JP2000257643A - Constant velocity universal joint - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は摺動式トリポード
型等速自在継手に関する。一般に、等速自在継手は駆動
側と従動側の2軸を連結して2軸間に角度があっても等
速で回転力を伝達することのできるユニバーサルジョイ
ントの一種であって、摺動式のものは、継手の伸縮(プ
ランジング)によって2軸間の相対的軸方向変位を可能
にしたものであり、トリポード型は、半径方向に突出し
た3本の脚軸を備えたトリポード部材を一方の軸に結合
し、軸方向に延びる3つのトラック溝を備えた中空円筒
状の外側継手部材を他方の軸に結合し、外側継手部材の
トラック溝内にトリポード部材の脚軸を係合させてトル
クの伝達を行うようにしたものである。The present invention relates to a sliding tripod type constant velocity universal joint. In general, a constant velocity universal joint is a type of universal joint that connects two shafts on a driving side and a driven side and can transmit rotational force at a constant speed even when there is an angle between the two shafts. In this type, a relative axial displacement between two axes is made possible by expansion and contraction (plunging) of a joint, and a tripod type includes a tripod member having three leg shafts protruding in a radial direction. A hollow cylindrical outer joint member provided with three track grooves extending in the axial direction and connected to the other shaft is connected to the other shaft, and the leg shaft of the tripod member is engaged in the track groove of the outer joint member. The torque is transmitted.
【0002】[0002]
【従来の技術】摺動式トリポード型等速自在継手の一例
を図5を参照して説明すると、外側継手部材(1)の内
周面の軸方向に3本の円筒形トラック溝(2)を形成
し、外側継手部材(1)内に挿入したトリポード部材
(4)の半径方向に突設した3本の脚軸(5)の円筒状
の外周面に複数の針状ころ(6)を介して回転可能に外
嵌した円環状のローラ(7)をトラック溝(2)に挿入
して構成される。各トラック溝(2)の円周方向で対向
する一対のローラ案内面(3)は軸方向に平行な凹曲面
であり、3本の脚軸(5)の各ローラ(7)の外周面は
ローラ案内面(3)に適合する凸曲面である。各ローラ
(7)は、対応するトラック溝(2)のローラ案内面
(3)に係合して脚軸(5)を中心に回転しながらトラ
ック溝(2)に沿って移動可能である。2. Description of the Related Art An example of a sliding tripod type constant velocity universal joint will be described with reference to FIG. 5. Referring to FIG. 5, three cylindrical track grooves (2) are formed in the inner peripheral surface of an outer joint member (1) in the axial direction. And a plurality of needle rollers (6) on the cylindrical outer peripheral surface of three leg shafts (5) protruding in the radial direction of the tripod member (4) inserted into the outer joint member (1). An annular roller (7) which is rotatably fitted via a roller is inserted into the track groove (2). A pair of roller guide surfaces (3) facing each other in the circumferential direction of each track groove (2) are concave curved surfaces parallel to the axial direction, and the outer peripheral surface of each roller (7) of the three leg shafts (5) is The convex surface conforms to the roller guide surface (3). Each roller (7) is movable along the track groove (2) while rotating about the leg shaft (5) while engaging with the roller guide surface (3) of the corresponding track groove (2).
【0003】図5(B)に示すように、継手が作動角
(θ)をとった状態で回転力を伝達するとき、ローラ
(7)とローラ案内面(3)とは図5(C)に示すよう
に互いに斜交する関係となる。この場合、ローラ(7)
は図5(B)に矢印(t)で示す方向に転がり移動しよ
うとするのに対して、トラック溝(2)は外側継手部材
の軸線と平行な円筒面の一部であるため、ローラ(7)
はトラック溝(2)に拘束されながら移動することにな
る。その結果、ローラ案内面(3)とローラ(7)との
相互間に滑りが発生してスライド抵抗が発生し、さら
に、この滑りが軸方向に誘起スラストを発生させる。こ
のようなスライド抵抗と誘起スラストは、車体の振動や
騒音の発生原因となり、自動車のNVH性能に影響を与
え、車両の足回りの設計自由度を低くするため、できる
だけ低減させることが望まれる。As shown in FIG. 5 (B), when the joint transmits an operating angle (θ) and transmits a rotational force, the roller (7) and the roller guide surface (3) are connected to each other by the roller (7). As shown in FIG. In this case, the roller (7)
5B rolls in the direction indicated by the arrow (t) in FIG. 5B, whereas the track groove (2) is a part of a cylindrical surface parallel to the axis of the outer joint member. 7)
Moves while being constrained by the track groove (2). As a result, slippage occurs between the roller guide surface (3) and the roller (7), causing slide resistance, and furthermore, the slippage causes induced thrust in the axial direction. Such slide resistance and induced thrust cause vibration and noise of the vehicle body, affect the NVH performance of the vehicle, and reduce the degree of freedom in designing the underbody of the vehicle.
【0004】かかるスライド抵抗と誘起スラストの低減
を企図した摺動式トリポード型等速自在継手として、た
とえば図6に示す継手が知られている。すなわち、図示
するように、トリポード部材(4)の脚軸(5)の外周
面を真球面にして、この真球面に円筒状のリング(8)
の円筒形内周面が摺動可能に外嵌している。リング
(8)とローラ(7)とは転動体を介して相対回転自在
のローラアセンブリを構成する。針状ころ(6)は、リ
ング(8)の円筒形外周面とローラ(7)の円筒形内周
面との間にいわゆる総ころ状態で配置され、円環状のワ
ッシャ(9)で抜け止めがなされる。ローラ(7)は外
側継手部材(1)のトラック溝(2)内に収容され、ト
ラック溝(2)のローラ案内面(3)上を転動しながら
外側継手部材(1)の軸方向に移動可能である。As a sliding tripod-type constant velocity universal joint designed to reduce such slide resistance and induced thrust, for example, a joint shown in FIG. 6 is known. That is, as shown in the figure, the outer peripheral surface of the leg shaft (5) of the tripod member (4) is made a true spherical surface, and the cylindrical ring (8) is formed on the true spherical surface.
Has an outer peripheral surface slidably fitted. The ring (8) and the roller (7) form a roller assembly that is relatively rotatable via rolling elements. The needle rollers (6) are arranged in a so-called full roller state between the cylindrical outer peripheral surface of the ring (8) and the cylindrical inner peripheral surface of the roller (7), and are prevented from falling off by an annular washer (9). Is made. The roller (7) is housed in the track groove (2) of the outer joint member (1), and rolls on the roller guide surface (3) of the track groove (2) in the axial direction of the outer joint member (1). Can be moved.
【0005】脚軸(5)の外周面は脚軸(5)の軸線上
に曲率中心を持つ真球面で、この曲率中心の回りをロー
ラアセンブリ(7,8)が首振り揺動する。ローラアセ
ンブリが首振り揺動自在であるため、外側継手部材
(1)とトリポード部材(4)が作動角をとった状態で
回転力伝達を行うとき、ローラ(7)は外側継手部材
(1)の軸線と平行な姿勢を保つように外側継手部材
(1)のローラ案内面(3)によって案内され、そのま
まの姿勢でローラ案内面(3)上を正しく転動する。し
たがって、作動角運転時における滑り抵抗が低減し、ス
ライド抵抗と誘起スラストの発生が抑制されるというも
のである。The outer peripheral surface of the leg shaft (5) is a true spherical surface having a center of curvature on the axis of the leg shaft (5), and the roller assemblies (7, 8) swing around the center of curvature. Since the roller assembly is swingable and swingable, when the outer joint member (1) and the tripod member (4) transmit rotational force in an operating angle, the roller (7) becomes the outer joint member (1). Is guided by the roller guide surface (3) of the outer joint member (1) so as to maintain a posture parallel to the axis of the roller, and rolls correctly on the roller guide surface (3) in the same posture. Therefore, the sliding resistance during the operation angle operation is reduced, and the generation of the sliding resistance and the induced thrust is suppressed.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】自動車のエンジンから
車輪に回転力を等速で伝達するために摺動式トリポード
型等速自在継手を使用することが知られている。摺動式
トリポード型等速自在継手は、トリポード部材の脚軸に
球面ローラを取り付けてあり、脚軸外周面と球面ローラ
内周面間に転動体として針状ころが保持器なしの総ころ
タイプで用いられる。そして、角度をとった状態でトル
クを伝達するとき、内部部品間の相互摩擦によって、回
転中には誘起スラストが、また、停止状態でも強制的に
軸方向に伸縮させるとスライド抵抗がそれぞれ発生す
る。これら誘起スラストやスライド抵抗が関与する自動
車の代表的なNVH現象として、前者との関連では走行
中の車体の横振れ、後者との関連ではAT車における停
止時Dレンジのアイドリング振動現象がある。It is known to use a sliding tripod type constant velocity universal joint for transmitting a rotational force from an automobile engine to wheels at a constant speed. The sliding tripod type constant velocity universal joint has a spherical roller attached to the leg shaft of the tripod member, and a full-roller type without a needle roller as a rolling element between the outer peripheral surface of the leg shaft and the inner peripheral surface of the spherical roller. Used in When torque is transmitted in an angled state, induced thrust is generated during rotation due to mutual friction between internal components, and slide resistance is generated when the shaft is forcibly expanded and contracted in the axial direction even in a stopped state. . As typical NVH phenomena of an automobile involving these induced thrust and slide resistance, there is a lateral vibration of a running vehicle in relation to the former, and an idling vibration phenomenon of a D range at a stop in an AT car in relation to the latter.
【0007】自動車のNVH問題は、継手の誘起スラス
トやスライド抵抗の大きさを小さくすることが解決のポ
イントである。一般に、継手の誘起スラストやスライド
抵抗は作動角の大きさに依存する傾向がある。このた
め、自動車のドライブシャフトに適用する場合、作動角
を大きくできないという設計上の制約につながる。した
がって、自動車の足回り設計の自由度を高めるには、誘
起スラストやスライド抵抗の低位安定化が課題であっ
た。The point of solving the problem of NVH in automobiles is to reduce the magnitude of induced thrust and slide resistance of the joint. Generally, the induced thrust and slide resistance of a joint tend to depend on the magnitude of the operating angle. For this reason, when applied to a drive shaft of an automobile, it leads to design restrictions that the operating angle cannot be increased. Therefore, in order to increase the degree of freedom in designing a vehicle underbody, there has been a problem of stabilizing induced thrust and slide resistance at a low level.
【0008】しかし、従来の摺動式トリポード型等速自
在継手では転動体が総ころタイプの針状ころであるた
め、回転中のころのスキュー等により、転動体面にエッ
ジロードなど偏荷重が作用しやすい。さらには内部のす
きまや精度の関係によって接触状態が安定せず、球面ロ
ーラが傾いたりしてもエッジロードが作用する。また、
構造上球面ローラの端部と脚軸やワッシャとの間で相対
すべりも発生する。このようなスキュー、エッジロー
ド、相対すべりといった現象が、継手内部の摩擦力の大
きさを支配していると考えられる。However, in the conventional sliding-type tripod type constant velocity universal joint, since the rolling elements are needle rollers of the full-roller type, an eccentric load such as an edge load is applied to the rolling element surface due to skew of the rollers during rotation. Easy to work. Further, the contact state is not stable due to the internal clearance and the relationship of accuracy, and the edge load acts even if the spherical roller is inclined. Also,
Structurally, a relative slip also occurs between the end of the spherical roller and the leg shaft or washer. It is considered that phenomena such as skew, edge load, and relative slip govern the magnitude of the frictional force inside the joint.
【0009】それゆえ、本発明の目的は、これら摩擦力
をできるだけなくして誘起スラストやスライド抵抗の一
層の低減および安定化を図ることにある。Therefore, an object of the present invention is to reduce and stabilize induced thrust and slide resistance by minimizing these frictional forces.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、円周
方向に向き合って配置されたローラ案内面を有する3つ
のトラック溝が形成された外側継手部材と、半径方向に
突出した3つの脚軸を備えたトリポード部材と、前記ト
ラック溝に挿入されたローラと、前記脚軸に外嵌して前
記ローラを回転自在に支持するリングとを備え、前記ロ
ーラが前記ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向
に移動可能な等速自在継手において、前記リングと前記
ローラの間に複数のボールを介在させて相対回転自在の
ローラアセンブリを構成し、前記リングの内周面を円弧
状凸断面に形成すると共に、前記脚軸の外周面を、縦断
面においてはストレート形状とし、かつ、横断面におい
ては、継手の軸線と直交する方向で前記リングの内周面
と接触するとともに継手の軸線方向で前記リングの内周
面との間にすきまを形成するようにしたことを特徴とす
る等速自在継手である。According to the first aspect of the present invention, there is provided an outer joint member having three track grooves having roller guide surfaces disposed circumferentially opposed to each other, and three radially protruding joint members. A tripod member having a leg shaft, a roller inserted into the track groove, and a ring that is fitted to the leg shaft and rotatably supports the roller, wherein the roller extends along the roller guide surface. In a constant velocity universal joint movable in the axial direction of an outer joint member, a plurality of balls are interposed between the ring and the roller to form a relatively rotatable roller assembly, and the inner peripheral surface of the ring is formed in an arc shape. While being formed in a convex cross section, the outer peripheral surface of the leg shaft has a straight shape in a vertical cross section, and in a transverse cross section, comes into contact with the inner peripheral surface of the ring in a direction perpendicular to the axis of the joint. A constant velocity universal joint being characterized in that so as to form a gap between the inner peripheral surface of the ring in the axial direction of the joint.
【0011】脚軸の横断面形状について、継手の軸線と
直交する方向で前記リングの内周面と接触するとともに
継手の軸線方向で前記リングの内周面との間にすきまを
形成するような形状とは、言い換えれば、トリポード部
材の軸方向で互いに向き合った面部分が相互方向に、つ
まり、仮想円筒面よりも小径側に退避している形状を意
味する。その一つの具体例として楕円形が挙げられる
(請求項2)。The cross-sectional shape of the leg shaft may be such that it makes contact with the inner peripheral surface of the ring in a direction perpendicular to the axis of the joint and forms a clearance between the leg shaft and the inner peripheral surface of the ring in the axial direction of the joint. In other words, the shape means a shape in which the surface portions of the tripod member facing each other in the axial direction are retracted in the mutual direction, that is, on the smaller diameter side than the virtual cylindrical surface. One specific example is an ellipse (claim 2).
【0012】従来円形であった脚軸の断面形状を上記の
形状としたことにより、継手が作動角をとったとき、ロ
ーラアセンブリの姿勢を変えることなく、脚軸が外側継
手部材に対して傾くことができる。しかも、脚軸の外周
面とリングとの接触楕円が横長から点に近づくため(図
1(C)および図6(C)参照)、ローラアセンブリを
傾けようとする摩擦モーメントが低減する。したがっ
て、ローラアセンブリの姿勢が常に安定し、ローラがロ
ーラ案内面と平行に保持されるため円滑に転動すること
ができる。これにより、スライド抵抗の低減ひいては誘
起スラストの低減に寄与する。さらに、脚軸の根元部の
断面係数が増加することによる脚軸の曲げ強度が向上す
るという利点もある。By making the cross-sectional shape of the leg shaft, which has been conventionally circular, the above shape, the leg shaft is inclined with respect to the outer joint member without changing the attitude of the roller assembly when the joint takes an operating angle. be able to. In addition, since the contact ellipse between the outer peripheral surface of the leg shaft and the ring approaches the point from the lateral length (see FIGS. 1C and 6C), the friction moment for tilting the roller assembly is reduced. Therefore, the attitude of the roller assembly is always stable, and the roller can be smoothly rolled because the roller is held parallel to the roller guide surface. This contributes to a reduction in slide resistance and a reduction in induced thrust. Further, there is an advantage that the bending strength of the leg shaft is improved by increasing the section modulus of the base portion of the leg shaft.
【0013】なお、ローラアセンブリは脚軸と外側継手
部材との間に介在してトルクを伝達する役割を果たすも
のであるが、この種の等速自在継手におけるトルクの伝
達方向は常に継手の軸線に直交する方向であるため、当
該トルクの伝達方向において脚軸とリングとが接してい
ることでトルクの伝達は可能であり、継手の軸線方向に
おいて両者間にすきまがあってもトルク伝達に支障を来
すことはない。Although the roller assembly plays a role of transmitting torque by interposing between the leg shaft and the outer joint member, the direction of torque transmission in this kind of constant velocity universal joint is always the axis of the joint. Since the leg shaft and the ring are in contact with each other in the direction of torque transmission, torque transmission is possible, and even if there is a clearance between the two in the axial direction of the joint, torque transmission will not be hindered. Never come.
【0014】請求項2の発明は、請求項1に記載の等速
自在継手において、脚軸の横断面を長軸が継手の軸線に
直交する略楕円形としたことを特徴とする。略楕円形と
は、字義どおりの楕円に限らず、一般に卵形、小判形等
と称される形状を含むものとする。According to a second aspect of the present invention, in the constant velocity universal joint according to the first aspect, the cross section of the leg shaft has a substantially elliptical shape whose major axis is perpendicular to the axis of the joint. The substantially elliptical shape is not limited to a literal ellipse, but includes a shape generally called an oval shape, an oval shape, or the like.
【0015】請求項3の発明は、請求項1又は2に記載
の等速自在継手において、リングの内周面の母線を、中
央部の円弧部と両端部の逃げ部とで構成したことを特徴
とする。円弧部の曲率半径は、2〜3°程度の脚軸の傾
きを許容できる大きさとするのが好ましい。According to a third aspect of the present invention, in the constant velocity universal joint according to the first or second aspect, the generatrix of the inner peripheral surface of the ring is constituted by an arc portion at the center and a relief portion at both ends. Features. It is preferable that the radius of curvature of the arc portion is set to a value that allows the inclination of the leg axis of about 2 to 3 °.
【0016】請求項4の発明は、請求項1乃至3のいず
れかに記載の等速自在継手において、リングとローラの
間にボールが複列で配置されていることを特徴とする。
複列のボール列でローラを支持することにより、単列の
場合に比べてモーメント荷重に対する負荷容量が増し、
耐久性も向上する。According to a fourth aspect of the present invention, in the constant velocity universal joint according to any one of the first to third aspects, balls are arranged in double rows between the ring and the roller.
By supporting the rollers with double rows of balls, the load capacity against moment load increases compared to the case of single rows,
Durability also improves.
【0017】請求項5の発明は、請求項1乃至4のいず
れかに記載の等速自在継手において、上記ローラの外周
面が球状に形成され、該ローラの球状外周面が外側継手
部材のローラ案内面とアンギュラコンタクトすることを
特徴とする。ローラとローラ案内面とがアンギュラコン
タクトをなすことにより、ローラの姿勢が一層安定する
ため、ローラが外側継手部材の軸方向に移動する際にロ
ーラ案内面上をより少ない抵抗で円滑に転動する。かか
るアンギュラコンタクトを実現するための具体的な構成
を例示するならば、ローラ案内面の断面形状をテーパ形
状またはゴシックアーチ形状とすることが挙げられる。According to a fifth aspect of the present invention, in the constant velocity universal joint according to any one of the first to fourth aspects, the outer peripheral surface of the roller is formed in a spherical shape, and the spherical outer peripheral surface of the roller is a roller of the outer joint member. It is characterized by angular contact with the guide surface. Since the roller and the roller guide surface make angular contact, the posture of the roller is further stabilized, so that when the roller moves in the axial direction of the outer joint member, the roller smoothly rolls on the roller guide surface with less resistance. . If a specific configuration for realizing such an angular contact is exemplified, the cross-sectional shape of the roller guide surface may be a tapered shape or a gothic arch shape.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】まず、図1および図2に示す本発
明の第一の実施の形態を説明する。ここで、図1(A)
は継手の横断面を示し、図1(B)は脚軸に垂直な断面
を示し、図2は作動角(θ)をとった状態の継手の縦断
面を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 will be described. Here, FIG.
1 shows a cross section of the joint, FIG. 1 (B) shows a cross section perpendicular to the leg axis, and FIG. 2 shows a vertical cross section of the joint in a state where an operating angle (θ) is taken.
【0019】図1に示すように、等速自在継手は外側継
手部材(10)とトリポード部材(20)とからなり、
連結すべき2軸の一方が外側継手部材(10)と接続さ
れ、他方がトリポード部材(20)と接続される。As shown in FIG. 1, the constant velocity universal joint comprises an outer joint member (10) and a tripod member (20).
One of the two shafts to be connected is connected to the outer joint member (10), and the other is connected to the tripod member (20).
【0020】外側継手部材(10)は内周面に軸方向に
延びる3本のトラック溝(12)を有する。各トラック
溝(12)の円周方向で対向する側壁にローラ案内面
(14)が形成されている。トリポード部材(20)は
半径方向に突設した3本の脚軸(22)を有し、各脚軸
(22)にはローラ(34)が取り付けてあり、このロ
ーラ(34)が外側継手部材(10)のトラック溝(1
2)内に収容される。ローラ(34)の外周面はローラ
案内面(14)に適合する凸曲面である。ここでは、ロ
ーラ(34)の外周面は脚軸(22)の軸線から半径方
向に離れた位置に曲率中心を有する円弧を母線とする凸
曲面である。ローラ案内面(14)は、軸線が外側継手
部材(10)の軸線と平行な円筒面の一部で構成され、
その断面形状はローラ(34)の外周面の母線に対応す
る円弧である。The outer joint member (10) has three track grooves (12) extending in the axial direction on the inner peripheral surface. Roller guide surfaces (14) are formed on circumferentially opposite side walls of each track groove (12). The tripod member (20) has three leg shafts (22) projecting in the radial direction, and a roller (34) is attached to each leg shaft (22), and the roller (34) is connected to the outer joint member. (10) Track groove (1)
It is housed in 2). The outer peripheral surface of the roller (34) is a convex curved surface conforming to the roller guide surface (14). Here, the outer peripheral surface of the roller (34) is a convex curved surface having an arc having a center of curvature at a position radially away from the axis of the leg shaft (22) as a generating line. The roller guide surface (14) is constituted by a part of a cylindrical surface whose axis is parallel to the axis of the outer joint member (10),
The cross-sectional shape is an arc corresponding to the generatrix of the outer peripheral surface of the roller (34).
【0021】なお、ローラ(34)の球状外周面とロー
ラ案内面(14)とがアンギュラコンタクトをなすよう
にしてもよい。たとえば、ローラ案内面(14)の断面
形状を、テーパ形状またはゴシックアーチ形状とするこ
とによってそのようなアンギュラコンタクトが実現す
る。The spherical outer peripheral surface of the roller (34) and the roller guide surface (14) may form an angular contact. For example, such an angular contact is realized by making the cross-sectional shape of the roller guide surface (14) into a tapered shape or a gothic arch shape.
【0022】脚軸(22)の外周面にリング(32)が
外嵌している。このリング(32)とローラ(34)と
は複数のボール(36)を介してユニット化され、相対
回転可能なローラアセンブリを構成している。すなわ
ち、リング(32)の外周面には内側軌道面を形成して
あり、ローラ(34)の内周面には外側軌道面を形成し
てある。そして、リング(32)の内側軌道面とローラ
(34)の外側軌道面との間にボール(36)が転動自
在に介在する。図1(B)に示されるように、ボール
(36)はいわゆる総玉状態で組み込まれている。符号
33、35で指してあるのはボール(36)の組込みの
ための入れ穴である。A ring (32) is fitted on the outer peripheral surface of the leg shaft (22). The ring (32) and the roller (34) are unitized via a plurality of balls (36), and constitute a relatively rotatable roller assembly. That is, an inner raceway surface is formed on the outer peripheral surface of the ring (32), and an outer raceway surface is formed on the inner peripheral surface of the roller (34). Then, a ball (36) is rotatably interposed between the inner raceway surface of the ring (32) and the outer raceway surface of the roller (34). As shown in FIG. 1B, the ball (36) is incorporated in a so-called full ball state. Reference numerals 33 and 35 denote holes for assembling the ball (36).
【0023】図面にはリング(32)とローラ(34)
の間に複数のボール(36)を単列で配置した場合を例
示したが、複列で配置することも可能である。The drawing shows a ring (32) and a roller (34).
Although the case where a plurality of balls (36) are arranged in a single row between them has been exemplified, it is also possible to arrange them in a plurality of rows.
【0024】脚軸(22)の外周面は、縦断面(図1
(A)))で見ると脚軸(22)の軸線と平行なストレ
ート形状であり、横断面(図1(B))で見ると、長軸
が継手の軸線に直交する楕円形状である。脚軸の断面形
状は、トリポード部材(20)の軸方向で見た肉厚を減
少させて略円弧状としてある。言い換えれば、脚軸の断
面形状は、トリポード部材の軸方向で互いに向き合った
面が相互方向に、つまり、仮想円筒面よりも小径側に退
避している。The outer peripheral surface of the leg shaft (22) has a longitudinal section (FIG. 1).
(A))) has a straight shape parallel to the axis of the leg shaft (22), and a cross section (FIG. 1 (B)) has an elliptical shape whose major axis is orthogonal to the axis of the joint. The cross-sectional shape of the leg shaft has a substantially arc shape with a reduced thickness in the axial direction of the tripod member (20). In other words, the cross-sectional shape of the leg shaft is such that the surfaces facing each other in the axial direction of the tripod member retreat in the mutual direction, that is, on the smaller diameter side than the virtual cylindrical surface.
【0025】リング(32)の内周面は円弧状凸断面を
有する。すなわち、内周面の母線が半径rの凸円弧であ
る(図1(C))。このことと、脚軸(22)の断面形
状が上述のように略楕円形状であり、脚軸(22)とリ
ング(32)との間には所定のすきまが設けてあること
から、リング(32)は脚軸(22)の軸方向での移動
が可能であるばかりでなく、脚軸(22)に対して首振
り揺動自在である。また、上述のとおりリング(32)
とローラ(34)はボール(36)を介して相対回転自
在にユニット化されているため、脚軸(22)に対し、
リング(32)とローラ(34)がユニットとして首振
り揺動可能な関係にある。ここで、首振りとは、脚軸
(22)の軸線を含む平面内で、脚軸(22)の軸線に
対してリング(32)およびローラ(34)の軸線が傾
くことをいう(図2参照)。The inner peripheral surface of the ring (32) has an arc-shaped convex cross section. That is, the generatrix of the inner peripheral surface is a convex arc having a radius r (FIG. 1C). Because of this, the cross-sectional shape of the leg shaft (22) is substantially elliptical as described above, and a predetermined clearance is provided between the leg shaft (22) and the ring (32). 32) not only can move in the axial direction of the leg shaft (22), but also can swing freely about the leg shaft (22). Also, as described above, the ring (32)
And the roller (34) are unitized so as to be relatively rotatable via the ball (36).
The ring (32) and the roller (34) are in a swingable relationship as a unit. Here, the swing means that the axes of the ring (32) and the roller (34) are inclined with respect to the axis of the leg shaft (22) in a plane including the axis of the leg shaft (22) (FIG. 2). reference).
【0026】図6に示した従来の継手の場合、脚軸
(5)の外周面が全周にわたってリング(8)の内周面
と接するため、接触楕円が図6(C)に破線で示すよう
に円周方向に延びた横長形状を呈する。そのため、外側
継手部材(1)に対して脚軸(5)が傾くとき、脚軸
(5)の動きに伴ってリング(8)を、延いてはローラ
(7)を傾かせるように作用する摩擦モーメントが発生
する。これに対し、図1に示した実施の形態では、脚軸
(22)の横断面が略楕円状で、リング(32)の内周
面の横断面が円筒形であることから、図1(C)に破線
で示すように、両者の接触楕円は点に近いものとなり、
同時に面積も小さくなる。したがって、ローラアセンブ
リ(32,34)を傾かせようとする力が従来のものに
比べると非常に低減し、ローラ(34)の姿勢の安定性
が一層向上する。そのため、図1(A)で示してあるロ
ーラの傾き抑制のための外側継手部材のつばを廃止する
ことができる場合もある。In the case of the conventional joint shown in FIG. 6, since the outer peripheral surface of the leg shaft (5) is in contact with the inner peripheral surface of the ring (8) over the entire circumference, the contact ellipse is shown by a broken line in FIG. As shown in FIG. Therefore, when the leg shaft (5) is inclined with respect to the outer joint member (1), the leg (5) acts to tilt the ring (8) and, consequently, the roller (7) with the movement of the leg shaft (5). A friction moment occurs. In contrast, in the embodiment shown in FIG. 1, the cross section of the leg shaft (22) is substantially elliptical, and the cross section of the inner peripheral surface of the ring (32) is cylindrical. As shown by the broken line in C), the contact ellipse of both is close to a point,
At the same time, the area is reduced. Therefore, the force for inclining the roller assembly (32, 34) is greatly reduced as compared with the conventional one, and the stability of the attitude of the roller (34) is further improved. Therefore, in some cases, the flange of the outer joint member for suppressing the inclination of the roller shown in FIG. 1A can be eliminated.
【0027】次に、図3および図4に示す本発明の第二
の実施の形態について説明する。この第二の実施の形態
は、リング(32)の内周面の母線が、上述の第一の実
施の形態では単一の円弧で形成されているのに対して、
中央の円弧部(32a)とその両側の逃げ部(32b)
との組合せで形成されている点でのみ相違する。逃げ部
(32b)は、図3(C)のように作動角(θ)をとっ
たときの脚軸(22)との干渉を避けるための部分であ
り、円弧部(32a)の端からリング(32)の端部に
向かって徐々に拡径した直線または曲線で構成する。こ
こでは、逃げ部(32b)を円錐角α=50°の円錐面
の一部とした場合を例示してある。円弧部(32a)
は、リング(32)に対する脚軸(22)の2〜3°程
度の傾きを許容するため、たとえば30mm程度の大き
な曲率半径(R)とする。トリポード型等速自在継手で
は、機構上、外側継手部材(10)が1回転するときト
リポード部材(20)は外側継手部材(10)の中心に
対して3回振れ回る。このとき符号e(図2(A))で
表わされる偏心量は作動角(θ)に比例して増加する。
そして、3本の脚軸(22)は120°ずつ離間してい
るが、作動角(θ)をとると、図2(B)に示すよう
に、図の上側に表われている垂直な脚軸(22)を基本
として考えると、他の2本の脚軸(22)は、一点鎖線
で示す作動角0のときのそれらの軸線からわずかに傾
く。その傾きは作動角(θ)がたとえば約23°のとき
2〜3°程度となる。この傾きがリング(32)の内周
面の円弧部(32a)の曲率によって無理なく許容され
るため、脚軸(22)とリング(32)との接触部にお
ける面圧が過度に高くなるのを防止することができる。
なお、図2(B)は、図2(A)の左側面から見たトリ
ポード部材(20)の3本の脚軸(22)を模式的に図
示したもので、実線が脚軸を表わしている。Next, a second embodiment of the present invention shown in FIGS. 3 and 4 will be described. In the second embodiment, the generatrix of the inner peripheral surface of the ring (32) is formed by a single arc in the first embodiment described above.
Central arc part (32a) and relief parts (32b) on both sides
Only in that it is formed in combination with. The escape portion (32b) is a portion for avoiding interference with the leg shaft (22) when the operating angle (θ) is taken as shown in FIG. 3 (C), and a ring is formed from the end of the arc portion (32a). It is composed of a straight line or a curve whose diameter gradually increases toward the end of (32). Here, an example is shown in which the relief portion (32b) is a part of a conical surface with a cone angle α = 50 °. Arc part (32a)
Has a large radius of curvature (R) of, for example, about 30 mm in order to allow a tilt of the leg axis (22) with respect to the ring (32) of about 2 to 3 °. In the tripod-type constant velocity universal joint, the tripod member (20) swings about the center of the outer joint member (10) three times when the outer joint member (10) makes one rotation. At this time, the amount of eccentricity represented by the symbol e (FIG. 2A) increases in proportion to the operating angle (θ).
The three leg shafts (22) are separated from each other by 120 °, but when the operating angle (θ) is taken, as shown in FIG. Considering the axis (22) as a basis, the other two leg axes (22) are slightly inclined from their axes at an operating angle of 0 shown by a dashed line. The inclination is about 2 to 3 ° when the operating angle (θ) is, for example, about 23 °. Since this inclination is naturally allowed by the curvature of the circular arc portion (32a) on the inner peripheral surface of the ring (32), the surface pressure at the contact portion between the leg shaft (22) and the ring (32) becomes excessively high. Can be prevented.
FIG. 2 (B) schematically shows three leg shafts (22) of the tripod member (20) viewed from the left side surface of FIG. 2 (A), and a solid line represents the leg shaft. I have.
【0028】[0028]
【発明の効果】本発明は、円周方向に向き合って配置さ
れたローラ案内面を有する3つのトラック溝が形成され
た外側継手部材と、半径方向に突出した3つの脚軸を備
えたトリポード部材と、前記トラック溝に挿入されたロ
ーラと、前記脚軸に外嵌して前記ローラを回転自在に支
持するリングとを備え、前記ローラが前記ローラ案内面
に沿って外側継手部材の軸方向に移動可能な等速自在継
手において、前記リングと前記ローラの間に複数のボー
ルを介在させて相対回転自在のローラアセンブリを構成
し、前記リングの内周面を円弧状凸断面に形成すると共
に、前記脚軸の外周面を、縦断面においてはストレート
形状とし、かつ、横断面においては、継手の軸線と直交
する方向で前記リングの内周面と接触するとともに継手
の軸線方向で前記リングの内周面との間にすきまを形成
するようにしたものであるため、継手が作動角をとった
とき、外側継手部材に対するローラアセンブリの姿勢を
変えることなく、脚軸が外側継手部材に対して傾くこと
ができ、しかも、脚軸の外周面とリングとの接触楕円が
横長から点に近づくため、ローラアセンブリを傾けよう
とする摩擦モーメントが低減する。したがって、ローラ
アセンブリの姿勢が常に安定してローラがローラ案内面
と平行に保持され、ローラが円滑に転動することができ
る。これにより、スライド抵抗の低減ひいては誘起スラ
ストの低減に寄与する。さらに、脚軸の根元部の断面係
数が増加することによる脚軸の曲げ強度が向上するとい
う利点もある。The present invention relates to an outer joint member having three track grooves formed with circumferentially opposed roller guide surfaces, and a tripod member having three radially projecting leg shafts. And a roller inserted into the track groove, and a ring that is externally fitted to the leg shaft and rotatably supports the roller, wherein the roller extends in the axial direction of the outer joint member along the roller guide surface. In the movable constant velocity universal joint, a plurality of balls are interposed between the ring and the roller to form a relatively rotatable roller assembly, and the inner peripheral surface of the ring is formed in an arc-shaped convex cross section, The outer peripheral surface of the leg shaft has a straight shape in a vertical cross section, and in a transverse cross section, contacts with the inner peripheral surface of the ring in a direction perpendicular to the axis of the joint, and in the axial direction of the joint. A clearance is formed between the outer joint member and the inner joint surface, so that when the joint takes an operating angle, the leg shaft is connected to the outer joint member without changing the attitude of the roller assembly with respect to the outer joint member. In addition, since the contact ellipse between the outer peripheral surface of the leg shaft and the ring approaches the point from the horizontal direction, the friction moment for tilting the roller assembly is reduced. Accordingly, the attitude of the roller assembly is always stable and the roller is held parallel to the roller guide surface, and the roller can roll smoothly. This contributes to a reduction in slide resistance and a reduction in induced thrust. Further, there is an advantage that the bending strength of the leg shaft is improved by increasing the section modulus of the base portion of the leg shaft.
【0029】また、本発明によれば、トリポード部材と
外側継手部材との間に介在するローラを、スキュー等の
問題がなく、常に円滑に低摩擦回転をするボールで支持
するようにしたので、外側継手部材のトラック溝内をロ
ーラがローラ案内面に沿って転動するとき、低摩擦、低
抵抗の転動が実現する。したがって、ローラがトラック
溝内を外側継手部材の軸方向にスライドする際のスライ
ド抵抗、延いては外側継手部材とトリポード部材が作動
角をとった状態でトルクを伝達するときに発生していた
誘起スラストが一層低減し、振動や騒音の少ない高性能
な摺動式トリポード型等速自在継手が提供できる。Further, according to the present invention, the roller interposed between the tripod member and the outer joint member is supported by the ball which smoothly rotates at low friction without any problem such as skew. When the roller rolls along the roller guide surface in the track groove of the outer joint member, rolling with low friction and low resistance is realized. Therefore, the sliding resistance when the roller slides in the track groove in the axial direction of the outer joint member, and furthermore, the induction that occurs when the outer joint member and the tripod member transmit torque in an operating angle state. A high performance sliding tripod type constant velocity universal joint with further reduced thrust and reduced vibration and noise can be provided.
【0030】本発明の摺動式トリポード型等速自在継手
は、特に自動車のドライブシャフト用に適用すれば、ス
ライド抵抗や誘起スラストの大きさが関与する自動車の
NVH性能の改善に寄与し得、車両足回り設計の自由度
も高まる。The sliding tripod type constant velocity universal joint of the present invention can contribute to the improvement of the NVH performance of an automobile, especially when applied to a drive shaft of an automobile, in which the slide resistance and the magnitude of induced thrust are involved. The degree of freedom in vehicle underbody design also increases.
【図1】(A)は本発明の第一の実施の形態を示す等速
自在継手の横断面図、(B)は脚軸に垂直な断面図、
(C)は接触楕円を説明するためのリングの断面図であ
る。1A is a cross-sectional view of a constant velocity universal joint according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view perpendicular to a leg axis,
(C) is a sectional view of a ring for explaining a contact ellipse.
【図2】(A)は図1の等速自在継手の縦断面図であっ
て作動角をとった状態を示し、(B)は(A)における
トリポード部材の模式的側面図である。2 (A) is a longitudinal sectional view of the constant velocity universal joint shown in FIG. 1, showing a state where an operating angle is set, and FIG. 2 (B) is a schematic side view of the tripod member in FIG. 2 (A).
【図3】(A)は一部を断面にした等速自在継手の端面
図であって本発明の第二の実施の形態を示し、(B)は
(A)における脚軸に垂直な断面図、(C)は(A)の
等速自在継手の縦断面図であって作動角をとった状態を
示す。FIG. 3A is an end view of a constant velocity universal joint with a partial cross section, showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a cross section perpendicular to a leg axis in FIG. FIG. 3C is a longitudinal sectional view of the constant velocity universal joint shown in FIG.
【図4】図3におけるリングの拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view of the ring in FIG. 3;
【図5】(A)は従来の等速自在継手の横断面図、
(B)は(A)の等速自在継手の縦断面図、(C)は
(B)におけるローラとローラ案内面とローラとの相互
関係を示す模式的斜視図である。FIG. 5A is a cross-sectional view of a conventional constant velocity universal joint,
(B) is a longitudinal sectional view of the constant velocity universal joint of (A), (C) is a schematic perspective view showing the interrelationship between the roller, the roller guide surface, and the roller in (B).
【図6】(A)は他の従来のトリポード型等速自在継手
の横断面図、(B)は脚軸に垂直な断面図、(C)は接
触楕円を説明するためのリングの断面図である。6A is a cross-sectional view of another conventional tripod type constant velocity universal joint, FIG. 6B is a cross-sectional view perpendicular to a leg axis, and FIG. 6C is a cross-sectional view of a ring for explaining a contact ellipse. It is.
10 外側継手部材 12 トラック溝 14 ローラ案内面 20 トリポード部材 22 脚軸 32 リング 32a 円弧部 32b 逃げ部 36 ボール 34 ローラ Reference Signs List 10 outer joint member 12 track groove 14 roller guide surface 20 tripod member 22 leg shaft 32 ring 32a arc portion 32b relief portion 36 ball 34 roller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 達朗 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 後藤 竜宏 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 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 登根 宏 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 黒田 正幸 大阪府大阪市西区京町堀1丁目3番17号 エヌティエヌ株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tatsuro Sugiyama 1578 Higashikaizuka, Iwata City, Shizuoka Prefecture, Japan (72) Inventor Tatsuhiro Goto 1578 Higashikaizuka, Iwata City, Shizuoka Prefecture, Japan (72) Inventor Kenji Terada 1578 Higashikaizuka, Iwata City, Shizuoka Prefecture (72) Inventor Hiroshi Tone Hiroshi Tone 1578 Higashikaizuka, Iwata City, Shizuoka Prefecture Intranet, Inc. No. 3-17 Inside NTN Corporation
Claims (5)
案内面を有する3つのトラック溝が形成された外側継手
部材と、半径方向に突出した3つの脚軸を備えたトリポ
ード部材と、前記トラック溝に挿入されたローラと、前
記脚軸に外嵌して前記ローラを回転自在に支持するリン
グとを備え、前記ローラが前記ローラ案内面に沿って外
側継手部材の軸方向に移動可能な等速自在継手におい
て、前記リングと前記ローラの間に複数のボールを介在
させて相対回転自在のローラアセンブリを構成し、前記
リングの内周面を円弧状凸断面に形成すると共に、前記
脚軸の外周面を、縦断面においてはストレート形状と
し、かつ、横断面においては、継手の軸線と直交する方
向で前記リングの内周面と接触するとともに継手の軸線
方向で前記リングの内周面との間にすきまを形成するよ
うにしたことを特徴とする等速自在継手。1. An outer joint member having three track grooves formed with circumferentially opposed roller guide surfaces, a tripod member having three radially protruding legs, and the track. A roller inserted into the groove, and a ring externally fitted to the leg shaft and rotatably supporting the roller, wherein the roller is movable in the axial direction of the outer joint member along the roller guide surface. In a speed universal joint, a plurality of balls are interposed between the ring and the roller to form a relatively rotatable roller assembly, an inner peripheral surface of the ring is formed in an arc-shaped convex cross section, and the leg shaft is The outer peripheral surface has a straight shape in a vertical cross section, and in a transverse cross section, contacts the inner peripheral surface of the ring in a direction perpendicular to the axis of the joint and the inner periphery of the ring in the axial direction of the joint. A constant velocity universal joint wherein a clearance is formed between the joint and the surface.
する略楕円形としたことを特徴とする請求項1に記載の
等速自在継手。2. The constant velocity universal joint according to claim 1, wherein the cross section of the leg shaft has a substantially elliptical shape whose major axis is perpendicular to the axis of the joint.
円弧部と両端部の逃げ部とで構成されていることを特徴
とする請求項1又は2の等速自在継手。3. The constant velocity universal joint according to claim 1, wherein a generatrix on an inner peripheral surface of the ring is constituted by an arc portion at a center portion and a relief portion at both ends.
置されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれ
かに記載の等速自在継手。4. The constant velocity universal joint according to claim 1, wherein balls are arranged in a double row between the ring and the rollers.
該ローラの球状外周面が外側継手部材のローラ案内面と
アンギュラコンタクトすることを特徴とする請求項1乃
至4のいずれかに記載の等速自在継手。5. An outer peripheral surface of the roller is formed in a spherical shape,
The constant velocity universal joint according to any one of claims 1 to 4, wherein the spherical outer peripheral surface of the roller is in angular contact with the roller guide surface of the outer joint member.
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KR100706080B1 (en) * | 2005-11-22 | 2007-04-12 | 한국프랜지공업 주식회사 | Structure for tripod constant velocity joint with ball bearing |
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