JPH1144328A - Constant velocity joint - Google Patents
Constant velocity jointInfo
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- JPH1144328A JPH1144328A JP20341897A JP20341897A JPH1144328A JP H1144328 A JPH1144328 A JP H1144328A JP 20341897 A JP20341897 A JP 20341897A JP 20341897 A JP20341897 A JP 20341897A JP H1144328 A JPH1144328 A JP H1144328A
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- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車や各種産
業機械の動力伝達系において使用される等速ジョイント
に関するもので、より詳しくは、駆動側の回転軸と従動
側の回転軸とがどのような角度(作動角)をとっても常
に滑らかにトルク伝達を行えるようにした等速ジョイン
トのうち、軸方向にスライド(プランジング)しないタ
イプの等速ジョイントに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a constant velocity joint used in a power transmission system of an automobile or various industrial machines. More specifically, the invention relates to how a rotating shaft on a driving side and a rotating shaft on a driven side are arranged. The present invention relates to a constant velocity joint of a type that does not slide (plunge) in the axial direction, among constant velocity joints that can always transmit torque smoothly even at a large angle (operating angle).
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車のドライブシャフト(図9、図1
0参照)等で使用されている等速ジョイントにはボール
タイプが最も多い。図12、図13、図14に示すよう
に、ボールタイプの等速ジョイント(1)は外輪
(2)、内輪(3)、ボール(4)、ケージ(5)から
構成されている。外輪(2)と内輪(3)との間にケー
ジ(5)が介在し、ケージ(5)は外輪(2)の内球面
(2a)および内輪(3)の外球面(3a)とそれぞれ
球面接触している。2. Description of the Related Art Drive shafts of automobiles (FIGS. 9 and 1)
Ball joint is the most common type of constant velocity joints used in such applications. As shown in FIGS. 12, 13, and 14, the ball type constant velocity joint (1) includes an outer ring (2), an inner ring (3), a ball (4), and a cage (5). A cage (5) is interposed between the outer ring (2) and the inner ring (3), and the cage (5) is spherical with the inner spherical surface (2a) of the outer ring (2) and the outer spherical surface (3a) of the inner ring (3), respectively. In contact.
【0003】たとえばBJ(ボール・フィクスト・ジョ
イント)は、外輪(2)の内球面(2a)と内輪(3)
の外球面(3a)にそれぞれ複数の円弧状のトラック溝
(2b,3b)が形成されており、外輪(2)と内輪
(3)のトラック溝(2b,3b)の曲率中心(Oo,
Oi)はそれぞれジョイントセンタ(O:外輪内球面
(2a)および内輪外球面(3a)の曲率中心に同じ)
に対して対称な位置にある。換言すれば、曲率中心(O
o)と曲率中心(Oi)はジョイントセンタ(O)から
逆方向に等距離、軸方向にオフセットしている。このた
め、外輪(2)のトラック溝(2b)と内輪(3)のト
ラック溝(3b)とで形成されるトラックは、軸方向の
一方から他方へ向かって徐々に広がったくさび状を呈す
る。各ボール(4)はこのくさび状のトラック内に収容
され、外輪(2)と内輪(3)との間で負荷を伝達す
る。すべてのボール(4)をジョイント平面(P:作動
角の二等分線に垂直な平面)に保持するためケージ
(5)が組み込まれている。[0003] For example, a BJ (ball fixed joint) is composed of an inner spherical surface (2a) of an outer ring (2) and an inner ring (3).
A plurality of arc-shaped track grooves (2b, 3b) are respectively formed on the outer spherical surface (3a) of the outer ring (3a), and the center of curvature (Oo,
Oi) is a joint center (O: the same as the center of curvature of the outer spherical surface (2a) and the inner spherical surface (3a))
Are symmetrical with respect to In other words, the center of curvature (O
o) and the center of curvature (Oi) are equidistant in the opposite direction from the joint center (O) and offset in the axial direction. For this reason, the track formed by the track groove (2b) of the outer ring (2) and the track groove (3b) of the inner ring (3) has a wedge shape that gradually widens from one axial direction to the other. Each ball (4) is housed in this wedge-shaped track and transmits a load between the outer ring (2) and the inner ring (3). A cage (5) is incorporated to hold all the balls (4) in the joint plane (P: plane perpendicular to the bisector of the working angle).
【0004】トラック溝(2b,3b)にオフセットが
付与されているため、ボール(4)が負荷を伝達する
時、ボール(4)に軸力が作用し、その結果ボール
(4)は、トラック溝(2b,3b)の開口している方
向、つまり、上記くさび状トラック空間の広がった方向
に飛び出そうとする。それに伴いケージ(5)にも軸力
が作用し、ケージ(5)は外輪(2)の内球面(2a)
と内輪(3)の外球面(3a)に強く押し当てられる。Since the track grooves (2b, 3b) are offset, when the ball (4) transmits a load, an axial force acts on the ball (4). An attempt is made to jump out in the direction in which the grooves (2b, 3b) are opened, that is, in the direction in which the wedge-shaped track space is widened. Accordingly, an axial force acts on the cage (5), and the cage (5) is formed on the inner spherical surface (2a) of the outer ring (2).
And the outer ring (3a) of the inner ring (3).
【0005】ボール(4)に作用する軸力は、負荷と作
動角が増加するほど大きくなる特性を有する。よって、
負荷を伝達しながらジョイントが作動するためには、ケ
ージ(5)は十分な強度が必要であり、外輪(2)およ
び内輪(3)と接触しながら滑り運動するため、ケージ
(5)は十分な耐摩耗性と耐熱性も具備する必要があ
る。[0005] The axial force acting on the ball (4) has a characteristic that it increases as the load and the operating angle increase. Therefore,
In order for the joint to operate while transmitting the load, the cage (5) needs to have sufficient strength, and the cage (5) has sufficient strength because it slides while contacting the outer ring (2) and the inner ring (3). It is necessary to have excellent wear resistance and heat resistance.
【0006】ジョイント平面(P)にボール(4)を確
実に保持するため、ボール(4)はケージ(5)の窓穴
(5a)内に圧入されることが多く、この圧入面内でボ
ール(4)は運動する。圧入代の大小はジョイントの作
動性に大きく影響を及ぼす。また、予圧状態でボール
(4)がケージ(5)の窓穴(5a)内を運動するた
め、発熱とケージ(5)の摩耗を伴う。In order to securely hold the ball (4) on the joint plane (P), the ball (4) is often pressed into the window hole (5a) of the cage (5). (4) exercise. The size of the press fit greatly affects the operability of the joint. In addition, since the ball (4) moves in the window hole (5a) of the cage (5) in the pre-loaded state, heat is generated and the cage (5) is worn.
【0007】以上のようにケージ(5)は十分な強度、
耐熱性と耐摩耗性が必要である。また、トラック溝(2
b,3b)はオフセットを有するため、トラック溝(2
b,3b)の深さは軸方向で均一でない。それゆえ、ト
ラック溝(2b,3b)の浅いところでボール(4)が
高負荷を伝達する時、ボール(4)の接触楕円が大きく
なり、応力が集中するトラック溝肩部に接触楕円が乗り
上げ、肩部に欠けが生じるおそれがある。As described above, the cage (5) has sufficient strength,
Heat resistance and wear resistance are required. In addition, track grooves (2
b, 3b) have an offset, so that the track groove (2, 3b)
The depth of b, 3b) is not uniform in the axial direction. Therefore, when the ball (4) transmits a high load at a shallow depth of the track grooves (2b, 3b), the contact ellipse of the ball (4) increases, and the contact ellipse rides on the shoulder of the track groove where stress is concentrated, Chipping may occur at the shoulder.
【0008】これの対策として、ボール(4)の径やピ
ッチ円直径を大きくして面圧を低下させることが考えら
れるが、外輪(2)の外径が増加してジョイントが大き
くなるという不都合が生じる。また、オフセット量を小
さくすれば、当然トラック溝(2b,3b)の深さは軸
方向でより均一になるが、作動性が低下するという問題
が残り、得策ではない。ケージ(5)の肉厚を薄くすれ
ばトラック溝(2b,3b)は深くなるが、ケージ
(5)の強度が低下する。このように、通常、ケージ
(5)の肉厚とトラック溝(2b,3b)の深さは互い
に取り合いする関係にある。As a countermeasure against this, it is conceivable to decrease the surface pressure by increasing the diameter of the ball (4) or the pitch circle diameter. However, there is a disadvantage that the outer diameter of the outer ring (2) increases and the joint becomes larger. Occurs. Also, if the offset amount is reduced, the depth of the track grooves (2b, 3b) naturally becomes more uniform in the axial direction, but there remains a problem that the operability is reduced, which is not an advantageous measure. If the thickness of the cage (5) is reduced, the track grooves (2b, 3b) become deeper, but the strength of the cage (5) decreases. As described above, normally, the thickness of the cage (5) and the depth of the track grooves (2b, 3b) are in a relationship of mutual interaction.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】述べたように従来のボ
ールタイプの等速ジョイントはケージ(5)が不可欠な
ため発熱が増加し、高常用角では使用できなかった。ボ
ール(4)の入るケージ(5)の窓穴の寸法管理に多く
の労力を必要とし、ケージ窓穴寸法のばらつきにより作
動性が左右され、作動不良が生じたり異音が発生するお
それもある。As described above, the conventional ball-type constant velocity joint increases the heat generation because the cage (5) is indispensable, and cannot be used at a high normal angle. A great deal of effort is required to manage the dimensions of the window hole of the cage (5) into which the ball (4) enters, and the operability is affected by variations in the dimensions of the cage window hole, which may cause malfunctions and abnormal noise. .
【0010】ジョイントの高角強度はケージの強度で決
定され、設計の自由度が大幅に制限減少される。また、
ケージの強度を確保する必要から、トラックの深さを十
分に深く取れないため、ジョイントの耐久性の低下が生
じ、作動不良を招く可能性がある。[0010] The high angle strength of the joint is determined by the strength of the cage, which greatly limits the design freedom. Also,
Since it is necessary to ensure the strength of the cage, the depth of the track cannot be made sufficiently large, so that the durability of the joint is reduced, which may cause malfunction.
【0011】また、ケージの組込みを可能にするため複
雑な設計が強いられ、それに伴い組立て作業も複雑で多
くの工程を必要としている。すなわち、図15に示すよ
うに、内輪(3)とケージ(5)をセットにして、外輪
(2)に対して90°回転させるとともにケージ(5)
の窓穴(5a)部分を外輪(2)のトラック溝(2b)
間のランド部(2c)に合わせた状態で外輪(2)のマ
ウス部に挿入し(図15(B))、続いて90°回転さ
せて球面接触状態にする(図15(C))。次に、外輪
(2)に対し内輪(3)とケージ(5)を傾けて、外輪
(2)のマウス部端面から露出したケージ(5)の窓穴
(5a)にボール(4)を押し込む(図15(D))。
すべての窓穴(5a)に順次ボール(4)を入れ終わっ
た時点で組立てを完了する。また、ケージ組込みの必要
上(図15(C)参照)、外輪(2)のマウス部の空洞
部は深くならざるをえず、バックフェース(2d)〜ジ
ョイントセンタ(O)間距離が増加する(図9(B)参
照)。その結果、ジョイントの重量が増加するばかりで
なく、自動車のドライブシャフト用として適用する場合
には車両の転舵回転半径を増加させる場合がある(図1
0参照)。In addition, a complicated design is required in order to enable the cage to be incorporated, and as a result, the assembling work is also complicated and requires many steps. That is, as shown in FIG. 15, the inner ring (3) and the cage (5) are set, and the cage (5) is rotated by 90 ° with respect to the outer ring (2).
Window hole (5a) of the outer ring (2) track groove (2b)
The outer ring (2) is inserted into the mouth of the outer ring (2) in a state fitted to the land (2c) between them (FIG. 15 (B)), and then rotated by 90 ° to make a spherical contact state (FIG. 15 (C)). Next, the inner ring (3) and the cage (5) are tilted with respect to the outer ring (2), and the ball (4) is pushed into the window hole (5a) of the cage (5) exposed from the end face of the mouth of the outer ring (2). (FIG. 15D).
The assembly is completed when the balls (4) are sequentially inserted into all the window holes (5a). In addition, due to the necessity of assembling the cage (see FIG. 15 (C)), the cavity of the mouth part of the outer ring (2) has to be deep, and the distance between the back face (2d) and the joint center (O) increases. (See FIG. 9B). As a result, not only does the weight of the joint increase, but also when applied to a drive shaft of an automobile, the turning radius of the vehicle may be increased (FIG. 1).
0).
【0012】さらに、内外輪(3,2)間に介在したケ
ージ(5)が内外輪(3.2)とそれぞれ滑り接触して
いることに加えて、ケージ(5)の窓穴(5a)にボー
ル(4)を圧入していることから、人手で折り曲げるに
は硬く、車両に組み付ける際に労力を要する場合もあ
る。Further, in addition to the cage (5) interposed between the inner and outer rings (3, 2) being in sliding contact with the inner and outer rings (3.2), a window hole (5a) of the cage (5) is provided. Since the ball (4) is press-fitted into the vehicle, the ball is hard to bend by hand, and labor may be required in assembling the vehicle.
【0013】以上のように従来のボールタイプの等速ジ
ョイントはケージを不可欠とし、ケージがあるために上
述のような多くの問題点が内在しているジョイントであ
る。As described above, the conventional ball type constant velocity joint requires a cage, and the cage has many problems as described above due to the presence of the cage.
【0014】この発明の目的は上述の問題点を除去する
ことにあり、換言すれば、ケージを廃止して、低発熱で
小型・軽量な等速ジョイントの機構を提供することにあ
る。[0014] An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned problems. In other words, it is an object of the present invention to provide a small and lightweight constant velocity joint mechanism with low heat generation by eliminating the cage.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の等速ジョイントは、アウタ部材、インナ
部材、ローラ、コントローラを主要な構成要素とし、ア
ウタ部材およびインナ部材のいずれか一方が駆動側とな
り他方が従動側となる。アウタ部材およびインナ部材は
それぞれ、ジョイントセンタを曲率中心とする部分球面
状内周面および部分球面状外周面を有し、ジョイントセ
ンタのまわり全方位に角度変位可能にすべり接触してい
る。In order to achieve the above object, a constant velocity joint according to the present invention comprises an outer member, an inner member, a roller, and a controller as main components, and one of the outer member and the inner member is provided. The other side is the driven side. The outer member and the inner member each have a partially spherical inner peripheral surface and a partially spherical outer peripheral surface having the joint center as the center of curvature, and are in sliding contact with the joint center so as to be angularly displaceable in all directions around the joint center.
【0016】アウタ部材の部分球面状内周面とインナ部
材の部分球面状外周面にローラとコントローラを収容す
るための軸方向に延びたトラックが複数対形成されてい
る。各対のトラックは、ローラトラックとコントローラ
トラックとからなり、ローラトラックはアウタ部材のロ
ーラトラック溝とインナ部材のローラトラック溝とで構
成され、コントローラトラックはアウタ部材のコントロ
ーラトラック溝とインナ部材のコントローラトラック溝
とで構成される。コントローラトラック溝はローラトラ
ック溝の底面の中央にローラトラック溝と平行に配置さ
れている。A plurality of pairs of tracks extending in the axial direction for accommodating the rollers and the controller are formed on the partially spherical inner peripheral surface of the outer member and the partially spherical outer peripheral surface of the inner member. Each pair of tracks is composed of a roller track and a controller track, the roller track is composed of a roller track groove of the outer member and a roller track groove of the inner member, and the controller track is a controller track groove of the outer member and a controller of the inner member. It is composed of track grooves. The controller track groove is arranged at the center of the bottom surface of the roller track groove in parallel with the roller track groove.
【0017】ローラはローラトラックに収容され、コン
トローラはローラの中央にローラの軸方向に貫通した通
り穴にローラの軸方向に移動可能に挿入され、ローラの
端面から突出したコントローラの両端部がコントローラ
トラックに収容される。ローラとコントローラはトラッ
クの長手方向に連動し、その際、コントローラはローラ
の軸方向に相対運動をする。たとえばアウタ部材からイ
ンナ部材にトルクを伝達する場合を考えると、トルクは
主にアウタ部材のローラトラック溝→ローラ→インナ部
材のローラトラック溝という経路で伝達される。The roller is housed in a roller track, and the controller is inserted movably in the axial direction of the roller into a through hole penetrating in the axial direction of the roller at the center of the roller. Housed in a truck. The rollers and the controller are linked in the longitudinal direction of the track, with the controller making a relative movement in the axial direction of the rollers. For example, considering the case where torque is transmitted from the outer member to the inner member, the torque is mainly transmitted through the route of the roller track groove of the outer member → the roller → the roller track groove of the inner member.
【0018】アウタ部材のローラトラック溝の曲率中心
とインナ部材のローラトラック溝のは曲率中心は、ジョ
イントセンタから互いに反対方向に等距離オフセットし
た軸線上にある。したがって、これらのローラトラック
溝の対で構成されるローラトラックの軸方向断面は、軸
方向の一方が狭く他方が広くなったくさび形を呈する。The center of curvature of the roller track groove of the outer member and the center of curvature of the roller track groove of the inner member are on axes which are offset from the joint center by the same distance in opposite directions. Therefore, the axial section of the roller track formed by the pair of roller track grooves has a wedge shape in which one of the axial directions is narrow and the other is wide.
【0019】アウタ部材のコントローラトラック溝の曲
率中心とインナ部材のコントローラトラック溝の曲率中
心は、ジョイントセンタから互いに反対方向に等距離オ
フセットした軸線上にある。したがって、これらのコン
トローラトラック溝の対で構成されるコントローラトラ
ックの軸方向断面は、軸方向の一方が狭く他方が広くな
ったくさび形を呈する。The center of curvature of the controller track groove of the outer member and the center of curvature of the controller track groove of the inner member are on an axis equidistant from the joint center in opposite directions. Therefore, the axial section of the controller track formed by the pair of controller track grooves has a wedge shape in which one of the axial directions is narrow and the other is wide.
【0020】ローラトラックのくさび形とコントローラ
トラックのくさび形とは開口方向が互いに逆向きであ
る。そのため、負荷を伝達する時、ローラとコントロー
ラに互いに逆向きの軸力が作用する。すなわち、ローラ
にはローラトラックのくさび形の狭い方から広い方に向
かう向きの軸力が作用し、コントローラにはコントロー
ラトラックのくさび形の狭い方から広い方に向かう向き
の軸力が作用する。したがって、ローラトラックとコン
トローラトラックのオフセット量等を適正に設定するこ
とにより、二つの軸力をバランスさせることが可能とな
り、そうすることによって、ローラ(ローラ中心)が常
にジョイント平面に保持され、等速な固定式ジョイント
の機構が構成される。このような機構を採用することに
より、従来のボールタイプの等速ジョイントにおけるボ
ールをジョイント平面に保持するためのケージを廃止す
ることができるのである。The opening directions of the wedge shape of the roller track and the wedge shape of the controller track are opposite to each other. Therefore, when the load is transmitted, axial forces opposite to each other act on the roller and the controller. That is, an axial force acts from the narrower to the wider wedge shape of the roller track on the roller, and an axial force acts from the narrower to the wider wedge shape of the controller track on the controller. Therefore, by appropriately setting the offset amount and the like between the roller track and the controller track, it is possible to balance the two axial forces, whereby the roller (roller center) is always held in the joint plane, and so on. A fast fixed joint mechanism is configured. By adopting such a mechanism, the cage for holding the ball in the joint plane in the conventional ball type constant velocity joint can be eliminated.
【0021】請求項2の発明は、コントローラの両端部
の形状を、アウタ部材およびインナ部材のコントローラ
トラック溝間に一個のボールを適用した場合の当該ボー
ルの半径と等しい曲率半径の曲面としたことを特徴とす
る。請求項1のジョイントにおいてローラトラックの溝
底とローラとの間にすきまがあるとローラが傾斜し、そ
れと共にコントローラが傾き、このすきまが増加すると
コントローラによるコントロールがしにくくなる。その
ため、コントローラの両端部の形状をアウタ部材および
インナ部材のコントローラトラック溝間に一個のボール
を適用した場合の当該ボールの半径と等しい曲率半径の
曲面とすることにより、コントローラが傾いてもコント
ローラトラック溝との間のすきまが増加しないため、コ
ントローラによるコントロール機能を安定させることが
できる。According to a second aspect of the present invention, the shape of both ends of the controller is a curved surface having a curvature radius equal to the radius of the ball when one ball is applied between the controller track grooves of the outer member and the inner member. It is characterized by. In the joint of the first aspect, if there is a clearance between the groove bottom of the roller track and the roller, the roller is inclined, and the controller is also inclined. When the clearance increases, control by the controller becomes difficult. Therefore, by forming the shape of both ends of the controller to be a curved surface having a curvature radius equal to the radius of the ball when one ball is applied between the controller track grooves of the outer member and the inner member, even if the controller is inclined, Since the clearance between the groove and the groove does not increase, the control function of the controller can be stabilized.
【0022】コントローラは単一体に限らず複数の構成
要素からなるものであってもよい。請求項3の発明は、
コントローラを複数の円柱体で構成したことを特徴とす
るものである。たとえば、一本のコントローラを二分割
して二個の円柱体でコントローラを構成することができ
る。各円柱体(コントローラ構成要素)が互いに独立し
て運動できるため、コントローラ全体として滑らかな運
動が可能となる。また、請求項4の発明のように、コン
トローラを複数のボールで構成することもできる。転が
り軸受用などの高精度の鋼球を利用することによってコ
ントローラの加工に要する労力や時間を節約でき、低コ
スト化が実現する。The controller is not limited to a single unit, but may be composed of a plurality of components. The invention of claim 3 is
The controller is constituted by a plurality of cylinders. For example, one controller can be divided into two to form a controller with two cylinders. Since the cylinders (controller components) can move independently of each other, smooth motion can be achieved as a whole controller. Further, as in the invention of claim 4, the controller can be composed of a plurality of balls. By using high-precision steel balls for rolling bearings and the like, labor and time required for processing the controller can be saved, and cost reduction can be realized.
【0023】コントローラを複数の要素で構成する場
合、請求項5の発明のように、コントローラ構成要素間
に間座を介在させてもよい。間座の寸法や数を調整する
ことにより同一の構成要素で異なる軸方向寸法のコント
ローラが得られるので、部品(コントローラ構成要素)
の共用化によるコスト低減が可能となる。When the controller is composed of a plurality of components, a spacer may be interposed between the controller components. By adjusting the dimensions and number of spacers, a controller with the same component but different axial dimensions can be obtained.
The cost can be reduced by sharing of the data.
【0024】請求項6の発明は、アウタ部材およびイン
ナ部材のローラトラック溝の底面の曲率中心をアウタ部
材およびインナ部材のローラトラックの曲率中心と同様
にオフセットさせたことを特徴とする。ローラトラック
溝の底面とローラとの間のすきまが増加するとローラの
軸方向移動量が増加するため、ローラトラック溝の底面
の曲率中心をローラトラックの曲率中心と同様にオフセ
ットさせることにより、作動角全域で当該すきまを小さ
くするのが好ましい。According to a sixth aspect of the present invention, the center of curvature of the bottom surfaces of the roller track grooves of the outer member and the inner member is offset similarly to the center of curvature of the roller tracks of the outer member and the inner member. When the clearance between the bottom surface of the roller track groove and the roller increases, the amount of axial movement of the roller increases.Therefore, by offsetting the center of curvature of the bottom surface of the roller track groove in the same manner as the center of curvature of the roller track, the operating angle is reduced. It is preferable to reduce the clearance over the entire area.
【0025】請求項7の発明は、ローラの上面および下
面の当たりを線接触としたことを特徴とする。ローラの
上面および下面を、曲率中心がローラの中心にある球面
の一部とした場合、ローラトラック溝の底面に対するロ
ーラの当たりが点接触となり、ローラの姿勢が不安定と
なる。そこで、ローラの上面および下面の当たりを線接
触とし、ローラの姿勢を安定させるのが好ましい。The invention according to claim 7 is characterized in that the contact between the upper surface and the lower surface of the roller is a line contact. When the upper surface and the lower surface of the roller are part of a spherical surface whose center of curvature is at the center of the roller, the contact of the roller with the bottom surface of the roller track groove makes point contact, and the posture of the roller becomes unstable. Therefore, it is preferable to make the contact between the upper surface and the lower surface of the roller a line contact and stabilize the attitude of the roller.
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付の図面に従って詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
【0027】図1に示す等速ジョイント(10)は、ア
ウタ部材(20)、インナ部材(30)、ローラ(4
0)、コントローラ(50)を主要な構成要素としてい
る。The constant velocity joint (10) shown in FIG. 1 includes an outer member (20), an inner member (30), and a roller (4).
0) and a controller (50) as main components.
【0028】図1は作動角(θ)をとった状態の等速ジ
ョイント(10)の縦断面図である。アウタ部材(2
0)は回転軸(X)を有し、インナ部材(30)は回転
軸(Y)を有する。アウタ部材(20)かインナ部材
(30)かのいずれか一方が駆動側となり、他方が従動
側となる。ここで、作動角(θ)とは、アウタ部材(2
0)の回転軸(X)とインナ部材(30)の回転軸
(Y)とがなす角を意味するものとする。また、アウタ
部材(20)の回転軸(X)とインナ部材(30)の回
転軸(Y)が0°以外のある作動角(θ)をとったとき
両回転軸(X,Y)のなす角(θ)の二等分線に垂直な
平面をジョイント平面(P)と呼ぶこととする。作動角
(θ)をとったとき、すべてのローラ(40)がジョイ
ント平面(P)にあれば、ローラ中心から両回転軸
(X,Y)までの距離が相等しく、したがって、両回転
軸(X,Y)間で等速度で回転運動の伝達が行われる。
ジョイント平面(P)と回転軸(X,Y)との交点
(O)をジョイントセンタと呼ぶこととする。プランジ
ング運動を行なわない等速ジョイントでは、作動角
(θ)にかかわりなくジョイントセンタ(O)は固定さ
れている。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the constant velocity joint (10) in a state where the operating angle (θ) is set. Outer member (2
0) has a rotation axis (X), and the inner member (30) has a rotation axis (Y). Either the outer member (20) or the inner member (30) is on the driving side, and the other is on the driven side. Here, the operating angle (θ) refers to the outer member (2
The angle defined by the rotation axis (X) of (0) and the rotation axis (Y) of the inner member (30) is meant. Further, when the rotation axis (X) of the outer member (20) and the rotation axis (Y) of the inner member (30) take a certain operating angle (θ) other than 0 °, the two rotation axes (X, Y) are formed. A plane perpendicular to the bisector of the angle (θ) is called a joint plane (P). When the working angle (θ) is taken, if all the rollers (40) are in the joint plane (P), the distances from the roller center to the two rotation axes (X, Y) are equal, and therefore, both the rotation axes ( (X, Y), the transmission of the rotational movement is performed at a constant speed.
The intersection (O) between the joint plane (P) and the rotation axis (X, Y) is called a joint center. In a constant velocity joint that does not perform a plunging motion, the joint center (O) is fixed regardless of the operating angle (θ).
【0029】図2(A)は等速ジョイント(10)のロ
ーラ(40)中心を通る横断面を示し、図2(B)は図
2(A)のB−B断面を示す。図2(B)は、等速ジョ
イント(10)の作動角(θ)が0°、つまり、アウタ
部材(20)の回転軸(X)とインナ部材(30)の回
転軸(Y)が同軸上にある状態を示している。FIG. 2 (A) shows a cross section passing through the center of the roller (40) of the constant velocity joint (10), and FIG. 2 (B) shows a cross section taken along line BB of FIG. 2 (A). FIG. 2B shows that the operating angle (θ) of the constant velocity joint (10) is 0 °, that is, the rotation axis (X) of the outer member (20) and the rotation axis (Y) of the inner member (30) are coaxial. The state at the top is shown.
【0030】アウタ部材(20)は軸部(21)とマウ
ス部(23)とからなり、軸部(21)にて動力伝達系
と結合するようになっている。マウス部(23)は部分
球面状内周面(24)を備えたカップ状を呈している。
軸部(21)とマウス部(23)との境界をなす位置
に、回転軸(X)に垂直なバックフェース(22)が形
成されている。The outer member (20) comprises a shaft portion (21) and a mouth portion (23), and is connected to the power transmission system at the shaft portion (21). The mouth portion (23) has a cup shape with a partially spherical inner peripheral surface (24).
A back face (22) perpendicular to the rotation axis (X) is formed at a position that forms a boundary between the shaft part (21) and the mouse part (23).
【0031】アウタ部材(20)はその部分球面状内周
面(24)の円周方向等間隔位置(図面には6ヶ所の場
合を例示している。)に、ローラトラック溝(25)と
コントローラトラック溝(26)とからなる複合溝を備
えている。The outer member (20) is provided with roller track grooves (25) at circumferentially equidistant positions (six places are illustrated in the drawing) of the partially spherical inner peripheral surface (24). And a composite groove including a controller track groove (26).
【0032】ローラトラック溝(25)は互いに平行
で、アウタ部材(20)の軸方向に延びている。ローラ
トラック溝(25)は内周面(24)から所定の深さで
形成されているが、その深さは軸方向に徐々に変化して
いる。すなわち、図示例の場合、縦断面(図3)で見る
と、ローラトラック溝の中心線と底面(25a)はいず
れも、アウタ部材(20)の回転軸(X)上に曲率中心
(OOL)をもつ円弧である。また、横断面(図2
(A))で見ると、ローラトラック溝(25)の底面
(25a)はジョイントセンタ(O)に曲率中心をもつ
円弧であり、側壁面(25b)は後述するローラ(4
0)の外周面(42)の曲率とほぼ同じか僅かに大きな
曲率の円弧である。ローラトラック溝(25)の側壁面
(25b)は、図2(C)に例示するように、ローラ
(40)の外周面(42)に対して接触角をもった形状
とすることもできる。The roller track grooves (25) are parallel to each other and extend in the axial direction of the outer member (20). The roller track groove (25) is formed at a predetermined depth from the inner peripheral surface (24), and the depth gradually changes in the axial direction. That is, in the case of the illustrated example, when viewed in a vertical cross section (FIG. 3), both the center line and the bottom surface (25a) of the roller track groove are located at the center of curvature (OOL) on the rotation axis (X) of the outer member (20). Is an arc with Also, the cross section (FIG. 2)
(A)), the bottom surface (25a) of the roller track groove (25) is an arc having a center of curvature at the joint center (O), and the side wall surface (25b) is a roller (4) to be described later.
This is an arc having a curvature almost equal to or slightly larger than the curvature of the outer peripheral surface (42) of (0). As illustrated in FIG. 2C, the side wall surface (25b) of the roller track groove (25) may have a contact angle with the outer peripheral surface (42) of the roller (40).
【0033】ローラトラック溝(25)の中央にローラ
トラック溝(25)と平行にコントローラトラック溝
(26)が形成されている。コントローラトラック溝
(26)はローラトラック溝(25)の底面(25a)
から所定の深さで形成されており、その深さは軸方向に
徐々に変化している。すなわち、縦断面(図3)で見る
と、コントローラトラック溝(26)の溝底はアウタ部
材(20)の回転軸(X)上に曲率中心(OOC)をもつ
円弧である。コントローラトラック溝(26)の横断面
形状は、後述するコントローラ(50)の端部の断面と
ほぼ同じかそれよりも大きな曲率の円弧である(図2
(A))。コントローラトラック溝(26)の横断面
は、コントローラ(50)の端面に対して接触角をもっ
た形状とする場合もある。A controller track groove (26) is formed at the center of the roller track groove (25) in parallel with the roller track groove (25). The controller track groove (26) is at the bottom (25a) of the roller track groove (25).
To a predetermined depth, and the depth gradually changes in the axial direction. That is, when viewed in a longitudinal section (FIG. 3), the groove bottom of the controller track groove (26) is an arc having a center of curvature (OOC) on the rotation axis (X) of the outer member (20). The cross-sectional shape of the controller track groove (26) is an arc having a curvature substantially equal to or larger than a cross section of an end portion of the controller (50) described later (FIG. 2).
(A)). The cross section of the controller track groove (26) may have a contact angle with the end face of the controller (50) in some cases.
【0034】インナ部材(30)は、動力伝達系に結合
するための嵌合穴(31)と、部分球面状外周面(3
2)を備えており、部分球面状外周面(32)にてアウ
タ部材(20)の部分球面状内周面(24)と接触す
る。アウタ部材の部分球面状内周面とインナ部材の部分
球面状外周面が直接接触するため、従来のようにケージ
が介在する場合に比べて接触する部分の面積が半減す
る。また、ケージを廃止したことによって、ケージの肉
厚相当分だけ、アウタ部材の外径を小さくするか、ある
いは、ローラトラック溝の深さを大きくするか、または
その両方が可能となる。いずれにしても設計の自由度が
大幅に増す。The inner member (30) has a fitting hole (31) for coupling to a power transmission system and a partially spherical outer peripheral surface (3).
2), and comes into contact with the partial spherical inner peripheral surface (24) of the outer member (20) at the partial spherical outer peripheral surface (32). Since the partial spherical inner peripheral surface of the outer member and the partial spherical outer peripheral surface of the inner member are in direct contact with each other, the area of the contacting portion is reduced by half as compared with the conventional case where a cage is interposed. Also, by eliminating the cage, it is possible to reduce the outer diameter of the outer member and / or increase the depth of the roller track groove by an amount corresponding to the thickness of the cage. In any case, the degree of freedom in design is greatly increased.
【0035】インナ部材(30)は、その部分球面状外
周面(32)の円周方向等間隔位置に、アウタ部材(2
0)の複合溝(25,26)と対応する複合溝(33,
34)を備えている。ローラトラック溝(33)はイン
ナ部材(30)の外周面(32)から所定の深さで形成
され、その深さは軸方向に徐々に変化している。すなわ
ち、縦断面(図3)で見ると、ローラトラック溝(3
3)の底面(33a)はインナ部材(30)の回転軸
(Y)上に曲率中心(OIL)をもつ円弧である。ここで
もローラトラック溝(33)の中心線の曲率中心と底面
(33a)の曲率中心は同じである。また、横断面(図
2(A))で見ると、ローラトラック溝(33)の底面
(33a)はジョイントセンタ(O)を曲率中心とする
円弧であり、側壁面(33b)は後述するローラ(4
0)の外周面の曲率とほぼ同じかそれよりも僅かに大き
な曲率の円弧である。アウタ部材(20)の場合と同様
に、ローラトラック溝(33)の側壁面(33b)はロ
ーラ(40)の外周面(42)に対して接触角をもった
形状とすることもできる(図2(C))。The inner member (30) is positioned at equal circumferential positions on the partial spherical outer peripheral surface (32) in the outer member (2).
0) and corresponding composite grooves (33, 33).
34). The roller track groove (33) is formed at a predetermined depth from the outer peripheral surface (32) of the inner member (30), and the depth gradually changes in the axial direction. That is, when viewed in a longitudinal section (FIG. 3), the roller track grooves (3
The bottom surface (33a) of 3) is an arc having a center of curvature (OIL) on the rotation axis (Y) of the inner member (30). Here, the center of curvature of the center line of the roller track groove (33) and the center of curvature of the bottom surface (33a) are the same. When viewed in a cross section (FIG. 2 (A)), the bottom surface (33a) of the roller track groove (33) is an arc having the center of curvature at the joint center (O), and the side wall surface (33b) is a roller (described later). (4
This is an arc having a curvature substantially equal to or slightly larger than the curvature of the outer peripheral surface of 0). Similarly to the case of the outer member (20), the side wall surface (33b) of the roller track groove (33) may be formed to have a contact angle with the outer peripheral surface (42) of the roller (40) (FIG. 2 (C)).
【0036】コントローラトラック溝(34)はローラ
トラック溝(33)の底面(33a)から所定の深さで
形成されているが、その深さは軸方向で徐々に変化して
いる。すなわち、縦断面(図3)で見ると、コントロー
ラトラック溝(34)の溝底はインナ部材(30)の回
転軸(Y)上に曲率中心(OIC)をもつ円弧である。ま
た、コントローラトラック溝(34)の横断面形状は後
述するコントローラ(50)の端部の断面とほぼ同じか
それより大きい曲率の円弧である(図2(A))。コン
トローラトラック溝(34)の横断面は、コントローラ
(50)の端面に対して接触角をもった形状とする場合
もある。The controller track groove (34) is formed at a predetermined depth from the bottom surface (33a) of the roller track groove (33), and the depth gradually changes in the axial direction. That is, when viewed in a longitudinal section (FIG. 3), the groove bottom of the controller track groove (34) is an arc having a center of curvature (OIC) on the rotation axis (Y) of the inner member (30). The cross-sectional shape of the controller track groove (34) is an arc having a curvature substantially equal to or larger than a cross section of an end of the controller (50) described later (FIG. 2A). The cross section of the controller track groove (34) may have a contact angle with the end face of the controller (50) in some cases.
【0037】アウタ部材(20)のローラトラック溝
(25)とインナ部材(30)のローラトラック溝(3
3)は対をなし、各対のローラトラック溝(25,3
3)で形成されるローラトラックにローラ(40)が収
容される。ローラ(40)は中央に通り穴(41)を備
え、外周面(42)は軸線上に曲率中心をもった球面で
ある。換言すれば、ローラ(40)の外周面(42)の
母線は軸線上に曲率中心をもった円弧である。The roller track grooves (25) of the outer member (20) and the roller track grooves (3) of the inner member (30)
3) are paired and each pair of roller track grooves (25, 3)
The roller (40) is accommodated in the roller track formed in 3). The roller (40) has a through hole (41) in the center, and the outer peripheral surface (42) is a spherical surface having a center of curvature on the axis. In other words, the generatrix of the outer peripheral surface (42) of the roller (40) is an arc having a center of curvature on the axis.
【0038】コントローラ(50)はローラ(40)の
通り穴(41)内にローラの軸方向に移動可能に挿入さ
れる。コントローラ(50)はローラ(40)をローラ
の軸方向に貫通し、ローラ(40)から突出した両端部
がそれぞれコントローラトラック溝(26,34)内に
進入する。The controller (50) is inserted into the through hole (41) of the roller (40) so as to be movable in the axial direction of the roller. The controller (50) penetrates the roller (40) in the axial direction of the roller, and both ends protruding from the roller (40) enter the controller track grooves (26, 34), respectively.
【0039】ここで、図3を参照して説明すると、アウ
タ部材(20)の部分球面状内周面(24)の曲率中心
と、インナ部材(30)の部分球面状外周面(32)の
曲率中心は、いずれも、ジョイントセンタ(O)と一致
している。アウタ部材(20)の、ローラトラック溝
(25)の曲率中心(OOL)とコントローラトラック溝
(26)の曲率中心(OOC)は、ジョイントセンタ
(O)から軸方向に逆向きにオフセットしている。イン
ナ部材(30)の、ローラトラック溝(33)の曲率中
心(OIL)とコントローラトラック溝(34)の曲率中
心(OIC)は、ジョイントセンタ(O)から軸方向に逆
向きにオフセットしている。Referring to FIG. 3, the center of curvature of the partially spherical inner peripheral surface (24) of the outer member (20) and the partially spherical outer peripheral surface (32) of the inner member (30) will be described. Each of the centers of curvature coincides with the joint center (O). The center of curvature (OOL) of the roller track groove (25) and the center of curvature (OOC) of the controller track groove (26) of the outer member (20) are axially offset from the joint center (O) in the opposite direction. . The center of curvature (OIL) of the roller track groove (33) and the center of curvature (OIC) of the controller track groove (34) of the inner member (30) are axially oppositely offset from the joint center (O). .
【0040】アウタ部材(20)のローラトラック溝
(25)の曲率中心(OOL)と、インナ部材(30)の
ローラトラック溝(33)の曲率中心(OIL)とは、ジ
ョイント中心(O)から等距離だけ軸方向に逆向きにオ
フセットしている。インナ部材(30)のコントローラ
トラック溝(34)の曲率中心(OIC)と、アウタ部材
(20)のコントローラトラック溝(26)の曲率中心
(OOC)とは、ジョイントセンタ(O)から逆向きに等
距離だけ軸方向にオフセットしている。The center of curvature (OOL) of the roller track groove (25) of the outer member (20) and the center of curvature (OIL) of the roller track groove (33) of the inner member (30) are from the joint center (O). It is offset in the opposite direction in the axial direction by the same distance. The center of curvature (OIC) of the controller track groove (34) of the inner member (30) and the center of curvature (OOC) of the controller track groove (26) of the outer member (20) are opposite to the joint center (O). It is axially offset by the same distance.
【0041】ローラ(40)の両端面すなわち上面(4
3)および下面(44)はそれぞれローラ(40)の軸
線(の延長線)上に曲率中心をもった球面の一部とする
こともできるが、その場合、ローラ(40)とローラト
ラック底面(25a)との当たりが点接触となってロー
ラ(40)の姿勢が不安定となる。そこで、ローラ(4
0)とローラトラック底面(25a)との当たりを線接
触となすことができればローラ(40)の姿勢を安定さ
せる上で有利である。図4はその対策の一例を示すもの
で、ローラ(40)の下面(44)が、インナ部材(3
0)のローラトラック(33)の底面(33a)と同じ
曲率半径(Ri)をもった凹曲面となっている。換言す
れば、ローラ(40)の下面(44)は、ローラトラッ
ク(33)の底面(33a)の曲率中心(OIL)に曲率
中心をもち、当該底面(33a)と同じ曲率半径(R
i)の円弧を母線とする曲面である。ローラ(40)の
上面(43)は、アウタ部材(20)のローラトラック
(25)の底面(25a)と同じ曲率半径(Ro)をも
った凸曲面となっている。換言すれば、ローラ(40)
の上面(43)は、ローラトラック(25)の底面(2
5a)の曲率中心(OOL)に曲率中心をもち、当該底面
(25a)と同じ曲率半径(Ro)の円弧を母線とする
曲面である。Both end surfaces of the roller (40), that is, the upper surface (4)
3) and the lower surface (44) may each be part of a spherical surface having a center of curvature on (an extension of) the axis of the roller (40), in which case the roller (40) and the roller track bottom surface ( 25a) is a point contact, and the attitude of the roller (40) becomes unstable. Then, roller (4)
If the contact between the roller track (0) and the roller track bottom surface (25a) can be brought into line contact, it is advantageous in stabilizing the attitude of the roller (40). FIG. 4 shows an example of the countermeasure, in which the lower surface (44) of the roller (40) is attached to the inner member (3).
0) is a concave surface having the same radius of curvature (Ri) as the bottom surface (33a) of the roller track (33). In other words, the lower surface (44) of the roller (40) has a center of curvature at the center of curvature (OIL) of the bottom surface (33a) of the roller track (33), and has the same radius of curvature (R) as the bottom surface (33a).
This is a curved surface having the arc of i) as a generating line. The upper surface (43) of the roller (40) is a convex curved surface having the same radius of curvature (Ro) as the bottom surface (25a) of the roller track (25) of the outer member (20). In other words, the roller (40)
The upper surface (43) of the roller track (25) is
The curved surface has a center of curvature at the center of curvature (OOL) of 5a) and has a generatrix of the same radius of curvature (Ro) as the base surface (25a).
【0042】アウタ部材(20)およびインナ部材(3
0)のローラトラック(25,33)底面(25a,3
3a)の曲率中心をローラトラック(25,33)の曲
率中心(OOL,OIL)と同様にオフセットさせてある。
ローラトラック(25,33)の底面(25a,33
a)とローラ(40)との間のすきまが増加するとロー
ラ(40)の軸方向移動量が増加することになる。それ
ゆえ、ローラトラック(25,33)の底面(25a,
33a)をオフセットさせることにより作動角(θ)全
域で当該すきまを小さくするのが好ましい。The outer member (20) and the inner member (3
0) roller track (25, 33) bottom surface (25a, 3)
The center of curvature of 3a) is offset similarly to the center of curvature (OOL, OIL) of the roller track (25, 33).
The bottom surface (25a, 33) of the roller track (25, 33)
When the clearance between a) and the roller (40) increases, the amount of axial movement of the roller (40) increases. Therefore, the bottom surface (25a, 25a) of the roller track (25, 33)
It is preferable that the clearance be reduced over the entire operating angle (θ) by offsetting 33a).
【0043】コントローラ(50)は図5から図8に示
す種々変形態様を取り得る。図5は、コントローラ(5
0)の両端面の形状を、コントローラ(50)の全長よ
り短い曲率半径(r)の部分球面とした場合を示してい
る。The controller (50) can take various modifications as shown in FIGS. FIG. 5 shows the controller (5
The case where the shape of both end surfaces of 0) is a partial spherical surface having a radius of curvature (r) shorter than the entire length of the controller (50) is shown.
【0044】図6は、コントローラ(50)の両端面の
形状を、アウタ部材(20)およびインナ部材(30)
のコントローラトラック溝(26,34)間に破線で示
すように1個のボールを適用した場合の当該ボールの半
径(R)と等しい曲率半径の曲面とした場合を示してい
る。ローラ(40)とローラトラック底面(25a,3
3a)との間にすきまがあるとローラ(40)が傾斜
し、それと共にコントローラ(50)が傾き、そのすき
まが増加するとコントローラ(50)によるコントロー
ルがしにくくなる。そのため、破線で示すように、コン
トローラ(50)の両端面の形状を、アウタ部材(2
0)およびインナ部材(30)のコントローラトラック
(26,34)間に1個のボールを適用した場合の当該
ボールの半径(R)と等しい曲率半径の曲面とすること
により、コントローラ(50)が傾いてもすきまが増加
しないようにすることができる。FIG. 6 shows the shape of both end faces of the controller (50) by changing the shape of the outer member (20) and the inner member (30).
As shown by a broken line between the controller track grooves (26, 34), when one ball is applied, the curved surface has a curvature radius equal to the radius (R) of the ball. Roller (40) and roller track bottom (25a, 3
3a), the roller (40) is inclined, and the controller (50) is also inclined. When the clearance increases, the control by the controller (50) becomes difficult. Therefore, as shown by the broken line, the shape of both end faces of the controller (50) is changed to the outer member (2).
0) and a curved surface having a radius of curvature equal to the radius (R) of the ball when one ball is applied between the controller tracks (26, 34) of the inner member (30). The clearance can be prevented from increasing even if the vehicle is tilted.
【0045】図7は、コントローラ(50)を二分割し
た構成を示している。この場合、コントローラ(50)
は二つの円柱体(51)で構成され、各円柱体(51)
がコントローラ構成要素となる。各コントローラ構成要
素(51)が互いに独立に運動できるため滑らかな運動
が可能となる。図8は、コントローラ(50)を二個の
ボール(52)で構成した場合を示す。転がり軸受用な
どの高精度の鋼球を利用することによってコントローラ
の加工に要する労力や時間を節約でき、低コスト化が実
現する。コントローラを複数の要素で構成する場合、コ
ントローラ構成要素間に間座を介在させてもよい。間座
の寸法や数を調整することによって同一の構成要素で異
なる軸方向寸法のコントローラが得られるので、部品
(コントローラ構成要素)の共用化によるコスト低減が
可能となる。FIG. 7 shows a configuration in which the controller (50) is divided into two parts. In this case, the controller (50)
Is composed of two cylinders (51), and each cylinder (51)
Is a controller component. Since each controller component (51) can move independently of each other, smooth movement is possible. FIG. 8 shows a case where the controller (50) is composed of two balls (52). By using high-precision steel balls for rolling bearings and the like, labor and time required for processing the controller can be saved, and cost reduction can be realized. When the controller is composed of a plurality of elements, a spacer may be interposed between the controller components. By adjusting the dimensions and number of the spacers, controllers having different axial dimensions can be obtained with the same components, so that the cost can be reduced by sharing parts (controller components).
【0046】この発明の等速ジョイントを組み立てるに
当たっては、まず、図11(A)に示すように、アウタ
部材(20)に対してインナ部材(30)を、アウタ部
材(20)のローラトラック溝(25)とインナ部材
(30)の隣り合ったローラトラック溝(33)間のラ
ンド部(35)とを同位相に合わせた状態で、アウタ部
材(20)のマウス部(23)にインナ部材(30)を
挿入する。続いてアウタ部材(20)に対してインナ部
材(30)を回し、ローラトラック(25,33)同士
およびランド部(27,35)同士を同位相に合わせ
る。次に、ローラ(40)の通り穴(41)にコントロ
ーラ(50)を挿入してセットにしておき、図11
(B)に示すようにアウタ部材(20)に対してインナ
部材(30)を傾けた状態で、ローラトラック(25,
33)にローラ(40)を挿入するとともに、ローラ
(40)から突出したコントローラ(50)の両端をコ
ントローラトラック(26,34)に挿入する。このと
きインナ部材(30)を傾ける度合は最大作動角より少
し大きい程度でよい(図1参照)。In assembling the constant velocity joint according to the present invention, first, as shown in FIG. 11A, the inner member (30) is connected to the outer member (20) by the roller track groove of the outer member (20). With the (25) and the land (35) between the adjacent roller track grooves (33) of the inner member (30) in the same phase, the inner member is attached to the mouth portion (23) of the outer member (20). (30) is inserted. Subsequently, the inner member (30) is turned with respect to the outer member (20), and the roller tracks (25, 33) and the lands (27, 35) are adjusted to have the same phase. Next, the controller (50) is inserted into the through hole (41) of the roller (40) to form a set.
As shown in (B), with the inner member (30) inclined with respect to the outer member (20), the roller tracks (25,
A roller (40) is inserted into 33) and both ends of the controller (50) protruding from the roller (40) are inserted into the controller tracks (26, 34). At this time, the degree of tilting the inner member (30) may be slightly larger than the maximum operation angle (see FIG. 1).
【0047】図9に、この発明による等速ジョイントを
使用したドライブシャフトユニット(A)と、従来の等
速ジョイントを使用したドライブシャフトユニット
(B)とを対比して示す。同図からわかるように、ケー
ジを廃止したこの発明の等速ジョイントでは、組立の際
にケージを外輪に組み込む(図15(C)参照)必要が
ないため、それに対応してマウス部(23)の深さも浅
くなっている。その結果、従来の等速ジョイント(図9
(B))における外輪(2)のバックフェース(2d)
からジョイントセンタ(O)までの距離に比べて、この
発明による等速ジョイント(図9(A))におけるアウ
タ部材(20)のバックフェース(22)からジョイン
トセンタ(O)までの距離が短縮される。FIG. 9 shows a drive shaft unit (A) using a constant velocity joint according to the present invention in comparison with a drive shaft unit (B) using a conventional constant velocity joint. As can be seen from the figure, in the constant velocity joint of the present invention in which the cage is eliminated, it is not necessary to incorporate the cage into the outer ring during assembly (see FIG. 15C), and accordingly, the mouse portion (23) Is also shallow. As a result, the conventional constant velocity joint (FIG. 9)
(B)) Back face (2d) of outer ring (2)
The distance from the back face (22) of the outer member (20) to the joint center (O) in the constant velocity joint (FIG. 9A) according to the present invention is shorter than the distance from the joint center (O) to the joint center (O). You.
【0048】バックフェース〜ジョイントセンタ間距離
の短縮は、ジョイントの小型化、軽量化といった利点に
加えて、前輪駆動車のドライブシャフトに適用した場合
にはキングピンセンターの位置にジョイントセンタを合
わせやすくなるため車両の最小回転半径を小さくできる
という有利さをも発揮する。図10に示すように、キン
グピンセンターの位置にジョイントセンタが一致するの
が望ましいが、バックフェース〜ジョイントセンタ間距
離が大きくなると(図9(B))、ジョイントセンタを
キングピンセンターの位置に一致させるのが難しく、結
果として車両の転舵回転半径がそれだけ大きくならざる
をえない。The shortening of the distance between the back face and the joint center has the advantage of reducing the size and weight of the joint and, when applied to the drive shaft of a front wheel drive vehicle, makes it easier to align the joint center with the position of the kingpin center. Therefore, it also has the advantage that the minimum turning radius of the vehicle can be reduced. As shown in FIG. 10, it is desirable that the joint center coincides with the position of the kingpin center. However, when the distance between the back face and the joint center increases (FIG. 9B), the joint center coincides with the position of the kingpin center. Is difficult, and as a result, the turning radius of the vehicle must be increased accordingly.
【0049】図16および図17に、車軸軸受とユニッ
ト化した等速ジョイントの実施の形態を示す。図16で
は、等速ジョイント(10)のアウタ部材(20)をそ
の軸部(21)にて車軸軸受(60)の内輪(61)と
結合している。車軸軸受(60)は、車輪を取り付ける
ためのフランジ(62)を備えた内輪(61)と、車体
に取り付けるためのフランジ(64)を備えた外輪(6
5)と、内・外輪間に介在する複列の転動体(66)と
で構成される。複列の転動体(66)のためのインナレ
ースのうちの一つは内輪(61)に形成され、他の一つ
は内輪(61)と嵌合した環状部材(63)に形成され
ている。内輪(61)および環状部材(63)の端面が
等速ジョイント(10)のアウタ部材(20)のバック
フェース(22)に当接している。ABS(アンチロッ
クブレーキシステム)用の車輪速度センサを構成する電
磁ピックアップ(67)とパルサーリング(68:斜線
部)が、それぞれ、外輪(62)と環状部材(66)に
取り付けられている。ABS用のパルサーリング(6
8)を使用するタイプの場合、ジョイントセンターとキ
ングピンセンターを一致させる必要上、パルサーリング
(68)を取り付けるスペース分、等速ジョイント(1
0)の軸方向長さを短くしたいという要望があるが、図
9に関連して述べたようにバックフェース〜ジョイント
センタ間距離が短縮されているため、かかる要望を無理
なく満たすことができる。図17は、等速ジョイント
(10)のアウタ部材(20’)と車軸軸受(60)の
内輪(61’)を一体化させた構成を例示したものであ
る。FIGS. 16 and 17 show an embodiment of a constant velocity joint unitized with an axle bearing. In FIG. 16, the outer member (20) of the constant velocity joint (10) is connected to the inner ring (61) of the axle bearing (60) at its shaft (21). The axle bearing (60) includes an inner ring (61) having a flange (62) for attaching a wheel and an outer ring (6) having a flange (64) for attaching to a vehicle body.
5) and a double row of rolling elements (66) interposed between the inner and outer rings. One of the inner races for the double row rolling elements (66) is formed on the inner race (61), and the other is formed on the annular member (63) fitted with the inner race (61). . End faces of the inner ring (61) and the annular member (63) are in contact with the back face (22) of the outer member (20) of the constant velocity joint (10). An electromagnetic pickup (67) and a pulsar ring (68: hatched portion) constituting a wheel speed sensor for an ABS (anti-lock brake system) are attached to the outer ring (62) and the annular member (66), respectively. Pulsar ring for ABS (6
In the case of the type using 8), since the joint center and the kingpin center must be matched, the space for mounting the pulsar ring (68) is sufficient for the constant velocity joint (1).
Although there is a demand for shortening the axial length 0), as described with reference to FIG. 9, since the distance between the back face and the joint center is shortened, such a demand can be satisfied without difficulty. FIG. 17 illustrates a configuration in which the outer member (20 ′) of the constant velocity joint (10) and the inner ring (61 ′) of the axle bearing (60) are integrated.
【0050】[0050]
【発明の効果】以上説明したように、この発明は、従来
ボールタイプの等速ジョイントで不可欠とされていたケ
ージを廃止することによって、ケージが存在することに
起因して生じていた種々の問題を克服して次に述べるよ
うな著しい効果を奏するものである。As described above, the present invention eliminates the cage, which has been indispensable in the conventional ball type constant velocity joint, to thereby solve various problems caused by the existence of the cage. To achieve the following remarkable effects.
【0051】すなわち、アウタ部材とインナ部材の間に
ケージが介在しないため、発熱の原因となる摩擦領域が
大幅に減少した。また、ジョイント内の摩擦部分が大幅
に減少する結果、従来のケージでボールをジョイント平
面に配向せしめる場合に比べて、より小さな力でローラ
をジョイント平面に配向せしめることができる。このこ
とは、ローラに軸力を作用させるためのくさび形の度合
も小さくてよいことを意味し、それゆえ、トラックのオ
フセット量を減少させることができる。トラックのオフ
セット量が減少すると、トラック深さの軸方向での不均
一さが緩和され、特にアウタ部材のマウス部奥側のトラ
ック深さが増加するため、ローラの接触楕円がトラック
の肩部に乗り上げてトラック肩部に盛り上がりを生じさ
せるという問題も解消し、ジョイントの耐久性が大幅に
向上した。That is, since the cage is not interposed between the outer member and the inner member, the friction region causing heat generation is greatly reduced. Also, as a result of the friction part in the joint being greatly reduced, the roller can be oriented in the joint plane with a smaller force than in the case where the ball is oriented in the joint plane in the conventional cage. This means that the degree of the wedge for applying the axial force to the roller may be small, and therefore the track offset amount can be reduced. When the offset amount of the track decreases, the unevenness of the track depth in the axial direction is reduced, and particularly, the track depth on the outer side of the mouth portion of the outer member increases. The problem of swelling up on the shoulder of the truck when riding up was also eliminated, and the durability of the joint was greatly improved.
【0052】したがって、この発明の等速ジョイントは
高常用角での使用が可能で、自動車の動力伝達系に適用
した場合、車両設計自由度の大幅な向上に寄与する。ま
た、この発明の等速ジョイントは、ケージを廃止したこ
とによってアウタ部材の外径を大きく減少でき、小型・
軽量化の要請にマッチした設計を可能にする。Therefore, the constant velocity joint of the present invention can be used at a high common angle, and when applied to a power transmission system of an automobile, contributes to a great improvement in the degree of freedom in vehicle design. Further, the constant velocity joint of the present invention can greatly reduce the outer diameter of the outer member due to the elimination of the cage.
Enables a design that meets the demand for weight reduction.
【0053】この発明の等速ジョイントはケージ組込み
を必要としないため、ケージ組込みを必要とした従来の
ボールタイプの等速ジョイントに比較して、バックフェ
ース〜ジョイントセンタ間距離を大幅に減少できた。そ
れゆえ、小型・軽量化に資するのみならず、前輪駆動車
のドライブシャフトに適用した場合には、キングピンセ
ンターの位置にジョイントセンタを合わせやすくなるた
め車両回転半径の減少を可能とし、車両の高付加価値化
に大きく貢献する。Since the constant velocity joint of the present invention does not require a cage, the distance between the back face and the joint center can be greatly reduced as compared with a conventional ball type constant velocity joint which requires a cage. . Therefore, when applied to the drive shaft of a front wheel drive vehicle, the joint center can be easily aligned with the position of the kingpin center when applied to the drive shaft of a front wheel drive vehicle, thereby enabling the reduction of the vehicle turning radius and the height of the vehicle. Greatly contributes to added value.
【0054】さらに、ケージを廃止したことによって複
雑であった組立工程も大幅に減少し、作業性が大幅に向
上する。アウタ部材とインナ部材の間にケージが介在せ
ず摩擦が少なくなったことに対応して作動性が大幅に改
善され、ジョイントの屈曲が少ない抵抗でできるため、
車両への組付け作業が容易になるほか、エンジンからジ
ョイントを経由してサスペンションへ伝達される振動も
減少し、車両のNVHがを大幅に改善される。Furthermore, the complicated assembly process due to the elimination of the cage is greatly reduced, and the workability is greatly improved. Since the cage is not interposed between the outer member and the inner member and the friction is reduced, the operability is greatly improved, and the bending of the joint can be done with less resistance,
In addition to facilitating the work of assembling the vehicle, the vibration transmitted from the engine to the suspension via the joint is also reduced, and the NVH of the vehicle is greatly improved.
【図1】等速ジョイントの縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a constant velocity joint.
【図2】(A)は横断面図、(B)は(A)のB−B断
面図、(C)はローラトラック溝の変形例を示す断面図
である。2A is a cross-sectional view, FIG. 2B is a BB cross-sectional view of FIG. 2A, and FIG. 2C is a cross-sectional view showing a modified example of a roller track groove.
【図3】等速ジョイントの縦断面略図である。FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view of a constant velocity joint.
【図4】ローラの縦断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a roller.
【図5】コントローラの一つの態様を示す模式図であ
る。FIG. 5 is a schematic diagram showing one embodiment of a controller.
【図6】コントローラの別の態様を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing another embodiment of the controller.
【図7】コントローラの別の態様を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing another embodiment of the controller.
【図8】コントローラの別の態様を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing another embodiment of the controller.
【図9】(A)は本発明品の縦断面図、(B)は従来品
の縦断面図である。9A is a longitudinal sectional view of a product of the present invention, and FIG. 9B is a longitudinal sectional view of a conventional product.
【図10】自動車のドライブシャフトを示す説明図であ
る。FIG. 10 is an explanatory view showing a drive shaft of an automobile.
【図11】組立過程を示す工程図である。FIG. 11 is a process chart showing an assembling process.
【図12】従来の技術を示す横断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a conventional technique.
【図13】図12のジョイントの縦断面図である。FIG. 13 is a longitudinal sectional view of the joint of FIG.
【図14】図13の拡大略図である。FIG. 14 is an enlarged schematic view of FIG. 13;
【図15】従来のジョイントの組立過程を示工程図であ
る。FIG. 15 is a process chart showing a process of assembling a conventional joint.
【図16】等速ジョイントと車軸軸受をユニット化した
実施の形態を示す縦断面図である。FIG. 16 is a longitudinal sectional view showing an embodiment in which a constant velocity joint and an axle bearing are unitized.
【図17】等速ジョイントと車軸軸受をユニット化した
実施の形態を示す縦断面図である。FIG. 17 is a longitudinal sectional view showing an embodiment in which a constant velocity joint and an axle bearing are unitized.
10 等速ジョイント O ジョイントセンタ P ジョイント平面 20 アウタ部材 X 回転軸 21 軸部 22 バックフェース 23 マウス部 24 内周面 25 ローラトラック溝 25a 底面 OOL 曲率中心 25b 側壁面 26 コントローラトラック溝 OOC 曲率中心 30 インナ部材 Y 回転軸 31 通り穴 32 外周面 33 ローラトラック溝 33a 底面 OIL 曲率中心 33b 側壁面 34 コントローラトラック溝 OIC 曲率中心 40 ローラ 41 通り穴 42 外周面 43 上面 44 下面 50 コントローラ 51 円柱体(コントローラ構成要素) 52 ボール(コントローラ構成要素) 60 車軸軸受 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Constant velocity joint O Joint center P Joint plane 20 Outer member X Rotating shaft 21 Shaft part 22 Back face 23 Mouse part 24 Inner peripheral surface 25 Roller track groove 25a Bottom surface OOL Center of curvature 25b Side wall surface 26 Controller track groove OOC Center of curvature 30 Inner Member Y Rotation axis 31 Through hole 32 Outer surface 33 Roller track groove 33a Bottom surface OIL Curvature center 33b Side wall surface 34 Controller track groove OIC Center of curvature 40 Roller 41 Through hole 42 Outer surface 43 Upper surface 44 Lower surface 50 Controller 51 Cylinder (controller component) ) 52 ball (controller component) 60 axle bearing
Claims (7)
た等速ジョイント。 (イ)アウタ部材 ・ジョイントセンタを曲率中心とする部分球面状内周面
を備えている。 ・内周面の円周方向等間隔位置に、内周面から所定の深
さで軸方向に延びたローラトラック溝を備えている。 ・ローラトラック溝の底面から所定の深さで軸方向に延
びたコントローラトラック溝を備えている。 ・縦断面で見て、ローラトラック溝の曲率中心とコント
ローラトラック溝の曲率中心はジョイントセンタから軸
方向に互いに逆向きにオフセットしている。 (ロ)インナ部材 ・ジョイントセンタを曲率中心とする部分球面状外周面
を備える。 ・外周面の円周方向等間隔位置に、外周面から所定の深
さで軸方向に延びたローラトラック溝を備えている。 ・ローラトラック溝の底面から所定の深さで軸方向に延
びたコントローラトラック溝を備えている。 ・縦断面で見て、ローラトラック溝の曲率中心とコント
ローラトラック溝の曲率中心はジョイントセンタから軸
方向に互いに逆向きにオフセットしている。 ・アウタ部材のローラトラック溝の曲率中心とインナ部
材のローラトラック溝の曲率中心は互いに逆向きにジョ
イントセンタから等距離オフセットしている。 ・アウタ部材のコントローラトラック溝の曲率中心とイ
ンナ部材のコントローラトラック溝の曲率中心は互いに
逆向きにジョイントセンターから等距離オフセットして
いる。 (ハ)ローラ 対をなすアウタ部材のローラトラック溝とインナ部材の
ローラトラック溝とで形成されたローラトラックに収容
されている。 (ニ)コントローラ ローラをローラの軸方向に貫通する穴にローラの軸方向
に移動可能に挿入され、両端部がアウタ部材およびイン
ナ部材のコントローラトラック溝に収容されている。1. A constant velocity joint having the following (a), (b), (c), and (d). (A) Outer member ・ Equipped with a partially spherical inner peripheral surface having the center of curvature at the joint center. A roller track groove extending in the axial direction at a predetermined depth from the inner peripheral surface is provided at a circumferentially equal position on the inner peripheral surface. A controller track groove extending in the axial direction at a predetermined depth from the bottom surface of the roller track groove; When viewed in a longitudinal section, the center of curvature of the roller track groove and the center of curvature of the controller track groove are offset from the joint center in opposite directions in the axial direction. (B) Inner member ・ Equipped with a partially spherical outer peripheral surface whose center of curvature is the joint center. A roller track groove extending in the axial direction at a predetermined depth from the outer peripheral surface is provided at circumferentially equidistant positions on the outer peripheral surface. A controller track groove extending in the axial direction at a predetermined depth from the bottom surface of the roller track groove; When viewed in a longitudinal section, the center of curvature of the roller track groove and the center of curvature of the controller track groove are offset from the joint center in opposite directions in the axial direction. The center of curvature of the roller track groove of the outer member and the center of curvature of the roller track groove of the inner member are oppositely offset from the joint center by the same distance. The center of curvature of the controller track groove of the outer member and the center of curvature of the controller track groove of the inner member are oppositely offset from the joint center by the same distance. (C) The rollers are housed in roller tracks formed by roller track grooves of an outer member and roller track grooves of an inner member that form a pair. (D) Controller The roller is inserted movably in the axial direction of the roller into a hole passing through the roller in the axial direction of the roller, and both ends are accommodated in controller track grooves of the outer member and the inner member.
部材およびインナ部材のコントローラトラック溝間に一
個のボールを適用した場合の当該ボールの半径と等しい
曲率半径の曲面としたことを特徴とする請求項1の等速
ジョイント。2. The controller according to claim 1, wherein both ends of the controller are curved surfaces having a radius of curvature equal to the radius of the ball when one ball is applied between the controller track grooves of the outer member and the inner member. Item 1. Constant velocity joint according to item 1.
ことを特徴とする請求項1または2の等速ジョイント。3. The constant velocity joint according to claim 1, wherein the controller comprises a plurality of cylindrical bodies.
ことを特徴とする請求項1の等速ジョイント。4. The constant velocity joint according to claim 1, wherein the controller comprises a plurality of balls.
せたことを特徴とする請求項3または4の等速ジョイン
ト。5. The constant velocity joint according to claim 3, wherein a spacer is interposed between the controller components.
ラック溝底面の曲率中心をローラトラックの曲率中心と
同様にオフセットさせたことを特徴とする請求項1、
2、3、4または5の等速ジョイント。6. The roller member according to claim 1, wherein the center of curvature of the roller track groove bottom surface of the outer member and the inner member is offset similarly to the center of curvature of the roller track.
2, 3, 4 or 5 constant velocity joints.
触としたことを特徴とする請求項6の等速ジョイント。7. The constant velocity joint according to claim 6, wherein the contact between the upper surface and the lower surface of the roller is in linear contact.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20341897A JPH1144328A (en) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | Constant velocity joint |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20341897A JPH1144328A (en) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | Constant velocity joint |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1144328A true JPH1144328A (en) | 1999-02-16 |
Family
ID=16473754
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20341897A Withdrawn JPH1144328A (en) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | Constant velocity joint |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1144328A (en) |
-
1997
- 1997-07-29 JP JP20341897A patent/JPH1144328A/en not_active Withdrawn
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