JP2014031821A - Double offset type constant velocity joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば車両のプロペラシャフトなどの駆動力伝達軸部に使用されるダブルオフセット型等速ジョイントに関する。 The present invention relates to a double offset type constant velocity joint used for a driving force transmission shaft portion such as a propeller shaft of a vehicle, for example.
従来のダブルオフセット型等速ジョイントとして、例えば特許文献1などに記載されているものが知られている。このダブルオフセット型等速ジョイントは、軸方向一端側に開口部を有する有底筒状に形成され内周面に軸方向に延びる複数の外輪ボール溝を有する外輪と、前記外輪の内側に配置され凸球面状外周面に軸方向に延びる複数の内輪ボール溝を有する内輪と、前記外輪ボール溝および前記内輪ボール溝を転動し、前記外輪と前記内輪との間でトルクを伝達する複数のボールと、前記外輪と前記内輪との間に配置され前記ボールをそれぞれ収容する複数の窓部を有する保持器と、を備え、前記保持器の凸球面状外周面の球面中心と凹球面状内周面の球面中心がジョイント中心から互いに軸方向反対側に等距離オフセットされている。 As a conventional double offset type constant velocity joint, for example, one described in Patent Document 1 is known. The double offset type constant velocity joint is formed in a bottomed cylindrical shape having an opening on one end side in the axial direction, and has an outer ring having a plurality of outer ring ball grooves extending in the axial direction on the inner peripheral surface, and is disposed inside the outer ring. An inner ring having a plurality of inner ring ball grooves extending in the axial direction on the outer peripheral surface of the convex spherical surface, and a plurality of balls that roll on the outer ring ball groove and the inner ring ball groove and transmit torque between the outer ring and the inner ring And a cage having a plurality of windows disposed between the outer ring and the inner ring, each of which accommodates the ball, and a spherical center and a concave spherical inner circumference of the convex spherical outer circumferential surface of the cage The spherical centers of the surfaces are offset equidistant from the joint center to opposite sides in the axial direction.
ところで、上記のダブルオフセット型等速ジョイントは、内輪中心がジョイント中心から軸方向にオフセットされているので、内輪のボール溝の深さが軸方向中央部より浅い端部側にボールが配置されている。また、車両走行中などにおいて外輪と内輪にジョイント作動角が付与された際には、ボールが内輪端部方向に転動することにより更にボール溝深さが浅くなってしまう。 By the way, in the double offset type constant velocity joint described above, the center of the inner ring is offset in the axial direction from the center of the joint. Yes. In addition, when a joint operating angle is given to the outer ring and the inner ring while the vehicle is running, the ball groove depth is further reduced by rolling the ball toward the inner ring end.
よって、車両の急発進等によって過大トルクが負荷された場合、ボールとボール溝間の接触楕円がはみ出すことにより内輪ボール溝のエッジ応力が高くなり、その結果、内輪ボール溝にエッジ欠けや摩耗が発生して、ジョイントの寿命が低下することとなる。このため、等速ジョイントのサイズアップをすることにより、内輪ボール溝のエッジの応力を抑えざるを得ず、ジョイント重量の増大の原因となっていた。 Therefore, when an excessive torque is applied due to a sudden start of the vehicle or the like, the contact ellipse between the ball and the ball groove protrudes to increase the edge stress of the inner ring ball groove. This will reduce the life of the joint. For this reason, by increasing the size of the constant velocity joint, the stress on the edge of the inner ring ball groove has to be suppressed, causing an increase in the joint weight.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、外輪と内輪がジョイント作動角をとった時に、内輪ボール溝の浅い側(外輪奥側)の端部付近に転動したボールの接触楕円のはみ出しを防止して、内輪ボール溝のエッジ応力の増大を回避し得るようにし、ジョイントのサイズアップをすることなく、ジョイントの寿命低下を回避できるようにしたダブルオフセット型等速ジョイントを提供することを解決すべき課題とするものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and when the outer ring and the inner ring take a joint operating angle, the contact ellipse of the ball that rolls near the end of the inner ring ball groove on the shallow side (outer ring rear side). Providing a double offset constant velocity joint that prevents the protrusion of the inner ring and avoids an increase in the edge stress of the inner ring ball groove and prevents the joint life from decreasing without increasing the size of the joint This is a problem to be solved.
(請求項1)本発明に係るダブルオフセット型等速ジョイントは、軸方向一端側に開口部を有する有底筒状に形成され内周面に軸方向に延びる複数の外輪ボール溝を有する外輪と、前記外輪の内側に配置され凸球面状外周面に軸方向に延びる複数の内輪ボール溝を有する内輪と、前記外輪ボール溝および前記内輪ボール溝を転動し、前記外輪と前記内輪との間でトルクを伝達する複数のボールと、前記外輪と前記内輪との間に配置され前記ボールをそれぞれ収容する複数の窓部を有する保持器と、を備え、前記保持器の凸球面状外周面の球面中心と凹球面状内周面の球面中心がジョイント中心から互いに軸方向反対側に等距離オフセットされているダブルオフセット型等速ジョイントにおいて、前記内輪の前記凸球面状外周面は、球面中心が同一でそれぞれ半径の異なる第1外球面および第2外球面を有し、前記第1外球面は、前記内輪の外輪開口側に配置され、前記第2外球面は、前記第1外球面の半径よりも大きい半径を有して前記内輪の外輪奥側に配置され、前記保持器の前記凹球面状内周面は、球面中心が同一でそれぞれ半径の異なる第1内球面および第2内球面を有し、前記第1内球面は、前記保持器の外輪開口側に配置され、前記第2内球面は、前記第1内球面の半径よりも大きい半径を有して前記保持器の外輪奥側に配置されている。 (Claim 1) A double offset constant velocity joint according to the present invention includes an outer ring having a plurality of outer ring ball grooves formed in a bottomed cylindrical shape having an opening on one end side in the axial direction and extending in the axial direction on an inner peripheral surface. An inner ring having a plurality of inner ring ball grooves disposed axially on a convex spherical outer peripheral surface disposed inside the outer ring, rolling between the outer ring ball groove and the inner ring ball groove, and between the outer ring and the inner ring A plurality of balls that transmit torque and a cage that is disposed between the outer ring and the inner ring and that has a plurality of windows that respectively accommodate the balls, and the convex spherical outer circumferential surface of the cage In the double offset constant velocity joint in which the spherical center of the spherical center and the concave spherical inner peripheral surface are offset from each other by an equal distance from the joint center in the axial direction, the convex spherical outer peripheral surface of the inner ring has a spherical center A first outer spherical surface and a second outer spherical surface having different radii, wherein the first outer spherical surface is disposed on the outer ring opening side of the inner ring, and the second outer spherical surface is a radius of the first outer spherical surface. The concave spherical inner peripheral surface of the cage has a first spherical inner surface and a second inner spherical surface having the same spherical center and different radii. The first inner spherical surface is disposed on the outer ring opening side of the cage, and the second inner spherical surface has a radius larger than the radius of the first inner spherical surface, and is located on the outer ring inner side of the cage. Is arranged.
(請求項2)また、前記第1外球面は、内輪回転軸と垂直方向において前記内輪の最大外径部とされているようにしてもよい。 (Claim 2) The first outer spherical surface may be a maximum outer diameter portion of the inner ring in a direction perpendicular to the inner ring rotation axis.
(請求項3)また、前記第1外球面と前記第2外球面の間には、それら両外球面を接続する円筒状の第1接続面が設けられているようにしてもよい。 (Claim 3) Further, a cylindrical first connection surface for connecting the two outer spherical surfaces may be provided between the first outer spherical surface and the second outer spherical surface.
(請求項4)また、前記第1内球面と前記第2内球面の間には、それら両内球面を接続する円錐状の第2接続面が設けられているようにしてもよい。 (Claim 4) Moreover, you may make it provide the conical 2nd connection surface which connects both these internal spherical surfaces between the said 1st internal spherical surface and the said 2nd internal spherical surface.
(請求項5)また、前記等速ジョイントの軸方向断面において、前記外輪と前記内輪にジョイント作動角が付与されていない状態で、前記第1外球面と前記第1接続面が交わる交点Iaと前記第1外球面の球面中心P1とを通る直線L3と、前記第1内球面と前記第2接続面が交わる交点Caと前記第1内球面の球面中心P1とを通る直線L4とがなす角度をθ1とし、前記外輪と前記内輪の最大ジョイント作動角をθjmとしたときに、θ1>θjm/2の関係を満足しているようにしてもよい。 (Claim 5) Further, in the axial cross section of the constant velocity joint, an intersection Ia where the first outer spherical surface and the first connecting surface intersect with each other in a state where no joint operating angle is given to the outer ring and the inner ring. An angle formed by a straight line L3 passing through the spherical center P1 of the first outer spherical surface, an intersection point Ca where the first inner spherical surface and the second connecting surface intersect, and a straight line L4 passing through the spherical center P1 of the first inner spherical surface. Is θ1, and the maximum joint operating angle between the outer ring and the inner ring is θjm, the relationship θ1> θjm / 2 may be satisfied.
(請求項6)また、前記等速ジョイントの軸方向断面において、前記外輪と前記内輪にジョイント作動角が付与されていない状態で、前記第2外球面と前記第1接続面が交わる交点Ibと前記第2外球面の球面中心P1とを通る直線L5と、前記第2内球面と前記第2接続面が交わる交点Cbと前記第2内球面の球面中心P1とを通る直線L6とがなす角度をθ2とし、前記外輪と前記内輪の最大ジョイント作動角をθjmとしたときに、θ2>θjm/2の関係を満足しているようにしてもよい。 (Claim 6) Further, in the axial section of the constant velocity joint, an intersection Ib where the second outer spherical surface and the first connection surface intersect with each other in a state where no joint operating angle is given to the outer ring and the inner ring. An angle formed by a straight line L5 passing through the spherical center P1 of the second outer spherical surface, an intersection Cb where the second inner spherical surface and the second connection surface intersect, and a straight line L6 passing through the spherical center P1 of the second inner spherical surface. Where θ2 is θ2 and the maximum joint operating angle between the outer ring and the inner ring is θjm, the relationship θ2> θjm / 2 may be satisfied.
(請求項1)本発明によれば、内輪の凸球面状外周面は、球面中心が同一でそれぞれ半径の異なる第1外球面および第2外球面を有し、第1外球面は、内輪の外輪開口側に配置され、第2外球面は、第1外球面の半径よりも大きい半径を有して内輪の外輪奥側に配置され、保持器の凹球面状内周面は、球面中心が同一でそれぞれ半径の異なる第1内球面および第2内球面を有し、第1内球面は、保持器の外輪開口側に配置され、第2内球面は、第1内球面の半径よりも大きい半径を有して保持器の外輪奥側に配置されている。そのため、外輪と内輪にジョイント作動角が付与された際には、内輪ボール溝の外輪奥側でのボールの接触楕円のはみ出しを防止することができる。これにより、内輪ボール溝のエッジ応力の増大を回避することができるので、ジョイントのサイズアップをすることなく、ジョイントの寿命低下を回避することができる。 (Claim 1) According to the present invention, the convex spherical outer peripheral surface of the inner ring has the first outer spherical surface and the second outer spherical surface having the same spherical center and different radii, respectively. Arranged on the outer ring opening side, the second outer spherical surface has a radius larger than the radius of the first outer spherical surface and is arranged on the outer ring inner side of the inner ring, and the concave spherical inner circumferential surface of the cage has a spherical center at the center. The first inner spherical surface and the second inner spherical surface are the same and have different radii, and the first inner spherical surface is disposed on the outer ring opening side of the cage, and the second inner spherical surface is larger than the radius of the first inner spherical surface. It has a radius and is arranged on the outer ring inner side of the cage. Therefore, when the joint operating angle is given to the outer ring and the inner ring, the contact ellipse of the ball on the inner ring ball groove on the inner ring inner side can be prevented from protruding. As a result, an increase in the edge stress of the inner ring ball groove can be avoided, so that a decrease in the life of the joint can be avoided without increasing the size of the joint.
(請求項2)また、第1外球面は、内輪回転軸と垂直方向において内輪の最大外径部とされていることにより、保持器と内輪を組み付ける際に、保持器内に内輪を確実に挿入することができる。 (Claim 2) Since the first outer spherical surface is the maximum outer diameter portion of the inner ring in the direction perpendicular to the inner ring rotating shaft, the inner ring can be securely inserted into the cage when the cage and the inner ring are assembled. Can be inserted.
(請求項3)また、第1外球面と第2外球面の間には、それら両外球面を接続する円筒状の第1接続面が設けられていることにより、外輪と内輪にジョイント作動角が付与されたときに、内輪と保持器の干渉をより確実に防止することができる。 (Claim 3) In addition, a cylindrical first connection surface for connecting both the outer spherical surfaces is provided between the first outer spherical surface and the second outer spherical surface, so that the joint operating angle is provided between the outer ring and the inner ring. When is provided, the interference between the inner ring and the cage can be more reliably prevented.
(請求項4)また、第1内球面と第2内球面の間には、それら両内球面を接続する円錐状の第2接続面が設けられていることにより、外輪と内輪にジョイント作動角が付与されたときに、内輪と保持器の干渉をより確実に防止することができる。 (Claim 4) In addition, a conical second connecting surface for connecting the inner spherical surfaces is provided between the first inner spherical surface and the second inner spherical surface, so that the joint operating angle is provided between the outer ring and the inner ring. When is provided, the interference between the inner ring and the cage can be more reliably prevented.
(請求項5)また、等速ジョイントの軸方向断面において、外輪と内輪にジョイント作動角が付与されていない状態で、第1外球面と第1接続面が交わる交点Iaと第1外球面の球面中心P1とを通る直線L3と、第1内球面と第2接続面が交わる交点Caと第1内球面の球面中心P1とを通る直線L4とがなす角度をθ1とし、外輪と内輪の最大ジョイント作動角をθjmとしたときに、θ1>θjm/2の関係を満足していることにより、外輪と内輪にジョイント作動角が付与されたときに、内輪と保持器の干渉をより確実に防止することができる。 (Claim 5) Further, in the axial cross section of the constant velocity joint, the intersection of the first outer spherical surface and the first outer spherical surface intersects with the first outer spherical surface and the first connecting surface in a state where no joint operating angle is given to the outer ring and the inner ring. An angle formed by a straight line L3 passing through the spherical center P1, an intersection Ca where the first inner spherical surface and the second connecting surface intersect, and a straight line L4 passing through the spherical center P1 of the first inner spherical surface is θ1, and the maximum of the outer ring and the inner ring is obtained. By satisfying the relationship of θ1> θjm / 2 when the joint operating angle is θjm, when the joint operating angle is given to the outer ring and the inner ring, interference between the inner ring and the cage is more reliably prevented. can do.
(請求項6)また、等速ジョイントの軸方向断面において、外輪と内輪にジョイント作動角が付与されていない状態で、第2外球面と第1接続面が交わる交点Ibと第2外球面の球面中心P1とを通る直線L5と、第2内球面と第2接続面が交わる交点Cbと第2内球面の球面中心P1とを通る直線L6とがなす角度をθ2とし、外輪と内輪の最大ジョイント作動角をθjmとしたときに、θ2>θjm/2の関係を満足していることにより、外輪と内輪にジョイント作動角が付与されたときに、内輪と保持器の干渉をより確実に防止することができる。 (Claim 6) Further, in the axial cross section of the constant velocity joint, the intersection point Ib where the second outer spherical surface and the first connection surface intersect with the second outer spherical surface when the joint operating angle is not given to the outer ring and the inner ring. An angle formed by a straight line L5 passing through the spherical center P1, an intersection Cb where the second inner spherical surface and the second connecting surface intersect, and a straight line L6 passing through the spherical center P1 of the second inner spherical surface is θ2, and the maximum of the outer ring and the inner ring is obtained. By satisfying the relationship of θ2> θjm / 2 when the joint operating angle is θjm, when the joint operating angle is given to the outer ring and the inner ring, the interference between the inner ring and the cage is more reliably prevented. can do.
以下、本発明のダブルオフセット型等速ジョイントを具体化した実施形態について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, an embodiment in which a double offset constant velocity joint of the present invention is embodied will be described with reference to the drawings.
本実施形態のダブルオフセット型等速ジョイント10(以下、単に「等速ジョイント」と称す。)について図1〜図5を参照して説明する。なお、以下の説明において、外輪20の開口側(外輪開口側)とは、図1の右側を意味し、外輪20の奥側(外輪奥側あるいは反開口側)とは、図1の左側を意味する。 A double offset constant velocity joint 10 (hereinafter, simply referred to as “constant velocity joint”) of the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the following description, the opening side of the outer ring 20 (outer ring opening side) means the right side of FIG. 1, and the inner side of the outer ring 20 (outer ring inner side or opposite opening side) is the left side of FIG. means.
本実施形態の等速ジョイント10は、図1に示すように、車両においてエンジンからデファレンシャル装置へ動力を伝達するためのプロペラシャフトに使用されるジョイント中心移動式ボール型等速ジョイントである。そのため、この等速ジョイント10の最大ジョイント作動角θjmは、車両走行時において5°程度であり、ドライブシャフトなどに使用されるジョイント中心固定式ボール型等速ジョイントの40°以上のものに比べはるかに小さい。この等速ジョイント10は、複数の外輪ボール溝23を有する外輪20と、複数の内輪ボール溝32を有する内輪30と、複数のボール40と、保持器50と、から構成されている。以下、各構成部品について詳細に説明する。
As shown in FIG. 1, the constant velocity joint 10 of the present embodiment is a joint center moving ball type constant velocity joint used for a propeller shaft for transmitting power from an engine to a differential device in a vehicle. For this reason, the maximum joint operating angle θjm of the constant velocity joint 10 is about 5 ° when the vehicle is traveling, which is far more than that of a joint center fixed ball type constant velocity joint used for a drive shaft or the like of 40 ° or more. Small. The constant velocity joint 10 includes an
外輪20は、図1の右側に開口部を有する有底円筒状に形成されている。この外輪20の底部の外方(図1の左側)には、連結軸21が外輪軸方向に延びるように一体形成されている。この連結軸21は、他の動力伝達軸に連結される。外輪20の内周面22は、軸方向にストレート状に形成されている。外輪20の内周面22には、外輪軸直交方向断面がほぼ円弧凹状の複数の外輪ボール溝23が、外輪軸線L1とほぼ平行に延びるようにストレート状に形成されている。これら複数(本実施形態では6本)の外輪ボール溝23は、径方向に切断した断面で見た場合に、周方向に等間隔(本実施形態においては60°間隔)に形成されている。
The
内輪30は、環状に形成され、外輪20の内側に配置されている。この内輪30の外周面31は、凸球面状に形成されている。具体的には、内輪30の外周面31は、球面中心が同一でそれぞれ半径の異なる第1外球面31aおよび第2外球面31bを有する。即ち、第1外球面31aおよび第2外球面31bは、外輪軸線L1と内輪軸線L2との交点(ジョイント中心)Oから軸方向一方側(外輪開口側)に所定距離オフセットした点P1を曲率中心として描かれる球面の一部により形成されており、内輪軸方向に切断した断面で見た場合に、凸状の部分球面状に形成されている。なお、図1は、外輪20と内輪30にジョイント作動角θjが付与されていない状態(θj=0°の状態)を示しているため、外輪軸線L1と内輪軸線L2が同一になっている。
The
この場合、図1および図2に示すように、第1外球面31aは、点P1を中心とする半径R1の球面により形成され、内輪30の外輪開口側(ジョイント中心Oを基準として点P1側、あるいは動力伝達軸36が突出している側)に配置されている。一方、第2外球面31bは、第1外球面31aの半径R1よりも大きい半径R2の球面により形成され、内輪30の外輪奥側(ジョイント中心Oを基準として点P2側、あるいは動力伝達軸36が突出していない側)に配置されている。これにより、第2外球面31bが設けられた部位には、点P1を基準にして第1外球面31aよりも径方向外方に盛り上がった外方盛り上げ部34が設けられている。
In this case, as shown in FIGS. 1 and 2, the first outer
このように第2外球面31b(外方盛り上げ部34)が設けられていることによって、内輪ボール溝32の溝深さが浅い側(外輪奥側)の溝深さが外方盛り上げ部34の厚み分だけ深くされている。これにより、内輪ボール溝32の外輪奥側の端部付近に転動したボール40と内輪ボール溝32との楕円形状の接触面(接触楕円M1)が内輪ボール溝32からはみ出さないようにされている(図3参照)。なお、接触楕円M1は、内輪ボール溝32上を内輪軸線L2と平行方向に移動する。
By providing the second outer
そして、第1外球面31aと第2外球面31bの間には、それら第1外球面31aと第2外球面31bとを接続する円筒状の第1接続面31cが設けられている。この第1接続面31cは、接触楕円M1が内輪軸線L2と平行方向に移動することから、軸方向両端の径寸法がほぼ同じにされている。なお、第1外球面31aおよび第2外球面31bは、保持器50の内周面と摺接するため、通常、研磨処理が施されるが、第1接続面31cは保持器50の内周面と摺接しないので研磨処理を省略することができる。
A cylindrical
内輪30の外周面31には、内輪軸線L2と直交方向の断面形状がほぼ円弧凹状で内輪軸線L2方向に延びる複数の内輪ボール溝32が形成されている。これら複数(本実施形態では6本)の内輪ボール溝32は、径方向に切断した断面で見た場合に、周方向に等間隔(本実施形態では60度間隔)に、且つ、外輪20に形成される外輪ボール溝23と同数形成されている。つまり、それぞれの内輪ボール溝32が、外輪20のそれぞれの外輪ボール溝23に対向するように位置する。
A plurality of inner
内輪ボール溝32の溝底32aは、内輪軸線L2とほぼ平行な状態に形成されている。また、周方向に隣り合う二つの内輪ボール溝32,32の間には、内輪ボール溝32の溝底32aから外周面31までの内輪ボール溝32の深さに相当する分だけ径方向外方に突出する突部33がそれぞれ形成されている。
The
内輪30の内周面には、内輪軸方向に延びる内周スプライン35が形成されている。この内周スプライン35は、動力伝達軸36の先端部外周に形成された外周スプラインに嵌合(噛合)されている(図1参照)。ここで、内輪軸方向とは、内輪30の中心軸を通る方向、即ち、内輪30の回転軸方向を意味する。
An inner
複数のボール40は、それぞれ、外輪20の外輪ボール溝23と、当該外輪ボール溝23に対向する内輪30の内輪ボール溝32とに挟まれるように配置されている。そして、それぞれのボール40は、それぞれの外輪ボール溝23およびそれぞれの内輪ボール溝32に対して、転動自在で周方向(外輪軸回りまたは内輪軸回り)に係合している。従って、ボール40は、外輪20と内輪30との間でトルクを伝達する。
Each of the plurality of
保持器50は、円環状に形成され、外輪20の内周面22と内輪30の外周面31との間に配置されている。この保持器50は、外輪20の内周面22と摺接する凸球面状の外周面51を有する。この外周面51は、ジョイント中心Oから軸方向他方側(外輪奥側)に所定距離オフセットした点P2を曲率中心として描かれる球面の一部により形成されている。一方、保持器50の内周面52は、ジョイント中心Oから軸方向一方側(外輪開口側)に所定距離オフセットした前記の点P1を曲率中心として描かれる球面の一部により形成されている。この内周面52は、内輪30の凸球面状の外周面31にほぼ対応する部分球面状、即ち凹球面状に形成されている。
The
なお、点P1のジョイント中心Oからのオフセット距離と点P2のジョイント中心Oからのオフセット距離は同じである。即ち、凸球面状の外周面51の球面中心(点P2)と凹球面状の内周面52の球面中心(点P1)は、ジョイント中心Oから互いに軸方向反対側に等距離オフセットされている。
The offset distance from the joint center O of the point P1 is the same as the offset distance from the joint center O of the point P2. That is, the spherical center (point P2) of the convex spherical outer
保持器50の内周面52は、球面中心(点P1)が同一でそれぞれ半径の異なる第1内球面52aおよび第2内球面52bを有する。即ち、第1内球面52aおよび第2内球面52bは、ジョイント中心Oから軸方向一方側(外輪開口側)に所定距離オフセットした点P1を曲率中心として描かれる球面の一部により形成されており、内輪軸方向に切断した断面で見た場合に、凹状の部分球面状に形成されている。
The inner
この場合、第1内球面52aは、点P1を中心とする半径R1の球面により形成され、保持器50の外輪開口側に配置されている。一方、第2内球面52bは、第1内球面52aの半径R1よりも大きい半径R2の球面により形成され、保持器50の外輪奥側に配置されている。これにより、第2内球面52bが設けられた部位には、点P1を基準にして第1内球面52aよりも径方向外方に凹んだ凹部55が設けられている。この凹部55は、内輪30の外周面31に設けられた第2外球面31bを含む外方盛り上げ部34との干渉を回避するように設けられている。
In this case, the first inner
そして、第1内球面52aと第2内球面52bの間には、それら第1内球面52aと第2内球面52bとを接続する円錐状の第2接続面52cが設けられている。この第2接続面52cは、第1内球面52a側の径よりも第2内球面52b側の径が大きくされたテーパ面で形成されている。第2接続面52cとこれに対向する第1接続面31cおよび第1外球面31aとの間には、所定の空間部が形成されている。
A conical
保持器50は、周方向に等間隔に配置された複数の窓部53を有する。窓部53は、保持器50の厚さ方向に貫通するほぼ矩形の貫通孔であり、ボール40と同数(本実施形態では6個)形成されている。そして、それぞれの窓部53には、外輪ボール溝23および内輪ボール溝32に配置されたボール40が1つずつ収容されている。それぞれの窓部53の4箇所の角部には、円弧凹状Rが設けられている。これにより、隣り合う窓部53の間に位置するそれぞれの柱部54の強度向上が図られている。なお、この保持器50は、柱部54の外輪開口側の付け根付近が応力集中による最弱部となる。
The
上記のように形成された保持器50と内輪30は、次のような関係を有する。即ち、図2に示すように、等速ジョイント10の軸方向断面において、外輪20と内輪30にジョイント作動角が付与されていない状態で、第1外球面31aと第1接続面31cが交わる交点Iaと第1外球面31aの球面中心(点P1)とを通る直線L3と、第1内球面52aと第2接続面52cが交わる交点Caと第1内球面52aの球面中心(点P1)とを通る直線L4とがなす角度をθ1とし、等速ジョイント10の最大ジョイント作動角をθjmとしたときに、θ1>θjm/2の関係を満足している。具体的には、本実施形態の場合、最大ジョイント作動角θjmは約15°であるので、角度θ1は7.5°よりも大きい値に設定される。
The
また、図2に示すように、外輪20と内輪30にジョイント作動角が付与されていない状態で、第2外球面31bと第1接続面31cが交わる交点Ibと第2外球面31bの球面中心(点P1)とを通る直線L5と、第2内球面52bと第2接続面52cが交わる交点Cbと第2内球面52bの球面中心(点P1)とを通る直線L6とがなす角度をθ2とし、等速ジョイント10の最大ジョイント作動角をθjmとしたときに、θ2>θjm/2の関係を満足している。具体的には、最大ジョイント作動角θjmは15°であるので、角度θ2は7.5°よりも大きい値に設定される。
Further, as shown in FIG. 2, the spherical center of the intersection point Ib and the second outer
上記の二つの関係を満足していることによって、等速ジョイント10が最大ジョイント作動角θjmをとった時でも、内輪30のIaおよびIbの部位と保持器50のCaおよびCbの部位とが干渉しないようにされている。
By satisfying the above two relations, even when the constant velocity joint 10 takes the maximum joint operating angle θjm, the Ia and Ib portions of the
次に、本実施形態の等速ジョイント10の作用について図3〜図5を参照して説明する。図3は、等速ジョイントがジョイント作動角θjをとった状態の内輪と保持器の構成を示す部分断面図である。図4は、図3のA部を拡大して示す拡大図である。図5は、図3のB−B線矢視断面図である。なお、図3において、L7は保持器50の軸線である。
Next, the operation of the constant velocity joint 10 of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the inner ring and the cage in a state where the constant velocity joint has a joint operating angle θj. FIG. 4 is an enlarged view showing a portion A of FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. In FIG. 3, L7 is the axis of the
本実施形態の等速ジョイント10は、外輪20と内輪30にジョイント作動角θjが付与されると、各外輪ボール溝23および内輪ボール溝32に配置されたボール40は当該ボール溝23,32を転動する。そして、図3〜図5に示すように、内輪ボール溝32の溝深さが浅い側(外輪奥側)にボール40が転動した際には、内輪30の外周面31に第2外球面31bおよび外方盛り上げ部34が設けられていることによって内輪ボール溝32の溝深さが深くされているので、ボール40の接触楕円M1の内輪ボール溝32からのはみ出しが確実に防止される。これにより、内輪ボール溝32のエッジ応力の増大が回避されるので、ジョイントのサイズアップをすることなく、等速ジョイント10の寿命低下を回避することが可能となる。
In the constant velocity joint 10 of the present embodiment, when a joint operating angle θj is given to the
以上のように、本実施形態の等速ジョイント10によれば、内輪30の外周面31は、球面中心(点P1)が同一でそれぞれ半径の異なる第1外球面31aおよび第2外球面31bを有し、第1外球面31aは、内輪30の外輪開口側に配置され、第2外球面31bは、第1外球面31aの半径R1よりも大きい半径R2を有して内輪30の外輪奥側に配置され、保持器50の凹球面状内周面52は、球面中心(点P1)が同一でそれぞれ半径の異なる第1内球面52aおよび第2内球面52bを有し、第1内球面52aは、保持器50の外輪開口側に配置され、第2内球面52bは、第1内球面52aの半径よりも大きい半径を有して保持器50の外輪奥側に配置されている。そのため、外輪20と内輪30にジョイント作動角θjが付与された際にも、内輪ボール溝32の外輪奥側でのボール50の接触楕円M1のはみ出しを防止することができる。これにより、内輪ボール溝32のエッジ応力の増大を回避することができるので、ジョイントのサイズアップをすることなく、等速ジョイント10の寿命低下を回避することができる。
As described above, according to the constant velocity joint 10 of the present embodiment, the outer
また、本実施形態では、第1外球面31aと第2外球面31bの間には、それら両外球面31a,31bを接続する円筒状の第1接続面31cが設けられている。そのため、外輪20と内輪30にジョイント作動角θjが付与されたときに、内輪30と保持器50の干渉をより確実に防止することができる。また、第1内球面52aと第2内球面52bの間には、それら両内球面52a,52bを接続する円筒状の第2接続面52cが設けられているので、これによっても内輪30と保持器50の干渉をより確実に防止することができる。
In the present embodiment, a cylindrical
さらに、本実施形態の第1接続面31cは、第2外球面31b側の径よりも第1外球面31a側の径が大きくされたテーパ面で形成されているので、接触楕円M1の内輪ボール溝32からのはみ出しをより確実に防止することができる。
Furthermore, since the
また、本実施形態では、θ1>θjm/2の関係、および、θ2>θjm/2の関係を満足しているので、外輪20と内輪30に最大ジョイント作動角θjmが付与された時にも、内輪302と保持器50の干渉をより確実に防止することができる。
Further, in the present embodiment, since the relationship of θ1> θjm / 2 and the relationship of θ2> θjm / 2 are satisfied, even when the maximum joint operation angle θjm is given to the
そして、本実施形態では、第1外球面31aは、内輪回転軸と垂直方向において内輪30の最大外径部とされているので、保持器50と内輪30を組み付ける際に、保持器50内に内輪30を確実に挿入することができる。
In the present embodiment, the first outer
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更することが可能である。例えば、上記実施形態の外輪20は、軸方向一端側に開口部を有する有底筒状に形成されたものであるが、軸方向両端に開口部を有する筒状に形成されたものに対して、一方の開口部にプレートなどの底部となる仕切り部材を後から組み付けたものも、本発明における有底筒状の外輪に含まれる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the
10:ボール型等速ジョイント、 20:外輪、 21:連結軸、 22:内周面、 23:外輪ボール溝、 30:内輪、 31:外周面、 31a:第1外球面、 31b:第2外球面、 31c:第1接続面、 32:内輪ボール溝、 34:外方盛り上げ部、 40:ボール、 50:保持器、 51:外周面、 52:内周面、 52a:第1内球面、 52b:第2内球面、 52c:第2接続面、 53:窓部、 54:柱部、 55:凹部、 L1:外輪軸線、 L2:内輪軸線、 L3〜L6:直線、 L7:保持器軸線、 O:ジョイント中心、 P1:保持器の凹球面状内周面の球面中心、 P2:保持器の凸球面状外周面の球面中心、 θ1:直線L3と直線L4とがなす角度、 θ2:直線L5と直線L6とがなす角度、 θjm:最大ジョイント作動角。 10: Ball type constant velocity joint, 20: Outer ring, 21: Connection shaft, 22: Inner peripheral surface, 23: Outer ring ball groove, 30: Inner ring, 31: Outer peripheral surface, 31a: First outer spherical surface, 31b: Second outer Spherical surface, 31c: first connecting surface, 32: inner ring ball groove, 34: outer raised portion, 40: ball, 50: cage, 51: outer peripheral surface, 52: inner peripheral surface, 52a: first inner spherical surface, 52b : Second inner spherical surface, 52c: second connecting surface, 53: window portion, 54: column portion, 55: recessed portion, L1: outer ring axis, L2: inner ring axis, L3 to L6: straight line, L7: cage axis, O : Joint center, P1: spherical center of concave spherical inner peripheral surface of cage, P2: spherical center of convex spherical outer circumferential surface of cage, θ1: angle formed by straight line L3 and straight line L4, θ2: straight line L5 Angle formed by the straight line L6, θjm: maximum Yointo operating angle.
Claims (6)
前記外輪の内側に配置され凸球面状外周面に軸方向に延びる複数の内輪ボール溝を有する内輪と、
前記外輪ボール溝および前記内輪ボール溝を転動し、前記外輪と前記内輪との間でトルクを伝達する複数のボールと、
前記外輪と前記内輪との間に配置され前記ボールをそれぞれ収容する複数の窓部を有する保持器と、を備え、
前記保持器の凸球面状外周面の球面中心と凹球面状内周面の球面中心がジョイント中心から互いに軸方向反対側に等距離オフセットされているダブルオフセット型等速ジョイントにおいて、
前記内輪の前記凸球面状外周面は、球面中心が同一でそれぞれ半径の異なる第1外球面および第2外球面を有し、
前記第1外球面は、前記内輪の外輪開口側に配置され、
前記第2外球面は、前記第1外球面の半径よりも大きい半径を有して前記内輪の外輪奥側に配置され、
前記保持器の前記凹球面状内周面は、球面中心が同一でそれぞれ半径の異なる第1内球面および第2内球面を有し、
前記第1内球面は、前記保持器の外輪開口側に配置され、
前記第2内球面は、前記第1内球面の半径よりも大きい半径を有して前記保持器の外輪奥側に配置されている、ダブルオフセット型等速ジョイント。 An outer ring having a plurality of outer ring ball grooves formed in a bottomed cylindrical shape having an opening on one end side in the axial direction and extending in the axial direction on the inner peripheral surface;
An inner ring disposed inside the outer ring and having a plurality of inner ring ball grooves extending axially on a convex spherical outer peripheral surface;
A plurality of balls that roll on the outer ring ball groove and the inner ring ball groove and transmit torque between the outer ring and the inner ring;
A cage having a plurality of windows disposed between the outer ring and the inner ring and respectively accommodating the balls;
In the double offset type constant velocity joint in which the spherical center of the convex spherical outer peripheral surface of the cage and the spherical center of the concave spherical inner peripheral surface are offset equidistant from each other in the axial direction from the joint center,
The convex spherical outer peripheral surface of the inner ring has a first outer spherical surface and a second outer spherical surface having the same spherical center and different radii,
The first outer spherical surface is disposed on the outer ring opening side of the inner ring,
The second outer spherical surface has a radius larger than the radius of the first outer spherical surface and is disposed on the outer ring inner side of the inner ring,
The concave spherical inner peripheral surface of the cage has a first inner spherical surface and a second inner spherical surface having the same spherical center and different radii,
The first inner spherical surface is disposed on the outer ring opening side of the cage,
The double offset constant velocity joint, wherein the second inner spherical surface has a radius larger than the radius of the first inner spherical surface and is disposed on the outer ring inner side of the cage.
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KR20170003758A (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-10 | 현대위아 주식회사 | Vibration reduction type constant velocity joint |
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