JP5006232B2 - Constant velocity joint - Google Patents
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Description
この発明は、駆動軸と被駆動軸の2軸を連結して、駆動軸の動力を被駆動軸に伝達する等速ジョイントに関する。 The present invention relates to a constant velocity joint that connects two shafts, a drive shaft and a driven shaft, and transmits the power of the drive shaft to the driven shaft.
自動車のドライブシャフトの回転トルクを車軸に伝達する部品として等速ジョイントが従来から知られている。 Conventionally, a constant velocity joint has been known as a component for transmitting rotational torque of a drive shaft of an automobile to an axle.
上記等速ジョイントは、駆動軸と被駆動軸との等速性を維持しながら両軸の角度変位を許容する部材であるため、自動車以外の各種産業機械にも多用されている。 The constant velocity joint is a member that allows the angular displacement of both shafts while maintaining constant velocity between the drive shaft and the driven shaft, and is therefore frequently used in various industrial machines other than automobiles.
等速ジョイントには、角度変位のみを許容する固定型等速ジョイントと、角度変位と軸方向変位を許容する摺動型等速ジョイントとが存在している。 The constant velocity joint includes a fixed type constant velocity joint that allows only angular displacement and a sliding type constant velocity joint that allows angular displacement and axial displacement.
上記摺動型等速ジョイントとしては、図5に示すように、外輪51と、ケージ52と、3つのボール53とを備えたものが知られている。外輪51は、一端が開口するカップ部54を有し、そのカップ部54の閉塞端に第1軸55が設けられている。外輪51には、内部中心軸上にガイド軸56を設けることにより環状空間57が形成されている。環状空間57内に組込まれるケージ52には、ボール53を保持するポケット58が周方向に120°間隔で形成されている。環状空間57の外壁面と内壁面の少なくとも一方には、各ポケット58に対応する位置に軸方向に延びる3本のトラック溝59a、59bが周方向に120°の間隔をおいて設けられている。各ポケット58内に組込まれたボール53は、上記トラック溝59a、59bに沿って転動自在であり、そのボール53を介して外輪51とケージ52の相互間で回転トルクの伝達を行なうようになっている。第1軸55は、駆動軸や被駆動軸とのカップリングに使用される。なお、ケージ52にも同じ目的で第2軸が設けられる。
As the sliding type constant velocity joint, as shown in FIG. 5, one having an
図5に示すような等速ジョイントにおいては、各種部品を鉄鋼等の金属から構成すると、強度が高いものの重く、グリース潤滑が必要である。このようなものは、動作音が大きい等の特徴が有り、使用箇所が制限される。例えば、食品製造機器、医療機器、事務機器、家庭用電化製品、音響機器などのように静粛性やグリースの飛散が許されない条件下で使用される機器には適していない。
このため、等速ジョイントの各種部品を合成樹脂の成形品とし、各種部品の軽量化を図ると同時に、グリース潤滑を不要とし、動作音の低減を図ったものもある(特許文献1参照)。
In the constant velocity joint as shown in FIG. 5, when various parts are made of metal such as steel, the strength is high but grease lubrication is required. Such a thing has characteristics, such as loud operation sound, and a use location is restrict | limited. For example, it is not suitable for equipment used under conditions where quietness and grease scattering are not allowed, such as food manufacturing equipment, medical equipment, office equipment, household appliances, and acoustic equipment.
For this reason, various parts of the constant velocity joint are made of synthetic resin, and various parts are reduced in weight, and at the same time, grease lubrication is not required, and operation noise is reduced (see Patent Document 1).
前掲の特許文献1に記載された等速ジョイントは、外輪と第1軸を別体に形成するときに、外輪を射出成形するためのゲートを外輪の外径面、若しくは外輪外面の底部に配置し、又は、外輪と第1軸を一体形成するときに、上記ゲートを第1軸の先端部、若しくは第1軸の外周面に配置したものとなっている。
上記の部分にゲートを配置したのは、外輪の内周面に上記環状空間の外壁面が形成され、ガイド軸の外周面に環状空間の内壁面が形成され、その環状空間を形成する内外壁面にトラック溝が配置されるからである。すなわち、上記トラック溝は、高い成形精度が求められる部分であり、そのようなトラック溝が形成される外輪の内周面やガイド軸の外周面にゲートを配置することは好ましくない。このため、トラック溝の精度確保や機能に影響しない外輪又は第1軸の上記の部分に、ゲートが配置されている。
In the constant velocity joint described in the above-mentioned
The gate is arranged in the above part because the outer wall surface of the annular space is formed on the inner peripheral surface of the outer ring, the inner wall surface of the annular space is formed on the outer peripheral surface of the guide shaft, and the inner and outer wall surfaces forming the annular space This is because the track groove is disposed on the surface. That is, the track groove is a portion that requires high molding accuracy, and it is not preferable to arrange a gate on the inner peripheral surface of the outer ring or the outer peripheral surface of the guide shaft where such a track groove is formed. For this reason, the gate is arrange | positioned in said part of the outer ring | wheel or 1st axis | shaft which does not affect the accuracy ensuring and function of a track groove.
しかしながら、前掲の特許文献1に記載された等速ジョイントのように、外輪の外周面や第1軸の外周面にゲートがあると、合成樹脂が外輪の中心軸と交差する方向から充填されるため、キャビティ内を広がる各トラック溝への充填バランスが不均一になる。このため、前掲の特許文献1の等速ジョイントは、各トラック溝間で成形精度にばらつきが生じ、非常に高い等速精度を得難い。
また、第1軸は、ヒケ防止のため、中心軸上に全長に亘る中空部を有しており、その先端部にゲートを偏心配置することになり、やはり充填バランスを均一にすることはできない。
However, if there is a gate on the outer peripheral surface of the outer ring or the outer peripheral surface of the first shaft as in the constant velocity joint described in
In addition, the first shaft has a hollow portion extending over the entire length on the central shaft to prevent sink marks, and the gate is eccentrically arranged at the tip of the first shaft, so that the filling balance cannot be made uniform. .
上記の事情に鑑み、この発明の課題は、等速ジョイントの外輪を合成樹脂の射出成形品として軽量化を図りながら、外輪に形成される各トラック溝間で成形精度のばらつきを生じ難くすることにある。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to reduce variations in molding accuracy between the track grooves formed on the outer ring while reducing the weight of the outer ring of the constant velocity joint as an injection molded product of synthetic resin. It is in.
上記の課題を達成するため、この発明は、一端が開口する環状空間を有し、その環状空間の外壁面と内壁面の少なくとも一方に軸方向に延びる3本のトラック溝が周方向に120゜の間隔をおいて形成された外輪と、その外輪の上記環状空間内に組込まれ、外輪の開口端側に位置する端部に第2軸が設けられたケージと、そのケージに保持されて上記外輪に形成された上記トラック溝に沿って転動可能なボールとを備え、上記環状空間の内壁面が形成されたガイド軸が上記外輪の中心軸上に設けられており、上記外輪と上記ガイド軸とが合成樹脂の射出成形で一体形成されている等速ジョイントを前提とする。等速ジョイントの外輪を合成樹脂の射出成形品として軽量化を図るためである。 In order to achieve the above object, the present invention has an annular space having an opening at one end, and three track grooves extending in the axial direction on at least one of an outer wall surface and an inner wall surface of the annular space. An outer ring formed at an interval of the outer ring, a cage that is incorporated in the annular space of the outer ring, and is provided with a second shaft at an end located on the opening end side of the outer ring, and is held by the cage and is A ball that can roll along the track groove formed in the outer ring, and a guide shaft on which an inner wall surface of the annular space is formed is provided on a central axis of the outer ring, and the outer ring and the guide It is assumed that the constant velocity joint is integrally formed with the shaft by synthetic resin injection molding. This is to reduce the weight of the outer ring of the constant velocity joint as an injection molded product of synthetic resin.
この発明は、上記の前提において、上記外輪のゲートが、該外輪の軸方向一端の中心軸上に配置されており、上記外輪が、上記中心軸回りの周方向の120°間隔で回転対称の形状(回転対称性)とされている構成を特徴とするものである。
外輪の軸方向一端の中心軸上にゲートを配置すれば、合成樹脂を中心軸上から軸方向に充填することができる。
さらに、外輪(一体形成されるガイド軸を含む)が上記3本のトラック溝の配置間隔に対応する上記回転対称性を有する形状であれば、外輪の中心軸上から軸方向に充填される合成樹脂が各トラック溝に向かって同じように広がり、充填された合成樹脂の成形収縮も各トラック溝で同じように生じる、すなわち、外輪に形成される各トラック溝間で成形精度のばらつきが生じ難くなる。
したがって、この発明によれば、等速ジョイントの外輪を合成樹脂の射出成形品として軽量化を図りながら、外輪に形成される各トラック溝間で成形精度のばらつきを生じ難くすることができる。
In the present invention, based on the above premise, the gate of the outer ring is disposed on the central axis at one axial end of the outer ring, and the outer ring is rotationally symmetrical at 120 ° intervals in the circumferential direction around the central axis. The configuration is characterized by a shape (rotational symmetry).
If the gate is arranged on the central axis at one axial end of the outer ring, the synthetic resin can be filled in the axial direction from the central axis.
Further, if the outer ring (including the integrally formed guide shaft) has the rotational symmetry corresponding to the arrangement interval of the three track grooves, the composition is filled in the axial direction from the central axis of the outer ring. The resin spreads in the same way toward each track groove, and molding shrinkage of the filled synthetic resin also occurs in each track groove in the same way, that is, variation in molding accuracy is difficult to occur between the track grooves formed in the outer ring. Become.
Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce variations in molding accuracy between the track grooves formed in the outer ring while reducing the weight of the outer ring of the constant velocity joint as an injection molded product of synthetic resin.
上記外輪の閉塞端に第1軸が射出成形で一体形成されている構成を採用すれば、外輪と第1軸との中心軸がずれることにより生じる等速精度の低下を防止でき、さらに等速ジョイントがより軽量になる。
上記ゲートがピンポイントゲートとされている構成を採用すれば、上記ガイド軸の先端中心部に円形のゲート痕が小さく残るだけなので、外輪の外観上、ゲート痕が目立たない。また、射出成形後の金型開放時にゲートが自動切断できる。
By adopting a configuration in which the first shaft is integrally formed by injection molding at the closed end of the outer ring, it is possible to prevent a decrease in constant speed accuracy caused by a shift of the center axis between the outer ring and the first shaft, and further, at a constant speed. The joint becomes lighter.
If the configuration in which the gate is a pinpoint gate is adopted, a circular gate trace remains only at the center of the tip end of the guide shaft, so that the gate trace is inconspicuous in terms of the appearance of the outer ring. Also, the gate can be automatically cut when the mold is opened after injection molding.
上記ゲートを上記ピンポイントゲートとするとき、そのゲートが上記外輪の軸方向一端に形成された凹部内に配置されている構成を採用すれば、ゲート痕が凹部から突き出ることはなく、組立て時の引っ掛かりが防止されると共に、ゲート痕がより目立ち難くなる。 When the gate is the pinpoint gate, if the gate is adopted in a recess formed at one end in the axial direction of the outer ring, the gate mark does not protrude from the recess, The catch is prevented and the gate mark is less noticeable.
上記外輪の軸方向一端は、上記外輪の閉塞端、第1軸の先端、又は上記ガイド軸の先端のいずれでもよい。特に、ガイド軸の先端にゲートが配置されている構成を採用すれば、上記第1軸と駆動軸または被駆動軸とのカップリングにおいて、第1軸に駆動軸または被駆動軸が挿入される挿入孔を射出成形で形成することができるため望ましい。また、外輪の閉塞端あるいは第1軸の先端にゲートを配置した場合では、カップ部への溶融樹脂の充填は、一旦ガイド軸の先端まで入った溶融樹脂がガイド軸の先端で逆流し、溢れ出た溶融樹脂がカップ部に充填されるという経路になるため、カップ部のトラック溝の成形において若干の時間差が生じることになる。一方、ガイド軸の先端にゲートを配置した場合では、第1軸の挿入孔により溶融樹脂の流路の壁が形成されるため、カップ部への溶融樹脂の充填が速やかに行われる。このため、ガイド軸の先端にゲートを配置する方がカップ部のトラック溝の成形精度において有利となる。また、上記ケージでガイド軸の先端を隠すことができ、ゲート痕がより目立ち難くなる。 One end of the outer ring in the axial direction may be either the closed end of the outer ring, the tip of the first shaft, or the tip of the guide shaft. In particular, if a configuration in which a gate is disposed at the tip of the guide shaft is employed, in the coupling between the first shaft and the drive shaft or the driven shaft, the drive shaft or the driven shaft is inserted into the first shaft. The insertion hole is desirable because it can be formed by injection molding. In addition, when a gate is arranged at the closed end of the outer ring or the tip of the first shaft, the molten resin filling the cup portion will overflow due to the molten resin once entering the tip of the guide shaft flowing backward at the tip of the guide shaft. Since the route is such that the molten resin that comes out is filled in the cup portion, a slight time difference occurs in the formation of the track groove in the cup portion. On the other hand, when the gate is arranged at the tip of the guide shaft, the wall of the molten resin channel is formed by the insertion hole of the first shaft, so that the molten resin is quickly filled into the cup portion. For this reason, it is advantageous in terms of molding accuracy of the track groove of the cup portion to arrange the gate at the tip of the guide shaft. In addition, the tip of the guide shaft can be concealed by the cage, and gate traces are less noticeable.
上記合成樹脂にその母材である樹脂成分100容量部に対して無機充填材10〜65容量部が配合されている構成を採用すれば、上記ガイド軸を中実に形成しても、ガイド軸の成形精度がヒケにより低下することはない。 By adopting a configuration in which 10 to 65 parts by volume of the inorganic filler is blended with 100 parts by volume of the resin component as the base material in the synthetic resin, even if the guide shaft is formed solidly, Molding accuracy does not decrease due to sink marks.
上記ガイド軸がこの先端部を除いた上記中心軸上に中空部を有している構成を採用すれば、中空部を有する分、ガイド軸の成形収縮が緩和されるので、無機充填材が10容量部以上含まれていない合成樹脂であってもガイド軸の成形精度がヒケにより低下することはない。
ガイド軸の先端部を除いて中空部を有する形状としておけば、ゲートをガイド軸の先端の中心軸上に配置することが可能である。
上記のように成形収縮の緩和を図ったガイド軸の外周面に上記トラック溝が形成されていると、それらトラック溝の成形精度がヒケにより低下することを防止することができる。
By adopting a configuration in which the guide shaft has a hollow portion on the central axis excluding the tip, the molding shrinkage of the guide shaft is relieved by the amount of the hollow portion. Even if the synthetic resin does not contain more than the capacity portion, the molding accuracy of the guide shaft does not decrease due to sink marks.
If the shape having a hollow portion except for the tip end portion of the guide shaft is provided, the gate can be disposed on the central axis at the tip end of the guide shaft.
If the track grooves are formed on the outer peripheral surface of the guide shaft which has been reduced in molding shrinkage as described above, it is possible to prevent the molding accuracy of the track grooves from being lowered due to sink marks.
前記外輪の各トラック溝の横断面形状が一対の対向する円弧状曲線からなるゴシックアーチ形状になっている構成を採用すれば、各トラック溝が真円形状であるものと比較して、トラック溝とボールとの摺動抵抗が小さくなり、その結果、トラック溝の耐摩耗性が高くなり、製品寿命が向上する。
また、前記外輪と前記ガイド軸が合成樹脂の射出成形体であるので、金属製では製造が困難であったトラック溝のゴシックアーチ形状を容易に形成することができる。
By adopting a configuration in which the cross-sectional shape of each track groove of the outer ring is a Gothic arch shape consisting of a pair of opposed arcuate curves, each track groove is compared with a perfect circular shape. As a result, the wear resistance of the track groove is increased and the product life is improved.
In addition, since the outer ring and the guide shaft are synthetic resin injection-molded bodies, it is possible to easily form a gothic arch shape of a track groove, which is difficult to manufacture with a metal.
上記ケージが合成樹脂の射出成形で形成されている構成を採用すれば、等速ジョイントがさらに軽量になる。 If the configuration in which the cage is formed by injection molding of synthetic resin is adopted, the constant velocity joint is further reduced in weight.
さらに、上記ケージと上記第2軸とが合成樹脂の射出成形で一体形成されている構成を採用すれば、ケージと第2軸との中心軸がずれることにより生じる等速精度の低下を防止でき、さらに等速ジョイントがより軽量になる。 Furthermore, if a configuration in which the cage and the second shaft are integrally formed by injection molding of a synthetic resin is adopted, it is possible to prevent a decrease in constant speed accuracy caused by the deviation of the central axis between the cage and the second shaft. Furthermore, the constant velocity joint becomes lighter.
上記合成樹脂が潤滑性樹脂である構成を採用すれば、潤滑剤を使用しなくとも長期間の使用に耐え得る等速ジョイントを得ることができる。 By adopting a configuration in which the synthetic resin is a lubricating resin, it is possible to obtain a constant velocity joint that can withstand long-term use without using a lubricant.
上述のように、この発明は、上記前提とする構成において、外輪が、上記中心軸回りの上記周方向の120°間隔で回転対称の形状とされており、上記外輪のゲートが、上記ガイド軸の先端の中心軸上に配置されている構成の採用により、等速ジョイントの外輪を合成樹脂の射出成形品として軽量化を図りながら、外輪に形成される各トラック溝間で成形精度のばらつきを生じ難くすることができる。このため、非常に高い等速精度を得ることができる。 As described above, according to the present invention, in the presupposed configuration, the outer ring has a rotationally symmetric shape at 120 ° intervals in the circumferential direction around the central axis, and the gate of the outer ring has the guide shaft. By adopting a configuration that is arranged on the center axis of the tip, the outer ring of the constant velocity joint is made as a synthetic resin injection molded product while reducing the weight, while varying the molding accuracy between the track grooves formed on the outer ring. It can be made difficult to occur. For this reason, very high uniform velocity accuracy can be obtained.
以下、この発明の第1の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図1、図2は、第1の実施形態に係る等速ジョイントの全体構造を示す。図示のように、第1の実施形態に係る等速ジョイントは、外輪1、ケージ10およびボール20から構成されている。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
1 and 2 show the entire structure of the constant velocity joint according to the first embodiment. As illustrated, the constant velocity joint according to the first embodiment includes an
外輪1は、一端が開口するカップ部2を有し、そのカップ部2の閉塞端に第1軸3が一体に設けられている。第1軸3には、駆動軸または被駆動軸が挿入される挿入孔3aが外輪1の中心軸C上に沿って形成されている。また、カップ部2内には、中心軸C上にガイド軸4がカップ部2と一体に設けられている。そのガイド軸4とカップ部2間に環状空間5が形成されている。その環状空間5の内壁面を形成するガイド軸4の外周面と、環状空間5の外壁面を形成するカップ部2の内周面とに、軸方向に延びる3本のトラック溝6、7が周方向に120°の間隔をおいて設けられている。
The
外輪1に設けられている3本のトラック溝6、7の横断面形状は、一対の対向する円弧状曲線からなるゴシックアーチ形状となっている。トラック溝6、7をゴシックアーチ形状とすることで、ボール20はトラック溝6、7の内面における両側2か所に点接触することになる。そのため、接触角のばらつきが少なくなり等速精度が向上する。さらにトラック溝6、7とボール20との摺動抵抗が小さくなることでトラック溝の耐摩耗性が高くなり、製品寿命が向上する。
The cross-sectional shape of the three
この実施形態の等速自在継手において、外輪1のトラック溝6、7の横断面形状は、図6に示すようにボール20とアンギュラ接触する接触点Yを越える部位Zまでゴシックアーチ状に形成し、前記接触点Yを越える部位Zからトラック溝6、7の肩部Xまでの間を、前記接触点Yを越える部位Zでの接線方向に延びる直線状に連続的に形成することにより構成される。
In the constant velocity universal joint of this embodiment, the cross-sectional shape of the
トラック溝6、7のゴシックアーチ部21は、半径rのボール20がトラック溝6、7とアンギュラ接触する接触点Yとボール中心Oとを結ぶ線分をボール中心側へ延長した線上に位置するトラック溝中心O1を有し、ボール半径rよりも大きな曲率半径R1を持つ。通常、ボール半径rと曲率半径R1との比率(接触率)は、1.01〜1.12であり、好ましくは、1.02〜1.08である。
The gothic
このようにトラック溝6、7をゴシックアーチ状としたことにより、トラック溝6、7とボール20との接触は、トラック接触角αを有するアンギュラ接触となっている。したがって、ゴシックアーチ部21の形成角度βは、トラック接触角αよりも大きく、接触点Yを越える部位Zまでとしている。そして、この接触点Yを越える部位Zからトラック溝6、7の肩部Xまでの間に逃げ部22を形成する。
Thus, by making the
この逃げ部22は、ゴシックアーチ部21の曲率半径面から後退しており、接触点Yを越える部位Zでの接線方向に延びる直線状に形成されている。前記ゴシックアーチ部21との境界部分、すなわち、接触点Yを越える部位Zは、そのゴシックアーチ部21と逃げ部22との連続性が保持されて滑らかにつながれている。したがって、ゴシックアーチ部21の形成角度βは、トラック溝6、7の肩部Xまでの角度γよりも小さく設定されている。トラック溝6、7の肩部Xとボール20とのすきまを逃げ部22で大きくすれば、トラック溝6、7でのボール20の転動時、トラック溝6、7の肩部Xに打ち傷による変形やバリが万一存在していても、それら打ち傷による変形やバリがボール20と干渉することを抑制でき、また、トルクが負荷された時のボール20とトラック溝6、7との接触楕円が小さくなることから、トラック溝6、7の肩部Xへのボール乗り上げを抑制することができる。
The
なお、第1の実施形態では、環状空間5の内壁面と外壁面のそれぞれにトラック溝6、7を形成したが、上記内壁面と外壁面の一方にトラック溝を設けるようにすることもできる。
In the first embodiment, the
外輪1とガイド軸4とは、軽量化および潤滑剤の不使用化のため、合成樹脂の射出成形で一体形成されている。外輪1とガイド軸4が合成樹脂の射出成形体であるので、金属製では製造が困難であったトラック溝6、7のゴシックアーチ形状を容易に形成することができる。
The
図1中に、外輪1のゲート8の位置を矢印で示す。外輪1のゲート8は、ガイド軸4の先端の中心軸C上に配置されている。これにより、合成樹脂を中心軸C上から軸方向に充填することが可能になっている。
In FIG. 1, the position of the
上記ゲート8は、ピンポイントゲートとされている。ピンポイントゲートは、成形部品にほとんどゲート残りを残さない極めて小さな円形横断面積の射出流路又は絞り穴なので、ゲート痕が非常に小さい。また、射出成形後の金型開放時にゲートが自動切断できる。ゲート形状は、合成樹脂の溶融粘度や射出成形金型のキャビティ容積に応じて適宜に設定されるが、ゲート径は0.3mm〜2mm、ゲートランドは0.8mm〜1.2mm程度にするのが一般的である。このため、外輪1のゲート痕は、ガイド軸4の先端(図1中のゲート8の位置)に円形で小さく残るだけなので、外輪1の外観上、目立つことがない。なお、図1中では、ゲート痕の図示を省略した。
The
そのゲート8は、ガイド軸4の先端に形成された凹部4a内に配置されている。このため、外輪1のゲート痕がガイド軸4の凹部4aから突き出ることはない。したがって、ガイド軸長さの寸法管理が容易にできる。また、組み立て時、外輪1のゲート残りが作業者の手に引っ掛かることが防止され、作業者の安全性が確保できる。さらには、ゲート痕がより目立ち難くなる。
The
また、ゲート8が配置されたガイド軸4の先端は、組み立てにより、ケージ10に隠される。このため、等速ジョイントに組み立てると、ゲート痕が外輪1の外観上、見えなくなる。
Further, the tip of the
外輪1は、全体として上記中心軸C回りの上記周方向の120°間隔で回転対称の形状とされている。外輪1がトラック溝6、7の配置間隔に対応する回転対称性を有するため、中心軸C方向に充填される合成樹脂は、図1中に矢線でその流れを概念的に示すように、各トラック溝6、7の部分に向かって同じように広がり、充填された合成樹脂の成形収縮も各トラック溝6、7の部分で同じように生じる。第1軸3の挿入孔3aを中心軸C上に沿って形成すれば、溶融樹脂の流路の壁が形成されるため、図1中に矢示した如くカップ部2への溶融樹脂の充填が速やかに行われる。
The
ケージ10は外輪1の環状空間5内に組込まれ、そのケージ10の上記環状空間5の開口端側に位置する端部に第2軸11が一体に設けられている。
The
また、ケージ10には、外輪1の3本のトラック溝6、7のそれぞれに対応してポケット12が形成され、各ポケット12内に前記ボール20が組込まれている。ボール20のそれぞれは各トラック溝6、7に沿って転動自在とされている。
The
上記外輪1およびケージ10は、射出成形可能な合成樹脂の成形品とされている。上記合成樹脂は等速ジョイントの使用条件によって適切なものを選択すればよい。例えば、合成樹脂は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよく、さらに結晶性樹脂、非結晶性樹脂のいずれでもよい。なお、非結晶性樹脂は靭性が比較的低いため、急激な破壊を回避することができる点で結晶性樹脂の方が好ましい。
The
好ましい合成樹脂としては、潤滑特性に優れた合成樹脂、例えば、ポリアセタール樹脂(POM)、ナイロン樹脂、PFAやFEP、ETFE等の射出成形可能なフッ素樹脂、射出成形可能なポリイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂(PPS)、全芳香族ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン系樹脂(PEEK)、ポリアミドイミド樹脂等が挙げられる。 Preferred synthetic resins include synthetic resins having excellent lubrication characteristics, such as polyacetal resin (POM), nylon resin, injection-moldable fluororesin such as PFA, FEP, and ETFE, injection-moldable polyimide resin, polyphenylene sulfide resin ( PPS), wholly aromatic polyester resin, polyetheretherketone resin (PEEK), polyamideimide resin and the like.
これらの各樹脂は単独で使用してもよく、2種類以上混合したポリマーアロイであってもよい。あるいは、上記以外の潤滑特性の低い合成樹脂に上記の合成樹脂を配合したポリマーアロイであってもよい。 Each of these resins may be used alone or a polymer alloy in which two or more kinds are mixed. Or the polymer alloy which mix | blended said synthetic resin with the synthetic resin with low lubrication characteristics other than the above may be sufficient.
また、潤滑特性の低い合成樹脂であっても、固体潤滑剤や潤滑油を添加することで潤滑特性を高めることにより使用可能である。固体潤滑剤として、ポリテトラフルオロエチレン、黒鉛、二硫化モリブデン等を挙げることができる。 Moreover, even a synthetic resin having low lubricating properties can be used by enhancing the lubricating properties by adding a solid lubricant or lubricating oil. Examples of the solid lubricant include polytetrafluoroethylene, graphite, and molybdenum disulfide.
また、上記合成樹脂にガラス繊維、炭素繊維、各種鉱物性繊維(ウィスカー)を配合して強度を高めてもよく、固体潤滑剤等と併用してもよい。 Moreover, glass fiber, carbon fiber, and various mineral fibers (whiskers) may be added to the synthetic resin to increase the strength, or may be used in combination with a solid lubricant or the like.
第1実施形態のように、ガイド軸4を中実軸にするときは、合成樹脂に、その母材である樹脂成分100容量部に対して無機充填材10〜65容量部、好ましくは20〜60容量部を配合するとよい。無機充填材の配合量が10容量部未満であると、ヒケによる成形収縮の改善効果が小さく、65容量部を超えると、射出成形性が低下することでキャビティ内の流動が乱れ易くなり、トラック溝6、7の成形精度が低下する。また、無機充填材の配合量が20容量部以上であると、成形収縮の改善効果が非常に高く、60容量部を超えると、無機充填材の種類によっては表面円滑性が低下するため、ざらつき摩耗が生じる恐れがある。
As in the first embodiment, when the
上記無機充填材としては、ガラス繊維、炭素繊維、各種鉱物性繊維等の無機繊維は勿論、ガラス粉末、炭素粉末、酸化亜鉛粉末、酸化チタン粉末、硫酸カルシウム粉末等の無機粉末を用いることができる。 As the inorganic filler, inorganic fibers such as glass fiber, carbon fiber, various mineral fibers, as well as glass powder, carbon powder, zinc oxide powder, titanium oxide powder, calcium sulfate powder and the like can be used. .
この発明で最も使用に適した樹脂材料は、POM、ナイロン樹脂、PPS、PEEKである。ナイロン樹脂はナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン46、分子鎖中に芳香族環を有する半芳香族ナイロン等のいずれでもよい。POM、ナイロン樹脂、PPSは、耐熱性、潤滑性に優れて比較的安価であるため、コストパフォーマンスの優れた等速ジョイントを得ることができる。
また、PEEKは補強材や潤滑剤を配合しなくても機械的強度や潤滑性に優れるため、高機能な等速ジョイントを得ることができる。
The resin materials most suitable for use in the present invention are POM, nylon resin, PPS, and PEEK. The nylon resin may be
Moreover, PEEK is excellent in mechanical strength and lubricity even if a reinforcing material and a lubricant are not blended, so that a high-performance constant velocity joint can be obtained.
上記のように、第1の実施形態に係る等速ジョイントは、外輪1を合成樹脂の成形品とすることによって、軽量であって、トルク伝達時の動作音の小さな等速ジョイントを得ることができる。
As described above, the constant velocity joint according to the first embodiment can obtain a constant velocity joint that is light in weight and has a small operating sound during torque transmission by using the
また、第1の実施形態に係る等速ジョイントは、外輪1及びケージ10を合成樹脂の成形品とすることによって、より軽量であって、グリース潤滑を不要とすることができる。また、グリース潤滑する必要がないため、ブーツの取付けを不要とすることができ、部品点数の少ない簡単な構造の小型の等速ジョイントを得ることができる。
Further, the constant velocity joint according to the first embodiment is lighter in weight by using the
このため、使用の制限を受けることが少なく、食品製造機器等の各種の機器に使用することが可能である。 For this reason, there are few restrictions on use, and it can be used for various kinds of equipment such as food production equipment.
なお、ボール20は、軸受鋼、ステンレススチール、セラミックス、合成樹脂等のボールを使用することができる。等速ジョイントを医療機器や食品製造機器に使用する場合は、ボール20をステンレススチールやセラミックスにすることで環境的懸念が払拭されるので好ましい。ボール20を合成樹脂にすることで、さらに軽量化、静音化に優れる等速ジョイントを得ることができる。また、衛生的な印象を与えるため、外輪等を形成する合成樹脂は白色系のものを用いるのが好ましい。POMであれば、白色系であると共に、潤滑性も高く、グリースレス化が可能のため最適である。
The
第1の実施形態では、ケージ10と第2軸11を合成樹脂で一体に成形したが、第2軸11をセラミックスや鉄鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金等の金属で形成し、合成樹脂で成形されたケージ10とボルト等の結合手段で結合してもよい。
In the first embodiment, the
なお、第2軸11が等速ジョイントの全長より長い場合は、トルク損失を防止するため、第2軸11をセラミックスや金属で形成することが好ましい。
In addition, when the 2nd axis |
また、外輪1においては、カップ部2とガイド軸4を合成樹脂で一体に成形したが、ガイド軸4をセラミックスや鉄鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金等で形成して、カップ部2に結合するようにしてもよい。
In the
第1の実施形態で示すように、カップ部2とガイド軸4およびケージ10と第2軸11を合成樹脂で一体に成形することによって、等速ジョイントのより軽量化を図ることができる。
As shown in the first embodiment, the
第1の実施形態では、外輪1およびケージ10のそれぞれを合成樹脂の成形品としたが、外輪1のみを合成樹脂の成形品としてもよい。
In the first embodiment, each of the
上記構成を有する第1の実施形態に係る等速ジョイントは、上記のように、外輪1を射出成形するとき、外輪1のカップ部2と一体に設けるガイド軸4の先端の中心軸C上に配置されたゲート8から、合成樹脂が中心軸C方向に充填され、各トラック溝6、7の部分に向かって同じように広がり、充填された合成樹脂の成形収縮も各トラック溝6、7の部分で同じように生じる。
したがって、第1の実施形態に係る等速ジョイントは、外輪1に形成される各トラック溝6、7間で充填バランスが均一になり、各トラック溝6、7間で成形精度のばらつきが殆ど生じず、その結果、非常に高い等速精度を得ることができる。
As described above, the constant velocity joint according to the first embodiment having the above configuration is formed on the central axis C at the tip of the
Therefore, in the constant velocity joint according to the first embodiment, the filling balance is uniform between the
このとき、各トラック溝6、7の横断面形状が一対の対向する円弧状曲線からなるゴシックアーチ形状であっても、各トラック溝6、7で両側対称に充填バランスが均一になり、各トラック溝6、7の両側で成形精度のばらつきが殆ど生じず、その結果、摺動が小さく、非常に高い等速精度を得ることができる。
At this time, even if the cross-sectional shape of each of the
なお、第1の実施形態では、ゲート8をガイド軸4の先端に配置したが、外輪1の閉塞端を構成する第1軸3の先端に配置することも可能である。
In the first embodiment, the
第1の実施形態に係る等速ジョイントは、等速精度に優れるため、外輪1等を樹脂で成形しても回転伝達時の負荷による撓みが許容範囲内に収まる条件下で使用され、非常に高い等速精度が要求される用途、例えば、画像形成装置に備わる感光体の回転軸と駆動軸を接続する場合に好適である。
Since the constant velocity joint according to the first embodiment is excellent in constant velocity accuracy, it is used under the condition that even when the
図3および図4は、この発明に係る等速ジョイントの第2の実施形態を示す。図示のように、第2の実施形態に係る等速ジョイントは、上記ガイド軸4が中空軸とされている点で上記第1の実施形態と相違する。
具体的には、第2の実施形態に係るガイド軸4は、この先端部を除いた中心軸C上に中空部4bを有している。ガイド軸4が中空部4bを有する分、ガイド軸4の成形収縮が緩和されるので、上記のような無機充填材が10容量部以上含まれていない合成樹脂であってもガイド軸4の成形精度がヒケにより低下することはない。したがって、第2の実施形態に係る等速ジョイントは、ガイド軸4の外周面に形成されている各トラック溝6の成形精度がヒケにより低下することを防止することができる。
3 and 4 show a second embodiment of the constant velocity joint according to the present invention. As illustrated, the constant velocity joint according to the second embodiment is different from the first embodiment in that the
Specifically, the
ガイド軸4の先端部は、上記第1の実施形態と同じように凹部4aの内部にゲート8を配置するために利用されている。なお、中空部4bは、軸方向で考えて、等速回転時にトラック溝6上をボールが移動し得る範囲にあれば、特に等速精度を得る上で特に成形精度が求められる部分のヒケを防止することが可能である。ガイド軸4の先端部は、そのような範囲から外れた範囲でゲート8を配置できるようにあればよい。
The distal end portion of the
1 外輪
2 カップ部
3 第1軸
4 ガイド軸
4a 凹部
4b 中空部
5 環状空間
6、7 トラック溝
10 ケージ
12 ポケット
13 抜け止め部
13a、13b 突出部
20 ボール
21 ゴシックアーチ部
22 逃げ部
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