JP2015064007A - ローラユニットおよびトリポード型等速ジョイント - Google Patents

Abstract

【課題】スナップリングを用いないローラユニットを提供する。
【解決手段】ニードル（転動体）１５０の軸線に対し傾斜したニードル１５０の被転動面１５１は、ニードル１５０の軸線に対し傾斜した外ローラ１４０の内周転動面１４１ｂおよびニードル１５０の軸線に対し傾斜した内ローラ１６０の外周転動面１６１ｂに対して接触し、ニードル１５０の下底面１５３は、外ローラ１４０の下鍔部１４３および内ローラ１６０の下鍔部１６２に対して軸線他方向に引っ掛かることで、スナップリングを用いることなく、ローラユニット１３０をユニット化できる。そして、スナップリングを用いないため、その組付工数および部品点数を削減できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、トリポード型等速ジョイントのトリポードに回転可能に支持されるローラユニット、および、トリポード型等速ジョイントに関するものである。

トリポード型等速ジョイントのトリポードに回転可能に支持されるローラユニットは、例えば、特開２０１０−１４４８９８号公報（特許文献１）に記載されたものがある。このローラユニットは、外ローラに嵌め込むスナップリングを用いて、転動体の抜け止めを行っている。

特開２０１０−１４４８９８号公報

しかし、これまでのローラユニットの組み付けに際しては、スナップリングの取付工数が必要となる。従って、取付工数の低減および部品点数の削減の観点から、スナップリングを用いないローラユニットが求められる。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、スナップリングを用いないローラユニットおよびそれを用いたトリポード型等速ジョイントを提供することを目的とする。

（ローラユニット）
（請求項１）本手段に係るローラユニットは、トリポード型等速ジョイントのトリポードに回転可能に支持されるローラユニットであって、外ローラと、前記外ローラの内周側に配置される内ローラと、前記外ローラの内周転動面と前記内ローラの外周転動面との間を転動する被転動面を有する転動体と、を備え、前記転動体は、当該転動体の軸線方向の長さを径方向の長さより長く、且つ被転動面における前記軸線方向断面上の接線を前記軸線に対し傾斜する形状に形成されている。

これにより、転動体の軸線に対し傾斜した転動体の被転動面は、転動体の軸線に対し傾斜した外ローラの内周転動面および転動体の軸線に対し傾斜した内ローラの外周転動面に対して接触することになる。従って、転動体は、外ローラおよび内ローラに対して軸線方向の移動が規制、すなわち軸線方向に抜け止めされることになる。よって、スナップリングを用いることなく、ローラユニットをユニット化することが可能となる。そして、スナップリングを用いないため、その組付工数および部品点数を削減できる。また、スナップリングを嵌め込む溝を外ローラに加工する必要がないので、溝加工のコストを削減でき、またローラユニット高さを抑えることができ、等速ジョイントの小型化が可能となる。

（請求項２）前記転動体の被転動面は、全長に亘って、前記転動体の軸線の一方向に傾斜するように形成されているとよい。これにより、ローラユニットをユニット化する際、外ローラの内周転動面および内ローラの外周転動面に対する転動体の圧入をスムーズに行うことができる。

（請求項３）前記外ローラおよび前記内ローラの少なくとも一つには、前記ローラユニットをユニット化した後に前記外ローラおよび前記内ローラに対する前記転動体の前記軸線方向の相対移動を規制する凸部が径方向に突出するように形成されているとよい。これにより、転動体の底面は、凸部に対して軸線方向に引っ掛かることになる。従って、転動体は、外ローラおよび内ローラに対して軸線方向の移動が規制、すなわち軸線方向に抜け止めされることになり、スナップリングを用いることなくローラユニットをユニット化できる。

（請求項４）前記転動体の被転動面の一端側は、前記転動体の軸線の一方向に傾斜するように形成され、前記転動体の被転動面の他端側は、前記転動体の軸線の他方向に傾斜するように形成されているとよい。これにより、転動体の軸線に対し傾斜した転動体の被転動面は、転動体の軸線に対し傾斜した外ローラの内周転動面および転動体の軸線に対し傾斜した内ローラの外周転動面に対して接触することになる。従って、転動体は、外ローラおよび内ローラに対して軸線方向の移動が規制、すなわち軸線方向に抜け止めされることになり、スナップリングを用いることなくローラユニットをユニット化できる。

（トリポード型等速ジョイント）
（請求項５）本手段に係るトリポード型等速ジョイントは、３つの軌道溝が形成される外輪と、３つの軸部を備えるトリポードと、前記トリポードの各前記軸部に回転可能に支持され、前記軌道溝を転動するローラユニットと、を備えるトリポード型等速ジョイントであって、前記ローラユニットは、請求項１〜４の何れか一項のローラユニットである。これによれば、上記ローラユニットによる効果を奏することができる。

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軸線方向断面図である。 図１の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個のトリポード軸部のうち１個の部分を示す。 第一実施形態のローラユニットの軸線方向断面図である。 第一実施形態の変形態様のローラユニットの軸線方向断面図である。 第二実施形態のローラユニットの軸線方向断面図である。 第二実施形態の変形態様のローラユニットの軸線方向断面図である。

（等速ジョイント組立体の説明）
第一実施形態の等速ジョイント組立体１について、図１および図２を参照して説明する。なお、以下の説明において、軸線方向とは、後述するローラユニット１３０の回転軸Ｌの方向であり、軸線方向の一方を軸線一方向（各図の上方向）、軸線方向の他方を軸線他方向（各図の下方向）という。

等速ジョイント組立体１は、例えば、車両の動力伝達シャフトに用いられる。等速ジョイント組立体１は、ディファレンシャル（図示せず）と車輪（図示せず）との連結部位に用いられる。
等速ジョイント組立体１は、図１に示すように、トリポード型等速ジョイント１０（以下、「等速ジョイント」と称する）と、シャフト２０と、ブーツ３０とを備える。

等速ジョイント１０は、外輪１１０と、トリポード１２０と、３つのローラユニット１３０とを備える。
トリポード１２０は、外輪１１０に対して、外輪軸線方向に移動可能であると共に、首振り可能である。
外輪１１０は、有底筒状に形成され、外輪１１０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１１０の内周面には、図１および図２に示すように、外輪１１０の軸線方向に延びる軌道溝１１１が周方向に等間隔に３本形成されている。

トリポード１２０は、ボス１２１と、ボス１２１から径方向外方に延びる３本のトリポード軸部１２２とを備える。各トリポード軸部１２２の外周面は、部分球面凸状に形成されている。つまり、トリポード軸部１２２の外周面の軸線方向断面形状は、円弧凸状に形成されている。

各ローラユニット１３０は、全体としては、円環状に構成されている。各ローラユニット１３０は、各トリポード軸部１２２の外周側に回転可能であり、軸線方向に摺動可能であり且つ首振り可能に支持されている。さらに、各ローラユニット１３０は、各軌道溝１１１に沿って転動可能に配置されている。ローラユニット１３０は、外ローラ１４０と、ニードル（転動体）１５０と、内ローラ１６０とを備え、それらの詳細は後述する。

シャフト２０は、トリポード１２０のボス１２１に連結される。つまり、シャフト２０と外輪１１０とに角度を付与した状態で、トリポード１２０およびローラユニット１３０により両者間でトルクが伝達される。

ブーツ３０は、中心軸線方向に伸縮可能で、かつ、中心軸を屈曲可能となるように、蛇腹筒状に形成されている。ブーツ３０の一端が外輪１１０の外周面の開口側に取り付けられ、ブーツ３０の他端がシャフト２０の外周面に取り付けられる。このようにして、ブーツ３０は、外輪１１０の開口側を閉塞する。外輪１１０の内部領域にはグリースが封入されており、ブーツ３０は、グリースが外輪１１０の開口部から漏出しないようにシールする。

＜第一実施形態＞
（ローラユニットの構成）
次に、第一実施形態のローラユニット１３０の詳細構成について、図３を参照して説明する。図３に示すように、ローラユニット１３０は、外ローラ１４０と、外ローラ１４０の内周側に配置される内ローラ１６０と、外ローラ１４０と内ローラ１６０との径方向間に挟まれる円錐台状、すなわち中央から一端側に向かって先細り、中央から他端側に向かって先太りする形状のニードル１５０（転動体）とを備える。ニードル１５０は、小径端部側が軸線一方向を向くように配置されている。

外ローラ１４０は、筒部１４１と、上鍔部１４２（本発明の「凸部」に相当する）と、下鍔部１４３（本発明の「凸部」に相当する）とで構成される。
筒部１４１には、軌道溝１１１を転動する外周面１４１ａおよびニードル１５０を転動させる内周転動面１４１ｂが形成されている。内周転動面１４１ｂは、円錐台状のニードル１５０の被転動面１５１の傾斜に合わせた傾斜面に形成されている。

上鍔部１４２は、筒部１４１の一端（図２の上端）に、内周転動面１４１ｂから径方向内方に張り出すように設けられている。上鍔部１４２の張り出し量は、ニードル１５０の小径の上底面１５２の直径より大きい。すなわち、上鍔部１４２は、ニードル１５０の上底面１５２および内ローラ１６０の上底面１６３を覆うように形成されている。

下鍔部１４３は、筒部１４１の他端（図２の下端）に、内周転動面１４１ｂから径方向内方に張り出すように設けられている。この下鍔部１４３は、弾性変形または弾塑性変形可能に設けられている。下鍔部１４２の張り出し量は、ニードル１５０の大径の下底面１５３の半径より小さい。すなわち、下鍔部１４２は、後述するローラユニット１３０のユニット化の際、下鍔部１４２を弾性変形させてニードル１５０を圧入可能な大きさに形成されている。上鍔部１４２と下鍔部１４３との軸線方向間距離は、ニードル１５０の軸線方向長さに対応している。

内ローラ１６０は、筒部１６１と、下鍔起１６２（本発明の「凸部」に相当する）とで構成される。内ローラ１６０には、外ローラ１４０に形成されている上鍔部１４２に相当する上鍔部は形成されていない。

筒部１６１には、トリポード軸部１２２に接触する内周面１６１ａおよびニードル１５０を転動させる外周転動面１６１ｂが形成されている。外周転動面１６１ｂは、外ローラ１４０の内周転動面１４１ｂに対して径方向に対向しており、円錐台状のニードル１５０の被転動面１５１の傾斜に合わせた傾斜面に形成されている。

筒部１６１の上底面１６３は、外ローラ１４０の上鍔部１４２に対して軸線一方向に引っ掛かる。これにより、内ローラ１６０は、外ローラ１４０に対して軸線一方向の移動が規制、すなわち軸線一方向に抜け止めされている。また、筒部１６１の傾斜した外周転動面１６１ｂは、ニードル１５０の傾斜した被転動面１５１に対して接触する。これにより、内ローラ１６０は、外ローラ１４０に対して軸線他方向の移動が規制、すなわち軸線他方向に抜け止めされている。

下鍔部１６２は、筒部１６１の他端（図２の下端）に、外周転動面１６１ｂから径方向内方に張り出すように設けられている。この下鍔部１６３は、弾性変形または弾塑性変形可能に設けられている。下鍔部１６２の張り出し量は、ニードル１５０の下底面１５３の半径より小さい。すなわち、下鍔部１６２は、後述するローラユニット１３０のユニット化の際、下鍔部１６２を弾性変形させてニードル１５０を圧入可能な大きさに形成されている。内ローラ１６０の上底面の縁と下鍔部１６２との軸線方向間距離は、ニードル１５０の軸線方向長さに対応している。

ニードル１５０には、被転動面１５１と、上底面１５２と、下底面１５３とが形成されている。ニードル１５０の形状は、ニードル１５０の軸線方向の長さを径方向の長さより長く、且つ被転動面１５１における軸線方向断面上の接線を全長に亘って軸線に対し一方向に傾斜する形状、すなわち球状や円筒状を除く形状であり、本実施形態では円錐台状に形成されている。複数のニードル１５０は、外ローラ１４０の内周転動面１４１ｂおよび内ローラ１６０の外周転動面１６１ｂの全周に沿って配置されている。そして、ニードル１５０は、外ローラ１４０の内周転動面１４１ｂと内ローラ１６０の外周転動面１６１ｂとの径方向間に挟まれ、両面を転動する。

ニードル１５０の傾斜した被転動面１５１は、外ローラ１４０の傾斜した内周転動面１４１ｂおよび内ローラ１６０の傾斜した外周転動面１６１ｂに対して接触する。これにより、ニードル１５０は、外ローラ１４０および内ローラ１６０に対して軸線一方向の移動が規制、すなわち軸線一方向に抜け止めされている。また、ニードル１５０の下底面１５３は、外ローラ１４０の下鍔部１４３および内ローラ１６０の下鍔部１６２に対して軸線他方向に引っ掛かる。これにより、ニードル１５０は、外ローラ１４０および内ローラ１６０に対して軸線他方向の移動が規制、すなわち軸線他方向に抜け止めされている。

（ローラユニットのユニット化）
次に、図３を参照して、ローラユニット１３０のユニット化（組み付け方法）について説明する。まず、外ローラ１４０の内周に内ローラ１６０を挿入し、内ローラ１６０の上底面１６３の縁を外ローラ１４０の上鍔部１４２に当接する。そして、外ローラ１４０の下鍔部１４３と内ローラ１６０の下鍔部１６２との間に、図３の矢印の方向から複数のニードル１５０を圧入する。

そうすると、外ローラ１４０の下鍔部１４３および内ローラ１６０の下鍔部１６２が弾性変形または弾塑性変形しながら、ニードル１５０は外ローラ１４０の内周転動面１４１ｂと内ローラ１６０の外周転動面１６１ｂとの間に入り込む。そして、最終的に、ニードル１５０の転動面１５１は、外ローラ１４０の内周転動面１４１ｂおよび内ローラ１６０の外周転動面１６１ｂに接触する。以上により、ローラユニット１３０のユニット化が完成する。

本実施形態のローラユニット１３０によれば、ニードル１５０の傾斜した被転動面１５１は、外ローラ１４０の傾斜した内周転動面１４１ｂおよび内ローラ１６０の傾斜した外周転動面１６１ｂに対して接触し、ニードル１５０の下底面１５３は、外ローラ１４０の下鍔部１４３および内ローラ１６０の下鍔部１６２に対して軸線他方向に引っ掛かることで、ローラユニット１３０をユニット化できる。従って、スナップリングを用いることなく、ローラユニット１３０をユニット化できる。そして、スナップリングを用いないため、その組付工数および部品点数を削減できる。また、スナップリングを嵌め込む溝を外ローラ１４０に加工する必要がないので、溝加工のコストを削減でき、またローラユニット１３０高さを抑えることができ、等速ジョイント１０の小型化が可能となる。

＜第一実施形態の変形態様＞
第一実施形態のローラユニット１３０の変形態様であるローラユニット１３１について、図３に対応させて示す図４を参照して説明する。なお、図４において、図３と同一構成部材は同一番号を付して説明を省略する。

このローラユニット１３１は、第一実施形態のローラユニット１３０の内ローラ１６０のみが異なる構成となっている。すなわち、このローラユニット１３１の内ローラ１７０は、第一実施形態の内ローラ１６０のように下鍔起１６２が設けられておらず、内ローラ１６０の筒部１６１と同様の構成の筒部のみで構成されている。

このローラユニット１３１のユニット化（組み付け方法）について説明する。まず、外ローラ１４０の内周転動面１４１ｂに沿って複数のニードル１５０を配置する。この組付体に対して、図４の矢印の方向から内ローラ１７０を圧入する。
そうすると、外ローラ１４０の上鍔部１４２が弾性変形または弾塑性変形しながら、内ローラ１７０は外ローラ１４０の内周転動面１４１ｂに沿って配置された複数のニードル１５０の内周に入り込む。そして、最終的に、内ローラ１６０の外周転動面１６１ｂは、ニードル１５０の転動面１５１に接触する。以上により、ローラユニット１３０のユニット化が完成する。このローラユニット１３１も、第一実施形態のローラユニット１３０と同様の効果を奏する。

また、別の変形態様として、第一実施形態のローラユニット１３０の外ローラ１４０の上鍔部１４２の張り出し量を、ニードル１５０の上底面１５２の直径より小さくなるように構成してもよい。すなわち、上鍔部１４２は、ニードル１５０の上底面１５２のみを覆うように形成してもよい。このような構成のローラユニットも、第一実施形態のローラユニット１３０と同様の効果を奏する。

また、さらに別の変形態様として、上述のローラユニット１３０，１３１の外ローラ１４０および内ローラ１６０，１７０に設ける鍔部の形成パターンを逆にしてもよい。すなわち、内ローラに上鍔部および下鍔部を設ける。そして、外ローラに下鍔部を設け、または外ローラに鍔部を設けない構成としてもよい。また、内ローラの上鍔部の張り出し量を、ニードル１５０の上底面１５２の直径より小さくなるように構成してもよい。これらのような構成のローラユニットも、第一実施形態のローラユニット１３０と同様の効果を奏する。

＜第二実施形態＞
（ローラユニットの構成）
第二実施形態のローラユニット２３０について、図５を参照して説明する。図５に示すように、ローラユニット２３０は、外ローラ２４０と、外ローラ２４０の内周側に配置される内ローラ２６０と、外ローラ２４０と内ローラ２６０との径方向間に挟まれる鼓状、すなわち円筒の中央が径方向に窪んだ形状、換言すると中央から両端側に向かってそれぞれ先太りする形状のニードル２５０（転動体）とを備える。

外ローラ２４０には、軌道溝１１１を転動する外周面２４１およびニードル２５０を転動させる内周転動面２４２が形成されている。内周転動面２４２は、鼓状のニードル２５０の被転動面２５１の傾斜に合わせた傾斜面に形成されている。外ローラ２４０の軸線方向の厚さは、ニードル２５０の軸線方向長さに対応している。

内ローラ２６０には、トリポード軸部１２２に接触する内周面２６１およびニードル２５０を転動させる外周転動面２６２が形成されている。外周転動面２６２は、外ローラ２４０の内周転動面２４２に対して径方向に対向しており、鼓状のニードル２５０の被転動面２５１の傾斜に合わせた傾斜面に形成されている。

ニードル２５０には、被転動面２５１と、上底面２５２と、下底面２５３とが形成されている。ニードル２５０の形状は、ニードル２５０の軸線方向の長さを径方向の長さより長く、且つ被転動面２５１の上底面２５２側は、軸線一方向に傾斜し、被転動面２５１の下底面２５３側は、軸線他方向に傾斜する形状、すなわち球状や円筒状を除く形状であり、本実施形態では鼓状に形成されている。複数のニードル２５０は、外ローラ２４０の内周転動面２４１ｂおよび内ローラ２６０の外周転動面２６１の全周に沿って配置されている。そして、ニードル２５０は、外ローラ２４０の内周転動面２４２と内ローラ２６０の外周転動面２６２との径方向間に挟まれ、両面を転動する。

ニードル１５０の傾斜した被転動面２５１は、外ローラ２４０の傾斜した内周転動面２４２および内ローラ２６０の傾斜した外周転動面２６２に対して接触する。これにより、ニードル２５０は、外ローラ２４０および内ローラ２６０に対して軸線一方向および軸線他方向の移動が規制、すなわち軸線一方向および軸線他方向に抜け止めされている。よって、第二実施形態の外ローラ２４０および内ローラ２６０には、第一実施形態の外ローラ１４０および内ローラ１６０のような鍔部１４２，１４３，１６２を設ける必要がないので、鍔部加工のコストを削減でき、またローラユニット２３０高さを抑えることができ、等速ジョイント１０のさらなる小型化が可能となる。

（ローラユニットのユニット化）
次に、図５を参照して、ローラユニット１３０のユニット化（組み付け方法）について説明する。まず、外ローラ２４０の内周転動面２４２に沿って複数のニードル２５０を配置する。この組付体に対して、図５の矢印の方向から内ローラ２６０を圧入する。

そうすると、ニードル２５０が弾性変形または弾塑性変形しながら、内ローラ２６０は外ローラ２４０の内周転動面２４２に沿って配置された複数のニードル２５０の内周に入り込む。そして、最終的に、内ローラ２６０の外周転動面２６２は、ニードル２５０の転動面２５１に接触する。以上により、ローラユニット２３０のユニット化が完成する。このローラユニット２３０も、第一実施形態のローラユニット１３０と同様の効果を奏する。なお、内ローラ２６０の外周転動面２６２に沿って複数のニードル２５０を配置し、この組付体に対して、図４の矢印の方向から外ローラ２４０を圧入するようにしてもよい。

＜第二実施形態の変形態様＞
第二実施形態のローラユニット２３０の変形態様であるローラユニット２３１について、図５に対応させて示す図６を参照して説明する。なお、図４において、図３と同一構成部材は同一番号を付して説明を省略する。

このローラユニット２３１は、第二実施形態のローラユニット２３０のニードル２５０と異なる形状である樽状、すなわち円筒の中央が径方向に膨らんだ形状、換言すると中央から両端側に向かってそれぞれ先細りする形状のニードル２８０（転動体）を備える。このニードル２８０の形状は、ニードル２８０の軸線方向の長さを径方向の長さより長く、且つ被転動面２８１の上底面２８２側は、軸線一方向に傾斜し、被転動面２８１の下底面２８３側は、軸線他方向に傾斜する形状、すなわち球状や円筒状を除く形状であり、本実施形態では樽状に形成されている。

外ローラ２７０の内周転動面２７２および内ローラ２９０の外周転動面２９２は、樽状のニードル２８０の被転動面２８１の傾斜に合わせた傾斜面に形成されている。そして、このローラユニット２３１のユニット化は、第二実施形態のローラユニット２３０のユニット化と同様に行われる。

このような構成のローラユニット２３１であっても、ニードル２８０の被転動面２８１は、外ローラ２７０の内周転動面２７２および内ローラ２９０の外周転動面２９２に対して軸線一方向および軸線他方向に接触する。これにより、ニードル２８０は、外ローラ２７０および内ローラ２９０に対して軸線一方向および軸線他方向の移動が規制、すなわち軸線一方向および軸線他方向に抜け止めされている。よって、このローラユニット２３１も第二実施形態のローラユニット２３０と同様の効果を奏する。

１０：トリポード型等速ジョイント、 １１０：外輪、 １１１：軌道溝、 １２０：トリポード、 １２２：トリポード軸部、 １３０，１３１，２３０，２３１：ローラユニット、 １４０，２４０，２７０：外ローラ、 １４１ｂ，２４２，２７２：外ローラの内周転動面、 １４２：外ローラの上鍔部（凸部）、 １４３：外ローラの下鍔部（凸部）、 １５０，２５０，２８０：ニードル（転動体）、 １６０，１７０，２６０，２９０：内ローラ、 １６１ｂ，２６２，２９２：内ローラの外周転動面、 １６２：内ローラの下鍔部（凸部）

Claims (5)

1. トリポード型等速ジョイントのトリポードに回転可能に支持されるローラユニットであって、
   外ローラと、前記外ローラの内周側に配置される内ローラと、前記外ローラの内周転動面と前記内ローラの外周転動面との間を転動する被転動面を有する転動体と、を備え、
   前記転動体は、当該転動体の軸線方向の長さを径方向の長さより長く、且つ被転動面における前記軸線方向断面上の接線を前記軸線に対し傾斜する形状に形成されている、ローラユニット。
2. 前記転動体の被転動面は、全長に亘って、前記転動体の軸線の一方向に傾斜するように形成されている、請求項１のローラユニット。
3. 前記外ローラおよび前記内ローラの少なくとも一つには、前記ローラユニットをユニット化した後に前記外ローラおよび前記内ローラに対する前記転動体の前記軸線方向の相対移動を規制する凸部が径方向に突出するように形成されている、請求項２のローラユニット。
4. 前記転動体の被転動面の一端側は、前記転動体の軸線の一方向に傾斜するように形成され、
   前記転動体の被転動面の他端側は、前記転動体の軸線の他方向に傾斜するように形成されている、請求項１のローラユニット。
5. ３つの軌道溝が形成される外輪と、３つの軸部を備えるトリポードと、前記トリポードの各前記軸部に回転可能に支持され、前記軌道溝を転動するローラユニットと、を備えるトリポード型等速ジョイントであって、
   前記ローラユニットは、請求項１〜４の何れか一項のローラユニットである、トリポード型等速ジョイント。

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