JP2012251652A - Constant velocity universal joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車や各種産業機械に用いられる動力伝達装置である等速自在継手に関し、特に、継手開口部を密封するブーツが装着される等速自在継手に関する。 The present invention relates to a constant velocity universal joint that is a power transmission device used in automobiles and various industrial machines, and more particularly to a constant velocity universal joint to which a boot that seals a joint opening is attached.
図3に一般的なドライブシャフトを示す。このドライブシャフトは、シャフト(中間シャフト)1と、シャフト1の一端部に連結される固定式等速自在継手2と、シャフト1の他端部に連結される摺動式等速自在継手3とを備える。
FIG. 3 shows a general drive shaft. The drive shaft includes a shaft (intermediate shaft) 1, a fixed type constant velocity
固定式等速自在継手2は、図4に示すように、内径面11に複数のトラック溝12を形成した外側継手部材13と、外径面14に複数のトラック溝15を形成した内側継手部材16と、外側継手部材13のトラック溝12と内側継手部材16のトラック溝15とで協働して形成されるボールトラックに配された複数のボール17と、ボール17を収容するためのポケット18を有するケージ19とで主要部が構成されている。
As shown in FIG. 4, the fixed type constant velocity
また、外側継手部材13は、内径面11にトラック溝12が形成されたカップ部(マウス部)20と、カップ部20の底壁20aから突設されるステム部21とからなる。内側継手部材16の軸心孔には、雌スプライン22が形成され、内側継手部材16の軸心孔にシャフト1の端部1aが嵌入される。シャフト1の端部1aには雄スプライン24が形成され、シャフト1の端部が内側継手部材16の軸心孔に嵌入された際に、雌スプライン22と雄スプライン24とが嵌合する。
The
シャフト1の雌スプライン22の端部には周方向凹溝25が形成され、この周方向凹溝25に止め輪26が装着されている。このように、止め輪26が装着されることにより、シャフト1の抜け止めが構成される。
A
外側継手部材13の開口部がブーツ30にて塞がれている。ブーツ30は、大径部30aと、小径部30bと、大径部30aと小径部30bとを連結する蛇腹部30cとを備える。そして、ブーツ30の大径部30aが、外側継手部材13の開口部に外嵌された状態でブーツバンド35が締め付けられて、外側継手部材13に固定される。また、ブーツ30の小径部30bは、シャフト1のブーツ装着部36に外嵌された状態でブーツバンド35が締め付けられて、シャフト1に固定される。
The opening of the
摺動式等速自在継手3は、図5と図6に示すように、外側継手部材41と、内側継手部材としてのトリポード部材42と、トルク伝達部材(ローラ部材)43とを備える。
As shown in FIGS. 5 and 6, the sliding type constant velocity
外側継手部材41は一端にて開口したカップ状のカップ部44と、カップ部44の底壁44aから突設される軸部45とを備える。このカップ部44の内周面には、軸方向に延びる3本のトラック溝46が形成される。各トラック溝46の円周方向で向き合った側壁にローラ案内面(ローラ摺接面)47a、47aが形成される。
The
トリポード部材42はボス48と脚軸49とを備える。脚軸49はボス48の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。ボス48の軸心孔にシャフト1の端部1bが嵌入される。図3に示すように、シャフト1の端部1bには雄スプライン74が形成され、シャフト1の端部がトリポード部材42のボス48の軸心孔に嵌入された際に、雌スプライン51と雄スプライン74とが嵌合する。
The
ところで、外側継手部材41のカップ部44の内径面は、円周方向に交互に現れる小内径部47bと大内径部47cをローラ案内面47aで接続した3弁の花冠状を呈している。すなわち、外側継手部材41は、円周方向に向き合ったローラ案内面47aと両ローラ案内面47a,47a間に設けられた大内径部47cからなるトラック溝46が内周の三箇所に形成されるものである。
By the way, the inner diameter surface of the
この場合、各脚軸49は、円筒形外周面54と、軸端付近に形成された環状の輪溝56を備えている。脚軸49の外周に複数の針状ころ62を介して回転自在にローラ60が外嵌している。脚軸49の円筒形外周面54は針状ころ62の内側軌道面を提供する。ローラ60の内周面は円筒形で、針状ころ62の外側軌道面を提供する。すなわち、脚軸49の円筒状の外周面に複数の針状ころを介して回転可能に外嵌したローラからなるいわゆるシングローラタイプである。
In this case, each
針状ころ62は脚軸49の半径方向で見た外側の端面にてアウタ・ワッシャ64と接し、反対側の端面にてインナ・ワッシャ68と接している。アウタ・ワッシャ64は輪溝56に装着されたサークリップ66によって軸方向移動を規制されているため、結局、針状ころ62も軸方向移動を規制される。なお、ローラ部材として、内側ローラと外側ローラとを備えたいわゆるダブルローラタイプであるものもある。
The
外側継手部材41の開口部がブーツ70にて塞がれている。ブーツ70は、大径部70aと、小径部70bと、大径部70aと小径部70bとを連結する蛇腹部70cとを備える。そして、ブーツ70の大径部70aが、外側継手部材41の開口部に外嵌された状態でブーツバンド75が締め付けられて、外側継手部材41に固定される。また、ブーツ70の小径部70bは、シャフト1のブーツ装着部76に外嵌された状態でブーツバンド75が締め付けられて、シャフト1に固定される。
The opening of the
等速自在継手(固定式等速自在継手)は、作動角を取り回転しながらトルク伝達を行うと、ボール17は荷重を受けながら外側継手部材13のトラック溝12と内側継手部材16のトラック溝15とを転動する。また、ケージ19は、外側継手部材13の内径面11と内側継手部材16の外径面14間に保持されて滑り運動をする。そして、外側継手部材13の開口部を塞ぐブーツ内空間と継手内部には潤滑剤としてのグリースを封入し、継手内部の転動面や摺動面の潤滑を行うようにしている。これによって、等速自在継手の耐久性を確保している。
When a constant velocity universal joint (fixed constant velocity universal joint) transmits torque while rotating at an operating angle, the
すなわち、等速自在継手に用いられるグリースは、それ自体の粘性や付着性で転動面や摺動面へ介入し潤滑している。このため、等速自在継手に用いられるグリースは前記のような使用状態で性能を発揮するように、増ちょう剤や添加剤の配合を工夫したものが提案されている(特許文献1及び特許文献2等)。 That is, the grease used for the constant velocity universal joint intervenes and lubricates the rolling surface and the sliding surface due to its own viscosity and adhesion. For this reason, the grease used for the constant velocity universal joint has been devised with a composition of a thickener and an additive so as to exhibit performance in the use state as described above (Patent Document 1 and Patent Document). 2 etc.).
従来の等速自在継手では、ボールの転動面やケージの摺動面へグリースが介入することで潤滑をしている。このため、高速回転などボールの転動速度やケージに摺動速度が速い条件ではグリースの油膜切れなど潤滑性能の低下が懸念される。 In conventional constant velocity universal joints, grease is lubricated by intervention of grease on the rolling surface of the ball and the sliding surface of the cage. For this reason, there is a concern that the lubrication performance may be degraded, such as the grease film running out, under conditions where the ball rolling speed or the cage sliding speed is high, such as high-speed rotation.
グリースは一般的にボールとトラック溝の接触点近傍やケージと内側継手部材や外側継手部材の摺動面が潤滑できるように等速自在継手内とブーツ内の空間容積20%〜80%程度を満たす量を封入している。しかしながら、運転中に等速自在継手の潤滑に寄与しているグリースは主に等速自在継手内部に存在するグリースで、ブーツ内のグリースは直接的に潤滑に寄与しない。 Grease generally has a space volume of about 20% to 80% in the constant velocity universal joint and the boot so that the contact surface between the ball and the track groove and the sliding surface of the cage and the inner joint member and the outer joint member can be lubricated. The amount to be filled is enclosed. However, the grease contributing to the lubrication of the constant velocity universal joint during operation is mainly the grease existing inside the constant velocity universal joint, and the grease in the boot does not directly contribute to the lubrication.
また、従来構造において、面圧、滑り速度や温度など厳しい使用条件下で使用された場合、潤滑面近傍のグリースが部分的に劣化し潤滑性能が低下するおそれがある。さらに、等速自在継手は運転中に内部摩擦により転動面や摺動面より発熱をする。しかしながら、グリースは熱伝導率が低くまた循環しないため、グリースによる放熱効果はあまり期待できない。つまり、転動面や摺動面の局所的発熱を、グリースを介して放熱することができなかった。 Further, in the conventional structure, when used under severe usage conditions such as surface pressure, sliding speed and temperature, the grease in the vicinity of the lubricating surface may partially deteriorate and the lubricating performance may be reduced. Furthermore, the constant velocity universal joint generates heat from the rolling surface and the sliding surface due to internal friction during operation. However, since grease has low thermal conductivity and does not circulate, the heat dissipation effect of grease cannot be expected so much. That is, local heat generation on the rolling surface and the sliding surface could not be radiated through the grease.
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、転動面及び摺動面の潤滑状態を長期にわたって安定して維持でき、しかも、潤滑剤の循環によって転動面や摺動面を有効に冷却することが可能な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 can stably maintain the lubrication state of the rolling surface and the sliding surface over a long period of time, and effectively cool the rolling surface and the sliding surface by circulating the lubricant. It is an object of the present invention to provide a constant velocity universal joint that can be used.
本発明の等速自在継手は、外側継手部材と、内側継手部材と、トルク伝達部材とを備え、前記外側継手部材の外径面が円筒状のハウジングに内嵌状となる等速自在継手であって、前記外側継手部材の外径面とハウジングの内径面との間に、継手内部に充填される潤滑剤を継手回転にて循環させるポンプ構造体を配置したものである。 The constant velocity universal joint according to the present invention is a constant velocity universal joint that includes an outer joint member, an inner joint member, and a torque transmission member, and an outer diameter surface of the outer joint member is fitted into a cylindrical housing. A pump structure for circulating the lubricant filled in the joint by rotating the joint is arranged between the outer diameter surface of the outer joint member and the inner diameter surface of the housing.
本発明の等速自在継手によれば、継手回転状態においてポンプ構造体にて継手内部を潤滑剤が循環する。このため、転動面や摺動面の潤滑状態の向上を図ることができ、潤滑面近傍の潤滑剤に部分的劣化を防止できる。また、循環することにより、転動面や摺動面を冷却することができる。 According to the constant velocity universal joint of the present invention, the lubricant circulates inside the joint in the pump structure in the joint rotation state. For this reason, the lubrication state of the rolling surface and the sliding surface can be improved, and partial deterioration of the lubricant in the vicinity of the lubricating surface can be prevented. Moreover, the rolling surface and the sliding surface can be cooled by circulating.
継手開口部がブーツにて塞がれている等速自在継手であって、前記ポンプ構造体は、ブーツ内部と、外側継手部材の外径面とハウジングの内径面との間の隙間、外側継手部材のカップ部奥部とを潤滑剤が循環する循環経路を形成するようにできる。ところで、従来の等速自在継手では、ブーツ内の潤滑剤を強制的に継手内部に供給することができず、ブーツ内の潤滑剤を継手内部の潤滑に直接、寄与することが困難であった。これに対して、前記のような循環経路を形成することによって、ブーツ内の潤滑剤を継手内部に供給することができ、ブーツ内の潤滑剤を継手内部の潤滑に寄与させることができる。特に、外側継手部材には、その外径面からカップ部内部に開口する潤滑剤流通孔が少なくとも1つ設けられることによって、外側継手部材の外径側と、外側継手部材のカップ部奥側との間の循環を行うことができる。 A constant velocity universal joint in which a joint opening is closed by a boot, wherein the pump structure includes a gap between the inside of the boot, an outer diameter surface of the outer joint member, and an inner diameter surface of the housing. It is possible to form a circulation path through which the lubricant circulates through the back of the cup portion of the member. By the way, in the conventional constant velocity universal joint, the lubricant in the boot cannot be forcibly supplied to the inside of the joint, and it is difficult to directly contribute the lubricant in the boot to the lubrication in the joint. . On the other hand, by forming the circulation path as described above, the lubricant in the boot can be supplied to the inside of the joint, and the lubricant in the boot can contribute to the lubrication inside the joint. In particular, the outer joint member is provided with at least one lubricant circulation hole that opens from the outer diameter surface to the inside of the cup portion, so that the outer diameter side of the outer joint member and the cup portion back side of the outer joint member Can be cycled between.
前記内側継手部材にはシャフトが嵌入固定され、前記ブーツは、ハウジングに外嵌固定される大径部と、内側継手部材に嵌入固定されたシャフトに軸受を介して外嵌固定される小径部と、大径部と小径部とを連結する蛇腹部とからなり、ブーツ内部の大径部側におけるポンプ構造体近傍に、潤滑剤溜りを設けるようにできる。このように設定することによって、ポンプ構造体へ安定して潤滑剤を供給することができ、循環機能が安定する。 A shaft is fitted and fixed to the inner joint member, and the boot has a large diameter portion that is fitted and fixed to the housing, and a small diameter portion that is fitted and fixed to the shaft that is fitted and fixed to the inner joint member via a bearing. The large-diameter portion and the small-diameter portion are connected to each other, and a lubricant reservoir can be provided in the vicinity of the pump structure on the large-diameter portion inside the boot. By setting in this way, the lubricant can be stably supplied to the pump structure, and the circulation function is stabilized.
鉄よりも熱伝導が高い放熱性材料で構成されたハウジングに、外側継手部材の外径面が内嵌状となるのが好ましい。このように設定することによって、外側継手部材の外径面とハウジングの内径面との間を通過する潤滑剤への冷却性能を高めることができる。 It is preferable that the outer diameter surface of the outer joint member has an inner fitting shape in a housing made of a heat dissipating material having higher heat conductivity than iron. By setting in this way, the cooling performance to the lubricant that passes between the outer diameter surface of the outer joint member and the inner diameter surface of the housing can be enhanced.
ポンプ構造体を、筒部とこの筒部の外径面に形成される羽部とを有する軸流ファン構造体にて構成することができる。このように構成することによって、ポンプ構造体の簡略化を図ることができる。 A pump structure can be comprised by the axial flow fan structure which has a cylinder part and the wing | blade part formed in the outer-diameter surface of this cylinder part. With this configuration, the pump structure can be simplified.
前記ポンプ構造体を外側継手部材とは別部材にて構成し、嵌合手段または固着手段にてポンプ構造体と外側継手部材とを一体化したものであってもよい。また、前記ポンプ構造体を樹脂製とすることができる。 The pump structure may be constituted by a member different from the outer joint member, and the pump structure and the outer joint member may be integrated by a fitting means or a fixing means. The pump structure can be made of resin.
トルク伝達部材にボールを用いたものであっても、内側継手部材に、トリポード部材を用いたものであってもよい。前記潤滑剤を、グリースよりも流動性及び介入性の高い潤滑剤とするのが好ましい。 Even if a ball is used for the torque transmission member, a tripod member may be used for the inner joint member. The lubricant is preferably a lubricant having higher fluidity and intervention than grease.
ドライブシャフトのホイール側の等速自在継手であって、ナックルの一部が前記ハウジングを構成するものであっても、ドライブシャフトのホイール側の等速自在継手であって、ハブ軸受外輪の一部が前記ハウジングを構成するものであってもよい。 A constant velocity universal joint on the wheel side of the drive shaft, and even if a part of the knuckle constitutes the housing, it is a constant velocity universal joint on the wheel side of the drive shaft and a part of the hub bearing outer ring May constitute the housing.
本発明の等速自在継手では、転動面や摺動面の潤滑状態の向上を図ることができて、十分な潤滑油膜厚さの確保、及び転動面や摺動面で発生する微細摩耗粉の排出等が可能となって、継手寿命を伸ばすことができる。しかも、潤滑面近傍の潤滑剤に部分的劣化を防止でき、潤滑剤としての潤滑機能の低下を防止できる。さらに、転動面や摺動面の効果的な冷却を図ることができ、等速自在継手と潤滑剤の寿命の向上を図ることが可能となる。 In the constant velocity universal joint of the present invention, the lubrication state of the rolling surface and sliding surface can be improved, sufficient lubricating oil film thickness is ensured, and fine wear generated on the rolling surface and sliding surface. Powder can be discharged and the joint life can be extended. In addition, it is possible to prevent partial deterioration of the lubricant in the vicinity of the lubrication surface, and it is possible to prevent a decrease in the lubrication function as the lubricant. Furthermore, effective cooling of the rolling surfaces and sliding surfaces can be achieved, and the life of the constant velocity universal joint and the lubricant can be improved.
前記した循環経路を形成するものでは、ブーツ内の潤滑剤を継手内部の潤滑に寄与させることができて効果的な潤滑が可能となる。 In the case of forming the circulation path described above, the lubricant in the boot can contribute to the lubrication inside the joint, and effective lubrication becomes possible.
複数個の潤滑剤流通孔を設けたものでは、効率的な循環が可能となり、また、ブーツ内部の大径部側におけるポンプ構造体近傍に、潤滑剤溜りを設けることによって、循環機能が安定し、継手寿命を大きく伸ばすことができる。 In the case where a plurality of lubricant circulation holes are provided, efficient circulation is possible, and the circulation function is stabilized by providing a lubricant reservoir in the vicinity of the pump structure on the large-diameter portion inside the boot. , Joint life can be greatly extended.
鉄よりも熱伝導が高い放熱性材料で構成されたハウジングに、外側継手部材の外径面が内嵌状となることによって、外側継手部材の外径面とハウジングの内径面との間を通過する潤滑剤への冷却性能を高めることができ、継手の耐久性の向上を図ることができる。 Passes between the outer diameter surface of the outer joint member and the inner diameter surface of the housing when the outer diameter surface of the outer joint member is fitted into the housing made of a heat-dissipating material having higher heat conductivity than iron. The cooling performance to the lubricant to be improved can be improved, and the durability of the joint can be improved.
ポンプ構造体を、軸流ファン構造体にて構成することによって、ポンプ構造体の簡略化を図ることができ、軽量化及び低コスト化を図ることができる。 By configuring the pump structure with an axial fan structure, the pump structure can be simplified, and the weight and cost can be reduced.
前記ポンプ構造体を外側継手部材とは別部材にて構成したものでは、外側継手部材等において既存のものを用いることができ、生産性およびコスト面で不利となるのを防止できる。しかも、ポンプ構造体と外側継手部材との一体化は、嵌合手段であっても固着手段であってもよく、種々の固定手段を用いることができ、組立性に優れる。また、ポンプ構造体を樹脂製とすることによって、軽量化を図ることができる。 In the case where the pump structure is constituted by a member different from the outer joint member, an existing one can be used for the outer joint member and the like, and it can be prevented from being disadvantageous in terms of productivity and cost. Moreover, the integration of the pump structure and the outer joint member may be a fitting means or a fixing means, and various fixing means can be used, and the assemblability is excellent. Moreover, weight reduction can be achieved by making the pump structure made of resin.
トルク伝達部材にボールを用いたものであっても、内側継手部材にトリポード部材を用いたものであってもよく、種々のタイプの等速自在継手に対応でき、また、潤滑剤を、グリースよりも流動性及び介入性の良い潤滑剤を用いることによって、より高い潤滑性を確保できる。 The torque transmission member may be a ball, or the inner joint member may be a tripod member, and can be used for various types of constant velocity universal joints. In addition, by using a lubricant having good fluidity and intervention, higher lubricity can be secured.
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に本発明に係る等速自在継手を示し、この等速自在継手は、アンダーカットフリー型の固定式等速自在継手であって、内径面81にトラック溝82が形成された外側継手部材83と、外径面84にトラック溝85が形成された内側継手部材86と、外側継手部材83のトラック溝82と内側継手部材86のトラック溝85との間に介在されるトルク伝達部材としてのトルク伝達ボール87と、このボール87を収容するポケット88を有するとともに外側継手部材83と内側継手部材86との間に介装されるケージ89とを備える。
FIG. 1 shows a constant velocity universal joint according to the present invention. This constant velocity universal joint is an undercut-free type fixed constant velocity universal joint, and an outer joint member having a
また、外側継手部材83は、内径面81にトラック溝82が形成されたカップ部90と、カップ部90の底壁90aから突設されるステム部91とからなる。内側継手部材86の軸心孔には、雌スプライン92が形成され、内側継手部材86の軸心孔にシャフト93の端部が嵌入される。シャフト93の端部93aには雄スプライン94が形成され、シャフト93の端部が内側継手部材86の軸心孔に嵌入された際に、雌スプライン92と雄スプライン94とが嵌合する。なお、雄スプライン94の端部には周方向溝96が形成され、この周方向溝96の止め輪97が嵌着されている。これによって、シャフト93の抜け止めが構成される。
The outer
外側継手部材83のカップ部90は、開口側の大径部90bと、ステム部側の小径部90cと、小径部90cと大径部90bとの間に配設される中径部90dとを有する。また、大径部90bの外径面、中径部90dの外径面、及び小径部90cの外径面はそれぞれ円筒面とされる。なお、中径部90dと小径部90cとで、前記底壁90aを構成する。外側継手部材83のステム部91は雄スプライン部91aと端部雄ねじ部91bとを有する。
The
この場合、この等速自在継手はハブ輪100に連結される。ハブ輪100は、筒部113とフランジ部114とからなり、フランジ部114には取り付け用のボルト99が装着されている。そして、筒部113の孔部101の内径面には、雌スプライン101aが形成され、この雌スプライン101aにステム部91の雄スプライン部91aが噛合する。そして、ハブ輪100の孔部101から突出した端部雄ねじ部91bにナット部材102が螺着される。
In this case, the constant velocity universal joint is connected to the
そして、この等速自在継手とハブ輪100は、軸受構造部(ハブ輪軸受)103を介して、懸架装置を構成するナックル105に装着される。この場合の軸受構造部103は、一対の内輪106a、106bと、1つの外輪107と、内輪106a、106bと外輪107との間に介在される転動体108とを備える。
The constant velocity universal joint and the
各内輪106a、106bは、それぞれ、外径面に前記転動体108が転動する転動面111a、111bを有し、外輪107は、内径面に前記転動体108が転動する転動面112a、112bを有する。この場合、ハブ輪100の筒部113の外周面には周方向切欠部113aが設けられる。この周方向切欠部113aに内輪106a、106bが嵌合状となる。
Each
すなわち、内輪106aはその肉厚部側の端面115aが、周方向切欠部113aの切欠端面116に当接し、内輪106bはその肉厚部側の端面115bが等速自在継手の外側継手部材83のカップ部90の底壁90aのバックフェース117に当接する。この際、そして内輪106aの薄肉部側の端面118aと内輪106bの薄肉部側の端面118bとが当接する。
That is, the
また、ナックル105の内径面は、軸受構造部103の外輪107が嵌合する小径部120と、外側継手部材83のカップ部が遊嵌状に嵌合する大径部121とを備える。この大径部121を形成することによって、外側継手部材83の外径面、つまりカップ部90の外径面が内嵌状となる円筒状のハウジング125を構成することになる。
Further, the inner diameter surface of the knuckle 105 includes a small-
また、ナックル105の小径部120の反大径部側には内鍔部126が設けられるとともに、小径部120の大径部121側にはストッパ127が装着される。このため、軸受構造部103の外輪107が、内鍔部126とストッパ127との間で挟持される。なお、この軸受構造部103においては、軸方向両端部にシール部材130a、130bが装着されている。なお、大径部121の小径部側においては、密封装置(オイルシール)135が装着されている
In addition, an
この等速自在継手の開口部はブーツ140によって塞がれている。ブーツ140は、大径部140aと、小径部140bと、大径部140aと小径部140bとを連結する蛇腹部140cとからなる。この場合、ハウジング125の開口部外径面に形成されるブーツ装着部125aに大径部140aが外嵌され、この大径部140aの外径面に形成されている周方向嵌合溝にブーツバンド141が装着される。そして、このブーツバンド141を締め付けることによって、ブーツ140の大径部140aがハウジング125に固着される。
The opening of this constant velocity universal joint is closed by a
また、小径部140bは、シャフト93の装着部93bに外嵌固定された軸受142に装着される。すなわち、軸受142は、外周面に転動面を有する内輪142aと、内周面に転動面を有する外輪142bと、内輪142aの転動面と外輪142bの転動面とに嵌合する転動体(ボール)142cと、ボール142cを保持する保持器(ケージ)142dとを備える。また、軸方向両開口部はシール部材143、143にて密封されている。
The small-
この場合、シャフト93の装着部93bには、周方向嵌合溝部が設けられ、この周方向嵌合溝部に軸受142の内輪142aが嵌合される、なお、この周方向嵌合溝部の等速自在継手側に止め輪144が嵌着され等速自在継手側の軸受142の外れを規制している。
In this case, the mounting
ブーツ140の小径部140bがこの軸受142に外嵌され、この小径部140bの外径面に形成されている周方向嵌合溝にブーツバンド141が装着される。そして、このブーツバンド141を締め付けることによって、ブーツ140の小径部140bが軸受125、ひいてはシャフト93の装着部93bに固着される。
A small-
そして、本発明では、ハウジング125の内径面と、外側継手部材83のカップ部90の大径部90bの外径面との間に、継手内部に充填される潤滑剤を継手回転にて継手内部を循環させるポンプ構造体150を配置している。
In the present invention, the lubricant filled in the joint between the inner diameter surface of the
なお、この場合のハウジング125としては、ナックル105と別部材にて構成し、このハウジング125をアルミニウム等の放熱性の良い金属にて構成して、ナックル105に溶接等の固着手段を介して固着するようにしてもよい。
In this case, the
ポンプ構造体150は、図2(a)(b)に示すように、筒部151とこの筒部151の外径面に形成される羽部152とを有する軸流ファン構造体にて構成することができる。図2(a)では、羽部152が、筒部151の外径面に周方向に沿って所定ピッチで配設される複数の突起板152aで構成される。この突起板152aは円弧形状体であって、筒部151の軸心に対して所定角度で傾斜している。また、図2(b)では、羽部152が、筒部151の外径面に螺旋状に配設される複数の突条部152bからなる。つまり、図2(a)ではプロペラ型の軸流ポンプであり、図2(b)では螺旋型の軸流ポンプである。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
このようなポンプ構造体150が、外側継手部材83のカップ部90の大径部90bに圧入されて、外側継手部材83と一体化されている。この場合、例えば、ナイロン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂にて構成される。また、このポンプ構造体150は、ハウジング125の内径面とは非接触状態が維持される。すなわち、ポンプ構造体150の外径部とハウジング125の内径面との間に隙間が形成される。この隙間は、潤滑剤を送り込む能力に影響し、効率的に送るにはこの隙間を小さくすればよいが、ハウジング125に対する等速自在継手の外側継手部材93の振れ精度によって決まる。
Such a
なお、ポンプ構造体150を外側継手部材83のカップ部90の大径部90bに接着剤を介して接着するものであってもよい。また、ポンプ構造体150をこのような樹脂にて構成することなく、金属製であってもよい。このため、ポンプ構造体150とカップ部90の大径部90bとは、ポンプ構造体150の材質等によるが、圧入のみであっても、圧入に加え溶接や接着等の接合手段を用いても、圧入せずに溶接や接着等の接合手段のみであってもよい。
The
外側継手部材83のカップ部90には、図1に示すように、その外径面からカップ部内部に開口する潤滑剤流通孔155が設けられている。すなわち、潤滑剤流通孔155は、ポンプ構造体150と密封装置135との間、つまり、カップ部90の中径部90dにおけるテーパ部90e(大径部90bと中径部90dとの間)側に設けられる。この場合、潤滑剤流通孔155は、少なくとも1個設ければよいが、周方向に沿って複数個設けることができる。
As shown in FIG. 1, the
また、この等速自在継手では、継手内部およびブーツ内部に潤滑剤が封入される。潤滑剤としては、潤滑油、グリースなどが挙げられる。潤滑油としては、パラフィン系やナフテン系の鉱油、エステル系合成油、エーテル系合成油、炭化水素系合成油、GTL基油、フッ素油、シリコーン油等が挙げられる。これらは単独でも混合油としても使用できる。 Further, in this constant velocity universal joint, a lubricant is sealed inside the joint and the boot. Examples of the lubricant include lubricating oil and grease. Examples of the lubricating oil include paraffinic and naphthenic mineral oils, ester synthetic oils, ether synthetic oils, hydrocarbon synthetic oils, GTL base oils, fluorine oils, and silicone oils. These can be used alone or as a mixed oil.
グリースは、基油に増ちょう剤を加えたものであり、基油としては上述の潤滑油を挙げることができる。増ちょう剤としては、リチウム石けん、リチウムコンプレックス石けん、カルシウム石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウム石けん、アルミニウムコンプレックス石けん等の石けん類、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア系化合物が挙げられるが、特に限定されるものではない。 The grease is obtained by adding a thickener to a base oil, and examples of the base oil include the above-described lubricating oil. Thickeners include, but are not limited to, soaps such as lithium soap, lithium complex soap, calcium soap, calcium complex soap, aluminum soap, aluminum complex soap, and urea-based compounds such as diurea compounds and polyurea compounds. It is not a thing.
なお、潤滑剤としては、グリースよりも流動性および介入性に優れたものを選択するのが好ましい。 As the lubricant, it is preferable to select a lubricant that has better fluidity and intervention than grease.
このように、前記のように構成された等速自在継手では、軸受構造部はサスペンション部品のナックル105に固定されている。外側継手部材83は、ハブ輪100と一体化されており、軸受構造部103の内輪106a,106b及びハブ輪100とともにナックル105に対し回転する。これに対して、ブーツ140は、固定側のハウジング125と、シャフト93に装着される軸受142とに固定されるので、前記回転に対して回転しない。
As described above, in the constant velocity universal joint configured as described above, the bearing structure portion is fixed to the knuckle 105 of the suspension part. The outer
このように構成された等速自在継手では、この等速自在継手の回転や転舵による屈曲により、継手内部やブーツ内部に封入された潤滑剤は大径部140a側の潤滑剤溜りA(周方向全周にわたって形成される溜り)に集まる。その潤滑剤は回転するポンプ構造体150に巻き込まれ、潤滑剤溜りAからハブ軸受側潤滑剤溜りBに送り出される。
In the constant velocity universal joint configured as described above, the lubricant encapsulated in the joint or the boot due to the rotation of the constant velocity universal joint or the bending due to the turning of the constant velocity universal joint causes the lubricant reservoir A (circumference) on the
そして、このハブ軸受側潤滑剤溜りB内が満杯になれば、この潤滑剤溜りB内の圧力が上昇し、潤滑剤流通孔155を介して継手内部の潤滑剤溜りCに潤滑剤が溜まる。この潤滑剤溜りCが満杯になれば、潤滑剤溜りC内の圧力が上昇する。これによって、ボール87とトラック溝82,85の接触点近傍やケージ89と内側継手部材86や外側継手部材の摺動面に強制的に供給され、これらを潤滑する。その後、潤滑剤は継手開口部からブーツ内部へ排出される。このように、潤滑剤は、ブーツ内部と継手内部とを循環することになる。
When the hub bearing side lubricant reservoir B becomes full, the pressure in the lubricant reservoir B rises, and the lubricant accumulates in the lubricant reservoir C inside the joint through the
ところで、ポンプ構造体150は、その羽部の向き等によって、吸引する方向を相違させることができる。このため、この等速自在継手を自動車用に適用する場合、主に使われる前進回転でブーツ内部からこのポンプ構造体150を介して継手内部へ潤滑剤が循環するように設定するのが好ましい。
By the way, the
本発明の等速自在継手では、継手回転状態においてポンプ構造体150にて継手内部を潤滑剤が循環する。このため、転動面や摺動面の潤滑状態の向上を図ることができて、十分な潤滑油膜厚さの確保、及び転動面や摺動面で発生する微細摩耗粉の排出等が可能となって、継手寿命を伸ばすことができる。しかも、潤滑面近傍の潤滑剤に部分的劣化を防止でき、潤滑剤としての潤滑機能の低下を防止できる。さらに、転動面や摺動面の効果的な冷却を図ることができ、等速自在継手と潤滑剤の寿命の向上を図ることが可能となる。
In the constant velocity universal joint of the present invention, the lubricant circulates inside the joint by the
ポンプ構造体150では、継手回転によって、ブーツ内部と、外側継手部材83の外径面とハウジング125の内径面との間の隙間、外側継手部材83のカップ部奥部とを潤滑剤が循環する循環経路を形成することになる。このため、ブーツ内の潤滑剤を継手内部の潤滑に寄与させることができて効果的な潤滑が可能となる。
In the
複数個の潤滑剤流通孔155を設けたものでは、効率的な循環が可能となり、また、ブーツ内部の大径部側におけるポンプ構造体近傍に、潤滑剤溜りAを設けることによって、循環機能が安定し、継手寿命を大きく伸ばすことができる。 In the case where a plurality of lubricant circulation holes 155 are provided, efficient circulation is possible, and by providing the lubricant reservoir A in the vicinity of the pump structure on the large-diameter portion inside the boot, the circulation function is improved. It is stable and the joint life can be greatly extended.
この実施形態では、鉄よりも熱伝導が高い放熱性材料で構成されたハウジング125に、外側継手部材83の外径面が内嵌状となる。このため、外側継手部材83の外径面とハウジング125の内径面との間を通過する潤滑剤への冷却性能を高めることができ、継手の耐久性の向上を図ることができる。なお、冷却性を考慮すれば、ハウジング125に放熱用のフィンを設けるようにしてもよい。
In this embodiment, the outer diameter surface of the outer
ポンプ構造体150を、軸流ファン構造体にて構成することによって、ポンプ構造体150の簡略化を図ることができ、軽量化及び低コスト化を図ることができる。
By configuring the
前記ポンプ構造体150を外側継手部材83とは別部材にて構成しているので、外側継手部材83等において既存のものを用いることができ、生産性およびコスト面で不利となるのを防止できる。しかも、ポンプ構造体150と外側継手部材83との一体化は、嵌合手段であっても固着手段であってもよく、種々の固定手段を用いることができ、組立性に優れる。また、ポンプ構造体を樹脂製とすることによって、軽量化を図ることができる。潤滑剤を、グリースよりも流動性及び介入性の良い潤滑剤を用いることによって、より高い潤滑性を確保できる。
Since the
前記実施形態では、固定式等速自在継手にポンプ構造体150を配置して、潤滑剤をブーツ内部と継手内部との間を循環させるものであったが、図5と図6等に示すような摺動式等速自在継手において、前記ポンプ構造体を配置するようにしてもよい。このように、摺動式等速自在継手にポンプ構造体を配置すれば、この摺動式等速自在継手も、「転動面や摺動面の潤滑状態の向上を図ることができ、十分な潤滑油膜厚さの確保、及び転動面や摺動面で発生する微細摩耗粉の排出等が可能で、継手寿命を伸ばすことができる。」等の作用効果を奏する。
In the above-described embodiment, the
また、前記実施形態では、ナックル105にハウジング125を設けたものであるが、このようなナックル105に設けることなく、軸受構造部103の外輪(ハブ軸受外輪)107の一部にハウジング125を設けたものであってもよい。
In the above-described embodiment, 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、前記実施形態では、固定式等速自在継手として、トラック溝の溝底が円弧部とストレート部を有するアンダーカットフリー型の固定式等速自在継手であったが、トラック溝の溝底が円弧部からなるバーフィールド型の固定式等速自在継手であってもよい。摺動式等速自在継手として、トリポード型、ダブルオフセット型、クロスグルーブ型等の摺動式等速自在継手であってもよい。 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 the above-described embodiment, as a fixed type constant velocity universal joint, a track groove The bottom of the groove was an undercut free fixed constant velocity universal joint having an arc portion and a straight portion, but the track groove groove bottom was a barfield type fixed constant velocity universal joint consisting of an arc portion. Also good. The sliding type constant velocity universal joint may be a sliding type constant velocity universal joint such as a tripod type, a double offset type, or a cross groove type.
ところで、図1に示す実施形態は、自動車の車輪を支持する車輪用軸受装置を示しており、懸架装置を構成するナックルと、車輪を取り付けるハブとの間に配設される。このような車輪用軸受装置は、複列の軌道面を有する軸受からなる車輪用軸受を嵌合させた「第一世代」と称される構造や、外方部材の外周に直接車体取付フランジまたは車輪取付フランジが形成された「第二世代」構造、また、ハブの外周に一方の内側軌道面が直接形成されてなるハブ輪を有する「第三世代」構造、あるいは、ハブ輪と等速自在継手の外側継手部材の外周にそれぞれ内側軌道面が直接形成された「第四世代」構造とに大別される。このため、本発明では、車輪用軸受装置として、第一世代、第二世代、第三世代、または第四世代であってもよい。 Incidentally, the embodiment shown in FIG. 1 shows a wheel bearing device that supports a wheel of an automobile, and is arranged between a knuckle constituting a suspension device and a hub to which the wheel is attached. Such a wheel bearing device has a structure called “first generation” in which a wheel bearing composed of bearings having double-row raceway surfaces is fitted, or a vehicle body mounting flange or "2nd generation" structure with wheel mounting flanges, "3rd generation" structure with a hub ring with one inner raceway surface directly formed on the outer periphery of the hub, or freely adjustable with the hub ring It is roughly classified into a “fourth generation” structure in which the inner raceway surface is directly formed on the outer periphery of the outer joint member of the joint. For this reason, in this invention, as a wheel bearing apparatus, a 1st generation, a 2nd generation, a 3rd generation, or a 4th generation may be sufficient.
また、ポンプ構造体150としては、図2(a)(b)に示すものに限るものではなく、図2(a)における突起板(羽)152aの数や軸心に対する傾斜角度、図2(b)における突条部152bの数や螺旋角度等は任意に設定できる。なお、等速自在継手の回転方向は必ずしも一定ではないので、前記したように、主に使われる回転方向で、前記した方向(つまり、A→B→Cのような方向)に沿って循環するように設計するのが好ましいが、勿論これに限るものではない。
The
83 外側継手部材
86 内側継手部材
87 トルク伝達ボール
103 軸受構造部
105 ナックル
125 ハウジング
140 ブーツ
140a(ブーツ)大径部
140b(ブーツ)小径部
140c(ブーツ)蛇腹部
150 ポンプ構造体
151 筒部
152 羽部
155 潤滑剤流通孔
A 潤滑剤溜り
83 Outer
Claims (13)
前記外側継手部材の外径面とハウジングの内径面との間に、継手内部に充填される潤滑剤を継手回転にて循環させるポンプ構造体を配置したことを特徴とする等速自在継手。 A constant velocity universal joint comprising an outer joint member, an inner joint member, and a torque transmission member, wherein an outer diameter surface of the outer joint member is fitted into a cylindrical housing;
A constant velocity universal joint characterized in that a pump structure for circulating a lubricant filled in the joint by rotation of the joint is disposed between the outer diameter surface of the outer joint member and the inner diameter surface of the housing.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9488231B2 (en) | 2014-03-26 | 2016-11-08 | Ford Global Technologies, Llc | Cooling assembly and method for providing cooling air flow in region of constant velocity joint |
CN115045922A (en) * | 2022-07-14 | 2022-09-13 | 新疆伊犁钢铁有限责任公司 | Motor coupling safety protection cover |
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- 2011-06-07 JP JP2011127146A patent/JP2012251652A/en not_active Withdrawn
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