JPH0217730B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0217730B2
JPH0217730B2 JP59078034A JP7803484A JPH0217730B2 JP H0217730 B2 JPH0217730 B2 JP H0217730B2 JP 59078034 A JP59078034 A JP 59078034A JP 7803484 A JP7803484 A JP 7803484A JP H0217730 B2 JPH0217730 B2 JP H0217730B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ball
joint member
joint
spherical surface
cage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP59078034A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS60220226A (ja
Inventor
Kei Kimata
Masahiro Kato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority to JP7803484A priority Critical patent/JPS60220226A/ja
Publication of JPS60220226A publication Critical patent/JPS60220226A/ja
Publication of JPH0217730B2 publication Critical patent/JPH0217730B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
    • F16D3/224Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a sphere
    • F16D3/2245Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a sphere where the groove centres are offset from the joint centre

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、自動車の駆動力伝達軸等に利用さ
れる等速自在継手に関するものである。
従来技術 本出願人はボール溝を冷間鍛造でアンダーカツ
トなしに加工できる製造の容易な等速自在継手を
実願昭54−112343号(実開昭56−29319号公報)
に於いて提案している。この等速自在継手は、第
3図に示すように、凹球面1a及びこの凹球面1
aに設けた複数のボール溝1bを有する外側継手
部材1と、外側継手部材1の凹球面1aに滑動可
能に嵌合する凸球面4aを外面に有し、内面に凹
球面4bを備え外内面を貫通する外側継手部材1
のボール溝1bと同数のボールポケツト4cを有
するケージ4と、ケージ4の凹球面4bに滑動可
能に嵌合する凸球面2a及び、この凸球面2aに
外側継手部材1のボール溝1bと同数のポール溝
2bを有する内側継手部材2と、外内側両継手部
材1,2のボール溝1b,2b及びケージ4のボ
ールポケツト4cに嵌合したボール3とを備え、
外内両継手部材1,2のボール溝1b,2bの曲
面中心OR,OR′を継手の軸線X−Xに平行な線
上で継手の中心面Y−Yに対し軸方向に等距離だ
け相反する側に偏心させ、かつ、この偏心量を継
手の中心面Y−Yから外側継手部材1の端面まで
の距離eと少なくとも等しく、また、ケージ4の
外内球面4a,4bの球面面中心a,a′を継手の
中心Oに対し軸方向に同じ寸法fだけ相反する側
に偏心させ、この外内球面4a,4bを外内両継
手部材1,2の内外球面1a,2aに係合して外
内両継手部材1,2を互いに軸方向に固定してな
り、これらによりボール3を常に外内両継手部材
1,2の軸線の2等分面、即ち、継手の中心面Y
−Yに保持するようにしたものである。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、この種の等速自在継手に於いて、第
4図に示すように、外内両継手部材1,2が大き
な作動角αをとつた場合、外側継手部材1の開口
側に位置するボール3は、OR点を曲率中心とす
る外側継手部材1のボール溝1bと、OR′点を曲
率中心とする内側継手部材2のボール溝2bで保
持され、継手に捩りトルクが負荷されると、ボー
ル3に外側継手部材1のボール溝1bと内側継手
部材2のボール溝2bより夫々法線力が負荷さ
れ、その合力F1がケージ4に回転モーメントと
して作用する。一方、外側継手部材1の奥底側に
位置するボール3は、OR2点を曲率中心とする外
側継手部材1のボール溝1bとOR′2点を曲率中
心とする内側継手部材2のボール溝2bで保持さ
れ、継手に捩りトルクが負荷されると、ボール3
に外側継手部材1のボール溝1bと内側継手部材
2のボール溝2bより夫々法線力が負荷され、そ
の合金力F2がゲージ4に回転モーメントとして
作用する。
ところが、外側継手部材1の開口側に位置する
ボール3に生じる合力F1と外側継手部材1の奥
底側に位置するボール3に生じる合力F2との方
向が逆である為、ケージ4に回転モーメントが作
用し、ケージ4に作用する回転モーメントが大き
くなるに伴い、ボール3が継手の中心面Y−Yよ
り逸脱しないように、外側継手部材1の凹球面1
aとケージ4の凸球面4aとの間や内側継手部材
2の凸球面2aとケージ4の凹球面4bとの間で
働く摩擦力が増大して発熱が生じると云う不都合
がある。また、ケージ4の回転モーメントは、他
のポール3に負荷を加え、ボール3と外内両継手
部材1,2のボール溝1b,2bとの接触力が増
し、耐久性が低下すると云う不都合が生じる。
この発明は、ボール溝の加工が容易で、運転中
の発熱を抑え、高寿命を得ることのできる等速自
在継手を提供せんとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
この発明は、凹球面及びこの凹球面に設けた複
数のボール溝を有する外側継手部材と、外側継手
部材の凹球面に滑動可能に嵌合する凸球面を外面
に有し、内面に凹球面を備え、外内面を貫通する
外側継手部材のボール溝と同数のボールポケツト
を有するケージと、ケージの凹球面に滑動可能に
嵌合する凸球面及びこの凸球面に外側継手部材の
ボール溝と同数のボール溝を有する内側継手部材
と、外内両継手部材のボール溝及びケージのボー
ルポケツトに嵌合したボールとからなり、外内両
継手部材に設けられたポール溝の曲率中心を継手
の軸線に対して平行な線上で継手の中心面に対し
て軸方向に等距離だけ相反する側に偏心させ、か
つ、該偏心距離が継手の中心面から外側継手部材
の端面までの距離に少なくとも等しい等速自在継
手に於いて、前記外内両継手部材に設けられたボ
ール溝を、開口側或いは奥底側から奥底側或いは
開口側に向かつて連続的に曲率半径が小さくなる
曲線状に形成したものである。
外内両継手部材が大きな作動角をとつた場合、
外側継手部材の奥底側に位置するボールは、小さ
な曲率半径を有する外側継手部材のボール溝の奥
底側と内側継手部材のボール溝の開口側とで保持
され、継手に捩りトルクが負荷されると、外側継
手部材のボール溝と内側継手部材のボール溝から
それぞれ法線力が負荷され、その合力がケージに
作用する。しかし、外側継手部材のボール溝とボ
ールとの接触点及び内側継手部材とボールとの接
触点が継手の中心面に対して夫々外側継手部材の
奥底側に位置するため、外側継手部材のボール溝
の奥底側に位置するポールに生ずる合力は、外側
継手部材の開口側に位置するボールに生じる合力
と同じ向きとなる。したがつて、これらの合力は
相殺され、ケージに作用する回転モーメントが小
さくなる。
実施例 第1図はこの発明の等速自在継手の実施例を示
す要部の縦断面図で、10は外側継手部材、20
は内側継手部材、30はボール、40はケージを
夫々示している。
外側継手部材10と内側継手部材20とには、
夫々複数個のボール溝11,21が円周等配位置
に対向させて設けてあり、これらのボール溝1
1,21は継手の軸線X−Xに沿つて曲線状に延
びている。
即ち、外側継手部材10のボール溝11は、
O1点に中心を持つ楕円状曲線Loの一部曲線状を
なし、また、内側継手部材20のボール溝21
は、O2点に中心を持つ楕円状曲線Lo′の一部曲線
状をなしている。
ボール溝11,21を形成する楕円状曲線Lo,
Lo′は、継手の軸線X−Xに対して同じ角度βだ
け相反する側に傾き、その中心O1,O2を継手の
中心面Y−Yに対して軸方向に同じ距離fだけ相
反する側に偏心させている。
外側継手部材10のボール溝11は、その開口
側から奥底側に向けて曲率半径が連続的に次第に
小さくされており、その曲率中心はG−G線の軌
跡を描くoまた、内側継手部材20のボール溝2
1は、その奥底側から開口側に向けて曲率半径が
連続的に次第に小さくされており、その曲率中心
はボール溝11の曲率中心の軌跡G−G線と継手
の中心面Y−Yに対して対称形なG′−G′線の軌
跡を描く。
ボール溝11,21の曲率中心の軌跡、G−
G,G′−G′の始点は、継手の中心面Y−Yに対
して軸方向に相反して位置し少なくとも継手の中
心Oから端面10′までの距離epだけ夫々偏心さ
せてある。
一方、ケージ40は継手の軸線X−X上で、継
手の中心Oに対して等距離だけ相反する側に偏心
する点、a,a′に曲率中心を持つ凸球面41及び
凹球面42を有し、これと対応して同じく偏心し
て外側継手部材10及び内側継手部材20に凹球
面12及び凸球面22が設けられており、これら
を球面接触させて組み合わせる。また、ケージ4
0は外内面を貫通するボールポケツト43を、外
内両継手部材10,20のボール溝11,21に
対応させて同数だけ設けている。
そして、ボール30は外内両継手部材10,2
0の夫々のボール溝11,21及びケージ40の
ボールポケツト43に夫々1個ずつ嵌合され、外
内両継手部材10,20間でトルクを伝達する。
以上の構造により、ボール30は外内両継手部
材10,20がどのような作動角をとる時でも、
外内両継手部材10,20の軸線X−X,X′−
X′の2等分面、即ち、継手の中心面Y−Yに保
持される。
そして、第2図に示すように、外内両継手部材
10,20が大きな作動角αとなつた場合、外側
継手部材10の開口側に位置するボール30は、
大きな曲率半径を有する外側継手部材10のボー
ル溝11の開口側と内側継手部材20のボール溝
21の奥底側とで保持され、ボール30に負荷さ
れる法線力の合力F1は従来とほぼ同様である。
一方、外側継手部材10の奥底側に位置するボー
ル30は、小さな曲率半径を有する外側継手部材
10のボール溝11の奥底側と内側継手部材20
のボール溝21の開口側とで保持され、継手に捩
りトルクが負荷されると、外側継手部材10のボ
ール溝11と内側継手部材20のボール溝21よ
り夫々法線力が負荷され、その合力F2がケージ
40に作用する。この時、外側継手部材10のボ
ール溝11の奥底側に位置するボール30に生じ
る合力F2は、外側継手部材10のボール溝11
とボール30との接触点C及び内側継手部材20
とボール30との接触点C′が継手の中心面Y−Y
に対して夫々外側継手部材10の奥底側に位置す
る為、その方向は外側継手部材10の開口側に位
置するボール30に生じる合力F1の方向と同じ
となる。これにより、合力F1と合力F2は相殺さ
れ、ケージ40に作用する回転モーメントは小さ
くなる。
以上は外内両継手部材10,20のボール溝1
1,21を楕円状曲線の一部曲線で形成した実施
例について説明したが、この発明はこれに限定さ
れるものではなく、双曲線、放物線や無理関数、
指数関数、三角関数、高次関数等で描かれる曲線
の一部を利用してボール溝の曲線形状を形成させ
ても良い。
発明の効果 以上説明したこの発明の等速自在継手は、外内
両継手部材のボール溝の曲率半径を開口側或いは
奥底側から奥底側或いは開口側に向けて連続的に
次第に小さくしたので、ケージに作用する回転モ
ーメントを小さくでき、外内両継手部材とケージ
との間の摩擦力を減少させて発熱を抑え、かつ、
ボール等に負荷される余分な力を減少させて耐久
性を向上させる効果があると共に、冷間鍛造のみ
でボール溝の加工が可能であると云う従来からの
効果を損なわない。また、ボール溝の曲率半径が
徐々に変化しているので、作動角をとるときにも
ボールに作用する力の変化がスムーズで、ボール
に損傷を与えるおそれがなく、かつ、継手の作動
も安定したものとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の等速自在継手の実施例の縦
断面図、第2図はその作動状態時の縦断面図、第
3図は従来の等速自在継手の縦断面図、第4図は
その作動状態時の縦断面図である。 10……外側継手部材、11……ボール溝、1
2……外側継手部材凹球面、20……内側継手部
材、21……ボール溝、22……内側継手部材凸
球面、30……ボール、40……ケージ、41…
…ケージ凸球面、42……ケージ凸球面、43…
…ボールポケツト。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 凹球面及びこの凹球面に設けた複数のボール
    溝を有する外側継手部材と、外側継手部材の凹球
    面に滑動可能に嵌合する凸球面を外面に有し、内
    面に凹球面を備え、外内面を貫通する外側継手部
    材のボール溝と同数のボールポケツトを有するケ
    ージと、ケージの凹球面に滑動可能に嵌合する凸
    球面及びこの凸球面に外側継手部材のボール溝と
    同数のボール溝を有する内側継手部材と、外内両
    継手部材のボール溝及びケージのボールポケツト
    に嵌合したボールとからなり、外内両継手部材に
    設けられたボール溝の曲率中心を継手の軸線に対
    して平行な線上で継手の中心面に対して軸方向に
    等距離だけ相反する側に偏心させ、かつ、該偏心
    距離が継手の中心面から外側継手部材の端面まで
    の距離に少なくとも等しい等速自在継手に於い
    て、前記外内両継手部材に設けられたボール溝
    を、開口側或いは奥底側から奥底側或いは開口側
    に向けて連続的に曲率半径が小さくなる曲線状に
    形成させたことを特徴とする等速自在継手。
JP7803484A 1984-04-17 1984-04-17 等速自在継手 Granted JPS60220226A (ja)

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JPS60220226A JPS60220226A (ja) 1985-11-02
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