JPH0624237U - 等速自在継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 案内溝の肩部に生じる応力集中を回避し、肩
部の疲労を防止する。 【構成】 外輪１の案内溝１ａの肩部１ｃは半径Ｒのア
ール面１ｃ１で面取りされている。案内溝１ａと内周面
１ｂは、アール面１ｃ１を介して滑らかに連続してお
り、案内溝１ａとアール面１ｃ１との境界部１ａ１、内
周面１ｂとアール面１ｃ１との境界部１ｂ１にはエッジ
が存在しない。肩部１ｃに作用する接触応力がアール面
１ｃ１で分散され、応力集中が回避される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車や各種産業機械において動力伝達に用いられる等速自在継手 に関する。

【０００２】

【従来の技術】

等速自在継手は、駆動軸と従動軸との間の角度変位のみを許容する固定型と、 角度変位と軸方向変位とを許容する摺動型に大別され、さらに、トルク伝達部材 としてボールを使用するものと、スフェリカルローラを使用するものとがある。 図８ａは、固定型の等速自在継手における案内溝の断面を示す。この等速自在 継手は、内周面１１ｂに軸方向の案内溝１１ａを形成した外輪１１と、外周面１ ２ｂに軸方向の案内溝１２ａを形成した内輪１２と、案内溝１１ａと案内溝１２ ａとの間に介在して回転トルクを伝達するボール１３と、内周面１１ｂと外周面 １２ｂとに接触案内され、ボール１３を作動角の角度２等分面内に保持する保持 器１５とで構成される。例えば、内輪１２が同図で矢印方向に回転すると、内輪 １２の回転トルクは、案内溝１２ａとボール１３との接触点Ｃ２、ボール１３の 直径線、ボール１３と案内溝１１ａとの接触点Ｃ１を介して外輪１１に伝達され る。接触点Ｃ１、Ｃ２において、ボール１３と案内溝１１ａ、１２ａとは微小な 楕円面で接触しており、案内溝１１ａ、１２ａがボール１３から受ける接触応力 は楕円分布（接触楕円Ｍ１、Ｍ２）をなす。

【０００３】 ところで、等速自在継手において、案内溝１１ａ、１２ａの肩部１１ｃ、１２ ｃは強度上特に問題となる部分であり、肩部１１ｃ、１２ｃの強度が等速自在継 手の負荷トルク容量、耐久性、作動角等に大きな影響を及ぼす。そのため、従来 より、図８ｂに拡大して示すように、肩部１１ｃをストレート面１１ｃ１（球面 カッタを使用するため、厳密にいうと凹球面である。）で面取りし、強度アップ を図っていた。尚、同図は肩部１１ｃのみを示しているが、肩部１２ｃにも同様 の面取りが施される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

肩部１１ｃをストレート面１１ｃ１で面取りすると、案内溝１１ａとストレー ト面１１ｃ１との境界部１１ａ１にエッジが形成される。一方、等速自在継手に 大きな負荷トルクが作用したり（負荷トルクが大きくなると、接触楕円Ｍ１の長 軸、短軸が長くなる。）、あるいは、作動角を大きく取ると（固定型の等速自在 継手では、案内溝１１ａの深さが継手奥部側に向かって漸次に浅くなっており、 作動角付与時、継手奥部側においては、接触点Ｃ１と肩部１１ｃとの距離が小さ くなる。）、図９に示すように、接触楕円Ｍ１の長軸側が肩部１１ｃからはみ出 す場合がある。この場合、境界部１１ａ１にエッジがあると、接触楕円Ｍ１のは み出した応力部分が境界部１１ａ１に集中し、肩部１１ｃに疲労を生じさせる可 能性がある。

【０００５】 本考案の目的は、案内溝の肩部に生じる応力集中を回避し、肩部の疲労を防止 することにより、等速自在継手における負荷トルク容量の増大並びに耐久性の向 上、さらには作動角の増大を図ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案の等速自在継手は、外輪の内周面に形成した軸方向の案内溝と、内輪の 外周面に形成した軸方向の案内溝との間に配したボールを介して回転トルクの伝 達を行なう等速自在継手において、外輪と内輪とのうち少なくとも外輪の案内溝 の肩部をアール面で面取りしたものである。

【０００７】

【作用】

接触応力がアール面で分散されるため、肩部に応力集中が生じにくくなる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案を固定型の等速自在継手に適用した実施例について説明する。

【０００９】 図１は、固定型の等速自在継手を示す。この等速自在継手は、内周面１ｂに軸 方向の案内溝１ａを形成した外輪１と、外周面２ｂに軸方向の案内溝２ａを形成 した内輪２と、案内溝１ａと案内溝２ａとの間に介在し、回転トルクを伝達する ボール３と、内周面１ｂと外周面２ｂとに接触案内され、ボール３を作動角の角 度２等分面内に保持する保持器５とで構成される。

【００１０】 図２に示すように、外輪１の案内溝１ａの肩部１ｃは半径Ｒのアール面１ｃ１ で面取りされている。案内溝１ａと内周面１ｂは、アール面１ｃ１を介して滑ら かに連続しており、案内溝１ａとアール面１ｃ１との境界部１ａ１、内周面１ｂ とアール面１ｃ１との境界部１ｂ１にはエッジが存在しない。肩部１ｃに作用す る接触応力がアール面１ｃ１で分散され、応力集中が回避されるため、この等速 自在継手は、高負荷トルク、高作動角で使用しても、肩部１ｃに疲労が生じにく く、耐久性に優れている。

【００１１】 図３は、この等速自在継手の外輪１（図３ａ）と、外輪１の案内溝１ａおよび 内周面１ｂを成形加工（冷間鍛造）するためのダイス６（図３ｂ）とを示す。ダ イス６は、案内溝１ａ部分を成形加工する突状のマウス部６ａと、内周面１ｂ部 分を成形加工する裾部６ｂとからなり、マウス部６ａと裾部６ｂとは、アール部 ６ｃを介して滑らかに連続している。アール部６ｃは、刃先半径がＲの球面工具 （図示省略：ミーリングカッタでも、放電加工の電極でも良い）の球面中心Ｏを 、同図に破線で示すように、マウス部６ａの曲面より一様に寸法Ｒだけ大きい曲 面Ｓａと、裾部６ｂの曲面より一様に寸法Ｒだけ大きい曲面Ｓｂとの交線Ｌｏに 沿って移動させて形成したものである。交線Ｌｏの軸方向長さはＬである。この ダイス６を外輪素材の内周面に強く押圧すると、素材が塑性変形を起こし、案内 溝１ａおよび内周面１ｂが所定の形状・寸法に成形加工される。同時に、マウス 部６ａと裾部６ｂ側から素材肉がアール部６ｃに流動し、肩部１ｃの全範囲（軸 方向長さＬ）にわたってアール面１ｃが形成される。尚、アール面１ｃの半径Ｒ は、継手サイズによっても異なるが、概ね０．３ｍｍ〜３．０ｍｍ程度にするの が良い。

【００１２】 図４に示す実施例は、上述した態様で、外輪１の案内溝１ａと内周面１ｂとを ダイス６によって成形加工した後、さらに案内溝１ａを研削加工等の仕上げ加工 によって仕上げたものである。この実施例では、アール面１ｃ１の案内溝１ａ側 部分が仕上げ加工によって削り取られ、案内溝１ａとアール面１ｃ１との境界部 １ａ１に微小なエッジが形成される。そのため、図２に示すものに比べて効果の 点でやや劣るが、従来のものに比べると、応力集中を回避する効果は依然として 大である。

【００１３】 図５に示す実施例は、上述した態様で、外輪１の案内溝１ａと内周面１ｂとを ダイス６によって成形加工した後、さらに内周面１ｂを研削加工等の仕上げ加工 によって仕上げたものである。この実施例では、アール面１ｃ１の内周面１ｂ側 部分が仕上げ加工によって削り取られ、内周面１ｂとアール面１ｃ１との境界部 １ｂ１に微小なエッジが形成される。しかし、接触応力を受ける案内溝１ａとア ール面１ｃ１とは滑らかに連続しており、境界部１ａ１にエッジが存在しないた め、図２に示すものと効果の点で差異はない。

【００１４】 図６に示す実施例は、上述した態様で、外輪１の案内溝１ａと内周面１ｂとを ダイス６によって成形加工した後、さらに案内溝１ａと内周面１ｂとを研削加工 等の仕上げ加工によって仕上げたものである。この実施例では、案内溝１ａとア ール面１ｃとの境界部１ａ１、内周面１ｂとアール面１ｃ１との境界部１ｂ１に 微小なエッジが形成される。図４に示すものと同様の効果を有する。

【００１５】 図７に示す実施例は、図４に示すものと同様に、外輪１の案内溝１ａと内周面 １ｂとを成形加工した後、さらに案内溝１ａを研削加工等の仕上げ加工によって 仕上げるものであるが、成形加工の段階で、案内溝１ａの仕上げ加工予定部分に 取り代ｔを残している点において異なる。この実施例では、取り代ｔを仕上げ加 工によって取り除くと、図２に示すものと同様に、案内溝１ａとアール面１ａ１ とが滑らかに連続した形状となり、境界部１ａ１にエッジが形成されない。尚、 図示は省略するが、図５に示すように、内周面１ｂに仕上げ加工を施す場合には 内周面１ｂの仕上げ加工予定部分に、また、図６に示すように、案内溝１ａと内 周面１ｂの双方に仕上げ加工を施す場合には案内溝１ａと内周面１ｂの仕上げ加 工予定部分にそれぞれ取り代ｔを残しておくことにより、境界部１ａ１、１ｂ１ におけるエッジの形成を回避することできる。

【００１６】 以上の実施例は、外輪１の案内溝１ａの肩部１ｃをアール面１ｃ１で面取りし たものであるが、これに加えて、内輪２の案内溝２ａの肩部２ｃをアール面で面 取りすると、より一層顕著な効果が得られる。また、本考案はこの種の等速自在 継手に限らず、広くボールを介して回転トルクの伝達を行なう等速自在継手一般 に適用することができる。さらに、スフェリカルローラを介して回転トルクの伝 達を行なうトリポード型の等速自在継手にも適用の余地がある。

【００１７】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、少なくとも外輪の案内溝の肩部をアー ル面で面取りしたので、肩部の応力集中による疲労が防止され、等速自在継手に おける負荷トルク容量の増大並びに耐久性の向上、さらには作動角の増大を図る ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】固定型の等速自在継手を示す断面図である。

【図２】図１における案内溝を示す断面図（図ａ）、外
輪の肩部を示す拡大断面図（図ｂ）である。

【図３】図１における外輪を示す断面図（図ａ）、この
外輪の成形加工に使用するダイスを示す斜視図（図ｂ）
である。

【図４】本考案の他の実施例に係わる外輪の肩部を示す
拡大断面図である。

【図５】本考案の他の実施例に係わる外輪の肩部を示す
拡大断面図である。

【図６】本考案の他の実施例に係わる外輪の肩部を示す
拡大断面図である。

【図７】本考案の他の実施例に係わる外輪の肩部を示す
拡大断面図である。

【図８】従来の等速自在継手における案内溝を示す断面
図（図ａ）、外輪の肩部を示す拡大断面図（図ｂ）であ
る。

【図９】図８における接触点Ｃ１の接触楕円を示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 外輪 １ａ 案内溝 １ｂ 内周面 １ｃ 肩部 １ｃ１ アール面 ２ 内輪 ２ａ 案内溝 ２ｂ 内周面 ３ ボール

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 外輪の内周面に形成した軸方向の案内溝
   と、内輪の外周面に形成した軸方向の案内溝との間に配
   したボールを介して回転トルクの伝達を行なう等速自在
   継手において、外輪と内輪とのうち少なくとも外輪の案
   内溝の肩部をアール面で面取りしたことを特徴とする等
   速自在継手。