JP2007078149A - High-angle fixed-type constant velocity universal joint - Google Patents

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健太 山崎
Minoru Ishijima
実 石島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-angle fixed-type constant velocity universal joint which is always the most suitable for high-angle usage, and can prevent the rotational backlash, improve the assembly characteristics, and reduce the manufacturing costs. <P>SOLUTION: The high-angle fixed-type constant velocity universal joint includes a pair of constant velocity universal joints 1A and 1B, and an intermediate shaft 2 to connect the universal joints 1A and 1B. The universal joints 1A and 1B are provided with an outer ring 5 forming a plurality of track groove 4 in a spherical inner surface 3, an inner ring 8 forming a plurality of track grooves 7 in a spherical inner surface 6, a ball 9 arranged in each of a plurality of the ball track grooves, and a retainer 10 arranged between the outer ring 5 and the inner ring 8 to retain the ball 9. Each inner ring 8 is inserted in both the ends of the intermediate shaft 2 to connect the universal joints 1A and 1B. An axial interval packing mechanism 60 is formed in each of the universal joint 1A and 1B. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、高角固定式等速自在継手に関し、詳しくは、高角使用が可能で自動車のステアリングシステムに適用が可能な高角固定式等速自在継手に関する。   The present invention relates to a high angle fixed type constant velocity universal joint, and more particularly to a high angle fixed type constant velocity universal joint that can be used in a high angle and can be applied to a steering system of an automobile.

等速自在継手は、入出力軸間の角度変位のみを許容する固定型と、角度変位および軸方向変位を許容する摺動型に大別され、それぞれ用途・使用条件等に応じて機種選定される。   Constant velocity universal joints are broadly classified into fixed types that allow only angular displacement between the input and output shafts, and sliding types that allow angular displacement and axial displacement. Each model is selected according to the application and usage conditions. The

固定型等速自在継手としては、ツェッパ型(以下、「BJ」と称する)やアンダーカットフリー型(以下、「UJ」と称する)が広く知られている。   As a fixed type constant velocity universal joint, a Rzeppa type (hereinafter referred to as “BJ”) and an undercut free type (hereinafter referred to as “UJ”) are widely known.

BJおよびUJの何れも、内周に複数の曲線状のトラック溝を有する外輪と、外周に複数の曲線状のトラック溝を有する内輪と、外輪および内輪のトラック溝間に組み込まれたボールと、ボールを保持する保持器とで構成される。外輪のトラックセンタは外輪内周の球面中心に対して、また、内輪のトラックセンタは内輪外周の球面中心に対して、それぞれ軸方向に等距離だけ反対側にオフセットされており、これにより外輪のトラック溝と内輪のトラック溝とで構成されるボールトラックは外輪の奥部側または開口側に向けて拡開する楔形となっている。BJは各トラック溝の全域が外輪トラックセンタおよび内輪トラックセンタを中心とする曲線状になっているが、UJでは各トラック溝の一方の端部が軸方向のストレート状になっている。   Both BJ and UJ have an outer ring having a plurality of curved track grooves on the inner periphery, an inner ring having a plurality of curved track grooves on the outer periphery, and a ball incorporated between the track grooves of the outer ring and the inner ring, It consists of a cage that holds the ball. The outer ring track center is offset from the spherical center of the outer ring inner circumference and the inner ring track center is offset from the spherical center of the inner ring outer circumference by an equal distance in the axial direction. The ball track constituted by the track groove and the track groove of the inner ring has a wedge shape that expands toward the back side or the opening side of the outer ring. In BJ, the entire area of each track groove is curved with the outer ring track center and the inner ring track center as the center. In UJ, one end of each track groove is straight in the axial direction.

これらの固定型等速自在継手には、機能上および加工上の要請から外輪トラックと内輪トラックとの間に隙間が存在する。このトラック間の隙間は、継手の中立状態で内輪又は外輪の何れか一方を固定して、固定されていない他方の部材をラジアル方向またはアキシャル方向に移動させたときの移動量をいい、移動させる方向によって、それぞれラジアル隙間またはアキシャル隙間と呼ばれる。   In these fixed type constant velocity universal joints, a gap exists between the outer ring track and the inner ring track because of functional and processing requirements. The clearance between the tracks is the amount of movement when either the inner ring or the outer ring is fixed in the neutral state of the joint and the other non-fixed member is moved in the radial direction or the axial direction. Depending on the direction, they are called radial gaps or axial gaps, respectively.

このトラック間の隙間の大小は、内輪と外輪の間の円周方向のガタツキ(回転バックラッシュ)に大きく影響を与える(トラック間のすきまが大きいほど回転バックラッシュも大きくなる)。上述のように固定型等速自在継手では、トラック間の隙間が不可欠であり、そのため一定以上の回転バックラッシュの発生は避けられない。   The size of the gap between the tracks greatly affects the circumferential play (rotational backlash) between the inner ring and the outer ring (the larger the clearance between the tracks, the larger the rotational backlash). As described above, in the fixed type constant velocity universal joint, the gap between the tracks is indispensable, and therefore, the occurrence of rotation backlash exceeding a certain level is inevitable.

ところで、2個の等速自在継手の外輪同士を連結してなるユニット体を構成し、このユニット体を、常時高角使用となる自動車のステアリング装置(ステアリングシステム)等に用いようとするものがある(特許文献1)。   By the way, there is a structure in which a unit body is formed by connecting the outer rings of two constant velocity universal joints, and this unit body is used for a steering device (steering system) of an automobile that is always used at a high angle. (Patent Document 1).

前記特許文献1に記載のものは、図で示されるように一方の等速自在継手の外輪軸と、他方の等速自在継手の外輪軸とを連結するか、又は一体に成形する形態となっている。
ドイツ特許DE4306121A1
As shown in the figure, the one described in Patent Document 1 is configured such that the outer ring shaft of one constant velocity universal joint and the outer ring shaft of the other constant velocity universal joint are connected or integrally formed. ing.
German patent DE 4306121A1

前記特許文献1に記載のものでは、各等速自在継手において、トラック間の隙間が形成されたままであり、回転バックラッシュの発生はさけられない。このため、回転バックラッシュを嫌うステアリング装置に適さない。   In the one described in Patent Document 1, a gap between tracks remains formed in each constant velocity universal joint, and the occurrence of rotational backlash cannot be avoided. For this reason, it is not suitable for a steering device that dislikes rotating backlash.

また、外輪を連結する場合は、一方の等速自在継手の外輪に、先端部をスプラインとした軸部を設け、他方の等速自在継手の外輪に設けた筒状部にスプラインを設けて、互いにスプライン嵌合すると共に、嵌合部にガタが生じない様に締結していた。このため、加工部位および部品点数が多く、組み立て作業性に劣ると共に、コスト高となる。また、一体に成形する場合は、外輪形状が軸方向に長くなる為、加工性に劣ると共に、コスト高となる。   Further, when connecting the outer ring, the outer ring of one constant velocity universal joint is provided with a shaft portion having a tip portion as a spline, and the cylindrical portion provided on the outer ring of the other constant velocity universal joint is provided with a spline. The splines are fitted to each other and fastened so that no looseness occurs in the fitting portion. For this reason, there are many processed parts and the number of parts, it is inferior to assembly workability | operativity, and it becomes high cost. Moreover, when it shape | molds integrally, since an outer ring | wheel shape becomes long in an axial direction, while being inferior to workability, it becomes high cost.

本発明は、かかる実情に鑑み創案されたものであって、その目的は、回転ガタを防止でき、しかも、組み立て性の向上を図ることができると共に、製造コストの低減が可能であって、常時高角使用に最適となる高角固定式等速自在継手を提供することにある。   The present invention was devised in view of such a situation, and the object thereof is to prevent rotating backlash and to improve the assemblability and to reduce the manufacturing cost. An object of the present invention is to provide a high-angle fixed type constant velocity universal joint that is optimal for high-angle use.

本発明の高角固定式等速自在継手は、上記目的を達成するため、一対の等速自在継手と、この一対の等速自在継手を連結する中間シャフトとを備えると共に、各等速自在継手が、球状内面に複数のトラック溝を形成した外輪と、球状外面に複数のトラック溝を形成した内輪と、外輪のトラック溝と内輪のトラック溝とが協働して形成される複数のボールトラックの各々に配置したボールと、外輪と内輪との間に配置してボールを保持する保持器とを備えた高角固定式等速自在継手であって、前記中間シャフトの両端部に各内輪を嵌合させて前記一対の等速自在継手を連結すると共に、各等速自在継手にボールとボールトラック間のアキシャル隙間詰め機構を形成したものである。   The high-angle fixed type constant velocity universal joint according to the present invention includes a pair of constant velocity universal joints and an intermediate shaft connecting the pair of constant velocity universal joints. An outer ring having a plurality of track grooves formed on a spherical inner surface, an inner ring having a plurality of track grooves formed on a spherical outer surface, and a plurality of ball tracks formed by cooperation of a track groove of the outer ring and a track groove of the inner ring. A high-angle fixed type constant velocity universal joint equipped with a ball arranged in each and a retainer arranged between the outer ring and the inner ring to hold the ball, and each inner ring is fitted to both ends of the intermediate shaft The pair of constant velocity universal joints are connected to each other, and an axial gap filling mechanism between the ball and the ball track is formed in each constant velocity universal joint.

一対の等速自在継手と、この一対の等速自在継手を連結する中間シャフトとを備えるので、高角(大角度)対応が可能となる。しかも、各等速自在継手にボールとボールトラック間のアキシャル隙間詰め機構を構成しているので、ボールを介したトラック間の隙間(アキシャル隙間)を詰めることができる。また、ボルト部材等を使用することなく、中間シャフトを介して一対の等速自在継手を連結できる。   Since a pair of constant velocity universal joints and an intermediate shaft connecting the pair of constant velocity universal joints are provided, a high angle (large angle) response is possible. In addition, since each of the constant velocity universal joints is provided with an axial gap filling mechanism between the ball and the ball track, a gap (axial gap) between the tracks via the ball can be filled. Moreover, a pair of constant velocity universal joints can be connected via an intermediate shaft without using a bolt member or the like.

ボールとボールトラック間のアキシャル隙間詰め機構は、弾性的な押圧力を軸方向に作用させる押圧部と、押圧部からの押圧力を受ける受け部とを備え、押圧部および受け部のうち、いずれか一方を前記中間シャフトの端部に設け、他方を前記保持器に設けたものである。   An axial gap filling mechanism between a ball and a ball track includes a pressing portion that causes an elastic pressing force to act in an axial direction, and a receiving portion that receives the pressing force from the pressing portion. One of them is provided at the end of the intermediate shaft, and the other is provided in the cage.

姿勢安定用の軸受装置を、中間シャフトの軸方向中央部に設けたり、外輪に設けたり、さらには、外輪に連設される軸部(ステム部)に設けたりすることができる。これにより、シャフトに対する外輪等が安定した姿勢を維持することができ、安定した作動角をとることができる。   The bearing device for stabilizing the posture can be provided in the central portion in the axial direction of the intermediate shaft, provided in the outer ring, or further provided in a shaft portion (stem portion) connected to the outer ring. Thereby, the outer ring | wheel etc. with respect to a shaft can maintain the stable attitude | position, and can take the stable operating angle.

一対の等速自在継手のトラック位置位相とトラック間ピッチ位相とをそれぞれ一致させたり、これらのずれを±20°の範囲としたりすることができる。これにより、継手のトルク−捩れ角線図におけるヒステリシスの最大値を小さくできる。   The track position phase and the inter-track pitch phase of the pair of constant velocity universal joints can be made to coincide with each other, or the deviation between them can be in the range of ± 20 °. Thereby, the maximum value of the hysteresis in the torque-torsion angle diagram of the joint can be reduced.

前記のように構成された高角固定式等速自在継手をステアリングシステムに使用することができる。   The high-angle fixed type constant velocity universal joint configured as described above can be used in the steering system.

本発明は、高角(大角度)対応が可能となると共に、ボールを介したトラック間の隙間を詰めることができる。これによって、いわゆる回転方向ガタの無い大角度対応の高角固定式等速自在継手を提供することができる。すなわち、トラック間の隙間に起因する回転バックラッシュの発生を防止でき、しかも、作動角の高角化が可能となって、自動車のステアリング装置(ステアリングシステム)への採用が最適になる。   The present invention can cope with a high angle (large angle) and can close a gap between tracks via a ball. As a result, it is possible to provide a high-angle fixed type constant velocity universal joint capable of handling a large angle without a so-called rotational direction backlash. That is, it is possible to prevent the occurrence of rotational backlash due to the clearance between the tracks, and to increase the operating angle, which is optimally adopted for an automobile steering device (steering system).

また、ボルト部材等を使用することなく、中間シャフトを介して一対の等速自在継手を連結できるので、組み立て作業の簡素化を図ることができ、しかも、部品点数も比較的少なく、部品管理も行い易くなって、コスト低減を達成できる。   In addition, since a pair of constant velocity universal joints can be connected via an intermediate shaft without using bolt members or the like, the assembly work can be simplified, and the number of parts is relatively small, and parts management is also possible. It becomes easy to do and can achieve cost reduction.

姿勢安定用の軸受装置を、中間シャフトの軸方向中央部等に設けることによって、安定した作動角をとることができる。これにより、回転力の伝達を滑らかに行うことができ、高精度の回転力伝達機構となる。   A stable operating angle can be obtained by providing the bearing device for posture stabilization at the axial center of the intermediate shaft or the like. Thereby, transmission of a rotational force can be performed smoothly and it becomes a highly accurate rotational force transmission mechanism.

また、一対の等速自在継手のトラック位置位相とトラック間ピッチ位相とをそれぞれ一致させたり、これらのずれを±20°の範囲としたりすることによって、継手のトルク−捩れ角線図におけるヒステリシスの最大値を小さくできる。これによって、ステアリングシステムにこの高角固定式等速自在継手を使用した自動車の操安性の向上を図ることができる。   In addition, by making the track position phase and the inter-track pitch phase of the pair of constant velocity universal joints coincide with each other, or making these deviations in a range of ± 20 °, the hysteresis of the joint torque-torsion angle diagram The maximum value can be reduced. As a result, it is possible to improve the maneuverability of the automobile using the high-angle fixed type constant velocity universal joint in the steering system.

以下、本発明の実施形態を図1から図6に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は本発明の高角固定式等速自在継手の第1の実施形態を示す全体図である。この高角固定式等速自在継手は、一対の等速自在継手1A、1Bと、等速自在継手1A、1Bを連結する中間シャフト2とを備える。   FIG. 1 is an overall view showing a first embodiment of a high angle fixed type constant velocity universal joint according to the present invention. This high angle fixed type constant velocity universal joint includes a pair of constant velocity universal joints 1A and 1B and an intermediate shaft 2 connecting the constant velocity universal joints 1A and 1B.

各等速自在継手1A、1Bは、それぞれ、球状内面3に複数のトラック溝4を形成した外輪5と、球状外面6に複数のトラック溝7を形成した内輪8と、外輪5のトラック溝4と内輪8のトラック溝7とが協働して形成される複数のボールトラックの各々に配置したボール9と、ボール9を保持する複数のポケット11を形成した保持器10とを備える。   Each constant velocity universal joint 1A, 1B includes an outer ring 5 in which a plurality of track grooves 4 are formed on the spherical inner surface 3, an inner ring 8 in which a plurality of track grooves 7 are formed on the spherical outer surface 6, and the track grooves 4 of the outer ring 5. And the track groove 7 of the inner ring 8 are provided with a ball 9 disposed in each of a plurality of ball tracks formed in cooperation with each other and a cage 10 in which a plurality of pockets 11 for holding the balls 9 are formed.

すなわち、トラック溝4、7は軸方向に伸びる直線状とされ、周方向に沿って等ピッチで配置されている(図4参照)。保持器10は外輪5の球状内面3と内輪8の球状外面6との間に摺動自在に介在し、ボール(トルク伝達ボール)9は保持器10のポケット11に収容されて周方向にそって等ピッチで保持される。   That is, the track grooves 4 and 7 are linearly extending in the axial direction, and are arranged at an equal pitch along the circumferential direction (see FIG. 4). The cage 10 is slidably interposed between the spherical inner surface 3 of the outer ring 5 and the spherical outer surface 6 of the inner ring 8, and a ball (torque transmission ball) 9 is accommodated in a pocket 11 of the cage 10 and gently moves in the circumferential direction. Are held at an equal pitch.

外輪5の底壁には軸部(ステム部)12が連設されて、この外輪5と軸部12とで外方部材13を構成する。   A shaft portion (stem portion) 12 is connected to the bottom wall of the outer ring 5, and the outer ring 5 and the shaft portion 12 constitute an outer member 13.

図2に示すように、保持器10の外球面15は外輪5の球状内面3と球面嵌合し、保持器10の内球面16は内輪の球状外面6と球面嵌合している。そして、外輪5の球状内面3の中心と、内輪8の球状外面6の中心は継手中心Oと一致している。外輪5のトラック溝4の中心O1と、内輪8のトラック溝7の中心O2は、軸方向で、互いに逆方向に等距離だけオフセットしている。このため、一対のトラック溝4,7により形成されるボールトラックは、外輪5の開口側から奥部側に向かって縮小する楔状を呈している。なお、図2は一方の等速自在継手1Aを示しているが、他方の等速自在継手1Bについても同じ構成である。 As shown in FIG. 2, the outer spherical surface 15 of the cage 10 is spherically fitted to the spherical inner surface 3 of the outer ring 5, and the inner spherical surface 16 of the cage 10 is spherically fitted to the spherical outer surface 6 of the inner ring. The center of the spherical inner surface 3 of the outer ring 5 and the center of the spherical outer surface 6 of the inner ring 8 coincide with the joint center O. The center O 1 of the track groove 4 of the outer ring 5 and the center O 2 of the track groove 7 of the inner ring 8 are offset by an equal distance in the opposite directions in the axial direction. Therefore, the ball track formed by the pair of track grooves 4 and 7 has a wedge shape that decreases from the opening side of the outer ring 5 toward the back side. FIG. 2 shows one constant velocity universal joint 1A, but the other constant velocity universal joint 1B has the same configuration.

中間シャフト2は、図1に示すように、中間大径部18と、両端部側のスプライン形成部19、20と、スプライン形成部19と中間大径部18との間に形成される小径部21と、スプライン形成部20と中間大径部18との間に形成される小径部22とを備える。また、スプライン形成部19と小径部21との間には、スプライン形成部19側から小径部21に向かって縮径するテーパ部23が設けられ、小径部21と中間大径部18との間には、小径部21から中間大径部18に向かって拡径するテーパ部24が設けられている。スプライン形成部20と小径部22との間には、スプライン形成部20側から小径部22に向かって縮径するテーパ部25が設けられ、小径部22と中間大径部18との間には、小径部22から中間大径部18に向かって拡径するテーパ部26が設けられている。   As shown in FIG. 1, the intermediate shaft 2 includes an intermediate large diameter portion 18, spline forming portions 19 and 20 on both ends, and a small diameter portion formed between the spline forming portion 19 and the intermediate large diameter portion 18. 21, and a small diameter portion 22 formed between the spline forming portion 20 and the intermediate large diameter portion 18. Further, a taper portion 23 is provided between the spline forming portion 19 and the small diameter portion 21 to reduce the diameter from the spline forming portion 19 side toward the small diameter portion 21, and between the small diameter portion 21 and the intermediate large diameter portion 18. Is provided with a taper portion 24 whose diameter increases from the small diameter portion 21 toward the intermediate large diameter portion 18. Between the spline forming portion 20 and the small diameter portion 22, a taper portion 25 that is reduced in diameter from the spline forming portion 20 side toward the small diameter portion 22 is provided, and between the small diameter portion 22 and the intermediate large diameter portion 18. In addition, a tapered portion 26 that expands from the small diameter portion 22 toward the intermediate large diameter portion 18 is provided.

各スプライン形成部19、20には、図2に示すように、その外周面にスプライン27が形成され、また、各内輪8の内周面には、この中間シャフト2のスプライン27に嵌合するスプライン28が形成されている。スプライン形成部19、20には、スプライン27の軸方向範囲内に止め輪溝29が形成され、この止め輪溝29に止め輪30が装着されて、中間シャフト2が内輪8に嵌合された際の抜け止め構造が構成される。なお、スプライン27、28は、周方向にそって所定ピッチで配設される軸方向凸条(凸歯)と、この軸方向凸条間に配置される軸方向凹条(凹歯)とからなる。   As shown in FIG. 2, each spline forming portion 19, 20 has a spline 27 formed on the outer peripheral surface thereof, and the inner peripheral surface of each inner ring 8 is fitted to the spline 27 of the intermediate shaft 2. A spline 28 is formed. In the spline forming portions 19 and 20, a retaining ring groove 29 is formed in the axial range of the spline 27, and a retaining ring 30 is attached to the retaining ring groove 29, and the intermediate shaft 2 is fitted to the inner ring 8. An anti-separation structure is constructed. The splines 27 and 28 are composed of axial ridges (convex teeth) arranged at a predetermined pitch along the circumferential direction, and axial ridges (concave teeth) arranged between the axial ridges. Become.

各等速自在継手1A、1Bには、弾性的な押圧力を軸方向に作用させる押圧部52と、この押圧部52からの押圧力を受ける受け部58とを備えたボールとボールトラック間のアキシャル隙間詰め機構60が設けられている。   Each of the constant velocity universal joints 1A and 1B includes a pressing portion 52 that applies an elastic pressing force in the axial direction and a receiving portion 58 that receives the pressing force from the pressing portion 52. An axial gap filling mechanism 60 is provided.

この際、シャフト2の軸端に押圧部材50を設けてある。押圧部材50は前記押圧部52としてボール、弾性部材54として圧縮コイルバネ、押圧部52と弾性部材54をアッセンブリーするためのケース55から構成される。この弾性部材54は、押圧部52を通じて弾性力として作用する。なお、押圧部52は凸球状を成した形状でもよい。ケース55は、内輪8とセレーション結合で一体化されたシャフト2の端面に圧入或いは接着剤等の適宜の手段で固定される。   At this time, a pressing member 50 is provided at the shaft end of the shaft 2. The pressing member 50 includes a ball as the pressing portion 52, a compression coil spring as the elastic member 54, and a case 55 for assembling the pressing portion 52 and the elastic member 54. The elastic member 54 acts as an elastic force through the pressing portion 52. The pressing portion 52 may have a convex spherical shape. The case 55 is fixed to the end face of the shaft 2 integrated with the inner ring 8 by serration coupling by an appropriate means such as press fitting or adhesive.

また、保持器10においては、外輪5の奥側の端部に受け部材56が取り付けてある。この受け部材56は、保持器10の端部開口を覆う蓋状をなし、部分球面状の球面部56aとその外周に環状に形成された取付け部56bとで構成される。球面部56aの内面(シャフト2と対向する面)は凹球面で、この凹球面は押圧部52からの押圧力を受ける受け部58として機能する。取付け部56bは、保持器10の端部に圧入、溶接等の適宜の手段で固定されている。   Further, in the cage 10, a receiving member 56 is attached to the end on the back side of the outer ring 5. The receiving member 56 has a lid shape that covers the end opening of the cage 10, and includes a spherical portion 56 a having a partially spherical shape and a mounting portion 56 b that is formed annularly on the outer periphery thereof. The inner surface (the surface facing the shaft 2) of the spherical portion 56 a is a concave spherical surface, and this concave spherical surface functions as a receiving portion 58 that receives the pressing force from the pressing portion 52. The attachment portion 56b is fixed to the end portion of the cage 10 by appropriate means such as press fitting or welding.

継手が折り曲げ角をとった際に、押圧部材50と受け部材56をスムーズに摺動させるため、図3に示すように、凹球面状の受け部58の内径寸法Roは、ボール或いは凸球面状の押圧部52の半径r(図2参照)よりも大きくする(Ro>r)。また、受け部材56と内輪8との干渉を防止するため、受け部58の内径寸法Roは、内輪8の球状外面6の外径寸法Riよりも大きくする(Ro>Ri)。   To smoothly slide the pressing member 50 and the receiving member 56 when the joint takes a bending angle, as shown in FIG. 3, the inner diameter dimension Ro of the concave spherical receiving portion 58 is a ball or convex spherical shape. Larger than the radius r of the pressing portion 52 (see FIG. 2) (Ro> r). Further, in order to prevent interference between the receiving member 56 and the inner ring 8, the inner diameter dimension Ro of the receiving part 58 is made larger than the outer diameter dimension Ri of the spherical outer surface 6 of the inner ring 8 (Ro> Ri).

中間シャフト2の両端部において、内輪8に対してスプライン嵌合させて、止め輪30を装着することによって、中間シャフト2を介して2個の等速自在継手1A、1Bが連結される。この連結状態では、押圧部材50の押圧部52と受け部材56の受け部58とが互いに当接し、弾性部材54が圧縮される。これにより、シャフト2と一体化された内輪8が、弾性力により外輪5の開口側に軸方向変位し、この変位によりトラック溝4、7に配置されたボール9がトラック溝4、7の縮小方向に押し込まれるため、ボール9とトラック溝4、7のアキシャル隙間が詰められ、回転バックラッシュが防止される。   Two constant velocity universal joints 1 </ b> A and 1 </ b> B are connected through the intermediate shaft 2 by fitting the retaining ring 30 by spline fitting to the inner ring 8 at both ends of the intermediate shaft 2. In this connected state, the pressing portion 52 of the pressing member 50 and the receiving portion 58 of the receiving member 56 come into contact with each other, and the elastic member 54 is compressed. As a result, the inner ring 8 integrated with the shaft 2 is axially displaced toward the opening side of the outer ring 5 by elastic force, and the ball 9 disposed in the track grooves 4, 7 is reduced by the displacement due to the displacement. Since it is pushed in the direction, the axial gap between the ball 9 and the track grooves 4 and 7 is closed, and rotation backlash is prevented.

図1に示すように、中間シャフト2を介して2個の等速自在継手1A、1Bが連結された状態では、図4に示すように、一対の等速自在継手1A、1Bのトラック位置位相とトラック間ピッチ位相とをそれぞれ一致させる。   As shown in FIG. 1, in the state where two constant velocity universal joints 1A and 1B are connected via the intermediate shaft 2, as shown in FIG. 4, the track position phase of the pair of constant velocity universal joints 1A and 1B. And the pitch phase between tracks are matched.

すなわち、各等速自在継手1A、1Bのトラック溝4、7を周方向に沿って60°ピッチに配置する。そして、等速自在継手1Aのa1のトラック溝4、7と、等速自在継手1Bのa2、b2のトラック溝間の位相を一致させている。また、これらの位相が±20°の範囲でずれていてもよい。以下、各トラック溝4、7も同様である。   That is, the track grooves 4 and 7 of the constant velocity universal joints 1A and 1B are arranged at a 60 ° pitch along the circumferential direction. The phases of the a1 track grooves 4 and 7 of the constant velocity universal joint 1A and the track grooves of a2 and b2 of the constant velocity universal joint 1B are matched. Further, these phases may be shifted within a range of ± 20 °. The same applies to the track grooves 4 and 7 below.

中間シャフト2の軸方向中央部、つまり大径部18には姿勢安定用の軸受装置35が装着されている。軸受装置35は、ころがり軸受36と、この軸受36に外嵌されるケース37とを備える。   A bearing device 35 for posture stabilization is attached to the central portion of the intermediate shaft 2 in the axial direction, that is, the large diameter portion 18. The bearing device 35 includes a rolling bearing 36 and a case 37 that is fitted on the bearing 36.

中間シャフト2の大径部18は、小径の第1部18aと、大径の第2部18bとを有し、軸受36が第1部18aに外嵌されている。第1部18aには周方向溝38が形成され、この周方向溝38に止め輪39が嵌合されている。これによって、軸受36の内輪36aが、この止め輪39と、第1部18aと第2部18bとの間に形成される端面40とで挟持される。   The large-diameter portion 18 of the intermediate shaft 2 has a small-diameter first portion 18a and a large-diameter second portion 18b, and a bearing 36 is externally fitted to the first portion 18a. A circumferential groove 38 is formed in the first portion 18 a, and a retaining ring 39 is fitted in the circumferential groove 38. As a result, the inner ring 36a of the bearing 36 is sandwiched between the retaining ring 39 and the end face 40 formed between the first part 18a and the second part 18b.

ケース37は、内周面に小径部41aと大径部41bとを有する短円筒部41を備え、この内周面の大径部41bに周方向溝42が形成され、この周方向溝42に止め輪43が嵌合されている。これによって、軸受36の外輪36bが、この止め輪43と、小径部41aと大径部41bとの間に形成される端面44とで挟持される。そして、ケース37には、その短円筒部41から突出される連結片部45が設けられ、この連結片部45が図外の固定部に固定される。   The case 37 includes a short cylindrical portion 41 having a small diameter portion 41 a and a large diameter portion 41 b on the inner peripheral surface, and a circumferential groove 42 is formed in the large diameter portion 41 b of the inner peripheral surface. A retaining ring 43 is fitted. As a result, the outer ring 36b of the bearing 36 is sandwiched between the retaining ring 43 and the end surface 44 formed between the small diameter part 41a and the large diameter part 41b. The case 37 is provided with a connecting piece portion 45 protruding from the short cylindrical portion 41, and the connecting piece portion 45 is fixed to a fixing portion (not shown).

このため、各等速自在継手1A、1Bの成す角度を、例えば、図1に示すようなαとなるような場合に、このαを安定して維持させることができる。なお、図1に示すように折れ曲がった際には、中間シャフト2の小径部21、22が、外輪5の開口端縁部5aに対応し、シャフト2に対する外輪5の揺動範囲を大きくとることができる。   Therefore, when the angle formed by the constant velocity universal joints 1A and 1B is, for example, α as shown in FIG. 1, this α can be stably maintained. In addition, when it bends as shown in FIG. 1, the small diameter parts 21 and 22 of the intermediate shaft 2 correspond to the opening edge part 5a of the outer ring 5, and the rocking | fluctuation range of the outer ring 5 with respect to the shaft 2 is taken large. Can do.

このように構成された高角固定式等速自在継手は、一対の等速自在継手1A、1Bと、この一対の等速自在継手1A、1Bを連結する中間シャフト2とを備えるので、高角(大角度)対応が可能となる。しかも、各等速自在継手1A、1Bにボールとボールトラック間のアキシャル隙間詰め機構60を構成しているので、ボール9を介したトラック溝4、7間の隙間を詰めることができる。これによって、いわゆる回転方向ガタの無い大角度対応の高角固定式等速自在継手を提供することができる。すなわち、トラック間の隙間に起因する回転バックラッシュの発生を防止でき、しかも、作動角の高角化が可能となって、自動車のステアリング装置(ステアリングシステム)への採用が最適になる。   The high-angle fixed type constant velocity universal joint configured as described above includes a pair of constant velocity universal joints 1A and 1B and an intermediate shaft 2 connecting the pair of constant velocity universal joints 1A and 1B. (Angle) can be supported. In addition, since the axial gap filling mechanism 60 between the ball and the ball track is configured in each constant velocity universal joint 1A, 1B, the gap between the track grooves 4, 7 via the ball 9 can be filled. As a result, it is possible to provide a high-angle fixed type constant velocity universal joint capable of handling a large angle without a so-called rotational direction backlash. That is, it is possible to prevent the occurrence of rotational backlash due to the gap between the tracks, and to increase the operating angle, which is most suitable for use in an automobile steering device (steering system).

また、ボルト部材等を使用することなく、中間シャフト2を介して一対の等速自在継手1A、1Bを連結できる。これによって、組み立て作業の簡素化を図ることができ、しかも、部品点数も比較的少なく、部品管理も行い易くなって、コスト低減を達成できる。   Further, the pair of constant velocity universal joints 1A and 1B can be connected via the intermediate shaft 2 without using a bolt member or the like. As a result, the assembling work can be simplified, the number of parts is relatively small, the parts can be easily managed, and the cost can be reduced.

姿勢安定用の軸受装置35を、中間シャフト2の軸方向中央部に設けることによって、シャフト2に対する外輪5の姿勢等が安定して、安定した作動角をとることができる。これにより、回転力の伝達を滑らかに行うことができ、高精度の回転力伝達機構となる。   By providing the bearing device 35 for posture stabilization at the central portion in the axial direction of the intermediate shaft 2, the posture of the outer ring 5 with respect to the shaft 2 can be stabilized and a stable operating angle can be obtained. As a result, the rotational force can be transmitted smoothly, and a highly accurate rotational force transmission mechanism is obtained.

一対の等速自在継手1A、1Bのトラック位置位相とトラック間ピッチ位相とをそれぞれ一致させている。これによって、継手のトルク−捩れ角線図におけるヒステリシスの最大値を小さくでき、ステアリングシステムにこの高角固定式等速自在継手を使用した自動車の操安性の向上を図ることができる。また、これらの位相は、±20°の範囲でずれていてもよい。これは、この範囲であれば、継手のトルク−捩れ角線図におけるヒステリシスを小さくできるからでる。これに対して、これらの範囲を超えれば、ヒステリシスの最大値が増加することになって、このヒステリシスの増加に伴い、操安性を悪化させる可能性がある。   The track position phase and the inter-track pitch phase of the pair of constant velocity universal joints 1A and 1B are made to coincide with each other. As a result, the maximum value of the hysteresis in the torque-torsion angle diagram of the joint can be reduced, and the safety of an automobile using the high-angle fixed type constant velocity universal joint in the steering system can be improved. Further, these phases may be shifted within a range of ± 20 °. This is because the hysteresis in the torque-torsion angle diagram of the joint can be reduced within this range. On the other hand, if it exceeds these ranges, the maximum value of hysteresis will increase, and as the hysteresis increases, there is a possibility that the operability will deteriorate.

図5は、第2の実施形態の要部断面図を示し、この場合、外輪5に軸受装置35を装着している。すなわち、外輪5の外周面に小径部61と大径部62とを設け、小径部61に軸受36を嵌合させている。この場合、小径部61に周方向溝63を形成し、この周方向溝63に止め輪64を嵌合させている。これによって、軸受36の内輪36aが、この止め輪64と、小径部61と大径部62との間に形成される端面65とで挟持される。   FIG. 5 shows a cross-sectional view of the main part of the second embodiment. In this case, a bearing device 35 is mounted on the outer ring 5. That is, a small diameter portion 61 and a large diameter portion 62 are provided on the outer peripheral surface of the outer ring 5, and the bearing 36 is fitted to the small diameter portion 61. In this case, a circumferential groove 63 is formed in the small diameter portion 61, and a retaining ring 64 is fitted in the circumferential groove 63. As a result, the inner ring 36 a of the bearing 36 is sandwiched between the retaining ring 64 and the end face 65 formed between the small diameter part 61 and the large diameter part 62.

また、軸受36の外輪36bが、止め輪43と、ケース37の短円筒部41の小径部41aと大径部41bとの間に形成される端面44とで挟持される。   Further, the outer ring 36 b of the bearing 36 is sandwiched between the retaining ring 43 and the end surface 44 formed between the small diameter part 41 a and the large diameter part 41 b of the short cylindrical part 41 of the case 37.

このように、姿勢安定用の軸受装置35を、等速自在継手1A又は1Bの外輪5に設けることによっても、安定した作動角をとることができる。これにより、回転力の伝達を滑らかに行うことができ、高精度の回転力伝達機構となる。   Thus, a stable operating angle can be obtained also by providing the bearing device 35 for posture stabilization on the outer ring 5 of the constant velocity universal joint 1A or 1B. Thereby, transmission of a rotational force can be performed smoothly and it becomes a highly accurate rotational force transmission mechanism.

この第2の実施形態の高角固定式等速自在継手において、第1の実施形態の高角固定式等速自在継手と同一部位には同一符号を付して詳しい説明を省略する。   In the high-angle fixed type constant velocity universal joint of the second embodiment, the same parts as those of the high angle fixed type constant velocity universal joint of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

このため、この第2の実施形態の高角固定式等速自在継手であっても、前記第1の実施形態の高角固定式等速自在継手と同様の作用効果を奏する。   For this reason, even the high angle fixed type constant velocity universal joint of the second embodiment has the same effects as the high angle fixed type constant velocity universal joint of the first embodiment.

図6は、第3の実施形態の要部断面図を示し、この高角固定式等速自在継手では、アキシャル隙間詰め機構60を、図1〜図4の実施形態とは逆に、受け部58を中間シャフト2に、押圧部52を保持器10に設けた例である。この第3の実施形態では、シャフト端面に押圧部52側に突出する受け部材56を設け、この受け部材56の凸球部の先端部を受け部58としている。すなわち、凸球面状の受け部58を中間シャフト2に一体形成している。なお、別部材の受け部材56をシャフト2の軸端に取り付けることもできる。   FIG. 6 shows a cross-sectional view of the main part of the third embodiment. In this high angle fixed type constant velocity universal joint, the axial gap filling mechanism 60 is replaced with a receiving portion 58, contrary to the embodiment of FIGS. This is an example in which the intermediate shaft 2 and the pressing portion 52 are provided in the cage 10. In the third embodiment, a receiving member 56 that protrudes toward the pressing portion 52 is provided on the end surface of the shaft, and the tip of the convex spherical portion of the receiving member 56 is used as the receiving portion 58. That is, the convex spherical receiving portion 58 is formed integrally with the intermediate shaft 2. Note that another receiving member 56 may be attached to the shaft end of the shaft 2.

この実施形態において、押圧部52を有する押圧部材50は、図1〜図4に示す受け部材と同様に、保持器10の端部開口部を覆う蓋状をなし、保持器10の外輪奥部側の端部に取り付けられる。押圧部材50は、部分球面状の球面部50aとその外周に突出した複数の脚部50bとで構成される。球面部50aの内面(シャフト2と対向する面)は凹球面状をなしており、この凹球面部分が受け部58に軸方向の弾性力を作用させる押圧部52として機能する。この際、押圧部材50と内輪8との干渉を防止するため、凹球面状の押圧部52は、内輪8の球状外面6よりも大径に形成される。   In this embodiment, the pressing member 50 having the pressing portion 52 has a lid shape covering the end opening of the cage 10, as in the receiving member shown in FIGS. Attached to the end of the side. The pressing member 50 includes a spherical part 50a having a partially spherical shape and a plurality of leg parts 50b protruding from the outer periphery thereof. The inner surface of the spherical portion 50a (the surface facing the shaft 2) has a concave spherical shape, and this concave spherical portion functions as a pressing portion 52 that applies an elastic force in the axial direction to the receiving portion 58. At this time, in order to prevent interference between the pressing member 50 and the inner ring 8, the concave spherical pressing portion 52 is formed with a larger diameter than the spherical outer surface 6 of the inner ring 8.

図6に示す第3の実施形態のボールとボールトラック間のアキシャル隙間詰め機構60では、シャフト2が外輪開口部側に押圧される。これによって、ボール9がトラック溝4、7の縮小側に押し込まれ、ボールとボールトラック間のアキシャル隙間が詰められる。   In the axial gap filling mechanism 60 between the ball and the ball track of the third embodiment shown in FIG. 6, the shaft 2 is pressed toward the outer ring opening side. As a result, the ball 9 is pushed into the reduction side of the track grooves 4 and 7, and the axial gap between the ball and the ball track is closed.

この第3の実施形態の高角固定式等速自在継手において、第1の実施形態の高角固定式等速自在継手と同一部位には同一符号を付して詳しい説明を省略する。   In the high-angle fixed type constant velocity universal joint of the third embodiment, the same parts as those of the high angle fixed type constant velocity universal joint of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

このため、この第3の実施形態の高角固定式等速自在継手であっても、前記第1の実施形態の高角固定式等速自在継手と同様の作用効果を奏する。   For this reason, even the high angle fixed type constant velocity universal joint of the third embodiment has the same effects as the high angle fixed type constant velocity universal joint of the first embodiment.

ところで、姿勢安定用の軸受装置35を、軸部(ステム部)12に設けるようにしてもよい。この場合、軸部12に、図1に示した中間シャフト2の軸方向中央部のように、止め輪が嵌合する周方向溝等を設ければよい。   Incidentally, the bearing device 35 for posture stabilization may be provided on the shaft portion (stem portion) 12. In this case, the axial part 12 should just provide the circumferential groove | channel etc. which a retaining ring fits like the axial direction center part of the intermediate shaft 2 shown in FIG.

図5に示すように、等速自在継手の外輪5に軸受装置35を設ける場合、前記実施の形態では、一方の等速自在継手1Aに設けていたが、他方の等速自在継手1Bに設けても、両方の等速自在継手1A、1Bに設けてもよい。   As shown in FIG. 5, when the bearing device 35 is provided on the outer ring 5 of the constant velocity universal joint, it is provided in one constant velocity universal joint 1A in the above embodiment, but is provided in the other constant velocity universal joint 1B. Alternatively, both constant velocity universal joints 1A and 1B may be provided.

各実施の形態では、等速自在継手1A、1BをBJタイプとしていたが、UJタイプや他の等速自在継手であってもよい。さらに、等速自在継手1A、1Bを相違するタイプのものを使用することも可能である。等速自在継手1A、1Bのトラック溝数としても6本に限るものではない。   In each embodiment, the constant velocity universal joints 1A and 1B are BJ type, but may be UJ type or other constant velocity universal joints. Further, it is possible to use different types of constant velocity universal joints 1A and 1B. The number of track grooves of the constant velocity universal joints 1A and 1B is not limited to six.

2個の等速自在継手1A、1Bのうち、一方に図1に示すボールとボールトラック間のアキシャル隙間詰め機構60を使用し、他方に図5に示すボールとボールトラック間のアキシャル隙間詰め機構60を使用するようにしてもよい。   One of the two constant velocity universal joints 1A, 1B uses the axial gap filling mechanism 60 between the ball and the ball track shown in FIG. 1, and the other uses the axial gap filling mechanism 60 between the ball and the ball track shown in FIG. 60 may be used.

本発明の第1の実施形態に係る高角固定式等速自在継手の断面図である。It is sectional drawing of the high angle fixed type constant velocity universal joint which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 前記高角固定式等速自在継手の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the said high angle fixed type constant velocity universal joint. 前記高角固定式等速自在継手の等速自在継手の要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view of the constant velocity universal joint of the said high angle fixed type constant velocity universal joint. 前記高角固定式等速自在継手の等速自在の簡略図である。It is a simple figure of the constant velocity universal of the said high angle fixed type constant velocity universal joint. 本発明の第2の実施形態に係る高角固定式等速自在継手の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the high angle fixed type constant velocity universal joint which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る高角固定式等速自在継手の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the high angle fixed type constant velocity universal joint which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1A、1B 等速自在継手
2 中間シャフト
3 球状内面
4,7 トラック溝
5 外輪
6 球状外面
8 内輪
9 ボール
10 保持器
12 軸部
35 軸受装置
52 押圧部
58 受け部
60 ボールとボールトラック間のアキシャル隙間詰め機構
1A, 1B Constant velocity universal joint 2 Intermediate shaft 3 Spherical inner surface 4, 7 Track groove 5 Outer ring 6 Spherical outer surface 8 Inner ring 9 Ball 10 Cage 12 Shaft portion 35 Bearing device 52 Pressing portion 58 Receiving portion 60 Axial between ball and ball track Gap filling mechanism

Claims (8)

一対の等速自在継手と、この一対の等速自在継手を連結する中間シャフトとを備えると共に、各等速自在継手が、球状内面に複数のトラック溝を形成した外輪と、球状外面に複数のトラック溝を形成した内輪と、外輪のトラック溝と内輪のトラック溝とが協働して形成される複数のボールトラックの各々に配置したボールと、外輪と内輪との間に配置してボールを保持する保持器とを備えた高角固定式等速自在継手であって、前記中間シャフトの両端部に各内輪を嵌合させて前記一対の等速自在継手を連結すると共に、各等速自在継手にボールとボールトラック間のアキシャル隙間詰め機構を形成したことを特徴とする高角固定式等速自在継手。   A constant velocity universal joint and an intermediate shaft connecting the pair of constant velocity universal joints, and each constant velocity universal joint includes an outer ring having a plurality of track grooves formed on a spherical inner surface, and a plurality of spherical outer surfaces. A ball disposed on each of a plurality of ball tracks formed by cooperation of an inner ring having a track groove, a track groove of the outer ring and a track groove of the inner ring, and a ball disposed between the outer ring and the inner ring. A high-angle fixed type constant velocity universal joint having a retainer for holding, and connecting the pair of constant velocity universal joints by fitting each inner ring to both ends of the intermediate shaft, and each constant velocity universal joint A high angle fixed type constant velocity universal joint characterized in that an axial gap filling mechanism is formed between the ball and the ball track. 前記アキシャル隙間詰め機構は、弾性的な押圧力を軸方向に作用させる押圧部と、押圧部からの押圧力を受ける受け部とを備え、押圧部および受け部のうち、いずれか一方を前記中間シャフトの端部に設け、他方を前記保持器に設けたことを特徴とする請求項1に記載の高角固定式等速自在継手。   The axial gap filling mechanism includes a pressing portion that applies an elastic pressing force in the axial direction and a receiving portion that receives the pressing force from the pressing portion, and any one of the pressing portion and the receiving portion is the intermediate portion. The high angle fixed type constant velocity universal joint according to claim 1, wherein the high angle fixed constant velocity universal joint is provided at an end portion of the shaft and the other is provided in the cage. 前記中間シャフトの軸方向中央部に姿勢安定用の軸受装置を設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の高角固定式等速自在継手。   The high-angle fixed type constant velocity universal joint according to claim 1, wherein a bearing device for posture stabilization is provided at a central portion in the axial direction of the intermediate shaft. 前記外輪に姿勢安定用の軸受装置を設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の高角固定式等速自在継手。   The high angle fixed type constant velocity universal joint according to claim 1 or 2, wherein a bearing device for posture stabilization is provided on the outer ring. 前記外輪に軸部が連結され、この軸部に姿勢安定用の軸受装置を設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の高角固定式等速自在継手。   The high angle fixed type constant velocity universal joint according to claim 1 or 2, wherein a shaft portion is connected to the outer ring, and a bearing device for posture stabilization is provided on the shaft portion. 一対の等速自在継手のトラック位置位相とトラック間ピッチ位相とをそれぞれ一致させたことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の高角固定式等速自在継手。   The high-angle fixed constant velocity universal joint according to any one of claims 1 to 5, wherein the track position phase and the track pitch phase of the pair of constant velocity universal joints are made to coincide with each other. 一対の等速自在継手のトラック位置位相とトラック間ピッチ位相のそれぞれのずれを±20°の範囲としたことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の高角固定式等速自在継手。 6. The high-angle fixed constant velocity according to claim 1, wherein a deviation of each of the track position phase and the track pitch phase of the pair of constant velocity universal joints is in a range of ± 20 °. Universal joint. ステアリングシステムに適用されることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項の高角固定式等速自在継手。   The high angle fixed type constant velocity universal joint according to any one of claims 1 to 7, which is applied to a steering system.
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