JPH1193964A - 等速自在継手 - Google Patents

等速自在継手

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JPH1193964A
JPH1193964A JP26034097A JP26034097A JPH1193964A JP H1193964 A JPH1193964 A JP H1193964A JP 26034097 A JP26034097 A JP 26034097A JP 26034097 A JP26034097 A JP 26034097A JP H1193964 A JPH1193964 A JP H1193964A
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JP
Japan
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joint member
diameter surface
constant velocity
velocity universal
diametric surface
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Pending
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JP26034097A
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English (en)
Inventor
Haruo Hase
陽夫 長谷
Shigeyoshi Ishiguro
重好 石黒
Takeshi Obara
健 小原
Yoshihiko Hayama
佳彦 葉山
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Publication date
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
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    • F16D3/226Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a cylinder co-axial with the respective coupling part
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D2003/22303Details of ball cages
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Abstract

(57)【要約】 【解決課題】 保持器における材料コストの低減し、加
工工程の簡略化 【解決手段】 保持器4は、外側継手部材1の内径面1
aに接触案内される球面状の外径面4aと、内側継手部
材2の外径面2aに接触案内される球面状の内径面4b
と、トルク伝達ボール3を収容する複数のポケット4c
とを備えた環体である。外径面4aの球面中心と内径面
4bの球面中心とは、それぞれ、ポケット4cの中心に
対して軸方向に等距離だけ反対側にオフセットされてい
る。保持器4は、炭素鋼を素材とし、所定形状に加工し
た後、熱処理としてオーステンパー処理を施し、さらに
必要に応じて、外径面4aおよび内径面4bに精度確保
のための加工(研削加工等)を施して仕上げられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車や各種産業
機械において、動力伝達用に使用される等速自在継手に
関する。
【0002】
【従来の技術】等速自在継手には、大別して、2軸間の
角度変位のみを許容する固定型と、角度変位および軸方
向変位を許容する摺動型とがあり、それぞれ使用条件、
用途等に応じて機種選択される。固定型としてはツェッ
パー型等速自在継手、摺動型としてはダブルオフセット
型等速自在継手が代表的であり、いずれもトルク伝達部
材としてボールを用い、これを保持器のポケットに収容
している。
【0003】例えばダブルオフセット型等速自在継手で
は、外径面の球面中心と内径面の球面中心とが、それぞ
れ、ポケット中心から軸方向に等距離だけ反対側にオフ
セットされた構成の保持器が使用される。この種の継手
が作動角をとりつつ回転トルクを伝達する際、保持器
は、内側継手部材の傾きに応じてボールトラック上を移
動するトルク伝達ボールの位置まで回転し、トルク伝達
ボールを作動角の角度2等分面内に保持する。これによ
り、継手の等速性が確保される。また、外側継手部材と
内側継手部材とが軸方向に相対移動すると、保持器の外
径面と外側継手部材の内径面との間で滑りが生じ、円滑
な軸方向移動(プランジング)を可能にする。
【0004】従来、上記のような等速自在継手の保持器
は、クロム鋼を素材として、所定形状に加工した後、強
度、耐久性、耐摩耗を確保するため浸炭処理を施し、さ
らに、精度を必要とする部分(外径面、内径面等)を研
削加工により所定の寸法に仕上げていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の等速自在継手の
保持器には、以下のような改良すべき点があった。
【0006】 浸炭処理で熱処理されるため、熱処理
変形が大きく、また、寸法のばらつきも安定しない。そ
のため、熱処理後、研削による仕上げ加工を行なう必要
があった。
【0007】 ポケットの軸方向両側ポケット面は、
トルク伝達ボールの位置を制御する関係上、所要の精度
が必要とされるが、加工工程の簡略化を図るため、熱処
理後の研削加工を省略する場合が多い。その場合、熱処
理変形が大きいと、不良品とされ、そのために不良率が
大きかった。
【0008】 従来保持器は、材料の強度や耐久性、
耐摩耗性という面から、十分すぎる性能をもっており、
材料および加工工程の両面から再検討の余地がある。
【0009】本発明は、等速自在継手の保持器における
材料コストの低減、加工工程の簡略化を図り、等速自在
継手のコストダウンを達成することその目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、保持器の材質を炭素鋼とすると共に、熱
処理としてオーステンパー処理を採用した。
【0011】「炭素鋼」は、JISに規定された機械構
造用炭素鋼(S10C〜S58C)の中から適宜選択し
たものを用いることができる。
【0012】「オーステンパー処理」は、鋼のS曲線を
利用した一種の焼入れ法で、オーステナイト領域まで加
熱した鋼を、ベイナイト生成温度(S曲線の鼻の部分よ
り下の温度範囲)に保持した塩浴あるいは鉛−ビスマス
浴中に焼入れ、ここで組織が完全にベイナイトに変化す
るまで保持し、浴から取出して室温に冷却する熱処理法
である。熱浴における保持温度が高ければ、羽毛状組織
の上部ベイナイトが生成され、保持温度が低ければ、針
状組織の下部ベイナイトが生成される。
【0013】オーステンパー処理は、浸炭等の熱処理に
比べて、処理品の熱処理変形が少ない。また、焼入れ・
焼戻しの二重の熱処理操作が一度で済むので、熱処理に
要する総時間が短い。さらに、オーステンパー処理を施
すことによって、炭素鋼の組織がベイナイトに変態し、
じん性に優れた材料となる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
従って説明する。
【0015】図1は、この実施形態に係わる摺動型等速
自在継手としてのダブルオフセット型等速自在継手を示
している。この等速自在継手は、円筒状の内径面1aに
複数(例えば6本)の直線状の案内溝1bを軸方向に形
成した外側継手部材1と、球面状の外径面2aに複数
(例えば6本)の直線状の案内溝2bを軸方向に形成し
た内側継手部材2と、外側継手部材1の案内溝1bと内
側継手部材2の案内溝2bとが協働して形成されるボー
ルトラックに配された複数(例えば6個)のトルク伝達
ボール3と、トルク伝達ボール3を保持する保持器4と
で構成される。
【0016】図2に拡大して示すように、保持器4は、
外側継手部材1の内径面1aに接触案内される球面状の
外径面4aと、内側継手部材2の外径面2aに接触案内
される球面状の内径面4bと、トルク伝達ボール3を収
容する複数(例えば6個)のポケット4cとを備えた環
体である。ポケット4cの円周方向両側には柱部4dが
あり、軸方向一方側には内側継手部材2を組入れるため
の入り口部4eがある。外径面4aの球面中心と内径面
4bの球面中心とは、それぞれ、ポケット4cの中心に
対して軸方向に等距離だけ反対側にオフセットされてい
る。
【0017】この継手が作動角θをとりつつ回転トルク
を伝達する際、保持器4は、内側継手部材2の傾きに応
じてボールトラック上を移動するトルク伝達ボール3の
位置まで回転し、トルク伝達ボール3を作動角θの角度
2等分面(θ/2)に保持する。これにより、継手の等
速性が確保される。また、外側継手部材1と内側継手部
材2とが軸方向に相対移動すると、保持器4の外径面4
aと外側継手部材1の内径面1aとの間で滑りが生じ、
円滑な軸方向移動(プランジング)を可能にする。
【0018】保持器4は、炭素鋼を素材とし、図2に示
すような形状に加工した後、強度、耐久性、耐摩耗を確
保するため、熱処理としてのオーステンパー処理を施
し、さらに必要に応じて、外径面4aおよび内径面4b
に精度確保のための加工(研削加工等)を施して仕上げ
られる。例えば、炭素鋼としてS53c材を用い、オー
ステンパー処理の条件を(加熱炉において880°C×
1.5時間加熱)→(塩浴炉において305°C×2時
間保持)とすることができる。この処理条件によれば、
処理後の組織は下部ベイナイトになる。
【0019】保持器4の素材として、従来のクロム鋼に
代えて炭素鋼を使用することにより、材料コストを従来
より低減することができる。また、保持器4の熱処理と
して、従来の浸炭処理に代えてオーステンパー処理を採
用することにより、熱処理変形が従来より少なくなるの
で、熱処理後の精度確保のための加工(研削加工等)を
簡略化し又は省略することができる。例えば、ポケット
4cの軸方向両側ポケット面4c1の熱処理後の研削加
工を省略することができ、その場合でも、熱処理変形が
少ないので、従来に比べて不良率は小さい。また、外径
面4aおよび内径面4bの熱処理後の研削加工を、外側
継手部材1および内側継手部材2と接触する領域に限定
して行ったり、場合によっては省略することもできる。
さらに、オーステンパー処理を施すことにより、炭素鋼
の組織がベイナイトになるので、じん性に優れた材料と
なり、良好な耐久性が得られる。
【0020】尚、本発明は、上述したダブルオフセット
型等速自在継手に限らず、ツェッパー型等速自在継手
(ボールフィックスドジョイント)にも同様に適用可能
である。すなわち、球面状の内径面に複数の曲線状の案
内溝を軸方向に形成した外側継手部材と、球面状の外径
面に複数の曲線状の案内溝を軸方向に形成した内側継手
部材と、外側継手部材の案内溝と内側継手部材の案内溝
とが協働して形成される複数のボールトラックにそれぞ
れ配されたトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを保
持する保持器とを備え、ボールトラックが軸方向の一方
に向かって楔状に開いた等速自在継手において、保持器
を、オーステンパー処理を施した炭素鋼で形成すること
ができる。
【0021】
【実施例】図2に示す形状の保持器について、炭素鋼の
オーステンパー処理品(実施例品)とクロム鋼の浸炭処
理品(従来品)の熱処理変形量を測定した。実施例品の
材質はJIS機械構造用炭素鋼S15C、S35C、S
53Cの3種類とし、それぞれ、870℃で25分間加
熱した後、350°Cの塩浴に入れて40分間保持した
(オーステンパー処理)。従来品の材質はJISクロム
鋼SCr415の1種類とし、浸炭処理を施した。試験
品は上記の4種類についてそれぞれ10個づつ製作し、
各試験品の外径寸法、内径寸法、ポケットの軸方向寸法
を熱処理前と熱処理後にそれぞれ測定し、その寸法差を
熱処理変形量とした。その測定結果を図3〜図5に示
す。
【0022】測定結果から明らかなように、実施例品の
熱処理変形量は、従来品に比べて、外径で1/2程度、
内径で1/5〜1/10程度、ポケットの軸方向寸法で
1/5程度に縮小することが確認された。また、耐久性
試験を行ったところ、実施例品は良好な耐久性を示し、
特にS53Cのオーステンパー処理品では従来品と同程
度の耐久性が得られることが確認された。
【0023】
【発明の効果】本発明は、以下に示す効果を有する。
【0024】(1)保持器の素材として、従来のクロム
鋼に代えて炭素鋼を使用しているので、材料コストが従
来より低減する。
【0025】(2)保持器の熱処理として、従来の浸炭
処理に代えてオーステンパー処理を採用しているので、
熱処理変形が従来より少なくなる。そのため、熱処理後
の精度確保のための加工(研削加工等)を簡略化し又は
省略することができる。
【0026】(3)熱処理変形が少ないので、従来に比
べて不良率が低減する。
【0027】(4)オーステンパー処理を施すことによ
り、炭素鋼の組織がベイナイトになるので、じん性に優
れた材料となり、良好な耐久性が得られる。
【0028】(5)熱処理に要する総時間を従来より短
縮することが可能である。
【0029】(6)以上により、保持器のコスト低減、
ひいては等速自在継手のコスト低減を達成することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係わる等速自在継手を示す
縦断面図である。
【図2】保持器の拡大断面図である。
【図3】熱変形量の測定結果を示す図である。
【図4】熱変形量の測定結果を示す図である。
【図5】熱変形量の測定結果を示す図である。
【符号の説明】
1 外側継手部材 1a 内径面 1b 案内溝 2 内側継手部材 2a 外径面 2b 案内溝 3 トルク伝達ボール 4 保持器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内径面に複数の案内溝を軸方向に形成し
    た外側継手部材と、外径面に複数の案内溝を軸方向に形
    成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝と内側継
    手部材の案内溝とが協働して形成される複数のボールト
    ラックにそれぞれ配されたトルク伝達ボールと、トルク
    伝達ボールを保持する保持器とを備えた等速自在継手に
    おいて、 前記保持器が、オーステンパー処理を施した炭素鋼で形
    成されていることを特徴とする等速自在継手。
  2. 【請求項2】 外側継手部材の内径面に接触案内される
    球面状の外径面と、内側継手部材の外径面に接触案内さ
    れる球面状の内径面と、トルク伝達ボールを収容する複
    数のポケットとを備え、オーステンパー処理を施した炭
    素鋼で形成されていることを特徴とする等速自在継手の
    保持器。
JP26034097A 1997-09-25 1997-09-25 等速自在継手 Pending JPH1193964A (ja)

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