JP5670084B2 - Constant velocity universal joint - Google Patents
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Description
本発明は、等速自在継手に関し、特に、自動車のドライブシャフトやプロペラシャフト等に用いることが可能な等速自在継手に関する。 The present invention relates to a constant velocity universal joint, and more particularly, to a constant velocity universal joint that can be used for a drive shaft, a propeller shaft, and the like of an automobile.
等速自在継手には、ツェッパ型(BJ)やアンダーカットフリー型(UJ)等の固定型等速自在継手、ダブルオフセット型(DOJ)やクロスグローブ型(LJ)等の摺動型等速自在継手がある。 For constant velocity universal joints, fixed type constant velocity universal joints such as Rzeppa type (BJ) and undercut free type (UJ), sliding type constant velocity universal types such as double offset type (DOJ) and cross globe type (LJ) There are joints.
ツェッパタイプの固定型等速自在継手は、内球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外側継手部材と、外球面に外側継手部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内側継手部材と、外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、外側継手部材の内球面と内側継手部材の外球面との間に介在してボールを保持するケージとを備えている。 The Rzeppa type fixed type constant velocity universal joint has an outer joint member in which a plurality of track grooves are formed on the inner spherical surface along the axial direction at equal intervals in the circumferential direction, and a track groove of the outer joint member is paired on the outer spherical surface. A plurality of track grooves are formed between the inner joint member formed along the axial direction at equal intervals in the circumferential direction, and between the track groove of the outer joint member and the track groove of the inner joint member. And a cage for holding the ball interposed between the inner spherical surface of the outer joint member and the outer spherical surface of the inner joint member.
このような等速自在継手における外側継手部材及び内側継手部材は、以下の方法で製作される。まず、円柱状ビレットを熱間鍛造、温間鍛造または冷間鍛造で外側継手部材あるいは内側継手部材の概略形状に形成し、任意の形状に旋削加工を行う。その後に熱処理を施し、外球面、内球面とトラック溝を研削や焼入れ鋼切削などで仕上げ加工することにより製作している。 The outer joint member and the inner joint member in such a constant velocity universal joint are manufactured by the following method. First, a cylindrical billet is formed into an approximate shape of an outer joint member or an inner joint member by hot forging, warm forging, or cold forging, and is turned into an arbitrary shape. After that, heat treatment is performed, and the outer sphere, inner sphere and track groove are finished by grinding or quenching steel cutting.
このように、鍛造、旋削および熱処理の後、トラック溝の仕上げ加工を行っていると、トラック溝の仕上げ加工に要する設備、工具などの費用が嵩むと共に、仕上げ加工に時間を要することや、材料の歩留まりも悪いという不都合がある。そこで、外側継手部材のトラック溝あるいは内側継手部材のトラック溝の少なくとも一方またはその両方を冷間鍛造仕上げにより形成する方法がある(特許文献1)。このように、冷間鍛造仕上げで形成したことにより、トラック溝の形成が冷間鍛造仕上げのみとなるので、従来の冷間鍛造後の切削加工や研削加工などの多くの機械加工を省略することができ、歩留まりが向上し、等速自在継手の低コスト化を図ることができる。 In this way, finishing track grooves after forging, turning, and heat treatment increases the cost of equipment, tools, etc. required for finishing track grooves, and requires time for finishing and materials. Has the disadvantage of poor yield. Therefore, there is a method of forming at least one or both of the track groove of the outer joint member and the track groove of the inner joint member by cold forging (Patent Document 1). As described above, since the track groove is formed only by cold forging because it is formed by cold forging, a lot of machining such as cutting and grinding after conventional cold forging is omitted. Thus, the yield can be improved and the cost of the constant velocity universal joint can be reduced.
ところで、このような等速自在継手のトラック溝の横断面形状は、トラック溝に対するボールの接触状態を安定化させるために、ボールとアンギュラ接触させる構造が望ましい。トラック溝の横断面形状は、研削や焼入れ鋼切削加工による仕上げ加工方法では、工具と加工方法から楕円形状となるのに対し、冷間鍛造仕上げトラック溝の横断面形状は、鍛造の成型のし易さや品質管理の観点から、通常ゴシックアーチ形状としていた。 By the way, the cross-sectional shape of the track groove of such a constant velocity universal joint is preferably a structure in which the ball is in angular contact with the track groove in order to stabilize the contact state of the ball with the track groove. The cross-sectional shape of the track groove is an elliptical shape depending on the tool and the processing method in the finishing method by grinding or hardened steel cutting, whereas the cross-sectional shape of the track groove in the cold forging finish is formed by forging. From the viewpoint of ease and quality control, the shape is usually Gothic arch.
トルク負荷を受けた等速自在継手の内部では、内側継手部材(外側継手部材)→ボール→外側継手部材(内側継手部材)と荷重が伝わり、内側継手部材と外側継手部材間のPCDスキマやトルクの大小により、ボールとトラックの接触点が球面部側に移動し(ボールがトラック斜面を乗りあがって)、接触角が変化する。 Inside the constant velocity universal joint subjected to a torque load, the load is transmitted from the inner joint member (outer joint member) to the ball → outer joint member (inner joint member), and the PCD clearance and torque between the inner joint member and the outer joint member are transmitted. , The contact point between the ball and the track moves to the spherical surface side (the ball climbs up the track slope), and the contact angle changes.
上記従来技術の冷間鍛造仕上げトラック溝(ゴシックアーチ形状)と加工トラック溝(楕円形状)を比較すると、その形状差から接触点の移動距離(接触角度の変化量)が異なるため、外側継手部材と内側継手部材のトラックの加工方法が異なる場合など、ボールと外側継手部材及び内側継手部材トラックの接触角度が狙い値から外れ、耐久性にバラつきが生じる事が懸念される。 Compared to the above-mentioned cold forged finish track groove (gothic arch shape) and machining track groove (elliptical shape) of the above prior art, the movement distance of the contact point (change amount of contact angle) is different due to the shape difference, so the outer joint member There is a concern that the contact angle between the ball, the outer joint member, and the inner joint member track may deviate from the target value, resulting in variations in durability.
従来の鍛造成型トラックの横断面形状を図12に示し、仕上げ加工トラックの横断面形状を図13に示す。通常の鍛造成型のトラック溝横断面形状は、単純Rを垂直軸に対して投影した形となるため、トラック溝底2側に形成されるVC(Vertical Clearance)(トラック溝1の溝底2とボール3のこの溝底対応部3aとの間の寸法)を大きくすることが出来、VC測定による形状管理が容易となっている。しかしながら、仕上げ加工のトラック溝1の横断面形状は楕円形状であり、トラック溝底2側のVCが小さくなる。すなわち、鍛造成型トラックのVC量をVC1とし、仕上げ加工トラックのVC量をVC2とした場合、VC1>VC2となる。このため、仕上げ加工をしない鍛造仕上げのトラックに仕上げ加工のトラック形状を適用する場合、単純Rの場合より金型や鍛造品の形状管理がし難くなる。
FIG. 12 shows the cross-sectional shape of a conventional forged molding track, and FIG. 13 shows the cross-sectional shape of a finishing track. Since the track groove cross-sectional shape of a normal forging molding is a shape in which a simple R is projected on the vertical axis, a VC (Vertical Clearance) formed on the
本発明の課題は、鍛造成形トラックと仕上げ加工トラックのボールとの安定した接触状況を確保することでより優れた耐久性を確保し、鍛造金型や製品の品質管理も従来と変わらず容易とするトラック形状を有する等速自在継手を提案する。 The object of the present invention is to secure a stable contact state between the forged molding track and the ball of the finishing track to ensure superior durability, and forging molds and product quality control are as easy as before. A constant velocity universal joint having a track shape is proposed.
本発明の固定式等速自在継手は、内径面にトラック溝を形成した外側継手部材と、外径面にトラック溝を形成した内側継手部材と、外側継手部材のトラック溝とこれに対応する内側継手部材のトラック溝とが協働して形成されるトルク伝達ボールトラックに配設されるトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを保持するケージとを備えた等速自在継手であって、外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝の少なくとも一方を、冷間鍛造仕上げにより成型し、その横断面形状を、形状管理上必要なトラック溝底側の範囲をゴシックアーチ形状とし、トラック溝とボールとが接触するトラック溝開口側の範囲を楕円形状とし、前記ゴシックアーチ形状と前記楕円形状との繋ぎ位置を、ボール中心とトラック溝底中心とを結んだ直線を中心に、20°〜45°の範囲で溝開口側に位置するものである。 The fixed type constant velocity universal joint of the present invention includes an outer joint member having a track groove formed on the inner diameter surface, an inner joint member having a track groove formed on the outer diameter surface, a track groove of the outer joint member, and an inner side corresponding thereto. A constant velocity universal joint comprising a torque transmission ball disposed on a torque transmission ball track formed in cooperation with a track groove of a joint member, and a cage for holding the torque transmission ball, the outer joint member at least one of the, molded by cold forging finishing, the cross-sectional shape, the range of shapes management required track groove bottom side is Gothic arch shape, the track grooves and the ball track grooves of the track groove and the inner joint member Doo is the range of the track-groove-opening side and an elliptical shape in contact, the splice point between the Gothic arch shape as the elliptical shape, a straight line connecting the ball center and the track groove bottom center Heart, is to position the groove opening side within a range of 20 ° to 45 °.
本発明の等速自在継手は、球面に近い側(トラック溝開口側)を仕上げ加工トラック溝と同様の楕円形状とすることができる。すなわち、機能上必要なトラック範囲を楕円形状とし、管理上必要なトラック範囲をゴシックアーチ形状とすることになる。 In the constant velocity universal joint of the present invention, the side close to the spherical surface (track groove opening side) can have an elliptical shape similar to that of the finish-processed track groove. That is, the track range necessary for the function is an elliptical shape, and the track range necessary for the management is a Gothic arch shape.
ゴシックアーチ形状と楕円形状との繋ぎ位置を、ボール中心とトラック溝底中心とを結んだ直線を中心に、20°〜45°の範囲で溝開口側に位置するように設定している。すなわち、20°未満では、形状管理のためのVC量が不足し、また、45°を越えれば、45°を超える範囲のトラック面(範囲)が小さく、楕円とすることの影響が小さくなる(有利さが発揮されない)。 The connecting position between the Gothic arch shape and the elliptical shape is set so as to be positioned on the groove opening side in a range of 20 ° to 45 ° with a straight line connecting the ball center and the track groove bottom center as a center . That is, if the angle is less than 20 °, the amount of VC for shape management is insufficient. If the angle exceeds 45 °, the track surface (range) exceeding 45 ° is small, and the influence of an ellipse is reduced ( Advantage is not demonstrated).
外側継手部材における内径面とトラック溝との境界部と、内側継手部材における外径面とトラック溝との境界部とにそれぞれトラックチャンファを形成するとともに、トラックチャンファのトラック溝側に、トラック溝と連結されるアール部を形成したものとできる。また、外側継手部材における内径面とトラック溝との境界部と、内側継手部材における外径面とトラック溝との境界部をアール状のトラックチャンファとすることができる。 A track chamfer is formed at each of the boundary portion between the inner diameter surface and the track groove in the outer joint member and the boundary portion between the outer diameter surface and the track groove in the inner joint member, and the track groove is formed on the track groove side of the track chamfer. A rounded portion to be connected can be formed. Further, the boundary portion between the inner diameter surface and the track groove in the outer joint member and the boundary portion between the outer diameter surface and the track groove in the inner joint member can be a rounded track chamfer.
さらに、外側継手部材の開口縁全周に沿って形成される入口チャンファと、外側継手部材における内径面とトラック溝との境界部のトラックチャンファと、入口チャンファとトラック溝との境界部のトラック入口チャンファとを冷間鍛造仕上げにより形成することができる。 Furthermore, an inlet chamfer formed along the entire circumference of the opening edge of the outer joint member, a track chamfer at the boundary between the inner diameter surface and the track groove in the outer joint member, and a track inlet at the boundary between the inlet chamfer and the track groove The chamfer can be formed by cold forging.
外側継手部材の開口端面乃至開口縁全周に沿って形成される入口チャンファを冷間鍛造仕上げにより形成してもよい。また、外側継手部材のトラック溝とトラック入口チャンファとを同時冷間鍛造仕上げにより形成したり、外側継手部材のトラック溝とトラックチャンファ、及び内側継手部材のトラック溝とトラックチャンファを同時冷間鍛造仕上げによりそれぞれ形成したりすることができる。 The inlet chamfer formed along the opening end face or the entire periphery of the opening edge of the outer joint member may be formed by cold forging. Also, the track groove and the track inlet chamfer of the outer joint member are formed by simultaneous cold forging, or the track groove and the track chamfer of the outer joint member and the track groove and the track chamfer of the inner joint member are simultaneously cold forged. Respectively.
等速自在継手として、縦断面形状において、トラック溝底が円弧部のみであるツェッパ型やトラック溝底が円弧部及び直線部とからなるアンダーカットフリー型の固定式等速自在継手であってもよい。 As a constant velocity universal joint, even in a vertical cross-sectional shape, a Zepper type in which the track groove bottom is only an arc portion or an undercut free type fixed constant velocity universal joint in which the track groove bottom is composed of an arc portion and a straight portion Good.
また、等速自在継手として、外側継手部材の内径面が円筒形状であって、そのトラック溝が軸方向に延び、内側継手部材の外径面が球面形状であって、そのトラック溝が軸方向に延び、ケージの球面状外周面の曲率中心と球面状内周面の曲率中心を、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ダブルオフセット型の摺動式等速自在継手であってもよい。 Further, as a constant velocity universal joint, the inner surface of the outer joint member has a cylindrical shape, the track groove extends in the axial direction, the outer diameter surface of the inner joint member has a spherical shape, and the track groove has an axial direction. Double offset type sliding constant velocity with the center of curvature of the spherical outer peripheral surface of the cage and the center of curvature of the spherical inner peripheral surface offset by an equal distance in the opposite axial direction across the joint center A universal joint may be used.
さらに、等速自在継手として、軸線に対して互いに逆方向にねじれたトラック溝を円周方向に交互に形成した内周面を有する外側継手部材と、軸線に対して互いに逆方向にねじれたトラック溝を円周方向に交互に形成した外周面を有する内側継手部材と、軸線に対して互いに逆方向にねじれた内側継手部材のトラック溝と外側継手部材のトラック溝との交差部に組み込んだトルク伝達ボールとを備えたクロスグローブ型の摺動式等速自在継手であってもよい。 Further, as a constant velocity universal joint, an outer joint member having an inner peripheral surface in which track grooves twisted in opposite directions with respect to the axis are alternately formed in a circumferential direction, and a track twisted in opposite directions with respect to the axis. Torque incorporated at the intersection of the inner joint member having an outer peripheral surface in which grooves are alternately formed in the circumferential direction and the track groove of the inner joint member twisted in the opposite direction to the axis and the track groove of the outer joint member A cross-glove type sliding constant velocity universal joint including a transmission ball may be used.
自動車の駆動軸用の固定式等速自在継手に用いたり、自動車の駆動軸用の摺動式等速自在継手に用いたりできる。また、自動車のプロペラシャフト用の固定式等速自在継手に用いたり、自動車のプロペラシャフト用の摺動式等速自在継手に用いたりできる。 It can be used for a fixed type constant velocity universal joint for a driving shaft of an automobile or a sliding type constant velocity universal joint for a driving shaft of an automobile. Further, it can be used for a fixed type constant velocity universal joint for an automobile propeller shaft or a sliding type constant velocity universal joint for an automobile propeller shaft.
トルク伝達ボールが10個以下であるのが好ましい。 The number of torque transmitting balls is preferably 10 or less.
本発明の等速自在継手では、機能上必要なトラック範囲を楕円形状とし、管理上必要なトラック範囲をゴシックアーチ形状とすることになり、鍛造金型や製品の品質管理の容易さと、ボールとトラック溝の接触状態の安定化を両立させることが可能となる。 In the constant velocity universal joint of the present invention, the track range necessary for the function is an elliptical shape, and the track range necessary for the management is a Gothic arch shape, easy for quality control of forging dies and products, balls and It is possible to achieve both stabilization of the track groove contact state.
ゴシックアーチ形状と楕円形状との繋ぎ位置を、ボール中心とトラック溝底中心とを結んだ直線を中心に、20°〜45°の範囲で溝開口側に位置するものでは、形状管理のためのVC量を十分確保でき、機能上必要なトラック面を十分確保できる。 For connecting the Gothic arch shape and the elliptical shape with the straight line connecting the ball center and the track groove bottom center in the range of 20 ° to 45 ° on the groove opening side, A sufficient amount of VC can be secured, and a sufficient track surface necessary for the function can be secured.
外側継手部材の入口チャンファと、外側継手部材のトラックチャンファと、内側継手部材のトラックチャンファと、入口チャンファとトラック溝とのトラック入口チャンファ等を冷間鍛造仕上げすることによって、従来の冷間鍛造後の切削加工や研削加工等を省略することができる。これによって、歩留まりが向上し、等速自在継手の製造コストの低減を図ることができる。 After conventional cold forging by cold forging the inlet chamfer of the outer joint member, the track chamfer of the outer joint member, the track chamfer of the inner joint member, the track chamfer of the inlet chamfer and the track groove, etc. Cutting, grinding, etc. can be omitted. As a result, the yield can be improved and the manufacturing cost of the constant velocity universal joint can be reduced.
特に、外側継手部材のトラック溝とトラック入口チャンファとを同時冷間鍛造仕上げにより形成したり、外側継手部材のトラック溝とトラックチャンファ、内側継手部材のトラック溝とトラックチャンファを同時冷間鍛造仕上げにより形成したりすることによって生産性の向上を図ることができる。 In particular, the track groove and track chamfer of the outer joint member are formed by simultaneous cold forging finish, the track groove and track chamfer of the outer joint member, and the track groove and track chamfer of the inner joint member by simultaneous cold forging finish. Thus, productivity can be improved.
トルク伝達ボールが10個以下であればよいので、設計自由度が大となって、設計性に優れる。また、種々のタイプの等速自在継手に対応することができる。 Since it is sufficient that the number of the torque transmission balls is 10 or less, the degree of freedom in design is great and the design is excellent. Moreover, it can respond to various types of constant velocity universal joints.
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図4は本発明の等速自在継手であるツェッパ型の固定式等速自在継手を示している。この等速自在継手は、内径面11に複数のトラック溝12が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外側継手部材13と、外径面14に外側継手部材13のトラック溝12と対をなす複数のトラック溝15が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内側継手部材16と、外側継手部材13のトラック溝12と内側継手部材16のトラック溝15とが協働して形成されるボールトラックにそれぞれ配されたトルク伝達ボール17と、外側継手部材13の内径面11と内側継手部材16の外径面14との間に介在してボール17を保持するケージ18とを備えている。
FIG. 4 shows a Rzeppa type fixed constant velocity universal joint which is a constant velocity universal joint of the present invention. This constant velocity universal joint includes an outer
また、内側継手部材16はシャフト嵌入用孔部19が設けられ、このシャフト嵌入用孔部19の内径面に雌スプライン23が形成されている。内側継手部材16のシャフト嵌入用孔部19にシャフト25の端部雄スプライン25aが嵌入され、この端部雄スプライン25aが内側継手部材16の雌スプライン23に嵌合する。なお、端部雄スプライン25aの端部には周方向溝26が設けられ、この周方向溝26に止め輪27が装着されている。
The inner
外側継手部材13において、図5に示すように、開口縁全周に沿って形成される入口チャンファ(カップ入口チャンファ)30が形成され、内径面11とトラック溝12との境界部には、トラックチャンファ31が形成され、トラック溝12とカップ入口チャンファ30との境界部にはトラック入口チャンファ32が形成されている。
In the outer
また、内側継手部材16において、外径面14とトラック溝15との境界部とにトラックチャンファ33(図2参照)が形成される。
In the inner
外側継手部材13のトラック溝12の横断面形状を、図1に示すように、トラック溝底側をゴシックアーチ形状とし、トラック溝開口側を楕円形状としている。すなわち、外側継手部材13のトラック溝12は、トラック溝底側に単純アールトラック形状部35を形成するとともに、トラック溝開口側の楕円トラック形状部36,36を備えるものである。外側継手部材13における外径面14とトラック溝12との境界部のトラックチャンファ31は、図1に示すようなアール部31aから構成される。
As shown in FIG. 1, the cross-sectional shape of the
内側継手部材16のトラック溝15の横断面形状も、図2に示すように、トラック溝底側をゴシックアーチ形状とし、トラック溝開口側を楕円形状としている。すなわち、内側継手部材16のトラック溝15は、トラック溝底側に単純アールトラック形状部38を形成するとともに、トラック溝開口側の楕円トラック形状部39,39を備えるものである。内側継手部材16における外径面14とトラック溝15との境界部のトラックチャンファ33は、図2に示すように、テーパ面33aからなり、このトラックチャンファ33とトラック溝15とは小アール部40を介して連設されている。
As shown in FIG. 2, the cross-sectional shape of the
なお、外側継手部材13におけるトラックチャンファ31を図2に示すようなトラックチャンファ33の形状としても、内側継手部材16におけるトラックチャンファ33を図1に示すようなトラックチャンファ31の形状としてもよい。
The
ところで、単純アールトラック形状部35(38)と楕円トラック形状部36(39)との繋ぎ位置22は、図3に示すように、ボール中心Obとトラック溝底中心とを結んだ直線Lを中心に、θ(20°〜45°)の範囲で溝開口側に位置する。すなわち、図1と図2に示すように、単純アールトラック形状部35(38)は範囲H内に設けられ、楕円トラック形状部36(39)は範囲H1内に設けられる。
By the way, as shown in FIG. 3, the
ところで、外側継手部材13においては、トラック溝12、入口チャンファ(カップ入口チャンファ)30、トラックチャンファ31、及びトラック入口チャンファ32、開口端面13aが冷間鍛造仕上げにより形成される。特に、外側継手部材13のトラック溝12とトラック入口チャンファ32とを同時冷間鍛造仕上げにより形成し、外側継手部材13のトラック溝12とトラックチャンファ31を同時冷間鍛造仕上げにより形成する。
By the way, in the outer
ところで、外側継手部材13の鍛造仕上げには、既設の製造装置(例えば、特開2009−185933号公報に開示された製造装置等)にて行うことができる。この場合、複数の分割パンチのトラック溝形成部の形状を、単純アールトラック形状部35と楕円トラック形状部36,36とを形成することができる形状に変更すればよい。
By the way, forging finishing of the outer
また、内側継手部材16においても、トラック溝15とトラックチャンファ33とは同時冷間鍛造仕上げにより形成する。内側継手部材16の鍛造仕上げには、既設の製造装置(例えば、特開2007−260698号公報に開示された製造装置等)にて行うことができる。この場合、ダイスのトラック溝形成部の形状を、単純アールトラック形状部38と楕円トラック形状部39,39とを形成することができる形状に変更すればよい。
Also in the inner
本発明の等速自在継手は、球面に近い側(トラック溝開口側)を仕上げ加工トラック溝と同様の楕円形状とすることができる。すなわち、機能上必要なトラック範囲を楕円形状とし、管理上必要なトラック範囲をゴシックアーチ形状とすることになる。このため、鍛造金型や製品の品質管理の容易さと、ボール17とトラック溝12(15)の接触状態の安定化を両立させることが可能となる。
In the constant velocity universal joint of the present invention, the side close to the spherical surface (track groove opening side) can have an elliptical shape similar to that of the finished track groove. That is, the track range necessary for the function is an elliptical shape, and the track range necessary for the management is a Gothic arch shape. For this reason, it becomes possible to achieve both easy quality control of the forging die and product and stabilization of the contact state between the
また、ゴシックアーチ形状と楕円形状との繋ぎ位置を、ボール中心Obとトラック溝底中心とを結んだ直線を中心に、20°〜45°の範囲で溝開口側に位置する。このため、形状管理のためのVC(Vertical Clearance)量を、図1と図2に示すように、VC3、VC4に示すように、十分確保でき、機能上必要なトラック面を十分確保できる。 Further, the connecting position between the Gothic arch shape and the elliptical shape is located on the groove opening side in the range of 20 ° to 45 ° with the straight line connecting the ball center Ob and the track groove bottom center as the center. Therefore, a VC (Vertical Clearance) amount for shape management can be sufficiently secured as shown in VC3 and VC4 as shown in FIGS. 1 and 2, and a track surface necessary for function can be sufficiently secured.
外側継手部材13の入口チャンファ30と、外側継手部材13のトラックチャンファ31と、外側継手部材13のトラック入口チャンファ32と、内側継手部材16のトラックチャンファ33等を冷間鍛造仕上げすることによって、従来の冷間鍛造後の切削加工や研削加工等を省略することができる。これによって、歩留まりが向上し、等速自在継手の製造コストの低減を図ることができる。
By cold forging the
特に、外側継手部材13のトラック溝12とトラック入口チャンファ32とを同時冷間鍛造仕上げにて形成したり、外側継手部材13のトラック溝12とトラックチャンファ31、及び内側継手部材16のトラック溝17とトラックチャンファ33を同時冷間鍛造仕上げにて形成したりすることによって生産性の向上を図ることができる。
In particular, the
トルク伝達ボールとしては10個以下であればよい。このため、設計自由度が大となって、設計性に優れる。 The torque transmission balls may be 10 or less. For this reason, the degree of design freedom is large and the design is excellent.
次に、図6はアンダーカットフリータイプの固定式等速自在継手であって、この等速自在継手は、内球面(内径面)41に複数のトラック溝42が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外側継手部材43と、外球面44に外側継手部材43のトラック溝42と対をなす複数のトラック溝45が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内側継手部材46と、外側継手部材43のトラック溝42と内側継手部材46のトラック溝45との間に介在してトルクを伝達する複数のボール47と、外側継手部材43の内球面41と内側継手部材46の外球面44との間に介在してボール47を保持するケージ48とを備えている。ケージ48には、ボール47が収容されるポケット49が周方向に沿って複数配設されている。
Next, FIG. 6 shows an undercut free type fixed type constant velocity universal joint. This constant velocity universal joint has an inner spherical surface (inner diameter surface) 41 and a plurality of
また、外側継手部材43のトラック溝42は、奥側が円弧部42aとされ、開口側が直線部42bとされる。内側継手部材46のトラック溝45は、奥側が直線部45aとされ、開口側が円弧部45bとされる。内側継手部材46のトラック溝45の曲率中心O1および外側継手部材43のトラック溝42の曲率中心O2は、継手中心Oに対して等距離F、Fだけ軸方向に逆向きにオフセットされている。
Further, the
この場合も、トラック溝42、45は図1と図2に示すように、トラック溝底側に単純アールトラック形状部35、38を形成するとともに、トラック溝開口側の楕円トラック形状部36,36、39,39を備えるものである。
Also in this case, as shown in FIGS. 1 and 2, the
さらには、外側継手部材43において、開口縁全周に沿って形成される入口チャンファ(カップ入口チャンファ)30が形成され、内径面41とトラック溝42との境界部には、トラックチャンファが形成され、トラック溝42とカップ入口チャンファ30との境界部にはトラック入口チャンファが形成されている。また、内側継手部材46において、外径面44とトラック溝45との境界部とにトラックチャンファが形成される。
Furthermore, an inlet chamfer (cup inlet chamfer) 30 formed along the entire periphery of the opening edge is formed in the outer
この場合も、トラック溝42、入口チャンファ(カップ入口チャンファ)、トラックチャンファ、及びトラック入口チャンファ、外側継手部材43の開口端面43aが冷間鍛造仕上げにより形成される。特に、外側継手部材43のトラック溝42とトラック入口チャンファとを同時冷間鍛造仕上げにより形成し、外側継手部材43のトラック溝12とトラックチャンファ、内側継手部材46のトラック溝45とトラックチャンファを同時冷間鍛造仕上げにより形成する。
Also in this case, the
次に、図7はダブルオフセットタイプの摺動式等速自在継手を示し、この等速自在継手は、外側継手部材110と、内側継手部材120と、トルク伝達要素としてのボール130と、ボール130を保持するケージ132とを主要な構成要素とする摺動式等速自在継手である。
Next, FIG. 7 shows a double offset type sliding type constant velocity universal joint. The constant velocity universal joint includes an outer
外側継手部材110は、円筒形状の内周面(内径面)112を有し、その円周方向に等間隔で、軸方向に延びるトラック溝114が形成してある。ここでは外側継手部材110はフランジタイプであって、一体に形成したフランジ116を介して当該継手で連結すべき2軸の一方(駆動軸または従動軸)とトルク伝達可能に接続するようになっている。以下の説明では、外側継手部材110のフランジ116側(図7では右側)を外側継手部材奥側、その反対側(図7では左側)を外側継手部材入口側と呼ぶこととする。フランジタイプの外側継手部材110は両端で開口しているため、内部にグリースを充填する必要上、外側継手部材奥側の開口部にキャップ118が装着してある。なお、セレーション軸を形成したステム部をもったタイプの外側継手部材もある。
The outer
内側継手部材120は球面状の外周面(外径面)122を有し、その円周方向に等間隔で、軸方向に延びるトラック溝124が形成してある。内側継手部材120は、軸心部分に形成したセレーション孔126を介して、当該継手で連結すべき2軸のもう一方(従動軸または駆動軸)とトルク伝達可能に接続するようになっている。
The inner
外側継手部材110のトラック溝114と内側継手部材120のトラック溝124は対をなし、各対のトラック溝114、124間に1個のボール130が組み込んである。ボールの数は任意であるが、一般に6または8個のボール130が使用され、すべてのボール130はケージ132により同一平面内に保持される。
The
ケージ132は、ボール130を収容するためのポケット134が円周方向に所定間隔で形成してある。ケージ132の外周面136は外側継手部材110の内周面(内径面)112と接する凸球面部分を有し、ケージ132の内周面138は内側継手部材120の外周面122と接する凹球面部分を有する。外周面136の凸球面部分の球面中心と内周面138の凹球面部分の球面中心は、継手中心Oを挟んで軸方向両側に等距離だけオフセットさせてある。ポケット134は、ボール中心の軸方向の位置が、ケージ132の外周面136の凸球面部分の球面中心から内周面138の凹球面部分の球面中心までの距離の二等分位置に配置されるように設定してある。
The
この場合も、トラック溝114、124は、図1と図2に示すように、トラック溝底側に単純アールトラック形状部35、38を形成するとともに、トラック溝開口側の楕円トラック形状部36,36、39,39を備えるものである。
Also in this case, as shown in FIGS. 1 and 2, the
さらには、外側継手部材110において、開口縁全周に沿って形成される入口チャンファ(カップ入口チャンファ)30が形成され、内径面(内周面)112とトラック溝114との境界部には、トラックチャンファが形成され、トラック溝114とカップ入口チャンファ30との境界部にはトラック入口チャンファが形成されている。また、内側継手部材120において、外径面122とトラック溝4との境界部とにトラックチャンファが形成される。
Furthermore, in the outer
次に、図9〜図11にクロスグルーブ型等速自在継手の例を示す。クロスグルーブ型等速自在継手は、外側継手部材210と、内側継手部材220と、トルク伝達要素としてのボール230と、ボール230を保持するケージ232を主要な構成要素としている。
Next, an example of a cross groove type constant velocity universal joint is shown in FIGS. The cross groove type constant velocity universal joint includes an outer
外側継手部材210はここではディスクタイプで、円筒形の内周面(内径面)212にトラック溝214a、214bが形成してある。外側継手部材210のトラック溝214a、14b間に位置するようにして、ボルト孔216が円周方向に等配してある。また、外側継手部材210の一方の端部にはエンドキャップ234が取り付けてあり、他方の端部にはブーツアダプタ236が取り付けてある。なお、外側継手部材は、ここに例示したディスクタイプのほか、フランジタイプやベルタイプもある。
The outer
内側継手部材220は略球面状の外周面222にトラック溝224a、224bが形成してある。内側継手部材220はスプライン孔を有し、破線で示すようにシャフトのスプライン軸とトルク伝達可能に嵌合するようになっている。
The inner
外側継手部材210の軸線に対して傾いたトラック溝214aと、外側継手部材210の軸線に対して前記トラック溝214aとは逆方向に傾いたトラック溝214bとが、円周方向に交互に配置してある。同様に、内側継手部材220の軸線に対して傾いたトラック溝224aと、軸線に対して前記トラック溝224aとは逆方向に傾いたトラック溝224bとが、円周方向に交互に配置してある。
図11を参照すると、軸線に対する各トラック溝214a、214b;224a、224bの交差角が符号βで表してある。互いに逆方向に傾いた外側継手部材210のトラック溝214aと内側継手部材220のトラック溝224aとが対をなし、両者のなす角を2βで表してある。同様に互いに逆方向に傾いた外側継手部材210のトラック溝214bと内側継手部材220のトラック溝224bとが対をなし、両者のなす角を2βで表してある。
Referring to FIG. 11, the crossing angle of each
対をなす外側継手部材210のトラック溝214aと内側継手部材220のトラック溝224aとの交差部および外側継手部材210のトラック溝214bと内側継手部材220のトラック溝224bとの交差部にそれぞれボール230が組み込んである。図10はボール230の数が6の場合を例示したものである。
この場合も、トラック溝214、224は、図1と図2に示すように、トラック溝底側に単純アールトラック形状部35、38を形成するとともに、トラック溝開口側の楕円トラック形状部36,36、39,39を備えるものである。
Also in this case, as shown in FIGS. 1 and 2, the
さらには、外側継手部材210において、開口縁全周に沿って形成される入口チャンファ(カップ入口チャンファ)30が形成され、内径面(内周面)212とトラック溝214との境界部には、トラックチャンファが形成され、トラック溝212とカップ入口チャンファ30との境界部にはトラック入口チャンファが形成されている。また、内側継手部材220において、外径面222とトラック溝224との境界部とにトラックチャンファが形成される。
Furthermore, in the outer
なお、図7から図11に示す各等速自在継手においても、トラック溝、入口チャンファ(カップ入口チャンファ)、トラックチャンファ、及びトラック入口チャンファ、外側継手部材の開口端面を冷間鍛造仕上げにより形成するのが好ましい。 7 to 11, the track groove, the inlet chamfer (cup inlet chamfer), the track chamfer, the track inlet chamfer, and the open end face of the outer joint member are formed by cold forging. Is preferred.
このように、アンダーカットフリータイプの固定式等速自在継手であっても、ダブルオフセットタイプの摺動式等速自在継手であっても、クロスグルーブタイプの摺動式等速自在継手であっても、前記図1に示すツェッパタイプの固定式等速自在継手と同様の作用効果を奏する。このように、本発明は、種々のタイプの等速自在継手に対応することができる。このため、本発明の等速自在継手は、自動車の駆動軸用の固定式等速自在継手に用いたり、自動車の駆動軸用の摺動式等速自在継手に用いたりできる。また、自動車のプロペラシャフト用の固定式等速自在継手に用いたり、自動車のプロペラシャフト用の摺動式等速自在継手に用いたりできる。 In this way, it is a cross groove type sliding constant velocity universal joint, whether it is an undercut free type fixed constant velocity universal joint or a double offset type sliding constant velocity universal joint. The same effect as the Rzeppa type fixed constant velocity universal joint shown in FIG. As described above, the present invention can be applied to various types of constant velocity universal joints. For this reason, the constant velocity universal joint of the present invention can be used for a fixed type constant velocity universal joint for a driving shaft of an automobile or a sliding type constant velocity universal joint for a driving shaft of an automobile. Further, it can be used for a fixed type constant velocity universal joint for an automobile propeller shaft or a sliding type constant velocity universal joint for an automobile propeller shaft.
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、前記実施形態では、外側継手部材及び内側継手部材の各トラック溝を冷間鍛造仕上げにて形成していたが、外側継手部材及び内側継手部材のいずれか一方のみのトラック溝を冷間鍛造仕上げにて形成したものであってもよい。チャンファのアール部の曲率半径としては、トラック溝と内径面(又は外径面)とが滑らかに連続するものであれば種々変更することができる。 As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, in the above-described embodiment, each track of the outer joint member and the inner joint member Although the groove is formed by cold forging, the track groove of only one of the outer joint member and the inner joint member may be formed by cold forging. The radius of curvature of the round portion of the chamfer can be variously changed as long as the track groove and the inner diameter surface (or outer diameter surface) are smoothly continuous.
11 内径面
12 トラック溝
13 外側継手部材
14 外径面
15 トラック溝
16 内側継手部材
17 トルク伝達ボール
18 ケージ
30 カップ入口チャンファ
31 トラックチャンファ
32 トラック入口チャンファ
33 トラックチャンファ
41 内球面(内径面)
42、45 トラック溝
43 外側継手部材
44 外球面
46 内側継手部材
47 ボール
48 ケージ
110 外側継手部材
112 内径面(内周面)
114、124 トラック溝
120 内側継手部材
122 外径面(外周面)
132 ケージ
134 ポケット
136 外周面
138 内周面
210 外側継手部材
212 トラック溝
212 内周面
214、214a、214b トラック溝
220 内側継手部材
222 外径面(外周面)
224、224a、224b トラック溝
230 ボール
232 ケージ
11
42, 45
114, 124
132
224, 224a,
Claims (16)
外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝の少なくとも一方を、冷間鍛造仕上げにより成型し、その横断面形状を、形状管理上必要なトラック溝底側の範囲をゴシックアーチ形状とし、トラック溝とボールとが接触するトラック溝開口側の範囲を楕円形状とし、前記ゴシックアーチ形状と前記楕円形状との繋ぎ位置を、ボール中心とトラック溝底中心とを結んだ直線を中心に、20°〜45°の範囲で溝開口側に位置することを特徴とする等速自在継手。 The outer joint member having a track groove formed on the inner diameter surface, the inner joint member having a track groove formed on the outer diameter surface, the track groove of the outer joint member, and the track groove of the corresponding inner joint member cooperated. A constant velocity universal joint comprising a torque transmission ball disposed on a formed torque transmission ball track, and a cage for holding the torque transmission ball;
At least one of the track grooves of the track groove and the inner joint member of the outer joint member, molded by cold forging finishing, the cross-sectional shape, the range of shapes management required track groove bottom side is Gothic arch shape, the track The area on the track groove opening side where the groove and the ball contact is elliptical, and the connecting position of the gothic arch shape and the elliptical shape is 20 ° around the straight line connecting the ball center and the track groove bottom center. A constant velocity universal joint, which is located on the groove opening side in a range of ˜45 ° .
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