JP3694123B2 - ダブルカルダン型等速ジョイント - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、ダブルカルダン型等速ジョイントに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、等速ジョイントの一つとして、図5に示すように、先端に筒状のソケット11aを形成したソケットヨーク11と、先端にピン12aを突設したピンヨーク12とを、十字軸13,14を介してカップリングヨーク15に回動自在に連結し、上記ピンヨーク12のピン12aの先端に設けられた球面部12bを、上記ソケットヨーク11のソケット11aの内面に摺動自在に嵌入したダブルカルダン型等速ジョイントが提供されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
この種の等速ジョイントにおいて、ソケットヨーク11とピンヨーク12との屈折角αの最大値は、図6に示すように、ソケットヨーク11のソケット11aの先端内周縁11bが、ピンヨーク12のピン12aの上記球面部12bと、この球面部12bに連続する首部12cとの境界部12dに干渉する時点でもって規定される。
【0004】
ところが、上記従来の等速ジョイントは、ピン12aの首部12cが、その母線がピンヨーク12の軸線Xと平行に延びる柱状に形成され、この柱状部の先端から上記球面部12bが膨出しているので、ソケットヨーク11とピンヨーク12との屈折角αが、30〜35°程度になった時点で、ソケット11aの先端内周縁11bが、上記球面部12bと首部12cとの境界部12dに干渉する。このため、さらに大きい屈折角αを必要とする用途には使用することができないという問題があった。
【0005】
そこで、首部12cの先端部の軸径を細くして、上記屈折角αを大きくすることも考えられる。しかしこの場合には、上記屈折角αを大きくすればするほど、首部12cの最先端の軸径Dが、安全率を1とした場合の計算上の最小限界軸径d(図6破線参照)よりも細くなるので、等速ジョイントにトルクを負荷した際に首部12cに作用する曲げ応力に対して、当該首部12cが耐えられなくなるおそれがある。
この発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、ピンの実用強度を確保しつつ、ソケットヨークとピンヨークとを広角度に屈折させることができるダブルカルダン型等速ジョイントを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためのこの発明のダブルカルダン型等速ジョイントは、円筒状の基体部の両側部に、十字軸を取付けるフランジ部を突設したカップリングヨークと、上記基体部の内方に導入される筒状のソケットを有し、上記十字軸を介してカップリングヨークの一側部側のフランジ部に回動自在に連結されたソケットヨークと、上記カップリングヨークの他側部側のフランジ部に十字軸を介して回動自在に連結されているとともに、本体部の先端に上記ソケットに導入されるピンを突設し、当該ピンの先端に上記ソケットの内面に摺接する球面部を形成したピンヨークとを備えるダブルカルダン型等速ジョイントにおいて、上記ピンヨークのピンの球面部と、この球面部に連続する首部とを、ソケットヨークとピンヨークとが所定角度屈折した状態でソケットがピンに干渉するのを防止すべく凹曲部によって連続させているとともに、上記首部の凹曲部に連続する部位に、上記ソケットヨークとピンヨークとが上記所定角度よりさらに屈折した状態でソケットがピンに干渉するのを防止すべく、母線が直線的に延びる柱状部を形成し、上記柱状部の母線が、凹曲部の最小軸径部からピンの軸線とほぼ平行に延びていることを特徴とするものである。
【0007】
上記の構成のダブルカルダン型等速ジョイントによれば、上記凹曲部(以下「第1凹曲部」という)によって、ソケットヨークとピンヨークとが所定角度屈折した状態で、ソケットがピンに干渉するのを防止することができる。このため、ソケットヨークとピンヨークとの屈折角を大きくすることができる。また、上記第1凹曲部に連続する柱状部(以下「第1柱状部」という)によって、ソケットヨークとピンヨークとが上記所定角度よりもさらに屈折した状態で、ソケットがピンに干渉するのを防止することができる。このため、ソケットヨークとピンヨークとの屈折角をさらに大きくすることができる。
しかも、ピンの首部の最小限界軸径を確保した状態で、上記屈折角を大きくすることができるので、当該首部の実用強度を確保することができる。
【0008】
更に、上記第1柱状部の母線は、第1凹曲部の最小軸径部からピンの軸線とほぼ平行に延びているので、第1柱状部の軸径が、第1凹曲部の最小軸径と等しくなるので、ソケットヨークとピンヨークとの屈折角をさらに効果的に大きくすることができる。
【0009】
上記等速ジョイントは、上記ピンの第1柱状部からピンヨークの本体部に向かって、凹曲部、柱状部及び凹曲部(以下これらを順次「第2凹曲部」、「第2柱状部」、「第3凹曲部」という)がこの順にて漸次拡径した状態で連続的に形成されているのが好ましく、この場合には、ソケットヨークとピンヨークとがさらに屈折した状態で、ソケットがピンに干渉するのを、上記第2凹曲部と第3凹曲部との間の第2柱状部によって防止することができる。このため、ソケットヨークとピンヨークとの屈折角をさらに大きくすることができる。
また、第1柱状部と第2柱状部との間を、第2凹曲部によって連続させているので、第1柱状部と第2柱状部との間にエッジが形成されることに起因して、当該部分に応力集中が生じるのを抑制することができる。しかも、第1柱状部とピンヨークの本体部との間のピンの軸径が漸次太くなっているので、当該部分の強度を高めることができる。
【0010】
上記第2柱状部の母線は、隣接する第2凹曲部及び第3凹曲部の接線であるのが好ましく、この場合には、第2凹曲部、第2柱状部及び第3凹曲部を非常に滑らかに連続させることができる。このため、当該部分に応力集中が生じるのをより効果的に抑制することができる。
【0011】
上記ピンヨークの本体部とピンとの境界部は、上記凹曲部によって連続させているのが好ましく、この場合には、ピンヨークの本体部とピンとの境界部に応力集中が生じるのを抑制することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら説明する。
図2はこの発明のダブルカルダン型等速ジョイントの一つの実施の形態を示す一部欠截正面図である。
この等速ジョイントは、軸方向に沿って配置したソケットヨーク1及びピンヨーク2が、それぞれ十字軸3,4を介してカップリングヨーク5に連結されているとともに、ソケットヨーク1とピンヨーク2とが、それぞれの先端部に形成されたソケット6とピン7とを介して、揺動自在に連結されているものである。
【0013】
上記カップリングヨーク5は、円筒状の基体部5aの両側部のそれぞれに、上記十字軸3,4を取付ける一対のフランジ部5bが突設されているものであり、上記フランジ部5bと十字軸3,4との間には、ニードル軸受が介在されている。
上記ソケットヨーク1の先端部のソケット6は、有底筒状のものであり、その内周は真円に形成されている。このソケット6は、カップリングヨーク5の基体部5aの内方へ導入されている。
【0014】
上記ピンヨーク2の先端部のピン7は、ピンヨーク2の本体部21に連続する首部71と、この首部71の先端に連続する球面部72とによって構成されている。上記球面部72は、直径が首部71の先端部の軸径よりも太くなるように設定されているとともに、その過半部が上記ソケットヨーク1のソケット6の内周に摺動自在に嵌入されている。なお、上記球面部72は、ソケット6の内部に挿入されたコイルばねSPによって、ソケット6の内周の開口側に位置するように常時付勢されている。
【0015】
上記ピン7の首部71と球面部72とは、図3に詳細を示すように、第1凹曲部R1によって連続させてあり、これによって、ソケットヨーク1とピンヨーク2とを、十字軸3,4の軸心Q1,Q2を中心にそれぞれ屈折させて、その屈折角がα1(例えば36°)となった時点で、ソケット6の先端の内周縁61がピン7の首部71の先端部に干渉するのを防止して(図4破線参照)、ソケットヨーク1とピンヨーク2との屈折角αを、より大きく確保できるようになっている。
また、上記第1凹曲部R1部分の最小軸径D1は、安全率を1とした場合の計算上の最小限界軸径(図1破線参照)d1よりも太くなるように設定されており、等速ジョイントにトルクが負荷されて、ピン7に曲げ応力が作用した場合でも、これに十分耐えることができるようになっている。なお、図面符号中L1はソケットヨーク1の軸線を、L2はピンヨーク2の軸線をそれぞれ示している。
【0016】
上記ピン7の首部71の第1凹曲部R1に隣接する部分には、母線がピン7の軸線つまりピンヨーク2の軸線L2と略平行にて直線的に延びる第1の柱状部S1が形成されており、この第1の柱状部S1によって、第1凹曲部R1の小径側が径方向外方へ突出することにより、上記ソケットヨーク1とピンヨーク2とを上記屈折角α1よりも大きい屈折角α2(例えば40°)だけ屈折させた状態で、ソケット6の先端の内周縁61が、上記首部71の第1凹曲部R1に隣設する部位に干渉するのを防止している(図4一点鎖線参照)。上記第1柱状部S1の母線は、第1凹曲部R1の最小軸径部を通る接線と一致させてあり、これによって、第1柱状部S1の軸径を上記限界最小軸径d1よりも太い範囲で可能な限り細くしている。このため、上記ソケットヨーク1とピンヨーク2とを、より広角に屈折させることができる。
【0017】
さらに、上記ピン7の首部71の第1柱状部S1からピンヨーク2の本体部21に向かって、第2凹曲部R2、第2柱状部S2及び第3凹曲部R3が、この順にて漸次拡径しながら連続的に形成されており、これによって、上記第1柱状部S1とピンヨーク2の本体部21との間の軸径が、図2の破線で示す安全率を1とした場合の計算上の最小限界軸径よりもかなり太くなるようにしている。
【0018】
上記第1柱状部S1の母線は、第2凹曲部R2の最小軸径部を通る接線に一致させてあり、第2柱状部S2の母線は、第2凹曲部R2の最大軸径部を通る接線に一致させてある。このため、第1柱状部S1と第2柱状部S2とを、エッジを生じることなく非常に滑らかに連続させることができる。したがって、当該第1柱状部S1と第2柱状部S2との間に集中応力が生じて、首部71が繰り返し疲労によって折損するのを防止することができる。
【0019】
上記第2柱状部S2は、第2凹曲部R2の大径側が径方向外方へ大きく突出することにより、上記ソケットヨーク1とピンヨーク2とを上記屈折角α2よりも大きく屈折させた時点で、ソケット6の先端の内周縁61が第2凹曲部R2に隣接する部位に干渉するのを防止するためのものであり、これによって、上記ソケットヨーク1とピンヨーク2とをより広角に屈折させ得るようになっている。
【0020】
上記第3凹曲部R3は、第2柱状部S2とピンヨーク2の本体部21の端面とを滑らかに連続させており、当該本体部21の端面は、第3凹曲部R3の最大軸径部を通る接線に一致させてある。このため、第2柱状部S2と本体部21との間にエッジが構成されることにより、当該部分に応力集中が生じるのを抑制することができる。
【0021】
上記の構成の等速ジョイントによれば、ソケットヨーク1とピンヨーク2との屈折角αを、最終的に50°程度まで広げることができ、従来例の屈折角αの最大値である35°よりも大幅に増やすことができる。
【0022】
なお、この発明のダブルカルダン型等速ジョイントは、球面部がピン7の首部71と別個に形成された球面体で構成され、この球面体をピン7に回転及び摺動自在に嵌合したタイプのダブルカルダン型等速ジョイント(例えば実開平5−89966号公報参照)にも勿論適用して実施することができる。
【0023】
【発明の効果】
以上のように、請求項1に係るダブルカルダン型等速ジョイントによれば、ピンヨークのピンの球面部と、この球面部に連続する首部との間の凹曲部(第1凹曲部)、及びこの凹曲部に連続する柱状部(第1柱状部)によって、ソケットヨークとピンヨークとが所定角度屈折した状態で、ソケットがピンに干渉するのを防止することができるので、ソケットヨークとピンヨークとの屈折角を大きくすることができる。このため、その適用範囲を広げることができる。しかも、上記第1柱状部の最小限界軸径を確保することができるので、ピンに作用する曲げ応力に対して実用上十分耐え得るものとなる。
【0024】
更に、請求項1に係るダブルカルダン型等速ジョイントによれば、上記第1柱状部の母線を、第1凹曲部の最小軸径部からピンの軸線とほぼ平行に延ばして、第1柱状部の軸径が、第1凹曲部の最小軸径と等しくなるようにしているので、ソケットヨークとピンヨークとの屈折角をさらに広角にすることができる。
【0025】
請求項2に係るダブルカルダン型等速ジョイントによれば、ソケットヨークとピンヨークとがさらに屈折した状態で、ソケットがピンに干渉するのを、上記第1柱状部に連続する凹曲部(第2凹曲部)と、ピンヨークの本体部に連続する凹曲部(第3凹曲部)との間の柱状部(第2柱状部)によって防止することができる。このため、ソケットヨークとピンヨークとの屈折角をさらに大きくすることができる。また、上記第1柱状部と第2柱状部との間を、第2凹曲部によって連続させているので、当該第1柱状部と第2柱状部との間に応力集中が生じるのを抑制することができる。このため、当該部分が繰り返し疲労によって折損するのを防止することができる。しかも、第1柱状部とピンヨークの本体部との間のピンの軸径が漸次太くなるので、当該部分の実用強度を十分に高めることができる。
【0026】
請求項3に係るダブルカルダン型等速ジョイントによれば、上記第2柱状部の母線が、これに隣接する第2凹曲部及び第3凹曲部の接線であるので、第2凹曲部、第2柱状部及び第3凹曲部を非常に滑らかに連続させることができる。このため、当該部分に応力集中が生じるのをより効果的に抑制することができる。
【0027】
請求項4に係るダブルカルダン型等速ジョイントによれば、上記ピンヨークの本体部とピンとの境界部を、第3凹曲部によって連続させているので、ピンヨークの本体部とピンとの境界部に応力集中が生じるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のダブルカルダン型等速ジョイントの要部拡大図である。
【図2】上記ダブルカルダン型等速ジョイントの一部欠截正面図である。
【図3】ピン部分の拡大図である。
【図4】ソケットヨークとピンヨークとを、漸次屈折させた状態を示す要部拡大図である。
【図5】従来例を示す一部欠截正面図である。
【図6】従来例の要部拡大図である。
【符号の説明】
1 ソケットヨーク
2 ピンヨーク
3 十字軸
4 十字軸
5 カップリングヨーク
5a 基体部
5b フランジ部
6 ソケット
7 ピン
71 首部
72 球面部
R1 第1凹曲部
R2 第2凹曲部
R3 第3凹曲部
S1 第1柱状部
S2 第2柱状部
LI ピンヨークの軸線
Claims (4)
- 円筒状の基体部の両側部に、十字軸を取付けるフランジ部を突設したカップリングヨークと、
上記基体部の内方に導入される筒状のソケットを有し、
上記十字軸を介してカップリングヨークの一側部側のフランジ部に回動自在に連結されたソケットヨークと、
上記カップリングヨークの他側部側のフランジ部に十字軸を介して回動自在に連結されているとともに、本体部の先端に上記ソケットに導入されるピンを突設し、当該ピンの先端に上記ソケットの内面に摺接する球面部を形成したピンヨークとを備えるダブルカルダン型等速ジョイントにおいて、
上記ピンヨークのピンの球面部と、この球面部に連続する首部とを、ソケットヨークとピンヨークとが所定角度屈折した状態でソケットがピンに干渉するのを防止すべく凹曲部によって連続させているとともに、
上記首部の凹曲部に連続する部位に、上記ソケットヨークとピンヨークとが上記所定角度よりさらに屈折した状態でソケットがピンに干渉するのを防止すべく、母線が直線的に延びる柱状部を形成し、
上記柱状部の母線が、凹曲部の最小軸径部からピンの軸線とほぼ平行に延びていることを特徴とするダブルカルダン型等速ジョイント。 - 円筒状の基体部の両側部に、十字軸を取付けるフランジ部を突設したカップリングヨークと、
上記基体部の内方に導入される筒状のソケットを有し、上記十字軸を介してカップリングヨークの一側部側のフランジ部に回動自在に連結されたソケットヨークと、
上記カップリングヨークの他側部側のフランジ部に十字軸を介して回動自在に連結されているとともに、本体部の先端に上記ソケットに導入されるピンを突設し、当該ピンの先端に上記ソケットの内面に摺接する球面部を形成したピンヨークとを備えるダブルカルダン型等速ジョイントにおいて、
上記ピンヨークのピンの球面部と、この球面部に連続する首部とを、ソケットヨークとピンヨークとが所定角度屈折した状態でソケットがピンに干渉するのを防止すべく凹曲部によって連続させているとともに、
上記首部の凹曲部に連続する部位に、上記ソケットヨークとピンヨークとが上記所定角度よりさらに屈折した状態でソケットがピンに干渉するのを防止すべく、母線が直線的に延びる柱状部を形成し、
上記ピンの柱状部からピンヨークの本体部に向かって、凹曲部、柱状部及び凹曲部がこの順にて漸次拡径した状態で連続的に形成されていることを特徴とするダブルカルダン型等速ジョイント。 - 上記柱状部の母線が、隣接する各凹曲部の接線である請求項2記載のダブルカルダン型等速ジョイント。
- 上記ピンヨークの本体部とピンとの境界部を、上記凹曲部によって連続させている請求項2記載のダブルカルダン型等速ジョイント。
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