JP4527581B2 - Constant velocity universal joint with boots - Google Patents
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Description
この発明は、自動車や各種産業機械等の動力伝達系で使用されるブーツ付き等速自在継手に関する。 The present invention relates to a constant velocity universal joint with a boot used in a power transmission system of an automobile or various industrial machines.
等速自在継手は、内部に封入したグリースの漏れや外部からの異物の侵入を防止する目的でブーツを装着して使用される。このブーツは、一般に、等速自在継手の外側継手部材の開口端部に設けたブーツ取付部に装着される大径取付部と、等速自在継手の内側継手部材に連結された第二の回転軸に装着される小径取付部と、両取付部を一体に連結する屈曲部とで構成される。等速自在継手用ブーツとしては、クロロプレンなどのゴムや熱可塑性エラストマーなどで成形されたものが広く用いられている。 Constant velocity universal joints are used with boots attached to prevent leakage of grease sealed inside and entry of foreign matter from outside. This boot generally has a large-diameter mounting portion attached to the boot mounting portion provided at the opening end of the outer joint member of the constant velocity universal joint, and a second rotation connected to the inner joint member of the constant velocity universal joint. A small-diameter mounting portion mounted on the shaft and a bent portion that integrally connects both mounting portions. As a boot for a constant velocity universal joint, a boot formed of rubber such as chloroprene or a thermoplastic elastomer is widely used.
一方、等速自在継手には、θ=45〜50deg程度の大きな作動角を取ることのできるタイプ(例えばツェッパ型、バーフィールド型などのボールを用いた固定式等速自在継手)や、作動角はそれ程大きく取ることはできないが外側継手部材の軸線方向にスライドする機構を兼ね備えたタイプ(例えばダブルオフセット型、トリポード型、クロスグルーブ型などの摺動式等速自在継手)等がある。 On the other hand, for constant velocity universal joints, a type that can take a large operating angle of about θ = 45 to 50 deg (for example, a fixed type constant velocity universal joint using a ball such as a Zepper type or a barfield type), or an operating angle. However, there is a type having a mechanism that slides in the axial direction of the outer joint member (for example, a double offset type, a tripod type, a cross groove type, etc.).
等速自在継手の外側継手部材の形状は、その開口端部の輪郭形状が円筒状のものもあれば非円筒状のものもある。等速自在継手の軽量化や加工性等の観点から、内部構造を考慮した非円筒形状とする方が効率的である場合が多数存在する。そのような非円筒形状の外側継手部材に適用される等速自在継手用ブーツには、主にクロロプレンラバー製ブーツが使用されてきた。昨今では熱可塑性エラストマー製ブーツの適用も検討されている(特許文献1〜5参照)。
クロロプレンラバー製ブーツは、等速自在継手用ブーツとして比較的良好な性能を持っているが、耐疲労性、耐摩耗性、耐低温性、耐熱老化性、耐グリース性(耐油性)などの面で、使用条件によっては十分とは言えない場合も発生するため、より優れた性能を持つ熱可塑性エラストマー製ブーツに置き換わる傾向にある。 Chloroprene rubber boots have relatively good performance as boots for constant velocity universal joints, but have aspects such as fatigue resistance, wear resistance, low temperature resistance, heat aging resistance, and grease resistance (oil resistance). However, since it may not be sufficient depending on the use conditions, it tends to be replaced with a thermoplastic elastomer boot having better performance.
しかし、ブーツ取付部の輪郭が非円筒形状の外側継手部材を用いる等速自在継手には、クロロプレンラバー製ブーツが主に使用されている。これは、熱可塑性エラストマー製ブーツは大径取付部を薄肉部と厚肉部が円周方向で交互に現れる非円筒形状に成形することや軸方向も含めた複雑な形状に成形することが困難なためである。あるいは、熱可塑性エラストマーは材料特性上、弾性にやや乏しく材料硬さも高いため、外側継手部材へのブーツ装着性に難があったり、シール性が不十分となったりする場合がある。 However, a chloroprene rubber boot is mainly used for a constant velocity universal joint using an outer joint member having a non-cylindrical shape of the boot mounting portion. This is because it is difficult to mold a large-diameter mounting part into a non-cylindrical shape in which a thin-walled part and a thick-walled part alternate in the circumferential direction, and to a complicated shape including the axial direction. This is because of this. Alternatively, since the thermoplastic elastomer is somewhat poor in elasticity and high in material hardness due to material properties, there are cases where the boot mounting property to the outer joint member is difficult or the sealing performance is insufficient.
熱可塑性エラストマー製ブーツを非円筒形状の外側継手部材に適用する際には、非円筒形状の外側継手部材と円筒形状のブーツの大径取付部との間、または、非円筒形状の外側継手部材に対してブーツの大径取付部を外側継手部材に沿った非円筒形状に成形し、その非円筒形状をしたブーツの大径取付部とバンドとの間に中間部材(ブッシング)を介在させるタイプを使用することが考えられる。しかし、これらの形態では部品点数が多くなり、管理上も工程上も好ましくない。しかもコストが高くなる。あるいは、ブッシングにある程度の厚みが必要なため外径寸法が大きくなる。さらに、外側継手部材/ブーツ間およびブーツ/ブッシング間の接触部におけるシール性も不十分である。 When the thermoplastic elastomer boot is applied to the non-cylindrical outer joint member, the non-cylindrical outer joint member is provided between the non-cylindrical outer joint member and the large-diameter mounting portion of the cylindrical boot, or the non-cylindrical outer joint member. A type in which the large-diameter mounting portion of the boot is formed into a non-cylindrical shape along the outer joint member, and an intermediate member (bushing) is interposed between the non-cylindrical boot large-diameter mounting portion and the band. Can be considered. However, these forms increase the number of parts, which is not preferable in terms of management and process. In addition, the cost increases. Or since a certain amount of thickness is required for a bushing, an outer diameter dimension becomes large. Further, the sealability at the contact portion between the outer joint member / boot and between the boot / bushing is insufficient.
一方、ブーツの大径取付部をほぼ一定肉厚にて非円筒形状の外側継手部材に沿った形状に成形し、そのブーツの外周面をその非円筒形状に沿った形状をしたバンドで締め付けることも考えられるが、バンドが複雑な形状となるためコストが上がり、シール性も不十分である。 On the other hand, the large-diameter mounting portion of the boot is formed with a substantially constant thickness along the non-cylindrical outer joint member, and the outer peripheral surface of the boot is tightened with a band shaped along the non-cylindrical shape. However, since the band has a complicated shape, the cost increases and the sealing performance is insufficient.
また、ブーツの大径取付部の内周面は非円筒形状の外側継手部材の形状に沿った形状とし、ブーツの大径取付部の外周面は円筒形状にして、厚肉部に肉抜き部を設けた熱可塑性エラストマー製ブーツなども提案されているが(特開2003−329057号公報の図2)、これではシール性が不十分だと言った問題がある。 In addition, the inner peripheral surface of the large-diameter mounting portion of the boot is shaped along the shape of the non-cylindrical outer joint member, the outer peripheral surface of the large-diameter mounting portion of the boot is cylindrical, and the thickened portion A boot made of a thermoplastic elastomer or the like having been provided is proposed (FIG. 2 of Japanese Patent Laid-Open No. 2003-329057), but this has a problem that the sealing performance is insufficient.
本発明の目的は、十分な耐久性と十分なシール性を兼ね備えたブーツを有するブーツ付き等速自在継手を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a constant velocity universal joint with a boot having a boot having sufficient durability and sufficient sealing performance.
請求項1の発明は、第一の回転軸とトルク伝達可能に結合する外側継手部材と、第二の回転軸とトルク伝達可能に結合する内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在してトルクの伝達をするトルク伝達部材と、外側継手部材と第二の回転軸との間に装着したブーツとを具備したブーツ付き等速自在継手において、
外側継手部材の横断面形状は円周方向に交互に現れる直線部分と凹円弧部分とからなり、直線部分はトルク伝達部材が転動するトラック溝の位相に位置し、凹円弧部分は隣り合った直線部分間に位置し、
ブーツは、外側継手部材のブーツ取付部の外形に沿う形状の内周面と円筒形状の外周面とからなり全容積をブーツ材料により充足された大径取付部を有し、
外側継手部材の直線部分と凹円弧部分との境界部分にあたるブーツ取付部に突出部が設けてあり、それに対応する位相のブーツの大径取付部には外側継手部材の突出部と嵌合するための窪みが設けてあり、
外側継手部材の直線部分と凹円弧部分は軸方向断面が平滑であり、そこに嵌合するブーツの内周面形状は外側継手部材の直線部分および凹円弧部分に沿った形状であり、
ブーツの大径取付部の内周面のうち前記窪みを含む位相に、縦断面で見て、端面側から連続して面取り部と直線部と前記窪みを形成し、前記直線部には一条以上の円周方向に延びる突起が設けてあり、少なくとも一条の突起は直線部分および凹円弧部分ならびに両者の境界部分のすべてにわたって連続的に形成され、
ブーツの前記窪みおよび前記突起はブーツの大径取付部の外周面に設けたバンド溝の幅の範囲内に位置していることを特徴とするものである。
ここで、直線部分は必ずしも文字通りの直線に限らず、ほぼ直線的であるものを含むものとする。また、凹円弧部分は、直線部分に比べて小径になった、へこんだ部分という程度の意味であり、したがって、この部分の外形の断面形状は直線状であってもよい。
The invention according to claim 1 includes an outer joint member that is coupled to the first rotating shaft so as to be able to transmit torque, an inner joint member that is coupled to be able to transmit torque to the second rotating shaft, and an outer joint member and an inner joint member. In a constant velocity universal joint with a boot comprising a torque transmission member that transmits torque interposed therebetween, and a boot mounted between the outer joint member and the second rotating shaft,
The cross-sectional shape of the outer joint member is composed of linear portions and concave arc portions that appear alternately in the circumferential direction, and the linear portion is located in the phase of the track groove on which the torque transmitting member rolls, and the concave arc portions are adjacent to each other. Located between the straight sections,
The boot has a large-diameter mounting portion composed of an inner peripheral surface and a cylindrical outer peripheral surface along the outer shape of the boot mounting portion of the outer joint member, the entire volume being satisfied by the boot material,
A protrusion is provided at the boot mounting portion corresponding to the boundary portion between the straight portion and the concave arc portion of the outer joint member, and the large-diameter mounting portion of the boot having the corresponding phase is fitted with the protrusion of the outer joint member. There is a hollow,
The straight portion and the concave arc portion of the outer joint member have a smooth axial cross section, and the inner peripheral surface shape of the boot fitted therein is a shape along the straight portion and the concave arc portion of the outer joint member,
A chamfered portion, a straight portion, and the dent are continuously formed from the end surface side in a phase including the dent in the inner peripheral surface of the large-diameter mounting portion of the boot , as viewed in a longitudinal section, and the straight portion has one or more lines. A protrusion extending in the circumferential direction of at least one protrusion is continuously formed over all of the straight part and the concave arc part and the boundary part between the two,
The recess and the protrusion of the boot are characterized by being positioned within the range of the width of the band groove provided on the outer peripheral surface of the large-diameter mounting portion of the boot.
Here, the straight line portion is not necessarily limited to a literal straight line, but includes a straight line portion. In addition, the concave arc portion means a concave portion having a smaller diameter than the straight portion, and therefore the cross-sectional shape of the outer shape of this portion may be linear.
請求項2の発明は、第一の回転軸とトルク伝達可能に結合する外側継手部材と、第二の回転軸とトルク伝達可能に結合する内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在してトルクの伝達をするトルク伝達部材と、外側継手部材と第二の回転軸との間に装着したブーツとを具備したブーツ付き等速自在継手において、
前記外側継手部材の外形は、円周方向に交互に現れる第一および第二の凸円弧部分からなり、第一の凸円弧部分はトルク伝達部材が転動するトラック溝の位相に位置して外側継手部材の軸心と異なる中心をもち、第二の凸円弧部分は外側継手部材の軸心と同心で隣り合った第一の凸円弧部分をつないでおり、
前記ブーツは、外側継手部材のブーツ取付部の外形に沿う内周面と円筒形状の外周面とからなり全容積をブーツ材料により充足された大径取付部を有し、
外側継手部材の第一の凸円弧部分のブーツ取付部には突出部が設けてあり、それに対応する位相のブーツの大径取付部には前記突出部と嵌合するための窪みが設けてあり、
第二の凸円弧部分のブーツ取付部は軸方向断面が平滑で、そこに嵌合するブーツの内周面は第二の凸円弧部分に沿った形状であり、
ブーツの大径取付部の内周面のうち前記窪みを含む位相に、縦断面で見て、端面側から連続して面取り部と直線部と前記窪みを形成し、前記直線部には一条以上の円周方向に延びる突起が設けてあり、少なくとも一条の突起は大径取付部の内周面の全周にわたって連続的に形成され、
ブーツの前記窪みおよび前記突起は、ブーツの大径取付部の外周面に設けたバンド溝の幅の範囲内に位置していることを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an outer joint member that is coupled to the first rotating shaft so as to be able to transmit torque, an inner joint member that is coupled to be able to transmit torque to the second rotating shaft, and an outer joint member and an inner joint member. In a constant velocity universal joint with a boot comprising a torque transmission member that transmits torque interposed therebetween, and a boot mounted between the outer joint member and the second rotating shaft,
An outer shape of the outer joint member is composed of first and second convex arc portions alternately appearing in the circumferential direction, and the first convex arc portion is positioned outside the phase of the track groove on which the torque transmitting member rolls. The second convex arc portion has a center different from the axis of the joint member, and the first convex arc portion concentrically adjacent to the axis of the outer joint member is connected,
The boot has a large-diameter mounting portion composed of an inner peripheral surface along the outer shape of the boot mounting portion of the outer joint member and a cylindrical outer peripheral surface, the entire volume being filled with the boot material,
A protrusion is provided in the boot mounting portion of the first convex arc portion of the outer joint member, and a recess for fitting with the protrusion is provided in the large-diameter mounting portion of the boot having the corresponding phase. ,
The boot mounting portion of the second convex arc part has a smooth axial cross section, and the inner peripheral surface of the boot fitted therein has a shape along the second convex arc part,
A chamfered portion, a straight portion, and the dent are continuously formed from the end surface side in a phase including the dent in the inner peripheral surface of the large-diameter mounting portion of the boot , as viewed in a longitudinal section, and the straight portion has one or more lines. A protrusion extending in the circumferential direction is provided, and at least one protrusion is continuously formed over the entire circumference of the inner peripheral surface of the large-diameter mounting portion,
The recess and the protrusion of the boot are characterized by being positioned within the range of the width of the band groove provided on the outer peripheral surface of the large-diameter mounting portion of the boot.
請求項3の発明は、請求項1または2のブーツ付き等速自在継手において、ブーツの大径取付部の内周面に設けた肩当てが外側継手部材の端面に当接することを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the constant velocity universal joint with a boot according to the first or second aspect, the shoulder rest provided on the inner peripheral surface of the large-diameter mounting portion of the boot contacts the end surface of the outer joint member. Is.
請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかのブーツ付き等速自在継手において、前記突起の横断面形状が、頂点がブーツの軸心側を向いた三角形であり、前記突起が外側継手部材のブーツ取付部に形成した軸方向断面が平滑なブーツ溝と密着することを特徴とするものである。 The invention according to claim 4, in any of the boot with the constant velocity universal joint of claims 1 to 3, the cross-sectional shape of the protrusion is a triangle vertex facing axis side of the boot, the projection outer The axial cross section formed in the boot mounting portion of the joint member is in close contact with the smooth boot groove.
請求項5の発明は、請求項1ないし4のいずれかのブーツ付き等速自在継手において、前記突出部は外側継手部材の端面から漸次拡径した斜面を形成し、前記面取り部の最大径が前記斜面の最小径より大きいことを特徴とするものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the constant velocity universal joint with a boot according to any one of the first to fourth aspects, the projecting portion forms a slope gradually increasing in diameter from the end surface of the outer joint member, and the maximum diameter of the chamfered portion is It is larger than the minimum diameter of the slope .
請求項6の発明は、請求項1ないし5のいずれかのブーツ付き等速自在継手において、前記面取りは、ブーツの大径取付部の端面から軸方向に1mm以上にわたり軸線に対する角度が20度以上60°以下であることを特徴とするものである。 A sixth aspect of the present invention is the constant velocity universal joint with a boot according to any one of the first to fifth aspects, wherein the chamfer has an angle with respect to an axis of 20 degrees or more over an axial direction of 1 mm or more from an end face of the large-diameter mounting portion of the boot. it is characterized in that it is 60 ° or less.
請求項7の発明は、請求項1ないし6のいずれかのブーツ付き等速自在継手において、ブーツの大径取付部に設けたバンド溝の端面側側壁を構成する突部が、円周上3箇所以上の奇数個に等配分され、その突起高さが0.6mm以上1.2mm以下で、軸方向突起幅が0.6mm以上2.0mm以下、円周方向の突起幅が10°以上25°以下であることを特徴とするものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the constant velocity universal joint with a boot according to any one of the first to sixth aspects, the projecting portion constituting the end surface side wall of the band groove provided in the large-diameter mounting portion of the boot has 3 on the circumference. The projection height is 0.6 mm to 1.2 mm, the axial projection width is 0.6 mm to 2.0 mm, and the circumferential projection width is 10 ° to 25 mm. It is characterized by being less than °.
請求項8の発明は、請求項1ないし7のいずれかのブーツ付き等速自在継手において、ブーツがJIS K 6253によるタイプDデュロメータ硬さが35以上50以下の熱可塑性ポリエステル系エラストマー製であることを特徴とするものである。
The invention according to
本発明によれば、外側継手部材に対するブーツの装着性および位置決め安定性、そしてバンドのブーツ溝への装着が容易となり、組付け時の作業性が向上する。本発明の効果は、ブーツ材質がクロロプレン等のJIS K 6253によるタイプAデュロメータ硬さが50以上70以下のゴム材である場合にも得られるが、請求項8の発明のように、JIS K 6253によるタイプDデュロメータ硬さが35以上50以下の熱可塑性ポリエステル系エラストマーなど材料硬さが比較的高い材料である場合に一層顕著である。たとえば熱可塑性ポリエステル系エラストマー製ブーツは、クロロプレンラバー製ブーツに比べて耐久性が向上し、十分なシール性も確保できることから、ブーツ性能の信頼性が向上する。さらに、部品点数を最小に留めてコストを抑えることもできる。
According to the present invention, the mounting and positioning stability of the boot with respect to the outer joint member, and the mounting of the band into the boot groove are facilitated, and the workability during assembly is improved. The effect of the present invention is also obtained when the boot material is a rubber material having a type A durometer hardness of 50 or more and 70 or less according to JIS K 6253, such as chloroprene, but as in the invention of
説明の便宜上、本発明の実施の形態の説明に先立ち、それと同時に開発したブーツ付きトリポード型等速自在継手の基本的な構成をまず説明する。 For convenience of explanation, prior to the description of the embodiment of the present invention, the basic configuration of a tripod type constant velocity universal joint with a boot developed at the same time will be described first.
図1および図2に示すように、トリポード型等速自在継手1は、外側継手部材2と、内側継手部材としてのトリポード部材4と、トルク伝達部材としてのローラ6を主要な構成要素としており、さらにブーツ10を具備している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the tripod type constant velocity universal joint 1 includes an outer joint member 2, a tripod member 4 as an inner joint member, and a roller 6 as a torque transmission member as main components. Further, a
図示するように、外側継手部材2は一体に形成されたマウス部22とステム部26とからなる。ステム部26は端部に形成したスプラインまたはセレーション軸28にて第一の回転軸(図示せず)とトルク伝達可能に結合する。マウス部22は一端にて開口したカップ状で、内周の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝24が形成してある。マウス部22の外周面は、横断面(図2)で見ると、大径部22aと小径部22bが交互に現れる非円筒形状である。この実施の形態の場合、大径部22aはトラック溝24と同位相に位置する外側継手部材2と同軸の凸円弧形状の部分で、小径部22bは隣り合う大径部22a間に位置する凹円弧形状の部分である。
As shown in the drawing, the outer joint member 2 includes a
トリポード部材4はボス42と脚軸46とからなる。ボス42には第二の回転軸3とトルク伝達可能に結合するスプラインまたはセレーション穴44が形成してある。脚軸46はボス42の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。トリポード部材4の各脚軸46はローラ6を担持している。脚軸46とローラ6との間には複数の針状ころ8が介在させてあり、ローラ6は脚軸46の軸線を中心として回転自在である。なお、図1ではローラ6の脱落防止のための止め輪やワッシャ等を省略してある。また、ここでは、一つの脚軸46に一つのローラ6を支持させたシングルローラタイプを例示してあるが、相対回転自在の内外ローラを支持させたダブルローラタイプであってもよい。
The tripod member 4 includes a
図3にマウス部22の大径部22aの縦断面を示す。図示するように、端面38の近傍に円周方向に伸びるブーツ溝30が形成してある。このブーツ溝30付近を外側継手部材のブーツ取付部と呼ぶこととする。ブーツ溝30の底面は部分円筒面形状で、縦断面では軸線に平行な直線である。大径部22aの円周方向の一部または全部にわたって、突出部32が形成してある。突出部32は外側継手部材2の端面38付近に位置しているのが好ましい。
FIG. 3 shows a longitudinal section of the
図示例の場合、突出部32の軸方向両側はいずれも斜面34,36である。これらの斜面34,36の軸線に対する傾斜角度は25°以上60°以下、好ましくは25°以上45°以下とする。これにより、外側継手部材2の旋削加工効率を良くすると同時にブーツ10の大径取付部12を外側継手部材2に嵌合させる際の装着性を向上させ、かつ、ブーツ装着後における外側継手部材2に対するブーツ10の抜け防止作用および位置安定性も向上させることができる。
In the case of the illustrated example, both sides in the axial direction of the
第一の斜面すなわち外側継手部材2の端面38とは反対側の斜面34の角度が60°よりも大きくなると、外側継手部材2のブーツ取付部の加工性が低下してしまう。一方、25°未満の場合、外側継手部材2に嵌合させた後のブーツ10の軸方向への抜け防止作用や位置安定性が低下してしまう。また、軸方向に長い突起となることで、外側継手部材2のブーツ取付部の全幅が大きくなってしまい、スペース効率や強度上好ましくない。第二の斜面すなわち外側継手部材2の端面38側の斜面36の角度が60°よりも大きくなるとブーツ装着性が阻害される。一方、25°未満の場合、突出部32が軸方向に長くなることでブーツ取付部の全幅が大きくなってしまい、スペース効率や強度上好ましくない。
If the angle of the first inclined surface, that is, the
図4に示すように、ブーツ10の全体概観は円すい台形状で、大径取付部12と小径取付部14と両者間の屈曲部16とからなる。図示した実施の形態では屈曲部16として蛇腹部が示してあるが、蛇腹タイプ以外のブーツにも適用することができる。図1に示すように、大径取付部12を外側継手部材2に嵌合させ、小径取付部14を第二の回転軸3に嵌合させて、それぞれ、ブーツバンド13,15で締め付けて固定するようになっている。このため、各取付部の外周にブーツバンド13,15を受け入れるためのバンド溝18が形成してある。バンド溝18の底面は円筒面形状で縦断面が軸線に平行である。
As shown in FIG. 4, the overall appearance of the
ブーツ10は熱可塑性エラストマー製で、あらゆる部位が熱可塑性エラストマーにより充足され、空隙は全く存在しない。言い換えるならば、特に大径取付部12において、その全容積がブーツ材料で充足されている。大径取付部12に空隙が存在すると、バンド13(図1参照)の締付力が外側継手部材2のブーツ取付部に十分伝わらず、シール性が損なわれる。採用し得る材料の例としては、JIS K 6253によるタイプDデュロメータ硬さが35以上50以下の熱可塑性ポリエステル系エラストマーを挙げることができる。
The
外側継手部材2に対するブーツ10の装着性もさることながら、ブーツ10に対するバンド13,15の装着性も、等速自在継手を組み立てる上で考慮すべき重要な因子である。たとえば、バンド溝18の両側壁は全周に連続的に設けてもよいが、その場合バンドの装着性を低下させる場合がある。そこで、バンド溝18の両側壁のうち、特に図4の右側に現れている端面側の側壁を形成する突部19については、バンド13の装着性に問題がなく、しかもバンド13の位置が安定する設定として、次のような構成とするのが好ましい。すなわち、図5から分かるように、突部19を円周方向に断続的に、たとえば三等分位置に配置し、各突部19の高さを0.6mm以上1.2mm以下、軸方向寸法を0.6mm以上2.0mm以下、さらに円周方向寸法をブーツ軸心から10°以上25°以下の範囲とする。
In addition to the mountability of the
ブーツ10の大径取付部12の内周面は、図5に示すように、外側継手部材2のマウス部22の外周面形状に沿う形状となっている。すなわち、マウス部22の大径部22aに対応する薄肉部12aと、小径部22bに対応する厚肉部12bとが円周方向で交互に現れる。
As shown in FIG. 5, the inner peripheral surface of the large-
大径取付部12の薄肉部12aの内周面は、縦断面で見ると、図6に示すように、端面側から面取り部A、軸線に平行な直線部B、窪みC、肩当てDが連続して形成してある。
As shown in FIG. 6, the inner peripheral surface of the
面取り部Aは、軸線に対して20°以上60°以下の角度で端面から1mm以上設ける。このような面取り部Aを設けることにより、上述のブーツ装着性をさらに向上させることができる。面取り部Aの端面側径D2は、外側継手部材2の突出部32の端面側斜面36の最小径D1よりも大きく設定してある。外側継手部材2の突出部32の端面側斜面36と端面38との会合部分は丸みを付けて滑らかにつないである。これにより、ブーツ10を装着するとき、当該丸み部分によってブーツ10の面取り部Aが案内されるため、一層円滑にブーツ10の装着を行うことができる。
The chamfered portion A is provided at least 1 mm from the end surface at an angle of 20 ° to 60 ° with respect to the axis. By providing such a chamfered portion A, the above-described boot mounting property can be further improved. The end surface side diameter D 2 of the chamfered portion A is set to be larger than the minimum diameter D 1 of the end surface side inclined
窪みCは、外側継手部材2の突出部32を受け入れるため、突出部32の斜面34,36と接する斜面C1,C2を有する。これらを第三の斜面C1、第四の斜面C2とすると、第三の斜面C1が突出部32の第一の斜面34に対応し、第四の斜面C2が突出部32の第二の斜面36に対応する。このような構成であるため、窪みCは外側継手部材2の突出部32と嵌合して軸方向への抜け防止作用を発生させる。
The recess C has slopes C 1 and C 2 that contact the
ブーツ10の大径取付部12は、外側継手部材2のブーツ取付部に容易に装着でき、かつ、バンド13で締め付けられた際に十分なシール性を発揮することが求められる。そのため、ブーツ10の大径取付部12の内面に設けた窪みCは、外側継手部材2の突出部32に沿う形状である。
The large-
ブーツ10の窪みCから肩当てDにかけての部分の輪郭は、外側継手部材2の突出部32から端面38にかけての部分の輪郭にほぼ一致する。そして、肩当てDは外側継手部材2の端面38と当接してブーツ10の軸方向位置を安定させる役割を果たす。
The contour of the portion of the
ブーツ10の大径取付部12のうち厚肉部12bの内周面は、図7に示すように、端面側から、面取り部Aと軸線に平行な直線部Fが連続して形成してある。面取り部Aは既に述べた薄肉部のそれと同じである。
As shown in FIG. 7, the inner peripheral surface of the thick-
ブーツ10の大径取付部12の内周面に全周にわたって連続した突起Eが形成してある。この突起Eは薄肉部および厚肉部における上記直線部B,Fに位置する。突起Eの断面形状は半円や半楕円等でもよいが、三角形がより好ましい。図示する実施の形態では、突起Eの横断面は三角形で、頂点がブーツの半径方向内側つまり軸心側に向いている。突起Eは外側継手部材2のブーツ溝30と接触してシール機能を発揮する。突起Eは二条以上設けてもよい。あるいは、この突起Eとは別の不連続な突起を設けてもよい。バンド13で締め付けることにより、突起Eが外側継手部材2の非円筒形状からなるブーツ取付部のブーツ溝30に対して円周上均一に密着して十分なシール性を発揮する。その突起Eが密着する外側継手部材2のブーツ溝30の底面は平滑である。ブーツ溝30の底面は突起を設ける等の種々形状が考えられるが、外側継手部材2の加工工数の点から平滑であることが好ましい。
Protrusions E that are continuous over the entire circumference are formed on the inner circumferential surface of the large-
ブーツ10の大径取付部12における突起Eは、薄肉部12aと厚肉部12bの境界部においては凹円弧状に丸みをつけて滑らかにつないである。これにより、図8に示すように、外側継手部材2のブーツ溝30の円周方向端部の、異なる二曲面の接合部において、通常の締めしろの他の部位よりもブーツが外側継手部材に食い込むことが可能となってシール性が向上する。ただし、曲率半径が大きすぎると中央部が「担ぐ」ことになってすきまが生じてしまい、シール性が低下する。したがって、当該丸みの曲率半径は0.5mm以上5mm以下が好ましい。
The protrusion E in the large-
窪みCと突起Eの部位と外側継手部材2のブーツ取付部に対する締めしろは、突起Eの部位が弾性変形により外側継手部材2の突出部32を乗り越え、かつ、突起Eと外側継手部材2のブーツ溝30との間において十分なシール性を保つことができる設定が必要である。
The area of the recess C and the protrusion E and the tightening margin of the outer joint member 2 with respect to the boot mounting portion is such that the protrusion E part overcomes the
ブーツ材質が熱可塑性エラストマー、特にJIS K 6253によるタイプDデュロメータ硬さが35以上50以下で示される熱可塑性ポリエステル系エラストマーである場合など、材料硬さが高い場合にはこの締めしろ設定が重要である。外側継手部材2のブーツ取付部におけるブーツ溝30と突出部32との段差が0.8mm以上1.5mmで、これに装着されるブーツ10の大径取付部12に窪みCの突出部32に対する締めしろが半径で0.1mm以上1.0mm以下であり、かつ、突起Eの先端のブーツ溝30に対する締めしろが半径で0.1mm以上1.5mm以下であることが好ましい。さらに、突起Eの高さは0.3mm以上1.0mm以下が好ましい。
When the material of the boot is high, such as when the material of the boot is a thermoplastic elastomer, especially a thermoplastic polyester elastomer with a type D durometer hardness of 35 or more and 50 or less according to JIS K 6253, this tightening setting is important. is there. The step between the
述べたような締めしろ設定であれば、突起Eに外側継手部材2の突出部32を越えさせてブーツ10の大径取付部12を装着することができ、その後、バンド13で締め付けることによって、外側継手部材2のブーツ取付部にブーツ10の大径取付部12を強固に密着させて取り付けることができる。上述の締めしろよりも小さく設定した場合、バンド13を締めた時点でブーツ10が変形することにより局部的にすきまを生じる可能性がある。一方、上述の締めしろよりも大きい設定とすると、ブーツ装着が困難となる。また、突起Eの高さが0.3mm未満の場合、外側継手部材2の溝30に対する密着性が低くなり、十分なシール性が得られない。突起Eの高さが1.0mmを越える場合は、突起部の体積が大きくなりすぎて設計的にもシール性の面でも効率的でない。
With the tightening setting as described above, the large-
ブーツ10の窪みCと突起Eはバンド溝18の幅の範囲内に位置させるのが好ましい。このような構成とすることにより、突起Eにバンドの締付け力が垂直方向に伝達され、かつ、突出部32と嵌合する窪みCの軸方向への拘束が強化されるため、より安定したシール性が得られる。
The recess C and the protrusion E of the
次に、図9および図10に示す第一の実施の形態ならびに図11および図12に示す第二の実施の形態を説明する。第一の実施の形態は上述の基本的な構成の変形例に相当し、トリポード型等速自在継手の外側継手部材102が図9に示すような非円筒形状をしており、ブーツ110の大径取付部112が図10に示すような形状をしている。第二の実施の形態はダブルオフセット型等速自在継手に適用した場合の代表例を示し、外側継手部材202が図11に示すような非円筒形状をしており、ブーツ210の大径取付部212が図12に示すような形状をしている。これらはいずれも例示であって、図9ないし12に明示した形状に限らず、外側継手部材がその最外径部に軸心と同心の円筒形状をした部分を有しない、あるいは殆ど有しないようなその他の任意の非円筒形状であってもよい。
Next, a first embodiment shown in FIGS. 9 and 10 and a second embodiment shown in FIGS. 11 and 12 will be described. The first embodiment corresponds to a modification of the basic configuration described above, and the outer
なお、重複した説明を省略するため、図9および図10では、図1ないし図7におけるものと実質的に同じ部品ないしは部分を同じ符号に100を足した符号で表してある。同様に、図11および図12では、図1ないし図7におけるものと実質的に同じ部品ないしは部分を同じ符号に200を足した符号で表してある。 9 and 10, substantially the same components or parts as those in FIGS. 1 to 7 are represented by the same reference numerals plus 100. Similarly, in FIGS. 11 and 12, substantially the same parts or portions as those in FIGS. 1 to 7 are represented by the same reference numerals plus 200.
要するに、第一および第二の実施の形態は、図9および図11に例示したように、最外径部に軸心と同心の円筒形状を有しない、あるいは殆ど有しない非円筒形状の外側継手部材を用いる等速自在継手とそれに装着するブーツの組合せに特徴がある。 In short, as illustrated in FIGS. 9 and 11, the first and second embodiments are non-cylindrical outer joints that do not have or hardly have a cylindrical shape concentric with the shaft center at the outermost diameter portion. It is characterized by a combination of a constant velocity universal joint using a member and a boot attached to the universal joint.
図1および図2に示した既述の外側継手部材2は、最外径部が軸心と同心の円筒形状であり、その円筒形状部分(大径部22a)と凹円弧形状部分(小径部22b)とが円周方向で交互に現れる。図9の外側継手部材102は、図2の外側継手部材2とは輪郭が異なり、図2の外側継手部材2ではトラック溝24の位相にある軸心と同心の円筒形状部分(大径部22a)が最外径部となっているが、図9の外側継手部材102における当該位相部分は符号122aで示すように平面またはほぼ平面形状で、最外径部ではない。最外径部はX−O断面の位相に現れ、その形状は外側継手部材102の軸心と同心の円筒形状ではない。なお、このX−O断面(図9(B))の位相に、バンド溝130と突出部132とからなるブーツ取付部が外側継手部材102の端面138付近に設けてある。一方、図9に符号122bで示すように、図2の外側継手部材2における平滑な軸方向断面の凹円弧形状部分(小径部22b)に相当する部分が図9の外側継手部材102にも設けてある。
The outer joint member 2 described above shown in FIGS. 1 and 2 has a cylindrical shape in which the outermost diameter portion is concentric with the shaft center, and the cylindrical portion (
図11はダブルオフセット型等速自在継手の外側継手部材202の一例であるが、最外径部となるのはトルク伝達部材としてのボールが転動するトラック溝の位相部分である。すなわち、外側継手部材202の軸心と異なる中心を持つ円筒部分222aが半径方向外側に突出し、隣接する円筒部分222a間を外側継手部材202の軸心と同心の円筒部分222bにより連結した形状である。外側継手部材202の端面238付近で、円筒部分222aにブーツ溝230と突出部232を含むブーツ取付部が設けてある点は既述の他の実施の形態と変わらない。なお、図11は6トラックのダブルオフセット型等速自在継手の場合を例示したものであるが、7トラックや8トラックなども可能で、トラック数は問わない。
FIG. 11 shows an example of the outer
図8を参照して既に述べたように、図9における平面部122aとX−O断面の接合部およびX−O断面と凹円弧形状部分122bの接合部や、図11の外側継手部材202の軸心と異なる中心を持つ円筒部分222aと外側継手部材202の軸心と同心の円筒部分222bとの接合部においても、ブーツ110,210の大径取付部112,212における円周方向突起Eが円弧形状によって滑らかにつながることで、外側継手部材102,202のブーツ取付部における接触部の異なる二曲面の接合部において他の部位よりもブーツ110,210が外側継手部材102,202に食い込むことが可能となってシール性が向上する。
As already described with reference to FIG. 8, the joint between the
第一、第二の実施の形態においても、前述の基本的な構成において窪みCに関連して既に述べたように、ブーツ110,210の大径取付部112,212の内周面のX−O断面あるいは円筒部分222aと嵌合する位相に、外側継手部材102,202の突出部132,232の形状に沿った窪み113,213を設けることにより、軸方向への抜け防止作用を発生させることができる。
Also in the first and second embodiments, as already described in relation to the depression C in the basic configuration described above, the X-- of the inner peripheral surface of the large-
図9における平面部122aと軸方向断面が平滑な凹円弧形状部分122bや、図11における外側継手部材202の軸心と同心で軸方向断面が平滑な円筒部分222bに対応する、ブーツ110,210の大径取付部112,212の形状は、それぞれ、外側継手部材102,202のブーツ取付部の平滑な軸方向断面に沿った形状をなし、かつ、その内周面には図9におけるX−O断面あるいは図11における外側継手部材202の軸心と異なる中心を持つ円筒部分222aからつながる連続的に形成された円周方向突起が形成される。
The
なお、図9における平面部122aと軸方向断面が平滑な凹円弧形状部分122bや、図11における外側継手部材202の軸心と同心で軸方向断面が平滑な円筒部分222bに対応する、ブーツ110,210の大径取付部112,212の内周面には、円周方向に連続した突起以外に、必要に応じて別の突起を設けてもよい。図9における平面部122aと軸方向断面が平滑な凹円弧形状部分122bや図11における外側継手部材202の軸心と同心で軸方向断面が平滑な円筒部分222bにも、外側継手部材102,202のブーツ取付部にブーツ溝130,230や突出部132,232を設ける上述の形状を適用してもよいが、図9における外側継手部材102の平面部122aと軸方向断面が平滑な凹円弧形状部分122bや、図11における外側継手部材202の軸心と同心で軸方向断面が平滑な円筒部分222bに、ブーツ溝や突出部を加工することは加工効率上好ましくない。
9 corresponds to the concave
1 トリポード型等速自在継手
2 外側継手部材
22 マウス部
22a 大径部
22b 小径部
24 トラック溝
30 ブーツ溝
32 突出部
38 端面
26 ステム部
28 スプラインまたはセレーション軸
4 トリポード部材
42 ボス
44 スプラインまたはセレーション穴
46 脚軸
6 ローラ
8 針状ころ
10 ブーツ
12 大径取付部
12a 薄肉部
12b 厚肉部
14 小径取付部
16 蛇腹部(屈曲部)
18 バンド溝
19 突部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tripod type constant velocity universal joint 2 Outer
44 Spline or
18
Claims (8)
外側継手部材の横断面形状は円周方向に交互に現れる直線部分と凹円弧部分とからなり、直線部分はトルク伝達部材が転動するトラック溝の位相に位置し、凹円弧部分は隣り合った直線部分間に位置し、
ブーツは、外側継手部材のブーツ取付部の外形に沿う形状の内周面と円筒形状の外周面とからなり全容積をブーツ材料により充足された大径取付部を有し、
外側継手部材の直線部分と凹円弧部分との境界部分にあたるブーツ取付部に突出部が設けてあり、それに対応する位相のブーツの大径取付部には外側継手部材の突出部と嵌合するための窪みが設けてあり、
外側継手部材の直線部分と凹円弧部分は軸方向断面が平滑であり、そこに嵌合するブーツの内周面形状は外側継手部材の直線部分および凹円弧部分に沿った形状であり、
ブーツの大径取付部の内周面のうち前記窪みを含む位相に、縦断面で見て、端面側から連続して面取り部と直線部と前記窪みを形成し、前記直線部には一条以上の円周方向に延びる突起が設けてあり、少なくとも一条の突起は直線部分および凹円弧部分ならびに両者の境界部分のすべてにわたって連続的に形成され、
ブーツの前記窪みおよび前記突起はブーツの大径取付部の外周面に設けたバンド溝の幅の範囲内に位置していることを特徴とするブーツ付き等速自在継手。」 An outer joint member that is coupled to the first rotary shaft so as to be able to transmit torque, an inner joint member that is coupled to the second rotary shaft so as to be able to transmit torque, and an intermediate joint member interposed between the outer joint member and the inner joint member. In a constant velocity universal joint with a boot comprising a torque transmission member for transmitting, and a boot mounted between the outer joint member and the second rotating shaft,
The cross-sectional shape of the outer joint member is composed of linear portions and concave arc portions that appear alternately in the circumferential direction, and the linear portion is located in the phase of the track groove on which the torque transmitting member rolls, and the concave arc portions are adjacent to each other. Located between the straight sections,
The boot has a large-diameter mounting portion composed of an inner peripheral surface and a cylindrical outer peripheral surface along the outer shape of the boot mounting portion of the outer joint member, the entire volume being satisfied by the boot material,
A protrusion is provided at the boot mounting portion corresponding to the boundary portion between the straight portion and the concave arc portion of the outer joint member, and the large-diameter mounting portion of the boot having the corresponding phase is fitted with the protrusion of the outer joint member. There is a hollow,
The straight portion and the concave arc portion of the outer joint member have a smooth axial cross section, and the inner peripheral surface shape of the boot fitted therein is a shape along the straight portion and the concave arc portion of the outer joint member,
A chamfered portion, a straight portion, and the dent are continuously formed from the end surface side in a phase including the dent in the inner peripheral surface of the large-diameter mounting portion of the boot , as viewed in a longitudinal section, and the straight portion has one or more lines. A protrusion extending in the circumferential direction of at least one protrusion is continuously formed over all of the straight part and the concave arc part and the boundary part between the two,
The constant velocity universal joint with a boot, wherein the recess and the protrusion of the boot are located within a width range of a band groove provided on an outer peripheral surface of a large-diameter mounting portion of the boot. "
前記外側継手部材の外形は、円周方向に交互に現れる第一および第二の凸円弧部分からなり、第一の凸円弧部分はトルク伝達部材が転動するトラック溝の位相に位置して外側継手部材の軸心と異なる中心をもち、第二の凸円弧部分は外側継手部材の軸心と同心で隣り合った第一の凸円弧部分をつないでおり、
前記ブーツは、外側継手部材のブーツ取付部の外形に沿う内周面と円筒形状の外周面とからなり全容積をブーツ材料により充足された大径取付部を有し、
外側継手部材の第一の凸円弧部分のブーツ取付部には突出部が設けてあり、それに対応する位相のブーツの大径取付部には前記突出部と嵌合するための窪みが設けてあり、
第二の凸円弧部分のブーツ取付部は軸方向断面が平滑で、そこに嵌合するブーツの内周面は第二の凸円弧部分に沿った形状であり、
ブーツの大径取付部の内周面のうち前記窪みを含む位相に、縦断面で見て、端面側から連続して面取り部と直線部と前記窪みを形成し、前記直線部には一条以上の円周方向に延びる突起が設けてあり、少なくとも一条の突起は大径取付部の内周面の全周にわたって連続的に形成され、
ブーツの前記窪みおよび前記突起は、ブーツの大径取付部の外周面に設けたバンド溝の幅の範囲内に位置していることを特徴とするブーツ付き等速自在継手。 An outer joint member that is coupled to the first rotary shaft so as to be able to transmit torque, an inner joint member that is coupled to the second rotary shaft so as to be able to transmit torque, and an intermediate joint member interposed between the outer joint member and the inner joint member. In a constant velocity universal joint with a boot comprising a torque transmission member for transmitting, and a boot mounted between the outer joint member and the second rotating shaft,
An outer shape of the outer joint member is composed of first and second convex arc portions alternately appearing in the circumferential direction, and the first convex arc portion is positioned outside the phase of the track groove on which the torque transmitting member rolls. The second convex arc portion has a center different from the axis of the joint member, and the first convex arc portion concentrically adjacent to the axis of the outer joint member is connected,
The boot has a large-diameter mounting portion composed of an inner peripheral surface along the outer shape of the boot mounting portion of the outer joint member and a cylindrical outer peripheral surface, the entire volume being filled with the boot material,
A protrusion is provided in the boot mounting portion of the first convex arc portion of the outer joint member, and a recess for fitting with the protrusion is provided in the large-diameter mounting portion of the boot having the corresponding phase. ,
The boot mounting portion of the second convex arc part has a smooth axial cross section, and the inner peripheral surface of the boot fitted therein has a shape along the second convex arc part,
A chamfered portion, a straight portion, and the dent are continuously formed from the end surface side in a phase including the dent in the inner peripheral surface of the large-diameter mounting portion of the boot , as viewed in a longitudinal section, and the straight portion has one or more lines. A protrusion extending in the circumferential direction is provided, and at least one protrusion is continuously formed over the entire circumference of the inner peripheral surface of the large-diameter mounting portion,
The constant velocity universal joint with a boot, wherein the recess and the protrusion of the boot are located within a width range of a band groove provided on an outer peripheral surface of a large-diameter mounting portion of the boot.
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