JP2007255463A - Fixed constant velocity universal joint - Google Patents

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起佐雄 山崎
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixed constant velocity universal joint capable of reducing friction force between a cage and an outer ring generated due to a wedge angle and being easily manufactured by conventional machining technology and having excellent working property. <P>SOLUTION: A track groove 22 of an outward member comprises two kinds of track grooves, namely, a first track groove 41 and a second track groove 42. The first track groove 41 is provided with an opening side track groove 41a provided by deviating the center of curvature onto an opening side in the axial direction from the center of the joint, an innermost side track groove 41b provided by separating the center of curvature from the center of the joint in the axial direction onto an innermost side being the opposite side to the center of curvature of the opening side track groove 41a by only equal distance, and a straight groove 41c arranged between the innermost side track groove 41b and the opening side track groove 41a and having a bottom face parallel with an axial line of the outward member. The second track groove 42 is provided by deviating the center of curvature from the center of the joint onto an opening side in the axial direction. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は固定式等速自在継手に関し、詳しくは、自動車や各種産業機械の動力伝達系において使用されるもので、駆動側と従動側の二軸間で角度変位のみを許容す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 joint that is used in a power transmission system of an automobile or various industrial machines and allows only angular displacement between two axes of a driving side and a driven side. It relates to a universal joint.

例えば、自動車のエンジンから車輪に回転力を等速で伝達する手段として使用される等速自在継手の一種に固定式等速自在継手がある。この固定式等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し得る構造を備えている。一般的に、前述した固定式等速自在継手としては、バーフィールド型(BJ)やアンダーカットフリー型(UJ)が広く知られている。   For example, there is a fixed type constant velocity universal joint as a kind of constant velocity universal joint used as means for transmitting rotational force from an engine of an automobile to wheels at a constant speed. This fixed type constant velocity universal joint has a structure in which two shafts on the driving side and the driven side are connected and the rotational torque can be transmitted at a constant speed even if the two shafts have an operating angle. In general, as the above-mentioned fixed type constant velocity universal joint, a Barfield type (BJ) and an undercut free type (UJ) are widely known.

例えば、BJタイプの固定式等速自在継手は、図8に示すように内球面1に複数のトラック溝2が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材としての外輪3と、外球面4に外輪3のトラック溝2と対をなす複数のトラック溝5が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材としての内輪6と、外輪3のトラック溝2と内輪6のトラック溝5との間に介在してトルクを伝達する複数のボール7と、外輪3の内球面1と内輪6の外球面4との間に介在してボール7を保持するケージ8とを備えている。また、内輪6にはシャフト11が嵌入されている。   For example, a fixed constant velocity universal joint of the BJ type has an outer ring 3 as an outer member in which a plurality of track grooves 2 are formed in the inner spherical surface 1 at equal intervals in the circumferential direction as shown in FIG. An inner ring 6 as an inner member in which a plurality of track grooves 5 paired with the track grooves 2 of the outer ring 3 are formed on the outer spherical surface 4 along the axial direction at equal intervals in the circumferential direction, and the track grooves of the outer ring 3 2 and the track groove 5 of the inner ring 6 are interposed between the plurality of balls 7 for transmitting torque and the inner spherical surface 1 of the outer ring 3 and the outer spherical surface 4 of the inner ring 6 to hold the balls 7. And a cage 8. A shaft 11 is fitted into the inner ring 6.

この等速自在継手では、外輪3のトラック溝2の曲率中心O1と内輪6のトラック溝5の曲率中心O2とを、継手中心Oに対して等距離fだけ軸方向に逆向きにオフセットさせている。このようにトラックオフセットを設けたことにより、両トラック溝2、5のそれぞれは、その軸方向中央から外輪底側(奥側)で浅く、外輪開口側で深くなっており、その結果、外輪3の底側(奥側)から開口側へ向けて径方向間隔が徐々に増加する楔状のボールトラックが形成されている。   In this constant velocity universal joint, the center of curvature O1 of the track groove 2 of the outer ring 3 and the center of curvature O2 of the track groove 5 of the inner ring 6 are offset in the axial direction opposite to the joint center O by an equal distance f. Yes. By providing the track offset in this way, each of the track grooves 2 and 5 is shallower from the center in the axial direction on the bottom side (back side) of the outer ring and deeper on the opening side of the outer ring. As a result, the outer ring 3 A wedge-shaped ball track is formed in which the radial interval gradually increases from the bottom side (back side) to the opening side.

すなわち、トラックオフセットしたものでは、トラック溝2、5とボール7の接点がトラック溝2、5から外れずに継手作動角を大きく取るため、外輪3のトラック溝2の曲率中心O1を開口側とし、内輪6のトラック溝5の曲率中心O2を奥側にしている。そのため、外輪3のトラック奥側の溝深さが浅くなり、このように浅くなれば、トラック奥側において許容負荷トルクが小さくなる。これを解決するために、外輪3のトラック溝2の曲率中心を継手中心より奥側とし、内輪5のトラック溝5の曲率中心を開口側としているものもある(特許文献1)。   That is, in the case of the track offset, since the contact angle between the track grooves 2 and 5 and the ball 7 is not disengaged from the track grooves 2 and 5 and the joint operating angle is increased, the center of curvature O1 of the track groove 2 of the outer ring 3 is set as the opening side. The center of curvature O2 of the track groove 5 of the inner ring 6 is on the back side. For this reason, the depth of the groove on the back side of the track of the outer ring 3 becomes shallow, and if it becomes so shallow, the allowable load torque becomes small on the back side of the track. In order to solve this problem, there is a type in which the center of curvature of the track groove 2 of the outer ring 3 is set to the back side from the joint center and the center of curvature of the track groove 5 of the inner ring 5 is set to the opening side (Patent Document 1).

ところで、図8に示すようにオフセットしたものでは、このオフセットにより発生するくさび角α1、α2が外輪開口側に向かって拡開する。このため、継手にトルクが負荷された場合、図8の矢印で示すように、ボール7が外輪3から飛び出そうとする力が作用する。そのため、ケージ8はボール7により外輪開口側に強く押付けられ、ケージ外径と、外輪3の内球面1との間で強い摩擦力が生じ発熱する。このため、発熱による効率低下(実車では燃費低下に結びつく)及び寿命低下を招いていた。   By the way, in the case of the offset as shown in FIG. 8, the wedge angles α1, α2 generated by the offset are expanded toward the outer ring opening side. For this reason, when a torque is applied to the joint, as shown by the arrow in FIG. 8, a force that the ball 7 tries to jump out of the outer ring 3 acts. Therefore, the cage 8 is strongly pressed by the ball 7 toward the outer ring opening side, and a strong frictional force is generated between the cage outer diameter and the inner spherical surface 1 of the outer ring 3 to generate heat. For this reason, efficiency reduction due to heat generation (which leads to a reduction in fuel consumption in an actual vehicle) and a reduction in service life have been caused.

そこで、従来には、オフセットが逆になっている2種類のトラック形状を交互に組み合わせているものがある(特許文献2)。これによって、くさび角に起因したボールに懸かる力を開口側、奥側に交互に打ち消し合うように発生させ、ケージが外輪の一方に押付けられないようにしているものがある。
特表2004−518083号公報 特許第3111930号公報
Therefore, there is a conventional technique in which two types of track shapes having opposite offsets are alternately combined (Patent Document 2). As a result, a force applied to the ball due to the wedge angle is generated to alternately cancel the opening side and the back side so that the cage is not pressed against one of the outer rings.
Special table 2004-518083 gazette Japanese Patent No. 3111930

しかしながら、外輪のトラック溝の曲率中心を継手中心より奥側とし、内輪のトラック溝の曲率中心を開口側とすれば、トラック溝にて形成されるボールトラックは、外輪の奥側から開口側に向けてトラックの深さが徐々に減少する形状となり、作動角をとった場合、ボールトラックからボール7の負荷点が外れるおそれがあるので、高作動角をとることができない。更にシャフトとの干渉を考慮すると、開口側でのトラック長さが確保できなくなるため、大きな作動角をとることができない。   However, if the center of curvature of the track groove of the outer ring is the back side from the joint center and the center of curvature of the track groove of the inner ring is the opening side, the ball track formed by the track groove is from the back side of the outer ring to the opening side. When the operating angle is taken, the load point of the ball 7 may be removed from the ball track, so that a high operating angle cannot be obtained. Further, when considering the interference with the shaft, the track length on the opening side cannot be secured, so that a large operating angle cannot be taken.

そのため、大きな作動角を確保するために、開口側においてトラック溝を大きくする追加加工を行う必要があった。しかも、オフセットが逆になっている2種類のトラック形状を交互に組み合わせたものでは、外輪開口側の追加加工が異なるため、加工工程が複雑になる欠点があった。さらに、交互に異なるトラック形状をなすものでは、鍛造が困難である欠点もある。   Therefore, in order to ensure a large operating angle, it is necessary to perform an additional process for enlarging the track groove on the opening side. In addition, in the case of alternately combining two types of track shapes in which the offsets are reversed, the additional process on the outer ring opening side is different, so that the machining process is complicated. Furthermore, there is a drawback that forging is difficult if the track shapes are alternately different.

本発明は、上記課題に鑑みて、くさび角に起因するケージと外輪間の摩擦力を減少させ、しかも作動性が良好で、かつ、従来の加工技術にて容易に製造することが可能な固定式等速自在継手を提供する。   In view of the above problems, the present invention reduces the frictional force between the cage and the outer ring due to the wedge angle, has good operability, and can be easily manufactured by conventional processing techniques. Provide a constant velocity universal joint.

本発明の固定式等速自在継手は、内球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材と、外球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外方部材の内球面と内方部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた固定式等速自在継手において、
前記外方部材のトラック溝は第1トラック溝と第2トラック溝の2種類を有し、第1トラック溝は、曲率中心を継手中心から軸方向に開口側にずらして設けた開口側トラック溝と、曲率中心を継手中心から軸方向に開口側トラック溝の曲率中心と反対側の奥側に等距離だけ離して設けた奥側トラック溝と、この奥側トラック溝と前記開口側トラック溝との間に配設されて溝底面が外方部材軸線と平行なストレート溝とを備え、第2トラック溝は、曲率中心を継手中心から軸方向に開口側にずらして設けたものである。
The fixed type constant velocity universal joint of the present invention includes an outer member in which a plurality of track grooves are formed on the inner spherical surface along the axial direction at equal intervals in the circumferential direction, and a plurality of track grooves on the outer spherical surface in the circumferential direction, etc. An inner member formed along the axial direction at intervals, a plurality of balls that are interposed between the track grooves of the outer member and the track grooves of the inner member, and transmit torque; and In a fixed type constant velocity universal joint provided with a cage that is interposed between an inner spherical surface and an outer spherical surface of an inner member and holds a ball,
The outer member has two types of track grooves, a first track groove and a second track groove. The first track groove is an opening-side track groove provided with the center of curvature shifted from the joint center to the opening side in the axial direction. And a back side track groove provided at an equal distance away from the center of curvature in the axial direction from the joint center on the back side opposite to the center of curvature of the open side track groove, and the back side track groove and the open side track groove, The second track groove is provided by shifting the center of curvature from the joint center toward the opening side in the axial direction.

本発明の固定式等速自在継手では、180度位相に配置された一対の第1トラックについて、作動角をとった場合、図5のように、一方のトラック溝内のボールが奥側に位置し、もう一方のトラック溝内のボールが開口側に位置する。このような場合には、2つのボールに対してくさび角が相反する方向になる。このため、くさび角によって発生する力、つまりボールをそのくさび開口側に押し出そうとする力が互いに逆方向に発生し、その力は互いに打ち消し合う。このため、ボールによりケージが外輪の開口側に一方的に押付けられることがない。しかしながら、ストレート溝を有することによって、作動角をとらない状態でくさび角が0度となる。よって、作動角が0度付近ではくさび角の方向が反転するため、くさび角が小さくなる領域ができ、作動性が悪化する。ところが、第2トラック溝は作動角が0度であってもくさび角を持ち、くさび角は全域で同じ角度に保たれる。   In the fixed type constant velocity universal joint of the present invention, when the operating angle is taken with respect to the pair of first tracks arranged in a phase of 180 degrees, the ball in one track groove is positioned on the back side as shown in FIG. The ball in the other track groove is located on the opening side. In such a case, the wedge angles are in opposite directions with respect to the two balls. For this reason, the force generated by the wedge angle, that is, the force for pushing the ball toward the wedge opening is generated in opposite directions, and the forces cancel each other. For this reason, the cage is not unilaterally pressed against the opening side of the outer ring by the ball. However, by having the straight groove, the wedge angle becomes 0 degree without taking the operating angle. Therefore, since the direction of the wedge angle is reversed when the operating angle is around 0 degrees, a region where the wedge angle becomes small is formed, and the operability is deteriorated. However, the second track groove has a wedge angle even when the operating angle is 0 degree, and the wedge angle is maintained at the same angle throughout the entire area.

前記内方部材のトラック溝は第1トラック溝と第2トラック溝の2種類を有し、第1トラック溝は、曲率中心を継手中心から軸方向に開口側にずらして設けた開口側トラック溝と、曲率中心を継手中心から軸方向に開口側トラック溝の曲率中心と反対側の奥側に等距離だけ離して設けた奥側トラック溝と、この奥側トラック溝と前記開口側トラック溝との間に配設されて溝底面が内方部材軸線と平行なストレート溝とを備え、第2トラック溝は、曲率中心を継手中心から軸方向に奥側にずらして設ける。   The track groove of the inner member has two types, a first track groove and a second track groove, and the first track groove is an opening side track groove provided by shifting the center of curvature from the joint center to the opening side in the axial direction. And a back side track groove provided at an equal distance away from the center of curvature in the axial direction from the joint center on the back side opposite to the center of curvature of the open side track groove, and the back side track groove and the open side track groove, The second track groove is provided by shifting the center of curvature from the joint center to the back side in the axial direction.

このように、内方部材のトラック溝が、第1トラック溝と第2トラック溝の2種類を有することにより、この内方部材の第1トラック溝とこれに対応する外方部材の第1トラック溝とで構成されるボールトラック及び内方部材の第2トラック溝とこれに対応する外方部材の第2トラック溝とで構成されるボールトラックを、ボールが滑らかに転動する形状とすることができる。   Thus, since the track groove of the inner member has two types of the first track groove and the second track groove, the first track groove of the inner member and the first track of the outer member corresponding thereto are provided. The ball track constituted by the groove and the second track groove of the inner member and the corresponding second track groove of the outer member have a shape in which the ball rolls smoothly. Can do.

前記第1トラック溝を少なくとも1対有し、この第1トラック溝が180度位相に位置して対向している。これにより、作動角をとったときには、2つのボールに対してくさび角が確実に相反する方向になり、くさび角によって発生する力、つまりボールをそのくさび開口側に押し出そうとする力が互いに逆方向に正確に発生し、その力は互いに安定して打ち消し合う。   At least one pair of the first track grooves is provided, and the first track grooves are opposed to each other at a phase of 180 degrees. As a result, when the operating angle is taken, the wedge angles are surely opposite to each other with respect to the two balls, and the forces generated by the wedge angles, that is, the forces trying to push the ball toward the wedge opening are mutually They occur exactly in the opposite directions and their forces cancel each other out stably.

第1トラック溝を備えることによって、ボールによりケージが外輪(外方部材)の開口側に押付けられる力を小さくすることができる。このため、ケージの外球面と外輪内球面との摩擦力を低減でき、継手寿命が向上する。すなわち、自動車に搭載した際には、燃費が向上する。また、第2トラック溝を備えることによって、第2トラック溝は作動角が0度であってもくさび角を持ち、くさび角は全域で同じ角度に保たれる。このように形状が相違する第1トラック溝と第2トラック溝とを備えることによって、第1トラック溝で摩擦力を低減させ、第2トラック溝で作動性を確保することができる。   By providing the first track groove, the force with which the cage is pressed against the opening side of the outer ring (outer member) by the ball can be reduced. For this reason, the frictional force between the outer spherical surface of the cage and the inner spherical surface of the outer ring can be reduced, and the joint life is improved. That is, when mounted on an automobile, fuel efficiency is improved. Further, by providing the second track groove, the second track groove has a wedge angle even when the operating angle is 0 degree, and the wedge angle is maintained at the same angle in the entire region. By providing the first track groove and the second track groove having different shapes as described above, the friction force can be reduced by the first track groove and the operability can be secured by the second track groove.

第2トラック溝は、この種の固定式等速自在継手のトラック溝と同様の形状である。このため、トラック溝を外輪開口側において、作動角をとりやすいように、広げる加工(追加加工)を行う必要がない。すなわち、追加加工を行うことなく、この固定式等速自在継手の作動性を確保できる。なお、固定式等速自在継手において、作動角を確保するために外輪(外方部材)に追加加工を行うとしても、開口側のトラック形状は第1トラックおよび第2トラックですべて同形状であるため、一種類の追加工でよい。   The second track groove has the same shape as the track groove of this type of fixed type constant velocity universal joint. For this reason, it is not necessary to perform processing (additional processing) for expanding the track groove so that the operating angle can be easily taken on the outer ring opening side. That is, the operability of the fixed type constant velocity universal joint can be ensured without additional processing. In addition, in the fixed type constant velocity universal joint, even if additional processing is performed on the outer ring (outer member) in order to ensure the operating angle, the track shape on the opening side is the same for both the first track and the second track. Therefore, one type of additional machining is sufficient.

また、第1トラック溝は、全域において第2トラック溝よりも深く形成されており、すべてが第2トラック溝である従来の製品(鍛造品であって、現行で量産しているもの)から、全トラック溝中の半分のトラック溝に対して、第1トラック溝となるような追加加工を行うことで製造できる。このため、従来の既存の鍛造型を使用することができ、コストの点においてもメリットがある。   In addition, the first track groove is formed deeper than the second track groove in the entire region, and from the conventional product (forged product that is currently mass-produced), all of which is the second track groove, It can be manufactured by performing additional processing to become the first track groove with respect to half of the track grooves in all the track grooves. For this reason, a conventional existing forging die can be used, and there is an advantage in terms of cost.

内方部材の第1トラック溝とこれに対応する外方部材の第1トラック溝とで構成されるボールトラック及び内方部材の第2トラック溝とこれに対応する外方部材の第2トラック溝とで構成されるボールトラックを、ボールが滑らかに転動する形状とすることができる。このため、種々の作動角を滑らかにとることができる。   A ball track composed of a first track groove of the inner member and a corresponding first track groove of the outer member, a second track groove of the inner member, and a second track groove of the outer member corresponding thereto And a ball track configured to smoothly roll the ball. For this reason, various operating angles can be taken smoothly.

本発明に係る固定式等速自在継手の実施形態を図1〜図7に基づいて説明する。   An embodiment of a fixed type constant velocity universal joint according to the present invention will be described with reference to FIGS.

この固定式等速自在継手は、図2に示すように内球面21に複数のトラック溝22が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材としての外輪23と、外球面24に外輪23のトラック溝22と対をなす複数のトラック溝25が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材としての内輪26と、外輪23のトラック溝22と内輪26のトラック溝25との間に介在してトルクを伝達する複数のボール27と、外輪23の内球面21と内輪26の外球面24との間に介在してボール27を保持するケージ28とを備えている。複数のボール27は、ケージ28に形成されたポケット29に収容されて円周方向等間隔に配置されている。なお、外輪23の開口端には、外輪23と内輪26が高作動角をとった時に、内輪26に連結されたシャフト31が外輪23と干渉することを防止するためにチャンファ部30が設けられている。   As shown in FIG. 2, the fixed type constant velocity universal joint includes an outer ring 23 as an outer member in which a plurality of track grooves 22 are formed on the inner spherical surface 21 along the axial direction at equal intervals in the circumferential direction, and the outer spherical surface. 24, a plurality of track grooves 25 paired with the track grooves 22 of the outer ring 23 are formed along the axial direction at equal intervals in the circumferential direction, and the track grooves 22 and the inner rings 26 of the outer ring 23 are formed as inner members. A plurality of balls 27 that transmit torque by being interposed between the track grooves 25 and a cage 28 that is interposed between the inner spherical surface 21 of the outer ring 23 and the outer spherical surface 24 of the inner ring 26 and holds the balls 27. I have. The plurality of balls 27 are accommodated in pockets 29 formed in the cage 28 and arranged at equal intervals in the circumferential direction. A chamfer portion 30 is provided at the open end of the outer ring 23 to prevent the shaft 31 connected to the inner ring 26 from interfering with the outer ring 23 when the outer ring 23 and the inner ring 26 have a high operating angle. ing.

内輪26の中心孔(内径孔)32にシャフト31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。シャフト31は止め輪33により内輪26に対して抜け止めされている。   A shaft 31 is inserted into a center hole (inner diameter hole) 32 of the inner ring 26 and is spline-fitted. By the spline fitting, torque can be transmitted between the two. The shaft 31 is prevented from coming off from the inner ring 26 by a retaining ring 33.

前記外輪23のトラック溝22は、図1に示すように、第1トラック溝41と第2トラック溝42とを有する。すなわち、第1トラック溝41と第2トラック溝42とが周方向に沿って交互に配設されている。トラック溝22としては、トルク伝達機能を考慮すれば6個以上とするのが好ましく、8個が最適である。このため、第1トラック溝41を4個とし、第2トラック溝42を4個とするのがよい。第1トラック溝41及び第2トラック溝42はそれぞれ180度位相に位置して対向している。   As shown in FIG. 1, the track groove 22 of the outer ring 23 has a first track groove 41 and a second track groove 42. That is, the first track grooves 41 and the second track grooves 42 are alternately arranged along the circumferential direction. In consideration of the torque transmission function, the number of track grooves 22 is preferably 6 or more, and 8 is optimal. For this reason, it is preferable that the number of the first track grooves 41 is four and the number of the second track grooves 42 is four. The first track groove 41 and the second track groove 42 are positioned at a phase of 180 degrees and face each other.

また、内輪26のトラック溝25も、第1トラック溝51と第2トラック溝52とを有する。この場合、第1トラック溝51は外輪23の第1トラック溝41に対応して、第1トラック溝41、51でボールトラックを形成し、第2トラック溝52は外輪23の第2トラック溝42に対応して、第2トラック溝42、52でボールトラックを形成する。   The track groove 25 of the inner ring 26 also has a first track groove 51 and a second track groove 52. In this case, the first track groove 51 corresponds to the first track groove 41 of the outer ring 23 to form a ball track with the first track grooves 41, 51, and the second track groove 52 is the second track groove 42 of the outer ring 23. Corresponding to the above, a ball track is formed by the second track grooves 42 and 52.

第1トラック溝41は、図2〜図4に示すように、曲率中心aを継手中心Oから軸方向に外輪23の開口側に距離f1だけずらして設けた開口側トラック溝41aと、曲率中心bを継手中心Oから軸方向に曲率中心aと反対側の奥側に距離f2だけ離して設けた奥側トラック溝41bと、奥側トラック溝41bと開口側トラック溝41aとの間に配設されて溝底面が外方部材軸線L0と平行なストレート溝41cとを備える。距離f1と距離f2とは等距離である。また、第2トラック溝42は、図6に示すように、曲率中心aを継手中心Oから軸方向に外輪23の開口側に距離f1だけずらして設けたものである。   As shown in FIGS. 2 to 4, the first track groove 41 includes an opening-side track groove 41 a provided by shifting the center of curvature a from the joint center O in the axial direction to the opening side of the outer ring 23 by a distance f1. b is disposed between the back side track groove 41b and the back side track groove 41a, which is provided at a distance f2 away from the joint center O in the axial direction on the back side opposite to the center of curvature a. The groove bottom surface is provided with a straight groove 41c parallel to the outer member axis L0. The distance f1 and the distance f2 are equidistant. Further, as shown in FIG. 6, the second track groove 42 is formed by shifting the center of curvature a from the joint center O in the axial direction to the opening side of the outer ring 23 by a distance f1.

図3に示すように、外輪23の開口側トラック溝41aの溝底半径Ro1と奥側トラック溝41bの溝底半径Ro2とは同一に設定されている。   As shown in FIG. 3, the groove bottom radius Ro1 of the opening side track groove 41a of the outer ring 23 and the groove bottom radius Ro2 of the back side track groove 41b are set to be the same.

内輪26の第1トラック溝51は、図2〜図4に示すように、曲率中心aを継手中心Oから軸方向に外輪23の開口側に距離f1だけずらして設けた開口側トラック溝51aと、曲率中心bを継手中心Oから軸方向に曲率中心aと反対側の奥側に距離f2だけ離して設けた奥側トラック溝51bと、奥側トラック溝51bと開口側トラック溝51aとの間に配設されて溝底面が内方部材軸線L4と平行なストレート溝51cとを備える。また、第2トラック溝52は、図6に示すように、曲率中心bを継手中心Oから軸方向に外輪23の奥側に距離f2だけずらして設けたものである。   As shown in FIGS. 2 to 4, the first track groove 51 of the inner ring 26 includes an opening-side track groove 51 a provided by shifting the center of curvature a from the joint center O in the axial direction to the opening side of the outer ring 23 by a distance f1. The center of curvature b is spaced from the joint center O in the axial direction by a distance f2 on the back side opposite to the center of curvature a, and between the back side track groove 51b and the opening side track groove 51a. The groove bottom surface is provided with a straight groove 51c parallel to the inner member axis L4. Further, as shown in FIG. 6, the second track groove 52 is formed by shifting the center of curvature b from the joint center O in the axial direction to the back side of the outer ring 23 by a distance f2.

図3に示すように、内輪26の開口側トラック溝51aの溝底半径Ri1と奥側トラック溝51bの溝底半径Ri2とは同一に設定されている。   As shown in FIG. 3, the groove bottom radius Ri1 of the opening side track groove 51a of the inner ring 26 and the groove bottom radius Ri2 of the back side track groove 51b are set to be the same.

外輪23の第1トラック溝41のトラック中心線Lは、図4に示すように、曲率中心aを中心の半径R1の開口側の円弧部Laと、曲率中心bを中心の半径R2の奥側の円弧部Lbと、開口側の円弧部Laと奥側の円弧部Lbとを連結するストレート部Lcとからなる。また、内輪26の第1トラック溝51のトラック中心線L1は、曲率中心aを中心の半径R1の開口側の円弧部L1aと、曲率中心bを中心の半径R2の奥側の円弧部L1bと、開口側の円弧部L1aと奥側の円弧部L1bとを連結するストレート部L1cとからなる。すなわち、外輪23の第1トラック溝41のトラック中心線Lと、内輪26の第1トラック溝51のトラック中心線L1とは一致する。   As shown in FIG. 4, the track center line L of the first track groove 41 of the outer ring 23 has an arcuate portion La on the opening side with a radius R1 centered on the center of curvature a and the back side of the radius R2 centered on the center of curvature b. Arc portion Lb, and a straight portion Lc connecting the arc portion La on the opening side and the arc portion Lb on the back side. The track center line L1 of the first track groove 51 of the inner ring 26 includes an arc portion L1a on the opening side with a radius R1 centered on the center of curvature a and an arc portion L1b on the back side with a radius R2 centered on the center of curvature b. The straight arc portion L1c that connects the arc portion L1a on the opening side and the arc portion L1b on the back side. That is, the track center line L of the first track groove 41 of the outer ring 23 coincides with the track center line L1 of the first track groove 51 of the inner ring 26.

また、図7に示すように、外輪23の第2トラック溝42のトラック中心線L2は曲率中心aを中心の半径Rの円弧からなり、内輪26の第2トラック溝52のトラック中心線L3は曲率中心bを中心の半径Rの円弧からなる。   As shown in FIG. 7, the track center line L2 of the second track groove 42 of the outer ring 23 is an arc having a radius R centered on the center of curvature a, and the track center line L3 of the second track groove 52 of the inner ring 26 is The center of curvature b is an arc having a radius R at the center.

本発明の固定式等速自在継手では、図5に示すように、作動角をとって、第1トラック溝41、51内のボール27が奥側に位置したときに、この第1トラック溝41、51に対して位相が180度ずれている他の第1トラック溝41、51内のボール27が開口側に位置する。このような場合には、奥側のボール27に対するくさび角α1は、奥側に向かって拡開し、開口側のボール27に対するくさび角α2は、開口側に向かって拡開する。すなわち、この2つのボール27に対するくさび角が相反する方向になる。このため、奥側のボール27には、矢印A1方向の力が作用し、開口側のボール27には、矢印A2方向の力が作用する。矢印A1方向の力と矢印A2方向の力とは互いに逆方向であり、その力は互いに打ち消し合う。このため、ボール27からの押圧力にて、ケージ28が外輪23の開口側に一方的に押付けられることがなく、ケージ28の外球面と外輪23の内球面21との摩擦力を低減でき、継手寿命が向上する。すなわち、自動車に搭載した際には、燃費が向上する。   In the fixed type constant velocity universal joint of the present invention, as shown in FIG. 5, when the ball 27 in the first track grooves 41, 51 is positioned on the back side at an operating angle, the first track grooves 41 are arranged. , 51, the balls 27 in the other first track grooves 41, 51 that are 180 degrees out of phase with each other are positioned on the opening side. In such a case, the wedge angle α1 with respect to the back-side ball 27 expands toward the back side, and the wedge angle α2 with respect to the open-side ball 27 expands toward the opening side. That is, the wedge angles for the two balls 27 are in opposite directions. Therefore, a force in the direction of arrow A1 acts on the ball 27 on the back side, and a force in the direction of arrow A2 acts on the ball 27 on the opening side. The force in the direction of arrow A1 and the force in the direction of arrow A2 are opposite to each other, and the forces cancel each other. Therefore, the cage 28 is not unilaterally pressed against the opening side of the outer ring 23 by the pressing force from the ball 27, and the frictional force between the outer spherical surface of the cage 28 and the inner spherical surface 21 of the outer ring 23 can be reduced. The joint life is improved. That is, when mounted on an automobile, fuel efficiency is improved.

また、第1トラック溝41、51は、ストレート溝41c、51cを有することによって、図2に示すように、作動角をとらない状態でくさび角が0度となる。また、作動角が0度付近では、くさび角の方向が反転するためくさび角が小さくなる領域がある。このため、第1トラック溝41は作動性が悪いと言える。ところが、第2トラック溝42は作動角が0度であってもくさび角を持ち、くさび角は全域で同じ角度に保たれる。   Further, since the first track grooves 41 and 51 have the straight grooves 41c and 51c, as shown in FIG. 2, the wedge angle becomes 0 degree without taking the operating angle. Further, when the operating angle is around 0 degrees, there is a region where the wedge angle becomes smaller because the direction of the wedge angle is reversed. For this reason, it can be said that the first track groove 41 has poor operability. However, the second track groove 42 has a wedge angle even when the operating angle is 0 degree, and the wedge angle is maintained at the same angle throughout the entire area.

このため、このように形状が相違する第1トラック溝41、51と第2トラック溝42、52とを備えることによって、第1トラック溝41、51で摩擦力を低減させ、第2トラック溝42、52で作動性を確保する。   For this reason, by providing the first track grooves 41 and 51 and the second track grooves 42 and 52 having different shapes as described above, the friction force is reduced in the first track grooves 41 and 51, and the second track grooves 42. , 52 to ensure operability.

第2トラック溝42,52は、この種の従来の固定式等速自在継手のトラック溝と同様の形状である。このため、トラック溝22、25を外輪開口側において、作動角をとりやすいように、広げる加工(追加加工)を行う必要がない。すなわち、追加加工を行うことなく、この固定式等速自在継手の作動性を確保できる。なお、固定式等速自在継手において、作動角を確保する追加加工を行うとしても外輪23の第1トラック溝41の開口側、それに対応する内輪26の第一トラック溝51の奥側部のみでよく、第2トラックの追加工は省略できる。   The second track grooves 42 and 52 have the same shape as the track grooves of this type of conventional fixed type constant velocity universal joint. For this reason, it is not necessary to perform processing (additional processing) to widen the track grooves 22 and 25 on the outer ring opening side so that an operating angle can be easily obtained. That is, the operability of the fixed type constant velocity universal joint can be ensured without additional processing. In addition, in the fixed type constant velocity universal joint, even if additional processing for ensuring the operating angle is performed, only the opening side of the first track groove 41 of the outer ring 23 and the back side portion of the first track groove 51 of the inner ring 26 corresponding thereto are used. Well, the additional work of the second track can be omitted.

また、第1トラック溝41、51は、全域において第2トラック溝42、52よりも深く形成されており、すべてが第2トラック溝42、52である従来の製品(鍛造品であって、現行で量産しているもの)から、全トラック溝中の半分のトラック溝に対して、第1トラック溝41、51となる加工を行えばよい。このため、従来の既存の鍛造型を使用することができ、コストの点においてもメリットがある。   Further, the first track grooves 41 and 51 are formed deeper than the second track grooves 42 and 52 in the entire region, and all of the first track grooves 41 and 51 are the second track grooves 42 and 52. The first track grooves 41 and 51 may be processed for half of all the track grooves. For this reason, a conventional existing forging die can be used, and there is an advantage in terms of cost.

内輪26の第1トラック溝51とこれに対応する外輪23の第1トラック溝41とで構成されるボールトラック及び内輪26の第2トラック溝52とこれに対応する外輪23の第2トラック溝42とで構成されるボールトラックを、ボールが滑らかに転動する形状とすることができる。このため、種々の作動角を滑らかにとることができる。   A ball track composed of the first track groove 51 of the inner ring 26 and the first track groove 41 of the outer ring 23 corresponding thereto, and the second track groove 52 of the inner ring 26 and the second track groove 42 of the outer ring 23 corresponding thereto. And a ball track configured to smoothly roll the ball. For this reason, various operating angles can be taken smoothly.

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、第1トラック溝41、51と第2トラック溝42、52の数を相違させてもよい。すなわち、第1トラック溝41、51が少なくとも一対あればよい。また、第1トラック溝41、51の開口側トラック溝41a、51a、および奥側トラック溝41b、51bの範囲は、ボール27に対するくさび角が相反する方向となって、その力は互いに打ち消し合えるものであれば、任意に変更でき、また、ストレート溝41c、51cの範囲も、このストレート溝41c、51cを介して滑らかにボール27が転動するものであればよい。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the first track grooves 41, 51 and the second track grooves 42, 52 are possible. May be different. That is, at least a pair of the first track grooves 41 and 51 is sufficient. The range of the opening-side track grooves 41a, 51a and the back-side track grooves 41b, 51b of the first track grooves 41, 51 is in a direction in which the wedge angles with respect to the ball 27 are opposite to each other, and their forces can cancel each other. As long as the ball 27 can be arbitrarily changed and the range of the straight grooves 41c and 51c is such that the ball 27 rolls smoothly through the straight grooves 41c and 51c.

本発明の実施形態を示す固定式等速自在継手の正面図である。It is a front view of the fixed type constant velocity universal joint which shows embodiment of this invention. 前記図1のY−Y線断面図図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line YY in FIG. 1. 前記固定式等速自在継手の第1トラック溝の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the 1st track groove of the above-mentioned fixed type constant velocity universal joint. 前記固定式等速自在継手の第1トラック溝のトラック中心線の説明図である。It is explanatory drawing of the track centerline of the 1st track groove of the said fixed type constant velocity universal joint. 前記固定式等速自在継手の作動角をとった状態の図1のY−Y線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line YY of FIG. 1 in a state where an operating angle of the fixed type constant velocity universal joint is taken. 前記固定式等速自在継手の第2トラック溝を示す拡大断面図である(前記図1のX−X断面図)。It is an expanded sectional view which shows the 2nd track groove of the said fixed type constant velocity universal joint (XX sectional drawing of the said FIG. 1). 前記固定式等速自在継手の第2トラック溝のトラック中心線の説明図である。It is explanatory drawing of the track centerline of the 2nd track groove of the said fixed type constant velocity universal joint. 従来の固定式等速自在継手において作動角をとった状態の断面図である。It is sectional drawing of the state which took the operating angle in the conventional fixed type constant velocity universal joint.

符号の説明Explanation of symbols

22、25 トラック溝
24 外球面
27 ボール
28 ケージ
41 トラック溝
41b 奥側トラック溝
41a 開口側トラック溝
41c ストレート溝
42 トラック溝
51、52 トラック溝
51b 奥側トラック溝
51a 開口側トラック溝
51c ストレート溝
22, 25 Track groove 24 Outer spherical surface 27 Ball 28 Cage 41 Track groove 41b Back side track groove 41a Open side track groove 41c Straight groove 42 Track groove 51, 52 Track groove 51b Back side track groove 51a Open side track groove 51c Straight groove

Claims (3)

内球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材と、外球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外方部材の内球面と内方部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた固定式等速自在継手において、
前記外方部材のトラック溝は第1トラック溝と第2トラック溝の2種類を有し、第1トラック溝は、曲率中心を継手中心から軸方向に開口側にずらして設けた開口側トラック溝と、曲率中心を継手中心から軸方向に開口側トラック溝の曲率中心と反対側の奥側に等距離だけ離して設けた奥側トラック溝と、この奥側トラック溝と前記開口側トラック溝との間に配設されて溝底面が外方部材軸線と平行なストレート溝とを備え、第2トラック溝は、曲率中心を継手中心から軸方向に開口側にずらして設けたことを特徴とする固定式等速自在継手。
An outer member in which a plurality of track grooves are formed in the inner spherical surface along the axial direction at equal intervals in the circumferential direction, and an inner member in which the plurality of track grooves are formed in the outer spherical surface at equal intervals in the circumferential direction along the axial direction. An outer member, a plurality of balls that are interposed between the outer member track groove and the inner member track groove to transmit torque, and an inner spherical surface of the outer member and an outer spherical surface of the inner member In a fixed type constant velocity universal joint provided with a cage for holding a ball interposed therebetween,
The outer member has two types of track grooves, a first track groove and a second track groove. The first track groove is an opening-side track groove provided with the center of curvature shifted from the joint center to the opening side in the axial direction. And a back side track groove provided at an equal distance away from the center of curvature in the axial direction from the joint center on the back side opposite to the center of curvature of the open side track groove, and the back side track groove and the open side track groove, The groove bottom surface is provided with a straight groove parallel to the outer member axis, and the second track groove is provided by shifting the center of curvature from the joint center to the opening side in the axial direction. Fixed constant velocity universal joint.
前記内方部材のトラック溝は第1トラック溝と第2トラック溝の2種類を有し、第1トラック溝は、曲率中心を継手中心から軸方向に開口側にずらして設けた開口側トラック溝と、曲率中心を継手中心から軸方向に開口側トラック溝の曲率中心と反対側の奥側に等距離だけ離して設けた奥側トラック溝と、この奥側トラック溝と前記開口側トラック溝との間に配設されて溝底面が内方部材軸線と平行なストレート溝とを備え、第2トラック溝は、曲率中心を継手中心から軸方向に奥側にずらして設けたことを特徴とする請求項1の固定式等速自在継手。   The track groove of the inner member has two types, a first track groove and a second track groove, and the first track groove is an opening side track groove provided by shifting the center of curvature from the joint center to the opening side in the axial direction. And a back side track groove provided at an equal distance away from the center of curvature in the axial direction from the joint center on the back side opposite to the center of curvature of the open side track groove, and the back side track groove and the open side track groove, The groove bottom surface is provided with a straight groove parallel to the inner member axis, and the second track groove is provided by shifting the center of curvature from the joint center to the back side in the axial direction. The fixed type constant velocity universal joint according to claim 1. 前記第1トラック溝を少なくとも1対有し、この第1トラック溝が180度位相に位置して対向していることを特徴とする請求項1又は請求項2の固定式等速自在継手。   The fixed type constant velocity universal joint according to claim 1 or 2, wherein at least one pair of the first track grooves is provided and the first track grooves are opposed to each other at a phase of 180 degrees.
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