JP2008089022A - 自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】トリポード系のしゅう動式自在継手において、部品点数を増やすことなく、スフェリカルローラがトラニオンジャーナル先端側から抜け落ちないようにする。
【解決手段】自在継手は、内周の円周方向等分位置に軸方向に延びるトラック溝を形成した外側継手部材と、円周方向等分位置から半径方向に突出したトラニオンジャーナル26を有する内側継手部材20と、各トラニオンジャーナル26に回転自在に担持されたローラアセンブリ30とを備え、ローラアセンブリ30は、外周面が真球状のスフェリカルローラ32と、スフェリカルローラ32とトラニオンジャーナル26との間に配列した複数の針状ころ34とからなり、トラニオンジャーナル26の外周に、針状ころ34のための軌道28と、針状ころ34の軸方向移動を規制するためのつば28a,28bが形成してあり、トラニオンジャーナル26の先端に針状ころ34の外接円よりも大径の突起28cが設けてある。
【選択図】図１

Description

この発明は、トリポード系のしゅう動式等速自在継手等の自在継手に関し、自動車や各種産業機械等の動力伝達装置に利用することができる。

前輪駆動車や独立懸架方式の後輪駆動車の駆動軸には、角度変位および軸方向変位を許容するしゅう動式等速自在継手が用いられる。従来の一般的なトリポード系のしゅう動式等速自在継手は、図２に示すように、外側継手部材としての外輪１１０と、内側継手部材としてのトラニオン１２０と、トルク伝達要素としてのローラアセンブリ１３０とを主要な構成要素としている。

外輪１１０はマウス部１１２とステム部１１６とからなり、ステム部１１６のスプライン（またはセレーション。以下同じ。）軸１１８にて、連結すべき２軸のうちの一方とトルク伝達可能に結合するようになっている。マウス部１１２は一端にて開口したカップ状で、内周にトラック溝１１４が形成してあり、各トラック溝１１４の側壁がローラ案内面となる。

図３に示すように、トラニオン１２０はボス１２２とトラニオンジャーナル１２６とからなる。ボス１２２は、連結すべき２軸のうちのもう一方とトルク伝達可能に結合するためのスプライン孔１２４を有する。図２および３ではトラニオンジャーナル１２６が１つだけ示してあるが、たとえば３本（トリポード型）あるいは２本（バイポード型）のトラニオンジャーナル１２６がボス１２２の円周方向に等間隔で配設される。

各トラニオンジャーナル１２６にローラアセンブリ１３０が担持されている。各ローラアセンブリ１３０は、スフェリカルローラ１３２と、針状ころ１３４と、インナワッシャ１３６と、アウタワッシャ１３８とを含む。針状ころ１３４はトラニオンジャーナル１２６の外周面とスフェリカルローラ１３２の内周面との間に転動可能に介在させてある。したがって、スフェリカルローラ１３２はトラニオンジャーナル１２６に対して回転および軸方向移動が可能である。

針状ころ１３４の軸方向両側にインナワッシャ１３６とアウタワッシャ１３８が配置してある。インナワッシャ１３６はリング状で、トラニオン１２０のボス１２２と針状ころ１３４の端面との間に介在する。アウタワッシャ１３８は横断面が概略Ｌ字形で、軸方向に延びる円筒部１４０と、円筒部１４０の一方の端部から半径方向内向きに延びる円板部１４２とからなる。円筒部１４０の他方の端部は半径方向外側に折り曲げ、折り曲げた部分１４４の外径をスフェリカルローラ１３２の内径よりも大きくしてある。トラニオンジャーナル１２６の先端近くに周溝１２８が形成してある。この周溝１２８に丸サークリップ１４６を取り付けて、アウタワッシャ１３８のトラニオンジャーナル１２６先端側への移動を規制している。そのために、アウタワッシャ１３８の円板部１４２の内径は丸サークリップ１４６の外径よりも小さく、また、円筒部４０の外径は針状ころ１３４の外接円と等しいかそれよりも小さくしてある。そして、アウタワッシャ１３８の折り曲げた部分１４４により、スフェリカルローラ１３２がトラニオンジャーナル１２６の先端側へ抜け落ちないようになっている。

上述の一般的なトリポード系のしゅう動式等速自在継手とは別に、非特許文献１には、トラニオンジャーナルに針状ころの端面を受け止めるつばを設け、インナワッシャ、アウタワッシャおよび丸サークリップを廃したトリポード系のしゅう動式等速自在継手が開示されている。すなわち、図４に示すように、トラニオンジャーナル１２６の外周に針状ころ１３４のための軌道１２８が形成してあり、軌道１２８の軸方向両側にはつば１２８ａ，１２８ｂが形成してある。針状ころ１３４の軸方向移動はつば１２８ａ，１２８ｂによって規制される。この場合、スフェリカルローラ１３２がトラニオンジャーナル１２６の先端部へ移動すると抜け落ちる構造になっている。すなわち、トラニオンジャーナル１２６の外周面は、針状ころ１３４の外接円よりも小径で、スフェリカルローラ１３２の内周面よりも小径である。

特許文献１では、非特許文献１に記載されたトリポード系のしゅう動式等速自在継手のスフェリカルローラの脱落防止のために、アウタワッシャをわざわざ設けることが提案されている。
特表２０００−５１０５５５号公報 Advances in Engineering Series No. 7,"Universal Joint and Driveshaft Design Manual",（米国）, The Society of Automotive Engineers, Inc., p. 138

この発明の目的は、部品点数を増やすことなく、スフェリカルローラがトラニオンジャーナル先端側から抜け落ちないようにすることにある。

この発明は、トラニオンジャーナルの先端部に突起を設けることによって課題を解決した。すなわち、この発明の自在継手は、内周の円周方向等分位置に軸方向に延びるトラックを形成した外側継手部材と、円周方向等分位置から半径方向に突出したトラニオンジャーナルを有する内側継手部材と、各トラニオンジャーナルに回転自在に担持されたローラアセンブリとを備え、前記ローラアセンブリが、外周面が真球状のスフェリカルローラと、前記トラニオンジャーナルと前記スフェリカルローラとの間に配列した複数の針状ころとからなり、前記トラニオンジャーナルの外周に、前記針状ころのための軌道と、前記針状ころの軸方向移動を規制するためのつばが形成してあり、前記トラニオンジャーナルの先端に前記針状ころの外接円よりも大径の突起が設けてある。

請求項２の発明は、請求項１の自在継手において、前記突起が、前記スフェリカルローラがかち込み可能で、かつ、前記スフェリカルローラが容易にはずれない突起高さであることを特徴とする。言い換えるならば、突起の弾性変形を利用して、トラニオンジャーナルにスフェリカルローラを取り付ける。

この発明は、外側継手部材としての外輪と、内側継手部材としてのトラニオンと、トルク伝達要素としてのローラアセンブリとを有するトリポード系のしゅう動式自在継手に適用することができ、その一例が、３本のトラニオンジャーナルを有するトリポード(tripod)型（請求項３）や、２本のトラニオンジャーナルを有するバイポード(bipod)型である（請求項４）。

この発明によれば、スフェリカルローラがジャーナル先端部へ摺動したときに軸受部から抜け落ちないようにするという課題を解決し、併せて、インナワッシャ、アウタワッシャ、丸サークリップが不要となるため部品点数の削減および原価低減が可能となる。

以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。

図１に示した実施の形態はトリポード型等速自在継手の例であって、外側継手部材としての外輪１０と、内側継手部材としてのトリポード部材２０と、トルク伝達要素としてのローラアセンブリ３０とで構成されている。

外輪１０はマウス部１２とステム部１６とからなり、ステム部１６のスプライン軸１８で、連結すべき２軸のうちの一方とトルク伝達可能に結合するようになっている。マウス部１２は一端にて開口したカップ状で、内周の円周方向３等分位置に軸方向に延びるトラック溝１４が形成してある。トラック溝１４の互いに向かい合った側壁がローラ案内面となる。

トリポード部材２０はボス部２２とトラニオンジャーナル２６とからなり、ボス部２２に形成したスプライン孔２４で、連結すべき２軸のもう一方とトルク伝達可能に結合するようになっている。トラニオンジャーナル２６はボス部２２の円周方向３等分位置から半径方向に突出している。トラニオンジャーナル２６の外周には、針状ころ３４が転動するための円筒形の軌道２８が形成してある。軌道２８の軸方向両側の壁面は、軌道２８に配置した針状ころ３４の端面を受け止めるつば２８ａ，２８ｂとなる。

各ローラアセンブリ３０は、スフェリカルローラ３２と、複数の針状ころ３４とを含んでいる。スフェリカルローラ３２は内周面が円筒形で外周面が球状である。針状ころ３４は円柱状で、スフェリカルローラ３２の内周面とトラニオンジャーナル２６の軌道２８との間に転動可能に配列してある。そして、トラニオンジャーナル２６の軌道２８をインナレースとし、スフェリカルローラ３２の内周面をアウタレースとした、保持器のないいわゆる総ころ軸受を構成する。したがって、スフェリカルローラ３２はトラニオンジャーナル２６に対して回転および軸方向移動が可能である。スフェリカルローラ３２の外周面は外輪１０のローラ案内面と接する。

トラニオンジャーナル２６の先端部に突起２８ｃが形成してある。突起２８ｃの外径は軌道２８に配置した針状ころ３４の外接円よりも大径としてある。言い換えれば、スフェリカルローラ３２の内径よりも大きい。したがって、突起２８ｃが存在することにより、スフェリカルローラ３２がトラニオンジャーナル２６の先端側に移動しても、抜け落ちることはない。スフェリカルローラ３２の軸方向移動量は、ボス部２２と突起２８ｃで規定される。突起２８ｃは、トラニオンジャーナル２６の全周にわたって連続していてもよいが、１または複数の突起を円周方向に所定の間隔で配置してもよい。

スフェリカルローラ３２をトラニオンジャーナル２６に組み付ける際には、突起２８ｃの弾性変形を利用して、突起２８ｃを乗り越えさせる。そして、スフェリカルローラ３２の内径をφｄ、突起２８ｃの外径をφＤとしたとき、式φＤ−φｄで表される突起２８ｃの突出量を、スフェリカルローラ３２のかち込みを許容し、かつ、一旦かち込んだら容易にはずれない程度とする。具体例を挙げるならば、０．０５〜０．２０ｍｍの範囲内とするのが望ましい。

以上の説明ではトリポード型のしゅう動式等速自在継手を例にとったが、バイポード型の場合もトラニオンジャーナルの数が３から２に変わるだけで基本的には上に述べたところと変わらない。

（Ａ）はこの発明の実施の形態を示す断面図、（Ｂ）は図１（Ａ）の部分拡大図 従来の技術を示す縦断面図 図２における内側継手部材およびローラアセンブリの拡大図 別の従来の技術を示す図３と類似の拡大図

符号の説明

１０ 外輪（外側継手部材）
１２ マウス部
１４ トラック溝
１６ ステム部
１８ スプライン軸
２０ トラニオン（内側継手部材）
２２ ボス部
２４ スプライン孔
２６ トラニオンジャーナル
２８ 軌道
２８ａ，２８ｂ つば
２８ｃ 突起
３０ ローラアセンブリ（トルク伝達要素）
３２ スフェリカルローラ
３４ 針状ころ

Claims (4)

1. 内周の円周方向等分位置に軸方向に延びるトラックを形成した外側継手部材と、円周方向等分位置から半径方向に突出したトラニオンジャーナルを有する内側継手部材と、各トラニオンジャーナルに回転自在に担持されたローラアセンブリとを備え、
   前記ローラアセンブリが、外周面が真球状のスフェリカルローラと、前記トラニオンジャーナルと前記スフェリカルローラとの間に配列した複数の針状ころとからなり、前記トラニオンジャーナルの外周に、前記針状ころのための軌道と、前記針状ころの軸方向移動を規制するためのつばが形成してあり、
   前記トラニオンジャーナルの先端に前記針状ころの外接円よりも大径の突起が設けてある自在継手。
2. 前記突起は、前記スフェリカルローラがかち込み可能で、かつ、前記スフェリカルローラが容易にはずれない突起高さである請求項１の自在継手。
3. 前記トラニオンジャーナルの数が３である請求項１または２の自在継手。
4. 前記トラニオンジャーナルの数が２である請求項１または２の自在継手。

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