JP2007132379A - Fixed type constant velocity universal joint - Google Patents

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Yoshihiko Hayama
佳彦 葉山
Daiji Okamoto
大路 岡本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate the track groove machining and the assembly of components by suppressing the occurrence of a catching phenomenon during bending action at a high operation angle. <P>SOLUTION: The fixed type constant velocity universal joint is equipped with an inner ring 11 in which a plurality of linear track grooves 16 are axially formed in an outer peripheral surface so as to be inclined with respect to an axial line, an outer ring 12 in which a plurality of linear track grooves 17 are axially formed in an inner peripheral surface so as to be inclined in a reverse direction to the track grooves 16 in the inner ring 11 with respect to an axial line, a ball 13 incorporated in a crossing portion of the track groove 16 in the inner ring 11 and the track groove 17 in the outer ring 12, and a cage 14 which is arranged between the outer peripheral face of the inner ring and the inner peripheral face of the outer ring 12 and which holds the ball 13 between the track groove in the inner ring and the track groove 17 in the outer ring 12. While the track groove 16 adjacent to the inner ring 11 and the track groove 17 adjacent to the outer ring 12 are arranged in parallel to each other, annular grooves 19, 20 are provided to the outer peripheral surface of the inner ring 11 and inner peripheral surface of the outer ring 12. Snap rings 21, 22 for restraining a joint axial direction displacement of the cage 14 are fitted into the annular grooves 19, 20. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、自動車や各種産業機械の動力伝達機構において使用され、例えば4WD車やFR車などで使用されるプロペラシャフトに組み込まれる摺動式等速自在継手を固定式としたクロスグルーブ型等速自在継手に関する。   The present invention is used in power transmission mechanisms of automobiles and various industrial machines, and is a cross-groove type constant velocity in which a sliding type constant velocity universal joint incorporated in a propeller shaft used in, for example, a 4WD vehicle or an FR vehicle is fixed. It relates to a universal joint.

例えば4WD車やFR車などの自動車で使用されるプロペラシャフトは、トランスミッションとディファレンシャル間の相対位置変化による角度変位に対応できる構造とするためにクロスグルーブ型と称される摺動式等速自在継手を具備するものがある。   For example, propeller shafts used in automobiles such as 4WD vehicles and FR vehicles are slidable constant velocity universal joints called cross-groove types in order to have a structure that can cope with angular displacement due to a relative position change between a transmission and a differential. There are some that have.

図8〜図11はクロスグルーブ型等速自在継手を例示する。この等速自在継手は、図8および図9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。内輪1は、その中心孔5にプロペラシャフトのスタブシャフト等(図示せず)がスプライン嵌合により連結され、外周面に複数の直線状トラック溝6が軸方向に形成されている。外輪2は内輪1の外周に位置し、内周面に内輪1のトラック溝6と同数の直線状トラック溝7が軸方向に形成されている。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8内に収容されている。   8 to 11 illustrate cross groove type constant velocity universal joints. As shown in FIGS. 8 and 9, the constant velocity universal joint includes an inner ring 1, an outer ring 2, a ball 3, and a cage 4 as main components. The inner ring 1 is connected to a central hole 5 of a stub shaft (not shown) of a propeller shaft by spline fitting, and a plurality of linear track grooves 6 are formed in the axial direction on the outer peripheral surface. The outer ring 2 is located on the outer periphery of the inner ring 1 and the same number of linear track grooves 7 as the track grooves 6 of the inner ring 1 are formed in the axial direction on the inner peripheral surface. A cage 4 is disposed between the inner ring 1 and the outer ring 2, and the ball 3 is accommodated in a pocket 8 of the cage 4.

内輪1のトラック溝6と外輪2のトラック溝7は、図10(ケージ4については図示省略)に示すように軸線Lに対して反対方向に傾斜した角度(トラック交叉角α)をなし、対をなす内輪1のトラック溝6と外輪2のトラック溝7との交叉部にボール3が組み込まれている。また、内輪1の隣接するトラック溝6および外輪2の隣接するトラック溝7は、図11に示すようにそれぞれ軸線Lに対して反対方向にトラック交叉角αだけ傾斜した状態に配置されている。   The track groove 6 of the inner ring 1 and the track groove 7 of the outer ring 2 form an angle (track crossing angle α) inclined in the opposite direction with respect to the axis L as shown in FIG. 10 (the cage 4 is not shown). The ball 3 is incorporated at the intersection of the track groove 6 of the inner ring 1 and the track groove 7 of the outer ring 2. Further, the adjacent track grooves 6 of the inner ring 1 and the adjacent track grooves 7 of the outer ring 2 are arranged in a state inclined by the track crossing angle α in the opposite direction with respect to the axis L as shown in FIG.

この種の等速自在継手は、非特許文献1および特許文献1に開示されている。   This type of constant velocity universal joint is disclosed in Non-Patent Document 1 and Patent Document 1.

非特許文献1には、4個以上(一般的には6個)のボールを有する基本的なクロスグルーブ型等速自在継手が示されており、内輪のトラック溝および外輪のトラック溝のトラック交叉角は、等速自在継手が最大作動角をとった時、対向するトラック溝が平行にならないような角度(一般的には13〜19°)に設計されている。また、内輪のトラック溝および外輪のトラック溝の横断面形状はゴシックアーチをなし、一般的にその溝径をボール径の1.01〜1.04とし、さらに、ボール中心を基準としてボールとトラック溝とが接触するボール接触中心とトラック溝の溝底中心とのなす角度であるボール接触角を30〜45°としている。   Non-Patent Document 1 shows a basic cross-groove type constant velocity universal joint having four or more (generally six) balls, and track crossing of an inner ring track groove and an outer ring track groove. The angle is designed to be an angle (generally 13 to 19 °) so that the opposed track grooves are not parallel when the constant velocity universal joint takes the maximum operating angle. In addition, the cross-sectional shapes of the inner and outer ring track grooves are Gothic arches, and the groove diameter is generally 1.01 to 1.04 of the ball diameter. The ball contact angle, which is the angle formed by the ball contact center with which the groove contacts and the track bottom center of the track groove, is 30 to 45 °.

特許文献1には、通常のクロスグルーブ型等速自在継手において、ケージの外球面を外輪で固定するか、あるいは、ケージの内球面を内輪で固定することにより、固定式等速自在継手としている。
Universal Joint and Driveshaft Manual Section 3.2.12 “Cross Groove Universal Joint” 米国特許US 6,497,622 B1
In Patent Document 1, in an ordinary cross groove type constant velocity universal joint, a fixed constant velocity universal joint is formed by fixing an outer spherical surface of a cage with an outer ring or by fixing an inner spherical surface of a cage with an inner ring. .
Universal Joint and Driveshaft Manual Section 3.2.12 “Cross Groove Universal Joint” US patent US 6,497,622 B1

この等速自在継手では、内輪1のトラック溝6と外輪2のトラック溝7を前述したような構造、つまり、軸線Lに対して反対方向に傾斜した角度(トラック交叉角α)をなし、かつ、内輪1の隣接するトラック溝6および外輪2の隣接するトラック溝7を、それぞれ軸線Lに対して反対方向にトラック交叉角αだけ傾斜させた状態に配置している。   In this constant velocity universal joint, the track groove 6 of the inner ring 1 and the track groove 7 of the outer ring 2 have the structure as described above, that is, an angle inclined in the opposite direction with respect to the axis L (track crossing angle α), and The adjacent track grooves 6 of the inner ring 1 and the adjacent track grooves 7 of the outer ring 2 are arranged in a state where they are inclined with respect to the axis L in the opposite direction by the track crossing angle α.

このように内輪1の隣接するトラック溝6および外輪2の隣接するトラック溝7のそれぞれが鏡像対称となるように配置されていることから、トルク負荷時、トラック溝6,7の交叉部に位置するボール3は、隣接するトラック溝6,7で互いに軸方向反対側へ飛び出そうとする。   Since the adjacent track grooves 6 of the inner ring 1 and the adjacent track grooves 7 of the outer ring 2 are arranged so as to be mirror-image symmetrical in this way, they are positioned at the intersections of the track grooves 6 and 7 when torque is applied. The balls 3 are about to jump out in the axial direction opposite to each other in the adjacent track grooves 6 and 7.

従って、全てのボール3から作用される飛び出し力の合力によって、ボール3を保持するケージ4の継手軸方向位置が決まり、この状態で、内輪1からボール3を介して外輪2に駆動力および回転を伝達することができる。   Accordingly, the joint axial position of the cage 4 that holds the ball 3 is determined by the resultant force of the jumping force applied from all the balls 3. In this state, the driving force and rotation from the inner ring 1 to the outer ring 2 via the ball 3 are determined. Can be transmitted.

ところで、一般的なクロスグルーブ型等速自在継手では、トラック溝6,7の形状および傾斜角(トラック交叉角α)によって決定される最大作動角があり、それ以上の作動角で折り曲げ動作を行うと、引っ掛かり現象が発生する。つまり、トラック溝6,7の傾斜角によっては、高作動角をとった時に内輪1および外輪2の対向するトラック溝6,7が平行状態に近づくことがあり、その内輪1のトラック溝6と外輪2のトラック溝7の交叉部からボール3が位置ずれすることによって内輪1と外輪2間で引っ掛かる箇所が発生することでスムーズな折り曲げ動作が得られない引っ掛かり現象が発生する。このような現象が発生すると、作動性が低下する。   By the way, in the general cross groove type constant velocity universal joint, there is a maximum operating angle determined by the shape of the track grooves 6 and 7 and the inclination angle (track crossing angle α), and the bending operation is performed at an operating angle higher than that. A catching phenomenon occurs. That is, depending on the inclination angle of the track grooves 6 and 7, when the high operating angle is taken, the track grooves 6 and 7 facing the inner ring 1 and the outer ring 2 may approach a parallel state. When the ball 3 is displaced from the intersection of the track groove 7 of the outer ring 2, a portion that is caught between the inner ring 1 and the outer ring 2 is generated, thereby causing a catching phenomenon in which a smooth bending operation cannot be obtained. When such a phenomenon occurs, the operability decreases.

また、内輪1のトラック溝6と外輪2のトラック溝7は、軸線Lに対して反対方向に傾斜した角度(トラック交叉角α)をなし、かつ、内輪1の隣接するトラック溝6および外輪2の隣接するトラック溝7を、それぞれ軸線Lに対して反対方向にトラック交叉角αだけ傾斜させた状態に配置している。このことから、内輪1のトラック溝6および外輪2のトラック溝7の加工時には、複雑な位置決め作業が必要となる。   Further, the track groove 6 of the inner ring 1 and the track groove 7 of the outer ring 2 form an angle inclined in the opposite direction with respect to the axis L (track crossing angle α), and the adjacent track groove 6 and outer ring 2 of the inner ring 1 are formed. Adjacent track grooves 7 are arranged so as to be inclined with respect to the axis L in the opposite direction by the track crossing angle α. For this reason, a complicated positioning operation is required when processing the track groove 6 of the inner ring 1 and the track groove 7 of the outer ring 2.

さらに、前述したトラック溝6,7の構成でもって固定式等速自在継手として成立させるためには、ケージ4を内輪1あるいは外輪2のいずれか一方に固定しなければならない。前述の特許文献1に開示された固定方法、つまり、内輪の外周面あるいは外輪の内周面を球面状とすることによりケージを固定する場合、ボールの組み込み時にケージや内輪を傾けて一つずつ組み込まなければならず、組み立て工数が増加するという問題がある。   Furthermore, in order to establish a fixed constant velocity universal joint with the configuration of the track grooves 6 and 7 described above, the cage 4 must be fixed to either the inner ring 1 or the outer ring 2. In the fixing method disclosed in Patent Document 1 described above, that is, when the cage is fixed by making the outer peripheral surface of the inner ring or the inner peripheral surface of the outer ring spherical, the cage and inner ring are tilted one by one when the balls are assembled. There is a problem that the assembly man-hours must be increased.

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、高作動角での折り曲げ動作時に引っ掛かり現象が発生することを抑制し、トラック溝の加工および構成部品の組み立てを簡便に行えるようにした固定式等速自在継手を提供することにある。   Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to suppress the occurrence of a catching phenomenon at the time of bending operation at a high operating angle, and to process track grooves and components. Is to provide a fixed type constant velocity universal joint that can be easily assembled.

前述の目的を達成するため、本発明に係る固定式等速自在継手は、外周面に複数の直線状トラック溝を軸線に対して傾斜させた状態で軸方向に形成した内輪と、内周面に複数の直線状トラック溝を軸線に対して内輪のトラック溝と反対方向に傾斜させた状態で軸方向に形成した外輪と、内輪のトラック溝と外輪のトラック溝との交叉部に組み込まれたボールと、内輪の外周面と外輪の内周面との間に配されてボールを内輪のトラック溝と外輪のトラック溝との間で保持するケージとを備え、内輪の隣接するトラック溝および外輪の隣接するトラック溝をそれぞれ平行に配置すると共に、内輪あるいは外輪の少なくともいずれか一方にケージを止め輪により継手軸方向に固定したことを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, a fixed type constant velocity universal joint according to the present invention includes an inner ring formed in an axial direction in a state where a plurality of linear track grooves are inclined with respect to an axis on an outer peripheral surface, and an inner peripheral surface In addition, a plurality of linear track grooves are tilted in the opposite direction to the inner ring track groove with respect to the axis, and are incorporated in the intersection of the inner ring track groove and the outer ring track groove. A ball and a cage disposed between the outer peripheral surface of the inner ring and the inner peripheral surface of the outer ring and holding the ball between the track groove of the inner ring and the track groove of the outer ring, and the adjacent track groove and outer ring of the inner ring The track grooves adjacent to each other are arranged in parallel with each other, and the cage is fixed to at least one of the inner ring and the outer ring in the joint axial direction by a retaining ring.

従来のクロスグルーブ型等速自在継手では、内輪の隣接するトラック溝および外輪の隣接するトラック溝が軸線に対して反対方向に傾斜した状態に配置されていることから、トルク負荷時、ボールは、隣接するトラック溝で互いに軸方向反対側へ飛び出そうとし、全てのボールから作用される飛び出し力の合力によって、ボールを保持するケージの継手軸方向位置が決まり、この状態で、内輪からボールを介して外輪に駆動力および回転を伝達することができる。   In the conventional cross groove type constant velocity universal joint, the adjacent track groove of the inner ring and the adjacent track groove of the outer ring are arranged in a state inclined in the opposite direction with respect to the axis. The adjacent track grooves try to jump out to the opposite sides in the axial direction, and the resultant joint force of all balls determines the joint axial position of the cage that holds the ball. In this state, the inner ring passes through the ball. Driving force and rotation can be transmitted to the outer ring.

これに対して、本発明のクロスグルーブ型等速自在継手では、内輪の隣接するトラック溝および外輪の隣接するトラック溝をそれぞれ平行に配置したことにより、トルク負荷時、トラック溝の交叉部に位置する全てのボールは同じ方向に飛び出そうとするため、その力によってケージが内輪あるいは外輪の軸方向に変位して等速自在継手として機能しなくなる。   In contrast, in the cross groove type constant velocity universal joint of the present invention, the adjacent track groove of the inner ring and the adjacent track groove of the outer ring are arranged in parallel, so that they are positioned at the intersection of the track grooves when torque is applied. Since all of the balls that try to jump out in the same direction, the cage is displaced in the axial direction of the inner ring or the outer ring by the force, so that it does not function as a constant velocity universal joint.

そこで、内輪あるいは外輪の少なくともいずれか一方にケージを止め輪により継手軸方向に固定することにより、ボールを保持するケージの継手軸方向位置を決めることで、内輪からボールを介して外輪に駆動力および回転を伝達することができる。高作動角での折り曲げ動作において、従来のクロスグルーブ型等速自在継手では、隣り合う溝が鏡像対称となっており、回転対称でないため、ケージが本来存在するべき二等分面からずれる場合がある。これに対して、本発明のクロスグルーブ型等速自在継手では、隣り合う溝が回転対称であり、どの位相に折り曲げても、同じ構造であるため、ケージが二等分面から外れることはなく、結果として引っ掛かり現象が生じにくい。   Therefore, by fixing the cage in the joint axial direction with a retaining ring to at least one of the inner ring and the outer ring and determining the joint axial direction position of the cage holding the ball, the driving force is applied from the inner ring to the outer ring via the ball. And can transmit rotation. In the bending operation at a high operating angle, in the conventional cross groove type constant velocity universal joint, the adjacent grooves are mirror-image symmetric and not rotationally symmetric, so the cage may deviate from the bisector where it should originally exist. is there. On the other hand, in the cross groove type constant velocity universal joint of the present invention, adjacent grooves are rotationally symmetric and have the same structure regardless of which phase is bent, so that the cage does not come off the bisector. As a result, the catching phenomenon hardly occurs.

このケージを止め輪により継手軸方向に拘束する手段としては、内輪の外周面あるいは外輪の内周面に環状溝を円周方向に沿って形成し、ケージの継手軸方向変位を拘束する止め輪を環状溝に嵌着した構造が望ましい。このような構造とすれば、ケージが内輪あるいは外輪の軸方向に変位しようとしても、そのケージが止め輪と干渉することにより軸方向変位が規制されるため、ケージの軸方向位置を決めることができる。   As a means for restraining the cage in the joint axial direction by a retaining ring, a retaining ring for restraining the displacement in the joint axial direction of the cage by forming an annular groove along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the inner ring or the inner peripheral surface of the outer ring. A structure in which is fitted in an annular groove is desirable. With such a structure, even if the cage is about to be displaced in the axial direction of the inner ring or the outer ring, the axial displacement is restricted by the cage interfering with the retaining ring, so that the axial position of the cage can be determined. it can.

本発明では、内輪の隣接するトラック溝および外輪の隣接するトラック溝をそれぞれ平行に配置したことにより、トラック溝の加工時、内輪および外輪の位置決め作業を簡易に行うことができ、サイクルタイムの短縮や加工精度の向上が図れる。また、ケージを継手軸方向に拘束する手段として、前述した止め輪による構造を採用すれば、外輪に対して内輪、ケージおよびボールを簡易に組み付けることができる。   In the present invention, the adjacent track groove of the inner ring and the adjacent track groove of the outer ring are arranged in parallel, so that the positioning work of the inner ring and the outer ring can be easily performed when processing the track groove, and the cycle time is shortened. And processing accuracy can be improved. Further, if the structure using the retaining ring described above is adopted as means for restraining the cage in the joint axial direction, the inner ring, the cage and the ball can be easily assembled to the outer ring.

本発明では、前述した構成におけるボールを6個以上とすることが望ましい。このようにボールを6個以上とすることにより、実質的に作動に関与するボールの個数が増加することから、等速自在継手の作動性が向上し、高角化の実現も容易となる。   In the present invention, it is desirable that the number of balls in the above-described configuration is six or more. By making the number of balls 6 or more in this way, the number of balls that are substantially involved in the operation is increased, so that the operability of the constant velocity universal joint is improved and an increase in the angle is facilitated.

本発明によれば、内輪の隣接するトラック溝および外輪の隣接するトラック溝をそれぞれ平行に配置すると共に、内輪あるいは外輪の少なくともいずれか一方にケージを止め輪により継手軸方向に固定したことにより、高作動角での折り曲げ動作において、引っ掛かり現象の発生を抑制することができ、作動性を向上させることができると共に、トラック溝の加工時における位置決め作業が容易となって、サイクルタイムの短縮化や加工精度の向上が図れることから、製品の歩留まりが大幅に向上する。   According to the present invention, the adjacent track groove of the inner ring and the adjacent track groove of the outer ring are arranged in parallel, and the cage is fixed to the at least one of the inner ring and the outer ring in the joint axial direction by the retaining ring, In the bending operation at a high operating angle, the occurrence of the catching phenomenon can be suppressed, the operability can be improved, and the positioning work at the time of processing the track groove becomes easy, and the cycle time can be shortened. Since the processing accuracy can be improved, the product yield is greatly improved.

また、ガタ詰め性がよいクロスグルーブ型等速自在継手を固定式として利用することから、固定式のツェッパ型等速自在継手よりも、ガタツキの少ない等速自在継手を提供できるので、高作動角を必要としないプロペラシャフト用の固定式等速自在継手として良好なものが得られる。   In addition, since a cross groove type constant velocity universal joint with good backlash is used as a fixed type, it is possible to provide a constant velocity universal joint with less backlash than a fixed Rzeppa type constant velocity universal joint. As a fixed type constant velocity universal joint for a propeller shaft that does not need to be good, a good one can be obtained.

本発明に係る固定式クロスグルーブ型等速自在継手の実施形態を図1〜図7を参照しながら以下に詳述する。   An embodiment of a fixed cross groove type constant velocity universal joint according to the present invention will be described in detail below with reference to FIGS.

図1および図2はクロスグルーブ型等速自在継手の主要部構成を示す断面図および側面図である。図3は内輪と外輪を組み合わせた状態での両トラック溝を示す正面図、図4は内輪のトラック溝と外輪のトラック溝を別々に示す正面図である。なお、図4は内輪の外周面および外輪の外周面を平面的に展開した状態で示す。図5はケージを軸方向に拘束する手段を示す要部拡大断面図、図6はそのケージの軸方向拘束手段の各種形態を示す要部拡大断面図、図7は作動角に対する折り曲げトルクの関係を示す特性図である。   1 and 2 are a cross-sectional view and a side view showing a main part configuration of a cross groove type constant velocity universal joint. FIG. 3 is a front view showing both track grooves in a state where the inner ring and the outer ring are combined, and FIG. 4 is a front view showing separately the track grooves of the inner ring and the track grooves of the outer ring. FIG. 4 shows the outer peripheral surface of the inner ring and the outer peripheral surface of the outer ring in a state of being developed in a plane. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the main part showing means for restraining the cage in the axial direction, FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the main part showing various forms of the axial restraining means of the cage, and FIG. FIG.

このクロスグルーブ型等速自在継手は、図1および図2に示すように内輪11、外輪12、ボール13およびケージ14を主要な構成要素としている。内輪11は、その中心孔15にプロペラシャフトのスタブシャフト等(図示せず)がスプライン嵌合により連結され、外周面に複数の直線状トラック溝16が軸方向に形成されている。外輪12は内輪11の外周に位置し、内周面に内輪11のトラック溝16と同数の直線状トラック溝17が軸方向に形成されている。内輪11と外輪12の間にケージ14が配置され、ボール13はケージ14のポケット18内に収容されている。   This cross groove type constant velocity universal joint includes an inner ring 11, an outer ring 12, a ball 13 and a cage 14 as main components as shown in FIGS. The inner ring 11 has a stub shaft (not shown) of a propeller shaft connected to the center hole 15 by spline fitting, and a plurality of linear track grooves 16 are formed in the axial direction on the outer peripheral surface. The outer ring 12 is located on the outer periphery of the inner ring 11, and the same number of linear track grooves 17 as the track grooves 16 of the inner ring 11 are formed in the axial direction on the inner peripheral surface. A cage 14 is disposed between the inner ring 11 and the outer ring 12, and the ball 13 is accommodated in a pocket 18 of the cage 14.

なお、図示の実施形態では、6個のボール13を組み込んだ等速自在継手を説明しているが、ボール13は6個以上であってもよい。ボールを6個以上とすることにより、実質的に作動に関与するボールの個数が増加することから、等速自在継手の作動性が向上し、高角化の実現も容易となる。内輪11のトラック溝16および外輪12のトラック溝17の横断面形状はゴシックアーチをなし、ボール13は、内輪11のトラック溝16および外輪12のトラック溝17に対してアンギュラ接触する。   In the illustrated embodiment, a constant velocity universal joint incorporating six balls 13 is described. However, the number of balls 13 may be six or more. By setting the number of balls to 6 or more, the number of balls that are substantially involved in the operation is increased, so that the operability of the constant velocity universal joint is improved, and a high angle is easily realized. The cross-sectional shapes of the track groove 16 of the inner ring 11 and the track groove 17 of the outer ring 12 form a Gothic arch, and the ball 13 is in angular contact with the track groove 16 of the inner ring 11 and the track groove 17 of the outer ring 12.

内輪11のトラック溝16と外輪12のトラック溝17は、図3(ケージ14については図示省略)に示すように軸線Lに対して反対方向に角度(トラック交叉角α)をなし、対をなす内輪11のトラック溝16と外輪12のトラック溝17との交叉部にボール13が組み込まれている。また、図4に示すように、内輪11の隣接するトラック溝16および外輪12の隣接するトラック溝17をそれぞれ平行に配置している。   The track groove 16 of the inner ring 11 and the track groove 17 of the outer ring 12 form an angle in the opposite direction (track crossing angle α) with respect to the axis L as shown in FIG. 3 (the cage 14 is not shown). A ball 13 is incorporated at the intersection of the track groove 16 of the inner ring 11 and the track groove 17 of the outer ring 12. Further, as shown in FIG. 4, adjacent track grooves 16 of the inner ring 11 and adjacent track grooves 17 of the outer ring 12 are arranged in parallel.

以上のように、このクロスグルーブ型等速自在継手では、内輪11の隣接するトラック溝16および外輪12の隣接するトラック溝17をそれぞれ平行に配置したことにより、トルク負荷時、トラック溝16,17の交叉部に位置する全てのボール13は同じ方向に飛び出そうとするため、その力によってケージ14が内輪11あるいは外輪12の軸方向に変位して等速自在継手として機能しなくなる。   As described above, in this cross groove type constant velocity universal joint, the adjacent track grooves 16 of the inner ring 11 and the adjacent track grooves 17 of the outer ring 12 are arranged in parallel, so that when the torque is applied, the track grooves 16, 17 are arranged. Since all the balls 13 positioned at the crossing portion of the ball 13 try to jump out in the same direction, the cage 14 is displaced in the axial direction of the inner ring 11 or the outer ring 12 by the force, and does not function as a constant velocity universal joint.

そこで、図1および図5に示すように内輪11および外輪12にケージ14を継手軸方向に固定する手段を設ける。この実施形態では、内輪11の外周面および外輪12の内周面に環状溝19,20を円周方向に沿って形成し、ケージ14の継手軸方向変位を拘束する止め輪21,22を環状溝19,20に嵌着した構造としている。   Therefore, as shown in FIGS. 1 and 5, a means for fixing the cage 14 in the joint axial direction is provided on the inner ring 11 and the outer ring 12. In this embodiment, annular grooves 19, 20 are formed along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the inner ring 11 and the inner peripheral surface of the outer ring 12, and the retaining rings 21, 22 that restrain the joint axial displacement of the cage 14 are annular. The structure is fitted in the grooves 19 and 20.

この環状溝19,20と止め輪21,22の形態としては、図6(a)〜(f)に示すようにそれぞれの断面形状が円、楕円、多角形、あるいは直線と曲線で構成された複合断面を有するものが適用可能である。なお、同図(a)〜(d)は内輪11に設けられた環状溝19a〜19dと止め輪21a〜21dを示すが、これは外輪12にも適用可能である。また、同図(e)(f)は外輪12に設けられた環状溝20e,20fと止め輪22e,22fを示すが、これは内輪11にも適用可能である。   As forms of the annular grooves 19 and 20 and the retaining rings 21 and 22, as shown in FIGS. 6A to 6F, each cross-sectional shape is configured by a circle, an ellipse, a polygon, or a straight line and a curve. Those having a composite cross section are applicable. 2A to 2D show annular grooves 19a to 19d and retaining rings 21a to 21d provided in the inner ring 11, but this can also be applied to the outer ring 12. FIG. FIGS. 5E and 5F show annular grooves 20e and 20f and retaining rings 22e and 22f provided in the outer ring 12, but this is also applicable to the inner ring 11. FIG.

この環状溝19,20と止め輪21,22は、内輪11の外周面および外輪12の内周面の軸方向二箇所に設けられ、一方の箇所に設けられた止め輪21,22によりケージ14が軸方向の一方側(図1の左側)へ変位することを拘束し、他方の箇所に設けられた止め輪21,22によりケージ14が軸方向の他方側(図1の右側)へ変位することを拘束する。これにより、ケージ14を内輪11および外輪12に対して軸方向位置に固定することができる。なお、内輪11の最大外径Ri、環状溝19,20に嵌着された止め輪21,22の外径Rc、外輪12の最小内径Roの関係は、Ro>Rc>Riとすることが必要である(図5参照)。   The annular grooves 19, 20 and retaining rings 21, 22 are provided at two axial positions on the outer peripheral surface of the inner ring 11 and the inner peripheral surface of the outer ring 12, and the cage 14 is provided by retaining rings 21, 22 provided at one location. Is restrained from being displaced to one side in the axial direction (left side in FIG. 1), and the cage 14 is displaced to the other side in the axial direction (right side in FIG. 1) by the retaining rings 21 and 22 provided in the other part. To restrain it. Thereby, the cage 14 can be fixed to the axial position with respect to the inner ring 11 and the outer ring 12. The relationship between the maximum outer diameter Ri of the inner ring 11, the outer diameter Rc of the retaining rings 21 and 22 fitted in the annular grooves 19 and 20, and the minimum inner diameter Ro of the outer ring 12 needs to satisfy Ro> Rc> Ri. (See FIG. 5).

このような止め輪21,22による構造とすれば、ケージ14が内輪11あるいは外輪12の軸方向に変位しようとしても、そのケージ14が止め輪21,22と干渉することにより軸方向変位が規制されるため、ボール13を保持するケージ14の軸方向位置を決めることで、内輪11からボール13を介して外輪12に駆動力および回転を伝達することができる。   With such a structure with the retaining rings 21 and 22, even if the cage 14 tries to be displaced in the axial direction of the inner ring 11 or the outer ring 12, the cage 14 interferes with the retaining rings 21 and 22 so that the axial displacement is restricted. Therefore, by determining the axial position of the cage 14 that holds the ball 13, the driving force and the rotation can be transmitted from the inner ring 11 to the outer ring 12 via the ball 13.

高作動角での折り曲げ動作において、従来のクロスグルーブ型等速自在継手では、隣り合う溝が鏡像対称となっており、回転対称でないため、ケージが本来存在するべき二等分面からずれる場合がある。これに対して、本発明のクロスグルーブ型等速自在継手では、隣り合う溝が回転対称であり、どの位相に折り曲げても、同じ構造であるため、ケージが二等分面から外れることはなく、結果として引っ掛かり現象を抑制することができて作動性の改善が図れる。図7は、作動角に対する折り曲げトルクの特性について、一般的な摺動式クロスグルーブ型等速自在継手(図中破線A)と本発明の固定式クロスグルーブ型等速自在継手(図中実線B)で比較したものであり、同図からも明らかなように、高作動角の領域で、本発明の固定式クロスグルーブ型等速自在継手の方が折り曲げトルクが低くなっており、良好な作動性を確保できている。   In the bending operation at a high operating angle, in the conventional cross groove type constant velocity universal joint, the adjacent grooves are mirror-image symmetric and not rotationally symmetric, so the cage may deviate from the bisector where it should originally exist. is there. On the other hand, in the cross groove type constant velocity universal joint of the present invention, adjacent grooves are rotationally symmetric and have the same structure regardless of which phase is bent, so that the cage does not come off the bisector. As a result, the catching phenomenon can be suppressed and the operability can be improved. FIG. 7 shows the characteristics of the bending torque with respect to the operating angle, and a general sliding type cross groove type constant velocity universal joint (broken line A in the figure) and the fixed type cross groove type constant velocity universal joint of the present invention (solid line B in the figure). As is clear from the figure, the bending torque of the fixed cross groove type constant velocity universal joint of the present invention is lower in the high operating angle region, and the operation is good. The sex is secured.

なお、この実施形態は、内輪11の外周面と外輪12の内周面の両方に環状溝19,20を設け、その環状溝19,20に止め輪21,22を嵌着した構造であるが、内輪11の外周面あるいは外輪12の内周面のいずれか一方に環状溝19,20を設け、その環状溝19,20に止め輪21,22を嵌着した構造であってもよい。この実施形態のように、内輪11の外周面と外輪12の内周面の両方に環状溝19,20および止め輪21,22による構造を設けた方が、ケージ14の固定が強固となる点で好ましい。   In this embodiment, annular grooves 19 and 20 are provided on both the outer peripheral surface of the inner ring 11 and the inner peripheral surface of the outer ring 12, and the retaining rings 21 and 22 are fitted in the annular grooves 19 and 20. A structure in which annular grooves 19 and 20 are provided on either the outer peripheral surface of the inner ring 11 or the inner peripheral surface of the outer ring 12 and the retaining rings 21 and 22 are fitted in the annular grooves 19 and 20 may be employed. As in this embodiment, the cage 14 is more firmly fixed when the structures of the annular grooves 19 and 20 and the retaining rings 21 and 22 are provided on both the outer peripheral surface of the inner ring 11 and the inner peripheral surface of the outer ring 12. Is preferable.

この等速自在継手では、内輪11の隣接するトラック溝16および外輪12の隣接するトラック溝17をそれぞれ平行に配置したことにより、トラック溝16,17の加工時、内輪11および外輪12の位置決め工程を削減することができてその位置決め作業を簡易に行うことができ、サイクルタイムの短縮や加工精度の向上が図れる。   In this constant velocity universal joint, the adjacent track groove 16 of the inner ring 11 and the adjacent track groove 17 of the outer ring 12 are arranged in parallel, so that the positioning process of the inner ring 11 and the outer ring 12 is performed when the track grooves 16 and 17 are processed. Therefore, the positioning operation can be easily performed, and the cycle time can be shortened and the machining accuracy can be improved.

一般的に、クロスグルーブ型等速自在継手には、内輪11の最大外径がケージ14の最小内径よりも小さいノンフロートタイプのものがあるが、このタイプの等速自在継手の組み立てでは、内輪11、ケージ14およびボール13をカセットとして外輪12に挿入するだけでよいが、本発明も同様な構造にすることによって、ケージ14を継手軸方向に拘束する手段として、前述した止め輪21,22による構造を採用すれば、特に、外輪12に対して内輪11、ケージ14およびボール13を簡易に組み付けることができる。   In general, the cross groove type constant velocity universal joint includes a non-float type in which the maximum outer diameter of the inner ring 11 is smaller than the minimum inner diameter of the cage 14. 11, the cage 14 and the ball 13 need only be inserted into the outer ring 12 as a cassette. However, the retaining ring 21 and 22 described above can be used as means for restraining the cage 14 in the joint axial direction by adopting a similar structure in the present invention. In particular, the inner ring 11, the cage 14, and the ball 13 can be easily assembled to the outer ring 12.

本発明の実施形態で、固定式クロスグルーブ型等速自在継手の主要部構成を示す断面図である。In embodiment of this invention, it is sectional drawing which shows the principal part structure of a fixed type | formula cross groove type constant velocity universal joint. 図1のクロスグルーブ型等速自在継手を示す側面図である。It is a side view which shows the cross groove type constant velocity universal joint of FIG. 図2の内輪および外輪におけるトラック交叉角αを説明するための部分正面図である。FIG. 3 is a partial front view for explaining a track crossing angle α in the inner ring and the outer ring of FIG. 2. 図2の内輪のトラック溝と外輪のトラック溝を示す部分展開図である。FIG. 3 is a partial development view showing a track groove of an inner ring and a track groove of an outer ring in FIG. 2. ケージを軸方向に拘束する手段を例示する要部拡大断面図である。It is a principal part expanded sectional view which illustrates the means to restrain a cage to an axial direction. (a)〜(f)はケージの軸方向拘束手段の各種形態を例示する要部拡大断面図である。(A)-(f) is a principal part expanded sectional view which illustrates the various forms of the axial direction restraint means of a cage. 作動角に対する折り曲げトルクの関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship of the bending torque with respect to an operating angle. 一般的な摺動式クロスグルーブ型等速自在継手の主要部構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part structure of a general sliding type cross groove type constant velocity universal joint. 図8のクロスグルーブ型等速自在継手を示す側面図である。It is a side view which shows the cross groove type constant velocity universal joint of FIG. 図9の内輪および外輪におけるトラック交叉角αを説明するための部分正面図である。FIG. 10 is a partial front view for explaining a track crossing angle α in the inner ring and the outer ring in FIG. 9. 図9の内輪のトラック溝と外輪のトラック溝を示す部分展開図である。FIG. 10 is a partial development view showing a track groove of an inner ring and a track groove of an outer ring in FIG. 9.

符号の説明Explanation of symbols

11 内輪
12 外輪
13 ボール
14 ケージ
16 トラック溝
17 トラック溝
19,20 環状溝
21,22 止め輪

11 Inner ring 12 Outer ring 13 Ball 14 Cage 16 Track groove 17 Track groove 19, 20 Annular groove 21, 22 Retaining ring

Claims (4)

外周面に複数の直線状トラック溝を軸線に対して傾斜させた状態で軸方向に形成した内輪と、内周面に複数の直線状トラック溝を軸線に対して前記内輪のトラック溝と反対方向に傾斜させた状態で軸方向に形成した外輪と、前記内輪のトラック溝と外輪のトラック溝との交叉部に組み込まれたボールと、前記内輪の外周面と外輪の内周面との間に配されて前記ボールを内輪のトラック溝と外輪のトラック溝との間で保持するケージとを備え、前記内輪の隣接するトラック溝および外輪の隣接するトラック溝をそれぞれ平行に配置すると共に、前記内輪あるいは外輪の少なくともいずれか一方に前記ケージを止め輪により継手軸方向に固定したことを特徴とする固定式等速自在継手。   An inner ring formed in the axial direction with a plurality of linear track grooves inclined on the outer peripheral surface with respect to the axis, and a plurality of linear track grooves on the inner peripheral surface opposite to the track grooves of the inner ring with respect to the axis Between the outer ring formed in the axial direction in a state inclined to the inner ring, the ball incorporated in the intersection of the track groove of the inner ring and the track groove of the outer ring, and the outer peripheral surface of the inner ring and the inner peripheral surface of the outer ring. And a cage for holding the ball between the track groove of the inner ring and the track groove of the outer ring, the adjacent track groove of the inner ring and the adjacent track groove of the outer ring are arranged in parallel, and the inner ring Alternatively, a fixed type constant velocity universal joint, wherein the cage is fixed to at least one of the outer rings in a joint axial direction by a retaining ring. 前記内輪の外周面に環状溝を円周方向に沿って形成し、前記ケージの継手軸方向変位を拘束する止め輪を前記環状溝に嵌着した請求項1に記載の固定式等速自在継手。   The fixed type constant velocity universal joint according to claim 1, wherein an annular groove is formed in an outer circumferential surface of the inner ring along a circumferential direction, and a retaining ring for restraining a joint axial displacement of the cage is fitted in the annular groove. . 前記外輪の内周面に環状溝を円周方向に沿って形成し、前記ケージの継手軸方向変位を拘束する止め輪を前記環状溝に嵌着した請求項1に記載の固定式等速自在継手。   The fixed constant velocity universal according to claim 1, wherein an annular groove is formed along an inner circumferential surface of the outer ring along a circumferential direction, and a retaining ring for restraining a joint axial displacement of the cage is fitted into the annular groove. Fittings. 前記ボールが6個以上である請求項1〜3のいずれか一項に記載の固定式等速自在継手。

The fixed type constant velocity universal joint according to any one of claims 1 to 3, wherein the number of the balls is six or more.

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