し又は締付
けることができる。
【００１１】
【実施例】本発明の好ましい実施態様を図面に基づき説
明する。図１、図２、図３に示す継手は共通した部分を
有しているので一括して説明する。共通する部分にはそ
れぞれ同じ符号が付けてある。図１、図２、図３に各１
個の実質的に環状の内側継手部分11と周方向で配設した
その径向き円筒形軸頸12、そして１個の外側継手部分13
と周方向で配設したその凹部14を認めることができ、こ
の場合軸頸が凹部内に係合し、軸頸上にはなお詳しく説
明するローラ組立体が設けてあり、そのうち１個のロー
ラ組立体が断面図で示してある。ローラ組立体は内面が
内部円筒形、外面が外部球形の内輪15を各１個有する。
内輪15は軸頸12に対し相対的に軸頸の軸線を基準に軸方
向に振動 する。内輪15上で保持されたローラ支持体16が
内部球形凹部でもって揺動可能に内輪15の外部球形外面
に嵌着してある。ローラ支持体16上で軸受手段17を介し
ローラ18が回転可能に保持してある。外部球形ローラ18
はそれぞれ凹部14内に設けた軌道22の一つの上を転動す
る。ローラ組立体の半径方向内側で軌道は両半片に各１
個の肩部20を有し、この肩部でローラ支持体16は環状肩
部19により半径方向内側で支えることができる。ローラ
支持体19は更にローラ組立体の半径方向外側の支持面21
で支えることができる。軸受手段17a （図１）は図７
に、軸受手段17b （図２）は図８に、そして軸受手段17
c （図３）は図９に詳しく示してある。
【００１２】図４、図５、図６は共通した部分を有する
ので一括して説明する。共通する部分にはそれぞれ同じ
符号が付けてある。図４、図５、図６に実質的に環状の
内側継手部分31とそれに周方向で配設して半径方向で取
り付けた外部球形軸頸32を認めることができ、該軸頸は
周方向で配設した凹部34を有する外側継手部分33内に嵌
入してある。軸頸と凹部との間に以下詳しく説明するロ
ーラ組立体が設けてあり、そのうち１個のローラ組立体
が断面図で示してある。ローラ組立体が各１個のローラ
支持体36を含み、該支持体が内部円筒形内穴を有し、こ
れでもって軸頸32上で軸頸の軸線を基準に軸方向に相対
摺動可能且つ軸頸の軸線を基準に揺動可能に保持してあ
る。ローラ支持体36上で軸受手段37を介しローラ38が保
持してある。外部球形ローラ38はそれぞれ凹部34内に設
けた軌道42の一つの上を転動する。ローラ組立体の半径
方向内側で軌道が両半片に各１個の肩部40を有し、この
肩部でローラ支持体36は環状肩部39により半径方向内側
で支えることができる。ローラ支持体39は更にローラ組
立体の半径方向外側の支持面41で支えることができる。
軸受手段37a （図４）は図７に、軸受手段37b （図５）
は図８に、そして軸受手段37c （図3c）は図９に詳しく
示してある。
【００１３】図７には内側継手部分131 とその球形軸頸
132 が示してある。内側継手部分はスプライン133 及び
止め輪134 によりシャフト軸頸135 上で保持してある。
止め輪134 は内側継手部分に当接し、軸頸135 に設けた
環状溝136 内に係合する。本発明によるローラ組立体は
ローラ支持体137 を含み、その内部円筒形凹部138 内で
球形軸頸が軸方向に摺動可能且つ角運動可能である。凹
部138 内の第１環状挿入材149 が軸頸132 用の上側止
め、そして下側環状挿入材150 が揺動止めとなる。ロー
ラ支持体137 上でニードル軸受139 によりローラ140 が
回転可能に支承してある。ローラ140 は──共通の軸線
を基準に──軸方向で一端がローラ支持体137 の環状肩
部141 で、他端が円板142 で支えてあり、該円板を保持
する止め輪143 はローラ支持体137 の外面に設けた環状
溝144 内に係合する。保持手段−環状肩部141 と、環状
溝144 と合わせ円板142 及び止め輪143 との間の直接的
接触はそれぞれ玉軸受145, 146により実現してあり、こ
の玉軸受から各１個の保持器147, 148を認めることがで
きる。環状肩部141 、円板142 、そしてローラ140 の軸
方向端面に、玉軸受145, 146を案内する条溝が設けてあ
る。
【００１４】図８には図７のものと対応する細部に同じ
符号がそれぞれ20高めて付けており、唯一の違いは玉軸
受に代えニードル軸受165, 166が使用してある点であ
る。図９では対応する細部に図７より40を加えた符号が
付けてある。それとの違いとして第１転り軸受に代え環
状溝184 内に直接係合する摩擦低減材料からなる保持要
素185 が、そして第２転り軸受に代え環状肩部181 とロ
ーラ180 との間に摩擦低減表面を有する補助要素186 が
設けてある。ローラ支持体177 にそれぞれ−継手の軸線
を基準に−外側にある摩擦低減材料からなる肩要素１８
７と、反対側には摩擦低減材料からなる肩要素188 が設
けられており、前者は保持要素185 と一体に、後者は補
助要素186 と一体に結合してある。これらの部材はロー
ラ支持体177 が周面の１箇所に溝を有する場合この支持
体上で締付けておくことができる。
【００１５】以下、本発明の好適な実施態様を例示す
る。 １． 転り軸受(145, 146)の転動体がそれぞれ保持器(1
47,148）により保持されることを特徴とする請求項１記
載の三脚型自在継手。
【００１６】２． 転り軸受(145, 165)の転動体が玉で
あることを特徴とする請求項１記載の三脚型自在継手。
【００１７】３． 転り軸受(145, 165)の転動体が軸受
ニードル、特に円錐形状の軸受ニードルであることを特
徴とする請求項１記載の三脚型自在継手。
【００１８】４． 滑り摩擦低減表面が鋼の露出してい
ない表面であることを特徴とする請求項２に記載の三脚
型自在継手。
【００１９】５． 薄板要素がローラ支持体(177) と相
対回転不可能に結合した自律的保持要素(185) として構
成してあることを特徴とする請求項２記載の三脚型自在
継手。
【００２０】６． 薄板要素がローラ支持要素(177) の
保持手段に載置した補助要素(186) として構成してある
ことを特徴とする請求項２記載の三脚型自在継手。
【００２１】７． 保持要素(185) 及び／又は補助要素
(186) がローラ支持要素(177) の軸方向端面に組立体し
た肩要素(187, 188)と結合してあり、後者が滑り摩擦低
減表面皮膜を有することを特徴とする前項５又は前項６
記載の三脚型自在継手。
【００２２】８． 保持要素(185) 及び／又は補助要素
(186) 及び／又は肩要素(187, 188)がリン酸塩処理した
表面を有することを特徴とする請求項２記載の三脚型自
在継手。
【００２３】９． 保持要素(185) 及び／又は補助要素
(186) 及び／又は肩要素(187, 188)が合成樹脂被覆表面
を有することを特徴とする請求項２記載の三脚型自在継
手。
【００２４】１０． 保持要素(185) 及び／又は補助要
素(186) 及び／又は肩要素(187,188)が半径方向で弾性
を有するリング要素であり、これが固有応力でローラ支
持要素(177) と結合可能であることを特徴とする請求項
２及び前項４〜前項１０のいずれか１項記載の三脚型自
在継手。
【００２５】１１． ローラ支持要素(137,157) に設け
た保持手段が一体に形成した環状肩部(141,161) である
ことを特徴とする請求項１、請求項２及び前項１〜前項
１０のいずれか１項記載の三脚型自在継手。
【００２６】１２． ローラ支持要素(137,157) に設け
た保持手段が円板(142,162) とローラ支持要素の外側環
状溝(144,164) とこれに嵌入した止め輪(143,163) との
組合せであることを特徴とする請求項１、２請求項及び
前項１〜前項１１のいずれか１項記載の三脚型自在継
手。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の形態の三脚型自在継手のそれぞれ横断面
図であり、本発明によるそれらの細部は図７〜図９に示
してある。
【図２】第１の形態の三脚型自在継手のそれぞれ横断面
図であり、本発明によるそれらの細部は図７〜図９に示
してある。
【図３】第１の形態の三脚型自在継手のそれぞれ横断面
図であり、本発明によるそれらの細部は図７〜図９に示
してある。
【図４】第２の形態の三脚型自在継手のそれぞれ横断面
図であり、本発明によるそれらの細部は図７〜図９に示
してある。
【図５】第２の形態の三脚型自在継手のそれぞれ横断面
図であり、本発明によるそれらの細部は図７〜図９に示
してある。
【図６】第２の形態の三脚型自在継手のそれぞれ横断面
図であり、本発明によるそれらの細部は図７〜図９に示
してある。
【図７】図４〜図６に示す継手の本発明の第１実施態様
によるローラ組立体の縦断面図である。
【図８】図４〜図６に示す継手の本発明の第２実施態様
によるローラ組立体である。
【図９】図４〜図６に示す継手の本発明の第３実施態様
によるローラ組立体である。
【図１０】公知例を示す断面図である。
【符号の説明】
11、31、131, 151, 171 内側継手部分 12、32、132, 152, 172 軸頸 13、33、 外側継手部分 14、34, 138, 158, 178 凹部 15 内輪 16、36 ローラ支持体 17、37 軸受手段 18、38, 140, 160, 180 ローラ 19、39 環状肩部 20、40 肩部 21、41 支持面 22、42 軌道 133, 153, 173 スプライン 134, 154, 174 止め輪 135, 155, 175 軸頸 136, 156, 176, 144, 164, 184 環状溝 137, 157, 177 ローラ支持体 139, 159, 165, 166, 179 ニードル軸受 141, 161, 181 環状肩部 142, 162, 182 円板 143, 163, 183 止め輪 145, 146 玉軸受 147, 148, 167, 168 保持器 149, 150, 169, 170, 189, 190 環状挿入材 185 保持要素 186 補助要素 187, 188 肩要素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−290234（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−107807（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−20225（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外側継手部分と内側継手部分とからな
    り、外側継手部分は３個の周方向に配設した軸に平行な
    凹部を有し、該凹部が周方向で対向した軌道を形成して
    おり、内側継手部分は横断面で見て星形をなしており、
    かつ３個の周方向に配設した軸頚を有し、該軸頚が外側
    継手部分の凹部内に係合し、軸頚上でローラ組立体が支
    承されており、該組立体はそれぞれローラ支持手段と軌
    道上を直接転動するローラとを含み、各軽頸(132, 152)
    上を各１個のローラ支持要素(137,157)がこれに対し相
    対的に軸頚の軸線に対し軸方向に摺動可能かつ軸頚の軸
    線に対し角運動可能に保持されており、各ローラ支持要
    素(137, 157)上で各１個のローラ(140, 160)が軸方向で
    固定されかつ転り軸受(139, 159)により回転可能に支承
    されている三脚型自在継手において、 ローラ(140, 160)の少なくとも一方の端面とローラ支持
    要素(137, 157)と結合した保持手段の対向面との間にそ
    れぞれ転り軸受(145, 165; 146, 166)が設けてあること
    を特徴とする三脚型自在継手。
  2. 【請求項２】 外側継手部分と内側継手部分とからな
    り、外側継手部分は３個の周方向に配設した軸に平行な
    凹部を有し、該凹部が周方向で対向した軌道を形成して
    おり、内側継手部分は横断面で見て星形をなしており、
    かつ３個の周方向に配設した軸頚を有し、該軸頚が外側
    継手部分の凹部内に係合し、軸頚上でローラ組立体が支
    承されており、該組立体はそれぞれローラ支持手段と軌
    道上を直接転動するローラとを含み、各軽頸(172)上を
    各１個のローラ支持要素(177)がこれに対し相対的に軸
    頚の軸線に対し軸方向に摺動可能かつ軸頚の軸線に対し
    角運動可能に保持されており、各ローラ支持要素(177)
    上で各１個のローラ(180)が軸方向で固定されかつ転り
    軸受(179)により回転可能に支承されている三脚型自在
    継手において、 それぞれローラ(180)の少なくとも一方の端面と対向し
    て、かつそれと接触してローラ支持体(177)と結合した
    滑り摩擦低減表面を有する薄板要素(185, 186)が設けて
    あることを特徴とする三脚型自在継手。
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