JPH0215729B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0215729B2 JPH0215729B2 JP55151869A JP15186980A JPH0215729B2 JP H0215729 B2 JPH0215729 B2 JP H0215729B2 JP 55151869 A JP55151869 A JP 55151869A JP 15186980 A JP15186980 A JP 15186980A JP H0215729 B2 JPH0215729 B2 JP H0215729B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- center
- race
- ball
- joint
- ball groove
- 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
Links
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
- F16D3/224—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 the groove centre-lines in each coupling part lying on a sphere
- F16D3/2245—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 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)
- Automatic Assembly (AREA)
- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
バーフイールド形等速自在継手においては、第
１図に示すように、アウターレース１２のボール
溝１２ａの中心７とインナーレース１４のボール
溝１４ａの中心８がジヨイント中心Ｏからオフセ
ツトしているため、継手にトルクがかかると、後
述の理由により、ボール１５にはアウターレース
１２の外方端即ち開口端側へ押す力が作用し（第
１図中における矢印はボールに加わる力を表わし
ている）、従つて、ケージ１３も外方へ押され、
よつて、ボールを含む平面５はジヨイント中心Ｏ
からずれることになる。図面の上では平面５はジ
ヨイント中心Ｏに一致しているが、アウターレー
ス１２、ケージ１３及びインナーレース１４間に
ガタが存在し且つケージ１３が上述のように軸方
向外方に押されるので、継手にトルクがかかつた
状態ではボールを含む平面５はジヨイント中心Ｏ
と一致せず軸方向にずれることになる。このた
め、ボールが二重位置決めされてスムーズな運動
ができなくなり、ボール転動面には無理な力がか
かり継手の寿命が短くなる。
１図に示すように、アウターレース１２のボール
溝１２ａの中心７とインナーレース１４のボール
溝１４ａの中心８がジヨイント中心Ｏからオフセ
ツトしているため、継手にトルクがかかると、後
述の理由により、ボール１５にはアウターレース
１２の外方端即ち開口端側へ押す力が作用し（第
１図中における矢印はボールに加わる力を表わし
ている）、従つて、ケージ１３も外方へ押され、
よつて、ボールを含む平面５はジヨイント中心Ｏ
からずれることになる。図面の上では平面５はジ
ヨイント中心Ｏに一致しているが、アウターレー
ス１２、ケージ１３及びインナーレース１４間に
ガタが存在し且つケージ１３が上述のように軸方
向外方に押されるので、継手にトルクがかかつた
状態ではボールを含む平面５はジヨイント中心Ｏ
と一致せず軸方向にずれることになる。このた
め、ボールが二重位置決めされてスムーズな運動
ができなくなり、ボール転動面には無理な力がか
かり継手の寿命が短くなる。
上述の問題にかんがみ、本発明は、トルクのか
かつた状態における継手においてジヨイント中心
からアウターレース及びインナーレースのボール
溝の中心までの距離が等しくなるようにすること
を目的とする。
かつた状態における継手においてジヨイント中心
からアウターレース及びインナーレースのボール
溝の中心までの距離が等しくなるようにすること
を目的とする。
次に、第２図以下の図面を参照して詳しく説明
する。
する。
第２図において、アウターレース１２とケージ
１３がα度だけ傾いている時アウターレース内球
心１からのケージ１３の外球心２のずれの距離を
△lo、そのずれの方向をアウターレースの軸線１
２′からβ度とする。第３図において、ケージ１
３をインナーレース１４がα度だけ傾いている時
ケージ内球心３からのインナーレース１４の外球
心４のずれの距離を△li、そのずれの方向をケー
ジ１３の軸線１３′からγ度とする。
１３がα度だけ傾いている時アウターレース内球
心１からのケージ１３の外球心２のずれの距離を
△lo、そのずれの方向をアウターレースの軸線１
２′からβ度とする。第３図において、ケージ１
３をインナーレース１４がα度だけ傾いている時
ケージ内球心３からのインナーレース１４の外球
心４のずれの距離を△li、そのずれの方向をケー
ジ１３の軸線１３′からγ度とする。
第４図は第２図及び第３図の中心部を拡大して
示した図であり、同図において、７はアウターレ
ース１２のボール溝１２ａの中心、８はインナー
レース１４のボール溝１４ａの中心、１４′はイ
ンナーレースの軸線である。線分１−７（17）で
表わされる距離Qopをアウターレース１２の内球
心１からのアウターレースのボール溝１２ａの中
心７のオフセツト量（「最初に設定したアウター
レースボール溝オフセツト量」と略称する）と呼
び、線分４−８（48）で表わされる距離Qipをイ
ンナーレース１４の外球心４からのインナーレー
スのボール溝１４ａの中心８のオフセツト量
（「最初に設定したインナーレースボール溝オフセ
ツト量」と略称する）と呼ぶ。
示した図であり、同図において、７はアウターレ
ース１２のボール溝１２ａの中心、８はインナー
レース１４のボール溝１４ａの中心、１４′はイ
ンナーレースの軸線である。線分１−７（17）で
表わされる距離Qopをアウターレース１２の内球
心１からのアウターレースのボール溝１２ａの中
心７のオフセツト量（「最初に設定したアウター
レースボール溝オフセツト量」と略称する）と呼
び、線分４−８（48）で表わされる距離Qipをイ
ンナーレース１４の外球心４からのインナーレー
スのボール溝１４ａの中心８のオフセツト量
（「最初に設定したインナーレースボール溝オフセ
ツト量」と略称する）と呼ぶ。
従来技術においては、Qop＝Qipと設定してい
た。ところが、アウターレース１２の内球心１
と、インナーレース１４の外球心４とは、継手に
トルクがかかつていない状態においては一致して
いるが、前述したようにアウターレース１２、ケ
ージ１３及びインナーレース１４間にはガタが存
在しているので、作動時に継手にトルクがかかる
と、ボール溝のくさび作用によつてケージ１３が
第１図で右方向に押されてずれ、その反力により
アウターレース、インナーレースが第１図で左方
向へずれることによつて、アウターレース１２の
内球心１と、インナーレース１４の外球心４とは
位置がずれてしまう。また、継手にトルクがかか
つた場合におけるジヨイント中心Ｏも、第４図に
示すように、前記内球心１及び前記外球心４に対
してそれぞれ△Qoおよび△Qiだけ位置がずれた
関係となる。かくて、ジヨイント中心Ｏからのボ
ール溝１２ａの中心７のオフセツト、及びジヨイ
ント中心Ｏからのボール溝１４ａの中心８のオフ
セツトは、それぞれ、線文０−７で表わされる距
離Qoおよび線分０−８で表わされる距離Qiとな
る。QiおよびQoをそれぞれ「実際のインナーレ
ースボール溝オフセツト量」、「実際のアウターレ
ースボール溝オフセツト量」と呼び、これらはそ
れぞれ次式で表わされる。
た。ところが、アウターレース１２の内球心１
と、インナーレース１４の外球心４とは、継手に
トルクがかかつていない状態においては一致して
いるが、前述したようにアウターレース１２、ケ
ージ１３及びインナーレース１４間にはガタが存
在しているので、作動時に継手にトルクがかかる
と、ボール溝のくさび作用によつてケージ１３が
第１図で右方向に押されてずれ、その反力により
アウターレース、インナーレースが第１図で左方
向へずれることによつて、アウターレース１２の
内球心１と、インナーレース１４の外球心４とは
位置がずれてしまう。また、継手にトルクがかか
つた場合におけるジヨイント中心Ｏも、第４図に
示すように、前記内球心１及び前記外球心４に対
してそれぞれ△Qoおよび△Qiだけ位置がずれた
関係となる。かくて、ジヨイント中心Ｏからのボ
ール溝１２ａの中心７のオフセツト、及びジヨイ
ント中心Ｏからのボール溝１４ａの中心８のオフ
セツトは、それぞれ、線文０−７で表わされる距
離Qoおよび線分０−８で表わされる距離Qiとな
る。QiおよびQoをそれぞれ「実際のインナーレ
ースボール溝オフセツト量」、「実際のアウターレ
ースボール溝オフセツト量」と呼び、これらはそ
れぞれ次式で表わされる。
Qi＝Qip＋△Qi ……(1)
Qo＝Qop−△Qo ……(2)
これらの式から明らかなように、実際のインナ
ーレースボール溝オフセツト量Qiは、最初に設
定したインナーレースボール溝オフセツト量Qip
よりも、ジヨイント中心Ｏからのインナーレース
外球心４のずれ量△Qiだけ長くなり、また、実
際のアウターレースボール溝オフセツト量Qoは、
最初に設定したアウターレースボール溝オフセツ
ト量Qopよりも、ジヨイント中心Ｏからのアウタ
ーレース内球心１のずれ量△Qoだけ短くなる。
ーレースボール溝オフセツト量Qiは、最初に設
定したインナーレースボール溝オフセツト量Qip
よりも、ジヨイント中心Ｏからのインナーレース
外球心４のずれ量△Qiだけ長くなり、また、実
際のアウターレースボール溝オフセツト量Qoは、
最初に設定したアウターレースボール溝オフセツ
ト量Qopよりも、ジヨイント中心Ｏからのアウタ
ーレース内球心１のずれ量△Qoだけ短くなる。
ここで、上式(1)と(2)を書き直すと、
Qip＝Qi−△Qi ……（1′）
Qop＝Qo＋△Qo ……（2′）
となる。従来技術においては、上述のようにQop
＝Qipと設定されているので、 Qi−△Qi＝Qo＋△Qo ……(3) となり、故に、 Qi＝Qo＋△Qo＋△Qi ……（3′） となり、実際のアウターレースボール溝オフセツ
ト量Qoは（△Qo＋△Qi）だけ実際のインナーレ
ースボール溝オフセツト量Qiとは異ることにな
り、Qi＝Qoとはならない。
＝Qipと設定されているので、 Qi−△Qi＝Qo＋△Qo ……(3) となり、故に、 Qi＝Qo＋△Qo＋△Qi ……（3′） となり、実際のアウターレースボール溝オフセツ
ト量Qoは（△Qo＋△Qi）だけ実際のインナーレ
ースボール溝オフセツト量Qiとは異ることにな
り、Qi＝Qoとはならない。
第４図において、ジヨイント中心Ｏからアウタ
ーレースボール溝中心７までの距離Qoとジヨイ
ント中心Ｏからインナーレースボール溝中心８ま
での距離Qiとを等しくすれば、第７図において
AO＝となる。継手にトルクがかかつている
時はｒ＝Ｒとなるので＝であり、を共
通辺とする２つの△CAOと△CBOは合同となり、
∠COAと∠COBが等しくなり、アウターレース
とインナーレースの等速性が保たれる。
ーレースボール溝中心７までの距離Qoとジヨイ
ント中心Ｏからインナーレースボール溝中心８ま
での距離Qiとを等しくすれば、第７図において
AO＝となる。継手にトルクがかかつている
時はｒ＝Ｒとなるので＝であり、を共
通辺とする２つの△CAOと△CBOは合同となり、
∠COAと∠COBが等しくなり、アウターレース
とインナーレースの等速性が保たれる。
ところで、第４図においてQi＝Qoとなる条件
は、上記の式 Qi＝Qip＋△Qi Qo＝Qop−△Qo より、 Qip＋△Qi＝Qop−△Qo 故に、 Qop＝Qip＋△Qi＋△Qo である。
は、上記の式 Qi＝Qip＋△Qi Qo＝Qop−△Qo より、 Qip＋△Qi＝Qop−△Qo 故に、 Qop＝Qip＋△Qi＋△Qo である。
つまり、トルクがかかつた状態における継手の
ジヨイント中心Ｏからアウターレース１２及びイ
ンナーレース１４のボール溝中心７，８までの距
離QoとQiとを等しくするには、トルクがかかつ
ていない状態における継手でのアウターレースボ
ール溝オフセツト量Qopをインナーレースボール
溝オフセツト量Qipよりも△Qi＋△Qoだけ大き
くすればよい。
ジヨイント中心Ｏからアウターレース１２及びイ
ンナーレース１４のボール溝中心７，８までの距
離QoとQiとを等しくするには、トルクがかかつ
ていない状態における継手でのアウターレースボ
ール溝オフセツト量Qopをインナーレースボール
溝オフセツト量Qipよりも△Qi＋△Qoだけ大き
くすればよい。
第５図は内球心１から距離Qopだけオフセツト
したボール溝中心７を有するアウターレース１２
を示し、第６図は外球心４から距離Qipだけオフ
セツトしたボール溝中心８を有するインナーレー
ス１４を示す。
したボール溝中心７を有するアウターレース１２
を示し、第６図は外球心４から距離Qipだけオフ
セツトしたボール溝中心８を有するインナーレー
ス１４を示す。
次に、△Qiと△Qoの求め方につき説明する。
第２図においてアウターレース内球心１とケージ
外球心２のずれ量△loと方向βは次式により求め
られる。
第２図においてアウターレース内球心１とケージ
外球心２のずれ量△loと方向βは次式により求め
られる。
同様に第３図においてケージ内球心３とインナ
ーレース外球心４のずれ量△liと方向γは次式に
より求められる。
ーレース外球心４のずれ量△liと方向γは次式に
より求められる。
これらの計算から△lo、△li、β及びγが得ら
れるので、これらを作図して第４図を得、同図か
ら△Qiと△Qoの長さを求めることができ、かく
して得られた△Qiと△Qoの和をインナーレース
ボール溝オフセツト量Qipに加算すればアウター
レースボール溝オフセツト量Qopが得られる。
れるので、これらを作図して第４図を得、同図か
ら△Qiと△Qoの長さを求めることができ、かく
して得られた△Qiと△Qoの和をインナーレース
ボール溝オフセツト量Qipに加算すればアウター
レースボール溝オフセツト量Qopが得られる。
ジヨイント中心Ｏからのアウターレースとイン
ナーレースのボール溝中心のオフセツト量が等し
い場合には、第８図ａに示すように、ボールを含
む平面５はジヨイント中心を通る。ジヨイント中
心からのボール溝中心のオフセツト量がアウター
レースの方が大きい場合には、第８図ｂに示すよ
うに、ボールを含む平面５はジヨイント中心を通
らずアウターレースボール溝中心側へずれる。反
対に、ジヨイント中心Ｏからのボール溝中心のオ
フセツト量がアウターレースの方が小さい場合に
は、ボールを含む平面５は第８図ｃに示すよう
に、インナーレースボール溝中心側へずれる。と
ころが、継手に角度がついた時はアウターレース
とインナーレースのボール溝が互に交差すること
によるボールの位置決め作用が生じ、この場合に
は、ボールを通る平面はアウターレースの軸線１
２′とインナーレースの軸線１４′の交差するジヨ
イント中心Ｏを通ることになる。よつて、第８図
のｂとｃの場合にはボールの二重位置決めという
矛盾が生じボール転動面には無理な力がかかる
が、本発明に係る継手はトルクがかかつた時に第
８図ａの状態となるよう構成されているので、ボ
ール転動面には無理な力が作用せず、従つて、従
来技術のものに比して寿命が長くなる。
ナーレースのボール溝中心のオフセツト量が等し
い場合には、第８図ａに示すように、ボールを含
む平面５はジヨイント中心を通る。ジヨイント中
心からのボール溝中心のオフセツト量がアウター
レースの方が大きい場合には、第８図ｂに示すよ
うに、ボールを含む平面５はジヨイント中心を通
らずアウターレースボール溝中心側へずれる。反
対に、ジヨイント中心Ｏからのボール溝中心のオ
フセツト量がアウターレースの方が小さい場合に
は、ボールを含む平面５は第８図ｃに示すよう
に、インナーレースボール溝中心側へずれる。と
ころが、継手に角度がついた時はアウターレース
とインナーレースのボール溝が互に交差すること
によるボールの位置決め作用が生じ、この場合に
は、ボールを通る平面はアウターレースの軸線１
２′とインナーレースの軸線１４′の交差するジヨ
イント中心Ｏを通ることになる。よつて、第８図
のｂとｃの場合にはボールの二重位置決めという
矛盾が生じボール転動面には無理な力がかかる
が、本発明に係る継手はトルクがかかつた時に第
８図ａの状態となるよう構成されているので、ボ
ール転動面には無理な力が作用せず、従つて、従
来技術のものに比して寿命が長くなる。
第１図は継手にトルクがかかつた時にボールに
かかる力を矢印で示した説明図、第２図はアウタ
ーレース内球心とケージ外球心との間のずれを示
した図、第３図はケージ内球心とインナーレース
外球心との間のずれを示した図、第４図は第２図
と第３図の中心部を拡大して示した説明図、第５
図及び第６図は本発明に従つて作られたたバーフ
イールド等速継手のアウターレースと同インナー
レースの軸方向断面図、第７図は継手の等速性を
示す説明図、第８図ａは作動中にボールを含む平
面がジヨイント中心を通る例（本発明によるも
の）を図解した説明図、第８図ｂ及びｃはジヨイ
ント中心からのアウターレースボール溝オフセツ
トとインナーレースボール溝オフセツトが異つた
場合にボールの二重位置決めが生じることを図解
した説明図である。 １２……アウターレース、１３……ケージ、１
４……インナーレース、１５……ボール、１２ａ
……アウターレースのボール溝、１４ａ……イン
ナーレースのボール溝、Ｏ……ジヨイント中心、
１……アウターレース内球心、４……インナーレ
ースの外球心、７……アウターレースのボール溝
中心、８……インナーレースのボール溝中心、
Qop……アウターレースボール溝オフセツト、
Qip……インナーレースボール溝オフセツト。
かかる力を矢印で示した説明図、第２図はアウタ
ーレース内球心とケージ外球心との間のずれを示
した図、第３図はケージ内球心とインナーレース
外球心との間のずれを示した図、第４図は第２図
と第３図の中心部を拡大して示した説明図、第５
図及び第６図は本発明に従つて作られたたバーフ
イールド等速継手のアウターレースと同インナー
レースの軸方向断面図、第７図は継手の等速性を
示す説明図、第８図ａは作動中にボールを含む平
面がジヨイント中心を通る例（本発明によるも
の）を図解した説明図、第８図ｂ及びｃはジヨイ
ント中心からのアウターレースボール溝オフセツ
トとインナーレースボール溝オフセツトが異つた
場合にボールの二重位置決めが生じることを図解
した説明図である。 １２……アウターレース、１３……ケージ、１
４……インナーレース、１５……ボール、１２ａ
……アウターレースのボール溝、１４ａ……イン
ナーレースのボール溝、Ｏ……ジヨイント中心、
１……アウターレース内球心、４……インナーレ
ースの外球心、７……アウターレースのボール溝
中心、８……インナーレースのボール溝中心、
Qop……アウターレースボール溝オフセツト、
Qip……インナーレースボール溝オフセツト。
Claims (1)
- １ バーフイールド等速自在継手において、アウ
ターレース１２の内球心１からのアウターレース
のボール溝１２ａの中心７のオフセツト量Qop
を、インナーレース１４の外球心４からのインナ
ーレースのボール溝１４ａの中心８のオフセツト
量Qipよりも大きく設定し、トルクのかかつた状
態におけるジヨイント中心Ｏからのアウターレー
ス及びインナーレースのボール溝中心７，８まで
の距離が等しくなるように構成したことを特徴と
するバーフイールド等速自在継手。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15186980A JPS5776325A (en) | 1980-10-29 | 1980-10-29 | Barfield uniform motion universal joint |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15186980A JPS5776325A (en) | 1980-10-29 | 1980-10-29 | Barfield uniform motion universal joint |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5776325A JPS5776325A (en) | 1982-05-13 |
| JPH0215729B2 true JPH0215729B2 (ja) | 1990-04-13 |
Family
ID=15527990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15186980A Granted JPS5776325A (en) | 1980-10-29 | 1980-10-29 | Barfield uniform motion universal joint |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5776325A (ja) |
-
1980
- 1980-10-29 JP JP15186980A patent/JPS5776325A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5776325A (en) | 1982-05-13 |
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