JP2007333206A - トリポート型等速ジョイント - Google Patents

Abstract

【課題】傾斜角度を規制する膨出部等を不要とした場合であってもローラ部材の姿勢を好適に保持することができると共に、製造コストを低減することにある。
【解決手段】案内溝１８ａ〜１８ｃに向かって膨出し、外表面に球面部を有する複数のトラニオン２６ａ〜２６ｃと、前記トラニオン２６ａ〜２６ｃの軸線方向に沿って分割構成され、外周面が前記アウタカップ１２の転動面に接触し前記転動面に沿って回動する第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂと、前記第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂを前記トラニオン２６ａ〜２６ｂに保持するホルダ３０と、前記第１ローラ部材５２ａと前記第２ローラ部材５２ｂとの間に介装され、該第１ローラ部材５２ａ及び/又は第２ローラ部材５２ｂに付与される負荷を吸収する弾性体４８とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、自動車の駆動力伝達部において、駆動軸と従動軸とを連結させるトリポート型等速ジョイントに関する。

従来より、自動車の駆動力伝達部では、駆動軸の回転力を従動軸を介して各車軸へと伝達させるためにトリポート型等速ジョイントが用いられている。

この従来技術に係るトリポート型等速ジョイントとしては、特許文献１に開示された技術的思想がある。前記特許文献１では、ローラ要素に形成された球欠形走行面と外輪部材の凹部に形成された軌道とを接触させると共に、前記ローラ要素に形成された環状肩部と前記外輪部材の凹部内壁に膨出形成されたくぼみの案内肩面とを接触させることにより、軌道内におけるローラ要素の傾動を防止する構成が採用されている。

また、他の従来技術に係る等速ジョイントとしては、特許文献２に開示された技術的思想がある。前記特許文献２では、外輪部材の内部に縦方向に間隙が形成され、接点Ａ又は接点Ｂのいずれかと接点Ｃとを介して前記縦方向の間隙の内部に形成された転動面に常時接触するロール体と、前記ロール体の変位を規制する肩部とを設ける構成が採用されている。

特開平６−１２３３１６号公報 特開平４−２８２０２８号公報

しかしながら、前記の従来技術に係るトリポート型等速ジョイントでは、軌道に隣接して半径内方向に向かって膨出形成される案内肩面によってのみローラ要素の傾斜角度を規制し、又は、肩部によってのみロール体の変位を規制する構成が採用されているため、例えば、急加速時等のように駆動軸と従動軸と交差角度（作動角度）が増大した場合、外輪部材の凹部内壁に形成された案内軌道の軸線に対して前記ローラ要素又はロール体が傾斜した状態で滑動すること、すなわち、前記ローラ要素又はロール体が案内軌道に沿って円滑に転動することがなく前記案内軌道の壁面に沿って滑りながら変位することを十分に規制することができないという問題がある。

本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであり、傾斜角度を規制する膨出部等を不要とした場合であってもローラ部材の姿勢を好適に保持することができると共に、製造コストを低減することが可能なトリポート型等速ジョイントを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、所定間隔離間し軸線方向に沿って延在する複数の案内溝が内周面に設けられ一方の伝達軸に連結される筒状のアウタ部材と、前記アウタ部材の開口する内空部内に挿入されて他方の伝達軸に連結されるインナ部材とを有する等速ジョイントにおいて、
平坦面によって形成された天井部と、前記天井部を間にした両側の側壁からなる一組の転動面とを有する案内溝が形成された前記アウタ部材と、
前記案内溝に向かって膨出し、外表面に球面部を有する複数のトラニオンと、
前記トラニオンの軸線方向に沿って分割構成され、外周面が前記アウタ部材の転動面に接触し前記転動面に沿って回動する第１ローラ部材及び第２ローラ部材と、
前記第１ローラ部材及び第２ローラ部材を前記トラニオンに保持するホルダと、
前記第１ローラ部材と前記第２ローラ部材との間に介装され、該第１ローラ部材及び/又は第２ローラ部材に付与される負荷を吸収する弾性体と、
を備えることを特徴とする。

この場合、前記弾性体は、ゴム製材料、樹脂製材料又は金属製材料のいずれかによって形成されたリング体によって構成されるとよい。

本発明によれば、一方の伝達軸と他方の伝達軸とが交差して第１ローラ部材及び第２ローラ部材が案内溝の転動面に対して所定角度傾斜しようとする場合、前記第１ローラ部材及び/又は第２ローラ部材に発生する回転摩擦を弾性力によって吸収する弾性体を前記第１ローラ部材と第２ローラ部材との間に設けることにより、案内溝に対する第１ローラ部材及び第２ローラ部材の傾斜角度が規制される。

このように、本発明では、第１ローラ部材及び第２ローラ部材に付与される回転摩擦が弾性体によって好適に吸収されることにより、案内溝に対する第１ローラ部材及び第２ローラ部材の傾斜角度を規制して前記第１ローラ部材及び第２ローラ部材の面倒れを防止することができる。

本発明では、以下のような効果を有する。

すなわち、分割構成された第１ローラ部材と第２ローラ部材との間に弾性体が介装されることにより、案内溝に対して第１ローラ部材及び第２ローラ部材の姿勢が好適に保持され、案内溝に沿って第１ローラ部材及び第２ローラ部材が変位する際に発生する軸力（誘起スラスト力）を低減することができる。また、従来技術のような傾斜角度を規制する膨出部等を不要とすることができる。

本発明に係るトリポート型等速ジョイントについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１において参照符号１０は、本発明の実施の形態に係るトリポート型等速ジョイントを示し、このトリポート型等速ジョイント１０は、図示しない第１伝達軸の一端部に一体的に連結されて開口部を有する筒状のアウタカップ（アウタ部材）１２と、第２伝達軸１４の一端部に固着されてアウタカップ１２の孔部内に収納されるインナ部材１６とから基本的に構成される。

前記アウタカップ１２の内周面には、軸線方向に沿って延在し、且つ軸心の回りにそれぞれ１２０度の間隔をおいて３本の案内溝１８ａ〜１８ｃ（但し、案内溝１８ｂ、１８ｃは図示を省略する）が形成される。

各案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）は、平坦面によって形成された天井部２０と、前記天井部２０を間にした両側に配置され該天井部２０に対して所定角度傾斜する傾斜面２２ａ、２２ｂと、前記天井部２０を間にした両側に配置され該天井部２０と略直交する平面状の側壁からなり、後述する第１ローラ部材及び第２ローラ部材の外周面に接触する転動面２４ａ、２４ｂとを有する（図３参照）。なお、前記アウタカップ１２の開口部は、図示しない可撓性ブーツによって閉塞される。

この場合、本実施の形態に係るトリポート型等速ジョイント１０では、従来技術においてローラ要素又はロール体の傾斜角度を規制するために形成されていた案内肩面や肩部等の膨出部が何ら設けられることがなく、後述する第１ローラ部材及び第２ローラ部材の外周面に接触し相互に対向する前記転動面２４ａ、２４ｂが断面直線状で略平行に形成される（図３参照）。なお、前記転動面２４ａ、２４ｂが断面直線状に形成されているため、前記転動面２４ａ、２４ｂの下方側には、後述する第１ローラ部材及び第２ローラ部材が各案内溝１８ａ〜１８ｃから脱落することを防止するための突条部２５ａ、２５ｂが軸線方向に沿って延在するように形成される。

図１に示されるように、第２伝達軸１４の一端部にはリング状のスパイダ２８がセレーション嵌合され、前記スパイダ２８の外周面には、それぞれ案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）に向かって膨出し軸心の回りに１２０度の間隔をおいて３本のトラニオン２６ａ〜２６ｃ（但し、トラニオン２６ｂ、２６ｃは図示を省略する）が一体的に膨出形成される。

各トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）は、それぞれ、球状に形成され、各トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）の外表面に該トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）の軸線を中心として周方向に沿って形成された球面部は、略円筒状のホルダ３０の内壁面と係合する。

この場合、前記トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）は、ホルダ３０の軸線方向に沿って摺動自在に設けられると共に、ホルダ３０の軸線に対して傾動自在に設けられ、また、ホルダ３０の軸線を回転中心として所定角度だけ回動自在に設けられる。

前記ホルダ３０は、その縦断面が略Ｌ字状からなり、トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）の軸線方向に沿って延在する円筒部３２と、前記円筒部３２の下部側に該円筒部３２と一体的に形成され半径外方向に向かって屈曲する環状フランジ部３４とから構成される。

この場合、図２に示されるように、前記ホルダ３０の円筒部３２の上端部３６は、図示しない第１伝達軸と第２伝達軸１４とが同軸にあって作動角（ジョイント角）が０度の場合、案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）の天井部２０と所定のクリアランスを介して非接触状態に設けられる。

一方、図示しない第１伝達軸または第２伝達軸１４が相対的に所定角度傾斜して作動角（ジョイント角）が所定角度となった場合、前記ホルダ３０の上端部３６が案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）の天井部２０に当接して前記天井部２０から反力を受容するように設けられている。

前記ホルダ３０の外周部には複数のニードルベアリング５０を介して第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂが外嵌される。

図２及び図３に示されるように、外径側に配置された第１ローラ部材５２ａと内径側に配置された第２ローラ部材５２ｂは、それぞれ分割構成された略同径のリング体からなり、トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）の軸線方向に沿って所定間隔離間して配設される。

この場合、第１ローラ部材５２ａの前記軸線方向に沿った肉厚が厚肉に形成されると共に、第２ローラ部材５２ｂの前記軸線方向に沿った肉厚が薄肉に形成されている。

なお、前記第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂの肉厚関係は、図２及び図３に示される上記関係に限定されるものではなく、その逆に第１ローラ部材５２ａの肉厚を薄肉に形成すると共に第２ローラ部材５２ｂの肉厚を厚肉に形成し、あるいは、第１ローラ部材５２ａと第２ローラ部材５２ｂの肉厚を略同等に形成してもよい。

前記第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂの外周面は、案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）の断面形状に対応して断面直線状からなる同一径に形成された同径部４４と、前記第１ローラ部材５２ａの上端部に形成され断面円弧状に面取り加工された第１面取り部４６ａと、前記第２ローラ部材５２ｂの下端部に形成され断面円弧状に面取り加工された第２面取り部４６ｂとから構成される。

前記第１ローラ部材５２ａと前記第２ローラ部材５２ｂとの間には、天然ゴム又は合成ゴム等のゴム製材料によって形成されたリング体からなり、弾性力を有する弾性体４８が介装される。

なお、前記弾性体４８は、ゴム製材料に限定されるものではなく、図示しないコイルスプリング、板ばね等のばね部材、又は、比較的軟質な合成樹脂、あるいは、弾性力を有する金属製材料（例えば、ニッケルチタン合金）等によって形成されるとよい。

各ニードルベアリング５０、第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂは、ホルダ３０の環状溝に嵌着されたサークリップ５４及びワッシャ５６と、ホルダ３０の屈曲した環状フランジ部３４との間に保持される。なお、前記ワッシャ５６を用いることなくサークリップ５４のみでニードルベアリング５０、第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂを保持することも可能である。

前記第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂの外周面（同径部４４）が案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）の転動面２４ａ、２４ｂに対して面接触していることにより、前記転動面２４ａ、２４ｂに沿って左右方向（図１の矢印Ｙ方向）に転動自在に設けられる。

この場合、図５に示されるように、第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂの外周面が、断面直線状の同一径からなる同径部５８と、前記同径部５８に連続し所定の曲率半径からなる円弧部６０とによって構成してもよい。また、図６に示されるように、第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂの外周面が、単一で所定の曲率半径からなる円弧部６２のみによって構成してもよい。

なお、図５及び図６に示される変形例に係る第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂでは、案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）の転動面２４ａ、２４ｂが前記第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂの外周面に対応した形状に形成される。また、前記図５及び図６では、環状フランジ部３４がなく円筒部３２のみからなるホルダ３０ａが用いられ、サークリップ５４及びワッシャ５６によってニードルベアリング５０、第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂの下端部が保持される。

本発明の実施の形態に係るトリポート型等速ジョイント１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作並びに作用効果について説明する。

図示しない第１伝達軸が回転すると、その回転力はアウタカップ１２を介してインナ部材１６に伝達され、トラニオン２６ａ〜２６ｃを通じて第２伝達軸１４が所定方向に回転する。

すなわち、アウタカップ１２の回転力は、案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）に沿って変位する第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂに伝達され、さらに、ニードルベアリング５０を介して前記第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂの内嵌されるホルダ３０を通じてトラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）に伝達されることにより、スパイダ２８を介して前記トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）に連結された第２伝達軸１４が回転する。

図示しない第１伝達軸から第２伝達軸１４に対して回転駆動力が伝達されている際、図４に示されるように、図示しない第１伝達軸の軸線に対して第２伝達軸１４が所定角度だけ傾斜しようとすると、第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂが案内溝１８ａ〜１８ｃに沿って転動しながら、トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）の球面部がホルダ３０の円筒状の内壁面と係合し、該トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）が第２伝達軸１４と一体的に所定角度だけ傾斜する。このため、第１伝達軸の回転速度はアウタカップ１２に対する第２伝達軸１４の傾斜角度に影響されることなく、常時、一定の回転速度（等速）で第２伝達軸１４に伝達される。

ところで、図４に示されるように、図示しない第１伝達軸の軸線に対して第２伝達軸１４が所定角度だけ傾斜した場合、トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）の球面部とホルダ３０の円筒状の内壁面との係合作用下に回転摩擦が発生し、ホルダ３０に外嵌された第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂを図５の矢印Ａ方向に沿って回転させる力が作用する。

その際、ホルダ３０の上端部３６が案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）の天井部２０に当接することにより、アウタカップ１２の半径内方向（天井部２０から離間する方向）に向かう押圧力が発生すると共に、この押圧力による反力としてホルダ３０の環状フランジ部３４によって該ホルダ３０の上端部をアウタカップ１２の案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）の天井部２０に対して押し付ける力が作用する。このホルダ３０の上端部３６をアウタカップ１２の案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）の天井部２０に対して押圧することにより、前記ホルダ３０に外嵌された第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂとアウタカップ１２の案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）の転動面２４ａ、２４ｂとの間の摩擦力が増大しようとするが、このホルダ３０の上端部をアウタカップ１２の案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）の天井部２０に対して押し付ける力を第１ローラ部材５２ａと第２ローラ部材５２ｂとの間に介装された弾性体４８によって吸収することにより、前記摩擦力が増大することを阻止することができる。

従って、本実施の形態では、ホルダ３０及び第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂを案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）の軸線に対して傾動させることがなく、ホルダ３０の円筒状の内壁面に対してトラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）の球面部を円滑に滑動させることができる。

この結果、本実施の形態では、従来技術のような傾斜角度を規制するための案内肩面や肩部等の膨出部を不要とし、弾性体４８によってホルダ３０に外嵌された第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂを図４の矢印Ａ方向に沿って回転させる力が好適に吸収されて、前記ローラ部材５２の案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）（転動面２４ａ、２４ｂ））に対する面倒れを阻止することにより、ホルダ３０に外嵌された第１ローラ部材５２ａ、第２ローラ部材５２ｂの姿勢が保持された状態で、第１伝達軸から第２伝達軸１４に対して円滑に回転駆動力を伝達することができる。

このように、第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂの間に介装された弾性体４８によって矢印Ａ方向に向かう回転力が好適に吸収されることにより、案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）に対する第１ローラ部材５２ａ、第２ローラ部材５２ｂの傾斜角度を規制して前記第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂの面倒れを防止することができる。

この結果、本実施の形態では、従来技術のような傾斜角度を規制する膨出部等を不要とした場合であっても第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂの姿勢を好適に保持することができ、しかも、アウタカップ１２の内面形状が簡素されることにより鍛造成形工程が簡便になると共に、高精度な鍛造成形装置を用いる必要がなく既存の鍛造成形装置によって容易に製造することができることにより製造コストを低減することができる。

これに対して、図７に示されるように、弾性体４８が設けられておらず単一のローラ部材５２を有する比較例に係るトリポート型等速ジョイント１００では、トラニオン２６ａ（２６ｂ、２６ｃ）の球面部とホルダ３０の円筒状の内壁面との係合作用下に回転摩擦が発生し、ホルダ３０に外嵌されたローラ部材５２を図６の矢印Ｂ方向に沿って回転させる力が作用することにより、案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）（転動面２４ａ、２４ｂ）の軸線に対してローラ部材５２が所定角度だけ傾動して前記ローラ部材５２の面倒れが発生する。従って、ローラ部材５２が案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）に対して所定角度傾動することにより、前記ローラ部材５２が案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）に沿って円滑に転動することがなく摺動することにより誘起スラスト力が増大するという問題が発生する。

本実施の形態に係るトリポート型等速ジョイント１０では、前記の比較例のような問題が発生することがなく、２軸が交差して前記２軸間で作動角が生じた場合であっても、案内溝１８ａ（１８ｂ、１８ｃ）に沿って分割構成された第１ローラ部材５２ａ及び第２ローラ部材５２ｂを円滑に転動させて誘起スラスト力を低減させることができる。

本発明の実施の形態に係るトリポート型等速ジョイントの軸線方向に沿った縦断面図である。 図１の部分拡大縦断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った部分拡大縦断面図である。 図１に示すトリポート型等速ジョイントの動作を示す縦断面図である。 第１ローラ部材及び第２ローラ部材の変形例を示す部分拡大縦断面図である。 第１ローラ部材及び第２ローラ部材の他の変形例を示す部分拡大縦断面図である。 弾性体が設けられていない比較例に係るトリポート型等速ジョイントの動作を示す縦断面図である。

符号の説明

１０…トリポート型等速ジョイント １２…アウタカップ
１４…伝達軸 １６…インナ部材
１８ａ〜１８ｃ…案内溝 ２０…天井部
２２ａ、２２ｂ…傾斜面 ２４ａ、２４ｂ…転動面
２６ａ〜２６ｃ…トラニオン ２８…スパイダ
３０、３０ａ…ホルダ ３２…円筒部
３４…環状フランジ部 ３６…上端部
４８…弾性体 ５０…ニードルベアリング
５２ａ、５２ｂ…ローラ部材 ５４…サークリップ
５６…ワッシャ

Claims (2)

1. 所定間隔離間し軸線方向に沿って延在する複数の案内溝が内周面に設けられ一方の伝達軸に連結される筒状のアウタ部材と、前記アウタ部材の開口する内空部内に挿入されて他方の伝達軸に連結されるインナ部材とを有する等速ジョイントにおいて、
   平坦面によって形成された天井部と、前記天井部を間にした両側の側壁からなる一組の転動面とを有する案内溝が形成された前記アウタ部材と、
   前記案内溝に向かって膨出し、外表面に球面部を有する複数のトラニオンと、
   前記トラニオンの軸線方向に沿って分割構成され、外周面が前記アウタ部材の転動面に接触し前記転動面に沿って回動する第１ローラ部材及び第２ローラ部材と、
   前記第１ローラ部材及び第２ローラ部材を前記トラニオンに保持するホルダと、
   前記第１ローラ部材と前記第２ローラ部材との間に介装され、該第１ローラ部材及び/又は第２ローラ部材に付与される負荷を吸収する弾性体と、
   を備えることを特徴とするトリポート型等速ジョイント。
2. 請求項１記載の等速ジョイントにおいて、
   前記弾性体は、ゴム製材料、樹脂製材料又は金属製材料のいずれかによって形成されたリング体からなることを特徴とするトリポート型等速ジョイント。

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