JP2021148223A - 等速ジョイント及び等速ジョイントの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】過大な荷重が加わった際に内側ジョイント部材が外側ジョイント部材から離脱することを防止できる安価な等速ジョイントを提供すること。【解決手段】クロスグルーブ型の等速ジョイント100において、内側ジョイント部材20の内側ボール溝21は、ボール30が転動する転動部25と、内側ジョイント部材20が外側ジョイント部材10から離脱する方向即ちスライドアウト側に移動した場合にボール30の転動を規制する段部24とを備える。【選択図】図1
Description
本発明は、等速ジョイント及び等速ジョイントの製造方法に関する。
従来から、例えば、特許文献1に開示された等速ジョイントが知られている。この従来の等速ジョイントは、外側ジョイント部材の中心軸線に対する外側ボール溝のねじれ方向と、内側ジョイント部材の中心軸線に対する内側ボール溝のねじれ方向とが互いに逆向きとなるように、外側ボール溝と内側ボール溝とが配置されたクロスグルーブ型である。
従来の等速ジョイントは、内側ボール溝に対して、ボールを内側ボール溝から内側ジョイント部材の中心軸線方向にて一方側へ逃がす逃がし部を備える。そして、従来の等速ジョイントは、内側ジョイント部材に中心軸線方向にて他方側即ち外側ジョイント部材に対するスライドイン側に向けて過大な荷重が加わった際に、逃がし部を介してボールを内側ボール溝から逃がすことにより、内側ジョイント部材を保持器から離脱させる。これにより、従来の等速ジョイントは、例えば、車両のプロペラシャフトに用いられた場合には、車体に加わる衝撃を低減させるようになっている。
上記従来の等速ジョイントは、内側ジョイント部材の最大外径が保持器の最小内径よりも小さく、内側ジョイント部材の中心軸線方向のスライドが大きいロングスライドタイプである。ロングスライドタイプの等速ジョイントの場合、内側ジョイント部材を外側ジョイント部材から脱落させる方向であるスライドアウト側に向けて内側ジョイント部材に荷重が加わった際には、先ず、ボールが保持器と干渉する。
更に内側ジョイント部材に対して過大な荷重がスライドアウト側に向けて加わった際には、保持器と干渉しているボールが外側ボール溝と内側ボール溝と干渉する。そして、ボールが保持器、外側ボール溝及び内側ボール溝の各々と干渉することによって生じた抵抗力により、内側ジョイント部材が外側ジョイント部材から離脱することが防止される。ところで、このように内側ジョイント部材の離脱が防止される等速ジョイントには、使用用途に応じて、例えば、プロペラシャフト等に用いられる際には、より確実に内側ジョイント部材の離脱を防止することが望まれている。
この場合、内側ジョイント部材が外側ジョイント部材から離脱することを防止するために、例えば、外側ジョイント部材及び内側ジョイント部材に対して内側ジョイント部材の移動を規制するストッパ機構等を別途設けることが考えられる。しかしながら、ストッパ機構等を別途設けることは、等速ジョイントの大型化に繋がると共に等速ジョイントの製造コストが増大する虞がある。
本発明は、過大な荷重が加わった際に内側ジョイント部材が外側ジョイント部材から離脱することを防止できる小型且つ安価な等速ジョイント及び等速ジョイントの製造方法を提供することを目的とする。
(等速ジョイント)
等速ジョイントは、外側ジョイント部材と、外側ジョイント部材の内側に配置される内側ジョイント部材と、外側ジョイント部材と内側ジョイント部材との間でトルクの伝達を行う複数のボールと、外側ジョイント部材の内周面と内側ジョイント部材の外周面との間に配置され、且つ、内側ジョイント部材の最大外径よりも大きな最小内径を有すると共に、複数のボールを1つずつ収容可能な窓部を有する保持器と、を備え、外側ジョイント部材は、外側ジョイント部材の中心軸線に対してねじれた方向へ延びる外側ボール溝を有し、内側ジョイント部材は、内側ジョイント部材の中心軸線に対してねじれた方向へ延びる内側ボール溝を有し、ボールが、外側ジョイント部材の中心軸線及び内側ジョイント部材の中心軸線に対するねじれ方向が互いに逆向きとなるように対向配置された外側ボール溝及び内側ボール溝に対し、転動可能に支持された等速ジョイントであって、外側ボール溝及び内側ボール溝のうちの少なくとも一方は、ボールが転動する転動部と、内側ジョイント部材が外側ジョイント部材から離脱する方向に移動した場合においてボールの転動を規制する段部を備える。
等速ジョイントは、外側ジョイント部材と、外側ジョイント部材の内側に配置される内側ジョイント部材と、外側ジョイント部材と内側ジョイント部材との間でトルクの伝達を行う複数のボールと、外側ジョイント部材の内周面と内側ジョイント部材の外周面との間に配置され、且つ、内側ジョイント部材の最大外径よりも大きな最小内径を有すると共に、複数のボールを1つずつ収容可能な窓部を有する保持器と、を備え、外側ジョイント部材は、外側ジョイント部材の中心軸線に対してねじれた方向へ延びる外側ボール溝を有し、内側ジョイント部材は、内側ジョイント部材の中心軸線に対してねじれた方向へ延びる内側ボール溝を有し、ボールが、外側ジョイント部材の中心軸線及び内側ジョイント部材の中心軸線に対するねじれ方向が互いに逆向きとなるように対向配置された外側ボール溝及び内側ボール溝に対し、転動可能に支持された等速ジョイントであって、外側ボール溝及び内側ボール溝のうちの少なくとも一方は、ボールが転動する転動部と、内側ジョイント部材が外側ジョイント部材から離脱する方向に移動した場合においてボールの転動を規制する段部を備える。
(等速ジョイントの製造方法)
等速ジョイントの製造方法は、外側ジョイント部材と、外側ジョイント部材の内側に配置される内側ジョイント部材と、外側ジョイント部材と内側ジョイント部材との間でトルクの伝達を行う複数のボールと、外側ジョイント部材の内周面と内側ジョイント部材の外周面との間に配置され、且つ、内側ジョイント部材の最大外径よりも大きな最小内径を有すると共に、複数のボールを1つずつ収容可能な窓部を有する保持器と、を備え、外側ジョイント部材は、外側ジョイント部材の中心軸線に対してねじれた方向へ延びる外側ボール溝を有し、内側ジョイント部材は、内側ジョイント部材の中心軸線に対してねじれた方向へ延びる内側ボール溝を有し、ボールが、外側ジョイント部材の中心軸線及び内側ジョイント部材の中心軸線に対するねじれ方向が互いに逆向きとなるように対向配置された外側ボール溝及び内側ボール溝に対し、転動可能に支持された等速ジョイントの製造方法であって、粗加工を施すことによって溝幅の狭い粗加工面を形成する第一工程と、第一工程にて形成された粗加工面の一部に内側ボール溝に沿って溝幅の広い仕上加工を施してボールが転動する転動部を形成する第二工程と、を備え、外側ボール溝及び内側ボール溝のうちの少なくとも一方に、第二工程における転動部の形成に伴い、粗加工面の他部を内側ジョイント部材が外側ジョイント部材から離脱する方向に移動した場合においてボールの転動を規制する段部を設ける。
等速ジョイントの製造方法は、外側ジョイント部材と、外側ジョイント部材の内側に配置される内側ジョイント部材と、外側ジョイント部材と内側ジョイント部材との間でトルクの伝達を行う複数のボールと、外側ジョイント部材の内周面と内側ジョイント部材の外周面との間に配置され、且つ、内側ジョイント部材の最大外径よりも大きな最小内径を有すると共に、複数のボールを1つずつ収容可能な窓部を有する保持器と、を備え、外側ジョイント部材は、外側ジョイント部材の中心軸線に対してねじれた方向へ延びる外側ボール溝を有し、内側ジョイント部材は、内側ジョイント部材の中心軸線に対してねじれた方向へ延びる内側ボール溝を有し、ボールが、外側ジョイント部材の中心軸線及び内側ジョイント部材の中心軸線に対するねじれ方向が互いに逆向きとなるように対向配置された外側ボール溝及び内側ボール溝に対し、転動可能に支持された等速ジョイントの製造方法であって、粗加工を施すことによって溝幅の狭い粗加工面を形成する第一工程と、第一工程にて形成された粗加工面の一部に内側ボール溝に沿って溝幅の広い仕上加工を施してボールが転動する転動部を形成する第二工程と、を備え、外側ボール溝及び内側ボール溝のうちの少なくとも一方に、第二工程における転動部の形成に伴い、粗加工面の他部を内側ジョイント部材が外側ジョイント部材から離脱する方向に移動した場合においてボールの転動を規制する段部を設ける。
これらによれば、内側ボール溝及び外側ボール溝の少なくとも一方に段部を設けることができる。これにより、内側ジョイント部材が外側ジョイント部材から離脱する方向に移動した場合においてボールの転動を規制できる。従って、別途ストッパ機構等を設けることなく、内側ジョイント部材が外側ジョイント部材から離脱することを防止できるため、等速ジョイントの製造コストを抑えることができる。
又、内側ボール溝及び外側ボール溝の少なくとも一方においては、ボールが転動する転動部を形成する際に、仕上加工を施さない部分、即ち、粗加工を施した部分をそのまま段部として設けることができる。これにより、内側ボール溝及び外側ボール溝の少なくとも一方において、仕上加工を施す領域を少なくすることができ、その結果、仕上加工に要する製造コストを抑えることができる。
(1.等速ジョイント100の構成)
等速ジョイント100は、クロスグルーブジョイントであり、ジョイント中心軸線方向にスライド可能になっている。等速ジョイント100は、図1に示すように、外側ジョイント部材10と、内側ジョイント部材20と、複数のボール30と、保持器40と、区画部材50とを主に備える。
等速ジョイント100は、クロスグルーブジョイントであり、ジョイント中心軸線方向にスライド可能になっている。等速ジョイント100は、図1に示すように、外側ジョイント部材10と、内側ジョイント部材20と、複数のボール30と、保持器40と、区画部材50とを主に備える。
外側ジョイント部材10は、図1に示すように、円錐筒状に形成されており、内側ジョイント部材20、ボール30及び保持器40を収容する収容部11と、収容部11よりも小径でフランジ部12とを有する。外側ジョイント部材10の内周面(より詳しくは、収容部11の内周面)には、複数の外側ボール溝13が形成される。外側ボール溝13は、外側ジョイント部材10の中心軸線J1に対してねじれた方向へ延びる。
外側ボール溝13は、等速ジョイント100の通常使用時においてボール30が転動する転動部としての仕上げ加工部13aと、仕上げ加工部13aの仕上げ加工における加工逃げとなる仕上げ加工逃げ部13bとを有する。仕上げ加工逃げ部13bは、外側ボール溝13のねじれ方向にて仕上げ加工部13aに隣接するように、外側ジョイント部材10のスライドイン側即ち収容部11の入り口側開口10aと反対の奥部10bに設けられる。複数の外側ボール溝13は、一の外側ボール溝13の中心軸線J1に対するねじれ方向(以下、単に「外側ボール溝13のねじれ方向」と称呼する。)が、外側ジョイント部材10の周方向において隣接する他の外側ボール溝13のねじれ方向とは逆向きとなるように形成される。
内側ジョイント部材20は、図2に詳細に示すように、外周面に複数の内側ボール溝21が形成される。内側ボール溝21は、内側ジョイント部材20の中心軸線J2に対してねじれた方向へ延びる。複数の内側ボール溝21は、一の内側ボール溝21の中心軸線J2に対するねじれ方向(以下、単に「内側ボール溝21のねじれ方向」と称呼する。)が、内側ジョイント部材20の周方向において隣接する他の内側ボール溝21のねじれ方向とは逆向きとなるように形成される。尚、内側ボール溝21については、後に詳述する。
ボール30は、図1に示すように、ねじれ方向が互いに逆向きとなるように対向配置された外側ボール溝13及び内側ボール溝21によって転動可能に支持される。これにより、ボール30は、外側ジョイント部材10と内側ジョイント部材20との間でトルクの伝達を行う。
保持器40は、外側ジョイント部材10の内周面と内側ジョイント部材20の外周面との間に配置される。保持器40は、図1に示すように、内側ジョイント部材20の最大外径よりも大きな最小内径を有する。そして、保持器40は、ボール30を1つずつ収容可能な窓部41を備える。
区画部材50は、外側ジョイント部材10のフランジ部12に圧入された状態で固定された円盤状の部材である。区画部材50は、外側ジョイント部材10の内部空間と外部空間とを区画する。外側ジョイント部材10の内部空間には、潤滑剤としてのグリースが充填されるため、区画部材50は、グリースが外部に漏出することを防止する。
尚、図1には、外側ジョイント部材10の中心軸線J1と内側ジョイント部材20の中心軸線J2とのなす角度であるジョイント角がゼロ度である状態が図示されている。又、図1においては、外側ジョイント部材10の中心軸線J1及び内側ジョイント部材20の中心軸線J2の上側には、外側ボール溝13、内側ボール溝21、ボール30及び保持器40の窓部41を含む断面が図示される。そして、図1においては、中心軸線J1及び中心軸線J2の下側には、外側ボール溝13、内側ボール溝21、ボール30及び保持器40の窓部41を含まない断面が図示されている。
(2.内側ボール溝21の詳細について)
内側ボール溝21の詳細について、図2及び図3を参照しながら説明する。ここで、図2は、内側ジョイント部材20の正面図である。又、図3は、外側ジョイント部材10の中心軸線J1と内側ジョイント部材20の中心軸線J2を通る平面に対して直交する方向から見た断面図である。そして、図3においては、図面を簡素化するため、当該方向から見た場合(以下、「所定側方視」と称呼する。)に最も手前側に位置する1つのボール30のみを図示し、他の内側ボール溝21の図示を省略している。
内側ボール溝21の詳細について、図2及び図3を参照しながら説明する。ここで、図2は、内側ジョイント部材20の正面図である。又、図3は、外側ジョイント部材10の中心軸線J1と内側ジョイント部材20の中心軸線J2を通る平面に対して直交する方向から見た断面図である。そして、図3においては、図面を簡素化するため、当該方向から見た場合(以下、「所定側方視」と称呼する。)に最も手前側に位置する1つのボール30のみを図示し、他の内側ボール溝21の図示を省略している。
又、図3において、ジョイント角は、最大ジョイント角βであり、内側ジョイント部材20の中心軸線J2に対する内側ボール溝21のねじれ方向の角度はねじれ角αである。尚、図示を省略するが、外側ボール溝13の中心軸線J1に対する外側ボール溝13のねじれ方向は内側ボール溝21のねじれ方向とは逆向きであり、且つ、外側ボール溝13のねじれ方向の角度(即ち、ねじれ角)は、内側ボール溝21のねじれ角αと絶対値が略等しい。更に、図3に示す内側ボール溝21は、所定側方視において、内側ジョイント部材20の中心軸線J2を基準とした場合に、外側ジョイント部材10の中心軸線J1とは反対側に傾いている。即ち、所定側方視において、内側ボール溝21は、外側ジョイント部材10の中心軸線J1に対して角度(α+β)だけ傾いている。
内側ボール溝21は、転動案内底面21aと、第一転動案内側面21bと、第二転動案内側面21cとを備える。内側ボール溝21において、溝方向に直交する断面形状は、円弧凹状に形成され、転動案内底面21aは、円弧凹状断面の底を形成する部位である。又、第一転動案内側面21bは、円弧凹状断面の一方の側面を形成する部位であり、第二転動案内側面21cは、円弧凹状断面の他方の側面を形成する部位である。
第一転動案内側面21bは、図2において、内側ボール溝21の下側の稜線(内側ボール溝21の開口縁)を形成する。この第一転動案内側面21bは、図3における所定側方視において、内側ジョイント部材20の中心軸線J2方向の一方側の端面20aに対する角度が鋭角となる側面である。一方、第一転動案内側面21bは、所定側方視において、内側ジョイント部材20の中心軸線J2方向の他方側の端面20bに対する角度が鈍角となる側面である。
第二転動案内側面21cは、図2において、内側ボール溝21の上側の稜線(内側ボール溝21の開口縁)を形成する。この第二転動案内側面21cは、図3における所定側方視において、内側ジョイント部材20の中心軸線J2方向の一方側の端面20aに対する角度が鈍角となる側面である。一方、第二転動案内側面21cは、所定側方視において、内側ジョイント部材20の中心軸線J2方向の他方側の端面20bに対する角度が鋭角となる側面である。
内側ジョイント部材20は、内側ボール溝21に加えて、内側ボール溝21に対するボール30の出入りを許容する出入り部22を備える。出入り部22は、内側ボール溝21から内側ジョイント部材20の中心軸線J2方向の一方側へボール30を離脱させる、又は、一方側から内側ボール溝21にボール30を進入させるための部位である。
出入り部22は、第一転動案内側面21bと、内側ジョイント部材20の中心軸線J2方向の一方側の端面20aとの間に形成される。出入り部22は、第一転動案内側面21bが端面20aに至る位置まで存在すると仮定した場合に、仮の第一転動案内側面21bのうち端面20aに接続される部位を切欠くことにより形成される。ここで、出入り部22が形成される領域を、出入り領域23と定義する。
詳細には、出入り部22は、内側ジョイント部材20の中心軸線J2に対して、内側ボール溝21とは逆のねじれ方向へボール30を案内可能な転動案内側面である。即ち、図2及び図3において、内側ボール溝21は、内側ジョイント部材20の中心軸線J2に対して時計回り方向にねじれているが、出入り部22は、内側ジョイント部材20の中心軸線J2に対して反時計回り方向、換言すれば、外側ボール溝13と同じ側にねじれている。図3に示すように、内側ジョイント部材20の中心軸線J2に対する出入り部22のねじれ角γは、最大ジョイント角β以上の角度に設定される。
尚、本例の出入り部22は、第一転動案内側面21bと端面20aとの間のみに形成されている。即ち、本例においては、出入り部22は、第二転動案内側面21cと端面20aとの間、第二転動案内側面21cと端面20a及び端面20bとの間には、形成されていない。
(2−1.段部24について)
更に、内側ボール溝21は、段部24を備える。段部24は、内側ジョイント部材20に連結されるシャフト(図示省略)が抜ける方向、即ち、内側ジョイント部材20の中心軸線J2方向の他方側(端面20a側)に内側ジョイント部材20が移動した場合に、ボール30が転動して抜け出すことを規制する。
更に、内側ボール溝21は、段部24を備える。段部24は、内側ジョイント部材20に連結されるシャフト(図示省略)が抜ける方向、即ち、内側ジョイント部材20の中心軸線J2方向の他方側(端面20a側)に内側ジョイント部材20が移動した場合に、ボール30が転動して抜け出すことを規制する。
段部24は、内側ボール溝21において、内側ジョイント部材20の中心軸線J2方向の一方側(端面20a側)に形成される出入り部22とは反対側に、内側ジョイント部材20の中心軸線J2方向の他方側(端面20b側)に形成される。ここで、出入り領域23と段部24との間の内側ボール溝21を転動部25と定義する。段部24は、転動部25の仕上加工における加工逃げ範囲に対応しており、転動部25を平滑に仕上げることにより形成される。尚、転動部25の内側ボール溝21に沿った方向の長さは、最大ジョイント角β及び内側ジョイント部材20が外側ジョイント部材10に対してスライドするスライド長さに基づいて決定される。
詳細には、段部24は、転動部25に対して数μm〜数十μm程度の凸状に形成される。段部24は、外側ボール溝13と内側ボール溝21との間で転動するボール30が仮に端面20bから抜け出る(離脱する)場合に、塑性変形することにより、ボール30に対して10kN以上の抵抗を与える。尚、本例の段部24は、内側ボール溝21において端面20b側にのみ形成されている。即ち、本例においては、段部24は、内側ボール溝21において端面20a側及び外側ボール溝13には、形成されていない。
(2−2.段部24の形成について(等速ジョイントの製造方法))
上述したように、本例の内側ボール溝21は、段部24及び転動部25を有する。ここで、内側ボール溝21を形成する場合、粗加工を施すことにより粗加工面を形成した(第一工程)後、粗加工面の一部に仕上加工を施すことにより転動部25が形成される(第二工程)。これにより、内側ボール溝21においては、粗加工面の他部即ち仕上加工逃げ面は、仕上加工されることなく残されて段部24を形成する。
上述したように、本例の内側ボール溝21は、段部24及び転動部25を有する。ここで、内側ボール溝21を形成する場合、粗加工を施すことにより粗加工面を形成した(第一工程)後、粗加工面の一部に仕上加工を施すことにより転動部25が形成される(第二工程)。これにより、内側ボール溝21においては、粗加工面の他部即ち仕上加工逃げ面は、仕上加工されることなく残されて段部24を形成する。
具体的に、図4に概略的に示すように、第一工程において粗加工面を形成するため、換言すれば、段部24を形成するために用いられる粗加工用工具T1の外径は、第二工程において転動部25を形成するために用いられる仕上加工用工具T2の外径よりも小径となる。従って、小径の粗加工用工具T1を用いて粗加工面を形成した(第一工程)後、大径の仕上加工用工具T2を用いて粗加工面の一部に仕上加工を施す(第二工程)と、内側ボール溝21の粗加工面の他部における内径は、図4に示すように、内側ボール溝21の転動部25における内径よりも小径(溝幅が狭い)になる。即ち、仕上加工を施さない粗加工面の他部は、大径(溝幅が広い)転動部25に対して凸となる段部24となる。
このように、第二工程において、第一工程にて粗加工された粗加工面の一部を仕上加工する場合、仕上加工を施す領域を少なくすることができると共に、段部24を形成することができる。その結果、仕上加工に要する時間を短縮することができると共に、仕上加工用工具T2の摩耗等を低減することができて仕上加工に要する製造コストを抑えることができる。
(3.等速ジョイント100の組み立てについて)
上述したように、等速ジョイント100の内側ジョイント部材20には、出入り部22を有する内側ボール溝21が形成される。これにより、外側ジョイント部材10に対して、内側ジョイント部材20、ボール30及び保持器40を収容して組み立てる際には、出入り部22を利用して保持器40の窓部41に収容された各々のボール30を内側ボール溝21の転動部25に進入させることができる。このことを、図5から図7を参照して説明する。
上述したように、等速ジョイント100の内側ジョイント部材20には、出入り部22を有する内側ボール溝21が形成される。これにより、外側ジョイント部材10に対して、内側ジョイント部材20、ボール30及び保持器40を収容して組み立てる際には、出入り部22を利用して保持器40の窓部41に収容された各々のボール30を内側ボール溝21の転動部25に進入させることができる。このことを、図5から図7を参照して説明する。
等速ジョイント100の組み立てに際しては、図5に示すように、保持器40の窓部41に収容されて保持されたボール30を外側ジョイント部材10の外側ボール溝13の仕上げ加工逃げ部13bに転動可能に収容する。そして、例えば、フランジ部12を挿通して外側ジョイント部材10の収容部11の奥部10bから、内側ジョイント部材20の端面20aが外側ジョイント部材10の入り口側開口10aの方向となるように収容する。この状態において、図5に示すように、内側ジョイント部材20を、ボール30が出入り領域23に位置するように配置する。そして、内側ジョイント部材20を矢印により示す方向、即ち、外側ジョイント部材10の入り口側開口10aに向けて移動させる。
このとき、出入り領域23に位置するボール30は、内側ジョイント部材20の移動に伴って、図6に示すように、出入り部22及び外側ボール溝13に案内されながら内側ボール溝21の転動部25に向けて転動する。ここで、出入り部22のねじれ方向は、内側ボール溝21のねじれ方向とは逆であり、外側ボール溝13のねじれ方向と同じ側になる。これにより、ボール30は、外側ボール溝13及び出入り部22により案内されて転動する。
ところで、仮に、内側ボール溝21に出入り部22が存在しなければ、外側ボール溝13に案内されるボール30は、内側ボール溝21の第一転動案内側面21bと保持器40の柱部42とに挟まれた状態になる。このため、ボール30は、内側ボール溝21への進入が規制される。これに対し、等速ジョイント100においては、出入り領域23に位置するボール30は、外側ボール溝13のねじれ方向と同じ側のねじれ方向を有する出入り部22によって案内されるため、容易に内側ボール溝21に進入することができる。即ち、窓部41に収容されているボール30は、保持器40の柱部42によって周方向の移動が規制されても、出入り部22によって内側ジョイント部材20の移動方向に沿って案内されることにより、内側ボール溝21に向けた転動(移動)が許容される。
そして、ボール30は、図7に示すように、内側ボール溝21の第二転動案内側面21cに当接するまで転動する。更に、内側ジョイント部材20が矢印で示す方向に移動することにより、ボール30は、内側ボール溝21に進入し、外側ボール溝13とねじれ方向が逆向きの内側ボール溝21とによって転動支持される。これにより、等速ジョイント100の組み立てが完了する。
(4.段部24によるボール30の離脱防止)
等速ジョイント100は、外側ジョイント部材10の奥部10b側即ちスライドイン側に向けて内側ジョイント部材20に過大な荷重が加わった際には、出入り部22を介してボール30を脱落させることができる。一方、等速ジョイント100は、外側ジョイント部材10の入り口側開口10a側即ちシャフトが抜ける方向であるスライドアウト側に向けて内側ジョイント部材20に過大な荷重が加わった際には、段部24によりボール30の離脱を防止することができる。
等速ジョイント100は、外側ジョイント部材10の奥部10b側即ちスライドイン側に向けて内側ジョイント部材20に過大な荷重が加わった際には、出入り部22を介してボール30を脱落させることができる。一方、等速ジョイント100は、外側ジョイント部材10の入り口側開口10a側即ちシャフトが抜ける方向であるスライドアウト側に向けて内側ジョイント部材20に過大な荷重が加わった際には、段部24によりボール30の離脱を防止することができる。
図1に示すように、等速ジョイント100の通常使用時において、ボール30は、内側ボール溝21の転動部25を転動し、出入り領域23には進入せず且つ段部24に当接しない。即ち、等速ジョイント100は、ボール30が転動部25にて転動する状態で、最大ジョイント角βまで作動することができ、且つ、内側ジョイント部材20が外側ジョイント部材10に対してスライドすることができる。
スライドアウト側に向けて内側ジョイント部材20に過大な荷重が加わると、内側ジョイント部材20は、外側ジョイント部材10の入り口側開口10a側へ移動しようとする。このとき、等速ジョイント100においては、ボール30が保持器40の窓部41又は柱部42と干渉し、更には、ボール30が外側ボール溝13及び内側ボール溝21と干渉し、これらの干渉に起因して発生する抵抗力によって内側ジョイント部材20のスライドアウト側への移動が抑制される。更に過大な荷重がスライドアウト側に向けて内側ジョイント部材20に作用すると、図8に示すように、最終的にボール30が内側ボール溝21に形成された段部24に接触する。
ボール30が段部24に接触した状態で過大な荷重が内側ジョイント部材20に作用している場合、ボール30は外側ジョイント部材10の外側ボール溝13によって強固に段部24に押圧される。これにより、ボール30は、内側ボール溝21の転動部25の内径よりも小径とされた段部24を塑性変形させながら更にスライドアウト側に向けて移動しようとする。
ここで、段部24を塑性変形させるためには、ボール30は、段部24と転動部25との内径差、即ち、転動部25に対する段部24の高さに応じて10kN以上の押圧力が必要である。即ち、ボール30が段部24を塑性変形させながらスライドアウト側に向けて乗り越えようとすると、ボール30には10kN以上の抵抗力が作用する。これにより、内側ジョイント部材20が保持器40即ち外側ジョイント部材10から離脱することが防止される。
以上の説明からも理解できるように、等速ジョイント100によれば、内側ボール溝21に段部24を設けることができる。これにより、内側ジョイント部材20が外側ジョイント部材10から離脱する方向即ちスライドアウト側に移動した場合においてボール30の転動を規制できる。従って、別途ストッパ機構等を設けることなく、内側ジョイント部材20が外側ジョイント部材10から離脱することを防止できるため、等速ジョイント100の製造コストを抑えることができる。
(5.第一別例)
上述した本例においては、内側ジョイント部材20の内側ボール溝21に対して、内側ジョイント部材20のスライドアウト側である端面20b側に段部24を設けた。しかしながら、等速ジョイント100においては、外側ジョイント部材10の外側ボール溝13に対して、図9に示すように、外側ジョイント部材10のスライドアウト側である入り口側開口10a側に段部14を設けることも可能である。この場合、等速ジョイント100は、内側ボール溝21の段部24に代えて又は加えて、外側ボール溝13の段部14を有することができる。
上述した本例においては、内側ジョイント部材20の内側ボール溝21に対して、内側ジョイント部材20のスライドアウト側である端面20b側に段部24を設けた。しかしながら、等速ジョイント100においては、外側ジョイント部材10の外側ボール溝13に対して、図9に示すように、外側ジョイント部材10のスライドアウト側である入り口側開口10a側に段部14を設けることも可能である。この場合、等速ジョイント100は、内側ボール溝21の段部24に代えて又は加えて、外側ボール溝13の段部14を有することができる。
この場合においても、上述した本例と同様に、等速ジョイント100の組立において、内側ジョイント部材20を外側ジョイント部材10の奥部10bから入り口側開口10a側に向けて移動させることによって、内側ジョイント部材20を組み込むことが可能である。従って、この第一別例においても、上述した本例と同様の効果が得られる。
(6.第二別例)
上述した本例及び第一別例においては、内側ジョイント部材20の内側ボール溝21に出入り部22を設けると共に段部24を設けるようにした。しかしながら、内側ボール溝21から出入り部22を省略し、内側ボール溝21に段部24を設ける又は/及び外側ボール溝13に段部14を設けることも可能である。この場合、等速ジョイント100においては、スライドイン側に向けて内側ジョイント部材20に過大な荷重が加わった際に容易にボール30が内側ジョイント部材20から離脱しにくくなるものの、スライドアウト側に向けて過大な荷重が加わった際には内側ジョイント部材20の保持器40からの離脱を防止することができる。
上述した本例及び第一別例においては、内側ジョイント部材20の内側ボール溝21に出入り部22を設けると共に段部24を設けるようにした。しかしながら、内側ボール溝21から出入り部22を省略し、内側ボール溝21に段部24を設ける又は/及び外側ボール溝13に段部14を設けることも可能である。この場合、等速ジョイント100においては、スライドイン側に向けて内側ジョイント部材20に過大な荷重が加わった際に容易にボール30が内側ジョイント部材20から離脱しにくくなるものの、スライドアウト側に向けて過大な荷重が加わった際には内側ジョイント部材20の保持器40からの離脱を防止することができる。
尚、内側ボール溝21に出入り部22が設けられない場合には、内側ボール溝21の第一転動案内側面21bと保持器40の柱部42とに挟まれた状態になるため、ボール30は、内側ボール溝21への進入が規制される。この場合、例えば、柱部42の周方向の幅を小さくする(即ち、窓部41を大きくする)ことにより、保持器40の強度が低下する虞があるものの、内側ジョイント部材20を外側ジョイント部材10の奥部10bから移動させることにより、内側ジョイント部材20を外側ジョイント部材10の収容部11に組み込むことが可能である。
(7.その他)
上述した本例、第一別例及び第二別例においては、外側ジョイント部材10は、収容部11の大径であり且つフランジ部12が小径の円錐筒状であるとした。外側ジョイント部材10の形状については、円錐筒状に限定されるものではなく、例えば、円筒状とすることも可能である。或いは、外側ジョイント部材10の形状を、例えば、有底円筒状(所謂、カップ状)とすることも可能である。
上述した本例、第一別例及び第二別例においては、外側ジョイント部材10は、収容部11の大径であり且つフランジ部12が小径の円錐筒状であるとした。外側ジョイント部材10の形状については、円錐筒状に限定されるものではなく、例えば、円筒状とすることも可能である。或いは、外側ジョイント部材10の形状を、例えば、有底円筒状(所謂、カップ状)とすることも可能である。
この場合には、内側ボール溝21に出入り部22を有する等速ジョイント100を用いることにより、例えば、外側ジョイント部材10の奥部10bに内側ジョイント部材20を配置しておく。そして、保持器40に保持されたボール30を外側ジョイント部材10の内部に収容した状態で、内側ジョイント部材20を外側ジョイント部材10の入り口側開口10a側に移動させることにより、等速ジョイント100を組み立てることが可能である。従って、この場合においても、等速ジョイント100を組み立てることができて、上述した本例と同様の効果が得られる。
100…等速ジョイント、10…外側ジョイント部材、10a…入り口側開口、10b…奥部、11…収容部、12…フランジ部、13…外側ボール溝、13a…仕上げ加工部、13b…仕上げ加工逃げ部、14…段部、20…内側ジョイント部材、21…内側ボール溝、21a…転動案内底面、21b…第一転動案内側面、21c…第二転動案内側面、22…出入り部、23…出入り領域、24…段部、25…転動部、30…ボール、40…保持器、41…窓部、42…柱部、50…区画部材、J1…(外側ジョイント部材の)中心軸線、J2…(内側ジョイント部材の)中心軸線、α…(内側ボール溝の)ねじれ角、β…最大ジョイント角
Claims (7)
- 外側ジョイント部材と、
前記外側ジョイント部材の内側に配置される内側ジョイント部材と、
前記外側ジョイント部材と前記内側ジョイント部材との間でトルクの伝達を行う複数のボールと、
前記外側ジョイント部材の内周面と前記内側ジョイント部材の外周面との間に配置され、且つ、前記内側ジョイント部材の最大外径よりも大きな最小内径を有すると共に、前記複数のボールを1つずつ収容可能な窓部を有する保持器と、
を備え、
前記外側ジョイント部材は、前記外側ジョイント部材の中心軸線に対してねじれた方向へ延びる外側ボール溝を有し、
前記内側ジョイント部材は、前記内側ジョイント部材の中心軸線に対してねじれた方向へ延びる内側ボール溝を有し、
前記ボールが、前記外側ジョイント部材の中心軸線及び前記内側ジョイント部材の中心軸線に対するねじれ方向が互いに逆向きとなるように対向配置された前記外側ボール溝及び前記内側ボール溝に対し、転動可能に支持された等速ジョイントであって、
前記外側ボール溝及び前記内側ボール溝のうちの少なくとも一方は、
前記ボールが転動する転動部と、前記内側ジョイント部材が前記外側ジョイント部材から離脱する方向に移動した場合において前記ボールの転動を規制する段部を備える、等速ジョイント。 - 前記段部は、前記内側ジョイント部材に連結されるシャフトが抜ける方向に前記内側ジョイント部材が移動した場合に前記ボールの転動を規制する、請求項1に記載の等速ジョイント。
- 前記段部は、前記内側ボール溝に設けられる、請求項1又は2に記載の等速ジョイント。
- 前記内側ボール溝は、
前記内側ジョイント部材の中心軸線方向にて前記段部と反対側に前記内側ボール溝に対する前記ボールの出入りを許容する出入り部を有する、請求項3に記載の等速ジョイント。 - 前記内側ボール溝は、
前記内側ジョイント部材の中心軸線方向の一方側に前記出入り部が設けられ、且つ、前記内側ジョイント部材の中心軸線方向の他方側に前記段部が設けられる、請求項4に記載の等速ジョイント。 - 外側ジョイント部材と、
前記外側ジョイント部材の内側に配置される内側ジョイント部材と、
前記外側ジョイント部材と前記内側ジョイント部材との間でトルクの伝達を行う複数のボールと、
前記外側ジョイント部材の内周面と前記内側ジョイント部材の外周面との間に配置され、且つ、前記内側ジョイント部材の最大外径よりも大きな最小内径を有すると共に、前記複数のボールを1つずつ収容可能な窓部を有する保持器と、
を備え、
前記外側ジョイント部材は、前記外側ジョイント部材の中心軸線に対してねじれた方向へ延びる外側ボール溝を有し、
前記内側ジョイント部材は、前記内側ジョイント部材の中心軸線に対してねじれた方向へ延びる内側ボール溝を有し、
前記ボールが、前記外側ジョイント部材の中心軸線及び前記内側ジョイント部材の中心軸線に対するねじれ方向が互いに逆向きとなるように対向配置された前記外側ボール溝及び前記内側ボール溝に対し、転動可能に支持された等速ジョイントの製造方法であって、
粗加工を施すことによって溝幅の狭い粗加工面を形成する第一工程と、
前記第一工程にて形成された前記粗加工面の一部に前記内側ボール溝に沿って溝幅の広い仕上加工を施して前記ボールが転動する転動部を形成する第二工程と、を備え、
前記外側ボール溝及び前記内側ボール溝のうちの少なくとも一方に、
前記第二工程における前記転動部の形成に伴い、前記粗加工面の他部を前記内側ジョイント部材が前記外側ジョイント部材から離脱する方向に移動した場合において前記ボールの転動を規制する段部を設ける、等速ジョイントの製造方法。 - 前記転動部の前記内側ボール溝に沿った方向の長さは、前記内側ジョイント部材の中心軸線と前記外側ジョイント部材の中心軸線とがなす最大ジョイント角、及び、前記内側ジョイント部材が前記外側ジョイント部材に対してスライドするスライド長さに基づいて決定される、請求項6に記載の等速ジョイントの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020049695A JP2021148223A (ja) | 2020-03-19 | 2020-03-19 | 等速ジョイント及び等速ジョイントの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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JP2021148223A true JP2021148223A (ja) | 2021-09-27 |
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ID=77848151
Family Applications (1)
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JP2020049695A Pending JP2021148223A (ja) | 2020-03-19 | 2020-03-19 | 等速ジョイント及び等速ジョイントの製造方法 |
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Country | Link |
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2020
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