JPH0676810B2 - 動力伝達機械継手 - Google Patents
動力伝達機械継手Info
- Publication number
- JPH0676810B2 JPH0676810B2 JP61035377A JP3537786A JPH0676810B2 JP H0676810 B2 JPH0676810 B2 JP H0676810B2 JP 61035377 A JP61035377 A JP 61035377A JP 3537786 A JP3537786 A JP 3537786A JP H0676810 B2 JPH0676810 B2 JP H0676810B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- joint member
- outer joint
- recess
- joint
- balls
- 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
- F16D3/221—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 located in sockets in one of the coupling parts
-
- 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
- F16D3/202—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 one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints
- F16D3/205—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 one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part
- F16D3/2052—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 one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part having two pins
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
- Steering Controls (AREA)
- Pens And Brushes (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Cable Accessories (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔利用分野〕 本発明は、動作中に駆動部材と従動部材が大きい角度の
関節状曲がりと、両方の部材間に圧縮荷重を受けるよう
な駆動部材と従動部材を連結する自在継手に関するもの
である。とくに、本発明は自動車用のチルトステアリン
グ用の自在継手に関するものである。
関節状曲がりと、両方の部材間に圧縮荷重を受けるよう
な駆動部材と従動部材を連結する自在継手に関するもの
である。とくに、本発明は自動車用のチルトステアリン
グ用の自在継手に関するものである。
内側部材のくぼみに一部が入り、外側部材のまつすぐな
溝に一部が入つている複数のローラーボールにより動力
すなわちトルク駆動部材から従動部材へ伝えられ、内側
部材と外側部材の一方が駆動部材の一部であるか、駆動
部材に連結され、内側部材と外側部材の他方が従動部材
の一部であるか、従動部材に連結されるような自在継手
が種々の米国特許明細書に開示されている。米国特許第
4,425,101号および第2,910,845号明細書にはそのような
自在継手が示されており、米国特許第4,156,354号明細
書にはトルク伝達体が部分的に球状である自在継手が示
されている。
溝に一部が入つている複数のローラーボールにより動力
すなわちトルク駆動部材から従動部材へ伝えられ、内側
部材と外側部材の一方が駆動部材の一部であるか、駆動
部材に連結され、内側部材と外側部材の他方が従動部材
の一部であるか、従動部材に連結されるような自在継手
が種々の米国特許明細書に開示されている。米国特許第
4,425,101号および第2,910,845号明細書にはそのような
自在継手が示されており、米国特許第4,156,354号明細
書にはトルク伝達体が部分的に球状である自在継手が示
されている。
上記のような種類の自在継手においては、内側部材の中
心軸に対して直角である平面内にボールの中心が含まれ
る。その平面は、内側部材の軸線と外側部材の軸線が整
列した時に、外側部材の軸線に対しても直角である。内
側部材と外側部材が整列していない間は、外側部材の中
心軸に対して直角の位置からボールの中心の平面から離
れる向きに動き（これは関節状に曲がる継手の固有の要
求および特徴である）、それによりボールが外側継手部
材のくぼみの中で回転させられる。しかし、そのため
に、１個またはそれ以上のボールがそれぞれのくぼみの
中に入る距離が短くなる。前記米国特許明細書に記載さ
れているように、くぼみの深さが一様であると、継手の
関節状曲がりのある点、典型的には継手部材の整列して
いる位置から各方向に８度のオーダーの点、において、
ボールが外側部材のくぼみの中に入る深さは、継手の要
素の間の金属間接触を失う点まで浅くなり、継手に十分
にゆるいスロツトが生じ、そのために継手の円滑な動作
特性が損われる。
心軸に対して直角である平面内にボールの中心が含まれ
る。その平面は、内側部材の軸線と外側部材の軸線が整
列した時に、外側部材の軸線に対しても直角である。内
側部材と外側部材が整列していない間は、外側部材の中
心軸に対して直角の位置からボールの中心の平面から離
れる向きに動き（これは関節状に曲がる継手の固有の要
求および特徴である）、それによりボールが外側継手部
材のくぼみの中で回転させられる。しかし、そのため
に、１個またはそれ以上のボールがそれぞれのくぼみの
中に入る距離が短くなる。前記米国特許明細書に記載さ
れているように、くぼみの深さが一様であると、継手の
関節状曲がりのある点、典型的には継手部材の整列して
いる位置から各方向に８度のオーダーの点、において、
ボールが外側部材のくぼみの中に入る深さは、継手の要
素の間の金属間接触を失う点まで浅くなり、継手に十分
にゆるいスロツトが生じ、そのために継手の円滑な動作
特性が損われる。
自在継手のある用途は、上記のような種類の従来の継手
により与えることができる約８度よりはるかに広い関節
状曲がりの範囲にわたつて円滑な動作特性を維持できる
ことを要求する。たとえば、自動車のチルトステアリン
グ装置は少くとも約35度のオーダーの関節状曲がりをさ
せられるが、そのようなステアリング装置に自在継手を
使用する場合には、そのような大きな角度で関節状に曲
げられた時にも円滑な動作特性を維持できなければなら
ない。また、自動車用チルトステアリング装置において
は、たとえば自動車の前輪駆動継手と比較してかなり低
いレベルのトルクを自在継手は伝えるために使用され
る。したがつて、チルトステアリング自在継手はかなり
小型で、製作コストが比較的低くなければならない。
により与えることができる約８度よりはるかに広い関節
状曲がりの範囲にわたつて円滑な動作特性を維持できる
ことを要求する。たとえば、自動車のチルトステアリン
グ装置は少くとも約35度のオーダーの関節状曲がりをさ
せられるが、そのようなステアリング装置に自在継手を
使用する場合には、そのような大きな角度で関節状に曲
げられた時にも円滑な動作特性を維持できなければなら
ない。また、自動車用チルトステアリング装置において
は、たとえば自動車の前輪駆動継手と比較してかなり低
いレベルのトルクを自在継手は伝えるために使用され
る。したがつて、チルトステアリング自在継手はかなり
小型で、製作コストが比較的低くなければならない。
米国特許第3,424,473号明細書には自在継手を使用する
チルトステアリング装置が開示されている。関節状曲が
りが大きい時にボールが継手の外側部材のくぼみの中に
入る深さが浅くなる問題は、継手の外側部材のボールが
入るくぼみが、そのくぼみを通る継手の関節状に曲がる
平面内において、直線状ではなくて一定半径の円弧に見
えるから、その米国特許明細書においてもある程度認識
されている。英国特許第2,115,523号明細書には外側継
手部材に曲がつたくぼみを有する自在継手が開示されて
おり、米国特許第4,070,872号明細書にはボールを４個
有する自在継手におけるそのような外側継手部材のボー
ルを受けるくぼみの形状が開示されている。前記英国特
許明細書および米国特許第4,070,872号明細書に開示さ
れている種類の継手においては、外側継手部材の端部に
おける制限された開口部のために、外側継手部材に開口
部を機械加工する必要があるが、そのために、冷間形成
で開口部を形成できる継手と比較して、その継手の製作
コストが高くつく。
チルトステアリング装置が開示されている。関節状曲が
りが大きい時にボールが継手の外側部材のくぼみの中に
入る深さが浅くなる問題は、継手の外側部材のボールが
入るくぼみが、そのくぼみを通る継手の関節状に曲がる
平面内において、直線状ではなくて一定半径の円弧に見
えるから、その米国特許明細書においてもある程度認識
されている。英国特許第2,115,523号明細書には外側継
手部材に曲がつたくぼみを有する自在継手が開示されて
おり、米国特許第4,070,872号明細書にはボールを４個
有する自在継手におけるそのような外側継手部材のボー
ルを受けるくぼみの形状が開示されている。前記英国特
許明細書および米国特許第4,070,872号明細書に開示さ
れている種類の継手においては、外側継手部材の端部に
おける制限された開口部のために、外側継手部材に開口
部を機械加工する必要があるが、そのために、冷間形成
で開口部を形成できる継手と比較して、その継手の製作
コストが高くつく。
米国特許第3,424,473号および第4,070,872号の明細書に
開示されている自在継手の外側継手部材のボールを受け
る円形くぼみは最適の形、または最適に近い形さえも表
さないが、トルクその他の結果として、継手が関節状に
曲がつている間に、継手の内側部材内のボールの１個が
外側継手部材の１つのくぼみに接触したままになろうと
し、それにより内側部材の他のボールを、継手の外側部
材のそれぞれのくぼみのタツプから引き出そうとする傾
向と結合させる。
開示されている自在継手の外側継手部材のボールを受け
る円形くぼみは最適の形、または最適に近い形さえも表
さないが、トルクその他の結果として、継手が関節状に
曲がつている間に、継手の内側部材内のボールの１個が
外側継手部材の１つのくぼみに接触したままになろうと
し、それにより内側部材の他のボールを、継手の外側部
材のそれぞれのくぼみのタツプから引き出そうとする傾
向と結合させる。
本発明に従つて、継手の中心軸から、自動車用チルトス
テアリング装置に使用するのに十分である、少くとも約
35度までの継手の全ての関節状曲がりにおいて円滑な動
作特性を維持できる自在継手が得られる。この自在継手
は内側継手部材と外側継手部材、および内側継手部材と
外側継手部材とのくぼみの中に部分的に入る複数の球状
ローラーボールで構成される。各ボールはそれが入つて
いるくぼみの中で自由に回転し、外側継手部材のくぼみ
の中でのボールの回転により継手部材が相互に関節状に
曲がることができるとともに、継手部材の関節状曲がり
の結果としてボールが回転させられることになる。外側
継手部材の各くぼみは、他のどのボールがくぼみの中に
十分に入つている場合にも、継手が関節状曲がりを行つ
ている間にボールがくぼみの中にほぼ一定の深さで入る
ようにして、そのくぼみの中のボールの動く軸線に沿つ
て拡がる平面内にわん曲した形を有する部分を少くとも
有する。自動車用チルトステアリング装置に使用するた
めに求められる継手の関節状曲がりの範囲、すなわち、
継手の中心軸から少くとも35度まで、にわたつて継手の
円滑な動作特性を得るためにボールがくぼみの中に入る
深さを十分一定に維持するために、そのわん曲した形は
複雑な形である。そのわん曲した形は、くぼみを含む外
側継手部材を冷間形成加工で形成できるようにするため
に、継手の開放端部においてなるべく円筒形にする。本
発明の自在継手の好適な実施例は一対の球状ローラーボ
ールを利用し、それらのボールは、継手の中心軸に沿つ
て、外側継手部材のボールが入るくぼみを通つて拡がる
平面内で、中心が相互に180度の角度を成すようにして
相互に接触する。また、外側継手部材のボールが入るく
ぼみを通る平面に対して直角である軸線方向平面に沿う
内面が円弧を有する。圧縮荷重を継手部材へ加えること
ができるようにし、かつ、外側継手部材のボールが入る
くぼみを通る関節状曲がりの平面に対して直角な軸線方
向平面に含まれる円弧内、およびそのくぼみを通る軸線
方向平面に含まれる円弧内で継手部材が相互に関節状に
曲がることができるようにするために、前記内面は内側
継手部材の相補的な内面に面接触する。
テアリング装置に使用するのに十分である、少くとも約
35度までの継手の全ての関節状曲がりにおいて円滑な動
作特性を維持できる自在継手が得られる。この自在継手
は内側継手部材と外側継手部材、および内側継手部材と
外側継手部材とのくぼみの中に部分的に入る複数の球状
ローラーボールで構成される。各ボールはそれが入つて
いるくぼみの中で自由に回転し、外側継手部材のくぼみ
の中でのボールの回転により継手部材が相互に関節状に
曲がることができるとともに、継手部材の関節状曲がり
の結果としてボールが回転させられることになる。外側
継手部材の各くぼみは、他のどのボールがくぼみの中に
十分に入つている場合にも、継手が関節状曲がりを行つ
ている間にボールがくぼみの中にほぼ一定の深さで入る
ようにして、そのくぼみの中のボールの動く軸線に沿つ
て拡がる平面内にわん曲した形を有する部分を少くとも
有する。自動車用チルトステアリング装置に使用するた
めに求められる継手の関節状曲がりの範囲、すなわち、
継手の中心軸から少くとも35度まで、にわたつて継手の
円滑な動作特性を得るためにボールがくぼみの中に入る
深さを十分一定に維持するために、そのわん曲した形は
複雑な形である。そのわん曲した形は、くぼみを含む外
側継手部材を冷間形成加工で形成できるようにするため
に、継手の開放端部においてなるべく円筒形にする。本
発明の自在継手の好適な実施例は一対の球状ローラーボ
ールを利用し、それらのボールは、継手の中心軸に沿つ
て、外側継手部材のボールが入るくぼみを通つて拡がる
平面内で、中心が相互に180度の角度を成すようにして
相互に接触する。また、外側継手部材のボールが入るく
ぼみを通る平面に対して直角である軸線方向平面に沿う
内面が円弧を有する。圧縮荷重を継手部材へ加えること
ができるようにし、かつ、外側継手部材のボールが入る
くぼみを通る関節状曲がりの平面に対して直角な軸線方
向平面に含まれる円弧内、およびそのくぼみを通る軸線
方向平面に含まれる円弧内で継手部材が相互に関節状に
曲がることができるようにするために、前記内面は内側
継手部材の相補的な内面に面接触する。
したがつて、本発明の目的は改良した自在継手を得るこ
とである。
とである。
本発明の別の目的は、継手の従動部材に対する継手の駆
動部材の全ての角度位置において低いラシシュで、すな
わち、遊びなしで動作できる自在継手を得ることであ
る。
動部材の全ての角度位置において低いラシシュで、すな
わち、遊びなしで動作できる自在継手を得ることであ
る。
本発明の別の目的は、自動車用装置における継手の従動
部材に対する継手の駆動部材のあらゆる角度位置におい
て円滑に動作できる自在継手を得ることである。
部材に対する継手の駆動部材のあらゆる角度位置におい
て円滑に動作できる自在継手を得ることである。
本発明の別の目的は、ホイールを傾斜させるために、運
転させられる自動車の部分に対して必要な力がほとんど
なしに、自在に関節状に曲げることができる自動車用チ
ルトステアリング装置の円滑に動作する自在継手を得る
ことである。
転させられる自動車の部分に対して必要な力がほとんど
なしに、自在に関節状に曲げることができる自動車用チ
ルトステアリング装置の円滑に動作する自在継手を得る
ことである。
本発明の別の目的は、継手の部材の間で圧縮端部荷重を
受けることができる自動車用チルトステアリング装置の
自在継手を得ることである。
受けることができる自動車用チルトステアリング装置の
自在継手を得ることである。
本発明の別の目的は、内側部材と外側部材の間でトルク
を伝えるために特殊な球状ローラーボールを利用し、ボ
ールが相互に直接接触するような種類の自動専用チルト
ステアリング装置の自在継手を得ることである。
を伝えるために特殊な球状ローラーボールを利用し、ボ
ールが相互に直接接触するような種類の自動専用チルト
ステアリング装置の自在継手を得ることである。
本発明の別の目的は、占有空間が狭いために広い範囲の
チルトステアリング装置に対して使用でき、かつ製作コ
ストが低い自動車用チルトステアリング装置の自在継手
を得ることである。
チルトステアリング装置に対して使用でき、かつ製作コ
ストが低い自動車用チルトステアリング装置の自在継手
を得ることである。
本発明の別の目的は、内側継手部材と外側継手部材の間
でトルクを伝えるために特殊なボールを使用し、内側継
手部材と外側継手部材の関節状曲がりにより外側継手部
材のくぼみの中でボールが回転できるとともに、内側継
手部材と外側継手部材の関節状曲がりの結果としてボー
ルが外側継手部材のくぼみの中で回転でき、継手を円滑
に動作させるために、継手の接触する部材の相互の接触
を維持するように、継手の関節状曲がりを通じて各ボー
ルがそのようなくぼみの中に入る深さがほぼ一定に保た
れるような種類の自在継手を得ることである。
でトルクを伝えるために特殊なボールを使用し、内側継
手部材と外側継手部材の関節状曲がりにより外側継手部
材のくぼみの中でボールが回転できるとともに、内側継
手部材と外側継手部材の関節状曲がりの結果としてボー
ルが外側継手部材のくぼみの中で回転でき、継手を円滑
に動作させるために、継手の接触する部材の相互の接触
を維持するように、継手の関節状曲がりを通じて各ボー
ルがそのようなくぼみの中に入る深さがほぼ一定に保た
れるような種類の自在継手を得ることである。
本発明の更に別の目的は、ボルを入れるくぼみが深さの
大部分にわたつてわん曲しており、冷間形成により形成
できる外側継手部材を有する自在継手を得ることであ
る。
大部分にわたつてわん曲しており、冷間形成により形成
できる外側継手部材を有する自在継手を得ることであ
る。
以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。
第１図には自在継手Ｕが示されている。この自在継手は
内側継手部材Ｉと外側継手部材Ｏを含む。動力すなわち
トルクが一対の球状ローラーボールＢを介して内側継手
部材Ｉと外側継手部材Ｏの間で、たとえば内側継手部材
Ｉから外側継手部材Ｏへ伝えられる。ローラーボールの
一部は内側継手部材ＩのくぼみIRと外側継手部材Ｏのく
ぼみORの中に入り、それらのくぼみIRとORの中で自由に
回転する。
内側継手部材Ｉと外側継手部材Ｏを含む。動力すなわち
トルクが一対の球状ローラーボールＢを介して内側継手
部材Ｉと外側継手部材Ｏの間で、たとえば内側継手部材
Ｉから外側継手部材Ｏへ伝えられる。ローラーボールの
一部は内側継手部材ＩのくぼみIRと外側継手部材Ｏのく
ぼみORの中に入り、それらのくぼみIRとORの中で自由に
回転する。
第１図に示すように、内側継手部材Ｉと外側継手部材Ｏ
が同軸の場合は、ローラーボールＢの中心を通り、２個
のローラーボールを含む自在継手が描かれている紙面に
直角な平面は、内側継手部材Ｉの中心軸に対して直角で
あり、かつ外側継手部材Ｏの中心軸に対しても直角であ
る。しかし、第２図に示すように内側継手部材Ｉが外側
継手部材Ｏに対して関節状に曲げられると、ボールの中
心を通る前記平面は外側継手部材Ｏの中心軸に関する円
弧を通つて回転し、そのために、第２図に上側ボールと
して示されているように、一方のボールの最大突出点
が、ボールが外側継手部材ＯのまつすぐなくぼみORの中
に入る深さを、第２図にＳとして示されているある有限
の距離だけ減少させられる。最悪の場合にも、球状ロー
ラーボールＢとまつすぐなくぼみORの間の全ての開放が
１つのまつすぐなくぼみORにおいて起る。というのは、
内側継手部材Ｉが受けるトルクその他の荷重の作用の下
に内側継手部材Ｉが外側継手部材Ｏに対して上または下
に自由に動くからである。関節状曲がりの間における継
手のそのような開放により、自在継手Ｕの通常接触して
いる要素が互いに分離できることになり、内側継手部材
Ｉと外側継手部材Ｏの間のトルクの遊びのない伝達が減
じられ、第1,2図に示されているように円筒形のまつす
ぐな外側くぼみORを有する継手を各方向に低ラツシユの
関節状曲がりを約８度に制限する。
が同軸の場合は、ローラーボールＢの中心を通り、２個
のローラーボールを含む自在継手が描かれている紙面に
直角な平面は、内側継手部材Ｉの中心軸に対して直角で
あり、かつ外側継手部材Ｏの中心軸に対しても直角であ
る。しかし、第２図に示すように内側継手部材Ｉが外側
継手部材Ｏに対して関節状に曲げられると、ボールの中
心を通る前記平面は外側継手部材Ｏの中心軸に関する円
弧を通つて回転し、そのために、第２図に上側ボールと
して示されているように、一方のボールの最大突出点
が、ボールが外側継手部材ＯのまつすぐなくぼみORの中
に入る深さを、第２図にＳとして示されているある有限
の距離だけ減少させられる。最悪の場合にも、球状ロー
ラーボールＢとまつすぐなくぼみORの間の全ての開放が
１つのまつすぐなくぼみORにおいて起る。というのは、
内側継手部材Ｉが受けるトルクその他の荷重の作用の下
に内側継手部材Ｉが外側継手部材Ｏに対して上または下
に自由に動くからである。関節状曲がりの間における継
手のそのような開放により、自在継手Ｕの通常接触して
いる要素が互いに分離できることになり、内側継手部材
Ｉと外側継手部材Ｏの間のトルクの遊びのない伝達が減
じられ、第1,2図に示されているように円筒形のまつす
ぐな外側くぼみORを有する継手を各方向に低ラツシユの
関節状曲がりを約８度に制限する。
第３〜５図に示されている本発明の好適な実施例におい
ては、自在継手11が得られる。この自在継手11は、内側
継手部材12と、外側継手部材13と、複数の（なるべく図
に示すように２個の）ローラーボール14とを含む。希望
によつてはもつと多くのローラーボール14を使用するこ
ともできるが、自動車用チルトステアリング装置の自在
継手のような低トルク自在継手の場合には、自在継手の
コストを低減するためには２個のローラーボール14が好
適である。いずれの場合にも、ローラーボール14の中心
は、内側継手部材12の中心軸および図が描かれている紙
面に対して直角に拡がる平面内に含まれる。内側継手部
材12を通つて延びるくぼみ16の中にローラーボール14が
部分的に含まれ、かつ各ボールは外側継手部材13の中に
延びるくぼみ17の中に部分的に含まれる。
ては、自在継手11が得られる。この自在継手11は、内側
継手部材12と、外側継手部材13と、複数の（なるべく図
に示すように２個の）ローラーボール14とを含む。希望
によつてはもつと多くのローラーボール14を使用するこ
ともできるが、自動車用チルトステアリング装置の自在
継手のような低トルク自在継手の場合には、自在継手の
コストを低減するためには２個のローラーボール14が好
適である。いずれの場合にも、ローラーボール14の中心
は、内側継手部材12の中心軸および図が描かれている紙
面に対して直角に拡がる平面内に含まれる。内側継手部
材12を通つて延びるくぼみ16の中にローラーボール14が
部分的に含まれ、かつ各ボールは外側継手部材13の中に
延びるくぼみ17の中に部分的に含まれる。
各ローラーボール14は内側継手部材のくぼみ16と外側継
手部材のくぼみ17の中で自由に回転し、その回転は内側
継手部材12が外側継手部材13に対して第３図の矢印Ａの
向きに関節状に曲がることによりひき起される。この自
在継手11は、第２図に示されている関節状曲がりの向き
に垂直な方向である、第２図に矢印AAにより示されてい
る方向にも自由に曲がることができる。この関節状曲が
りは、内側継手部材12と外側継手部材13に相補的な合致
球面状表面部分12a,13a（第4,5図）をそれぞれ設けるこ
とにより行われる。表面部分12a,13aの間の表面間接触
により、内側継手部材12と外側継手部材13の間に圧縮荷
重すなわち端部荷重が加えられた時にも、自在継手11は
満足に動作できるようにされる。
手部材のくぼみ17の中で自由に回転し、その回転は内側
継手部材12が外側継手部材13に対して第３図の矢印Ａの
向きに関節状に曲がることによりひき起される。この自
在継手11は、第２図に示されている関節状曲がりの向き
に垂直な方向である、第２図に矢印AAにより示されてい
る方向にも自由に曲がることができる。この関節状曲が
りは、内側継手部材12と外側継手部材13に相補的な合致
球面状表面部分12a,13a（第4,5図）をそれぞれ設けるこ
とにより行われる。表面部分12a,13aの間の表面間接触
により、内側継手部材12と外側継手部材13の間に圧縮荷
重すなわち端部荷重が加えられた時にも、自在継手11は
満足に動作できるようにされる。
第３図に最もよく示されているように、各くぼみ17の形
は、そのくぼみを通つて拡がる軸線方向平面内で曲つて
いる。その曲つた形により、くぼみが外側継手部材の内
側継手材側から外側継手部材の中へ後方に進むにつれ
て、外側継手部材の中心軸から測つたくぼみの半径方向
の長さが短くなる。このように曲がつた形は、内側継手
部材12と外側継手部材13が第３図に矢印Ａで示す向きに
互いに関節状に曲がる時に、ローラーボール14がそのく
ぼみ17の中にほぼ一定の深さで入るようにするために設
計されたものである。これによりローラーボール14の間
と、ローラーボール14とそれが入つているくぼみ17の間
の接触が維持され、かつ自在継手11がそれの円滑な、
「遊びのない」すなわち低い「ラツシユ」の動作特性を
維持する範囲が拡張される。このくぼみ17の表面の半径
方向の拡がりの形は、内側継手部材12と外側継手部材13
が整列させられている時の、外側継手部材13の開放端部
における最大半径から、35度の関節状曲がりにおけるそ
の最大半径の約0.64倍の半径まで、半径が徐々に短くな
るカーブをたどるようにする。このような形にすること
により、関節状曲がりの範囲内の全ての位置においてロ
ーラーボール14を圧縮状態に保つことが助けられ、自在
継手11内の半径方向ラツシュを最小にして自在継手を最
も円滑に動作させる。各くぼみ17のその形により外側継
手部材を比較的低コストで製作でき、たとえば金属製の
外側継手部材の場合には冷間形成により作ることがで
き、かつその形により、自在継手11はそれの遊びのない
動作特性を失うことなしに関節状曲がりの範囲が大幅に
拡がることになる。
は、そのくぼみを通つて拡がる軸線方向平面内で曲つて
いる。その曲つた形により、くぼみが外側継手部材の内
側継手材側から外側継手部材の中へ後方に進むにつれ
て、外側継手部材の中心軸から測つたくぼみの半径方向
の長さが短くなる。このように曲がつた形は、内側継手
部材12と外側継手部材13が第３図に矢印Ａで示す向きに
互いに関節状に曲がる時に、ローラーボール14がそのく
ぼみ17の中にほぼ一定の深さで入るようにするために設
計されたものである。これによりローラーボール14の間
と、ローラーボール14とそれが入つているくぼみ17の間
の接触が維持され、かつ自在継手11がそれの円滑な、
「遊びのない」すなわち低い「ラツシユ」の動作特性を
維持する範囲が拡張される。このくぼみ17の表面の半径
方向の拡がりの形は、内側継手部材12と外側継手部材13
が整列させられている時の、外側継手部材13の開放端部
における最大半径から、35度の関節状曲がりにおけるそ
の最大半径の約0.64倍の半径まで、半径が徐々に短くな
るカーブをたどるようにする。このような形にすること
により、関節状曲がりの範囲内の全ての位置においてロ
ーラーボール14を圧縮状態に保つことが助けられ、自在
継手11内の半径方向ラツシュを最小にして自在継手を最
も円滑に動作させる。各くぼみ17のその形により外側継
手部材を比較的低コストで製作でき、たとえば金属製の
外側継手部材の場合には冷間形成により作ることがで
き、かつその形により、自在継手11はそれの遊びのない
動作特性を失うことなしに関節状曲がりの範囲が大幅に
拡がることになる。
外側継手部材13のくぼみ17と内側継手部材12のくぼみ16
の間のトルクの伝達のためには一対の球状ローラーボー
ル14が好適であるが、このトルク伝達機能を行うために
他の機械的な装置を利用できることに注意すべきであ
る。たとえば第６図に示すように、端部が球状のピン11
4を１本使用できる。
の間のトルクの伝達のためには一対の球状ローラーボー
ル14が好適であるが、このトルク伝達機能を行うために
他の機械的な装置を利用できることに注意すべきであ
る。たとえば第６図に示すように、端部が球状のピン11
4を１本使用できる。
自在継手11の組立においては、内側継手部材12とローラ
ーボール14を外側継手部材13の中に挿入した後で、外側
継手部材13の外側の円周方向くぼみ19の中にはめこまれ
る保持環18によりその位置に保持される。雄形である内
側継手部材12を穴21が貫通する。その穴により、この自
在継手11が使用されている駆動列の雌形部材（図示せ
ず）に内側継手部材12を連結できる。雌形である外側継
手部材13にも穴22が貫通する。その穴22により外側継手
部材13をその駆動列中の雄形部材（図示せず）に連結で
きる。自動車用チルトステアリング装置においては、内
側継手部材12をステアリング装置のハンドルに連結し、
外側継手部材13をステアリング装置の従動部すなわちス
テアリング機構端部へ連結して自在継手11をなるべき使
用する。
ーボール14を外側継手部材13の中に挿入した後で、外側
継手部材13の外側の円周方向くぼみ19の中にはめこまれ
る保持環18によりその位置に保持される。雄形である内
側継手部材12を穴21が貫通する。その穴により、この自
在継手11が使用されている駆動列の雌形部材（図示せ
ず）に内側継手部材12を連結できる。雌形である外側継
手部材13にも穴22が貫通する。その穴22により外側継手
部材13をその駆動列中の雄形部材（図示せず）に連結で
きる。自動車用チルトステアリング装置においては、内
側継手部材12をステアリング装置のハンドルに連結し、
外側継手部材13をステアリング装置の従動部すなわちス
テアリング機構端部へ連結して自在継手11をなるべき使
用する。
自在継手11の内側継手部材12と、外側継手部材13と、球
状ローラーボール14とは、もちろん鋼その他の適当な金
属材料で作ることができる。しかし、チルトステアリン
グ装置に用いる自在継手にかかる荷重は比較的低いか
ら、それらの要素の１つまたはそれ以上を非金属材料、
たとえばナイロンのような熱硬化性重合材料で作ること
ができる。実際にはそれらの材料はいずれも弾性率が鋼
の弾性率より低いから、ローラーボールや内側継手部材
あるいは外側継手部材を重合材料のような非金属材料で
作る場合には、自在継手のローラーボールを圧縮状態維
持することは容易である。
状ローラーボール14とは、もちろん鋼その他の適当な金
属材料で作ることができる。しかし、チルトステアリン
グ装置に用いる自在継手にかかる荷重は比較的低いか
ら、それらの要素の１つまたはそれ以上を非金属材料、
たとえばナイロンのような熱硬化性重合材料で作ること
ができる。実際にはそれらの材料はいずれも弾性率が鋼
の弾性率より低いから、ローラーボールや内側継手部材
あるいは外側継手部材を重合材料のような非金属材料で
作る場合には、自在継手のローラーボールを圧縮状態維
持することは容易である。
第１図は継手部材が互いに整列させられている時の恒速
度自在継手の概略縦断面図、第２図は継手部材が相互に
関節状に曲げられた後の第１図に示す恒速度自在継手の
縦断面図、第３図は本発明の恒速度自在継手の縦断面
図、第４図は第３図の３−３線に沿う断面図、第５図は
第３図の５−５線に沿う断面図、第６図は本使用の別の
実施例を示す第５図に類似の断面図である。 11,U……自在継手、12,I……内側継手部材、13,O……外
側継手部材、14……ローラーボール、16,17……くぼ
み。
度自在継手の概略縦断面図、第２図は継手部材が相互に
関節状に曲げられた後の第１図に示す恒速度自在継手の
縦断面図、第３図は本発明の恒速度自在継手の縦断面
図、第４図は第３図の３−３線に沿う断面図、第５図は
第３図の５−５線に沿う断面図、第６図は本使用の別の
実施例を示す第５図に類似の断面図である。 11,U……自在継手、12,I……内側継手部材、13,O……外
側継手部材、14……ローラーボール、16,17……くぼ
み。
Claims (2)
- 【請求項１】複数の球状ローラーボールと、 くぼみ手段を有する内側継手部材であって、前記くぼみ
が前記複数のローラーボールをそれぞれのローラーボー
ルが他のローラーボールに接触して回転できるように受
け、その複数のローラーボールを内側継手部材の中心軸
に直角な平面で並べる内側継手部材と、 前記内側継手部材の一部を受ける開口を有する外側継手
部材であって、その開口は前期複数のローラーボールの
それぞれを回転するように係合する複数のくぼみを備え
ている外側継手部材と、 からなり、前記外側継手部材のくぼみは外側継手部材の
中心軸を通りくぼみを横断する平面で切った断面形状が
異なる半径の曲線でその大部分が形成され、その曲線は
前記開口の付近の最大半径部分から内側に入るにつれ小
さい半径の曲線となっており、前記複数のローラーボー
ルの中心が前記異なる半径の曲線からほぼ一定の距離に
あり、前記外側継手部材と内側継手部材との間の関節状
曲がりの範囲が８゜より広い範囲でも、各ローラーボー
ルの対応する外側継手部材のくぼみへの挿入をほぼ一定
に保ち、複数のローラーボールのそれぞれが他のローラ
ボールへ接触するとともに、ローラーボールの外側継手
部材のくぼみへの係合を維持し、前記関節状曲がりの範
囲内で動作特性を維持することを特徴とする動力伝達機
械継手。 - 【請求項２】中心軸とくぼみとを有する内側継手部材
と、 一対のくぼみを有して、前記内側継手部材に対して関節
状の動きができる外側継手部材と、 両端が球状に形成され、それらの球の中心が内側継手部
材の中心軸に直角の位置にあるように前記内側継手部材
のくぼみに挿入され、且つその両端が前記外側継手部材
のくぼみへ両端が挿入され、トルクを一方から他方へ伝
達するピンと、 からなり、前記外側継手部材のくぼみは外側継部材の中
心軸を通りくぼみを横断する平面で切った断面形状が異
なる半径の曲線でその大部分が形成され、その曲線は前
記開口の付近の最大半径部分から内側に入るにつれ小さ
い半径の曲線となっており、前記ピンの両端の球状の中
心が前記異なる曲線からほぼ一定の距離にあり、外側継
手部材と内側継手部材との間の関節状曲がりの範囲が８
゜より広い範囲でも、前記ピンの両端のそれぞれ外側継
手部材のくぼみへの挿入がほぼ一定状態を保ち、そのピ
ンと一対の外側継手部材のくぼみとの接触を保ってその
関節状曲がりの範囲内で動作特性を維持することを特徴
とする動力伝達機械継手。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US704400 | 1985-02-22 | ||
| US06/704,400 US4685897A (en) | 1985-02-22 | 1985-02-22 | Universal joint for tilt steering wheel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61192928A JPS61192928A (ja) | 1986-08-27 |
| JPH0676810B2 true JPH0676810B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=24829317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61035377A Expired - Lifetime JPH0676810B2 (ja) | 1985-02-22 | 1986-02-21 | 動力伝達機械継手 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4685897A (ja) |
| JP (1) | JPH0676810B2 (ja) |
| CA (1) | CA1274097A (ja) |
| DE (1) | DE3606074A1 (ja) |
| FR (1) | FR2578015B1 (ja) |
| GB (1) | GB2171491B (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3710518C1 (de) * | 1987-04-02 | 1988-07-28 | Loehr & Bromkamp Gmbh | Drehgelenk fuer kleine Beugewinkel |
| EP0446787B1 (en) * | 1990-03-15 | 1994-11-09 | General Signal Corporation | Variable angle torque transmitting coupling apparatus |
| WO2000020770A1 (en) | 1998-10-08 | 2000-04-13 | Imo Industries, Inc. | Universal joint for vehicle steering systems |
| EP1645764A4 (en) * | 2003-07-11 | 2007-08-22 | Nsk Ltd | STEERING DEVICE FOR VEHICLE |
| JP2006194415A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Ntn Corp | 等速ジョイント |
| US8323116B2 (en) * | 2007-12-17 | 2012-12-04 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Universal joint |
| DE102010009845A1 (de) * | 2009-03-02 | 2010-11-18 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Gleichlaufgelenk |
| DE102010009685B4 (de) * | 2009-03-02 | 2017-10-19 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) | Gleichlaufgelenk |
| DE102010011175A1 (de) * | 2009-03-13 | 2010-10-14 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Gleichlaufgelenk und Herstellverfahren |
| US8251828B2 (en) * | 2009-03-27 | 2012-08-28 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Constant velocity joint |
Family Cites Families (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB191320172A (en) * | 1913-09-06 | 1914-07-02 | Arthur George Grice | Improvements in and relating to Universal Joints for Shafts. |
| US1887106A (en) * | 1930-12-18 | 1932-11-08 | Mabel L Hamilton | Universal joint |
| US2117706A (en) * | 1936-12-14 | 1938-05-17 | Cutting Sales & Engineering Co | Two-bearing universal joint |
| GB566898A (en) * | 1943-06-17 | 1945-01-18 | Maldon Cavendish Harley | Improvements in or relating to universal joints |
| FR1063388A (fr) * | 1952-09-17 | 1954-05-03 | Garenne Accessoires Automobile | Joints de cardan |
| US2909079A (en) * | 1957-02-11 | 1959-10-20 | Pratt Co Henry | Valve operator |
| US2910845A (en) * | 1957-04-25 | 1959-11-03 | Gunnar A Wahlmark | Constant velocity joint |
| DE1185868B (de) * | 1961-02-24 | 1965-01-21 | Daimler Benz Ag | Winkelbewegliche Wellenkupplung, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge |
| DE1251595C2 (ja) * | 1965-07-27 | 1968-04-04 | Loehr & Bromkamp Gmbh | |
| US3424473A (en) * | 1967-01-05 | 1969-01-28 | Int Harvester Co | Uniform response tiltable steering arrangement |
| US3481157A (en) * | 1967-09-25 | 1969-12-02 | Helmut Lutz | Universal joint |
| JPS5234699B1 (ja) * | 1971-05-25 | 1977-09-05 | ||
| JPS4836850A (ja) * | 1971-09-17 | 1973-05-31 | ||
| DE2252827C3 (de) * | 1972-10-27 | 1976-01-08 | Loehr & Bromkamp Gmbh, 6050 Offenbach | Gleichlaufgelenk |
| JPS4976138A (ja) * | 1972-11-25 | 1974-07-23 | ||
| GB1490670A (en) * | 1973-11-24 | 1977-11-02 | Taylor C | Universal joints |
| JPS5941050B2 (ja) * | 1975-04-29 | 1984-10-04 | ユニ − カルダン アクチエンゲゼルシヤフト | 同期回転継手 |
| GB1549719A (en) * | 1975-06-19 | 1979-08-08 | Schneider Gesenkschmiede Gmbh | Constant angular velocity joint |
| JPS529751A (en) * | 1975-07-11 | 1977-01-25 | Uni Cardan Ag | Synchronously rotating coupling |
| JPS5240251A (en) * | 1975-09-25 | 1977-03-29 | Uni Cardan Ag | Angular motion universal coupling |
| DE2634581C2 (de) * | 1976-07-31 | 1978-10-12 | Uni-Cardan Ag, 5204 Lohmar | Winkelbewegliche Gelenkwellenkupplung |
| US4114401A (en) * | 1977-01-24 | 1978-09-19 | Hoose William E Van | Universal joint embodying oscillating drive pin |
| DE2742384C2 (de) * | 1977-09-21 | 1983-08-04 | Uni-Cardan Ag, 5200 Siegburg | Gleichlaufdrehgelenk |
| JPS5493650U (ja) * | 1977-12-15 | 1979-07-03 | ||
| JPS5622026Y2 (ja) * | 1977-12-16 | 1981-05-25 | ||
| JPS6039897B2 (ja) * | 1978-12-04 | 1985-09-07 | エヌ・テ−・エヌ東洋ベアリング株式会社 | 等速ジヨイント |
| NL7902092A (nl) * | 1979-03-16 | 1980-09-18 | Skf Ind Trading & Dev | Homokinetische koppeling. |
| DE3048340C2 (de) * | 1980-12-20 | 1982-12-09 | Uni-Cardan Ag, 5200 Siegburg | Winkelbewegliche Gelenkkupplung |
| FR2497549B1 (fr) * | 1981-01-02 | 1986-05-30 | Citroen Sa | Joint universel de transmission, et procede de fabrication d'un tel joint |
| JPS57177424A (en) * | 1981-04-24 | 1982-11-01 | Honda Motor Co Ltd | Equi-speed universal coupling |
| DE3132363C2 (de) * | 1981-08-17 | 1990-06-21 | Loehr & Bromkamp Gmbh | Verfahren zum partiellen Oberflaechenhaerten |
| EP0078168A1 (en) * | 1981-10-28 | 1983-05-04 | Axial Wave Drive Bv | Motion transmitting apparatus |
| DE3206435C2 (de) * | 1982-02-23 | 1984-03-22 | Uni-Cardan Ag, 5200 Siegburg | Winkelbeweglische Gelenkwellenkupplung |
| DE3206436C2 (de) * | 1982-02-23 | 1984-03-01 | Uni-Cardan Ag, 5200 Siegburg | Gelenkkupplung |
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| FR2544421B1 (fr) * | 1983-04-15 | 1985-06-28 | Citroen Sa | Perfectionnements apportes aux joints de transmission |
| JPS60179521A (ja) * | 1984-02-28 | 1985-09-13 | Nippon Seiko Kk | 等速自在接手 |
-
1985
- 1985-02-22 US US06/704,400 patent/US4685897A/en not_active Expired - Fee Related
-
1986
- 1986-02-14 GB GB8603736A patent/GB2171491B/en not_active Expired
- 1986-02-20 FR FR868602338A patent/FR2578015B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1986-02-21 DE DE19863606074 patent/DE3606074A1/de active Granted
- 1986-02-21 CA CA000502451A patent/CA1274097A/en not_active Expired
- 1986-02-21 JP JP61035377A patent/JPH0676810B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
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| GB8603736D0 (en) | 1986-03-19 |
| DE3606074C2 (ja) | 1990-10-31 |
| GB2171491B (en) | 1989-06-21 |
| CA1274097A (en) | 1990-09-18 |
| DE3606074A1 (de) | 1986-08-28 |
| FR2578015B1 (fr) | 1991-03-22 |
| FR2578015A1 (fr) | 1986-08-29 |
| US4685897A (en) | 1987-08-11 |
| GB2171491A (en) | 1986-08-28 |
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