JP2007113614A - Fixed constant velocity universal joint - Google Patents
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Description
この発明は固定式等速自在継手に関し、特に、4WD車やFR車などにおいてトランスミッションからディファレンシャルへ回転駆動力を伝達するプロペラシャフトに用いられる固定式等速自在継手に関する。 The present invention relates to a fixed type constant velocity universal joint, and more particularly to a fixed type constant velocity universal joint used in a propeller shaft that transmits a rotational driving force from a transmission to a differential in a 4WD vehicle, an FR vehicle, or the like.
プロペラシャフト用の固定式等速自在継手は、例えば、図6に示すように、内輪1、外輪2、ボール3およびケージ4を主要な構成要素としている。
A fixed type constant velocity universal joint for a propeller shaft includes, for example, an
内輪1は、その外周面に複数のトラック溝6が形成されている。この内輪1の中心孔(内径孔)5にシャフト8を挿入してスプライン嵌合させ、そのスプライン嵌合により両者間でトルク伝達可能としている。
The
外輪2は、その内周面に内輪1のトラック溝6と同数のトラック溝7が形成されている。外輪2のトラック溝7と内輪1のトラック溝6との間にトルクを伝達する複数のボール3が組み込まれている。内輪1と外輪2の間にケージ4が配置され、ボール3は、ケージ4のポケット9内に保持されている。
The
シャフト突出側において、外輪2とシャフト8との間には密封装置10が装着されている。密封装置10は、継手内部への塵埃等の異物進入防止や継手内部に封入されたグリースの漏れ防止を目的としている。
A
この密封装置10は、ゴム材料又は樹脂材料等の可撓性材料にて構成されるブーツ11と、金属製のアダプタ13とからなる。ブーツは大径部11aと、小径部11bと、大径部11aと小径部11bとを連結する断面略U字形の屈曲部11cとを備える。アダプタ13は略円筒形で、一端部13aが外輪2の端部外周面にOリング等のシール部材14を介して圧入加締められ、他端部13bがブーツ11の大径部11aを加締めにて保持している。また、ブーツ11は、その小径部11bがシャフト8に外嵌されてブーツバンド14で締め付けられている。
The
ブーツ11の屈曲部11cは、アダプタ13の内周面とシャフト8の外周面との間の空間に介挿され、継手が作動角をとって回転する際、半径方向の屈伸動作を繰り返すことになる。
The
しかしながら、継手軸心に対してシャフト軸心が大きく屈曲した状態となれば、アダプタ13とシャフト8との間にブーツ11が挟まれる状態となる。挟まれれば、ブーツ11が損傷したり破れたりすることがある。
However, if the shaft axis is greatly bent with respect to the joint axis, the
そこで、このようなブーツの損傷を防止するための構造の等速自在継手が提案されている(特許文献1、特許文献2)。
Therefore, a constant velocity universal joint having a structure for preventing such damage to the boot has been proposed (
特許文献1に記載のものは、図7に示すように、アダプタ13の他端部13bをブーツ11の大径部11aにて囲繞して、緩衝部分16を形成している。さらに、他端部13bの内周面に接着される接着部16aの軸方向長さL1を、他端部13bの外周面に接着される接着部16bの軸方向長さL2をよりも長くしている。
In the device described in
このため、図7に示すものでは、緩衝部分16により、アダプタ13に他端部13bが直接的にブーツ11に接触しないようにして、ブーツ11の損傷等を防止しようとしている。また、他端部13bの内周面に接着される接着部16aの軸方向長さL1を、他端部13bの外周面に接着される接着部16bの軸方向長さL2をよりも長くすることによって、ブーツ11の屈曲部11c(中間可撓性部)が継手外方(軸方向外方)へ膨張した際に、この中間可撓性部がアダプタ13の他端縁(自由端)に届かないようにしている。これによって、ブーツ11の損傷等を防止しようとしている。
Therefore, in the structure shown in FIG. 7, the
さらに、ブーツ11の小径部11bの内周面に通気孔17を設け、内圧が上昇した際に、内圧を抜くようにして、内圧上昇によるブーツ11の膨張を回避して、ブーツ11の損傷等を防止しようとしている。
Further, a
特許文献2に記載のものは、図8に示すように、屈曲部11cから分岐される枝部18を設け、この枝部18をアダプタ13の径方向壁13cに内面に沿わせている。そして、この枝部18を、アダプタ13の径方向壁13cと、外輪端面とで挟持している。このため、ブーツ11の屈曲部11cが軸方向外方へ膨張しようとしても、枝部18にてこの膨張を防止している。これによって、高速回転に伴う遠心力を受けても、軸方向外方への膨張を回避して、ブーツ11の損傷等を防止しようとしている。
As shown in FIG. 8, the device described in
また、枝部18とアダプタ13との間に密封室19を設け、これによって、屈曲部11c(中間可撓性部)の膨張を防止しようとしている。
特許文献1に記載のものでは、大きな作動角をとった場合、アダプタ13は、ブーツ11に対して、緩衝部分16を介して当たることになる。しかしながら、緩衝部分16内には、アダプタ13の他端部13bが収納されている。このため、他端部13bとシャフト8との間にブーツ11が挟まれた状態となり、ブーツ11の損傷等を防止することができない。しかも、アダプタ13の他端部13bをブーツ11の大径部11aにて囲繞しなければなければならず、組立性に劣っていた。
In the thing of
また、特許文献2に記載のものでは、図6に示した密封装置と同様、アダプタ13の他端部13bが外部に露出し、アダプタ13とシャフト8との間にブーツ11が挟まれる状態となるのを回避することができない。
Moreover, in the thing of
本発明は、上記課題に鑑みて、ブーツがアダプタとシャフトとの間に挟まれるのを回避して、この挟まれによるブーツの損傷等を防止することができる固定式等速自在継手を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides a fixed type constant velocity universal joint that can prevent the boot from being pinched between the adapter and the shaft and prevent the boot from being damaged by the pinching. For the purpose.
本発明の固定式等速自在継手は、内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成した外輪と、外周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成するとともに内径孔にシャフトの一端が連結された内輪と、それら内外輪のトラック溝間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、外輪と内輪との間に保持されてボールを保持するケージと、シャフト突出側の外輪開口部を塞ぐ密封装置とを備え、前記密封装置が、一端部が前記外輪に嵌合される金属製円筒状のアダプタと、大径部が前記アダプタの他端部に連結されると共に小径部が前記シャフトに嵌合される可撓性材料からなるブーツとを有する等速自在継手において、内輪に、継手許容角度を規制してシャフトとアダプタとの間のブーツ挟まれを防止する角度抑制機構を設けたものである。 The fixed type constant velocity universal joint of the present invention includes an outer ring in which a plurality of track grooves extending in the axial direction are formed on the inner peripheral surface, a plurality of track grooves extending in the axial direction on the outer peripheral surface, and one end of the shaft in the inner diameter hole. A plurality of balls that transmit torque by being interposed between the track grooves of the inner and outer rings, a cage that is held between the outer ring and the inner ring to hold the balls, and an outer ring opening on the shaft protruding side A sealing device that closes a portion, and the sealing device includes a metal cylindrical adapter whose one end is fitted to the outer ring, a large diameter portion connected to the other end of the adapter, and a small diameter portion In a constant velocity universal joint having a boot made of a flexible material fitted to the shaft, an angle restraining mechanism for preventing the pinching of the boot between the shaft and the adapter by restricting the joint allowable angle on the inner ring. Provided .
内輪に、継手許容角度を規制する角度抑制機構を設けることによって、シャフトとアダプタとの間のブーツが挟まれる状態となる屈曲状態を回避することができ、この挟まれによるブーツの損傷等を防止することができる。 By providing the inner ring with an angle suppression mechanism that regulates the joint allowable angle, it is possible to avoid a bent state where the boot between the shaft and the adapter is pinched, and prevent damage to the boot due to this pinching. can do.
前記角度抑制機構は、内輪の外周面に設けられた周方向凹溝に嵌合するリング状体を備え、継手軸心に対してシャフト軸心が所定角度に屈曲したときに、前記ボールに前記リング状体が当接して、前記所定角度以上の屈曲を規制する。 The angle suppression mechanism includes a ring-shaped body that fits in a circumferential groove provided on the outer circumferential surface of the inner ring, and the shaft is bent when the shaft axis is bent at a predetermined angle with respect to the joint axis. The ring-shaped body abuts to restrict bending over the predetermined angle.
前記角度抑制機構のリング状体を、反ブーツ側の内輪開口部側に配置したり、ブーツ側の内輪開口部側に配置したりすることができる。 The ring-shaped body of the angle suppression mechanism can be disposed on the inner ring opening side on the anti-boot side or on the inner ring opening side on the boot side.
自動車のプロペラシャフトに用いられる等速自在継手は作動角(常用角)が小さいので、前記固定式等速自在継手はプロペラシャフトに用いるのが最適となる。 Since the constant velocity universal joint used for the propeller shaft of the automobile has a small operating angle (ordinary angle), the fixed type constant velocity universal joint is optimally used for the propeller shaft.
内輪に、継手許容角度を規制する角度抑制機構を設けることによって、シャフトとアダプタとの間のブーツが挟まれる状態となる屈曲状態を回避することができ、ブーツ挟まれを防止することができる。これによって、ブーツが損傷したり、亀裂したりするのを防止でき、密封装置が長期に渡ってその機能を発揮することができる。しかも、アダプタの他端部をブーツの大径部にて囲繞する必要がないので、組立性の向上を図ることができる。 By providing the inner ring with an angle suppression mechanism for restricting the joint allowable angle, a bent state in which the boot between the shaft and the adapter is sandwiched can be avoided, and the boot can be prevented from being pinched. Thus, the boot can be prevented from being damaged or cracked, and the sealing device can perform its function for a long time. In addition, since it is not necessary to surround the other end of the adapter with the large diameter portion of the boot, the assemblability can be improved.
角度抑制機構は、内輪の外周面に設けられた周方向凹溝に嵌合するリング状体を備えたものであり、構成として複雑なものにならず、加工性に優れる。また、継手軸心に対してシャフト軸心が所定角度に屈曲したときに、ボールにリング状体が当接して、前記所定角度以上の屈曲を規制するものであり、その角度規制を確実に行わせることができる。このため、ブーツ挟み防止の信頼性が向上する。 The angle suppression mechanism includes a ring-shaped body that fits in a circumferential groove provided on the outer peripheral surface of the inner ring, and does not have a complicated configuration and is excellent in workability. In addition, when the shaft axis is bent at a predetermined angle with respect to the joint axis, the ring-shaped body comes into contact with the ball and the bending beyond the predetermined angle is regulated, and the angle regulation is reliably performed. Can be made. For this reason, the reliability of prevention of pinching of boots is improved.
角度抑制機構のリング状体を、反ブーツ側の内輪輪開口部側に配置したり、ブーツ側の内輪開口部側に配置したりすることができる。このため、リング状体の配置部位として、反 ブーツ側でもブーツ側でもよいので、加工性の向上を図ることができる。 The ring-shaped body of the angle suppression mechanism can be disposed on the inner ring opening side on the anti-boot side or on the inner ring opening side on the boot side. For this reason, since the arrangement | positioning site | part of a ring-shaped body may be on the anti-boot side or the boot side, workability can be improved.
自動車のプロペラシャフトに用いられる等速自在継手は作動角(常用角)が小さいので、前記固定式等速自在継手はプロペラシャフトに用いるのが最適となり、このように、プロペラシャフトにこの固定式等速自在継手を用いれば、長期に渡って安定した機能を発揮することができる。 Since the constant velocity universal joint used for the propeller shaft of an automobile has a small operating angle (ordinary angle), the fixed type constant velocity universal joint is optimally used for the propeller shaft. If a quick universal joint is used, a stable function can be exhibited over a long period of time.
以下本発明の実施の形態を図1〜図5に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明の第1実施形態における固定式等速自在継手は、内輪21、外輪22、ボール23およびケージ24を主要な構成要素としている。
The fixed type constant velocity universal joint according to the first embodiment of the present invention includes an
内輪21は、その外周面(凸球状外周面)に複数のトラック溝26が形成されている。この内輪21の中心孔(内径孔)25にシャフト28を挿してスプライン嵌合させ、そのスプライン嵌合により両者間でトルク伝達可能としている。なお、シャフト28は、スナップリング32により内輪21に対して抜け止めされている。
The
外輪22は、その内周面(円筒状内周面)に内輪21のトラック溝26と同数のトラック溝27が形成されている。外輪22のトラック溝27と内輪21のトラック溝26との間にトルクを伝達する複数のボール23が組み込まれている。内輪21と外輪22の間にケージ24が配置され、ボール23は、ケージ24のポケット29内に保持されている。
The
この外輪22の軸方向一端側(反シャフト突出側の開口部)には、エンドキャップ50が嵌着され、シャフト突出側の外輪開口部は密封装置30にて塞がれている。エンドキャップ50と密封装置30にて、継手内部に充填したグリースの漏洩を防ぐと共に異物の侵入を防止している。
An
この密封装置30は、図6に示す従来の密封装置10と同様であって、ゴム材料又は樹脂材料等の可撓性材料にて構成されるブーツ31と、金属製のアダプタ33とからなる。ブーツ31は、前記アダプタ33を介して外輪22に固定される大径部31aと、シャフト28にブーツバンド35で固定される小径部31bと、大径部31aと小径部31bとを連結(接続)する断面略Uの字状の屈曲部31cとを備える。
The sealing
アダプタ33の一端部33aは外輪22に対するシール性と抜け強度を確保するために、外輪22の端部外周面のOリング等のシール部材34を介して圧入された後、ローリング加締等によって加締固定される。アダプタ33の他端部33bは、ブーツ31の大径部31aを抱込み把持している。すなわち、ブーツ31の大径部31aはアダプタ33の他端部33bにて包囲されている。
One
シャフト28の外周面には環状凹部37が形成され、この環状凹部37にブーツ31の小径部31bが外嵌され、ブーツバンド35で締め付けられている。また、小径部31bの外周面には周方向溝38が形成され、この周方向溝38にブーツバンド35が嵌合している。
An
エンドキャップ50は、円盤状の本体部50aと、この本体部50aの軸心部に装着された小キャップ部50bとを備えている。本体部50aは、平板状の中央部51と、この中央部51の外周側の嵌合部52とを備える。そして、嵌合部52が反ブーツ側の外輪開口部の大径部53に嵌合されている。
The
内輪21には、継手許容角度を規制してシャフト28とアダプタ33との間のブーツ挟まれを防止する角度抑制機構40を設けている。
The
図2に示すように、反ブーツ側の外輪開口部側の外周面に周方向凹溝41を設け、この周方向凹溝41にリング状体42を嵌合させることによって、前記角度抑制機構40を構成している。なお、周方向凹溝41は、反ブーツ側の外輪開口部側に切欠き部43を設け、この切欠き部43の切欠き底面44に形成している。
As shown in FIG. 2, a
図1に示すように、継手軸心(外輪22の軸心)Oとシャフト28の軸心O1とが一致した状態から、図3に示すように、シャフト28の軸心O1が外輪22の軸心Oに対して屈曲して、所定屈曲状態になれば、図3と図4に示すように、反屈曲方向側のボール23にリング状体42が当接する。ここで、所定屈曲状態とは、この固定式等速自在継手が、使用される部位に対して必要とする屈曲状態である。
As shown in FIG. 1, when the joint axis (the axis of the outer ring 22) O and the axis O1 of the
このようにボール23にリング状体42が当接すれば、これ以上この方向の屈曲が規制される。すなわち、この角度抑制機構40がなければ、シャフト28は、その軸心O1が、図3のO2で示す軸線の位置まで屈曲することになる。この位置まで、屈曲すれば、アダプタ33の他端部33bがブーツ31に当接し、この当接部位がアダプタ33の他端部33bとシャフト28とで挟まれた状態となり、ブーツ31のこの挟持部位が損傷したり、破れたりする。
Thus, if the ring-shaped
しかしながら、角度抑制機構40にて、ブーツ31の一部がアダプタ33の他端部33bとシャフト28とで挟まれる状態となるまで屈曲しない。
However, the
本発明では、内輪21に、継手許容角度を規制する角度抑制機構40を設けることによって、シャフト28とアダプタ33との間のブーツが挟まれる状態となる屈曲状態を回避することができ、ブーツ挟まれを防止することができる。これによって、ブーツ31が損傷したり、亀裂したりするのを防止でき、密封装置30が長期に渡ってその機能を発揮することができる。しかも、アダプタ33の他端部33bをブーツ11の大径部11aにて囲繞する必要がないので、組立性の向上を図ることができる。
In the present invention, by providing the
角度抑制機構40は、内輪21の外周面に設けられた周方向凹溝41に嵌合するリング状体42を備えたものであり、構成として複雑なものにならず、加工性に優れる。また、継手軸心Oに対してシャフト軸心O1が所定角度に屈曲したときに、ボール23にリング状体42が当接して、前記所定角度以上の屈曲を規制するものであり、その規制を確実に行わせることができる。このため、ブーツ挟み防止の信頼性が向上する。
The
図5は第2実施形態の内輪21を示し、この場合、角度抑制機構40の周方向凹溝41を、ブーツ側の内輪開口部側の外周面に設けている。そして、この周方向凹溝41にリング状体42を嵌合させている。なお、この周方向凹溝41は、ブーツ側の内輪開口部側の切欠き部45を設け、この切欠き部45の切欠き底面46に形成している。
FIG. 5 shows the
したがって、この図5に示すように、角度抑制機構40のリング状体42を、ブーツ側の内輪開口部側に配置して、継手許容角度を規制することができ、シャフト28とアダプタ33との間のブーツ挟まれる状態となる屈曲状態を回避することができ、ブーツ挟まれを防止することができる。
Therefore, as shown in FIG. 5, the ring-shaped
すなわち、図3に示すように、シャフト28の軸心O1が継手軸心Oに対して屈曲して、その屈曲角度が所定角度になれば、屈曲方向側のボール23にリング状体42が当接する。これによって、継手許容角度を規制することができる。
That is, as shown in FIG. 3, when the axis O1 of the
このように、本発明では、角度抑制機構40のリング状体42を、反ブーツ側の内輪開口部側に配置したり、ブーツ側の内輪開口部側に配置したりすることができる。このため、リング状体の配置部位として、反ブーツ側でもブーツ側でもよいので、加工性の向上を図ることができる。
Thus, in the present invention, the ring-shaped
また、自動車のプロペラシャフトに用いられる等速自在継手は作動角(常用角)が小さいので、本発明の固定式等速自在継手はプロペラシャフトに用いるのが最適となり、このように、プロペラシャフトにこの固定式等速自在継手を用いれば、長期に渡って安定した機能を発揮することができる。 In addition, since the constant velocity universal joint used for the propeller shaft of an automobile has a small operating angle (ordinary angle), the fixed type constant velocity universal joint of the present invention is optimally used for the propeller shaft. If this fixed type constant velocity universal joint is used, a stable function can be exhibited over a long period of time.
なお、本発明の固定式等速自在継手は、前記したように、自動車のプロペラシャフトに用いるのが好ましいが、もちろんプロペラシャフト以外に用いることができる。 As described above, the fixed type constant velocity universal joint of the present invention is preferably used for a propeller shaft of an automobile, but it can of course be used for other than the propeller shaft.
また、角度抑制機構40による角度規制の前記所定角度としては、ブーツ31の大径部31aの外径や小径部31bの外径等の応じて種々変更できる。すなわち、所定角度は、ブーツ挟まれを防止することができるとともに、使用環境下での屈曲に対応できる屈曲が可能な範囲であればよい。
Further, the predetermined angle of the angle restriction by the
第1実施形態では反ブーツ側の内輪開口部側に周方向凹溝41を配置し、第2実施形態ではブーツ側の内輪開口部側に周方向凹溝41を配置していたが、反ブーツ側の内輪開口部側およびブーツ側の内輪開口部側に周方向凹溝41を配置するようにしてもよい。すなわち、継手許容角度を規制するリング状体42を、内輪21の両開口部側に配設するようにしてもよい。
In the first embodiment, the
周方向凹溝41の断面形状として、各実施形態では半円状であったが、他の半楕円や台形等の種々の形状のものを採用でき、また、リング状体42の断面形状も、周方向凹溝41に嵌合させることができる範囲で変更可能である。
As the cross-sectional shape of the circumferential
リング状体42は、周方向凹溝41に嵌合可能であれば、エンドレスであっても、一部に切欠きを有するものであってもよい。そのため、リング状体42の材質も、この固定式等速自在継手が使用される環境に対応でき、しかも、ボール23がリング状体42に当接した際に、継手許容角度を規制することができるものであれば、ゴム、樹脂、金属等の種々のものを使用するこことができる。
As long as the ring-shaped
本発明の等速自在継手としても、ツェッパ型、アンダーカットフリー型等の種々の固定式等速自在継手に適用することができる。 The constant velocity universal joint of the present invention can also be applied to various fixed constant velocity universal joints such as a Rzeppa type and an undercut free type.
1 内輪
2 外輪
3 ボール
4 ケージ
6、7 トラック溝
8 シャフト
9 ポケット
10 密封装置
11 ブーツ
11a 大径部
11b 小径部
11c 屈曲部
13 アダプタ
13a 一端部
13b 他端部
13c 径方向壁
14 シール部材
14 ブーツバンド
16 緩衝部分
16a、16a 接着部
17 通気孔
18 枝部
19 密封室
21 内輪
22 外輪
23 ボール
24 ケージ
26、27 トラック溝
28 シャフト
29 ポケット
30 密封装置
31 ブーツ
31a 大径部
31b 小径部
31c 屈曲部
32 スナップリング
33 アダプタ
33a 一端部
33b 他端部
34 シール部材
35 ブーツバンド
37 環状凹部
38 周方向溝
40 角度抑制機構
41 周方向凹溝
42 リング状体
43、45 切欠き部
44、46 切欠き底面
50 エンドキャップ
50a 本体部
50b 小キャップ部
51 中央部
52 嵌合部
53 大径部
O 継手軸心
O1 シャフト軸心
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Cited By (2)
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JP2010190265A (en) * | 2009-02-16 | 2010-09-02 | Jtekt Corp | Ball-type constant velocity joint |
WO2020066997A1 (en) * | 2018-09-25 | 2020-04-02 | Ntn株式会社 | Stationary constant velocity universal joint |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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