JP2008039077A - Fixed type constant velocity universal joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の固定型等速自在継手は、駆動側の回転軸と従動側の回転軸とを連結し、両軸が角度をなした状態でも等角速度でトルク伝達可能にしたもので、プランジングを行わず角度変位のみが可能であり、自動車をはじめ各種産業機械の動力伝達用の固定型等速自在継手として利用される。 The fixed type constant velocity universal joint of the present invention connects the drive side rotary shaft and the driven side rotary shaft so that torque can be transmitted at an equal angular speed even when both shafts are angled. It can only be angularly displaced without being used, and is used as a fixed constant velocity universal joint for power transmission of various industrial machines including automobiles.
自動車のドライブシャフトのアクスル連結部や、ステアリングシャフトのシャフト折曲げ連結部には、固定型等速自在継手が一般に使用される。この固定型等速自在継手として、従来、ゼッパ型等速自在継手やアンダーカットフリー型(以下UJ型という)等速自在継手が知られている。 A fixed type constant velocity universal joint is generally used for an axle connecting portion of a drive shaft of an automobile and a shaft bending connecting portion of a steering shaft. As this fixed type constant velocity universal joint, conventionally, a zepper type constant velocity universal joint and an undercut free type (hereinafter referred to as UJ type) constant velocity universal joint are known.
ゼッパにより発明されたゼッパ型等速自在継手は、最初は、外側継手部材の案内溝のボール中心軌跡と内側継手部材の案内溝のボール中心軌跡が、共に継手中心に中心を持つ同一円弧であった(特許文献1参照)。その後改良されたゼッパ型等速自在継手は、いわゆるダブルオフセット型と呼ばれるもので、外側継手部材と内側継手部材の二つの案内溝のボール中心軌跡を、継手中心から継手軸線方向反対方向にそれぞれ等距離だけ離れた点を中心とする同じ半径の円にしたものである(特許文献2参照)。 In the Zepper type constant velocity universal joint invented by Zepper, initially, the ball center locus of the guide groove of the outer joint member and the ball center locus of the guide groove of the inner joint member are both the same arc centered on the joint center. (See Patent Document 1). The Zeppa type constant velocity universal joint improved thereafter is a so-called double offset type, and the ball center trajectories of the two guide grooves of the outer joint member and the inner joint member are respectively equal to the joint axis direction opposite from the joint center. A circle with the same radius centered on a point separated by a distance is used (see Patent Document 2).
このダブルオフセット型等速自在継手においては、継手を高作動角で回転させる場合、ボールが外側継手部材の案内溝から外側にはみ出すと、ボールが保持器の窓から半径方向外方に飛出すのを防止することができない。このため、従来のダブルオフセット型等速自在継手では、ボールは必ず外側継手部材の案内溝の中に収めておく必要があり、これにより継手の限界作動角が抑えられ、せいぜい48°程度であった。 In this double offset type constant velocity universal joint, when the joint is rotated at a high operating angle, if the ball protrudes outward from the guide groove of the outer joint member, the ball jumps radially outward from the cage window. Can not be prevented. For this reason, in the conventional double offset type constant velocity universal joint, the ball must be stored in the guide groove of the outer joint member. This limits the limit operating angle of the joint, which is at most about 48 °. It was.
これに対してUJ型等速自在継手は、ゼッパ型等速自在継手よりも高作動角とするために発明されたもので、外側継手部材の案内溝のボール中心軌跡が、上記ゼッパ型の子午線の円弧のうち、継手中心を通る軸直角断面より外側継手部材の開口側の部分が継手軸と平行な直線となっている(特許文献3参照)。しかし、このUJ型等速自在継手でも限界作動角は52°程度であった。 On the other hand, the UJ type constant velocity universal joint was invented to have a higher operating angle than the Zepper type constant velocity universal joint, and the ball center locus of the guide groove of the outer joint member is the above-mentioned Zepper type meridian. Among the circular arcs, a portion on the opening side of the outer joint member from a cross section perpendicular to the axis passing through the joint center is a straight line parallel to the joint axis (see Patent Document 3). However, the limit operating angle of this UJ type constant velocity universal joint was about 52 °.
継手の作動角をさらに大きく、例えば60°程度にするには、ボールを外側継手部材の案内溝から外側に出さざるを得ない。そのとき、上記のような等速自在継手において、何ら対策を講じることなくボールを外側継手部材の案内溝から外側に出すと、ボールが脱落する恐れがある。このような不具合を防止するべく、本出願人は、先の出願で以下に示すような構成の等速自在継手を提案した。 In order to further increase the operating angle of the joint, for example, about 60 °, the ball must be taken out from the guide groove of the outer joint member. At that time, in the constant velocity universal joint as described above, if the ball is taken out from the guide groove of the outer joint member without taking any measures, the ball may drop off. In order to prevent such a problem, the present applicant has proposed a constant velocity universal joint having the following configuration in the previous application.
例えば、特願2005−140162の等速自在継手では、内側継手部材の案内溝の継手奥側部分を継手中心を曲率中心とする円弧にしている。これにより、大きな作動角を取ったときでもボールの中心位置が継手中心から離れていかないため、ボールが外側継手部材の案内溝から外側に出ても、保持器と内側継手部材の案内溝との間に保持することができる。 For example, in the constant velocity universal joint of Japanese Patent Application No. 2005-140162, the joint back side portion of the guide groove of the inner joint member is an arc having the joint center as the center of curvature. As a result, even when a large operating angle is taken, the center position of the ball is not separated from the center of the joint, so even if the ball goes out of the guide groove of the outer joint member, the cage and the guide groove of the inner joint member Can be held in between.
また、特願2005−162969の等速自在継手では、ボールを収容する保持器の窓の外周側窓開き寸法を、ボールの径より小さくしている。これにより、外側継手部材の外側であってもボールを保持器で内側継手部材の案内溝側に抱え込んでおくことができるため、ボールが保持器から脱落することを防止できる。 Further, in the constant velocity universal joint of Japanese Patent Application No. 2005-162969, the outer side window opening dimension of the cage window that accommodates the ball is made smaller than the diameter of the ball. Thereby, even if it is the outer side of an outer joint member, since a ball | bowl can be held by the guide groove side of an inner joint member with a holder | retainer, it can prevent that a ball | bowl falls from a holder | retainer.
このようにして、ボールを脱落させることなく外側継手部材の案内溝からはみ出し可能とした等速自在継手では、継手の回転、あるいは折曲に伴って、外側継手部材の案内溝から外側に出たボールが再び案内溝に戻される。このとき、ボールと外側継手部材の開口端部とが干渉し、等速自在継手のスムーズな作動が阻害される恐れがある。 In this way, in the constant velocity universal joint that can protrude from the guide groove of the outer joint member without dropping the ball, the joint protrudes outward from the guide groove of the outer joint member as the joint rotates or bends. The ball is returned to the guide groove again. At this time, the ball and the opening end of the outer joint member interfere with each other, and the smooth operation of the constant velocity universal joint may be hindered.
本発明の目的は、ボールを脱落させることなく外側継手部材の案内溝からはみ出し可能とすることで、従来以上の高作動角を実現可能な固定型等速自在継手において、ボールと外側継手部材との干渉を防止し、等速自在継手をスムーズに作動させることにある。 An object of the present invention is to provide a fixed constant velocity universal joint capable of realizing a higher operating angle than the conventional one by allowing it to protrude from the guide groove of the outer joint member without dropping the ball. Is to operate the constant velocity universal joint smoothly.
前記課題を解決するため、本発明は、球面状の内周面に軸方向に延びる複数の案内溝を形成した外側継手部材と、球面状の外周面に軸方向に延びる複数の案内溝を形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝とが協働して形成する複数のボールトラックに1個ずつ配したトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを保持する保持器とを備えた固定型等速自在継手において、内側継手部材の案内溝のうち、継手奥側の端部を含む領域を継手中心を中心とする円弧とすると共に、前記ボールを収容する保持器の窓の外周側窓開き寸法を前記ボールの径より小さくすることによって、前記ボールを脱落させることなく外側継手部材の案内溝からはみ出し可能とし、かつ、外側継手部材の案内溝の継手開口側端部を、半径方向外方に開いたガイド部としたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention forms an outer joint member in which a plurality of guide grooves extending in the axial direction are formed on a spherical inner peripheral surface, and a plurality of guide grooves extending in the axial direction on a spherical outer peripheral surface. Inner joint member, a torque transmission ball disposed on each of a plurality of ball tracks formed by cooperation of the guide groove of the outer joint member and the guide groove of the inner joint member, and a cage for holding the torque transmission ball In the fixed type constant velocity universal joint, the region of the guide groove of the inner joint member including the end portion on the back side of the joint is an arc centered on the joint center, and the cage for housing the ball By making the window opening size on the outer peripheral side of the window smaller than the diameter of the ball, it is possible to protrude from the guide groove of the outer joint member without dropping the ball, and the joint opening side end of the guide groove of the outer joint member The radius direction Characterized in that the outwardly open guide portion.
このように、本発明の等速自在継手では、外側継手部材の案内溝の継手開口側端部を、半径方向外方に開いたガイド部とした。このガイド部により、外側継手部材の案内溝から外側に出たボールをスムーズに案内溝に戻すことができるため、ボールと外側継手部材との干渉が回避され、大きな作動角を取っても継手をスムーズに作動させることができる。 As described above, in the constant velocity universal joint of the present invention, the joint opening side end of the guide groove of the outer joint member is a guide portion that opens outward in the radial direction. This guide part can smoothly return the ball that has come out of the guide groove of the outer joint member to the guide groove, so that interference between the ball and the outer joint member is avoided, and the joint can be operated even when a large operating angle is taken. It can be operated smoothly.
このガイド部は、例えば、外側継手部材の開口外径側の曲率中心を中心とする曲線状とすることができる。あるいは、その内径が外側継手部材の開口部に向かって一様に増大する直線状とすることができる。 This guide part can be made into the curve shape centering on the curvature center by the side of the opening outer diameter of an outer joint member, for example. Or it can be set as the linear form which the internal diameter increases uniformly toward the opening part of an outer joint member.
以上のように、本発明によると、ボールを脱落させることなく外側継手部材の案内溝からはみ出し可能とすることで、従来以上の高作動角を実現可能な固定型等速自在継手において、ボールと外側継手部材との干渉を防止し、等速自在継手をスムーズに作動させることができる。 As described above, according to the present invention, in the fixed type constant velocity universal joint capable of realizing a higher operating angle than the conventional one by allowing it to protrude from the guide groove of the outer joint member without dropping the ball, Interference with the outer joint member can be prevented, and the constant velocity universal joint can be operated smoothly.
以下、本発明の実施の形態を図1〜図4に基づいて説明する。図1は本発明に係る固定型等速自在継手を示したもので、図1(A)が作動角0°の状態、図1(B)が限界作動角(60°)をとった状態である。この固定型等速自在継手は、内周球面1aに複数本(例えば8本)の曲線状の案内溝1bを軸方向に形成した外側継手部材1と、外周球面2aに複数本(例えば8本)の曲線状の案内溝2bを軸方向に形成し、スプライン(またはセレーション)孔2cを有する内側継手部材2と、スプライン孔2cに一端が嵌合されたシャフト3と、外側継手部材1の案内溝1bと内側継手部材2の案内溝2bとが協働して形成する複数本(例えば8本)のボールトラックに1個ずつ配されたトルク伝達用ボール4と、ボール4を保持する保持器5とで構成される。案内溝の数は8本に限らず、9、10、11、12、…と増やす場合もある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a fixed type constant velocity universal joint according to the present invention. FIG. 1 (A) shows a state where the operating angle is 0 °, and FIG. 1 (B) shows a state where the limit operating angle (60 °) is taken. is there. The fixed type constant velocity universal joint includes an outer joint member 1 in which a plurality of (for example, eight) curved guide grooves 1b are formed on the inner circumferential spherical surface 1a in the axial direction, and a plurality (for example, eight) of the outer circumferential spherical surface 2a. ) In the axial direction, the
図1に示す固定型等速自在継手は、ダブルオフセット型と呼ばれるものである。外側継手部材1の案内溝1b(以下、外輪案内溝1b)は、継手中心Oからオフセットした点O1を曲率中心とした円弧状に形成される。内側継手部材2の案内溝2b(以下、内輪案内溝2b)は、継手中心Oを曲率中心とし、案内溝2bの継手奥側の端部を含む第1円弧部2b1と、第1円弧部2b1の継手開口側に設けられ、継手中心Oからオフセットした点O2を曲率中心とした第2円弧部2b2とで構成される。外輪案内溝1bの曲率中心O1と、内輪案内溝2bの第2円弧部2b2の曲率中心O2とは、継手中心Oに対して、それぞれ軸方向反対側に等距離だけオフセットされると共に、曲率半径が長くなる方向に継手軸線から等距離だけオフセットされる。これにより、外輪案内溝1bと、これに対応する内輪案内溝2bとが協働して形成するボールトラックは、継手の開口側に向かって開いた楔状となる。
The fixed type constant velocity universal joint shown in FIG. 1 is called a double offset type. Guide grooves 1b of the outer joint member 1 (hereinafter, outer ring guide grooves 1b) is formed an O 1 points offset from the joint center O to the center of curvature and the circular arc shape. A
外輪案内溝1bの継手開口側端部は、半径方向外方へ開いたガイド部1cとされる。図2に、図1における外輪案内溝1b及びガイド部1cの溝底のみを示す。ガイド部1cは、例えば、外側継手部材1の開口部の外径側にある点O3を曲率中心とした半径R2の円弧状に形成され、外輪案内溝1bとなめらかに連続している。このガイド部1cの開き角δ(ガイド部1cの開口端部における接線と継手軸線とが成す角度)は、小さすぎるとボール4と外側継手部材1とが干渉し、大きすぎると外側継手部材1の外側へ出たボール4をスムーズにボールトラックへ戻すガイド機能を果たすことができない。このため、ガイド部1cの開き角δの大きさは、5°〜45°、好ましくは10°〜20°に設定することが望ましい。
The joint opening side end portion of the outer ring guide groove 1b is a
ガイド部1cの形状は上記に限らない。図3に、ガイド部1cの他の例を示す。このガイド部1cは、外側継手部材1の継手軸線方向より角度δだけ半径方向外方へ傾斜した直線状、すなわちガイド部1cの内径が外側継手部材1の開口側に向かって一様に増大する直線状に形成される。図3では、外輪案内溝1bとガイド部1cとの境界部に角部が形成されているが、この角部を丸めて滑らかに連続させてもよい。
The shape of the
保持器5は円環状部材で構成され、その外周面は外側継手部材1の内周球面1aと摺接する外周球面5aとされるとともに、内周面は内側継手部材2の外周球面2aと摺接する内周球面5bとされる。保持器5の外周球面5a及び内周球面5bの曲率中心は、何れも継手中心Oである。保持器5の周壁に、ボール4と同数の窓5cが研削やミーリング等で貫通形成される。窓5cの形状は例えば矩形であって、保持器5の円周方向に等間隔で形成される。
The
保持器5の継手開口側の内径面は、所定幅にわたって内径一定の円筒面5dとされ、この円筒面5dに形成した溝部5d1に止め輪7(サークリップ)が嵌合される。この止め輪7の内側であって保持器5の窓5cまでの間にできた奥狭まりの環状楔空間に、案内リング6が嵌合される。この案内リング6は、その内周面が内側継手部材2の球面状外周面2aに嵌合し、外周面が保持器5の円筒面5dに嵌合する。また、案内リング6の外端は止め輪7の内面に当接する。案内リング6の内端とボール4との間には一定の隙間が確保される。
An inner diameter surface on the joint opening side of the
保持器5の窓5cは、その外周側窓開き寸法がボール4の径より小さくなっている。すなわち、保持器5の軸方向に対向するボール案内面は、ボール径と等しい間隔を明けて互いに平行直線状であるが、ボール案内面の外径側はボール径よりもやや狭い間隔となるように先すぼまりとなっている。この先すぼまりの部分は、傾斜した直線で構成してもよいが、ボールとの当り面圧を下げるために、ボールの外周曲率に符合した凹円弧状にするのがよい。
The
本発明に係る等速自在継手は以上のように構成され、外側継手部材1と内側継手部材2が図1(A)の作動角0°の状態では、ボール4が、外輪案内溝1bと内輪案内溝2bの第2円弧部2b2の曲率中心O1、O2がオフセットして配されることによる効果で、継手中心Oを含み回転軸線に垂直な平面内に保持され、この状態でトルク伝達が行なわれる。
The constant velocity universal joint according to the present invention is configured as described above. When the outer joint member 1 and the inner
外側継手部材1と内側継手部材2が図1(B)のように限界作動角θまで折曲げられた状態では、シャフト3が外側継手部材1の開口端に当接する。トルク伝達ボール4は保持器5によって角度θを二等分する平面内に配向せしめられ、これによって継手の等速性が確保される。
In the state where the outer joint member 1 and the inner
図1(B)に示す状態では、一部のボール4は、外輪案内溝1bから外側へ出ると共に、内輪案内溝2bの第1円弧部2b1と接する。このとき、円弧部2b1が継手中心Oを中心とすることにより、ボール4の中心位置が継手中心Oから離れていかない。従って、ボール4を内輪案内溝2b及び保持器5との間に保持することができる。また、上記のように、保持器5の窓5cの窓開き寸法をボール径よりも狭くしておくことにより、外側継手部材1の外側であってもボール4を保持器5で内輪案内溝2b側に抱え込んでおくことができるため、ボール4が保持器5から脱落するのを防止できる。このようにして、ボール4を脱落させることなく外側継手部材1の案内溝1bからはみ出し可能とすることで、等速自在継手の限界作動角を高角化することができる。
In the state shown in FIG. 1B, some of the
このような等速自在継手では、継手の回転、あるいは折曲に伴って、外側継手部材1の案内溝1bから外側に出たボール4が再び案内溝1bに戻される。このとき、ボール4と外側継手部材1の開口端部とが干渉すると、等速自在継手1のスムーズな作動が阻害される恐れがある。本発明の等速自在継手では、外輪案内溝1bの開口端部に設けたガイド部1cにより、ボール4をスムーズに外輪案内溝1bに収容することができる(図4参照)。従って、ボール4と外側継手部材1との干渉が回避され、継手をスムーズに作動させることができる。
In such a constant velocity universal joint, the
1 外側継手部材
1a 内周球面
1b 外輪案内溝
1c ガイド部
2 内側継手部材
2a 外周球面
2b 内輪案内溝
2b1 第1円弧部
2b2 第2円弧部
2c スプライン孔
3 シャフト
4 ボール
5 保持器
6 案内リング
7 止め輪
O 継手中心
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer joint member 1a Inner spherical surface 1b Outer
Claims (3)
内側継手部材の案内溝のうち、継手奥側の端部を含む領域を継手中心を中心とする円弧とすると共に、前記ボールを収容する保持器の窓の外周側窓開き寸法を前記ボールの径より小さくすることによって、前記ボールを脱落させることなく外側継手部材の案内溝からはみ出し可能とし、かつ、外側継手部材の案内溝の継手開口側端部を、半径方向外方に開いたガイド部としたことを特徴とする固定型等速自在継手。 An outer joint member having a plurality of guide grooves extending in the axial direction on a spherical inner peripheral surface, an inner joint member having a plurality of guide grooves extending in the axial direction on a spherical outer peripheral surface, and guiding of the outer joint member In a fixed type constant velocity universal joint including a torque transmission ball arranged on each of a plurality of ball tracks formed by cooperation of a groove and a guide groove of an inner joint member, and a cage for holding the torque transmission ball ,
Of the guide groove of the inner joint member, a region including the end portion on the inner side of the joint is an arc centered on the joint center, and the window opening size on the outer peripheral side of the window of the cage housing the ball is the diameter of the ball. By making the ball smaller, it is possible to protrude from the guide groove of the outer joint member without dropping the ball, and the joint opening side end of the guide groove of the outer joint member is opened radially outwardly. A fixed type constant velocity universal joint.
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JP2006214682A JP2008039077A (en) | 2006-08-07 | 2006-08-07 | Fixed type constant velocity universal joint |
PCT/JP2007/064470 WO2008018290A1 (en) | 2006-08-07 | 2007-07-24 | Fixed constant velocity universal joint |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006214682A JP2008039077A (en) | 2006-08-07 | 2006-08-07 | Fixed type constant velocity universal joint |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2014084952A (en) * | 2012-10-24 | 2014-05-12 | Ntn Corp | Fixed type constant speed universal joint |
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2006
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