JP2017048880A - Constant velocity universal joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、等速自在継手に関し、特に、産業機械(鉄鋼、製紙、又は建設機械等)の駆動装置における動力伝達機構(回転伝達部)に用いられる等速自在継手に関する。 The present invention relates to a constant velocity universal joint, and more particularly, to a constant velocity universal joint used for a power transmission mechanism (rotation transmission unit) in a drive device of an industrial machine (steel, paper, or construction machine).
図14と図15は産業機械の駆動装置における動力伝達機構に用いられる等速自在継手の一例を示し、この等速自在継手は、内径面1にトラック溝2を有する外側継手部材3と、外径面4にトラック溝5を有する内側継手部材6と、外側継手部材3のトラック溝2と内側継手部材6のトラック溝5との間に介在してトルクを伝達する複数のボール7と、外側継手部材3の内径面1と内側継手部材6の外径面4との間に介在してボール7を保持するケージ9とを備える。ケージ9の外周面9aの曲率中心O1と内周面9bの曲率中心O2とが、継手の角度中心Oに対し、軸方向に逆方向にオフセットしている。
14 and 15 show an example of a constant velocity universal joint used for a power transmission mechanism in a drive device of an industrial machine. This constant velocity universal joint includes an
また、外側継手部材3はフランジ部材10に固着される。すなわち、フランジ部材10は、短円筒部10aと、この短円筒部10aの一方の開口部に連設される外鍔部10bとからなる。また、外側継手部材3のフランジ部材側の端部に嵌合用切欠部3aが設けられ、この嵌合用切欠部3aにフランジ部材10の短円筒部10aの反外鍔部側の外径側端部が嵌合し、この状態で、溶接接合にてフランジ部材10と外側継手部材3とが一体化される。なお、図14において、Sは溶接部を示している。
The outer
図16は図14と図15に示す等速自在継手をシャフト20に連結した状態を示す。シャフト20は、大径本体部20aと、小径端部20bとを有し、小径端部20bの端部には雄スプライン21が形成されている。また、内側継手部材6の軸心孔の内径面に雌スプライン22が形成され、内側継手部材6の軸心孔に雄スプライン21が嵌入されて、雄スプライン21と雌スプライン22が嵌合する。
FIG. 16 shows a state in which the constant velocity universal joint shown in FIGS. 14 and 15 is connected to the
また、シャフト20の端面には、内側継手部材6の継手奥側の端面に当接するストッパ23が、シャフト20の端面に螺着されるボルト部材24を介して装着されている。また、雌スプライン22の基端側には周方向凹溝が形成され、この周方向凹溝に止め輪25が装着されている。
Further, a
外側継手部材3の開口部は、密封装置30にて塞がれている。密封装置30は、ゴム材料又は樹脂材料等の可撓性材料にて構成されるブーツ31と、金属製のアダプタ32とからなる。ブーツ31は、大径部31aと、小径部31bと、大径部31aと小径部31bとを連結する断面略U字形の屈曲部31cとを備える。
The opening of the
アダプタ32は、外側継手部材3の開口端部に装着される装着部32aと、この装着部32aから他方の継手側に伸びる短円筒部32bとからなる。装着部32aは嵌合凹部33が設けられ、この嵌合凹部33に外側継手部材3の開口部が嵌合する。そして、外側継手部材3に螺着するボルト部材34を介してこのアダプタ32が外側継手部材3に取り付けられる。短円筒部32bに、ブーツ31の大径部31aが外嵌され、この大径部31aにブーツバンド35を締め付ける。これによって、アダプタ32とブーツ31とが固着される。また、ブーツ31の小径部31bがシャフト20のブーツ装着部36に外嵌され、この小径部31bにブーツバンド35を締め付ける。これによって、シャフト20とブーツ31とが固着される。
The
フランジ部材10には、図示省略の装置固定用軸部材に連結される。すなわち、装置固定用軸部材のフランジ部とこのフランジ部材10とが、固着具(ボルト・ナット結合)36を介して連結される。
The
図14等に示すような等速自在継手(摺動型等速自在継手)を、産業機械の駆動装置として回転伝達部に適用した際に、駆動時に設備周辺部材の過負荷により過大トルクが発生し、継手や周辺部材が破損する場合がある。 When a constant velocity universal joint (sliding type constant velocity universal joint) as shown in FIG. 14 is applied to a rotation transmission part as a drive device for an industrial machine, excessive torque is generated due to overloading of equipment peripheral members during driving. In addition, the joints and peripheral members may be damaged.
すなわち、産業機械用の等速自在継手は、図17に示すように、稼動中の多くの時間(図17のA〜D部)はほぼ一定のトルクで回転しているが、駆動時に設備周辺部材の過負荷により過大トルクが発生し、継手や周辺部材が破損する場合がある。図17では、過大トルクは、A部の前、A部とB部との間、B部とC部との間、及びC部とD部との間において過大トルクが発生している。 That is, as shown in FIG. 17, the constant velocity universal joint for an industrial machine rotates with a substantially constant torque for many hours during operation (A to D in FIG. 17). Excessive torque is generated due to overloading of the member, and the joint and peripheral members may be damaged. In FIG. 17, excessive torque is generated in front of the A part, between the A part and the B part, between the B part and the C part, and between the C part and the D part.
そこで、従来には、非特許文献1に記載のように、圧延機に用いるロール駆動用等速自在継手において、瞬間的な過大トルクの発生した場合に等速自在継手に作用するトルク伝達を瞬時に開放するために、トルクリミッタを用いたものがある。この非特許文献1には、シャーピン式トルクリミッタおよび油圧拡張式トルクリミッタが開示されている。
Therefore, conventionally, as described in Non-Patent
シャーピン式トルクリミッタは、ピン(金属材料)のせん断によりトルク開放を行うものである。油圧拡張式トルクリミッタは、油圧拡張室を設けた円筒穴フランジと円筒軸フランジを結合させ、その両端を軸受で支持するものである。すなわち、油圧拡張室へ油を封入および開放することにより、円筒穴フランジと円筒軸フランジの接触面の静摩擦力を変化させて伝達トルクを制御するものである。 The shear pin type torque limiter performs torque release by shearing a pin (metal material). The hydraulic expansion type torque limiter combines a cylindrical hole flange provided with a hydraulic expansion chamber and a cylindrical shaft flange, and supports both ends thereof with bearings. That is, by enclosing and releasing oil in the hydraulic expansion chamber, the transmission torque is controlled by changing the static frictional force of the contact surface between the cylindrical hole flange and the cylindrical shaft flange.
トルクリミッタとしては、他に、ボールクラッチ型トルクリミッタがある。このボールクラッチ型トルクリミッタは、スプリング力で穴に押し込まれ、ボールにトルクが伝達されるものである。設定値以上のトルク(過大トルク)がかかると、スプリング力に抗してボールが穴から脱出してフリー回転状態とする。 Another example of the torque limiter is a ball clutch type torque limiter. This ball clutch type torque limiter is pushed into a hole by a spring force, and torque is transmitted to the ball. When a torque exceeding the set value (excessive torque) is applied, the ball escapes from the hole against the spring force and enters a free rotation state.
シャーピン式トルクリミッタでは、せん断破壊は材料強度に支配されるため、作動時のせん断トルクのばらつきは大きい。また、メンテナンス面では,丸棒の応力集中部に金属疲労が蓄積されるので、定期的なシャーピンの交換が必要である。さらに作動後の復旧時にはシャーピン組込み部の手入れなどが必要でありメンテナンスに多大な時間を要する。 In a shear pin type torque limiter, since shear fracture is governed by material strength, there is a large variation in shear torque during operation. In terms of maintenance, metal fatigue accumulates in the stress concentration part of the round bar, so periodic shear pin replacement is necessary. In addition, when the machine is restored after operation, it is necessary to take care of the shear pin built-in portion, etc., which requires a lot of time for maintenance.
油圧拡張式トルクリミッタは、シャーピン式トルクリミッタに比べメンテナンス性に優れるが、継手以外の部材に円筒穴フランジと円筒軸フランジを設け油圧管理する制御装置が必要のため構造が複雑になり、継手寸法及び重量が増加する上、大幅なコストアップに繋がる。 The hydraulic expansion type torque limiter is more maintainable than the shear pin type torque limiter, but the structure becomes complicated due to the need for a control device that manages the hydraulic pressure by providing a cylindrical hole flange and a cylindrical shaft flange in a member other than the joint. In addition, the weight is increased and the cost is significantly increased.
ボールクラッチ型トルクレリーサは、トルク伝達部位であるボールと凹部との接触位置によってトルク開放する値が大きく変動するため、過負荷時にトルク開放する設定値を管理しにくい。また、シャーピン式トルクリミッタ同様、過大トルクが発生した際に回転部材が空転するため回転部材を軸受で支持する必要があり、継手寸法及び重量が増加する。 In the ball clutch type torque releaser, the value for releasing the torque varies greatly depending on the contact position between the ball, which is the torque transmission part, and the recess, and thus it is difficult to manage the set value for releasing the torque when overloaded. Further, like the shear pin type torque limiter, when the excessive torque is generated, the rotating member idles, so that the rotating member needs to be supported by the bearing, and the joint size and weight increase.
そこで、本発明は、過大トルクが発生した際にはトルク開放状態になって、継手自体や周辺部材の破損を未然に防止しながら、継手寸法や重量の増加を抑え、メンテナンスや復旧作業を改善することが可能な等速自在継手を提供する。 Therefore, the present invention enters a torque release state when excessive torque is generated, and prevents damage to the joint itself and peripheral members, while suppressing increase in joint dimensions and weight, and improving maintenance and recovery work. Provided is a constant velocity universal joint that can be used.
本発明の等速自在継手は、内径面にトラック溝を有する外側継手部材と、外径面にトラック溝を有する内側継手部材と、外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する転動体としての複数のボールと、外側継手部材の内径面と内側継手部材の外径面との間に介在してボールを保持するケージとを備えた等速自在継手であって、前記外側継手部材は装置側部材に連結されるフランジ部材に装着されるとともに過大トルク発生時に、外側継手部材と前記フランジ部材との間のトルクを開放するトルクリミッタを有し、このトルクリミッタが、前記フランジ部材に設けられた凹部に、先端部が挿脱可能なプランジャーと、プランジャーを押圧してその先端部を前記凹部に対して嵌入して係合させるバネ部材とを有するものである。 The constant velocity universal joint of the present invention includes an outer joint member having a track groove on the inner diameter surface, an inner joint member having a track groove on the outer diameter surface, and a track groove of the outer joint member and a track groove of the inner joint member. Constant velocity freely including a plurality of balls as rolling elements that transmit torque by being interposed between them and a cage that holds the balls interposed between the inner diameter surface of the outer joint member and the outer diameter surface of the inner joint member A joint, wherein the outer joint member is attached to a flange member connected to the apparatus side member, and has a torque limiter that releases torque between the outer joint member and the flange member when excessive torque is generated, The torque limiter includes a plunger in which a tip portion can be inserted into and removed from a recess provided in the flange member, and a spring portion that presses the plunger to engage the tip portion with the recess. And it has a door.
本発明の等速自在継手では、トルク伝達経路が、転動体としてのボール→内周側部材→→外周側部材→トルクリミッタ→フランジ部材で行われる。この際、過大トルク(予め設定される値であり、等速自在継手自体やこの等速自在継手の周辺部材が破損するおそれがあるトルク)が発生するとバネ部材の反力に抗してプランジャーが凹部から脱出し、外側継手部材・転動体(ボール)・ケージ・内側継手部材が空転し、トルク開放する。 In the constant velocity universal joint of the present invention, the torque transmission path is performed by the ball as the rolling element → the inner peripheral member →→ the outer peripheral member → the torque limiter → the flange member. At this time, if excessive torque (a preset value and torque that may damage the constant velocity universal joint itself or its peripheral members) is generated, the plunger is resisted against the reaction force of the spring member. Escapes from the recess, causing the outer joint member, rolling element (ball), cage, and inner joint member to idle and release torque.
前記バネ部材の押圧力、プランジャーの先端部形状、配設されるトルクリミッタの数に基づいてトルク開放する値が制御されるものが好ましい。 It is preferable that the torque release value is controlled based on the pressing force of the spring member, the shape of the tip of the plunger, and the number of torque limiters provided.
前記トルクリミッタのバネ部材は、過大トルクの非負荷状態で、プランジャーの先端部が凹部に係合する状態に自動復帰する押圧力を有するのが好ましい。 It is preferable that the spring member of the torque limiter has a pressing force that automatically returns to a state in which the distal end portion of the plunger is engaged with the concave portion in an unloaded state of excessive torque.
前記トルクリミッタのプランジャーの先端部が、円筒形状、テーパ形状、あるいは円弧形状の中から選択されるいずれかの形状であってもよい。また、プランジャーが、機械構造用炭素鋼又はクロムモリブデン鋼材にて構成され、高周波焼入焼戻又は浸炭焼入焼戻の硬化処理が施されてなるのが好ましい。さらには、前記フランジ部材の短円筒部に設けられた凹部の内面が、テーパ面形状あるいは円弧形状であるように設定できる。 The tip of the plunger of the torque limiter may have any shape selected from a cylindrical shape, a tapered shape, or an arc shape. Moreover, it is preferable that a plunger is comprised with the carbon steel for machine structure, or chromium molybdenum steel materials, and the hardening process of induction hardening tempering or carburizing hardening tempering is performed. Further, the inner surface of the concave portion provided in the short cylindrical portion of the flange member can be set so as to have a tapered surface shape or an arc shape.
少なくとも、前記フランジ部材の短円筒部に設けられた凹部の内面が、機械構造用炭素鋼又はクロムモリブデン鋼材にて構成され、高周波焼入焼戻又は浸炭焼入焼戻の硬化処理が施されてなるのが好ましい。 At least the inner surface of the recess provided in the short cylindrical portion of the flange member is made of mechanical structural carbon steel or chromium molybdenum steel material, and is subjected to induction hardening tempering or carburizing quenching tempering hardening treatment. Preferably it is.
前記外側継手部材が、円筒形状の外周側部材と、内径面にトラック溝が形成されて前記外周側部材に連設される内周側部材とを有し、前記外周側部材の外周側に前記トルクリミッタを配設したものであってもよい。 The outer joint member includes a cylindrical outer peripheral member, and an inner peripheral member that is formed with a track groove on an inner diameter surface and is connected to the outer peripheral member, and the outer joint member is disposed on the outer peripheral side of the outer peripheral member. A torque limiter may be provided.
本発明では、外周側部材の外周側にトルクリミッタを配設したので、等速自在継手自体の寸法や重量の増加を抑えることができて、等速自在継手自体や周辺部材の過大トルク発生による破損を防止できる。 In the present invention, since the torque limiter is disposed on the outer peripheral side of the outer peripheral side member, an increase in the size and weight of the constant velocity universal joint itself can be suppressed, and the constant velocity universal joint itself and the peripheral member are caused by excessive torque generation. Damage can be prevented.
トルク開放する値を制御するものでは、安定したトルク開放を行うことができ、等速自在継手自体や周辺部材の破損を有効に防止でき、耐用性に優れたものとなる。 In the case of controlling the torque release value, stable torque release can be performed, damage to the constant velocity universal joint itself and peripheral members can be effectively prevented, and the durability is excellent.
トルクリミッタのバネ部材は、過大トルクの非負荷状態で、プランジャーの先端部が凹部に係合する状態に自動復帰する押圧力を有するのが好ましい。このように、自動復帰するものでは、メンテナンスや復旧作業の時間短縮を図ることができるとともに、作業性及びコスト等の改善を図ることができる。 The spring member of the torque limiter preferably has a pressing force that automatically returns to a state in which the distal end portion of the plunger is engaged with the concave portion in an unloaded state of excessive torque. As described above, in the case of automatic return, it is possible to shorten the time for maintenance and recovery work, and it is possible to improve workability and cost.
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〜図4は本発明に係る等速自在継手を示し、この等速自在継手は、内径面51にトラック溝52を有する外側継手部材53と、外径面54にトラック溝55を有する内側継手部材56と、外側継手部材53のトラック溝52と内側継手部材56のトラック溝55との間に介在してトルクを伝達する複数のボール57と、外側継手部材53の内径面51と内側継手部材56の外径面54との間に介在してボール57を保持するケージ59とを備える。
1 to 4 show a constant velocity universal joint according to the present invention. The constant velocity universal joint includes an outer
ケージ59の外周面59aの曲率中心O1と内周面59bの曲率中心O2とが、継手の角度中心Oに対し、軸方向に逆方向にオフセットしている。すなわち、この等速自在継手は、いわゆるダブルオフセットタイプの摺動式等速自在継手である。
The center of curvature O1 of the outer
この外側継手部材53は、円筒形状の外周側部材60と、内径面51にトラック溝52が形成された内周側部材61とを有する。この場合、外周側部材60の内周側部材61側の端面の内径側に周方向切欠部62が設けられ、この周方向切欠部62に内周側部材61の外周側部材60側の外径側端部63が嵌合し、この状態で、溶接等の接合手段にて外周側部材60と内周側部材61とは接合一体化される。図1において、Sは溶接部を示している。
The outer
外側継手部材53の外周側部材60はフランジ部材65に装着される。すなわち、フランジ部材65は、短円筒部65aと、この短円筒部65aの一方の開口部に連設される外鍔部65bとからなる。短円筒部65aに外周側部材60が外嵌されている。フランジ部材65には、図示省略の装置側部材に連結される。すなわち、装置側部材のフランジ部とこのフランジ部材65とが、固着具(ボルト・ナット結合)64を介して連結される。
The outer
また、外周側部材60の外周側に同一周方向に沿って所定ピッチ(図例では、90°ピッチ)でトルクリミッタ66が配設されている。トルクリミッタ66は、図5に示すように、プランジャー67と、このプランジャー67をその先端側へ弾性的に押圧するバネ部材68とを備える。バネ部材68はケーシング69に収容される。ケーシング69は、貫通穴70が形成された上壁69cを有する筒体からなる本体部69aと、その本体部69aの下方外周部から外径側へ突出する外鍔部69bとからなる。
Further,
プランジャー67は、第1軸部67aと、この第1軸部67aに外鍔部67bを介して連設される第2軸部67cとからなる。第1軸部67aは、図6および図7に示すように、円柱形状体からなり、外鍔部67bは円盤形状体からなり、第2軸部67cは、図6および図8に示すように、角柱形状体(四角柱形状体)からなる。また、第2軸部67cは、その先端面に切欠部が形成され、先端部がテーパ形状とされている。すなわち、先端部にテーパ面71aを有するテーパ部71が形成される。このテーパ面71aのテーパ角度θとして、例えば、鋭角、すなわち0°より90°より小さい角度に設定できる。
The
そして、外側継手部材53の外周側部材60には、図5に示すように、プランジャー67の第2軸部67cが貫通する孔部72が設けられている。このため、プランジャー67は、その外鍔部67bがケーシング69の本体部69aに収容され、また、バネ部材68は、プランジャー67の第1軸部67aに外嵌された状態で、本体部69aの上壁69cとプランジャー67の外鍔部67bとの間に介在される。このため、プランジャー67はその外鍔部67bが内径側へ押圧され外側継手部材53の外周側部材60の外径面に当接することになり、第2軸部67cの先端のテーパ部71が外周側部材60の内径面よりも内径側に突出する。
And the outer
ケーシング69の外鍔部69bには貫孔73が設けられるとともに、この貫孔73に対応して、外周側部材60にねじ孔74が設けられている。このため、ケーシング69の外鍔部69bには貫孔73にボルト部材75を挿入して、ねじ孔74に螺合することによって、ケーシング69を外周側部材60に取り付けることができる。
A through
また、フランジ部材65の短円筒部65aには、図1と図2に示すように、プランジャー67の先端部、つまりテーパ部71が挿脱可能な凹部77が設けられている。この場合、図9(a)等に示すように、プランジャー67の外鍔部67bが外周側部材60の外径面に当接した状態で、プランジャー67の先端部が嵌入した状態では、プランジャー67の先端面71bが凹部77の底面77aに接触せず、かつ、図9(c)に示すように、自動復帰時(過大トルクが負荷されない初期状態では、プランジャー67のテーパ部71の反テーパ面側の端面71dが凹部77の側面77cに当接する状態となる。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the short
外周側部材60の外周面には周方向凹溝80が形成され、この周方向凹溝80に前記凹部77が形成される。この場合、図5に示すように、周方向凹溝80の幅寸法をHとし、プランジャー67のテーパ部71の幅寸法をhとした際には、H>hとする。なお、図9(a)(b)(c)に示すように、凹部77のプランジャー67のテーパ面71cに対応する側面77b及び反テーパ面に対応する側面77cの開口端にはアール部78、79が形成されている。
A
この等速自在継手において、トルク負荷時には、図9(a)に示すように、外周側部材60に対してフランジ部材65の短円筒部65aが矢印方向にズレることになる。このため、プランジャー67のテーパ部71が、凹部77の側面77bのアール部78に当接する。
In this constant velocity universal joint, when the torque is applied, the short
従って、前記のように構成された等速自在継手では、トルク伝達経路が、転動体としてのボール57→内周側部材61→外周側部材60→トルクリミッタ66のプランジャー67→フランジ部材65で行われる。このため、図17に示すような過大トルクが発生していない状態では、図9(a)に示すように、プランジャー67のテーパ部71が、凹部77の側面77cのアール部78に当接する状態を維持することができる。
Therefore, in the constant velocity universal joint configured as described above, the torque transmission path is the
しかしながら、図17に示すように、過大トルクが発生すると、プランジャー67のテーパ面71aがアール部78を摺動することになって、バネ部材68の弾性力に抗してプランジャー67を押し上げ、図9(b)に示すように、プランジャー67の先端面71bが外周側部材60の周方向凹溝80に乗り上げることになる。この状態では、外側継手部材53・転動体(ボール)57・ケージ59・内側継手部材56が空転するトルク開放状態となる。
However, as shown in FIG. 17, when an excessive torque is generated, the
トルク開放された後、プランジャー67は、周方向凹溝80によって、軸方向の作動が拘束され、運転時に、外周側部材60のフランジ部材65からの脱落を防止する。そして、凹部77とプランジャー67とが円周同位相になれば、図9(c)に示すように、プランジャー67の先端部のテーパ部71が凹部77に嵌入する初期状態に戻る。すなわち、過大トルクの負荷が解除されれば、自動復帰してトルク伝達を再開する。
After the torque is released, the
次に図10は、プランジャー67の先端部のテーパ部71として、2つのテーパ面71a、71cを有するものである。このため、図10(a)に示すように、過大でないトルク負荷状態では、プランジャー67の先端部のテーパ部71が凹部77に嵌入して、一方のテーパ面71aが凹部77の側面77bのアール部78に当接するとともに、他方のテーパ面71cが凹部77の側面77cのアール部79に当接する。なお、この状態では、プランジャー67の先端面71bは凹部77の底面77aには接触しない。
Next, FIG. 10 has two tapered
そして、過大トルクが発生した場合、プランジャー67のテーパ面71a(71c)がアール部78(79)を摺動することになって、バネ部材68の弾性力に抗してプランジャー67を押し上げ、最終的に、図10(b)に示すように、プランジャー67の先端面71bがフランジ部材65の短円筒部65aの外周面に形成される周方向凹溝80に乗り上げることなって、トルク開放状態となる。
When an excessive torque is generated, the
そして、凹部77とプランジャー67とが円周同位相になれば、図10(c)に示すように、プランジャー67の先端部のテーパ部71が凹部77に嵌入する初期状態に戻る。すなわち、過大トルクの負荷が解除されれば、自動復帰してトルク伝達を再開する。
When the
図11のプランジャー67の先端部として、一対の対向する凸曲面81a、81cを備えた先細形状部81が形成されている。この場合も、過大でないトルク負荷状態では、プランジャー67の先端部の先細形状部81が凹部77に嵌入して、一方の凸曲面81aが凹部77の側面77bのアール部78に当接するとともに、他方の凸曲面81cが凹部77の側面77cのアール部79に当接する。なお、この状態では、プランジャー67の先端面81bは凹部77の底面77aには接触しない。
As a distal end portion of the
この場合でも、過大トルクが発生した場合、プランジャー67の凸曲面81a(81c)がアール部78(79)を摺動することになって、バネ部材68の弾性力に抗してプランジャー67を押し上げ、最終的に、プランジャー67の先端面81bが外周側部材60の外周面に形成される周方向凹溝80に乗り上げることなって、トルク開放状態となる。
Even in this case, when excessive torque is generated, the convex curved surface 81a (81c) of the
凹部77とプランジャー67とが円周同位相になれば、プランジャー67の先細形状部81が凹部77に嵌入する初期状態に戻る。すなわち、過大トルクの負荷が解除されれば、自動復帰してトルク伝達を再開する。
When the
図12と図13では、プランジャー67の第2軸部67cの先端部には、テーパ部71や先細形状部81が形成されず、単に、先端角部に面取部82を形成したものである。そして、図12では、凹部77の側面77b、77cをそれぞれ傾斜面とし、凹部77の断面形状を内径側よりも外径側が拡大する台形形状としている。また、図13では、凹部77の側面77b、77cをそれぞれ凹曲面とし、先端には端面を設けない形状としている。
12 and 13, the tip portion of the
このため、図12と図13に示すものであっても、第2軸部67cの先端部の面取部82が側面77b、77cに当接して、トルク伝達可能状態となり、過大トルクが発生した場合、プランジャー67の面取部82が側面77b、77cを摺動することになって、バネ部材68の弾性力に抗してプランジャー67を押し上げ、最終的に、プランジャー67の先端面71bが外周側部材60の外周面に形成される周方向凹溝80に乗り上げることになって、トルク開放状態となる。
For this reason, even in the case shown in FIGS. 12 and 13, the chamfered
ところで、図9に示すトルク負荷方向を正回転とすれば、この図10〜図13に示すものでは、図9に示すトルク負荷方向とは逆のトルク負荷方向であっても対応することができる。すなわち、図10〜図13に示すものでは、正逆回転に対応できる。 By the way, if the torque load direction shown in FIG. 9 is assumed to be normal rotation, the one shown in FIGS. 10 to 13 can cope with a torque load direction opposite to the torque load direction shown in FIG. . That is, the one shown in FIGS. 10 to 13 can cope with forward and reverse rotation.
本発明では、外周側部材60の外周側にトルクリミッタ66を配設したので、等速自在継手自体の寸法や重量の増加を抑えることができて、等速自在継手自体や周辺部材の過大トルク発生による破損を防止できる。
In the present invention, since the
また、この等速自在継手では、前記バネ部材68の押圧力、プランジャー67の先端部形状、配設されるトルクリミッタ66の数に基づいてトルク開放する値が制御されることになる。トルク開放する値を制御するものでは、安定したトルク開放を行うことができ、等速自在継手自体や周辺部材の破損を有効に防止でき、耐用性に優れたものとなる。
In this constant velocity universal joint, the value for releasing the torque is controlled based on the pressing force of the
トルクリミッタ66のバネ部材68は、過大トルクの非負荷状態で、プランジャー67の先端部が凹部77に係合する状態に自動復帰する押圧力を有するように設定している。このように、自動復帰するものでは、メンテナンスや復旧作業の時間短縮を図ることができるとともに、作業性及びコスト等の改善を図ることができる。
The
この等速自在継手では、内側継手部材56及びケージ59は材料、製造方法、寸法形状、硬度、表面粗さ等、要求項目は周知であり、既存技術として適用することができ、低コスト化を図ることができる。
In this constant velocity universal joint, the inner
プランジャー67と外周側部材53の孔部72及び凹部77はトルク伝達部位であり、かつプランジャー67を円周あるいは径方向に円滑に摺動させる必要がある。このため、これらとしては、寸法精度,表面粗さ,硬度、加工性、強度面に優れる材料、例えば機械構造用炭素鋼やクロムモリブデン鋼材を選定し、熱処理として高周波焼入焼戻や浸炭焼入焼戻を施すことが望ましい。
The
また、凹部77の側面77b、77cの開口端にアール部78,79を設けたことにより、プランジャー67からの接触応力による割損や亀裂等の発生を避けることは可能となる。なお、アール部78、79に代えてチャンファ部を設けてもよいが、アール部78,79に比べて割損や亀裂等の発生を避ける効果が小さい。
Further, by providing the
前記トルクリミッタ66のプランジャー67の先端部が、円筒形状、テーパ形状、あるいは円弧形状の中から選択されるいずれかの形状とすることができ、設計性に優れる。
The tip of 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、トルクリミッタ66の数は、前記したように、トルク開放する値を制御するための一つのパラメータであるので、増減は可能である。また、トルクリミッタ66のバネ部材68として、前記実施形態では、皿バネを用いたが、他のコイルバネ等であってもよい。図6に示すようにプランジャー67が1個のテーパ面71aを有するものでは、テーパ面71aの配置位置をトルク負荷方向によって調整することができる。また、実施形態では、外側継手部材53は、円筒形状の外周側部材60と、内径面51にトラック溝52が形成された内周側部材61とを有するタイプについて説明したが、これに限らず、この外側継手部材は、外周側部材と内周側部材とが一体構造のものであっても良い。
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 can be made. As described above, the number of
等速自在継手として、前記実施形態では、ダブルオフセット型(DOJ)の摺動式等速自在継手を示したが、バーフィールド型(BJ)、アンダーカットフリー型(UJ)等の固定式であってもよい。 As the constant velocity universal joint, the double offset type (DOJ) sliding type constant velocity universal joint is shown in the above embodiment, but it is a fixed type such as a barfield type (BJ) or an undercut free type (UJ). May be.
51 内径面
52 トラック溝
53 外側継手部材
54 外径面
55 トラック溝
56 内側継手部材
57 ボール
59 ケージ
60 外周側部材
61 内周側部材
65 フランジ部材
65a 短円筒部
65b 外鍔部
66 トルクリミッタ
67 プランジャー
68 バネ部材
51
Claims (8)
前記外側継手部材は装置側部材に連結されるフランジ部材に装着されるとともに過大トルク発生時に、外側継手部材と前記フランジ部材との間のトルクを開放するトルクリミッタを有し、このトルクリミッタが、前記フランジ部材に設けられた凹部に、先端部が挿脱可能なプランジャーと、プランジャーを押圧してその先端部を前記凹部に対して嵌入して係合させるバネ部材とを有することを特徴とする等速自在継手。 A plurality of outer joint members having track grooves on the inner diameter surface, inner joint members having track grooves on the outer diameter surface, and a torque groove interposed between the track grooves of the outer joint member and the track grooves of the inner joint member. A constant velocity universal joint comprising a ball as a rolling element and a cage for holding the ball interposed between the inner diameter surface of the outer joint member and the outer diameter surface of the inner joint member,
The outer joint member has a torque limiter that is attached to a flange member that is connected to the apparatus side member and that releases torque between the outer joint member and the flange member when an excessive torque is generated. The concave portion provided in the flange member has a plunger whose tip can be inserted and removed, and a spring member that presses the plunger and engages the tip by fitting the tip into the concave portion. Constant velocity universal joint.
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JP2019044537A (en) * | 2017-09-06 | 2019-03-22 | 株式会社小松製作所 | Pin and hydraulic shovel |
CN113685456A (en) * | 2020-05-19 | 2021-11-23 | 株式会社日立大厦系统 | Power transmission mechanism for robot and robot using the same |
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