JP2009002388A - Tripod constant velocity universal joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トリポード型等速自在継手に関する。 The present invention relates to a tripod type constant velocity universal joint.
例えば自動車や産業機械の動力伝達装置には、駆動軸と従動軸を接続するためにトリポード型等速自在継手が用いられている。トリポード型等速自在継手は、駆動軸と従動軸が作動角をとった状態でも等速で回転トルクを伝達し、しかも、軸方向の相対変位をも許容することができる構造を備えている。 For example, a tripod type constant velocity universal joint is used in a power transmission device of an automobile or an industrial machine to connect a drive shaft and a driven shaft. The tripod type constant velocity universal joint has a structure capable of transmitting rotational torque at a constant speed even when the drive shaft and the driven shaft have an operating angle, and also allowing relative displacement in the axial direction.
図1および図2に示すように、トリポード型等速自在継手は、連結すべき二軸のうちの一方の回転軸と接続する外側継手部材10と、他方の回転軸と接続するトリポード・ユニット(20,30,32)とを主要な構成要素としている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the tripod type constant velocity universal joint includes an
外側継手部材10は、周方向等分位置に軸方向に延びる3本のトラック溝12を配置した中空カップ状である。各トラック溝12は向かい合った側壁にローラ案内面14を形成している。このローラ案内面14は外側継手部材10の軸と平行な軸を有する円筒面の一部すなわち部分円筒面である。外側継手部材10の径方向断面は、周方向に交互に現れる直径D1の小内径部16と直径D2の大内径部18とをローラ案内面14で接続した花冠状を呈している。
The
トリポード・ユニットは、トラニオン20とローラ30と複数の針状ころ32を有する。
The tripod unit includes a
トラニオン20は、周方向等分位置に径方向に突出した3本の円柱形状のトラニオン・ジャーナル22を有する。各トラニオン・ジャーナル22は、外周面24と、軸端付近に形成された環状の輪溝26を備えている。トラニオン・ジャーナル22の外周に複数の針状ころ32を介して回転自在にローラ30が外嵌している。トラニオン・ジャーナル22の外周面24は針状ころ32の内側軌道面を提供する。ローラ30の内周面は円筒形で、針状ころ32の外側軌道面を提供する。
The
針状ころ32はトラニオン20の径方向外方の端面にてアウタ・ワッシャ34と接し、反対側の端面にてインナ・ワッシャ38と接している。アウタ・ワッシャ34は輪溝26に装着されたサークリップ36によって軸方向移動を規制されているため、結局、針状ころ32も軸方向移動を規制される。アウタ・ワッシャ34は、トラニオン・ジャーナル22の径方向に延びた円盤部34aと、トラニオン・ジャーナル22の軸方向に延びた円筒部34bとからなる。アウタ・ワッシャ34の円筒部34bはローラ30の内径より小さな外径を有し、トラニオン20の径方向外方の端部34cにてローラ30の内径よりも大径に拡大している。したがって、アウタ・ワッシャ34の円筒部34bの外径が拡大していない範囲で、ローラ30はトラニオン・ジャーナル22の軸方向に移動することができる。
The
ローラ30の外周面は球面の一部すなわち部分球面状であるが、軸から径方向に離れた位置にその曲率中心を有し、ローラ案内面14よりも僅かに曲率半径が小さくなっている。また、ローラ30とローラ案内面14との接触形態は、断面で見て円弧同士の接触すなわちサーキュラ・コンタクトとなる(特許文献1参照)。
ところで、トラニオン20のトラニオン・ジャーナル22は、針状ころ32と接触する箇所であり、継手が回転駆動する際に垂直荷重と共に転動や滑りの影響等大きな負荷を受ける。また、耐久性や振動特性の面から、トラニオン・ジャーナル22の外周面24と針状ころ32は所定の隙間を設けて管理する必要がある。このために、トラニオン・ジャーナル22の外周面24の表面性状や寸法精度を良好にするために、外周面24は研削加工で仕上げることが一般的である。これは、トラニオン・ジャーナル22の外周面24にインナーリングと呼ばれる部材が接触するタイプのトリポード型等速自在継手の場合でも同様である。
By the way, the
研削加工では、粉状の研削屑が生じ、研削屑は研削油と共に研削スラッジとして排出される。研削スラッジは、研削屑を濾過したうえで一部が研削油に再利用される一方、濾過により得られた高濃度スラッジは廃棄処分される。このように、研削加工は、研削油の供給装置や濾過装置が必要となるので装置構成が複雑になる。更に、研削油の消費及び研削油の供給電力消費は多大なものとなり、コスト高になる。また、廃棄されたスラッジが環境に悪影響を与えるおそれがある。また、加工作業において研削油の供給のための前準備が必要であり、作業に手間がかかって生産性が低いという問題がある。 In the grinding process, powdery grinding waste is generated, and the grinding waste is discharged as grinding sludge together with the grinding oil. The grinding sludge is partly reused as grinding oil after filtering the grinding waste, while the high-concentration sludge obtained by filtration is discarded. As described above, the grinding process requires a grinding oil supply device and a filtration device, so that the device configuration is complicated. Furthermore, the consumption of the grinding oil and the power consumption of the grinding oil become enormous and the cost increases. In addition, the discarded sludge may adversely affect the environment. In addition, preparation for supplying the grinding oil is necessary in the machining operation, and there is a problem that the operation takes time and productivity is low.
本発明は、上記事情に鑑み、環境への悪影響が少なく、高い生産性かつ低コストで簡易な装置により製造可能であると共に寸法精度及び表面粗さの良好なトラニオン・ジャーナルを有するトリポード型等速自在継手を提供することを課題とする。 In view of the above circumstances, the present invention has a tripod type constant velocity having a trunnion journal that has a small adverse effect on the environment, can be manufactured by a simple device with high productivity and low cost, and has good dimensional accuracy and surface roughness. It is an object to provide a universal joint.
前記課題を解決するため、本発明は、内周に軸方向の三本のトラック溝を有し、各トラック溝の向かい合った側壁にローラ案内面を形成した外側継手部材と、径方向に突出した三本の円柱形状のトラニオン・ジャーナルを有するトラニオンと、各トラニオン・ジャーナルに回転自在に外嵌し、前記トラック溝内に収容されたローラとを備え、前記ローラがその外周面において前記ローラ案内面によって案内されるようにしたトリポード型等速自在継手において、前記トラニオン・ジャーナルの外周面をドライ切削したことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has an outer joint member having three track grooves in the axial direction on the inner periphery and having a roller guide surface formed on opposite side walls of each track groove, and protruding in the radial direction. A trunnion having three cylindrical trunnion journals, and a roller externally fitted to each trunnion journal and accommodated in the track groove, and the roller guide surface on the outer circumferential surface thereof. In the tripod type constant velocity universal joint guided by the above, the outer peripheral surface of the trunnion journal is dry-cut.
このような構成によれば、ドライ切削は、切削油等の加工流体を使用しない加工方法であるため、従来の研削で必要であった供給装置や濾過装置が不要になり切削装置の構成を簡易に出来る。更に、研削油の消費及び研削油の供給電力消費がなくなり、コスト削減ができる。スラッジが廃棄されることもなくなり、環境に悪影響を与えるおそれがなくなる。また、加工作業において研削油の供給のための前準備が不要になり、生産性が向上する。 According to such a configuration, since dry cutting is a processing method that does not use a processing fluid such as cutting oil, the supply device and the filtering device that are necessary in conventional grinding are not required, and the configuration of the cutting device is simplified. I can do it. Furthermore, the consumption of grinding oil and the power consumption of the grinding oil are eliminated, and the cost can be reduced. Sludge is no longer discarded and there is no risk of adverse environmental effects. In addition, the preparation for supplying the grinding oil is not necessary in the machining operation, and the productivity is improved.
上記構成において、前記トラニオン・ジャーナルの外周面に対して複数の針状ころが直接転動することにより、前記トラニオン・ジャーナルに対して前記ローラが回転自在であり、前記トラニオン・ジャーナルの外周面において、少なくとも前記針状ころが直接転動する領域をドライ切削することが好ましい。 In the above configuration, the plurality of needle rollers rolls directly with respect to the outer peripheral surface of the trunnion journal, so that the roller is rotatable with respect to the trunnion journal. It is preferable to dry-cut at least a region where the needle rollers directly roll.
このような構成によれば、ドライ切削により得られるトラニオン・ジャーナルの外周面に対して針状ころが滑らかに転動すると共に、トラニオン・ジャーナルの転動疲労寿命と継手回転駆動中の振動特性を良好なものとすることができる。 According to such a configuration, the needle rollers smoothly roll with respect to the outer peripheral surface of the trunnion journal obtained by dry cutting, and the rolling fatigue life of the trunnion journal and the vibration characteristics during joint rotation driving are reduced. It can be good.
上記構成において、前記ドライ切削されたトラニオン・ジャーナルの外周面の表面粗さをRa1.0以下とすることが好ましい。 In the above configuration, it is preferable that the dry-cut trunnion journal has a surface roughness Ra of 1.0 or less.
このような構成によれば、上記の作用及び効果がより効果的に得られる。 According to such a structure, said effect | action and effect are acquired more effectively.
上記構成において、前記ドライ切削されるトラニオン・ジャーナルを有するトラニオンを予め浸炭焼き入れ焼き戻しすることが好ましい。 In the above configuration, it is preferable that the trunnion having the trunnion journal to be dry-cut is previously carburized, quenched, and tempered.
このような構成によれば、トラニオンに硬化層が形成されトラニオンの耐久性が向上する。 According to such a configuration, a cured layer is formed on the trunnion, and the durability of the trunnion is improved.
上記構成において、前記ドライ切削されるトラニオン・ジャーナルを有するトラニオンを予め浸炭窒化焼き入れ焼き戻しすることが好ましい。 In the above-described configuration, it is preferable that the trunnion having the trunnion journal to be dry-cut is preliminarily carbonitrided, quenched, and tempered.
このような構成によれば、上記と同様の作用及び効果が得られる。 According to such a configuration, the same operations and effects as described above can be obtained.
上記構成において、前記ドライ切削されるトラニオン・ジャーナルを有するトラニオンを予め高周波焼き入れ焼き戻しすることが好ましい。 In the above configuration, it is preferable that the trunnion having the trunnion journal to be dry-cut is tempered and tempered in advance.
このような構成によれば、上記と同様の作用及び効果が得られる。 According to such a configuration, the same operations and effects as described above can be obtained.
上記構成において、前記ドライ切削されるトラニオン・ジャーナルを有するトラニオンにおいて、少なくとも前記トラニオン・ジャーナルの外周面及び根元部を、予め高周波焼き入れ焼き戻しすることが好ましい。 In the above configuration, in the trunnion having the trunnion journal to be dry-cut, it is preferable that at least the outer peripheral surface and the root portion of the trunnion journal are induction hardened and tempered in advance.
このような構成によれば、少なくともトラニオン・ジャーナルの外周面及び根元部に上記と同様の作用及び効果が得られる。 According to such a configuration, the same operation and effect as described above can be obtained at least on the outer peripheral surface and the root portion of the trunnion journal.
本発明によれば、環境への悪影響が少なく、高い生産性かつ低コストで簡易な装置により製造可能であると共に寸法精度及び表面粗さの良好なトラニオン・ジャーナルを有するトリポード型等速自在継手を提供することができる。 According to the present invention, there is provided a tripod type constant velocity universal joint having a trunnion journal that has a small adverse effect on the environment, can be manufactured by a simple device with high productivity and low cost, and has good dimensional accuracy and surface roughness. Can be provided.
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
本実施形態のトリポード型等速自在継手の構造は、図1及び図2を用いて説明したトリポード型等速自在継手と同一であるので、図1及び図2に基づいて説明する。また、構造については既に説明した通りなので説明を省略し、加工方法等の相違点のみを説明する。 Since the structure of the tripod type constant velocity universal joint of this embodiment is the same as that of the tripod type constant velocity universal joint described with reference to FIGS. 1 and 2, the structure will be described with reference to FIGS. 1 and 2. Further, since the structure has already been described, the description thereof will be omitted, and only differences in processing methods and the like will be described.
トラニオン20は、円柱形状のトラニオン・ジャーナル22に仕上げ加工を行なう前に予め、浸炭焼き入れ焼戻し、浸炭窒化焼き入れ、高周波焼き入れ焼戻しのいずれかを行なう。これにより、トラニオン20の表面に焼き入れ硬化層が形成され、耐久性が向上する。尚、高周波焼き入れ焼戻しについては、少なくともトラニオン・ジャーナル22の外周面24及び継手回転駆動時に曲げ応力が働く根元部に焼き入れ硬化層が形成されることが望ましい。
The
上記熱処理の後に、トラニオン・ジャーナル22の外周面24をドライ切削により仕上げる。ドライ切削には、例えば立方晶窒化硼素(CBN)に特殊セラミックス結合剤を加えた焼結体からなるバイトが用いられる。
After the heat treatment, the outer
ドライ切削は、切削油等の加工流体を使用しない加工方法であるため、従来の研削で必要であった供給装置や濾過装置が不要になり切削装置の構成を簡易に出来る。更に、研削油の消費及び研削油の供給電力消費がなくなり、コスト削減ができる。スラッジが廃棄されることもなくなり、環境に悪影響を与えるおそれがなくなる。また、加工作業において研削油の供給のための前準備が不要になり、生産性が向上する。 Since dry cutting is a processing method that does not use a processing fluid such as cutting oil, a supply device and a filtration device that are necessary in conventional grinding are not required, and the configuration of the cutting device can be simplified. Furthermore, the consumption of grinding oil and the power consumption of the grinding oil are eliminated, and the cost can be reduced. Sludge is no longer discarded and there is no risk of adverse environmental effects. In addition, the preparation for supplying the grinding oil is not necessary in the machining operation, and the productivity is improved.
上記トラニオン・ジャーナル22の外周面24に対するドライ切削は、外周面24において少なくとも針状ころ32が接触する領域に行なえばよい。また、ドライ切削を行なった外周面24の領域の表面粗さはRa1.0以下とし、望ましくはRa0.5以下とする。このような表面粗さであれば、ドライ切削により得られる外周面24の寸法精度と相俟って、針状ころ32と接触する外周面24に対して針状ころ32が滑らかに転動する。また、トラニオン・ジャーナル22の転動疲労寿命と継手回転駆動中の振動特性を良好なものとすることができる。
What is necessary is just to perform the dry cutting with respect to the outer
上記実施形態は、本発明をトラニオン・ジャーナルに針状ころが直接接触するタイプのトリポード型等速自在継手に適用したものであるが、本発明はこれ以外のトリポード型等速自在継手にも適用可能である。例えば、トラニオン・ジャーナルにインナーリングが直接接触するタイプのトリポード型等速自在継手にも適用可能である。 In the above embodiment, the present invention is applied to a tripod type constant velocity universal joint in which the needle roller is in direct contact with the trunnion journal. However, the present invention is also applied to other tripod type constant velocity universal joints. Is possible. For example, the invention can also be applied to a tripod type constant velocity universal joint in which an inner ring is in direct contact with a trunnion journal.
10 外側継手部材
12 トラック溝
14 ローラ案内面
20 トラニオン
22 トラニオン・ジャーナル
24 トラニオン・ジャーナルの外周面
30 ローラ
32 針状ころ
10 outer
Claims (7)
前記トラニオン・ジャーナルの外周面をドライ切削したことを特徴とするトリポード型等速自在継手。 It has three axial groove tracks on the inner circumference, outer joint members with roller guide surfaces formed on opposite side walls of each track groove, and three cylindrical trunnion journals projecting in the radial direction A tripod type constant velocity comprising a trunnion and a roller that is rotatably fitted to each trunnion journal and accommodated in the track groove, and the roller is guided by the roller guide surface on the outer peripheral surface thereof. In universal joints,
A tripod type constant velocity universal joint, wherein the outer peripheral surface of the trunnion journal is dry cut.
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WO2017206973A1 (en) * | 2016-06-03 | 2017-12-07 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Carbonitriding of universal joint bushes |
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- 2007-06-19 JP JP2007161501A patent/JP2009002388A/en active Pending
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