JP2016169847A - 等速ジョイント - Google Patents

Abstract

【課題】一対の爪の形状及び転動体の形状の設計自由度を向上することができる等速ジョイントを提供する。【解決手段】転動体ユニット（３０）は、軌道溝（１１）の側面（１３，１４）を転動する転動体（３２）と、転動体（３２）と脚軸（２２）との間に介在する内側部材（３１）と、内側部材（３１）の外周側に設けられ、転動体（３２）に対して軌道溝（１１）の溝深さ方向の両側に設けられ、転動体（３２）が溝深さ方向へ移動すること及び転動体（３２）が内側部材（３１）の外周面から外方へ移動することを規制する一対の爪（３３，３４）とを備える。一対の爪（３３，３４）の少なくとも一つは、転動体（３２）より軌道溝（１１）の側面側に張り出し、軌道溝（１１）は、転動体（３２）を転動させる転走面（１５）、及び、転走面（１５）より凹んで形成され且つ一対の爪（３３，３４）の少なくとも一つを収容して移動を許容する凹所（１６，１７）を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、等速ジョイントに関するものである。

特許文献１−３には、ニードルなどの転動体が外周側に配置される転動体ユニットを備える等速ジョイントが記載されている。当該等速ジョイントにおいて、転動体ユニットを構成する一対の爪が、転動体を保持する。転動体は外側ジョイント部材の軌道溝の側面を転動するため、一対の爪は転動体よりも軌道溝の側面側に張り出さないように形成される。

また、特許文献４には、ダブルローラタイプの転動体ユニットを備える等速ジョイントが記載されている。当該等速ジョイントにおいて、転動体ユニットを構成する内ローラが、外ローラよりも軌道溝の側面側に張り出して、軌道溝の凹所に係合する。

特許第５２４０５０６号公報 特許第２７６３６２４号公報 特開昭６３−１６３０３１号公報 特開平５−２１５１４３号公報

ここで、特許文献１−３に記載の等速ジョイントにおいて、一対の爪が転動体よりも軌道溝の側面側に張り出さないように形成されるため、一対の爪の形状及び転動体の形状に制約がある。例えば、一対の爪が張り出さないようにするために、一対の爪の先端を細くする必要があったり、転動体の中央部の直径を大きくする必要があったりする。仮に、一対の爪の先端を太くすることができれば、一対の爪の強度が向上する。また、転動体の中央部の直径を小さくすることができれば、外側ジョイント部材の軌道溝を転動する転動体の数を多くすることができ、１つの転動体が受ける負荷を低下することができる。また、転動体の数を同程度とするならば、転動体の中央部の直径が小さいほど、転動体ユニットが小型となる。

本発明は、一対の爪の形状及び転動体の形状の設計自由度を向上することができる等速ジョイントを提供することを目的とする。

等速ジョイントは、筒状に形成され、内周面に複数の軌道溝が形成される外側ジョイント部材と、径方向外方に突出する複数の脚軸を備える内側ジョイント部材と、前記脚軸の外周面に支持され前記軌道溝の側面を転動する転動体ユニットと、を備える等速ジョイントであって、前記転動体ユニットは、前記軌道溝の側面を転動する転動体と、前記転動体と前記脚軸との間に介在する内側部材と、前記内側部材の外周側に設けられ、前記転動体に対して前記軌道溝の溝深さ方向の両側に設けられ、前記転動体が前記溝深さ方向へ移動すること及び前記転動体が前記内側部材の外周面から外方へ移動することを規制する一対の爪と、を備え、前記一対の爪の少なくとも一つは、前記転動体より前記軌道溝の側面側に張り出し、前記軌道溝は、前記転動体を転動させる転走面、及び、前記転走面より凹んで形成され且つ前記一対の爪の少なくとも一つを収容して移動を許容する凹所を備える。

上記の等速ジョイントによれば、一対の爪の少なくとも一つが転動体より軌道溝の側面側に張り出して形成される。従って、従来のように、一対の爪が張り出さないようにするために、一対の爪の先端を細くすることや、転動体の中央部の直径を大きくすることは、不要となる。その結果、一対の爪の形状及び転動体の形状の設計自由度が向上する。ただし、一対の爪の少なくとも一つが転動体より軌道溝の側面側に張り出すため、軌道溝の側面には、凹所が形成される。凹所によって、一対の爪の少なくとも一つが移動を許容される。

本実施形態の等速ジョイントの一部分における回転軸線に直交する方向の断面図である。 図１の等速ジョイントを構成する外側ジョイント部材の一部分における回転軸線に直交する方向の断面図である。 図１の等速ジョイントを構成する転動体ユニットの、等速ジョイントの回転軸線に直交する方向の断面図である。 図３の転動体ユニットを図３の上方から見た図である。 図３の転動体ユニットの５−５断面図である。

＜等速ジョイント１の構成＞
本実施形態の等速ジョイント１について、図１−図５を参照して説明する。等速ジョイント１は、車両の動力伝達シャフトの連結、特にディファレンシャルギヤに連結される軸部とドライブシャフトの中間シャフトとの連結部位に用いる場合を例に挙げて説明する。

等速ジョイント１は、トリポード型等速ジョイントを例示する。等速ジョイント１は、外側ジョイント部材１０、内側ジョイント部材２０及び３つの転動体ユニット３０を備える。外側ジョイント部材１０は、図１及び図２に示すように、筒状（例えば有底筒状）に形成され、外側ジョイント部材１０の底部側が、ディファレンシャルギヤ（図示せず）に連結される。外側ジョイント部材１０の筒状部分の内周面には、外側ジョイント部材１０の軸線方向に延びる軌道溝１１が、周方向に等間隔に３本形成される。

各軌道溝１１における溝延伸方向に直交する断面形状は、図１及び図２に示すように、外側ジョイント部材１０の回転中心に向かって開口するＵの字型に形成される。つまり、各軌道溝１１は、ほぼ平面状に形成された底面１２と、底面１２に直交する側面１３，１４を備える。

図２に示すように、各軌道溝１１の側面１３，１４は、転走面１５及び一対の凹所１６，１７を備える。転走面１５は、後述する転動体３２を転動させる平面である。転走面１５は、側面１３，１４における軌道溝１１の溝深さ方向の中央部に形成され、外側ジョイント部材１０の軸線方向の全長に亘って形成される。

一対の凹所１６，１７は、転走面１５に対して軌道溝１１の溝深さ方向の両側に、転走面１５より凹んで形成される。一対の凹所１６，１７は、転走面１５と同様に、外側ジョイント部材１０の軸線方向の全長に亘って形成される。ここで、一対の凹所１６，１７は、凹溝である場合を例示する。つまり、一対の凹所１６，１７は、軌道溝１１の開口側（図１の下側）に位置する側面１６ａ，１７ａと、軌道溝１１の底面１２側に位置する側面１６ｂ，１７ｂとを備える。一対の凹所１６，１７の側面１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂは、軌道溝１１の溝深さ方向に直交する平面状に形成される。

内側ジョイント部材２０は、図１に示すように、本実施形態においてはトリポードである。内側ジョイント部材２０は、外側ジョイント部材１０に対して、外側ジョイント部材１０の軸線方向に移動可能であると共に傾動可能である。内側ジョイント部材２０は、ドライブシャフトの中間シャフト（図示せず）に連結される。内側ジョイント部材２０は、一体に形成されるボス部２１及び３本の脚軸２２を備える。

ボス部２１は、ほぼ円筒形に形成され、ボス部２１の内周面には、中間シャフトとトルクを伝達するために、中間シャフトの雄スプラインに係合する雌スプライン２１ａが形成される。脚軸２２は、ボス部２１から径方向外方に突出し、周方向に等間隔に設けられる。各脚軸２２の外周面は、球面凸状に形成され、脚軸２２の軸線方向の中央部が最も膨出する形状に形成される。

図３−図５に示すように、各転動体ユニット３０の外形形状は、ほぼ直方体状に形成され、転動体ユニット３０は、中央に貫通孔を有する環状に形成される。各転動体ユニット３０は、各脚軸２２の外周面に支持され、各軌道溝１１の側面１３，１４を転動する。転動体ユニット３０は、内側部材３１、複数の転動体３２、一対の爪３３，３４、及び一対の止め輪３５，３６を備える。

内側部材３１の外形形状は、ほぼ直方体状に形成され、内側部材３１は、中央に貫通孔３１ａを有する。内側部材３１の貫通孔３１ａは、円筒状に形成され、脚軸２２が挿入される。脚軸２２は、内側部材３１に対して、内側部材３１の貫通孔３１ａの延びる方向に相対移動可能であり、傾動可能である。

また、内側部材３１は、外周面に背向する平面状に形成された一対のトルク伝達面３１ｂ，３１ｃを備える。一対のトルク伝達面３１ｂ，３１ｃは、軌道溝１１の側面１３，１４に平行に対向する。さらに、内側部材３１は、貫通孔３１ａの延びる方向の両端面に、円形凸部３１ｄ，３１ｅを備える。円形凸部３１ｄ，３１ｅの外周面には、全周に亘って、止め輪溝３１ｆ，３１ｇが形成される。

複数の転動体３２は、内側部材３１の外周面を循環可能に配置され、軌道溝１１の側面１３，１４を転動する。つまり、複数の転動体３２は、内側部材３１のトルク伝達面３１ｂ，３１ｃと軌道溝１１の側面１３，１４との間でトルクを伝達する。そして、内側部材３１は、転動体３２と脚軸２２との間に介在する。従って、外側ジョイント部材１０と内側ジョイント部材２０とは、内側部材３１及び複数の転動体３２を介してトルクを伝達する。

転動体３２は、本実施形態においてはニードルである。特に、転動体３２は、円柱状のニードルである。すなわち、転動体３２は、両端に小突起を備える構成ではない。転動体３２の外周面は、ほぼ同径に形成される。転動体３２は、円柱状の外周面に、軌道溝１１の側面１３，１４の転走面１５を転動する転動部３２ａ、及び、転動部３２ａの軸線方向の両側に位置する係止端部３２ｂ，３２ｃを備える。

一対の爪３３，３４は、環状で、且つ、板状に形成される。一対の爪３３，３４は、内側部材３１の外周面に対応する貫通孔を有する円板部３３ａ，３４ａと、円板部３３ａ，３４ａの外周縁の全周から屈曲する筒状部３３ｂ，３４ｂとを備える。一対の爪３３，３４は、内側部材３１の外周側に設けられ、複数の転動体３２を転動体３２の軸線方向に挟むように配置される。つまり、一対の爪３３，３４は、転動体３２に対して軌道溝１１の溝深さ方向の両側に設けられる。また、一方の爪３３の筒状部３３ｂと他方の爪３４の筒状部３４ｂとは、向かい合うように配置される。

従って、一対の爪３３，３４の円板部３３ａ，３４ａは、転動体３２の両端面に対向し、転動体３２が軌道溝１１の溝深さ方向へ移動することを規制する。一対の爪３３，３４の筒状部３３ｂ，３４ｂは、転動体３２の係止端部３２ｂ，３２ｃを係止し、転動体３２が内側部材３１の外周面から外方へ移動することを規制する。

一対の止め輪３５，３６は、円環状で且つ板状に形成される。一対の止め輪３５，３６は、止め輪溝３１ｆ，３１ｇに係止される。このとき、一対の爪３３，３４は、一対の止め輪３５，３６の対向する側に配置される。つまり、一対の止め輪３５，３６は、転動体３２及び一対の爪３３，３４が、内側部材３１に対して軌道溝１１の溝深さ方向に移動することを規制する。

一対の爪３３，３４の両者は、転動体３２より軌道溝１１の側面１３，１４側に張り出す。詳細には、一対の爪３３，３４の筒状部３３ｂ，３４ｂが、転動体３２より軌道溝１１の側面１３，１４側に張り出す。張り出した部位である筒状部３３ｂ，３４ｂのそれぞれが、軌道溝１１の側面１３，１４における一対の凹所１６，１７に収容される。この状態で、一対の凹所１６，１７は、一対の爪３３，３４が外側ジョイント部材１０の軸線方向に移動することを許容する。

さらに、一対の爪３３，３４は、一対の凹所１６，１７に収容された状態で、凹所１６，１７の側面１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂによって、前記軌道溝１１の溝深さ方向の両方向に係止される。従って、転動体ユニット３０は、軌道溝１１に対して姿勢が規制された状態となる。

上記実施形態においては、一対の凹所１６，１７は、両側に側面１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂを備える凹溝としたが、片側の側面１６ａ，１７ｂのみを有する凹所としてもよい。また、上記実施形態において、一対の爪３３，３４が、一対の凹所１６，１７に収容されることとしたが、一方の爪３３（又は３４）のみが、凹所１６（又は１７）に収容されるようにしてもよい。ただし、この場合には、転動体３２が、軸線方向の片側に、他方の爪３４（又は３３）に係止される小突起を備えるようにするとよい。

また、本実施形態においては、内側部材３１と一対の爪３３，３４は、一体的に設けることとした。この他に、一対の爪３３，３４は、内側部材３１に対して相対移動可能に設けられ、転動体３２を保持する保持器とすることもできる。この場合も、保持器の一対の爪３３，３４が凹所１６，１７に収容される。

＜実施形態の効果＞
上記実施形態の等速ジョイント１の効果は以下のとおりである。等速ジョイント１は、筒状に形成され、内周面に複数の軌道溝１１が形成される外側ジョイント部材１０と、径方向外方に突出する複数の脚軸２２を備える内側ジョイント部材２０と、脚軸２２の外周面に支持され軌道溝１１の側面１３，１４を転動する転動体ユニット３０とを備える。さらに、転動体ユニット３０は、軌道溝１１の側面１３，１４を転動する転動体３２と、転動体３２と脚軸２２との間に介在する内側部材３１と、内側部材３１の外周側に設けられ、転動体３２に対して軌道溝１１の溝深さ方向の両側に設けられ、転動体３２が溝深さ方向へ移動すること及び転動体３２が内側部材３１の外周面から外方へ移動することを規制する一対の爪３３，３４とを備える。

そして、一対の爪３３，３４の少なくとも一つは、転動体３２より軌道溝１１の側面側に張り出し、軌道溝１１は、転動体３２を転動させる転走面１５、及び、転走面１５より凹んで形成され且つ一対の爪３３，３４の少なくとも一つを収容して移動を許容する凹所１６，１７を備える。

上記の等速ジョイント１によれば、一対の爪３３，３４の少なくとも一つが転動体３２より軌道溝１１の側面１３，１４側に張り出して形成される。従って、従来のように、一対の爪３３，３４が張り出さないようにするために、一対の爪３３，３４の少なくとも一つの先端を細くすることや、転動体３２の中央部の直径を大きくすることは、不要となる。その結果、一対の爪３３，３４の形状及び転動体３２の形状の設計自由度が向上する。ただし、一対の爪３３，３４の少なくとも一つが転動体３２より軌道溝１１の側面１３，１４側に張り出すため、軌道溝１１の側面１３，１４には、凹所１６，１７の少なくとも一つが形成される。凹所１６，１７の少なくとも一つによって、一対の爪３３，３４の少なくとも一つが移動を許容される。

また、等速ジョイント１においては、一対の爪３３，３４の両者は、転動体３２より軌道溝１１の側面１３，１４側に張り出し、一対の凹所１６，１７は、一対の爪３３，３４のそれぞれを収容して移動を許容する。これにより、一対の爪３３，３４が同様の形状に形成することができ、一対の爪３３，３４の両者の形状及び転動体３２の軸線方向の両側の形状の設計自由度が向上する。

また、等速ジョイント１においては、転動体３２は、円柱状に形成され、円柱状の外周面に、転走面１５を転動する転動部３２ａ及び転動部３２ａの軸線方向の両側に位置し一対の爪３３，３４に係止される係止端部３２ｂ，３２ｃを備える。転動体３２が円柱状であるため、低コストとなる。さらに、転動体３２の中央部の直径を小さくすることができるため、従来に比べて、軌道溝１１の側面１３，１４と内側部材３１との間に存在する転動体３２の数を多くすることができる。そのため、１つの転動体３２が受ける負荷が低下するため、耐久性が向上する。一方、転動体３２の数を従来と同数とした場合には、軌道溝１１の側面１３，１４と内側部材３１との間に存在する転動体３２の数が従来に比べて少なくなる。そのため、転動体ユニット３０が小型となる。

また、等速ジョイント１においては、一対の爪３３，３４の少なくとも一つは、一対の凹所１６，１７の少なくとも一つに対して軌道溝１１の溝深さ方向に係止される。このことによって、転動体ユニット３０が外側ジョイント部材１０に対して姿勢を規制される。つまり、転動体３２が軌道溝１１の側面１３，１４の転走面１５を安定して転動することができる。これにより、転動体３２と転走面１５との摺動抵抗を低減できる。そして、等速ジョイント１の耐久性を向上できる。

特に、等速ジョイント１においては、凹所１６，１７は凹溝であり、一対の爪３３，３４の少なくとも一つは、凹溝である凹所１６，１７に対して軌道溝１１の溝深さ方向の両方向に係止される。これにより、転動体ユニット３０の姿勢が、外側ジョイント部材１０に対してより安定した状態となる。その結果、転動体３２が軌道溝１１の側面１３，１４の転走面１５をより安定して転動できる。

１：等速ジョイント、 １０：外側ジョイント部材、 １１：軌道溝、 １２：軌道溝の底面、 １３，１４：軌道溝の側面、 １５：転走面、 １６，１７：凹所、 ２０：内側ジョイント部材、 ２１：ボス部、 ２１ａ：雌スプライン、 ２２：脚軸、 ３０：転動体ユニット、 ３１：内側部材、 ３２：転動体、 ３２ａ：転動部、 ３２ｂ，３２ｃ：係止端部、 ３３，３４：爪、 ３５，３６：止め輪

Claims (5)

1. 筒状に形成され、内周面に複数の軌道溝が形成される外側ジョイント部材と、
   径方向外方に突出する複数の脚軸を備える内側ジョイント部材と、
   前記脚軸の外周面に支持され前記軌道溝の側面を転動する転動体ユニットと、
   を備える等速ジョイントであって、
   前記転動体ユニットは、
   前記軌道溝の側面を転動する転動体と、
   前記転動体と前記脚軸との間に介在する内側部材と、
   前記内側部材の外周側に設けられ、前記転動体に対して前記軌道溝の溝深さ方向の両側に設けられ、前記転動体が前記溝深さ方向へ移動すること及び前記転動体が前記内側部材の外周面から外方へ移動することを規制する一対の爪と、
   を備え、
   前記一対の爪の少なくとも一つは、前記転動体より前記軌道溝の側面側に張り出し、
   前記軌道溝は、前記転動体を転動させる転走面、及び、前記転走面より凹んで形成され且つ前記一対の爪の少なくとも一つを収容して移動を許容する凹所を備える、等速ジョイント。
2. 前記一対の爪の両者は、前記転動体より前記軌道溝の側面側に張り出し、
   前記凹所は、前記一対の爪のそれぞれを収容して移動を許容する一対の凹所である、請求項１に記載の等速ジョイント。
3. 前記転動体は、
   円柱状に形成され、
   前記円柱状の外周面に、前記転走面を転動する転動部及び前記転動部の軸線方向の両側に位置し前記一対の爪に係止される係止端部を備える、請求項２に記載の等速ジョイント。
4. 前記一対の爪の少なくとも一つは、前記凹所に対して前記軌道溝の溝深さ方向に係止される、請求項１−３の何れか一項に記載の等速ジョイント。
5. 前記凹所は、凹溝であり、
   前記一対の爪の少なくとも一つは、前記凹溝である前記凹所に対して前記軌道溝の溝深さ方向の両方向に係止される、請求項４に記載の等速ジョイント。

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