JP2003130082A - 固定型等速自在継手 - Google Patents
固定型等速自在継手Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
- F16D3/20—Universal 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
- F16D3/22—Universal 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
- F16D3/223—Universal 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
- F16D3/2237—Universal 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 where the grooves are composed of radii and adjoining straight lines, i.e. undercut free [UF] type joints
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
- F16D3/20—Universal 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
- F16D3/22—Universal 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
- F16D3/223—Universal 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
- F16D2003/2232—Elements arranged in the hollow space between the end of the inner shaft and the outer joint member
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S464/00—Rotary shafts, gudgeons, housings, and flexible couplings for rotary shafts
- Y10S464/904—Homokinetic coupling
- Y10S464/906—Torque transmitted via radially spaced balls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Steering Controls (AREA)
- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転バックラッシュを嫌う用途での使用に好
適な固定型等速自在継手を提供する。 【解決手段】 押圧部材１０をシャフト５に取り付ける
と共に、受け部材１４を保持器４に取付け、弾性部材１
２の弾性力で押圧部材１０の押圧部１１と受け部材１４
の受け部１５とを弾性的に当接させる。これにより内輪
２と保持器４を軸方向に相対移動させ、ボール３を楔形
ボールトラックの縮小方向に押し込んで、トラック間の
アキシャル隙間を詰める。
適な固定型等速自在継手を提供する。 【解決手段】 押圧部材１０をシャフト５に取り付ける
と共に、受け部材１４を保持器４に取付け、弾性部材１
２の弾性力で押圧部材１０の押圧部１１と受け部材１４
の受け部１５とを弾性的に当接させる。これにより内輪
２と保持器４を軸方向に相対移動させ、ボール３を楔形
ボールトラックの縮小方向に押し込んで、トラック間の
アキシャル隙間を詰める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固定型等速自在継
手、およびこれを有するステアリング装置に関し、特に
回転バックラッシュを嫌う用途に好適な固定型等速自在
継手に関する。
手、およびこれを有するステアリング装置に関し、特に
回転バックラッシュを嫌う用途に好適な固定型等速自在
継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】等速自在継手は、入出力軸間の角度変位
のみを許容する固定型と、角度変位および軸方向変位を
許容する摺動型に大別され、それぞれ用途・使用条件等
に応じて機種選定される。
のみを許容する固定型と、角度変位および軸方向変位を
許容する摺動型に大別され、それぞれ用途・使用条件等
に応じて機種選定される。
【０００３】固定型等速自在継手としては、ツェッパ型
（以下、「ＢＪ」と称する）やアンダーカットフリー型
（以下、「ＵＪ」と称する）が広く知られている。
（以下、「ＢＪ」と称する）やアンダーカットフリー型
（以下、「ＵＪ」と称する）が広く知られている。
【０００４】ＢＪおよびＵＪの何れも、内周に複数の曲
線状のトラック溝を有する外輪と、外周に複数の曲線状
のトラック溝を有する内輪と、外輪および内輪のトラッ
ク溝間に組み込まれたボールと、ボールを保持する保持
器とで構成される。外輪のトラックセンタは外輪内周の
球面中心に対して、また、内輪のトラックセンタは内輪
外周の球面中心に対して、それぞれ軸方向に等距離だけ
反対側にオフセットされており、これにより外輪のトラ
ック溝と内輪のトラック溝とで構成されるボールトラッ
クは外輪の奥部側または開口側に向けて拡開する楔形と
なっている。ＢＪは各トラック溝の全域が外輪トラック
センタおよび内輪トラックセンタを中心とする曲線状に
なっているが、ＵＪでは各トラック溝の一方の端部が軸
方向のストレート状になっている。
線状のトラック溝を有する外輪と、外周に複数の曲線状
のトラック溝を有する内輪と、外輪および内輪のトラッ
ク溝間に組み込まれたボールと、ボールを保持する保持
器とで構成される。外輪のトラックセンタは外輪内周の
球面中心に対して、また、内輪のトラックセンタは内輪
外周の球面中心に対して、それぞれ軸方向に等距離だけ
反対側にオフセットされており、これにより外輪のトラ
ック溝と内輪のトラック溝とで構成されるボールトラッ
クは外輪の奥部側または開口側に向けて拡開する楔形と
なっている。ＢＪは各トラック溝の全域が外輪トラック
センタおよび内輪トラックセンタを中心とする曲線状に
なっているが、ＵＪでは各トラック溝の一方の端部が軸
方向のストレート状になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】これらの固定型等速自
在継手には、機能上および加工上の要請から外輪トラッ
クと内輪トラックとの間に隙間が存在する。このトラッ
ク間の隙間は、継手の中立状態で内輪又は外輪の何れか
一方を固定して、固定されていない他方の部材をラジア
ル方向またはアキシャル方向に移動させたときの移動量
をいい、移動させる方向によって、それぞれラジアル隙
間またはアキシャル隙間と呼ばれる。
在継手には、機能上および加工上の要請から外輪トラッ
クと内輪トラックとの間に隙間が存在する。このトラッ
ク間の隙間は、継手の中立状態で内輪又は外輪の何れか
一方を固定して、固定されていない他方の部材をラジア
ル方向またはアキシャル方向に移動させたときの移動量
をいい、移動させる方向によって、それぞれラジアル隙
間またはアキシャル隙間と呼ばれる。
【０００６】ところで、このトラック間の隙間の大小
は、内輪と外輪の間の円周方向のガタツキ（回転バック
ラッシュ）に大きく影響を与える（トラック間のすきま
が大きいほど回転バックラッシュも大きくなる）。上述
のように固定型等速自在継手では、トラック間の隙間が
不可欠であり、そのため一定以上の回転バックラッシュ
の発生は避けられないことから、この種の固定型等速自
在継手は、例えば自動車のステアリング装置のように回
転バックラッシュを嫌う用途に一般採用されるまでには
至っていない。
は、内輪と外輪の間の円周方向のガタツキ（回転バック
ラッシュ）に大きく影響を与える（トラック間のすきま
が大きいほど回転バックラッシュも大きくなる）。上述
のように固定型等速自在継手では、トラック間の隙間が
不可欠であり、そのため一定以上の回転バックラッシュ
の発生は避けられないことから、この種の固定型等速自
在継手は、例えば自動車のステアリング装置のように回
転バックラッシュを嫌う用途に一般採用されるまでには
至っていない。
【０００７】そこで、本発明は、回転バックラッシュを
嫌う用途での使用に好適な固定型等速自在継手の提供を
目的とする。
嫌う用途での使用に好適な固定型等速自在継手の提供を
目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的の達成のため、
本発明では、複数のトラック溝を形成した球状内面を備
える外方部材と、複数のトラック溝を形成した球状外面
を備える内方部材と、外方部材のトラック溝と内方部材
のトラック溝とで形成された楔状のボールトラックに配
置したボールと、外方部材の球状内面と内方部材の球状
外面との間に配置され、ボールを保持する保持器とを備
えた固定型等速自在継手において、弾性的な押圧力を軸
方向に作用させる押圧部、および押圧部からの押圧力を
受ける受け部のうち、何れか一方を保持器に設けると共
に、他方を内方部材に設けた。
本発明では、複数のトラック溝を形成した球状内面を備
える外方部材と、複数のトラック溝を形成した球状外面
を備える内方部材と、外方部材のトラック溝と内方部材
のトラック溝とで形成された楔状のボールトラックに配
置したボールと、外方部材の球状内面と内方部材の球状
外面との間に配置され、ボールを保持する保持器とを備
えた固定型等速自在継手において、弾性的な押圧力を軸
方向に作用させる押圧部、および押圧部からの押圧力を
受ける受け部のうち、何れか一方を保持器に設けると共
に、他方を内方部材に設けた。
【０００９】このように押圧部および受け部をそれぞれ
内方部材や保持器に設けることにより、弾性力によって
内方部材と保持器とが軸方向に相対移動する。これによ
り、ボールを介してトラック間の隙間（アキシャル隙
間）が詰められるので、回転バックラッシュを防止する
ことが可能となる。
内方部材や保持器に設けることにより、弾性力によって
内方部材と保持器とが軸方向に相対移動する。これによ
り、ボールを介してトラック間の隙間（アキシャル隙
間）が詰められるので、回転バックラッシュを防止する
ことが可能となる。
【００１０】具体的に説明すると、例えば図１に示すよ
うに、押圧部１１を内方部材６に、受け部１５を保持器
４にそれぞれ設けた場合は、押圧部１１と受け部１５の
弾性的な当接により、保持器４が外方部材１の奥部側
に、内方部材２が外方部材１の開口側にそれぞれ押圧さ
れ、両者間に軸方向の相対移動が生じる。この相対移動
により、ボール３が保持器４を介してボールトラックの
縮小方向に押し込まれるため、トラック間のアキシャル
隙間が詰められ、回転バックラッシュの発生が防止され
る。一方、図８に示すように押圧部１１を保持器４に、
受け部１５を内方部材６にそれぞれ設けた場合も、同様
にボール３がボールトラックの縮小方向に押し込まれ、
その結果、トラック間のアキシャル隙間が詰められて回
転バックラッシュが防止される。
うに、押圧部１１を内方部材６に、受け部１５を保持器
４にそれぞれ設けた場合は、押圧部１１と受け部１５の
弾性的な当接により、保持器４が外方部材１の奥部側
に、内方部材２が外方部材１の開口側にそれぞれ押圧さ
れ、両者間に軸方向の相対移動が生じる。この相対移動
により、ボール３が保持器４を介してボールトラックの
縮小方向に押し込まれるため、トラック間のアキシャル
隙間が詰められ、回転バックラッシュの発生が防止され
る。一方、図８に示すように押圧部１１を保持器４に、
受け部１５を内方部材６にそれぞれ設けた場合も、同様
にボール３がボールトラックの縮小方向に押し込まれ、
その結果、トラック間のアキシャル隙間が詰められて回
転バックラッシュが防止される。
【００１１】以上からも明らかなように、弾性的な押圧
力は、ボールがボールトラックの縮小側に押し込まれる
ように作用させる必要がある。弾性的な押圧力の発生手
段としては、コイルばね、波ばね、皿ばね等のバネ部材
や、樹脂、ゴム等の弾性材料からなる弾性部材が考えら
れる。
力は、ボールがボールトラックの縮小側に押し込まれる
ように作用させる必要がある。弾性的な押圧力の発生手
段としては、コイルばね、波ばね、皿ばね等のバネ部材
や、樹脂、ゴム等の弾性材料からなる弾性部材が考えら
れる。
【００１２】ところで、一般に固定型等速自在継手にお
いては、加工上および機能上の理由から、内輪と保持器
の間、および外輪と保持器の間に微小な球面隙間が形成
される。このうち、内輪と保持器の間の球面隙間で形成
されるアキシャル隙間がトラック間のアキシャル隙間よ
りも小さいと、トラック間のアキシャル隙間が完全に詰
められる以前に内輪と保持器が当接するため、それ以上
トラック間のアキシャル隙間を詰めることには限界があ
る。従って、内輪と保持器の間のアキシャル隙間は、ト
ラック間のアキシャル隙間よりも大きくするのが望まし
い。
いては、加工上および機能上の理由から、内輪と保持器
の間、および外輪と保持器の間に微小な球面隙間が形成
される。このうち、内輪と保持器の間の球面隙間で形成
されるアキシャル隙間がトラック間のアキシャル隙間よ
りも小さいと、トラック間のアキシャル隙間が完全に詰
められる以前に内輪と保持器が当接するため、それ以上
トラック間のアキシャル隙間を詰めることには限界があ
る。従って、内輪と保持器の間のアキシャル隙間は、ト
ラック間のアキシャル隙間よりも大きくするのが望まし
い。
【００１３】押圧部１１および受け部１５のうち、保持
器４に設ける一方（例えば図１では受け部１５）は内方
部材６の球状外面２ｂよりも大径の凹球面状に形成する
のが望ましい。これにより作動角をとった際にも、保持
器４に設けた一方が内方部材６の球状外面２ｂと接触・
干渉する事態を防止でき、スムーズな角度変位が可能と
なる。
器４に設ける一方（例えば図１では受け部１５）は内方
部材６の球状外面２ｂよりも大径の凹球面状に形成する
のが望ましい。これにより作動角をとった際にも、保持
器４に設けた一方が内方部材６の球状外面２ｂと接触・
干渉する事態を防止でき、スムーズな角度変位が可能と
なる。
【００１４】押圧部１１および受け部１５のうち、内方
部材６に設けられる他方（上記例示では押圧部１１）を
上記一方よりも小径の凸球面状に形成すれば、押圧部１
１と受け部１５をスムーズに摺動させることができ、作
動角の変位を容易に行えるようになる。
部材６に設けられる他方（上記例示では押圧部１１）を
上記一方よりも小径の凸球面状に形成すれば、押圧部１
１と受け部１５をスムーズに摺動させることができ、作
動角の変位を容易に行えるようになる。
【００１５】以上から、上述した何れかの構造を有する
ツェッパ型あるいはアンダーカットフリー型の固定型等
速自在継手は、回転バックラッシュを生じず、従ってこ
れらの固定型等速自在継手は、ステアリング装置のよう
に回転バックラッシュを嫌う用途にも好適なものとな
る。
ツェッパ型あるいはアンダーカットフリー型の固定型等
速自在継手は、回転バックラッシュを生じず、従ってこ
れらの固定型等速自在継手は、ステアリング装置のよう
に回転バックラッシュを嫌う用途にも好適なものとな
る。
【００１６】上記固定型等速自在継手をステアリング装
置に使用すれば、回転バックラッシュが存在しないため
に良好な操舵感を得ることができ、走行中の振動も少な
くなくすることができる。
置に使用すれば、回転バックラッシュが存在しないため
に良好な操舵感を得ることができ、走行中の振動も少な
くなくすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１〜
図１３に基づいて説明する。
図１３に基づいて説明する。
【００１８】図１〜図１２は、本発明を固定型等速自在
継手の一種であるアンダーカットフリー型（ＵＪ）に適
用した場合を例示するものである。
継手の一種であるアンダーカットフリー型（ＵＪ）に適
用した場合を例示するものである。
【００１９】図１に示すように、このタイプの等速自在
継手は、複数のトラック溝１ａを形成した球状内面１ｂ
を備える外方部材としての外輪１と、複数のトラック溝
２ａを形成した球状外面２ｂを備える内輪２と、外輪１
のトラック溝１ａと内輪２のトラック溝２ａとの協働で
形成されるボールトラックに配された複数のボール３
と、外輪１の球状内面１ｂと内輪２の球状外面２ｂとの
間に配置され、ボール３を収容するためのポケット４ａ
を円周方向等間隔に有する保持器４とを主要な構成要素
とするものである。トラック溝１ａ，２ａは軸方向に延
びる曲線状をなし、通常は６本（または8本）がそれぞ
れ球状内面１ｂおよび球状外面２ｂに形成される。内輪
２の内周にセレーションやスプライン等のトルク伝達手
段を介してシャフト５を結合することにより、内方部材
６が構成される。
継手は、複数のトラック溝１ａを形成した球状内面１ｂ
を備える外方部材としての外輪１と、複数のトラック溝
２ａを形成した球状外面２ｂを備える内輪２と、外輪１
のトラック溝１ａと内輪２のトラック溝２ａとの協働で
形成されるボールトラックに配された複数のボール３
と、外輪１の球状内面１ｂと内輪２の球状外面２ｂとの
間に配置され、ボール３を収容するためのポケット４ａ
を円周方向等間隔に有する保持器４とを主要な構成要素
とするものである。トラック溝１ａ，２ａは軸方向に延
びる曲線状をなし、通常は６本（または8本）がそれぞ
れ球状内面１ｂおよび球状外面２ｂに形成される。内輪
２の内周にセレーションやスプライン等のトルク伝達手
段を介してシャフト５を結合することにより、内方部材
６が構成される。
【００２０】この実施形態において、外輪１のトラック
溝１ａの溝底が曲面状になった部位の中心（外輪トラッ
クセンタ）O1は、外輪１の球状内面１ｂの球面中心に対
して、内輪２のトラック溝２ａの溝底が曲線状になった
部位の中心（内輪トラックセンタ）O2は、内輪２の球状
外面２ｂの球面中心に対して、それぞれ軸方向に等距離
だけ反対側にオフセットされている。
溝１ａの溝底が曲面状になった部位の中心（外輪トラッ
クセンタ）O1は、外輪１の球状内面１ｂの球面中心に対
して、内輪２のトラック溝２ａの溝底が曲線状になった
部位の中心（内輪トラックセンタ）O2は、内輪２の球状
外面２ｂの球面中心に対して、それぞれ軸方向に等距離
だけ反対側にオフセットされている。
【００２１】保持器４の外周面４ｂの球面中心、および
保持器外周面４ｂの案内面となる外輪１の球状内面１ｂ
の球面中心は、何れも継手中心Oに一致している。ま
た、保持器４の内周面４ｃの球面中心、および保持器内
周面４ｃの案内面となる内輪２の球状外面２ｂの球面中
心も同様に継手中心Oに一致している。それ故、外輪ト
ラックセンタO1のオフセット量は、外輪トラックセンタ
O1と継手中心Oとの間の距離となり、内輪トラックセン
タO2のオフセット量は、内輪トラックセンタO2と継手中
心Oとの間の軸方向距離となり、両者は等しい。
保持器外周面４ｂの案内面となる外輪１の球状内面１ｂ
の球面中心は、何れも継手中心Oに一致している。ま
た、保持器４の内周面４ｃの球面中心、および保持器内
周面４ｃの案内面となる内輪２の球状外面２ｂの球面中
心も同様に継手中心Oに一致している。それ故、外輪ト
ラックセンタO1のオフセット量は、外輪トラックセンタ
O1と継手中心Oとの間の距離となり、内輪トラックセン
タO2のオフセット量は、内輪トラックセンタO2と継手中
心Oとの間の軸方向距離となり、両者は等しい。
【００２２】以上から、一対のトラック溝１ａ，２ａに
より外輪１の開口側から奥部側へ縮小する楔状のボール
トラックが形成され、このボールトラックに各ボール３
が転動可能に組み込まれる。
より外輪１の開口側から奥部側へ縮小する楔状のボール
トラックが形成され、このボールトラックに各ボール３
が転動可能に組み込まれる。
【００２３】図１では、保持器４の外周面４ｂおよび内
周面４ｃの球面中心を継手中心Oに一致させているが、
これらの球面中心を継手中心Oに対して軸方向のそれぞ
れ反対側に等距離だけオフセットさせることもできる。
周面４ｃの球面中心を継手中心Oに一致させているが、
これらの球面中心を継手中心Oに対して軸方向のそれぞ
れ反対側に等距離だけオフセットさせることもできる。
【００２４】この固定型等速自在継手において、図４に
示すように、外輪１と内輪２とが作動角θをとると、保
持器４に案内されたボール３が常にどの作動角θにおい
ても角度θの二等分面（θ／２）内に維持され、継手の
等速性が確保される。ＵＪでは、外輪1のトラック溝１
ａの一方側（外輪開口側）の端部、および内輪２のトラ
ック溝２ａの他方側（外輪奥部側）の端部にそれぞれ溝
底を軸心と平行にしたストレート部１ａ１，２ａ１が形
成されているため、作動角θの最大値を５０°程度にと
ることができ、一般的なＢＪの最大許容作動角（４６°
程度）よりも大きくすることができる。
示すように、外輪１と内輪２とが作動角θをとると、保
持器４に案内されたボール３が常にどの作動角θにおい
ても角度θの二等分面（θ／２）内に維持され、継手の
等速性が確保される。ＵＪでは、外輪1のトラック溝１
ａの一方側（外輪開口側）の端部、および内輪２のトラ
ック溝２ａの他方側（外輪奥部側）の端部にそれぞれ溝
底を軸心と平行にしたストレート部１ａ１，２ａ１が形
成されているため、作動角θの最大値を５０°程度にと
ることができ、一般的なＢＪの最大許容作動角（４６°
程度）よりも大きくすることができる。
【００２５】なお、外輪１と内輪２の間でスムーズな回
転作動を得るため、保持器４のポケット４ａとボール３
の間は円周方向および軸方向のそれぞれで正隙間とす
る。
転作動を得るため、保持器４のポケット４ａとボール３
の間は円周方向および軸方向のそれぞれで正隙間とす
る。
【００２６】図１に示すように、内方部材６を構成する
シャフト５の軸端（外輪奥部側）には、押圧部材１０が
取り付けられる。図示例の押圧部材１０は、図２に示す
ように円筒状の胴部１０ａと、これよりも外径側に張り
出した頭部１０ｂとを具備しており、シャフト５と同軸
に配置した状態で胴部１０ａがシャフト軸端に軸方向へ
スライド可能に挿入されている。頭部１０ｂとシャフト
軸端との間には弾性部材１２としてコイルバネが介装さ
れ、この弾性部材１２は押圧部材１０を軸方向の外輪奥
部側へ押圧する弾性力の発生源となる。頭部１０ｂの端
面は凸球面状に形成され、この凸球面部分が弾性的な押
圧力を軸方向に作用させる押圧部１１として機能する。
シャフト５の軸端（外輪奥部側）には、押圧部材１０が
取り付けられる。図示例の押圧部材１０は、図２に示す
ように円筒状の胴部１０ａと、これよりも外径側に張り
出した頭部１０ｂとを具備しており、シャフト５と同軸
に配置した状態で胴部１０ａがシャフト軸端に軸方向へ
スライド可能に挿入されている。頭部１０ｂとシャフト
軸端との間には弾性部材１２としてコイルバネが介装さ
れ、この弾性部材１２は押圧部材１０を軸方向の外輪奥
部側へ押圧する弾性力の発生源となる。頭部１０ｂの端
面は凸球面状に形成され、この凸球面部分が弾性的な押
圧力を軸方向に作用させる押圧部１１として機能する。
【００２７】保持器４の外輪奥部側の端部には、受け部
材１４が取り付けられる。この受け部材１４は、保持器
４の外輪奥部側の端部開口を覆う蓋状をなし、部分球面
状の球面部１４ａとその外周に環状に形成された取付け
部１４ｂとで構成される。球面部１４ａの内面（シャフ
ト5と対向する面）は凹球面状で、この凹球面部は押圧
部１１からの押圧力を受ける受け部１５として機能す
る。取付け部１４ｂは、保持器４の端部に圧入、溶接等
の適宜の手段で固定されている。
材１４が取り付けられる。この受け部材１４は、保持器
４の外輪奥部側の端部開口を覆う蓋状をなし、部分球面
状の球面部１４ａとその外周に環状に形成された取付け
部１４ｂとで構成される。球面部１４ａの内面（シャフ
ト5と対向する面）は凹球面状で、この凹球面部は押圧
部１１からの押圧力を受ける受け部１５として機能す
る。取付け部１４ｂは、保持器４の端部に圧入、溶接等
の適宜の手段で固定されている。
【００２８】作動角をとった際に、押圧部材１０と受け
部材１４をスムーズに摺動させるため、図３に示すよう
に、凹球面状の受け部１５の内径寸法Roは、凸球面状の
押圧部１１の外径寸法ｒよりも大きくする（Ro＞ｒ）。
また、図４に示すように作動角θをとった際の受け部材
１４と内輪２との干渉を防止するため、受け部１５の内
径寸法Roは、内輪２の球状外面２ｂの外径寸法Riよりも
大きくする（Ro＞Ri）。
部材１４をスムーズに摺動させるため、図３に示すよう
に、凹球面状の受け部１５の内径寸法Roは、凸球面状の
押圧部１１の外径寸法ｒよりも大きくする（Ro＞ｒ）。
また、図４に示すように作動角θをとった際の受け部材
１４と内輪２との干渉を防止するため、受け部１５の内
径寸法Roは、内輪２の球状外面２ｂの外径寸法Riよりも
大きくする（Ro＞Ri）。
【００２９】押圧部材１０と受け部材１４の間の摩擦抵
抗を抑制するため、押圧部材１０の押圧部１１と受け部
材１４の受け部１５の何れか一方、または双方には、滑
り抵抗を低減させるための表面処理、例えば軟窒化処理
を施すのが望ましい。
抗を抑制するため、押圧部材１０の押圧部１１と受け部
材１４の受け部１５の何れか一方、または双方には、滑
り抵抗を低減させるための表面処理、例えば軟窒化処理
を施すのが望ましい。
【００３０】以上の構成において、シャフト５を内輪２
の内周に嵌合し、止め輪１６等で両者を位置決めする
と、押圧部材１０の押圧部１１と受け部材１４の受け部
１５とが互いに当接し、弾性部材１２が圧縮される。こ
れにより内方部材６（シャフト５および内輪２）と保持
器４との間に軸方向の弾性力が作用し、両者間に軸方向
の相対移動が生じる。この相対移動によりボール３が保
持器４を介してボールトラックの縮小方向に押し込まれ
るため、トラック間のアキシャル隙間が詰められ、回転
バックラッシュが防止されるようになる。このように回
転バックラッシュが防止される結果、この固定型等速自
在継手は、回転バックラッシュを嫌う用途、例えば図１
３に示す自動車のステアリング装置にも使用することが
可能となる。
の内周に嵌合し、止め輪１６等で両者を位置決めする
と、押圧部材１０の押圧部１１と受け部材１４の受け部
１５とが互いに当接し、弾性部材１２が圧縮される。こ
れにより内方部材６（シャフト５および内輪２）と保持
器４との間に軸方向の弾性力が作用し、両者間に軸方向
の相対移動が生じる。この相対移動によりボール３が保
持器４を介してボールトラックの縮小方向に押し込まれ
るため、トラック間のアキシャル隙間が詰められ、回転
バックラッシュが防止されるようになる。このように回
転バックラッシュが防止される結果、この固定型等速自
在継手は、回転バックラッシュを嫌う用途、例えば図１
３に示す自動車のステアリング装置にも使用することが
可能となる。
【００３１】ステアリング装置は、図１３に示すよう
に、ステアリングホイール２１の回転運動を、一または
複数のステアリングシャフト２２を介してステアリング
ギヤに伝達することにより、タイロッド部の往復運動に
変換するものである。車載スペース等との兼ね合いでス
テアリングシャフト２２を一直線に配置できない場合
は、ステアリングシャフト２２間に一または複数の自在
継手２４を配置し、ステアリングシャフト２２を屈曲さ
せた状態でもステアリングギヤに正確な回転運動を伝達
できるようにしている。この自在継手２４に上記固定型
等速自在継手を使用することができる。
に、ステアリングホイール２１の回転運動を、一または
複数のステアリングシャフト２２を介してステアリング
ギヤに伝達することにより、タイロッド部の往復運動に
変換するものである。車載スペース等との兼ね合いでス
テアリングシャフト２２を一直線に配置できない場合
は、ステアリングシャフト２２間に一または複数の自在
継手２４を配置し、ステアリングシャフト２２を屈曲さ
せた状態でもステアリングギヤに正確な回転運動を伝達
できるようにしている。この自在継手２４に上記固定型
等速自在継手を使用することができる。
【００３２】ところで、固定型等速自在継手において
は、加工上および機能上の都合から、上記トラック間の
アキシャル隙間とは別に保持器４の外周面４ｂと外輪１
の球状内面１ｂとの間、および保持器４の内周面４ｃと
内輪２の球状外面２ｂとの間に微小な球面隙間が形成さ
れる。この球面隙間により生じるアキシャル隙間のう
ち、保持器４の内周面４ｃと内輪２の球状外面２ｂとの
間のアキシャル隙間がトラック間のアキシャル隙間より
小さいと、内輪２に対する保持器４の軸方向の可動域が
狭まるため、トラック間のアキシャル隙間を十分に詰め
ることに限界が生じる。従って、保持器４と内輪２の間
のアキシャル隙間は、トラック間のアキシャル隙間より
も大きく設定する必要がある。
は、加工上および機能上の都合から、上記トラック間の
アキシャル隙間とは別に保持器４の外周面４ｂと外輪１
の球状内面１ｂとの間、および保持器４の内周面４ｃと
内輪２の球状外面２ｂとの間に微小な球面隙間が形成さ
れる。この球面隙間により生じるアキシャル隙間のう
ち、保持器４の内周面４ｃと内輪２の球状外面２ｂとの
間のアキシャル隙間がトラック間のアキシャル隙間より
小さいと、内輪２に対する保持器４の軸方向の可動域が
狭まるため、トラック間のアキシャル隙間を十分に詰め
ることに限界が生じる。従って、保持器４と内輪２の間
のアキシャル隙間は、トラック間のアキシャル隙間より
も大きく設定する必要がある。
【００３３】図５は、本発明の他の実施形態を示すもの
で、弾性部材１２としてのコイルバネをシャフト５の軸
端に埋め込んだ点が図1に示す実施形態と異なる。この
実施形態においては、軸端に円筒状の収容部材１７が埋
め込まれており、この収容部材１７の内部に押圧部材１
０および弾性部材１２が収容される。収容部材１７の先
端は内径側に折り曲げて押圧部材１０を案内する案内部
１７ａとしている。この実施形態によっても図１の実施
形態と同様にトラック間の隙間を詰めて、回転バックラ
ッシュを防止することができる。また、図示は省略する
が、押圧部材１０と受け部材１４の間の滑り抵抗を低減
させるため、押圧部材１０をボール（球）とし、これを
受け部材１４の凹球面で転がすようにすることもでき
る。
で、弾性部材１２としてのコイルバネをシャフト５の軸
端に埋め込んだ点が図1に示す実施形態と異なる。この
実施形態においては、軸端に円筒状の収容部材１７が埋
め込まれており、この収容部材１７の内部に押圧部材１
０および弾性部材１２が収容される。収容部材１７の先
端は内径側に折り曲げて押圧部材１０を案内する案内部
１７ａとしている。この実施形態によっても図１の実施
形態と同様にトラック間の隙間を詰めて、回転バックラ
ッシュを防止することができる。また、図示は省略する
が、押圧部材１０と受け部材１４の間の滑り抵抗を低減
させるため、押圧部材１０をボール（球）とし、これを
受け部材１４の凹球面で転がすようにすることもでき
る。
【００３４】弾性部材１２としては、コイルバネ以外も
使用することができる。図６（ａ）（ｂ）は、弾性部材
１２として皿ばねを使用したもの、図７（ａ）（ｂ）
は、弾性部材１２として樹脂材（ゴム材でもよい）を使
用した例である。この他、図示は省略するが弾性部材１
２として波ばねを使用することもできる。
使用することができる。図６（ａ）（ｂ）は、弾性部材
１２として皿ばねを使用したもの、図７（ａ）（ｂ）
は、弾性部材１２として樹脂材（ゴム材でもよい）を使
用した例である。この他、図示は省略するが弾性部材１
２として波ばねを使用することもできる。
【００３５】なお、図６（ａ）および図７（ａ）は、図
１の実施形態と同様に弾性部材１２をシャフト５の軸端
外に配置したもの、図６（ｂ）および図７（ｂ）は、図
５の実施形態と同様に収容部材１７を使用して弾性部材
１２を軸端内に配置したものである。
１の実施形態と同様に弾性部材１２をシャフト５の軸端
外に配置したもの、図６（ｂ）および図７（ｂ）は、図
５の実施形態と同様に収容部材１７を使用して弾性部材
１２を軸端内に配置したものである。
【００３６】図８は、図１〜図７の実施形態とは逆に、
受け部１５を内方部材６としてのシャフト５に、押圧部
１１を保持器５に設けた例である。図８では、凸球面状
の受け部１５をシャフト５に一体形成しているが、これ
を別部材（受け部材）としてシャフト５の軸端に取り付
けることもできる。
受け部１５を内方部材６としてのシャフト５に、押圧部
１１を保持器５に設けた例である。図８では、凸球面状
の受け部１５をシャフト５に一体形成しているが、これ
を別部材（受け部材）としてシャフト５の軸端に取り付
けることもできる。
【００３７】この実施形態において、押圧部１１を有す
る押圧部材１０は、図１〜図７に示す受け部材１４と同
様に、保持器４の端部開口部を覆う蓋状をなし、保持器
４の外輪奥部側の端部に取り付けられる。図９に示すよ
うに、押圧部材１０は、部分球面状の球面部１０ｃとそ
の外周に突出した複数（図面では６個）の脚部１０ｄと
で構成される。球面部１４ａの内面（シャフト５と対向
する面）は凹球面状をなしており、この凹球面部分が受
け部１５に軸方向の弾性力を作用させる押圧部１１とし
て機能する。作動角をとった際の押圧部材１０と内輪２
との干渉を防止するため、凹球面状の押圧部１１は、内
輪２の球状外面２ｂよりも大径に形成される（図４参
照）。
る押圧部材１０は、図１〜図７に示す受け部材１４と同
様に、保持器４の端部開口部を覆う蓋状をなし、保持器
４の外輪奥部側の端部に取り付けられる。図９に示すよ
うに、押圧部材１０は、部分球面状の球面部１０ｃとそ
の外周に突出した複数（図面では６個）の脚部１０ｄと
で構成される。球面部１４ａの内面（シャフト５と対向
する面）は凹球面状をなしており、この凹球面部分が受
け部１５に軸方向の弾性力を作用させる押圧部１１とし
て機能する。作動角をとった際の押圧部材１０と内輪２
との干渉を防止するため、凹球面状の押圧部１１は、内
輪２の球状外面２ｂよりも大径に形成される（図４参
照）。
【００３８】図１０は、押圧部材１０の他の実施形態
で、図９に比べ、脚部１０ｄの数を減じる一方で（例え
ば３個とする）、脚部１０ｄの円周方向幅を増した例で
ある。
で、図９に比べ、脚部１０ｄの数を減じる一方で（例え
ば３個とする）、脚部１０ｄの円周方向幅を増した例で
ある。
【００３９】図８に示すように、保持器4の外輪奥部側
の端部内周には、鍔部４ｄが形成される。この鍔部４ｄ
に押圧部材１０の脚部１０ｄを係合させることにより、
押圧部材１０が保持器４に固定される。これにより、押
圧部１１と受け部１５とが当接し、主として脚部１０ｄ
が弾性変形して弾性力を生じるので（この場合の脚部１
０ｄの弾性変形量はδで表される：図９および図１０参
照）、図１の実施形態と同様に内方部材６（シャフト５
および内輪２）が外輪開口側に、保持器４が外輪奥部側
にそれぞれ押圧され、ボール３がボールトラックの縮小
側に押し込まれる。従って、トラック間のアキシャル隙
間を詰めて回転バックラッシュを防止することが可能と
なる。
の端部内周には、鍔部４ｄが形成される。この鍔部４ｄ
に押圧部材１０の脚部１０ｄを係合させることにより、
押圧部材１０が保持器４に固定される。これにより、押
圧部１１と受け部１５とが当接し、主として脚部１０ｄ
が弾性変形して弾性力を生じるので（この場合の脚部１
０ｄの弾性変形量はδで表される：図９および図１０参
照）、図１の実施形態と同様に内方部材６（シャフト５
および内輪２）が外輪開口側に、保持器４が外輪奥部側
にそれぞれ押圧され、ボール３がボールトラックの縮小
側に押し込まれる。従って、トラック間のアキシャル隙
間を詰めて回転バックラッシュを防止することが可能と
なる。
【００４０】このように押圧部材１０自身で弾性力を発
生させる他、図１１および図１２に示すように、押圧部
材１０の脚部１０ｄと保持器４の鍔部４ｄとの間に軸方
向の弾性力を生じる弾性部材１２を介在させてもよい。
弾性部材１２としては、例えば皿ばね、波ばね、樹脂材
やゴム材を使用することができる。この場合、弾性部材
１２の弾性変形に伴って、脚部１０ｄが軸方向に移動す
るので、脚部１０ｄと保持器４との干渉を回避するた
め、脚部１０ｄの外径端と保持器４内周との間に半径方
向の微小隙間Ｓを形成するのが望ましい。
生させる他、図１１および図１２に示すように、押圧部
材１０の脚部１０ｄと保持器４の鍔部４ｄとの間に軸方
向の弾性力を生じる弾性部材１２を介在させてもよい。
弾性部材１２としては、例えば皿ばね、波ばね、樹脂材
やゴム材を使用することができる。この場合、弾性部材
１２の弾性変形に伴って、脚部１０ｄが軸方向に移動す
るので、脚部１０ｄと保持器４との干渉を回避するた
め、脚部１０ｄの外径端と保持器４内周との間に半径方
向の微小隙間Ｓを形成するのが望ましい。
【００４１】以上の説明では、固定型等速自在継手とし
て、トラック溝１ａ，２ａの一部にストレート部１ａ
１，２ａ１を形成したＵＪを挙げているが、本発明はこ
れに限らず、このようなストレート部を有しない（トラ
ック溝１ａ，２ａの全域がトラックセンタＯ1，Ｏ2を中
心とする曲線状に形成された）ツェッパ型を始め、固定
型等速自在継手に広く適用することができる。
て、トラック溝１ａ，２ａの一部にストレート部１ａ
１，２ａ１を形成したＵＪを挙げているが、本発明はこ
れに限らず、このようなストレート部を有しない（トラ
ック溝１ａ，２ａの全域がトラックセンタＯ1，Ｏ2を中
心とする曲線状に形成された）ツェッパ型を始め、固定
型等速自在継手に広く適用することができる。
【００４２】
【発明の効果】このように本発明によれば、簡単な構造
でトラック間のアキシャル隙間を詰めることができ、確
実に回転バックラッシュの発生を防止することができ
る。従って、ステアリング装置のような回転バックラッ
シュを嫌う用途にもＢＪやＵＪといった固定型等速自在
継手を使用することが可能となる。
でトラック間のアキシャル隙間を詰めることができ、確
実に回転バックラッシュの発生を防止することができ
る。従って、ステアリング装置のような回転バックラッ
シュを嫌う用途にもＢＪやＵＪといった固定型等速自在
継手を使用することが可能となる。
【図１】押圧部を内方部材に、受け部を保持器に設けた
固定型等速自在継手の実施形態を示す断面図である。
固定型等速自在継手の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１の実施形態におけるシャフト軸端付近の拡
大断面図である。
大断面図である。
【図３】図１の実施形態における要部拡大断面図であ
る。
る。
【図４】作動角をとった固定型等速自在継手の断面図で
ある。
ある。
【図５】他の実施形態を示す断面図である。
【図６】弾性部材の他例を示す拡大断面図で、（ａ）図
は弾性部材をシャフト外に配置した場合、（ｂ）図は弾
性部材をシャフト内に配置した場合を示す。
は弾性部材をシャフト外に配置した場合、（ｂ）図は弾
性部材をシャフト内に配置した場合を示す。
【図７】弾性部材の他例を示す拡大断面図で、（ａ）図
は弾性部材をシャフト外に配置した場合、（ｂ）図は弾
性部材をシャフト内に配置した場合を示す。
は弾性部材をシャフト外に配置した場合、（ｂ）図は弾
性部材をシャフト内に配置した場合を示す。
【図８】押圧部を保持器に、受け部を内方部材に設けた
固定型等速自在継手の実施形態を示す断面図である。
固定型等速自在継手の実施形態を示す断面図である。
【図９】（ａ）図は保持器に取り付ける弾性部材の断面
図（Ｚ−Ｚ断面）、（ｂ）図は同じく正面図である。
図（Ｚ−Ｚ断面）、（ｂ）図は同じく正面図である。
【図１０】（ａ）図は保持器に取り付ける弾性部材の断
面図（Ｚ−Ｚ断面）、（ｂ）図は同じく正面図である。
面図（Ｚ−Ｚ断面）、（ｂ）図は同じく正面図である。
【図１１】図１０の実施形態において、押圧部材と保持
器の間に弾性部材を介在させた実施形態を示す断面図で
ある。
器の間に弾性部材を介在させた実施形態を示す断面図で
ある。
【図１２】図１１中のA部の拡大断面図である。
【図１３】ステアリング装置の斜視図である。
１ 外方部材（外輪）
１ａ トラック溝
１ａ１ ストレート部
１ｂ 球状内面
２ 内輪
２ａ トラック溝
２ａ１ ストレート部
２ｂ 球状外面
３ ボール
４ 保持器
４ａ ポケット
４ｂ 外周面
４ｃ 内周面
５ シャフト
６ 内方部材
１０ 押圧部材
１１ 押圧部
１２ 弾性部材
１４ 受け部材
１５ 受け部
Ｏ 継手中心
Ｏ1 外輪トラックセンタ
Ｏ2 内輪トラックセンタ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 寺田 健二
静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ
ヌ株式会社内
(72)発明者 藏 久昭
静岡県磐田市東貝塚1578番地 エヌティエ
ヌ株式会社内
Ｆターム(参考） 3D030 DC40 DE42
Claims (8)
- 【請求項１】 複数のトラック溝を形成した球状内面を
備える外方部材と、複数のトラック溝を形成した球状外
面を備える内方部材と、外方部材のトラック溝と内方部
材のトラック溝とで形成された楔形のボールトラックに
配置したボールと、外方部材の球状内面と内方部材の球
状外面との間に配置され、ボールを保持する保持器とを
備えた固定型等速自在継手において、 弾性的な押圧力を軸方向に作用させる押圧部、および押
圧部からの押圧力を受ける受け部のうち、何れか一方を
保持器に設けると共に、他方を内方部材に設けたことを
特徴とする固定型等速自在継手。 - 【請求項２】 弾性的な押圧力を、保持器を介してボー
ルがボールトラックの縮小側に押し込まれるように作用
させる請求項１記載の固定型等速自在継手。 - 【請求項３】 内輪と保持器の間のアキシャル隙間を、
トラック間のアキシャル隙間よりも大きくした請求項１
または２記載の固定型等速自在継手。 - 【請求項４】 押圧部および受け部のうち、保持器に設
けられる一方を内方部材の球状外面よりも大径の凹球面
状に形成した請求項１〜３何れか記載の固定型等速自在
継手。 - 【請求項５】 押圧部および受け部のうち、内方部材に
設けられる他方を上記一方よりも小径の凸球面状に形成
した請求項４記載の固定型等速自在継手。 - 【請求項６】 請求項１〜５の何れかに記載された構造
を有するツェッパ型の固定型等速自在継手。 - 【請求項７】 請求項１〜５の何れかに記載された構造
を有するアンダーカットフリー型の固定型等速自在継
手。 - 【請求項８】 ステアリング装置に使用される請求項１
〜７何れか記載の固定型等速自在継手。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001329548A JP4219583B2 (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 固定型等速自在継手 |
| FR0212445A FR2831626B1 (fr) | 2001-10-26 | 2002-10-07 | Joint homocinetique fixe notamment destine a une colonne de direction de vehicule automobile |
| US10/274,442 US7201664B2 (en) | 2001-10-26 | 2002-10-21 | Fixed constant velocity joint |
| CNB021460159A CN100394052C (zh) | 2001-10-26 | 2002-10-23 | 固定型等速万向接头 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001329548A JP4219583B2 (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 固定型等速自在継手 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004025841A Division JP2004183902A (ja) | 2004-02-02 | 2004-02-02 | 固定型等速自在継手 |
| JP2006292841A Division JP4242409B2 (ja) | 2006-10-27 | 2006-10-27 | 固定型等速自在継手 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003130082A true JP2003130082A (ja) | 2003-05-08 |
| JP4219583B2 JP4219583B2 (ja) | 2009-02-04 |
Family
ID=19145437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001329548A Expired - Fee Related JP4219583B2 (ja) | 2001-10-26 | 2001-10-26 | 固定型等速自在継手 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7201664B2 (ja) |
| JP (1) | JP4219583B2 (ja) |
| CN (1) | CN100394052C (ja) |
| FR (1) | FR2831626B1 (ja) |
Cited By (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004113150A1 (ja) * | 2003-06-20 | 2004-12-29 | Nsk Ltd. | 車両ステアリング装置 |
| WO2005005850A1 (ja) * | 2003-07-11 | 2005-01-20 | Nsk Ltd. | 車両ステアリング装置 |
| WO2005033538A1 (ja) * | 2003-10-01 | 2005-04-14 | Ntn Corporation | 固定式等速自在継手 |
| JP2005106233A (ja) * | 2003-10-01 | 2005-04-21 | Ntn Corp | 固定型等速自在継手 |
| WO2005073579A1 (ja) * | 2004-01-30 | 2005-08-11 | Ntn Corporation | 固定型等速自在継手 |
| JP2005221033A (ja) * | 2004-02-06 | 2005-08-18 | Ntn Corp | 固定式等速自在継手 |
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