JP2007239875A - Fixed constant velocity universal joint - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fixed constant velocity universal joint capable of improving durability at a high angle, while keeping a high operating angle. <P>SOLUTION: This fixed constant velocity universal joint has an outer member of forming a track groove 22 on an inner spherical surface, an inner member of forming a track groove 25 on an outer spherical surface, and a ball 27 transmitting torque by being interposed between the track groove 22 of the outer member and the track groove 25 of the inner member. The track groove 22 of the outer member has two kinds of a first track groove 41 and a second track groove 42. The first track groove 41 has the innermost side track groove 41a formed by making the curvature center axially dislocated to the innermost side from the spherical surface center of the outer member from the joint center, and a tapered opening side track groove 41b deepening toward the opening side from the innermost side. The second track groove 42 has the innermost side track groove 42a formed by making the curvature center axially dislocated to the innermost side from the spherical surface center of the outer member from the joint center, and an opening side track groove 42b of arranging the curvature center on the outer diameter side from the ball center. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は固定式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角度変位のみを許容する固定式等速自在継手に関する。   The present invention relates to a fixed type constant velocity universal joint, and more particularly to a fixed type constant velocity joint that is used in a power transmission system of an automobile or various industrial machines and allows only angular displacement between two axes of a driving side and a driven side. It relates to a universal joint.

例えば、自動車のエンジンから車輪に回転力を等速で伝達する手段として使用される等速自在継手の一種に固定式等速自在継手がある。この固定式等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し得る構造を備えている。一般的に、前述した固定式等速自在継手としては、バーフィールド型（ＢＪ）やアンダーカットフリー型（ＵＪ）が広く知られている。   For example, there is a fixed type constant velocity universal joint as a kind of constant velocity universal joint used as means for transmitting rotational force from an engine of an automobile to wheels at a constant speed. This fixed type constant velocity universal joint has a structure in which two shafts on the driving side and the driven side are connected and the rotational torque can be transmitted at a constant speed even if the two shafts have an operating angle. In general, as the above-mentioned fixed type constant velocity universal joint, a Barfield type (BJ) and an undercut free type (UJ) are widely known.

例えば、ＢＪタイプの固定式等速自在継手は、図７と図８に示すように内球面１に複数のトラック溝２が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材としての外輪３と、外球面４に外輪３のトラック溝２と対をなす複数のトラック溝５が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材としての内輪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のボール７と、外輪３の内球面１と内輪６の外球面４との間に介在してボール７を保持するケージ８とを備えている。また、内輪６にはシャフト１１が嵌入されている。   For example, as shown in FIGS. 7 and 8, the BJ type fixed type constant velocity universal joint is an outer member in which a plurality of track grooves 2 are formed on the inner spherical surface 1 along the axial direction at equal intervals in the circumferential direction. An outer ring 3, an inner ring 6 as an inner member in which a plurality of track grooves 5 paired with the track grooves 2 of the outer ring 3 are formed on the outer spherical surface 4 along the axial direction at equal intervals in the circumferential direction, and the outer ring 3 Between the track groove 2 of the inner ring 6 and the track groove 5 of the inner ring 6 to transmit torque, and between the inner spherical surface 1 of the outer ring 3 and the outer spherical surface 4 of the inner ring 6, the balls 7 And a cage 8 for holding the A shaft 11 is fitted into the inner ring 6.

この等速自在継手では、トラック溝とボールの接点がトラックから外れずに大きな作動角を取り得る構造とするため、外輪３のトラック溝２の曲率中心Ｏ１と内輪６のトラック溝５の曲率中心Ｏ２とを、継手中心Ｏに対して等距離ｆだけ軸方向に逆向きにオフセットさせている（特許文献１）。このようにトラックオフセットを設けたことにより、両トラック溝２、５のそれぞれは、その軸方向中央から外輪底側（奥側）で浅く、外輪開口側で深くなっており、その結果、外輪３の底側（奥側）から開口側へ向けて径方向間隔が徐々に増加する楔状のボールトラックが形成されている。なお、図７において、ある角度γの時の外輪トラック深さがａ１である。
特開平１０−１０３３６５号公報 In this constant velocity universal joint, the contact point between the track groove and the ball does not come off the track and can take a large operating angle. Therefore, the center of curvature O1 of the track groove 2 of the outer ring 3 and the center of curvature of the track groove 5 of the inner ring 6 are obtained. O2 is offset in the axial direction by an equal distance f with respect to the joint center O (Patent Document 1). By providing the track offset in this way, each of the track grooves 2 and 5 is shallower from the center in the axial direction on the bottom side (back side) of the outer ring and deeper on the opening side of the outer ring. As a result, the outer ring 3 A wedge-shaped ball track is formed in which the radial interval gradually increases from the bottom side (back side) to the opening side. In FIG. 7, the outer ring track depth at a certain angle γ is a1.
JP-A-10-103365

特許文献１等に記載のようにオフセットしたものでは、前記したように、トラック溝とボールの接点がトラック溝から外れずに継手作動角を大きく取るため、外輪３のトラック溝２の曲率中心Ｏ１を開口側とし、内輪６のトラック溝５の曲率中心Ｏ２を奥側にしている。そのため、外輪３のトラック奥側の溝深さａ１が浅くなり、このように浅くなれば、トラック奥側において許容負荷トルクが小さくなる。   In the case of the offset as described in Patent Document 1 and the like, as described above, since the contact angle between the track groove and the ball does not come off the track groove and the joint operating angle is increased, the center of curvature O1 of the track groove 2 of the outer ring 3 is obtained. Is the opening side, and the center of curvature O2 of the track groove 5 of the inner ring 6 is the back side. For this reason, the groove depth a1 on the back side of the track of the outer ring 3 becomes shallow, and if it becomes so shallow, the allowable load torque becomes small on the back side of the track.

これを解決するためには、図９に示すように、外輪３のトラック溝２の曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏより奥側とし、内輪６のトラック溝５の曲率中心Ｏ２を開口側とすることにより、外輪３のトラック溝２の奥側を深くすることが考えられる。しかしながら、外輪３のトラック溝２の奥側を深くすれば、トラック溝２、５にて形成されるボールトラックは、外輪３の奥側から開口側に向けて径方向間隔が徐々に減少する形状となる。このため、このようなものでは、作動性を確保できない、もしくは、作動角をとった場合、ボールトラックからボール７の負荷点が外れるおそれがあるので、高作動角をとることができない。   In order to solve this, as shown in FIG. 9, the center of curvature O1 of the track groove 2 of the outer ring 3 is set to the back side from the joint center O, and the center of curvature O2 of the track groove 5 of the inner ring 6 is set to the opening side. Thus, it is conceivable to deepen the back side of the track groove 2 of the outer ring 3. However, if the back side of the track groove 2 of the outer ring 3 is deepened, the ball track formed by the track grooves 2 and 5 has a shape in which the radial interval gradually decreases from the back side of the outer ring 3 toward the opening side. It becomes. For this reason, in such a case, the operability cannot be ensured, or when the operating angle is taken, the load point of the ball 7 may be removed from the ball track, so that a high operating angle cannot be taken.

本発明は、上記課題に鑑みて、高作動角を保ちつつ、高角時の耐久性の向上を図ることが可能な固定式等速自在継手を提供する。 In view of the above problems, the present invention provides a fixed type constant velocity universal joint capable of improving durability at a high angle while maintaining a high operating angle.

本発明の固定式等速自在継手は、内球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材と、外球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方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、前記外方部材の内球面と内方部材の外球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固定式等速自在継手において、前記外方部材のトラック溝は第１トラック溝と第２トラック溝の２種類を有し、第１トラック溝は、曲率中心を継手中心から軸方向に外方部材の球面中心より奥側にずらして設けた奥側トラック溝と、奥側から開口側に向かって深くなるテーパ状の開口側トラック溝とを備え、第２トラック溝は、曲率中心を継手中心から軸方向に外方部材の球面中心より奥側にずらして設けた奥側トラック溝と、曲率中心をボール中心より外径側に設けた開口側トラック溝とを備えるものである。   The fixed type constant velocity universal joint of the present invention includes an outer member in which a plurality of track grooves are formed on the inner spherical surface along the axial direction at equal intervals in the circumferential direction, and a plurality of track grooves on the outer spherical surface in the circumferential direction, etc. An inner member formed along the axial direction at intervals, a plurality of balls that are interposed between the track grooves of the outer member and the track grooves of the inner member, and transmit torque; and In the fixed type constant velocity universal joint provided with a cage for holding a ball interposed between the inner spherical surface and the outer spherical surface of the inner member, the track groove of the outer member is a first track groove and a second track groove. The first track groove is formed by shifting the center of curvature from the joint center in the axial direction to the back side from the spherical center of the outer member, and from the back side toward the opening side. And a taper-shaped opening-side track groove that is deep, and the second track groove is The those comprising a back side track groove than the spherical center provided by shifting the rear side of the outer member from the joint center in the axial direction and an opening side track groove having a center of curvature on the outer diameter side than the center of the ball.

本発明では、外方部材の第１トラック溝及び第２トラック溝において、奥側トラック溝の曲率中心を継手中心から軸方向に奥側にずらして設けることによって、外方部材のトラック溝の奥側を深くすることができる。これによって、外輪奥側において、ボールの乗り上げを防止しつつ許容負荷トルクを大きくできる。また、外方部材の第１トラックの開口側において、奥側から開口側に向かって深くなるテーパ状の開口側トラック溝を設け、外方部材の第２トラックの開口側において、曲率中心をボール中心より外径側に設けた開口側トラック溝を設けているので、各第１トラック溝及び第２トラック溝の開口側は外径方向に広がっている。このため、作動角をとる際に、シャフトの揺動が外方部材の開口部に規制されずに、つまりボールの負荷点がはずれずに作動角を大きくとることができる。   In the present invention, in the first track groove and the second track groove of the outer member, the center of curvature of the rear track groove is shifted from the joint center to the rear side in the axial direction, so that the depth of the track groove of the outer member is increased. You can deepen the side. As a result, the allowable load torque can be increased while preventing the ball from climbing on the rear side of the outer ring. In addition, a tapered opening-side track groove that is deeper from the back side toward the opening side is provided on the opening side of the first track of the outer member, and the center of curvature is provided on the opening side of the second track of the outer member. Since the opening-side track grooves provided on the outer diameter side from the center are provided, the opening sides of the first track grooves and the second track grooves are widened in the outer diameter direction. For this reason, when taking the operating angle, the swinging of the shaft is not restricted by the opening of the outer member, that is, the operating angle can be increased without the ball load point being deviated.

前記内方部材のトラック溝は第１トラック溝と第２トラック溝の２種類を有し、この内方部材の第１トラック溝は、曲率中心を継手中心から軸方向に前記外方部材の奥側トラック溝の曲率中心と反対側の開口部側に等距離だけ離して設けた開口側トラック溝と、開口側から奥側に向かって浅くなるテーパ状の奥側トラック溝とを備え、内方部材の第２トラック溝は、曲率中心を継手中心から軸方向に前記外方部材の奥側トラック溝の曲率中心と反対側の開口部側に等距離だけ離して設けた開口側トラック溝と、曲率中心をボール中心より外径側に設けた奥側トラック溝とを備える。   The track groove of the inner member has two types, a first track groove and a second track groove. The first track groove of the inner member has a center of curvature extending axially from the joint center to the back of the outer member. An opening side track groove provided at an equal distance away from the opening side opposite to the center of curvature of the side track groove, and a tapered back side track groove that becomes shallower from the opening side toward the back side. The second track groove of the member has an opening side track groove provided at an equal distance from the joint center in the axial direction from the joint center to the opening side opposite to the curvature center of the inner side track groove of the outer member, and A back side track groove having a center of curvature provided on the outer diameter side of the ball center.

このように、内方部材のトラック溝が、第１トラック溝と第２トラック溝の２種類を有することにより、この内方部材の第１トラック溝とこれに対応する外方部材の第１トラック溝とで構成されるボールトラック及び内方部材の第２トラック溝とこれに対応する外方部材の第２トラック溝とで構成されるボールトラックを、ボールが滑らかに転動する形状とすることができる。   Thus, since the track groove of the inner member has two types of the first track groove and the second track groove, the first track groove of the inner member and the first track of the outer member corresponding thereto are provided. The ball track constituted by the groove and the second track groove of the inner member and the corresponding second track groove of the outer member have a shape in which the ball rolls smoothly. Can do.

また、外方部材のトラック溝（第１トラック溝及び第２トラック溝の全部または一部）を鍛造にて仕上げることができる。   Moreover, the track grooves (all or part of the first track grooves and the second track grooves) of the outer member can be finished by forging.

外方部材の第１トラック溝及び第２トラック溝の奥側を深くすることができ、外方部材奥側において、ボールの乗り上げを防止しつつ許容負荷トルクを大きくできる。これによって、作動角をとった状態においても、外方部材と内方部材との安定したトルク伝達が可能となる。また、外方部材の開口側においては、第１トラック溝及び第２トラック溝は外径方向に広がっている。このため、シャフトの揺動が外方部材の開口部に規制されず、作動角を大きくとることができ、この固定式等速自在継手の使用範囲が拡大する。   The back side of the first track groove and the second track groove of the outer member can be deepened, and the allowable load torque can be increased while preventing the ball from climbing on the back side of the outer member. This enables stable torque transmission between the outer member and the inner member even when the operating angle is taken. On the opening side of the outer member, the first track groove and the second track groove are expanded in the outer diameter direction. For this reason, the swinging of the shaft is not restricted by the opening of the outer member, the operating angle can be increased, and the use range of this fixed type constant velocity universal joint is expanded.

外方部材のトラック溝は第１トラック溝と第２トラック溝の２種類を有することにより、ケージにかかる荷重をバランスさせることができて、耐久性および効率の向上を図ることができる。特に、第１トラック溝と第２トラック溝とを周方向に沿って交互に配設すれば、低角度におけるケージにかかる荷重のバランス性に優れ、耐久性および効率の一層の向上が可能となる。   Since the track groove of the outer member has two types of the first track groove and the second track groove, the load applied to the cage can be balanced, and the durability and efficiency can be improved. In particular, if the first track grooves and the second track grooves are alternately arranged along the circumferential direction, the load applied to the cage at a low angle is excellent in balance and durability and efficiency can be further improved. .

内方部材の第１トラック溝とこれに対応する外方部材の第１トラック溝とで構成されるボールトラック及び内方部材の第２トラック溝とこれに対応する外方部材の第２トラック溝とで構成されるボールトラックを、ボールが滑らかに転動する形状とすることができる。このため、種々の作動角を滑らかにとることができる。   A ball track composed of a first track groove of the inner member and a corresponding first track groove of the outer member, a second track groove of the inner member, and a second track groove of the outer member corresponding thereto And a ball track configured to smoothly roll the ball. For this reason, various operating angles can be taken smoothly.

外方部材のトラック溝（第１トラック溝及び第２トラック溝の全部または一部）を鍛造にて仕上げることができる。これによって、ボールが転動する範囲のボールトラックを滑らかに形成することができる。   The track grooves (all or part of the first track grooves and the second track grooves) of the outer member can be finished by forging. Thereby, a ball track in a range where the ball rolls can be smoothly formed.

本発明に係る固定式等速自在継手の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。   An embodiment of a fixed type constant velocity universal joint according to the present invention will be described with reference to FIGS.

この固定式等速自在継手は、図１に示すように内球面２１に複数のトラック溝２２が軸方向に沿って形成された外方部材としての外輪２３と、外球面２４に外輪２３のトラック溝２２と対をなす複数のトラック溝２５が軸方向に沿って形成された内方部材としての内輪２６と、外輪２３のトラック溝２２と内輪２６のトラック溝２５との間に介在してトルクを伝達する複数のボール２７と、外輪２３の内球面２１と内輪２６の外球面２４との間に介在してボール２７を保持するケージ２８とを備えている。複数のボール２７は、ケージ２８に形成されたポケット２９に収容されて円周方向等間隔に配置されている。なお、外輪２３の開口端には、外輪２３と内輪２６が高作動角をとった時に、内輪２６に連結されたシャフト３１が外輪２３と干渉することを防止するためにチャンファ部３０が設けられている。   As shown in FIG. 1, the fixed type constant velocity universal joint includes an outer ring 23 as an outer member in which a plurality of track grooves 22 are formed in the inner spherical surface 21 along the axial direction, and a track of the outer ring 23 on the outer spherical surface 24. Torque is provided between an inner ring 26 as an inner member in which a plurality of track grooves 25 paired with the groove 22 are formed along the axial direction, and between the track grooves 22 of the outer ring 23 and the track grooves 25 of the inner ring 26. And a cage 28 that is interposed between the inner spherical surface 21 of the outer ring 23 and the outer spherical surface 24 of the inner ring 26 and holds the ball 27. The plurality of balls 27 are accommodated in pockets 29 formed in the cage 28 and arranged at equal intervals in the circumferential direction. A chamfer portion 30 is provided at the open end of the outer ring 23 to prevent the shaft 31 connected to the inner ring 26 from interfering with the outer ring 23 when the outer ring 23 and the inner ring 26 have a high operating angle. ing.

前記外輪２３のトラック溝２２は、図１と図４に示すように、第１トラック溝４１と第２トラック溝４２とを有する。すなわち、第１トラック溝４１と第２トラック溝４２とが周方向に沿って交互に配設されている。なお、トラック溝２２としては、トルク伝達機能を考慮すれば６個以上とするのが好ましく、８個が最適である。このため、第１トラック溝４１を４個とし、第２トラック溝４２を４個とするのがよい。   The track groove 22 of the outer ring 23 includes a first track groove 41 and a second track groove 42 as shown in FIGS. That is, the first track grooves 41 and the second track grooves 42 are alternately arranged along the circumferential direction. The track grooves 22 are preferably 6 or more in consideration of the torque transmission function, and 8 are optimal. For this reason, it is preferable that the number of the first track grooves 41 is four and the number of the second track grooves 42 is four.

また、内輪２６のトラック溝２５も、図１と図４に示すように、第１トラック溝５１と第２トラック溝５２とを有する。この場合、第１トラック溝５１は外輪２３の第１トラック溝４１に対応して、第１トラック溝４１、５１でボールトラックを形成し、第２トラック溝５２は外輪２３の第２トラック溝４２に対応して、第２トラック溝４２、５２でボールトラックを形成する。   The track groove 25 of the inner ring 26 also has a first track groove 51 and a second track groove 52 as shown in FIGS. In this case, the first track groove 51 corresponds to the first track groove 41 of the outer ring 23 to form a ball track with the first track grooves 41, 51, and the second track groove 52 is the second track groove 42 of the outer ring 23. Corresponding to the above, a ball track is formed by the second track grooves 42 and 52.

第１トラック溝４１は、図１〜図３に示すように、曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏから軸方向に外輪２３の反開口部（奥）側にずらして設けた奥側トラック溝４１ａと、奥側から開口側に向かって深くなるテーパ状の開口側トラック溝４１ｂとを備える。また、内輪２６の第１トラック溝５１は、曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏから軸方向に外輪２３の奥側トラック溝４１ａの曲率中心Ｏ１と反対側の開口部側に等距離ｆだけ離して設けた開口側トラック溝５１ｂと、開口側から奥側に向かって浅くなるテーパ状の奥側トラック溝５１ａとを備える。   As shown in FIGS. 1 to 3, the first track groove 41 includes a back-side track groove 41 a that is provided by shifting the center of curvature O1 from the joint center O in the axial direction toward the side opposite to the opening (back) of the outer ring 23. And a tapered opening-side track groove 41b that becomes deeper from the back side toward the opening side. Further, the first track groove 51 of the inner ring 26 is provided with the center of curvature O2 separated from the joint center O in the axial direction by an equal distance f on the opening side opposite to the center of curvature O1 of the inner side track groove 41a of the outer ring 23. An opening-side track groove 51b and a tapered back-side track groove 51a that becomes shallower from the opening side toward the back side.

この場合、外輪２３の第１トラック溝４１の奥側トラック溝４１ａは、奥側の始点３３から継手軸線（外輪軸線）ＬＡと直交して継手中心Ｏを含む平面Ｓとα傾いたＯ１を通る平面まであり、この終点３４から開口側トラック溝４１ｂが始まる。また、内輪２６の第１トラック溝５１の開口側トラック溝５１ｂは、開口側の始点３５から平面Ｓとα１傾いたＯ２を通る平面まであり、この終点３６から奥側トラック溝５２ａが始まる。   In this case, the back track groove 41a of the first track groove 41 of the outer ring 23 passes through a plane S including the joint center O and an O1 inclined by α from the back start point 33 perpendicular to the joint axis (outer ring axis) LA. The opening side track groove 41b starts from the end point 34. Further, the opening side track groove 51b of the first track groove 51 of the inner ring 26 extends from the opening side start point 35 to a plane passing through the plane S and α2 inclined by α1, and the back side track groove 52a starts from this end point 36.

これによって、外輪２３の第１トラック溝５１にて形成するトラック中心線Ｌを、曲率中心がＯ１である奥側曲部Ｌａと、この奥側曲部Ｌａに連続する開口側ストレート部Ｌｂとすることができる。すなわち、開口側ストレート部Ｌｂは、傾斜角度（継手軸線ＬＡに対する傾斜角度）α（図３参照）でもって奥側から開口側に向かって外径側に傾斜している。   As a result, the track center line L formed in the first track groove 51 of the outer ring 23 is defined as a back-side curved portion La having a curvature center of O1 and an opening-side straight portion Lb continuous to the back-side curved portion La. be able to. That is, the opening-side straight portion Lb is inclined from the inner side toward the opening side toward the outer diameter side with an inclination angle (inclination angle with respect to the joint axis LA) α (see FIG. 3).

また、内輪２６の第１トラック溝５２にて形成するトラック中心線Ｌ１を、曲率中心がＯ２である開口側曲部Ｌ１ｂと、この開口側曲部Ｌ１ｂに連続する奥側ストレート部Ｌ１ａとすることができる。すなわち、奥側ストレート部Ｌ１ａは、傾斜角度（継手軸線ＬＡに対する傾斜角度）α１（図１参照）でもって開口側から奥側に向かって外径側に傾斜している。この傾斜角度α１と前記傾斜角度αとは同一角度である。   Also, the track center line L1 formed in the first track groove 52 of the inner ring 26 is an opening-side curved portion L1b having a center of curvature of O2 and a back-side straight portion L1a continuous to the opening-side curved portion L1b. Can do. That is, the back straight portion L1a is inclined from the opening side toward the outer diameter side from the opening side at an inclination angle (inclination angle with respect to the joint axis LA) α1 (see FIG. 1). The inclination angle α1 and the inclination angle α are the same angle.

この場合、傾斜角度α、α１は任意に設定することができるが、外輪２３の第１トラック溝４１とこれに対応する内輪２６の第１トラック溝５１とで構成されるボールトラック内をボール２７が滑らかに転動するため等によって、例えば、３度〜６度程度に設定するのが好ましい。なお、この範囲よりも小さければ、トラック開口部が狭くなって、取れる作動角が小さくなり、また、ボール２７の滑らかな転動を損なうおそれがある。この範囲よりも大きければ、ボール２７の半径方向移動量が大きくなりケージ２８の必要肉厚が増加し、トラック溝深さが低減される。   In this case, the inclination angles α and α1 can be arbitrarily set, but the ball 27 is formed in the ball track constituted by the first track groove 41 of the outer ring 23 and the corresponding first track groove 51 of the inner ring 26. Is preferably set to about 3 to 6 degrees, for example, in order to smoothly roll. If it is smaller than this range, the track opening is narrowed, the operating angle that can be taken is reduced, and the smooth rolling of the ball 27 may be impaired. If it is larger than this range, the amount of movement of the ball 27 in the radial direction is increased, the required thickness of the cage 28 is increased, and the track groove depth is reduced.

外輪２３の第１トラック溝４１は鍛造にて仕上げされている。内輪２６の第１トラック溝５１も鍛造にて仕上するのが好ましい。この場合、第１トラック溝４１、５１の全部であっても一部（例えば、ボール２７が転動する部位）であってもよい。なお、図１において、図７と同様なある角度γの時の外輪トラック深さがａ２である。   The first track groove 41 of the outer ring 23 is finished by forging. The first track groove 51 of the inner ring 26 is also preferably finished by forging. In this case, all or a part of the first track grooves 41 and 51 (for example, a portion where the ball 27 rolls) may be used. In FIG. 1, the outer ring track depth at a certain angle γ as in FIG. 7 is a2.

外輪２３の第２トラック溝４２は、図４〜図６に示すように、曲率中心Ｏ１を継手中心Ｏから軸方向に外輪２３の反開口部（奥）側にずらして設けた奥側トラック溝４２ａと、曲率中心Ｏ３（図６参照）がボール中心よりも外径側に設けられる開口側トラック溝４２ｂとを備える。また、内輪２６の第２トラック溝５２は、曲率中心Ｏ２を継手中心Ｏから軸方向に外輪２３の奥側トラック溝４２ａの曲率中心Ｏ１と反対側の開口部側に等距離ｆだけ離して設けた開口側トラック溝５２ｂと、曲率半径がボール中心よりも外径側に設けられる奥側トラック溝５２ａとを備える。   As shown in FIGS. 4 to 6, the second track groove 42 of the outer ring 23 is formed by shifting the center of curvature O <b> 1 from the joint center O in the axial direction to the side opposite to the opening (back) of the outer ring 23. 42a and an opening-side track groove 42b in which the center of curvature O3 (see FIG. 6) is provided on the outer diameter side of the ball center. Further, the second track groove 52 of the inner ring 26 is provided with the center of curvature O2 separated from the joint center O in the axial direction by an equidistant distance f on the opening side opposite to the center of curvature O1 of the inner side track groove 42a of the outer ring 23. The opening side track groove 52b and the back side track groove 52a provided with a radius of curvature closer to the outer diameter side than the center of the ball.

これによって、前記外輪２３の第２トラック溝４２にて形成するトラック中心線Ｌ３を、図５に示すように、曲率中心が継手中心Ｏ側に中心がある奥側曲部Ｌ３ａと、曲率中心がボール中心よりも外径側にある開口側曲部Ｌ３ｂとを備えた扁平Ｓ字状とすることができる。また、前記内輪２６の第２トラック溝５２にて形成するトラック中心線Ｌ４を、曲率中心が継手中心Ｏ側に中心がある開口側曲部Ｌ４ｂと、曲率中心がボール中心よりも外径側にある奥側曲部Ｌ４ａとを備えた扁平Ｓ字状とすることができる。この際、外輪２３の第２トラック溝４２においては、図６に示すように、奥側曲部Ｌ３ａの曲率半径Ｒ１を開口側曲部Ｌ３ｂの曲率半径Ｒ２より大きくしている。   Thereby, as shown in FIG. 5, the track center line L3 formed by the second track groove 42 of the outer ring 23 has a back side curved portion L3a having a center of curvature on the joint center O side and a center of curvature. A flat S-shape including an opening-side curved portion L3b located on the outer diameter side of the ball center can be formed. The track center line L4 formed by the second track groove 52 of the inner ring 26 includes an opening-side curved portion L4b having a center of curvature on the joint center O side and a center of curvature on the outer diameter side of the ball center. It can be made into the flat S character shape provided with a certain back side curved part L4a. At this time, in the second track groove 42 of the outer ring 23, as shown in FIG. 6, the curvature radius R1 of the back-side curved portion L3a is made larger than the curvature radius R2 of the opening-side curved portion L3b.

外方部材（外輪２３）の第２トラック溝４２及び内方部材の第２トラック溝５２は、それぞれ、トラック中心線Ｌ３、Ｌ４が扁平Ｓ字状であるので、奥側トラック溝４２ａ、５２ａと開口側トラック溝４２ｂ、５２ｂとが連続している。そして、外輪２３の第２トラック溝４２は鍛造にて仕上げされている。この際、内輪２６の第２トラック溝５２も鍛造にて仕上げされるのが好ましい。これらの場合、第２トラック溝４２、５２の全部または一部（例えば、ボール２７が転動する部位）であってもよい。なお、図４において、図７と同様なある角度γの時の外輪トラック深さがａ２である。   The second track groove 42 of the outer member (outer ring 23) and the second track groove 52 of the inner member have flat S-shaped track center lines L3 and L4, respectively. The opening side track grooves 42b and 52b are continuous. The second track groove 42 of the outer ring 23 is finished by forging. At this time, the second track groove 52 of the inner ring 26 is also preferably finished by forging. In these cases, all or part of the second track grooves 42 and 52 (for example, a portion where the ball 27 rolls) may be used. In FIG. 4, the outer ring track depth at a certain angle γ as in FIG. 7 is a2.

本発明では、外方部材の第１トラック溝４１及び第２トラック溝４２の奥側を深くすることができる。このため、奥側において、ボール２７の乗り上げを防止しつつ許容負荷トルクを大きくできる。図７に示す従来のものと図１及び図４に示したものとのトラック溝の奥側の深さを比較した場合、図７に示した深さをａ１とし、図１及び図４に示した深さａ２とすれば、ａ２＞ａ１となっている。このように、奥部側において、ボール２７の乗り上げを防止しつつ許容負荷トルクを大きくでき、作動角をとった状態においても、外輪２３と内輪２６との安定したトルク伝達が可能となる。   In the present invention, the back side of the first track groove 41 and the second track groove 42 of the outer member can be deepened. For this reason, it is possible to increase the allowable load torque while preventing the ball 27 from climbing on the back side. 7 is compared with the depth shown in FIG. 1 and FIG. 4, the depth shown in FIG. 7 is a1, and the depth shown in FIGS. If the depth is a2, then a2> a1. In this way, on the back side, the allowable load torque can be increased while preventing the ball 27 from climbing, and stable torque transmission between the outer ring 23 and the inner ring 26 is possible even when the operating angle is taken.

また、外方部材の開口側においては、第１トラック溝４１及び第２トラック溝４２は外径方向に広がっており、作動角をとる際に、シャフト１１の揺動が外方部材の開口部に規制されず、作動角を大きくとることができる。すなわち、図１０に示したものでは、最大作動角がθ１であるに対して、本発明の最大作動角は図２に示すようにθ２となっている。この場合、θ２＞θ１となり、最大作動角を大きくとることができる。   On the opening side of the outer member, the first track groove 41 and the second track groove 42 are expanded in the outer diameter direction, and when the operating angle is taken, the swing of the shaft 11 is the opening of the outer member. Therefore, the operating angle can be increased. That is, in the case shown in FIG. 10, the maximum operating angle is θ1, whereas the maximum operating angle of the present invention is θ2, as shown in FIG. In this case, θ2> θ1, and the maximum operating angle can be increased.

外方部材のトラック溝は第１トラック溝４１と第２トラック溝４２の２種類を有することにより、ケージ２８にかかる荷重をバランスさせることができて、耐久性および効率の向上を図ることができる。特に、第１トラック溝４１と第２トラック溝４２とを周方向に沿って交互に配設すれば、低角度におけるケージ２８にかかる荷重のバランス性に優れ、耐久性および効率の一層の向上が可能となる。   The track groove of the outer member has the first track groove 41 and the second track groove 42, so that the load applied to the cage 28 can be balanced and the durability and efficiency can be improved. . In particular, if the first track grooves 41 and the second track grooves 42 are alternately arranged along the circumferential direction, the balance of the load applied to the cage 28 at a low angle is excellent, and durability and efficiency are further improved. It becomes possible.

内方部材のトラック溝２５が、第１トラック溝５１と第２トラック溝５２の２種類を有し、この内方部材の第１トラック溝５１とこれに対応する外方部材の第１トラック溝４１とで構成されるボールトラック及び内方部材の第２トラック溝５２とこれに対応する外方部材の第２トラック溝４２とで構成されるボールトラックを、ボールが滑らかに転動する形状とすることができる。このため、種々の作動角を滑らかにとることができる。   The track groove 25 of the inner member has two types, a first track groove 51 and a second track groove 52, the first track groove 51 of the inner member and the first track groove of the outer member corresponding thereto. A ball track constituted by 41 and a second track groove 52 of the inner member and a corresponding second track groove 42 of the outer member, and a shape in which the ball rolls smoothly. can do. For this reason, various operating angles can be taken smoothly.

外輪２３の第１トラック溝４１及び第２トラック溝４２は鍛造にて仕上げされているので、ボール２７が転動する範囲のボールトラックを滑らかに形成することができる。   Since the first track groove 41 and the second track groove 42 of the outer ring 23 are finished by forging, a ball track in a range where the ball 27 rolls can be formed smoothly.

外輪２３の第１・第２トラック溝４１、４２及び内輪２６の第１・第２トラック溝５１、５２を、それぞれ、奥側トラック溝４１ａ、４２ａと開口側トラック溝４１ｂ、４２ｂとが連続しているので、滑らかに作動角をとることができる。   The first and second track grooves 41 and 42 of the outer ring 23 and the first and second track grooves 51 and 52 of the inner ring 26 are respectively connected to the back side track grooves 41a and 42a and the opening side track grooves 41b and 42b. Therefore, the operating angle can be taken smoothly.

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、第１トラック溝４１、５１と第２トラック溝４２、５２とを交互に配設しなくてもよく、また、第１トラック溝４１、５１と第２トラック溝４２、５２の数を相違させてもよい。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made. For example, the first track grooves 41, 51 and the second track grooves 42, 52 are possible. And the number of the first track grooves 41 and 51 may be different from the number of the second track grooves 42 and 52.

本発明の実施形態を示す固定式等速自在継手の第１トラック溝での断面図である。It is sectional drawing in the 1st track groove of the fixed type constant velocity universal joint which shows embodiment of this invention. 前記固定式等速自在継手の作動角をとった状態の第１トラック溝での断面図である。It is sectional drawing in the 1st track groove of the state which took the operating angle of the said fixed type constant velocity universal joint. 前記固定式等速自在継手の外方部材の第１トラック溝を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the 1st track groove of the outer member of the said fixed type constant velocity universal joint. 前記固定式等速自在継手の第２トラック溝での要部断面図である。It is principal part sectional drawing in the 2nd track groove of the said fixed type constant velocity universal joint. 前記固定式等速自在継手の作動角をとった状態の第２トラック溝での第１トラック溝での断面図である。It is sectional drawing in the 1st track groove in the 2nd track groove of the state which took the operating angle of the said fixed type constant velocity universal joint. 前記固定式等速自在継手の外方部材の第２トラック溝を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view which shows the 2nd track groove of the outer member of the said fixed type constant velocity universal joint. 従来の固定式等速自在継手の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the conventional fixed type constant velocity universal joint. 従来の固定式等速自在継手の要部簡略正面図である。It is a principal front simplified view of the conventional fixed type constant velocity universal joint. 外輪のトラック溝の曲率中心を奥側とし、内輪のトラック溝の曲率中心を開口側した固定式等速自在継手の要部断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a principal part of a fixed type constant velocity universal joint in which the center of curvature of a track groove of the outer ring is on the back side and the center of curvature of the track groove of the inner ring is on the opening side. 前記図９の固定式等速自在継手において作動角をとった状態の要部断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part in a state where an operating angle is taken in the fixed type constant velocity universal joint of FIG. 9.

符号の説明Explanation of symbols

２１ 内球面
２２、２５ トラック溝
２４ 外球面
２７ ボール
２８ ケージ
４１、５ 第１トラック溝
４１ａ、４２ａ 奥側トラック溝
４１ｂ、４２ｂ 開口側トラック溝
４２、５２ 第２トラック溝 21 inner spherical surfaces 22 and 25 track grooves 24 outer spherical surfaces 27 balls 28 cages 41 and 5 first track grooves 41a and 42a back side track grooves 41b and 42b opening side track grooves 42 and 52 second track grooves

Claims (3)

内球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された外方部材と、外球面に複数のトラック溝が円周方向等間隔に軸方向に沿って形成された内方部材と、前記外方部材のトラック溝と内方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、前記外方部材の内球面と内方部材の外球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固定式等速自在継手において、
前記外方部材のトラック溝は第１トラック溝と第２トラック溝の２種類を有し、第１トラック溝は、曲率中心を継手中心から軸方向に奥側にずらして設けた奥側トラック溝と、奥側から開口側に向かって深くなるテーパ状の開口側トラック溝とを備え、第２トラック溝は、曲率中心を継手中心から軸方向に奥側にずらして設けた奥側トラック溝と、曲率中心をボール中心より外径側に設けた開口側トラック溝とを備えることを特徴とする固定式等速自在継手。 An outer member in which a plurality of track grooves are formed in the inner spherical surface along the axial direction at equal intervals in the circumferential direction, and an inner member in which the plurality of track grooves are formed in the outer spherical surface at equal intervals in the circumferential direction along the axial direction. An outer member, a plurality of balls that are interposed between the outer member track groove and the inner member track groove to transmit torque, and an inner spherical surface of the outer member and an outer spherical surface of the inner member In a fixed type constant velocity universal joint provided with a cage for holding a ball interposed therebetween,
The track groove of the outer member has two types, a first track groove and a second track groove, and the first track groove is a back track groove provided by shifting the center of curvature from the joint center to the back in the axial direction. And a tapered opening-side track groove that becomes deeper from the back side toward the opening side, and the second track groove includes a back-side track groove that is provided by shifting the center of curvature from the joint center to the back side in the axial direction. A fixed type constant velocity universal joint comprising: an opening side track groove having a center of curvature provided on the outer diameter side of the center of the ball. 前記内方部材のトラック溝は第１トラック溝と第２トラック溝の２種類を有し、この内方部材の第１トラック溝は、曲率中心を継手中心から軸方向に前記外方部材の奥側トラック溝の曲率中心と反対側の開口部側に等距離だけ離して設けた開口側トラック溝と、開口側から奥側に向かって浅くなるテーパ状の奥側トラック溝とを備え、内方部材の第２トラック溝は、曲率中心を継手中心から軸方向に前記外方部材の奥側トラック溝の曲率中心と反対側の開口部側に等距離だけ離して設けた開口側トラック溝と、曲率中心をボール中心より外径側に設けた奥側トラック溝とを備えたことを特徴とする請求項１の固定式等速自在継手。   The track groove of the inner member has two types, a first track groove and a second track groove. The first track groove of the inner member has a center of curvature extending axially from the joint center to the back of the outer member. An opening side track groove provided at an equal distance away from the opening side opposite to the center of curvature of the side track groove, and a tapered back side track groove that becomes shallower from the opening side toward the back side. The second track groove of the member has an opening side track groove provided at an equal distance from the joint center in the axial direction from the joint center to the opening side opposite to the curvature center of the inner side track groove of the outer member, and 2. The fixed type constant velocity universal joint according to claim 1, further comprising a back side track groove having a center of curvature provided on the outer diameter side of the ball center. 外方部材および内方部材の少なくともどちらか一方の第１トラック溝と第２トラック溝の全部または一部を鍛造にて仕上げることを特徴とする請求項１又は請求項２の固定式等速自在継手。   3. The fixed type constant velocity free according to claim 1, wherein all or part of the first track groove and the second track groove of at least one of the outer member and the inner member are finished by forging. Fittings.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113710911A (en) * 2019-02-28 2021-11-26 尼亚布科知识产权控股有限责任公司 Constant velocity rotary joint

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