JP5241221B2 - Tripod type constant velocity universal joint - Google Patents
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Description
本発明は、内側継手部材とスプライン結合してトルクを伝達する動力伝達シャフトを有するトリポード型等速自在継手に関する。 The present invention relates to a tripod type constant velocity universal joint having a power transmission shaft for transmitting torque by spline coupling with an inner joint member .
例えば、特許文献1や特許文献2に示されている等速自在継手に組み込まれた動力伝達シャフト(以下、単にシャフトと言う。)は、外周に雄スプライン部が形成され、内側継手部材(雌側部材)の内周に形成された雌スプライン部とトルク伝達可能に嵌合している。このシャフトの外周には止め輪溝が形成され、この止め輪溝に装着された止め輪が内側継手部材と係合することにより、シャフトと内側継手部材との抜け止めが行われる。
For example, a power transmission shaft (hereinafter simply referred to as a shaft) incorporated in a constant velocity universal joint shown in
図5に、特許文献1に示されているシャフトと同様のシャフト130を示す。このシャフト130は、外周に雄スプライン部134が形成され、この雄スプライン部134が内側継手部材120(図中に一点鎖線で示す)の内周に形成された雌スプライン部126と嵌合する。雄スプライン部134は、シャフト130の軸端まで形成され、この雄スプライン部134の途中に形成された止め輪溝132に、止め輪160が装着される。このような等速自在継手のシャフト130に外部から図中に矢印で示すような軸力が加わった場合、止め輪溝132に装着された止め輪160は、止め輪溝132の軸端側の内壁132aと内側継手部材120の軸端側端面120aとから抗力を受ける。このとき、止め輪溝132の軸端側内壁132aと内側継手部材120の軸端側端面120aとが軸方向で対向する部分を有するため、これらの面の間に止め輪160が挟持される。従って、止め輪160には曲げモーメントがほとんど働かず、上記のような軸力が加わっても止め輪160を止め輪溝132内に固定しておくことができる。しかしながら、上記のシャフト130は、軸端まで雄スプライン部134が形成されているため、シャフト130の外径寸法は軸端まで一定径となり、止め輪溝132の溝底の径が比較的大きくなる。これに伴って止め輪160も大径化する必要があるため、止め輪160の外径端が内側継手部材120の付属部品(例えばローラ140)と干渉する恐れがある。
FIG. 5 shows a
図6に、特許文献2に示されているシャフトと同様のシャフト230を示す。このシャフト230は、雄スプライン部234の軸端側に円筒状領域236が設けられる。円筒状領域236の外径寸法は、雄スプライン部234の谷部234aよりもわずかに小径とされ、この円筒状領域236に止め輪溝232が形成される。このように円筒状領域236を小径化することで止め輪溝232の溝底も小径化され、止め輪260を小径化することができるので、止め輪260の外径端が内側継手部材120のローラ140等と干渉する事態を回避できる。しかし、止め輪溝232が雄スプライン部234の谷部234aよりも小径な円筒状領域236に形成されているため、止め輪溝232の軸端側内壁232aと内側継手部材120の軸端側端面120aとが軸方向で対向する部分を有さない。従って、図中に矢印で示すような軸力が加わると止め輪260にモーメント力が働き、止め輪160が止め輪溝232から外れる恐れがある。
FIG. 6 shows a
本発明の課題は、止め輪とローラとの干渉を回避すると共に、止め輪を止め輪溝に強固に固定することのできるトリポード型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 tripod type constant velocity universal joint capable of avoiding interference between a retaining ring and a roller and firmly fixing the retaining ring to a retaining ring groove.
前記課題を解決するため、本発明は、外周に、雄スプライン部、前記雄スプライン部の軸端側に形成された止め輪溝、及び、前記止め輪溝の軸端側に形成された丘部とを有する動力伝達シャフトと、前記動力伝達シャフトの雄スプライン部と嵌合する雌スプライン部が内周に形成され、円周方向等間隔の3箇所から外径へ向けて突出した脚軸を有する内側継手部材と、前記動力伝達シャフトの止め輪溝の溝底に密着した状態で装着され、前記内側継手部材と前記動力伝達シャフトとの抜け止めを行う断面矩形の止め輪と、前記内側継手部材を内周に配し、円周方向等間隔の3箇所に軸方向に延びる3本のトラック溝が形成された外側継手部材と、前記内側継手部材の各脚軸に転動自在に取り付けられ、前記外側継手部材のトラック溝にそれぞれ収容され、前記内側継手部材と前記外側継手部材との間でトルクを伝達するローラとを備えたトリポード型等速自在継手において、前記丘部の外径が、前記雄スプライン部の谷部よりも外径側、且つ、前記雄スプライン部の山部よりも内径側に位置し、前記止め輪溝の軸端側内壁を前記内側継手部材の軸端側端面と軸方向で部分的に対向させ、前記止め輪溝の溝底が前記雄スプライン部の谷部よりも内径側に位置し、前記丘部の外径が、前記止め輪溝の溝底の直径に対して107%以上、111%以下であるトリポード型等速自在継手を提供する。 To solve the above problems, the present invention is, on the outer circumference, a male spline portion, the male spline portion of the shaft end side formed retaining ring groove, and said snap ring land portions formed on the shaft end side of the groove And a female spline portion that fits with the male spline portion of the power transmission shaft is formed on the inner periphery, and has a leg shaft that protrudes from three circumferentially spaced intervals toward the outer diameter. An inner joint member, a retaining ring having a rectangular cross section that is attached in close contact with a groove bottom of a retaining ring groove of the power transmission shaft, and that prevents the inner joint member and the power transmission shaft from coming off, and the inner joint member Are arranged on the inner periphery, and are attached to the outer joint member in which three track grooves extending in the axial direction are formed at three locations at equal intervals in the circumferential direction, and to the respective leg shafts of the inner joint member so as to be rollable. Each of the outer joint members has a track groove. Is accommodated in the tripod type constant velocity universal joint and a roller for transmitting torque between said outer joint member and the inner joint member, the outer diameter of the lands is than valleys of the male spline portion outer diameter, and said located on the inner diameter side than the crests of the male spline section, partially facing the shaft end side inner wall of the retaining ring groove at an axial end side end face and the axial direction of the inner joint member, The groove bottom of the retaining ring groove is located on the inner diameter side of the valley of the male spline part, and the outer diameter of the hill part is 107% or more and 111% or less with respect to the diameter of the groove bottom of the retaining ring groove. A tripod type constant velocity universal joint is provided .
このように、本発明のトリポード型等速自在継手のシャフトは、止め輪溝の軸端側に形成した丘部の外径を、雄スプライン部の谷部よりも外径側とする。これにより、止め輪溝の軸端側内壁と雌側部材の軸端側端面とを軸方向で部分的に対向させることができるため、軸力が加わったときでも止め輪にモーメント力はほとんど働かず、止め輪を止め輪溝に強固に固定することができる。また、本発明のトリポード型等速自在継手のシャフトは、前記丘部の外径を雄スプライン部の山部よりも内径側とする。これにより、図5の従来品のように軸端まで雄スプライン部を形成したものと比べて丘部を小径化することができ、止め輪溝の溝底を図5に示す従来品よりも小径にできるため、止め輪溝に装着される止め輪の外径が小径化され、止め輪とローラとが干渉する恐れを低減できる。 Thus, in the tripod type constant velocity universal joint shaft of the present invention, the outer diameter of the hill portion formed on the shaft end side of the retaining ring groove is set to the outer diameter side of the valley portion of the male spline portion. As a result, the inner wall on the shaft end side of the retaining ring groove and the end surface on the shaft end side of the female member can be partially opposed in the axial direction, so that almost no moment force is applied to the retaining ring even when axial force is applied. The retaining ring can be firmly fixed to the retaining ring groove. Moreover, the shaft of the tripod type constant velocity universal joint of this invention makes the outer diameter of the said hill part the inner diameter side rather than the peak part of a male spline part. As a result, the hill portion can be reduced in diameter compared to the conventional product of FIG. 5 in which the male spline portion is formed up to the shaft end, and the retaining ring groove bottom has a smaller diameter than the conventional product shown in FIG. Therefore, the outer diameter of the retaining ring mounted in the retaining ring groove is reduced, and the possibility of interference between the retaining ring and the roller can be reduced.
止め輪溝の溝深さが深すぎると、止め輪を装着することが困難となるため、止め輪溝の軸端側の丘部の外径は、止め輪溝の溝底の直径に対して111%以下に設定することが好ましい。一方、止め輪溝の溝深さが浅すぎると、止め輪の固定力が不足する恐れがあるため、丘部の外径は止め輪溝の溝底の直径に対して107%以上に設定することが好ましい。 If the retaining ring groove depth is too deep, it will be difficult to attach the retaining ring, so the outer diameter of the hill portion on the shaft end side of the retaining ring groove will be smaller than the diameter of the groove bottom of the retaining ring groove. It is preferable to set it to 111% or less. On the other hand, if the depth of the retaining ring groove is too shallow, the retaining force of the retaining ring may be insufficient. Therefore, the outer diameter of the hill is set to 107% or more with respect to the diameter of the retaining ring groove bottom. It is preferable.
このように本発明のトリポード型等速自在継手のシャフトは、止め輪溝の軸端側の丘部の外径が雄スプライン部の谷部よりも大径であるため、例えばこの丘部を円筒状に形成すると、シャフトの軸端側から内側継手部材を組み込む際、内側継手部材の内周に設けた雌スプライン部の山部と円筒状の丘部とが干渉する恐れがある。かかる事態を回避するためには、雌スプライン部の山部を、シャフトの円筒状丘部の外径よりも外径側に位置するように設定する必要があるが、これによると、雌スプライン部の山部と谷部との径差が小さくなり、雄スプライン部との結合力が弱まることとなる。この点に鑑み、雄スプライン部の谷部を軸端まで延長して形成すれば、シャフトの軸端側から内側継手部材を組み込む際、軸端まで形成された雄スプライン部の谷部に内側継手部材の内周の雌スプライン部を嵌合させながら両者を組み付けることができるため、雌スプライン部を大径にすることなく、雌スプライン部とシャフトの丘部とが干渉する事態を回避することができる。 Thus, since the outer diameter of the hill portion on the shaft end side of the retaining ring groove is larger than the valley portion of the male spline portion, the shaft of the tripod type constant velocity universal joint of the present invention has a cylindrical shape. If formed into a shape, when the inner joint member is assembled from the shaft end side of the shaft, there is a possibility that the peak portion of the female spline portion provided on the inner periphery of the inner joint member interferes with the cylindrical hill portion. In order to avoid such a situation, it is necessary to set the peak portion of the female spline portion so that it is positioned on the outer diameter side of the outer diameter of the cylindrical hill portion of the shaft. The diameter difference between the crest and trough is reduced, and the coupling force with the male spline is weakened. In view of this, be formed by extending the valleys of the male spline portion to the shaft end, when incorporating the inner joint member from the axial end of the shaft, the inner joint valleys of the male spline portion formed to the shaft end Since both can be assembled while fitting the female spline part on the inner circumference of the member , it is possible to avoid the situation where the female spline part interferes with the hill part of the shaft without increasing the diameter of the female spline part. it can.
以上のように、本発明のトリポード型等速自在継手によると、止め輪溝の反軸端側に雄スプライン部が形成された動力伝達シャフトにおいて、止め輪とローラとの干渉を回避すると共に、止め輪を止め輪溝に強固に固定することができる。 As described above, according to the tripod type constant velocity universal joint of the present invention , in the power transmission shaft in which the male spline portion is formed on the opposite shaft end side of the retaining ring groove, the interference between the retaining ring and the roller is avoided. The retaining ring can be firmly fixed to the retaining ring groove.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に、本発明に係るシャフト30が組み込まれた等速自在継手1を示す。この等速自在継手1は摺動型等速自在継手、詳しくはトリポード型等速自在継手であって、外側継手部材10と、外側継手部材10の内周に収容された雌側部材としての内側継手部材20と、内側継手部材20に固定されたシャフト30と、トルク伝達部材としてのローラ40とを主に備える。
FIG. 1 shows a constant velocity
外側継手部材10は、有底筒状のカップ状に形成され、内周面12の円周方向等間隔の3箇所に軸方向に延びる複数のトラック溝14が形成される。内側継手部材20は、円周方向等間隔の3箇所に外径へ向けて突出した脚軸22を有し、各脚軸22にローラ40が取り付けられる。脚軸22の外周面とローラ40の内周面との間には複数のころ50が配され、これによりローラ40が脚軸22に対して転動自在とされる。各ローラ40は、それぞれ外側継手部材10のトラック溝14に収容され、これにより外側継手部材10と内側継手部材20とがトルク伝達可能に連結される。脚軸22の軸端には環状の止め具28が装着され、これにより脚軸22とローラ40及びころ50の抜け止めがなされている。
The
内側継手部材20の内周にはシャフト30が挿入され、内側継手部材20の内周面24に形成した雌スプライン部26とシャフト30の外周面に形成した雄スプライン部34とを嵌合させることにより、両部材がトルク伝達可能に結合される。また、シャフト30の軸端付近に止め輪溝32が形成され、この止め輪溝32に取り付けた止め輪60により、シャフト30と内側継手部材20との抜け止めがなされている。止め輪60は、金属等の弾性材料で断面矩形のリング状に形成され、円周方向の一部を切り欠くことで拡径・縮径可能とされる。
A
図2にシャフト30の軸端付近の拡大図を示す。シャフト30は、外周に、雄スプライン部34と、雄スプライン部34の軸端側に設けられた小径部38と、小径部38に設けられた止め輪溝32とを有し、これらが例えば転造加工により形成される。止め輪溝32は、シャフト30の軸端付近の全周に断面コの字状に形成される。雄スプライン部34の谷部34bは軸端まで延長して形成され、すなわち、小径部38にも谷部34bが形成される。小径部38の外径は、雄スプライン部34の谷部34bよりも外径側で、且つ雄スプライン部34の山部34aよりも内径側に位置する。この小径部38のうち、止め輪溝32の軸端側の部分で丘部36が構成される。
FIG. 2 shows an enlarged view of the vicinity of the shaft end of the
このように、丘部36(小径部38)の外径が、雄スプライン部34の谷部34bよりも外径側にあることで、止め輪溝32の軸端側内壁32aと内側継手部材20の軸端側端面20aとをシャフト30の軸方向で部分的に対向させることができる。これにより、シャフト30に軸力が加わった際、これらの面の軸方向に対向した部分で止め輪60が挟持されるため、止め輪60にモーメント力はほとんど働かず、止め輪60を止め輪溝32内に強固に固定することができる。また、丘部36の外径が雄スプライン部34の山部34aよりも内径側にあることで、軸端まで雄スプライン部が形成される従来品(図6参照)と比べて軸端部の外径寸法が小径となるため、止め輪60を小径化することができ、止め輪60の外径端が他部材(例えばローラ40)と干渉する事態を回避できる。また、止め輪溝32の溝深さが深すぎると止め輪60の装着が困難となり、溝深さが浅すぎると止め輪60の固定力が不足する恐れがあるため、丘部36の外径D2は、止め輪溝32の溝底の直径D1の107%以上、111%以下に設定される(1.07D1≦D2≦1.11D1)。
Thus, since the outer diameter of the hill portion 36 (small diameter portion 38) is on the outer diameter side of the
また、雄スプライン部34の谷部34bが軸端まで形成されることにより、シャフト30の軸端側から内側継手部材20を組み込む際、シャフト30の雄スプライン部34と内側継手部材20の雌スプライン部26とを嵌合させながら組み込むことができるため、内側継手部材20の雌スプライン部26とシャフト30の丘部36とが干渉する事態を回避することができる。
Further, when the
本発明の有用性を証明するために、以下のような試験を行った。まず、JIS B2804の呼び径26のC形止め輪を用い、図2に示す本発明に係る実施品としてのシャフトAと、図6に示す従来例に係る比較品としてのシャフトBとを用意した。シャフトAの丘部外径は止め輪溝の溝底径に対して109%に設定し、シャフトBの丘部(雄スプライン部)外径は止め輪溝の溝底径に対して104%に設定した。なお、シャフトBの比率104%は、JIS B2804の軸径d1と溝径d2から算出した比率と一致させている。これらのシャフトに図3に示す方法で繰り返し軸力を加え、止め輪の破損までの回数を比較した。具体的には、内周に雌スプライン部72を有する雌側部材としての内側継手部材70を、シャフト80の外周の雄スプライン部82に嵌合し、シャフトの止め輪溝に止め輪90を装着する。この一体品の内側継手部材70の反軸端側端面74に円筒状の治具Gの端面を当接させて、内側継手部材70を軸方向で拘束し、この状態でシャフト80の端面に矢印で示すような軸力を繰り返し加え、止め輪90が破損するまでの回数を記録した。
In order to prove the usefulness of the present invention, the following tests were conducted. First, a shaft A as a product according to the present invention shown in FIG. 2 and a shaft B as a comparative product according to a conventional example shown in FIG. 6 were prepared using a C-shaped retaining ring having a
上記の試験結果のグラフを図4に示す。このグラフにおいて、横軸は止め輪が破損するまでの回数を表し、縦軸は、加えた軸力の大きさを、最も小さい負荷を1としたときの比で表している。このグラフより、本発明の実施品Aは、比較品Bと比べて、軸力で約2倍(負荷回数が103回のときの軸力を比較)、破損までの負荷回数で約10倍(軸力が1のときの負荷回数を比較)の強度向上が確認された。 A graph of the above test results is shown in FIG. In this graph, the horizontal axis represents the number of times until the retaining ring breaks, and the vertical axis represents the magnitude of the applied axial force as a ratio when the smallest load is 1. From this graph, the product A of the present invention is about twice as much in axial force as the comparison product B (comparing the axial force when the number of loads is 10 3 times), and about 10 times the number of loads until breakage. Strength improvement was confirmed (comparison of the number of loadings when the axial force is 1).
1 トリポード型等速自在継手
10 外側継手部材
20 内側継手部材(雌側部材)
30 シャフト
32 止め輪溝
34 雄スプライン部
36 丘部
38 小径部
40 ローラ
60 止め輪
1 tripod type constant velocity universal joint 10 outer
30
Claims (2)
前記丘部の外径が、前記雄スプライン部の谷部よりも外径側、且つ、前記雄スプライン部の山部よりも内径側に位置し、前記止め輪溝の軸端側内壁を前記内側継手部材の軸端側端面と軸方向で部分的に対向させ、前記止め輪溝の溝底が前記雄スプライン部の谷部よりも内径側に位置し、前記丘部の外径が、前記止め輪溝の溝底の直径に対して107%以上、111%以下であるトリポード型等速自在継手。 On the outer circumference, a male spline portion, the stop is formed on the shaft end side of the male spline section ring groove, and a power transmission shaft and a hill portion that is formed on the shaft end side of the snap ring groove, the power transmission An inner joint member having a female spline portion that fits with a male spline portion of the shaft is formed on the inner periphery, and has a leg shaft that protrudes from three circumferentially spaced intervals toward the outer diameter, and a stop of the power transmission shaft Mounted in close contact with the groove bottom of the annular groove, a retaining ring having a rectangular cross section that prevents the inner joint member and the power transmission shaft from coming off, and the inner joint member are arranged on the inner periphery, in the circumferential direction, etc. An outer joint member in which three track grooves extending in the axial direction are formed at three intervals and attached to each leg shaft of the inner joint member so as to be able to roll and accommodated in the track grooves of the outer joint member, respectively. The inner joint member and the In the tripod type constant velocity universal joint and a roller for transmitting torque between the side joint member,
The outer diameter of the lands is outer diameter side than the valleys of the male spline portion, and wherein located on the inner diameter side than the crests of the male spline portion, the inner shaft end side inner wall of the retaining ring groove It is partially opposed to the shaft end side end face of the joint member in the axial direction, the groove bottom of the retaining ring groove is located on the inner diameter side of the valley portion of the male spline portion, and the outer diameter of the hill portion is Tripod type constant velocity universal joint that is 107% or more and 111% or less with respect to the diameter of the groove bottom of the annular groove .
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