JP2009014036A - Cross groove type constant velocity universal joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車の駆動軸や各種産業機械に用いられる摺動式等速自在継手の一つであるクロスグルーブ型等速自在継手に関するものである。 The present invention relates to a cross-groove type constant velocity universal joint which is one of sliding type constant velocity universal joints used for driving shafts of automobiles and various industrial machines.
4WD車(4輪駆動車)やFR(エンジンが車体の前部に配置された後輪駆動車)などに使用されるプロペラシャフトは、トランスミッション(変速装置)とディファレンシャル(作動歯車装置)との間の相対位置変化に対応できる構造とするために、前記クロスグルーブ型等速自在継手を具備する。 The propeller shaft used in 4WD vehicles (four-wheel drive vehicles) and FR (rear wheel drive vehicles with the engine disposed at the front of the vehicle body) is located between the transmission (transmission device) and the differential (actuating gear device). The cross groove type constant velocity universal joint is provided in order to obtain a structure that can cope with the relative position change.
また、クロスグルーブ型等速自在継手は、フロートタイプとノンフロートタイプの二種類に大別される。両タイプの等速自在継手は、プロペラシャフトが装備される車両の特性(等速自在継手の軸方向変位量や負荷容量など)に応じて使い分けられる。 Cross groove type constant velocity universal joints are roughly classified into two types: a float type and a non-float type. Both types of constant velocity universal joints are selectively used according to the characteristics of the vehicle equipped with the propeller shaft (the amount of axial displacement of the constant velocity universal joint, the load capacity, etc.).
図8〜図11に従来のフロートタイプのクロスグルーブ型等速自在継手を例示する。 8 to 11 illustrate a conventional float type cross groove type constant velocity universal joint.
図8に示すように、この等速自在継手101は、両端に開口部を有した外側継手部材である外輪102と、その外輪102の内部に配された内部部品106を有する。この内部部品106は、内側継手部材である内輪103、ボール104、ケージ105で構成されている。このフロートタイプのクロスグルーブ型等速自在継手101は、内輪103の最大外径Aは、ケージ105の最小内径Bよりも大きくして形成される。
As shown in FIG. 8, the constant velocity
外輪102は、内周面に直線状のトラック溝107が複数形成されており、内輪103は、外周面に直線状のトラック溝108が複数形成されている。また、内輪103の中心には中心孔111が形成され、この中心孔111にはスタブシャフト112が挿嵌されている。なお、図9に図8に示した外輪102と内輪103の正面図を示した。
The
図10に外輪102と内輪103に形成したトラック溝(107、108)の部分正面図を示す。同図に示すように、前記外輪102のトラック溝107と前記内輪103のトラック溝108は軸線Lに対して互いに逆方向に交叉角αだけ傾斜させて形成されている。外輪102のトラック溝107と内輪103のトラック溝108との交叉部には前記ボール104が組み込まれており、このボール104は、図8に示すようにケージ105のポケット109で保持されている。
FIG. 10 shows a partial front view of the track grooves (107, 108) formed in the
図11に示すように、外輪102のトラック溝107と内輪103のトラック溝108の横断面形状は、ボール104よりも大きい曲率半径でブローチ加工などにより、ゴシックアーチ状に形成されている。このため、外輪102のトラック溝107と内輪103のトラック溝108は、図中Pで示したように、ボール104と2点で接触し、かつ、ボール接触角βを有するアンギュラ接触となっている。なお、ボール接触角βとは、ボール104の中心Oを基準として、ボール103とトラック溝(107、108)とが接触するボール接触中心Pとトラック溝(107、108)の溝底中心Qとのなす角度を意味する。
As shown in FIG. 11, the cross-sectional shapes of the
外輪102の一方開口端部には、継手内部に充填したグリースの漏出を防ぐと共に、異物の侵入を防止するためのエンドプレート110が取り付けられている。一方、外輪102の他方開口端部には密封装置が装着されている。
An
この密封装置は、ブーツ113と金属製のブーツアダプタ120とからなる。ブーツ113は大径端部114と小径端部115とを有する断面U字型の形状となっており、小径端部115はスタブシャフト112の外周面に取り付けられ、この取り付け部分はブーツバンド118を加締めて固定されている。
This sealing device includes a
ブーツアダプタ120は円筒形で、一端部116は外輪102の外周面に取り付けられ、さらに前記したエンドプレート110と共にスタブシャフト112の挿嵌側からボルト締め(図示省略)により固定されている。また、他端部117は前記ブーツ113の大径端部114に加締めて固定されている。なお、スタブシャフト112は内輪103のエンドプレート110側の開口部でスナップリング119により抜け止めされている。
The
さて、上記のような等速自在継手101において、ボール104の個数は4個以上(一般的に6個)としたものが知られており、図9ではボールが6個の場合を例示している。図10に示した外輪102のトラック溝107および内輪103のトラック溝108の軸線Lに対する交差角αは、等速自在継手が最大作動角をとった時に、トラック溝(107、108)が平行にならない角度(一般的には13〜19°)に設計されている。また、対向するトラック溝(107、108)の溝径は、ボール104の直径の1.01〜1.04倍とし、図11に示すボール接触角βの大きさは30〜45°としている(非特許文献1参照)。
In the constant velocity
ところで、図8に示すようなクロスグルーブ型等速自在継手101の摺動ストローク(内部部品106の軸方向移動可能領域)を確保する手段として、図10に示した外輪102と内輪103のトラック溝(107、108)の交叉角αを小さくすることが知られている。
Incidentally, as means for ensuring the sliding stroke of the cross groove type constant velocity
しかし、トラック溝(107、108)の交叉角αを小さくすると、等速自在継手101の最大作動角が小さくなってしまう問題がある。ここで、最大作動角とは、回転しない状態で継手を折り曲げた後に戻す操作を行った時に、過大なトルクが作用してしまう現象が生じる角度である。このような現象が生じると、場合によっては、継手に角度が付いたまま戻らなくなって引っ掛かる現象が生じる。このような事態は、等速自在継手の自動車への組付け時に問題となり、この理由としては、等速自在継手101を自動車に組付ける際に、一旦、継手を折り曲げた後に戻す作業が必要となるためである。そのため、等速自在継手において、作動角が小さく、継手の折り曲げて後に戻す際に引っ掛かりが生じると、等速自在継手の自動車への組付け作業の作業性を低下させることになる。
However, if the crossing angle α of the track grooves (107, 108) is reduced, there is a problem that the maximum operating angle of the constant velocity
また、図8に示したようなクロスグルーブ型等速自在継手101は、作動角をとった際、トラック溝(107、108)の交叉部に、外輪102のトラック溝107からボール104に加わる主荷重とボール104が外輪102のトラック溝107を転動することにより発生する摩擦力の合力の向きと、内輪103のトラック溝108からボール104に加わる主荷重とボール104が内輪103のトラック溝108を転動することにより発生する摩擦力の合力の向きとでくさび角が形成される。
Further, the cross groove type constant velocity
このくさび角により、ボール104は、トラック溝(107、108)の交叉部から飛び出そうとして、ケージ105のポケット109に押しやられる。ここで、図8に示すようなクロスグルーブ型等速自在継手では、既に述べたように、外輪102のトラック溝107と内輪103のトラック溝108とが軸線に対して互いに逆方向に傾斜しているため、隣り合うボール104は、互いに前記交叉部から逆方向に飛び出そうとする。これにより、ケージ105はボール104により位置決めされ、トラック溝(107、108)の交叉部は、常に作動角の二等分面上に位置する状態となるため、ボール104は、常にトラック溝(107、108)の交叉部に保持されて作動角の二等分面上に維持される。このため、クロスグルーブ型等速自在継手は、等速性があり、かつ、ガタツキの少ない構造となっている。
Due to the wedge angle, the
しかし、くさび角には、等速自在継手101が作動角をとることによって反転する(くさび角が180°を超える)限界角度がある。この限界角度は、図10に示す交叉角αと図11に示す前記した接触角βで決定されることが判明している。等速自在継手101が大きな作動角をとった際に、くさび角が限界角度をとって反転すると、ボール104からケージ105に作用する力のバランスが崩れる。これにより、ケージ105は、力の釣り合いが保てなくなって不安定になる。
However, the wedge angle has a limit angle that reverses when the constant velocity
上記の課題を解決する技術として、ボール104の個数を図6に示す6個の場合よりも多くして10個とし、かつ、交叉角αを10〜15°とした技術が知られている(特許文献1参照)。
As a technique for solving the above problem, a technique is known in which the number of
この等速自在継手は、大きな作動角をとった場合にも、ケージ105の駆動が安定する。これは、くさび角が反転してしまったトラック溝(7、8)の交叉部に収容されたボール104の駆動力を他のボール104が分担してケージ105の駆動を安定させることによる。また、上記の場合、トラック溝(107、108)の交叉角αを10〜15°と小さく設計できるため、等速自在継手101の摺動ストロークも確保することができる。
さて、上記した特許文献1に記載の技術によれば、クロスグルーブ型の等速自在継手において、ボールの個数を10個とし、かつ、外輪のトラック溝と内輪のトラック溝との交叉角αを10〜15°とすることで、等速自在継手の最大作動角を大きくし、かつ、摺動ストロークを確保できる。また、等速自在継手の軽量化およびコンパクト化が可能である。
Now, according to the technique described in the above-mentioned
しかし、この特許文献1に記載の発明であると、ボールの個数を10個とするために、ボール径(ボールの直径)を小さくしなければならず、これに伴い、外輪と内輪に形成するトラック溝の溝径も小さくしなければならない。これにより、等速自在継手の作動時などに、ボールがトラック溝から外れることが懸念されていた。
However, in the invention described in
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、等速自在継手の機能を損なうことなく、ボールの個数を多くして軽量化とコンパクト化を図ることができるクロスグルーブ型等速自在継手を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is capable of increasing the number of balls to reduce the weight and size without compromising the function of the constant velocity universal joint. The object is to provide a joint.
上記の課題を解決するための本発明のクロスグルーブ型等速自在継手の一つとしては、内周面に軸線に対して傾斜する複数の直線状トラック溝が形成された外側継手部材と、外周面に軸線に対して前記外側継手部材のトラック溝と反対方向に傾斜するトラック溝が形成された内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝との交叉部に組み込まれた複数のボールと、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間で前記ボールを保持するケージとを備え、前記ボールの中心を結ぶ仮想円のPCDをボール径で除した値の下限値を4.3としたことを特徴とする。 As one of the cross-groove type constant velocity universal joints of the present invention for solving the above-mentioned problems, an outer joint member in which a plurality of linear track grooves inclined with respect to the axis are formed on the inner peripheral surface, and an outer periphery An inner joint member having a surface formed with a track groove inclined in a direction opposite to the track groove of the outer joint member with respect to the axis, and an intersection of the track groove of the outer joint member and the track groove of the inner joint member A lower limit of a value obtained by dividing a PCD of a virtual circle connecting the centers of the balls by a ball diameter, including a plurality of incorporated balls and a cage that holds the balls between the outer joint member and the inner joint member The value is 4.3.
ケージに保持された複数のボールの中心を結ぶ仮想円の直径であるPCDをボール径(ボールの直径)で除した値が4.3より小さい場合、仮想円のPCDがボール径と比べて過剰に小さい状態となり、外側継手部材と内側継手部材に形成されるトラック溝の隣同士が、外側継手部材と内側継手部材のそれぞれの端面で干渉して、等速自在継手としての機能を損なうことになる。従って、前記仮想円のPCDをボール径で除した値の下限値は4.3とするのが有効である。 When the PCD, which is the diameter of a virtual circle connecting the centers of a plurality of balls held in the cage, divided by the ball diameter (ball diameter) is less than 4.3, the PCD of the virtual circle is excessive compared to the ball diameter The track grooves formed in the outer joint member and the inner joint member interfere with each other on the end surfaces of the outer joint member and the inner joint member, thereby impairing the function as a constant velocity universal joint. Become. Therefore, it is effective that the lower limit of the value obtained by dividing the virtual circle PCD by the ball diameter is 4.3.
また、前記課題を解決するためのクロスグルーブ型等速自在継手の二つ目としては、内周面に軸線に対して傾斜する複数の直線状トラック溝が形成された外側継手部材と、外周面に軸線に対して前記外側継手部材のトラック溝と反対方向に傾斜するトラック溝が形成された内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝との交叉部に組み込まれた複数のボールと、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間で前記ボールを保持するケージとを備え、前記ボールの中心を結ぶ仮想円のPCDをボール径で除した値の上限値を4.8としたことを特徴とする。 Moreover, as a second cross-groove type constant velocity universal joint for solving the above-mentioned problems, an outer joint member in which a plurality of linear track grooves inclined with respect to the axis are formed on the inner peripheral surface, and the outer peripheral surface And an inner joint member formed with a track groove inclined in a direction opposite to the track groove of the outer joint member with respect to the axis, and a cross groove portion between the track groove of the outer joint member and the track groove of the inner joint member. An upper limit of a value obtained by dividing the PCD of a virtual circle connecting the centers of the balls by the ball diameter, and a cage that holds the balls between the outer joint member and the inner joint member Is 4.8.
これは、前記仮想円のPCDをボール径で除した値が4.8より大きい場合、仮想円のPCDがボール径と比べて過剰に大きい状態となる。この場合、外側継手部材の外径が大きくなり、等速自在継手が大型化して重量が大きくなる問題が生じ、また、外側継手部材と内側継手部材に形成するトラック溝は浅くなり、ボールがトラック溝を乗り上げて外れる可能性が生じる。従って、仮想円のPCDをボール径で除した値の上限値は4.8とするのが有効である。 This is because when the value obtained by dividing the virtual circle PCD by the ball diameter is larger than 4.8, the virtual circle PCD is excessively larger than the ball diameter. In this case, the outer diameter of the outer joint member increases, and the constant velocity universal joint increases in size and increases in weight. Also, the track grooves formed in the outer joint member and the inner joint member become shallow, and the ball is tracked. There is a possibility of getting off the groove. Therefore, it is effective that the upper limit of the value obtained by dividing the virtual circle PCD by the ball diameter is 4.8.
あるいは、前記課題を解決するためのクロスグルーブ型等速自在継手の三つ目としては、内周面に軸線に対して傾斜する複数の直線状トラック溝が形成された外側継手部材と、外周面に軸線に対して前記外側継手部材のトラック溝と反対方向に傾斜するトラック溝が形成された内側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝との交叉部に組み込まれた複数のボールと、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間で前記ボールを保持するケージとを備え、前記ボールの中心を結ぶ仮想円のPCDをボール径で除した値は4.3以上かつ4.8以下としたことを特徴とする。 Alternatively, as a third cross groove type constant velocity universal joint for solving the above problems, an outer joint member in which a plurality of linear track grooves inclined with respect to the axis line are formed on the inner peripheral surface, and the outer peripheral surface And an inner joint member formed with a track groove inclined in a direction opposite to the track groove of the outer joint member with respect to the axis, and a cross groove portion between the track groove of the outer joint member and the track groove of the inner joint member. And a cage for holding the ball between the outer joint member and the inner joint member, and a value obtained by dividing the virtual circle PCD connecting the centers of the balls by the ball diameter is 4. It is characterized by being 3 or more and 4.8 or less.
これは、前記仮想円のPCDをボール径で除した値が4.3より小さい場合は、既に述べたように、外側継手部材と内側継手部材に形成されるトラック溝の隣同士が、外側継手部材と内側継手部材のそれぞれの端面で干渉して、等速自在継手としての機能を損なうことになり、また、前記仮想円のPCDをボール径で除した値が4.8より大きい場合は、外側継手部材の外径が大きくなり、等速自在継手が大型化して重量が大きくなる問題が生じ、さらに、外側継手部材と内側継手部材に形成するトラック溝は浅くなり、ボールがトラック溝を乗り上げて外れる可能性が生じるためである。従って、仮想円のPCDをボール径で除した値は4.3以上4.8以下とするのが有効である。 When the value obtained by dividing the PCD of the virtual circle by the ball diameter is smaller than 4.3, as described above, the track grooves formed in the outer joint member and the inner joint member are adjacent to each other in the outer joint. When the value obtained by dividing the PCD of the virtual circle by the ball diameter is larger than 4.8, it interferes with the respective end faces of the member and the inner joint member, thereby impairing the function as a constant velocity universal joint. The outer diameter of the outer joint member becomes larger, the constant velocity universal joint becomes larger and the weight increases, and the track grooves formed on the outer joint member and the inner joint member become shallower, and the ball rides on the track groove. This is because there is a possibility that it will fall off. Therefore, it is effective that the value obtained by dividing the virtual circle PCD by the ball diameter is 4.3 to 4.8.
前記した三つの発明は、内側継手部材の最大外径をケージの最小内径よりも大きくしたフロートタイプと呼ばれるクロスグルーブ型等速自在継手や、内側継手部材の最大外径をケージの最小内径よりも小さくしたノンフロートタイプと呼ばれるクロスブルーブ型等速自在継手に適用することが可能である。なお、ノンフロートタイプのクロスグルーブ型等速自在継手はフロートタイプのクロスグルーブ型等速自在継手に比べ、内側継手部材の軸方向移動可能領域を確保することができる。 The three inventions described above are cross-groove type constant velocity universal joints called float types in which the maximum outer diameter of the inner joint member is larger than the minimum inner diameter of the cage, and the maximum outer diameter of the inner joint member is larger than the minimum inner diameter of the cage. It can be applied to a cross-bulb type constant velocity universal joint called a reduced non-float type. In addition, the non-float type cross groove type constant velocity universal joint can secure the axially movable region of the inner joint member as compared with the float type cross groove type constant velocity universal joint.
なお、これまでに挙げた発明では、ボールの個数を10個とするのが望ましい。 In the inventions mentioned so far, the number of balls is preferably 10.
等速自在継手が大きな作動角をとった場合、外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との交叉部に、外側継手部材のトラック溝からボールに加わる主荷重とボールが外側継手部材のトラック溝を転動することにより発生する摩擦力の合力の向きと、内側継手部材のトラック溝からボールに加わる主荷重とボールが内側継手部材のトラック溝を転動することにより発生する摩擦力の合力の向きとで形成されるくさび角に反転が生じ、ケージの駆動が不安定になる。しかし、上記した本発明のように、ボールの数を10個とすることで、くさび角が反転してしまった交叉部に収容されたボールの駆動力を他のボールが分担するため、ケージの駆動を安定させることができる。 When the constant velocity universal joint has a large operating angle, the main load applied to the ball from the track groove of the outer joint member and the ball is applied to the outer joint member at the intersection of the track groove of the outer joint member and the track groove of the inner joint member. Direction of the friction force generated by rolling the track groove of the inner joint, the main load applied to the ball from the track groove of the inner joint member, and the friction force generated by the ball rolling on the track groove of the inner joint member Inversion occurs in the wedge angle formed by the direction of the resultant force, and the driving of the cage becomes unstable. However, as in the present invention described above, by setting the number of balls to ten, the other balls share the driving force of the balls accommodated in the crossing portion where the wedge angle is reversed. Driving can be stabilized.
本発明のクロスグルーブ型等速自在継手によれば、複数のボールの中心を結ぶ仮想円のPCDをボール径で除した値の下限値を4.3とし、或いは、上限値を4.8とすることで、等速自在継手の機能を損なうことなく、ボールの個数を増やして等速自在継手の軽量化とコンパクト化を図ることができる。 According to the cross groove type constant velocity universal joint of the present invention, the lower limit value of the value obtained by dividing the PCD of the virtual circle connecting the centers of the plurality of balls by the ball diameter is 4.3, or the upper limit value is 4.8. By doing so, the number of balls can be increased and the constant velocity universal joint can be reduced in weight and size without impairing the function of the constant velocity universal joint.
以下に本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1に本発明の第一の実施形態を示す。 FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
この図1は、フロートタイプのクロスグルーブ型等速自在継手を示している。この等速自在継手1は、両端に開口部を有した外側継手部材である外輪2と、その外輪2の内部に配された内部部品6を有する。この内部部品6は、内側継手部材である内輪3、ボール4、ケージ5で構成されている。このフロートタイプのクロスグルーブ型等速自在継手では、図1に示すように、内輪3の最大外径Aは、ケージ5の最小内径Bよりも大きくして形成される。なお、図2には図1の外輪2と内輪3の部分正面図を示した。
FIG. 1 shows a float type cross groove type constant velocity universal joint. The constant velocity
外輪2は、内周面に直線状のトラック溝7が複数形成されており、内輪3は、外周面に直線状のトラック溝8が複数形成されている。また、内輪3の中心には中心孔11が形成され、この中心孔11にはスタブシャフト12が挿嵌されている。
The
図3に外輪2と内輪3に形成されたトラック溝(7、8)の部分正面図を示す。同図に示すように、前記外輪2のトラック溝7と前記内輪3のトラック溝8は軸線Lに対して互いに逆方向に交叉角αだけ傾斜させて形成されている。外輪2のトラック溝7と内輪3のトラック溝8との交叉部には前記ボール4が組み込まれており、このボール4は、図1に示すようにケージ5のポケット9で保持されている。
FIG. 3 shows a partial front view of the track grooves (7, 8) formed in the
図4に示すように、外輪2のトラック溝7と内輪3のトラック溝8の横断面形状は、ボール4よりも大きい曲率半径でブローチ加工などにより、ゴシックアーチ状に形成されている。このため、外輪2のトラック溝7と内輪3のトラック溝8は、図中Pで示したように、ボール4と2点で接触し、かつ、ボール接触角βを有するアンギュラ接触となっている。なお、ボール接触角βとは、ボール4の中心Oを基準として、ボール3とトラック溝(7、8)とが接触するボール接触中心Pとトラック溝(7、8)の溝底中心Qとのなす角度を意味する。
As shown in FIG. 4, the cross-sectional shapes of the
図1に示すように、外輪2の一方開口端部には、継手内部に充填したグリースの漏出を防ぐと共に、異物の侵入を防止するためのエンドプレート10が取り付けられている。一方、外輪1の他方開口端部には密封装置が装着されている。
As shown in FIG. 1, an
この密封装置は、ブーツ13と金属製のブーツアダプタ20とからなる。ブーツ13は大径端部14と小径端部15とを有する断面U字型の形状となっており、小径端部15はスタブシャフト12の外周面に取り付けられ、この取り付け部分はブーツバンド18を加締めて固定されている。
The sealing device includes a
ブーツアダプタ20は円筒形で、一端部16は外輪2の外周面に取り付けられ、さらに前記したエンドプレート10と共にスタブシャフト12の挿嵌側からボルト締め(図示省略)により固定されている。また、他端部17は前記ブーツ13の大径端部14に加締めて固定されている。なお、スタブシャフト12は内輪3のエンドプレート10側の開口部でスナップリング19により抜け止めされている。
The
さて、本実施形態では、図2に示すように、ボール4の個数は、従来の6個(図9参照)の場合よりも多くして10個とし、図3に示した外輪2のトラック溝7および内輪3のトラック溝8の軸線Lに対する交差角αは、10〜15°とする。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the number of
ボールの数が6個以下である場合、等速自在継手が最大作動角をとった際、外輪2と内輪3のトラック溝(7、8)の交叉部(図3、図4参照)に、外輪2のトラック溝7からボール4に加わる主荷重とボール4が外輪2のトラック溝7を転動することにより発生する摩擦力の合力の向きと、内輪3のトラック溝8からボール4に加わる主荷重とボール4が内輪3のトラック溝8を転動することにより発生する摩擦力の合力の向きとで形成されるくさび角が、限界角度をとって反転する。
When the number of balls is 6 or less, when the constant velocity universal joint takes the maximum operating angle, at the intersection (see FIGS. 3 and 4) of the track grooves (7, 8) of the
限界角度は、図3に示す前記したトラック溝(7、8)の交叉角αと、図4に示した、ボール4とトラック溝(7、8)との接触角βで決定される。ここで、接触角βとは、ボール4の中心Oを基準として、ボール3とトラック溝(7、8)とが接触するボール接触中心Pとトラック溝(7、8)の溝底中心Qとのなす角度を意味する。
The limit angle is determined by the crossing angle α of the track grooves (7, 8) shown in FIG. 3 and the contact angle β between the
前記したように、くさび角が限界角度をとって反転すると、ボール4からケージ5に作用する力のバランスが崩れる。これにより、ケージ5は、力の釣り合いが保てなくなって不安定になる。
As described above, when the wedge angle takes the limit angle and reverses, the balance of the force acting on the
しかし、本実施形態では、ボール4の個数を10個とすることで、ケージ5の駆動を安定させることができる。これは、くさび角が反転してしまったトラック溝(7、8)の交叉部に収容されたボール4の駆動力を他のボール4が分担することによる。また、ボールの個数を10個とすることで、トラック溝(7、8)の交叉角αは、10〜15°と小さく設計できるため、等速自在継手1の摺動ストロークも確保することができる。
However, in the present embodiment, the driving of the
また、本実施形態では、図2に示すように、トラック溝(7、8)の交叉部に介在された10個のボールの中心を結ぶ仮想円Cの直径であるPCDをボール4の径(ボール4の直径)φDで除した値を4.3以上4.8以下とするのが望ましい。これは次の二つの理由による。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, the PCD, which is the diameter of a virtual circle C connecting the centers of the ten balls interposed at the intersections of the track grooves (7, 8), is set to the diameter of the ball 4 ( It is desirable that the value obtained by dividing the diameter of the
一つ目の理由としては、PCD/φDが4.3よりも小さいと、仮想円CのPCDがボール4の直径φDと比べて過剰に小さい状態となる。これは、仮想円CのPCDをボール4の直径φDよりも過剰に小さくするか、もしくは、ボール4の直径φDを仮想円CのPCDよりも過剰に大きくすることにより生じる。この場合、図5に示すように、外輪2と内輪3のそれぞれに形成されるトラック溝(7、8)の隣同士が、外輪2と内輪3のそれぞれの端面で干渉する。この結果、等速自在継手1の機能を損ねてしまう。なお、図5では、図を見やすくするために、図1に示す内輪3とこれに形成するトラック溝8の図示は省略している。
As a first reason, when PCD / φD is smaller than 4.3, the PCD of the virtual circle C is excessively smaller than the diameter φD of the
二つ目の理由としては、PCD/φDが4.8よりも大きいと、仮想円CのPCDがボール4の直径φDと比べて過剰に大きい状態となる。これは、仮想円CのPCDをボール4の直径φDよりも過剰に大きくするか、もしくは、ボール4の直径φDを仮想円CのPCDよりも過剰に小さくすることにより生じる。この場合、外輪2を、その外径を大きくして形成するか、もしくは、外輪2と内輪3に形成するトラック溝(7、8)を浅く形成することになる。しかし、図6に示すように、外輪2の外径を大きくすると、等速自在継手1が大型化して重量が大きくなる問題が生じ、外輪2と内輪3に形成するトラック溝(7、8)を浅く形成すると、ボール4がトラック溝(7、8)を乗り上げて外れる可能性が生じる。なお、図6では、図を見やすくするために、図1に示す内輪3とこれに形成するトラック溝8の図示は省略している。
As a second reason, when PCD / φD is larger than 4.8, the PCD of the virtual circle C is excessively larger than the diameter φD of the
本実施形態の等速自在継手1であれば、摺動ストロークを確保するために図3に示すトラック溝(7、8)の交叉角αを小さくすることで生じる、トラック溝(7、8)の交叉部に形成されるくさび角の反転を防止でき、また、等速自在継手1の軽量化およびコンパクト化を図るためにボール4の個数を多くして外輪1の外径を小さくしても、等速自在継手1の機能を損なうことがない。
In the case of the constant velocity
なお、本実施形態では、ボールの個数を10個としたが、等速自在継手1のボールの個数を従来の6個(図9参照)よりも多くする場合、ボール4の個数は8個とすることもできる。
In the present embodiment, the number of balls is ten. However, when the number of balls of the constant velocity
このように、ボール4の個数を8個とした場合、外輪2の外径は、前記したボール4の個数を10個とする場合と同様、6個のボールを備えた従来の等速自在継手の外輪の外径(図9参照)よりも小さくできるため、等速自在継手1の軽量化とコンパクト化が可能となる。しかしながら、ボール4を8個とする場合、外輪2に形成する直径方向に対応した一対のトラック溝7、および、内輪3に形成する直径方向に対応した一対のトラック溝8は、互いに逆方向に傾斜させて形成しなければならず、この場合、外輪2の一対のトラック溝7、および、内輪3の一対のトラック8は同時加工することができない。そのため、外輪2と内輪3の加工性が悪くなる。
Thus, when the number of the
しかし、本実施形態のように、ボールの個数を10個とすると、外輪2に形成する直径方向に対応した一対のトラック溝7および内輪3に形成する直径方向に対応した一対のトラック溝8は、傾斜方向を同じにして形成するため、上記した外輪2の一対のトラック溝7、および、内輪3の一対のトラック8は同時加工することができる。そのため、外輪2と内輪3の加工性が良い。
However, if the number of balls is 10 as in this embodiment, the pair of
本発明は、図7に示すノンフロートタイプのクロスグルーブ型等速自在継手にも適用することができる。なお、この等速自在継手の基本的な構造は図1に示すフロートタイプのクロスグルーブ型等速自在継手1と同じであり、各部には、図1の各部に付した符号に30を加えた符号を付している。
The present invention can also be applied to the non-float type cross groove constant velocity universal joint shown in FIG. The basic structure of this constant velocity universal joint is the same as that of the float type cross groove type constant velocity
この本発明の第2の実施形態であるノンフロートタイプのクロスグルーブ型等速自在継手31は、内輪33の最大外径Aが、ケージ35の最小内径Bよりも小さく設計されている。
The non-float type cross groove constant velocity universal joint 31 according to the second embodiment of the present invention is designed such that the maximum outer diameter A of the
上記の構造により、等速自在継手31は、内部部品36がブーツ43側へ軸方向移動すると、ボール34とブーツアダプタ50とが干渉して軸方向移動が規制され、内部部品36がエンドプレート40側へ軸方向移動すると、ボール34とケージ35のポケット39とが干渉して軸方向移動が規制される。この場合、内部部品36の軸方向移動可能領域は、図1に示すフロートタイプのクロスグルーブ型等速自在継手よりも大きくなる。
With the above-described structure, when the
この理由としては、図1に示すフロートタイプのクロスグルーブ型等速自在継手においては、内部部品6がブーツ13側へ移動すると、内輪3とケージ5とが干渉して軸方向移動が規制され、内部部品6がエンドプレート10側へ軸方向移動した際も、内輪3とケージ5とが干渉して軸方向移動が規制されるが、それぞれの干渉は、図7に示すノンフロートタイプの場合よりも早期に干渉が起こるためである。
The reason for this is that in the float-type cross-groove constant velocity universal joint shown in FIG. 1, when the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらはあくまで例示であり、特許請求の範囲に記載の意味および内容の範囲内において、あらゆる変更が可能である。 The embodiments of the present invention have been described above. However, these are merely examples, and various modifications can be made within the meaning and content of the claims.
例えば、ここで挙げた実施形態では、本発明を、外輪の形状がディスクタイプであるクロスグルーブ型等速自在継手に適用しているが、これに限らず、外輪の形状がフランジタイプやベルタイプであるクロスグルーブ型等速自在継手にも本発明を適用することができる。 For example, in the embodiment mentioned here, the present invention is applied to a cross groove type constant velocity universal joint whose outer ring shape is a disk type. However, the present invention is not limited to this, and the outer ring shape is a flange type or bell type. The present invention can also be applied to a cross groove type constant velocity universal joint.
1、31 摺動型等速自在継手(LJ)
2、32 外輪(外側継手部材)
3、33 内輪(内側継手部材)
4、34 ボール
5、35 ケージ
6、36 内部部品
7、37 トラック溝(外輪)
8、38 トラック溝(内輪)
α 交叉角
β 接触角
C ボールの仮想円
1,31 Sliding type constant velocity universal joint (LJ)
2, 32 Outer ring (outer joint member)
3, 33 Inner ring (inner joint member)
4, 34
8, 38 Track groove (inner ring)
α Cross angle β Contact angle C Virtual circle of the ball
Claims (6)
前記ボールの中心を結ぶ仮想円のPCDをボール径で除した値の下限値を4.3としたことを特徴とするクロスグルーブ型等速自在継手。 An outer joint member formed with a plurality of linear track grooves inclined with respect to the axis on the inner peripheral surface, and a track groove inclined with a direction opposite to the track grooves of the outer joint member with respect to the axis are formed on the outer peripheral surface. The inner joint member, a plurality of balls incorporated in a crossing portion of the track groove of the outer joint member and the track groove of the inner joint member, and the ball between the outer joint member and the inner joint member. A holding cage,
A cross groove type constant velocity universal joint, wherein a lower limit value of a value obtained by dividing the PCD of a virtual circle connecting the centers of the balls by the ball diameter is 4.3.
前記ボールの中心を結ぶ仮想円のPCDをボール径で除した値の上限値を4.8としたことを特徴とするクロスグルーブ型等速自在継手。 An outer joint member formed with a plurality of linear track grooves inclined with respect to the axis on the inner peripheral surface, and a track groove inclined with a direction opposite to the track grooves of the outer joint member with respect to the axis are formed on the outer peripheral surface. The inner joint member, a plurality of balls incorporated in a crossing portion of the track groove of the outer joint member and the track groove of the inner joint member, and the ball between the outer joint member and the inner joint member. A holding cage,
A cross groove type constant velocity universal joint characterized in that an upper limit of a value obtained by dividing the PCD of a virtual circle connecting the centers of the balls by the ball diameter is 4.8.
前記ボールの中心を結ぶ仮想円のPCDをボール径で除した値は4.3以上かつ4.8以下としたことを特徴とするクロスグルーブ型等速自在継手。 An outer joint member formed with a plurality of linear track grooves inclined with respect to the axis on the inner peripheral surface, and a track groove inclined with a direction opposite to the track grooves of the outer joint member with respect to the axis are formed on the outer peripheral surface. The inner joint member, a plurality of balls incorporated in a crossing portion of the track groove of the outer joint member and the track groove of the inner joint member, and the ball between the outer joint member and the inner joint member. A holding cage,
A cross-groove type constant velocity universal joint characterized in that a value obtained by dividing PCD of a virtual circle connecting the centers of the balls by the ball diameter is 4.3 or more and 4.8 or less.
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