WO2006121024A1

WO2006121024A1 - 固定型等速自在継手

Info

Publication number: WO2006121024A1
Application number: PCT/JP2006/309280
Authority: WO
Inventors: Tetsurou Kadota
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2006-05-09
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2007-11-12
Also published as: EP1881218A4; US20080064509A1; EP1881218A1

Abstract

　本発明はボールを脱落させることなく外側継手部材の外側に出すことにより、従来以上の高作動角を実現可能な固定型等速自在継手を提供する。　本発明はゼッパ型等速自在継手において、外側継手部材と内側継手部材の二つの案内溝のボール中心軌跡を、案内溝の継手軸方向中央部分を除く部分で互いに重なる共通円弧にするとともに、案内溝の継手軸方向中央部分を、互いに交差しかつ継手中心を挟んで軸方向に鏡像対称となるように前記共通円弧から半径方向内側に偏らせる。又は、二つの案内溝のボール中心軌跡を、案内溝の継手軸方向中央部分で互いに交差し、かつ、継手中心を挟んで軸方向に鏡像対称となる一対の主円弧であって、主円弧の曲率中心が継手中心から曲率半径が短くなる方向（又は長くなる方向）に、等しくオフセットされ、かつ、継手中心を挟んで継手軸方向反対側に等しくオフセットされた主円弧と、継手中心を曲率中心として内側継手部材の主円弧の継手奥側端部から延長された副円弧とで構成する。曲率半径が長くなる方向にオフセットする場合は、継手入口側端部からも副円弧を延長する。

Description

明細書

固定型等速自在継手

技術分野

[0001] 本発明の固定型等速自在継手は、駆動側の回転軸と従動側の回転軸とを連結し、両軸が角度をなした状態でも等角速度でトルク伝達可能にしたもので、プランジングを行わず角度変位のみが可能であり、自動車をはじめ各種産業機械の動力伝達用の固定型等速自在継手として利用される。

背景技術

[0002] 自動車のドライブシャフトのアクスル連結部や、ステアリングシャフトのシャフト折曲げ連結部には、固定型等速自在継手が一般に使用される。この固定型等速自在継手として、従来、ゼッパ型等速自在継手やアンダーカットフリー型（以下 UJ型という）等速自在継手が知られている。ゼッパ型の特徴は、外側継手部材の案内溝のボール中心軌跡と内側継手部材の案内溝のボール中心軌跡が、それぞれ、継手中心から軸方向に等距離離れた点を中心とする二つの球の子午線となっていることである。

(特許文献 1：米国特許第 2046584号公報参照)。

[0003] これに対して UJ型等速自在継手は、ゼッパ型等速自在継手よりも高作動角とするために発明されたもので、外側継手部材の案内溝のボール中心軌跡が、上記ゼッパ型の子午線の円弧のうち、継手中心を通る軸直角断面より外側継手部材の開口側の部分が継手軸と平行な直線となって、る。（特許文献 2：特開昭 53— 65547号公報参照）

[0004] ゼッパにより発明されたゼッパ型等速自在継手は、最初は、外側継手部材の案内溝のボール中心軌跡と、内側継手部材の案内溝のボール中心軌跡力ともに継手中心に中心を持つ同一円弧であった。（特許文献 3 :米国特許第 1665280号公報参照)。その自在継手は、作動角 0° における保持器の回転位置が一定に定まらないという欠点があり、それを補うために、内側継手部材と外側継手部材の間に保持器の位置を制御するための別部品を追加して、た (特許文献 4：米国特許第 2010899 号公報の Fig. 1, Fig. 2のパイロットピン Kを参照）。 [0005] その後改良されたゼッパ型等速自在継手は、、わゆるダブルオフセット型と呼ばれるもので、図 5A、図 5B及び図 6のように、外側継手部材 1と内側継手部材 2の二つの案内溝 lb, 2bのボール中心軌跡 CI, C2を、継手中心 Oから継手軸線方向反対方向にそれぞれ等距離だけ離れた点 A, Bを中心とする同じ半径尺の円にしたものである。詳しくは図 5A及び図 5Bに示すように、ダブルオフセット型等速自在継手は、球面状の内周面 1 aに 6本の曲線状の案内溝 lbを軸方向に形成した外側継手部材 1と、球面状の外周面 2aに 6本の曲線状の案内溝 2bを軸方向に形成し、スプライン (またはセレーシヨン)孔 2cを有する内側継手部材 2と、外側継手部材 1の案内溝 lbと内側継手部材 2の案内溝 2bとが協働して形成される 6本のボールトラックに 1個ずつ配されたトルク伝達ボール 3と、トルク伝達ボール 3を保持する保持器 4とで構成される。

[0006] 外側継手部材 1の内周面 laの曲率中心、内側継手部材 2の外周面 2aの曲率中心は、いずれも、継手中心 Oと一致している。外側継手部材 1の案内溝 lbの曲率中心 Aと内側継手部材 2の案内溝 2bの曲率中心 Bは、継手中心 Oを挟んで、軸方向に等距離だけ反対側に（図 5Aに示す例では中心 Aは継手の開口側に、中心 Bは継手の奥部側に)オフセットしている。そのため、案内溝 lb, 2bが協働して形成されるボールトラックは、軸方向の一方（図 5Aに示す例では継手の組付性を考慮して継手の開口側）に向力つて開、た楔形状となって！/、る。

[0007] 図 5Aに示すように二軸が角度変位しない場合すなわち二軸の回転軸線が一直線となった状態では、すべてのトルク伝達ボール 3の中心が継手中心 Oを含み回転軸線に垂直な平面内にある。外側継手部材 1と内側継手部材 2とが角度 Θだけ角度変位すると、保持器 4によってトルク伝達ボール 3が、角度 Θを二等分する平面内に配向せしめられ、これにより継手の等速性が確保される。

[0008] このダブルオフセット型等速自在継手にぉ、ては、継手を高作動角で回転させる場合、ボール 3が外側継手部材 1の案内溝 lbから外側にはみ出すと、ボール 3が保持器 4の窓力半径方向外方に飛出すのを防止することができない。このため、従来のダブルオフセット型等速自在継手では、ボール 3は必ず外側継手部材 1の案内溝 lbの中に収めておく必要があり、これにより継手の最大作動角が抑えられ、せいぜい 48° 程度が限界であった。 [0009] 一方、 UJ型等速自在継手は、ゼッパ型等速自在継手の作動角をさらに拡大するために発明されたもので、ボールが外側継手部材の案内溝力外れる位置を延長するために、外側継手部材の案内溝のボール中心軌跡を、外側継手部材入り口部のみ、円弧状から直線状に変更した。しかし、 UJ型等速自在継手でも最大作動角は 52° 程度であった。

[0010] 継手の作動角をさらに大きぐ例えば 60° 程度にするには、ボールを外側継手部材の案内溝カゝら外側に出さざるを得ない。そのとき、保持器のボール案内面が平面であると、ボールが保持器の窓力外側に脱落してしまい、等速自在継手はその機能を失う。

特許文献 1：米国特許第 2046584号公報

特許文献 2：特開昭 53— 65547号公報

特許文献 3 :米国特許第 1665280号公報

特許文献 4:米国特許第 2010899号公報 (Fig. 1、 Fig. 2のパイロットピン K) 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0011] 本発明はボールを脱落させることなく外側継手部材の外側に出すことにより、従来以上の高作動角を実現可能な固定型等速自在継手を提供することを目的とする。課題を解決するための手段

[0012] 前記課題を解決するため、本発明の第 1アスペクトは、固定型等速自在継手において、外側継手部材と内側継手部材の二つの案内溝のボール中心軌跡を、案内溝の継手軸方向中央部分を除く部分で継手中心を中心とする互いに重なる共通円弧にするとともに、案内溝の継手軸方向中央部分を、互いに交差しかつ継手中心を挟んで軸方向に鏡像対称となるように前記共通円弧から半径方向内側に偏らせたことを特徴とする。

[0013] この発明の等速自在継手は、継手を概ね 10° 以上折り曲げた場合、外側継手部材と内側継手部材の二つの案内溝のボール中心軌跡力いずれも、継手中心を中心とする同一円（円弧）となる。そのため、大きな作動角を取ったときでも、ボールの中心位置が継手中心力も離れていかないから、外側継手部材の案内溝を開口側に長く延在させる必要がなぐ従って内側継手部材に連結するシャフトが外側継手部材に干渉する作動角を高角化することができる。例えば、 50° を越えて 60° に近づく高作動角では一部のボールが外側継手部材の案内溝力外側に出ることになる力保持器外径側のボール案内面の対向間隔をボール径よりも狭くしておくことにより、外側継手部材の外側であってもボールを保持器で内側継手部材の案内溝側に抱え込んでおくことができ、ボールが保持器力も脱落するのを防止できる。

[0014] 本発明は、外側継手部材と内側継手部材の二つの案内溝の継手軸方向中央部分を、互いに交差しかつ継手中心を挟んで軸方向に鏡像対称となるように、案内溝の継手軸方向中央部分を除く部分で互いに重なる共通円弧から、半径方向内側に偏らせている。これにより、ボールを前記交差部分すなわち継手中心の軸直角断面内に保持することができ、このようなボールの定位置保持によって、継手作動角 0° において保持器を継手中心の軸直角断面内に保持することができる。

[0015] 本発明の第 1アスペクトにおいて、案内溝の中央部のボール中心線を円弧で構成することができる。案内溝中央部のボール中心線を円弧で構成することにより、継手が作動角を取る際のボールの転動をスムーズにすることができる。

[0016] 本発明の第 1アスペクトにおいて、案内溝の中央部のボール中心線を直線で構成することができる。案内溝中央部のボール中心線を直線で構成することにより、案内溝の加工が容易になる。なお、この「直線」の両端を滑らかに共通円弧に接続させておくことにより、継手が作動角を取る際のボールの転動をスムーズにすることができる

[0017] 本発明の第 1アスペクトにおいて、複数のボールトラックのうち、一部のボールトラックのみ、内外二つの案内溝のボール中心軌跡を、案内溝の継手軸方向中央部分を除く部分で互いに重なる共通円弧にするとともに、案内溝の継手軸方向中央部分を、互いに交差しかつ継手中心を挟んで軸方向に鏡像対称となるように前記共通円弧力半径方向内側に偏らせ、残りのボールトラックでは、内外二つの案内溝のボール中心軌跡を全体が重なる単一円弧とすることができる。

[0018] ボールトラックの数は通常 6又は 8あるいはそれ以上である力そのうちの例えば 3 つ又は 4つのボールトラックのみ（すなわちボールトラック一つおき）、ボール中心軌跡を請求項 1のようにし、残りのボールトラックでは内外二つの案内溝のボール中心軌跡を全体が重なる単一円弧とするものである。そのことにより、継手作動角 0° において保持器を継手中心の軸直角断面内に保持することができ、かつ、伝達可能なトルクをより大きくすることができる。

[0019] 本発明の第 2アスペクトは、固定型等速自在継手において、外側 «手部材と内側継手部材の二つの案内溝のボール中心軌跡を、案内溝の継手軸方向中央部分で互いに交差し、かつ、継手中心を挟んで軸方向に鏡像対称となる一対の主円弧であつて、主円弧の曲率中心が継手中心から曲率半径が短くなる方向に等しくオフセットされ、かつ、継手中心を挟んで継手軸方向反対側に等しくオフセットされた主円弧と、継手中心を曲率中心として内側継手部材の主円弧の継手奥側端部から延長された副円弧とで構成したことを特徴とする

[0020] 本発明の第 2アスペクトの等速自在継手は、大きな作動角を取ったときでも、内側継手部材のボール中心軌跡の副円弧が継手中心を中心とする円弧であるため、ボールの中心位置が継手中心力も離れていかない。このため、外側継手部材の案内溝を開口側に長く延在させる必要がなぐ従って内側継手部材に連結するシャフトが外側継手部材に干渉する作動角を高角化することができる。例えば、 50° を越えて 60° に近づく高作動角では一部のボールが外側継手部材の案内溝力外側に出ることになるが、保持器外径側のボール案内面の対向間隔をボール径よりも狭くしておくことにより、外側継手部材の外側であってもボールを保持器で内側継手部材のボール中心軌跡である副円弧と対応する案内溝側に抱え込んでおくことができ、ボールが保持器力脱落するのを防止できる。

[0021] 本発明の第 2アスペクトにおいては、外側継手部材と内側継手部材の二つの案内溝のボール中心軌跡が、案内溝の継手軸方向中央部分で互いに交差し、かつ、継手中心を挟んで軸方向に鏡像対称となる一対の主円弧であって、主円弧の曲率中心が継手中心から曲率半径が短くなる方向に等しくオフセットされ、かつ、継手中心を挟んで継手軸方向反対側に等しくオフセットされた主円弧を有するので、ボールを前記交差部分すなわち継手中心の軸直角断面内に保持することができ、このようなボールの定位置保持によって、継手作動角 0° において保持器を継手中心の軸直角断面内に保持することができる。

[0022] 本発明の第 2アスペクトの変形例として、複数のボールトラックのうち、一部のボールトラックのみ、内外二つの案内溝のボール中心軌跡を、案内溝の継手軸方向中央部分で互いに交差し、かつ、継手中心を挟んで軸方向に鏡像対称となる一対の主円弧であって、主円弧の曲率中心が継手中心から曲率半径が短くなる方向に等しくオフセットされ、かつ、継手中心を挟んで継手軸方向反対側に等しくオフセットされた主円弧と、継手中心を曲率中心として内側継手部材の主円弧の継手奥側端部力延長された副円弧とで構成し、残りのボールトラックでは、内外二つの案内溝のボール中心軌跡を全体が重なる単一円弧としてもよい。

[0023] ボールトラックの数は通常 6又は 8あるいはそれ以上である力そのうちの例えば 3 つ又は 4つのボールトラックのみ（すなわちボールトラック一つおき）、ボール中心軌跡を本発明の第 2アスペクトのようにし、残りのボールトラックでは内外二つの案内溝のボール中心軌跡を全体が重なる単一円弧とするものである。そのことにより、継手作動角 0° において保持器を継手中心の軸直角断面内に保持することができ、かつ、伝達可能なトルクをより大きくすることができる。

[0024] 本発明の第 3アスペクトは、固定型等速自在継手において、外側継手部材と内側継手部材の二つの案内溝のボール中心軌跡を、案内溝の継手軸方向中央部分で互いに交差し、かつ、継手中心を挟んで軸方向に鏡像対称となる一対の主円弧であつて、主円弧の曲率中心が継手中心から曲率半径が長くなる方向に等しくオフセットされ、かつ、継手中心を挟んで継手軸方向反対側に等しくオフセットされた主円弧と、継手中心を曲率中心として内側継手部材の主円弧の継手奥側端部及び継手入口側端部から延長された副円弧とで構成したことを特徴とする。

[0025] 本発明の第 3アスペクトの等速自在継手は、大きな作動角を取ったときでも、内側継手部材のボール中心軌跡の副円弧が継手中心を中心とする円弧であるため、ボールの中心位置が継手中心力も離れていかない。このため、外側継手部材の案内溝を開口側に長く延在させる必要がなぐ従って内側継手部材に連結するシャフトが外側継手部材に干渉する作動角を高角化することができる。例えば、 50° を越えて 60° に近づく高作動角では一部のボールが外側継手部材の案内溝力外側に出ることになるが、保持器外径側のボール案内面の対向間隔をボール径よりも狭くしておくことにより、外側継手部材の外側であってもボールを保持器で内側継手部材のボール中心軌跡である副円弧と対応する案内溝側に抱え込んでおくことができ、ボールが保持器力脱落するのを防止できる。

[0026] 本発明の第 3アスペクトは、外側継手部材と内側継手部材の二つの案内溝のボール中心軌跡力案内溝の継手軸方向中央部分で互いに交差し、かつ、継手中心を挟んで軸方向に鏡像対称となる一対の主円弧であって、主円弧の曲率中心が継手中心から曲率半径が長くなる方向に等しくオフセットされ、かつ、継手中心を挟んで継手軸方向反対側に等しくオフセットされた主円弧を有するので、ボールを前記交差部分すなわち継手中心の軸直角断面内に保持することができ、このようなボールの定位置保持によって、継手作動角 0° において保持器を継手中心の軸直角断面内に保持することができる。

[0027] 本発明の第 3アスペクトの変形例として、複数のボールトラックのうち、一部のボールトラックのみ、内外二つの案内溝のボール中心軌跡を、案内溝の継手軸方向中央部分で互いに交差し、かつ、継手中心を挟んで軸方向に鏡像対称となる一対の主円弧であって、主円弧の曲率中心が継手中心から曲率半径が長くなる方向に等しくオフセットされ、かつ、継手中心を挟んで継手軸方向反対側に等しくオフセットされた主円弧と、継手中心を曲率中心として内側継手部材の主円弧の継手奥側端部及び継手入口側端部から延長された副円弧とで構成し、残りのボールトラックでは、内外二つの案内溝のボール中心軌跡を全体が重なる単一円弧としてもよい。

[0028] ボールトラックの数は通常 6又は 8あるいはそれ以上である力そのうちの例えば 3 つ又は 4つのボールトラックのみ（すなわちボールトラック一つおき）、ボール中心軌跡を本発明の第 3アスペクトのようにし、残りのボールトラックでは内外二つの案内溝のボール中心軌跡を全体が重なる単一円弧とするものである。そのことにより、継手作動角 0° において保持器を継手中心の軸直角断面内に保持することができ、かつ、伝達可能なトルクをより大きくすることができる。

[0029] 本発明の第 1〜第 3アスペクトにおいて、ボールトラックを継手開口側に向力つて開いた楔形状とすることができる。これ〖こより、固定型等速自在継手の組付性、すなわち外側継手部材の内側に内側継手部材と保持器を組込む際の作業性を良好にするとともに、内側継手部材に連結するシャフトが外側継手部材に干渉する作動角を高角ィ匕することができる。

[0030] 本発明の第 1〜第 3アスペクトにおいて、保持器の窓内面であって継手の軸方向に互いに対向するボール案内面を内径側で平行平面にするとともに外径側でボールを抱き込むように内側に狭めることができる。これにより、継手の高作動角時に一部のボールが外側継手部材の案内溝力外側に出ても、ボールを保持器で内側継手部材の案内溝側に抱え込んでおくことができ、ボールが保持器力も脱落するのを防止できる。

[0031] 本発明の第 1〜第 3アスペクトにおいて、継手開口側の保持器の内径面を円筒面にするとともに、この円筒面に内側継手部材の球面状外周面を摺接案内するための案内リングと、案内リングの抜止め用の留め輪を装着することができる。保持器のボール案内面を外径側で内側に狭めた場合、継手の組付時に保持器外径側力ゝら窓内にボールを挿入することができない。ボールは保持器内径側から窓内に挿入することになるが、そうすると、内側継手部材を継手開口側カゝら保持器に挿入しなければならないから、継手開口側の保持器の内径面は円筒面にしておく必要がある。この円筒面は、そのままにしておくと内側継手部材の抜止めにならないから、案内リングと止め輪で内側継手部材を抜止めする。

発明を実施するための最良の形態

[0032] 以下、本発明の第 1〜第 3実施形態を図面に基づいて説明する。図 1A、図 IBは各実施形態に共通の本発明の固定型 (ゼツバ型)等速自在継手を示したものであ。図 1 Aが等速自在継手の作動角 0° の状態、図 1Bが最大作動角の状態を示す。この等速自在継手の構成部材は、基本的に図 5の等速自在継手と同様であって、同一部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。この等速自在継手の特徴は、外側継手部材 1と内側継手部材 2の二つの案内溝 lb, 2bのボール中心軌跡 C1 , C2にある。

[0033] 第 1実施形態の固定型等速自在継手では、図 2AIのように、外側 «手部材 1の案内溝 lbのボール中心軌跡 C1は、基本的に、継手中心 Oを中心とする半径 Rの円（円弧 abed)である。点 aが外側継手部材 1の案内溝 lbの入口に対応し、点 dが同奥部に対応する。また、図 2ΑΠのように、内側継手部材 2の案内溝 2bのボール中心軌跡 C2も、基本的に、継手中心 Oを中心とする半径 Rの円（円弧 efgh)である。このように、 2つの円ないし軌跡 CI, C2は、中心が同じで同一半径であるから、二つのボール中心軌跡 CI, C2を重ねると、図 2ΑΠΙのように、継手中心 Oの軸直角断面付近を除いて、完全に重なり合う。

[0034] また、 2つの円すなわち軌跡 CI, C2は、継手中心 Oの軸直角断面付近が、円から外れて内側に偏っている。図示例では、外側継手部材 1のボール中心軌跡 C1が軸直角断面付近で傾斜直線 cbとなっており、内側継手部材 2のボール中心軌跡 C2が軸直角断面付近で傾斜直線 fgとなっている。傾斜直線 cbと傾斜直線 fgは、図 2ΑΠΙ のように二つのボール中心軌跡 CI, C2を重ね合わせた場合、軸直角断面に関して左右で鏡像対称となっており、傾斜直線 cbと傾斜直線 fgは円の内側領域の軸直角断面で左右対称に交差し、軸直角断面力もの距離は、 bと gで等しぐ cと fでも等しい

[0035] 保持器 4の継手開口側の内径面は、各実施形態に共通で、図 3のように、所定幅にわたって内径一定の円筒面とされ、この円筒面に形成した溝部 4aに止め輪 5 (サークリップ）が嵌合される。この止め輪 5の内側であって保持器 4の窓 4bまでの間にできた奥狭まりの環状楔空間に、案内リング 6が嵌合される。この案内リング 6は、その内周面が内側継手部材 2の球面状外周面 2aに嵌合し、外周面が保持器 4の球状内周面 4cに嵌合する。また、案内リング 6の外端は止め輪 5の内面に当接する。案内リング 6 の内端とボール 3との間には一定の隙間が確保される。

[0036] 保持器 4の窓 4bのボール案内面は、各実施形態に共通で、図 4のように、外径側が幅狭になっている。すなわち、ボール案内面の内径側は、ボール径と等しい間隔を明けて互いに平行直線状 4blである力ボール案内面の外径側はボール径よりもやや狭い間隔となるように先すぼまりとなっている。この先すぼまりの部分は、傾斜した直線で構成してもよいが、ボールとの当り面圧を下げるために、ボールの外周曲率に符合した凹円弧状 4b2にするのがよい。

[0037] 本発明の第 1実施形態に係る固定型等速自在継手は以上のように構成され、継手を概ね 10° 以上折り曲げた場合、外側 «手部材 1と内側 «手部材 2の二つの案内溝 lb、 2bのボール中心軌跡 Cl、 C2が、いずれも、継手中心を中心とする同一円（円弧）となる。そのため、大きな作動角を取ったときでも、ボール 3の中心位置が継手中心から離れていかないから、外側継手部材 1の案内溝 lbを開口側に長く延在させる必要がなぐ従って内側継手部材 2に連結するシャフト 7が外側継手部材 1に干渉する作動角を高角化することができる。例えば 50° を越えて 60° に近づく高作動角では一部のボール 3が外側継手部材 1の案内溝 lbから外側に出ることになる力保持器 4外径側のボール案内面の対向間隔をボール径ょりも狭くしておくことにより、外側継手部材 1の外側であってもボール 3を保持器 4で内側継手部材 2の案内溝 2b側に抱え込んでおくことができ、ボール 3が保持器 4力脱落するのを防止できる。

[0038] また、図 2ΑΙΠのように、外側継手部材 1と内側継手部材 2の二つの案内溝 lb、 2b の継手軸方向中央部分を互!ヽに交差しかつ継手中心 Oを挟んで軸方向に鏡像対称となるように、案内溝 lb、 2bの継手軸方向中央部分を除く部分で互いに重なる共通円弧 cd、 efから、半径方向内側に偏らせているので、ボール 3を前記交差部分すなわち継手中心 Oの軸直角断面内に保持することができ、このようなボール 3の定位置保持によって、継手作動角 0° において保持器 4を継手中心 Oの軸直角断面内に保持することができる。

[0039] 以上、本発明の第 1実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば前記実施形態ではボール中心軌跡 Cl、 C2の継手軸直角断面付近の半径方向内側に偏らせた部分を傾斜直線 bc、 fg としたが、この部分は鏡像対称で内側に偏らせておけばよいので、傾斜直線 bc、 fg に代えて曲率半径カ¾よりも大きな円弧その他の曲線で点 b、 cないし点 f、 gに滑らかに接続してもよい。

[0040] 第 2実施形態の固定型等速自在継手では、図 2BIのように、外側継手部材 1の案内溝 lbのボール中心軌跡 C1は、継手中心 O力第 1象限にオフセットした点 qを中心とする半径 R1の主円弧 beである。点 bが外側継手部材 1の案内溝 lbの入口に対応し、点 cが同奥部に対応する。なお、円弧 abdは、継手中心 Oを中心とする半径 R( >R1)の円弧であって、点 qのオフセットの影響を視覚的に分力りやすくするために描いている。

[0041] また、図 2ΒΠのように、内側継手部材 2の案内溝 2bのボール中心軌跡 C2は、軌跡 C2aと軌跡 C2bの複合軌跡であるが、大半は軌跡 C2a、すなわち、継手中心 Oから第 2象限にオフセットした点 pを中心とする半径 R2の主円弧 egである。半径 R2は半径 R1と等しぐ主円弧 beと主円弧 egは、継手中心 Oを通り継手軸線に直角な断面において互いに交差し、かつ、継手中心 Oを挟んで軸方向に鏡像対称である。したがって、点 bと g、点 cと eは、継手中心 Oを通る軸直角断面力もの距離が等しい。主円弧 egの継手奥側端部には、継手中心 Oを中心とする半径 Rの副円弧 ghが滑らかに接続されている。なお、円弧 fghは、継手中心 Oを中心とする半径 R( >R2)の円弧であって、点 pのオフセットの影響を量的に分力りやすくするために描、て、る。

[0042] 本発明の第 2実施形態に係る固定型等速自在継手は以上のように構成され、大きな作動角を取ったときでも、内側継手部材 2のボール中心軌跡である副円弧 ghが継手中心 Oを中心とする円弧であるため、ボール 3の中心位置が継手中心力も離れていかない。このため、外側継手部材 1の案内溝 lbを開口側に長く延在させる必要がなぐ従って内側継手部材 2に連結するシャフト 7が外側継手部材 1に干渉する作動角を高角化することができる。例えば 50° を越えて 60° に近づく高作動角では一部のボール 3が外側継手部材 1の案内溝 lbから外側に出ることになるが、保持器 4外径側のボール案内面の対向間隔をボール径ょりも狭くしておくことにより、外側継手部材 1の外側であってもボール 3を保持器 4で内側継手部材 2のボール中心軌跡 C2 bである副円弧 ghに対応する案内溝 2b側に抱え込んでおくことができ、ボール 3が保持器 4力脱落するのを防止できる。

[0043] また、図 2ΒΙΠのように、外側継手部材 1と内側継手部材 2の二つの案内溝 lb、 2b のボール中心軌跡 Cl、 C2が、案内溝 lb、 2bの継手軸方向中央部分で互いに交差し、かつ、継手中心 Oを挟んで軸方向に鏡像対称となる一対の主円弧 Cl、 C2aであつて、主円弧 Cl、 C2aの曲率中心 q、 pが継手中心 Oから曲率半径が短くなる方向に等しくオフセットされ、かつ、継手中心 Oを挟んで継手軸方向反対側に等しくオフセットされた主円弧 Cl、 C2aを有するため、ボール 3を前記交差部分すなわち継手中心 Oの軸直角断面内に保持することができ、このようなボール 3の定位置保持によって、継手作動角 0° において保持器 4を継手中心 Oの軸直角断面内に保持することができる。

[0044] 第 3実施形態の固定型等速自在継手では、図 2CIのように、外側継手部材 1の案内溝 lbのボール中心軌跡 C1は、継手中心 O力第 4象限にオフセットした点 pを中心とする半径 R1の主円弧 ijである。点 iが外輪案内溝の入口に対応し、点 jが外輪案内溝の終端に相当する。なお、円弧 aiと円弧 jbは、半径 R1の主円弧 ijを単に延長したものである。

[0045] また、図 2CIIのように、内側継手部材 2の案内溝 2bのボール中心軌跡 C2は、軌跡 C2a、軌跡 C2b、軌跡 C2cの複合軌跡であるが、大半は軌跡 C2a、すなわち、継手中心 O力も第 3象限にオフセットした点 qを中心とする半径 R2の主円弧 efである。半径 R2は半径 R1と等しぐ主円弧 ijと主円弧 efは、継手中心 Oを通り継手軸線に直角な断面において互いに交差し、かつ、継手中心 Oを挟んで軸方向に鏡像対称である。したがって、点 iと f、点 jと eは、継手中心 Oを通る軸直角断面からの距離が等しい。主円弧 efの継手奥側端部には、継手中心 Oを中心とする半径 Rの副円弧 fgが滑らかに接続されている。また、主円弧 efの継手入口側端部には、継手中心 Oを中心とする半径 Rの副円弧 ecが滑らかに接続されている。なお、円弧 deと円弧 fhは、点 qを中心とする半径 R2の円弧であり、これら円弧は、点 qのオフセットの影響を視覚的に分力りやすくするために描、て、る。

[0046] 本発明の第 3実施形態に係る固定型等速自在継手は以上のように構成され、大きな作動角を取ったときでも、内側継手部材 2のボール中心軌跡である副円弧 fgが継手中心 Oを中心とする円弧であるため、ボール 3の中心位置が継手中心力も離れていかない。このため、外側継手部材 1の案内溝 lbを開口側に長く延在させる必要がなぐ従って内側継手部材 2に連結するシャフト 7が外側継手部材 1に干渉する作動角を高角化することができる。例えば 50° を越えて 60° に近づく高作動角では一部のボール 3が外側継手部材 1の案内溝 lbから外側に出ることになるが、保持器 4外径側のボール案内面の対向間隔をボール径ょりも狭くしておくことにより、外側継手部材 1の外側であってもボール 3を保持器 4で内側継手部材 2のボール中心軌跡 C2 bである副円弧 ghに対応する案内溝 2b側に抱え込んでおくことができ、ボール 3が保持器 4力脱落するのを防止できる。

[0047] また、図 2CIIIのように、外側継手部材 1と内側継手部材 2の二つの案内溝 lb、 2b のボール中心軌跡 Cl、 C2が、案内溝 lb、 2bの継手軸方向中央部分で互いに交差し、かつ、継手中心 Oを挟んで軸方向に鏡像対称となる一対の主円弧 Cl、 C2aであつて、主円弧 Cl、 C2aの曲率中心 p、 qが継手中心 Oから曲率半径が長くなる方向に等しくオフセットされ、かつ、継手中心 Oを挟んで継手軸方向反対側に等しくオフセットされた主円弧 Cl、 C2aを有するため、ボール 3を前記交差部分すなわち継手中心 Oの軸直角断面内に保持することができ、このようなボール 3の定位置保持によって、継手作動角 0° において保持器 4を継手中心 Oの軸直角断面内に保持することができる。

図面の簡単な説明

[0048] [図 1A]本発明に係る固定型等速自在継手の断面図である。

[図 1B]本発明に係る固定型等速自在継手の断面図である。

[図 2AI]外側継手部材の案内溝のボール中心軌跡を誇張して示す図である。

[図 2ΑΠ]内側継手部材の案内溝のボール中心軌跡を誇張して示す図である。

[図 2ΑΠΙ]外側継手部材と内側継手部材の二つの案内溝の互いに重ねたボール中心軌跡である。

[図 2BI]外側継手部材の案内溝のボール中心軌跡を誇張して示す図である。

[図 2ΒΠ]内側継手部材の案内溝のボール中心軌跡を誇張して示す図である。

[図 2ΒΠΙ]外側継手部材と内側継手部材の二つの案内溝の互いに重ねたボール中心軌跡である。

[図 2CI]外側継手部材の案内溝のボール中心軌跡を誇張して示す図である。

[図 2CII]内側継手部材の案内溝のボール中心軌跡を誇張して示す図である。

[図 2CIII]外側継手部材と内側継手部材の二つの案内溝の互いに重ねたボール中心軌跡である。

[図 3]保持器のボール部分の拡大断面図である。

[図 4]保持器の窓のボール案内面形状を誇張して示す拡大断面図である。

[図 5A]は従来のゼッパ型等速自在継手の縦断面図である。圆 5B]従来のゼッパ型等速自在継手の横断面図である。

[図 6]従来のゼッパ型等速自在継手の外側継手部材と内側継手部材の 2つの案内溝のボール中心軌跡である。

Claims

請求の範囲

[1] 球面状の内周面に軸方向に延びる複数の案内溝を形成した外側継手部材と、球面状の外周面に軸方向に延びる複数の案内溝を形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝とが協働して形成される複数のボールトラックに 1個ずつ配されたトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを保持する保持器とを備え、外側継手部材と内側継手部材の二つの案内溝のボール中心軌跡を、案内溝の継手軸方向中央部分を除く部分で継手中心を中心とする互いに重なる共通円弧にするとともに、案内溝の継手軸方向中央部分を、互いに交差しかつ継手中心を挟んで軸方向に鏡像対称となるように前記共通円弧から半径方向内側に偏らせたことを特徴とする固定型等速自在継手。

[2] ボールトラックを継手開口側に向力つて開いた楔形状としたことを特徴とする請求項 1 の固定型等速自在継手。

[3] 案内溝の中央部のボール中心線を円弧で構成したことを特徴とする請求項 1または 2の固定型等速自在継手。

[4] 案内溝の中央部のボール中心線を直線で構成したことを特徴とする請求項 1または 2の固定型等速自在継手。

[5] 保持器の窓内面であって継手の軸方向に互いに対向するボール案内面を内径側で平行平面にするとともに外径側でボールを抱き込むように内側に狭めたことを特徴とする請求項 1から 4の、ずれかの固定型等速自在継手。

[6] 継手開口側の保持器の内径面を円筒面にするとともに、この円筒面に内側継手部材の球面状外周面を摺接案内するための案内リングと、案内リングの抜止め用の留め輪を装着したことを特徴とする請求項 1から 5の、ずれかの固定型等速自在継手。

[7] 複数のボールトラックのうち、一部のボールトラックのみ、内外二つの案内溝のボール中心軌跡を、案内溝の継手軸方向中央部分を除く部分で互いに重なる共通円弧にするとともに、案内溝の継手軸方向中央部分を、互いに交差しかつ継手中心を挟んで軸方向に鏡像対称となるように前記共通円弧から半径方向内側に偏らせ、残りのボールトラックでは、内外二つの案内溝のボール中心軌跡を全体が重なる単一円弧としたことを特徴とする請求項 1から 6のヽずれかの固定型等速自在継手。

[8] 球面状の内周面に軸方向に延びる複数の案内溝を形成した外側継手部材と、球面状の外周面に軸方向に延びる複数の案内溝を形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝とが協働して形成される複数のボールトラックに 1個ずつ配されたトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを保持する保持器とを備え、外側継手部材と内側継手部材の二つの案内溝のボール中心軌跡を、案内溝の継手軸方向中央部分で互いに交差し、かつ、継手中心を挟んで軸方向に鏡像対称となる一対の主円弧であって、主円弧の曲率中心が継手中心から曲率半径が短くなる方向に等しくオフセットされ、かつ、継手中心を挟んで継手軸方向反対側に等しくオフセットされた主円弧と、継手中心を曲率中心として内側継手部材の主円弧の継手奥側端部から延長された副円弧とで構成したことを特徴とする固定型等速自在継手。

[9] ボールトラックを継手開口側に向力つて開いた楔形状としたことを特徴とする請求項 8 の固定型等速自在継手。

[10] 保持器の窓内面であって継手の軸方向に互いに対向するボール案内面を内径側で平行平面にするとともに外径側でボールを抱き込むように内側に狭めたことを特徴とする請求項 8または 9の固定型等速自在継手。

[11] 継手開口側の保持器の内径面を円筒面にするとともに、この円筒面に内側継手部材の球面状外周面を摺接案内するための案内リングと、案内リングの抜止め用の留め輪を装着したことを特徴とする請求項 8から 10の、ずれかの固定型等速自在継手。

[12] 複数のボールトラックのうち、一部のボールトラックのみ、内外二つの案内溝のボール中心軌跡を、案内溝の継手軸方向中央部分で互いに交差し、かつ、継手中心を挟んで軸方向に鏡像対称となる一対の主円弧であって、主円弧の曲率中心が継手中心から曲率半径が短くなる方向に等しくオフセットされ、かつ、継手中心を挟んで継手軸方向反対側に等しくオフセットされた主円弧と、継手中心を曲率中心として内側継手部材の主円弧の継手奥側端部から延長された副円弧とで構成し、残りのボールトラックでは、内外二つの案内溝のボール中心軌跡を全体が重なる単一円弧としたことを特徴とする請求項 8から 11の、ずれかの固定型等速自在継手。

[13] 球面状の内周面に軸方向に延びる複数の案内溝を形成した外側継手部材と、球面状の外周面に軸方向に延びる複数の案内溝を形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝とが協働して形成される複数のボールトラックに 1個ずつ配されたトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを保持する保持器とを備え、外側継手部材と内側継手部材の二つの案内溝のボール中心軌跡を、案内溝の継手軸方向中央部分で互いに交差し、かつ、継手中心を挟んで軸方向に鏡像対称となる一対の主円弧であって、主円弧の曲率中心が継手中心から曲率半径が長くなる方向に等しくオフセットされ、かつ、継手中心を挟んで継手軸方向反対側に等しくオフセットされた主円弧と、継手中心を曲率中心として内側継手部材の主円弧の継手奥側端部及び継手入口側端部から延長された副円弧とで構成したことを特徴とする固定型等速自在継手。

[14] ボールトラックを継手開口側に向力つて開いた楔形状としたことを特徴とする請求項 1

3の固定型等速自在継手。

[15] 保持器の窓内面であって継手の軸方向に互いに対向するボール案内面を内径側で平行平面にするとともに外径側でボールを抱き込むように内側に狭めたことを特徴とする請求項 13または 14の固定型等速自在継手。

[16] 継手開口側の保持器の内径面を円筒面にするとともに、この円筒面に内側継手部材の球面状外周面を摺接案内するための案内リングと、案内リングの抜止め用の留め輪を装着したことを特徴とする請求項 13から 15のいずれかの固定型等速自在継手

[17] 複数のボールトラックのうち、一部のボールトラックのみ、内外二つの案内溝のボール中心軌跡を、案内溝の継手軸方向中央部分で互いに交差し、かつ、継手中心を挟んで軸方向に鏡像対称となる一対の主円弧であって、主円弧の曲率中心が継手中心から曲率半径が長くなる方向に等しくオフセットされ、かつ、継手中心を挟んで継手軸方向反対側に等しくオフセットされた主円弧と、継手中心を曲率中心として内側継手部材の主円弧の継手奥側端部及び継手入口側端部から延長された副円弧とで構成し、残りのボールトラックでは、内外二つの案内溝のボール中心軌跡を全体が重なる単一円弧としたことを特徴とする請求項 13から 16のいずれかの固定型等速自在継手。