JP2011241922A - Outside joint member of constant motion universal joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はドライブシャフト(駆動軸)に使用される等速自在継手における外側継手部材に関する。 The present invention relates to an outer joint member in a constant velocity universal joint used for a drive shaft (drive shaft).
等速自在継手の外側継手部材としては、特許文献1に記載のような中空ステムを有するものがある。この外側継手部材は図14に示すように、内側継手部材、ボール、ケージ(保持器)等を収容されるマウス部1と、このマウス部1から軸方向に一体的に延びるステム(中空ステム)2とを備える。
As an outer joint member of a constant velocity universal joint, there is one having a hollow stem as described in
マウス部1は、カップ状の本体部1aと、この本体部1aと、この本体部1aの底壁から突設される短寸軸部1bとからなり、短寸軸部1bに中空ステム(中空ロングステム)2を接合している。そして、中空ステム2の反マウス部側の端部の外周面に雄スプライン3が形成されている。
The
この場合、中空ステム2は、パイプ素材をスウェージング加工等により段付状に絞り加工を行い、大径側の端部端面4を短寸軸部1bの端面5に摩擦圧接等の接合方法を介して接合している。このように、等速自在継手の外側継手部材に中空ステムを使用する目的は、外側継手部材の長軸化に伴う捩り剛性向上及び軽量化である。
In this case, the
しかしながら、雄スプラインが形成される軸端部においては中空である。このため、中実のものと比べて疲労強度等に劣ることになる。このため、等速自在継手の外側継手部材ではないが、中空シャフトにおいて、そのシャフト内径部に、シャフトとトルク伝達可能な状態で詰め物を配置したものがある(特許文献2)。このように構成することによって、中空シャフトの特性を損ねることなく耐力を増加させることができ、疲労強度の向上を図るようにしている。この特許文献2に、中空シャフトと中実状の別部材(内嵌部材)との一体化方法として次の方法が開示されている。
However, the shaft end where the male spline is formed is hollow. For this reason, it is inferior to fatigue strength etc. compared with a solid thing. For this reason, although it is not an outer joint member of a constant velocity universal joint, there is a hollow shaft in which padding is arranged on the inner diameter portion of the shaft in a state where torque can be transmitted to the shaft (Patent Document 2). With such a configuration, the proof stress can be increased without impairing the characteristics of the hollow shaft, and the fatigue strength is improved. This
第1の方法は、中空シャフトの中空内径面に対し、外径面にローレット加工等で凸部位を成形した内嵌部材を挿入し、その後、中空シャフト外径面を縮径方向に加締めることでこれ等部材が食い込む様に結合する方法である。 The first method is to insert an inner fitting member having a convex portion formed by knurling or the like on the outer diameter surface of the hollow inner diameter surface of the hollow shaft, and then caulking the outer diameter surface of the hollow shaft in the reduced diameter direction. In this method, these members are joined so as to bite.
第2の方法は、内嵌部材の外径面あるいは中空シャフトの内径面にスプライン状凸部位を形成し、スプライン状凸部位を相手側に圧入する方法である。第3の方法は、両部材双方に予め溝加工を施し、この溝同士を嵌合させる方法である。 The second method is a method in which a spline-shaped convex portion is formed on the outer diameter surface of the inner fitting member or the inner diameter surface of the hollow shaft, and the spline-shaped convex portion is press-fitted to the other side. The third method is a method in which grooves are formed in advance on both members and the grooves are fitted to each other.
前記第1の方法では、セレーション嵌合のような凹凸嵌合をしていないことから結合力に乏しく、大きな繰返し応力が付与されたり、また、過大トルクが掛かった場合、この部位の結合が容易に開放されるおそれがある。すなわち、トルク伝達部材としての機能を十分発揮することができない。 In the first method, since the concave and convex fitting such as serration fitting is not performed, the bonding force is poor, and when a large repetitive stress is applied or an excessive torque is applied, the bonding of this portion is easy. There is a risk of being released. That is, the function as a torque transmission member cannot be exhibited sufficiently.
前記第2の方法では、例えば、セレーション状凸部位を内嵌部材の外径面に形成したものでは、セレーション状凸部位が中空シャフトの内径面に圧接状となるものである。ここで圧接状とは、中空内径面にセレーション状凸部が圧入されることにより、この凸部頂点にかかる緊迫力を持った結合形態を示す。このため、このような圧接力では、第1の方法と同様、結合力が弱く、トルク伝達部材としての機能を十分発揮することができない。 In the second method, for example, when the serrated convex portion is formed on the outer diameter surface of the inner fitting member, the serrated convex portion is in pressure contact with the inner diameter surface of the hollow shaft. Here, the press contact shape indicates a coupling form having a pressing force applied to the apex of the convex portion by pressing the serrated convex portion into the hollow inner surface. For this reason, with such a pressure contact force, the coupling force is weak as in the first method, and the function as a torque transmission member cannot be sufficiently exhibited.
前記第3の方法では、双方に予め凹凸部位を成形する必要があり、加工コストが嵩む。しかも、組み込む際において、スプラインの位相を合わせる必要があり、組立作業性に劣る。 In the third method, it is necessary to form the uneven portions in advance on both sides, which increases the processing cost. In addition, it is necessary to match the phases of the splines when assembled, resulting in poor assembly workability.
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、端部のスプライン部(雄スプライン)の形成部における断面積減少を補うことができて、捩り強度の向上を図ることが可能な等速自在継手の外側継手部材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 compensate for the reduction in the cross-sectional area in the formation portion of the end spline portion (male spline) and torsional strength. An object of the present invention is to provide an outer joint member of a constant velocity universal joint capable of improving the above.
本発明の等速自在継手の外側継手部材は、内径面にトラック溝が形成されたマウス部と、このマウス部から延びる中空軸部とを備え、中空軸部の反マウス部側端部に、凹凸嵌合構造を介して一体連結される軸方向短寸の中実部材が内嵌された等速自在継手の外側継手部材であって、中実部材の外径面に軸方向に延びる凸部を設け、中実部材を中空軸部の反マウス部側端部に圧入し、この圧入によって反マウス部側端部の内径面の一部を押し出し及び/又は切削して、反マウス部側端部の内径面に凸部に密着嵌合する凹部を軸方向に沿って形成し、凸部と凹部との嵌合接触部位全域が密着する前記凹凸嵌合構造を構成したものである。 The outer joint member of the constant velocity universal joint of the present invention includes a mouth portion in which a track groove is formed on the inner diameter surface, and a hollow shaft portion extending from the mouth portion, An outer joint member of a constant velocity universal joint in which a short solid member in the axial direction that is integrally connected via a concave-convex fitting structure is fitted, and a convex portion that extends in the axial direction on the outer diameter surface of the solid member The solid member is press-fitted into the end of the hollow shaft on the side of the anti-mouse part, and by this press-fitting, a part of the inner diameter surface of the end of the side of the anti-mouse part is pushed out and / or cut. The concave-convex fitting structure is formed in the inner diameter surface of the portion so as to closely fit the convex portion along the axial direction, and the entire fitting contact portion between the convex portion and the concave portion is in close contact.
本発明の等速自在継手の外側継手部材によれば、中実部材を中空軸部に圧入すれば、中空軸部に凸部に密着嵌合する凹部を軸方向に沿って形成することができる。しかも、凹凸嵌合構造は、凸部と凹部との嵌合接触部位の全体が密着しているので、この嵌合構造において、径方向及び円周方向においてガタが生じる隙間が形成されない。このため、中空軸部と中実部材とは安定した結合力にて一体化される。 According to the outer joint member of the constant velocity universal joint of the present invention, when the solid member is press-fitted into the hollow shaft portion, the concave portion closely fitting to the convex portion can be formed along the axial direction in the hollow shaft portion. . And since the whole fitting contact site | part of a convex part and a recessed part is closely_contact | adhering, the clearance gap which produces backlash in radial direction and the circumferential direction is not formed in this fitting structure. For this reason, the hollow shaft portion and the solid member are integrated with a stable coupling force.
中実部材の外径面に複数の前記凸部を周方向に沿って所定ピッチで配設し、凸部の頂点が描く円弧の直径を、中空軸部の反マウス部側端部の内径よりも大きくするのが好ましい。このように設定することによって、圧入した際には、凸部が安定して中空軸部の一部を押し出し及び/又は切削することができ、嵌合接触部位の密着性向上を図ることができる。 A plurality of the convex portions are arranged at a predetermined pitch along the circumferential direction on the outer diameter surface of the solid member, and the diameter of the arc drawn by the apex of the convex portion is larger than the inner diameter of the hollow shaft portion on the side opposite to the mouse portion. It is preferable to increase the value. By setting in this way, when press-fitted, the convex portion can stably extrude and / or cut a part of the hollow shaft portion, and the adhesion of the fitting contact portion can be improved. .
前記中空軸部の反マウス部側端部の外径面には雄スプラインが形成され、前記凹凸嵌合構造の軸方向範囲は、スプライン端面からスプライン切り上がり部までの範囲とすることができる。 A male spline is formed on the outer diameter surface of the hollow shaft portion on the side opposite to the mouse portion, and the axial range of the concave-convex fitting structure can be a range from the spline end surface to the spline cut-up portion.
前記中空軸部の反マウス部側端部の外径面には雄スプラインが形成されるとともに、この中空軸部の反マウス部側端部が嵌入されるサイドギアの内径面には、前記雄スプラインと嵌合する雌スプラインが形成され、前記凹凸嵌合構造の軸方向範囲は、全雌スプライン及び前記雄スプラインの切り上がり部を含めた範囲であってもよい。 A male spline is formed on the outer diameter surface of the hollow shaft portion on the side opposite to the mouse portion, and the male spline is formed on the inner diameter surface of the side gear into which the end portion on the anti-mouse portion side of the hollow shaft portion is fitted. A female spline to be fitted with the concave-convex fitting structure may be formed, and an axial range of the concave-convex fitting structure may include a range including all female splines and the cut-up portion of the male spline.
前記中空軸部の反マウス部側端部の内径面と中実部材の外径面との間の一部に、非嵌合部位を有していてもよく、また、前記中空軸部の反マウス部側端部の外径面には雄スプラインが形成されるとともに、この中空軸部の反マウス部側端部が嵌入されるサイドギアの内径面には、前記雄スプラインが嵌合する雌スプラインが形成され、前記非嵌合部位は、前記雄スプラインと雌スプラインとのスプライン有効嵌合範囲外であるように設定できる。 The hollow shaft portion may have a non-fitting portion at a part between the inner diameter surface of the end portion on the side opposite to the mouse portion and the outer diameter surface of the solid member. A male spline is formed on the outer diameter surface of the mouth portion side end portion, and the male spline is fitted on the inner diameter surface of the side gear into which the anti-mouse portion end portion of the hollow shaft portion is fitted. And the non-fitting portion can be set to be outside the effective spline fitting range between the male spline and the female spline.
中空軸部の反マウス部側端部の内径面は、圧入前においては未硬化処理面であるのが好ましい。このように、中空軸部の反マウス部側端部の内径面が圧入前において未硬化処理面であれば、圧入時の押し出し及び/又は切削を安定して行うことができる。 The inner diameter surface of the end portion of the hollow shaft portion on the side opposite to the mouse is preferably an uncured surface before press-fitting. Thus, if the inner diameter surface of the hollow shaft portion on the side opposite to the mouth portion is an uncured surface before press-fitting, extrusion and / or cutting during press-fitting can be performed stably.
前記中空軸部の外径面には、中実部材圧入前に熱硬化処理が施されているものであってもよい。 The outer diameter surface of the hollow shaft portion may be subjected to thermosetting treatment before the solid member press-fitting.
中実部材の圧入開始端部に、圧入を案内するガイド部を設けるのが好ましい。また、前記中空軸部の反マウス部側端部開口部に、開口側に向かって拡開するテーパ案内部を設けるようにしてもよい。 It is preferable to provide a guide portion for guiding the press-fitting at the press-fitting start end portion of the solid member. Moreover, you may make it provide the taper guide part which expands toward the opening side in the anti-mouse part side edge part opening part of the said hollow shaft part.
中空軸部の反マウス部側端部の内径面と中実部材の外径面との間の軸方向外端の全周をシール部材にて塞ぐようにするのが好ましい。また、軸方向外端に凹状のシール塗布部を設け、このシール塗布部に前記シール部材を塗布するようにしてもよい。 It is preferable that the entire circumference of the outer end in the axial direction between the inner diameter surface of the hollow shaft portion on the side opposite to the mouse portion and the outer diameter surface of the solid member is closed with a seal member. Further, a concave seal application part may be provided at the outer end in the axial direction, and the seal member may be applied to the seal application part.
また、中空軸部は、中実部材の内嵌後において、外径面の切削加工、スプライン成形、および熱硬化処理が施されていてもよい。スプライン成形は転造成形であっても、プレス成形であってもよい。中空軸部の反マウス部側端部の全体を硬化させてもよい。 Further, the hollow shaft portion may be subjected to cutting of the outer diameter surface, spline molding, and thermosetting treatment after the solid member is internally fitted. Spline molding may be rolling molding or press molding. You may harden the whole anti-mouse part side edge part of a hollow shaft part.
この外側継手部材として、自動車のドライブシャフトに用いる等速自在継手の外側継手部材に使用するのが好ましい。 The outer joint member is preferably used for an outer joint member of a constant velocity universal joint used for a drive shaft of an automobile.
本発明の等速自在継手の外側継手部材では、中空軸部と中実部材とは安定した結合力にて一体化されるので、このシャフトに、大きな繰返し応力が付与されたり、また、過大トルクが掛かったりした場合においても、凹凸嵌合構造の結合が開放されるおそれが少なく、トルク伝達部材としての機能を安定して発揮することができる。しかも、中空軸部の中空部にトルク伝達部位を設けることになって、中空状としたこによる反マウス部側端部の断面積減少を補えることができ、捩りに対する強度向上を図ることができる。すなわち、中空軸部に中実部材を圧入するのみで、捩り強度を、安価に且つ容易に向上させることができる等速自在継手の外側継手部材を提供することができる。 In the outer joint member of the constant velocity universal joint of the present invention, the hollow shaft portion and the solid member are integrated with a stable coupling force, so that a large repetitive stress is applied to the shaft, or excessive torque is applied. Even in the case where there is a problem, there is little possibility that the coupling of the concave-convex fitting structure is released, and the function as a torque transmission member can be stably exhibited. Moreover, by providing a torque transmitting portion in the hollow portion of the hollow shaft portion, it is possible to compensate for the reduction in the cross-sectional area of the end portion on the side opposite to the mouse due to the hollow shape, and to improve the strength against torsion. . That is, it is possible to provide an outer joint member of a constant velocity universal joint that can improve torsional strength inexpensively and easily by simply press-fitting a solid member into the hollow shaft portion.
しかも、凹部が形成される部材(中空軸部)には、スプライン部等を形成しておく必要がなく、生産性に優れ、かつスプライン同士の位相合わせを必要とせず、組立性の向上を図るとともに、圧入時の歯面の損傷を回避することができて、安定した嵌合状態を維持できる。 Moreover, it is not necessary to form a spline portion or the like in the member (hollow shaft portion) in which the concave portion is formed, which is excellent in productivity and does not require phase alignment between the splines, thereby improving the assemblability. At the same time, damage to the tooth surface during press-fitting can be avoided, and a stable fitting state can be maintained.
凸部の頂点が描く円弧の直径を、中空軸部の反マウス部側端部の内径よりも大きく設定し、嵌合接触部位の密着性向上を図ることで、より安定した嵌合状態を維持できる。 The diameter of the arc drawn by the apex of the convex part is set to be larger than the inner diameter of the end of the hollow shaft on the side opposite to the mouse, and the adhesion of the mating contact area is improved to maintain a more stable mating state. it can.
凹凸嵌合構造の軸方向範囲を、雄スプラインのスプライン端面から切り上がり部までの範囲としたり、圧入により成形される全雌スプライン及び前記雄スプラインの切り上がり部を含めた範囲としたりでき、捩り応力が集中する部位(スプライン切り上がり部)の応力緩和を図ることができる。 The axial range of the concave-convex fitting structure can be the range from the spline end face of the male spline to the raised part, or the range including all female splines formed by press-fitting and the raised part of the male spline. It is possible to relieve stress at a portion where the stress is concentrated (spline cut-up portion).
中空軸部の反マウス部側端部の内径面と中実部材の外径面との間の一部に、非嵌合部位を設けることによって、中実部材の中空軸部への圧入力(挿入力)を低減することができ、組立性に優れたものとなる。また、非嵌合部位は、中空シャフト外径面に成形した前記雄スプラインと嵌合するサイドギアに成形された雌スプラインとのスプライン有効嵌合範囲外であるように設定でき、このように設定することによって、スプライン嵌合部のトルク伝達機能を損なわせない。 Pressure input to the hollow shaft portion of the solid member by providing a non-fitting part in a part between the inner diameter surface of the end portion of the hollow shaft on the side opposite to the mouse and the outer diameter surface of the solid member ( (Insertion force) can be reduced, and the assemblability is excellent. Further, the non-fitting portion can be set to be outside the spline effective fitting range between the male spline formed on the outer diameter surface of the hollow shaft and the female spline formed on the side gear to be fitted. As a result, the torque transmission function of the spline fitting portion is not impaired.
中空軸部の反マウス部側端部の内径面が圧入前において未硬化処理面であれば、圧入時の押し出し及び/又は切削を安定して行うことができ、組立作業性の向上を図ることができる。 If the inner diameter surface of the hollow shaft portion on the side opposite to the mouse portion is an uncured surface before press-fitting, extrusion and / or cutting at the time of press-fitting can be performed stably, and assembly workability can be improved. Can do.
中空軸部の外径面に、中実部材圧入前に熱硬化処理が施されているものであっても、中実部材の内嵌後において、中空軸部に対して、外径面の切削加工、スプライン成形、および熱硬化処理を施すようにしてもよく、この外側継手部材の加工工程の自由度が大きく、生産性に優れる。スプラインとして、転造成形やプレス成形等の既存の成形装置を用いて容易に成形でき、低コスト化を図ることができる。 Even if the outer diameter surface of the hollow shaft portion is subjected to thermosetting treatment before the solid member is press-fitted, the outer diameter surface is cut with respect to the hollow shaft portion after the solid member is fitted. Processing, spline molding, and thermosetting treatment may be performed, and the degree of freedom of the processing process of the outer joint member is great, and the productivity is excellent. As a spline, it can be easily formed using an existing forming apparatus such as roll forming or press forming, and the cost can be reduced.
中実部材の圧入開始端部に、圧入を案内するガイド部を設けることによって、圧入性の向上を図ることができる。また、中空軸部の反マウス部側端部開口部に、開口側に向かって拡開するテーパ案内部を設けることによって、中実部材の圧入開始時における中空軸部と中実部材との軸心合わせを高精度に行うことができる。 By providing a guide portion for guiding the press-fitting at the press-fitting start end portion of the solid member, it is possible to improve the press-fitting property. Further, by providing a taper guide portion that expands toward the opening side at the end portion of the hollow shaft portion on the side opposite to the mouth portion, the shaft of the hollow shaft portion and the solid member at the start of press-fitting of the solid member is provided. Centering can be performed with high accuracy.
中空軸部の反マウス部側端部の内径面と中実部材の外径面との間の軸方向外端の全周をシール部材にて塞ぐようにすれば、サイドギアとスプライン嵌合しデファレンシャル装置に組み込まれた際に、中空軸部内へのグリース(潤滑剤)等の侵入を防止できる。また、凹状のシール塗布部を設けたものでは、シール部材の塗布量が安定して、密封機能の向上を図ることができる。 If the entire circumference of the axially outer end between the inner diameter surface of the hollow shaft portion on the side opposite to the mouse and the outer diameter surface of the solid member is closed with a seal member, the side gear is spline-fitted and differential When incorporated in the apparatus, the penetration of grease (lubricant) or the like into the hollow shaft portion can be prevented. Further, in the case where the concave seal application part is provided, the application amount of the seal member is stabilized, and the sealing function can be improved.
このように、本発明の外側継手部材は捩り強度の向上等を図ることができ、自動車のドライブシャフト用に最適となる。 Thus, the outer joint member of the present invention can improve torsional strength and the like, and is optimal for a drive shaft of an automobile.
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示す実施形態の等速自在継手の外側継手部材は、マウス部11と、このマウス部から軸方向に一体的に延びる中空ステム(中空軸部)12とを備える。この外側継手部材は、トリポード型等速自在継手の外側継手部材である。このため、マウス部11の内径面には、周方向に沿って120°ピッチで配設されるトラック溝が形成されている。
The outer joint member of the constant velocity universal joint of the embodiment shown in FIG. 1 includes a
マウス部11は、椀状の本体部11aと、この本体部11aと、この本体部11aの底壁から突設される短寸軸部11bとからなり、短寸軸部11bに中空軸部(中空ロングステム)12を接合している。
The
中空軸部12は、大径部12aと、中径部12bと、小径部12cとを有し、大径部12aと中径部12bとの間に第1テーパ部12dが設けられ、中径部12bと小径部12cとの間に第2テーパ部12eが設けられている。また、中径部12bの内径と小径部12cの内径とが同一に設定されるとともに、大径部12aの内径が、中径部12b及び小径部12cの内径よりも大きく設定されている。そして、小径部12c、つまり反マウス部側端部の外径面に雄スプライン13が形成されている。また、雄スプライン13の端部に周方向溝19が設けられている。
The
また、短寸軸部11bは、本体部11aの底壁側の基部15と、この基部15から連設される有底短筒部16とを有し、短寸軸部11bの端面、つまり有底短筒部16の端面17が、大径部12aのマウス部側の端面18に摩擦圧接法等の接合手段を介して接合される。ここで、摩擦圧接法とは、接合する部材(たとえば金属や樹脂など)を高速で擦り合わせ、そのとき生じる摩擦熱によって部材を軟化させると同時に圧力を加えて接合する接合方法である。
Further, the
中空軸部12は、同一鋼管から一体成形されたものであり、例えば、素管をその軸周りに回転させながら、高速度で直径方向に打撃して縮径させるスウェージング加工などの塑性加工により成形される。
The
外周面に雄スプライン13が形成された小径部(反マウス部側端部)12cに、凹凸嵌合構造Mを介して一体連結される軸方向短寸の中実部材20が内嵌されている。凹凸嵌合構造Mは、図4に示すように、例えば、軸方向に延びる凸部31と、中空軸部12の端部12cの内径面30に形成される凹部32とからなり、中実部材20の凸部31とその凸部31に嵌合する凹部32との嵌合接触部位33全域が密着している。すなわち、周方向全周にわたって、凸部31とこれに嵌合する凹部32とがタイトフィットしている。
An axially short
この場合、各凸部31は、その断面が凸アール状の頂点を有する三角形状(山形状)であり、嵌合接触部位(凹部嵌合部位)33とは範囲Hであり、断面における山形の中腹部から山頂にいたる範囲である。
In this case, each
ところで、前記凸部31は、図2(a)(b)に示すように、軸方向に沿う凸部35aと凹部35bとからなるスプライン35を形成する。そして、スプライン35の凸部35aが硬化処理されて、この凸部35aが凹凸嵌合構造Mの凸部31となる。この熱硬化処理としては、高周波焼入れや浸炭焼入れ等の種々の熱処理を採用することができる。ここで、高周波焼入れとは、高周波電流の流れているコイル中に焼入れに必要な部分を入れ、電磁誘導作用により、ジュール熱を発生させて、伝導性物体を加熱する原理を応用した焼入れ方法である。また、浸炭焼入れとは、低炭素材料の表面から炭素を浸入/拡散させ、その後に焼入れ行う方法である。
By the way, the said
中空軸部12の端部12cの内径面30側においては熱硬化処理を行わない未硬化部(未焼き状態)とする。凸部31と中空軸部12の端部12cの未硬化部との硬度差は、例えば、HRCで20ポイント以上とする。さらに、具体的には、凸部31の表面の硬度を50HRCから65HRC程度とし、未硬化部の硬度を10HRCから30HRC程度とする。
On the
この際、凸部31の突出方向中間部位が、凹部形成前の凹部形成面(この場合、端部12cの内径面30)の位置に対応する。すなわち、図3と図4に示すように、端部12cの内径面30の内径寸法dを、凸部31の最大外径、つまりスプライン35の凸部35aである前記凸部31の頂部を結ぶ円の直径寸法(外接円直径)Dよりも小さく、凸部間の谷底(スプライン35の凹部35bの底)を結ぶ円の直径寸法D1よりも大きく設定される。すなわち、D1<d<Dとされる。このため、中実部材20の凸部31は、少なくとも頂点から突出方向中間部位までが中空軸部12の端部12cの内径面30に圧入される。
At this time, the intermediate portion in the protruding direction of the
スプライン35は、従来からの公知公用の手段である転造加工、切削加工、プレス加工、引き抜き加工等の種々の加工方法によって、形成することがきる。また、熱硬化処理としては、高周波焼入れ、浸炭焼入れ等の種々の熱処理を採用することができる。なお、スプライン35を形成することによって構成された凸部31の圧入開始端面31aは、軸部軸線方向に対して直交する平坦面とされる。
The
次に、中空軸部12と中実部材20とを一体化する方法を説明する。まず、中空軸部12の軸心と中実部材20の軸心とを合わせた状態とする。この状態で、中空軸部12に対して、中実部材20を挿入(圧入)していく。この際、内径面30の径寸法dと、凸部31の直径寸法Dと、スプライン35の凹部35bの直径寸法D1とが前記のような関係であり、しかも、凸部31の硬度が内径面30の硬度よりも20ポイント以上大きいので、中実部材20を中空軸部12の端部12cに圧入していけば、この凸部31が内径面30に食い込んでいき、凸部31が、この凸部31が嵌合する凹部32を、軸方向に沿って形成していくことになる。
Next, a method for integrating the
この圧入は、図1に示すように、中実部材20の端面(外端面)20aが中空軸部12の端面25に一致する状態まで行われる。これによって、図4に示すように、中実部材20の凸部31と、これに嵌合する凹部32との嵌合接触部位33の全体が密着している。すなわち、相手側の凹部形成面(この場合、中空軸部12の内径面30)に凸部31の形状の転写を行うことになる。この際、凸部31が内径面30に食い込んでいくことによって、中空軸部12の端部12cが僅かに拡径した状態となって、凸部31の軸方向の移動を許容し、軸方向の移動が停止すれば、端部12cが元の径に戻ろうとして縮径することになる。言い換えれば、凸部31の圧入時に端部12cが径方向に弾性変形し、この弾性変形分の予圧が凸部31の歯面(凹部嵌合部位の表面)に付与される。このため、凸部31の凹部嵌合部位の全体がその対応する凹部32に対して密着する凹凸嵌合構造Mを確実に形成することができる。すなわち、中実部材20側のスプライン(雄スプライン)35によって、端部12cの内径面30に、雄スプライン35に密着する雌スプライン36(図4参照)が形成される。
As shown in FIG. 1, this press-fitting is performed until the end surface (outer end surface) 20 a of the
なお、中実部材20を圧入していけば、はみ出し部が形成されることになる。ここで、はみ出し部とは、凸部31が嵌入(嵌合)する凹部32の容量の材料分であって、形成される凹部32から押し出されたもの、凹部32を形成するために切削されたもの、又は押し出されたものと切削されたものの両者等から構成される。
In addition, if the
ところで、中実部材20の中空軸部12への圧入は、絞り加工後であってもよい。その後(圧入され、かつ絞り加工後)の加工系列は、外径旋削加工→スプライン成形→熱処理(熱硬化処理)となる。また、中実部材20の中空軸部12への圧入は、中空軸部12の外径面の切削加工→スプライン成形した後でもよい。その後の加工系列は、熱処理(熱硬化処理)となる。
By the way, the press-fitting of the
スプライン成形は、中空軸部12の反マウス部側端部12cのスプライン13であり、その成形は、中実部材20の凸部31を構成するためのスプラインと同様、転造加工、切削加工、プレス加工等の種々の加工方法によって、形成することがきる。また、熱硬化処理としては、高周波焼入れ、浸炭焼入れ等の種々の熱処理を採用することができる。熱硬化処理において硬化させる部位として、中空軸部12の反マウス部側端部12cの外表面のみであっても、中空軸部12の端部12cの肉厚全体であってもよい。また、中空軸部12の全長に渡って熱硬化処理を施してもよい。この場合も、外表面のみであっても、肉厚全体であってもよい。
The spline molding is the
このように構成された外側継手部材は、図5に示すように、自動車に使用される図示省略のデファレンシャル装置のサイドギア50に装着される。すなわち、サイドギア50は、その内径面に雌スプライン54が形成された筒状本体部50aと、この筒状本体部の反マウス部から外径方向に延びる鍔部50bとからなる。鍔部50bの外端面には、周方向に沿って複数の歯51が設けられている。サイドギア50の軸心孔53に中空軸部12の端部12cを挿入することによって、サイドギア50の雌スプライン54に中空軸部12の端部12cの雄スプライン13を嵌合させることになる。
As shown in FIG. 5, the outer joint member configured in this manner is attached to a
ところで、デファレンシャル装置は、一般的には、入力用リングギアを有するデフケースと、このデフケース内に枢支されたピニオンギアと、出力軸に取付けられてピニオンギアと噛合する前記サイドギアとを備える。そして、ピニオンギアはリングギアの回転によって公転すると同時に自転できるようになっている。直進状態の場合、回転はリングギアに伝えられ、ピニオンギアが公転する。左右のタイヤにかかる抵抗が同じであるのでそのままピニオンギアの回転がサイドギアに伝えられ左右のドライブシャフトに同速度の回転が伝わる。ところが、カーブを曲がる場合、外側に比べ内側のタイヤの移動距離が短くなり、抵抗が大きくなる。すると、サイドギアがピニオンギアを回転させることになり、ピニオンギアは公転しながら自転も行う。これにより、自動的に左右のタイヤに回転差を与える。 By the way, the differential apparatus generally includes a differential case having an input ring gear, a pinion gear pivotally supported in the differential case, and the side gear attached to the output shaft and meshing with the pinion gear. The pinion gear can revolve simultaneously with the rotation of the ring gear. In the straight traveling state, the rotation is transmitted to the ring gear, and the pinion gear revolves. Since the resistance applied to the left and right tires is the same, the rotation of the pinion gear is transmitted to the side gear as it is, and the rotation at the same speed is transmitted to the left and right drive shafts. However, when turning a curve, the moving distance of the inner tire is shorter than the outer side, and the resistance is increased. Then, the side gear rotates the pinion gear, and the pinion gear also rotates while revolving. Thereby, a rotation difference is automatically given to the left and right tires.
また、反マウス部側端部12cには前記したように周方向溝19が設けられ、この周方向溝19には止め輪55が装着され、この止め輪55がサイドギア50の軸心孔53の内径面に形成された係合部56に係合する。
Further, as described above, the
ところで、図5に示すように、サイドギア50の雌スプライン54に中空軸部12の端部12cの雄スプライン13を嵌合させた状態においては、中実部材20の端面(外端面)20a、つまり中空軸部12の端面25がほぼサイドギア50の軸心孔53の開口端に一致し、中実部材20の端面(内端面)20bが、ほぼ中空軸部12の中径部12bに達している。このため、凹凸嵌合構造Mの軸方向内端縁が雄スプライン13の切り上がり部59よりも僅かに軸方向奥側に位置している。すなわち、図7に示すように、凹凸嵌合構造Mの範囲を、中実部材20の端面(外端面)20aから雄スプライン13の切り上がり部59を含めた範囲とすることができる。
By the way, as shown in FIG. 5, in the state where the
本発明では、中実部材20を中空軸部12に圧入すれば、中空軸部12に凸部31に密着嵌合する凹部32を軸方向に沿って形成することができる。しかも、凹凸嵌合構造Mは、凸部31と凹部32との嵌合接触部位33の全体が密着しているので、この嵌合構造Mにおいて、径方向及び円周方向においてガタが生じる隙間が形成されない。このため、中空軸部12と中実部材20とは安定した結合力にて一体化されるので、この中空軸部12に、大きな繰返し応力が付与されたり、また、過大トルクが掛かったりした場合においても、凹凸嵌合構造Mの結合が開放されるおそれが少なく、トルク伝達部材としての機能を安定して発揮することができる。しかも、中空軸部12の中空部にトルク伝達部位を設けることになって、中空状としたこによる反マウス部側端部(反マウス部側端部)12cの断面積減少を補えることができ、捩りに対する強度向上を図ることができる。すなわち、中空軸部12に中実部材20を圧入するのみで、捩り強度を、安価に且つ容易に向上させることができる外側継手部材を提供することができる。
In the present invention, if the
しかも、凹部32が形成される部材(中空軸部)には、スプライン部等を形成しておく必要がなく、生産性に優れ、かつスプライン同士の位相合わせを必要とせず、組立性の向上を図るとともに、圧入時の歯面の損傷を回避することができて、安定した嵌合状態を維持できる。
Moreover, it is not necessary to form a spline portion or the like on the member (hollow shaft portion) in which the
凸部31の頂点が描く円弧の直径を、中空軸部12の反マウス部側端部12cの内径よりも大きく設定しているので、嵌合接触部位33の密着性向上を図ることができ、より安定した嵌合状態を維持できる。
Since the diameter of the arc drawn by the apex of the
凹凸嵌合構造Mの範囲を、雄スプライン13の切り上がり部59を含めた範囲としたりでき、捩り応力が集中する部位(スプライン切り上がり部)の応力緩和を図ることができる。また、実施形態のように、中空軸部12の反マウス部側端部12cの内径面30が圧入前において未硬化処理面であれば、圧入時の押し出し及び/又は切削を安定して行うことができ、組立作業性の向上を図ることができる。
The range of the concave-convex fitting structure M can be set to a range including the cut-up
次に、図8と図9は、中実部材20の軸方向長さAを図5に示す中実部材20の軸方向長さAより短く設定している。すなわち、中実部材20の外端面20aが周方向溝19に対応し、中実部材20の内端面20bが雄スプライン13の切り上がり部59に対応している。図5および図8に示すものでは、中実部材20の軸方向長さAと凹凸嵌合構造Mの軸方向長さBとがほぼ同じ長さである。
Next, in FIGS. 8 and 9, the axial length A of the
このため、凹凸嵌合構造Mの範囲は、中空軸部12とサイドギア50のスプライン嵌合部のスプライン端面60から雄スプライン13の切り上がり部59までの範囲、つまりスプライン有効嵌合部としている。このように設定することによって、中実部材20の軸方向長さを短く設定できて外側継手部材全体の軽量化を図ることができ、しかも、中空軸部12の中空部にトルク伝達部材を設けることができる。また、中実部材20の軸方向長さを短く設定した分、中実部材20の中空軸部12に対する圧入範囲(軸方向長さ)を短くでき、圧入力の低減を図ることができ、組立作業性の向上を図ることができる。
For this reason, the range of the uneven fitting structure M is a range from the
次に、図10においては、中空軸部12の反マウス部側端部12cの内径面開口部に大径部61が設けられ、これによって、中空軸部12の反マウス部側端部12cの内径面と中実部材20の外径面との間の非嵌合部位62を形成している。すなわち、大径部61の内径をd´とし、中空軸部12の反マウス部側端部12cの他の内径をdとしたときに、d<d´とし、非嵌合部位62が隙間寸法cを持ち、且つ、内径d´寸法は中実部材20の凸部31の頂点を結ぶ円の直径寸法D(図3と図4参照)よりも大きく設定する。また、中実部材20の軸方向長さAが凹凸嵌合構造Mの範囲の軸方向長さBよりも長く、A>Bとなっている。
Next, in FIG. 10, a large-
このため、図10においても、中空軸部12の中空部にトルク伝達部材を設けることができ、また、非嵌合部62を持つことで、中実部材20の中空軸部12に対する圧入範囲(軸方向長さ)を短くでき、圧入力の低減を図ることができ、組立作業性の向上を図ることができる。
For this reason, also in FIG. 10, a torque transmission member can be provided in the hollow part of the
図11に示す外側継手部材は、中実部材20の圧入開始端部に、圧入を案内するガイド部65を設けている。この場合、中実部材20の圧入開始端部に、その外径寸法が中空軸部12の反マウス部側端部12cの内径よりも小径である小径軸部66を設け、この小径軸部66でもって、ガイド部65としている。すなわち、小径軸部66の外径寸法をD2とし、反マウス部側端部12cの内径寸法をdとしたときに、D2<dとする。この差としては、中実部材20の圧入の際に芯ずれせず、しかも、滑らかに圧入できる程度とされる。具体的には、小径軸部66の外径面と反マウス部側端部12cの内径面との間に形成される隙間寸法として軸部直径寸法にて0.01mm〜0.2mm程度に設定することができる。
The outer joint member shown in FIG. 11 is provided with a
このように、中実部材20の圧入開始端部に、圧入を案内するガイド部65を設けることによって、圧入性の向上を図ることができる。
In this way, by providing the
次に図12に示す外側継手部材は、中空軸部12の反マウス部側端部開口部に、開口側に向かって拡開するテーパ案内部70を設けたものである。このため、圧入開始時には、中実部材20の凸部31の圧入開始側の端面31aが、テーパ案内部70に当接した状態となる。したがって、この状態から中実部材20の中空軸部12に押し込んでいけば、テーパ案内部70に案内されて、中実部材20の軸心と中空軸部12の軸心とが一致しながら中実部材20は圧入されていく。
Next, the outer joint member shown in FIG. 12 is provided with a
このように、中空軸部12の反マウス部側端部開口部に、開口側に向かって拡開するテーパ案内部70を設けることによって、中実部材20の圧入開始時における中空軸部12と中実部材20との軸心合わせを高精度に行うことができる。
Thus, by providing the
次に、図13に示す外側継手部材は、中空軸部12の反マウス部側端部12cの内径面30と中実部材20の外径面との間の軸方向外端の全周をシール部材75にて塞いでいる。すなわち、中空軸部12の端部12cに中実部材20を圧入した後、この中空軸部12の端面に、シール部材75を構成するシール剤を、中空軸部12の反マウス部側端部12cの内径面30と中実部材20の外径面との軸方向外端を覆うように塗布する。シール剤は、シリコン系の液体パッキン等を用いることができる。
Next, the outer joint member shown in FIG. 13 seals the entire circumference of the outer end in the axial direction between the
この場合、図10に示すもの同様、中空軸部12の反マウス部側端部12cの内径面開口部に大径部61が設けられ、これによって、中空軸部12の反マウス部側端部12cの内径面と中実部材20の外径面との間の非嵌合部位62を形成している。このため、この非嵌合部位62が、軸方向外端に設けられる凹状のシール塗布部(シール剤溜り部)76を構成し、このシール塗布部76にシール部材を塗布することができる。
In this case, as shown in FIG. 10, the large-
図13に示すように、シール部材75にて塞ぐようにすれば、中空軸部12内へのグリース(潤滑剤)等の侵入を防止できる。特に、凹状のシール塗布部76を設けたものでは、シール部材75の塗布量が安定して、密封機能の向上を図ることができる。
As shown in FIG. 13, if the sealing
本発明の外側継手部材は、捩り強度の向上等を図ることができ、図5、図8、図10等に示すように、その中空軸部12の端部12cにサイドギア50が装着され、自動車のドライブシャフト用に最適となる。
The outer joint member of the present invention can improve the torsional strength and the like, and as shown in FIGS. 5, 8, 10 and the like, a
ところで、前記実施形態では、外側継手部材として、トリポード型の摺動式等速自在継手用であったが、他の実施形態として、ダブルオフセット型の摺動式等速自在継手用であっても、さらには、バーフィールド型やアンダーカットフリー型の固定式等速自在継手用であってもよい。 By the way, in the said embodiment, although it was for tripod type sliding constant velocity universal joints as an outer joint member, as another embodiment, even for double offset type sliding constant velocity universal joints, Furthermore, it may be for a fixed constant velocity universal joint of a bar field type or an undercut free type.
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、凸部31の断面形状として、前記実施形態では断面三角形状であったが、他の台形形状、半円形状、半楕円形状、矩形形状等の種々の形状のものを採用でき、凸部31の面積、数、周方向配設ピッチ等も任意に変更できる。すなわち、スプライン35を形成し、このスプライン35の凸部(凸歯)35aをもって凹凸嵌合構造Mの凸部31とする必要はなく、キーのようなものであってもよく、曲線状の波型の合わせ面を形成するものであってもよい。要は、軸方向に沿って配設される凸部31を相手側に圧入し、この凸部31にて凸部31に密着嵌合する凹部32を相手側に形成することができて、凸部31とこれに嵌合する凹部32との嵌合接触部位33の全体が密着すればよい。
As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. However, various shapes such as other trapezoidal shapes, semicircular shapes, semielliptical shapes, rectangular shapes, etc. can be adopted, and the area, number, circumferential arrangement pitch, etc. of the
凸部31の圧入始端部のみが、凹部32が形成される部位より硬度が高ければよいので、凸部31の全体の硬度を高くする必要がない。また、前記実施形態では、凹凸嵌合構造Mにおいては、図4に示すように、周方向に隣り合う凸部31、31間に隙間38が形成されるが、凸部31全体が食い込んで隙間38がなくなるようなものであってもよい。なお、凸部31側と、凸部31にて形成される凹部形成面側(中空軸部12の内径面30側)との硬度差としては、HRCで20ポイント以上とするのが好ましいが、凸部31が圧入可能であれば20ポイント未満であってもよい。
Since only the press-fitting start end portion of the
凸部31の端面(圧入始端)は前記実施形態では軸方向に対して直交する面であったが、軸方向に対して、所定角度で傾斜するものであってもよい。この場合、内径側から外径側に向かって反凸部側に傾斜しても凸部側に傾斜してもよい。
Although the end surface (press-fit start end) of the
さらに、内径面30に、周方向に沿って所定ピッチで配設される小凹部を設けてもよい。小凹部としては、凹部32の容積よりも小さくする必要がある。このように小凹部を設けることによって、凸部31の圧入性の向上を図ることができる。すなわち、小凹部を設けることによって、凸部31の圧入時に形成されるはみ出し部の容量を減少させることができて、圧入抵抗の低減を図ることができる。なお、小凹部の形状は、半楕円状、矩形等の種々のものを採用でき、数も任意に設定できる。
Furthermore, you may provide the small recessed part arrange | positioned in the
図12に示すように、テーパ案内部70を形成する場合、そのテーパ角度としては、中実部材20の圧入開始時における中空軸部12と中実部材20との軸心合わせが可能な範囲で種々変更することができる。また、テーパ案内部70を形成する場合、前記実施形態では、中実部材20に小径軸部66を形成したものを用いたが、このような小径軸部66を形成しないものであってもよい。
As shown in FIG. 12, when the
また、中空軸部12の外形寸法、外形形状等としては各図例のものに限るものではなく、用いる部位に応じて種々変更することができる。また、中空軸部12が複数個の部材が接合されてなるものであってもよい。
Further, the outer dimensions, outer shape, and the like of the
11 マウス部
12 中空軸部
12c 反マウス部側端部(小径部)
13 雄スプライン
20 中実部材
31 凸部
32 凹部
33 嵌合接触部位
50 サイドギア
54 雌スプライン
56 係合部
59 切り上がり部
62 非嵌合部位
65 ガイド部
70 テーパ案内部
75 シール部材
76 シール塗布部
M 凹凸嵌合構造
11
13
Claims (17)
中実部材の外径面に軸方向に延びる凸部を設け、中実部材を中空軸部の反マウス部側端部に圧入し、この圧入によって反マウス部側端部の内径面の一部を押し出し及び/又は切削して、反マウス部側端部の内径面に凸部に密着嵌合する凹部を軸方向に沿って形成し、凸部と凹部との嵌合接触部位全域が密着する前記凹凸嵌合構造を構成したことを特徴とする等速自在継手の外側継手部材。 Axial direction including a mouth portion having a track groove formed on the inner diameter surface and a hollow shaft portion extending from the mouth portion, and is integrally connected to an end portion of the hollow shaft portion on the side opposite to the mouse via an uneven fitting structure An outer joint member of a constant velocity universal joint in which a short solid member is fitted,
Protrusions extending in the axial direction are provided on the outer diameter surface of the solid member, and the solid member is press-fitted into the end portion of the hollow shaft portion on the side opposite to the mouth portion. Is formed on the inner diameter surface of the end portion on the anti-mouse portion side, and a concave portion that closely fits the convex portion is formed along the axial direction, and the entire fitting contact portion between the convex portion and the concave portion is in close contact with each other. An outer joint member of a constant velocity universal joint, wherein the uneven fitting structure is configured.
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