JP4901530B2 - Constant velocity universal joint - Google Patents
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Description
本発明は等速自在継手に関し、詳しくは、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もので、駆動側と従動側の二軸間で作動角度変位のみを許容する固定型の等速自在継手に関する。 The present invention relates to a constant velocity universal joint, and more particularly to a fixed type constant velocity which is used in a power transmission system of an automobile or various industrial machines and allows only an operating angular displacement between two axes of a driving side and a driven side. It relates to a universal joint.
例えば、自動車のドライブシャフト等の連結用継手として使用されている固定型等速自在継手(ツェパー型等速自在継手 :BJ)は、球面状の内径面に曲線状のトラック溝を軸方向に形成した外側継手部材と、球面状の外径面に曲線状のトラック溝を軸方向に形成した内側継手部材と、外側継手部材のトラック溝とこれに対応する内側継手部材のトラック溝とが協働して形成されるボールトラックに配された複数のトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを保持するポケットを備えた保持器(ケージ)とで構成される。 For example, fixed type constant velocity universal joints (Zepper type constant velocity universal joints: BJ) used as coupling joints for automobile drive shafts, etc., form a curved track groove in the axial direction on the spherical inner surface. The outer joint member, the inner joint member in which a curved track groove is formed on the spherical outer diameter surface in the axial direction, the track groove of the outer joint member, and the track groove of the corresponding inner joint member cooperate with each other. A plurality of torque transmission balls arranged on a ball track formed in this manner, and a cage (cage) having a pocket for holding the torque transmission balls.
また、自動車の衝突安全性向上の観点からホイールベースを長くすることがあるが、それに伴って車両回転半径が大きくならないようにするため、固定型等速自在継手の高角化による前輪の操舵角の増大が求められている。この高角化のニーズには、外側継手部材の開口側でのトラック溝形状を軸方向と平行なストレート状にしたアンダーカットフリータイプの固定型等速自在継手(UJ)で対応している。このタイプの等速自在継手では、外側継手部材及び内側継手部材の両トラック溝はいずれも、アンダーカットがなく、大きな作動角を取り得る構造を有する。 In addition, the wheel base may be lengthened from the viewpoint of improving the collision safety of automobiles, but in order to prevent the turning radius of the vehicle from increasing accordingly, the steering angle of the front wheels is increased by increasing the angle of the fixed type constant velocity universal joint. There is a need for an increase. To meet this need for higher angles, an undercut-free type fixed constant velocity universal joint (UJ) is used in which the shape of the track groove on the opening side of the outer joint member is a straight shape parallel to the axial direction. In this type of constant velocity universal joint, both the track grooves of the outer joint member and the inner joint member have no undercut and have a structure capable of taking a large operating angle.
近年、このような等速自在継手においては、軽量化及びコンパクト化が求められる。軽量化及びコンパクト化を図るためには、等速自在継手における各部品(外輪、内輪、ケージ等)の肉厚を小さく(薄く)すればよい。また、従来には、内輪の歯型(スプライン)とシャフトの歯型(スプライン)とも嵌合開始位置を内輪歯型の入口側チャンファ(面取部)よりも継手内部側に位置させ、これによって、小型・軽量化を図るようにしたものがある(特許文献1)。 In recent years, such constant velocity universal joints are required to be light and compact. In order to reduce weight and size, the thickness of each component (outer ring, inner ring, cage, etc.) in the constant velocity universal joint may be reduced (thin). Conventionally, the fitting start position of both the inner ring tooth mold (spline) and the shaft tooth mold (spline) is located on the inner side of the joint from the inlet ring chamfer (chamfered portion) of the inner ring tooth mold. There is one that is designed to be small and light (Patent Document 1).
すなわち、特許文献1に記載のものでは、嵌合開始位置(最大着力点)を入口側チャンファ(面取部)よりも継手内部側に位置させることによって、最大着力を内輪における肉厚部で負荷させ、これにより内輪の強度を向上させ、この等速自在継手におけるトルク伝達容量の増大及びこれに伴う小型・軽量化を達成できるというものである。しかしながら、これは嵌合開始位置を継手内部側に位置させるため、嵌合長さが短くなり、内輪またはシャフトのスプライン強度が低下するおそれがある。
従来の内輪50は、図4に示すように、球面状の外径面に曲線状のトラック溝52を軸方向に形成し、その入口側にチャンファ51を設けている。このチャンファ51は、入口端部に軸方向内部に向かって外径側から内径側へ傾斜するテーパ面である。このため、内輪50の肉厚を薄くすると、A部の肉厚が特に薄くなり、このA部において強度的に劣るものであった。そのため、この等速自在継手において高角の作動角をとった場合、A部が破損起点となり十分な強度を確保できないおそれがある。
As shown in FIG. 4, the conventional
本発明は、上記課題に鑑みて、内輪とシャフトの嵌合長さを短くすることなく軽量化及びコンパクト化を図ることができ、しかも高トルク負荷時でも十分な内輪強度を確保できる等速自在継手を提供する。 In view of the above problems, the present invention can reduce the weight and size without shortening the fitting length between the inner ring and the shaft, and can maintain sufficient inner ring strength even under a high torque load. Provide fittings.
本発明の等速自在継手は、内径面に複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、外径面に外側継手部材のトラック溝と対をなす複数のトラック溝が形成された内側継手部材と、外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、外側継手部材の内径面と内側継手部材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た等速自在継手において、前記内側継手部材の入口端部に軸方向内部に向かって外径側から内径側へ傾斜するテーパ部を成形するとともに、このテーパ部の軸方向外端縁を凸アール形状としたものである。 The constant velocity universal joint of the present invention includes an outer joint member in which a plurality of track grooves are formed on the inner diameter surface, and an inner joint member in which a plurality of track grooves that are paired with the track grooves of the outer joint member are formed on the outer diameter surface. Between the track groove of the outer joint member and the track groove of the inner joint member, and between the inner surface of the outer joint member and the outer surface of the inner joint member. In the constant velocity universal joint provided with a cage for holding the ball, a taper portion inclined from the outer diameter side toward the inner diameter side toward the inside in the axial direction is formed at the inlet end portion of the inner joint member. The outer edge in the axial direction of the part has a convex round shape.
本発明の等速自在継手では、内側継手部材の入口端部のテーパ部における軸方向外端縁を凸アール形状としている。このため、内側継手部材(内輪)においては、軸方向外端縁が応力集中部であるが、この部位が凸アール形状であるので、この内側継手部材の応力集中部の応力を緩和できる。 In the constant velocity universal joint of the present invention, the axially outer end edge of the tapered portion at the inlet end of the inner joint member has a convex round shape. For this reason, in the inner joint member (inner ring), the outer edge in the axial direction is a stress concentration portion, but since this portion is a convex round shape, the stress in the stress concentration portion of the inner joint member can be relieved.
凸アール形状の軸方向外端縁の曲率半径を0.3mm〜3.0mmとするのが好ましく、またボールの数としては5個〜8個を採用することができる。 The radius of curvature of the outer edge of the convex round shape in the axial direction is preferably 0.3 mm to 3.0 mm, and the number of balls can be 5 to 8.
本発明の等速自在継手によれば、内輪の応力集中部の応力を緩和できるので、内輪全体における肉厚を小さく(薄く)しても、高トルク負荷時でも十分な内輪強度を確保できる。このため、等速自在継手全体の軽量化及びコンパクト化を図ることができる。 According to the constant velocity universal joint of the present invention, the stress at the stress concentration portion of the inner ring can be relieved, so that sufficient inner ring strength can be ensured even under a high torque load even if the wall thickness of the entire inner ring is reduced (thinned). For this reason, the entire constant velocity universal joint can be reduced in weight and size.
凸アール形状の軸方向外端縁の曲率半径を0.3mm〜3.0mmとすることによって、応力の緩和を有効に図ることができる。また、5個〜8個のトルク伝達ボールを使用することができ、特に、8個のトルク伝達ボールを備えた等速自在継手では、強度、負荷容量及び耐久性を確保しつつ、より一層のコンパクト化、軽量化を実現することができる。 Stress can be effectively relieved by setting the radius of curvature of the axially outer edge of the convex round shape to 0.3 mm to 3.0 mm. In addition, 5 to 8 torque transmission balls can be used. In particular, in a constant velocity universal joint having 8 torque transmission balls, strength, load capacity and durability are secured while further increasing. Compact and lightweight can be realized.
以下本発明の実施の形態を図1〜図3に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図3に等速自在継手(ツェパー型等速自在継手 :BJ)を示す。この等速自在継手(は、球面状の内径面1に曲線状のトラック溝2を軸方向に形成した外側継手部材3と、球面状の外径面4に曲線状のトラック溝5を軸方向に形成した内側継手部材6と、外側継手部材3のトラック溝2とこれに対応する内側継手部材6のトラック溝5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のトルク伝達ボール7と、トルク伝達ボール7を保持するポケット8を備えた保持器(ケージ)9とで構成される。
FIG. 3 shows a constant velocity universal joint (Zeper type constant velocity universal joint: BJ). This constant velocity universal joint (the outer joint member 3 in which the
内側継手部材6は、その中心孔(内径孔)にシャフト10を挿してスプライン嵌合させ、そのスプライン嵌合により両者間でトルク伝達可能としている。このため、内側継手部材(内輪)6の内径面11にスプライン部12が形成されている。
The
シャフト10は止め輪13により内側継手部材6に対して抜け止めされている。また、外側継手部材3は、前記トラック溝2が形成されたマウス部3aと、このマウス部3aの底壁から突設されるステム部3bとからなる。
The
図1と図2に示すように、内側継手部材6の内径面11は、その一端部(入口側)にテーパ部(チャンファ)15が形成されるとともに、その他端部(奥側)に周方向切欠部16が形成されている。周方向切欠部16に、シャフト10の嵌入先端部に装着された前記止め輪13が嵌合する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
テーパ部15は図2に示すように、軸方向内部に向かって外径側から内径側へ傾斜するものであって、その軸方向外端縁17を凸アール形状としている。この軸方向外端縁17の曲率半径としては、例えば、0.3mm〜3.0mm程度としている。
As shown in FIG. 2, the
ところで、内側継手部材(内輪)6においては、図1に示すA部が応力集中部であるが、本発明では、内側継手部材6の入口端部のテーパ部15における軸方向外端縁17を凸アール形状としているので、内輪6のこの応力集中部Aの応力を緩和できる。このため、内輪全体における肉厚を小さく(薄く)しても、高トルク負荷時でも十分な内輪強度を確保でき、等速自在継手全体の軽量化及びコンパクト化を図ることができる。
Incidentally, in the inner joint member (inner ring) 6, the portion A shown in FIG. 1 is a stress concentration portion, but in the present invention, the axial
特に、軸方向外端縁17の曲率半径Rを、0.3mm〜3.0mm程度とすることによって、応力の緩和を有効に図ることができる。すなわち、0.3mm未満では、曲率半径が小さすぎて応力緩和を達成できず、逆に3.0mmを越えると、チャンファとしての機能を発揮できない。また、テーパ部15の傾斜角度θは、25°〜45°に設定される。
In particular, stress relaxation can be effectively achieved by setting the radius of curvature R of the
ところで、この等速自在継手では、5個〜8個のトルク伝達ボール7を使用することができる。特に、8個のトルク伝達ボール7を備えた等速自在継手とすることによって、強度、負荷容量及び耐久性を確保しつつ、より一層のコンパクト化、軽量化を実現することができる。
By the way, in this constant velocity universal joint, five to eight
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、等速自在継手としては、外側継手部材の開口側でのトラック溝形状を軸方向と平行なストレート状にしたアンダーカットフリータイプの固定型等速自在継手(UJ)であってもよい。 As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, as a constant velocity universal joint, It may be an undercut free type fixed constant velocity universal joint (UJ) in which the track groove shape is a straight shape parallel to the axial direction.
1 内径面
2 トラック溝
4 外径面
5 トラック溝
7 トルク伝達ボール
9 ケージ
15 テーパ部
17 軸方向外端縁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記内側継手部材の入口端部に軸方向内部に向かって外径側から内径側へ傾斜するテーパ部を成形するとともに、このテーパ部の軸方向外端縁を凸アール形状としたことを特徴とする等速自在継手。 An outer joint member in which a plurality of track grooves are formed on the inner diameter surface, an inner joint member in which a plurality of track grooves paired with the track grooves of the outer joint member are formed on the outer diameter surface, and a track groove in the outer joint member; A plurality of balls that are interposed between the track grooves of the inner joint member and transmit torque, and a cage that is interposed between the inner diameter surface of the outer joint member and the outer diameter surface of the inner joint member and holds the balls. In the constant velocity universal joint provided,
A taper portion that is inclined from the outer diameter side toward the inner diameter side toward the inside in the axial direction is formed at the inlet end portion of the inner joint member, and the axial outer end edge of the taper portion has a convex round shape. Constant velocity universal joint.
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