JP2007315594A - Constant velocity joint - Google Patents

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JP2007315594A JP2007114393A JP2007114393A JP2007315594A JP 2007315594 A JP2007315594 A JP 2007315594A JP 2007114393 A JP2007114393 A JP 2007114393A JP 2007114393 A JP2007114393 A JP 2007114393A JP 2007315594 A JP2007315594 A JP 2007315594A
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Satoru Fukuzawa
覚 福澤
Noboru Umemoto
昇 梅本
Yutaka Tanigaki
豊 谷垣
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve constant velocity accuracy while preventing balls from falling off of pockets during assembly and disassembly work in a constant velocity joint having a cage made of synthetic resin moulded article. <P>SOLUTION: Interference in a cage circumference direction is provided between an inner circumference of the pocket 12 and the balls 20 to prevent the balls from falling off of the pockets 12 by their own weight, and to prevent rattle of the balls 20. A lubricating film is formed on track grooves 6, 7 of an outer ring 1, and balls 20 is formed out of synthetic resin or lubricating film is formed on a surface thereof to eliminate lubrication. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、駆動軸と被駆動軸の2軸を連結して、駆動軸の動力を被駆動軸に伝達する等速ジョイントに関する。   The present invention relates to a constant velocity joint that connects two shafts, a drive shaft and a driven shaft, and transmits the power of the drive shaft to the driven shaft.

自動車のドライブシャフトの回転トルクを車軸に伝達する部品として等速ジョイントが従来から知られている。   Conventionally, a constant velocity joint is known as a component for transmitting rotational torque of a drive shaft of an automobile to an axle.

上記等速ジョイントは、駆動軸と被駆動軸との等速性を維持しながら両軸の角度変位を許容する部材であるため、自動車以外の各種産業機械にも多用されている。   The constant velocity joint is a member that allows the angular displacement of both shafts while maintaining constant velocity between the drive shaft and the driven shaft, and is therefore frequently used in various industrial machines other than automobiles.

等速ジョイントには、角度変位のみを許容する固定型等速ジョイントと、角度変位と軸方向変位を許容する摺動型等速ジョイントとが存在している。   The constant velocity joint includes a fixed type constant velocity joint that allows only angular displacement and a sliding type constant velocity joint that allows angular displacement and axial displacement.

上記摺動型等速ジョイントとしては、図6、図7に示すように、外輪51と、ケージ52と、3つのボール53とを備えたものが知られている。外輪51には、内部軸心上にガイド軸54を設けることにより環状空間55が形成されている。環状空間55内に組込まれるケージ52には、ボール53を保持するポケット56が周方向に120°間隔で形成されている。環状空間55の外壁面と内壁面の少なくとも一方には、各ポケット56に対応する位置に軸方向に延びる3本のトラック溝57、58が周方向に120°の間隔をおいて設けられている。各ポケット56内に組込まれたボール53は、前記トラック溝57、58に沿って転動自在であり、そのボール53を介して外輪51とケージ52の相互間で回転トルクの伝達を行なうようになっている。   As the sliding type constant velocity joint, as shown in FIGS. 6 and 7, one having an outer ring 51, a cage 52, and three balls 53 is known. An annular space 55 is formed in the outer ring 51 by providing a guide shaft 54 on the inner axis. In the cage 52 incorporated in the annular space 55, pockets 56 for holding the balls 53 are formed at intervals of 120 ° in the circumferential direction. At least one of the outer wall surface and the inner wall surface of the annular space 55 is provided with three track grooves 57 and 58 extending in the axial direction at positions corresponding to the pockets 56 at intervals of 120 ° in the circumferential direction. . The balls 53 incorporated in the pockets 56 can roll along the track grooves 57, 58, and transmit rotational torque between the outer ring 51 and the cage 52 via the balls 53. It has become.

図6、図7に示すような等速ジョイントにおいては、各種部品を鉄鋼等の金属から構成すると、強度が高いものの重くなり、グリース潤滑が必要である。このようなものは、動作音が大きい等の特徴が有り、使用箇所が制限される。例えば、食品製造機器、医療機器、事務機器、家庭用電化製品、音響機器などのように静粛性やグリースの飛散が許されない条件下で使用される機器には適していない。   In the constant velocity joint as shown in FIGS. 6 and 7, when various parts are made of metal such as steel, the strength is high but the grease lubrication is necessary. Such a thing has characteristics, such as loud operation sound, and a use location is restrict | limited. For example, it is not suitable for equipment used under conditions where quietness and grease scattering are not allowed, such as food manufacturing equipment, medical equipment, office equipment, household appliances, and acoustic equipment.

このため、等速ジョイントの各種部品を合成樹脂の成形品とし、各種部品の軽量化を図ることにより、グリース潤滑を不要とし、動作音の低減を図ったものもある(特許文献1参照)。   For this reason, various parts of the constant velocity joint are formed of synthetic resin, and by reducing the weight of the various parts, there is a case in which grease lubrication is unnecessary and operation noise is reduced (see Patent Document 1).

特開2006−38204号公報JP 2006-38204 A

しかしながら、図6、図7に示すような等速ジョイントは、破損、消耗品の交換等のために組立て及び分解作業を行う際、外輪51とケージ52とを分離させると、ポケット56が外輪51の外に出たときにボール53がポケット56からばらばらと脱落してケージ52の内側に落ち込んだり、ケージ52から落下したりするため、作業性が悪い問題があった。
また、等速ジョイントに一般的な課題として、駆動軸と被駆動軸の2軸間における等速精度が求められる。
However, in the constant velocity joint as shown in FIGS. 6 and 7, when the outer ring 51 and the cage 52 are separated when the assembly and disassembly work is performed for breakage, replacement of consumables, etc., the pocket 56 becomes the outer ring 51. When the ball 53 comes out of the box, the balls 53 fall off from the pockets 56 and fall into the cage 52 or fall from the cage 52, so that there is a problem of poor workability.
Further, as a general problem with constant velocity joints, constant velocity accuracy between the two axes of the drive shaft and the driven shaft is required.

そこで、この発明の課題は、ケージが合成樹脂の成形品からなる等速ジョイントにおいて、組立て及び分解作業時にボールがポケットから脱落することを防ぎつつ、等速精度の向上を図ることにある。   Therefore, an object of the present invention is to improve the constant velocity accuracy while preventing the balls from dropping from the pockets during assembly and disassembly work in a constant velocity joint whose cage is made of a synthetic resin product.

上記の課題を達成するため、この発明は、一端が開口する環状空間を有し、その環状空間の外壁面と内壁面の少なくとも一方に軸方向に延びる3本のトラック溝を周方向に120゜の間隔をおいて形成した外輪と、前記外輪の前記環状空間内に組込まれ、前記トラック溝のそれぞれと対応する位置にポケットが形成されたケージと、前記ケージの各ポケット内に組込まれて前記トラック溝に沿って転動可能なボールとを備えた等速ジョイントにおいて、前記ケージを合成樹脂の成形品とするとともに、前記外輪が金属またはセラミックスからなり、前記ボールと前記ポケットの内周間にケージ周方向の締め代を設けることにより前記ボールが前記ポケットの内周に保持されるようにした構成を採用したものである。   In order to achieve the above object, the present invention has an annular space with one end opened, and three track grooves extending in the axial direction on at least one of an outer wall surface and an inner wall surface of the annular space are 120 ° in the circumferential direction. An outer ring formed at intervals of the outer ring, a cage incorporated in the annular space of the outer ring, and a pocket formed at a position corresponding to each of the track grooves, and incorporated in each pocket of the cage. In a constant velocity joint including a ball that can roll along a track groove, the cage is a synthetic resin molded product, and the outer ring is made of metal or ceramics, and the ball and the inner periphery of the pocket A configuration is adopted in which the ball is held on the inner periphery of the pocket by providing an allowance in the cage circumferential direction.

具体的には、前記ボールと前記ポケットの内周間にケージ周方向の締め代を設けることにより前記ボールが前記ポケットの内周に保持されるようにした構成の採用により、ケージが外輪から外れた状態でも、ボールは、ポケットの内周に締め付けられて保持される。したがって、前記ケージを備えた等速ジョイントは、組立て及び分解作業時にボールがポケットから脱落することを防ぐことができ、その結果、これらの作業を簡単に行うことができる。   Specifically, the cage is detached from the outer ring by adopting a configuration in which the ball is held on the inner periphery of the pocket by providing a margin in the cage circumferential direction between the ball and the inner periphery of the pocket. Even in this state, the ball is clamped and held on the inner periphery of the pocket. Therefore, the constant velocity joint provided with the cage can prevent the ball from falling out of the pocket during assembly and disassembly, and as a result, these operations can be easily performed.

また、ボールがポケットの内周でケージ周方向に締め付けられて保持されるので、ケージによりボールにケージ周方向の予圧が付与された状態になっている。このため、等速ジョイントの作動時にボールがポケット内でガタつかない。
したがって、上記構成によれば、組立て及び分解作業時にボールがポケットから脱落することを防ぎつつ、等速精度の向上を図ることができる。
Further, since the ball is clamped and held in the cage circumferential direction on the inner circumference of the pocket, a preload in the cage circumferential direction is applied to the ball by the cage. For this reason, the ball does not rattle in the pocket when the constant velocity joint is operated.
Therefore, according to the above configuration, it is possible to improve the constant velocity accuracy while preventing the ball from dropping from the pocket during assembly and disassembly work.

上記構成において、前記ポケットの内周のうち、前記ボールを保持する部分を、他の部分より窪ませた構成を採用すれば、保持状態でボールがズレ動き難くなり、等速ジョイントの組立工程でボールを確実にポケット内の定位置で保持することができる。   In the above configuration, if the configuration in which the part holding the ball is recessed from the other part of the inner periphery of the pocket is adopted, the ball is difficult to move in the holding state, and the constant velocity joint is assembled. The ball can be securely held in place in the pocket.

また、上記構成において、前記ポケットを円筒穴とし、その内径を前記ボールのボール径より小さくした構成を採用すれば、ポケットを形成するコアピンを無理抜きせずに済み、ケージの射出成形を容易に実施することができる。   Further, in the above configuration, if a configuration is adopted in which the pocket is a cylindrical hole and the inner diameter thereof is smaller than the ball diameter of the ball, it is not necessary to forcibly remove the core pin forming the pocket, and the cage injection molding is facilitated. Can be implemented.

また、上記構成において、前記ボールの転動面の潤滑性を高めれば、無潤滑で等速ジョイントを使用することができる。   In the above configuration, if the lubricity of the rolling surface of the ball is increased, a constant velocity joint can be used without lubrication.

具体的には、上記構成において、前記外輪のトラック溝に潤滑性皮膜が形成された構成を採用することができる。   Specifically, in the above configuration, a configuration in which a lubricating film is formed in the track groove of the outer ring can be employed.

また、前記ボールが合成樹脂製または表面に潤滑性皮膜が形成された構成を採用することができる。   The ball may be made of a synthetic resin or may have a structure in which a lubricating film is formed on the surface.

特に、前記潤滑性皮膜が樹脂皮膜、ダイヤモンドライクカーボン皮膜、複合メッキのうちの一種からなる構成が好ましい。   In particular, the lubricating coating is preferably composed of one of a resin coating, a diamond-like carbon coating, and a composite plating.

前記樹脂皮膜がフッ素樹脂を含有する構成がより好ましい。   More preferably, the resin film contains a fluororesin.

上述のように、この発明は、上記構成の採用により、ケージが合成樹脂の成形品からなる等速ジョイントにおいて、組立て及び分解作業時にボールがポケットから脱落することを防ぎつつ、等速精度の向上を図ることができる。   As described above, according to the present invention, by adopting the above-described configuration, in a constant velocity joint in which the cage is formed of a synthetic resin, the constant velocity accuracy is improved while preventing the ball from dropping from the pocket during assembly and disassembly work. Can be achieved.

以下、この発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1、図2は、この発明の実施形態に係る等速ジョイントの全体構造を示す。図示のように、実施形態に係る等速ジョイントは、外輪1、ケージ10およびボール20から構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
1 and 2 show the overall structure of a constant velocity joint according to an embodiment of the present invention. As illustrated, the constant velocity joint according to the embodiment includes an outer ring 1, a cage 10 and a ball 20.

外輪1は、一端が開口するカップ部2を有し、そのカップ部2の閉塞端に第1軸3が一体に設けられている。   The outer ring 1 has a cup portion 2 that is open at one end, and a first shaft 3 is integrally provided at the closed end of the cup portion 2.

また、カップ部2内には中心軸上にガイド軸4が設けられ、そのガイド軸4とカップ部2間に環状空間5が形成され、上記環状空間5の外壁面を形成するカップ部2の内周面と環状空間5の内壁面を形成するガイド軸4の外周面に軸方向に延びる3本のトラック溝6、7が周方向に120°の間隔をおいて設けられている。なお、環状空間5の外壁面と内壁面のそれぞれにトラック溝6、7を形成したが、上記外壁面と内壁面の一方にトラック溝を設けるようにしてもよい。   Further, a guide shaft 4 is provided on the central axis in the cup portion 2, an annular space 5 is formed between the guide shaft 4 and the cup portion 2, and the cup portion 2 that forms the outer wall surface of the annular space 5 is formed. Three track grooves 6 and 7 extending in the axial direction are provided on the outer peripheral surface of the guide shaft 4 that forms the inner peripheral surface and the inner wall surface of the annular space 5 at intervals of 120 ° in the circumferential direction. Although the track grooves 6 and 7 are formed on the outer wall surface and the inner wall surface of the annular space 5, respectively, the track groove may be provided on one of the outer wall surface and the inner wall surface.

外輪1は、金属製またはセラミックス製である。使用できる金属は鉄系、アルミニウム系、銅系等いずれの金属でも良い。ダイキャスト、削り出し、焼結のいずれで製造しても良い。好ましくは、アルミダイキャスト製または鉄系焼結体である。   The outer ring 1 is made of metal or ceramics. The metal that can be used may be any metal such as iron, aluminum, and copper. You may manufacture by any of die-casting, shaving, and sintering. An aluminum die-cast or iron-based sintered body is preferable.

また、図3に示すように、外輪のトラック溝6、7に潤滑性皮膜Scを形成することによって、金属製またはセラミックス製の外輪を使用しているにもかかわらず無潤滑で使用することができる。   Further, as shown in FIG. 3, by forming a lubricious film Sc on the track grooves 6 and 7 of the outer ring, it can be used without lubrication even though a metal or ceramic outer ring is used. it can.

潤滑性皮膜Scとしては、例えば、フッ素樹脂等の樹脂皮膜、二硫化モリブデン皮膜、黒鉛皮膜、ダイヤモンドライクカーボン皮膜、ニッケルリンメッキ、フッ素樹脂含有ニッケルメッキ等の複合メッキ等が採用できる。   As the lubricating film Sc, for example, a resin film such as a fluororesin, a molybdenum disulfide film, a graphite film, a diamond-like carbon film, nickel phosphor plating, a composite plating such as a fluorine resin-containing nickel plating, or the like can be employed.

中でも、フッ素樹脂皮膜、ダイヤモンドライクカーボン皮膜、複合メッキは潤滑特性に優れるため、等速ジョイントのボール転動面の潤滑性をより高めることができるので、低トルク化になり、省電力化に貢献できる。   Above all, the fluororesin film, diamond-like carbon film, and composite plating have excellent lubrication characteristics, so the lubricity of the ball rolling surface of the constant velocity joint can be further improved, resulting in lower torque and power saving. it can.

上記フッ素樹脂皮膜としては、バインダ樹脂にフッ素樹脂の固体潤滑剤を配合した樹脂皮膜を採用することができる。具体的には、バインダ樹脂にポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂(PAI)、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等を用い、固体潤滑剤のフッ素樹脂にポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)を用いたものがある。固体潤滑剤としてはPTFEのほかに黒鉛、二硫化モリブデンを併用しても良い。特に好ましくは、ポリイミド樹脂またはPAIにPTFEおよび黒鉛を配合したフッ素樹脂皮膜である。上記フッ素樹脂皮膜は潤滑性が高く、耐摩耗性を有するもので無潤滑下でも長期に渡って使用することができる。また、膜厚を10μm〜100μmの膜厚にすることが可能であるため、トルク伝達時の動作音の低減化により効果を挙げることができる。   As the fluororesin film, a resin film in which a fluororesin solid lubricant is blended with a binder resin can be employed. Specifically, there are those using a polyimide resin, a polyamideimide resin (PAI), an epoxy resin, a phenol resin, or the like as the binder resin and a polytetrafluoroethylene resin (PTFE) as the solid lubricant fluororesin. In addition to PTFE, graphite and molybdenum disulfide may be used in combination as the solid lubricant. Particularly preferred is a fluororesin film in which PTFE and graphite are blended with polyimide resin or PAI. The fluororesin film has high lubricity and wear resistance, and can be used for a long time even without lubrication. In addition, since the film thickness can be 10 μm to 100 μm, an effect can be obtained by reducing the operating sound during torque transmission.

図1、図2、図4に示すように、上記ケージ10は、外輪1の環状空間5内に組込まれ、そのケージ10の上記環状空間5の開口端側に位置する端部に第2軸11が一体に設けられている。   As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the cage 10 is incorporated in the annular space 5 of the outer ring 1, and a second shaft is provided at an end portion of the cage 10 located on the opening end side of the annular space 5. 11 is provided integrally.

また、ケージ10には、外輪1の3本のトラック溝6、7のそれぞれに対応してポケット12が形成され、各ポケット12内に前記ボール20が組込まれている。ボール20のそれぞれは各トラック溝6、7に沿って転動可能とされている。   The cage 10 is formed with pockets 12 corresponding to the three track grooves 6 and 7 of the outer ring 1, and the balls 20 are incorporated in the pockets 12. Each of the balls 20 can roll along the track grooves 6 and 7.

ケージ10は射出成形可能な合成樹脂の成形品とされている。   The cage 10 is a molded product of synthetic resin that can be injection molded.

ポケット12は、ケージ内径側の開口端部とケージ外径側の開口端部が同一の内径dを有する円筒穴となっており、ケージ径方向の中間部における内径が内径dより大きい略円筒穴になっている。   The pocket 12 is a cylindrical hole in which an opening end on the cage inner diameter side and an opening end on the cage outer diameter side have the same inner diameter d, and the inner diameter in the intermediate portion in the cage radial direction is larger than the inner diameter d. It has become.

ポケット12の内周は、その全域で内径がボール20のボール径Dより小さくなっている。このため、ボール20とポケットの内周間にケージ周方向の締め代が設けられている。その結果、ポケット12の内周がボール20を締め付けることにより、ケージ10が外輪1から外れた状態になっても、ボール20は、ポケット12の内周に保持されるようになっている。したがって、ケージ10を備えた等速ジョイントは、組立て及び分解作業時にボール20がポケット12から脱落することを防ぐことができ、その結果、これらの作業を簡単に行うことができる。   The inner diameter of the pocket 12 is smaller than the ball diameter D of the ball 20 in the entire area. For this reason, a clamping margin in the cage circumferential direction is provided between the inner periphery of the ball 20 and the pocket. As a result, the ball 20 is held on the inner periphery of the pocket 12 even when the cage 10 is detached from the outer ring 1 due to the inner periphery of the pocket 12 tightening the ball 20. Therefore, the constant velocity joint provided with the cage 10 can prevent the ball 20 from dropping out of the pocket 12 during assembly and disassembly operations, and as a result, these operations can be easily performed.

また、ボール20がポケット12の内周でケージ周方向に締め付けられて保持されるので、ケージ10によりボール20にケージ周方向の予圧が付与された状態になっている。このため、等速ジョイントの作動時にボール20がポケット12内でガタつかない。したがって、この実施形態に係る等速ジョイントは、組立て及び分解作業時にボール20がポケット12から脱落することを防ぎつつ、等速精度の向上を図ることができる。
ここで、上記の締め付け保持は、等速ジョイントの作動に支障がないようにボール20の転動が可能であり、かつケージ10が外輪1から外された状態でボール20が自重により落下しないようにすればよい。具体的には、締め代(ボール径D−ポケット径d)がボール径Dの1/10000〜1/200小さくなるように設定すればよい。締め代が1/10000Dより小さいと雰囲気温度が高い場所ではボールの抜け止め効果が得られなくなる恐れがあり、1/200Dより大きいと等速ジョイントの作動に支障が生じる恐れがある。
Further, since the ball 20 is clamped and held on the inner periphery of the pocket 12 in the circumferential direction of the cage, a preload in the cage circumferential direction is applied to the ball 20 by the cage 10. For this reason, the ball 20 does not rattle in the pocket 12 when the constant velocity joint is operated. Therefore, the constant velocity joint according to this embodiment can improve the constant velocity accuracy while preventing the ball 20 from dropping from the pocket 12 during assembly and disassembly work.
Here, the above-described tightening and holding allows the ball 20 to roll so as not to hinder the operation of the constant velocity joint, and prevents the ball 20 from dropping due to its own weight when the cage 10 is removed from the outer ring 1. You can do it. Specifically, the tightening allowance (ball diameter D−pocket diameter d) may be set to be 1/10000 to 1/200 smaller than the ball diameter D. If the tightening margin is less than 1 / 10000D, the effect of preventing the ball from being lost may not be obtained at a place where the ambient temperature is high, and if it is greater than 1 / 200D, the operation of the constant velocity joint may be hindered.

ここで、この実施形態に係る等速ジョイントは、ポケット12の内周のうち、ボール20を保持する部分12aを除いた他の部分は、両開口端部の内径dとなっており、ボール20を保持する部分12a(以下、ボール保持部12aという)の内径は他の部分の内径dより大きくなっている。これにより、ボール保持部12aが他の部分より窪まされており、この窪み部分でもボール20がケージ周方向に締め付けられている。その結果、ボール20が保持状態でケージ径方向にズレ動くのに抵抗が生じ、ボール20のズレ動きが防止される。したがって、この実施形態に係る等速ジョイントは、等速精度が向上し、製造時の組立工程でボールを確実にポケット内の定位置に保持可能となり脱落し難くすることができる。   Here, in the constant velocity joint according to this embodiment, the other part of the inner periphery of the pocket 12 except for the part 12a that holds the ball 20 has an inner diameter d of both opening end parts. The inner diameter of the portion 12a (hereinafter referred to as the ball holding portion 12a) for holding the ball is larger than the inner diameter d of the other portion. As a result, the ball holding portion 12a is recessed from the other portion, and the ball 20 is tightened in the circumferential direction of the cage at this recessed portion. As a result, a resistance is generated when the ball 20 moves in the cage radial direction in the holding state, and the movement of the ball 20 is prevented. Therefore, the constant velocity joint according to this embodiment improves the constant velocity accuracy, and can securely hold the ball at a fixed position in the pocket in the assembly process at the time of manufacture, so that it is difficult to drop off.

この実施形態に係る等速ジョイントでは、ポケット12の内周形状を単純化して成形の容易化を図るため、ポケット12の内径をボール20のボール径Dに対し負に設定することにより締め代を設けている。この場合、ボール20にケージ周方向の締め付けが加えられるが、結果的に、ボール20の全周に亘ってその径方向にも締め付けが加えられる。このような構成は、ボール20がボール保持部12aで非常に安定するため、製造工程におけるケージへのボール組み込み作業がより確実になる点で有利である。なお、前記窪み部分はポケット内周の全周に渡って形成する必要はなく、ボールが定位置に保持できれば一点の凹状であってもよい。   In the constant velocity joint according to this embodiment, in order to simplify the inner peripheral shape of the pocket 12 and facilitate molding, the allowance is reduced by setting the inner diameter of the pocket 12 to be negative with respect to the ball diameter D of the ball 20. Provided. In this case, the ball 20 is tightened in the cage circumferential direction, and as a result, the ball 20 is also tightened in the radial direction over the entire circumference of the ball 20. Such a configuration is advantageous in that the ball 20 is very stable at the ball holding portion 12a, so that the work of assembling the ball into the cage in the manufacturing process becomes more reliable. The indented portion does not need to be formed over the entire inner periphery of the pocket, and may be a single concave shape as long as the ball can be held in place.

なお、この実施形態に係る等速ジョイントは、ボール保持部12aを他の部分より窪ませた結果、射出成形に際し、この部分がアンダーカットになる。このアンダーカットを回避する一例を図5に示す。図5に示す例では、前記ポケット12を全域に亘って円筒穴とし、その内径dを前記ボール20のボール径Dより小さくしている。この場合、ポケット12を形成するコアピンを無理抜きせずに済み、ケージ10の射出成形を容易に実施することができる。図4に示すような構成は、製造工程の容易さよりもポケット12の成形精度が高くなるため等速精度を優先する場合に好適である。また、金型の長寿命化を図ることができる。
上記の利点を考慮すると、図5に示す等速ジョイントは、OA機器用の等速ジョイントのように、作動角が非常に小さく、ケージ10と外輪1間の軸方向の相対動が少ないものに好適である。ボール20の転動が僅かなため、ボール20の全周に亘ってその径方向に締め付けが加えられても等速ジョイントの作動に支障が生じ難いからである。
Note that, in the constant velocity joint according to this embodiment, the ball holding portion 12a is recessed from the other portion, and as a result, this portion is undercut during injection molding. An example of avoiding this undercut is shown in FIG. In the example shown in FIG. 5, the pocket 12 is a cylindrical hole over the entire area, and the inner diameter d is smaller than the ball diameter D of the ball 20. In this case, it is not necessary to forcibly remove the core pin forming the pocket 12, and the injection molding of the cage 10 can be easily performed. The configuration as shown in FIG. 4 is suitable when priority is given to constant speed accuracy because the molding accuracy of the pocket 12 is higher than the ease of the manufacturing process. In addition, the life of the mold can be extended.
Considering the above advantages, the constant velocity joint shown in FIG. 5 has a very small operating angle and a small amount of relative movement in the axial direction between the cage 10 and the outer ring 1 like the constant velocity joint for OA equipment. Is preferred. This is because the rolling of the ball 20 is slight, and even if the ball 20 is tightened in the radial direction over the entire circumference, the operation of the constant velocity joint is unlikely to occur.

上記合成樹脂は等速ジョイントの使用条件によって適切なものを選択すればよい。例えば、合成樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよく、さらに結晶性樹脂、非結晶性樹脂のいずれでもよい。なお、非結晶性樹脂は靭性が比較的低いため、急激な破壊を回避することができる点で結晶性樹脂の方が好ましい。   What is necessary is just to select an appropriate thing for the said synthetic resin according to the use conditions of a constant velocity joint. For example, the synthetic resin may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin, and may be either a crystalline resin or an amorphous resin. Note that since the non-crystalline resin has a relatively low toughness, the crystalline resin is more preferable in that abrupt destruction can be avoided.

好ましい合成樹脂としては、潤滑特性に優れた合成樹脂、例えば、ポリアセタール樹脂(POM)、ナイロン樹脂、PFAやFEP、ETFE等の射出成形可能なフッ素樹脂、射出成形可能なポリイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂(PPS)、全芳香族ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂(PEEK)、ポリアミドイミド樹脂等が挙げられる。   Preferred synthetic resins include synthetic resins having excellent lubrication characteristics, such as polyacetal resin (POM), nylon resin, injection-moldable fluororesins such as PFA, FEP, and ETFE, injection-moldable polyimide resins, and polyphenylene sulfide resins ( PPS), wholly aromatic polyester resin, polyetheretherketone resin (PEEK), polyamideimide resin and the like.

上記の各樹脂は、単独またはポリマーアロイであってもよい。あるいは、上記以外の潤滑特性の低い樹脂に前記の樹脂を配合したポリマーアロイであってもよい。   Each of the above resins may be a single or polymer alloy. Or the polymer alloy which mix | blended the said resin with resin with low lubrication characteristics other than the above may be sufficient.

また、潤滑特性の低い樹脂であっても、固体潤滑剤や潤滑油を添加することにより潤滑性能を高めれば、使用することができる。固体潤滑剤としては、ポリテトラフルオロエチレン、黒鉛、二硫化モリブデン等が挙げられる。   Moreover, even if it is resin with a low lubrication characteristic, if lubrication performance is improved by adding a solid lubricant and lubricating oil, it can be used. Examples of the solid lubricant include polytetrafluoroethylene, graphite, and molybdenum disulfide.

また、合成樹脂にガラス繊維、炭素繊維、各種鉱物性繊維(ウィスカー)を配合して強度を高めてもよく、上記固体潤滑剤等と併用することもできる。   Moreover, glass fiber, carbon fiber, and various mineral fibers (whiskers) may be added to the synthetic resin to increase the strength, and it may be used in combination with the solid lubricant and the like.

このケージ10等の成形に最も適した材料は、POM、ナイロン樹脂、PPS、PEEKである。ナイロン樹脂は、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン46、分子鎖中に芳香族環を有する半芳香族ナイロン等のいずれでもよい。POM、ナイロン樹脂、PPSは、耐熱性、潤滑性に優れ、比較的安価であるため、これらを用いると費用対効果に優れた等速ジョイントを得ることができる。また、PEEKは、補強材や潤滑剤を配合しなくても機械的強度や潤滑性に優れるため、これを用いると高機能な等速ジョイントを得ることができる。   The most suitable materials for molding the cage 10 and the like are POM, nylon resin, PPS, and PEEK. The nylon resin may be nylon 6, nylon 66, nylon 610, nylon 612, nylon 11, nylon 12, nylon 46, semi-aromatic nylon having an aromatic ring in the molecular chain, or the like. Since POM, nylon resin, and PPS are excellent in heat resistance and lubricity and relatively inexpensive, a constant velocity joint excellent in cost effectiveness can be obtained by using these. Moreover, PEEK is excellent in mechanical strength and lubricity even if a reinforcing material and a lubricant are not blended. Therefore, when this is used, a high-performance constant velocity joint can be obtained.

上記のように、ケージ10を合成樹脂の成形品にすることにより、軽量かつ動作音の小さな等速ジョイントを得ることができる。このため、この実施形態に係る等速ジョイントは、使用箇所の制限を受け難く、各種の機器に使用することができる。   As described above, by using the cage 10 as a molded product of a synthetic resin, a constant velocity joint that is lightweight and has low operation sound can be obtained. For this reason, the constant velocity joint which concerns on this embodiment is hard to receive the restriction | limiting of a use location, and can be used for various apparatuses.

上記ボール20は、軸受鋼、ステンレススチール、セラミックス、合成樹脂等のボールを使用することができるが、ステンレススチール、セラミックス、合成樹脂にすることで無潤滑でも錆の問題が生じない点で好ましい。合成樹脂であれば、さらに軽量化、静粛性が実現される点で好ましい。   The ball 20 may be a ball of bearing steel, stainless steel, ceramics, synthetic resin or the like, but is preferably made of stainless steel, ceramics, or synthetic resin because no rust problem occurs even without lubrication. If it is a synthetic resin, it is preferable at the point by which weight reduction and silence are implement | achieved.

等速ジョイントを医療機器や食品製造機器に使用する場合は、ボール20をステンレススチールやセラミックスにすることで環境的懸念が払拭されるので好ましい。また、衛生的な印象を与えるため、合成樹脂を用いる場合、白色系のものが好ましい。POMは、白色系であると共に、潤滑性も高く、グリースレス化も可能である点で好適である。   When the constant velocity joint is used for a medical device or a food production device, it is preferable that the ball 20 is made of stainless steel or ceramic because environmental concerns are eliminated. Moreover, in order to give a hygienic impression, when using a synthetic resin, a white thing is preferable. POM is suitable in that it is white, has high lubricity, and can be made grease-free.

ボール20を軸受鋼、ステンレススチール等の金属製やセラミックス製とした場合、ボール20の表面に潤滑性皮膜を形成することによって、無潤滑化とトルク伝達時の動作音の低減化を図ることができる。   When the ball 20 is made of metal such as bearing steel or stainless steel, or ceramics, by forming a lubricating film on the surface of the ball 20, it is possible to reduce lubrication and reduce operating noise during torque transmission. it can.

ボール20の表面に形成する潤滑性皮膜(図示省略)は、上記トラック溝6、7の潤滑性皮膜Sc用に例示した皮膜の中から選択することができる。
中でも、等速ジョイントのボール転動面の潤滑性をより高めることができる点で、上記のフッ素樹脂皮膜、ダイヤモンドライクカーボン皮膜、複合メッキが好ましい。
上記フッ素樹脂皮膜は潤滑性が高く、耐摩耗性を有するもので無潤滑下でも長期に渡って使用することができる。また、膜厚を10μm〜100μmの膜厚にすることが可能であるため、トルク伝達時の動作音の低減化により効果を挙げることができる。
The lubricating film (not shown) formed on the surface of the ball 20 can be selected from the films exemplified for the lubricating film Sc of the track grooves 6 and 7.
Among these, the fluororesin film, the diamond-like carbon film, and the composite plating are preferable in that the lubricity of the ball rolling surface of the constant velocity joint can be further improved.
The fluororesin film has high lubricity and wear resistance, and can be used for a long time even without lubrication. In addition, since the film thickness can be 10 μm to 100 μm, an effect can be obtained by reducing the operating sound during torque transmission.

上記のように、ボール20がポケット12の内周に保持されるので、外輪1の環状空間5内に対するケージ10の抜き差しによって等速ジョイントの組立て及び分解作業を容易に行うことができる。   As described above, since the ball 20 is held on the inner periphery of the pocket 12, the constant velocity joint can be easily assembled and disassembled by inserting / removing the cage 10 into / from the annular space 5 of the outer ring 1.

特に、この実施形態は、潤滑性皮膜Scによる無潤滑化を図ることにより、ブーツ等を不要とし、外輪1の環状空間5内に対するケージ10の抜き差しを直接行うことが可能なため、上記抜け止め効果と相俟って等速ジョイントの組立て及び分解を手早く行うことができる。その結果、上記等速ジョイントに動力を入力する入力側部品や等速ジョイントからの出力によって回転駆動される出力側部品の破損等による取替えを容易に行うことができる。このため、この実施形態に係る等速ジョイントは、設置現場で分解及び組立てが行われることが多く、ボールが機器内に脱落すると取り出しに手間取る事務機器に好適である。   In particular, this embodiment eliminates lubrication by the lubricating coating Sc, so that a boot or the like is not required, and the cage 10 can be directly inserted into and removed from the annular space 5 of the outer ring 1. Combined with the effect, the constant velocity joint can be assembled and disassembled quickly. As a result, it is possible to easily replace the input side component that inputs power to the constant velocity joint or the output side component that is rotationally driven by the output from the constant velocity joint. For this reason, the constant velocity joint according to this embodiment is often disassembled and assembled at the installation site, and is suitable for office equipment that takes time to take out when the ball falls into the equipment.

また、この実施形態では、図1に示すように、カップ部2の内周面に形成されたトラック溝6及びこのガイド軸4の外周面に形成されたトラック溝7の開口端部に環状空間における外壁面および内壁面の開口端を大径端とするテーパ面13、14が設けられている。   In this embodiment, as shown in FIG. 1, an annular space is formed at the opening end of the track groove 6 formed on the inner peripheral surface of the cup portion 2 and the track groove 7 formed on the outer peripheral surface of the guide shaft 4. Taper surfaces 13 and 14 having large diameter ends at the open ends of the outer wall surface and the inner wall surface are provided.

テーパ面13、14は、カップ部2内に対するケージ10の組込み時、ボール20をトラック溝6、7の開口端に向けて案内するようになっている。このため、ボール20がテーパ面13、14に案内される状態で外輪1とケージ10を相対的に回転することにより、ボール20がトラック溝6、7内に挿入される。したがって、この実施形態では、トラック溝6、7とボール20の相互に位相ずれがある状態でも等速ジョイントを容易に組み立てることができる。   The tapered surfaces 13 and 14 guide the ball 20 toward the open ends of the track grooves 6 and 7 when the cage 10 is assembled into the cup portion 2. For this reason, the ball 20 is inserted into the track grooves 6 and 7 by relatively rotating the outer ring 1 and the cage 10 while the ball 20 is guided by the tapered surfaces 13 and 14. Therefore, in this embodiment, the constant velocity joint can be easily assembled even when the track grooves 6 and 7 and the ball 20 are out of phase with each other.

なお、テーパ面13、14は、例えば、外輪1の中心軸上に軸心を有するテーパ面や、ボール20のピッチ円上に軸心を有するテーパ面にすることができる。隣接するテーパ面間にガイド突部を形成することもできる。   The tapered surfaces 13 and 14 can be, for example, a tapered surface having an axial center on the central axis of the outer ring 1 or a tapered surface having an axial center on the pitch circle of the ball 20. Guide protrusions can also be formed between adjacent tapered surfaces.

この実施形態では、ケージ10と第2軸11を合成樹脂で一体に成形したが、第2軸11をセラミックスや鉄鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金等の金属で形成し、合成樹脂で成形されたケージ10とボルト等の結合手段で結合してもよい。   In this embodiment, the cage 10 and the second shaft 11 are integrally formed of synthetic resin. However, the second shaft 11 is formed of a metal such as ceramics, steel, stainless steel, or aluminum alloy, and the cage is formed of synthetic resin. You may couple | bond with 10 and coupling | bonding means, such as a volt | bolt.

実施形態に係る等速ジョイントの縦断面図Vertical section of constant velocity joint according to an embodiment 図1のII−II線の断面図Sectional view taken along line II-II in FIG. 図1の外輪の別例を示す部分拡大縦断面図Partially enlarged vertical sectional view showing another example of the outer ring of FIG. 図1のポケットを外径側から示した平面図Plan view showing the pocket of FIG. 1 from the outer diameter side 図1のポケットの別例を示した部分拡大縦断面図Partially enlarged longitudinal sectional view showing another example of the pocket of FIG. 従来例の等速ジョイントの縦断面図Longitudinal sectional view of conventional constant velocity joint 図6のVII−VII線の断面図Sectional drawing of the VII-VII line of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 外輪
2 カップ部
4 ガイド軸
5 環状空間
6、7 トラック溝
10 ケージ
12 ポケット
12a ボール保持部
20 ボール
Sc 潤滑性皮膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer ring 2 Cup part 4 Guide shaft 5 Annular space 6, 7 Track groove 10 Cage 12 Pocket 12a Ball holding part 20 Ball Sc Lubricious film

Claims (7)

一端が開口する環状空間を有し、その環状空間の外壁面と内壁面の少なくとも一方に軸方向に延びる3本のトラック溝を周方向に120゜の間隔をおいて形成した外輪と、前記外輪の前記環状空間内に組込まれ、前記トラック溝のそれぞれと対応する位置にポケットが形成されたケージと、前記ケージの各ポケット内に組込まれて前記トラック溝に沿って転動可能なボールとを備えた等速ジョイントにおいて、
前記ケージを合成樹脂の成形品とするとともに、前記外輪が金属またはセラミックスからなり、前記ボールと前記ポケットの内周間にケージ周方向の締め代を設けることにより前記ボールが前記ポケットの内周に保持されるようにしたことを特徴とする等速ジョイント。
An outer ring having an annular space with one end open, and three track grooves extending axially on at least one of an outer wall surface and an inner wall surface of the annular space at intervals of 120 ° in the circumferential direction; A cage in which a pocket is formed at a position corresponding to each of the track grooves, and a ball which is incorporated in each pocket of the cage and rolls along the track groove. In the provided constant velocity joint,
The cage is a molded product of synthetic resin, the outer ring is made of metal or ceramics, and the ball is placed on the inner periphery of the pocket by providing a tightening margin in the cage circumferential direction between the inner periphery of the ball and the pocket. A constant velocity joint characterized by being held.
前記ポケットの内周のうち、前記ボールを保持する部分を、他の部分より窪ませた請求項1に記載の等速ジョイント。   The constant velocity joint according to claim 1, wherein a portion of the inner periphery of the pocket that holds the ball is recessed from other portions. 前記ポケットを円筒穴とし、その内径を前記ボールのボール径より小さくした請求項1に記載の等速ジョイント。   The constant velocity joint according to claim 1, wherein the pocket is a cylindrical hole, and an inner diameter thereof is smaller than a ball diameter of the ball. 前記外輪のトラック溝に潤滑性皮膜が形成された請求項1〜3のいずれかに記載の等速ジョイント。   The constant velocity joint according to any one of claims 1 to 3, wherein a lubricant film is formed in a track groove of the outer ring. 前記ボールが合成樹脂製または表面に潤滑性皮膜が形成された請求項1〜4のいずれかに記載の等速ジョイント。   The constant velocity joint according to any one of claims 1 to 4, wherein the ball is made of a synthetic resin or has a lubricating film formed on a surface thereof. 前記潤滑性皮膜が、樹脂皮膜、ダイヤモンドライクカーボン皮膜、複合メッキのうちの一種からなる請求項4又は5に記載の等速ジョイント。   The constant velocity joint according to claim 4 or 5, wherein the lubricating coating is made of one of a resin coating, a diamond-like carbon coating, and a composite plating. 前記樹脂皮膜が、フッ素樹脂を含有する請求項6に記載の等速ジョイント。   The constant velocity joint according to claim 6, wherein the resin film contains a fluororesin.
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