JP2008240893A - Sliding type constant velocity universal joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、自動車や各種産業機械などに用いられる動力伝達装置であり、特に、4WD車やFR車などで使用されるプロペラシャフト等に組み込まれ、軸方向変位を吸収し得る構造を具備した摺動式等速自在継手に関する。 The present invention is a power transmission device used in, for example, automobiles and various industrial machines, and is particularly incorporated in a propeller shaft used in 4WD vehicles, FR vehicles, etc., and has a structure capable of absorbing axial displacement. The present invention relates to a sliding type constant velocity universal joint.
4WD車やFR車などの自動車で使用されるプロペラシャフトは、トランスミッションとディファレンシャル間の相対位置変化による軸方向変位と角度変位に対応できる構造とするために摺動式等速自在継手を具備する。この摺動式等速自在継手には、トルク伝達要素としてボールを用いたボールタイプのダブルオフセット型等速自在継手(DOJ)がよく知られている。 Propeller shafts used in automobiles such as 4WD vehicles and FR vehicles include a sliding type constant velocity universal joint so as to be able to cope with axial displacement and angular displacement due to a relative position change between the transmission and the differential. As this sliding type constant velocity universal joint, a ball type double offset constant velocity universal joint (DOJ) using a ball as a torque transmission element is well known.
プロペラシャフトに組み込まれるダブルオフセット型等速自在継手は、図5に示すように外方部材としての外輪110と、内方部材としての内輪120と、外輪110および内輪120の間に組み込まれた複数のボール130と、外輪110と内輪120との間に介在してボール130を保持するケージ140とを主要な構成要素としている。
As shown in FIG. 5, the double offset type constant velocity universal joint incorporated in the propeller shaft includes an
外輪110は、その軸線に平行な複数の直線状トラック溝112が円筒状内周面114に円周方向等間隔で形成された円筒形状を有する。また、内輪120は、外輪110のトラック溝112と対応させて軸線に平行な複数の直線状トラック溝122が球面状外周面124に形成されている。この外輪110のトラック溝112と内輪120のトラック溝122とが協働して形成するボールトラックに、トルクを伝達するボール130が配されている。各ボール130は、外輪110の内周面114と内輪120の外周面124との間に介装されたケージ140のポケット142に収容されている。
The
内輪120の軸孔126には、シャフト150が圧入によりスプライン嵌合され、止め輪152により抜け止めされている。この内輪120から延びるシャフト150と外輪110の一方の開口端部116(図中右側)との間にブーツ160が装着され、このブーツ160により外部からの異物の侵入や継手内部からのグリースの漏洩を防止するようにしている。
The
また、外輪110の一方の開口端部116の内周面に環状溝118を設け、その環状溝118にサークリップ170を嵌着した構造を採用している。このような構造とすることにより、内輪120、ボール130およびケージ140からなる内部部品mの軸方向変位時、ボール130がサークリップ170と干渉することでボール130の軸方向変位量を規制し、外輪110のトラック溝112に配されたボール130が外輪110の開口端部116から飛び出すスライドオーバーを規制するようにしている。
Further, a structure in which an
一方、外輪110の他方の開口端部111には、中空状の管軸部180が摩擦溶接やアーク溶接などの接合によって同軸的に連結固定されている。また、この外輪110の他方の開口端部側には、外部からの異物の侵入や継手内部からのグリースの漏洩を防止するため、外輪110の内周面にエンドプレート190が嵌着されている。
On the other hand, a hollow
プロペラシャフトに組み込まれる等速自在継手では、例えば車両衝突などにより生じたトランスミッションとディファレンシャル間の相対位置変化による軸方向変位を、図6の破線で示すように、外輪110に対して内部部品mをその軸方向にスライドオーバーさせて管軸部180の内部に入り込ませることにより吸収し、これにより、車体に生じる衝撃を大幅に低減させて安全性の向上を図るようにしている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、前述した従来の等速自在継手では、車両の衝突時における緩衝機構として、内部部品mを外輪110に対して軸方向にスライドオーバーさせて管軸部180の内部に入り込ませる構造としている。この時、図6の破線で示すように外輪110の他方の開口端部111に嵌着されていたエンドプレート190も内部部品mと共に管軸部180の内部に入り込ませることになる。
By the way, the conventional constant velocity universal joint described above has a structure in which the internal component m is slid over the
このことから、エンドプレート190を外輪110の内周面に強固に固定していたのでは、内部部品mのスライドオーバーを阻害することになるため、このエンドプレート190は外輪110から抜け易くする必要がある。そこで、外輪110に対するエンドプレート190の嵌着力を低く設定することにより、車両の衝突時、内部部品mのスライドオーバーでもってエンドプレート190を外輪110から抜け易くしている。
For this reason, if the
しかしながら、前述したように外輪110に対するエンドプレート190の嵌着力が低く、そのエンドプレート190が外輪110から抜け易くなっていると、プロペラシャフトの車両への組み付け時や搬送などの取り扱い時に、内部部品mが軸方向にスライドしてその内部部品mがエンドプレート190と干渉することがある。この場合、エンドプレート190が外輪110から外れる可能性があり、外輪110から内部部品mが抜け落ちたり、内部に封入されているグリースが管軸部180内に流出することになり、プロペラシャフトの車両への組み付け時や搬送などの取り扱い時、非常に注意を要する。
However, as described above, when the
ここで、外輪110の一方の開口端部116に取り付けられたサークリップ170と同様、図7に示すように、外輪110の他方の開口端部側の内周面に環状溝113を設け、その環状溝113にサークリップ200を嵌着した構造を採用することも考えられる。このような構造を採用すれば、プロペラシャフトの車両への組み付け時や搬送などの取り扱い時に、内部部品mが軸方向にスライドしても、ボール130がサークリップ200と干渉することでボール130の軸方向変位を規制することができ、内部部品mがエンドプレート190と干渉することを回避できる。
Here, similarly to the
このサークリップ200によるボール位置規制では、図8に示すように、環状溝113の深さD1がサークリップ200の外径dよりも大きく設定され、その結果、サークリップ200が外輪110に対して強固に固定されている。このことから、車両の衝突時、このサークリップ200が内部部品mのスライドオーバーを阻害することになり、そのような等速自在継手では車両の衝突時における緩衝機能を発揮させることが困難となる。
The ball position regulating by the
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、車両の衝突時における緩衝機能を確実に発揮させると共に、車両への組み付け時や搬送などの取り扱い時にエンドプレートが外れることを未然に防止し得る摺動式等速自在継手を提供することにある。 Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to reliably exhibit a buffer function in the event of a vehicle collision and at the time of assembling to the vehicle or handling such as transportation. An object of the present invention is to provide a sliding type constant velocity universal joint that can prevent the end plate from coming off.
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、円筒状内周面に複数の直線状トラック溝が軸方向に沿って形成された外方部材と、球面状外周面に複数の直線状トラック溝が外方部材のトラック溝と対をなして軸方向に沿って形成された内方部材と、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、外方部材の円筒状内周面と内方部材の球面状外周面との間に介在してボールを保持するケージとからなり、内方部材から延びる軸部材を備えた摺動式等速自在継手において、外方部材の内周面で、かつ、内方部材の反軸部材側の位置に環状溝を形成し、その環状溝にボールの飛び出しを規制するサークリップを嵌入させ、環状溝の外方部材開口側の深さを外方部材反開口側よりも小さくしたことを特徴とする。 As technical means for achieving the above-mentioned object, the present invention provides an outer member in which a plurality of linear track grooves are formed along the axial direction on a cylindrical inner peripheral surface, and a plurality of members on a spherical outer peripheral surface. The linear track groove is paired with the outer member track groove along the axial direction, and the torque is interposed between the outer member track groove and the inner member track groove. A shaft member extending between the inner member and a cage for holding the ball interposed between the cylindrical inner peripheral surface of the outer member and the spherical outer peripheral surface of the inner member. In the provided sliding type constant velocity universal joint, an annular groove is formed on the inner peripheral surface of the outer member and at a position of the inner member on the side opposite to the shaft member, and the ring is restricted in the annular groove. Insert the clip, and the depth of the annular groove on the outer member opening side is smaller than that on the outer member opposite opening side. And said that there was a comb.
本発明では、内方部材の内周面で、かつ、内方部材の反軸部材側の位置に形成された環状溝にボールの飛び出しを規制するサークリップを嵌入させた構造により、車両への組み付け時や搬送などの取り扱い時には、内方部材、ボールおよびケージからなる内部部品が外方部材に対して軸方向にスライドしても、その内部部品のスライドをサークリップにより規制することができる。 In the present invention, a structure in which a circlip for restricting ball jumping is inserted into an annular groove formed on the inner peripheral surface of the inner member and on the side opposite to the shaft member of the inner member is used. Even when an internal part composed of an inner member, a ball, and a cage slides in the axial direction with respect to the outer member when assembling or handling such as transport, the sliding of the inner part can be restricted by the circlip.
また、車両の衝突時には、前述の車両への組み付け時や搬送などの取り扱い時と比べて非常に大きな衝撃力(軸方向力)が内部部品に加わることから、内部部品のボールがサークリップを強く押圧する。本発明では、前述の環状溝の外方部材開口側の深さを外方部材反開口側よりも小さくしたことにより、ボールにより強く押圧されたサークリップは環状溝を乗り越えるか、あるいは押し潰すことになる。その結果、サークリップと共に内部部品を容易にスライドオーバーさせることができ、車両の衝突時における衝撃力に対する緩衝機能を確実に発揮させる。 In addition, when a vehicle collides, an extremely large impact force (axial force) is applied to the internal component compared to the aforementioned assembly to the vehicle or handling such as transportation, so the ball of the internal component strongly strengthens the circlip. Press. In the present invention, since the depth of the annular groove on the outer member opening side is smaller than that on the outer member opposite opening side, the circlip strongly pressed by the ball gets over or crushes the annular groove. become. As a result, the internal components can be easily slid over together with the circlip, and the shock absorbing function against the impact force at the time of the vehicle collision is reliably exhibited.
本発明では、環状溝の外方部材開口側の深さをサークリップの外径の1/2よりも小さくすることが望ましい。環状溝の外方部材開口側の深さを前述のように規定すれば、車両への組み付け時や搬送などの取り扱い時、内部部品のスライドをサークリップにより規制することができると共に、車両の衝突時、サークリップが環状溝を乗り越え易く、また押し潰し易くなり、車両の衝突時における衝撃力に対する緩衝機能をより一層確実に発揮させることができる。 In the present invention, it is desirable to make the depth of the annular groove on the opening side of the outer member smaller than 1/2 of the outer diameter of the circlip. By defining the depth of the annular groove on the outer member opening side as described above, the internal parts can be slid by the circlip during assembly to the vehicle or handling such as transportation, and the collision of the vehicle At this time, the circlip is easy to get over the annular groove and to be easily crushed, and the buffer function against the impact force at the time of the collision of the vehicle can be more reliably exhibited.
本発明におけるサークリップは、内方部材に加わる衝撃力(軸方向力)の大きさに応じて、環状溝内での保持とその環状溝からの抜脱とを選択可能とした断面形状を有することが望ましい。つまり、車両への組み付け時や搬送などの取り扱い時に生じるような衝撃力の場合には、サークリップを環状溝内に保持することができて、内部部品のスライドをそのサークリップにより規制する。また、車両の衝突時のように、車両への組み付け時や搬送などの取り扱い時と比べて非常に大きな衝撃力の場合には、サークリップを環状溝から抜脱することができて、サークリップと共に内部部品をスライドオーバーさせる。 The circlip in the present invention has a cross-sectional shape that allows selection between holding in the annular groove and removal from the annular groove according to the magnitude of the impact force (axial force) applied to the inner member. It is desirable. In other words, in the case of an impact force that occurs at the time of assembly to the vehicle or handling such as transportation, the circlip can be held in the annular groove, and the sliding of the internal parts is regulated by the circlip. In addition, the circlip can be removed from the annular groove when the impact force is very large compared to handling during assembly, transportation, etc., such as during a vehicle collision. And slide the internal parts over.
本発明は、外方部材の内周面で、かつ、環状溝よりも外方部材開口側に位置する部位に、外方部材開口側と外方部材反開口側とを遮蔽するエンドプレートを嵌着した構造の摺動式等速自在継手に適用することが望ましい。車両への組み付け時や搬送などの取り扱い時には、内部部品が外方部材に対して軸方向にスライドしても、その内部部品のスライドをサークリップにより規制することができるので、エンドプレートが外方部材から外れることを回避することができる。 In the present invention, an end plate that shields the outer member opening side and the outer member opposite opening side is fitted to the inner peripheral surface of the outer member and located on the outer member opening side of the annular groove. It is desirable to apply to a sliding type constant velocity universal joint having a worn structure. When assembling to the vehicle or handling such as transportation, even if the internal part slides in the axial direction with respect to the outer member, the inner part slide can be regulated by the circlip, so the end plate It is possible to avoid detachment from the member.
本発明における内方部材から延びる軸部材はプロペラシャフト用の中間軸であることが望ましい。つまり、本発明はプロペラシャフト用等速自在継手として好適である。 The shaft member extending from the inner member in the present invention is preferably an intermediate shaft for a propeller shaft. That is, the present invention is suitable as a constant velocity universal joint for a propeller shaft.
本発明によれば、内方部材の内周面で、かつ、内方部材の反軸部材側の位置に形成された環状溝にボールの飛び出しを規制するサークリップを嵌入させた構造により、車両への組み付け時や搬送などの取り扱い時、内方部材、ボールおよびケージからなる内部部品のスライドをサークリップにより規制することができ、エンドプレートとの干渉がなくなるのでエンドプレートのずれや抜けの懸念がなくなり、車両への組み付けや搬送などの取り扱いが容易となる。 According to the present invention, a vehicle is provided with a structure in which a circlip that restricts the jumping out of a ball is fitted into an annular groove formed on the inner peripheral surface of the inner member and on the side opposite the shaft member. When assembling to the unit or handling such as transport, the inner part, ball and cage internal slides can be regulated by circlip, and there is no interference with the end plate. It becomes easy to handle assembly and transportation to the vehicle.
また、車両の衝突時、前述の車両への組み付け時や搬送などの取り扱い時と比べて非常に大きな衝撃力が内部部品に付与されても、環状溝の外方部材開口側の深さを外方部材反開口側よりも小さくしたことにより、その衝撃力でもってサークリップを環状溝から抜脱させることが容易であり、そのサークリップと共に内部部品をスライドオーバーさせることができ、車両の衝突時における衝撃力に対する緩衝機能を確実に発揮させることができる。 In addition, the depth of the annular groove on the opening side of the outer member is reduced even when a large impact force is applied to the internal parts at the time of vehicle collision, as compared with the above-described assembly to the vehicle or handling such as transportation. By making it smaller than the opposite side of the side member, it is easy to pull out the circlip from the annular groove with its impact force, and the internal parts can be slid over with the circlip. It is possible to reliably exert a buffer function against the impact force at.
図1は本発明の実施形態で、プロペラシャフトに組み込まれたダブルオフセット型の摺動式等速自在継手(DOJ)を示す縦断面図であり、図2は図1のX部の拡大図である。 1 is a longitudinal sectional view showing a double offset type sliding constant velocity universal joint (DOJ) incorporated in a propeller shaft according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion X in FIG. is there.
図1に示す実施形態の等速自在継手は、外方部材としての外輪10と、内方部材としての内輪20と、外輪10および内輪20の間に組み込まれた複数のボール30と、外輪10と内輪20との間に介在してボール30を保持するケージ40とを主要な構成要素としている。
The constant velocity universal joint of the embodiment shown in FIG. 1 includes an
外輪10は、その軸線に平行な複数の直線状トラック溝12が円筒状内周面14に円周方向等間隔で形成された円筒形状を有する。また、内輪20は、外輪10のトラック溝12と対応させて軸線に平行な複数の直線状トラック溝22が球面状外周面24に形成されている。この外輪10のトラック溝12と内輪20のトラック溝22とが協働して形成するボールトラックに、トルクを伝達するボール30が配されている。各ボール30は、外輪10の内周面14と内輪20の外周面24との間に介装したケージ40のポケット42に収容されている。
The
内輪20の軸孔26には、プロペラシャフトの中間軸である軸部材としてのシャフト50が圧入によりスプライン嵌合でもってトルク伝達可能に連結されている。このシャフト50は、止め輪52により内輪20に対して抜け止めされている。
A
この内輪20から延びるシャフト50と外輪10の一方の開口端部16(図中右側)との間には、外部からの異物の侵入や継手内部からのグリースの漏洩を防止するためのゴム製ブーツ60が装着されている。このブーツ60は、外輪10の開口端部16の外周面にブーツバンド62により締め付け固定された大径端部64と、シャフト50の外周面にブーツバンド66により締め付け固定された小径端部68と、大径端部64と小径端部68との間に一体に形成された可撓性の屈曲部61とで構成されている。
Between the
また、外輪10の一方の開口端部16の内周面に環状溝18を設け、その環状溝18にサークリップ70を嵌着した構造としている。このような構造とすることにより、内輪20、ボール30およびケージ40からなる内部部品nの軸方向変位時、ボール30がサークリップ70と干渉することでボール30の軸方向変位量を規制し、外輪10のトラック溝12に配されたボール30が外輪10の開口端部16から飛び出すスライドオーバーを規制するようにしている。ここで、スライドオーバーとは、等速自在継手に過大な軸方向力が衝撃的に入力されてその軸方向変位量が規定値を超える状態を意味する。
Further, an
さらに、外輪10の他方の開口端部11には、中空状の管軸部80が摩擦溶接やアーク溶接などの接合によって同軸的に連結固定されている。図1では、管軸部80を摩擦溶接によって連結した場合を示すが、この管軸部80はフランジ接合により連結した構造であってもよい。
Further, a hollow
また、この外輪10の他方の開口端部側には、外部からの異物の侵入や継手内部からのグリースの漏洩を防止するため、外輪10の内周面にエンドプレート90が配設されている。このエンドプレート90は有底短筒状をなし、その外周面を外輪10の内周面に圧入することにより嵌着され、外輪開口側(図中、エンドプレート90の左側)と外輪反開口側(図中、エンドプレート90の右側)とを遮蔽する。
In addition, an
プロペラシャフトに組み込まれる等速自在継手では、例えば車両衝突などにより生じたトランスミッションとディファレンシャル間の相対位置変化による軸方向変位を、外輪10に対して内部部品nをその軸方向にスライドオーバーさせて管軸部80の内部に入り込ませることにより吸収し、これにより、車体に生じる衝撃を大幅に低減させて安全性の向上を図るようにしている。
In a constant velocity universal joint incorporated in a propeller shaft, for example, an axial displacement caused by a relative position change between a transmission and a differential caused by a vehicle collision or the like is generated by sliding an internal part n over the
この時、エンドプレート90も内部部品nと共に管軸部80の内部に入り込ませることになることから、エンドプレート90を外輪10の内周面に強固に固定していたのでは、内部部品nのスライドオーバーを阻害することになる。そのため、外輪10に対するエンドプレート90の嵌着力を低く設定することにより、車両の衝突時、内部部品nのスライドオーバーでもってエンドプレート90を外輪10から抜け易くしている。
At this time, since the
しかしながら、エンドプレート90が外輪10から抜け易くなっていると、プロペラシャフトの車両への組み付け時や搬送などの取り扱い時に、内部部品nが軸方向にスライドしてエンドプレート90と干渉した場合、エンドプレート90が外輪10から外れる可能性があり、外輪10から内部部品nが抜け落ちたり、内部に封入されているグリースが管軸部80内に流出することになり、プロペラシャフトの車両への組み付け時や搬送などの取り扱い時に非常に注意を要する。
However, if the
そこで、外輪10の一方の開口端部16に取り付けられたサークリップ70と同様、外輪10の内周面で、かつ、内輪20の反シャフト側の位置に環状溝13を設け、その環状溝13にサークリップ100を嵌着した構造とする。この構造により、プロペラシャフトの車両への組み付け時や搬送などの取り扱い時に、内部部品nが軸方向にスライドしても、ボール30がサークリップ100と干渉することでボール30の軸方向変位を規制することができ、内部部品nがエンドプレート90と干渉することを回避できる。
Therefore, like the
また、この環状溝13の外輪開口側の深さD2を外輪反開口側よりも小さくする。つまり、環状溝13の外輪開口側の深さD2をサークリップ100の外径dの1/2よりも小さくする(図2参照)。
Further, the depth D 2 on the outer ring opening side of the
このような構造としたことにより、車両の衝突時に、車両への組み付け時や搬送などの取り扱い時と比べて非常に大きな衝撃力がシャフト50を介して内部部品nに付与されると、内部部品nのボール30がサークリップ100を強く押圧する。ボール30により強く押圧されたサークリップ100は環状溝13を乗り越えるか、あるいは環状溝13を押し潰すことにより、図3に示すようにサークリップ100と共に内部部品nをスライドオーバーさせることができ、車両の衝突時における衝撃力に対する緩衝機能を確実に発揮させる。
With such a structure, when a very large impact force is applied to the internal component n via the
ここで、サークリップ100は、図4(a)に示すように、弾性のある割リングであって、半径方向にやや縮径させて環状溝13に装着すると、その自己復元力でもって環状溝13に嵌合させることが可能なものである。このサークリップ100としては、内部部品nに作用する衝撃力(軸方向力)の大きさに応じて、環状溝13内での保持とその環状溝13からの抜脱とを選択可能とした断面形状、同図(b)に示すように、例えば真円形、三角形、四角形あるいは楕円形などを有する。
Here, as shown in FIG. 4A, the
つまり、プロペラシャフトの車両への組み付け時や搬送などの取り扱い時に生じるような衝撃力の場合には、サークリップ100を環状溝13内に保持することができて、内部部品nのスライドをそのサークリップ100により規制することができる。また、車両の衝突時のように、車両への組み付け時や搬送などの取り扱い時と比べて非常に大きな衝撃力の場合には、サークリップ100を環状溝13から抜脱することができて、サークリップ100と共に内部部品nをスライドオーバーさせることができる。
In other words, in the case of an impact force that occurs when the propeller shaft is assembled to the vehicle or handled during transportation, the
本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course be implemented in various forms without departing from the scope of the present invention. The scope of the present invention is not limited to patents. It includes the equivalent meanings recited in the claims, and the equivalent meanings recited in the claims, and all modifications within the scope.
10 外方部材(外輪)
12 トラック溝
13 環状溝
14 円筒状内周面
20 内方部材(内輪)
22 トラック溝
24 球面状外周面
30 ボール
40 ケージ
50 軸部材(シャフト)
90 エンドプレート
100 サークリップ
D2 環状溝の外方部材開口側深さ
d サークリップの外径
10 Outer member (outer ring)
12
22
90
Claims (5)
前記外方部材の内周面で、かつ、内方部材の反軸部材側の位置に環状溝を形成し、その環状溝に前記ボールの飛び出しを規制するサークリップを嵌入させ、前記環状溝の外方部材開口側の深さを外方部材反開口側よりも小さくしたことを特徴とする摺動式等速自在継手。 An outer member in which a plurality of linear track grooves are formed along the axial direction on the cylindrical inner peripheral surface, and a plurality of linear track grooves on the spherical outer peripheral surface form a pair with the track grooves of the outer member. An inner member formed along the axial direction; a plurality of balls that are interposed between the track grooves of the outer member and the track grooves of the inner member; and a cylinder of the outer member In a sliding constant velocity universal joint comprising a cage that holds a ball interposed between the inner peripheral surface and the spherical outer peripheral surface of the inner member, and includes a shaft member extending from the inner member,
An annular groove is formed on the inner peripheral surface of the outer member and at a position on the side opposite to the inner member of the inner member, and a circlip for restricting the protrusion of the ball is inserted into the annular groove, A sliding type constant velocity universal joint, characterized in that the depth of the outer member opening side is smaller than that of the outer member opposite opening side.
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