JPH0232491B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0232491B2
JPH0232491B2 JP56119115A JP11911581A JPH0232491B2 JP H0232491 B2 JPH0232491 B2 JP H0232491B2 JP 56119115 A JP56119115 A JP 56119115A JP 11911581 A JP11911581 A JP 11911581A JP H0232491 B2 JPH0232491 B2 JP H0232491B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
spherical body
grooves
pin
groove
shafts
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP56119115A
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English (en)
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JPS5821024A (ja
Inventor
Minoru Omote
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.)
OMOTE TETSUKOSHO KK
Original Assignee
OMOTE TETSUKOSHO KK
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Filing date
Publication date
Application filed by OMOTE TETSUKOSHO KK filed Critical OMOTE TETSUKOSHO KK
Priority to JP11911581A priority Critical patent/JPS5821024A/ja
Publication of JPS5821024A publication Critical patent/JPS5821024A/ja
Publication of JPH0232491B2 publication Critical patent/JPH0232491B2/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
    • F16D3/26Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
    • F16D3/30Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected in which the coupling is specially adapted to constant velocity-ratio
    • F16D3/34Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected in which the coupling is specially adapted to constant velocity-ratio parts being connected by ridges, pins, balls, or the like guided in grooves or between cogs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一つの交点に交差する2軸間におい
て、駆動軸と等しい回転速度で被駆動軸へ回転を
伝達する自在軸継手に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に交差する2軸間に回転を伝達する継手と
してフツク式タイプのものが知られているが、従
来この種の自在継手として使用されている十字形
自在軸継手は、2個の軸継手を用いることによつ
て、駆動側と被駆動側との回転速度を等しくする
ことができるようにしてある。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、このような従来のものにおいて
は構成上1個の軸継手での等速回転伝達は不可能
で、2組の軸継手を用いることが必要となり、こ
れにより、コンパクトな形態とはならず、しかも
高トルクによる駆動ができず、その用途も制約さ
れる不便があつた。
本発明は、これら従来の欠点を除去しようとす
るものであり、1個の軸継手のみで等速性が得ら
れ、且つ安定した操作と高トルクによる駆動が可
能な自在軸継手をコンパクトな形態で提供するこ
とを目的としたものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、一つの交点にて交差する中心軸を有
する2本の軸の間に回転を伝える自在軸継手にお
いて、前記2本の軸の各々の軸端には、前記交点
を中心に相互に回動可能に拘束されて嵌合する凸
状球面体と凹状球面体がそれぞれ半径方向に隙間
を以て組み合わされ、該凸状球面体と凹状球面体
のそれぞれの球面には、それぞれの軸の方向に沿
つて、それぞれの軸直角の円周上の反対側の位置
に、それぞれ1対の溝が設けられ、該溝は、凸状
球面体の溝と凹状球面体の溝とが半径方向に対向
するよう配備され、該溝にはそれぞれの溝に沿つ
て滑動動可能なスライダを備え、前記半径方向に
対向する溝の二つのスライダは、球面体の半径方
向のピンにより、該ピンのまわりに相対的に回動
可能に係止され、しかも、このピンに係止されて
る二つのスライダの間に、前記隙間に対応する厚
さを有し、前記凸状球面体と前記凹状球面体に挟
まれた球殻の一部により形成されるライナーを備
えていて、前記凸状球面体の溝の溝端と、該凸状
球面体の溝に対向する前記凹状球面体の溝の溝端
とは、前記ピンが前記2本の軸の中心軸を含む平
面内に位置したときに、前記スライダを挟んで前
記ピンを、前記2本の軸の中心軸の交差角の2等
分線上に位置せしめるような位置に配備されてい
ることを特徴とする自在軸継手である。
〔作 用〕
一般に、一つの交点で交差する2軸間に回転運
動を伝達する軸継手において、駆動軸のトルクの
接線力を被動軸に伝える部分(トルク伝達部と称
す)が、両軸の中心軸を含む平面内で、両軸の交
差角の2等分線を含み、該平面に垂直な平面(以
下、2等分平面という)内を移動するように拘束
すれば、原動軸の回転がそのまま、例えば等速回
転は等速回転のまま、被動軸に伝えることができ
る。
本発明は、凹凸球面の組合わせによる相対回動
運動の中心点の位置の拘束と、凹凸それぞれの球
面に設けた軸方向の溝によるそれぞれのスライダ
の動きの拘束と、溝の端部によるスライダの位置
の拘束とにより、トルク伝達部であるピンを2等
分平面内で動くように拘束するようにしたもので
ある。
即ち、先ず両軸の軸端に設けられた凸状球面体
と凹状球面体とは同一の中心点のまわりに同心的
に相対的に回動が可能なるように嵌合し拘束され
ている。この中心点はは両軸の中心軸の交点と一
致している。
凸状球面体の外面及び凹状球面体の外面には、
互いに対向する位置に、球面に沿つて、かつそれ
ぞれの軸の軸方向に溝が設けられ、それぞれ溝の
中にスライダが滑動可能に設けられ、互いに対向
したスライダは、球面の半径方向に延びるピンに
より、互いに、ピンの中心軸のまわりに回動可動
に係止されている。
そして、このような対向した溝、及び両端には
2個のスライドを有するトルク伝達部としてのピ
ンとが組み合わされた、トルク伝達のための接線
力伝達要素が、軸直角断面の円周上に反対側
(180度隔たつた位置)にも設けられ、合わせて一
対が少なくとも備えられている。
一方の軸の中心軸と一対のピンとを含む平面を
「一方の軸平面」、他方の軸の中心軸と該一対のピ
ンとを含む平面を「他方の軸平面」と称す。第1
図において、両方の軸平面とも図面の紙面と一致
し、第3図では両方の軸平面とも紙面に直角とな
り、両軸の中心軸P及びQの線と一致した状態で
示される。
動作につき説明する。
上記の如く、軸の回転につれ、両軸の軸平面
も、それぞれの軸を中心に回転する。そのとき、
トルク伝達部であるピンは凸状球面体の溝に沿つ
て動くスライダにより、一方の軸の軸方向、即ち
一方の軸平面内を動くように拘束され、また、同
時に凹状球面体の溝に沿つて動くスライダにより
他方の軸の軸方向、即ち他方の軸平面内を動くよ
うに拘束されている。ピンが同時に両軸平面内に
あるということは、ピンは常に両軸平面の交線上
にあることになる。一方、両軸平面の交線は常に
2等分平面内にあるから、トルク伝達点であるピ
ンの位置は、軸が回転しても常に2等分平面内に
拘束され、従つて従動軸は駆動軸と同じ速度で回
転する。例えば駆動軸が等速回転を行えば、従動
軸も1個の自在軸継手も用いるだけで等速回転で
駆動される。
但し、ピンが、両軸を含む平面内に位置する状
態、即ち第1図に示す状態では、両方の軸平面は
重なり合つてしまうので交線を生ぜず、ピンの位
置は不安定になる。これを防ぐために各溝の溝端
は、第1図のような位置にピンが来たときにスラ
イダを挟んでピンを2等分平面内に規制するよう
な位置に定められる。
このようにし、二つの軸平面が重なるような状
態においてはピンを溝端により拘束し、その他の
状態ではピンが二つの軸平面の交線上に来るよ
う、即ち、ピンが交差する溝(交差面ζは回転に
つれて変わる)の交点に来るよう拘束して、ピン
を常に2等分平面内に保持し、駆動転と従動軸と
を等速とする。
〔実施例〕
本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第1〜4図において、一つの交点Rにおいて互
いに交差する駆動軸1と従動軸2の軸端に、凹状
球面31を有する凹状球面体であるヨーク3と、
該凹状球面31内に隙間を以て嵌合する凸状球面
1を有する凸状球面体であるヨーク4とが半径
方向に隙間を以て組み合わされてそれぞれ設けら
れている。
凹状球面31と、凸状球面41とに挟まれて、両
球面に対応する外径及び内径を有し、隙間に相応
する厚さを有する球殻の一部で形成されたライナ
ー5が配備されている。ライナー5の両側にトル
ク伝達部として作用するピン10が、球面の半径
方向に両側に突出して設けられ、ピン10の両端
には、後述の、対向する溝6,7にそれぞれガイ
ドされて滑動可能なスライダ8,9が、ピン10
の中心軸のまわりに相対的に回動可能に設けられ
ている。
ヨーク3(凹状球面体)とヨーク4(凸状球面
体)とは、その間に、球面に沿つて滑動可能に挟
まれたライナー5を介して、共通の中心点である
両軸の交点Rを中心として同心的に回動するよう
に拘束されている。
しかして、前記ヨーク3,4の凹状球面31
凸状球面41に沿つて、かつそれぞれの軸の軸方
向に沿つて、溝6,7が対向して設けられ、スラ
イダ8,9を収容して滑動せしめて案内するよう
になつている。
このようにして対向する溝6,7、この中を滑
動するスライダ8、スライダ8,9を係止するト
ルク伝達部としてのピン10、両球面に挟まれて
いるライナー5により、駆動軸1から従動軸2を
回転駆動するためのトルク伝達部まわりの接線力
伝達要素が形成される。このような伝達要素が球
面の中心についての対称位置に第1,2図の如く
1対に設けられる。複数対設ければ、高トルクの
伝達が可能となる。
なお、回転の間に、スリーブ8が抜け出ないよ
うにブツシユ121をヨーク3の外周にけ設けて
あるが、溝6をスリーブ8の高さだけ凹部を設け
てブツシユ121をヨーク3と一体としたような
構成とすればその必要はない。
図中、11は凸状球面を有するヨーク4に設け
た中心軸、122はブツシユ、13は可撓性筒状
カバー、14は軸の保持部である。
作動に当たつて、互いに交差角θを以て交差し
て支承されている駆動軸1から従動軸2へ回転を
伝える場合、前述の如くトルク伝達部としてのピ
ン10は、常に両軸の2等分平面内を移動し、従
動軸2は駆動軸1と等しい速度で回転駆動され
る。
例えば、両軸が第3図に示す如き回転位置とな
つた場合、両軸の軸平面の交差角φは最大とな
り、両軸の交差角θと等しくなる。このとき、溝
6と7の交差角φ(両軸の軸平面の交差角φと等
しい)もθと等しくなる。この状態でスライダ8
と9に同時に係止しているピン10は、溝6と7
との交点、即ち両軸の交点(立体的には両軸の軸
平面の交線上)に拘束される。第1図と第3図と
の中間位置でも、ピン10は溝6と7との交点に
拘束され、両軸平面の交線上に拘束される。
従つて、ピン10は常に両軸の2等分平面上に
拘束される。
但し、第1図に示すように、両軸の軸平面が一
平面内に合致するときは、φ=0となつて交線が
生じない。この時点でもピン10の位置を強制的
に2等分平面内に置くために、第1図に示す如
く、溝6,7の溝端15と18、或いは16と1
7とによりスライダ8,9を挟んで拘束し、ピン
10を2等分平面内に位置せしめるように、溝
6,7の溝端15,16,17,18の位置を選
ぶ。
第3図の状態からさらに90度回転させると、第
1図のD部のように、スリーブ8は溝6の右端の
溝端16、スリーブ9は溝7の左端の溝端17に
位置する。この途中でも、溝6,7は可変角φを
以て交差し、その交点にてピン10の位置を拘束
する。
これで180度回転したが、次のの180度回転も同
様に行われ、360度回転すなわち1回転が完了す
る。この時ピン10は2等分平面上を軸心の交点
Rを中心として回転したことになる。
以上は、駆動軸1から従動軸2への回転運動の
伝達であるが、従動軸2を駆動軸とし駆動軸1を
従動軸としても同様である。
〔発明の効果〕
本発明は、半径方向に隙間を以て凹凸球面の組
み合わせによる相対回転運動の中心点の位置拘束
と、両球面に挟まれているライナーを介して、そ
れぞれの球面に設けた軸方向の溝によるスライダ
の動きの拘束と両スライダを連結するトルク伝達
ピンを2等分平面内で動くように拘束するように
構成したことで駆動軸から従動軸を回転駆動する
ためのトルク伝達部まわりの接線力伝達が円滑で
安定して行われ適確な操作を長期にわたり維持で
き、しかも1個の自在軸継手でも被駆動軸を駆動
軸と等しい速度で回転せしめることができ、装置
がコンパクトとなり、しかも高トルクの伝達も、
可能となる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図は縦断面
図、第2図は第1図のA−A線における断面図、
第3図はヨーク部の正面図、第4図は第3図のB
−B線における断面図である。 1……駆動軸、2……従動軸、3,4……ヨー
ク、5……ライナー、6,7……溝、8,9……
スライダ、10……ピン、11……中間軸、12
,122……ブツシユ、13……カバー、14、
……保持部、15,16,17,18……溝端。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一つの交点にて交差する中心軸を有する2本
    の軸の間に回転を伝える自在軸継手において、 前記2本の軸の各々の軸端には、前記交点を中
    心に相互に回動可能に拘束されて嵌合する凸状球
    面体と凹状球面体がそれぞれ半径方向に隙間を以
    て組み合わされ、該凸状球面体と凹状球面体のそ
    れぞれの球面には、それぞれの軸の方向に沿つ
    て、それぞれの軸直角の円周上の反対側の位置
    に、それぞれ1対の溝が設けられ、該溝は、凸状
    球面体の溝と凹状球面体の溝とが半径方向に対向
    するよう配備され、該溝にはそれぞれの溝に沿つ
    て滑動可動なスライダを備え、前記半径方向に対
    向する溝の二つのスライダは、球面体の半径方向
    のピンにより、該ピンのまわりに相対的に回動可
    能に係止され、しかも、このピンに係止されてる
    二つのスライダの間に、前記隙間に対応する厚さ
    を有し、前記凸状球面体と前記凹状球面体に挟ま
    れた球殻の一部により形成されるライナーを備え
    ていて、前記凸状球面体の溝の溝端と、該凸状球
    面体の溝に対向する前記凹状球面体の溝の溝端と
    は、前記ピンが前記2本の軸の中心軸を含む平面
    内に位置したときに、前記スライダを挟んで前記
    ピンを、前記2本の軸の中心軸の交差角の2等分
    線上に位置せしめるような位置に配備されている
    ことを特徴とする自在軸継手。
JP11911581A 1981-07-31 1981-07-31 自在軸継手 Granted JPS5821024A (ja)

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JP11911581A JPS5821024A (ja) 1981-07-31 1981-07-31 自在軸継手

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JP11911581A JPS5821024A (ja) 1981-07-31 1981-07-31 自在軸継手

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JPS5821024A JPS5821024A (ja) 1983-02-07
JPH0232491B2 true JPH0232491B2 (ja) 1990-07-20

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ID=14753291

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JPS5821024A (ja) 1983-02-07

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