JP4519686B2 - Sliding constant velocity universal joint - Google Patents
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本発明は、例えば、自動車や各種産業機械の動力伝達機構において使用されるもので、駆動側と従動側の二軸間で軸方向変位および角度変位を許容するボールタイプの摺動式等速自在継手に関する。 The present invention is used, for example, in a power transmission mechanism of an automobile or various industrial machines, and is a ball type sliding type constant velocity freely allowing axial displacement and angular displacement between two axes of a driving side and a driven side. Related to fittings.
等速自在継手は、自動車や各種産業機械の動力伝達系において、駆動側の回転軸と従動側の回転軸を連結して等角速度でトルクを伝達するもので、固定式と摺動式がある。固定式が角度変位のみを許容するのに対し、摺動式は角度変位と軸方向変位の両方を許容するタイプである。 Constant velocity universal joints are used to transmit torque at a constant angular speed by connecting a drive-side rotating shaft and a driven-side rotating shaft in power transmission systems of automobiles and various industrial machines. . The fixed type allows only angular displacement, whereas the sliding type allows both angular displacement and axial displacement.
トルク伝達要素としてボールを用いるボールタイプの摺動式等速自在継手として、ダブルオフセット型等速自在継手(以下、DOJと称す)がよく知られている。このDOJでは、トルク伝達ボール(以下、単にボールと称す)を6個または8個有するものが代表的であり、そのボールの円周方向配置(ピッチ)は、6個等ピッチ(60°)または8個等ピッチ(45°)が通常である。 A double offset type constant velocity universal joint (hereinafter referred to as DOJ) is well known as a ball-type sliding constant velocity universal joint using a ball as a torque transmission element. The DOJ typically has six or eight torque transmitting balls (hereinafter simply referred to as balls), and the circumferential arrangement (pitch) of the balls is six equal pitches (60 °) or Eight pitches (45 °) are normal.
図15および図16は6個ボールのDOJを示す。DOJは、外輪1、内輪2、ボール3およびケージ4を主要な構成要素としている。図示するようにボールは60°の等ピッチで配置されている。このボール以外のDOJの構成要素である外輪1、内輪2およびケージ4についても、また、外輪1、内輪2にそれぞれ形成されたトラック溝5,6およびケージ4に設けられたポケット7も、前述のボール3の配置に準じて等ピッチで配置されている。さらに、ケージ4においても、ポケット長さやポケット間の柱幅も同一である。
15 and 16 show a six-ball DOJ. The DOJ has an outer ring 1, an
一方、この等速自在継手における外輪1は、車体への取り付け形態から種々のタイプがあり、同図に示すものはフランジタイプである。このタイプの外輪1は、その外径端部に複数の車体取付フランジ8が円周方向等間隔に一体的に突設され、各車体取付フランジ8に貫設されたボルト穴9を利用してボルト締めにより車体に取り付けられる。等速自在継手においては、近年の軽量、コンパクト化の目的から、外輪1の外径形状をその内径形状に沿った花形に成形したものが使用されている(例えば、特許文献1参照)。
図15および図16に示す従来のDOJ(ボールの数:6)では、ボール3、内外輪2,1のトラック溝6,5およびケージ4のポケット7の円周方向配置は6個等ピッチ(60°)となっている。この種の等速自在継手においては、トルクが負荷され回転する時、すなわち、動力伝達時、等速自在継手の軸方向にスラスト力が誘起される(誘起スラスト力)。この誘起スラスト力は、一回転中にトラック溝5,6の個数と同回数の変動を伴う。従来のDOJでは、トラック溝5,6が60°等配となっているため、回転6次の振動数を有し、これが車両の足回りの固有振動数と共振して不快な振動やこもり音などを発生させる場合がある。
In the conventional DOJ (number of balls: 6) shown in FIGS. 15 and 16, the circumferential arrangement of the
一方、このフランジタイプの外輪1を有する等速自在継手では、前述したように複数の車体取付フランジ8を外輪1の外径に径方向外側に突出させて設け、各車体取付フランジ8のボルト穴9にボルトを挿通させて車体に取り付ける構造としている。
On the other hand, in the constant velocity universal joint having this flange type outer ring 1, as described above, a plurality of vehicle
このボルト締めによる外輪1の取り付けでは、図15および図16に示すように例えばソケット等の締め付け治工具mを用いることから、外輪1の外径との間に治工具mが挿入できるスペースaを設けておかなければならない。そのため、治工具mによる取り付けを考慮すると、外輪1の外径との間にスペースaを設けると共に車体取付フランジ8にボルト穴9を設ける必要性から、車体取付フランジ8の外径寸法が大きくなり、継手重量も大きくなるという問題があった。
In the mounting of the outer ring 1 by bolt tightening, as shown in FIGS. 15 and 16, for example, a tightening jig m such as a socket is used. Therefore, a space a in which the jig m can be inserted between the outer diameter of the outer ring 1 is provided. It must be provided. For this reason, considering the attachment with the jig m, the outer diameter of the vehicle
そこで、本発明はこの問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、誘起スラスト力による不快な振動やこもり音などの発生を抑制すると共に、外輪外径を簡便な手段により小さくすることにより軽量およびコンパクト化を容易に実現し得る摺動式等速自在継手を提供することにある。 Therefore, the present invention has been proposed in view of this problem, and the object of the present invention is to suppress the generation of unpleasant vibrations and booming noise caused by the induced thrust force and to reduce the outer diameter of the outer ring by simple means. It is an object of the present invention to provide a sliding type constant velocity universal joint that can be easily made lighter and more compact by making it smaller.
前述の目的を達成するため、本発明は以下の構成要件を具備する。 In order to achieve the above object, the present invention has the following constituent elements.
本発明は、円筒状内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成し、外径端部に円周方向に沿って複数の車輪取付フランジが径方向に突設された外輪と、球面状外周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成した内輪と、外輪のトラック溝と内輪のトラック溝との対で形成されるボールトラックに一個ずつ組み込んだn個のボールと、ボールを保持するポケットを有し、球面状外周面が前記外輪の円筒状内周面に接するケージとを備え、ケージの球面状外周面の中心と球面状内周面の中心を、継手中心を挟んで軸方向に互いに逆方向に等距離だけオフセットさせた等速自在継手において、外輪の外径形状をその内径形状に沿った花形に成形し、その外輪のトラック溝間に位置する外径凹所に車体取付フランジを形成し、かつ、トルク回転時に発生する誘起スラストのn次成分を低減する手段として以下の(1)(2)のいずれかの構成を具備したことを特徴とする。 The present invention provides an outer ring in which a plurality of track grooves extending in the axial direction are formed on a cylindrical inner peripheral surface, and a plurality of wheel mounting flanges projecting in a radial direction along the circumferential direction at an outer diameter end, and a spherical surface An inner ring formed with a plurality of axially extending track grooves on the outer peripheral surface of the ring, n balls each incorporated in a ball track formed by a pair of an outer ring track groove and an inner ring track groove, and holding the ball the pocket possess, and a cage spherical outer circumferential surface is against the cylindrical inner peripheral surface of the outer ring, the center of a spherical inner circumferential surface of the spherical outer peripheral surface of the cage, across the joint center In a constant velocity universal joint that is offset by an equal distance in the opposite direction in the axial direction, the outer diameter shape of the outer ring is formed into a flower shape along the inner diameter shape, and in the outer diameter recess located between the track grooves of the outer ring. forming a body mounting flange and torque rotation Characterized by comprising one of the following configurations (1) (2) as a means of reducing induced thrust of the n-th order components generated.
まず、本発明では、外輪の外径形状をその内径形状に沿った花形に成形していることから、等速自在継手の負荷容量を現状維持したままで軽量化することができ、さらに、その花形形状の外輪におけるトラック溝間に位置する外径凹所に車体取付フランジを設けたことにより、車体取付フランジの外径寸法を小さくすることができ、等速自在継手のコンパクト化を図ることができる。 First, in the present invention, since the outer diameter shape of the outer ring is formed into a flower shape along the inner diameter shape, it is possible to reduce the weight while maintaining the current load capacity of the constant velocity universal joint. By providing the body mounting flange in the outer diameter recess located between the track grooves in the flower shaped outer ring, the outer diameter of the body mounting flange can be reduced, and the constant velocity universal joint can be made compact. it can.
また、本発明では、トルク回転時に発生する誘起スラストのn次成分を低減する手段として以下の(1)(2)のいずれかの構成を具備したことにより、ボールがn個であれば、誘起スラストのn次成分を低減することができる。例えばボールが6個の場合、誘起スラストの6次成分を低減することができる。6個ボールのDOJにおいて誘起スラスト力の6次成分を低減するには、ボールトラックの円周方向配置を不等ピッチとすればよい(特許文献2参照)。本発明は、誘起スラストのn次成分を低減する他の手段を提供するものであり、以下の(1)(2)のいずれかの構成を具備する。 In the present invention, by provided with the configuration of any one of the following (1) (2) as a means of reducing induced thrust of the n-order component generated at the time of torque rotation, if the ball is n pieces, the induced The n-th order component of thrust can be reduced. For example, when there are six balls, the sixth-order component of induced thrust can be reduced. In order to reduce the sixth-order component of the induced thrust force in a six-ball DOJ, the circumferential arrangement of the ball tracks may be set at unequal pitches (see Patent Document 2). The present invention provides another means for reducing the n-th order component of the induced thrust, and includes any one of the following configurations (1) and (2) .
(1)まず第一に、ボールトラックの円周方向配置を等ピッチにすると共に、ケージのポケット間に位置する柱部の幅を少なくとも一箇所以上で不均一としたことである。このようにボールトラックの円周方向配置を等ピッチのままで、ケージのポケット間に位置する柱部の幅を少なくとも一箇所以上で不均一としたことにより、トルクが負荷される回転時、外輪とケージ間の摩擦力を不規則にして誘起スラスト力のn次成分を低減できる。 (1) First of all, the circumferential arrangement of the ball tracks is set to an equal pitch, and the width of the pillar portion located between the pockets of the cage is made non-uniform at least at one or more places. In this way, with the circumferential arrangement of the ball tracks kept at an equal pitch, the width of the pillars located between the pockets of the cage is made non-uniform at least at one or more locations, so that the outer ring can be rotated when torque is applied. The nth-order component of the induced thrust force can be reduced by making the frictional force between the cage and the cage irregular.
(2)第二に、ボールトラックの円周方向配置を等ピッチにすると共に、外輪のトラック溝間に位置する内径部の幅を少なくとも一箇所以上で不均一にし、かつ、ケージのポケット間に位置する柱部の幅を均一にしたことである。このようにボールトラックの円周方向配置を等ピッチのままで、外輪のトラック溝間に位置する内径部の幅を少なくとも一箇所以上で不均一にし、かつ、ケージのポケット間に位置する柱部の幅を均一にしたことにより、前項(1)で述べたようにケージのポケット柱部の幅を不均一とした場合と同様、外輪の内周面とケージの外周面との接触面積が不均一になり、各位相に発生する摩擦力の変動成分も不均一になることから、誘起スラスト力のn次成分を低減できる。 (2) Secondly, the circumferential arrangement of the ball tracks is set to an equal pitch, the width of the inner diameter portion located between the track grooves of the outer ring is made uneven at least in one place, and between the cage pockets. This is to make the width of the pillars located uniform. In this way, with the circumferential arrangement of the ball tracks kept at an equal pitch, the width of the inner diameter portion located between the track grooves of the outer ring is made uneven at least at one place, and the pillar portion located between the pockets of the cage Since the width of the outer ring is uniform, the contact area between the inner peripheral surface of the outer ring and the outer peripheral surface of the cage is not the same as in the case where the width of the pocket column portion of the cage is non-uniform as described in the previous section (1). Since it becomes uniform and the fluctuation component of the frictional force generated in each phase becomes nonuniform, the n-th order component of the induced thrust force can be reduced.
前述した(1)(2)のいずれかの構成からなるDOJにおいて、継手の軸線を含む断面で見て、ケージの内周面は、内輪の外周面の曲率中心から径方向にずらした位置に曲率中心をもち、内輪の外周面の曲率半径より大きい曲率半径で形成されている構造、あるいは、ケージの内周面は、中央部の任意の軸方向寸法にわたる円筒面と、その両側に位置する内輪の外周面と同一曲率半径の部分球面とを結んで形成されている構造のうち、いずれかの構造とすることが望ましい。 In the DOJ having the structure of any one of (1) and (2) described above, the inner peripheral surface of the cage is located at a position shifted in the radial direction from the center of curvature of the outer peripheral surface of the inner ring when viewed in a cross section including the axis of the joint. A structure having a center of curvature and a radius of curvature larger than the radius of curvature of the outer circumferential surface of the inner ring, or the inner circumferential surface of the cage is located on both sides of the cylindrical surface over an arbitrary axial dimension in the center. It is desirable to use one of the structures formed by connecting the outer peripheral surface of the inner ring and the partial spherical surface having the same curvature radius.
いずれかの構造を採用することにより、内輪とケージとの間に軸方向すきまが形成され、継手内部のスライド抵抗が非常に小さくなる。従って、この等速自在継手を自動車の駆動車軸に用いた場合、オートマチックトランスミッション車におけるアイドリング時などのように比較的小さなトルクが負荷された状態でエンジン側からの振動が作用しても、その振動が吸収されて車体への伝達が断たれるので、車体の振動を抑えることができる。 By adopting either structure, an axial clearance is formed between the inner ring and the cage, and the sliding resistance inside the joint becomes very small. Therefore, when this constant velocity universal joint is used for a drive axle of an automobile, even if vibration from the engine side acts with a relatively small torque applied, such as when idling in an automatic transmission vehicle, the vibration Is absorbed and transmission to the vehicle body is cut off, so that vibration of the vehicle body can be suppressed.
本発明によれば、外輪の外径形状をその内径形状に沿った花形に成形していることから、等速自在継手の負荷容量を現状維持したままで軽量化することができ、さらに、その花形形状の外輪におけるトラック溝間に位置する外径凹所に車体取付フランジを設けたことにより、車体取付フランジの外径寸法を小さくすることができ、等速自在継手のコンパクト化を図ることができる。 According to the present invention, since the outer ring shape of the outer ring is formed into a flower shape along the inner diameter shape, it is possible to reduce the weight while maintaining the current capacity of the constant velocity universal joint. By providing the body mounting flange in the outer diameter recess located between the track grooves in the flower shaped outer ring, the outer diameter of the body mounting flange can be reduced, and the constant velocity universal joint can be made compact. it can.
また、トルク回転時に発生する誘起スラストのn次成分を低減する手段として前述した(1)(2)のいずれかの構成を具備したことから、誘起スラスト力のn次成分を低減できるので、車両の振動やこもり音などを抑えることが可能となり、車室内への振動伝達を防止できると共に車室内での静粛性を確保することができる。 In addition, since any one of the above-described configurations (1) and (2) is provided as means for reducing the n-th order component of the induced thrust generated during torque rotation, the n-th order component of the induced thrust force can be reduced. It is possible to suppress the vibration and the booming noise of the vehicle, prevent transmission of vibration to the vehicle interior, and ensure quietness in the vehicle interior.
以上のようにして、誘起スラスト力による不快な振動やこもり音などの発生を抑制すると共に、外輪外径を簡便な手段により小さくすることにより軽量およびコンパクト化を容易に実現することができる。 As described above, it is possible to easily realize light weight and compactness by suppressing the generation of unpleasant vibrations and booming noise caused by the induced thrust force and reducing the outer ring outer diameter by a simple means.
図1および図2は本発明の一つの実施形態として、6個ボールDOJの全体構成、図3は図2の内輪、図4は図2のケージをそれぞれ示す。 1 and 2 show an overall configuration of a six-ball DOJ as one embodiment of the present invention, FIG. 3 shows an inner ring of FIG. 2, and FIG. 4 shows a cage of FIG.
DOJは、外輪10、内輪20、ボール30およびケージ40を主要な構成要素としている。外輪10は一端にて開口したカップ状で、開口端の反対側に回転軸と結合する軸部16を有する(図1参照)。外輪10の内周面12は円筒状で、その円筒状内周面12に、軸方向に延びる6本のトラック溝14が形成されている(図2参照)。内輪20は球面状外周面22を有し、その球面状外周面22に、軸方向に延びる6本のトラック溝24が形成されている(図3参照)。内輪20は回転軸と結合するためのセレーション孔26を有している。
The DOJ has an
外輪10のトラック溝14と内輪20のトラック溝24とが対をなしてボールトラックを形成し、各ボールトラックに1個ずつボール30が組み込んである。ボール30は外輪10と内輪20との間に介在してトルクを伝達する役割を果たす。各ボール30は、ケージ40の円周方向に形成されたポケット46内に保持されている。ケージ40は、外周面42にて外輪10の円筒状内周面12と接し、内周面44にて内輪20の球面状外周面22と接している。
The
また、ケージ40の外周面42の中心Ooと内周面44の中心Oiは、継手中心Oを挟んで軸方向に互いに反対側に等距離だけオフセットされている(図1参照)。従って、継手が作動角をとった状態でトルクを伝達するとき、ボール30は、常に、外輪10の回転軸と内輪20の回転軸とがなす角を二等分する平面内に位置し、これにより、継手の等速性が確保される。
Further, the center Oo of the outer
この実施形態では、図2および図4に示すようにボールトラックの円周方向配置を等ピッチα0とし、かつ、ケージ40のポケット46間に位置する柱部47の幅を少なくとも一箇所以上で不均一とする。この実施形態では、図2に示すように外輪10のトラック溝14および内輪20のトラック溝24は等ピッチα0で円周方向に配置され、図4に示すようにケージ40のポケット46は等ピッチα0で円周方向に配置され、ケージ40の二つの柱部47の幅W2を他の柱部47の幅W1と異ならせることで不均一としている(W1≠W2)。
In this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 4, the circumferential arrangement of the ball tracks is set to an equal pitch α 0 , and the width of the
DOJにおいてトルクが負荷され回転する時に発生する誘起スラスト力は、内部構成部品間に生じる摩擦力に起因する。外輪10に発生する誘起スラストを考慮した場合、外輪10のトラック溝14とボール30間の摩擦力、外輪10の内周面12とゲージ40の外周面42間の摩擦力が発生要因として挙げられる。
The induced thrust force that is generated when the DOJ is rotated by being loaded with torque is caused by a frictional force generated between internal components. When the induced thrust generated in the
前述した実施形態では、ケージ40の二つの柱部47の幅W2を他の柱部47の幅W1と異ならせることで不均一としたことにより、外輪10の内周面12とケージ40の外周面42との接触面積が不均一となり、各位相に発生する摩擦力の変動成分も不均一になる。ここで、各位相(6個)の摩擦力の合成である誘起スラストは、各位相毎の摩擦力の変動が同じ波形を描く時、6次成分が顕著になる。この実施形態では、各位相に発生する摩擦力の変動成分も不均一となることから、誘起スラスト力の6次成分を低減できる。
In the above-described embodiment, by a non-uniform by varying the width W 2 of the two
図5は6個ボールDOJでの従来品と本発明実施品について行った誘起スラスト力の測定結果を示す。これらの図は、横軸に作動角(0°〜15°)、縦軸に誘起スラスト(N)をとり、破線が従来品、実線が実施品についての測定値をプロットしたものである。実施品は、誘起スラスト力の6次成分の低減効果が十分に現れていることが明白である。 FIG. 5 shows the measurement results of the induced thrust force performed on the conventional product with the six-ball DOJ and the product of the present invention. In these drawings, the operating angle (0 ° to 15 °) is plotted on the horizontal axis, the induced thrust (N) is plotted on the vertical axis, and the measured values for the conventional product and the solid line for the actual product are plotted. It is clear that the practical product has a sufficient effect of reducing the sixth component of the induced thrust force.
次に、図6および図7に示す実施形態について説明する。図6は6個ボールDOJの全体構成、図7は図6の外輪10をそれぞれ示す。なお、DOJの基本構成に関しては前述した図1〜図4の実施形態と同様であるため、実質的に同じ部品または部位には同一符号を付している。
Next, the embodiment shown in FIGS. 6 and 7 will be described. 6 shows the overall configuration of the six-ball DOJ, and FIG. 7 shows the
図6および図7に示す実施形態は、ボールトラックの円周方向配置を等ピッチα0にすると共に、外輪10のトラック溝14間に位置する内径部17の幅を少なくとも一箇所以上で不均一にし、かつ、ケージ40のポケット46間に位置する柱部47の幅W0を均一にする。この実施形態では、図6に示すように外輪10のトラック溝14および内輪20のトラック溝24は等ピッチα0で円周方向に配置され、図7に示すようにケージ40のポケット46は等ピッチα0で円周方向に配置され、外輪10のトラック溝14間に位置する二つの内径部17の幅L1を他の内径部17の幅L2と異ならせることで不均一としている(L1≠L2)。この場合、ケージ40の柱部47の幅W0は均一としている。
In the embodiment shown in FIGS. 6 and 7, the circumferential arrangement of the ball tracks is made equal pitch α 0, and the width of the
このように外輪10の二つの内径部17の幅L1を他の内径部17の幅L2と異ならせて不均一としたことにより、ケージ40の柱部47の幅を不均一とした前述の実施形態の場合と同様に、外輪10の内周面12とケージ40の外周面42の接触面積が不均一になり、各位相に発生する摩擦力の変動成分も不均一になり、その結果、誘起スラスト力の6次成分を低減することができる。
In this way, the width L 1 of the two
図8および図9に示す実施形態は、内輪20とケージ40とが軸方向に相対移動できるようにすると共にボール30の拘束を解いて転がりやすくしたものである。なお、この実施形態は、前述した図1〜図7の実施形態に適用可能である。
In the embodiment shown in FIG. 8 and FIG. 9, the
図8の実施形態では、内輪20の外周面22の曲率半径rをケージ40の内周面44の曲率半径Rよりも小さく設定し、かつ、内輪20の外周面22の曲率中心Oaとケージ40の内周面44の曲率中心Obとを半径方向にずらしてある。これにより、内輪20の外周面22とケージ40の内周面44との間に軸方向すきまδ1およびδ1’が形成され、このすきまδ1,δ1’の存在によりケージ40に対する内輪20の軸方向変位が可能となる。
In the embodiment of FIG. 8, the curvature radius r of the outer
図9に示す実施形態では、ケージ40の内周面44を、中央部の軸方向寸法Pに亘って直径Dを持つ円筒面44aと、その両側の部分球面44bとを結んで形成したものである。部分球面44bの曲率半径Rは内輪20の外周面22の曲率半径rと等しく、内輪20の外周面22とケージ40の内周面(44a,44b)との間にすきまδ2,δ2’が形成されている。
In the embodiment shown in FIG. 9, the inner
これら図8および図9に示す実施形態では、ボールトラックの円周方向配置を等ピッチα0にすると共に、ケージ40のポケット46間に位置する柱部47の幅を少なくとも一箇所以上で不均一とするか、あるいは、外輪10のトラック溝14間に位置する内径部17の幅を少なくとも一箇所以上で不均一にし、かつ、ケージ40のポケット46間に位置する柱部47の幅W0を均一にすることにより、誘起スラスト力の測定結果について、前述した実施形態と同等の6次成分の低減効果が得られた(図5参照)。
In the embodiment shown in FIGS. 8 and 9, the circumferential arrangement of the ball tracks is made equal pitch α 0, and the width of the
さらに、これら実施形態では、内輪20とケージ40がすきまδ1,δ1’またはδ2,δ2’により軸方向に相対移動でき、しかも、ボール30がケージ40のポケット46にて拘束されておらず転がりやすくなっているため、外輪10と内輪20との軸方向相対移動に対するスライド抵抗が非常に小さい。従って、トルクを負荷した状態でエンジン側からの振動が加わった場合、ケージ40を介して外輪10および内輪20間のスムーズな相対運動によってその振動が吸収され、車室内への振動伝達が防止される。
Furthermore, in these embodiments, the
この等速自在継手における外輪10は、車体への取り付け形態からフランジタイプのものである。このフランジタイプの外輪10は、その外径端部に円周方向等間隔で一体的に設けられた複数の車体取付フランジ18を利用し、各車体取付フランジ18に貫設されたボルト穴19にボルトを挿通させて締め付けることにより車体に取り付けられる。
The
この外輪10は、軽量コンパクト化の目的から、その外径形状を内径(トラック溝)形状に沿った花形に成形している。ここで、「花形」とは、外輪10の外径面において、内径に形成されたトラック溝14間に位置する部位にそのトラック溝14に沿う凹所15を形成した形状を意味する。この外輪10のトラック溝14間に位置する外径凹所15に車体取付フランジ18を設ける。
The
このように外輪10の外径形状をその内径形状に沿った花形に成形していることから、等速自在継手の負荷容量を現状維持したままで軽量化することができ、さらに、その花形形状の外輪10におけるトラック溝14間に位置する外径凹所15に車体取付フランジ18を設けたことにより、車体取付フランジ18の外径寸法を小さくすることができ、等速自在継手のコンパクト化を図ることができる。
Since the outer diameter shape of the
図10は、従来品の外輪1と本発明実施品の外輪10の大きさを比較するもので、同図(a)ではX−X線を境界として左側に従来品、右側に実施品を示し、同図(b)ではY−Y線を境界として上側に従来品、下側に実施品をそれぞれ示す。
FIG. 10 compares the size of the outer ring 1 of the conventional product and the
この従来品と実施品では、等速自在継手の負荷容量(サイズ)および治工具挿入用のスペースaを同一とした場合で比較しており、車体取付フランジ8,18の外径寸法比較では、実施品は、従来品に対して約10%程度のコンパクト化が可能であり、また、重量比較でも、実施品は、従来品に対して約20%程度の軽量化が達成される。
The conventional product and the actual product are compared when the load capacity (size) of the constant velocity universal joint and the space a for inserting the tool are the same. In comparison of the outer diameter dimensions of the
ここで、実施品である外輪10は、軽量化に有利な形状として花形に成形しているが、強度確保の観点から、その肉厚などに制限を受ける。つまり、花形による軽量化と共に等速自在継手として必要な強度を満足させるためには、トラック溝部分での肉厚はもちろんのこと、トラック溝間部分の肉厚も重要である。
Here, the
そこで、図11に示すようにトラック溝14が位置する最外径寸法DTとトラック溝14間で車体取付フランジ18が位置する最小径寸法DNとの比DN/DTを0.85〜0.95に設定する必要がある。この最外径寸法DTと最小径寸法DNの比を前述の範囲に規定することにより、前述の軽量化およびコンパクト化と共に外輪10の強度を確保することができる。
Therefore, as shown in FIG. 11, the ratio DN / DT between the outermost diameter dimension DT where the
ここで、前述の比DN/DTが0.85より小さいと、外輪10の車体取付フランジ18が位置する部位の肉厚が薄くなり過ぎ、等速自在継手が必要とする強度を確保することが困難となる。また、前述の比DN/DTが0.95より大きいと、車体取付フランジ18の外径が大きくなり過ぎ、軽量コンパクト化を図ることが困難となる。
Here, if the above-mentioned ratio DN / DT is smaller than 0.85, the thickness of the portion of the
なお、前述した外輪10のトラック溝14(ボール30)の個数に対して車体取付フランジ18の個数を任意に設定することができる。つまり、図2および図6に示すように外輪10におけるすべてのトラック溝14に対してそのトラック溝14間に位置するすべての外径凹所15に車体取付フランジ18を設ける以外に、一部の外径凹所15だけに車体取付フランジ18を設けることも可能である。例えば、図12に示すように外輪10の円周方向等間隔に配された三箇所の外径凹所15に車体取付フランジ18を設けることも可能である。
The number of the vehicle
また、前述では、6個のボール30を組み込んだ等速自在継手を例示したが、8個のボール30を組み込んだ等速自在継手に適用可能である。ボール30が8個の場合、6個ボールの等速自在継手と比べてボールPCDを小さくしてコンパクト化を図る上で有効である。この場合も、図13に示すように8箇所すべての外径凹所15に車体取付フランジ18を設けたり、あるいは、図14に示すように外輪10の円周方向等間隔に配された4箇所の外径凹所15に車体取付フランジ18を設けることも可能である。
In the above description, a constant velocity universal joint incorporating six
10 外輪
12 円筒状内周面
14 トラック溝
15 外径凹所
17 内径部
18 車輪取付フランジ
20 内輪
22 球面状外周面
24 トラック溝
30 トルク伝達ボール
40 ケージ
42 球面状外周面
44 球面状内周面
46 ポケット
47 柱部
O 継手中心
Oo ケージの球面状外周面の中心
Oi ケージの球面状内周面の中心
α0 等ピッチ
L1,L2 外輪の内径部の幅
W1,W2 ケージの柱部の幅
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