JP2019124253A

JP2019124253A - トリポード型等速継手

Info

Publication number: JP2019124253A
Application number: JP2018003739A
Authority: JP
Inventors: 康宏小柴; Yasuhiro Koshiba
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-01-12
Filing date: 2018-01-12
Publication date: 2019-07-25

Abstract

【課題】前記ローラの筒状内周面と前記トラニオンの凸状外周面との間の潤滑が不足する恐れの低いトリポード型等速継手を提供する。【解決手段】等速継手１６において、ローラ１６ｆよりも内周側に充填された潤滑油Ｇが、遠心力に従って油溝３０を通ってローラ１６ｆよりも外周側へ移動させられる。ローラ１６ｆよりも外周側へ移動させられた潤滑油Ｇは、アウターリテーナ４４とインナーローラ３４との相対回転によってトラニオン１６ｅの凸状外周面２６とインナーローラ３４の円筒状内周面２８との間に供給されるので、インナーローラ３４の円筒状内周面２８とトラニオン１６ｅの凸状外周面２６との間の潤滑が不足する恐れが低減される。【選択図】図５

Description

本発明は、潤滑性に優れたトリポード型等速継手に関するものである。

脚軸に取り付けられた内輪から外周側に突設され、凸状外周面をそれぞれ有する３つのトラニオン（突起）と、前記３つのトラニオンの先端部に回転可能に支持された３つのローラと、前記３つのローラを収容する円筒状外輪とを備え、前記内輪が前記円筒状外輪に前記円筒状外輪の回転軸線方向に相対移動可能且つ相対回転不能に嵌め入れられているトリポード型等速継手が、知られている。たとえば、特許文献１に記載されたトリポード型等速継手がそれである。

特開平１１−３３６７８３号公報

ところで、前記ローラの筒状内周面と前記トラニオンの凸状外周面とは、相互に揺動および摺動を繰り返す部分である。円筒状外輪内にはグリースなどの高粘性の潤滑油が充填されているものの、前記ローラの筒状内周面と前記トラニオンの凸状外周面との間は、相互に狭く密接状態とされていて、継手の内部まで潤滑油が到達し難くなっているため、潤滑が不足する恐れがあった。このため、使用条件によっては焼きつきや凝着が発生し易く耐久性に不利な構造となっていた。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、前記ローラの筒状内周面と前記トラニオンの凸状外周面との間の潤滑が不足する恐れの低いトリポード型等速継手を提供することにある。

本発明の要旨とするところは、（ａ）内輪から外周側に突設され、凸状外周面をそれぞれ有する３つのトラニオンと、前記３つのトラニオンの先端部に回転可能に支持された３つのローラと、前記３つのローラを収容する円筒状外輪とを備え、前記内輪が前記円筒状外輪に前記円筒状外輪の回転軸線方向に相対移動可能且つ相対回転不能に嵌め入れられているトリポード型等速継手であって、（ｂ）前記ローラは、前記トラニオンの凸状外周面と摺動可能に嵌合する円筒状内周面を有するインナーローラと、前記インナーローラに複数の転動体を介して支持された円環状のアウターローラと、前記アウターローラの前記トラニオンの基端部側および先端部側から前記アウターローラの内周面にそれぞれ嵌め付けられて前記複数の転動体を保持する一対のインナーリテーナおよびアウターリテーナとを有するものであり、（ｃ）前記トラニオンの凸状外周面のうち、前記内輪の回転軸線まわりの周方向に対向しない部分に、前記トラニオンの基端部側から前記トラニオンの先端部側へ連通するように形成された油溝を、含むことにある。

上記のように構成されたトリポード型等速継手によれば、前記円筒状外輪内で前記ローラよりも内周側に溜まった潤滑油が、遠心力に従って前記油溝を通って前記ローラよりも外周側へ移動させられる。前記ローラよりも外周側へ移動させられた潤滑油は、前記トリポードと前記インナーローラとの相対回転によって前記トリポードの凸状外周面と前記インナーの筒状内周面との間に供給されるので、前記ローラの筒状内周面と前記トラニオンの凸状外周面との間の潤滑が不足する恐れが低減される。

本発明の一実施例であるトリポード型等速継手が適用された車両用動力伝達軸を説明する図である。図１のトリポード型等速継手を構成する、第２回転部材に設けられた円筒状外輪を説明する断面図である。図１のトリポード型等速継手の横断面を示す断面図である。図１のトリポード型等速継手の第１回転部材に設けられた３つのトラニオンを示す図である。図４の３つのトラニオンにそれぞれ嵌め付けられるローラの構造を説明する断面図である。図４の３つのトラニオンにそれぞれ形成された油溝を示す図である。図５のローラの一部を構成するインナーローラの端面の内周縁に形成されたローラ側油溜凹所を示すインナーローラの正面図である。図５のローラの一部を構成するインナーローラの端面の内周縁に形成されたローラ側油溜凹所を示すインナーローラの側面図である。図５のローラの一部を構成するインナーローラの端面の内周縁に形成されたローラ側油溜凹所を示すインナーローラの断面図である。図５のローラの一部を構成するアウターリテーナを示す正面図である。図５のローラの一部を構成するアウターリテーナを示す側面図である。図１０のアウターリテーナのXII−XII視断面図であって、アウターリテーナのインナーローラ側端面に形成されたリテーナ側油溜凹所を示す図である。図５のトラニオンに嵌め付けられたローラにおいて、インナーローラの内周側端面に形成されたローラ側油溜凹所とアウターリテーナに形成されたリテーナ側油溜凹所との関係を説明する断面図である。図５のトラニオンに嵌め付けられたローラの潤滑油の経路を、アウターリテーナを取り外して説明する図である。本発明の他の実施例におけるアウターリテーナを示す正面図であって、図１０に相当する図である。図１５の実施例におけるインナーローラの内周側端面に形成されたローラ側油溜凹所とアウターリテーナに形成されたリテーナ側油溜凹所との関係を説明する断面図であって、図１３に相当する図である。

本発明の一実施形態において、前記トラニオンの凸状外周面のうち、前記第１回転部材の回転軸線まわりの周方向に対向しない部分に、前記トラニオンの基端部側から前記トラニオンの先端部側へ連通するように形成された油溝は、トラニオンの基端部側から前記トラニオンの先端部側へ向かうほど溝幅および／または溝深さが小さくされる。これにより、油溝の開口の断面積はトラニオンの先端部側よりも基端部側が大きくされるので、遠心力によって移動させられる潤滑油の量が多くされる。

また、本発明の一実施形態において、前記ローラの一部を構成するインナーローラの端面の内周縁には、周方向に離隔した複数のローラ側油溜凹所が形成されている。これにより、油溝をトラニオンの基端部側から先端部側へ通過した潤滑油がローラ側油溜凹所内に溜められるので、前記円筒状外輪内におけるローラの回転や移動に伴って潤滑油が各所へ運ばれる利点がある。

また、本発明の一実施形態において、前記ローラの一部を構成するアウターリテーナの前記インナーローラ側の端面のうちの内周縁部には、リテーナ側油溜凹所が形成されている。これにより、油溝をトラニオンの基端部側から先端部側へ通過した潤滑油がリテーナ側油溜凹所内に溜められるので、前記円筒状外輪内におけるローラの回転や移動に伴って潤滑油が各所へ運ばれる利点がある。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

（実施例１）
図１は本発明の等速継手１６が適用された車両用ドライブシャフト１０の全体的な構成を説明する概略図である。図１の車両用ドライブシャフト１０は、ＦＦ車両の全部に幅方向に配置されるフロントドライブシャフトであって、たとえば機械構造用炭素鋼製の中間シャフト１２と、その中間シャフト１２の両端に固設された一対の等速継手１４および１６とから構成される。この一対の等速継手１４および１６のうち、中間シャフト１２の車体外側の端部に設けられている等速継手１４は、バーフィールド型等速ジョイントから構成され、図示しない駆動輪（前輪）が固定されるハブ２０に連結されている。また、一対の等速継手１４および１６のうち、中間シャフト１２の車体内側の端部に設けられている等速継手１６は、摺動式のトリポード型等速ジョイントから構成され、終減速装置のサイドギヤに連結されている。これにより、車両用ドライブシャフト１０は、たとえば、トランスアクスル内の終減速装置から出力される駆動力を車両の前輪である駆動輪に伝達する。

バーフィールド型等速ジョイントから成る等速継手１４は、中間シャフト１２の車体外側の一端部１２ａに相対回転不能に嵌装された内輪１４ａと、内部に収容室１４ｂが形成された外輪１４ｃとを備え、その内輪１４ａは外輪１４ｃの内部に形成された収容室１４ｂ内に収容されている。外輪１４ｃは、その回転軸線Ｃ１方向に突き出してハブ２０に形成された嵌合孔２０ａに相対回転不能に嵌合される連結軸１４ｄを備えている。連結軸１４ｄの端部外周面にはスプライン歯が形成されるとともに嵌合孔２０ａの内周面にはスプライン歯が形成されており、連結軸１４ｄは嵌合孔２０ａにスプライン嵌合される。

上記内輪１４ａと外輪１４ｃとの間には、略円筒状のケージ１４ｅと、複数のボール１４ｆが設けられており、これらのボール１４ｆは、ケージ１４ｅに形成された複数の保持孔内に保持されている。内輪１４ａの外周面および外輪１４ｃの内周面には、複数のボール１４ｆに対応する複数本の案内溝１４ｇがそれらの軸心方向にそれぞれ形成されており、複数のボール１４ｆはそれら複数本の案内溝１４ｇ内に嵌め入れられて案内されるようになっている。これにより、外輪１４ｃおよびハブ２０は、中間シャフト１２の車両外側の端部を起点とする所定範囲内の円弧運動が許容されている。中間シャフト１２の端部と外輪１４ｃとの間の開口部分は、軟質樹脂製の合成ゴムからなる蛇腹状のブーツ１４ｈにより覆われている。このブーツ１４ｈは、その大径端が外輪１４ｃの周囲に嵌め着けられ、内径端が中間シャフト１２の端部に嵌め着けられている。そのブーツ１４ｈ内には潤滑グリースが充填されている。

摺動式トリポード型等速ジョイントから成る等速継手１６は、中間シャフト１２の車体内側の他端部（軸脚）１２ｂに嵌め着けられた、第１回転体として機能する内輪１６ａと、内部に収容室１６ｂが形成された外輪１６ｃとを備え、その内輪１６ａは外輪１６ｃに形成された収容室１６ｂ内に収容されている。外輪１６ｃは、その回転軸線Ｃ２方向に突き出して終減速装置のサイドギヤの中央に形成されたスプライン嵌合孔に相対回転不能に嵌合される、第２回転体として機能する連結軸１６ｄを備えている。

図２には、上記等速継手１６の外輪１６ｃの構成を一部切り欠いて拡大して示されている。図２において、等速継手１６の外輪１６ｃからその回転軸線Ｃ２方向に突き出す連結軸１６ｄは、スプライン歯が形成されたスプライン軸部１６ｉと、そのスプライン軸部１６ｉよりもやや大きい径を有してそのスプライン軸部１６ｉに続いて位置し終減速装置のデフケース２６に摺動可能に嵌合されてそれにより支持される嵌合軸部１６ｊと、その嵌合軸部１６ｊに続いて位置しその嵌合軸部１６ｊより大きい径を有する大径軸部１６ｋとを有している。

上記内輪１６ａには、周方向の等間隔で外側に突き出してローラ１６ｆをそれぞれ支持する３つのトラニオン（突起）１６ｅが設けられている。外輪１６ｃの内周面には、３つのローラ１６ｆをそれぞれ受け入れてそれを回転軸線Ｃ２に並行な方向に案内する３本の案内溝１６ｇが設けられている。これにより、内輪１６ａは、外輪１６ｃに対して、回転軸線Ｃ２方向に相対移動可能且つ相対回転不能に嵌め入れられている。図３は、１つのローラ１６ｆを受け入れてそれを回転軸線Ｃ２に並行な方向に案内する１本の案内溝１６ｇを示す断面図である。これにより、外輪１６ｃは、中間シャフト１２の車両内側の端部を起点とする所定範囲内の円弧運動が許容されている。また、中間シャフト１２の端部と外輪１６ｃとの間の開口部分は、軟質樹脂材料からなる蛇腹状のブーツ１６ｈにより覆われている。このブーツ１６ｈは、その大径端が外輪１６ｃの周囲に嵌め着けられ、内径端が中間シャフト１２の端部に嵌め着けられている。そのブーツ１６ｈ内には高粘性の潤滑油として機能する潤滑グリースが充填されている。

図４は、中間シャフト１２の端部にスプライン嵌合された部等速継手１６の内輪１６ａを示している。この内輪１６ａは、破線の矢印に示すように、中間シャフト１２とともに回転軸線Ｃ３まわりに回転させられる。内輪１６ａから周方向の等間隔で外側に突き出したトラニオン（突起）１６ｅには、幅方向の中央部が外周側へ凸状に突き出した凸状外周面２６が形成されている。この凸状外周面２６は、図３に示すように、ローラ１６ｆの円筒状内周面２８に摺動可能に内接している。そして、トラニオン１６ｅの凸状外周面２６のうちの動力伝達に関与しない部分、すなわち、内輪１６ａの回転軸線Ｃ３まわりの周方向に対向せずトラニオン１６ｅの回転軸線Ｃ４方向に対向する部分には、トラニオン１６ｅの基端部側からトラニオン１６ｅの先端部側へ連通する油溝３０が、図５および図６に示すように、形成されている。

図６は、油溝３０の深さｄを示すために、トラニオン１６ｅの突き出し方向の中間部の断面を示す断面図である。油溝３０は、トラニオン１６ｅの基端部側からトラニオン１６ｅの先端部側へ向かうほど溝幅が小さくなるように形成されている。油溝３０は、１つのトラニオン１６ｅにおいて、トラニオン１６ｅの回転軸線Ｃ４方向に対向する２ヶ所にそれぞれ形成されてもよいが、トラニオン１６ｅの回転軸線Ｃ４方向に対向する２ヶ所のうちの一方に形成されてもよい。

図３および図５に詳しく示すように、ローラ１６ｆは、凸状外周面３１が形成されたリング状のアウターローラ３２と、トラニオン１６ｅの凸状外周面２６が摺動可能に内接させられる円筒状の内周面２８が形成されたリング状のインナーローラ３４と、アウターローラ３２の内周面とインナーローラ３４の外周面との間の円筒状の空間内に介在させられた複数本の針状の転動体３６と、それら複数本の針状の転動体３６を保持するために、アウターローラ３２の内周面のうちのトラニオン１６ｅの基端部側および先端部側にそれぞれ形成された内周溝３８および４０にそれぞれ嵌め着けられた円形環状板であるインナーリテーナ４２およびアウターリテーナ４４とを備え、内輪１６ａの回転軸線Ｃ３に直交するインナーローラ３４の回転軸線Ｃ４まわりに回転可能にトラニオン１６ｅにより支持された組立体である。インナーリテーナ４２およびアウターリテーナ４４は、それらの間で針状の転動体３６を保持するように、転動体３６の全長よりもわずかに大きい間隔で相互に平行に配置されている。

図７はインナーローラ３４を回転軸線Ｃ４方向から見た正面図を示し、図８はインナーローラ３４の側面図を示し、図９はインナーローラ３４の図７のＩＸ−ＩＸ視断面面図を示している。それら図７、図８、および図９に示すように、インナーローラ３４は、インナーローラ３４の両端面のうちのトラニオン１６ｅの先端部側の端面の内周縁部には、周方向に離隔した複数ヶ所（本実施例では４ヶ所）に、潤滑油を溜めるためのローラ側油溜凹所４６が、面取り状に形成されている。

図１０はアウターリテーナ４４の正面図を示し、図１１はアウターリテーナ４４の側面図を示している。それら図１０および図１１に示すように、アウターリテーナ４４の両端面のうちのトラニオン１６ｅの基端部側の端面の内周縁部には、周方向に離隔した複数ヶ所（本実施例では４ヶ所）に、潤滑油Ｇを溜めるための周方向に楔状の空間を形成するリテーナ側油溜凹所４８が形成されている。図１２は、周方向に接断した断面すなわち図１０のＸＩＩ−ＸＩＩ視断面である。

図１３は、ローラ１６ｆの組み立て状態におけるローラ側油溜凹所４６とリテーナ側油溜凹所４８との関係を示す、内周側すなわち回転軸線Ｃ４側から見た図である。ローラ側油溜凹所４６とリテーナ側油溜凹所４８とは、回転軸線Ｃ３に平行な方向において相互に対向させられている。

以上のように構成された等速継手１６において、円筒状の外輪１６ｃ内でローラ１６ｆよりも内周側に充填された潤滑油Ｇは、図５或いは図１４の破線に示す矢印に沿って、遠心力に従って油溝３０を通ってローラ１６ｆよりも外周側へ移動させられる。ローラ１６ｆよりも外周側へ移動させられた潤滑油Ｇは、アウターリテーナ４４とインナーローラ３４との相対回転によってトラニオン１６ｅの凸状外周面２６とインナーローラ３４の円筒状内周面２８との間に、外周側からも供給される。また、インナーローラ３４に形成されたローラ側油溜凹所４６およびアウターリテーナ４４に形成されたリテーナ側油溜凹所４８にも潤滑油Ｇがそれぞれ供給されてそこで溜められる。このため、潤滑油Ｇが油溝３０を通って連続的に通過させられなくても、この状態で、アウターリテーナ４４とインナーローラ３４との相対回転によって、潤滑油Ｇがトラニオン１６ｅの凸状外周面２６とインナーローラ３４の円筒状内周面２８との間に外周側から供給される。

上述のように、本実施例のトリポード型の等速継手１６によれば、円筒状の外輪１６ｃ内でローラ１６ｆよりも内周側に充填された潤滑油Ｇが、遠心力に従って油溝３０を通ってローラ１６ｆよりも外周側へ移動させられる。ローラ１６ｆよりも外周側へ移動させられた潤滑油Ｇは、アウターリテーナ４４とインナーローラ３４との相対回転によってトラニオン１６ｅの凸状外周面２６とインナーローラ３４の円筒状内周面２８との間に供給されるので、インナーローラ３４の円筒状内周面２８とトラニオン１６ｅの凸状外周面２６との間の潤滑が不足する恐れが低減される。

また、本実施例の等速継手１６によれば、トラニオン１６ｅの凸状外周面２６のうち、内輪１６ａの回転軸線Ｃ３まわりの周方向に対向しない部分に、トラニオン１６ｅの基端部側からトラニオン１６ｅの先端部側へ連通するように形成された油溝３０は、トラニオン１６ｅの基端部側からトラニオン１６ｅの先端部側へ向かうほど溝幅が小さくされる。これにより、油溝３０の開口はトラニオン１６ｅの先端部側よりも基端部側が大きくされるので、遠心力によって移動させられる潤滑油Ｇの量が多くされる。

また、本実施例の等速継手１６によれば、ローラ１６ｆの一部を構成するインナーローラ３４の外周側端面の内周縁には、周方向に離隔した複数のローラ側油溜凹所４６が形成されている。これにより、油溝３０をトラニオン１６ｅの基端部側から先端部側へ通過した潤滑油Ｇがローラ側油溜凹所４６内に溜められるので、円筒状の外輪１６ｃ内におけるローラ１６ｆの回転や移動に伴って潤滑油Ｇが各所へ運ばれる利点がある。

また、本実施例の等速継手１６によれば、ローラ１６ｆの一部を構成するアウターリテーナ４４のインナーローラ３４側の端面のうちの内周縁部には、リテーナ側油溜凹所４８が形成されている。これにより、油溝３０をトラニオン１６ｅの基端部側から先端部側へ通過した潤滑油Ｇがリテーナ側油溜凹所４８内に溜められるので、円筒状の外輪１６ｃ内におけるローラ１６ｆの回転や移動に伴って潤滑油Ｇが各所へ運ばれる利点がある。

（実施例２）
以下において、本発明の他の実施例を説明する。なお、前述の実施例と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。

図１５は、実施例１とは異なる形状のリテーナ側油溜凹所５０が形成されているアウターリテーナ４４を示す正面図であって、図１０に相当する図である。本実施例のリテーナ側油溜凹所５０は、径方向においては楔型であるが、周方向においては台形の空間を形成している。図１６は、ローラ１６ｆの組み立て状態におけるローラ側油溜凹所４６とリテーナ側油溜凹所５０との関係を示す、内周側すなわち回転軸線Ｃ４側から見た図であって、図１３に相当する図である。本実施例においても、前述の実施例と同様の効果が得られる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例の等速継手１６において、内輪１６ａは中間シャフト１２の軸端にスプライン嵌合されたものであったが、相互に一体に形成されたものであってもよい。

また、前述の実施例において、油溝３０は、深さｄは変化しないが、トラニオン１６ｅの先端部側よりも基端部側の幅が大きく形成されたものであったが、トラニオン１６ｅの先端部側から基端部側まで同じ幅であってもよい。また、油溝３０は、幅寸法は変化しないが、深さがトラニオン１６ｅの先端部側よりも基端部側が大きく形成されたものであってもよい。要するに、油溝３０の断面積がトラニオン１６ｅの先端部側よりも基端部側が大きく形成されたものであればよい。

また、前述の実施例の等速継手１６では、インナーローラ３４に形成されたローラ側油溜凹所４６およびアウターリテーナ４４に形成されたリテーナ側油溜凹所４８、５０は、図７乃至図９、図１０乃至図１３、図１５ハブとは異なる形状であっても差し支えない。ローラ側油溜凹所４６およびアウターリテーナ４４に形成されたリテーナ側油溜凹所４８、５０は、潤滑油Ｇを貯留することができ、且つ相対回転可能に近接していればよい。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１６：等速継手（トリポード型等速継手）
１６ａ：内輪
１６ｃ：円筒状の外輪（円筒状外輪）
１６ｅ：トラニオン
１６ｆ：ローラ
２６：凸状外周面
２８：円筒状内周面
３０：油溝
３２：アウターローラ
３４：インナーローラ
３６：転動体
４２：インナーリテーナ
４４：アウターリテーナ
４６：ローラ側油溜凹所
４８、５０：リテーナ側油溜凹所
Ｃ２：外輪の回転軸線
Ｃ３：内輪の回転軸線

Claims

内輪から外周側に突設され、凸状外周面をそれぞれ有する３つのトラニオンと、前記３つのトラニオンの先端部に回転可能に支持された３つのローラと、前記３つのローラを収容する円筒状外輪とを備え、前記内輪が前記円筒状外輪に対して前記円筒状外輪の回転軸線方向に相対移動可能且つ相対回転不能に嵌め入れられているトリポード型等速継手であって、
前記ローラは、前記トラニオンの凸状外周面と摺動可能に嵌合する円筒状内周面を有するインナーローラと、前記インナーローラに複数の転動体を介して支持された円環状のアウターローラと、前記アウターローラの前記トラニオンの基端部側および先端部側から前記アウターローラの内周面にそれぞれ嵌め付けられて前記複数の転動体を保持する一対のインナーリテーナおよびアウターリテーナとを有するものであり、
前記トラニオンの凸状外周面のうち、前記内輪の回転軸線まわりの周方向に対向しない部分に、前記トラニオンの基端部側から前記トラニオンの先端部側へ連通するように形成された油溝を、含む
ことを特徴とするトリポード型等速継手。