JP2001099180A - 等速ジョイント - Google Patents

等速ジョイント

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JP2001099180A
JP2001099180A JP27295899A JP27295899A JP2001099180A JP 2001099180 A JP2001099180 A JP 2001099180A JP 27295899 A JP27295899 A JP 27295899A JP 27295899 A JP27295899 A JP 27295899A JP 2001099180 A JP2001099180 A JP 2001099180A
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智 工藤
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勉 川勝
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Abstract

(57)【要約】 【課題】組立性を阻害することがなくトラニオンの強度
をより一層向上させることが可能な等速ジョイントを提
供することにある。 【解決手段】トラニオン28a(28b、28c)は、
リング状のスパイダボス部26から半径外方向に向かっ
て突出する首部30と前記首部30に連続する頭部32
とを有し、前記首部30の片側には、隣接するトラニオ
ン28b(28c、28a)側に向かって膨出する頸部
33が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車の
駆動力伝達部において、一方の伝達軸と他方の伝達軸と
を連結させる等速ジョイントに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、自動車の駆動力伝達部では、
一方の伝達軸と他方の伝達軸とを連結して回転力を各車
軸へと伝達するために各種の等速ジョイントが用いられ
ている。
【0003】本出願人は、誘起スラスト性能をより一層
向上させることを目的として、第1曲面および第2曲面
と前記第1曲面および第2曲面の間を周回する球面とを
トラニオンに形成し、一方、環状部材の内周面に略楕円
形状を含む非円形状の切欠部を形成し、前記環状部材に
対して前記トラニオンを所定角度傾斜させ、前記非円形
状の切欠部に沿ってトラニオンの前記球面を環状部材の
球面状の凹部内に挿入することにより、環状部材の孔部
内にトラニオンが装着される等速ジョイントの組み付け
方法を提案している(特願平10−371639号参
照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記提案に
関連してなされたものであり、前記組み付け方法を実施
したときの組立性を阻害することがなく、トラニオンの
強度をより一層向上させることが可能な等速ジョイント
を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、第1曲面および第2曲面と前記第1曲
面および第2曲面の間を周回する球面とをトラニオンに
形成し、一方、環状部材の内周面に略楕円形状を含む非
円形状の切欠部を形成し、前記環状部材に対して前記ト
ラニオンを所定角度傾斜させ、前記非円形状の切欠部に
沿ってトラニオンの前記球面を環状部材の球面状の凹部
内に挿入することにより、環状部材の孔部内にトラニオ
ンが装着される等速ジョイントであって、前記トラニオ
ンは、リング状のスパイダボス部から半径外方向に向か
って突出する首部と前記首部に連続する頭部とを有し、
前記首部の片側には、隣接するトラニオン側に向かって
膨出する頸部が形成されることを特徴とする。
【0006】この場合、前記頸部を、頭部側からみて、
隣接するトラニオンに向かって徐々に先細りとなる断面
曲線状に形成し、あるいは断面矩形状に形成するとよ
い。
【0007】なお、前記非円形状の切欠部と、前記切欠
部を介して第1環状部材の孔部内に嵌入されるトラニオ
ンを、下記の式(1)乃至式(3)を充足するように設
定するとよい。
【0008】
【数4】
【0009】
【数5】
【0010】
【数6】
【0011】但し、θは組み付け角度、Rはトラニオン
の球面の半径、Hはトラニオンの球面幅、rは第1環状
部材の切欠部の短半径、hは第1環状部材の幅、dは頸
部を含むトラニオンの首部の半径、Xは組み付け角度が
θだけ傾斜したときのトラニオンの球面の投影長幅、Y
は組み付け角度がθだけ傾斜したときのトラニオンの球
面の投影短幅とする。
【0012】本発明によれば、首部に頸部を形成するこ
とによりトラニオンの支持断面積が大きくなり、該トラ
ニオンの強度が増大する。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明に係る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。
【0014】図1および図2において、参照数字10
は、本発明の実施の形態に係る等速ジョイントを示す。
【0015】この等速ジョイント10は、図示しない第
1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軸13の一
端部に固着されてアウタカップ12の孔部14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。な
お、前記アウタカップ12は、一体的に形成されてい
る。
【0016】前記アウタカップ12の内壁面には、図1
に示されるように、軸線方向に沿って延在し、軸心の回
りにそれぞれ約120度の間隔をおいて3本の案内軌道
18が形成される。
【0017】前記案内軌道18は、図2に示されるよう
に、アウタカップ12の軸心を中心として断面円弧状に
形成された天井部20と、アウタカップ12の軸線方向
に沿って延在する平面状に形成され前記天井部20の両
側に相互に対向して形成された側面部22a、22b
と、前記天井部20の両端部に相互に対向して形成され
軸線方向に沿って延在する溝部24a、24bとから構
成される。なお、前記溝部24a、24bには、側面部
22a、22bと略直交する平面状の肩部25が形成さ
れている。
【0018】第2軸13にはリング状のスパイダボス部
26が外嵌され、前記スパイダボス部26の外周面に
は、それぞれ案内軌道18に向かって膨出し軸心の回り
に約120度の間隔をおいて3本のトラニオン28a〜
28cが一体的に形成される。各トラニオン28a(2
8b、28c)は、図4に示されるように、リング状の
スパイダボス部26から半径外方向に向かって膨出する
首部30と、前記首部30と一体的に構成され、薄肉の
扁平状に形成された頭部32とを有する。
【0019】各トラニオン28a(28b、28c)の
首部30において、スパイダボス部26の周方向に沿っ
た一方の側には、図5乃至図10に示されるように、隣
接するトラニオン28b(28c、28a)側に向かっ
て僅かに膨出する頸部33が一体的に形成される。前記
頸部33は、図8に示されるように、頭部32側からみ
るとその断面形状が隣接するトラニオン28bに向かっ
て徐々に先細りとなる曲線状に形成されるとともに、図
10に示されるように、第2軸13の軸線方向からみる
とその断面形状が頭部32の浅いくびれ35に連続して
略鉛直方向に沿って略直線状に形成されている。
【0020】前記頭部32の上面部には、アウタカップ
12の軸線方向からみると所定の曲率からなる円弧状に
形成され(図2参照)、且つアウタカップ12の軸線と
直交する方向からみると直線状に形成された第1曲面3
4aが設けられている(図3参照)。この場合、前記第
1曲面34aの形状は、図3に示されるように、アウタ
カップ12の軸線と直交する方向からみて直線状に限定
されるものではなく、所定の曲率からなる円弧状に形成
してもよい。
【0021】また、前記頭部32の下面部には、前記第
1曲面34aと同様な第2曲面34bが首部30に連続
するように形成されている。さらに、頭部32は、第1
曲面34aと第2曲面34bとの間の外周面に形成され
た球面36を有する。なお、各トラニオン28a(28
b、28c)において、前記第1曲面34aと球面36
との境界部分および第2曲面34bと球面36との境界
部分には、断面曲線状の図示しない面取部を設けてもよ
い。
【0022】トラニオン28a(28b、28c)と側
面部22a、22bとの間には、図4に示されるよう
に、リング体からなり内周面の全体にわたって前記トラ
ニオン28a(28b、28c)の球面36に対応する
球面状の凹部40が形成された内側ローラ(第1環状部
材)42と、前記内側ローラ42よりも大なる直径を有
するリング体からなり、複数のニードルベアリング(ベ
アリング部材)44を介して前記内側ローラ42に外嵌
される外側ローラ(第2環状部材)46とを有する。
【0023】前記複数のニードルベアリング44は、外
側ローラ46の内周面に形成された環状の凹部48内に
転動自在に装着され、キーストン効果によって前記凹部
48から脱落しないように組み込まれている。なお、図
示しない保持金具等を用い、複数のニードルベアリング
44が内側ローラ42の外周面に沿って装着されるよう
に設けてもよい。
【0024】前記内側ローラ42には、図11に示され
るように、該内側ローラ42の孔部50に対してトラニ
オン28a(28b、28c)を容易に組み込むため
に、上面部54と内壁面との境界部分に略楕円形状の切
欠部52が形成されている。
【0025】前記外側ローラ46の外周面の上部側に
は、前記溝部24a、24bに対応する断面形状からな
り半径外方向に向かって突出する環状凸部56が形成さ
れ、前記環状凸部56は、断面円弧状からなり天井部2
0と接触する第1係合面58と、平面状に形成されて肩
部25と接触する第2係合面60とを有する。前記環状
凸部56の下部側には、側面部22a、22bと面接触
する外周面62が形成されている。
【0026】この場合、前記環状凸部56は、外側ロー
ラ46がアウタカップ12の軸線方向に沿って転動する
際、第1係合面58が天井部20に係合し且つ第2係合
面60が肩部25に係合することにより、前記軸線方向
と略平行となるように外側ローラ46の姿勢を保持する
機能を有する。
【0027】前記トラニオン28a(28b、28c)
の球面36と内側ローラ42の凹部40とは、それぞれ
面接触するように設けられている。従って、トラニオン
28a(28b、28c)は、内側ローラ42に対して
点O(図2参照)を中心として矢印A方向に回動自在に
設けられるとともに、該トラニオン28a(28b、2
8c)の軸線を回転中心として球面36に沿った周方向
(矢印B方向)に回動自在に設けられる。
【0028】また、トラニオン28a(28b、28
c)および内側ローラ42は、外側ローラ46に保持さ
れたニードルベアリング44に対し、一体的に上下方向
(矢印C方向)に沿って変位自在に設けられている。
【0029】さらに、トラニオン28a(28b、28
c)は、溝部24a、24bに係合する環状凸部56が
設けられた外側ローラ46を介して、案内軌道18に沿
ってアウタカップの軸線方向(矢印D方向)に摺動自在
に設けられている。
【0030】本発明の実施の形態に係る等速ジョイント
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。
【0031】図示しない第1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28a(28b、28c)を通じて第
2軸13が所定方向に回転する。
【0032】すなわち、アウタカップ12の回転力は、
案内軌道18に接触する外側ローラ46およびニードル
ベアリング44を介して内側ローラ42に伝達され、さ
らに、前記内側ローラ42の凹部40に面接触する球面
36を介してトラニオン28a(28b、28c)に伝
達されることにより前記トラニオン28a(28b、2
8c)に係合する第2軸13が回転する。
【0033】この場合、図示しない第1軸を有するアウ
タカップ12に対して第2軸13が所定角度傾斜する
と、内側ローラ42に形成された球面状の凹部40に対
してトラニオン28a(28b、28c)の球面36が
面接触した状態を保持しながら、前記トラニオン28a
(28b、28c)は点Oを回動中心として矢印A方向
に摺動変位し、あるいはトラニオン28a(28b、2
8c)の軸線を回転中心として球面状の凹部40に沿っ
て周方向(矢印B方向)に摺動変位する。
【0034】また、前記トラニオン28a(28b、2
8c)は、外側ローラ46に保持されたニードルベアリ
ング44に対して摺動する内側ローラ42と一体的に、
該トラニオン28a(28b、28c)の軸線方向(矢
印C方向)に沿って変位する。
【0035】さらに、前記トラニオン28a(28b、
28c)は、案内軌道18に沿って摺動する外側ローラ
46を介して、該トラニオン28a(28b、28c)
の軸線と略直交する方向、すなわち、案内軌道18の長
手方向に沿って変位する。この場合、第1係合面58が
天井部20に係合し且つ第2係合面60が肩部25に係
合することにより、アウタカップ12の軸線方向と略平
行となるように外側ローラ46の姿勢が保持される。
【0036】従って、アウタカップ12の軸線方向と略
平行となるように外側ローラ46の姿勢を保つことによ
り、該外側ローラ46のすべり摩擦を減少させ、前記す
べり摩擦に起因するフリクションの発生を抑制すること
ができる。
【0037】なお、前記外側ローラ46は、環状凸部5
6および外周面62を介して案内軌道18に沿って摺動
するとともに、内側ローラ42との間に介装されたニー
ドルベアリング44を介して案内軌道18を転動するよ
うに設けられているため、摩擦係数を減少させることが
できる。また、外側ローラ46は、案内軌道18に対し
て環状凸部56および外周面62を介して面接触してい
るため接触面積が増大し、接触面圧を低減させることが
できる。
【0038】このようにして、第1軸の回転運動は、ア
ウタカップ12に対する第2軸13の傾斜角度に影響さ
れることなく該第2軸13に円滑に伝達される。
【0039】本実施の形態では、トラニオン28a(2
8b、28c)の側面に球面36を設け、前記球面36
に対応する凹部40が形成された内側ローラ42との間
で摺動変位するとともに、前記トラニオン28a(28
b、28c)と内側ローラ42とが該トラニオン28a
(28b、28c)の軸線方向に沿って変位自在に設け
られることにより、スライド抵抗を減少させ誘起スラス
ト力を低減させることができる。また、トラニオン28
a(28b、28c)と内側ローラ42の凹部40と
が、それぞれ面接触して接触面圧を低減させることによ
り、等速ジョイント10の耐久性を向上させることがで
きる。
【0040】次に、本発明の実施の形態に係る等速ジョ
イント10の組み付け方法について、内側ローラ42の
孔部50内にトラニオン28a(28b、28c)を装
着する場合を例にして以下説明する。
【0041】略楕円形状の切欠部52が設けられた内側
ローラ42(図11参照)では、図16に示されるよう
に、前記内側ローラ42に対してトラニオン28a(2
8b、28c)を角度θだけ傾斜させて前記略楕円形状
の切欠部52に沿ってトラニオン28a(28b、28
c)を挿入することにより、トラニオン28a(28
b、28c)に対して内側ローラ42が装着される。こ
の場合、第2軸13は、図16中、紙面と略直交する方
向に延在している。
【0042】なお、図15および図16中、θは組み付
け角度、Rはトラニオン28a(28b、28c)の球
面36の半径、Hはトラニオン28a(28b、28
c)の球面幅、rは内側ローラ42の切欠部52の短半
径、hは内側ローラ42の幅、dは頸部33を含むトラ
ニオン28a(28b、28c)の首部30の半径、X
は組み付け角度がθだけ傾斜したときのトラニオン28
a(28b、28c)の球面36の投影長幅、Yは組み
付け角度がθだけ傾斜したときのトラニオン28a(2
8b、28c)の球面36の投影短幅、δは内側ローラ
42の切欠部52とトラニオン28a(28b、28
c)の首部30とのクリアランスを、それぞれ示してい
る。
【0043】この場合、トラニオン28a(28b、2
8c)の球面36の投影短幅Yが2R(球面の直径)よ
りも小さくなる(内側ローラ42の幅h内に球面36を
確保する)ための条件は、次の式(1)で表される。
【0044】
【数7】
【0045】また、Y<Xとなるための条件は、次の式
(2)で表される。
【0046】
【数8】
【0047】さらに、トラニオン28a(28b、28
c)と内側ローラ42とが干渉しないための条件として
は、次の式(3)で表される。
【0048】
【数9】
【0049】上記式(1)、式(2)および式(3)を
充足するように、トラニオン28a(28b、28c)
および内側ローラ42の切欠部52の形状を設定する。
なお、組み付け角度θは、図16中の紙面(3本のトラ
ニオン28a〜28cの軸芯を含む面)上において、等
速ジョイント10の作動角度(第1軸と第2軸13とに
よって形成される角度)に基づいて決定される内側ロー
ラ42の軸線とトラニオン28a(28b、28c)の
軸線とがなす角度よりも大きく設定されているものとす
る。
【0050】ここで、比較例に係るトラニオン70a
(70b、70c)の形状(図23乃至図28参照)と
本実施の形態に係るトラニオン28a(28b、28
c)の形状とを比較検討する。
【0051】比較例では、頭部72側からみたトラニオ
ン70a(70b、70c)の首部74の断面形状が真
円状に形成されているのに対し、本実施の形態に係る等
速ジョイント10を構成するトラニオン28a(28
b、28c)では、隣接するトラニオン28b(28
c、28a)の一方側に僅かだけ膨出する頸部33が形
成され、頭部32側からみてその断面形状が徐々に先細
りとなる曲線状に形成されている。
【0052】また、比較例では、第2軸13の軸線方向
からみると、頭部72のくびれ76(図28参照)が大
きく且つ該頭部72の軸線を対称軸として線対称に形成
されているのに対し、本実施の形態では、比較例よりも
首部30の直径が大きく且つ非対称に形成されている。
【0053】従って、本実施の形態では、トラニオン2
8a〜28cの支持断面積を大きくして該トラニオン2
8a〜28cの強度をより一層向上させることができ
る。さらに、本実施の形態では、スパイダボス部26の
周方向に沿った一方側にのみ頸部33を形成しているた
め、トラニオン28a〜28cの内側ローラ42に対す
る組立性が阻害されることがなく、円滑に組み付けるこ
とができる。さらにまた、頸部33の断面形状を曲線状
に形成することにより、スパイダボス部26を含むトラ
ニオン28a〜28cを一体成形する図示しない金型の
構造を簡素化することができる。
【0054】次に、変形例に係るトラニオン80a〜8
0cを図17乃至図22に示す。この変形例に係るトラ
ニオン80a〜80cでは、頭部32側からみた頸部8
2の断面形状を角状に形成している点で異なり(図20
参照)、断面形状を角状に形成することにより、トラニ
オン80a〜80cの支持断面積をより一層大きく設定
することができるという利点が得られる。その他の作用
効果は、前記実施の形態と同一であるので、その詳細な
説明を省略する。
【0055】なお、本実施の形態では、3つのトラニオ
ン28a〜28c、80a〜80cが設けられたトリポ
ートタイプの等速ジョイント10を用いて説明している
がこれに限定されるものではなく、図示しないバイポッ
トタイプの等速ジョイントにも適用可能であることは勿
論である。
【0056】
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。
【0057】すなわち、トラニオンの支持断面積を大き
くして該トラニオンの強度をより一層向上させることが
できる。さらに、スパイダボス部の周方向に沿った一方
側にのみ頸部を形成しているため、トラニオンの環状部
材に対する組立性が阻害されることがなく、円滑に組み
付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る等速ジョイントの長
手方向と略直交する方向の縦断面図である。
【図2】図1に示す等速ジョイントの一部拡大縦断面図
である。
【図3】図2のIII−III線に沿った縦断面図であ
る。
【図4】アウタカップ内に配設されたインナ部材の分解
斜視図である。
【図5】スパイダボス部を含むトラニオンの斜視図であ
る。
【図6】図5に示すトラニオンの正面図である。
【図7】図6のVII−VII線に沿った縦断面図であ
る。
【図8】図6のVIII−VIII線に沿った横断面図
である。
【図9】図5に示すトラニオンの平面図である。
【図10】図9のX−X線に沿った縦断面図である。
【図11】前記インナ部材を構成する内側ローラの斜視
図である。
【図12】図11に示される内側ローラの平面図であ
る。
【図13】図12のXIII−XIII線に沿った縦断
面図である。
【図14】図12のXIV−XIV線に沿った縦断面図
である。
【図15】内側ローラをトラニオンに装着するための設
定条件に供される説明図である。
【図16】内側ローラをトラニオンに装着するための設
定条件に供される説明図である。
【図17】変形例に係るトラニオンの斜視図である。
【図18】図17に示すトラニオンの正面図である。
【図19】図18のXIX−XV線に沿った縦断面図で
ある。
【図20】図18のXX−XX線に沿った縦断面図であ
る。
【図21】図17に示すトラニオンの平面図である。
【図22】図21のXXII−XXII線に沿った縦断
面図である。
【図23】比較例に係るトラニオンの斜視図である。
【図24】図23に示すトラニオンの正面図である。
【図25】図24のXXV−XXV線に沿った縦断面図
である。
【図26】図24のXXVI−XXVI線に沿った横断
面図である。
【図27】図23に示すトラニオンの平面図である。
【図28】図27のXXVIII−XXVIII線に沿
った縦断面図である。
【符号の説明】
10…等速ジョイント 12…アウタカップ 18…案内軌道 20…天井部 22a、22b…側面部 24a、24b…溝部 25…肩部 26…スパイダボス部 28a〜28c、80a〜80c…トラニオン 30…首部 32…頭部 33、82…頸部 34a、34b…曲面 35…くびれ 36…球面 40、48…凹部 42…内側ローラ 44…ニードルベアリング 46…外側ローラ 50…孔部 52…切欠部 56…環状凸部 58、60…係合面

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1曲面および第2曲面と前記第1曲面お
    よび第2曲面の間を周回する球面とをトラニオンに形成
    し、一方、環状部材の内周面に略楕円形状を含む非円形
    状の切欠部を形成し、前記環状部材に対して前記トラニ
    オンを所定角度傾斜させ、前記非円形状の切欠部に沿っ
    てトラニオンの前記球面を環状部材の球面状の凹部内に
    挿入することにより、環状部材の孔部内にトラニオンが
    装着される等速ジョイントであって、 前記トラニオンは、リング状のスパイダボス部から半径
    外方向に向かって突出する首部と前記首部に連続する頭
    部とを有し、前記首部の片側には、隣接するトラニオン
    側に向かって膨出する頸部が形成されることを特徴とす
    る等速ジョイント。
  2. 【請求項2】請求項1記載の等速ジョイントにおいて、 前記頸部は、頭部側からみて、隣接するトラニオンに向
    かって徐々に先細りとなる断面曲線状に形成されること
    を特徴とする等速ジョイント。
  3. 【請求項3】請求項1記載の等速ジョイントにおいて、 前記頸部は、頭部側からみて、断面矩形状に形成される
    ことを特徴とする等速ジョイント。
  4. 【請求項4】請求項1記載の等速ジョイントにおいて、 前記非円形状の切欠部と、前記切欠部を介して第1環状
    部材の孔部内に嵌入されるトラニオンは、下記の式
    (1)乃至式(3)を充足するように設定されることを
    特徴とする等速ジョイント。 【数1】 【数2】 【数3】 但し、θは組み付け角度、Rはトラニオンの球面の半
    径、Hはトラニオンの球面幅、rは第1環状部材の切欠
    部の短半径、hは第1環状部材の幅、dは頸部を含むト
    ラニオンの首部の半径、Xは組み付け角度がθだけ傾斜
    したときのトラニオンの球面の投影長幅、Yは組み付け
    角度がθだけ傾斜したときのトラニオンの球面の投影短
    幅とする。
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