JP2016061424A

JP2016061424A - 等速ジョイント

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Publication number: JP2016061424A
Application number: JP2014192362A
Authority: JP
Inventors: 辻本　史彦; Fumihiko Tsujimoto; 史彦辻本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2014-09-22
Publication date: 2016-04-25
Anticipated expiration: 2034-09-22
Also published as: JP6309409B2; US20160084319A1; CN105443598B; US9951822B2; CN105443598A

Abstract

【課題】小型な等速ジョイントであっても、インナ部材の保持部と、該保持部に装着されるローラ組立体との間に十分なクリアランスを確保し、インナ部材が容易に傾斜し得るようにする。【解決手段】等速ジョイント１０のインナ部材１４は、ローラ組立体３０を保持するトラニオン２８（保持部）を有する。トラニオン２８を、円環部２４側から基端部２８ａ、中間部２８ｂ、先端部２８ｃに３等分に仮想的に分割するとき、ローラ組立体３０を構成する内側ローラ４８の内壁は、基端部２８ａの側壁のみに接触する。なお、内側ローラ４８の内径は、例えば、基端部２８ａの側壁に接触する接触点で最小となっている。すなわち、内側ローラ４８の内径は、接触点から円環部２４に臨む側に向かって漸次拡径し、且つ接触点から先端部２８ｃに臨む側に向かって漸次拡径している。【選択図】図７

Description

本発明は、第１伝達軸と第２伝達軸の間に介在し、前記第１伝達軸から前記第２伝達軸へ回転駆動力を伝達する等速ジョイントに関する。

自動車においては、内燃機関やモータ等で発生した回転駆動力が、ドライブシャフト等の駆動力伝達軸を介してタイヤに伝達される。タイヤが回転することにより、自動車が走行する。

ここで、駆動力伝達軸同士の間には、等速ジョイントが介在する。すなわち、等速ジョイントは、駆動力伝達軸同士を回転可能に連結する。

このような役割をなす等速ジョイントの１種として、トリポート型等速ジョイントが知られている。トリポート型等速ジョイントは、有底カップ部を有するアウタ部材と、駆動力伝達軸の先端に嵌合されたインナ部材とを有し、このインナ部材の保持部に保持されたローラが、前記有底カップ部の内壁に形成された案内溝内で回転しながら摺動する。また、駆動力伝達軸が所定の作動角で傾斜したときには、アウタ部材内でインナ部材が傾斜することに追従し、案内溝内のローラに対して保持部が相対的に傾斜する。

保持部の傾斜に追従してローラが傾斜すると、案内溝の壁面とローラとの間で滑りが生じ、その結果、スライド抵抗が増加することになる。これを回避するべく、保持部が傾斜した場合であっても、ローラの案内溝に対する姿勢を保つ構成が提案されている。例えば、特許文献１には、ローラの内壁と、保持部の側壁とを一部で接触させる一方、一部で離間させてクリアランスを形成した等速ジョイントが開示されている。ローラ（特許文献１における「リング」）の内壁と、保持部の側壁の接触箇所は、常にリングの幅方向中央に設定される。この接触箇所を中心とし、保持部が傾斜可能となっている。

特許第３９８４８１６号公報

近時、自動車部品には小型軽量化が求められている。これにより自動車を駆動させるためのエネルギが低減するので、燃料等の消費量を低減することができるからである。

この観点から、等速ジョイントを小型化・軽量化することが想起される。しかしながら、特許文献１に記載された構成を小型化すると、保持部とローラとの間のクリアランスも小さくなる。このため、保持部が傾斜することが困難となると予測される。

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、保持部とローラとの間に十分なクリアランスが形成され、このために保持部が傾斜することが容易な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、第１伝達軸と第２伝達軸の間に介在し、前記第１伝達軸から前記第２伝達軸へ回転駆動力を伝達する等速ジョイントにおいて、
互いに所定間隔で離間し且つ軸線方向に沿って延在する複数個の案内溝が側壁に形成され、前記第１伝達軸に連結されるアウタ部材と、
前記案内溝に指向して延在する保持部が円環部に突出形成され、且つ前記円環部に形成された挿通孔に前記第２伝達軸が挿通されて前記アウタ部材の内部に挿入されるインナ部材と、
前記保持部に装着されて前記案内溝内で回転するローラ組立体と、
を具備し、
前記ローラ組立体は、内側ローラと、転動部材を介して内側ローラの外方に装着された外側ローラとを有し、
前記保持部を、前記円環部に近接する方から離間する方に向かって基端部、中間部、先端部の３等分に分割したとき、前記内側ローラの内壁は、前記基端部の側壁にのみ接触することを特徴とする。

すなわち、本発明に係る等速ジョイントでは、内側ローラの内壁が、保持部の円環部に近接する側の側壁に接触する。この接触点よりも先端側（円環部から離間する側）では、内側ローラの内壁が保持部の側壁に接触することはない。このため、保持部の側壁と、内側ローラの内壁との間に比較的大きなクリアランスが形成される。

従って、等速ジョイントを小型化したときにも両者の間に十分なクリアランスが確保される。このため、小型な等速ジョイントにおいても、第２伝達軸が所定の作動角となるに伴ってインナ部材が傾斜した際、保持部が内側ローラの内方で容易に傾斜することができる。

また、内側ローラの内壁を基端部の側壁にのみ接触させるべく、該内側ローラの内径は、基端部の側壁に接触する接触部位で最小となるように設定されている。すなわち、内側ローラの肉厚は基端部側で大であり、先端部側で小である。このため、内側ローラの重心が円環部側に偏倚し、いわゆる低重心となる。これにより、ローラ組立体の円周方向の振れが抑制される。その結果として摩擦抵抗が小さくなるので、スラスト抵抗の低減を図ることができる。

なお、内側ローラの内壁は、例えば、基端部の側壁の中腹に接触する。この場合、内側ローラを十分に低重心とすることができる。

内側ローラの内径は、典型的には、基端部の側壁との接触部位から先端部に臨む側に向かって漸次拡径している。この場合、内側ローラの内径は、基端部の側壁との接触部位から円環部に臨む側に向かっても漸次拡径していることが好ましい。すなわち、内側ローラの内壁は、接触部位が膨出した円弧形状をなすことが好適である。

この場合、内側ローラの内壁は、保持部の側壁に対して点接触する。従って、接触面積が小さい。このために保持部が一層容易に傾斜し得るようになる。

本発明によれば、等速ジョイントを構成するインナ部材の保持部を、円環部に近接する側から基端部、中間部及び先端部の３等分に仮想的に分割したとき、基端部の側壁のみに、保持部に装着されるローラ組立体の内側ローラの内壁を接触させるようにしている。すなわち、内側ローラの内壁は、中間部及び先端部の側壁には接触しない。このため、中間部及び先端部の側壁と、内側ローラの内壁との間に大きなクリアランスが形成される。

従って、等速ジョイントを小型化したときにも、中間部及び先端部の側壁と、内側ローラの内壁との間に十分なクリアランスが確保される。このため、保持部が内側ローラの内方で傾斜することが容易であり、結局、インナ部材が、伝達軸の作動角に追従して容易に傾斜することができる。

しかも、上記の接触を行わせるため、内側ローラの内径は、基端部の側壁に接触する接触部位で最小となるように設定される。従って、内側ローラの肉厚は基端部側で大、先端部側で小となる。このため、内側ローラの重心が基端部側に偏倚するので、ローラ組立体の円周方向の振れが抑制される。その結果として摩擦抵抗が小さくなるので、スラスト抵抗の低減を図ることができる。

本発明の実施の形態に係る等速ジョイントの軸線と直交する方向の縦断面図である。前記等速ジョイントの軸線方向に沿う要部側面断面図である。ローラ組立体が装着されたトラニオンの平面図である。ローラ組立体を分解状態としてトラニオンとともに示した分解斜視図である。図３中のＶ−Ｖ線矢視断面図である。図３中のＶＩ−ＶＩ線矢視断面図である。図３中のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図である。前記等速ジョイントを構成するアウタ部材に形成された有底穴に対する伝達軸の位相を説明するための模式図である。図９Ａ〜図９Ｃは、位相０°、位相９０°及び位相１８０°におけるインナ部材の傾斜姿勢を示す要部側面断面図である。位相９０°から位相１８０°に至るまでのインナ部材の傾斜姿勢の変化を示すフロー図である。

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の軸線と直交する方向の縦断面図であり、図２は、軸線方向に沿う要部側面断面図である。なお、図１中の矢印Ｘはアウタ部材１２の幅方向を示し、図２中の矢印Ｙは等速ジョイント１０の長手方向を示す。Ｘ方向とＹ方向が互いに直交することは勿論である。

等速ジョイント１０は、アウタ部材１２とインナ部材１４を具備する。この中のアウタ部材１２は、有底カップ状部１６と、該有底カップ状部１６の底部外面に突出形成された図示しない軸部とを有する。この中の軸部に、図示しない第１伝達軸（例えば、ミッションの回転軸）が連結される。一方、有底カップ状部１６には、図２中のＹ方向、換言すれば、長手方向に沿って延在する有底穴１８が形成される。有底穴１８は、３本の案内溝２０（図１参照）を含む。

前記インナ部材１４は、図２に示される第２伝達軸２２（例えば、ドライブシャフト）の先端に外嵌され、この状態で、前記有底穴１８に挿入されている。すなわち、インナ部材１４の円環部２４には、挿通孔としての圧入孔２６が形成され、この圧入孔２６に第２伝達軸２２が圧入される。圧入孔２６の内壁、及び第２伝達軸２２の側壁には歯部（いずれも図示せず）がそれぞれ形成され、これら歯部同士が噛合される。

インナ部材１４は、前記円環部２４と、該円環部２４に連なり、３本の案内溝２０の各々に向かって突出した保持部としての３本のトラニオン２８を有する（図１参照）。各トラニオン２８には、ローラ組立体３０が回転自在に装着される。

図３は、ローラ組立体３０が装着されたトラニオン２８の平面図であり、図４は、ローラ組立体３０を分解状態としてトラニオン２８とともに示した分解斜視図である。なお、図３及び図４中のＸ方向、矢印Ｙ方向は、図１及び図２中のＸ方向、Ｙ方向に対応する。

トラニオン２８の形状につき詳述すると、トラニオン２８は、第１凸部３２、第１凹部３４、第２凸部３６、第２凹部３８、第３凸部４０、第３凹部４２、第４凸部４４及び第４凹部４６が連なることで形成される。すなわち、この場合、凸部と凹部が交互に配置されており、従って、トラニオン２８の側壁は、径方向に沿って起伏している。この起伏により、該トラニオン２８は、平面視で略十字形状をなす（図３参照）。

トラニオン２８は、第１凸部３２、第２凸部３６、第３凸部４０及び第４凸部４４の湾曲した側面のみが、ローラ組立体３０を構成する内側ローラ４８の内壁に当接する。一方、第１凹部３４、第２凹部３８、第３凹部４２及び第４凹部４６は、内側ローラ４８の内壁から離間する。すなわち、第１凸部３２、第２凸部３６、第３凸部４０及び第４凸部４４は内側ローラ４８の内壁に当接する接触部位であり、第１凹部３４、第２凹部３８、第３凹部４２及び第４凹部４６は内側ローラ４８の内壁から離間する（内壁に当接しない）非接触部位である。

図３に示すように、第１凸部３２、第２凸部３６、第３凸部４０及び第４凸部４４には、それぞれ、仮想接線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４を引くことができる。第１凸部３２の仮想接線Ｌ１、及び第３凸部４０の仮想接線Ｌ３は、Ｙ方向に平行となり、一方、第２凸部３６の仮想接線Ｌ２、及び第４凸部４４の仮想接線Ｌ４は、Ｘ方向に平行となる。Ｘ方向がＹ方向に直交することから、仮想接線Ｌ２、Ｌ４はＹ方向に直交する。

このことから諒解されるように、第１凸部３２及び第３凸部４０は、各仮想接線Ｌ１、Ｌ３が案内溝２０の長手方向と平行となる平行部位である。一方、第２凸部３６及び第４凸部４４は、各仮想接線Ｌ２、Ｌ４が案内溝２０の長手方向と直交する直交部位である。結局、トラニオン２８においては、平行部位である第１凸部３２及び第３凸部４０と、直交部位である第２凸部３６及び第４凸部４４とが内側ローラ４８の内壁に当接する。

図５〜図７は、それぞれ、図３中のＶ−Ｖ線矢視断面図、ＶＩ−ＶＩ線矢視断面図、ＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図である。なお、図３に示すように、全ての線はトラニオン２８の上端面の中心点Ｏを通っている。また、図５からも、非接触部位である第１凹部３４及び第３凹部４２が内側ローラ４８の内壁に対して離間していることが諒解される。

図７に示すように、トラニオン２８は、円環部２４に近接する側から離間する側に向かって、換言すれば、延在方向に沿って、仮想的に３分割することが可能である。すなわち、図７中の高さ方向寸法Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３は互いに等しい。以下、３分割したトラニオン２８の各部位を、円環部２４に近接する側から、基端部、中間部、先端部と指称し、各々の参照符号を２８ａ、２８ｂ、２８ｃとする。

図６に示すように、第１凸部３２及び第３凸部４０は、基端部２８ａから先端部２８ｃに至るまで略等径である。このため、中心点Ｏ及び第３凸部４０を通るＶＩ−ＶＩ線矢視断面では、トラニオン２８の側壁は直線形状となる。

これに対し、第２凸部３６及び第４凸部４４は、図７に示すように、基端部２８ａの高さ方向（延在方向）中腹部で最大径となる。この最大径部から基端部２８ａの下端にかけては曲率半径が大きな円弧状に緩やかに縮径し、また、最大径部から先端部２８ｃにかけては、曲率半径が小さな円弧状となるように縮径している。

ローラ組立体３０は、前記内側ローラ４８と、複数本のニードルベアリング５０を介して該内側ローラ４８に外嵌される円筒状の外側ローラ５２とを有する。この中の内側ローラ４８の内径は、図４〜図７に示すように等径ではなく、内壁の断面が円弧状となるように変化している。具体的には、内径は、基端部２８ａ側で小さく、且つ先端部２８ｃ側で大きくなるように設定されている。従って、内側ローラ４８の内壁は、図７に示すように、円環部２４に近接するにつれて直径方向内方に膨出しており、このため、該内壁は、第１凸部３２、第２凸部３６、第３凸部４０及び第４凸部４４の各基端部２８ａの側壁にのみ接触する。すなわち、内側ローラ４８の内壁は、中間部２８ｂ及び先端部２８ｃには接触していない。

本実施の形態において、内側ローラ４８の内壁は、第１凸部３２、第２凸部３６、第３凸部４０及び第４凸部４４の各基端部２８ａの高さ方向（延在方向）中腹に接触する。すなわち、図７に示すように、基端部２８ａと内壁との接触部位を境として基端部２８ａをＭ１ａとＭ１ｂに分割したとき、Ｍ１ａとＭ１ｂが等しくなる（Ｍ１＝２Ｍ１ａ＝２Ｍ１ｂが成立する）。

内側ローラ４８の内径は、基端部２８ａとの接触部位で最小である。すなわち、内側ローラ４８の内径は、接触部位から円環部２４に臨む側に向かって漸次拡径しており、且つ先端部２８ｃに臨む側に向かって漸次拡径している。

なお、内側ローラ４８の内径は、トラニオン２８の外径に比して若干大きい。このため、実際には、内側ローラ４８の内壁とトラニオン２８の側壁との接触箇所は、第１凸部３２と第２凸部３６の２箇所、又は、第３凸部４０と第４凸部４４の２箇所のいずれかとなる。

外側ローラ５２の内壁には、環状溝５４が形成される。この環状溝５４にサークリップ５６が嵌合されることにより、保持リング５８が外側ローラ５２内で位置決め固定される。前記複数本のニードルベアリング５０は、この保持リング５８と、外側ローラ５２に形成されたフランジ部６０とによって、外側ローラ５２内に転動自在に保持されている。

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。

第１伝達軸が回転付勢されると、その回転駆動力は、アウタ部材１２の案内溝２０に係合したトラニオン２８を介してインナ部材１４に伝達される。回転駆動力は、さらに、インナ部材１４が外嵌された第２伝達軸２２に伝達され、結局、該第２伝達軸２２が第１伝達軸と同一方向に回転する。

第２伝達軸２２が所定の作動角で傾斜すると、ローラ組立体３０が案内溝２０に拘束されているので、図２に示すように、インナ部材１４のみ、第２伝達軸２２の傾斜に対応した傾斜姿勢となる。勿論、これに伴い、トラニオン２８も内側ローラ４８の内部で傾斜する。

すなわち、第２伝達軸２２が回転しながら所定の作動角で傾斜したとき、インナ部材１４も、傾斜姿勢で回転する。傾斜した第２伝達軸２２が、図８に示すように反時計回りに回転するとき、最下方（位相０°）、最右方（位相９０°）、最上方（位相１８０°）に到達すると、インナ部材１４は、図９Ａ〜図９Ｃに示す姿勢となる。

図１０に、位相９０°から位相１８０°に至るまでのインナ部材１４の姿勢の変化を示す。この図１０から諒解されるように、インナ部材１４の中心（圧入孔２６の中心）は、回転に伴って上下に移動する。すなわち、インナ部材１４は偏芯運動を行う。この偏芯運動のため、トラニオン２８は、内側ローラ４８の内壁に対して接近・離間を繰り返す（図９Ａ〜図９Ｃ参照）。

ここで、本実施の形態における等速ジョイント１０では、内側ローラ４８の内壁が、第１凸部３２と第２凸部３６の各基端部２８ａの側壁、又は、第３凸部４０と第４凸部４４の各基端部２８ａの側壁にのみ接触する。トラニオン２８は、この接触点を支点として傾斜する。上記したように内側ローラ４８の内径は接触点で最小であるので、トラニオン２８が傾斜する際、その中間部２８ｂ及び先端部２８ｃが内側ローラ４８の内壁に干渉することはない。

従って、この場合、等速ジョイント１０がコンパクト化された小形状のものであっても、トラニオン２８の中間部２８ｂ及び先端部２８ｃと、内側ローラ４８の内壁との間に十分なクリアランスが形成される。このため、トラニオン２８が内側ローラ４８の内方で傾斜することが妨げられることが抑制される。

以上のように、内側ローラ４８の内壁の接触箇所を、トラニオン２８の基端部２８ａの側壁のみとしたことにより、トラニオン２８の傾斜角度が大きくなったときにも、該トラニオン２８の中間部２８ｂ及び先端部２８ｃと、内側ローラ４８の内壁との間に大きなクリアランスを形成することができる。従って、等速ジョイント１０を小型化した場合においても、両者の間に十分なクリアランスが確保される。このため、トラニオン２８が内側ローラ４８の内方で容易に傾斜することができる。

しかも、内側ローラ４８の内径は、中間部２８ｂよりも下方の基端部２８ａで最小である。このために内側ローラ４８が低重心となることから、ローラ組立体３０の円周方向の振れが抑制される。その結果として摩擦抵抗が低減するとともに、スラスト抵抗が低減する。

加えて、本実施の形態に係る等速ジョイント１０では、内側ローラ４８とトラニオン２８との接触点が、第１凸部３２と第２凸部３６の２箇所、又は、第３凸部４０と第４凸部４４の２箇所である。このため、内側ローラ４８とトラニオン２８に、そのベクトルがトルク伝達方向及び移動方向に向かう力が作用する。従って、合成ベクトルが得られる。

その結果、ローラ組立体３０とトラニオン２８との間にグリップ力が作用する。すなわち、ローラ組立体３０とトラニオン２８との間に滑りが発生すること、換言すれば、滑り抵抗が生じることが回避される。このことも、スライド抵抗及びスラスト抵抗の低減に寄与する。

接触箇所が、第１凸部３２及び第２凸部３６から第３凸部４０及び第４凸部４４に変化したときも上記と同様であることは勿論である。そして、このように接触箇所が移動することから、トラニオン２８や内側ローラ４８が局所的に摩耗することが回避される。

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、トラニオン２８に代え、略等径な円柱体形状のトラニオンや、略球形状のトラニオンを設けるようにしてもよい。

１０…等速ジョイント１２…アウタ部材
１４…インナ部材１６…有底カップ状部
２０…案内溝２２…第２伝達軸
２４…円環部２８…トラニオン
２８ａ…基端部２８ｂ…中間部
２８ｃ…先端部３０…ローラ組立体
３２、３６、４０、４４…凸部３４、３８、４２、４６…凹部
４８…内側ローラ５０…ニードルベアリング
５２…外側ローラ

Claims

第１伝達軸と第２伝達軸の間に介在し、前記第１伝達軸から前記第２伝達軸へ回転駆動力を伝達する等速ジョイントにおいて、
互いに所定間隔で離間し且つ軸線方向に沿って延在する複数個の案内溝が側壁に形成され、前記第１伝達軸に連結されるアウタ部材と、
前記案内溝に指向して延在する保持部が円環部に突出形成され、且つ前記円環部に形成された挿通孔に前記第２伝達軸が挿通されて前記アウタ部材の内部に挿入されるインナ部材と、
前記保持部に装着されて前記案内溝内で回転するローラ組立体と、
を具備し、
前記ローラ組立体は、内側ローラと、転動部材を介して内側ローラの外方に装着された外側ローラとを有し、
前記保持部を、前記円環部に近接する方から離間する方に向かって基端部、中間部、先端部の３等分に分割したとき、前記内側ローラの内壁は、前記基端部の側壁にのみ接触す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、前記内側ローラの内壁が、前記基端部の側壁の中腹に接触していることを特徴とする等速ジョイント。
請求項１又は２記載の等速ジョイントにおいて、前記内側ローラの内径が、前記基端部の側壁との接触部位から前記先端部に臨む側に向かって漸次拡径していることを特徴とする等速ジョイント。
請求項３記載の等速ジョイントにおいて、前記内側ローラの内径が、前記基端部の側壁との接触部位から前記円環部に臨む側に向かって漸次拡径していることを特徴とする等速ジョイント。