JPH06500159A - 等速自在継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ローラー三平面定速度自在継手 発明の前景 １、発明の分野 本発明は全体として、非同軸の２本の軸の間で一定の回転運動を伝えるための定 速度自在継手に関するものである。更に詳しく言えば、本発明は押す作用力が小 さく、より耐久性を持つようにローラー組立体を改良した三平面定速度自在継手 に関するものである。

２、従来技術の説明 定速度（ｒＣｖ」）自在継手はこの技術にお〜１て周知であり、駆動軸と、同軸 でない従動輪との間で回転連動を伝えるために広々用いられている。Ｃ■縦継手 、リンク機構の回転で、または駆動軸と従動軸の間の関節で、変化しｔ〜１一様 な出力回転速力を伝えることができるので望ましい、そのような応用の典型的な 例は、前輪駆動車の変速機と前輪の間の駆動リンク機構である。そのようなリン ク機構は、エンジン出力を伝えるために変速機と車輪の間に非同軸な軸を持つこ とを要求されるばかりでなく、ハンドル操作のために駆動軸と車輪の間に広＋１ １関節動作を行えるようにもせねばならな〜）。

本発明の目的のための対象とするＣＶ自在継手は、三平面ＣＶ継手と一般に呼ば れている三脚Ｃｖ自在継手という特定の態様である。三平面Ｃ■自在継手は、環 状の外側継手部材の内部に収められている内部継手部材を一般に有する。したが って、外部継手部材はその内部表面の上に配置された等間隔に隔てられた３つの 長手方向ローブを有する。各長手方向ローブは一対のガイドウェイを形成する。

内部継手部材は内部継手部材の回転軸の周囲に等間隔で隔てられて放射状に延長 する３つのトラニオンを有する。各トラニオンはそれぞれの長手方向ロープ内へ 延長する。ローラー組立体が各トラニオンに組合わされる。そのローラー組立体 は、そのトラニオンを内部に収める長手方向ロープに対応する隣接するガイドウ ェイと係合する。

三平面ローラー組立体を、三脚のような、他の類似のＣｖ縦継手ローラー組立体 から区別する特徴は、オレインへ付与された米国特許第４．４９０，１２６号に 初めて開示されたような、各トラニオンの両側に設けられる一対の平行な平面側 壁である。それらの平面側壁は、上でローラー組立体が動作して継手の捩れ荷重 を伝えることができ、しかもトラニオンとガイドウェイの間の摩擦を減少するこ とができる支持面を構成する。

トラニオンとガイドウェイの間の摩擦は、上記一般的なトラニオン構造を有する Ｃｖ縦継手とってと（に重大な関心事である。内部継手部材の軸と外部継手部材 の軸が同軸でな〜）典型的な動作条件の下においては、各トラニオンは外部継手 部材の回転軸に関して種々の角度にある。ＣＶ雄継手完全な１回転中に、各トラ ニオンはそのぞれぞれのガイドウェイの長さの一部を往復する完全なサイクルを 交互に行う。ガイドウェイのその移動部分は、内部継手部材と外部継手部材の間 の角度が大きくなるにつれて長（なる。

ローラー組立体と、トラニオンと、ガイドウェイとの間の転がり接触は、各トラ ニオンがそれのそれぞれのガイドウェイを移動することに対応する摩擦引張りを 最小にするために必要である。さもないと、そのような周期的引張りは駆動軸か ら見た内部継手部材のトルク抵抗の大きな変動をひき起こし、したがって、内部 継手部材へ一様でない出力速力を生ずる。そうすると効率が低（なるとともに、 Ｃ■縦継手部材に破壊的な摩擦作用を生ずる。その結果、転がり接触は三平面Ｃ Ｖ継手の重要な面である。

上記のように、最初のオレインの三平面Ｃｖ継手は３つの各トラニオンに向き合 う平行な平面を設けた。各ローラー組立体は、各トラニオンを囲む細長い籠の内 部に保持されるいくつかの小さい円關ローラー、またはニードルで構成されてい た。ニードルは、内部継手部材が外部継手に対して角張らせられた時に、または 内部継手部材が外部継手部材へ向かうで軸線方向に動かされた時に、外部継手に 対して内部継手とトラニオンを軸線方向に転がり運動させる。

しかし、トラニオンの経路が弧状で、ニードルの回転平面に平行でないから、ニ ードルは転がるのではなくて滑る傾向がある結果として、ニードルは適切ではな いことが判明している。また、−一ドル端部と保持層の間の摩擦はＣＶ雄継手効 率に悪影響を及ぼしていた。

オレインへ付与された米国特許第４，７４１，７２３号は、保持層とニードルの 代わりに、一対の球面ローラー、またはボールをおのおの保持する籠およびボー ルガイド、またはシューの向き合う対を用いる、より最近の三平面ＣＶ継手の典 型的なものを示す。シ二−は各トラニオンの球面端部の上でジャーナル連結され 、ボールを外部継手部材の平らなガイドウェイに対して確実に保持する。各シュ ーの中心および各ボール対の間に配置されている壁が別々の２つのボール軌道を 形成する。そのシュー内部に保持されている各ボールに１つのボール軌道が設け られる。実際に、その壁はＣｖ縦継手転がり押し込み長さを定める。ボールがボ ール軌道を横切って壁に接触すると、ボールはシューとガイドウェイに対して、 押し込みの残りの部分を滑らされる。

後のシューおよびボール組立体で見られる改良にもかかわらず、このローラー組 立体の耐久性の問題が注目されている。本発明の目的のための主な関心事は、シ ューの軌道と外側部材の平らな表面とへの球面状ボールの一点接触によって、球 面状ボールの過大な摩耗およびストレスによるひび割れである。

この説明かられかるように、従来技術は、球面状ボール構造におけるこの非効率 にとくに向けられた三平面ＣＶ継手を教示していない。したがって、必要とされ るものは、現在の三平面シューおよびローラー組立体の利点を有し、しかもロー ラー要素として用いられる球面状ボールの固有の物理的限界を避けるものである 。

発明の概要 本発明によれば、定速度自在継手には外部部材と、内部部材と、所定数のンユー と、各シューに組合わされる一対の筒形ローラーとが設けられる。外部部材は内 部空所を有する。その内部空所にはいくつかの長手方向ロープが形成される。

長手方向ロープは互いに、および外部部材の回転軸に対して等しい間隔で隔てら れる。各長手方向ロープは一対の向き合うｍ壁を有する。向き合う側壁は筒形ロ ーラーのための長手方向ガイドウェイ対を形成する。

内部部材は外部部材の内部の中心に位置させられ、外部部材の回転軸から独立し ている回転軸を有する。内部部材は長手方向ロープの数に対応する数の所定数の トラニオンを有する。トラニオンは内部部材の回転軸に放射状に延びており、そ れぞれ長手方向ガイドウェイの対の間の対応する長手方向ローブに入れられてい る。

各シューはトラニオンに回転できるように接触する面を育する各シェーの、トラ ニオンとは反対側に、長手方向支持面が配置される。各長手方向支持面に一対の 筒形ローラーが位置させられる。各ローラー対は、ローラーとシューがジャーナ ル連結されるトラニオンに対応する長手方向ガイドウェイの相対するものにも係 合する。ローラーの軸線が長手方向支持面に対して垂直となるようにローラーが 向けられる。籠がローラーを長手方向支持面に垂直となり、かつ接触するように 保持する。線接触が、ローラーの軸方向長さに沿う動的荷重の分配が一様に維持 されるように、ローラーは隣接する長手方向ガイドウェイおよび支持面に接触す る。

ローラーと、長手方向ガイドウェイおよび支持面との間の線接触は本発明の目的 のためにとくに重要である。線接触は、従来技術の一点接触によってひき起こさ れるより高いストレスを避けることにより、ローラーの耐久性を本質的に向上さ せる。その結果、球面ローラーで見られる摩耗およびストレスひび割れの傾向が 減少する。また、線接触により、ローラー組立体およびそれの対応するガイドウ ェイの間の転がり作用も改善されて、長手方向ロープに沿ってトラニオンをスト ロークさせるために必要とされる、押す力として知られている力を減少させる。

このようにして、本発明は三平面シューおよびローラー組立体の利点を保持し、 しかも、ローラー要素として用いられる球面状ボールの固有の物理的限界を避け 、ＣＶ雄継手効率を向上させるものである。

したがって、本発明の目的は、効率の高い動作を行い、しかも押す力が小さい三 平面ＣＶ継手を得ることである。

本発明の別の目的は、そのような三平面ＣＶ継手が、支持面との点接触に依存す るローラーの固有の物理的欠点をもたないローラーを提供することである。

本発明の更に別の目的は、ローラーおよびその支持面が、ローラーの軸線方向の 全長にわたる動的荷重の一様な分布を促進する幾何学的表面輪郭を持つことであ る。

本発明のその他の目的およびその他の利点は、添付図面を＃照して行う以下の詳 細な説明を読んだ後ではより明らかとなるであろう。

図面の簡単な説明 図１は本発明の好適な実施例に従う三平面Ｃ■継手の典型的な応用である動作環 境の線図的表現である。

図２は本発明の好適な実施例に従う三平面Ｃ■継手の部分横断面図である。

図３は図２の三平面ＣＶ継手の線３−３に沿う横断面図である。

図４は図３の三平面Ｃｖ継手の線４−４に沿う横断面図である。

好適な実施例の詳細な説明 ！！１１は三平面Ｃｖ継手を採用する典型的な動作環境を示す、変速機１２を有 する車ｌＯが示されている。車は前部に搭載されているエンジンにより駆動され る。

変速１１１２は一対の半軸車軸１６を駆動する。半軸車軸１６はそれのそれぞれ の車輪１８を駆動する。変速機１２の軸線は車輪１８の軸線と同軸でないから、 ある態様のＣｖ継手１２を使用する必要がある。ＣＶ継手２０を使用することに より、各車輪１８の速力は一様で、変速機１２および対応する半軸車軸１６の速 力に等しくされる。

本発明の好適な実施例は、図２に示すような三平面Ｃ■継手２２である。この三 平面ＣｖＷ手は環状外部部材２４と、内部部材２６と、三対のシュー２８とを含 む。各シューは一対の筒形ローラー３０を有する。外部部材２４は駆動軸２５へ 取り付けられ、外部部材２４の回転駆動軸３４と同軸である内部空所３２を有す る。内部空所３２は、回転駆動軸３４の周囲に等しく隔てられている３つの長手 方向ローブ３６を有する。各長手方向ローブ３６は一対の長手方向ガイドウェイ ３８を構成する一対の向き合う側を有する。

内部部材２６は、従動軸２７へ取り付けられ、図３に一層明らかに見えるように 、内部部材２６の従動回転軸４２の周囲に等しく隔てられている３つの放射状に 延長するトラニオン４０を有する。各トラニオン４０の遠端部４４は一部切断さ れた球面を有する。図示のように、内部部材２６は外部部材２４の内部に配置さ れ、各トラニオン４０が一対のガイドウェイ３８の間の対応する長手方向ローブ ３６の内部に配置される。

図３およびｒＩｌｉ４に示すように、向き合って＃ｉ！置されているシュ一対２ ８は各トラニオン４０へ回転できるように接触する。各シュー２８は部分的な球 面４６を有する。その球面４６は、対応するトラニオン４０の遠端部４４に設け られている球面に一致し、その球面に係合する。シュー２８の部分的な球面４６ に向き合う表面には長平方向支持面４８がある。その長手方向支持面の中央部に は、支持面４８を２つの軌道５２に分割するＮ５０を有する。２つの軌道５２の おのおのは筒形ローラー３０により係合される。

各筒形ローラー３０は、外部部材２４内に設けられてＮ１する隣接するガイドウ ェイ３８に係合する。筒形ローラー３０は各シューに以下のように方向付けられ て（する。すなわち、その回転軸が外部部材２４の駆動回転軸３４に垂直で、か つ回転軸４２と取り付けられたトラニオンの軸４１から導かれる平面内でその取 り付けられたトラニオンの回りに回転できるようにされる。２つの向き合う筒形 ローラー対３０を有することの利点は、各ガイドウェイ３８と２点で接触するこ とにより提供される動的安定性である。

図４に最も良く示すように、各シューに関連する２個の筒形ローラー３０の回転 軸の間の距離が動作中は一定であるように、筒形ローラーが保持能５４によりシ ュー２８の軌道５２内に回転できるようにして保持される。図３に示されている 、荷重を予めかけられている籠ばね５６が、２つのシュー２８を各トラニオンの 両側で互いに引き離すように力を加えて、シュー２８と、筒形ローラー３０と、 ガイドウェイ３８との間の接触を維持することを支援する予荷重力を供給する。

本発明の好適な面に従って、発明的な特徴は、筒形ローラー３０と、軌道５２と 、ガイドウェイ３８とが、係合する表面の間の線接触を確保する幾何学的輪郭を おのおの有することである。図３から分かるように、本発明のために筒形ローラ ー３０の輪郭は樽形とすることが好ましい、Ｗｉ形クローラ−３０全長に沿う動 的荷重の一様な分布を促進して、さもなければ摩耗および支持の障害を加速する 単位面積当たりの荷重を減少させるので線接触は望ましい。

また、本発明の重要な特徴は、釣り合った幾何学的輪郭が、各筒形ローラー３０ をガイドウェイ３８の上の直線経路の上に維持することをも支援する。側方に加 えられる荷重の結果としてひっくり返ったり、捩れたりする傾向を有する球面状 ローラーとは逆に、樽形の筒形ローラー３０の回転軸は一定に保たれる。したが って、樽形は転がり作用を促進し、シュー２８とガイドウェイ３８で滑る傾向を 最少にする。

したがって、本発明の三平面Ｃｖ継手２２は従来技術より耐久性力【あり、力） つ効率が高い。三平面Ｃｖ継手２２が耐久性に富む理由は、樽形の筒形ローラー ３０の荷重分布が良いからである。三平面Ｃｖ継手２２は、軽力（り作用を強め 、筒形ローラー３０とガイドウェイ３８および軌道５２の間の滑り作用を最少ζ ζすることにより、低い内部摩擦を促進する。

以上本発明を好適な実施例について説明したが、この技術ζこお番する当粟者に よりその他の態様を採用できることが明らかである。したがって、発明の範囲ζ よ以下の請求の範囲によってのみ限定すべきである。

具−３ 国際調査報告

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．一対の長手方向ガイドウエイを形成する一対の向き合う側壁をおのおの有し 、第１の回転軸の周囲に等しい間隔で隔てられる複数の長手方向ローブを有する 内部空所を備えた外部部材と、 第２の回転軸を有し、前記外部部材の前記内部空所内に配置され、前記長手方向 ガイドウエイの間の前記複数の長手方向ローブのそれぞれの内部にそれぞれ配置 され、前記第２の回転軸に対して放射状に延びる、複数の長手方向ローブの数に 対応する複数のトラニオンを有する内部部材と、前記複数のトラニオンに組合わ され、組合わされたトラニオンに旋回できるようにして接触する第１の表面を有 し、前記第１の表面に向き合う表面に長手方向支持表面をおのおの形成させたシ ュー対と、各シューの前記長手方向支持表面と相対する長手方向ガイドウエイと の間に配置され、前記長手方向支持面および前記相対する長手方向ガイドウエイ におのおの転がり係合するとともに、前記長手方向支持面に垂直な回転軸をおの おの有し、かつ前記相対する長手方向ガイドウエイにおのおの線接触する一対の ローラーと、 を備える定速度自在継手。
2. ２．請求の範囲１記載の定速度自在継手において、前記複数の長手方向ローブは ３つの長手方向ローブであって、前記複数のトラニオンは３つのトラニオンであ る定速度自在継手。
3. ３．請求の範囲１記載の定連度自在継手において、前記シューのおのおのは、前 記長手方向支持面と前記長手方向ガイドウエイとともに、前記一対の端ローラー の軸線方向長さに沿って動的な荷重の一様な分布を促進するために互いに対応す る幾何学的表面輪郭を有する定速度自在継手。
4. ４．請求の範囲３記載の定速度自在継手において、端前記ローラーは樽形表面輪 郭を有し、前記長手方向支持面と前記長手方向ガイドウエイの前記対応する幾何 学的表面輪郭はそれと対応する凹面を有する定連度自在継手。
5. ５．請求の範囲１記載の定連度自在継手において、前記一対のローラーの前記回 転軸を前記長手方向支持面に対して垂直に接触状態に保持するローラー籠を更に 備える定速度自在継手。
6. ６．請求の範囲５記載の定速度自在継手において、各前記複数のトラニオンはそ の端部付近に球面を有し、各前記複数のシューは、前記トラニオンの前記球面に 対応し、かつ係合する部分的球面を有する定速度自在継手。
7. ７．長手方向ガイドウエイをおのおの形成する一対の向き合う側壁をおのおの有 する、駆動回転軸の周囲に等しい間隔で隔てられた３つの長手方向ローブを有し 、かつ前記駆動回転軸と同軸である内部空所を有する前記外部部材と、この外部 部材の前記内部空所内に配置され、従動回転軸と、前記長手方向ガイドウエイの 間の前記３つの長手方向ローブのそれぞれ１つの内部におのおの配置され、前記 従動回転軸に対して放射状に延びる、球面状の端部表面をおのおの有する３つの トラニオンとを有する内部部材と、前記３つのトラニオンとの対応する１つの上 に、そのトラニオンに旋回できるようにして接触して向き合って配置され、前記 ３つのトラニオンの前記対応する１つの前記球面状端部面に相当し、かつ係合す る部分的な球面表面をおのおの有し、かつその部分的な球面に向き合う表面には 長手方向支持表面をおのおの有する一対のシューと、 端前記一対のシューの各シューと相対する長手方向ガイドウエイとの間に配置さ れ、前記相対する長手方向ガイドウエイにおのおの係合するとともに、前記長手 方向支持面に素直な転がり回転軸をおのおの有し、かつ前記相対する長手方向ガ イドウエイおよび前記長手方向支持面におのおの線接触する一対のローラーと、 端前記一対のローラーのおのおのの前記転がり回転軸を前記長手方向支持面に対 して垂直に線接触状態に保持するためのローラー籠と、を備える三平面定速度自 在継手。
8. ８．請求の範囲７記載の三平面定速度自在継手において、各前記ローラー対は、 端前記ローラー対の軸線方向長さに沿う動的荷重の一様な分布を促進するために 、前記長手方向支持面の幾何学的表面および前記長手方向ガイドウエイの幾何学 的表面に対応する幾何学的表面を有する三平面定速度自在継手。
9. ９．請求の範囲８記載の三平面定速度自在継手において、前記ローラー対の各ロ ーラーの前記対応する幾何学的表面輪郭は樽形輪郭である三平面定速度自在継手 。
10. １０．請求の範囲８記載の三平面定連度自在継手において、三対の予荷重籠を更 に備え、前記三対の予荷重籠の各予荷重籠は前記三対のシューのうちの一対のシ ューおよび関連するローラー対を前記隣接する長手方向ガイドウエイに押し付け る三平面定速度自在継手。