JP2016217505A - 等速ジョイントのローラユニット及び等速ジョイントの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ダブルローラ型の等速ジョイントのローラユニットからのグリースの漏出を防止する技術を提供することを目的とする。
【解決手段】 等速ジョイント１００の内側ジョイント部材２０における球面凸状の複数の脚軸２２と等速ジョイント１００の外側ジョイント部材１０の内周面の軌道溝１１との間に配置される等速ジョイント１００のローラユニット３０であって、円筒形状に形成され、脚軸２２の外周面を軸線方向に沿って摺動可能、且つ、脚軸２２に傾動可能に配置される内ローラ３１と、内ローラ３１の外周側に内ローラ３１に対して相対回転可能に配置され、軌道溝１１を転動する外ローラ３２と、を備え、ローラユニット３０は、内ローラ３１と脚軸２２との間にあるグリースの脚軸２２の先端から離れる方向への漏出を防止するグリース保持部３２ｂを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、等速ジョイントのローラユニット及び等速ジョイントの製造方法に関するものである。

特許文献１に示されるように、ダブルローラ型のトリポード型等速ジョイントがある。この等速ジョイントは、トリポードに設けられた３本の脚軸にそれぞれ支持された内ローラと、内ローラの外周側に設けられた外ローラと、内ローラと外ローラの間に設けられた複数のニードルローラとから構成されたローラユニットを有する。外ローラと外側ジョイント部材との間の潤滑、内ローラ及び外ローラとニードルベアリングとの潤滑、及び内ローラとトリポードの脚軸との潤滑を確保することにより、摺動する各部材の焼き付きを防止するために、外側ジョイント部材内には、グリースが注入されている。

このような等速ジョイントがジョイント角を付与された状態でトルク伝達を行うと、ローラユニットが外側ジョイント部材の軌道溝を摺動するとともに、ローラユニットがトリポードの脚軸の軸線方向に沿って摺動しつつ、脚軸に対して傾動する。

特開２０１０−１４４８９８号公報

特許文献１に示される内ローラ及び外ローラは、略円筒形状であり、トリポードの脚軸の軸線方向の外側に開口している。このため、内ローラとトリポードの脚軸との間にあるグリースが、等速ジョイントが回転した際に内ローラとトリポードの脚軸との間にあるグリースに遠心力が作用して、当該グリースが内ローラ及び外ローラの開口部から漏出する。また、ローラユニットがトリポードの脚軸の軸線方向に沿って摺動したり、脚軸に対して傾動したりする際に、内ローラとトリポードの脚軸との間にあるグリースが、内ローラ及び外ローラの開口部側、つまり、脚軸の先端から離れる方向に押し出されて、内ローラ及び外ローラの開口部から漏出する。

等速ジョイントに用いられるグリースは二硫化モリブデングリース等の高価なグリースである。上述したように、内ローラ及び外ローラの開口部から漏出する分のグリースだけ余分にグリースを外側ジョイント部材内に注入していたため、等速ジョイントがコスト高になっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ダブルローラ型の等速ジョイントのローラユニットからのグリースの漏出を防止する技術を提供することを目的とする。

本発明に係る等速ジョイントのローラユニットは、等速ジョイントの内側ジョイント部材における球面凸状の複数の脚軸と前記等速ジョイントの外側ジョイント部材の内周面の軌道溝との間に配置される等速ジョイントのローラユニットであって、円筒形状に形成され、前記脚軸の外周面を軸線方向に沿って摺動可能、且つ、前記脚軸に傾動可能に配置される内ローラと、前記内ローラの外周側に前記内ローラに対して相対回転可能に配置され、前記軌道溝を転動する外ローラと、を備え、前記ローラユニットは、前記内ローラと前記脚軸との間にあるグリースの前記脚軸の先端から離れる方向への漏出を防止するグリース保持部を備えている。

これにより、ローラユニットが、トリポードの脚軸の軸線方向に沿って摺動したり、脚軸に対して傾動したりする際に、内ローラとトリポードの脚軸との間にあるグリースの脚軸の先端から離れる方向への漏出が、グリース保持部によって防止される。このため、内ローラとトリポードの脚軸との間にあるグリースから漏出する分のグリースだけ余分にグリースを外側ジョイント部材内に注入する必要が無いので、等速ジョイントがコスト高にならない。

本発明に係る等速ジョイントの製造方法は、内周面に複数の軌道溝を備える外側ジョイント部材と、球面凸状の複数の脚軸を備えた内側ジョイント部材と、前記脚軸と前記軌道溝との間に配置されたローラユニットと、を備える等速ジョイントの製造方法であって、前記ローラユニットを前記脚軸に組み付ける前に、各前記内ローラの内部にグリースを注入するローラユニットグリース注入工程と、各前記外ローラを各前記軌道溝に係合させて、前記内側ジョイント部材を前記外側ジョイント部材に組み付ける前に、前記外側ジョイント部材の内部にグリースを注入する外側ジョイント部材グリース注入工程と、を有する。

このように、外側ジョイント部材グリース注入工程の前に、ローラユニットグリース注入工程によって、各内ローラの内部にグリースが注入されるので、等速ジョイントの使用時に、内ローラと脚軸との摺動部にグリースに存在し、この摺動部の焼き付き等の損傷が防止される。

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における外側ジョイント部材の開口部側から見た断面図である。 等速ジョイントの製造方法のフローチャートである。 別の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。 別の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。 別の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。

（等速ジョイント１００の全体構成）
本実施形態に係るダブルローラ型のトリポード型等速ジョイント１００（以下、単に等速ジョイント１００と略す）について、図１及び図２を参照して説明する。等速ジョイント１００は、車両のエンジン等の原動機と車両の駆動輪との間に設けられ、原動機と駆動輪との間でトルク伝達するものである。

等速ジョイント１００は、図１に示すように、シャフト３と、ブーツ４、外側ジョイント部材１０と、内側ジョイント部材２０と、３つのローラユニット３０とを備える。内側ジョイント部材２０（トリポード）は、外側ジョイント部材１０の軸線方向（図１の左右方向）に沿って移動可能であると共に、外側ジョイント部材１０に対して傾動可能である。

外側ジョイント部材１０は、軸線方向一端側に開口部を有する筒状に形成される。外側ジョイント部材１０は、本実施形態においては有底筒状に形成されるが、貫通する筒状に形成される場合もある。外側ジョイント部材１０の内周面には、図１に示すように、外側ジョイント部材１０の内周面の開口部から奥側（図１の左側）に向かって、外側ジョイント部材１０の軸線方向に沿って延びる３つの軌道溝１１が、外側ジョイント部材１０の周方向に等間隔に形成されている。

内側ジョイント部材２０は、ボス２１と、ボス２１から径方向外方に延びる３本（複数）の脚軸２２とを備える。図２に示すように、脚軸２２の外周面は、球面凸状に形成されている。つまり、脚軸２２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。また、脚軸２２の先端面は、球面凸状に形成されている。

ローラユニット３０は、内ローラ３１、外ローラ３２、ニードルローラ３３、及び止め輪３４を有する。このような構成からなるローラユニット３０は、径方向に２つのローラ（外ローラ３２、内ローラ３１）を重ねて配置されたダブルローラタイプである。ローラユニット３０は、脚軸２２と軌道溝１１との間に配置されている。

図２に示すように、内ローラ３１は、円筒形状である。内ローラ３１は、各脚軸２２の外周側に配置されて取り付けられている。内ローラ３１の内周面と球面凸状に形成された脚軸２２は接触している。このような構成によって、内ローラ３１は、脚軸２２の外周面を軸線方向に沿って移動可能、且つ、脚軸２２に対して傾動可能となっている。

外ローラ３２は、筒形状の本体部３２ａと、本体部３２ａの一方側の開口部を閉塞するグリース保持部３２ｂとが一体に形成されることにより構成されている。外ローラ３２は、鍛造や鋳造によって製造される。本体部３２ａの外周面３２ｃは、球面凸状となっている。つまり、本体部３２ａの外周面３２ｃの軸線方向断面形状は、円弧凸状に形成されている。図２に示すように、外ローラ３２の開口部側の本体部３２ａの内周面には、リング溝３２ｄが全周にわたって凹んで形成されている。

グリース保持部３２ｂは、板状であり、本体部３２ａの一方側の開口部を閉塞するように形成されている。グリース保持部３２ｂは、球面凸状となっている。つまり、グリース保持部３２ｂの外面３２ｆは球面凸状となっていて、グリース保持部３２ｂの内面３２ｅは球面凹状となっている。言い換えると、グリース保持部３２ｂの縦断面形状は、脚軸２２の先端から離れる方向に膨出した湾曲形状となっている。本実施形態では、グリース保持部３２ｂの縦断面形状は、円弧形状であるが、楕円弧形状であっても差し支え無い。内ローラ３１の外周側に本体部３２ａ（外ローラ３２）が配置されている。グリース保持部３２ｂは、脚軸２２の先端面と離間して対向している。

ニードルローラ３３は、内ローラ３１の外周面と外ローラ３２の内周面との間に複数配置されている。止め輪３４は、外ローラ３２のリング溝３２ｄに係合して取り付けられている。止め輪３４は、内ローラ３１及びニードルローラ３３の端面と当接し、内ローラ３１及びニードルローラ３３の外ローラ３２からの抜け止めを行う。

このような構成によって、外ローラ３２は、内ローラ３１に対して相対回転可能となっている。そして、３つのローラユニット３０の各々は、３本の脚軸２２の各々の外周側に回転可能であり、脚軸２２の各々の軸心方向に摺動可能であり、且つ、脚軸２２の各々に対して傾動可能に支持される。

３つのローラユニット３０の各々は、軌道溝１１に沿って転動可能に配置される。３つのローラユニット３０は、３つの軌道溝１１に対して姿勢を維持した状態で転動する。外側ジョイント部材１０の軌道溝１１において、底部１２に対して溝幅方向（図２の左右方向）の両側に位置する溝側面１３には、外ローラ３２の外周面３２ｃと接触して、トルク伝達を行う伝達面１３ａが形成されている。伝達面１３ａの断面形状は、所定の曲率または複数の曲率を組み合わせられた凹状に形成される。

外ローラ３２（ローラユニット３０）は、図２に示すように、２つの伝達面１３ａに外ローラ３２の外周面３２ｃが嵌め込まれるように配置される。外ローラ３２（ローラユニット３０）は、外側ジョイント部材１０が回転した場合に、当該回転方向に応じて軌道溝１１の２つの伝達面１３ａのうち一方と接触して転動し、外側ジョイント部材１０との間でトルク伝達を行う。つまり、外側ジョイント部材１０の回転方向が逆方向となった場合には、外ローラ３２（ローラユニット３０）は、２つの伝達面１３ａのうち他方と接触して、外側ジョイント部材１０との間でトルク伝達を行う。

シャフト３は、内側ジョイント部材２０のボス２１に連結される。つまり、シャフト３と外側ジョイント部材１０とに角度を付与した状態で、内側ジョイント部材２０及びローラユニット３０を介して、両部材間でトルク伝達が行われる。以下では、シャフト３と外側ジョイント部材１０とがなす角度を、等速ジョイント２の「ジョイント角」とも称する。

ブーツ４は、軸心方向に伸縮可能で、且つ、軸心を屈曲可能な蛇腹筒状に形成される。ブーツ４の一端が外側ジョイント部材１０の外周面の開口側に取り付けられ、ブーツ４の他端がシャフト３の外周面に取り付けられる。このようにして、ブーツ４は、外側ジョイント部材１０の開口側を閉塞する。外側ジョイント部材１０の内部領域にはグリースが収容されており、ブーツ４は、グリースが外側ジョイント部材１０の開口部から漏出しないようにシールする。

シャフト３、外側ジョイント部材１０、内側ジョイント部材２０、内ローラ３１、外ローラ３２、ニードルローラ３３、及び止め輪３４は、炭素鋼等の鉄系金属で構成されている。ブーツ４は、ゴムや合成樹脂等の柔軟な材料で構成されている。

（等速ジョイント１００の製造方法）
図３に示すように、等速ジョイント１００は、ローラユニット組立工程、ローラユニットグリース注入工程、ローラユニット組付工程、外側ジョイント部材グリース注入工程、内側ジョイント部材組付工程、ブーツ装着工程の順に行われて製造（組付）される。

［ローラユニット組立工程］
ローラユニット組立工程において、内ローラ３１の外周側に外ローラ３２を配置し、内ローラ３１の外周面と外ローラ３２の内周面の間に複数のニードルローラ３３を配置し、止め輪３４を外ローラ３２のリング溝３２ｄに取り付けて、ローラユニット３０を組み立てる。この際に、ニードルローラ３３が内ローラ３１の外周面と外ローラ３２の内周面の間で潤滑できるように、内ローラ３１の外周面と外ローラ３２の内周面の間にグリースを注入する。本実施形態では、グリースは、二硫化モリブデングリースを用いる（以下、同じ）。

［ローラユニットグリース注入工程］
ローラユニットグリース注入工程において、ローラユニット３０にグリースを注入する。グリースの注入量は、図２に示すように、ローラユニット３０が脚軸２２に組み付けられた状態において、少なくとも脚軸２２の外周面と内ローラ３１の内周面との摺動部に前グリースが存在する量である。つまり、グリースの注入量は、図２に示すように、ローラユニット３０が脚軸２２に組み付けられた状態において、少なくとも内ローラ３１の開口端（図２において下端）の第一設計油面位置（図２の一点鎖線示）までグリースが存在する量である。

［ローラユニット組付工程］
ローラユニット組付工程において、ローラユニット３０に脚軸２２を挿通させて、各ローラユニット３０を各脚軸２２に組み付ける。

［外側ジョイント部材グリース注入工程］
外側ジョイント部材グリース注入工程において、外側ジョイント部材１０の内部にグリースを注入する。グリースの注入量は、図１に示すように、外側ジョイント部材１０に内側ジョイント部材２０が組み付けられた状態で、等速ジョイント１００の回転によるエンジン力がグリースに作用して、当該グリースが外側ジョイント部材１０及びブーツ４の内壁面側に移動したとしても、少なくとも上記第一設計油面位置（図２の一点鎖線示）、及び、軌道溝１１の伝達面１３ａの外ローラ３２の外周面３２ｃとの摺動部分の基端部（図２において下方側の端部）である第二設計油面位置（図１及び図２の２点鎖線示）までグリースが存在するような量である。

［内側ジョイント部材組付工程］
内側ジョイント部材組付工程において、内側ジョイント部材２０に組み付けられた各ローラユニット３０が外側ジョイント部材１０の各軌道溝１１に係合するように、内側ジョイント部材２０を外側ジョイント部材１０に挿入させて、内側ジョイント部材２０を外側ジョイント部材１０に組み付ける。

［ブーツ装着工程］
ブーツ装着工程において、ブーツ４の径が大きい方の開口端（図１において左側）を、内側ジョイント部材２０の開口端側の外周面に被せたうえで、第一バンド部材５１で締め付け、ブーツ４の径が小さい方の開口端（図１において右側）を、第二バンド部材５２で締め付けて、ブーツ４を外側ジョイント部材１０に装着する。

（本実施形態の構成による効果）
以上の説明から明らかなように、本発明の等速ジョイント１００のローラユニット３０は、内側ジョイント部材２０における球面凸状の複数の脚軸２２と外側ジョイント部材１０の内周面の軌道溝１１との間に配置され、円筒形状に形成され、脚軸２２の外周面を軸線方向に沿って摺動可能、且つ、脚軸２２に傾動可能に配置される内ローラ３１と、内ローラ３１の外周側に内ローラ３１に対して相対回転可能に配置され、軌道溝１１を転動する外ローラ３２と、を備え、ローラユニット３０は、内ローラ３１と脚軸２２との間にあるグリースの脚軸２２の先端から離れる方向への漏出を防止するグリース保持部３２ｂを備える。

これにより、ローラユニット３０が、内側ジョイント部材２０の脚軸２２の軸線方向に沿って摺動したり、脚軸２２に対して傾動したりする際に、内ローラ３１と内側ジョイント部材２０の脚軸２２との間にあるグリースの脚軸２２の先端から離れる方向への漏出が、グリース保持部３２ｂによって防止される。このため、内ローラ３１と内側ジョイント部材２０の脚軸２２との間にあるグリースから漏出する分のグリースだけ余分にグリースを外側ジョイント部材１０内に注入する必要が無いので、等速ジョイント１００がコスト高にならない。

グリース保持部３２ｂは、脚軸２２の先端面と対向して形成されている。これにより、内ローラ３１と内側ジョイント部材２０の脚軸２２との間にあるグリースの脚軸２２の先端から離れる方向への漏出が、脚軸２２の先端と対向しているグリース保持部３２ｂによって確実に防止される。

グリース保持部３２ｂは板形状であり、グリース保持部３２ｂの縦断面形状は、脚軸２２から離れる方向に膨出した湾曲形状となっている。これにより、ローラユニット３０が内側ジョイント部材２０の脚軸２２に対して傾動した際における、脚軸２２の先端の外縁２２ａ（図２示）と、グリース保持部３２ｂの内面３２ｅとの干渉が防止される。

外ローラ３２は、内ローラ３１の外周側に配置され筒形状の本体部３２ａと、本体部３２ａの開口部を閉塞するグリース保持部３２ｂとから構成されている。このように、本体部３２ａの開口部がグリース保持部３２ｂによって閉塞されているので、内ローラ３１と脚軸２２との間にあるグリースの脚軸２２の先端から離れる方向への漏出が確実に防止される。
また、外ローラ３２には、筒形状の本体部３２ａの一方の開口部を閉塞するグリース保持部３２ｂが形成されているので、筒形状の外ローラのように、外ローラを逆向きに内側ジョイント部材の脚軸に間違って組み付けられてしまうことが防止される。

外ローラ３２は、本体部３２ａとグリース保持部３２ｂが一体に形成されることにより構成されている。これにより、本体部３２ａとグリース保持部３２ｂが別体に構成されている構造と比較して、外ローラ３２を低コストに製造することができ、ひいては、ローラユニット３０及び等速ジョイント１００を低コストに製造することができる。

図３に示すように、等速ジョイント１００の製造方法は、ローラユニット３０を脚軸２２に組み付ける前に、各内ローラ３１の内部にグリースを注入するローラユニットグリース注入工程と、各外ローラ３２を各軌道溝１１に係合させて、内側ジョイント部材２０を外側ジョイント部材１０に組み付ける前に、外側ジョイント部材１０の内部にグリースを注入する外側ジョイント部材グリース注入工程と、を有する。

このように、外側ジョイント部材グリース注入工程の前に、ローラユニットグリース注入工程によって、各内ローラ３１の内部にグリースが注入されるので、等速ジョイント１００の使用時に、内ローラ３１と脚軸２２との摺動部にグリースに存在し、この摺動部の焼き付き等の損傷が防止される。

ローラユニットグリース注入工程において注入するグリースの量は、ローラユニット３０が脚軸２２に組み付けられた際に、少なくとも脚軸２２と内ローラとの摺動部にグリースが存在する量である。これにより、等速ジョイント１００の使用時に、内ローラ３１と脚軸２２との摺動部にグリースが確実に存在し、この摺動部の焼き付き等の損傷が確実に防止される。

（別の実施形態）
図４や図５に示すように、外ローラ３２が筒形状であり、グリース保持部３９が板状であり、外ローラ３２とグリース保持部３９が別体に構成されている構造であっても差し支え無い。図４示す実施形態では、グリース保持部３９は、筒形状の外ローラ３２の開口部に圧入されて外ローラ３２に取り付けられている。図５に示す実施形態では、グリース保持部３９は外ローラ３２の開口部に取り付けられ、外ローラ３２の開口側の内周面に形成されたリング溝３２ｄに係合された止め輪３５によってグリース保持部３９の外ローラ３２の開口部からの脱落が防止される構造となっている。このような構成によって、外ローラ３２の一方側の開口部が、グリース保持部３９によって閉塞されている。

このように、外ローラ３２とグリース保持部３９が別体に構成されているので、グリース保持部３９を外ローラ３２よりも比重がより軽い樹脂やアルミニウム等の軽量材料で構成すると、グリース保持部３９を追加したことによるローラユニット３０の質量の増加を抑制することができ、ひいては、等速ジョイント１００の質量増加を防止することができる。また、既存の外ローラ３２の開口部にグリース保持部３９を取り付けることにすると、外ローラ３２を新たに設計して製造する必要が無いので、外ローラ３２のコスト増を抑制することができ、ひいては、等速ジョイント１００のコスト増を抑制することができる。

以上説明した実施形態では、内ローラ３１と脚軸２２との間にあるグリースの脚軸２２の先端から離れる方向への漏出を防止するグリース保持部は、外ローラ３２の一方の開口部を閉塞していた。しかし、図６に示すように、内ローラ３１の一方の開口部を閉塞するグリース保持部３１ｂが形成された実施形態であっても差し支え無い。この実施形態では、内ローラ３１は、脚軸２２の外周側に配置された円筒形状の本体部３１ａと、本体部３１ａの一方側の開口部を閉塞するグリース保持部３１ｂが一体に形成されることにより、構成されている。この実施形態であっても、グリース保持部３１ｂによって、内ローラ３１と脚軸２２との間にあるグリースの脚軸２２の先端から離れる方向への漏出が防止される。なお、本体部３１ａとグリース保持部３１ｂが別体に構成されている実施形態であっても差し支え無い。

２０…内側ジョイント部材、２２…脚軸、３０…ローラユニット、３１…内ローラ、３２…外ローラ、３２ａ…本体部、３２ｂ…グリース保持部、３９…グリース保持部、１００…トリポード型等速ジョイント

Claims (7)

1. 等速ジョイントの内側ジョイント部材における球面凸状の複数の脚軸と前記等速ジョイントの外側ジョイント部材の内周面の軌道溝との間に配置される等速ジョイントのローラユニットであって、
   円筒形状に形成され、前記脚軸の外周面を軸線方向に沿って摺動可能、且つ、前記脚軸に傾動可能に配置される内ローラと、
   前記内ローラの外周側に前記内ローラに対して相対回転可能に配置され、前記軌道溝を転動する外ローラと、
   を備え、
   前記ローラユニットは、前記内ローラと前記脚軸との間にあるグリースの前記脚軸の先端から離れる方向への漏出を防止するグリース保持部を備える、等速ジョイントのローラユニット。
2. 前記グリース保持部は、前記脚軸の先端面と対向している請求項１に記載の等速ジョイントのローラユニット。
3. 前記グリース保持部は、板形状であり、
   前記グリース保持部の縦断面形状は、前記脚軸から離れる方向に膨出した円弧形状となっている請求項２に記載の等速ジョイントのローラユニット。
4. 前記外ローラは、前記内ローラの外周側に配置された筒形状の本体部と、前記本体部の開口部を閉塞する前記グリース保持部とが一体に形成されることにより構成されている請求項２又は３に記載の等速ジョイントのローラユニット。
5. 前記内ローラは、前記前記脚軸の外周側に配置された筒形状の本体部と、前記本体部の開口部を閉塞する前記グリース保持部とが一体に形成されることにより構成されている請求項２又は３に記載の等速ジョイントのローラユニット。
6. 内周面に複数の軌道溝を備える外側ジョイント部材と、
   球面凸状の複数の脚軸を備えた内側ジョイント部材と、
   前記脚軸と前記軌道溝との間に配置され、請求項１−５の何れか一項に記載のローラユニットと、
   を備える等速ジョイントの製造方法であって、
   前記ローラユニットを前記脚軸に組み付ける前に、各前記内ローラの内部にグリースを注入するローラユニットグリース注入工程と、
   各前記外ローラを各前記軌道溝に係合させて、前記内側ジョイント部材を前記外側ジョイント部材に組み付ける前に、前記外側ジョイント部材の内部にグリースを注入する外側ジョイント部材グリース注入工程と、を有する等速ジョイントの製造方法。
7. 前記ローラユニットグリース注入工程において注入する前記グリースの量は、前記ローラユニットが前記脚軸に組み付けられた際に、少なくとも前記脚軸と前記内ローラとの摺動部に前記グリースが存在する量である請求項６に記載の等速ジョイントの製造方法。

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