JP2024048268A - トリポード型等速ジョイント - Google Patents

Abstract

【課題】シャフトとカップ部材との軸方向変位の有無に拘らず回転開始当初からローラ配設部位に対して潤滑油剤が適切に供給されるようにする。【解決手段】シャフト１２のトリポード２０に近接する位置の外周面であって、軸心Ｃ２まわりにおいて３本のトラニオン２６が設けられた３箇所には、それぞれ凹状の油溜４０が設けられている。油溜４０は、シャフト１２の軸心Ｃ２まわりに、例えば４０°～６０°程度の角度範囲に形成した断面円弧形状の所定深さの溝であり、軸心Ｃ２まわりの両端部は閉塞されている。また、シャフト１２の軸方向において油溜４０を挟んでトリポード２０と反対側には、シャフト１２の軸方向においてローラユニット２８の外周面よりも外側に大径端が位置し、油溜４０に向かうに従って小径になるテーパ面４２が、油溜４０に連続して設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、潤滑性に優れたトリポード型等速ジョイントに関するものである。

(a) 水平方向成分を有する姿勢で用いられるシャフトに相対回転不能に取り付けられるとともに、前記シャフトの軸心まわりに離間して３本のトラニオンが外周側へ突き出すように設けられており、その３本のトラニオンにそれぞれローラ部材が配設されるトリポードを有し、(b) 前記ローラ部材がカップ部材の内周面に設けられた軸方向溝に嵌合されることにより、前記シャフトと前記カップ部材とが、そのカップ部材の軸方向へ相対変位可能で且つ揺動可能に連結されて等速回転させられる、トリポード型等速ジョイントが知られている。特許文献１に記載のトリポード型等速自在継手１はその一例であり、シャフト４０の先端に攪拌部材６０が取り付けられ、カップ部材の底部に滞留するグリース等の潤滑油剤を掻き出して、潤滑が必要なローラ配設部位へ供給するようになっている。

特開２０１７－６１９８９号公報

しかしながら、攪拌部材が取り付けられたシャフトとカップ部材とが軸方向へ相対変位することで潤滑油剤が掻き出されるため、軸方向の相対変位が小さい場合には、潤滑性能の向上効果が十分に得られない。また、回転停止時には重力によりカップ部材の内周面の下方部分に潤滑油剤が滞留するが、前記攪拌部材では掻き出すことができないため、回転開始当初にローラ配設部位に潤滑油剤が十分に供給されず、ローラ部材の摺接部分で油膜切れ等を起こす可能性があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、シャフトとカップ部材との軸方向変位の有無に拘らず回転開始当初からローラ配設部位に対して潤滑油剤が適切に供給されるようにすることにある。

本発明は、(a) 水平方向成分を有する姿勢で用いられるシャフトに相対回転不能に取り付けられるとともに、前記シャフトの軸心まわりに離間して３本のトラニオンが外周側へ突き出すように設けられており、その３本のトラニオンにそれぞれローラ部材が配設されるトリポードを有し、(b) 前記ローラ部材がカップ部材の内周面に設けられた軸方向溝に嵌合されることにより、前記シャフトと前記カップ部材とが、そのカップ部材の軸方向へ相対変位可能で且つ揺動可能に連結されて等速回転させられる、トリポード型等速ジョイントにおいて、(c) 前記シャフトの前記トリポードに近接する位置の外周面であって、前記軸心まわりにおいて前記３本のトラニオンが設けられた３箇所には、それぞれ凹状の油溜が設けられているとともに、(d) 前記シャフトの軸方向において前記油溜を挟んで前記トリポードと反対側には、前記シャフトの軸方向において前記ローラ部材の外周面よりも外側に頂点が位置し、前記油溜に向かうに従って小径になるガイド部が、その油溜に連続して設けられていることを特徴とする。

このようなトリポード型等速ジョイントによれば、シャフトおよびカップ部材の回転が停止した際に、カップ部材の軸心まわりにおける上方側の内周面から流下する潤滑油剤の一部は、シャフトの軸心まわりにおける上方側の外周面に設けられたガイド部で受け止められて油溜に向かって流れ込み、その油溜に蓄えられる。油溜はトリポードに近接する位置にトラニオンに対応して設けられているため、シャフトの回転再開時に遠心力によって潤滑油剤が外周側へ飛散乃至は流動させられると、トラニオンのローラ配設部位に潤滑油剤が供給される。すなわち、シャフトとカップ部材との軸方向変位の有無に拘らず回転開始当初からローラ配設部位に対して潤滑油剤が適切に供給され、揺動と合わせてローラ部材の各部の摺接部分に潤滑油剤が適切に行き渡るようになり、摺接部分の油膜切れ等が抑制される。

本発明の一実施例であるトリポード型等速ジョイントが用いられた車両用ドライブシャフトを説明する図で、一部を断面で示した概略図である。 図１のトリポード型等速ジョイントを拡大して示した断面図である。 図２のトリポード型等速ジョイントのトリポードおよびシャフトを更に拡大して示した正面図である。 図３においてトリポードが取り付けられる前のシャフトの正面図である。 回転停止時および回転再開時のグリースの流れを説明する図で、図２の上半分を拡大して示した断面図である。

本発明は、車両用ドライブシャフトやプロペラシャフトなどの車両の動力伝達装置に用いられるトリポード型等速ジョイントに好適に適用されるが、産業機械など車両以外の動力伝達装置に用いられるトリポード型等速ジョイントにも適用され得る。ローラ部材は、例えばインナローラ、アウタローラ、および多数の針状ころを備えて構成されるが、ローラおよび多数の転動体だけで構成することもできるなど、種々の態様が可能である。凹状の油溜は、例えばシャフトの軸心まわりに形成した溝が適当であるが、円穴や角穴、半球穴、円すい穴等の凹所でも良い。ガイド部は、例えば円すいの側面であるテーパ面が適当であるが、平坦な傾斜面などでも良い。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施例において、図は説明のために適宜簡略化或いは変形されており、各部の形状や寸法比、角度等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、車両用ドライブシャフト１０の全体的な構成を説明する図で、一部を断面で示した概略図である。車両用ドライブシャフト１０は、略水平乃至は所定角度で傾斜した姿勢で車両に配設されるシャフト１２と、そのシャフト１２の両端部に配設された一対の等速ジョイント１４および１６と、から構成されている。一対の等速ジョイント１４および１６のうち、シャフト１２の車体外側の端部に設けられている等速ジョイント１４は、バーフィールド型等速ジョイントであり、シャフト１２は等速ジョイント１４を介して図示しない駆動輪に連結される。また、シャフト１２の車体内側の端部に設けられている等速ジョイント１６は、本発明の一実施例であるトリポード型等速ジョイントであり、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、例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。

図２は、等速ジョイント１６を拡大して示した断面図である。等速ジョイント１６は、シャフト１２の車体内側の端部１２ａにスプライン等により相対回転不能に取り付けられたトリポード２０と、有底円筒形状のカップ部材２２とを備えており、トリポード２０はカップ部材２２の内部に収容されている。カップ部材２２は、回転中心である軸心Ｃ１上において、有底円筒形状の底部から軸方向外側に突き出す連結軸２４を備えており、その連結軸２４は、終減速装置のサイドギヤに相対回転不能に連結される。トリポード２０には、シャフト１２の回転中心である軸心Ｃ２まわりに離間して等角度間隔で外周側に突き出す３本のトラニオン２６が設けられており、その３本のトラニオン２６にはそれぞれローラユニット２８が配設されている。トリポード２０の軸心はシャフト１２の軸心Ｃ２と一致しており、トラニオン２６は、その軸心Ｃ３が軸心Ｃ２に対して直交する姿勢で突設されている。ローラユニット２８は、トラニオン２６の凸状外周面に摺動可能に嵌合されるリング状のインナローラ３０と、凸状外周面が形成されたリング状のアウタローラ３２と、インナローラ３０の外周面とアウタローラ３２の内周面との間に介在させられた多数の針状ころ３４と、を備えている。すなわち、インナローラ３０およびアウタローラ３２は、針状ころ３４を介してそれ等の中心線まわりに相対回転可能とされている。ローラユニット２８はローラ部材に相当する。

カップ部材２２の内周面には、軸心Ｃ１と平行な軸方向溝３６が軸心Ｃ１まわりに等角度間隔で３本設けられており、前記ローラユニット２８はそれ等の軸方向溝３６にそれぞれカップ部材２２の軸方向に相対移動可能に嵌合されている。アウタローラ３２の外周面およびトラニオン２６の外周面は何れも凸湾曲形状を成しており、シャフト１２とカップ部材２２とは、トリポード２０を介してカップ部材２２の軸方向へ相対変位可能で且つ揺動可能に連結されるとともに、等速回転させられる。カップ部材２２の開口部とシャフト１２の外周面との間には、ゴムや軟質樹脂材料等から成る蛇腹状のブーツ３８が取り付けられており、潤滑油剤である高粘性のグリースがカップ部材２２およびブーツ３８の内部に保持される。このグリースにより、ローラユニット２８の各部、例えばトラニオン２６の外周面とインナローラ３０の内周面との摺接部分や、アウタローラ３２の外周面と軸方向溝３６との摺接部分、針状ころ３４等に油膜が形成されて潤滑される。

図３は、等速ジョイント１６のトリポード２０をシャフト１２と共に拡大して示した拡大図で、軸心Ｃ２の直角方向から見た正面図である。また、図４は、図３においてトリポード２０が取り付けられる前のシャフト１２の正面図である。前記図２およびこれ等の図３、図４に示されるように、シャフト１２のトリポード２０に近接する位置の外周面であって、軸心Ｃ２まわりにおいて３本のトラニオン２６が設けられた３箇所には、それぞれ凹状の油溜４０が設けられている。油溜４０は、シャフト１２の軸心Ｃ２まわりに、例えば４０°～６０°程度の角度範囲に形成した断面円弧形状の所定深さの溝であり、軸心Ｃ２まわりの両端部は閉塞されている。また、シャフト１２の軸方向において油溜４０を挟んでトリポード２０と反対側、すなわち図２～図４における油溜４０の右側には、シャフト１２の軸方向においてローラユニット２８の外周面よりも外側に大径端が位置し、油溜４０に向かうに従って小径になるテーパ面４２が、油溜４０に連続して設けられている。本実施例では、ローラユニット２８のアウタローラ３２の外周面から寸法Ｌｔだけ外側、すなわち軸方向へ離間した位置に、テーパ面４２の軸方向断面の頂点である大径端が設けられている。テーパ面４２は、３箇所の油溜４０に対応して軸心Ｃ２まわりの３箇所に設けられており、軸心Ｃ２まわりにおいて３箇所のテーパ面４２の間に位置する外周面４４は、テーパ面４２の大径端における径寸法と略等しい一定の径寸法の円筒面であり、テーパ面４２の両側部は外周面４４との段差によって閉塞されている。テーパ面４２はガイド部に相当し、上方からテーパ面４２上に流下したグリースを集めて油溜４０へ流れ込むように案内するもので、軸方向断面は三角形状を成している。

このような等速ジョイント１６によれば、シャフト１２およびカップ部材２２の回転が停止した際に、カップ部材２２の軸心Ｃ１まわりの上方側に位置する内周面、例えば軸方向溝３６等から流下するグリースの一部は、図５に矢印Ａで示すようにシャフト１２の軸心Ｃ２まわりの上方側に位置するテーパ面４２で受け止められて油溜４０に向かって流れ込み、その油溜４０に蓄えられる。油溜４０はトリポード２０に近接する位置にトラニオン２６に対応して設けられているため、シャフト１２の回転再開時に油溜４０のグリースが遠心力によって矢印Ｂで示すように外周側へ飛散乃至は流動させられると、トラニオン２６に配設されたローラユニット２８の各部にグリースが供給される。すなわち、シャフト１２とカップ部材２２との軸方向変位の有無に拘らず回転開始当初からローラユニット２８に対してグリースが適切に供給され、揺動と合わせてローラユニット２８の各部の摺接部分にグリースが適切に行き渡るようになる。これにより、車両用ドライブシャフト１０においては、車両の発進当初からローラユニット２８の各部の摺接部分において適切な潤滑作用が得られ、摺接部分の油膜切れ等が抑制される。図５は、図２の上半分を拡大して示した断面図である。

なお、シャフト１２の軸心Ｃ２まわりの他のローラユニット２８については、回転停止時に流下したグリースに浸漬され、回転開始当初から適切な潤滑作用が得られる。

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、これ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。

１２：シャフト １６：等速ジョイント（トリポード型等速ジョイント） ２０：トリポード ２２：カップ部材 ２６：トラニオン ２８：ローラユニット（ローラ部材） ３６：軸方向溝 ４０：油溜 ４２：テーパ面（ガイド部） Ｃ２：シャフトの軸心

Claims (1)

1. 水平方向成分を有する姿勢で用いられるシャフトに相対回転不能に取り付けられるとともに、前記シャフトの軸心まわりに離間して３本のトラニオンが外周側へ突き出すように設けられており、該３本のトラニオンにそれぞれローラ部材が配設されるトリポードを有し、
   前記ローラ部材がカップ部材の内周面に設けられた軸方向溝に嵌合されることにより、前記シャフトと前記カップ部材とが、該カップ部材の軸方向へ相対変位可能で且つ揺動可能に連結されて等速回転させられる、トリポード型等速ジョイントにおいて、
   前記シャフトの前記トリポードに近接する位置の外周面であって、前記軸心まわりにおいて前記３本のトラニオンが設けられた３箇所には、それぞれ凹状の油溜が設けられているとともに、
   前記シャフトの軸方向において前記油溜を挟んで前記トリポードと反対側には、前記シャフトの軸方向において前記ローラ部材の外周面よりも外側に頂点が位置し、前記油溜に向かうに従って小径になるガイド部が、該油溜に連続して設けられている
   ことを特徴とするトリポード型等速ジョイント。

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