JP2014016007A - トリポード型等速ジョイントおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数個のローラの外周面を同時加工したとしても、高精度に所望形状を得ることができるトリポード型等速ジョイントおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】ローラ３０は、複数個のローラ３０の端面同士を接触させた状態で同時加工により成形される外周転動面３２と、外周転動面３２の軸方向端より軸方向に突出する突起３５とを備える。突起３５は、外周転動面３２の研削時に隣り合うローラ３０の端面３３，３５に接触する突起端面３５ａを有し、突起端面３５ａを接触させた状態で隣り合うローラ３０の外周転動面３２の端間に軸方向隙間Ｂを形成する。さらに、突起３５は、外周転動面３２の加工時における工具１００との間に隙間Ｄを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、トリポード型等速ジョイントおよびその製造方法に関するものである。

一般に、トリポード型等速ジョイントを構成するローラの外周面は、砥石により研削される。その他に、特開２００９−２９９８００号公報（特許文献１）には、ローラの外周面を切削することが記載されている。

特開２００９−２９９８００号公報

ローラの外周面の加工は、研削であっても切削であっても、ローラ１個ずつ行っている。研削の場合には、総形砥石を用いることにより、複数のローラの同時研削が可能となる。つまり、総形砥石を、複数のローラを並べて配置したときの外周面を転写した形状に形成することで、短時間で複数のローラの外周面を研削することが考えられる。

しかしながら、ローラの外周面の軸方向断面形状は円弧形状であるため、２個のローラを並べたときに、２個のローラの接触付近の外周側が、鋭角状に凹んだ形状となる。そのため、総形砥石の当該部分が、鋭角状に尖った形状にせざるを得ない。そのため、総形砥石の寿命を短くする原因となる。

さらに、総形砥石の鋭角状に尖った部分は摩耗しやすくなり、摩耗した総形砥石を用いて複数のローラを同時研削すると、所望の形状に形成できなくなるおそれがある。つまり、ローラの外周面の端に、突起が形成されてしまうおそれがある。このようにして形成されたローラをトリポード型等速ジョイントに適用すると、ローラの当該突起部分が外輪の軌道溝に接触して、軌道溝の耐久性を低下することにつながる。このようなことから、複数個のローラの外周面を総形砥石により同時研削することはできなかった。

また、切削加工においても、研削加工と同様に、刃具の先端を鋭角状に尖った形状にせざるを得ず、刃具の寿命が非常に短くなってしまうため、同時切削することはできなかった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、総形砥石を用いて複数個のローラの外周面を同時加工したとしても、工具の寿命を延ばすことができ、高精度に所望形状を得ることができるトリポード型等速ジョイントおよびその製造方法を提供することを目的とする。

（トリポード型等速ジョイント）
（請求項１）本手段に係るトリポード型等速ジョイントは、トリポード軸に回転可能に支持され外輪の軌道溝に沿って転動するローラを備えるトリポード型等速ジョイントであって、前記ローラは、複数個の前記ローラの端面同士を接触させた状態で同時加工により成形される外周転動面と、前記外周転動面の軸方向端より軸方向に突出する突起と、を備え、前記突起は、前記外周転動面の加工時に隣り合う前記ローラの端面に接触する突起端面を有し、当該突起端面を接触させた状態で隣り合う前記ローラの前記外周転動面の端間に軸方向隙間を形成し、前記外周転動面の加工時における工具との間に隙間を有する。

（請求項２）また、前記トリポード型等速ジョイントは、前記ローラの少なくとも軸方向一方に前記ローラの軸方向移動を規制する規制部材を有し、前記ローラは、前記突起より径方向内側の端面に前記トリポード軸の前記規制部材に接触可能な規制端面を有し、前記突起は、前記規制端面より軸方向に突出するようにしてもよい。

（請求項３）また、前記ローラは、当該ローラの軸方向両端のそれぞれに前記突起を備え、前記外周転動面の加工時に隣り合う前記ローラの突起同士を接触させるようにしてもよい。
（請求項４）また、前記工具は、総形砥石であり、前記外周転動面は、複数個の前記ローラの端面同士を接触させた状態で前記総形砥石により同時研削されるようにしてもよい。

（トリポード型等速ジョイントの製造方法）
（請求項５）本手段に係るトリポード型等速ジョイントの製造方法は、トリポード軸に回転可能に支持され外輪の軌道溝に沿って転動するローラを備えるトリポード型等速ジョイントの製造方法であって、前記ローラは、複数個の前記ローラの端面同士を接触させた状態で同時加工により成形される外周転動面と、前記外周転動面の軸方向端より軸方向に突出する突起と、を備え、一の前記ローラの前記突起の端面が他の前記ローラの端面に接触するように複数個の前記ローラを配置し、かつ、隣り合う前記ローラの前記外周転動面の端間に軸方向隙間を形成する配置工程と、工具と前記突起との間に隙間を有し、かつ、前記配置工程にて配置された複数個の前記ローラの前記外周転動面を前記工具による同時加工により成形する加工工程とを備える。

（請求項５）また、前記配置工程は、隣り合う前記ローラの前記突起の端面同士が接触するように前記ローラを配置してもよい。

（請求項１）本手段によれば、複数個のローラを並べて配置したときに、一のローラの突起端面が他のローラの端面に接触する。このとき、隣り合うローラの外周転動面の端間に軸方向隙間が形成されており、さらに、外周転動面の加工時における突起と工具との間に隙間が形成される。この隙間が形成されることで、工具の形状の尖りを緩やかにすることができる。その結果、工具の寿命を延ばすことができる。さらに、工具の形状の尖りを緩やかにできるため、工具の形状は、摩耗に対して強い形状となる。このことからも、工具の寿命を延ばすことができる。さらには、摩耗に強いことから、高精度に外周転動面の所望形状を得ることができる。

（請求項２）ローラの規制端面は、規制部材に接触可能な面であるため、ローラの軸方向移動量を規定するための面となる。一方、ローラの突起は、規制端面より径方向外側に位置しており、規制端面より軸方向に突出している。ここで、ローラの規制端面が規制部材に接触するために、ローラの当該突起は、規制部材に接触しないことになる。従って、当該突起は、ローラの製造においてのみ用いる部分であって、トリポード型等速ジョイントとしての機能上何ら影響を及ぼさない。

（請求項３）ローラが、その軸方向両端に突起を備えることで、突起同士を接触させることができる。これにより、両突起と工具との間に隙間を確実に形成できる。従って、工具の寿命を確実に延ばすことができる。また、ローラは、軸方向において対称な形状にできる。従って、製造上、誤組付を防止できる。

また、総形砥石による同時研削に適用する場合には、ローラが上記のような突起を有することで、総形砥石の鋭角状に尖った部分の最先端は、突起と総形砥石との隙間に位置するため、摩耗することはない。そのため、総形砥石の鋭角状に尖った部分の摩耗がないため、転写されるローラの外周転動面が、総形砥石の鋭角状に尖った部分の影響を受けることがない。従って、複数個のローラを同時研削する場合であっても、ローラの外周転動面は、高精度に所望形状を得ることができる。その結果、研削コストを低減することができる。

（請求項５）本手段に係るトリポード型等速ジョイントの製造方法によれば、上記トリポード型等速ジョイントと同様に、ローラが突起を有することで、工具の形状の尖りを緩やかにすることができる。その結果、工具の寿命を延ばすことができる。さらに、工具の形状の尖りを緩やかにできるため、工具の形状は、摩耗に対して強い形状となる。このことからも、工具の寿命を延ばすことができる。さらには、摩耗に強いことから、高精度に外周転動面の所望形状を得ることができる。

（請求項６）隣り合うローラの突起の端面同士を接触させた状態で同時加工することで、両突起と工具との間に隙間を確実に形成できる。従って、工具の寿命を確実に延ばすことができる。なお、ローラは、突起を軸方向両側に備える場合にも適用できるし、突起を軸方向片側のみに備える場合にも適用できる。

本発明の第一実施形態におけるトリポード型等速ジョイントの径方向断面図であって、３個のトリポード軸のうち１個の部分を示す。 図１のＡ部分におけるローラの軸方向拡大断面図である。 ２個のローラを製造する場合において、２個のローラを配置した状態の軸方向断面図である（配置工程）。ただし、２個のローラの外周転動面を同時研削するための総形砥石を示す。 ２個のローラを製造する場合において、総形砥石により２個のローラの外周転動面を研削する状態の図を示す（加工工程）。 図４のＥ部分における拡大図である。 摩耗後の総形砥石の軸方向部分断面図である。 本発明の第二実施形態において、総形砥石により２個のローラの外周転動面を研削する状態の図を示す。 本発明の第三実施形態において、総形砥石により２個のローラの外周転動面を研削する状態の図を示す。 本発明の第四実施形態において、切削工具により２個のローラの外周転動面を切削する状態の図を示す。 図９のＦ部分における拡大図である。

＜第一実施形態＞
（トリポード型等速ジョイントの構成）
本発明の第一実施形態のトリポード型等速ジョイントについて、図１〜図２を参照して説明する。トリポード型等速ジョイントは、例えば、車両の動力伝達シャフトの連結に用いられる。例えば、ディファレンシャルとドライブシャフトとの連結部位に用いられる。図１に示すように、トリポード型等速ジョイントは、外輪１０と、トリポード２０と、ローラ３０と、複数の転動体４０と、リテーナ５０と、スナップリング６０とから構成される。

外輪１０は、有底筒状に形成され、外輪１０の底面外側は、ディファレンシャルに連結されている。外輪１０の内周面には、外輪１０の軸方向に延びる軌道溝１１が等間隔に３本形成されている。なお、図１においては、１本の軌道溝１１のみを示す。この軌道溝１１の溝側面における外輪軸直交断面形状は、円弧凹状に形成されている。

トリポード２０は、ボス２１と、ボス２１から径方向に延びる３本のトリポード軸２２とを備える。各トリポード軸２２の先端側（径方向外側）には、周方向全周に亘ってリング溝２２ａが形成されている。このリング溝２２ａには、スナップリング６０が嵌め込まれ、スナップリング６０は、リテーナ５０に対してトリポード軸２２からの抜け止めとして機能する。そして、リテーナ５０は、転動体４０の抜け止めの役割を有する。さらに、リテーナ５０は、ローラ３０に対して設定範囲内の軸方向移動を許容しつつ、設定範囲を超える量の移動を規制する。

また、トリポード軸２２の基端（ボス２１側）には、ローラ３０の軸方向移動を規制するローラ用座面２２ｂ（本発明の「規制部材」に相当）が全周に亘って形成され、当該ローラ用座面２２ｂより僅かに先端側には転動体４０の軸方向移動を規制する転動体用座面２２ｃが全周に亘って形成される。つまり、転動体は、当該転動体用座面２２ｃとリテーナ５０とによって軸方向に位置決めされている。ここで、ローラ用座面２２ｂおよび転動体用座面２２ｃは、いずれも環状の平面状に形成される。

ローラ３０は、軸方向に対称な環状に形成されており、その内周面３１は、円筒状に形成される。つまり、ローラ３０の内周面３１におけるローラ３０の軸方向断面形状は、ローラ３０の軸に平行な直線状に形成される。ローラ３０は、トリポード軸２２の外周側に、複数の転動体４０を介して回転可能に支持される。そして、ローラ３０は、トリポード軸２２に対して軸方向に移動可能に設けられ、且つ、トリポード軸２２に対して揺動することを規制されて設けられている。ただし、ローラ３０は、ローラ用座面２２ｂとリテーナ５０の先端とによって軸方向の移動範囲を規制される。

ローラ３０の外周転動面３２における軸方向断面形状は、円弧凸状に形成される。外周転動面３２は、外輪１０の軌道溝１１に沿って転動する。この外周転動面３２は、総形砥石により研削される。

図１に示すように、ローラ３０の軸方向の両端面には、規制端面３４と突起３５がそれぞれ形成される。図２に示すように、規制端面３４は、端面のうち径方向内側に位置し、トリポード軸２２のローラ用座面２２ｂに接触可能な平面状に形成される。

突起３５は、規制端面３４より径方向外側に位置し、規制端面３４および外周転動面３２の軸方向端より軸方向に突出している。トリポード軸２２の基端側に位置する突起３５は、規制端面３４がローラ用座面２２ｂ（本発明の「規制部材」に相当）に接触する状態において、トリポード２０に接触しないように形成される。また、トリポード軸２２の先端側に位置する突起３５は、規制端面３４または規制端面３４の角部がリテーナ５０（本発明の「規制部材」に相当）に接触する状態において、リテーナ５０に接触せず、外輪１０の軌道溝１１に接触しないように形成される。従って、当該突起３５は、以下に説明するようにローラ３０の製造においてのみ用いる部分であって、トリポード型等速ジョイントとしての機能上何ら影響を及ぼさない。

各突起３５は、突起端面３５ａ、突起端面３５ａの外周縁と外周転動面３２の軸方向端とを接続する傾斜面３５ｂ、突起端面３５ａの内周縁と規制端面３４とを接続する凹面３５ｃを有する。突起端面３５ａは、軸に直交する平面状に形成される。傾斜面３５ｂは、例えば、テーパ状に形成される。凹面３５ｃは、規制端面３４がローラ用座面２２ｂに接触する状態において、ローラ用座面２２ｂの角部との間に隙間を形成するように、凹状に形成される。

（ローラの製造方法）
次に、ローラ３０の製造方法について説明する。ローラ３０は、鍛造により形成された後に、外周転動面３２が研削される。ここでは、ローラ３０の外周転動面３２の研削方法について図３〜図６を参照して説明する。

図３に示すように、２個のローラ３０を同軸状に並べて配置する（配置工程）。このとき、ローラ３０の端面同士を接触させる。詳細には、一方のローラ３０の突起端面３５ａと、他方のローラ３０の突起端面３５ａとを接触させる。ここで、突起端面３５ａは、外周転動面３２の軸方向端および規制端面３４より軸方向に突出した面となる。従って、当該接触状態において、隣り合うローラ３０，３０の外周転動面３２，３２の軸方向端間には、軸方向隙間Ｂが形成される。また、当該接触状態において、一方のローラ３０の規制端面３４と他方のローラ３０の規制端面３４との間には、隙間Ｃが形成される。

２個のローラ３０の外周転動面３２を同時研削する総形砥石１００は、図３に示すように形成される。すなわち、総形砥石１００は、円盤状に形成され、その外周面には、軸方向に隣り合わせに２つの凹状溝１０１，１０２が形成される。凹状溝１０１，１０２は、円弧凹状、すなわちローラ３０の外周転動面３２を転写した形状に形成される。従って、凹状溝１０１，１０２の間には、径方向外側に鋭角状に尖った部分１０３が形成される。

続いて、ローラ３０，３０および総形砥石１００を回転させて、両者を接近させる。そして、図４に示すように、ローラ３０，３０の外周転動面３２，３２に総形砥石１００の凹状溝１０１，１０２を接触させることで、外周転動面３２，３２を同時研削する（加工工程）。

このとき、図４および図５に示すように、突起３５と総形砥石１００との間には、隙間Ｄが形成されている。すなわち、総形砥石１００の鋭角状に尖った部分１０３の最先端は、いずれのローラ３０，３０にも接触しておらず、突起３５は総形砥石１００によって研削されない。

従って、尖った部分１０３の最先端は、摩耗することはない。一方、凹状溝１０１，１０２は、ローラ３０，３０を多数研削することで、徐々に摩耗していく。そうすると、総形砥石１００は、図６に示すような形状になる。このように、摩耗後の総形砥石１００は、尖った部分１０３は初期のまま残り、凹状溝１０１，１０２の部分のみが摩耗する。

つまり、総形砥石１００が摩耗した後において、ローラ３０，３０を同時研削した場合、ローラ３０の外周転動面３２は、高精度に所望形状を得ることができる。特に、ローラ３０の外周転動面３２に、突起など削り残しとなるような部分が形成されることはない。このように、２個のローラ３０，３０を同時研削することができるため、研削コストを低減できる。

また、隙間Ｄが形成されることで、総形砥石１００の尖った部分１０３の尖り度合いを緩やかにすることができる。このことから、総形砥石１００自体の寿命を延ばすことができる。さらに、総形砥石１０３の尖った部分１０３の形状は、尖り度合いを緩やかにすることにより、比較的摩耗に対して強い形状にできる。このことからも、総形砥石１００の寿命を延ばすことができる。また、ローラ３０は、軸方向において対称な形状となる。従って、製造上、ローラ３０の誤組付を防止できる。

＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態のローラ１３０の製造方法について図７を参照して説明する。上記実施形態においては、ローラ３０の軸方向の両端面に、規制端面３４および突起３５を有するとした。本実施形態においては、ローラ１３０が、軸方向の一方のみに規制端面３４および突起３５を有し、軸方向の他方を平坦な端面３３とする。この場合、同時研削を行う際に、図７に示すように、一方のローラ１３０の突起端面３５ａと、他方のローラ１３０の突起端面３５ａとを突き合わせて接触するように配置する。そして、上記同様に、総形砥石１００により、２個のローラ１３０の外周転動面３２を同時研削する。この場合も、上記同様に、総形砥石１００が摩耗した後において、ローラ１３０，１３０を同時研削した場合、ローラ３０の外周転動面３２は、高精度に所望形状を得ることができる。

＜第三実施形態＞
次に、第三実施形態のローラ１３０の製造方法について図８を参照して説明する。第二実施形態においては、ローラ１３０の突起端面３５ａ同士を突き合わせるように配置した。本実施形態においては、図８に示すように、ローラ１３０，１３０の同時研削において、一方のローラ１３０の突起端面３５ａを他方のローラ１３０の平坦な端面３３に接触するように配置する。

この場合も上記同様に、総形砥石２００と突起３５と端面３３との間に隙間Ｄが形成される。従って、総形砥石２００の尖った部分２０３は摩耗しないため、総形砥石１００の凹状溝１０１，１０２が摩耗した後においても、ローラ１３０，１３０を同時研削した場合、ローラ１３０の外周転動面３２は、高精度に所望形状を得ることができる。ただし、この場合、第一，第二実施形態に比べると、隙間Ｄが狭くなる。従って、第一，第二実施形態によれば、隙間Ｄを大きく確保できるため、より確実に上述した効果を奏することになる。

＜第四実施形態＞
また、上記実施形態においては、総形砥石１００，２００により、２個のローラ３０，１３０の外周転動面３２を同時研削した。この他に、図９および図１０に示すように、２個のローラ３０，３０を軸方向に並べた状態で切削工具３００により切削加工することにより成形することができる。

詳細には、図９に示すように、２個のローラ３０，３０を軸方向に並べた状態で、ローラ３０，３０を回転させながら、切削工具３００を軸方向に相対移動させるようにして行う。このことを、本明細書においては同時切削と称する。そして、同時切削を行う場合に、一方のローラ３０の端面と他方のローラ３０の端面との間に隙間Ｄが形成されていることにより、切削工具３００の尖った部分の尖り度合いを緩やかにすることができる。これにより、切削工具３００の寿命を向上させることができる。

１０：外輪、 ２２：トリポード軸、 ２２ｂ：ローラ用座面、 ３０，１３０：ローラ、 ３２：外周転動面、 ３４：規制端面、 ３５：突起、 ３５ａ：突起端面、 １００，２００：総形砥石、 ３００：切削工具、 Ｂ：隣り合うローラの外周転動面の端間の軸方向隙間、 Ｄ：突起と総形砥石または切削工具との隙間

Claims (6)

1. トリポード軸に回転可能に支持され外輪の軌道溝に沿って転動するローラを備えるトリポード型等速ジョイントであって、
   前記ローラは、
   複数個の前記ローラの端面同士を接触させた状態で同時加工により成形される外周転動面と、
   前記外周転動面の軸方向端より軸方向に突出する突起と、
   を備え、
   前記突起は、
   前記外周転動面の加工時に隣り合う前記ローラの端面に接触する突起端面を有し、
   当該突起端面を接触させた状態で隣り合う前記ローラの前記外周転動面の端間に軸方向隙間を形成し、
   前記外周転動面の加工時における工具との間に隙間を有する、
   トリポード型等速ジョイント。
2. 前記トリポード型等速ジョイントは、前記ローラの少なくとも軸方向一方に前記ローラの軸方向移動を規制する規制部材を有し、
   前記ローラは、前記突起より径方向内側の端面に前記規制部材に接触可能な規制端面を有し、
   前記突起は、前記規制端面より軸方向に突出する、請求項１のトリポード型等速ジョイント。
3. 前記ローラは、当該ローラの軸方向両端のそれぞれに前記突起を備え、
   前記外周転動面の加工時に隣り合う前記ローラの突起同士を接触させる、請求項１または２のトリポード型等速ジョイント。
4. 前記工具は、総形砥石であり、
   前記外周転動面は、複数個の前記ローラの端面同士を接触させた状態で前記総形砥石により同時研削される、請求項１〜３の何れか一項のトリポード型等速ジョイント。
5. トリポード軸に回転可能に支持され外輪の軌道溝に沿って転動するローラを備えるトリポード型等速ジョイントの製造方法であって、
   前記ローラは、
   複数個の前記ローラの端面同士を接触させた状態で同時加工により成形される外周転動面と、
   前記外周転動面の軸方向端より軸方向に突出する突起と、
   を備え、
   一の前記ローラの前記突起の端面が他の前記ローラの端面に接触するように複数個の前記ローラを配置し、かつ、隣り合う前記ローラの前記外周転動面の端間に軸方向隙間を形成する配置工程と、
   工具と前記突起との間に隙間を有し、かつ、前記配置工程にて配置された複数個の前記ローラの前記外周転動面を前記工具による同時加工により成形する加工工程と、
   を備える、トリポード型等速ジョイントの製造方法。
6. 前記配置工程は、隣り合う前記ローラの前記突起の端面同士が接触するように前記ローラを配置する、請求項５のトリポード型等速ジョイントの製造方法。
   

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