JP2002506177A - 機械的伝達部材および等速機械継手へのその適用 - Google Patents

機械的伝達部材および等速機械継手へのその適用

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、内輪(9)、外輪(11)、および内輪と外輪とを結合する旋回連結手段(12)を備える機械的伝達部材に関する。旋回連結手段は、内輪に対して外輪を軸方向に保持する手段を備え、外輪の半径方向内側の環状溝(16、17)と、および内輪の軸方向外側の表面(23、24)と協働する少なくとも1つの軸方向に突き当たるカラー(30、31)と、溝の軸方向外側の保持表面(18、19)と、および突き合わせカラーの支持表面(42、43)と協働する少なくとも1つの弾性スナップ・リング(32、33)とを備える。本発明は、自動車の変速機システムのトライポッド等速継手にも適用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 本発明は、内側軌道環(inner race ring)(内輪)、内輪を囲む外側軌道環 (outer race ring)(外輪)および内輪と外輪とを互いに結合する手段とを備 え、これらが共通軸廻りを互いに対して回転できるタイプの機械的伝達部材に関
し、結合手段は、内輪に対して外輪を軸方向に保持する手段を備え、これらの保
持手段は、外輪の内側に半径方向にある環状溝および内輪の外側に軸方向にある
表面と相互作用する少なくとも1つの軸方向スラスト・ワッシャを備える。
【0002】 本発明は特に、自動車用変速機のトライポッド等速機械継手(Tripod constan
t-velocity mechanical joints)(三又等速機械継手)に適用される。
【0003】 これらトライポッド等速継手は通常、第1回転軸に固定された三対称、つまり
三又を持つオス要素と、第2回転軸に固定された三対称、つまりベル型ハウジン
グを有するメス要素と、を備える。
【0004】 オス要素は3本の腕を有し、メス要素は3対の走路軌道(runway tracks)を 画定する。上記で規定したタイプの機械的伝達部材が、三又の各腕に取り付けら
れる。
【0005】 このような機械的伝達部材の内輪は、対応する腕に沿って転動し、摺動する。
外輪は、対応する軌道対に沿って走り、2本の回転軸の心がずれると等速継手が
作動して、その間に角度を形成できるようにするローラである。
【0006】 内輪と外輪との接続は、共通軸を中心に自由に回転でき、この軸に沿って並進
することができる接続である必要があり、この並進は組立に必要なクリアランス
に制限される。
【0007】 共通対称軸を中心とする回転は、内輪と外輪との間に配列された転がり軸受手
段によって可能になり、これは概して針状ころ軸受(ニードルベアリング)タイ
プである。軸方向に保持する手段は、内輪および外輪の対称軸に沿った大きい並
進を防止する。
【0008】 従来、これらの軸方向に保持する手段は、各機械的伝達部材について、平坦か
つ弾性の割りワッシャである2つのスラスト・ワッシャである。各スラスト・ワ
ッシャの周縁は外輪の環状溝に収容され、表面の一方は、内輪の対応する軸方向
外面にもたれかかる。ローラ(外輪)の溝は長方形の断面であり、したがってロ
ーラ(外輪)を弱める。
【0009】 スラスト・ワッシャは非常に堅く、外部ローラ(外輪)の溝の寸法と直接関連
する非常に厳密な公差を保持する必要があり、したがって伝達部材をいったん組
み立てると、割りスラスト・ワッシャは実際的に密封される。
【0010】 溝およびスラスト・ワッシャを製造し、後者を外部ローラ(外輪)の溝に取り
付けることは、専用の機器を必要とし、費用のかかる作業である。
【0011】 本発明の目的は、弱さが緩和され、製造および組立費が削減された、特に構成
部品を手作業で組み立てることができる機械的伝達部材を提供することにより、
これらの問題を解決することである。
【0012】 そのため、本発明の要旨は、上述したタイプの機械的伝達部材であって、軸方
向に保持する手段がさらに、溝の外側に軸方向にある保持表面およびスラスト・
ワッシャの軸受面と相互作用し、後者を軸方向に保持する、少なくとも1つの弾
性スナップ・リング、特に割りリングを備えることにある。
【0013】 本発明の幾つかの特定の実施形態によると、機械的伝達部材は、別個に、また
は技術的に可能な任意の組合せで、以下の特徴の1つ以上を有することができる
【0014】 −弾性スナップ・リングがほぼ円形の断面である。
【0015】 −対応する溝の保持表面が、部材の外側に向かって軸方向に収束し、対応する
スラスト・ワッシャの軸受面が、前記保持表面より小さい程度に、部材の外側に
向かって軸方向に収束する。
【0016】 −前記軸受面が、前記スナップ・リングを挿入する表面によって部材の外側に
向かって軸方向に拡張し、この挿入表面は、溝の前記保持表面の角度と少なくと
も等しい角度で、部材の外側に向かって軸方向に収束する。
【0017】 −前記保持表面および前記軸受面がほぼ円錐台形である。
【0018】 −前記スラスト・ワッシャが、部材の外側に向かって軸方向に面する窪みを有
し、前記スラスト・ワッシャの軸方向外周縁面の一部が前記軸受面を構成する。
【0019】 −部材は、内輪が転がり摺動する腕に装着するよう意図され、部材がさらに、
腕上で部材を軸方向に保持するため、内輪に対して内側に向かって半径方向に突
き出す少なくとも1つの要素を備える。
【0020】 −前記保持要素は、一方でスラスト・ワッシャと対応する内輪の軸方向外面と
の間に保持され、他方で前記腕と相互作用して前記軸方向の保持を提供するよう
意図される保持ワッシャである。
【0021】 −前記保持ワッシャの半径方向外縁が、対応するスラスト・ワッシャの半径方
向内縁の座ぐり面に収容される。
【0022】 本発明の最後の要旨は、幾つかの腕を備えるオス要素、腕ごとに2つの軌道(
race tracks)を画定するメス要素、腕ごとに前記腕に装着された機械的伝達部 材を備える等速機械継手であり、この機械的伝達部材は、前記腕の周囲で旋回で
きる内輪、内輪を囲むローラを形成して、メス要素の2つの関連する軌道に沿っ
て転がる外輪、および共通軸を中心に相対的旋回を可能にする方法で内輪とロー
ラを結合する手段を備え、少なくとも1つの機械的伝達部材が以上で規定された
ような機械的伝達部材であることを特徴とする。
【0023】 本発明は、例示によってのみ与えられる以下の記述を読み、添付の図面を参照
することにより、さらによく理解される。
【0024】 図1から図4に示した等速継手は、自動車の変速機用であり、基本的に以下の
部品を備える。
【0025】 (1)中心軸X−Xのハブ2を備え、そこから120°の角度の間隔で3本の
放射状の腕3が突き出すオス要素、即ちまたは三又1。各腕3の端部分は、一体
部品として形成され、対応する腕3の軸Y−Yを中心とする球状軸受面4を形成
する。このオス要素1は第1回転軸5に固定される。
【0026】 (2)継手が図示の整列位置に入ると、中心軸X’−X’が軸X−Xと一致す
るメス要素、即ちベル型ハウジング6。各腕3の各側で、このベル型ハウジング
6は互いに面する2つの軌道(race track)7を有する。これらの軌道の方向は
、例えば基本的に直線であり、軸X’−X’に平行で、その輪郭は図1の平面の
ような軸X’−X’を横断する面において湾曲されている。このメス要素6は第
2回転軸(図示せず)に固定される。
【0027】 (3)腕3ごとの、図1に示した位置で、対応する腕3の軸Y−Yと一致する
回転軸Z−Zの機械的伝達部材8。伝達部材8は、また、対称軸Z−Zに対して
傾斜した中面Pに対して対称である。
【0028】 3つの部材8が同一なので、以下では1つのみ説明する。本明細書の記述では
、半径方向、軸方向、縦方向および横方向は、記載された部材に対して、したが
ってその軸Z−Zに対するものと理解されたい。
【0029】 図2で示すように、部材8は軸Z−Zの円筒形の全体形状である内輪9、軸Z
−Zを中心に回転し、内輪9を囲む外輪即ちローラ11、および内輪9と外輪1
1とを互いに結合する手段12を備える。
【0030】 外部ローラ11は、対応する軌道7の対の一方または他方に沿って延びるよう
意図された縦方向の面(図2の面など)にある湾曲した輪郭を有する半径方向外
面13、および基本的に軸Z−Zの円筒形である半径方向内面14を備える。
【0031】 互いから軸方向に分離された軸Z−Zの2つの環状溝16および17が、表面
14に形成される。
【0032】 第1溝(図2の上溝)16は、外部ローラ11の上端の近傍に形成される。第
2溝17(図2の下溝)は、外部ローラ11の下端の近傍に形成される。
【0033】 溝16および17は、縦方向の面に、非常に丸まった頂点を有するV字として
形成された輪郭を有する。
【0034】 各溝16、17の軸方向外面18、19は、部材8の外側に向かって軸方向に
収束(converge)し、収束角度は同じである。
【0035】 内輪9は、対応する腕3を収容するため開口を画定する半径方向内面21、お
よび半径方向外面22を有し、両方とも基本的に円筒形である。
【0036】 内輪9は2つの軸方向外面23および24を有し、これらは基本的に平坦で、
軸Z−Zに直交するそれぞれ(図2の)上面および下面である。
【0037】 軸Z−Zの2つの環状保持隆起26は、軸方向に互いからオフセットし、一体
部品として形成されており、それぞれ内輪9の表面23および24の近傍で表面
21に設けられる。隆起26は、これらの間に、対応する腕3の軸受面4と相互
作用する円筒形の表面27を画定する。
【0038】 表面21の軸方向外端は、面取りされ、部材8の外側に向かって軸方向に発散
する。
【0039】 結合手段12は、軸Z−Zに平行な軸Aを有する針状ころ28の円形の列と、
2つの軸方向スラスト・ワッシャ30および31および断面が円形の2つの割り
弾性スナップ・リング32および33を備えた軸方向保持手段29とを備える。
【0040】 針状ころ28の円形の列は、内輪9の表面22とローラ11の表面14の間、
2つの溝16と17との間に配置される。
【0041】 ワッシャ30および31は、軸Z−Zに対して内輪9の各側に1つずつ配置さ
れ、それぞれが表面23および24の一方に面する。
【0042】 スラスト・ワッシャ30および31は、それぞれ、部材8の内側で軸方向にあ
る軸受面(支承面)34および35、および部材8の外側で軸方向にあるそれぞ
れの軸受面(支承面)37および38を有する。
【0043】 軸受面34、35、37および38は基本的に平坦であり、軸Z−Zに直交す
る。
【0044】 スラスト・ワッシャ30および31の外周縁面39および40は、スナップ・
リング32および33を挿入するため、連続する状態で、その内部軸受面34お
よび35から開始し、円錐台形の軸受面42および43を有し、円錐台形の表面
44および45が続く。
【0045】 各軸受面42、43は、部材8の外側に向かって軸方向に収束し、軸Z−Zに
対する収束角度は、対応する溝16、17の保持表面18、19の角度より角度
α(図3)だけ小さい。
【0046】 各挿入表面44、45は部材8の外側に向かって軸方向に収束し、軸Z−Zに
対する収束角度は、関連する保持表面18、19の角度と等しい。
【0047】 割りO形スナップ・リング32および33は、それぞれ外部ローラ11の溝1
6および17に収容される。
【0048】 ワッシャ30および31は、スナップ・リング32と33の間に軸方向に配置
され、その間に内輪9および針状ころ28の円形の列を保持し、遊びの量は小さ
い。
【0049】 針状ころ28の軸方向外端および内輪9の表面23および24は、スラスト・
ワッシャ30および31の軸受面34および35に面する。
【0050】 図1および図2の機械的伝達部材を組み立てるには、最初にスナップ・リング
33を、例えば手作業で弾性変形により溝17に入れ、次にスラスト・ワッシャ
31、針状ころ28の円形の列および内輪9、最後にスラスト・ワッシャ30を
スナップ・リング33に積み重ねる。部材8のこれら組立済みの要素を、例えば
手作業で軸方向に(図2および図3の下方向に)圧縮すると、遊びの補償により
、これが溝16の表面18とワッシャ30の表面44との間に空間を形成し(図
3)、表面が平行であるので、スナップ・リング32を例えば手作業で弾性変形
により溝16に挿入するのにちょうど十分なクリアランスJが生じる。
【0051】 スナップ・リング32が溝16の底部に到達したら、機械的伝達部材8の要素
への圧縮を解除し、これで機械的伝達部材8は組み立てられる。
【0052】 次に、部材8を、下部隆起26(図2)の弾性変形により、弾力的に嵌合させ
て対応する腕3に配置する。
【0053】 内輪9は軸3の軸Y−Yに対して転動し、摺動する。隆起26は、腕3上で内
輪9の摺動を限定する保持隆起である。
【0054】 図4は、力Fをスラスト・ワッシャ30に向かって軸方向に輪9に加えた場合
に、外部ローラ11に対して内輪9を軸方向に保持する手段29の作用を示す。
【0055】 したがって、力F1は、ワッシャ30の軸受面42を介して弾性スナップ・リ
ング32に伝達され、これは溝16の保持表面18に押しつけられ、スナップ・
リング32に力F2を加える。力F1を加える点M1は、表面42とスナップ・
リング32との接触点である。力F2を加える点M2は、スナップ・リング32
と表面18との接触点である。
【0056】 軸受面42と保持表面18との間に形成された角度αにより、スナップ・リン
グ32に加えた力F1およびF2の合力は、軸方向には部材8の内側に、半径方
向には部材8の外側に向けられ、これは力Fの方向にもかかわらず、スナップ・
リング32を溝18の底部に維持する傾向があり、したがって軸Z−Zに対して
図4の上方向に内輪9および外部ローラ11が相対的に並進するのを防止する傾
向がある。
【0057】 反対方向で力Fに面した場合、軸方向保持手段29の作用は、同様に、ワッシ
ャ31およびスナップ・リング33を伴う。
【0058】 ワッシャ30および31、スナップ・リング32および33、および溝17お
よび18の形状により、機械的伝達部材8の弱体化が緩和される。
【0059】 また、ワッシャ30および31、スナップ・リング32および33、およびV
字溝16および17の生産費は、最新技術の機械的伝達部材の溝およびスラスト
・ワッシャの生産費より低い。
【0060】 概して、挿入面44および45は、溝16および17の表面18および19の
角度以上の角度で、部材8の外側に向かって軸方向に収束してもよい。
【0061】 最後に、機械的伝達部材8は、手作業で組み立ててまとめることができ、した
がって最新技術の機械的伝達部材と比較すると、特に経済的である。
【0062】 さらに、結合手段は、一方でワッシャ30およびスナップ・リング32のみを
、他方で軸Z−Zの横方向の環状肩を備えることができる。図5に示す代替形態
では、この肩46を、表面14の下端(図5の底部)でローラ11に設ける。内
輪9と接触することにより、このような肩は、この輪9およびローラ11を軸方
向に相対的に保持することができ、この保持は、以前はワッシャ31およびスナ
ップ・リング33を使用して達成されていた。
【0063】 図6は、図1から図4の伝達部材の代替形態を示し、後者からは基本的にスラ
スト・ワッシャ30および31の形状が異なる。
【0064】 スラスト・ワッシャ30および31は、部材8の外側に向かって軸方向に面す
る窪みを有する。したがって、ワッシャ30および31軸受面34、35、37
および38は湾曲し、その周縁面39および40はこれら軸受面34、35、3
7および38の周辺の外側部分と直行する。縁面39および40は、ワッシャ3
0および31の軸受面42を構成する。
【0065】 ワッシャ30および31の寸法は、一方で部材8の組立時にスナップ・リング
32を挿入する前は、部材8の積み重ねた部品の遊びの補償により、スナップ・
リング32を挿入するために保持表面18と表面42との間に十分な空間が残さ
れているが、他方で、組立後は、軸受表面42および43と対応する保持表面1
8および19との間に角度αが形成されるような寸法である。
【0066】 この代替形態により、スラスト・ワッシャ30および31の支持効果により、
内輪9と外部ローラ11との間の軸方向の保持強度を増加させることができ、ロ
ーラ、ワッシャまたはスナップ・リングの破損の危険が非常に小さい。
【0067】 この代替形態では、スラスト・ワッシャ30および31の内部軸受面34およ
び35と針状ころの円形の列28の針状ころ28との間で最終的に生じる接触は
、図1から図4の機械的伝達部材8の場合とは異なり、針状ころの縦軸Aから離
れた点、つまり前者の軸より軸Y−Yに近い点で生じることが分かる。
【0068】 図6の2点鎖線で示すように、別の代替形態では、部材8の軸方向外側にある
部分であるワッシャ30および31の縁面39および40の面取り部分は、表面
18および19に平行な挿入表面44および45(表面44のみ見える)を構成
する。
【0069】 図7は、図1から図4の機械的伝達部材の別の代替形態を概略的に示し、これ
は基本的に、スラスト・ワッシャ30および31が機械的伝達部材8の内側に向
かって軸方向に面する窪みを有し、隆起26がなく、保持ワッシャ47(一方の
み見える)がそれぞれスラスト・ワッシャ30および31と内輪9の表面34お
よび35との間に取り付けられるという点で、後者と異なる。
【0070】 スラスト・ワッシャ30および31の軸受面34、35、37および38は、
軸Z−Zに直行するまで、機械的伝達部材8の外側に向かって軸方向に次第に収
束する。
【0071】 軸受面37および38の周辺部分はそれぞれスラスト・ワッシャ30および3
1の軸受面42および43を構成し、溝16および17の保持表面18および1
9との間に角度αを形成する。挿入面44および45は、隣接し、より中心にあ
る軸受け表面37および38の部分で構成される。
【0072】 ワッシャ47は、一方で内輪9の個々の表面23および24にもたれかかり、
他方では表面34および35の部分54で、スラスト・ワッシャ30および31
の半径方向内縁に形成された環状座ぐり面57を画定する平坦なワッシャである
【0073】 保持ワッシャ47は、内輪9の表面21を越えて、軸Y−Yに向かって半径方
向に前進する。
【0074】 この代替形態では、保持ワッシャ47は、対応する腕3に対して機械的伝達部
材8を軸方向に保持することにより、図1から図4の部材8の隆起26と同様に
作用する。
【0075】 また、この代替形態では、その接触はスラスト・ワッシャ30および31と針
状ころ28の円形の列の針状ころとの間で生じて、針状ころの縦軸Aから離れた
点、特にこれらの軸Aより軸Y−Yからさらに離れた点で生じる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による機械的三又等速継手の断面図である。
【図2】 図1の円で囲んだ部分IIの拡大図であり、継手の1つの機械的伝達部材の断
面を示す。
【図3】 図2の円で囲んだ部分IIIの拡大図であり、図1の伝達部材の組立を示す。
【図4】 図3と同様の図であり、図3の伝達部材の保持手段の作用を示す。
【図5】 図2と同様の図であり、図1から図4の伝達部材の代替形態を示す。
【図6】 図3と同様の図であり、図1から図4の機械的伝達部材の他の代替形態を概略
的に示す。
【図7】 図3と同様の図であり、図1から図4の機械的伝達部材の他の代替形態を概略
的に示す。
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Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内輪(9)、内輪を囲む外輪(11)、および内輪と外輪と
    を互いに結合する手段(12)を備え、これらがその共通軸(Z−Z)を中心に
    互いに対して旋回できるようにし、結合部材(12)は、内輪に対して外輪を軸
    方向に保持する手段(29)を備え、これらの保持手段(29)は、外輪(11
    )の内側に半径方向にある環状溝(16、17)と、および内輪(9)の外側に
    軸方向にある表面(23、24)と相互作用する少なくとも1つの軸方向スラス
    ト・ワッシャ(30、31)を備えるタイプの機械的伝達部材(8)であって、
    軸方向保持手段(29)がさらに、溝(16、17)の外側に軸方向にある保持
    表面(18、19)と、スラスト・ワッシャ(30、31)の軸受面(42、4
    3)と、後者を軸方向に保持するために相互作用する少なくとも1つの弾性スナ
    ップ・リング(32、33)、特に割りリングとを備えることを特徴とする部材
  2. 【請求項2】 弾性スナップ・リング(32、33)がほぼ円形の断面であ
    ることを特徴とする、請求項1に記載の部材。
  3. 【請求項3】 対応する溝(16、17)の保持表面(18、19)が、部
    材(8)の外側に向かって軸方向に収束し、対応するスラスト・ワッシャ(30
    、31)の軸受面(42、43)が、前記保持表面(18、19)より小さい程
    度で部材(8)の外側に向かって軸方向に収束することを特徴とする、請求項1
    または2に記載の部材。
  4. 【請求項4】 前記軸受面(42、43)が、前記スナップ・リング(32
    、33)を挿入するため、表面(44、45)によって部材(8)の外側に向か
    って軸方向に延在し、この挿入表面が、溝(16、17)の前記保持表面(18
    、19)の角度と少なくとも等しい角度で、部材(8)の外側に向かって軸方向
    に収束することを特徴とする、請求項3に記載の部材。
  5. 【請求項5】 前記保持表面(18、19)および軸受面(42、43)が
    ほぼ円錐台形であることを特徴とする、請求項3または4に記載の部材。
  6. 【請求項6】 前記スラスト・ワッシャ(30、31)が、部材(8)の外
    側に向かって軸方向に面する窪みを有し、このスラスト・ワッシャの周縁面(3
    9、40)の少なくとも一部が前記軸受面(42、43)を構成することを特徴
    とする、請求項1から5いずれか1項に記載の部材。
  7. 【請求項7】 前記スラスト・ワッシャ(30、31)が、部材(8)の内
    側に向かって軸方向に面する窪みを有し、前記スラスト・ワッシャ(30、31
    )の軸方向外面(37、38)の一部が前記軸受面(42、43)を構成するこ
    とを特徴とする、請求項1から5いずれか1項に記載の部材。
  8. 【請求項8】 部材が、内輪が転動および摺動する腕(3)に装着するよう
    意図され、部材がさらに、部材(8)を腕(3)上に軸方向に保持するため、内
    輪(9)に対して半径方向内側に突き出す少なくとも1つの要素(47)を備え
    ることを特徴とする、請求項1から7いずれか1項に記載の部材。
  9. 【請求項9】 前記保持要素が、一方でスラスト・ワッシャ(30、31)
    と内輪(9)の対応する軸方向外面(23、24)との間に保持され、他方で前
    記腕(3)と相互作用して前記軸方向の保持を提供するように意図される保持ワ
    ッシャ(47)であることを特徴とする、請求項8に記載の部材。
  10. 【請求項10】 前記保持ワッシャ(47)の半径方向外側の縁が、対応す
    るスラスト・ワッシャ(30、31)の半径方向内側の縁にある座ぐり面(57
    )に収容されることを特徴とする、請求項9に記載の部材。
  11. 【請求項11】 幾つかの腕(3)を備えるオス要素(1)と、各腕(3)
    ごとの2つの軌道(7)を画定するメス要素(6)と、前記腕(3)に装着され
    た機械的伝達部材(8)とを備え、この機械的伝達部材(8)が、前記腕を中心
    に旋回できる内輪(9)、内輪を囲みメス要素(6)の関連する2つの軌道(7
    )に沿って転動するローラ(11)を形成する外輪、およびその共通軸(Z−Z
    )を中心に相対的に旋回できる方法で内輪とローラとを結合するようにする手段
    を備える等速機械継手であって、少なくとも1つの機械的伝達部材(8)が、請
    求項1から10いずれか1項に記載の機械的伝達部材であることを特徴とする等
    速機械継手。
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