JP2006017143A - Constant velocity joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、自動車の駆動力伝達部において、一方の伝達軸と他方の伝達軸とを連結させる等速ジョイントに関する。 The present invention relates to, for example, a constant velocity joint that connects one transmission shaft and the other transmission shaft in a driving force transmission unit of an automobile.
例えば、自動車の駆動力伝達部では、一方の伝達軸と他方の伝達軸とを連結し回転力を各車軸へと伝達する等速ジョイントがドライブシャフト等の連結用継手として用いられている。 For example, in a driving force transmission unit of an automobile, a constant velocity joint that connects one transmission shaft and the other transmission shaft and transmits rotational force to each axle is used as a coupling joint such as a drive shaft.
この種の等速ジョイントは、例えば、図6に示すように、球面状の内径面1aに複数本の曲線状案内溝1bを軸方向に形成したアウタ部材(外輪部材)1と、球面状の外形面2aに複数本の曲線状案内溝2bを軸方向に形成するとともに、内径面にスプライン2cを設けるインナ部材(内輪部材)2とを備えている。アウタ部材1の案内溝1bとインナ部材2の案内溝2bとによって、ボール転動溝が一体的に形成されるとともに、このボール転動溝には、トルク伝達用のボール3が配されている。ボール3は、略リング状のリテーナ部材4に形成された保持窓4aにより保持されている。
For example, as shown in FIG. 6, this type of constant velocity joint includes an outer member (outer ring member) 1 in which a plurality of
この場合、アウタ部材1とインナ部材2とに角度を付与した時のジョイント強度は、リテーナ部材4の強度によって決定されている。従って、角度付加時のジョイント強度を向上させるためには、リテーナ部材4自体の強度を向上させる必要がある。
In this case, the joint strength when an angle is given to the
ここで、リテーナ部材4自体の強度を高めるためには、前記リテーナ部材4の断面積を増加させることで対応することができる。その方法としては、リテーナ部材4の内球径寸法を小さくする一方、外球径寸法を大きくさせることにより、前記リテーナ部材4の肉厚を増加させる方法(以下、第1の方法という)、ジョイントに角度をつける際に発生するボール3の飛び出し力に対し、該飛び出し力を受ける側の断面積を増加させる方法(以下、第2の方法という)、及び保持窓4a間に存在する柱部4bの断面積を増加させる方法(以下、第3の方法という)等が挙げられている。
Here, the strength of the retainer member 4 itself can be increased by increasing the cross-sectional area of the retainer member 4. As the method, a method of increasing the thickness of the retainer member 4 by reducing the inner sphere diameter size of the retainer member 4 while increasing the outer sphere diameter size (hereinafter referred to as a first method), a joint, The method of increasing the cross-sectional area on the side receiving the popping force (hereinafter referred to as the second method) with respect to the popping force of the ball 3 generated when the angle is set to the angle, and the
しかしながら、上記の第1の方法及び第2の方法では、リテーナ部材4が重量物になったり、幅寸法が大きくなったりするとともに、ボール3が案内溝1bに食い込んでアウタ部材1の耐久性が低下する等の問題がある。しかも、リテーナ部材4が幅広になることにより、このリテーナ部材4をアウタ部材1に組み込むことができないおそれがある。
However, in the first method and the second method described above, the retainer member 4 becomes heavy or the width dimension increases, and the ball 3 bites into the
一方、上記の第3の方法では、柱部4bが長尺化して保持窓4aの開口面積が小さくなると、ボール3が前記柱部4bに接触し易く、前記ボール3の組み付け不良が発生するという問題がある。さらに、保持窓4aが小さ過ぎることにより、インナ部材2をリテーナ部材4内に容易に組み付けることができないという問題がある。
On the other hand, in the third method, when the
そこで、例えば特許文献1は、保持窓4aに隅アール部4cが設けられるとともに、この隅アール部4cの曲率半径Rとボール3の直径Dとの比R/Dが、0.22≦R/Dである等速自在継手が開示されている。
Therefore, for example, in
しかしながら、上記の特許文献1では、保持器(リテーナ部材)のポケット(保持窓)に設けられた隅アール部の曲率半径Rとトルク伝達用のボールの直径Dとの比R/Dを設定することにより、耐久性と強度の向上を図ることを目的としているものの、上記の条件設定だけでは、前記保持器の強度を十分に向上させることができないという問題が指摘されている。
However, in the above-mentioned
本発明はこの種の問題を解決するものであり、リテーナ部材の強度を良好に確保するとともに、組み付け作業性を向上させることが可能な等速ジョイントを提供することを目的とする。 The present invention solves this type of problem, and an object thereof is to provide a constant velocity joint capable of ensuring the strength of the retainer member and improving the assembly workability.
本発明は、互いに交差自在な2軸の一方の軸に連結され、内周面に軸方向に延在する複数の第1案内溝が形成されるとともに、一端部が開口するアウタ部材と、前記2軸の他方の軸に連結され、外周面に軸方向に延在し前記第1案内溝と同数の第2案内溝が形成されるインナ部材と、前記第1案内溝と前記第2案内溝との間で転動可能に配設されてトルクを伝達する複数のボールと、前記ボールを収納する保持窓が設けられるリテーナ部材とを備える等速ジョイントである。 The present invention includes an outer member that is connected to one of two mutually intersecting shafts and that has a plurality of first guide grooves extending in the axial direction on an inner peripheral surface thereof, and having an opening at one end thereof, An inner member connected to the other of the two shafts and extending in the axial direction on the outer peripheral surface and having the same number of second guide grooves as the first guide grooves; the first guide grooves and the second guide grooves; And a retainer member provided with a holding window for housing the balls, and a constant velocity joint.
この等速ジョイントでは、保持窓が、リテーナ部材の周方向に開口長さWを有するとともに、前記開口長さWとボールの直径Dとの比W/Dが、1.30≦W/D≦1.42の関係に設定されている。 In this constant velocity joint, the holding window has an opening length W in the circumferential direction of the retainer member, and a ratio W / D between the opening length W and the diameter D of the ball is 1.30 ≦ W / D ≦. The relationship of 1.42 is set.
また、保持窓は、曲率半径Rの角部を有するとともに、前記曲率半径Rとボールの直径Dとの比R/Dは、0.23≦R/D≦0.45の関係に設定されることが好ましい。0.23≦R/Dの関係に設定されることにより、保持窓間の柱部の最大主応力荷重を低減してリテーナ部材の強度を向上させることができる。一方、R/D≦0.45の関係に設定されることにより、保持窓の角部が大きくなり過ぎて、ボールやインナ部材の組み込み不良が発生することを有効に防止することが可能になる。 The holding window has a corner portion with a radius of curvature R, and the ratio R / D between the radius of curvature R and the diameter D of the ball is set to a relationship of 0.23 ≦ R / D ≦ 0.45. It is preferable. By setting the relationship of 0.23 ≦ R / D, the maximum main stress load of the column portion between the holding windows can be reduced and the strength of the retainer member can be improved. On the other hand, by setting the relationship of R / D ≦ 0.45, it is possible to effectively prevent the corner portion of the holding window from becoming too large and causing a defective integration of the ball or the inner member. .
さらに、第1案内溝及び第2案内溝は、長手方向に沿って湾曲形状部と直線形状部とを有することが好ましい。さらにまた、第1案内溝及び第2案内溝は、長手方向に沿って湾曲形状部のみを有することが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the first guide groove and the second guide groove have a curved portion and a straight portion along the longitudinal direction. Furthermore, it is preferable that the first guide groove and the second guide groove have only a curved portion along the longitudinal direction.
本発明では、保持窓の開口長さWとボールの直径Dとが、W/D≦1.42の関係に設定されるため、前記保持窓間の柱部の長さを確保して前記柱部の断面積を増加させることができ、リテーナ部材の強度が良好に向上する。 In the present invention, since the opening length W of the holding window and the diameter D of the ball are set in a relationship of W / D ≦ 1.42, the length of the column portion between the holding windows is ensured and the column The cross-sectional area of the part can be increased, and the strength of the retainer member is improved satisfactorily.
しかも、1.30≦W/Dの関係に設定されるため、保持窓の開口面積を維持することが可能になり、ボールの組み込み不良やインナ部材の組み付け不良を有効に阻止することができる。これにより、簡単な構成で、組み立て作業性の向上が容易に図られる。 In addition, since the relationship of 1.30 ≦ W / D is set, it is possible to maintain the opening area of the holding window, and to effectively prevent the ball mounting failure and the inner member mounting failure. Thereby, the assembly workability can be easily improved with a simple configuration.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る等速ジョイント10の要部縦断面図である。なお、縦断面とは、第1及び第2軸の軸方向に沿った断面をいい、横断面とは、前記軸方向と直交する断面をいう。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an essential part of a
等速ジョイント10は、第1軸12の一端部に一体的に連結されるとともに、一端部に開口部14を有する有底円筒状のアウタ部材16と、前記第1軸12に交差自在な第2軸18の一端部に固着されて前記アウタ部材16内に収納されるインナ部材20と、前記アウタ部材16と前記インナ部材20との間に介装されてトルクを伝達する複数のボール22と、前記ボール22を収容して前記アウタ部材16と前記インナ部材20との間に配設されるリテーナ部材24とを備える。
The
図1及び図2に示されるように、アウタ部材16の内径面16aには、軸方向(図1中、矢印A方向)に沿って延在し軸心の回りに複数、例えば、それぞれ60度の間隔をおいて6本の第1案内溝26が形成される。図1に示すように、各第1案内溝26は、長手方向(矢印A方向)に沿って湾曲形状部から一体に設けられる直線形状部S1を有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
インナ部材20の外周面20aには、軸方向に沿って延在し第1案内溝26と同数の第2案内溝28が形成される。各第2案内溝28は、長手方向(矢印A方向)に沿って湾曲形状部から一体に設けられる直線形状部S2を有するとともに、各直線形状部S1、S2は、矢印A方向に沿って互いに反対方向に設けられる。
On the outer
インナ部材20の中央部には、スプライン孔30が形成される。このスプライン孔30には、第2軸18の一端部に設けられるスプライン軸32が噛合することにより、前記第2軸18とインナ部材20とが軸着される。
A
ボール22は、例えば、鋼球によって構成され、アウタ部材16の第1案内溝26とインナ部材20の第2案内溝28との間に、周方向に沿ってそれぞれ1個ずつ転動可能に配設される。このボール22は、第2軸18の回転トルクを、インナ部材20及びアウタ部材16を介して第1軸12に伝達するとともに、第1案内溝26及び第2案内溝28に沿って転動することにより、第2軸18(インナ部材20)と第1軸12(アウタ部材16)との間の交差する角度方向の相対的変位を可能とするものである。なお、回転トルクは、第1軸12と第2軸18との間でいずれの方向からでも好適に伝達される。
The
図3及び図4に示すように、リテーナ部材24は、略リング形状を有しており、それぞれボール22を保持する複数、例えば、6個の保持窓34が周方向(矢印B方向)に沿って等角度間隔に形成される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
各保持窓34は、図4に示すように、リテーナ部材24の周方向に開口長さWを有するとともに、前記開口長さWとボール22の直径Dとの比W/Dは、1.30≦W/D≦1.42の関係に設定される。各保持窓34は、曲率半径Rの角部34aを有するとともに、前記曲率半径Rとボール22の直径Dとの比R/Dは、0.23≦R/D≦0.45の関係に設定される。
As shown in FIG. 4, each
次に、このように構成される等速ジョイント10の動作について説明する。
Next, the operation of the
先ず、図1に示すように、第2軸18が回転すると、その回転トルクは、インナ部材20から各ボール22を介してアウタ部材16に伝達され、第1軸12が前記第2軸18と等速性を保持しながら所定方向に回転する。
First, as shown in FIG. 1, when the
その際、第1軸12と第2軸18との交差角度(作動角)が変化する場合には、第1案内溝26と第2案内溝28との間で転動するボール22の作用下に、リテーナ部材24が所定の角度だけ傾動して前記角度変位が許容される。
At this time, when the crossing angle (operating angle) between the
この場合、第1の実施形態では、図4に示すように、リテーナ部材24の各保持窓34において、前記リテーナ部材24の周方向の開口長さWとボール22の直径Dとが、W/D≦1.42の関係に設定されている。このため、リテーナ部材24は、保持窓34間の柱部36の周方向長さを有効に維持することができ、前記リテーナ部材24の肉厚を大きく設定する必要がなく、前記柱部36の断面積を向上させることが可能になる。
In this case, in the first embodiment, as shown in FIG. 4, in each
従って、リテーナ部材24は、例えば、内球径寸法を小さく、且つ外球径寸法を大きく設定したり、軸方向の幅寸法が長尺化したりすることがなく、前記リテーナ部材24の強度を良好に向上させることができるという効果が得られる。
Therefore, the
しかも、第1の実施形態では、保持窓34の開口長さWとボール22の直径Dとが、1.30≦W/Dの関係に設定されている。これにより、各保持窓34の開口面積を増大させることが可能になり、ボール22の組み込み不良やインナ部材20の組み付け不良等を有効に阻止することができる。このため、等速ジョイント10では、簡単な構成で、組み立て作業性の向上が容易に図られるという利点がある。
Moreover, in the first embodiment, the opening length W of the holding
さらに、保持窓34の角部34aの曲率半径Rとボール22の直径Dとが、0.23≦R/Dの関係に設定されることにより、前記保持窓34間の柱部36の最大主応力荷重を低減して前記リテーナ部材24の強度を向上させることができる。
Further, the radius of curvature R of the
一方、R/D≦0.45の関係に設定されることにより、保持窓34の角部34aが大きくなり過ぎて、ボール22やインナ部材20の組み込み不良が発生することを有効に阻止することが可能になる。
On the other hand, by setting the relationship of R / D ≦ 0.45, it is possible to effectively prevent the
さらにまた、等速ジョイント10では、第1案内溝26が長手方向に沿って直線形状部S1を有するとともに、第2案内溝28が長手方向に沿って直線形状部S2を有している。従って、等速ジョイント10の最大作動角を有効に大きく設定することができる。
Furthermore, in the constant velocity joint 10, the
図5は、本発明の第2の実施形態に係る等速ジョイント50の要部縦断面図である。なお、第1の実施形態に係る等速ジョイント10と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。 FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a main part of a constant velocity joint 50 according to the second embodiment of the present invention. The same components as those of the constant velocity joint 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
この等速ジョイント50では、アウタ部材16の内径面16aには、軸線方向に沿って延在する複数の第1案内溝26aが形成されるとともに、インナ部材20の外周面20aには、軸方向に沿って延在し前記第1案内溝26aと同数の第2案内溝28aが形成される。
In the constant velocity joint 50, a plurality of
第1案内溝26a及び第2案内溝28aは、長手方向に沿って湾曲形状部のみを有しており、この構成が第1の実施形態に係る等速ジョイント10とは異なっている。従って、等速ジョイント50では、上述した等速ジョイント10と同様の効果が得られる。
The
10、50…等速ジョイント 12…第1軸
16…アウタ部材 16a…内径面
18…第2軸 20…インナ部材
20a…外周面 22…ボール
24…リテーナ部材 26、26a…第1案内溝
28、28a…第2案内溝 34…保持窓
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記2軸の他方の軸に連結され、外周面に軸方向に延在し前記第1案内溝と同数の第2案内溝が形成されるインナ部材と、
前記第1案内溝と前記第2案内溝との間で転動可能に配設されてトルクを伝達する複数のボールと、
前記ボールを収納する保持窓が設けられるリテーナ部材と、
を備える等速ジョイントであって、
前記保持窓は、前記リテーナ部材の周方向に開口長さWを有するとともに、前記開口長さWと前記ボールの直径Dとの比W/Dは、1.30≦W/D≦1.42の関係に設定されることを特徴とする等速ジョイント。 An outer member that is connected to one of two mutually intersecting shafts and that is formed with a plurality of first guide grooves extending in the axial direction on the inner peripheral surface and having one end opened;
An inner member connected to the other of the two shafts, extending in the axial direction on the outer peripheral surface, and having the same number of second guide grooves as the first guide grooves;
A plurality of balls that are arranged to roll between the first guide groove and the second guide groove and transmit torque;
A retainer member provided with a holding window for storing the ball;
A constant velocity joint comprising:
The holding window has an opening length W in the circumferential direction of the retainer member, and a ratio W / D between the opening length W and the diameter D of the ball is 1.30 ≦ W / D ≦ 1.42. A constant velocity joint characterized by being set to
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