JP2012159165A - 等速ジョイント - Google Patents

Abstract

【課題】インナ部材が傾斜したときであってもローラ部材が移動する際の抵抗を低減するとともに、優れた耐久性を示す等速ジョイントを得る。
【解決手段】等速ジョイント１０を構成するインナ部材１６のトラニオン２８ａ〜２８ｃには、アウタ部材１２のトラック溝２２ａ〜２２ｃに摺動自在に係合するローラ部材３６を挟むようにして、第１ベアリング３４及び第２ベアリング３８が装着される。一方、アウタ部材１２には、トラック溝２２ａ〜２２ｃの断面を狭小化する凸部７２、７４、７６、７８が突出形成される。インナ部材１６、ひいてはトラニオン２８ａ〜２８ｃが傾斜したとき、第１ベアリング３４の下カバー４６ａが凸部７２、７４に当接するか、又は、第２ベアリング３８の上カバー４８ａが凸部７６、７８に当接する。
【選択図】図４

Description

本発明は、トラック溝が形成されたアウタ部材と、前記トラック溝に摺動自在に係合するローラが回転自在にトラニオンに装着されたインナ部材とを有する等速ジョイントに関する。

自動車は、内燃機関、モータ等の各種のエンジンで発生した回転動力がデファレンシャルギアからハーフシャフトやスプラインシャフト等の複数の伝達軸を介してハブに伝達され、これによりタイヤが回転することに伴って走行する。

ここで、デファレンシャルギアとスプラインシャフト、スプラインシャフトとハブは、それぞれ、等速ジョイントを介して連結される。すなわち、等速ジョイントは、伝達軸同士の間に介在し、一方の伝達軸から他方の伝達軸に回転動力を伝達する役割を果たす。

等速ジョイントは、特許文献１に示されるように、一端部に軸部が突出形成された有底円筒形状のカップ状部を有するアウタ部材と、前記カップ状部に挿入される伝達軸の先端部に位置決め固定されたインナ部材とを有する。前記伝達軸の側周壁にはスプラインが設けられるとともに、前記インナ部材には、内壁にスプライン（歯部）が設けられた貫通孔が形成される。この貫通孔に伝達軸の先端部が通される際、前記スプライン同士が噛合されることにより、伝達軸とインナ部材が連結される。

さらに、前記カップ状部に複数個のトラック溝が形成されるとともに、前記インナ部材に、前記トラック溝の各々に指向して延在する複数個のトラニオンが形成される。各トラニオンにはローラが回転自在に装着され、該ローラは、前記トラック溝に摺動自在に係合する。伝達軸の軸線方向に沿う力が等速ジョイントに作用したときには、これらのローラが回転しながらトラック溝に沿って移動することにより、前記力が吸収される。

ところで、例えば、インナ部材に係合した伝達軸が傾斜したときには、トラニオンがトラック溝の軸線方向に対して傾斜するので、ローラの一部がトラック溝の内壁等に局所的に当接することがある。この当接により、ローラの移動に対して抵抗が生じる。

この不具合を回避するべく、特許文献１において、ローラの端面にキャップを設け、このキャップにベアリング（ボール）を埋入することが提案されている。この場合、ボールがトラック溝の内壁に当接する。

特開２０１０−９１１０４号公報

特許文献１に記載される構成では、当接に伴ってボールに荷重が集中する。このため、ボールが短期間で疲労する懸念がある。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、インナ部材が傾斜したときであってもローラが移動する際の抵抗を低減し得、しかも、優れた耐久性を示す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、トラック溝が形成されたアウタ部材と、前記トラック溝に摺動自在に係合するローラが回転自在にトラニオンに装着されたインナ部材とを有する等速ジョイントであって、
前記トラニオンに装着されるとともに、前記ローラを間に挟んで互いに対向する１組の軸受を備え、
前記１組の軸受の各々は、転動部材と、前記転動部材を挟持する１組のカバー部材とを有することを特徴とする。

このような構成においては、インナ部材が傾斜した際、１組の軸受のいずれか一方がトラック溝の内壁に当接する。従って、インナ部材がトラック溝の軸線方向に沿って移動するときには、内壁に当接した軸受がトラニオンの側壁に沿って回転する。この回転により、インナ部材の移動に対する抵抗が小さくなる。

また、本発明では、軸受がトラック溝の内壁に当接するのみであり、転動部材がトラック溝の内壁に当接することはない。従って、転動部材に荷重が集中することが回避されるので、該転動部材が短期間で疲労することが回避される。このため、等速ジョイントとしての耐久性が良好である。

なお、前記転動部材としてボールを採用するときには、ボールを２列に並列配置することが好ましい。このような構成では、軸受がトラック溝の内壁に当接したとき、荷重が略均等に配分される。従って、軸受がトラック溝の内壁に当接した姿勢が保たれ易くなる。

また、トラック溝の断面を狭小化する凸部を突出形成することが好ましい。この場合、インナ部材（トラニオン）が傾斜したときには軸受が凸部に当接する。この当接によって、ローラがトラック溝から脱落することが防止される。すなわち、凸部は、ローラのトラック溝からの抜け止めとして機能する。

本発明においては、インナ部材のトラニオンに対し、ローラと、該ローラを間に挟んで互いに対向する１組の軸受を装着するとともに、該１組の軸受を、転動部材と、前記転動部材を挟持する１組のカバー部材とを含んで構成するようにしている。この構成では、インナ部材が傾斜しながらトラック溝の軸線方向に沿って移動するとき、１組の軸受のいずれか一方がトラック溝の内壁に当接し、この状態で回転する。この回転により、インナ部材の移動に対する抵抗を低減することが可能となる。

また、上記の当接の際、転動部材がトラック溝の内壁に当接することがない。このため、転動部材に荷重が集中することが回避される。その結果、該転動部材が短期間で疲労することが回避されるので、等速ジョイントとしての耐久性が向上する。

本実施の形態に係る等速ジョイントの要部分解斜視図である。 トラニオンに装着される部材を示した要部分解斜視図である。 トラニオンの概略正面図である。 図１の等速ジョイントの要部正面図である。 前記等速ジョイントを構成する軸受としてのベアリングの要部縦断面図である。 前記等速ジョイントを構成するインナ部材が鉛直下方に指向して傾斜した状態を示す要部正面図である。 図６とは逆に、前記インナ部材が鉛直上方に指向して傾斜した状態を示す要部正面図である。

以下、本発明に係る等速ジョイントにつき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る等速ジョイント１０の要部分解斜視図である。この等速ジョイント１０は、アウタ部材１２と、駆動力を伝達する伝達軸１４に連結されたインナ部材１６とを備える。

アウタ部材１２は、有底穴１７が形成された円筒形状のカップ状部１８と、該カップ状部１８の一端部に突出形成された軸部２０とを有する。この軸部２０は、例えば、図示しないミッションの回転軸に連結され、その回転駆動力を、カップ状部１８及びインナ部材１６を介して伝達軸１４に伝達する。

カップ状部１８の内壁には、互いに１２０°の間隔で離間する３本のトラック溝２２ａ〜２２ｃが形成されている。各トラック溝２２ａ〜２２ｃは、有底穴１７の底壁近傍まで延在する。

一方、インナ部材１６は、円盤形状体に貫通孔２４が形成されることでリング形状をなす円環状部２６と、該円環状部２６の側壁に突出形成された３本のトラニオン２８ａ〜２８ｃとを有する。なお、前記貫通孔２４は、カップ状部１８及び伝達軸１４の延在方向に沿う方向に延在するように形成される。この貫通孔２４の内壁には、該貫通孔２４の軸線方向に沿って延在するスプライン３０が設けられる。

この場合、トラニオン２８ａ〜２８ｃは、図２及び図３に示すように、高さ方向略中腹部が最も大径で且つ上端部の一部が水平方向に切り欠かれたような略球形状をなす。トラニオン２８ａ〜２８ｃ中の隣接するもの同士は互いに１２０°の等間隔で離間しており、従って、トラニオン２８ａ〜２８ｃの位相は、トラック溝２２ａ〜２２ｃの位相と一致する。そして、トラニオン２８ａ〜２８ｃの各々は、トラック溝２２ａ〜２２ｃに向かって延在する。

図２及び図４に示すように、トラニオン２８ａには、ホルダ３２、軸受としての第１ベアリング３４、ローラ部材３６、軸受としての第２ベアリング３８が装着される。この中、ホルダ３２は、フランジ部４０と、該フランジ部４０に比して小径な円筒部４２とを有し、該円筒部４２には環状溝４４が陥没形成されている。

この場合、第１ベアリング３４は、要部縦断面である図５に示すように、下カバー４６ａと上カバー４８ａで内側ボール列５０ａと外側ボール列５２ａを挟持するようにして構成される。すなわち、下カバー４６ａには、縦断面が略半円形状をなす２本の第１環状溝５４ａ、第２環状溝５６ａが同心円状に形成される。一方、上カバー４８ａには、第１環状溝５４ａ、第２環状溝５６ａの各々の位置に対応する位置に、縦断面が略半円形状をなす第３環状溝５８ａ、第４環状溝６０ａが同心円状に形成される。第１環状溝５４ａ及び第３環状溝５８ａには内側ボール列５０ａをなすボール６２ａ（転動体）が収容されるとともに、第２環状溝５６ａ及び第４環状溝６０ａには外側ボール列５２ａをなすボール６２ａ（転動体）が収容される。

第２ベアリング３８も第１ベアリング３４と同様に構成されており、従って、同一の構成要素には同一の参照符号を付すとともに添字のａに代替してｂを添え、その詳細な説明を省略する。

図１及び図２に示すように、ローラ部材３６とホルダ３２との間には、複数本のニードルベアリング６４が介在される。このため、ローラ部材３６は、その中心を回転中心として、ホルダ３２、ひいてはトラニオン２８ａに対して回転自在である。

なお、ローラ部材３６には、その直径方向内方に向かって突出する１組のフランジ部６６、６８が形成されている。全てのニードルベアリング６４は、これらフランジ部６６、６８に挟持されることによってローラ部材３６に保持される（図１参照）。

以上の第１ベアリング３４、ローラ部材３６及び第２ベアリング３８は、ホルダ３２の円筒部４２に通される。そして、円筒部４２に形成された前記環状溝４４にＣ字形状のクリップ７０が係合されることにより、第１ベアリング３４、ローラ部材３６及び第２ベアリング３８のホルダ３２からの抜け止めがなされる（図４参照）。

図４に示すように、トラック溝２２ａ〜２２ｃの開口近傍の肉には、該トラック溝２２ａ〜２２ｃの断面を狭小化する４箇所の凸部７２、７４、７６、７８が突出形成される。この中、凸部７２、７４は第１ベアリング３４の下カバー４６ａの下端面に近接するようにして延在し、一方、凸部７６、７８は、第２ベアリング３８の上カバー４８ｂの上端面に指向して延在する。

残余のトラニオン２８ｂ、２８ｃにおいても、トラニオン２８ａと同様にして第１ベアリング３４、ローラ部材３６及び第２ベアリング３８が装着される。従って、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

伝達軸１４（図１参照）は、アウタ部材１２を介して伝達された前記ミッションの回転駆動力を、該伝達軸１４の図示しない他端部に連結された別の等速ジョイント（図示せず）を介してハブ（図示せず）に伝達するための中継軸である。このため、該伝達軸１４の一端部は、カップ状部１８に挿入されて前記インナ部材１６の貫通孔２４に通され、前記他端部は、前記別の等速ジョイントのアウタ部材の軸部に連結される。

伝達軸１４の一端部にも、スプライン８０が形成される。このスプライン８０は、該伝達軸１４の一端部がインナ部材１６の貫通孔２４に通される際、該貫通孔２４の内壁に形成されたスプライン３０に噛合する。

なお、図示しないが、カップ状部１８から伝達軸１４に至るまでは、グリースを封入した継手用ブーツによって囲繞される。

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、次にその作用効果について説明する。

自動車が走行する際には、ディファレンシャルギアの作用下に、等速ジョイント１０のアウタ部材１２が先ず回転動作する。この回転力は、インナ部材１６を介して伝達軸１４に伝達され、最終的にハブを介してタイヤが回転する。

この走行に際し、伝達軸１４の軸線方向に沿う力が等速ジョイント１０に作用したときには、伝達軸１４がカップ状部１８に対して突出する方向又は挿入する方向にスライドするように変位する。これに伴い、ローラ部材３６が回転しながらトラック溝２２ａ〜２２ｃに沿って移動する。

自動車の走行中、伝達軸１４の他端部が図１における矢印Ｘ１方向に傾斜すると、インナ部材１６は、トラニオン２８ａがトラック溝２２ａの軸線方向前方側（有底穴１７の開口側）に近接し、且つトラニオン２８ｂ、２８ｃがトラック溝２２ｂ、２２ｃの軸線方向後方側（有底穴１７の底壁側）に近接するように傾斜する。その結果、トラニオン２８ａでは、図６に示すように、第１ベアリング３４の下カバー４６ａが凸部７２、７４に当接する。

ここで、第１ベアリング３４内には、ボール６２ａが内側ボール列５０ａ及び外側ボール列５２ａの２列として収容されている（図５参照）。このため、第１ベアリング３４の下カバー４６ａが凸部７２、７４に当接した姿勢が保たれ易くなる。

上記したように下カバー４６ａが凸部７２、７４に当接した第１ベアリング３４（図６参照）は、ローラ部材３６が回転しながらトラック溝２２ａ〜２２ｃに沿って移動するとき、ホルダ３２の円筒部４２に沿って周回動作する。すなわち、回転する。この回転により、上記したローラ部材３６の移動に対して生じる抵抗が小さくなる。

しかも、この場合、第１ベアリング３４の下カバー４６ａに凸部７２、７４が当接するのみであり、内側ボール列５０ａ又は外側ボール列５２ａのボール６２ａ、６２ａがトラック溝２２ａ〜２２ｃの内壁に当接することはない。従って、ボール６２ａ、６２ａに荷重が集中することが回避されるので、ボール６２ａ、６２ａが短期間で疲労することを回避することもできる。換言すれば、等速ジョイント１０の耐久性が向上する。

上記とは反対に、伝達軸１４の他端部が図１における矢印Ｘ２方向に傾斜した場合には、インナ部材１６は、トラニオン２８ａがトラック溝２２ａ〜２２ｃの軸線方向後方側（有底穴１７の底壁側）に近接し、且つトラニオン２８ｂ、２８ｃがトラック溝２２ａ〜２２ｃの軸線方向前方側（有底穴１７の開口側）に近接するように傾斜する。従って、トラニオン２８ａでは、図７に示すように、第２ベアリング３８の上カバー４８ｂが凸部７６、７８に当接する。

第２ベアリング３８内にも、ボール６２ｂが内側ボール列５０ｂ及び外側ボール列５２ｂの２列として収容されている（図５参照）。このため、第２ベアリング３８の上カバー４８ｂが凸部７６、７８に当接した姿勢が容易に保たれる。

上カバー４８ｂが凸部７６、７８に当接した第２ベアリング３８もまた、ローラ部材３６が回転しながらトラック溝２２ａ〜２２ｃに沿って移動するとき、ホルダ３２の円筒部４２に沿って回転する。この回転により、上記したローラ部材３６の移動に対して生じる抵抗が小さくなる。

この場合においても、第２ベアリング３８の上カバー４８ｂに凸部７２、７４が当接するのみであり、内側ボール列５０ｂ又は外側ボール列５２ｂのボール６２ｂ、６２ｂがトラック溝２２ａ〜２２ｃの内壁に当接することはない。従って、ボール６２ｂ、６２ｂに荷重が集中することが回避されるので、ボール６２ｂ、６２ｂが短期間で疲労することを回避することができる。このことも相俟って、等速ジョイント１０の耐久性が一層向上する。

以上のように、本実施の形態に係る等速ジョイント１０によれば、インナ部材１６が傾斜したときにローラ部材３６が移動する場合であっても、その移動に対する抵抗を低減し得る。しかも、該等速ジョイント１０は、優れた耐久性を示す。

その上、第１ベアリング３４が凸部７２、７４に当接するか、又は第２ベアリング３８が凸部７６、７８に当接するので、ローラ部材３６がトラック溝２２ａ〜２２ｃから脱落することが防止される。すなわち、本実施の形態によれば、等速ジョイント１０が上記のように動作する最中、ローラ部材３６がトラック溝２２ａ〜２２ｃから脱落する懸念が払拭される。

なお、本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

例えば、上記した実施の形態においては、第１ベアリング３４及び第２ベアリング３８のボール６２ａ、６２ｂを２列配置としているが、特にこれに限定されるものではなく、１列であってもよい。

１０…等速ジョイント １２…アウタ部材
１４…伝達軸 １６…インナ部材
２２ａ〜２２ｃ…トラック溝 ２８ａ〜２８ｃ…トラニオン
３２…ホルダ ３４…第１ベアリング
３６…ローラ部材 ３８…第２ベアリング
４６ａ、４６ｂ…下カバー ４８ａ、４８ｂ…上カバー
５０ａ、５０ｂ…内側ボール列 ５２ａ、５２ｂ…外側ボール列
６２ａ、６２ｂ…ボール ７２、７４、７６、７８…凸部

Claims (3)

1. トラック溝が形成されたアウタ部材と、前記トラック溝に摺動自在に係合するローラが回転自在にトラニオンに装着されたインナ部材とを有する等速ジョイントであって、
   前記トラニオンに装着されるとともに、前記ローラを間に挟んで互いに対向する１組の軸受を備え、
   前記１組の軸受の各々は、転動部材と、前記転動部材を挟持する１組のカバー部材とを有することを特徴とする等速ジョイント。
2. 請求項１記載の等速ジョイントにおいて、前記転動部材がボールであり、且つ前記ボールが２列に並列配置されていることを特徴とする等速ジョイント。
3. 請求項１又は２記載の等速ジョイントにおいて、前記トラック溝の断面を狭小化する凸部が突出形成され、前記トラニオンが傾斜したとき、前記１組の軸受のいずれかが前記凸部に当接することを特徴とする等速ジョイント。

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