JP2008069889A - Fixed type constant velocity universal joint - Google Patents
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Abstract
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 that is used in a power transmission system of automobiles and various industrial machines, and that 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.
UJタイプの固定式等速自在継手は、図14と図15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。ケージ8には、ボール7が収容されるポケット9が周方向に沿って複数配設されている。
14 and 15, the UJ type fixed type constant velocity universal joint has an outer ring as an outer member in which a plurality of
前記外輪3のトラック溝2は、トラック溝底が円弧部となる奥側トラック溝2aと、トラック溝底が外輪軸線と平行なストレート部となる開口側トラック溝2bとからなる。奥側トラック溝2aは、その曲率中心O1を継手中心Oから軸方向に外輪3の開口側にずらしている。また、内輪6のトラック溝5は、トラック溝底が内輪軸線と平行なストレート部となる奥側トラック溝5aと、トラック溝底が円弧部となる開口側トラック溝5bとからなる。開口側トラック溝5bの曲率中心O2を継手中心Oから軸方向に外輪3の奥側トラック溝2aの曲率中心O1と反対側の奥側に等距離kだけ離して設けている。
The
また、ケージ外球面8aは、その曲率半径O3を継手中心Oから軸方向にケージ8の開口側にずらし、ケージ内球面8bは、その曲率中心O4を継手中心Oから軸方向にケージ外球面8aの曲率中心O3と反対側の奥側に等距離k1だけ離して設けている。従来のこの種の等速自在継手では、内外輪のトラックオフセット量を大きく、ケージのオフセット量を小さくしている。また、隣合う2個のボール7のピッチ角は、図15に示すように、60度である。すなわち、ボール7が周方向に沿って60度ピッチで6個配置されている。
Further, the cage outer
ところで、固定式等速自在継手において、近年では、小型化できてしかもトルク負荷容量を上げることが求められている。6個のボールを有する固定式等速自在継手を小型化し、かつトルク負荷容量を上げる方法として、出来るだけ大きなボールを出来るだけ小さなPCD上に配置することが考えられる。しかしながら、大きなボールを使用すると、ケージのポケット間の柱(窓柱)が細くなり、ケージの剛性が低下する。特に高角時の捩りトルク負荷に対しては、ケージの破損が生じ易く、等速自在継手の強度低下の要因となっている。 By the way, in recent years, it has been demanded that the fixed type constant velocity universal joint can be reduced in size and the torque load capacity can be increased. As a method for reducing the size of the fixed type constant velocity universal joint having six balls and increasing the torque load capacity, it is conceivable to place the largest possible ball on the smallest possible PCD. However, when a large ball is used, the column (window column) between the pockets of the cage becomes thin, and the rigidity of the cage decreases. In particular, for a torsional torque load at a high angle, the cage is easily damaged, which causes a decrease in strength of the constant velocity universal joint.
特に、図14に示すように、内外輪のトラックオフセット量が大きく、ケージのオフセット量が小さい場合、外輪奥側のトラック溝深さが浅くなり、高角時のトルク負荷容量が小さくなる。つまり、高角時のトルク負荷に対してボールがトラックエッジに乗り上げ易く、エッジ部に過大な応力が発生する。そのため、エッジ部の欠けによる損傷や、塑性変形が生じることによるケージとのロック現象が発生する。これらの損傷やロック現象は、作動性を悪くし、耐久寿命を低下させたり、ケージ破損の要因となっている。また、内輪においても奥側のトラック深さも浅くなっており、外輪と同様の欠点を有する。このため、高角度域での継手強度および耐久性の向上は従来からの課題である。 In particular, as shown in FIG. 14, when the track offset amount of the inner and outer rings is large and the offset amount of the cage is small, the depth of the track groove on the inner side of the outer ring becomes shallow, and the torque load capacity at high angles becomes small. That is, the ball tends to ride on the track edge with respect to a torque load at a high angle, and an excessive stress is generated at the edge portion. For this reason, damage due to chipping of the edge portion or a locking phenomenon with the cage due to plastic deformation occurs. These damages and lock phenomena deteriorate the operability, reduce the durability life, and cause the cage to break. In addition, the inner ring has a shallower track depth on the back side, and has the same drawbacks as the outer ring. For this reason, improvement of joint strength and durability in a high angle region is a conventional problem.
そこで、従来には、周方向に隣合うポケット同士の間に存在する柱部の周方向長さ寸法を大きくして、ケージの耐久性の確保を図って、等速自在継手全体の耐久性の向上を図るようにしたものがある(特許文献1)。すなわち、この特許文献1に記載のものは、一つのポケットに複数個のボールを収納することによって、同一のポケット内に収容したボールの間隔を狭くして、周方向に隣合うポケット同士の間に存在する柱部の周方向長さ寸法を大きくするものであり、ボールの数を7個以上としている。 Therefore, conventionally, by increasing the circumferential length dimension of the pillar portion existing between the pockets adjacent in the circumferential direction to ensure the durability of the cage, the durability of the entire constant velocity universal joint is improved. There is one designed to improve (Patent Document 1). That is, the one described in Patent Document 1 stores a plurality of balls in one pocket, thereby narrowing the interval between the balls stored in the same pocket, and between adjacent pockets in the circumferential direction. In this case, the circumferential length of the pillar portion existing in is increased, and the number of balls is seven or more.
また、従来には、ケージの各ポケットに2個ずつ収納して、回転中のモーメントの周期的変動を抑制するようにしたものがある(特許文献2)。すなわち、この特許文献2に記載のものは、ケージの全ポケットをその周方向間隔を大とした長窓として、一つの窓柱の周方向長さを大きくしている。
特許文献1に記載のものでは、ポケットに複数個のボールを収納することによって、周方向に隣合うポケット同士の間に存在する柱部の周方向長さ寸法を大きくして、ケージの耐久性確保を図って、等速自在継手全体の耐久性の向上を図るようにしている。しかしながら、特許文献1に記載のものでは、ボールを7個以上とすることを前提としており、6個のボールを有するものにおいて、高角度時の負荷容量の低下、及び内輪とケージ内球面の接触面圧の増加の防止等ができるようにしたものではない。 In the thing of patent document 1, the circumferential direction length dimension of the pillar part which exists between pockets adjacent in the circumferential direction is enlarged by accommodating a plurality of balls in a pocket, and the durability of the cage In order to ensure, the durability of the constant velocity universal joint as a whole is improved. However, the one described in Patent Document 1 is based on the premise that the number of balls is seven or more, and in the case of having six balls, the load capacity decreases at high angles and the contact between the inner ring and the cage inner spherical surface. It is not intended to prevent an increase in surface pressure.
また、特許文献2に記載のものでは、ケージの各ポケットに2個ずつ収納して、前記特許文献1と同様、全体のポケット数を少なくして窓柱の周方向長さを大きくしている。このため、この場合であっても、高角度時の負荷容量の低下、および内輪とケージ内球面の接触面圧の増加の防止等ができるものではない。
Moreover, in the thing of
本発明は、上記課題に鑑みて、小型化を図ることができ、しかも小型化しても、作動角をとった際においても、負荷容量の低下が少なく、また高角時のトラックへのボールの乗り上げを緩和することによって、高角度強度及び耐久性を向上させることができる固定式等速自在継手を提供する。 In view of the above problems, the present invention can be downsized, and even when downsized, when the operating angle is taken, there is little reduction in load capacity, and the ball rides on the track at high angles. A fixed type constant velocity universal joint capable of improving high angle strength and durability by relaxing the above is provided.
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形成された外方部材と、外球面に複数のトラック溝が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、このボールを収容するポケットを有するとともに外方部材と内方部材との間に介装されるケージとを備えた固定式等速自在継手において、前記ケージのポケットは、周方向間隔が大の一対の長ポケットと、周方向間隔が小の一対の短ポケットとの4個を有し、一対の長ポケットを周方向に沿って180度ずらせるとともに、一対の短ポケットを周方向に沿って180度ずらせて、長ポケットと短ポケットとを周方向に沿って交互に配置し、かつ長ポケットには2個のボールを収容するとともに、短ポケットには1個のボールを収容し、前記内方部材の外球面の継手奥側の端部に、少なくとも長ポケットに対応する範囲に、周方向に連続する円弧部を形成したものである。 The fixed type constant velocity universal joint according to the present invention includes an outer member having a plurality of track grooves formed on an inner spherical surface, an inner member having a plurality of track grooves formed on the outer spherical surface, and a track groove of the outer member. A plurality of balls that are interposed between the track grooves of the inner member and the track groove of the inner member, and a cage that has a pocket for accommodating the balls and is interposed between the outer member and the inner member. In the fixed constant velocity universal joint provided, the cage pocket has four pairs of a pair of long pockets having a large circumferential interval and a pair of short pockets having a small circumferential interval. Are shifted 180 degrees along the circumferential direction, and the pair of short pockets are shifted 180 degrees along the circumferential direction, and the long pockets and the short pockets are alternately arranged along the circumferential direction. Accommodates balls and short The socket accommodates one ball, the end portion of the joint innermost side of the outer spherical surface of said inner member, and forming an arc portion continuing in a range corresponding to at least long pockets, in the circumferential direction.
本発明の固定式等速自在継手では、ケージのポケット間の窓柱の数を4つとすることができ、1本あたりの窓柱の周方向長さを長くすることができる。これにより、各ケージ窓柱の剛性を大きくすることができる。また、長ポケットを有することによって、内輪のケージへの組込みが容易となる。 In the fixed type constant velocity universal joint of the present invention, the number of window columns between the pockets of the cage can be four, and the circumferential length of one window column can be increased. Thereby, the rigidity of each cage window column can be increased. Further, by having the long pocket, the inner ring can be easily assembled into the cage.
また、内方部材の外球面の継手奥側の端部に、周方向に連続する円弧部を形成したことによって、高作動角時において、内方部材の外球面とケージ内球面とを連続的に接触させることができる。 In addition, by forming a circular arc portion that is continuous in the circumferential direction at the end of the inner spherical surface of the outer spherical surface of the inner member, the outer spherical surface of the inner member and the inner spherical surface of the cage are continuously connected at a high operating angle. Can be contacted.
長ポケットに収容される2個のボールのPCD上のピッチ角を60度よりも小さくするとともに、その他のボールのピッチ角を60度よりも大きくした。これにより、長ポケットに収納した2個のボールのピッチ間距離が小さくなり、これに対応する外方部材のトラック溝のピッチ間距離が小さくなる。 The pitch angle on the PCD of the two balls accommodated in the long pockets was made smaller than 60 degrees, and the pitch angles of the other balls were made larger than 60 degrees. Thereby, the distance between the pitches of the two balls stored in the long pocket is reduced, and the distance between the pitches of the track grooves of the outer member corresponding thereto is reduced.
長ポケットの周方向間隔よりも前記内方部材の軸方向長さを短くした。これにより、内方部材のケージへの組込みが一層容易となる。さらに、ケージの長ポケットに対応する外方部材の2つのトラック溝間肩幅寸法を、ケージ軸方向におけるポケット幅よりも小さく設定した。これにより、ケージの外輪への組込みが容易となる。 The axial length of the inner member was made shorter than the circumferential interval between the long pockets. This makes it easier to incorporate the inner member into the cage. Furthermore, the shoulder width dimension between the two track grooves of the outer member corresponding to the long pocket of the cage was set smaller than the pocket width in the cage axial direction. This facilitates the incorporation of the cage into the outer ring.
外方部材のトラック溝の曲率中心と内方部材のトラック溝の曲率中心とを、継手中心に対して等距離だけ軸方向に逆向きにオフセットさせるとともに、ケージの外球面の曲率中心とケージの内球面の曲率中心とを、継手中心に対して等距離だけ軸方向に逆向きにオフセットさせ、このケージのオフセット量を、トラック溝のオフセット量と略同一となるように大きくした。これによって、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるのを防止できるとともに、開口側のケージの肉厚(径方向厚さ)を大きくすることができる。 The center of curvature of the track groove of the outer member and the center of curvature of the track groove of the inner member are offset in the axial direction by an equal distance from the joint center, and the center of curvature of the outer spherical surface of the cage and the cage The center of curvature of the inner spherical surface was offset in the axial direction by an equal distance from the joint center, and the offset amount of the cage was increased so as to be substantially the same as the offset amount of the track groove. As a result, it is possible to prevent the depth of the track groove on the deeper side of the joint from becoming shallow, and to increase the thickness (diameter thickness) of the cage on the opening side.
なお、固定式等速自在継手として、内方部材および外方部材のトラック溝底が円弧部とストレート部とを備えたものであっても、内方部材および外方部材のトラック溝底が円弧部とテーパ部とを備えたものであってもよい。 In addition, as a fixed type constant velocity universal joint, even if the track groove bottoms of the inner member and the outer member are provided with arc portions and straight portions, the track groove bottoms of the inner member and the outer member are arc shapes. A part and a taper part may be provided.
本発明では、各ケージ窓柱の剛性を大きくすることができるので、小さなPCDに大きなボールを配置することができ、負荷容量を低下させずにコンパクト化が可能となる。しかも、高角度時の捩りトルク負荷に対して、ケージの破損を防止できる。また、長ポケットを有することによって、内輪のケージへの組込みが容易となる。特に、長ポケットの周方向間隔の最小長さよりも前記内輪の軸方向長さを短くすることにより、内輪のケージへの組込みが一層容易となって、組立作業性を向上することができる。 In the present invention, since the rigidity of each cage window column can be increased, a large ball can be disposed on a small PCD, and the size can be reduced without reducing the load capacity. Moreover, the cage can be prevented from being damaged by a torsional torque load at a high angle. Further, by having the long pocket, the inner ring can be easily assembled into the cage. In particular, by making the axial length of the inner ring shorter than the minimum length of the long pockets in the circumferential direction, the inner ring can be more easily assembled into the cage and the assembly workability can be improved.
また、内方部材の外球面とケージ内球面とを連続的に接触させることができるので、内方部材の外球面とケージ内球面間の接触面積が増加し、その部分の接触面圧が緩和される。このため、摩耗、かじり、焼き付き等の発生を防ぐことができる。従って、継手の作動不良、破損、温度上昇、焼き付き、異音発生等を防止することができる。 In addition, since the outer spherical surface of the inner member and the inner spherical surface of the cage can be continuously in contact with each other, the contact area between the outer spherical surface of the inner member and the inner spherical surface of the cage increases, and the contact surface pressure at that portion is reduced. Is done. For this reason, generation | occurrence | production of abrasion, a galling, a seizure, etc. can be prevented. Accordingly, it is possible to prevent malfunction of the joint, breakage, temperature rise, seizure, generation of abnormal noise, and the like.
しかも、高作動角時において、内方部材の外球面とケージ内球面とが接触しているので、内方部材の端部(奥側端部)とポケット枠(窓枠)のエッジ部との干渉による作動異常や窓枠のエッジ部の欠けを防ぐことができ、継手の作動不良やケージ欠けによる早期破損を防止できる。 In addition, since the outer spherical surface of the inner member and the inner spherical surface of the cage are in contact at a high operating angle, the end portion (back end portion) of the inner member and the edge portion of the pocket frame (window frame) are in contact with each other. It is possible to prevent malfunction due to interference and chipping of the edge portion of the window frame, and it is possible to prevent joint failure and early breakage due to cage chipping.
長ポケットに収納した2個のボールのピッチ間距離を小さくでき、これに対応する外方部材のトラック溝のピッチ間距離を小さくできる。これにより、ケージの外輪への組込みが容易となる。特に、このピッチ間距離(トラック溝間肩幅寸法)を、ケージ軸方向におけるポケット幅よりも小さくでき、これにより、ケージの外輪への組込みが一層容易となって、組立作業性を向上することができる。 The distance between the pitches of the two balls stored in the long pocket can be reduced, and the distance between the pitches of the track grooves of the outer member corresponding thereto can be reduced. This facilitates the incorporation of the cage into the outer ring. In particular, the distance between the pitches (the shoulder width dimension between the track grooves) can be made smaller than the pocket width in the cage axial direction, which makes it easier to incorporate the cage into the outer ring and improve the assembly workability. it can.
ケージのオフセット量を、トラック溝のオフセット量と略同一となるように大きくしたので、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるのを防止できるとともに、開口側のケージの肉厚(径方向厚さ)を大きくすることができる。このため、高角時のボールがトラックエッジに乗り上げるのを防止でき、エッジに過大な応力が発生することがなくなる。すなわち、高角時の捩りトルク負荷容量の低下を防ぎ、高角耐久寿命の向上(改善)や高角時の内方部材と外方部材のトラック溝の塑性変形に起因する破損強度の向上(改善)を図ることができる。 The cage offset has been increased to be approximately the same as the track groove offset, so that the depth of the track groove on the inner side of the joint can be prevented from decreasing, and the cage wall thickness (radial thickness) on the opening side can be prevented. Can be increased. For this reason, it is possible to prevent the ball at a high angle from riding on the track edge, and an excessive stress is not generated at the edge. In other words, the torsional torque load capacity at high angles is prevented from decreasing, and the high-angle durability life is improved (improved), and the breaking strength is improved (improved) due to plastic deformation of the inner and outer member track grooves at high angles. You can plan.
また、継手開口側のケージの肉厚(径方向厚さ)を大きくすることができるので、継手開口側のケージ窓枠の剛性を大きくすることができる。このため、各ケージ窓柱の剛性が大となるのと相俟って、高角時の捩りトルク負荷に対するケージ破損強度の向上を大幅に図ることができる。 Further, since the thickness (diameter thickness) of the cage on the joint opening side can be increased, the rigidity of the cage window frame on the joint opening side can be increased. For this reason, coupled with the increased rigidity of each cage window column, it is possible to greatly improve the cage breakage strength against a torsional torque load at a high angle.
なお、長ポケットに2個のボールを収納させれば、このボール間に窓柱が存在しないので、ボールからの大きな負荷を受ける継手開口側の窓枠の剛性を上げる必要があるが、前記したように、ケージのオフセット量を、トラック溝のオフセット量と略同一となるように大きくすることにより、継手開口側の窓枠の剛性を上げることができ、長ポケットに2個のボールを収納する構造であっても、ケージの強度を十分保つことができる。 If two balls are stored in the long pocket, there is no window column between the balls. Therefore, it is necessary to increase the rigidity of the window frame on the joint opening side that receives a large load from the balls. As described above, by increasing the offset amount of the cage so as to be substantially the same as the offset amount of the track groove, the rigidity of the window frame on the joint opening side can be increased, and two balls are stored in the long pocket. Even with the structure, the strength of the cage can be sufficiently maintained.
以下本発明の実施の形態を図1〜図13に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
この固定式等速自在継手は、図1に示すように内球面21に複数のトラック溝22が円周方向不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が円周方向不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。
As shown in FIG. 1, the fixed type constant velocity universal joint includes an
前記外輪23のトラック溝22は、トラック溝底が円弧部となる奥側トラック溝22aと、トラック溝底が外輪軸線と平行なストレート部となる開口側トラック溝22bとからなる。奥側トラック溝22aは、その曲率中心O1を継手中心Oから軸方向に外輪23の開口側にずらしている。
The
また、内輪26のトラック溝25は、トラック溝底が内輪軸線と平行なストレート部となる奥側トラック溝25aと、トラック溝底が円弧部となる開口側トラック溝25bとからなる。この場合、図5に示すように、奥側トラック溝25aと開口側トラック溝25bとがなす範囲Hが、ボール27が転動するトラック必要範囲となる。そして、開口側トラック溝25bの曲率中心O2を継手中心Oから軸方向に外輪23の奥側トラック溝22aの曲率中心O1と反対側の奥側に等距離kだけ離して設けている。
The
奥側トラック溝25aには、外球面24に開口する奥溝部25cが連設されている。このため、内輪26の外球面24の継手奥側の端部に、周方向に連続する円弧部36を形成している。この場合、円弧部36は周方向全周に亘って形成されている。
A
ケージ28は、外球面28aの曲率中心O3と内球面28bの曲率中心O4とを、継手中心(ケージ中心)Oに対して等距離k2だけ軸方向に逆向きにオフセットさせ、このケージ28のオフセット量をトラック溝のオフセット量と略同一として大きくしている。
In the
このため、ケージ28の外球面28aは、外輪23の奥側トラック溝22aの溝底とほぼ同心円弧(曲率半径は相違する同心円弧)を形成することができ、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるのを防止できるとともに、ケージ28の開口側の肉厚(径方向厚さ)を大きくすることができる。
For this reason, the outer
また、ケージ28にはボール27を収容するポケット29が設けられている。この場合、ケージ28のポケット29は、図2に示すように、周方向間隔が大の一対の長ポケット30と、周方向間隔が小の一対の短ポケット31との4個を有している。そして、一対の長ポケット30を周方向に沿って180度ずらせるとともに、一対の短ポケット31を周方向に沿って180度ずらせて、長ポケット30と短ポケット31とを周方向に沿って交互に配置している。このため、ポケット間に設けられる窓柱(ケージ窓柱)33が4個となる。そして、長ポケット30には2個のボール27を収容するとともに、短ポケット31には1個のボール27を収容する。
The
長ポケット30に収容される2個のボール27のPCD上のピッチ角eを60度よりも小さくするとともに、その他のボール27のピッチ角dを60度よりも大きしくている。また、長ポケット30の周方向間隔h(図7参照)よりも内輪26の軸方向長さi(図5参照)を短くしている。さらに図8に示すように、ケージ28の長ポケット30に対応する外輪23の2つのトラック溝間肩幅寸法fを、ケージ軸方向におけるポケット幅gよりも小さく設定している。
The pitch angle e on the PCD of the two
本発明の固定式等速自在継手によれば、ケージ28のポケット間の窓柱33の数を4つとすることができ、1本あたりの窓柱33の周方向長さを長くすることができる。これにより、各ケージ窓柱33の剛性を大きくすることができるので、小さなPCDに大きなボール27を配置することができ、負荷容量を低下させずにコンパクト化が可能となる固定式等速自在継手として小型化を図ることができ、しかも、高角度時の捩りトルク負荷に対して、ケージ28の破損を防止できる。
According to the fixed type constant velocity universal joint of the present invention, the number of the
ところで、長ポケット30の2個のボール27間に窓柱がないので、内輪26に円弧部36を設けなければ、内輪26の外球面が6個のトラック溝25によって不連続な6箇所に分割される。このため、窓柱がない部分にあたる内輪26とケージ窓枠(ポケット枠)との接触面積は小さく、接触面圧が大きくなる。そして、作動角が大きくなると(高角時に)、図11と図12と図13に示すように、ケージ内球面28bと内輪26の外球面24とが接触しない範囲が生じる。すなわち、内輪26とケージ28の接触が断続的になる。このため、負荷トルクによってケージ28が変形しやすく、変形すると、長ポケット30のエッジ部(長辺35の内球面28b側のエッジ部)に内輪26端部が干渉する。このような干渉が生じれば、継手の作動不良やこのエッジ部の欠けや割れを引き起こす。
By the way, since there is no window column between the two
これに対して、内輪26の外球面24の継手奥側の端部に、周方向に連続する円弧部36を形成すれば、図3と図9と図10に示すように、高角時であっても、ケージ内球面28bと内輪26の外球面24とは常時接触状態となる。
On the other hand, if a
このため、ケージ窓枠に掛かる力が平準化されてケージ28の変形が小さくなると共に内輪26とケージ28の接触が連続的となる。すなわち、高作動角時においても、内輪26とケージ内球面28bとを連続的に接触させることができるので、内輪26とケージ内球面28b間の接触面積が増加し、その部分の接触面圧が緩和される。このため、摩耗、かじり、焼きつき等の発生を防ぐことができる。従って、継手の作動不良、破損、温度上昇、焼き付き、異音発生等を防止することができる。
Therefore, the force applied to the cage window frame is leveled, the deformation of the
しかも、高作動角時において、内輪26の外球面24とケージ内球面28bとが接触しているので、内方部材の端部(奥側端部)とポケット枠(窓枠)のエッジ部との干渉による作動異常や窓枠のエッジ部の欠けを防ぐことができ、継手の作動不良やケージ欠けによる早期破損を防止できる。
Moreover, since the outer
また、長ポケット30を有することによって、内輪26のケージ28への組込みが容易となる。特に、長ポケット30の周方向間隔hよりも内輪26の軸方向長さiを短くすることにより、内輪26のケージ28への組込みが一層容易となって、組立作業性を向上させることができる。
Further, since the
すなわち、内輪26をケージ28に組み込むに際しては、ケージ28の軸線に対して内輪26をその軸線が垂直になるように配置した状態(ケージ28に対して内輪26を90°回転させた状態)で、その内輪26の外球面24の一部をケージ28のポケット29に落とし込み、この状態で内輪26をケージ28に挿入し、その後、内輪26をケージ28に対して90°回転させて、ケージ28の軸線に内輪26の軸線を一致させて正規の姿勢に配置する。このため、内輪26をケージ28に組み込む際に、長ポケット30に内輪26の外球面24の一部を落とし込むようにでき、内輪26のケージへの組込みが容易となる。
That is, when the
また、長ポケット30に収納した2個のボール27のピッチ間距離を小さくでき、これに対応する外輪23のトラック溝22のピッチ間距離を小さくできる。これにより、ケージ28の外輪23への組込みが容易となる。特に、このピッチ間距離(トラック溝間肩幅寸法f)を、ケージ軸方向におけるポケット幅gよりも小さくでき、これにより、ケージ28の外輪23への組込みが一層容易となって、組立作業性を向上することができる。
Further, the distance between the pitches of the two
ケージ28のオフセット量を、トラック溝22、25のオフセット量と略同一となるように大きくしたので、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるのを防止できるとともに、開口側のケージ28の肉厚(径方向厚さ)を大きくすることができる。このため、高角時のボールがトラックエッジに乗り上げるのを防止でき、エッジに過大な応力は作用することがなくなる。すなわち、高角時の捩りトルク負荷容量の低下を防ぎ、高角耐久寿命の向上(改善)や高角時の内方部材と外方部材のトラック溝の塑性変形に起因する破損強度の向上(改善)を図ることができる。
Since the offset amount of the
また、継手開口側のケージ28の肉厚(径方向厚さ)を大きくすることができるので、継手開口側のケージ窓枠の剛性を大きくすることができる。このため、各ケージ窓柱の剛性が大となるのと相俟って、高角時の捩りトルク負荷に対するケージ破損強度の向上を大幅に図ることができる。
Moreover, since the thickness (diameter direction thickness) of the
なお、長ポケット30に2個のボール27を収納させれば、このボール間に窓柱33が存在しないので、ボール27からの大きな負荷を受ける継手開口側の窓枠の剛性を上げる必要があるが、前記したように、ケージ28のオフセット量を、トラック溝22、25のオフセット量と略同一となるように大きくすることにより、継手開口側の窓枠の剛性を上げることができ、長ポケット30に2個のボール27を収納する構造であっても、ケージ28の強度を十分保つことができる。
If the two
ところで、前記実施形態では、固定式等速自在継手として、トラック溝22、25にストレート溝22b、25aを有するアンダーカットフリー型(UJ)であったが、このようなストレート溝を有さないバーフィールド型(BJ)であってもよい。また、内輪26および外輪23のトラック溝底が円弧部とテーパ部とを備えたものであってもよい。この場合、外輪23のトラック溝22のテーパ部を開口側に設け、かつ奥側から開口側に向かって拡大するようにするのが好ましい。これは作動角を大きくとれるからである。
By the way, in the said embodiment, although it was an undercut free type | mold (UJ) which has the
内輪26に形成する円弧部36として、前記実施形態では全周に連続するものであるが、短ポケット31に対応するトラック溝25に対してこのような円弧部36を設けなくてもよい。すなわち、長ポケット30に対応するトラック溝25に対してのみ円弧部36を形成すればよい。これは、前記したように、長ポケット30を設けたことによって、摩耗、かじり、焼き付き等の問題が生じるのであって、この長ポケット30に対応するトラック溝25に対してのみ円弧部36を設ければ、このような問題を解決できるからである。
In the embodiment, the
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、前記実施形態では、曲率中心O1と曲率中心O3とは僅かにずれた位置に配置されるとともに、曲率中心O2と曲率中心O4とは僅かにずれた位置に配置されているが、曲率中心O1と曲率中心O3とが同一位置であっても、曲率中心O2と曲率中心O4とが同一位置であってもよい。また、曲率中心O1と曲率中心O3とがずれたり、曲率中心O2と曲率中心O4とがずれたりする場合、そのずれ量は、任意に設定できるが、オフセット量kとずれ量(k-k2)との比は(k-k2)/k≦0.3と設定するのが好ましい。(k-k2)/k>0.3になると、図14に示す従来の固定式等速自在継手と差異が無くなって、継手奥側のトラック溝深さが浅くなるとともに、開口側のケージ28の肉厚を大きくできなくなり、ジョイントの必要強度を下回る(図16参照)。
As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, in the embodiment, the curvature center O1 and the curvature center O3 are slightly different. Although the center of curvature O2 and the center of curvature O4 are disposed at positions slightly deviated from each other, the center of curvature O2 is provided even if the center of curvature O1 and the center of curvature O3 are the same position. And the center of curvature O4 may be at the same position. In addition, when the curvature center O1 and the curvature center O3 are deviated or the curvature center O2 and the curvature center O4 are deviated, the deviation amount can be arbitrarily set, but the offset amount k and the deviation amount (k−k2). The ratio is preferably set as (k−k2) /k≦0.3. When (k−k2) / k> 0.3, there is no difference from the conventional fixed type constant velocity universal joint shown in FIG. 14, the depth of the track groove on the inner side of the joint becomes shallower, and the
また、長ポケット30の周方向間隔hとしても、内輪26へのケージ28の組込み性の向上が図れて、しかも、窓柱33の剛性が低下しない範囲で種々設定できる。さらに、トラック溝間肩幅寸法fやケージ28のケージ軸方向におけるポケット幅g等も、ケージ28の外輪23への組込み性等を考慮して設定できる。
Further, the circumferential interval h of the
内輪26の円弧部36の軸方向長さとしては、トラック溝25内を転動するボール27の転動を損なわない範囲で任意に設定することができる。
The axial length of the
21 内球面
22 トラック溝
24 外球面
25 トラック溝
27 ボール
28 ケージ
28b ケージ内球面
28b 内球面
28a 外球面
29 ポケット
30 長ポケット
31 短ポケット
36 円弧部
21 inner
Claims (6)
前記ケージのポケットは、周方向間隔が大の一対の長ポケットと、周方向間隔が小の一対の短ポケットとの4個を有し、一対の長ポケットを周方向に沿って180度ずらせるとともに、一対の短ポケットを周方向に沿って180度ずらせて、長ポケットと短ポケットとを周方向に沿って交互に配置し、かつ長ポケットには2個のボールを収容するとともに、短ポケットには1個のボールを収容し、前記内方部材の外球面の継手奥側の端部に、少なくとも長ポケットに対応する範囲に、周方向に連続する円弧部を形成したことを特徴とする固定式等速自在継手。 An outer member having a plurality of track grooves formed on the inner spherical surface, an inner member having a plurality of track grooves formed on the outer spherical surface, and between the track grooves of the outer member and the track grooves of the inner member. In a fixed type constant velocity universal joint including a plurality of balls interposed and transmitting a torque, and a cage having a pocket for accommodating the balls and interposed between an outer member and an inner member,
The cage pocket has four pairs of a pair of long pockets having a large circumferential interval and a pair of short pockets having a small circumferential interval, and the pair of long pockets are shifted by 180 degrees along the circumferential direction. In addition, the pair of short pockets are shifted 180 degrees along the circumferential direction, the long pockets and the short pockets are alternately arranged along the circumferential direction, and the two pockets are accommodated in the long pockets. Is characterized in that one ball is accommodated, and a circular arc portion that is continuous in the circumferential direction is formed in an end portion of the outer spherical surface of the inner member on the joint back side at least in a range corresponding to the long pocket. Fixed constant velocity universal joint.
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