JP2008202768A

JP2008202768A - 等速ジョイント

Info

Publication number: JP2008202768A
Application number: JP2007043083A
Authority: JP
Inventors: Masaya Ochi; 昌也越智
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2007-02-23
Filing date: 2007-02-23
Publication date: 2008-09-04

Abstract

【課題】従来技術と比較して軸方向の変位量を増大させることが等速ジョイントを提供することにある。
【解決手段】軸線に対してねじれた形状からなる複数の第１案内溝２６ａ〜２６ｆが内壁に形成されたアウタカップ１６と、前記第１案内溝２６ａ〜２６ｆと相反する方向にねじれた第２案内溝３２ａ〜３２ｆが外壁に形成されたインナリング３４と、前記第１案内溝２６ａ〜２６ｆと前記第２案内溝３２ａ〜３２ｆとが交差するトラック部分に保持されるボール２８と、前記ボール２８を収納する保持窓３６が形成されたリテーナ３８とを備え、前記インナリング３４の外周面には、該インナリング３４の軸線方向に沿った両端部の外周面に所定幅で形成され、軸線方向に沿った縦断面が直線状に形成された第１小径環状部４６ａ及び第２小径環状部４６が設けられる。
【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、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。

従来より、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回転力を各車軸へと伝達する等速ジョイントが用いられている。

この種の従来技術に係る等速ジョイントとして、例えば、非特許文献１には、継手軸（駆動シャフト及び被駆動シャフト）上において、ジョイント中心の両側に等距離だけオフセットして配置されたアウタレースのボール溝中心とインナレースのボール溝中心とを有するツェッパ型等速ジョイントが開示されている。

このツェッパ型等速ジョイントでは、前記アウタレースのボール溝と前記インナレースのボール溝との相対的動作によって、保持器に保持された６個のボールが等速面又は継手軸間の二等分角面上に位置することにより、駆動接点が常に等速面上に維持されて等速性が確保されるとしている。

また、特許文献２には、自動車のプロペラシャフトやドライブシャフト等に使用されるクロスグルーブ型等速ジョイントが開示されている。

このクロスグルーブ型等速ジョイントは、対をなす内輪の案内溝と外輪の案内溝とが周方向の相反した向きにねじれた形状をなし、両案内溝の交差したトラック部分でボールを保持制御するタイプのものである。前記クロスグルーブ型等速ジョイントの構造上、ボールと案内溝間のガタツキを少なくすることができるため、特に、ガタツキを嫌う自動車のプロペラシャフトやドライブシャフト等に多用されている。外輪の内周面には、周方向の一方にねじれた案内溝と他方にねじれた案内溝とが交互に形成されており、内輪の外周面には、対になる外輪の案内溝に対して、周方向に相反した向きにねじれた案内溝が交互に形成されている。

クロスグルーブ型等速ジョイントにおいて、ボールが保持制御されるのは、ボールトラックの交差部分にくさび角が形成され、ボールがこのくさび角によって保持器のポケット面に押しやられるためである。これにより、ボールは、常に、ボールトラックの交差部分に保持され、内・外輪間（一方及び他方の伝達軸間）に角度変位が生じた場合でも、常に、作動角の二等分角面内に維持される。このように、クロスグルーブ型等速ジョイントは等速性があり、しかもガタツキの少ない優れたものである。

特開平５−２３１４３５号公報チャールズ・イー・コーニー・ジュニア（Charles E. Cooney,Jr）編、「UNIVERSAL JOINT AND DRIVESHAFT DESIGN MANUAL ADVANCES IN ENGINEERING SERIS NO.7」、（米国）、第２版、THE SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS,INC. １９９１年、ｐ．１４５−１４９

しかしながら、クロスグルーブ型等速ジョイントは、内輪のトラック溝に沿ってトリポート部材が変位することにより、２軸間の軸方向変位を吸収することが可能なトリポートタイプの等速ジョイントに比べて、軸方向の変位量をあまり大きく設定することができないという問題がある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、従来技術と比較して軸方向の変位量を増大させることが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、相交わる２軸の一方に連結され、内径面を有すると共に軸線に対して周方向の一方にねじれた複数の第１案内溝が内壁に等角度離間して形成され、一端部が開口するアウタ部材と、
前記２軸の他方に連結され、前記アウタ部材の軸線に対して周方向の他方にねじれた同数の第２案内溝が外壁に等角度離間して形成されたインナリングと、
前記第１案内溝と前記第２案内溝とが交差するトラック部分に保持され、トルクを伝達するボールと、
前記ボールを収納する保持窓が形成されたリテーナと、
を備え、
前記インナリングの軸線方向に沿った両端部側の外周面には、所定幅からなり軸線方向に沿った縦断面が直線状に形成された第１環状部及び第２環状部が形成されることを特徴とする。

この場合、前記第１環状部と前記第２環状部との間に、中心から所定距離だけ軸線方向に沿った反対方向に相互にオフセットした点を曲率中心とし縦断面が円弧状に形成された第１円弧部及び第２円弧部と、前記第１円弧部と前記第２円弧部との間に形成され縦断面が直線状に形成され且つ軸線と直交する外径が最大となる大径環状部とがそれぞれ設けられるとよい。

本発明によれば、相交わる２軸の一方が回転すると、その回転トルクはアウタ部材から各ボールを介してインナリングに伝達され、２軸の他方が前記２軸の一方と等速性を保持しながら所定方向に回転することにより、前記回転トルクが２軸の一方から他方に伝達される。

また、本発明によれば、インナリングとリテーナとが軸方向に沿って相対的に変位する際、インナリングの外周面の軸線方向に沿った両端部に設けられた縦断面直線状の第１環状部及び第２環状部がリテーナの内壁面と接触しない逃げとして機能するため、従来技術と比較して、軸方向に沿った大きなスライド量を得ることができる。

換言すると、本発明では、インナリングの外周面に形成された第１円弧部又は第２円弧部がリテーナの内壁と係合することにより前記スライド量が規制され、前記インナリングの両端面と前記第１円弧部及び第２円弧部との間に縦断面直線状の第１環状面及び第２環状面を介在させることにより、インナリングの軸方向に沿ったスライド量を大きく設定することができる。

本発明では、逃げとして機能する縦断面直線状の第１環状部及び第２環状部をインナリングの外周面に設けることにより、従来技術と比較して軸方向の変位量を増大させ、相交わる２軸間の軸方向変位を好適に吸収することができる。

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。

図１及び図２において参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る等速ジョイントを示し、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有底円筒状のアウタカップ（アウタ部材）１６と、第２軸１８の一端部に固着されてアウタカップ１６の孔部内に収納されるインナ部材２０とから基本的に構成される。

なお、前記アウタカップ１６は、肉厚の円筒体からなるカップ本体部２１と、前記カップ本体部２１の一端側開口部を閉塞するキャップ部材２２とから構成され、前記キャップ部材２２は、前記カップ本体部２１に対して複数のねじ部材２３によって一体的に締結される。

図１に示されるように、前記アウタカップ１６の内壁面は内径面２４からなり、前記内径面２４には、前記アウタカップ１６の軸線に対して、周方向に沿ってねじれた形状からなり、軸心の回りにそれぞれ６０度の間隔をおいて６本の第１案内溝２６ａ〜２６ｆが形成される。

インナ部材２０は、前記アウタカップ１６の内壁面に形成された第１案内溝２６ａ〜２６ｃと周方向の相反する方向に沿ってねじれた形状からなる複数の第２案内溝３２ａ〜３２ｆが外周面に形成されたインナリング３４と、前記アウタカップ１６の内壁面に形成された第１案内溝２６ａ〜２６ｆと前記インナリング３４の外周面に形成された第２案内溝３２ａ〜３２ｆとが交差したトラック部分で保持可能に配設され、回転トルク伝達機能を営む複数（本実施の形態では、６個）のボール２８と、前記ボール２８を保持する複数の保持窓３６が周方向に沿って形成され、前記アウタカップ１６と前記インナリング３４との間に介装されたリテーナ３８とを有する。

前記インナリング３４は、中心の孔部内壁に形成されたスプライン溝３９を介して第２軸１８の端部にスプライン嵌合され、且つ第２軸１８の環状溝に装着されるリング状の係止部材４０を介して第２軸１８の端部に一体的に固定される。該インナリング３４の外周面には、アウタカップ１６の内壁面に形成された第１案内溝２６ａ〜２６ｃと周方向の相反する方向に沿ってねじれた形状からなる複数の第２案内溝３２ａ〜３２ｆが形成される。

前記インナリング３４の外周面には、図３に示されるように、軸線方向に沿った縦断面が直線状に形成され軸線Ａと直交する直径（外径）が最大となる大径環状部４２と、前記大径環状部４２の両側にそれぞれ連続し、中心Ｏから所定距離だけ軸線方向に沿った反対方向に等距離だけ相互にオフセットした点Ｐ１、Ｐ２を曲率中心として曲率半径Ｒ１、Ｒ２によって縦断面が円弧状に形成された第１円弧部４４ａ及び第２円弧部４４ｂと、前記第１円弧部４４ａ及び第２円弧部４４ｂにそれぞれ連続し、該インナリング３４の軸線方向に沿った両端部の外周面に所定幅で形成され軸線方向に沿った縦断面が直線状に形成された第１小径環状部４６ａ及び第２小径環状部４６とが設けられる。

なお、インナリング３４の両端面４８と前記第１小径環状部４６ａ及び第２小径環状部４６ｂとの間の稜線部には、面取りされた幅狭な環状の面取り部５０が設けられる。

この場合、後述するように、インナリング３４の外周面の軸線方向に沿った両端部に縦断面直線状の第１小径環状部４６ａ及び第２小径環状部４６ｂをそれぞれ設けることにより、リテーナ３８に対するインナリング３４のスライド量（リテーナ３８とインナリング３４との軸線方向に沿った相対的移動量）を従来技術と比較して増大させることができる。

前記ボール２８は、例えば、鋼球によって形成され、アウタカップ１６の第１案内溝２６ａ〜２６ｆとインナリング３４の第２案内溝３２ａ〜３２ｆとが交差するトラック部分にそれぞれ１個ずつ保持可能に配設される。このボール２８は、図示しない第１軸の回転トルクを、インナリング３４を介して第２軸１８に伝達すると共に、第１案内溝２６ａ〜２６ｆと第２案内溝３２ａ〜３２ｆとが交差するトラック部分に保持されることにより、第２軸１８（インナリング３４）と第１軸（アウタカップ１６）との間で交差する角度方向変位を可能とするものである。

なお、図示しない第１軸の軸線と第２軸１８の軸線とが交差して作動角（ジョイント角）をとった場合であっても、前記ボール２８は、常時、第１案内溝２６ａ〜２６ｆと第２案内溝３２ａ〜３２ｆとが交差したトラック部分に位置し、前記作動角の二等分角面内に保持される。

前記リテーナ３８の内壁面は、図４に示されるように、中心Ｏ１から単一の曲率半径Ｒ３によって設定された円弧面５２によって形成され、インナリング３４が軸方向に沿ってスライドした際、前記リテーナ３８の円弧面５２はインナリング３４の外表面に形成された第１円弧部４４ａ又は第２円弧部４４ｂと係合可能に設けられる。

本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。

図示しない第１軸が回転すると、その回転トルクはアウタカップ１６から各ボール２８を介してインナリング３４に伝達され、第２軸１８が前記第１軸と等速性を保持しながら所定方向に回転する。

その際、第１軸と第２軸１８との交差角度（作動角）が変化する場合には、第１案内溝２６ａ〜２６ｆと第２案内溝３２ａ〜３２ｆとが交差するトラック部分に保持されたボール２８の作用下にリテーナ３８が所定角度だけ傾動して前記角度変位が許容される。

また、図５に示されるように、インナリング３４の外周面に形成された第１円弧部４４ａ又は第２円弧部４４ｂがリテーナ３８の内壁に形成された円弧面５２に沿って摺動することにより、第１軸と第２軸１８とが軸方向に沿って所定長だけ相対的変位が許容される。

この場合、リテーナ３８の保持窓３６に保持された６個のボール２８が等速面又は第１軸・第２軸１８間の二等分角面上に位置することにより、駆動接点が常に等速面上に維持されて等速性が確保される。このように、第１軸及び第２軸１８の等速性を保持しつつ、それらの角度変位及び軸方向変位が好適に許容される。

本実施の形態では、インナリング３４の外周面の軸線方向に沿った両端部に縦断面直線状の第１小径環状部４６ａ及び第２小径環状部４６ｂをそれぞれ設けることにより、リテーナ３８に対するインナリング３４のスライド量（リテーナ３８とインナリング３４との軸線方向に沿った相対的移動量）を従来技術と比較して増大させることができる。

すなわち、本実施の形態では、インナリング３４の外周面の軸線方向に沿った両端部に設けられた縦断面直線状の第１小径環状部４６ａ及び第２小径環状部４６ｂが、前記インナリング３４が軸方向に沿ってスライドするときにリテーナ３８の内壁面と接触しない逃げとして機能し、インナリング３４の第１円弧部４４ａ又は第２円弧部４４ｂがリテーナ３８の円弧面５２に接触してそのスライド量が規制されるまで前記インナリング３４をスライドさせることにより、大きなスライド量Ｓ１を設定することができる（図５参照）。

一方、図７に示されるように、インナリング３４の外周面に前記縦断面直線状の第１小径環状部４６ａ及び第２小径環状部４６ｂが設けられておらず、外周面の軸線方向に沿った縦断面が単一の曲率半径Ｒ４からなる部分外球面５４によって形成された比較例に係るインナリング５６（図６参照）を用いた場合、比較例に係るインナリング５６の部分外球面５４がリテーナ３８の内壁の円弧面５２に規制されて前記リテーナ３８に対するインナリング５６の軸方向のスライド量Ｓ２となり、大きなスライド量を設定することができない（スライド量Ｓ１＞Ｓ２）。

換言すると、本実施の形態では、インナリング３４の外周面に形成された第１円弧部４４ａ及び第２円弧部４４ｂの立ち上がり位置が該インナリング３４の端縁部（端面４８）ではなく、インナリング３４の端縁部との間に縦断面直線状に形成された第１小径環状部４６ａ及び第２小径環状部４６ｂを介在させて、前記縦断面直線状に形成された第１小径環状部４６ａ及び第２小径環状部４６ｂに連続させることにより、比較例に係るインナリング５６と比較してリテーナ３８に対するインナリング３４の軸方向のスライド量を増大させることができる。

本発明の実施の形態に係る等速ジョイントの分解斜視構成図である。本発明の実施の形態に係る等速ジョイントの軸方向に沿った縦断面図である。図１に示す等速ジョイントを構成するインナリングの軸線方向に沿った縦断面拡大図である。図１に示す等速ジョイントを構成するリテーナの軸線方向に沿った縦断面拡大図である。図１に示す等速ジョイントにおいて、リテーナに対するインナリングの軸方向に沿ったスライド量Ｓ１を示す縦断面拡大図である。外周面を単一の円弧面に設定した比較例に係るインナリングの軸線方向に沿った縦断面拡大図である。図６に示すインナリングを用いて、リテーナに対する軸方向に沿ったスライド量Ｓ２を示す縦断面拡大図である。

符号の説明

１０…等速ジョイント１６…アウタカップ
１８…第２軸２４…内径面
２６ａ〜２６ｆ…第１案内溝２８…ボール
３２ａ〜３２ｆ…第２案内溝３４…インナリング
３６…保持窓３８…リテーナ
４２…大径環状部４４ａ、４４ｂ…円弧部
４６ａ、４６ｂ…小径環状部４８…端面
５０…面取り部５２…円弧面

Claims

相交わる２軸の一方に連結され、内径面を有すると共に軸線に対して周方向の一方にねじれた複数の第１案内溝が内壁に等角度離間して形成され、一端部が開口するアウタ部材と、
前記２軸の他方に連結され、前記アウタ部材の軸線に対して周方向の他方にねじれた同数の第２案内溝が外壁に等角度離間して形成されたインナリングと、
前記第１案内溝と前記第２案内溝とが交差するトラック部分に保持され、トルクを伝達するボールと、
前記ボールを収納する保持窓が形成されたリテーナと、
を備え、
前記インナリングの軸線方向に沿った両端部側の外周面には、所定幅からなり軸線方向に沿った縦断面が直線状に形成された第１環状部及び第２環状部が形成されることを特徴とする等速ジョイント。
請求項１記載の等速ジョイントにおいて、
前記第１環状部と前記第２環状部との間には、中心から所定距離だけ軸線方向に沿った反対方向に相互にオフセットした点を曲率中心とし縦断面が円弧状に形成された第１円弧部及び第２円弧部と、前記第１円弧部と前記第２円弧部との間に形成され縦断面が直線状に形成され且つ軸線と直交する外径が最大となる大径環状部とがそれぞれ設けられることを特徴とする等速ジョイント。