JP2008208858A - Tripod constant velocity joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、自動車の駆動力伝達部において、一方の伝達軸と他方の伝達軸とを連結させる等速ジョイントに関する。 The present invention relates to, for example, a constant velocity joint that connects one transmission shaft and the other transmission shaft in a driving force transmission unit of an automobile.
自動車は、内燃機関、モータ等の各種のエンジンで発生した回転動力がデファレンシャルギヤから複数の継手構造を介してハブに伝達され、これによりタイヤが回転することに伴って走行する。 The automobile travels as the rotational power generated by various engines such as an internal combustion engine and a motor is transmitted from the differential gear to the hub via a plurality of joint structures, thereby rotating the tire.
継手構造は、ハーフシャフトやスプラインシャフト等の伝達軸と、等速ジョイントとを有する。すなわち、例えば、デファレンシャルギヤとスプラインシャフトとがいわゆるインボード側等速ジョイントを介して連結され、さらに、スプラインシャフトとハブとがいわゆるアウトボード側等速ジョイントを介して連結される。そして、これらの等速ジョイントと各種伝達軸との連結箇所は、継手用ブーツによって被覆される。 The joint structure includes a transmission shaft such as a half shaft or a spline shaft, and a constant velocity joint. That is, for example, the differential gear and the spline shaft are connected via a so-called inboard side constant velocity joint, and further, the spline shaft and the hub are connected via a so-called outboard side constant velocity joint. And the connection location of these constant velocity joints and various transmission shafts is covered with a joint boot.
インボード側等速ジョイントとしては、通常、トリポート型等速ジョイントが採用される。ここで、トリポート型等速ジョイントは、軸部と筒状部とを有するアウタ部材を具備し、前記軸部にデファレンシャルギヤの軸が連結されるとともに、前記筒状部にスプラインシャフトの先端に嵌合されたインナ部材が挿入される。なお、筒状部の内周壁には、互いに等間隔で離間した複数個のトラック溝が形成されている。各トラック溝は、底壁と、該底壁から略垂直に立ち上がった2面の側壁とで構成される。 As the inboard side constant velocity joint, a triport type constant velocity joint is usually adopted. Here, the triport type constant velocity joint includes an outer member having a shaft portion and a cylindrical portion, and a shaft of a differential gear is connected to the shaft portion, and the tip of the spline shaft is fitted to the cylindrical portion. The joined inner member is inserted. A plurality of track grooves spaced apart from each other at equal intervals are formed on the inner peripheral wall of the cylindrical portion. Each track groove is composed of a bottom wall and two side walls rising substantially vertically from the bottom wall.
一方のインナ部材は、円環部と、該円環部の外周壁から突出した複数個のトラニオンとを有し、このトラニオンが前記トラック溝の各々に臨んでいる。さらに、各トラニオンには略円環体のローラが回転自在に嵌着されており、該ローラが前記トラック溝の各々に挿入されることで、デファレンシャルギヤとスプラインシャフトとが連結される。ローラの側周壁はトラック溝の側壁に摺接し、一方、底壁はローラの底面から所定距離だけ離間する。 One inner member has an annular portion and a plurality of trunnions protruding from the outer peripheral wall of the annular portion, and the trunnions face each of the track grooves. Further, a substantially annular roller is rotatably fitted to each trunnion, and the differential gear and the spline shaft are connected by inserting the roller into each of the track grooves. The side wall of the roller is in sliding contact with the side wall of the track groove, while the bottom wall is separated from the bottom surface of the roller by a predetermined distance.
ところで、近年における地球環境保護、資源保護の観点から、自動車には、排気ガス中に含まれる酸化窒素、酸化硫黄、炭化水素類を低減することや、燃費を向上させることが求められている。この要請に対応する方策の1つとして、内燃機関を高温で運転することが検討されている。 By the way, from the viewpoint of global environmental protection and resource protection in recent years, automobiles are required to reduce nitrogen oxide, sulfur oxide, and hydrocarbons contained in exhaust gas and to improve fuel efficiency. As one of measures to meet this demand, it is considered to operate the internal combustion engine at a high temperature.
この場合、必然的に、内燃機関に近接するインボード側等速ジョイントを覆う継手用ブーツは、高温であっても劣化し難いものでなければならない。従来、継手用ブーツの材質はゴムが一般的であったが、近年では、高温での耐久性を確保するために樹脂が採用されつつある(例えば、特許文献1参照)。 In this case, inevitably, the joint boot that covers the inboard side constant velocity joint close to the internal combustion engine must be resistant to deterioration even at high temperatures. Conventionally, rubber is generally used as a material for joint boots, but in recent years, resins are being employed to ensure durability at high temperatures (see, for example, Patent Document 1).
上記から諒解されるように、アウタ部材の筒状部に設けられたトラック溝の側壁には、ローラの側周壁が摺接する。この摺接に伴ってトラック溝の側壁が摩耗すること等を回避するため、トラック溝には、高周波焼入れ等を施して硬度を上昇させることが通例となっている。 As can be understood from the above, the side peripheral wall of the roller is in sliding contact with the side wall of the track groove provided in the cylindrical portion of the outer member. In order to avoid wear of the side wall of the track groove due to this sliding contact, it is usual to increase the hardness by subjecting the track groove to induction hardening or the like.
ところで、樹脂製ブーツはゴム製ブーツに比して可撓性が低く、アウタ部材の筒状部を挿入することが若干困難である。この不都合を回避するには、筒状部の開口端部の肉厚(トラック溝の底壁から外周壁までの距離)を小さくし、これにより樹脂製ブーツを嵌着し易いようにすることが想起されるが、この場合、筒状部のトラック溝に高周波焼入れを施すと、熱応力によって該筒状部の開口端部が拡開するという不具合を招く。 Incidentally, the resin boot is less flexible than the rubber boot, and it is somewhat difficult to insert the cylindrical portion of the outer member. In order to avoid this inconvenience, it is necessary to reduce the wall thickness (distance from the bottom wall of the track groove to the outer peripheral wall) of the opening of the cylindrical portion, thereby making it easy to fit the resin boot. As will be recalled, in this case, when induction hardening is performed on the track groove of the cylindrical portion, the opening end of the cylindrical portion is expanded due to thermal stress.
開口端部の拡開は、肉厚を大きくすることで回避可能である。しかしながら、この場合、樹脂製ブーツを組み付けることが一層困難となるばかりでなく、筒状部の外径増加、ひいては大型化を引き起こす。このような事態が生じると、インボード側等速ジョイントの重量が増加する原因となり、また、大型化に伴って原材料コストが上昇してしまう。しかも、エンジンルームのレイアウトが制限されてしまう。 Expansion of the opening end can be avoided by increasing the wall thickness. However, in this case, it is not only more difficult to assemble the resin boot, but also the outer diameter of the cylindrical portion is increased and the size is increased. When such a situation occurs, it causes the weight of the inboard side constant velocity joint to increase, and the raw material cost increases as the size increases. Moreover, the layout of the engine room is limited.
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、小型でありながらも樹脂製ブーツを容易に組み付けることが可能なアウタ部材を具備する等速ジョイントを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a constant velocity joint including an outer member that can be easily assembled with a resin boot while being small in size.
前記の目的を達成するために、本発明に係る等速ジョイントは、第1伝達軸に連結される軸部と、内壁に軸線方向に沿って延在する複数個のトラック溝が設けられた筒状部とを有するアウタ部材と、
前記筒状部に挿入された第2伝達軸に嵌合される円環部と、前記円環部から前記トラック溝の各々に向かって膨出した複数個のトラニオンとを有するインナ部材と、
前記トラニオンの各々に外嵌され、且つ前記トラック溝の各々に摺動自在に係合される複数個の転動部材と、
を具備し、
前記トラック溝は、底壁と、前記転動部材が摺接する側壁とを有し、
前記底壁における硬化層の厚みが0〜2mmであるとともに、前記側壁における硬化層の厚みが0.8〜3mmの範囲内で且つ前記底壁の硬化層の厚みに比して大きいことを特徴とする。すなわち、本発明においては、トラック溝の底壁に硬化層が設けられていないか、設けられている場合であっても、その厚みは最大で2mmであり、且つ側壁における硬化層の厚みに比して小さく設定される。
In order to achieve the above object, a constant velocity joint according to the present invention is a cylinder provided with a shaft portion connected to the first transmission shaft and a plurality of track grooves extending along the axial direction on the inner wall. An outer member having a shape part;
An inner member having an annular portion fitted to the second transmission shaft inserted into the cylindrical portion, and a plurality of trunnions bulging from the annular portion toward each of the track grooves;
A plurality of rolling members externally fitted to each of the trunnions and slidably engaged with each of the track grooves;
Comprising
The track groove has a bottom wall and a side wall with which the rolling member slides,
The thickness of the hardened layer on the bottom wall is 0 to 2 mm, and the thickness of the hardened layer on the side wall is within a range of 0.8 to 3 mm and larger than the thickness of the hardened layer on the bottom wall. And That is, in the present invention, even when the hardened layer is not provided or provided on the bottom wall of the track groove, the thickness is 2 mm at the maximum and is compared with the thickness of the hardened layer on the side wall. And set small.
底壁及び側壁の各硬化層の厚みをこのように設定することにより、底壁に熱応力が残留することを可及的に回避することができる。このため、底壁から外周壁に至る厚みが小さい場合であっても、該底壁から外周壁までの肉が歪むことを抑制することが可能となる。結局、筒状部の開口端部が拡開することを防止することができる。 By setting the thicknesses of the hardened layers on the bottom wall and the side wall in this way, it is possible to avoid as much as possible that thermal stress remains on the bottom wall. For this reason, even when the thickness from the bottom wall to the outer peripheral wall is small, it is possible to suppress distortion of the meat from the bottom wall to the outer peripheral wall. Eventually, it is possible to prevent the opening end of the cylindrical portion from expanding.
従って、側壁への熱処理の前後で開口端部の寸法が略不変であるので、継手用ブーツとして樹脂製のものを用いた場合であっても、該継手用ブーツに筒状部の開口端部を容易に挿入することができる。すなわち、筒状部を小形状のままとしながら、樹脂製ブーツを容易に組み付けることが可能となる。 Therefore, since the dimension of the opening end before and after the heat treatment on the side wall is substantially unchanged, even when a resin boot is used as the joint boot, the opening end of the tubular portion is used as the joint boot. Can be inserted easily. That is, it is possible to easily assemble the resin boot while keeping the cylindrical portion small.
本発明によれば、トラック溝の底壁及び側壁における硬化層の厚みを所定の範囲内に設定し、且つ底壁の硬化層の厚みに比して側壁における硬化層の厚みを大きくするようにしているので、底壁に熱応力が残留することを可及的に回避することができる。これにより、底壁から外周壁に至る厚みが小さいアウタ部材、換言すれば、小形状のアウタ部材であっても、その開口端部が拡開することを抑制することができ、その結果、継手用ブーツとして樹脂製のものを採用した場合であっても、該継手用ブーツにアウタ部材を容易に組み付けることができる。 According to the present invention, the thickness of the hardened layer on the bottom wall and side wall of the track groove is set within a predetermined range, and the thickness of the hardened layer on the side wall is made larger than the thickness of the hardened layer on the bottom wall. Therefore, it is possible to avoid the thermal stress remaining on the bottom wall as much as possible. Thereby, even if it is an outer member with a small thickness from a bottom wall to an outer peripheral wall, in other words, even if it is a small-shaped outer member, it can suppress that the opening end part expands, and, as a result, a coupling Even when a resin boot is used, the outer member can be easily assembled to the joint boot.
以下、本発明に係る等速ジョイントにつき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。 Preferred embodiments of the constant velocity joint according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施の形態に係るトリポート型等速ジョイント10が組み込まれた継手構造の要部概略斜視説明図であり、図2は、その一部切欠側面図である。このトリポート型等速ジョイント10は、図示しない第1伝達軸に連結される軸部11及び有底筒状部12を有するアウタ部材14と、第2伝達軸16の一端に嵌合されて前記有底筒状部12の内部に挿入されたインナ部材としてのスパイダ18(図2参照)とを有し、アウタ部材14の端部から前記第2伝達軸16に至るまでが継手用ブーツ20で覆われている。この継手用ブーツ20の内部には、グリース組成物が封入される。
FIG. 1 is a schematic perspective view of a main part of a joint structure in which a tripart type
アウタ部材14の有底筒状部12の内壁面には、図3及び図4に示すように、該アウタ部材14の軸線方向に沿って延在するとともに互いに120°離間した3本のトラック溝22a〜22cが形成される。これらトラック溝22a〜22cは、有底筒状部12の外周面に沿って延在する方向に設けられた底壁24と、該底壁24から略垂直に立ち上がって互いに対向する2面の側壁26とから構成される。
On the inner wall surface of the bottomed
図4において、参照符号28は、トラック溝22a〜22cの側壁26に設けられた焼入れ硬化層を示す。この焼入れ硬化層28は、後述するように、高周波焼入れによって形成され、その厚みは、0.8〜3mmの範囲内である。
In FIG. 4,
一方、底壁24の近傍には、焼入れ硬化層28は形成されていない。換言すれば、底壁24には高周波焼入れが施されていない。このため、底壁24近傍には熱応力が残留していない。
On the other hand, no hardened hardening
第2伝達軸16の先端部に連結されたスパイダ18は、前記有底筒状部12の中空内部に挿入されている(図2及び図3参照)。図4に示すように、このスパイダ18には、円環部29からトラック溝22a〜22cに指向して膨出するとともに、互いに120°離間した3本のトラニオン30a〜30cが一体的に形成されている。
The
トラニオン30a〜30cの側壁部には、それぞれ、転動機構32が外嵌されている。各転動機構32は、ホルダ34及び転動部材としてのローラ36を有し、ホルダ34とローラ36との間には複数本のニードルベアリング38が介装されている。ニードルベアリング38同士は、互いに略同一寸法の円柱体形状に形成されている。
図5に示すように、ホルダ34は略円筒体であり、その下端面には直径方向外方に突出したフランジ部40が設けられている。また、等径部42の側周壁には環状溝44が設けられ、この環状溝44には、Ω字形状のオームバンド46が嵌合される。すなわち、転動機構32は、ワックスないしロウを介してニードルベアリング38を保持した状態のローラ36がホルダ34の等径部42に通されてフランジ部40で堰止された後、ニードルベアリング38からホルダ34の上端面の一部までを覆うリング体48がオームバンド46で位置決めされ、さらに、このオームバンド46が環状溝44に嵌合されることで構成される。
As shown in FIG. 5, the
ホルダ34の等径部42の内周面は直線状に形成され、一方、トラニオン30a〜30cの側壁部は湾曲している(図4参照)。このため、トラニオン30a〜30cは、図4における矢印A方向、すなわち、ホルダ34の軸線方向に沿って摺動自在であり、且つホルダ34に対して矢印B方向に所定角度で傾動自在となる。さらに、トラニオン30a〜30cは、矢印C方向に回動自在にもなる。
The inner peripheral surface of the equal-
ホルダ34の上端部は、トラニオン30a〜30cの平滑先端面に比して底壁24側に突出するとともに、底壁24との間に若干のクリアランスが生じるように位置決めされている。
The upper end portion of the
ローラ36は、前記ニードルベアリング38を介してホルダ34の等径部42の外周部に外嵌されている。このローラ36の湾曲した側壁部がトラック溝22a〜22cの側壁26に対して摺接することにより、該ローラ36が側壁26に案内されながら有底筒状部12内で図2及び図3における矢印X方向に沿って摺動し、その結果、スパイダ18、ひいては第2伝達軸16が有底筒状部12に対して相対的に変位する。
The
継手用ブーツ20(図1参照)は、各端部に大径筒部50及び小径筒部52を有し、これら大径筒部50と小径筒部52の間に蛇腹部53が介在する。この中の大径筒部50がアウタ部材14の一端部に緊締バンド54を介して締め付けられるとともに、小径筒部52が第2伝達軸16に緊締バンド56を介して締め付けられることで位置決め固定される。参照符号58、60は、これら緊締バンド54、56が加締められて形成された加締め部を表す。
The joint boot 20 (see FIG. 1) has a large diameter
この中、側壁26近傍にのみ焼入れ硬化層28が設けられたアウタ部材14は、図6に示す高周波誘導コイル70を用いて作製することができる。すなわち、この高周波誘導コイル70は、各側壁26に臨む側壁加熱部72、72と、該側壁加熱部72、72に橋架された後退部74とを有し、該後退部74は、輻射熱が底壁24に到達しない程度に底壁24から離間している。
Among these, the
高周波誘導コイル70は、有底筒状部12の開口端部側から挿入される。この状態で高周波誘導コイル70に通電が行われると、該高周波誘導コイル70に発熱が生じる。図6から諒解されるように、側壁加熱部72、72が側壁26に近接しているので、側壁加熱部72、72からの輻射熱が側壁26、26に到達し、これにより側壁26、26の近傍に焼入れ硬化層28、28が形成される。勿論、高周波誘導コイル70は、トラック溝22a〜22cの深さ方向、すなわち、有底筒状部12の軸線方向に沿って変位され、これにより、側壁26の全体にわたって焼入れ硬化層28が設けられる。
The high
なお、高周波誘導コイル70は有底筒状部12の内周壁にも近接するので、該内周壁にも焼入れ硬化層が形成される。
Since the high
その一方で、底壁24には後退部74からの輻射熱が到達しない。このため、底壁24の近傍には焼入れ硬化層28が形成されない。
On the other hand, the radiant heat from the receding
継手構造を構成する際には、継手用ブーツ20(図1参照)の小径筒部52に第2伝達軸16が圧入され、さらに、蛇腹部53側に露呈した第2伝達軸16の先端に、スパイダ18が取り付けられる。このスパイダ18が第2伝達軸16の先端ごとアウタ部材14の内部に挿入された後(図2参照)、スパイダ18のトラニオン30a〜30cに嵌着されたローラ36がトラック溝22a〜22cの側壁26に摺接可能に挿入される。
When configuring the joint structure, the
次に、継手用ブーツ20の大径筒部50に有底筒状部12の開口端部を挿入する。上記したように、この有底筒状部12のトラック溝22a〜22cにおける各底壁24の近傍には焼入れ硬化層28が形成されていない。すなわち、有底筒状部12において、外周壁との距離が最も近い底壁24には熱応力が残留していない。このため、底壁24と外周壁との間の肉に歪みが生じることがなく、従って、底壁24と外周壁との間の距離(肉厚)が小さい場合であっても、開口端部が拡開することが回避される。従って、継手用ブーツ20が熱可塑性ポリエチレン(TPE)等の樹脂からなるものであっても、有底筒状部12の開口端部を容易に挿入することができる。
Next, the open end of the bottomed
このように、本実施の形態によれば、トリポート型等速ジョイント10の組み付け性を大幅に向上させることができる。 Thus, according to the present embodiment, it is possible to greatly improve the assembling property of the tripod type constant velocity joint 10.
その後、開口端部を覆った大径筒部50に緊締バンド54が装着され、該緊締バンド54の外周面の一部が図示しない加締め治具によって左右方向から挟み込むように加締められる。この加締めに伴い、緊締バンド54の外周面に加締部58が突出形成される。同様に、小径筒部52に装着された緊締バンド56が加締められて加締部60が設けられる。以上により、継手構造が完成する。
Thereafter, the tightening
なお、上記した実施の形態では、底壁24に焼入れ硬化層28が形成されない場合を例示して説明したが、図7に示すように、若干の厚みであれば、高周波誘導コイル70の後退部74ないし側壁加熱部72、72からの輻射熱が底壁24に到達したり、側壁26から底壁24に熱が伝達されたりすることによって、底壁24に焼入れ硬化層80が形成されてもよい。このような場合であっても、該焼入れ硬化層80の厚みを最大でも2mmとし、且つ前記焼入れ硬化層28の厚みよりも小さくなるように高周波焼入れ条件を制御すれば、継手用ブーツ20の大径筒部50を挿入することが困難となるほどに有底筒状部12の開口端部が拡開することを回避することができる。
In the above-described embodiment, the case where the hardened
また、焼入れ硬化層28は、高周波焼入れによって形成されたものに限定されるものではなく、その他の焼入れ処理によって形成されたものであってもよい。
Moreover, the hardening hardening
10…トリポート型等速ジョイント 11…軸部
12…有底筒状部 14…アウタ部材
16…第2伝達軸 18…スパイダ
20…継手用ブーツ 22a〜22c…トラック溝
24…底壁 26…側壁
28、80…焼入れ硬化層 29…円環部
30a〜30c…トラニオン 32…転動機構
34…ホルダ 36…ローラ
38…ニードルベアリング 50…大径筒部
52…小径筒部 53…蛇腹部
54、56…緊締バンド 70…高周波誘導コイル
72…側壁加熱部 74…後退部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記筒状部に挿入された第2伝達軸に嵌合される円環部と、前記円環部から前記トラック溝の各々に向かって膨出した複数個のトラニオンとを有するインナ部材と、
前記トラニオンの各々に外嵌され、且つ前記トラック溝の各々に摺動自在に係合される複数個の転動部材と、
を具備し、
前記トラック溝は、底壁と、前記転動部材が摺接する側壁とを有し、
前記底壁における硬化層の厚みが0〜2mmであるとともに、前記側壁における硬化層の厚みが0.8〜3mmの範囲内で且つ前記底壁の硬化層の厚みに比して大きいことを特徴とするトリポート型等速ジョイント。 An outer member having a shaft portion connected to the first transmission shaft, and a cylindrical portion provided with a plurality of track grooves extending along the axial direction on the inner wall;
An inner member having an annular portion fitted to the second transmission shaft inserted into the cylindrical portion, and a plurality of trunnions bulging from the annular portion toward each of the track grooves;
A plurality of rolling members externally fitted to each of the trunnions and slidably engaged with each of the track grooves;
Comprising
The track groove has a bottom wall and a side wall with which the rolling member slides,
The thickness of the hardened layer on the bottom wall is 0 to 2 mm, and the thickness of the hardened layer on the side wall is within a range of 0.8 to 3 mm and larger than the thickness of the hardened layer on the bottom wall. Triport type constant velocity joint.
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