WO2010061707A1 - 等速自在継手用外側継手部材 - Google Patents

等速自在継手用外側継手部材 Download PDF

Info

Publication number
WO2010061707A1
WO2010061707A1 PCT/JP2009/068448 JP2009068448W WO2010061707A1 WO 2010061707 A1 WO2010061707 A1 WO 2010061707A1 JP 2009068448 W JP2009068448 W JP 2009068448W WO 2010061707 A1 WO2010061707 A1 WO 2010061707A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
frp layer
constant velocity
velocity universal
diameter surface
joint member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2009/068448
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
実 石島
健太 山崎
起佐雄 山崎
晋也 中条
愛子 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Publication of WO2010061707A1 publication Critical patent/WO2010061707A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal 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
    • F16D3/22—Universal 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
    • F16D3/223—Universal 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
    • F16D3/224—Universal 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 sphere
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal 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
    • F16D3/22—Universal 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
    • F16D3/223—Universal 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
    • F16D3/2237—Universal 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 where the grooves are composed of radii and adjoining straight lines, i.e. undercut free [UF] type joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2250/00—Manufacturing; Assembly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2300/00—Special features for couplings or clutches
    • F16D2300/10—Surface characteristics; Details related to material surfaces

Definitions

  • the present invention relates to an outer joint member of a constant velocity universal joint used in power transmission systems of automobiles and various industrial machines.
  • Constant velocity universal joints generally include an outer ring as an outer joint member having a track groove formed on the inner diameter surface and an inner ring as an inner joint member having a track groove formed on the outer diameter surface.
  • a plurality of balls interposed between the outer ring track groove and the inner ring track groove for transmitting torque; and a cage holding the ball interposed between the inner ring surface of the outer ring and the outer ring surface of the inner ring. It has.
  • the present invention intends to provide an outer joint member for a constant velocity universal joint that can be significantly reduced in weight without a decrease in strength.
  • the outer joint member for a constant velocity universal joint is a metal having a cup portion in which a plurality of track grooves are formed on the inner diameter surface in the outer joint member for constant velocity universal joints formed with a plurality of track grooves on the inner diameter surface.
  • a main body and an FRP layer covering the outer diameter surface of the cup portion of the metal main body are provided.
  • the outer joint member for a constant velocity universal joint of the present invention it is possible to reduce the weight by covering the outer diameter surface of the cup portion of the metal main body with the FRP layer.
  • the strength of the outer joint member of the constant velocity universal joint is mainly a tensile force acting in the circumferential direction on the outer diameter surface of the cup portion in which a plurality of track grooves are formed on the inner diameter surface.
  • the FRP layer receives the load added to an outer joint member.
  • FRP Fiber Reinforced Plastics
  • FRP is a fiber reinforced plastic.
  • FRP is called GFRP (glass fiber reinforced plastic), CFRP (carbon fiber reinforced plastic), AFRP, or KFRP (aramid fiber reinforced plastic) depending on the fiber used.
  • the resin to be used is typically a thermosetting resin such as an unsaturated polyester resin, an epoxy resin, or a phenol resin, but a thermoplastic resin such as polypropylene, nylon, or polycarbonate can also be used.
  • the FRP cylinder is formed by winding FRP infiltrated into a synthetic resin agent around a mandrel by the filament winding method, and the FRP layer is formed, or the FRP infiltrated with the synthetic resin agent is in the filament winding method Alternatively, the FRP layer can be formed by winding the outer periphery of the metal main body by a sheet winding method.
  • the filament winding method is a method in which a carbon fiber (fiber bundle) impregnated with resin is wound around a mandrel, molded, heated and cured, and then the mandrel is removed. “Sheet winding” is to wind a sheet instead of a bundle of fibers.
  • the FRP layer is spirally wound until it reaches a predetermined thickness so that the orientation angles are alternately arranged at angles of + 5 ° to + 90 ° and ⁇ 5 ° to ⁇ 90 ° with respect to the axial direction. It may be provided.
  • the FRP layer may protrude outward from the opening end of the cup portion of the metal main body. As a result, the FRP layer covers the opening end of the cup portion from the outer diameter side, and the diameter of the opening portion of the cup portion can be prevented from expanding.
  • the FRP layer can be composed of a plurality of types of short FRP layer portions. As described above, if a plurality of types of short FRP layer portions are provided, the strength of the FRP layer can be changed in the axial direction and can be tuned according to the use situation.
  • Concave and convex fitting having a convex portion extending in the axial direction and a concave portion extending in the axial direction and fitting into the convex portion between the inner diameter surface of the FRP layer and the outer diameter surface of the cup portion of the metal body. It is preferable to provide a structural part. By providing the concave-convex fitting structure portion, it is possible to suppress a circumferential shift between the metal main body and the FRP layer.
  • a convex portion extending in the axial direction is formed on the outer diameter surface of the metal main body, and the convex portion is press-fitted into the inner diameter portion of the FRP layer, and by this press fitting, the convex portion is fitted to the inner diameter surface of the FRP layer.
  • a concave portion can be formed to constitute the concave-convex fitting structure portion. In such a concave-convex fitting structure portion, the bonding property between the convex portion and the concave portion is excellent.
  • a boot mounting groove is formed in the outer diameter surface on the opening side of the cup portion of the metal main body, and a notch for fitting the FRP layer is provided on the outer diameter surface on the opposite side of the boot mounting groove. It may be.
  • the boot mounting groove can be formed into a metal with excellent workability (for example, steel), and the amount of FRP used can be suppressed.
  • the boot mounting groove may be provided on the outer diameter surface of the FRP layer. In this case, the range of the FRP layer is increased, and further weight reduction can be achieved.
  • a crimping portion that is crimped to the outer diameter side and engages with the FRP layer may be provided at the opening end of the cup portion of the metal main body.
  • the caulking portion can prevent the FRP layer from coming off from the cup portion of the metal main body in the axial direction.
  • the metal body and the FRP layer are made of different materials, the expansion coefficient is different, and the FRP layer may be loosely fitted to the metal body. Even in such a case, The caulking portion can prevent the FRP layer from coming off.
  • the metal main body and the FRP layer may be bonded via an adhesive.
  • the adhesive By using the adhesive in this manner, the fitting relationship of the FRP layer to the cup portion of the metal main body can be used as a gap, and the adhesive can be interposed in the gap.
  • a protective film may be formed on the outer diameter surface of the FRP layer.
  • the FRP layer can be protected, and damage to the FRP layer due to stepping stones from the outside can be prevented. If the FRP layer is made of CFRP, the strength is particularly excellent.
  • the FRP layer can be formed by injection molding.
  • the heat-melted material is injected into a mold closed by a cylinder or the like through a nozzle and cooled and solidified in the mold to obtain a desired molded product.
  • the lightweight and high-strength FRP can handle the load, and the thin cup portion of the metal main body portion Can be achieved. That is, weight reduction can be realized without causing a decrease in strength.
  • the FRP layer can be stably formed by the filament winding method or the sheet winding method, etc., and the productivity is excellent. Further, by winding in a spiral shape until a predetermined thickness is obtained so that the orientation angles are alternately arranged at an angle of 5 ° to + 90 ° and ⁇ 5 ° to ⁇ 90 °, the strength is increased. It is possible to constitute an excellent FRP layer.
  • the FRP layer protrudes from the opening end of the cup part of the metal main body, the diameter of the opening part of the cup part can be prevented, and a strong and stable cup part can be configured.
  • the FRP layer is provided with a plurality of types of short FRP layer parts, it can be tuned according to the use situation. For example, in the vicinity of the cup inlet end surface of the outer ring that tends to spread in the circumferential direction when torque is applied, the fiber winding angle is FRP with 80 to 90 deg to suppress deformation in the diameter expansion direction.
  • the vicinity of the center of the cup is an FRP having a fiber winding angle of 45 deg and is a portion that increases torsional strength.
  • a thin FRP can be fitted in the vicinity of the cup bottom having a relatively large wall thickness. In this way, by combining a plurality of ready-made FRPs (short FRP layer parts), it is not necessary to change the winding angle and thickness when manufacturing the FRP, making it easier to manufacture the FRP. It can be tuned to the optimum specification more easily.
  • the concave-convex fitting structure portion By providing the concave-convex fitting structure portion, it is possible to suppress the circumferential shift between the metal main body and the FRP layer, and it is possible to maintain a stable state (fixed state between the metal main body and the FRP layer) over a long period of time. .
  • the convex part on the metal main body side is press-fitted into the inner diameter part of the FRP layer, the joint between the convex part and the concave part is excellent, and a high-quality outer joint member can be provided.
  • the boot mounting groove can be formed into a metal (for example, steel) having excellent workability, excellent productivity, and the amount of FRP used. Can be suppressed and contribute to cost reduction.
  • the weight can be further reduced.
  • the FRP layer can be prevented from coming off and the function as a constant velocity universal joint can be effectively exhibited over a long period of time.
  • the fitting relation of the FRP layer to the cup portion of the metal main body may be a gap, and an adhesive may be interposed in the gap. it can.
  • FRP is not directly wound around the cup portion of the metal main body, and the inner diameter surface of the FRP layer is the outer diameter surface of the cup portion of the metal main body even when the FRP layer is separately formed. There is no need to press it. That is, it is not necessary to finish the inner surface dimension of the FRP layer with high accuracy, and the productivity is excellent.
  • the outer diameter surface of the FRP layer can be protected, and the FRP layer can be prevented from being deteriorated or damaged by a stepping stone or the like.
  • the FRP layer is made of CFRP, it is particularly excellent in strength and can be reduced in weight effectively.
  • the FRP layer can be formed by injection molding. That is, if injection molding is used when forming the FRP layer, it is possible to perform molding that takes advantage of injection molding such as molding of a complicated shape, molding in a short cycle, and material loss.
  • FIG. 2 shows a constant velocity universal joint using the outer joint member according to the present invention.
  • the constant velocity universal joint includes an outer ring 3 as an outer joint member in which a plurality of (for example, six) track grooves 2 are formed on the inner diameter surface 1 along the axial direction, and the track groove 2 of the outer ring 3 on the outer diameter surface 4.
  • a plurality of (for example, six) track grooves 5 that are paired with the inner ring 6 as an inner joint member formed along the axial direction, and are interposed between the track grooves 2 of the outer ring 3 and the track grooves 5 of the inner ring 6.
  • a female serration female spline (not shown), which is a torque transmission part, is formed on the inner diameter surface of the hole 10 of the inner ring 6. That is, the shaft 11 is fitted into the hole 10 of the inner ring 6, and the male serration (not shown) provided on the shaft 11 is fitted to the female serration of the inner ring 6. Thereby, torque between the shaft 11 and the inner ring 6 is transmitted.
  • the outer ring 3 as an outer joint member includes a metal main body 15 having a cup portion 12 having a plurality of track grooves 2 formed on the inner diameter surface 1, and a cup of the metal main body 15. And an FRP layer 14 covering the outer diameter surface of the portion 12. That is, the metal main body 15 is made of medium carbon steel or the like, and includes the cup portion 12 and a shaft portion 13 protruding from the bottom wall 12a of the cup portion 12.
  • the outer diameter surface 16 of the cup portion 12 of the metal main body 15 is a cylindrical surface, and the outer diameter surface 16 is covered with the cylindrical FRP layer 14.
  • the FRP layer 14 is composed of an FRP cylinder 17 in which FRP infiltrated with a synthetic resin agent is wound around a mandrel by a filament winding method and baked.
  • FRP Fiber Reinforced Plastics
  • FRP is a fiber reinforced plastic.
  • FRP is called GFRP (glass fiber reinforced plastic), CFRP (carbon fiber reinforced plastic), AFRP, or KFRP (aramid fiber reinforced plastic) depending on the fiber used.
  • the resin to be used is typically a thermosetting resin such as an unsaturated polyester resin, an epoxy resin, or a phenol resin, but a thermoplastic resin such as polypropylene, nylon, or polycarbonate can also be used.
  • FRP has the following characteristics. Excellent weather resistance, heat resistance, and chemical resistance. It has electrical insulation and excellent radio wave transmission. Excellent heat insulation. It can handle various shapes and can be colored freely. Lightweight and strong.
  • the FRP cylinder 17 (see FIG. 3) constituting the FRP layer 14 is formed, and the FRP cylinder 17 is press-fitted into the outer diameter surface of the cup portion 12 of the metal main body 15.
  • the FRP cylinder 17 is spiral until a predetermined thickness is obtained so that the orientation angles are alternately arranged at angles of + 5 ° to + 90 ° and ⁇ 5 ° to ⁇ 90 ° with respect to the axial direction. Is wound around.
  • the weight can be reduced.
  • the strength of the outer joint member of the constant velocity universal joint is mainly a tensile force acting in the circumferential direction on the outer diameter surface 16 of the cup portion 12 in which the plurality of track grooves 2 are formed on the inner diameter surface 1.
  • the FRP layer 14 covers the outer diameter surface 16 of the cup portion 12 of the metal main body 15 so as to receive a load applied to the outer joint member.
  • the open end portion 14 a of the FRP layer 14 protrudes outward from the open end 18 of the cup portion 12 of the metal main body 15.
  • the FRP layer 14 of the cup part 12 covers the opening end 18 of the cup part 12 from the outer diameter side as described above.
  • the diameter of the opening can be prevented from expanding. For this reason, the cup part 12 stable in strength can be configured.
  • the protrusion amount A of the opening end portion 14a of the FRP layer 14 (the size of the opening end 18 of the cup portion 12 and the opening end 34 of the FRP layer 14) is too large, the entire outer ring becomes larger and the FRP used. This increases the cost, and the opening end portion 14a of the FRP layer 14 is also easily damaged.
  • the protruding amount A is too small, the function of preventing the diameter of the opening of the cup part 12 from expanding cannot be exhibited. For this reason, although it differs depending on the size, thickness, material, etc. of the cup portion 12 and / or the FRP layer 14 of the metal main body 15, it is assumed that the projecting amount is within a range in which the shaft can take the maximum operating angle. It is about 3 mm to 5 mm.
  • the FRP layer 14 includes a plurality of short FRP layer portions 20 (in this case, the short FRP layer portion 20A, the short FRP layer portion 20B, and the short FRP layer portion 20C).
  • the short FRP layer portions 20A, 20B, and 20C differ in thickness (thickness), winding method, fiber type, and the like.
  • the fiber winding angle is set to a short FRP layer portion 20A of 80 to 90 deg.
  • a short FRP layer portion 20B having a winding angle of 45 deg is used as a portion that increases torsional strength.
  • the vicinity of the bottom of the cup having a relatively large thickness is a short FRP layer portion 20C having a small thickness.
  • the FRP layer 14 can be easily manufactured.
  • the FRP layer 14 having the optimum specification can be easily tuned.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • the carbon fiber has high tensile strength in the direction of the fiber, so that the vicinity of the inlet that tries to spread in the circumferential direction is 90 deg.
  • the carbon fiber is wound so that the direction and the twistable portion are in the 45 deg direction which is the maximum principal stress direction of torsion.
  • the concave / convex fitting structure portion M having the concave portion 22 to be fitted to is provided.
  • four convex portions 21 having a semi-elliptical cross section are arranged on the inner diameter surface 19 of the FRP layer 14 at a 45 ° pitch along the circumferential direction.
  • four recesses 22 having a semi-elliptical cross section that fit into the protrusions 21 of the FRP layer 14 are arranged at a 45 ° pitch along the circumferential direction.
  • the circumferential displacement between the metal main body 15 and the FRP layer 14 can be suppressed, and a stable state over the long term (the metal main body 15 and the FRP layer 14 (fixed state).
  • the FRP can be formed by injection molding using a resin (for example, a thermoplastic resin) containing acicular carbon fibers.
  • the convex portion 21 may be provided on the outer diameter surface 16 of the cup portion 12 of the metal main body 15 and the concave portion 22 may be provided on the inner diameter surface 19 of the FRP layer 14.
  • the concave portion 22 is provided on the inner diameter surface 19 of the FRP layer 14
  • the volume of the FRP layer 14 is reduced, and the volume of the cup portion 12 of the metal main body 15 is increased.
  • the process of forming the convex part 21 is more difficult than the process of forming the concave part 22.
  • a convex portion 21 extending in the axial direction is formed on the outer diameter surface 16 of the metal main body 15, and the convex portion 21 is press-fitted into the inner diameter portion of the FRP layer 14.
  • the concave / convex fitting structure portion M is formed by forming a concave portion 22 that fits the convex portion 21 at 19.
  • a plurality of convex portions 21 are formed on the outer diameter surface 16 of the metal main body 15 so as to have a spline shape, and the male spline portion 25 is provided. Further, it is assumed that no recess is formed on the inner diameter surface of the FRP cylinder 17 constituting the FRP layer 14.
  • the convex portion 21 has a trapezoidal cross section, and the inner diameter dimension of the inner diameter surface of the FRP cylinder 17 is made smaller than the diameter of the circle connecting the top portions of the convex portion 21 and the outer diameter surface of the metal main body 15. It is set to be equal to or larger than the outer diameter surface 16 of the metal main body 15 (outer diameter surface from which the convex portion 21 is omitted).
  • the convex portion 21 is press-fitted while cutting the inner diameter portion of the FRP cylinder 17. For this reason, it is excellent in the joining property of the convex part 21 and the recessed part 22, and can provide a high quality outer joint member.
  • a boot mounting groove 26 for a boot (not shown) to be mounted on this type of constant velocity universal joint is formed on the outer diameter surface opening side of the metal main body 15. That is, the circumferential cutout 27 is provided on the outer diameter surface shaft portion side of the metal main body 15, and the FRP layer 14 is attached (externally fitted) to the circumferential cutout 27. A protrusion 30 is provided at the end of the circumferential cutout 27 side, and the boot to be mounted is positioned by the protrusion 30.
  • the boot mounting groove can be formed into a metal (for example, steel) having excellent workability, excellent productivity, and the amount of FRP used. Can be suppressed and contribute to cost reduction.
  • the FRP layer 14 in which the boot mounting groove 29 is formed on the outer diameter surface 32 is used. That is, a notch recess 28 is provided over the entire length of the outer diameter surface 16 of the metal main body 15, and the FRP layer 14 in which the boot mounting groove 29 is formed is fitted (externally fitted) to the notch recess 28. Note that the end surface of the open end portion 14 a of the FRP layer 14 coincides with the open end 18 of the metal main body 15.
  • a boot positioning projection 30A is provided on the outer diameter surface 32 of the FRP layer 14. Further, the non-opening end 33 of the FRP layer 14 is in contact with the end face 40 of the notch recess 28.
  • boot mounting groove 29 is provided on the outer diameter surface 32 of the FRP layer 14, further weight reduction can be achieved.
  • a crimping portion 35 that is crimped to the outer diameter side and engages with the FRP layer 14 is provided at the opening end 18 of the cup portion 12 of the metal main body 15. That is, as shown in FIG. 12A, in the cup portion 12 of the metal main body 15 shown in FIG. 11, a protrusion 36 is provided at the opening end 18, and the FRP layer 14 is attached to the cup portion 12 of the metal main body 15. In this state, the projecting portion 36 is plastically deformed to the outer diameter side to form a caulking portion 35 that engages with the open end 34 of the FRP layer 14.
  • the non-opening end 33 of the FRP layer 14 comes into contact with the end surface 40 of the notch recess 28, and the FRP layer 14 is sandwiched between the crimping portion 35 and the end surface 40.
  • the main body 15 can be effectively prevented from coming off from the cup portion 12.
  • the projection end 36 has a predetermined pitch along the circumferential direction in the opening end 18 of the cup portion 12. A plurality may be provided.
  • the FRP layer 14 can be prevented from coming off, and the function as a constant velocity universal joint can be effectively exhibited over a long period of time.
  • the metal body 15 and the FRP layer 14 are made of different materials, the expansion coefficient may be different, and the FRP layer 14 may be loosely fitted to the metal body 15. Even if it exists, the omission of the FRP layer 14 can be prevented by the caulking portion.
  • the FRP cylinder 17 which comprises the FRP layer 14 was separately shape
  • the FRP layer 14 is configured by winding the FRP infiltrated with the synthetic resin agent around the outer diameter surface 16 of the cup portion 12 of the metal main body 15 by the filament winding method or the sheet winding method.
  • an adhesive may be interposed between the cup portion 12 of the metal main body 15 and the FRP layer 14.
  • various adhesives such as epoxy and urethane can be selected from the viewpoint of bondability between metal and resin.
  • the fitting relationship of the FRP layer 14 to the cup portion 12 of the metal main body 15 is used as a gap, and an adhesive is interposed in the gap. Can be made. Therefore, when the FRP is not directly wound around the cup portion 12 of the metal main body 15 and the FRP layer 14 is separately formed, the inner diameter surface 19 of the FRP layer 14 is set to the outer diameter of the cup portion of the metal main body 15. There is no need to press the surface. That is, it is not necessary to finish the inner surface dimension of the FRP layer 14 with high accuracy, and the productivity is excellent.
  • a protective film can be formed on the outer diameter surface of the FRP layer.
  • the protective film can be constituted by, for example, a coating material for applying a urethane-based paint or the like, or a cover material using a thinly wound FRP or CFRP as a protective film.
  • the outer diameter surface 32 of the FRP layer 14 can be protected, and the FRP layer can be prevented from being deteriorated or damaged by a stepping stone or the like.
  • FRP FRP
  • GFRP glass fiber reinforced plastic
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • AFRP AFRP
  • KFRP aramid fiber reinforced plastic
  • FRP layers having different characteristics can be used.
  • CFRP is more expensive than GFRP, it is superior in strength and can be reduced in weight by reducing the number of layers. Suitable for products that require strength and want to reduce weight.
  • AFRP and KFRP are not easily cut and exhibit the most excellent strength. However, the characteristic that the fiber is difficult to cut has a problem that it is difficult to form a free shape and post-processing is difficult.
  • the thickness dimension of the FRP layer 14 depends on the environment in which it is used, the metal Various selections can be made according to the material of the main body 15 and the thickness of the cup portion 12.
  • the increase / decrease in the number is arbitrary and the axial direction length, thickness, etc. of each short FRP layer part 20 can also be set arbitrarily.
  • the increase / decrease in the number of irregularities in the concave / convex fitting structure portion M is arbitrary, and there may be at least one convex portion 21 when the concave / convex fitting structure portion M is provided.
  • the cross-sectional shape of the convex portion is not limited to a semi-elliptical shape or a trapezoidal shape, and may be a semicircular shape or a semi-polygonal shape, and the size of each convex portion 21 can be arbitrarily set. Also, the number of track grooves can be increased or decreased arbitrarily.
  • the constant velocity universal joint is an undercut-free type in which the groove bottom of the track groove has an arc-shaped portion and a straight-shaped portion even if it is a bar field type (BJ) in which the entire groove groove bottom is an arc shape. (UJ) may be used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)

Abstract

　本発明は強度の低下を伴わず、大幅な軽量化が可能な等速自在継手用外側継手部材を提供する。 　本発明は内径面１に複数のトラック溝２が形成された等速自在継手用外側継手部材である。本発明は内径面１に複数のトラック溝２が形成されたカップ部１２を有する金属製本体１５と、金属製本体１５のカップ部１２の外径面１６を被覆するＦＲＰ層１４とを備える。

Description

等速自在継手用外側継手部材
　本発明は、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自在継手の外側継手部材に関する。
　等速自在継手（固定式等速自在継手）は、一般には、内径面にトラック溝が形成された外側継手部材としての外輪と、外径面にトラック溝が形成された内側継手部材としての内輪と、外輪のトラック溝と内輪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、外輪の内径面と内輪の外径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。
　近年の環境意識の高まりとガソリン高騰を受け、自動車製造メーカーは自動車燃費の向上を目的として大幅な軽量化を目指しており、等速自在継手も大幅な軽量化が必要となっている。このため、従来には、外輪の外径面に切欠溝部を形成することによって、外輪の一部において薄肉化を図って軽量化を図るようにしたものがある（特許文献１）。
特開２００７－２８５４４３号公報
　しかしながら、薄肉化により部品への負荷が相対的に大きくなり、強度や耐久性能の低下を伴う。また大幅な軽量化を、形状の工夫のみで実現するには限界があった。
　そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、強度の低下を伴わず、大幅な軽量化が可能な等速自在継手用外側継手部材を提供しようとするものである。
　本発明の等速自在継手用外側継手部材は、内径面に複数のトラック溝が形成された等速自在継手用外側継手部材において、内径面に複数のトラック溝が形成されたカップ部を有する金属製本体と、この金属製本体のカップ部の外径面を被覆するＦＲＰ層とを備えたものである。
　本発明の等速自在継手用外側継手部材によれば、金属製本体のカップ部の外径面をＦＲＰ層にて被覆することによって、軽量化を図ることができる。ところで、等速自在継手の外側継手部材の強度は、主に、内径面に複数のトラック溝が形成されたカップ部の外径面において周方向に働く引張り力である。このため、本発明では、金属製本体のカップ部の外径面をＦＲＰ層にて被覆することによって、このＦＲＰ層にて、外側継手部材に加わる荷重を受けることになる。
　ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ）とは、繊維でプラスチックを強化したものである。ＦＲＰは使用する繊維によって、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）、ＡＦＲＰ、ＫＦＲＰ（アラミド繊維強化プラスチック）と呼ばれる。なお、使用する樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が代表的であるが、ポリプロピレン、ナイロン、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂も使用できる。
　合成樹脂剤に浸潤させたＦＲＰをフィラメントワインディング法でマンドレルに巻設して焼き固めてなるＦＲＰ製筒体にて、前記ＦＲＰ層を構成したり、合成樹脂剤に浸潤させたＦＲＰをフィラメントワインディング法又はシートワインディング法にて前記金属製本体の外径面に巻設して、前記ＦＲＰ層を構成したりできる。ここで、フィラメントワインディング法とは、樹脂を含浸した炭素繊維（繊維束）を心棒のまわりに巻いて成形し、加熱して硬化させた後に心棒を取り外す方法である。繊維の束でなく、シートを巻きつけるのが「シートワインディング」という。
　また、ＦＲＰ層が軸線方向に対して＋５°～＋９０°、－５°～－９０°の角度で交互に配設される配向角となるように、所定の肉厚となるまで螺旋状に巻設したものであってもよい。
　ＦＲＰ層が金属製本体のカップ部の開口端よりも外方へ突出してもよい。これによって、ＦＲＰ層がカップ部の開口端を外径側から被うことになって、カップ部の開口部の拡径を防止できる。
　ＦＲＰ層は、複数種類の短ＦＲＰ層部からなるものとできる。このように、複数種類の短ＦＲＰ層部を備えたものであれば、ＦＲＰ層において、強度を軸方向で変えることができ、使用状況にあわせてチューニングできる。
　前記ＦＲＰ層の内径面と前記金属製本体のカップ部の外径面との間に、軸方向に延びる凸部と、軸方向に延びて前記凸部に嵌合する凹部とを有する凹凸嵌合構造部を設けるのが好ましい。凹凸嵌合構造部を設けることによって、金属製本体とＦＲＰ層との円周方向のずれを抑制することができる。
　前記金属製本体の外径面に軸方向に延びる凸部を形成し、この凸部を前記ＦＲＰ層の内径部に圧入し、この圧入によって、ＦＲＰ層の内径面に前記凸部に嵌合する凹部を形成して前記凹凸嵌合構造部を構成することができる。このような凹凸嵌合構造部では、凸部と凹部との接合性に優れる。
　前記金属製本体のカップ部の開口側の外径面にブーツ装着用溝を形成するとともに、ブーツ装着用溝よりも反開口側の外径面に、前記ＦＲＰ層の嵌合用の切欠部を設けたものであってもよい。このような場合、ブーツ装着用溝を、加工性に優れた金属（例えば、鋼）に成形することができ、しかも、ＦＲＰの使用量を抑えることができる。
　前記ＦＲＰ層の外径面にブーツ装着用溝を設けたものであってもよい。この場合、ＦＲＰ層の範囲が大きくなって、一層の軽量化を図ることができる。
　前記金属製本体のカップ部の開口端に、外径側へ加締られて前記ＦＲＰ層に係合する加締部を設けてもよい。加締部によってＦＲＰ層の金属製本体のカップ部からの軸方向の抜けを防止できる。特に、金属製本体とＦＲＰ層とは材質が相違するので、膨張係数が相違して、ＦＲＰ層が金属製本体に対して遊嵌状となる場合があり、このような場合であっても、加締部によって、ＦＲＰ層の抜けを防止することができる。
　前記金属製本体と前記ＦＲＰ層とが接着剤を介して接合したものであってもよい。このように接着剤を用いることにより、ＦＲＰ層の金属製本体のカップ部への嵌め合い関係を隙間として、この隙間に接着剤を介在させることができる。
　前記ＦＲＰ層の外径面に保護膜を形成したものであってもよい。保護膜を設けることによって、ＦＲＰ層を保護することができ、外部からの飛び石等によるＦＲＰ層の損傷を防止できる。前記ＦＲＰ層をＣＦＲＰで構成すれば、特に強度的に優れる。
　前記ＦＲＰ層を射出成形により成形することができる。ここで、射出成形とは加熱溶融させた材料を，シリンダーなどによってノズルを通して閉鎖された金型中に射出し，金型中で冷却固化させて所望の成形品とする。
　　本発明によれば、外側継手部材の外径部の一部を鋼材からＦＲＰに置き換えることで、軽量・高強度材であるＦＲＰが荷重を受け持つことができ、金属製本体部のカップ部の薄肉化を図ることができる。すなわち、強度低下を招くことなく軽量化を実現できる。
　フィラメントワインディング法又はシートワインディング法等にて、安定してＦＲＰ層を成形でき、生産性に優れる。また、５°～＋９０°、－５°～－９０°の角度で交互に配設される配向角となるように、所定の肉厚となるまで螺旋状に巻設することによって、より強度的に優れたＦＲＰ層を構成することができる。
　ＦＲＰ層が金属製本体のカップ部の開口端から突出しているものでは、カップ部の開口部の拡径を防止でき、強度的に安定したカップ部を構成することができる。ＦＲＰ層が複数種類の短ＦＲＰ層部を備えたものであれば、使用状況にあわせてチューニングできる。例えば、トルクが負荷された際に円周方向に広がろうとする外輪のカップ入口端面付近は、繊維の巻き角が８０～９０ｄｅｇのＦＲＰとすることで拡径方向に対する変形を抑制する。カップ中央部付近は、繊維の巻き角４５ｄｅｇのＦＲＰとし捩り強度を高める部位とする。肉厚が比較的大きいカップ底付近は、厚さの薄いＦＲＰを嵌めることができる。このように、出来合いのＦＲＰ（短ＦＲＰ層部）を複数個組み合わせる様にすることで、ＦＲＰを製作する際の巻き角や厚みを途中で変える必要がなくなることから、ＦＲＰの製作が容易になり、更に容易に最適仕様にチューニングできる。
　凹凸嵌合構造部を設けることによって、金属製本体とＦＲＰ層との円周方向のずれを抑制することができ、長期にわたって安定した状態（金属製本体とＦＲＰ層との固定状態）を維持できる。特に、金属製本体側の凸部をＦＲＰ層の内径部に圧入するものでは、凸部と凹部との接合性に優れ、高品質の外側継手部材を提供できる。
　金属製本体にブーツ装着用溝を設けるようにしたものでは、ブーツ装着用溝を加工性に優れた金属（例えば、鋼）に成形することができ、生産性に優れ、しかも、ＦＲＰの使用量を抑えることができてコスト低減に寄与する。
　ＦＲＰ層の外径面にブーツ装着用溝を設けたものでは、一層の軽量化を図ることができる。
　前記金属製本体のカップ部の開口端に加締部を設けたものでは、ＦＲＰ層の抜けを防止することができ、長期にわたって等速自在継手としての機能を有効に発揮できる。
　前記金属製本体と前記ＦＲＰ層とが接着剤を介して接合したものであれば、ＦＲＰ層の金属製本体のカップ部への嵌め合い関係を隙間として、この隙間に接着剤を介在させることができる。このため、金属製本体のカップ部にＦＲＰを直接巻設しないものであって、ＦＲＰ層を別個に成形する場合であっても、ＦＲＰ層の内径面を金属製本体のカップ部の外径面に圧接させる必要がない。すなわち、ＦＲＰ層の内径面寸法を高精度に仕上げる必要がなく、生産性に優れる。
　ＦＲＰ層の外径面に保護膜を形成したものでは、ＦＲＰ層の外径面を保護することができ、ＦＲＰ層の劣化、飛び石等による打ち傷を防止することができる。
ＦＲＰ層をＣＦＲＰで構成すれば、特に強度的に優れ、軽量化を有効に図ることができる。
　前記ＦＲＰ層を射出成形により成形することができる。すなわち、ＦＲＰ層を成形する際に射出成形を用いれば、複雑な形状の成形、短いサイクルでの成形、及び材料ロスが少なく済む等の射出成形の利点を生かせる成形が可能となる。
本発明の第１の実施形態を示す等速自在継手用外側継手部材の縦断面図である。 前記図１に示す外側継手部材を用いた等速自在継手の要部縦断面図である。 前記図１に示す外側継手部材の分解状態の斜視図である。 本発明の第２の実施形態を示す等速自在継手用外側継手部材の縦断面図である。 本発明の第３の実施形態を示す等速自在継手用外側継手部材の縦断面図である。 本発明の第４の実施形態を示す等速自在継手用外側継手部材の横断面図である。 前記図６に示す等速自在継手用外側継手部材の分解状態の斜視図である。 本発明の第５の実施形態を示す等速自在継手用外側継手部材の横断面図である。 前記図８に示す等速自在継手用外側継手部材の分解状態の斜視図である。 本発明の第６の実施形態を示す等速自在継手用外側継手部材の縦断面図である。 本発明の第７の実施形態を示す等速自在継手用外側継手部材の縦断面図である。 本発明の第８の実施形態を示す等速自在継手用外側継手部材であり、突起部を加締める前の縦断面図である。 本発明の第８の実施形態を示す等速自在継手用外側継手部材であり、突起部を加締めた後の縦断面図である。
　　以下本発明の実施の形態を図１～図１２に基づいて説明する。
　図２に本発明にかかる外側継手部材を用いた等速自在継手を示す。この等速自在継手は、内径面１に複数（例えば６個）のトラック溝２が軸方向に沿って形成された外側継手部材としての外輪３と、外径面４に外輪３のトラック溝２と対をなす複数（例えば６個）のトラック溝５が軸方向に沿って形成された内側継手部材としての内輪６と、外輪３のトラック溝２と内輪６のトラック溝５との間に介在してトルクを伝達する複数（例えば６個）のボール７と、外輪３の内径面１と内輪６の外径面４との間に介在してボール７を保持するポケット９を有するケージ８とを備えている。
　内輪６の孔部１０の内径面には、トルク伝達部位である雌セレーション（雌スプライン）（図示省略）が形成されている。すなわち、内輪６の孔部１０にシャフト１１が嵌入され、このシャフト１１に設けられた雄セレーション（図示省略）が、内輪６の雌セレーションに嵌合する。これによって、シャフト１１と内輪６間のトルクが伝達される。
　外側継手部材としての外輪３は、図１と図３に示すように、内径面１に複数のトラック溝２が形成されたカップ部１２を有する金属製本体１５と、この金属製本体１５のカップ部１２の外径面を被覆するＦＲＰ層１４とを備えたものである。すなわち、金属製本体１５は中炭素鋼等からなり、前記カップ部１２と、このカップ部１２の底壁１２ａから突設される軸部１３とを備える。
　この場合、金属製本体１５のカップ部１２の外径面１６が円筒面とされ、外径面１６を円筒状のＦＲＰ層１４にて被覆している。ＦＲＰ層１４は、合成樹脂剤に浸潤させたＦＲＰをフィラメントワインディング法でマンドレルに巻設して焼き固めてなるＦＲＰ製筒体１７にて構成している。ここで、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ）とは、繊維でプラスチックを強化したものである。ＦＲＰは使用する繊維によって、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）、ＡＦＲＰ、ＫＦＲＰ（アラミド繊維強化プラスチック）と呼ばれる。なお、使用する樹脂としては、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が代表的であるが、ポリプロピレン、ナイロン、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂も使用できる。
　一般に、ＦＲＰは次に記載する特性を有する。耐候性、耐熱性、耐薬品性にすぐれている。電気絶縁性があり電波透過性に優れている。断熱性に優れている。さまざまな形状の製作に対応でき、着色が自由である。軽量かつ強度的に優れている。
　この場合、ＦＲＰ層１４を構成するＦＲＰ製筒体１７（図３参照）を成形し、このＦＲＰ製筒体１７を、金属製本体１５のカップ部１２の外径面に圧入することになる。ＦＲＰ製筒体１７は、軸線方向に対して＋５°～＋９０°、－５°～－９０°の角度で交互に配設される配向角となるように、所定の肉厚となるまで螺旋状に巻設したものである。
　金属製本体１５のカップ部１２の外径面１６をＦＲＰ層１４にて被覆することによって、軽量化を図ることができる。ところで、等速自在継手の外側継手部材の強度は、主に、内径面１に複数のトラック溝２が形成されたカップ部１２の外径面１６において周方向に働く引張り力である。このため、本発明では、金属製本体１５のカップ部１２の外径面１６をＦＲＰ層１４にて被覆することによって、このＦＲＰ層１４にて、外側継手部材に加わる荷重を受けることになる。
　次に、図４は、ＦＲＰ層１４の開口端部１４ａが金属製本体１５のカップ部１２の開口端１８よりも外方へ突出している。このようにＦＲＰ層１４の開口端部１４ａが突出することにより、カップ部１２のこのようにＦＲＰ層１４がカップ部１２の開口端１８を外径側から被うことになって、カップ部１２の開口部の拡径を防止できる。このため、強度的に安定したカップ部１２を構成することができる。
　ＦＲＰ層１４の開口端部１４ａの突出量Ａ（カップ部１２の開口端１８とＦＲＰ層１４の開口端３４との寸法）としては、大きすぎると、外輪全体が大型化するとともに、使用するＦＲＰが多くなってコスト高となり、しかも、ＦＲＰ層１４の開口端部１４ａも損傷し易くなる。また、逆に突出量Ａが小さすぎると、カップ部１２の開口部の拡径を防止する機能を発揮することができない。このため、金属製本体１５のカップ部１２及び／又はＦＲＰ層１４のサイズ、肉厚、材質、等によって相違するが、シャフトが最大作動角を取れる範囲の突出量とすることを前提とし、例えば、３ｍｍ～５ｍｍ程度とされる。
　次に、図５ではＦＲＰ層１４が、複数個の短ＦＲＰ層部２０（この場合、短ＦＲＰ層部２０Ａ、短ＦＲＰ層部２０Ｂ、短ＦＲＰ層部２０Ｃ）からなる。短ＦＲＰ層部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃは、厚み（肉厚）、巻き方、繊維の種類等が相違する。
　例えば、トルクが負荷された際に円周方向に広がろうとするカップ入口端面付近は、繊維の巻き角を８０～９０ｄｅｇの短ＦＲＰ層部２０Ａとすることで拡径方向に対する変形を抑制する。カップ中央部付近は、巻き角４５ｄｅｇの短ＦＲＰ層部２０Ｂとし捩り強度を高める部位とする。肉厚が比較的大きいカップ底付近は、厚さの薄い短ＦＲＰ層部２０Ｃとする。
　このように、出来合いの短ＦＲＰ層部２０を複数個組み合わせる様にすることで、ＦＲＰ層１４を製作する際の巻き角や厚みを途中で変える必要がなくなることから、ＦＲＰ層１４の製作が容易になり、更に最適仕様のＦＲＰ層１４に容易にチューニングできる。
　なお、短ＦＲＰ層部２０を構成するＦＲＰにＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）を用いた場合、炭素繊維はその繊維の方向に引張り強度が高いため、円周方向に広がろうとする入口付近は９０ｄｅｇ方向、捩れやすい部分は捩りの最大主応力方向の４５ｄｅｇ方向になるよう炭素繊維を巻くことになる。
　次に図６では、ＦＲＰ層１４の内径面１９と金属製本体１５のカップ部１２の外径面１６との間に、軸方向に延びる凸部２１と、軸方向に延びて前記凸部２１に嵌合する凹部２２とを有する凹凸嵌合構造部Ｍを設ける。
　この場合、図７に示すように、ＦＲＰ層１４の内径面１９に周方向に沿って４５°ピッチで、断面半楕円状の凸部２１が４個配設されている。また、金属製本体１５のカップ部１２の外径面１６には、ＦＲＰ層１４の凸部２１に嵌合する断面半楕円状の凹部２２が周方向に沿って４５°ピッチで４個配設されている。
　このように、凹凸嵌合構造部Ｍを設けることによって、金属製本体１５とＦＲＰ層１４との円周方向のずれを抑制することができ、長期にわたって安定した状態（金属製本体１５とＦＲＰ層１４との固定状態）を維持できる。
　ＦＲＰ層１４の内径面１９に凸部２１が形成されたものでは、ＦＲＰとして、針状炭素繊維を含有させた樹脂（例えば、熱可塑性樹脂）を用いて、射出成形により形成することができる。
　凹凸嵌合構造部Ｍとして、凸部２１を金属製本体１５のカップ部１２の外径面１６に設け、凹部２２をＦＲＰ層１４の内径面１９に設けてもよい。しかしながら、凹部２２をＦＲＰ層１４の内径面１９に設ければ、ＦＲＰ層１４の体積が減少するとともに、金属製本体１５のカップ部１２の体積が増加することになって、軽量化効果が少なくなる。また、金属製本体１５のカップ部１２においては、凹部２２を形成する加工よりも凸部２１を形成する加工のほうが難しい。
　図８では、金属製本体１５の外径面１６に軸方向に延びる凸部２１を形成し、この凸部２１をＦＲＰ層１４の内径部に圧入し、この圧入によって、ＦＲＰ層１４の内径面１９に凸部２１に嵌合する凹部２２を形成して凹凸嵌合構造部Ｍを構成したものである。
　すなわち、金属製本体１５の外径面１６に、スプライン形状となるように、複数の凸部２１を形成して雄スプライン部２５を設ける。また、ＦＲＰ層１４を構成するＦＲＰ製筒体１７の内径面には凹部を形成しないものとする。この場合、凸部２１を断面台形状とし、ＦＲＰ製筒体１７の内径面の内径寸法を、この凸部２１の頂部を結ぶ円の直径よりも小さくするとともに、金属製本体１５の外径面１６（凸部２１を省いた外径面）の直径寸法と同一乃至金属製本体１５の外径面１６（凸部２１を省いた外径面）よりも大きく設定する。
　これによって、金属製本体１５の外径面１６に、ＦＲＰ製筒体１７を圧入していけば、凸部２１がＦＲＰ製筒体１７の内径部を削りながら圧入されることになる。このため、凸部２１と凹部２２との接合性に優れ、高品質の外側継手部材を提供できる。
　次に図１０では、金属製本体１５の外径面開口部側に、この種の等速自在継手に装着されるブーツ（図示省略）のブーツ装着用溝２６を形成したものである。すなわち、金属製本体１５の外径面軸部側に周方向切欠部２７を設け、この周方向切欠部２７にＦＲＰ層１４を装着（外嵌）しているものである。周方向切欠部２７側の端部には突起部３０が設けられ、この突起部３０にて、装着されるブーツの位置決めがなされる。
　金属製本体にブーツ装着用溝を設けるようにしたものでは、ブーツ装着用溝を加工性に優れた金属（例えば、鋼）に成形することができ、生産性に優れ、しかも、ＦＲＰの使用量を抑えることができてコスト低減に寄与する。
　次に図１１では、外径面３２にブーツ装着用溝２９を形成したＦＲＰ層１４を使用したものである。すなわち、金属製本体１５のほぼ外径面１６の全長にわたる切欠凹部２８を設け、この切欠凹部２８にブーツ装着用溝２９を形成したＦＲＰ層１４を装着（外嵌）しているものである。なお、ＦＲＰ層１４の開口端部１４ａの端面が、金属製本体１５の開口端１８に一致している。また、ＦＲＰ層１４の外径面３２には、前記ブーツ装着用溝２９以外に、ブーツ位置決め用の突起部３０Ａが設けられている。また、ＦＲＰ層１４の反開口端３３は、切欠凹部２８の端面４０に当接している。
　ＦＲＰ層１４の外径面３２にブーツ装着用溝２９を設けたものでは、一層の軽量化を図ることができる。
　図１２では、図１２Ｂに示すように、金属製本体１５のカップ部１２の開口端１８に、外径側へ加締られてＦＲＰ層１４に係合する加締部３５を設けている。すなわち、図１２Ａに示すように、図１１に示す金属製本体１５のカップ部１２において、その開口端１８に突起部３６を設け、金属製本体１５のカップ部１２にＦＲＰ層１４が装着された状態で、突起部３６を外径側へ塑性変形させてＦＲＰ層１４の開口端３４に係合する加締部３５を形成する。この場合、ＦＲＰ層１４の反開口端３３は、切欠凹部２８の端面４０に当接し、加締部３５とこの端面４０とで、ＦＲＰ層１４が挟持された状態となり、このＦＲＰ層１４の金属製本体１５にカップ部１２からの抜けを有効に防止できる。
　加締部３５を構成する突起部３６としては、カップ部１２の開口端１８に周方向の全周にわたるリング体であっても、カップ部１２の開口端１８に周方向に沿って所定ピッチで複数個が配設されるものであってもよい。
　このように、加締部３５を設けたものでは、ＦＲＰ層１４の抜けを防止することができ、長期にわたって等速自在継手としての機能を有効に発揮できる。特に、金属製本体１５とＦＲＰ層１４とは材質が相違するので、膨張係数が相違して、ＦＲＰ層１４が金属製本体１５に対して遊嵌状となる場合があり、このような場合であっても、加締部によって、ＦＲＰ層１４の抜けを防止することができる。
　ところで、前記実施形態では、ＦＲＰ層１４を構成するＦＲＰ製筒体１７を別途成形して、このＦＲＰ製筒体１７を金属製本体１５の外径面１６に圧入するものであったが、金属製本体１５の外径面１６に直接的にＦＲＰを巻設するものであってもよい。
　すなわち、合成樹脂剤に浸潤させたＦＲＰをフィラメントワインディング法又はシートワインディング法にて金属製本体１５のカップ部１２の外径面１６に巻設して、前記ＦＲＰ層１４を構成することになる。
　また、前記各実施形態において、金属製本体１５のカップ部１２とＦＲＰ層１４との間に接着剤を介在させるようにしてもよい。接着剤としては、金属・樹脂間の接合性の点からエポキシ系やウレタン系等の種々の接着剤を選択できる。
　金属製本体１５とＦＲＰ層１４とが接着剤を介して接合したものであれば、ＦＲＰ層１４の金属製本体１５のカップ部１２への嵌め合い関係を隙間として、この隙間に接着剤を介在させることができる。このため、金属製本体１５のカップ部１２にＦＲＰを直接巻設しないものであって、ＦＲＰ層１４を別個に成形する場合、ＦＲＰ層１４の内径面１９を金属製本体のカップ部の外径面に圧接させる必要がない。すなわち、ＦＲＰ層１４の内径面寸法を高精度に仕上げる必要がなく、生産性に優れる。
　ＦＲＰ層の外径面に保護膜を形成することができる。保護膜としては、例えばウレタン系塗料等を塗布する塗装、または、ＦＲＰ、ＣＦＲＰを仕上げに薄く巻いたものを保護膜とするカバー材にて構成することができる。
　保護膜を形成することによって、ＦＲＰ層１４の外径面３２を保護することができ、ＦＲＰ層の劣化、飛び石等による打ち傷を防止することができる。
　ＦＲＰとして、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）、ＡＦＲＰ、ＫＦＲＰ（アラミド繊維強化プラスチック）を用いることができ、このように、繊維の種類によって、特性の相違するＦＲＰ層を構成することができる。すなわち、ＧＦＲＰは、材料が安価でいろいろな形状になじみやすいので、様々な反転ができ、形状の自由度が高い。また硬化時間が比較的短いため、短納期で製作できる利点がある。ＣＦＲＰは、ＧＦＲＰより高価であるが、強度の面で優れており、積層数を薄くすることによって重さを軽くすることができる。強度を必要とし、なおかつ重量を軽くしたい制作物に向いている。ＡＦＲＰ、ＫＦＲＰは、切断されにくく、最も優れた強度を発揮する。しかしながら、繊維の持つ切れにくいという特性が、自由な形状の成形を困難にし、後加工がしにくいという面もある。
　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、ＦＲＰ層１４の厚さ寸法は、使用される環境、金属製本体１５の材質、カップ部１２の肉厚等に応じて種々選択できる。また、短ＦＲＰ層部２０を用いる場合、その数の増減は任意であり、各短ＦＲＰ層部２０の軸方向長さや肉厚等も任意に設定できる。凹凸嵌合構造部Ｍの凹凸の数の増減は任意であり、凹凸嵌合構造部Ｍを設ける場合の凸部２１数として少なくとも１つあればよい。凸部の断面形状としても、半楕円形状や台形形状に限るものではなく、半円形状や半多角形状等であってもよく、各凸部２１の大きさも任意に設定できる。また、トラック溝の数としても、その増減は任意である。
　等速自在継手としては、トラック溝の溝底全範囲が円弧形状であるバーフィールド型（ＢＪ）であっても、トラック溝の溝底が円弧形状部とストレート形状部とを有するアンダーカットフリー型（ＵＪ）であってもよい。
１     内径面
２     トラック溝
１２   カップ部
１４   ＦＲＰ層
１５   金属製本体
１６   外径面
１７   ＦＲＰ製筒体
１８   開口端
１９   内径面
２０   短ＦＲＰ層部
２０Ａ 短ＦＲＰ層部
２０Ｂ 短ＦＲＰ層部
２０Ｃ 短ＦＲＰ層部
２１   凸部
２２   凹部
２６   ブーツ装着用溝
２９   ブーツ装着用溝
３５   加締部
Ｍ     凹凸嵌合構造部

Claims (15)

  1. 　内径面に複数のトラック溝が形成された等速自在継手用外側継手部材において、
    　内径面に複数のトラック溝が形成されたカップ部を有する金属製本体と、この金属製本体のカップ部の外径面を被覆するＦＲＰ層とを備えたことを特徴とする等速自在継手用外側継手部材。
  2. 　合成樹脂剤に浸潤させたＦＲＰをフィラメントワインディング法でマンドレルに巻設して焼き固めてなるＦＲＰ製筒体にて、前記ＦＲＰ層を構成したことを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手用外側継手部材。
  3. 　合成樹脂剤に浸潤させたＦＲＰをフィラメントワインディング法又はシートワインディング法にて前記金属製本体のカップ部の外径面に巻設して、前記ＦＲＰ層を構成したことを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手用外側継手部材。
  4. 　前記ＦＲＰ層が軸線方向に対して＋５°～＋９０°、－５°～－９０°の角度で交互に配設される配向角となるように、所定の肉厚となるまで螺旋状に巻設したことを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の等速自在継手用外側継手部材。
  5. 　前記ＦＲＰ層が、金属製本体のカップ部の開口端よりも外方へ突出していることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の等速自在継手用外側継手部材。
  6. 　ＦＲＰ層は、複数種類の短ＦＲＰ層部からなることを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項５のいずれか１項に記載の等速自在継手用外側継手部材。
  7. 　前記ＦＲＰ層の内径面と前記金属製本体のカップ部の外径面との間に、軸方向に延びる凸部と、軸方向に延びて前記凸部に嵌合する凹部とを有する凹凸嵌合構造部を設けたことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項５、又は請求項６のいずれか１項に記載の等速自在継手用外側継手部材。
  8. 　前記金属製本体の外径面に軸方向に延びる凸部を形成し、この凸部を前記ＦＲＰ層の内径部に圧入し、この圧入によって、ＦＲＰ層の内径面に前記凸部に嵌合する凹部を形成して前記凹凸嵌合構造部を構成したことを特徴とする請求項７に記載の等速自在継手用外側継手部材。
  9. 　前記金属製本体のカップ部の開口側の外径面にブーツ装着用溝を形成するとともに、ブーツ装着用溝よりも反開口側の外径面に、前記ＦＲＰ層の嵌合用の切欠部を設けたことを特徴とする請求項１～請求項４、又は請求項６～請求項８のいずれか１項に記載の等速自在継手用外側継手部材。
  10. 　前記ＦＲＰ層の外径面にブーツ装着用溝を設けたことを特徴とする請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の等速自在継手用外側継手部材。
  11. 　前記金属製本体のカップ部の開口端に、外径側へ加締られて前記ＦＲＰ層に係合する加締部を設けたことを特徴とする請求項１～請求項４、請求項６～請求項８、又は請求項１０のいずれか１項に記載の等速自在継手用外側継手部材。
  12. 　前記金属製本体と前記ＦＲＰ層とが接着剤を介して接合したことを特徴とする請求項１～請求項１１のいずれか１項に記載の等速自在継手用外側継手部材。
  13. 　前記ＦＲＰ層の外径面に保護膜を形成したことを特徴とする請求項１～請求項１２のいずれか１項に記載の等速自在継手用外側継手部材。
  14. 　前記ＦＲＰ層はＣＦＲＰであることを特徴とする請求項１～請求項１３のいずれか１項に記載の等速自在継手用外側継手部材。
  15. 　前記ＦＲＰ層を射出成形により成形したしたことを特徴とする請求項１４に記載の等速自在継手用外側継手部材。
PCT/JP2009/068448 2008-11-26 2009-10-28 等速自在継手用外側継手部材 Ceased WO2010061707A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-300877 2008-11-26
JP2008300877A JP2010127339A (ja) 2008-11-26 2008-11-26 等速自在継手用外側継手部材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010061707A1 true WO2010061707A1 (ja) 2010-06-03

Family

ID=42225588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/068448 Ceased WO2010061707A1 (ja) 2008-11-26 2009-10-28 等速自在継手用外側継手部材

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2010127339A (ja)
WO (1) WO2010061707A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010099867A3 (de) * 2009-03-02 2010-11-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Gleichlauffestgelenk
JP2012096306A (ja) * 2010-10-29 2012-05-24 Kitagawa Iron Works Co Ltd 高剛性チャック及びその製造方法
JP2014066348A (ja) * 2012-09-27 2014-04-17 Nsk Ltd スピンドル装置及びスピンドル装置用フリンガー

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5864892B2 (ja) 2010-06-02 2016-02-17 キヤノン株式会社 Ｘ線導波路
KR101820353B1 (ko) * 2016-07-12 2018-01-19 서한산업(주) 등속 조인트용 외륜

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5834233A (ja) * 1981-08-20 1983-02-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転軸の連結装置
JPH02229917A (ja) * 1988-03-28 1990-09-12 Glaenzer Spicer Sa 伝動連結装置のボデーおよびその製造方法
JPH03249429A (ja) * 1990-02-27 1991-11-07 Ntn Corp 動力伝達軸
JPH09159070A (ja) * 1995-12-07 1997-06-17 Nitto Denko Corp 通信アンテナカバー用ガラス繊維強化プラスチック製パイプ
JPH10169666A (ja) * 1996-12-04 1998-06-23 Ntn Corp ドライブシャフト
JPH1178564A (ja) * 1997-09-12 1999-03-23 Mitsubishi Motors Corp プロペラシャフト
JP2001263329A (ja) * 2000-03-21 2001-09-26 Toyoda Mach Works Ltd ドライブシャフトの中間軸
JP2004036813A (ja) * 2002-07-05 2004-02-05 Nsk Ltd 車輪駆動用軸受ユニット及びその組立方法
JP2006183728A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Toray Ind Inc プロペラシャフト
JP2007056949A (ja) * 2005-08-23 2007-03-08 Ntn Corp 等速自在継手用フレキシブルブーツ
JP2007327508A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Ntn Corp 車輪用軸受装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5834233A (ja) * 1981-08-20 1983-02-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転軸の連結装置
JPH02229917A (ja) * 1988-03-28 1990-09-12 Glaenzer Spicer Sa 伝動連結装置のボデーおよびその製造方法
JPH03249429A (ja) * 1990-02-27 1991-11-07 Ntn Corp 動力伝達軸
JPH09159070A (ja) * 1995-12-07 1997-06-17 Nitto Denko Corp 通信アンテナカバー用ガラス繊維強化プラスチック製パイプ
JPH10169666A (ja) * 1996-12-04 1998-06-23 Ntn Corp ドライブシャフト
JPH1178564A (ja) * 1997-09-12 1999-03-23 Mitsubishi Motors Corp プロペラシャフト
JP2001263329A (ja) * 2000-03-21 2001-09-26 Toyoda Mach Works Ltd ドライブシャフトの中間軸
JP2004036813A (ja) * 2002-07-05 2004-02-05 Nsk Ltd 車輪駆動用軸受ユニット及びその組立方法
JP2006183728A (ja) * 2004-12-27 2006-07-13 Toray Ind Inc プロペラシャフト
JP2007056949A (ja) * 2005-08-23 2007-03-08 Ntn Corp 等速自在継手用フレキシブルブーツ
JP2007327508A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Ntn Corp 車輪用軸受装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010099867A3 (de) * 2009-03-02 2010-11-04 Volkswagen Aktiengesellschaft Gleichlauffestgelenk
JP2012096306A (ja) * 2010-10-29 2012-05-24 Kitagawa Iron Works Co Ltd 高剛性チャック及びその製造方法
JP2014066348A (ja) * 2012-09-27 2014-04-17 Nsk Ltd スピンドル装置及びスピンドル装置用フリンガー

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010127339A (ja) 2010-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4846103B2 (ja) 繊維強化樹脂パイプ及びこれを用いた動力伝達シャフト
US5851152A (en) Drive shaft with reinforced plastic tube and a joint-connecting body connected nonrotatably endwise
WO2010061707A1 (ja) 等速自在継手用外側継手部材
EP0788586A1 (en) Joint between two components
JP2011226589A (ja) トリポード型等速自在継手およびトリポード型等速自在継手の外側継手部材
JP6559414B2 (ja) 動力伝達シャフト
US20170227045A1 (en) Connecting shaft and manufacturing method of connecting shaft
US8459978B2 (en) Method for manufacturing a composite drive shaft manufactured using mold
WO2018178631A1 (en) Assembling a drive shaft by joining an end fitting to a tube of composite material
JP2011017413A (ja) 動力伝達軸用シャフト
US12123460B2 (en) Power transmission shaft
JP2007271079A (ja) トルク伝達軸
KR101523617B1 (ko) 탄소섬유 강화 플라스틱을 적용한 드라이브 샤프트 어셈블리
JP2011017414A (ja) 動力伝達軸用シャフト
JP2620607B2 (ja) 繊維強化樹脂製ドライブシャフトおよびその製造方法
CN112638689B (zh) 用于传动轴的管体和传动轴
US20050143208A1 (en) Pulley
EP1338822B1 (en) Manufacturing method for dynamic damper
JP7264665B2 (ja) 動力伝達軸
JP2011185281A (ja) 等速自在継手用外側継手部材および等速自在継手
KR20170123526A (ko) 장축커플링
JPH05180234A (ja) Ｆｒｐ製パイプのかしめ接合構造
JP6522356B2 (ja) 動力伝達シャフト
JP2696307B2 (ja) 軸継手
US20100144453A1 (en) Connection joint and composite drive shaft assembly having them

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09828956

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09828956

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1