JP2023077101A - Tripod constant velocity universal joint - Google Patents

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賢二 山田
Kenji Yamada
卓 板垣
Taku Itagaki
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Abstract

To suppress the wear of a slide-contact portion between a leg shaft and an inner ring, in a double-roller tripod constant velocity universal joint.SOLUTION: In a double-roller tripod constant velocity universal joint 1, roller guide faces 6 of an outer ring 11 of a roller unit 4 and an outside joint member 2 are made to contact with each other at two points at a joint outside-diameter side and a joint inside-diameter side. In the roller guide faces 6, when RA denotes a curvature radius of a roller guide face 6a at the joint outside-diameter side, RB denotes a curvature radius of a roller guide face 6b at the joint inside-diameter side, and RD denotes a curvature radius of a roller external peripheral face, the RA, RB and RD are set in such a way as to satisfy inequation RA/RD<RB/RD.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、自動車や各種産業機械での動力伝達に用いられるトリポード型等速自在継手に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a tripod type constant velocity universal joint used for power transmission in automobiles and various industrial machines.

自動車の動力伝達系で使用されるドライブシャフトにおいては、中間軸のインボード側(車幅方向の中央側)に摺動式等速自在継手を結合し、アウトボード側(車幅方向の端部側)に固定式等速自在継手を結合する場合が多い。ここでいう摺動式等速自在継手は、二軸間の角度変位および軸方向相対移動の双方を許容するものであり、固定式等速自在継手は、二軸間での角度変位を許容するが、二軸間の軸方向相対移動は許容しないものである。 In the drive shaft used in the power transmission system of automobiles, a sliding constant velocity universal joint is connected to the inboard side (center side in the vehicle width direction) of the intermediate shaft, and the outboard side (end in the vehicle width direction) side) is often connected to a fixed constant velocity universal joint. The sliding constant velocity universal joint referred to here permits both angular displacement and axial relative movement between two axes, and the fixed constant velocity universal joint permits angular displacement between two axes. However, it does not allow relative axial movement between the two axes.

摺動式等速自在継手としてトリポード型等速自在継手が公知である。このトリポード型等速自在継手としては、シングルローラタイプとダブルローラタイプとが存在する。シングルローラタイプは、外側継手部材のトラック溝に挿入されるローラを、トリポード部材の脚軸に複数の針状ころを介して回転可能に取り付けたものである。ダブルローラタイプは、外側継手部材のトラック溝に収容されるローラと、トリポード部材の脚軸に外嵌して前記ローラを回転自在に支持するインナリングとを備えるものである。ダブルローラタイプは、ローラを脚軸に対して揺動させることが可能となるため、シングルローラタイプに比べ、誘起スラスト(継手内部での部品間の摩擦により誘起される軸力)とスライド抵抗をそれぞれ低減できるという利点を有する。 A tripod type constant velocity universal joint is known as a sliding constant velocity universal joint. A single roller type and a double roller type exist as this tripod type constant velocity universal joint. In the single roller type, a roller inserted into the track groove of the outer joint member is rotatably attached to the leg shaft of the tripod member via a plurality of needle rollers. The double-roller type includes rollers accommodated in track grooves of an outer joint member, and an inner ring that fits over the leg shafts of the tripod members and supports the rollers rotatably. Since the double roller type allows the rollers to oscillate about the leg shaft, the induced thrust (axial force induced by friction between parts inside the joint) and sliding resistance are reduced compared to the single roller type. It has the advantage of being able to reduce each.

ダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手として、下記の特許文献1および特許文献2に記載のように、インナリングの内周面を円弧状凸断面に形成すると共に、脚軸の外周面を、縦断面においてはストレート形状とし、かつ横断面においては、継手の軸線と直交する方向でインナリングの内周面と接触すると共に、継手の軸線方向でインナリングの内周面との間に隙間を形成したものが知られている。 As a double roller type tripod constant velocity universal joint, as described in Patent Document 1 and Patent Document 2 below, the inner peripheral surface of the inner ring is formed into an arc-shaped convex cross section, and the outer peripheral surface of the leg shaft is It has a straight shape in the longitudinal section, and in the transverse section, it contacts the inner peripheral surface of the inner ring in the direction orthogonal to the axis of the joint, and there is a gap between it and the inner peripheral surface of the inner ring in the axial direction of the joint. known to have formed.

特許文献1のトリポード型等速自在継手では、ローラの外周面を、脚軸の軸線から半径方向に離れた位置に曲率中心を有する円弧を母線とする凸曲面とし、トラック溝のローラ案内面をゴシックアーチ形状としている。特許文献2のトリポード型等速自在継手では、ローラの外周面を、脚軸の軸線上に曲率中心を置いた部分球面状とし、トラック溝のローラ案内面を継手の軸線に平行な円筒面状としている。前者では、ローラとローラ案内面が二点接触(アンギュラコンタクト)し、後者では、ローラとローラ案内面が一点接触(サーキュラーコンタクト)もしくは二点接触(アンギュラコンタクト)する。 In the tripod-type constant velocity universal joint of Patent Document 1, the outer peripheral surface of the roller is a convex curved surface whose generatrix is an arc having the center of curvature at a position radially away from the axis of the leg shaft, and the roller guide surface of the track groove is It has a Gothic arch shape. In the tripod type constant velocity universal joint of Patent Document 2, the outer peripheral surface of the roller is formed into a partially spherical shape with the center of curvature on the axis of the leg shaft, and the roller guide surface of the track groove is formed into a cylindrical surface parallel to the joint axis. and In the former, the roller and the roller guide surface are in two-point contact (angular contact), and in the latter, the roller and the roller guide surface are in one-point contact (circular contact) or two-point contact (angular contact).

特開2000-320563号公報JP-A-2000-320563 特開2001-132766号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2001-132766

特許文献1および特許文献2に記載されたダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手では、トルク伝達中に、脚軸に対してインナリングが相対的に揺動し、脚軸の軸線とインナリングの軸線の間の角度が変化する。そのため、脚軸の外周面とインナリングの内周面との間で繰り返し滑りを生じ、滑り接触部の摩耗(特に脚軸の外周面の摩耗)が生じやすくなる。脚軸の外周面が摩耗し易いと、継手としての耐久性が低下する。 In the double-roller type tripod constant velocity universal joints disclosed in Patent Documents 1 and 2, the inner ring swings relatively to the leg shaft during torque transmission, causing the axis of the leg shaft and the inner ring to oscillate relative to each other. changes the angle between the axes of As a result, repeated slippage occurs between the outer peripheral surface of the axle and the inner peripheral surface of the inner ring, and wear of the sliding contact portion (especially wear of the outer peripheral surface of the axle) is likely to occur. If the outer peripheral surface of the leg shaft is easily worn, the durability of the joint is reduced.

そこで、本発明は、ダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手において、脚軸とインナリングの滑り接触部における摩耗を抑制したトリポード型等速自在継手を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a double roller type tripod constant velocity universal joint in which wear is suppressed in sliding contact portions between the leg shaft and the inner ring.

以上の知見に基づいてなされた本発明は、円周方向の三カ所に継手軸方向に延びるトラック溝を備え、各トラック溝が継手円周方向に対向して配置された一対のローラ案内面を有する外側継手部材と、中心孔を有する胴部と、当該胴部の半径方向に突出した三つの脚軸と備えたトリポード部材と、前記各トラック溝に収容されたローラと、前記脚軸に外嵌され、前記ローラを回転自在に支持するインナリングとを有し、前記ローラが前記ローラ案内面に沿って前記外側継手部材の軸方向に移動可能であり、前記ローラと前記インナリングが、前記脚軸に対して揺動可能のローラユニットを構成し、前記ローラと前記ローラ案内面とが、継手外径側と継手内径側の二点で接触するトリポード型等速自在継手において、前記ローラ案内面のうち、継手外径側のローラ案内面の曲率半径をRA、継手内径側のローラ案内面の曲率半径をRB、ローラの外周面の曲率半径をRDとして、RA/RD<RB/RDにしたことを特徴とする。 The present invention, which has been made based on the above findings, has track grooves extending in the axial direction of the joint at three locations in the circumferential direction. a tripod member having an outer joint member, a trunk portion having a center hole, three leg shafts projecting in the radial direction of the trunk portion, rollers accommodated in the respective track grooves, and an outer and an inner ring that is fitted and rotatably supports the roller, the roller is movable along the roller guide surface in the axial direction of the outer joint member, and the roller and the inner ring In a tripod type constant velocity universal joint that comprises a roller unit that can swing with respect to a leg shaft, and that the roller and the roller guide surface are in contact at two points on the joint outer diameter side and the joint inner diameter side, the roller guide Among the surfaces, RA/RD<RB/RD, where RA is the radius of curvature of the roller guide surface on the outer diameter side of the joint, RB is the radius of curvature of the roller guide surface on the inner diameter side of the joint, and RD is the radius of curvature of the outer peripheral surface of the roller. It is characterized by

かかる構成から、トルク伝達中は、内径側のローラ案内面の弾性変形量が外径側のローラ案内面の弾性変形量よりも大きくなるため、ローラユニットが揺動して、トルク負荷側の領域が継手外径側に移動した姿勢に傾斜する。そのため、内径側でインナリングの内周面と脚軸の外周面との間の隙間を大きくすることができる。この場合、隙間に保持される潤滑剤の量が増えるため、遠心力により、脚軸の外周面とインナリングの内周面との接触部に潤沢な潤滑剤を供給することができ、接触部の摩耗を抑制することが可能となる。 With this configuration, during torque transmission, the amount of elastic deformation of the roller guide surface on the inner diameter side becomes larger than the amount of elastic deformation of the roller guide surface on the outer diameter side, so that the roller unit swings and the area on the torque load side moves to the outer diameter side of the joint. Therefore, the gap between the inner peripheral surface of the inner ring and the outer peripheral surface of the leg shaft can be increased on the inner diameter side. In this case, since the amount of lubricant retained in the gap increases, the centrifugal force can supply abundant lubricant to the contact area between the outer peripheral surface of the leg axle and the inner peripheral surface of the inner ring. It is possible to suppress the wear of

このトリポード型等速自在継手においては、前記インナリングの内周面がリングの縦断面において円弧状凸面に形成され、前記脚軸の外周面が、脚軸の軸線を含んだ縦断面においてはストレート形状で、かつ、前記脚軸の軸線と直交する横断面においては略楕円形状であり、前記脚軸の外周面が、継手の軸線と直交する方向で前記インナリングの内周面と当接すると共に、継手の軸線方向で前記リングの内周面との間にすきまが形成されているのが好ましい。 In this tripod type constant velocity universal joint, the inner peripheral surface of the inner ring is formed into an arc-shaped convex surface in the longitudinal section of the ring, and the outer peripheral surface of the leg shaft is straight in the longitudinal section including the axis of the leg shaft. and is substantially elliptical in a cross section perpendicular to the axis of the leg shaft, and the outer peripheral surface of the leg shaft abuts the inner peripheral surface of the inner ring in a direction perpendicular to the axis of the joint. Preferably, a clearance is formed between the ring and the inner peripheral surface of the ring in the axial direction of the joint.

この他、前記インナリングの内周面を円筒面状とし、前記脚軸の外周面を球面状にすることもできる。 Alternatively, the inner peripheral surface of the inner ring may be cylindrical, and the outer peripheral surface of the leg shaft may be spherical.

前記インナリングと前記ローラとの間に複数の転動体を配置するのが好ましい。この転動体として、例えば針状ころを使用することができる。 A plurality of rolling elements are preferably arranged between the inner ring and the roller. Needle rollers, for example, can be used as the rolling elements.

本発明によれば、ダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手において、脚軸とインナリングの滑り接触部における摩耗を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in a double roller type tripod type constant velocity universal joint, it is possible to suppress wear at the sliding contact portion between the leg shaft and the inner ring.

ダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手を示す継手軸方向の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view in the joint axial direction showing a double roller type tripod constant velocity universal joint. 図1のK-K線で矢視した断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line KK of FIG. 1; 図1のL-L線における断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line LL of FIG. 1; 図1のトリポード型等速自在継手が作動角をとった状態を表す継手軸方向の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view in the joint axial direction showing a state in which the tripod type constant velocity universal joint of FIG. 1 has an operating angle; 図2に示すトリポード型等速自在継手のローラユニット及びその周辺構造を拡大して示す断面図である。3 is an enlarged sectional view showing a roller unit of the tripod type constant velocity universal joint shown in FIG. 2 and its peripheral structure; FIG. 図2に示すトリポード型等速自在継手のローラユニット及びその周辺構造を拡大して示す断面図である。3 is an enlarged sectional view showing a roller unit of the tripod type constant velocity universal joint shown in FIG. 2 and its peripheral structure; FIG. 図2に示すトリポード型等速自在継手のローラユニット及びその周辺構造を拡大して示す断面図である。3 is an enlarged sectional view showing a roller unit of the tripod type constant velocity universal joint shown in FIG. 2 and its peripheral structure; FIG. 本発明品と比較品の脚軸の摩耗量を測定した結果を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the results of measurement of the wear amount of the leg axles of the product of the present invention and the comparative product. トリポード型等速自在継手の他の実施形態を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of a tripod-type constant velocity universal joint;

本発明に係るトリポード型等速自在継手の実施形態を図1~図9に基づいて説明する。 An embodiment of a tripod type constant velocity universal joint according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 9. FIG.

図1~図4に、本実施形態におけるダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手を示す。なお、図1は、継手軸方向の断面図であり、図2は図1のK-K線で矢視した断面図である。図3は、図1のL-L線における断面図であり、図4は、作動角をとったトリポード型等速自在継手の軸方向に沿った断面図である。なお、以下の説明において、継手軸方向、継手半径方向、および継手円周方向は、それぞれ作動角を0°の状態とした時のトリポード型等速自在継手の軸方向、半径方向、および円周方向をそれぞれ意味する。 1 to 4 show a double roller tripod constant velocity universal joint according to the present embodiment. 1 is a cross-sectional view in the axial direction of the joint, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line KK of FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line LL in FIG. 1, and FIG. 4 is a cross-sectional view along the axial direction of the tripod-type constant velocity universal joint with operating angles. In the following description, the axial direction of the joint, the radial direction of the joint, and the circumferential direction of the joint refer to the axial direction, the radial direction, and the circumferential direction of the tripod type constant velocity universal joint when the operating angle is set to 0°. Each means direction.

図1および図2に示すように、このトリポード型等速自在継手1は、外側継手部材2と、内側継手部材としてのトリポード部材3と、トルク伝達部材としてのローラユニット4とで主要部が構成されている。外側継手部材2は、一端が開口したカップ状をなし、内周面に継手軸方向に延びる3本の直線状トラック溝5が継手円周方向で等間隔に形成される。各トラック溝5には、継手円周方向に対向して配置され、それぞれ継手軸方向に延びるローラ案内面6が形成されている。外側継手部材2の内部には、トリポード部材3とローラユニット4が収容されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, this tripod type constant velocity universal joint 1 is mainly composed of an outer joint member 2, a tripod member 3 as an inner joint member, and a roller unit 4 as a torque transmission member. It is The outer joint member 2 has a cup shape with one end opened, and three linear track grooves 5 extending in the joint axial direction are formed on the inner peripheral surface at regular intervals in the joint circumferential direction. A roller guide surface 6 is formed in each track groove 5 so as to face each other in the joint circumferential direction and extends in the joint axial direction. A tripod member 3 and a roller unit 4 are housed inside the outer joint member 2 .

トリポード部材3は、中心孔30を有する胴部31(トラニオン胴部)と、胴部31の外周面の継手円周方向の三等分位置から継手半径方向の外側(外径側)に突出する3本の脚軸32(トラニオンジャーナル)とを一体に有する。トリポード部材3は、トラニオン胴部31の中心孔30に形成された雌スプライン34に、軸としてのシャフト8に形成された雄スプライン81を嵌合させることで、シャフト8とトルク伝達可能に結合される。シャフト8に設けた肩部82にトリポード部材3の継手軸方向一方側の端面を係合させ、シャフト8の先端に装着した止め輪10をトリポード部材3の継手軸方向他方側の端面と係合させることで、トリポード部材3がシャフト8に対して継手軸方向に固定される。 The tripod member 3 protrudes outward in the joint radial direction (outer diameter side) from a trunk portion 31 (trunnion trunk portion) having a central hole 30 and a trisecting position of the outer circumferential surface of the trunk portion 31 in the joint circumferential direction. It integrally has three leg shafts 32 (trunnion journals). The tripod member 3 is coupled to the shaft 8 so as to transmit torque by fitting a male spline 81 formed on the shaft 8 as an axis into a female spline 34 formed in the center hole 30 of the trunnion body 31 . be. The end surface of the tripod member 3 on one side in the joint axial direction is engaged with the shoulder portion 82 provided on the shaft 8, and the retaining ring 10 attached to the tip of the shaft 8 is engaged with the end surface of the tripod member 3 on the other side in the joint axial direction. By doing so, the tripod member 3 is fixed to the shaft 8 in the joint axial direction.

ローラユニット4は、脚軸32の軸線を中心とした円環状のローラであるアウタリング11と、このアウタリング11の内径側に配置されて脚軸32に外嵌された円環状のインナリング12と、アウタリング11とインナリング12との間に介在された多数の転動体13とで主要部が構成されている。本実施形態では、転動体13の一例として、保持器のない総ころ状態の針状ころが使用されている。ローラユニット4は、外側継手部材2のトラック溝5に収容されている。アウタリング11、インナリング12、および針状ころ13からなるローラユニット4は、アウタリング11の内周面に取り付けたスナップリング14、15により、自然には分解しない構造となっている。 The roller unit 4 includes an outer ring 11, which is an annular roller centered on the axis of the leg shaft 32, and an annular inner ring 12, which is arranged on the inner diameter side of the outer ring 11 and fitted onto the leg shaft 32. , and a large number of rolling elements 13 interposed between the outer ring 11 and the inner ring 12 . In this embodiment, as an example of the rolling elements 13, needle rollers in a full complement state without a retainer are used. The roller unit 4 is housed in the track groove 5 of the outer joint member 2 . The roller unit 4 consisting of the outer ring 11, the inner ring 12, and the needle rollers 13 has a structure that does not naturally disassemble due to snap rings 14 and 15 attached to the inner peripheral surface of the outer ring 11. As shown in FIG.

針状ころ13は、アウタリング11の円筒状内周面を外側軌道面とし、インナリング12の円筒状外周面を内側軌道面として、これらの外側軌道面と内側軌道面の間に転動自在に配置される。 The needle rollers 13 are free to roll between the outer raceway surface of the outer ring 11 and the inner raceway surface of the inner ring 12, respectively. placed in

トリポード部材3の各脚軸32の外周面32aは、脚軸32の軸線を含む任意の方向の断面において脚軸32の軸方向でストレート形状をなす。また、図3に示すように、脚軸32の外周面32aは、脚軸32の軸線と直交する断面において略楕円形状をなす。脚軸32の外周面32aは、継手軸方向と直交する方向、すなわち長軸aの方向でインナリング12の内周面12aと接触する。継手軸方向、すなわち短軸bの方向では、脚軸32の外周面32aとインナリング12の内周面12aとの間に隙間mが形成されている。 The outer peripheral surface 32 a of each leg shaft 32 of the tripod member 3 has a straight shape in the axial direction of the leg shaft 32 in a cross section in any direction including the axis of the leg shaft 32 . Further, as shown in FIG. 3, the outer peripheral surface 32a of the leg shaft 32 has a substantially elliptical shape in a cross section orthogonal to the axis of the leg shaft 32. As shown in FIG. The outer peripheral surface 32a of the leg shaft 32 contacts the inner peripheral surface 12a of the inner ring 12 in a direction orthogonal to the joint axial direction, that is, in the direction of the long axis a. A gap m is formed between the outer peripheral surface 32a of the leg shaft 32 and the inner peripheral surface 12a of the inner ring 12 in the direction of the joint axis, that is, the direction of the minor axis b.

インナリング12の内周面12aは、インナリング12の軸線を含む任意の断面において凸円弧状をなす。このことと、脚軸32の横断面形状が上述のように略楕円形状であり、脚軸32とインナリング12の間に所定の隙間mを設けてあることから、インナリング12は、脚軸32に対して揺動可能となる。上述のとおりインナリング12とアウタリング11が針状ころ13を介して相対回転自在にアセンブリとされているため、アウタリング11はインナリング12と一体となって脚軸32に対して揺動可能である。つまり、脚軸32の軸線を含む平面内で、脚軸32の軸線に対してアウタリング11およびインナリング12の軸線は傾くことができる(図4参照)。 An inner peripheral surface 12a of the inner ring 12 has a convex arc shape in an arbitrary cross section including the axis of the inner ring 12. As shown in FIG. In addition to this, the cross-sectional shape of the leg shaft 32 is substantially elliptical as described above, and the predetermined gap m is provided between the leg shaft 32 and the inner ring 12. 32 can be swung. As described above, the inner ring 12 and the outer ring 11 are assembled to be relatively rotatable via the needle rollers 13, so that the outer ring 11 can swing integrally with the inner ring 12 with respect to the leg shaft 32. is. That is, the axes of the outer ring 11 and the inner ring 12 can be tilted with respect to the axis of the leg shaft 32 within a plane including the axis of the leg shaft 32 (see FIG. 4).

図4に示すように、トリポード型等速自在継手1が作動角をとって回転すると、外側継手部材2の軸線に対してトリポード部材3の軸線は傾斜するが、ローラユニット4が揺動可能であるため、アウタリング11とローラ案内面6とが斜交した状態になることを回避することができる。これにより、アウタリング11がローラ案内面6に対して水平に転動するので、誘起スラストやスライド抵抗の低減を図ることができ、トリポード型等速自在継手1の低振動化を実現することができる。 As shown in FIG. 4, when the tripod-type constant velocity universal joint 1 rotates at an operating angle, the axis of the tripod member 3 is inclined with respect to the axis of the outer joint member 2, but the roller unit 4 can swing. Therefore, it is possible to prevent the outer ring 11 and the roller guide surface 6 from obliquely crossing each other. As a result, the outer ring 11 rolls horizontally on the roller guide surface 6, so that the induced thrust and the slide resistance can be reduced, and the vibration of the tripod type constant velocity universal joint 1 can be reduced. can.

また、既に述べたように、脚軸32の断面(横断面)が略楕円状で、インナリング12の内周面12aの断面(縦断面)が円弧状凸断面であることから、図3に示すように、トルク負荷側での脚軸32の外周面とインナリング12の内周面12aとは、接触点Xにて、点接触(点接触に近い狭い面積での接触も含む)する。よって、ローラユニット4を傾かせようとする力が小さくなり、アウタリング11の姿勢の安定性が向上する。 Further, as already described, the cross section (transverse cross section) of the leg shaft 32 is substantially elliptical, and the cross section (vertical cross section) of the inner peripheral surface 12a of the inner ring 12 is an arcuate convex cross section. As shown, the outer peripheral surface of the leg shaft 32 and the inner peripheral surface 12a of the inner ring 12 on the torque load side are in point contact at the contact point X (including contact in a narrow area close to point contact). Therefore, the force that tends to incline the roller unit 4 is reduced, and the stability of the posture of the outer ring 11 is improved.

図5~図7は、図2に示すローラユニット4およびその周辺構造を拡大して示す断面図である。 5 to 7 are enlarged sectional views showing the roller unit 4 shown in FIG. 2 and its peripheral structure.

図5に示すように、本実施形態において、アウタリング11の外周面11aは、脚軸32の軸線P-Pとローラユニット4の幅方向の中心線Q-Qとの交点上に曲率中心Oを有する部分球面状に形成されている。なお、アウタリング11の外周面11aは、部分球面状以外にも、曲率中心がローラユニット4の幅方向の中心線Q-Q上にあって、軸線P-P上にない円環状に形成することもできる。 As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the outer peripheral surface 11a of the outer ring 11 has a center of curvature O on the intersection of the axis PP of the leg shaft 32 and the centerline QQ of the roller unit 4 in the width direction. It is formed in a partially spherical shape with a The outer peripheral surface 11a of the outer ring 11 may be formed in an annular shape with the center of curvature on the center line QQ in the width direction of the roller unit 4 and not on the axis PP, instead of the partially spherical shape. can also

ローラ案内面6は、脚軸32の軸線P-Pを含む外側継手部材2の横断面において、二つの円弧を組み合わせたゴシックアーチ状に形成される。具体的には、ローラ案内面6は、該横断面において、ローラユニット4の幅方向の中心線Q-Qよりも外径側のローラ案内面6aと、中心線Q-Qよりも内径側のローラ案内面6bとを幅方向の中心線Q-Q上でつなげた形態を有する。外径側のローラ案内面6aの曲率半径RAおよび内径側のローラ案内面6bの曲率半径RBは、何れもアウタリング11の外周面11aの曲率半径RDよりも大きく、RA>RDおよびRB>RDに設定される。 The roller guide surface 6 is formed in a Gothic arch shape combining two circular arcs in the cross section of the outer joint member 2 including the axis PP of the leg shaft 32 . Specifically, in the cross section, the roller guide surface 6 has a roller guide surface 6a on the outer diameter side of the center line QQ in the width direction of the roller unit 4, and a roller guide surface 6a on the inner diameter side of the center line QQ. It has a configuration in which it is connected to the roller guide surface 6b on the center line QQ in the width direction. Both the radius of curvature RA of the roller guide surface 6a on the outer diameter side and the radius of curvature RB of the roller guide surface 6b on the inner diameter side are larger than the radius of curvature RD of the outer peripheral surface 11a of the outer ring 11, RA>RD and RB>RD. is set to

アウタリング11の外周面とローラ案内面6は、継手外径側(以下、単に外径側という)と継手内径側(以下、単に内径側という)の二点で接触したアンギュラコンタクトの状態にある。各接触点における法線はアウタリング11の外周面11aの曲率中心Oで交わる。各法線とローラユニット4の幅方向の中心線Q-Qとがなす角度が接触角αA,αBである。 The outer peripheral surface of the outer ring 11 and the roller guide surface 6 are in an angular contact state in which they are in contact at two points on the outer diameter side of the joint (hereinafter simply referred to as the outer diameter side) and the inner diameter side of the joint (hereinafter simply referred to as the inner diameter side). . The normal lines at each contact point intersect at the center of curvature O of the outer peripheral surface 11 a of the outer ring 11 . The angles formed by each normal line and the center line QQ in the width direction of the roller unit 4 are the contact angles αA and αB.

なお、図5および図6は、トリポード部材3に反時計回りのトルクTが負荷された状態を表している。図6に示すように、トルク負荷状態では、負荷側(図面左側)でアウタリング11の外周面11aがローラ案内面6と接触し、非負荷側(図面右側)で、アウタリング11の外周面11aとローラ案内面6とが非接触の状態となる。なお、トルクの負荷方向が逆向き(時計回り方向)になれば、図面右側が負荷側となり、図面左側が非負荷側となって、アウタリング11の外周面11aとローラ案内面6の接触、非接触の関係が上記と逆になる。図6において、P’-P’はトルクを負荷していない中立状態での脚軸32の軸線を表す。 5 and 6 show a state in which a counterclockwise torque T is applied to the tripod member 3. FIG. As shown in FIG. 6, in a torque loaded state, the outer peripheral surface 11a of the outer ring 11 contacts the roller guide surface 6 on the load side (left side in the drawing), and the outer peripheral surface 11a of the outer ring 11 contacts on the non-load side (right side in the drawing). 11a and the roller guide surface 6 will be in a non-contact state. If the direction of torque load is reversed (clockwise), the right side of the drawing becomes the load side and the left side of the drawing becomes the non-load side. The non-contact relationship is the opposite of the above. In FIG. 6, P'-P' represents the axis of the leg axle 32 in a neutral state with no torque applied.

以上に述べたように、アウタリング11とローラ案内面6をアンギュラコンタクトさせたトリポード型継手において、インナリング12の内周面12aと脚軸32の外周面32aとの接触部における摩耗に関して本発明者らが解析したところ、トルク伝達中に生じるローラ案内面6の弾性変形が摩耗の程度に影響を与えることが明らかとなった。 As described above, in the tripod joint in which the outer ring 11 and the roller guide surface 6 are in angular contact, the present invention relates to wear at the contact portion between the inner peripheral surface 12a of the inner ring 12 and the outer peripheral surface 32a of the leg shaft 32. According to their analysis, it became clear that the elastic deformation of the roller guide surface 6 that occurs during torque transmission affects the degree of wear.

具体的には、以下の知見が明らかになった。
・アウタリング11の外周面11aとローラ案内面6の接触率が大きいほどローラ案内面6における面圧が大きくなる。面圧が大きくなるほどローラ案内面6の弾性変形量が大きくなるから、接触率が大きいほど、ローラ案内面6の弾性変形量が大きくなる。ここで、接触率は、アウタリング11の外周面11aの曲率半径RDに対するローラ案内面6a、6bの曲率半径RA,RBの比(RA/RD、RB/RD)を意味する。
Specifically, the following findings were clarified.
- As the contact ratio between the outer peripheral surface 11a of the outer ring 11 and the roller guide surface 6 increases, the surface pressure on the roller guide surface 6 increases. Since the elastic deformation amount of the roller guide surface 6 increases as the surface pressure increases, the elastic deformation amount of the roller guide surface 6 increases as the contact ratio increases. Here, the contact ratio means the ratio (RA/RD, RB/RD) of the curvature radii RA, RB of the roller guide surfaces 6a, 6b to the curvature radius RD of the outer peripheral surface 11a of the outer ring 11 .

・外径側のローラ案内面6の外径側と内径側で接触率に差を設けて弾性変形量を異なる大きさにすれば、トルク伝達中は、ローラユニット4を曲率中心Oを中心として回転させ、ローラユニット4の軸線を脚軸32の軸線P-Pに対して傾斜させることができる。 ・If the contact ratio is different between the outer diameter side and the inner diameter side of the roller guide surface 6 on the outer diameter side and the elastic deformation amount is made different, the roller unit 4 can be moved around the center of curvature O during torque transmission. By rotating, the axis of the roller unit 4 can be tilted with respect to the axis PP of the leg shaft 32 .

・図7に示すように、トリポード部材3に作用する反時計回りのトルクTに対し、ローラユニット4が脚軸32に対して時計回りの方向(矢印Y方向)に回転すれば、インナリング12の内周面12aと脚軸32の外周面32aの間の隙間Cが外径側よりも内径側で大きくなる(図7中のQ’-Q’は、傾斜後のローラユニット4の幅方向の中心線を表す)。内径側の隙間Cが大きくなると、内径側の隙間Cに保持される潤滑剤(例えばグリース)の量が増大する。 ・As shown in FIG. 7, if the roller unit 4 rotates in the clockwise direction (arrow Y direction) with respect to the leg shaft 32 against the counterclockwise torque T acting on the tripod member 3, the inner ring 12 The clearance C between the inner peripheral surface 12a of the roller unit 4 and the outer peripheral surface 32a of the leg shaft 32 is larger on the inner diameter side than on the outer diameter side (Q'-Q' in FIG. 7 is the width direction of the roller unit 4 after tilting. center line). As the clearance C on the inner diameter side increases, the amount of lubricant (for example, grease) held in the clearance C on the inner diameter side increases.

・継手の回転運動による遠心力で、継手内部に封入された潤滑剤は外径側に移動しようとするため、内径側の隙間Cが大きくなると、より多くの潤滑剤を脚軸32の外周面32aとインナリング12の内周面12aとの接触部に供給することが可能となる。そのため、脚軸32の外周面32aとインナリング12の内周面12aとの接触部における摩耗、特に脚軸32の外周面32aの摩耗を抑制することができる。 ・The centrifugal force generated by the rotational motion of the joint causes the lubricant enclosed inside the joint to move toward the outer diameter side. It becomes possible to supply the contact portion between 32 a and the inner peripheral surface 12 a of the inner ring 12 . Therefore, wear at the contact portion between the outer peripheral surface 32a of the leg shaft 32 and the inner peripheral surface 12a of the inner ring 12, particularly the wear of the outer peripheral surface 32a of the leg shaft 32, can be suppressed.

以上の検証結果に基づき、本実施形態に係るトリポード型等速自在継手では、内径側のローラ案内面6bでの接触率(RB/RD)を、外径側のローラ案内面6aでの接触率(RA/RD)よりも大きくしている(RA/RD<RB/RD)。これにより、図5に示すように、トルク伝達中は、内径側のローラ案内面6bの弾性変形量δBが外径側のローラ案内面6aの弾性変形量δAよりも大きくなるため、図7に示すように、ローラユニット4が、時計回り方向(矢印Y方向)に揺動してトルク負荷側の領域が上方に移動するように傾斜する。そのため、内径側でインナリング12の内周面12aと脚軸32の外周面32aとの間の隙間Cを大きくすることができ、隙間Cに保持される潤滑剤の量を増やすことができる。この潤滑剤が、遠心力により脚軸32の外周面32aとインナリング12の内周面12aとの接触部に潤沢に供給されるので、当該接触部おける摩耗、特に脚軸32の外周面32aの摩耗を防止することができる。 Based on the above verification results, in the tripod type constant velocity universal joint according to the present embodiment, the contact ratio (RB/RD) on the roller guide surface 6b on the inner diameter side is changed to the contact ratio on the roller guide surface 6a on the outer diameter side (RA/RD) (RA/RD<RB/RD). As a result, as shown in FIG. 5, during torque transmission, the amount of elastic deformation .delta.B of the roller guide surface 6b on the inner diameter side becomes greater than the amount of elastic deformation .delta.A of the roller guide surface 6a on the outer diameter side. As shown, the roller unit 4 swings clockwise (in the direction of the arrow Y) and tilts so that the area on the torque load side moves upward. Therefore, the clearance C between the inner peripheral surface 12a of the inner ring 12 and the outer peripheral surface 32a of the leg shaft 32 can be increased on the inner diameter side, and the amount of lubricant held in the clearance C can be increased. This lubricant is abundantly supplied to the contact portion between the outer peripheral surface 32a of the leg shaft 32 and the inner peripheral surface 12a of the inner ring 12 due to the centrifugal force. wear can be prevented.

外径側のローラ案内面6aでの接触率(RA/RD)は1.0<RA/RD<2.5の範囲が好ましく、1.0<RA/RD<2.2の範囲がより好ましい。内径側のローラ案内面6bでの接触率(RB/RD)は、1.5<RB/RD<3.0の範囲が好ましく、1.7<RA/RD<2.4の範囲がより好ましい。外径側のローラ案内面6aを外径側、内径側のそれぞれで1以下にしたのでは二点接触を実現することができない。内径側のローラ案内面6bでの接触率が1.5以下では、外径側のローラ案内面6aとの間で弾性変形量に実質的な差が生じず、本発明の効果を得ることが困難となる。外径側のローラ案内面6aおよび内径側のローラ案内面6bの曲率半径RA、RBがそれぞれ上限値以上となれば、接触角の大きさが小さくなり、トラック溝5内のローラユニット4の姿勢を水平に維持する作用が弱まる。 The contact ratio (RA/RD) on the roller guide surface 6a on the outer diameter side is preferably in the range of 1.0<RA/RD<2.5, more preferably in the range of 1.0<RA/RD<2.2. . The contact ratio (RB/RD) on the roller guide surface 6b on the inner diameter side is preferably in the range of 1.5<RB/RD<3.0, more preferably in the range of 1.7<RA/RD<2.4. . If the roller guide surface 6a on the outer diameter side is set to 1 or less on each of the outer diameter side and the inner diameter side, two-point contact cannot be realized. When the contact ratio of the roller guide surface 6b on the inner diameter side is 1.5 or less, there is no substantial difference in the amount of elastic deformation with the roller guide surface 6a on the outer diameter side, and the effects of the present invention can be obtained. becomes difficult. When the curvature radii RA and RB of the roller guide surface 6a on the outer diameter side and the roller guide surface 6b on the inner diameter side are equal to or greater than the upper limit values, respectively, the contact angle becomes small, and the attitude of the roller unit 4 in the track groove 5 is reduced. is weakened.

図8にRA/RD>RB/RDとした場合(比較品:左側)と、RA/RD<RB/RDとした場合(本発明品:右側)の脚軸32における摩耗深さを実測した結果を示す。図8に示す結果から、RA/RD<RB/RDとすることにより、RA/RD>RB/RDとする場合よりも脚軸32の外周面32aの摩耗深さを、概ね半分程度(図中のβ分)まで抑制できることが明らかとなった。 Fig. 8 shows the results of actual measurement of the wear depth of the pedestal 32 when RA/RD>RB/RD (comparative product: left side) and when RA/RD<RB/RD (present invention product: right side). indicates From the results shown in FIG. 8, by setting RA/RD<RB/RD, the depth of wear of the outer peripheral surface 32a of the trunnion 32 is reduced to about half ( It became clear that it is possible to suppress up to β minutes of ).

以上に述べた本発明の実施形態は、他の構成を有するダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手にも適用することができる。 The embodiments of the present invention described above can also be applied to a double roller type tripod type constant velocity universal joint having other configurations.

例えば、図9に示すように、脚軸32の外周面32aを凸曲面(例えば断面凸円弧状)に形成し、インナリング12の内周面12aを円筒面状に形成することもできる。また、図示は省略するが、脚軸32の外周面を凸曲面(例えば断面凸円弧状)に形成し、インナリング12の内周面12aを脚軸外周面と嵌合する凹球面に形成することもできる。 For example, as shown in FIG. 9, the outer peripheral surface 32a of the leg shaft 32 can be formed into a convex curved surface (for example, a convex arcuate cross section), and the inner peripheral surface 12a of the inner ring 12 can be formed into a cylindrical surface. Although not shown, the outer peripheral surface of the leg shaft 32 is formed into a convex curved surface (for example, a convex circular cross section), and the inner peripheral surface 12a of the inner ring 12 is formed into a concave spherical surface that fits with the outer peripheral surface of the leg shaft. can also

以上に述べたトリポード型等速自在継手1は、自動車のドライブシャフトに限って適用されるものではなく、自動車や産業機器等の動力伝達経路に広く用いることができる。 The tripod type constant velocity universal joint 1 described above is not limited to being applied to drive shafts of automobiles, but can be widely used in power transmission paths of automobiles, industrial equipment, and the like.

1 トリポード型等速自在継手
2 外側継手部材
3 トリポード部材
4 ローラユニット
5 トラック溝
6 ローラ案内面
6a 外径側のローラ案内面
6b 内径側のローラ案内面
11 ローラ(アウタリング)
12 インナリング
12a 内周面
13 針状ころ
32 脚軸
32a 外周面
RA 外径側のローラ案内面の曲率半径
RB 内径側のローラ案内面の曲率半径
RD アウタリングの外周面の曲率半径
1 tripod type constant velocity universal joint 2 outer joint member 3 tripod member 4 roller unit 5 track groove 6 roller guide surface 6a outer roller guide surface 6b inner roller guide surface 11 roller (outer ring)
12 Inner ring 12a Inner peripheral surface 13 Needle roller 32 Leg shaft 32a Outer peripheral surface RA Curvature radius of outer roller guide surface RB Curvature radius of inner roller guide surface RD Curvature radius of outer ring outer peripheral surface

Claims (4)

円周方向の三カ所に継手軸方向に延びるトラック溝を備え、各トラック溝が継手円周方向に対向して配置された一対のローラ案内面を有する外側継手部材と、
中心孔を有する胴部と、当該胴部の半径方向に突出した三つの脚軸と備えたトリポード部材と、
前記各トラック溝に収容されたローラと、
前記脚軸に外嵌され、前記ローラを回転自在に支持するインナリングとを有し、
前記ローラが前記ローラ案内面に沿って前記外側継手部材の軸方向に移動可能であり、 前記ローラと前記インナリングが、前記脚軸に対して揺動可能のローラユニットを構成し、
前記ローラと前記ローラ案内面とが、継手外径側と継手内径側の二点で接触するトリポード型等速自在継手において、
前記ローラ案内面のうち、継手外径側のローラ案内面の曲率半径をRA、継手内径側のローラ案内面の曲率半径をRB、ローラの外周面の曲率半径をRDとして、RA/RD<RB/RDにしたことを特徴とするトリポード型等速自在継手。
an outer joint member having track grooves extending in the axial direction of the joint at three locations in the circumferential direction, each track groove having a pair of roller guide surfaces arranged to face each other in the circumferential direction of the joint;
a tripod member having a body portion having a center hole and three leg shafts projecting radially from the body portion;
a roller accommodated in each of the track grooves;
an inner ring fitted on the leg shaft and rotatably supporting the roller;
The roller is movable along the roller guide surface in the axial direction of the outer joint member, and the roller and the inner ring constitute a roller unit that can swing with respect to the leg shaft,
In a tripod type constant velocity universal joint in which the roller and the roller guide surface are in contact at two points on the joint outer diameter side and the joint inner diameter side,
Of the roller guide surfaces, RA/RD<RB where RA is the radius of curvature of the roller guide surface on the outer diameter side of the joint, RB is the radius of curvature of the roller guide surface on the inner diameter side of the joint, and RD is the radius of curvature of the outer peripheral surface of the roller. /RD, a tripod type constant velocity universal joint.
前記インナリングの内周面がリングの縦断面において円弧状凸面に形成され、前記脚軸の外周面が、脚軸の軸線を含んだ縦断面においてはストレート形状で、かつ、前記脚軸の軸線と直交する横断面においては略楕円形状であり、前記脚軸の外周面が、継手の軸線と直交する方向で前記インナリングの内周面と当接すると共に、継手の軸線方向で前記リングの内周面との間にすきまが形成されている請求項1に記載のトリポード型等速自在継手。 The inner peripheral surface of the inner ring is formed into an arc-shaped convex surface in the longitudinal section of the ring, and the outer peripheral surface of the leg shaft is straight in the longitudinal section including the axis of the leg and the axis of the leg. The outer peripheral surface of the leg shaft contacts the inner peripheral surface of the inner ring in the direction perpendicular to the axis of the joint, and the inner peripheral surface of the ring in the axial direction of the joint. 2. The tripod type constant velocity universal joint according to claim 1, wherein a gap is formed between the tripod type constant velocity universal joint and the peripheral surface. 前記インナリングの内周面が円筒面状をなし、前記脚軸の外周面が球面状をなす請求項1に記載のトリポード型等速自在継手。 2. The tripod type constant velocity universal joint according to claim 1, wherein the inner peripheral surface of the inner ring is cylindrical and the outer peripheral surface of the leg shaft is spherical. 前記インナリングと前記ローラとの間に複数の転動体を配置した請求項1~3何れか1項に記載のトリポード型等速自在継手。 4. The tripod type constant velocity universal joint according to claim 1, wherein a plurality of rolling elements are arranged between said inner ring and said roller.
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