JP3555373B2 - Tripod type constant velocity joint - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車等の駆動力伝達軸部に用いられるトリポード型等速ジョイントに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般にトリポード型等速ジョイントにおいては、ジョイント部が交差角を有する状態で使用される場合、アウタ部材の案内溝とインナ部材の各トラニオンに設けられた球面ローラとの間に相対滑り現象が生じ、これが軸方向のスラスト力を誘起し、ひいては駆動軸に振動を発生させるという問題がある。
【0003】
このような問題を解決するために、例えば図7に示す特開平6−137339号公報に記載のものが案出されている。このものは、各トラニオン104に、内側ローラ105と、この内側ローラ105に対して首振り自在に嵌合されるホルダ106と、このホルダ106にニードル108を介して嵌合される外側ローラ107とを設けてなる。この構成により、アウタ部材101に設けられた案内溝102に対する外側ローラ107の傾きをなくして外側ローラ107と案内溝102との間に正しい転がり運動を生ずるようにし、スラスト力の誘起、ひいては振動の発生を抑えるようにしている。
【0004】
またこのものは、内側ローラ105の外周面105aの曲率半径をホルダ106の内周面106aの曲率半径よりも小さく形成し、且つこれらの曲率中心をオフセットさせている。これにより、内側ローラ105とホルダ106との間の接触面積を小さくし、これらの間に生じる摩擦抵抗を低減させることができるため、スラスト力の誘起、ひいては振動の発生を更に小さく抑えることができるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記の等速ジョイントにおいては、内側ローラ105とホルダ106とが接触する部分109、即ちトルク伝達する部分は、トラニオン104の軸回りに長軸及び軸方向に短軸を持つ楕円(以下、接触楕円という)となることが一般的に知られている。
【0006】
またこの種の等速ジョイントでは、内側ローラ105とホルダ106との回動を滑らかに行わせるために、若干の隙間を設けることが一般的である。
従って、上記従来の等速ジョイントでは内側ローラ105とホルダ106との間に通常設けられる隙間を考慮しても、接触する部分109を通り且つトラニオン104の軸に垂直な断面(図7のB−B断面)において、内側ローラ105の外周面105aとホルダ106の内周面106aとが略同一の半径を持つ円となっているため、接触楕円の長軸を短くすることができず、接触楕円の面積をそれほど小さくすることができない。そのため、内側ローラ105とホルダ106との間に生じる摩擦抵抗を十分に小さくすることができず、スラスト力の誘起、ひいては振動の発生を抑えるには不十分であった。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の課題に鑑みなされたもので、内周に軸方向に3本の案内溝を有するアウタ部材と、前記アウタ部材の内側に同軸的に配置され且つ前記案内溝内に突出するように設けられた3本のトラニオンを有するインナ部材と、前記各トラニオンに回転自在に設けられた内側ローラと、前記内側ローラに外嵌され且つ前記案内溝内を転動する外側ローラとから構成されるトリポード型等速ジョイントにおいて、前記トラニオンの軸に垂直な断面における前記内側ローラと前記外側ローラとの間に下式に示す所定の隙間を設けたことを特徴とする。前記断面における前記内側ローラの外周面の直径をDi、前記隙間をCとすると、C/Di≧2.5×10 -3 が成立する。
【0008】
更に、前記内側ローラの外周面及び前記外側ローラの内周面は真球面の一部で構成することができる。また、前記トラニオンの軸方向断面における前記内側ローラの外周面及び前記外側ローラの内周面は、前記トラニオンの軸心から等距離オフセットした曲率中心を持つように構成することも可能である。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図1乃至図5に基づいて説明する。
図1及び図2は第1の実施の形態を示す。
図1及び図2において、1はアウタ部材、2はアウタ部材1の内周面に軸方向に設けられた円周上複数の案内溝、3はアウタ部材1の内側に同軸的に配置されたインナ部材、4はインナ部材3に設けられ案内溝2内に放射状に突出するトラニオン、5はニードル8を介してトラニオン4に回転自在に支承される内側ローラ、6は内側ローラ5に案内溝2内を転動可能に外嵌されている外側ローラである。
【0010】
そして、インナ部材3はそのボス部3aに接合された駆動軸7を介して車輪等につながり、アウタ部材1はエンジン等の動力装置側につながっている。またニードル8は、断面コ字状に形成された内側ローラ5の内周面にて保持されている。
図2に示すように、内側ローラ5の外周面5aは半径Ri(直径Di)の真球面の一部、外側ローラ6の内周面6aは前記Riよりも大きな半径Ro(直径Do)の真球面の一部でそれぞれ構成され(Ro>Ri)、これらの中心はトラニオン4の軸心上の同位置に位置する。そして、これら内側ローラ5及び外側ローラ6の間に設けられる隙間C=Do−Di=2(Ro−Ri)は上述した通常設けられる隙間よりもかなり大きいものとなっている。
【0011】
ここで第1の実施の形態における作用を説明する。
第1の実施の形態に係る等速ジョイントが回転する場合、図2におけるA−A断面の一部を拡大した図3に示すように、内側ローラ5の外周面5aと外側ローラ6の内周面6aとが接触しトルクを伝達する。(図3では内側ローラ5と外側ローラ6とが接触する部分を拡大している。なお、この反対側に隙間C=Do−Diが形成されることはいうまでもない。)
また図1に示すようにジョイント部が屈曲しながら回転した場合、駆動軸7の回転に伴い、図4に示すように外側ローラ6は内側ローラ5に対して回動する。この回動により内側ローラ5と外側ローラ6との間に摩擦抵抗が生じ、この摩擦抵抗がスラスト力を誘起することとなる。
【0012】
ところが第1の実施の形態によれば、図2及び図3に示すように、真球面の一部で形成された内側ローラ5の外周面5aの半径Riは、同じく真球面の一部で形成された外側ローラ6の内周面6aの半径Roよりも小さく形成されている。つまり、内側ローラ5と外側ローラ6とが接触する部分、即ち接触楕円は、トラニオン4の軸回りの長軸、トラニオン4の軸方向の短軸ともに従来のものに比べかなり小さくなっている。従って、内側ローラ5と外側ローラ6との接触楕円の面積が小さくなる、即ち、外側ローラ6が内側ローラ5に対して回動する時に発生する摩擦抵抗が低減されるため、スラスト力の誘起、ひいては振動の発生を抑制することができる。
【0013】
図5は、伝達トルクT=400(Nm)におけるジョイント角と強制力(スラスト力の振幅)との関係を示すもので、C/Diが大きくなるほど強制力が小さくなることがわかる。
ここで、隙間Cと内側ローラ5の外周面5aの直径Diの比を
C/Di=(Do−Di)≧2.5×10−3
とすれば、図5の実線(C/Di=2.5×10−3)に示すように顕著な効果が得られる。(破線は従来のものを示し、C/Di=1.3×10−3である。)
しかしながら、C/Diを大きくしていくと、接触楕円の面積が小さくなり過ぎ、この部分における面圧が過度に上昇してしまう恐れがあるため、C/Diは3.0×10−3程度を上限値とすることが望ましい。
【0014】
次に第2の実施の形態を図6に基づいて説明する。なお、第1の実施の形態と同一の構成要素は同一の符号を付すのみで、その詳細な説明は省略する。
第2の実施の形態では図6に示すように、トラニオン4の軸方向断面における内側ローラ5の外周面5a及び外側ローラ6の内周面6aの曲率中心は、トラニオン4の軸心から等距離オフセットした同位置にある。そして、内側ローラ5の外周面5aは曲率半径Ri、外側ローラ6の内周面6aは前記Riよりも大きな曲率半径Roで構成されている。
【0015】
また図6のA’−A’断面において、内側ローラ5の外周面5aは直径Diの円、外側ローラ6の内周面6aはDiよりも大きな直径Doの円となる。
ここで、内側ローラ5の外周面5aと外側ローラ6の内周面6aとの間に設けられる隙間C=Do−Di=2(Ro−Ri)は、第1の実施の形態と同程度である。
【0016】
以上、本発明を実施の形態に則して説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではない。例えば、図7に示す等速ジョイントに適用することも可能である。
また、トラニオンの軸方向断面における内側ローラの外周面及び外側ローラの内周面の曲率半径を略同一とし且つこれらの曲率中心を所定量オフセットさせることにより、これらの間に上述した実施の形態と同等の隙間を設け、接触楕円の長軸を小さくするようにしてもよい。
【0017】
【発明の効果】
本発明に係るトリポード型等速ジョイントによれば、トラニオンの軸に垂直な断面における内側ローラの外周面と外側ローラの内周面との間に所定の隙間を設けたので、これらの間の接触楕円の面積を小さくすることができる。従って、ジョイント部が屈曲した状態で回転した場合には、内側ローラと外側ローラとの間に生じる摩擦抵抗を小さくすることができるため、スラスト力の誘起、ひいては振動の発生を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態の全体構成を示す縦断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態の横断面図である。
【図3】図2のA−A断面を示す図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態の内側ローラに対する外側ローラの動きを示す図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態のジョイント角−強制力を示すグラフである。
【図6】本発明の第2の実施の形態の横断面図である。
【図7】従来の技術に係る横断面図である。
【符号の説明】
1 アウタ部材
2 案内溝
3 インナ部材
4 トラニオン
5 内側ローラ
5a 内側ローラ5の外周面
6 外側ローラ
6a 外側ローラ6の内周面
7 駆動軸
8 ニードル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a tripod-type constant velocity joint used for a driving force transmission shaft of an automobile or the like.
[0002]
[Prior art]
Generally, in a tripod type constant velocity joint, when the joint portion is used in a state having an intersection angle, a relative slip phenomenon occurs between the guide groove of the outer member and the spherical roller provided on each trunnion of the inner member, This induces an axial thrust force, which in turn causes vibration on the drive shaft.
[0003]
In order to solve such a problem, for example, a device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-137339 shown in FIG. 7 has been devised. Each of the
[0004]
Further, in this device, the radius of curvature of the outer
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the above constant velocity joint, a
[0006]
In this type of constant velocity joint, a slight gap is generally provided in order to smoothly rotate the
Therefore, in the above conventional constant velocity joint, a cross section passing through the contacting
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made in view of the above problems, and has an outer member having three guide grooves in an axial direction on an inner periphery thereof, and an outer member coaxially disposed inside the outer member and protruding into the guide grooves. An inner member having three trunnions provided on the inner side, an inner roller rotatably provided on each of the trunnions, and an outer roller fitted on the inner roller and rolling in the guide groove. In a tripod-type constant velocity joint, a predetermined gap shown by the following formula is provided between the inner roller and the outer roller in a cross section perpendicular to the axis of the trunnion. Assuming that the diameter of the outer peripheral surface of the inner roller in the cross section is Di and the gap is C, C / Di ≧ 2.5 × 10 −3 holds.
[0008]
Further, the outer peripheral surface and inner peripheral surface of the outer roller of the inner roller may be composed of a part of a true sphere. Further, the outer peripheral surface of the inner roller and the inner peripheral surface of the outer roller in the axial cross section of the trunnion may be configured to have a center of curvature that is equidistantly offset from the axis of the trunnion.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 and 2 show a first embodiment.
In FIGS. 1 and 2,
[0010]
The
As shown in FIG. 2, the outer
[0011]
Here, the operation in the first embodiment will be described.
When the constant velocity joint according to the first embodiment rotates, as shown in FIG. 3 in which a part of the AA cross section in FIG. 2 is enlarged, the outer
When the joint rotates while bending as shown in FIG. 1, the
[0012]
However, according to the first embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the radius Ri of the outer
[0013]
FIG. 5 shows the relationship between the joint angle and the forcing force (the amplitude of the thrust force) at a transmission torque T = 400 (Nm). It can be seen that the forcing force decreases as C / Di increases.
Here, the ratio of the gap C to the diameter Di of the outer
Then, a remarkable effect can be obtained as shown by the solid line (C / Di = 2.5 × 10 −3 ) in FIG. (The broken line indicates the conventional one, and C / Di = 1.3 × 10 −3 .)
However, when C / Di is increased, the area of the contact ellipse becomes too small, and the surface pressure in this portion may be excessively increased. Therefore, C / Di is about 3.0 × 10 −3. Is desirably set to the upper limit.
[0014]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. Note that the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
In the second embodiment, as shown in FIG. 6, the center of curvature of the outer
[0015]
6, the outer
Here, the gap C = Do-Di = 2 (Ro-Ri) provided between the outer
[0016]
As described above, the present invention has been described based on the embodiments, but the present invention is not limited to the embodiments. For example, the present invention can be applied to a constant velocity joint shown in FIG.
Further, by making the radius of curvature of the outer peripheral surface of the inner roller and that of the inner peripheral surface of the outer roller in the axial cross section of the trunnion substantially the same and offsetting the center of curvature by a predetermined amount, the embodiment described above can be interposed therebetween. An equivalent gap may be provided to reduce the major axis of the contact ellipse.
[0017]
【The invention's effect】
According to the tripod-type constant velocity joint according to the present invention, since a predetermined gap is provided between the outer peripheral surface of the inner roller and the inner peripheral surface of the outer roller in a cross section perpendicular to the axis of the trunnion, the contact between them is provided. The area of the ellipse can be reduced. Therefore, when the joint portion rotates in a bent state, the frictional resistance generated between the inner roller and the outer roller can be reduced, so that the induction of thrust force and, consequently, the generation of vibration can be reduced. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an overall configuration of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a cross section taken along line AA of FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram illustrating movement of an outer roller with respect to an inner roller according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing a joint angle versus a forcing force according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view of the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
Claims (3)
前記断面における前記内側ローラの外周面の直径をDi、前記隙間をCとすると、C/Di≧2.5×10 -3 が成立する。 An outer member having three guide grooves in an axial direction on an inner circumference; and an inner member having three trunnions provided coaxially inside the outer member and protruding into the guide grooves. A tripod-type constant velocity joint composed of an inner roller rotatably provided on each of the trunnions, and an outer roller which is fitted on the inner roller and rolls in the guide groove. A tripod-type constant velocity joint, wherein a predetermined gap shown by the following formula is provided between the inner roller and the outer roller in a vertical cross section.
Assuming that the diameter of the outer peripheral surface of the inner roller in the cross section is Di and the gap is C, C / Di ≧ 2.5 × 10 −3 holds.
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