JP2010281431A - Shaft coupling and constant velocity universal joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は等速自在継手および等速自在継手の外側継手部材とシャフトとを連結する軸継手に関する。 The present invention relates to a constant velocity universal joint and a shaft coupling that connects a shaft and an outer joint member of the constant velocity universal joint.
等速自在継手の外側継手部材とシャフトとを連結する軸継手としては、特許文献1及び特許文献2等に開示されている。これらの場合、スプライン嵌合を用いるものである。
すなわち、特許文献1の軸継手は、図17に示すように、等速自在継手1の外側継手部材である外輪4と、シャフト31とを連結するものである。この場合の等速自在継手1は、球状の内周面2に複数の曲線状のトラック溝3が形成された外側継手部材としての前記外輪4と、球状の外周面5に外輪4のトラック溝3と対をなす複数の曲線状のトラック溝6が形成された内側継手部材としての内輪7と、外輪4のトラック溝3と内輪7のトラック溝6との間に介在された複数のボール8と、外輪4と内輪7との間に配置され、ボール8を保持するケージ9とを備える。
That is, as shown in FIG. 17, the shaft joint of
内輪7の内径面には雌スプライン10が形成され、シャフト12の端部がこの内輪7に嵌入された状態で、この雌スプライン10にシャフト12の端部の雄スプライン13が嵌合する。また、外輪4の反軸継手側の開口部がブーツ15にて塞がれている。すなわち、ブーツ15は、大径部15aと、小径部15bと、大径部15aと小径部15bとを連結する蛇腹部15cを備える。そして、大径部15aが外輪4に外嵌され、ブーツバンド16にて締め付けられ、小径部15bがシャフト12のブーツ装着部17に外嵌され、ブーツバンド16にて締め付けられる。
A
軸継手は、等速自在継手の外輪4に取付られる継手軸20と、この継手軸20に嵌入される軸部材21とを備える。継手軸20は、内径面に雌スプライン22が形成された本体部20aと、この本体部20aの等速自在継手側の端部に連設される外鍔部20bとからなる。また、等速自在継手1の外輪4の軸継手側に外鍔部23が設けられる。外輪4の外鍔部23と継手軸20の外鍔部20bとが重ね合わされ、ボルトナット結合25によって、外鍔部23と外鍔部20bとが連結される。
The shaft coupling includes a
軸部材21は、その外径面に雄スプライン26が形成された本体軸27と、この本体軸27に基端側(反等速自在継手側)に設けられる外鍔部28とを備える。このため、本体軸27が継手軸20の本体部20aに嵌入されることによって、本体軸27の雄スプライン26が継手軸20の本体部20aの雌スプライン22に嵌合する。
The
軸部材21にはアダプタ30が連結され、このアダプタ30に連結すべき相手側のシャフト31が嵌入される。すなわち、アダプタ30は、内径面にキー溝32が形成された本体部33と、この本体部33の等速自在継手側に設けられる外鍔部34とを備える。アダプタ30の外鍔部34と軸部材21の外鍔部28とが重ね合わされ、ボルトナット結合35によって、外鍔部34と外鍔部28とが連結される。シャフト31にはキー36が設けられ、このキー36がアダプタ30のキー溝32に嵌合する。
An
従来には、図16に示すように、軸部材21を有さないものもある。すなわち、外輪4の外鍔部23に、アダプタ30の外鍔部34をボルトナット結合35を介して連結したものである。
Conventionally, there are some which do not have the
また、前記特許文献2に記載のものは、等速自在継手の外輪のカップリング部を設け、このカップリング部に相手側のシャフトを嵌入するものである。すなわち、カップリング部の内径面に雌スプラインを形成し、このカップリングにシャフトの端部を嵌入させて、シャフトの端部の雄スプラインをカップリングの雌スプラインに嵌合させる。
Moreover, the thing of the said
図17に示すように、特許文献1に記載のものでは、継手軸20と、アダプタ30とを軸方向に沿って配設するものであって、比較的大きなスペースを必要とする。しかも、連結作業時には、継手軸20を等速自在継手の外輪4に取り付けるとともに、この継手軸20の雌スプライン22に、軸部材21の雄スプライン26を嵌合させ、さらには、アダプタ30を軸部材21に取り付けるとともに、このアダプタ30に相手側のシャフト31を嵌入させる必要がある。このため、その連結作業は手間がかかるものとなっていた。
As shown in FIG. 17, in the thing of
また、図16に示すものについても、連結作業時にボルトナット結合35を外さなければならず、連結作業に手間がかかる。
Also, with respect to the one shown in FIG. 16, it is necessary to remove the bolt-
特許文献2に記載のものは、相手側のシャフトとはスプライン嵌合に限られ、相手側シャフトに雄スプラインが形成されている必要がある。このため、適用範囲がせまく、汎用性に劣る。
The one described in
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、コンパクト化を達成できるとともに、着脱作業も限られた範囲で容易に行うことができる軸継手および等速自在継手を提供しようとするものである。 Therefore, in view of such circumstances, the present invention is intended to provide a shaft coupling and a constant velocity universal joint that can be made compact and can be easily attached and detached within a limited range.
本発明の軸継手は、自在継手の外側継手部材と相手側シャフトとを連結する軸継手であって、前記相手側シャフトが嵌入される中心軸部材と、この中心軸部材が嵌入されて前記自在継手の外側継手部材のフランジ面に重ね合わせ状に着脱自在に連結されるフランジ部材を備え、中心軸部材の内径面に、相手側シャフトに設けられるキーが嵌合するキー溝を形成するとともに、中心軸部材の外径面に雄スプラインを形成し、さらにフランジ部材の内径面に中心軸部材の雄スプラインが嵌合する雌スプラインを形成したものである。 The shaft joint of the present invention is a shaft joint that connects an outer joint member of a universal joint and a counterpart shaft, and a central shaft member into which the counterpart shaft is inserted, and the universal shaft member is inserted into the universal joint. A flange member that is detachably connected to the flange surface of the outer joint member of the joint in a detachable manner is formed, and on the inner diameter surface of the central shaft member, a key groove that fits a key provided on the counterpart shaft is formed, A male spline is formed on the outer diameter surface of the central shaft member, and a female spline in which the male spline of the central shaft member is fitted is formed on the inner diameter surface of the flange member.
中心軸部材に相手側シャフトを嵌入すれば、相手側シャフトのキーが中心軸部材の内径面のキー溝に嵌合して、相手側シャフトと中心軸部材とがトルク伝達可能に連結される。また、フランジ部材に中心軸部材を嵌入すれば、フランジ部材の内径面の雌スプラインと中心軸部材の外径面の雄スプラインとが嵌合して、フランジ部材と中心軸部材とがトルク伝達可能に連結される。また、フランジ部材は等速自在継手の外側継手部材に連結される。このため、相手側シャフトと等速自在継手の外側継手部材とがトルク伝達可能に連結される。しかも、中心軸部材がフランジ部材内に嵌入されるので、この軸継手の軸方向長さのコンパクト化を図ることができる。 When the mating shaft is fitted into the central shaft member, the key of the mating shaft is fitted into the key groove on the inner diameter surface of the central shaft member, and the mating shaft and the central shaft member are connected so as to transmit torque. Also, if the center shaft member is fitted into the flange member, the female spline on the inner diameter surface of the flange member and the male spline on the outer diameter surface of the center shaft member can be fitted to transmit torque between the flange member and the center shaft member. Connected to The flange member is connected to the outer joint member of the constant velocity universal joint. For this reason, the counterpart shaft and the outer joint member of the constant velocity universal joint are coupled so as to be able to transmit torque. Moreover, since the central shaft member is fitted into the flange member, the axial length of the shaft joint can be made compact.
中心軸部材の雄スプラインの嵌入開始端に面取り部を設けるとともに、面取り部の面取り角度を15°〜60°とするのが好ましい。面取り部を設けることによって、中心軸部材をフランジ部材への嵌入を滑らかに行うことができる。 It is preferable to provide a chamfered portion at the insertion start end of the male spline of the central shaft member and set the chamfered angle of the chamfered portion to 15 ° to 60 °. By providing the chamfered portion, the center shaft member can be smoothly fitted into the flange member.
中心軸部材に、雄スプラインの嵌入開始端の面取り部よりも嵌入開始側へ突出する突出軸部を設けるとともに、突出軸部の先端面の外径コーナー部をアール状とし、外径コーナー部の曲率半径を2mm以上とするものであってもよい。中心軸部材に突出軸部を設けることによって、中心軸部材のフランジ部材への嵌入開始時に、まず、突出軸部をフランジ部材に突入させることができ、嵌入作業が安定する。 The central shaft member is provided with a protruding shaft portion that protrudes from the chamfered portion at the insertion start end of the male spline toward the insertion start side, and the outer diameter corner portion of the distal end surface of the protruding shaft portion is rounded, and the outer diameter corner portion The curvature radius may be 2 mm or more. By providing the projecting shaft portion on the central shaft member, the projecting shaft portion can first be inserted into the flange member when the center shaft member starts to be fitted into the flange member, and the fitting operation is stabilized.
突出軸部の先端面から雄スプラインの嵌入開始端の面取り部までの寸法を3mm以上とするのが好ましい。このような寸法とすることによって、突出軸部のフランジ部材への突入が安定する。 It is preferable that the dimension from the front end surface of the protruding shaft portion to the chamfered portion at the insertion start end of the male spline is 3 mm or more. By setting it as such a dimension, the protrusion to the flange member of a protrusion shaft part is stabilized.
フランジ部材の嵌入開始端に大径孔部にて構成されるぬすみ部を設けるのが好ましい。このようにぬすみ部を設けることによって、このぬすみ部が中心軸部材のフランジ部材への嵌入ガイドとなって、中心軸部材のフランジ部材への嵌入性の向上を図ることができる。この場合、中心軸部材の突出軸部の外径寸法をH1とし、中心軸部材の凹条部の小径寸法H2したときに、(H1=H2)とする。また、中心軸部材の凸条部の大径寸法をH3とし、フランジ部材のぬすみ部の内径寸法をH4としたときに、(H4−H3)=(0.1〜0.5)mmとするのが好ましい。 It is preferable to provide a relief portion constituted by a large-diameter hole at the insertion start end of the flange member. By providing the relief portion in this manner, the relief portion serves as a fitting guide for the center shaft member to the flange member, and the fit of the center shaft member to the flange member can be improved. In this case, when the outer diameter dimension of the protruding shaft portion of the central shaft member is H1, and the small diameter dimension H2 of the concave portion of the central shaft member is (H1 = H2). Further, when the large diameter dimension of the protruding portion of the central shaft member is H3 and the inner diameter dimension of the thinned portion of the flange member is H4, (H4−H3) = (0.1 to 0.5) mm. Is preferred.
雄スプラインの硬度をHRC20〜HRC30とするとともに、雌スプラインの硬度をHRC58〜HRC63とすることができる。このように硬度差を付けることによって、硬度が低い側、つまり雄スプライン側が雌スプライン側よりも摩耗し易い。このため、使用等によって、雄スプライン側が摩耗したとしても、この際、雌スプライン側においては摩耗が生じていない場合が多い。したがって、このような場合には、この摩耗した側(雄スプライン側)を交換すればよい。 The hardness of the male spline can be HRC20 to HRC30, and the hardness of the female spline can be HRC58 to HRC63. By providing such a hardness difference, the low hardness side, that is, the male spline side is more easily worn than the female spline side. For this reason, even if the male spline side is worn due to use or the like, there is often no wear on the female spline side. Therefore, in such a case, the worn side (male spline side) may be replaced.
雄スプラインと雌スプラインとの少なくとも一方に固体潤滑処理を施すのが好ましい。ここで、固体潤滑処理とは、二硫化モリブデン、黒鉛(グラファイト)、フッ素樹脂(四フッ化エチレン等)、二硫化タングステン、金属酸化物などの固体潤滑剤を一種類または数種類、各種の有機樹脂に分散させ塗料状にし、これをコーティングして得られる乾燥皮膜を形成する処理である。この固体潤滑処理層(固体潤滑処理膜)は、耐摩耗性、耐熱性、耐腐食性に優れる。また、低摩擦係数であるため、挿入性の向上が図れる。 It is preferable to apply solid lubrication to at least one of the male spline and the female spline. Here, solid lubrication treatment means one or several types of solid lubricants such as molybdenum disulfide, graphite (graphite), fluororesin (ethylene tetrafluoride, etc.), tungsten disulfide, metal oxide, and various organic resins. This is a treatment for forming a dry film obtained by dispersing the material into a paint and coating it. This solid lubricating treatment layer (solid lubricating treatment film) is excellent in wear resistance, heat resistance, and corrosion resistance. In addition, since the coefficient of friction is low, the insertability can be improved.
本発明の等速自在継手は、相手側シャフトに連結するための連結構造を備えた等速自在継手であって、前記連結構造は、前記相手側シャフトが嵌入される中心軸部材と、この中心軸部材が嵌入される被嵌入部を備え、前記被嵌入部を外側継手部材に設け、かつ、前記中心軸部材の内径面に、相手側シャフトに設けられるキーが嵌合するキー溝を形成するとともに、中心軸部材の外径面に雄スプラインを形成し、さらに被嵌入部の内径面に中心軸部材の雄スプラインが嵌合する雌スプラインを形成したものである。 The constant velocity universal joint of the present invention is a constant velocity universal joint having a connection structure for connecting to a counterpart shaft, the connection structure including a central shaft member into which the counterpart shaft is inserted, A fitting portion into which the shaft member is fitted is provided, the fitting portion is provided in the outer joint member, and a key groove in which a key provided in the counterpart shaft is fitted is formed on the inner diameter surface of the central shaft member. At the same time, a male spline is formed on the outer diameter surface of the central shaft member, and a female spline is formed on the inner diameter surface of the fitted portion.
本発明の等速自在継手によれば、中心軸部材に相手側シャフトを嵌入すれば、相手側シャフトのキーが中心軸部材の内径面のキー溝に嵌合して、相手側シャフトと中心軸部材とがトルク伝達可能に連結される。また、被嵌入部に中心軸部材を嵌入すれば、被嵌入部の内径面の雌スプラインと中心軸部材の外径面の雄スプラインとが嵌合して、被嵌入部と中心軸部材とがトルク伝達可能に連結される。このため、相手側シャフトとこの等速自在継手の外側継手部材とがトルク伝達可能に連結される。 According to the constant velocity universal joint of the present invention, when the mating shaft is fitted into the central shaft member, the key of the mating shaft is fitted into the key groove on the inner diameter surface of the central shaft member, and the mating shaft and the central shaft are fitted. The member is connected to be able to transmit torque. Further, if the central shaft member is inserted into the insertion portion, the female spline on the inner diameter surface of the insertion portion and the male spline on the outer diameter surface of the central shaft member are fitted, and the insertion portion and the central shaft member are Connected to transmit torque. Therefore, the counterpart shaft and the outer joint member of the constant velocity universal joint are connected so as to be able to transmit torque.
本発明の軸継手では、相手側シャフトと等速自在継手の外側継手部材とがトルク伝達可能に連結され、安定したトルク伝達機能が発揮される。しかも、中心軸部材がフランジ部材内に嵌入されるので、この軸継手の軸方向長さのコンパクト化を図ることができ、配置範囲の小スペース化を達成できる。 In the shaft joint of the present invention, the counterpart shaft and the outer joint member of the constant velocity universal joint are connected so as to be able to transmit torque, and a stable torque transmission function is exhibited. In addition, since the central shaft member is fitted into the flange member, the axial length of the shaft joint can be made compact, and a small space in the arrangement range can be achieved.
面取り部を設けることによって、中心軸部材をフランジ軸部材への嵌入を滑らかに行うことができる。また、突出軸部の先端面の外径コーナー部をアール状としたり、中心軸部材に突出軸部を設けたり、フランジ部材の嵌入開始端にぬすみ部を設けたりすることによって、中心軸部材をフランジ部材への嵌入開始時における嵌入作業性の向上を図ることができる。 By providing the chamfered portion, the center shaft member can be smoothly fitted into the flange shaft member. In addition, the outer diameter corner portion of the tip surface of the projecting shaft portion is rounded, the projecting shaft portion is provided on the center shaft member, or the thinning portion is provided at the fitting start end of the flange member, thereby changing the center shaft member. It is possible to improve the insertion workability at the start of the insertion into the flange member.
スプラインに硬度差を付けることによって、摩耗等が生じていない部品の交換を行う必要がなくなって、交換作業の簡略化を図ってコスト低減を達成できる。 By adding a hardness difference to the spline, it is not necessary to replace parts that are not worn, and the replacement work can be simplified to achieve cost reduction.
雄スプラインと雌スプラインとの少なくとも一方に固体潤滑処理を施すようにすれば、フランジ部材へ中心軸部材を滑らかに嵌入(挿入)することができる。 If at least one of the male spline and the female spline is subjected to solid lubrication, the center shaft member can be smoothly inserted (inserted) into the flange member.
本発明の等速自在継手では、相手側シャフトと外側継手部材の被嵌入部とがトルク伝達可能に連結され、安定したトルク伝達機能が発揮される。しかも、中心軸部材が被嵌入部内に嵌入されるので、軸方向長さのコンパクト化を図ることができ、配置範囲の小スペース化を達成できる。 In the constant velocity universal joint of the present invention, the mating shaft and the fitted portion of the outer joint member are connected so as to be able to transmit torque, and a stable torque transmission function is exhibited. In addition, since the central shaft member is inserted into the insertion portion, the axial length can be reduced, and the space in the arrangement range can be reduced.
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.
図1と図2は本発明にかかる軸継手と自在継手との連結状態を示す断面図である。この場合の自在継手は、転動体にボールを用いた固定式等速自在継手であって、球状の内周面52に複数の曲線状のトラック溝53が形成された外側継手部材としての外輪54と、球状の外周面55に外輪54のトラック溝53と対をなす複数の曲線状のトラック溝56が形成された内側継手部材としての内輪57と、外輪54のトラック溝53と内輪57のトラック溝56との間に介在された複数のボール58と、外輪54と内輪57との間に配置され、ボール58を保持するケージ59とを備える。
1 and 2 are cross-sectional views showing a connection state between a shaft joint and a universal joint according to the present invention. The universal joint in this case is a fixed constant velocity universal joint using balls as rolling elements, and an
内輪57の内径面には雌スプライン60が形成され、シャフト62の端部がこの内輪57に嵌入された状態で、この雌スプライン60にシャフト62の端部の雄スプライン63が嵌合する。この場合、シャフト62の雄スプライン63の両端部側に止め輪64a,64bが装着されて抜け止めが構成される。また、外輪54の反軸継手側の開口部がブーツ65にて塞がれている。すなわち、ブーツ65は、大径部65aと、小径部65bと、大径部65aと小径部65bとを連結する蛇腹部65cを備える。そして、大径部65aが外輪54に外嵌され、ブーツバンド66にて締め付けられ、小径部65bがシャフト62のブーツ装着部67に外嵌され、ブーツバンド66にて締め付けられる。
A
外輪54は、内径面にトラック溝53が設けられた本体部54aと、この本体部54aの底壁を構成する円盤状のフランジ部54bとからなる。この場合、本体部54aの外径面は円筒面とされ、フランジ部54bの外径部は本体部54aよりも外径側へ突出している。また、このフランジ部54bの外周縁部には、反本体部側へ突出する周方向凸部69が設けられている。
The
本発明にかかる軸継手は、相手側シャフト70が嵌入される中心軸部材71と、中心軸部材が嵌入されるフランジ部材72を備える。この場合の相手側シャフト70の端部(フランジ部材72に嵌入される端部)はキー73を備える。図3に示すように、このキー73は、相手側シャフト70の端部の外径面に軸方向の凹溝74を設け、この凹溝74にキー73が嵌合される。また、相手側シャフト70の端部の外径面が中心軸部材71の内径面に接触状に嵌合している。この場合、相手側シャフト70の端部の外径面と中心軸部材71の内径面71aとの間に僅かな隙間があってもよい。
The shaft coupling according to the present invention includes a
中心軸部材71は、図3や図5等に示すように、その内径面71aに前記キー73が嵌合するキー溝75が形成された筒体からなる。また、中心軸部材71の外径面71bには雄スプライン76が形成されている。すなわち、雄スプライン76は中心軸部材71の外径面71bに周方向に沿って所定ピッチ(図例では60度ピッチ)で断面矩形状の凸条部77を設けることによって構成される。このため、周方向に隣合う凸条部77、77間に凹条部78が形成される。すなわち、雄スプライン76は、周方向に沿って凸条部77と凹条部78とが交互に配設されてなる。
As shown in FIGS. 3 and 5, the
また、フランジ部材72は、前記中心軸部材71の軸心方向長さと同一の軸心長さの円盤体からなり、その内径面72aに雌スプライン80が設けられている。すなわち、図2と図6等に示すように、内径面72aに周方向に沿って所定ピッチ(60°ピッチ)で断面矩形状の凹条溝81を設けることによって構成される。このため、周方向に隣合う凹条溝81、81間に凸条部82が形成される。すなわち、雌スプライン80は、周方向に沿って凹条溝81と凸条部82とが交互に配設されてなる。
The
そして、中心軸部材71の雄スプライン76の凸条部77が雌スプライン80の凹条溝81に嵌合するとともに、中心軸部材71の雄スプライン76の凹条部78に雌スプライン80の凸条部82が嵌合する。この際、中心軸部材71の外径面71bとフランジ部材72の内径面72aとが接触状に嵌合している。
Then, the
フランジ部材72には、図2に示すように、ねじ孔83が周方向に沿って120°ピッチで設けられ、さらに、外径面72bの等速自在継手側には周方向切欠84が設けられている。すなわち、フランジ部材72を等速自在継手のフランジ部54bのフランジ面50に重ね合せることができ、この重ね合せた状態で、フランジ部材72の周方向切欠84に、フランジ部54bの周方向凸部69が嵌合する。また、フランジ部54bには貫通孔85が設けられ、この貫通孔85にねじ部材86が挿入されて、フランジ部材72のねじ孔83に螺合される。これによって、等速自在継手のフランジ部54bとフランジ部材72とが一体化される。
As shown in FIG. 2, the
また、雄スプライン76の硬度をHRC20〜HRC30とするとともに、雌スプライン80の硬度をHRC58〜HRC63とすることができる。すなわち、雄スプライン76において、硬度をHRC20〜HRC30とする範囲は、少なくとも凸条部77と凹条部78の表面である。この場合調質処理を行うことによって構成している。ここで、調質処理とは、鉄鋼製品を焼入硬化後、比較的高い温度(約400℃以上)に焼戻して、トルースタイト又はソルバイト組織にする処理である。すなわち、調質とは鋼の結晶粒子を微細にして鋼質を調整し、強じん性を実質的に向上させる操作をいう。
Further, the hardness of the
雌スプライン80において、硬度をHRC58〜HRC63とする範囲は、少なくとも凹条溝81と凸条部82の表面である。この場合、高周波焼入れ焼戻し処理を行うことによって、構成している。高周波焼入れ焼戻し処理は、高周波誘導加熱を利用して被加熱物の表面を焼入れ温度まで急速加熱し、さらに急速冷却することにより表面層に焼入れ硬化層を作る処理である。耐摩耗性を向上させ、機械的性質を高めることができる。
In the
雄スプライン76と雌スプライン80との少なくとも一方に固体潤滑処理を施すのが好ましい。ここで、固体潤滑処理とは、二硫化モリブデン、黒鉛(グラファイト)、フッ素樹脂(四フッ化エチレン等)、二硫化タングステン、金属酸化物などの固体潤滑剤を一種類または数種類、各種の有機樹脂に分散させ塗料状にし、これをコーティングして得られる乾燥皮膜を形成する処理である。この固体潤滑処理層(固体潤滑処理膜)は、耐摩耗性、耐熱性、耐腐食性に優れる。また低摩擦係数である。
Preferably, at least one of the
本発明の軸継手によれば、中心軸部材71に相手側シャフト70を嵌入すれば、相手側シャフト70のキー73が中心軸部材71の内径面71aのキー溝75に嵌合して、相手側シャフト70と中心軸部材71とがトルク伝達可能に連結される。また、フランジ部材72に中心軸部材71を嵌入すれば、フランジ部材72の内径面72aの雌スプライン80と中心軸部材71の外径面71bの雄スプライン76とが嵌合して、フランジ部材72と中心軸部材71とがトルク伝達可能に連結される。また、フランジ部材72は等速自在継手の外輪54に連結されるので、相手側シャフト70と等速自在継手の外輪54とがトルク伝達可能に連結される。
According to the shaft coupling of the present invention, when the
このように、本発明の軸継手では、相手側シャフト70と等速自在継手の外輪54とがトルク伝達可能に連結され、安定したトルク伝達機能が発揮される。しかも、中心軸部材71がフランジ部材72内に嵌入されるので、この軸継手の軸方向長さのコンパクト化を図ることができ、配置範囲の小スペース化を達成できる。
Thus, in the shaft coupling of the present invention, the
雄スプライン76と雌スプライン80とに硬度差を付けることによって、硬度が低い側、つまり雄スプライン76側が雌スプライン80側よりも摩耗し易い。このため、使用等によって、雄スプライン76側が摩耗したとしても、雌スプライン80側においては摩耗が生じていない場合が多い。したがって、このような場合には、この摩耗した側(雄スプライン側)を交換すればよく、交換作業の簡略化を図ってコスト低減を達成できる。
By providing a hardness difference between the
この実施形態では、雄スプライン76の硬度をHRC20〜HRC30とするとともに、雌スプライン80の硬度をHRC58〜HRC63としている。このため、最小硬度差は、HRC58−HRC30であり、HRC28である。また、最大硬度差は、HRC63−HRC20であり、HRC43である。すなわち、HRC28〜HRC43の硬度差がある。硬度差がこの範囲よりも小さいと、硬度差が小さすぎて摩耗性に差を付けることができない。逆に硬度差がこの範囲よりも大きいと、硬度差が大きすぎて高い方のスプラインが靱性に劣ることになって、破損し易くなる。
In this embodiment, the hardness of the
次に、図7は他の実施形態を示し、この場合の等速自在継手の外輪54は、内径面にトラック溝53が形成された筒状の本体部54cと、この本体部54cの軸継手側に設けられる外鍔部54dとからなる。また、相手側シャフト70は、前記実施形態と同様、図9に示すように、キー73を備える。このキー73は、相手側シャフト70の外径面に軸方向の凹溝74を設け、この凹溝74にキー73が嵌合される。
Next, FIG. 7 shows another embodiment. The
中心軸部材71は、内径面101にその軸方向に沿ってキー溝100が形成された筒体からなり、その外径面102の雄スプライン103が形成される。すなわち、図10と図11に示すように、雄スプライン103は、中心軸部材71の外径面に周方向に沿って所定ピッチ(図例では60度ピッチ)で断面矩形状の凸条部105を設けることによって構成される。このため、周方向に隣合う凸条部105、105間に凹条部106が形成される。すなわち、雄スプライン103は、周方向に沿って凸条部105と凹条部106とが交互に配設されてなる。
The
凸条部105の嵌入開始端部には面取り部105aが形成されている。この面取り部105aは、嵌入開始端側に向かって内径側へ傾斜するテーパ面を構成することによって形成される。このテーパ面のテーパ角度θは、例えば、15°〜60°とされる。
A chamfered
また、この中心軸部材71には、凸条部105よりも嵌入開始端側へ突出した突出軸部107が設けられている。すなわち、凸条部105のテーパ面を中心軸部材71の先端面(突出軸部107の先端面107a)よりも僅かに後退させることになる。この場合、先端面107aから凸条部105の面取り部105aまでの寸法をBとした場合に、3mm以上とする。突出軸部107の先端面107aの外径コーナー部108をアール状とし、この外径コーナー部108の曲率半径Rを2mm以上としている。
Further, the
フランジ部材72が、図13に示すように、内径面90aに雌スプライン89が設けられた筒状本体部90と、この筒状本体部90の等速自在継手側に設けられる外鍔部91とからなる。雌スプライン89は、図12に示すように、内径面90aに周方向に沿って所定ピッチ(60°ピッチ)で断面矩形状の凹条溝120を設けることによって構成される。このため、周方向に隣合う凹条溝120、120間に凸条部121が形成される。すなわち、雌スプライン89は、周方向に沿って凹条溝120と凸条部121とが交互に配設されてなる。
As shown in FIG. 13, the
また、筒状本体部90の内径面90aの外鍔部側の開口部には大径部122が設けられるとともに、筒状本体部90の内径面90aの反外鍔部側の開口部には、周方向切欠部からなる大径孔部にて構成されるぬすみ部123が設けられている。このぬすみ部123の開口部に面取り(チャンファ)123aが設けられている。
In addition, a large-
フランジ部材72の外鍔部91と、外輪54の外鍔部54dの裏面であるフランジ面50とが重ね合わされて、ボルトナット結合95によってこれらが連結される。すなわち、フランジ部材72の外鍔部91に、周方向に沿って所定ピッチ(120°ピッチ)に貫孔92が設けられるとともに、外輪54の外鍔部54dに、周方向に沿って所定ピッチ(120°ピッチ)に貫孔93が設けられる。そして、フランジ部材72の貫孔92と、外輪54の外鍔部54dの貫孔93との位置合わせを行い、貫孔92,93を介してボルトナット結合95を構成するボルト部材96を挿通し、このボルト部材96にナット部材97を螺着することによって連結する。
The
ところで、突出軸部107の外径寸法をH1(図10参照)とし、中心軸部材71の凹条部106の小径寸法H2(図11参照)としたときに、(H1=H2)とする。また、中心軸部材71の凸条部105の大径寸法をH3(図10参照)とし、フランジ部材72のぬすみ部123の内径寸法をH4(図13参照)としたときに、(H4−H3)=(0.1〜0.5)mmとしている。すなわち、フランジ部材72のぬすみ部123の内径寸法を中心軸部材71の凸条部105の大径寸法よりも僅かに大きくしている。
By the way, when the outer diameter dimension of the protruding
図7に示す軸継手では、中心軸部材71の雄スプライン103の嵌入開始端に面取り部105aを設けることによって、中心軸部材71のフランジ部材72への嵌入を滑らかに行うことができる。特に、面取り部105aの面取り角度を15°〜60°とすることによって、より安定したものとできる。すなわち、15°未満であれば、雄スプライン103の嵌入開始端が鋭角に成り過ぎてこの嵌入開始端が損傷乃至損壊するおそれがあり、60°を越えると、面取り部105aの機能を発揮できないおそれがある。
In the shaft coupling shown in FIG. 7, by providing the chamfered
中心軸部材71に、雄スプライン103の嵌入開始端の面取り部105aよりも嵌入開始側へ突出する突出軸部107を設けることによって、中心軸部材71をフランジ部材72への嵌入開始時に、まず、突出軸部107をフランジ部材72に突入させることができ、嵌入作業が安定する。突出軸部107の先端面107aの外径コーナー部108をアール状とし、外径コーナー部108の曲率半径Rを2mm以上とすることによって、嵌入がなめらかになる。外径コーナー部108の曲率半径Rが2mm未満であれば、外径コーナー部108がアール状とならず、アール状とする作用効果を奏しない。なお、曲率半径Rが大きすぎると、先端面107a全体が凸面形状となって、突出軸部107を構成できないおそれがある。このため、中心軸部材71の外径寸法等によって相違するが、曲率半径Rとしては2mm以上B寸法−1mm未満が好ましい。
By providing the
突出軸部107の先端面107aから雄スプライン103の嵌入開始端の面取り部105aまでの寸法Bを3mm以上とするのが好ましい。このような寸法とすることによって、突出軸部107のフランジ部材72への突入が安定する。すなわち、寸法Bが3mm未満であれば、突出軸部107の先端面107aの突出量が小さく、突出軸部107としての機能を発揮できない。
It is preferable that the dimension B from the
フランジ部材72の中心軸部材71の嵌入開始端にぬすみ部123を設けることによって、このぬすみ部123が中心軸部材71のフランジ部材72への嵌入ガイドとなって、嵌入性の向上を図ることができる。この場合、(H4−H3)が(0.1〜0.5)mmよりも小さければ、H3とH4とがほぼ同一となって、中心軸部材71のフランジ部材72への嵌入ガイドを構成しにくく、逆に、(0.1〜0.5)mmよりも大きければ、H4はH3よりも大きくなりすぎて、中心軸部材71をぬすみ部123に嵌入した際に、中心軸部材71は大きな「あそび」を有することになって、中心軸部材71の雄スプライン103とフランジ部材72の雌スプライン89との嵌合が安定しないおそれがある。なお、このぬすみ部123の軸方向長さは、例えば、2mmからB寸法mmとされる。2mmより短いまたは、B寸法より長い場合、嵌入ガイドとしての機能を発揮しなくなる。
By providing the thinning
この図7に示す軸継手であっても、雄スプライン103の硬度をHRC20〜HRC30とするとともに、雌スプライン89の硬度をHRC58〜HRC63として、硬度差を付けるようにしてもよい。また、雄スプライン103と雌スプライン89との少なくとも一方に固体潤滑処理を施してもよい。
Even in the shaft coupling shown in FIG. 7, the hardness of the
ところで、前記実施形態は軸継手であったが、本発明としては、図14と図15に示すように、前記実施形態の軸継手の構造を具備する等速自在継手であってもよい。すなわち、図14と図15に示す等速自在継手は、相手側シャフト70と連結するための連結構造Mを備えたものである。
By the way, although the said embodiment was a shaft coupling, as shown in FIG. 14 and FIG. 15, this invention may be a constant velocity universal joint which comprises the structure of the shaft coupling of the said embodiment. That is, the constant velocity universal joint shown in FIGS. 14 and 15 is provided with a connection structure M for connecting to the
図14に示す等速自在継手の前記連結構造Mは、相手側シャフトが嵌入される中心軸部材71(図1に示す軸継手と同じ構造ものもの)と、この中心軸部材71が嵌入される被嵌入部130を備えたものである。この被嵌入部130が、外側継手部材である外輪54に設けられる。この被嵌入部130は、図1に示す軸継手のフランジ部材72と同様の構造を有するものである。すなわち、被嵌入部130の内径面に、中心軸部材71の雄スプライン76が嵌合する雌スプライン80が形成されている。
In the connecting structure M of the constant velocity universal joint shown in FIG. 14, a central shaft member 71 (with the same structure as the shaft joint shown in FIG. 1) into which the mating shaft is inserted, and the
このため、図14に示す等速自在継手では、中心軸部材71に相手側シャフト70を嵌入すれば、相手側シャフト70のキー73が中心軸部材71の内径面のキー溝75に嵌合して、相手側シャフト70と中心軸部材71とがトルク伝達可能に連結される。また、被嵌入部130に中心軸部材71を嵌入すれば、被嵌入部130の内径面の雌スプライン80と中心軸部材71の外径面の雄スプライン76とが嵌合して、被嵌入部130と中心軸部材71とがトルク伝達可能に連結される。これによって、相手側シャフト70と等速自在継手の外輪54とがトルク伝達可能に連結される。
For this reason, in the constant velocity universal joint shown in FIG. 14, when the
このように、図14に示す等速自在継手では、相手側シャフト70と外輪54とがトルク伝達可能に連結され、安定したトルク伝達機能が発揮される。しかも、中心軸部材71が被嵌入部130内に嵌入されるので、軸方向長さのコンパクト化を図ることができ、配置範囲の小スペース化を達成できる。
As described above, in the constant velocity universal joint shown in FIG. 14, the
すなわち、この図14に示す等速自在継手の連結構造Mは、相手側シャフトが嵌入される中心軸部材71(図1に示す軸継手と同じ構造ものもの)と、図1に示す軸継手のフランジ部材72と同様の構造を有する被嵌入部130を備えたものであるので、図1に示す軸継手と同様の作用効果を奏する。
That is, the constant velocity universal joint coupling structure M shown in FIG. 14 includes a central shaft member 71 (with the same structure as the shaft coupling shown in FIG. 1) into which the mating shaft is inserted, and the shaft coupling shown in FIG. Since the fitted
図15に示す等速自在継手は、図14に示す等速自在継手の前記連結構造Mと同様、相手側シャフト70が嵌入される中心軸部材71(図7に示す軸継手と同じ構造ものもの)と、この中心軸部材71が嵌入される被嵌入部131を備えたものである。この被嵌入部131が、外側継手部材である外輪54に設けられる。この被嵌入部131は、図7に示す軸継手のフランジ部材72と同様の構造を有するものである。
The constant velocity universal joint shown in FIG. 15 has a central shaft member 71 (with the same structure as the shaft coupling shown in FIG. 7) into which the
すなわち、被嵌入部131が、内径面に雌スプライン89が設けられた筒状本体部に対応する。このため、中心軸部材71に相手側シャフト70を嵌入すれば、相手側シャフト70のキー73が中心軸部材71の内径面のキー溝100に嵌合して、相手側シャフト70と中心軸部材71とがトルク伝達可能に連結される。また、被嵌入部131に中心軸部材71を嵌入すれば、被嵌入部131の内径面の雌スプライン89と中心軸部材71の外径面の雄スプライン103とが嵌合して、被嵌入部131と中心軸部材71とがトルク伝達可能に連結される。これによって、相手側シャフト70と等速自在継手の外輪54とがトルク伝達可能に連結される。
That is, the fitted
このように、図15に示す等速自在継手であっても、相手側シャフト70と外輪54とがトルク伝達可能に連結され、安定したトルク伝達機能が発揮される。しかも、中心軸部材71が被嵌入部130内に嵌入されるので、軸方向長さのコンパクト化を図ることができ、配置範囲の小スペース化を達成できる。
As described above, even in the constant velocity universal joint shown in FIG. 15, the
すなわち、この等速自在継手(図15に示す等速自在継手)の連結構造Mは、相手側シャフト70が嵌入される中心軸部材71(図7に示す軸継手と同じ構造ものもの)と、図7に示す軸継手のフランジ部材72と同様の構造を有する被嵌入部130を備えたものであるので、図7に示す軸継手と同様の作用効果を奏する。
That is, the constant velocity universal joint (constant velocity universal joint shown in FIG. 15) has a connecting structure M, a central shaft member 71 (with the same structure as the shaft joint shown in FIG. 7) into which 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、前記各実施形態では、雄スプライン76、103の凸条部77、105の数が6個であったが、これに限るものではなく、その増減は任意である。また、凸条部77、105の断面形状は矩形状に限らず、三角形状や台形状等であってもよい。相手側シャフト70に形成されるキーとしても、平キー、くらキー、沈みキー等の種々のものを用いることができる。図1に示す雄スプライン76に図7に示す軸継手の雄スプライン103を用いるようにしてもよい。
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 each of the above-described embodiments, the protrusions of the male splines 76 and 103 are provided. Although the number of 77 and 105 is six, it is not restricted to this, and the increase / decrease is arbitrary. Further, the cross-sectional shape of the
雄スプライン76,103と雌スプライン80、89とに硬度差を付ける場合、前記実施形態では、雌スプライン80、89側を雄スプライン76,103側よりも高くしているが、逆に、雄スプライン76,103側を雌スプライン80、89側よりも高くしてもよい。また、このような硬度差を付けない場合であってもよい。
When the hardness difference is made between the
固体潤滑処理を行う場合、雄スプライン76,103側にのみ行っても、雌スプライン80、89側にのみ行っても、雄スプライン76,103側と雌スプライン80、89側とに行ってもよい。軸継手において、連結する等速自在継手としては、固定式等速自在継手に限らず、摺動式等速自在継手であってもよい。また、連結構造Mを備えた等速自在継手としても、固定式等速自在継手に限らず、摺動式等速自在継手であってもよい。
When performing the solid lubrication treatment, it may be performed only on the male splines 76 and 103 side, only on the
50 フランジ面
70 相手側シャフト
71 中心軸部材
71a 内径面
71b 外径面
72 フランジ部材
72a 内径面
73 キー
75、100 キー溝
76、103 雄スプライン
80、89 雌スプライン
90a 内径面
101 内径面
102 外径面
105a 面取り部
107 突出軸部
107a 先端面
108 外径コーナー部
123 ぬすみ部
130、131 被嵌入部
50
Claims (9)
前記相手側シャフトが嵌入される中心軸部材と、この中心軸部材が嵌入されて前記自在継手の外側継手部材のフランジ面に重ね合わせ状に着脱自在に連結されるフランジ部材を備え、中心軸部材の内径面に、相手側シャフトに設けられるキーが嵌合するキー溝を形成するとともに、中心軸部材の外径面に雄スプラインを形成し、さらにフランジ部材の内径面に中心軸部材の雄スプラインが嵌合する雌スプラインを形成したことを特徴とする軸継手。 A shaft joint that connects the outer joint member of the universal joint and the counterpart shaft,
A center shaft member into which the mating shaft is inserted, and a flange member into which the center shaft member is inserted and detachably connected to the flange surface of the outer joint member of the universal joint in a superposed manner; A key groove for fitting a key provided on the mating shaft is formed on the inner diameter surface of the center shaft member, a male spline is formed on the outer diameter surface of the center shaft member, and a male spline of the center shaft member is formed on the inner diameter surface of the flange member. A shaft joint characterized by forming a female spline that fits.
前記連結構造は、前記相手側シャフトが嵌入される中心軸部材と、この中心軸部材が嵌入される被嵌入部を備え、前記被嵌入部を外側継手部材に設け、かつ、前記中心軸部材の内径面に、相手側シャフトに設けられるキーが嵌合するキー溝を形成するとともに、中心軸部材の外径面に雄スプラインを形成し、さらに被嵌入部の内径面に中心軸部材の雄スプラインが嵌合する雌スプラインを形成したことを特徴とする等速自在継手。 A constant velocity universal joint having a connection structure for connecting to a mating shaft,
The connection structure includes a central shaft member into which the mating shaft is inserted, and a fitted portion into which the central shaft member is fitted, the fitted portion is provided in an outer joint member, and the central shaft member A key groove for fitting a key provided on the mating shaft is formed on the inner diameter surface, a male spline is formed on the outer diameter surface of the center shaft member, and a male spline of the center shaft member is formed on the inner diameter surface of the fitting portion. A constant velocity universal joint characterized by forming a female spline that fits.
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