JP2007127246A - Fixed type constant velocity joint - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、駆動軸と被駆動軸の2軸を連結して、駆動軸の動力を被駆動軸に伝達する固定式等速ジョイントに関するものである。 The present invention relates to a fixed type constant velocity joint that couples two axes of a drive shaft and a driven shaft and transmits the power of the drive shaft to the driven shaft.
自動車のドライブシャフトの回転トルクを車軸に伝達する部品として等速ジョイントが知られている。 A constant velocity joint is known as a component that transmits rotational torque of a drive shaft of an automobile to an axle.
上記等速ジョイントは、駆動軸と被駆動軸の等速性を維持しながら両軸の角度変位を許容する部材であるため、自動車以外の各種産業機械にも多用されている。 The constant velocity joint is a member that allows the angular displacement of both shafts while maintaining the constant velocity of the drive shaft and the driven shaft, and is therefore widely used in various industrial machines other than automobiles.
等速ジョイントには、角度変位のみを許容する固定式等速ジョイントと、角度変位および軸方向変位を許容する摺動式等速ジョイントとが知られている。 As the constant velocity joint, there are known a fixed type constant velocity joint that allows only angular displacement and a sliding type constant velocity joint that allows angular displacement and axial displacement.
固定式等速ジョイントとして特許文献1に記載されたものが従来から知られている。この固定式等速ジョイントは、外輪の球形内面に軸方向に延びる複数の円弧状のボール転動溝を周方向に等間隔に設け、外輪の内側に組み込まれた内輪の球形外面に外輪のボール転動溝と半径方向で対向する円弧状のボール転動溝を形成し、その内輪のボール転動溝と外輪のボール転動溝間にトルク伝達用のボールを組み込み、そのボールを外輪と内輪間に組み込まれた保持器によって保持している。
Conventionally, a fixed constant velocity joint described in
ここで、外輪のボール転動溝の曲率中心と内輪のボール転動溝の曲率中心は、ジョイント中心に対して左右に等距離オフセットされ、外輪と内輪とが作動角をとってトルクを伝達するとき、ボールのそれぞれは作動角の2等分面上に常に配置されるようになっている。このため、外輪と内輪は、等速性を維持して回転トルクを伝達するようになっている。
ところで、特許文献1に記載された固定式等速ジョイントにおいては、外輪、内輪、ボールおよび保持器の各部品が金属から成るため、強度が高いものの、重く、グリース潤滑が必要であると共に、動作音が大きい等の問題を有し、使用箇所への制限があった。例えば、事務機、音響機器、医療機器、家庭用電化製品等への使用には問題があった。
By the way, in the fixed type constant velocity joint described in
また、食品製造機器への使用においては、グリースの漏洩によって食品が汚染されるため、ブーツの取付けによるグリースの漏洩防止対策が必要になり、部品点数が多くなってコストも高く、等速ジョイントが大型化するという問題があった。 In addition, when used in food manufacturing equipment, food is contaminated by the leakage of grease, so it is necessary to take measures to prevent the leakage of grease by installing boots. There was a problem of increasing the size.
この発明の課題は、グリース潤滑を不要とすることができる小型の動作音の小さな、使用に制限を受けることが少ない固定式等速ジョイントを提供することである。 An object of the present invention is to provide a fixed type constant velocity joint that can eliminate the need for grease lubrication, has a small operation sound, and is less restricted in use.
上記の課題を解決するため、この発明においては、外輪の球形内面に軸方向に延びる複数の円弧状のボール転動溝を周方向に等間隔に設け、外輪の内側に組み込まれた内輪の球形外面に外輪のボール転動溝と半径方向で対向する円弧状のボール転動溝を形成し、その内輪のボール転動溝と外輪のボール転動溝間に組み込まれたトルク伝達用のボールを外輪と内輪間に組み込まれた保持器によって保持した固定式等速ジョイントにおいて、前記外輪および内輪のそれぞれを合成樹脂の成形品とした構成を採用したのである。 In order to solve the above-mentioned problem, in the present invention, a plurality of arc-shaped ball rolling grooves extending in the axial direction are provided at equal intervals in the circumferential direction on the spherical inner surface of the outer ring, and the inner ring spherical shape incorporated inside the outer ring. An arc-shaped ball rolling groove that is radially opposed to the outer ring ball rolling groove is formed on the outer surface, and a torque transmitting ball incorporated between the inner ring ball rolling groove and the outer ring ball rolling groove is provided. In the fixed constant velocity joint held by a cage incorporated between the outer ring and the inner ring, a configuration in which each of the outer ring and the inner ring is a synthetic resin molded product is adopted.
上記の構成から成る固定式等速ジョイントにおいて、保持器を合成樹脂の成形品とすると、等速ジョイントのより軽量化を図ることができると共に、動作音のより小さい固定式等速ジョイントを形成することができる。 In the fixed type constant velocity joint having the above-described configuration, if the cage is a synthetic resin molded product, the constant velocity joint can be reduced in weight and a fixed type constant velocity joint with less operating noise can be formed. be able to.
この発明に係る固定式等速ジョイントにおいて、合成樹脂として、射出成形可能な合成樹脂を採用すると、各種樹脂成形品の成形の容易化を図ることができる。 In the fixed constant velocity joint according to the present invention, when a synthetic resin that can be injection-molded is used as the synthetic resin, it is possible to facilitate the molding of various resin molded products.
また、合成樹脂として、潤滑性樹脂を採用することにより、動作音のより小さな等速ジョイントを得ることができる。 Further, by employing a lubricating resin as the synthetic resin, it is possible to obtain a constant velocity joint with a smaller operating sound.
ここで、合成樹脂から成る外輪および内輪の弾性によってボールに予圧を付与することにより、円周方向にガタのない等速性に優れた固定式等速ジョイントを得ることができる。 Here, by applying a preload to the ball by the elasticity of the outer ring and the inner ring made of synthetic resin, it is possible to obtain a fixed type constant velocity joint that is free from backlash in the circumferential direction and excellent in constant velocity.
上記のように、外輪および内輪を合成樹脂の成形品とすることにより、軽量であって、トルク伝達時の動作音の小さな固定式等速ジィントを得ることができると共に、グリース潤滑を不要とすることができるので、ブーツの取付けを不要とすることができ、簡単な構造の小型の固定式等速ジョイントを得ることができる。 As described above, by forming the outer ring and the inner ring as a molded product of synthetic resin, it is possible to obtain a fixed type constant speed jet that is light in weight and has a small operation sound during torque transmission, and does not require grease lubrication. Therefore, it is not necessary to attach the boot, and a small fixed constant velocity joint having a simple structure can be obtained.
このため、使用に制限を受けることが少なく、これまで使用が困難であった事務機、音響機器、医療機器、家庭用電化製品等の各機器への使用が可能となり、これら機器の設計の自由度を高め、小型化、低コスト化を図ることができる。 For this reason, it can be used for office machines, audio equipment, medical equipment, household appliances, etc., which have been difficult to use, with few restrictions on use. The degree can be increased, and the size and cost can be reduced.
以下、この発明の実施形態を図1乃至図4に基づいて説明する。図1および図2は、この発明に係る固定式等速ジョイントの第1の実施形態を示す。図示のように外輪1は閉塞端を有し、その閉塞端に第1軸2が設けられている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of a fixed type constant velocity joint according to the present invention. As illustrated, the
また、外輪1の内面3は球形とされ、その球形内面3に軸方向に延びる複数の円弧状のボール転動溝4が周方向に等間隔に形成されている。
The
外輪1の内側に組み込まれた内輪11には、スプライン孔12が設けられ、そのスプライン孔12内に第2軸13の端部に設けられたスプライン軸部13aが嵌合されている。
A
第2軸13の端部には止め輪14が取付けられている。止め輪14は内輪11の端部内周に形成された肩部15に係合し、その係合によって第2軸13は抜止めされている。
A
内輪11の外面16は球形とされ、その球形外面16に上記外輪1のボール転動溝4と半径方向で対向する複数の円弧状のボール転動溝17が設けられている。
The
外輪1のボール転動溝4と内輪11のボール転動溝17間には、外輪1と内輪11の相互間でトルクを伝達するボール21が組み込まれている。
A
ボール21は、外輪1と内輪11との間に組み込まれた保持器31のポケット32内に嵌合されている。保持器31の外周面33は外輪1の球形内面3に沿う球形とされ、また、保持器31の内周面34は内輪11の球形外面16に沿う球形とされている。
The
外輪1の球形内面3に形成されたボール転動溝4の曲率中心O1と内輪11の球形外面16に形成されたボール転動溝17の曲率中心O2とは、ジョイント中心O0に対して左右に等距離オフセットされている。このため、外輪1と内輪11とが作動角をとってトルクを伝達するとき、ボール21は作動角の二等分面に常に配置され、外輪1と内輪11との間で等速回転が伝達される。
The center of curvature O 1 of the
外輪1、内輪11および保持器31のそれぞれは、合成樹脂の成形品とされている。合成樹脂は等速ジョイントの使用条件によって適切なものを選択し、射出成形可能な樹脂であれば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。
Each of the
射出成形可能な樹脂には、結晶性樹脂、非結晶性樹脂があり、いずれの樹脂を用いてもよいが、非結晶性樹脂は靭性が低く、許容量以上のトルクがかかった場合、急激な破壊が生じるため、結晶性樹脂を用いるのが好ましい。 The resin that can be injection-molded includes a crystalline resin and an amorphous resin, and either resin may be used. However, the amorphous resin has low toughness, and when a torque exceeding an allowable amount is applied, it is abrupt. Since breakage occurs, it is preferable to use a crystalline resin.
好ましい樹脂として、潤滑特性の高い合成樹脂、例えば、ポリアセタール樹脂(POM)、ナイロン樹脂、PFAやFEP,ETFE等の射出成形可能なフッ素樹脂、ポニフェニレンスルフィド樹脂(PPS)、全芳香族ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)、ポリアミドイミド樹脂等を挙げることができる。 As preferred resins, synthetic resins having high lubricating properties, such as polyacetal resins (POM), nylon resins, fluororesins that can be injection-molded such as PFA, FEP, and ETFE, poniphenylene sulfide resins (PPS), wholly aromatic polyester resins, Examples thereof include polyetheretherketone resin (PEEK) and polyamideimide resin.
これらの各樹脂は、単独で使用してもよく、2種類以上混合しポリマーアロイであってもよい。 Each of these resins may be used alone, or two or more of them may be mixed to form a polymer alloy.
また、潤滑特性の低い合成樹脂であっても、固体潤滑剤や潤滑油を添加することで潤滑特性を高めることにより使用可能である。固体潤滑剤として、ポリテトラフルオロエチレン、黒鉛、二硫化モリブデン等を挙げることができる。 Moreover, even a synthetic resin having low lubricating properties can be used by enhancing the lubricating properties by adding a solid lubricant or lubricating oil. Examples of the solid lubricant include polytetrafluoroethylene, graphite, and molybdenum disulfide.
また、合成樹脂にガラス繊維、炭素繊維、各種鉱物性繊維(ウィスカ)を配合して強度を高めてもよく、固体潤滑剤等と併用してもよい。 Further, glass fiber, carbon fiber, and various mineral fibers (whiskers) may be added to the synthetic resin to increase the strength, or may be used in combination with a solid lubricant or the like.
この発明で最も適した材料は、POM、ナイロン樹脂、PPS、PEEKである。ナイロン樹脂は、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン46、分子鎖中に芳香族環を有する半芳香族ナイロン等のいずれでもよい。POM、ナイロン樹脂、PPSは、耐熱性、潤滑性に優れ、比較的安価であるため、コストパフォーマンスに優れた固定式等速ジョイントを得ることができる。
The most suitable materials for this invention are POM, nylon resin, PPS, PEEK. The nylon resin may be any of
上記のように、外輪1および内輪11を合成樹脂の成形品とすることにより、軽量であって、トルク伝達時の動作音の小さな固定式等速ジョイントを得ることができると共に、グリース潤滑を不要とすることができる。また、グリース潤滑する必要がないため、ブーツの取付けを不要とすることができ、部品点数の少ない簡単な構成の固定式等速ジョイントを得ることができる。
As described above, by forming the
また、PEEKは補強材や潤滑剤を配合しなくても機械的強度や潤滑性に優れるため、高機能な固定式等速ジョイントを得ることができる。 Moreover, PEEK is excellent in mechanical strength and lubricity even if a reinforcing material and a lubricant are not blended, so that a highly functional fixed constant velocity joint can be obtained.
このため、使用に制限を受けることが少なく、食品製造機器等の各種の機器に使用することが可能である。 For this reason, there are few restrictions on use, and it can be used for various kinds of equipment such as food production equipment.
固定式等速ジョイントを医療機器や食品製造機器に使用する場合は、衛生的な印象を与えるため、合成樹脂は白色系のものを用いるのが好ましい。POMであれば、白色系であると共に、潤滑性も高く、グリースレス化が可能のため最適である。 When using a fixed constant velocity joint for medical equipment or food production equipment, it is preferable to use a white synthetic resin in order to give a hygienic impression. POM is optimal because it is white and has high lubricity and can be made grease-free.
実施の形態では、外輪1と第1軸2を合成樹脂で一体に形成したが、外輪1を合成樹脂で形成し、第1軸2をセラミックスや鉄鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金等の金属で形成してもよい。
In the embodiment, the
また、内輪11に対して第2軸13を別体とし、その第2軸13を内輪11にスプライン結合するようにしたが、内輪11と第2軸13を合成樹脂により一体に成形してもよい。
Further, the
実施の形態で示すように、外輪1および内輪11を合成樹脂の成形品とすることにより、その外輪1および内輪11の弾性を利用してボール21との接触部に予圧を付与することができる。
As shown in the embodiment, by using the
具体的には、外輪1の内周に形成されたボール転動溝4と内輪11の球形外面16に形成されたボール転動溝17の内径をボール21の球径より小さくすることでボール21に予圧を付与することができる。このように、ボール21に予圧を付与することで円周方向にガタのない等速性に優れた固定式等速ジョイントを得ることができる。このような仕様は外輪1および内輪11が合成樹脂から形成されるために可能である。
Specifically, the inner diameter of the
図3および図4は、この発明に係る固定式等速ジョイントの第2の実施形態を示す。この第2の実施形態に示す固定式等速ジョイントにおいては、外輪1の隣接するボール転動溝4間に、外輪1の開口端から軸方向に延びる3本のスリット5を周方向に120°の間隔をおいて形成して、隣接するスリット5間にボール転動溝4を内周に有する弾性片6を設けている点で第1の実施形態で示す固定式等速ジョイントと相違している。
3 and 4 show a second embodiment of a fixed type constant velocity joint according to the present invention. In the fixed type constant velocity joint shown in the second embodiment, three
他の構成は第1の実施形態と同じであるため、同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。 Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
上記のように、外輪1にその開口端から軸方向に延びる3本のスリット5を形成して、隣接するスリット5間に弾性片6を設けることにより、外輪1の弾性率で許容できる回転トルク以上の回転トルクが負荷された場合、各弾性片6が半径方向外方に弾性変形して、外輪1と内輪11の相互間でのトルク伝達を遮断することができる。
As described above, by forming the three
このため固定式等速ジョイントにトルクリミッタとしての機能を付加することができ、固定式等速ジョイントの破損防止に効果を挙げることができる。 For this reason, a function as a torque limiter can be added to the fixed type constant velocity joint, and an effect can be obtained in preventing the fixed type constant velocity joint from being damaged.
また、第2の実施形態における固定式等速ジョイントにおいて、外輪1を弾性率の高い樹脂材料で形成することや、外輪1を厚肉とすることで、弾性片6の弾性力を利用してボール21に予圧を付与することができ、その予圧の付与によって回転方向にガタのない等速性に優れた固定式等速ジョイントを得ることができる。
Further, in the fixed type constant velocity joint in the second embodiment, the
1 外輪
3 球形内面
4 ボール転動溝
11 内輪
16 球形外面
17 ボール転動溝
21 ボール
31 保持器
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記外輪および内輪のそれぞれを合成樹脂の成形品としたことを特徴とする固定式等速ジョイント。 A plurality of arc-shaped ball rolling grooves extending in the axial direction are provided on the spherical inner surface of the outer ring at equal intervals in the circumferential direction, and the spherical outer surface of the inner ring incorporated inside the outer ring is opposed to the ball rolling groove of the outer ring in the radial direction. An arc-shaped ball rolling groove is formed, and a torque transmitting ball built between the ball rolling groove of the inner ring and the ball rolling groove of the outer ring is held by a cage built between the outer ring and the inner ring. In fixed constant velocity joints,
A fixed constant velocity joint, wherein each of the outer ring and the inner ring is a molded product of a synthetic resin.
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