JPH01188718A - 自在継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野）　　　、 本発明は、自在継手に関し、−特に車両の駆動系に使用
するのに適する自在継手に関する。

（従来の技術） 車両の駆動系に使用される自在継手として、トリポード
式等速ジヨイントと呼称されるものがある。これは、円
周方向に等間隔をおいて設けられた３本のトラニオン軸
を有する、第１の軸と一体となった内側部品と、円周方
向に等間隔をおいて設けられた軸線方向へ伸びる３つの
案内溝を有し、前記内側部品を取り囲んで配置される、
第２の軸と一体となった外側部品と、前記各トラニオン
軸に回転可能に支持され、前記゛各案内溝を滑動するロ
ーラとを備える。前記ローラと接触する案内溝の部分は
、断面が円弧状となるように形成され、他方、ローラは
その外周面が球面となるように形成される。

前記等速ジヨイントを車両の駆動系に組み込んで使用す
るとき、第１の軸と第２の軸とが角度をなし、等速ジヨ
イントがいわゆるジヨイント角のついた状態で回転され
ることがある。この場合、各ローラは軸の回転に伴って
外側部品の軸線方向へ相対移動し、同時に外側部品に対
し径方向へ相対移動することとなる。そして、この移動
の際の摩擦抵抗に起因し゛て振動が発生し、乗員に不快
感を与えている。

前記振動を抑えるための種々の提案がなされている。

実開昭６２−２０２２５号公報に記載された自在継手で
は、外側部品の案内溝の、ローラと接触する部分は、断
面が直線状となるように形成され、他方、ローラは円筒
状に形成されている。ローラの内側に案内リングが配置
され、ローラは案内リングを介してトラニオン軸に支持
される。トラニオン軸は案内リングに向けて、また案内
リングはトラニオン軸に向けて凸となる球面に形成され
、二わら部品は球面で接触する。

特開昭６１−１８９３２２号公報に記載された自在継手
では、外側部品の案内溝の、ローラの径方向の外方に位
置する部分は、断面が直線状となるように形成され、ロ
ーラは円筒状に形成されている。そして、案内溝とロー
ラとの間に、平面形状が０字状を呈する部品であって外
周面の断面が円弧状に、内周面の断面が直線状に形成さ
れた部品が介在されている。

実開昭６１−１１４１２８号公報に記載された自在継手
では、ローラとトラニオン軸との間に、ローラを円周方
向へ回転させる複数のニードルが配置され、さらにこれ
らニードルの内側に、ローラをトラニオン軸の軸線方向
へ移動させる複数のニードルが配置されている。

（発明が解決しようとする課題） 前記いずれの公報に記載された自在継手も、部品点数が
増加し、構造が複雑である。しかも、独自の自在継手を
構成するべく新たに加えられた部品は、精密加工が必要
であるため、加工に手間がかかり、コスト高の原因とな
っている。

本発明の目的は、部品点数を増やすことなく、構造を筒
単にでき、コスト高となるのを抑えることができる自在
継手を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明に係る自在継手は、円周方向に等間隔なおいて配
置されていて径方向へ伸びる３つの第１の係合部が設け
られた、第１の軸と一体となった内側部品と、該内側部
品を取り囲む外側部品であって前記各係合部を受け入れ
る軸線方向へ伸びる凹所を有する第２の係合部が円周方
向に等間隔をおいて設けられた、第２の軸と一体となっ
た外側部品と、前記内側部品の第１の係合部と前記外側
部品の第２の係合部とに接触するように前記各凹所内に
配置された転動体とを含み、前記第１および第２の係合
部の一方の前記転動体と接触する面は凹曲面であり、他
方の前記転動体と接触する面は平面である。

１個の転動体が第１の係合部と第２の係合部とに接触す
るように各凹所内に配置される場合、第１の係合部の転
動体と接触する面は凹曲面であり、前記転動体は該凹曲
面に係合して第１の係合部から両側方へその一部が突出
される大きさであり、第２の係合部は前記転動体と接触
する２つの平面を有する。

２個の転動体が第１の係合部と第２の係合部とに接触す
るように各凹所内に配置される場合、第１の係合部の各
側に１個の転動体が配置される。第１の係合部の各転動
体と接触する面は平面であり、第２の係合部は各転動体
と接触する凹曲面を有する。

凹曲面は凹球面の外、凹梢円面、凹成物面、凹円錐面、
凹多角面等の形体に形成され、他方、転動体は球の外、
球の赤道部分を直径が均一な円形輪郭に形成した形体と
することができる。

（作用および効果） たとえば、第１の軸を駆動側に結合し、第２の軸を従動
側に結合して使用する。第１．の軸から伝えられた駆動
力ないし回転トルクは、内側部品を経て転動体に、さら
に転動体から外側部品に至り、第２の軸に取り出される
。

自在継手がジヨイント角をなして回転するとき、転動体
が平面を転がり、転動体と第１または第２の係合部との
軸線方向および径方向の相対移動がなされる。これによ
り、相対移動の際の摩擦抵抗が大幅に軽減される。そし
て、この場合、従来の等速ジヨイントと同じ等速原理に
従い、等速回転する。

転動体を、内側部品の第１の係合部および外側部品の第
２の係合部の一方に設けた凹曲面によって定位置に保持
し、他方に設けた平面で転がらせる構成であるため、部
品点数を前述した公報に記載された自在継手に比べて大
幅に少なくでき、構造が簡素になる。かくて、コストの
低減が可能である。

自在継手がジヨイント角のある状態で回転するとき、転
動体が平面を転がるため、転動体の第１または第２の係
合部との相対移動が低摩擦状態下で行わわることとなる
。これにより、ジヨイント角のある状態での回転に起因
する振動が大幅に低減する。

（実施例） 自在継手１０は、第１図および第２図に示すように、内
側部品１２と、外側部品１４と、転動体１６とを含む。

内側部品１２は、円周方向に１２０°の等間隔をおいて
配置されていて径方向へ伸びる３つの係合部１３ａを有
する。図示の実施例では、３つの係合部１３ａは中央の
円筒状のボス部１３ｂと一体となっている。ボス部１３
ｂの内周面にスプラインが切られ、他方、外周面にスプ
ラインを有する軸１８がボス部１３ｂに嵌合され、ボス
部１３ｂを止め輪２０で固定して、内側部品１２は軸１
８に結合されている。

各係合部１３ａは実質的に直方体であって、軸１８の軸
線方向の長さしが軸線に直交する方向の厚みＤより大き
くなるように形成される。そして、長さしは後述する転
動体１６の直径より大きく、厚みＤは転動体１６の直径
より小さい。

各係合部１３ａに凹曲面２２が設けられている。図示の
実施例では、凹曲面２２は、軸１８の軸線０１を中心と
して軸線に直交する仮想面に描かれた円２４と、軸線か
ら係合部１３ａの中央に伸びる半径２６との交点０２を
中心とした半径凡の凹球面である。

外側部品１４は、内側部品１２を取り囲むものであって
、内側部品１２の各係合部１３ａを受け入れる凹所２８
を有する第２の係合１１Ｓ１５ａを、円周方向に１２０
゛の等間隔をおいて備える。

外側部品１４の各係合部１５ａは基部１５ｂから径方向
の外方へ突出された形体であり、係合部１５ａと基部１
５ｂとの軸線方向の一方の端部は、閉塞部１５ｃによっ
て密閉され、他方の端部は開口となっている。軸３０が
閉塞部１５ｃに一体に結合されている。内側部品１２は
、外側部品１４の開口から、外側部品１４の内部に差し
込まれる。

凹所２８は、軸１８の軸線と係合部１３ａの中央を通る
半径２６とを含む仮想面に平行な２つの平面２９を両側
に有し、これら平面２９は軸１８の軸線に沿って伸びて
いる。両手面２９のなす間隔は２Ｒである。

転動体１６は、図示の実施例では、半径Ｒの球である。

この転動体１６は内側部品１２の各係合部１３ａの凹曲
面２２にころがり接触し、凹曲面２２によって定位、置
に保持される。転動体１６を、保合部１３ａに配置して
凹曲面２２と係合させるには、たとえば、内側部品１２
を、各係合部１３ａの半径２６上で切断したほぼＷ字状
を呈する３つの部品として形成し、転動体１６を所定の
位置に配置して、３つの部品相互を溶接、ねじ止め、接
着等で結合する。転動体１６は内側部品１２の凹曲面２
２に対して、また、外側部品１４の２つの平面２９に対
して、動きばめとなる大きさに形成される。

第３図に示す実施例では、自在維手４０は内側部品４２
と、外側部品４４と、２つの転動体４６とを含む。

内側部品４２は１円周方向に等間隔をおいて配置されて
いて径方向へ伸びる３つの係合部４３を備えるが、この
係合部４３には凹曲面は設けられていない。係合部４３
の両側の面４８は、軸の軸線と係合部４３の中央を通る
半径とを含む仮想面に平行である。内側部品４２の係合
部４３の径方向および軸線方向の長さは、自在継手が最
大のジヨイント角をとって回転するとき、転動体４６と
の係合が外れないように定められる。

外側部品４４は内側部品４２を取り囲むものであって、
この外側部品４４に、内側部品４２の各係合部４３を受
け入れる軸線方向へ伸びる凹所５０を有する係合部４５
が、円周方向に等間隔をおいて設けられている。外側部
品４４の、内側部品４２の係合部４３に対面する２つの
内面５２のそれぞれは凹曲面５４を有する。この場合の
凹曲面５４は、内面５２上に中心ｏ３を有する半径凡の
四半球面である。四半球面の中心０３は、内面５２上に
ある必要は必ずしもなく、たとえば、中心０３が内面５
２の内方となるなど、転動体４６を保持できる適宜な位
置に選定され得る。

２個の転動体４６はいずれも半径Ｒの球であり、各凹所
５０内に、内側部品４２の係合部４３の各側に１個が位
置するように配置される。転動体４６は外側部品４４の
係合部４５の凹曲面５４で定位置に保持され、内側部品
４２の係合部４３の平面４８に接する。この状態で転動
体は動きばめとなる大きさに形成される。

第３図に示した実施例のその他の構成は第１図および第
２図に示した実施例と同じである。

第４図に示した実施例では、内側部品１２の係合部１３
ａに設けられた凹曲面は２つの凹円錐面６０．６２によ
って構成されている。他方、転動体１６は球である。そ
の結果、転動体１６と２つの凹円錐面６０．６２とは転
動体の円周方向に線接触することとなる。この実施例の
その他の構成は、第１図および第２図に示した実施例と
同じである。

第４図に示すように、転動体１６と接する凹曲面が２つ
の凹円錐面からなる場合、凹曲面の製作が容易になる。

凹曲面が凹球面であり、しかも転動体が球である場合、
回転トルクを伝達するという自在継手本来の機能に鑑み
ると、血圧を小さくすることができる利点がある。反面
、凹球面の製作に積度が要求され、製作が複雑になるが
、凹曲面が凹円錐面であれば、製作上は有利である。

第５図に示す実施例では、内側部品１２の係合部１３ａ
の凹曲面は２つの凹円錐面６ｏ、６２からなり、転動体
重６は、球の赤道部分が均一な直径の円形輪郭面１７ａ
”であり、残る部分が球面１７ｂである形体に形成され
ている。

第４図および第５図に示したのは、転動体が内側部品の
係合部の凹曲面に係合する場合であるが、転動体が第３
図に示すように、外側部品の係合部の凹曲面に係合する
場合でも、第４図および第５図の形体を適用することが
できる。

前記実施例では、凹曲面は凹球面または凹円錐面である
が、これに代え、凹楕円面、凹放物面、凹多角面等によ
って凹曲面を形成することもできる。凹楕円面および凹
放物面は、転動体と全面にわたる面接触ではないが部分
的に面接触し、凹多角面は点接触する。凹球面と球との
接触のような完全な面接触は部分的な面接触より、部分
的な面接触は線接触より、そして線接触は点接触より血
圧が小さくなるが、加工上では、完全な面接触が一番難
しく、次いで部分的な面接触、線接触、点接触の順に易
しくなる。そこで、伝達すべき回転トルクの大きさに応
じて、完全な面接触とするか、部分的な面接触とするか
、線接触とするかまたは点接触とするかを定め、凹曲面
を選定することが好ましい。

内側部品１２の各係合部１３ａを外側部品１４の係合部
１５ａの凹所２８に差し込み、外側部品１４の内部にグ
リースを封入し、外側部品１４の開口をブーツで覆って
、自在継手１０は使用状態とされる。軸１８をたとえば
駆動側に、軸３０を従動側に結合する。

軸１８から伝えられた回転トルクは、内側部品１２の係
合部１３ａ、凹曲面２２、転動体１６、外側部品１４の
係合部１５ａへこの順で伝えられ、軸３０に取り出され
る。

自在継手１０がジヨイント角をもって回転されるとき、
転動体１６が外側部品１４の凹所２８内を軸線方向へ移
動し、同時に転動体１６と外側部品１４との径方向の相
対移動が生ずる。これら移動は転動体１６の転がりによ
って行ねねるので、摩擦抵抗は少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は自在継手の軸線に直交する面で切断した断面図
、第２図は第１図の２−２線に沿って切断した断面図、
第３図ないし第５図は自在継手の別の実施例の第１図と
同様な断面図で、一部のみを示しである。 １０．４０：自在継手、 １２．４２：内側部品、 １３ａ、１５ａ、４３．４５：係合部、１４．４４：外
側部品、 １６．４６：転動体、 １８．３０：軸、 ２８．５０：凹所。 代理人　弁理士　松　永　宣　行 第１図 ２日 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円周方向に等間隔をおいて配置されていて径方向へ伸び
   る３つの第１の係合部が設けられた、第１の軸と一体と
   なった内側部品と、該内側部品を取り囲む外側部品であ
   って前記各係合部を受け入れる軸線方向へ伸びる凹所を
   有する第２の係合部が円周方向に等間隔をおいて設けら
   れた、第２の軸と一体となった外側部品と、前記内側部
   品の第１の係合部と前記外側部品の第２の係合部とに接
   触するように前記各凹所内に配置された転動体とを含み
   、前記第１および第２の係合部の一方の前記転動体と接
   触する面は凹曲面であり、他方の前記転動体と接触する
   面は平面である、自在継手。