JP3615407B2 - 等速ジョイントおよびその組み付け方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車の駆動力伝達部において、一方の伝達軸と他方の伝達軸とを連結させる等速ジョイントおよびその組み付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車の駆動力伝達部では、一方の伝達軸と他方の伝達軸とを連結し回転力を各車軸へと伝達する等速ジョイントが用いられている（特開平７−１０３２５１号公報参照）。
【０００３】
この種の従来技術に係る等速ジョイントを図２１および図２２に示す。
【０００４】
この等速ジョイント１は、相互に対向する案内軌道２ａ、２ｂがアウタジョイント３の内壁面に形成され、前記案内軌道２ａ、２ｂの間には球形状のトリポートジャーナル４が配設される。前記トリポートジャーナル４には内ローラ５が外嵌され、前記内ローラ５の外周面には複数のニードル軸受６を介して外ローラ７が支承される。
【０００５】
この場合、トリポートジャーナル４および外ローラ７の周面には、継手の両回転方向の対向した側に、前記トリポートジャーナル４の軸線と略平行に延在する面８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂがそれぞれ形成されている。この面８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂにより、トリポートジャーナル４に対して付与される周方向に有効な力が２つの分力に分解されるようにしており、このように構成することによってトルク負荷の下で接面圧力の分布向上が達成されるとしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来技術に係る等速ジョイント１では、例えば、トリポートジャーナル４の周面に形成された面８ｂによって内ローラ５に対して付与される分力Ｆ１ 、Ｆ２ が比較的高い荷重からなるため、トリポートジャーナル４と内ローラ５との間における矢印方向の接面圧力が他の周面における接面圧力と比較して増大するという不都合があり、これが耐久性を劣化させる問題につながっている。
【０００７】
また、従来技術に係る等速ジョイント１では、ニードル軸受６を介して内ローラ５および外ローラ７が案内軌道２ａ、２ｂに保持され、前記案内軌道２ａ、２ｂに保持された内ローラ５の内壁面に沿ってトリポートジャーナル４が上下方向に沿って変位するように設けられている。このため、従来技術に係る等速ジョイント１では、前記トリポートジャーナル４と内ローラ５との間における摺動面のスライド抵抗を低減させることができないという不都合がある。
【０００８】
本発明は、前記の種々の不都合を克服するためになされたものであり、一方の伝達軸が傾動してトラニオンが案内軌道に沿って変位する際に発生するスライド抵抗を低減させることにより誘起スラスト性能をより一層向上させ、しかも耐久性を向上させることが可能な等速ジョイントおよびその組み付け方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、所定間隔離間し軸線方向に沿って延在する複数の案内軌道が内壁面に設けられ、一方の伝達軸に連結される筒状のアウタ部材と、前記アウタ部材の開口する内空部内に挿入されて他方の伝達軸に連結されるインナ部材とを有する等速ジョイントにおいて、
前記案内軌道に向かって膨出し、相互に対向する第１曲面および第２曲面と前記第１曲面および第２曲面の間を周回する球面とを有するトラニオンと、
内周面に前記球面に対応して面接触する球面状の凹部が形成された第１環状部材と、
ベアリング部材を介して前記第１環状部材に外嵌され、前記案内軌道に接触して該案内軌道に沿って摺動すると共に、前記トラニオンの軸線方向に沿って前記第１環状部材と相対的に変位自在に設けられた第２環状部材と、
前記アウタ部材の軸線方向と略平行となるように前記第２環状部材の姿勢を保持する姿勢保持手段と、
を備え、
前記トラニオンは、リング状のスパイダボス部から膨出する首部と、前記首部に連続する頭部とが一体的に構成され、前記頭部の上面部には、アウタ部材の周方向に沿って断面円弧状に切り欠かれた前記第１曲面が形成され、前記上面部に連続する外周面には、前記球面が形成され、
前記第１環状部材の内周面には、球面状の凹部に連続する略楕円形状の切欠部が設けられ、前記略楕円形状の切欠部と、前記切欠部を介して第１環状部材の孔部内に嵌入されるトラニオンは、下記の式（１）乃至式（３）を充足するように設定されることを特徴とする。
【数１】
【数２】
【数３】
但し、θは組み付け角度、Ｒはトラニオンの球面の半径、Ｈはトラニオンの球面幅、ｒは第１環状部材の切欠部の短半径、ｈは第１環状部材の幅、ｄはトラニオンの半径、Ｘは組み付け角度がθだけ傾斜した時のトラニオンの球面の投影長幅、Ｙは組み付け角度がθだけ傾斜した時のトラニオンの球面の投影短幅とする。
【００１１】
また、案内軌道を構成する天井部の両端部に相互に対向して形成されアウタ部材の軸線方向に沿って延在する一組の溝部と、第２環状部材の外周面に沿って形成され、前記溝部に係合する環状凸部とを有する姿勢保持手段を設けるとよい。
【００１２】
さらに、前記環状凸部は、案内軌道を構成する断面円弧状の天井部に係合する第１係合面と、溝部に形成された略平坦な肩部に係合する第２係合面とを有し、前記第１環状部材の内周面には、球面状の凹部に連続する略楕円形状の切欠部を設けるとよい。
【００１３】
略楕円形状の切欠部と、前記切欠部を介して第１環状部材の孔部内に嵌入されるトラニオンとを、下記の式（１）乃至式（３）を充足するように設定するとよい。
【００１４】
【数７】
【００１５】
【数８】
【００１６】
【数９】
【００１７】
但し、θは組み付け角度、Ｒはトラニオンの球面の半径、Ｈはトラニオンの球面幅、ｒは第１環状部材の切欠部の短半径、ｈは第１環状部材の幅、ｄはトラニオンの半径、Ｘは組み付け角度がθだけ傾斜した時のトラニオンの球面の投影長幅、Ｙは組み付け角度がθだけ傾斜した時のトラニオンの球面の投影短幅とする。
【００１８】
なお、前記首部は、スパイダボス部の中央部から偏位した部位に設けてもよい。
【００１９】
前記アウタ部材は、軸線方向に沿って延在し軸心の回りにそれぞれ所定角度の間隔をおいて形成された複数の膨出部を有し、隣接する膨出部との間で案内軌道を形成する本体部と、前記膨出部を外嵌する円筒部材とから構成するとよい。
【００２０】
さらにまた、前記ベアリング部材は、第１環状部材の外周面または第２環状部材の内周面に保持された複数のニードルベアリングからなり、第１環状部材と第２環状部材とは、前記ニードルベアリングに対する摺動作用下にトラニオンの軸線方向に沿って相対的に変位自在に設けられる。
【００２１】
さらに本発明は、トラニオンが、リング状のスパイダボス部から膨出する首部と、前記首部に連続する頭部とが一体的に構成され、前記頭部の上面部には、アウタ部材の周方向に沿って断面円弧状に切り欠かれた前記第１曲面が形成され、前記上面部に連続する外周面には、前記球面が形成され、第１環状部材に対して前記トラニオンを所定角度傾斜させ、前記略楕円形状の切欠部に沿ってトラニオンの前記球面を前記第１環状部材の球面状の凹部内に挿入することにより、前記第１環状部材の孔部内にトラニオンを装着してもよい。
【００２２】
第１環状部材の孔部内にトラニオンを装着する際、前記略楕円形状の切欠部と、前記切欠部を介して第１環状部材の孔部内に嵌入されるトラニオンとを、下記の式（１）乃至式（３）を充足するように設定されるとよい。
【００２３】
【数１０】
【００２４】
【数１１】
【００２５】
【数１２】
【００２６】
但し、θは組み付け角度、Ｒはトラニオンの球面の半径、Ｈはトラニオンの球面幅、ｒは環状部材の切欠部の短半径、ｈは環状部材の幅、ｄはトラニオンの半径、Ｘは組み付け角度がθだけ傾斜した時のトラニオンの球面の投影長幅、Ｙは組み付け角度がθだけ傾斜した時のトラニオンの球面の投影短幅とする。
【００２８】
本発明によれば、トラニオンに球面を設け、前記球面に対応する凹部が形成された第１環状部材との間で摺動変位するとともに、前記トラニオンと第１環状部材とが該トラニオンの軸線方向に沿って変位自在に設けられることにより、スライド抵抗を減少させ誘起スラスト力を低減させることができる。
【００２９】
また、トラニオンがアウタ部材の軸線方向に沿って変位する際、姿勢保持手段を介して第２環状部材が前記軸線方向と略平行となるように、その姿勢が保持される。この結果、すべり摩擦に起因するフリクションが抑制される。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る等速ジョイントおよびその組み付け方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００３１】
図１および図２において、参照数字１０は、本発明の第１の実施の形態に係る等速ジョイントを示す。
【００３２】
この等速ジョイント１０は、図示しない第１軸の一端部に一体的に連結されて開口部を有する筒状のアウタカップ（アウタ部材）１２と、第２軸１３の一端部に固着されてアウタカップ１２の孔部１４内に収納されるインナ部材１６とから基本的に構成される。なお、前記アウタカップ１２は、一体的に形成されている。
【００３３】
前記アウタカップ１２の内壁面には、図１に示されるように、軸線方向に沿って延在し、軸心の回りにそれぞれ約１２０度の間隔をおいて３本の案内軌道１８が形成される。
【００３４】
前記案内軌道１８は、図２に示されるように、アウタカップ１２の軸心を中心として断面円弧状に形成された天井部２０と、アウタカップ１２の軸線方向に沿って延在する平面状に形成され前記天井部２０の両側に相互に対向して形成された側面部２２ａ、２２ｂと、前記天井部２０の両端部に相互に対向して形成され軸線方向に沿って延在する溝部２４ａ、２４ｂとから構成される。なお、前記溝部２４ａ、２４ｂには、側面部２２ａ、２２ｂと略直交する平面状の肩部２５が形成されている。
【００３５】
第２軸１３にはリング状のスパイダボス部２６が外嵌され、前記スパイダボス部２６の外周面には、それぞれ案内軌道１８に向かって膨出し軸心の回りに約１２０度の間隔をおいて３本のトラニオン２８ａ〜２８ｃが一体的に形成される。各トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）は、図４に示されるように、リング状のスパイダボス部２６から半径外方向に向かって膨出する首部３０と、前記首部３０と一体的に構成され、薄肉の扁平状に形成された頭部３２とを有する。なお、図５に示されるように、円柱状のトラニオン３３ａ（３３ｂ、３３ｃ）に対し、外周面にリング体３５を圧入して形成してもよい。
【００３６】
前記頭部３２の上面部には、アウタカップ１２の軸線方向から見ると所定の曲率からなる円弧状に形成され（図２参照）、且つアウタカップ１２の軸線と直交する方向から見ると直線状に形成された第１曲面３４ａが設けられている（図３参照）。この場合、前記第１曲面３４ａの形状は、図３に示されるように、アウタカップ１２の軸線と直交する方向からみて直線状に限定されるものではなく、図６に示されるように、所定の曲率からなる円弧状に形成してもよい。
【００３７】
また、前記頭部３２の下面部には、前記第１曲面３４ａと同様な第２曲面３４ｂが首部３０に連続するように形成されている。さらに、頭部３２は、第１曲面３４ａと第２曲面３４ｂとの間の外周面に形成された球面３６を有する。なお、各トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）において、前記第１曲面３４ａと球面３６との境界部分および第２曲面３４ｂと球面３６との境界部分には、断面曲線状の図示しない面取部を設けてもよい。
【００３８】
トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）と側面部２２ａ、２２ｂとの間には、図４に示されるように、リング体からなり内周面の全体にわたって前記トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３６に対応する球面状の凹部４０が形成された内側ローラ（第１環状部材）４２と、前記内側ローラ４２よりも大なる直径を有するリング体からなり、複数のニードルベアリング（ベアリング部材）４４を介して前記内側ローラ４２に外嵌される外側ローラ（第２環状部材）４６とを有する。
【００３９】
前記複数のニードルベアリング４４は、外側ローラ４６の内周面に形成された環状の凹部４８内に転動自在に装着され、キーストン効果によって前記凹部４８から脱落しないように組み込まれている。なお、図示しない保持金具等を用い、複数のニードルベアリング４４が内側ローラ４２の外周面に沿って装着されるように設けてもよい。
【００４０】
前記内側ローラ４２には、図７に示されるように、該内側ローラ４２の孔部５０に対してトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）を容易に組み込むために、上面部５４と内壁面との境界部分に略楕円形状の切欠部５２が形成されている。
【００４１】
なお、円柱状のトラニオン３３ａ（３３ｂ、３３ｃ）に対し、外周面にリング体３５を圧入して構成した場合、前記内側ローラ４２に代替して、図１３に示されるように、上面部５４と円形状の孔部５０の内壁面との境界部分に相互に対向する一組の円弧状の切欠部５２ａ、５２ｂが形成された内側ローラ４２ａを用いるとよい。
【００４２】
前記外側ローラ４６の外周面の上部側には、前記溝部２４ａ、２４ｂに対応する断面形状からなり半径外方向に向かって突出する環状凸部５６が形成され、前記環状凸部５６は、断面円弧状からなり天井部２０と接触する第１係合面５８と、平面状に形成されて肩部２５と接触する第２係合面６０とを有する。前記環状凸部５６の下部側には、側面部２２ａ、２２ｂと面接触する外周面６２が形成されている。
【００４３】
この場合、前記環状凸部５６は、外側ローラ４６がアウタカップ１２の軸線方向に沿って転動する際、第１係合面５８が天井部２０に係合し且つ第２係合面６０が肩部２５に係合することにより、前記軸線方向と略平行となるように外側ローラ４６の姿勢を保持する機能を有する。
【００４４】
前記トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３６と内側ローラ４２の凹部４０とは、それぞれ面接触するように設けられている。従って、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）は、内側ローラ４２に対して点Ｏ（図２参照）を中心として矢印Ａ方向に回動自在に設けられるとともに、該トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の軸線を回転中心として球面３６に沿った周方向（矢印Ｂ方向）に回動自在に設けられる。
【００４５】
また、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）および内側ローラ４２は、外側ローラ４６に保持されたニードルベアリング４４に対し、一体的に上下方向（矢印Ｃ方向）に沿って変位自在に設けられている。
【００４６】
さらに、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）は、溝部２４ａ、２４ｂに係合する環状凸部５６が設けられた外側ローラ４６を介して、案内軌道１８に沿ってアウタカップの軸線方向（矢印Ｄ方向）に摺動自在に設けられている。
【００４７】
本発明の第１の実施の形態に係る等速ジョイント１０は基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００４８】
図示しない第１軸が回転すると、その回転力は、アウタカップ１２を介してインナ部材１６に伝達され、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）を通じて第２軸１３が所定方向に回転する。
【００４９】
すなわち、アウタカップ１２の回転力は、案内軌道１８に接触する外側ローラ４６およびニードルベアリング４４を介して内側ローラ４２に伝達され、さらに、前記内側ローラ４２の凹部４０に面接触する球面３６を介してトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）に伝達されることにより前記トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）に係合する第２軸１３が回転する。
【００５０】
この場合、第１軸を有するアウタカップ１２に対して第２軸１３が所定角度傾斜すると、内側ローラ４２に形成された球面状の凹部４０に対してトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３６が面接触した状態を保持しながら、前記トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）は点Ｏを回動中心として矢印Ａ方向に摺動変位し、あるいはトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の軸線を回転中心として球面状の凹部４０に沿って周方向（矢印Ｂ方向）に摺動変位する。
【００５１】
また、前記トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）は、外側ローラ４６に保持されたニードルベアリング４４に対して摺動する内側ローラ４２と一体的に、該トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の軸線方向（矢印Ｃ方向）に沿って変位する。
【００５２】
さらに、前記トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）は、案内軌道１８に沿って摺動する外側ローラ４６を介して、該トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の軸線と略直交する方向、すなわち、案内軌道１８の長手方向に沿って変位する。この場合、第１係合面５８が天井部２０に係合し且つ第２係合面６０が肩部２５に係合することにより、アウタカップ１２の軸線方向と略平行となるように外側ローラ４６の姿勢が保持される。
【００５３】
従って、アウタカップ１２の軸線方向と略平行となるように外側ローラ４６の姿勢を保つことにより、該外側ローラ４６のすべり摩擦を減少させ、前記すべり摩擦に起因するフリクションの発生を抑制することができる。
【００５４】
なお、前記外側ローラ４６は、環状凸部５６および外周面６２を介して案内軌道１８に沿って摺動するとともに、内側ローラ４２との間に介装されたニードルベアリング４４を介して案内軌道１８を転動するように設けられているため、摩擦係数を減少させることができる。また、外側ローラ４６は、案内軌道１８に対して環状凸部５６および外周面６２を介して面接触しているため接触面積が増大し、接触面圧を低減させることができる。
【００５５】
このようにして、第１軸の回転運動は、アウタカップ１２に対する第２軸１３の傾斜角度に影響されることなく該第２軸１３に円滑に伝達される。
【００５６】
第１の実施の形態では、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の側面に球面３６を設け、前記球面３６に対応する凹部４０が形成された内側ローラ４２との間で摺動変位するとともに、前記トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）と内側ローラ４２とが該トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の軸線方向に沿って変位自在に設けられることにより、スライド抵抗を減少させ誘起スラスト力を低減させることができる。また、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）と内側ローラ４２の凹部４０とが、それぞれ面接触して接触面圧を低減させることにより、等速ジョイント１０の耐久性を向上させることができる。
【００５７】
換言すると、従来技術では、トリポートジャーナル４の軸線方向に対する変位を、内ローラ５とトリポートジャーナル４との摺動によって行っているのに対し、本実施の形態では、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）と一体的に変位する内側ローラ４２とニードルベアリング４４との摺動によって行っている。この結果、本実施の形態では、従来技術と比較して、変位時におけるフリクションを小さくしてスライド抵抗を減少させることができる。
【００５８】
なお、前記「誘起スラスト力」とは、案内軌道１８に沿ってトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）が変位することによって発生する摩擦抵抗に起因する荷重をいう。
【００５９】
次に、本発明の実施の形態に係る等速ジョイントの組み付け方法について、内側ローラ４２の孔部５０内にトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）を装着する場合を例にして以下説明する。
【００６０】
略楕円形状の切欠部５２が設けられた内側ローラ４２（図７参照）では、図１２に示されるように、前記内側ローラ４２に対してトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）を角度θだけ傾斜させて前記略楕円形状の切欠部５２に沿ってトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）を挿入することにより、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）に対して内側ローラ４２が装着される。この場合、第２軸１３は、図１２中、紙面と略直交する方向に延在している。
【００６１】
なお、図１１および図１２中、θは組み付け角度、Ｒはトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３６の半径、Ｈはトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面幅、ｒは内側ローラ４２の切欠部５２の短半径、ｈは内側ローラ４２の幅、ｄはトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の半径、Ｘは組み付け角度がθだけ傾斜した時のトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３６の投影長幅、Ｙは組み付け角度がθだけ傾斜した時のトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３６の投影短幅、δは内側ローラ４２の切欠部５２とトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の首部３０とのクリアランスを、それぞれ示している。
【００６２】
この場合、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３６の投影短幅Ｙが２Ｒ（球面の直径）よりも小さくなる（内側ローラ４２の幅ｈ内に球面３６を確保する）ための条件は、次の式（１）で表される。
【００６３】
【数１３】
【００６４】
また、Ｙ＜Ｘとなるための条件は、次の式（２）で表される。
【００６５】
【数１４】
【００６６】
さらに、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）と内側ローラ４２とが干渉しないための条件としては、次の式（３）で表される。
【００６７】
【数１５】
【００６８】
上記式（１）、式（２）および式（３）を充足するように、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）および内側ローラ４２の切欠部５２の形状を設定する。なお、組み付け角度θは、図１２中の紙面（３本のトラニオン２８ａ〜２８ｃの軸芯を含む面）上において、等速ジョイント１０の作動角度（第１軸と第２軸１３とによって形成される角度）に基づいて決定される内側ローラ４２の軸線とトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の軸線とがなす角度よりも大きく設定されているものとする。
【００６９】
一方、相互に対向する一組の切欠部５２ａ、５２ｂが設けられた内側ローラ４２ａ（図１３参照）に対し、リング体３５が圧入された円柱状のトラニオン３３ａ（３３ｂ、３３ｃ）（図５参照）を装着する場合には、前記内側ローラ４２ａの上面部５４とトラニオン３３ａ（３３ｂ、３３ｃ）の上面部とを略直交させた状態において、一組の切欠部５２ａ、５２ｂに沿ってトラニオン３３ａ（３３ｂ、３３ｃ）の球面３６を内側ローラ４２ａの凹部４０内に挿入し、前記トラニオン３３ａ（３３ｂ、３３ｃ）の軸線が内側ローラ４２ａの上面部と略直交するように該トラニオン３３ａ（３３ｂ、３３ｃ）を傾動させることにより、トラニオン３３ａ（３３ｂ、３３ｃ）に対して内側ローラ４２ａが装着される。
【００７０】
また、スパイダボス部２６から膨出形成されたトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）を、図１７に示されるように、リング状のスパイダボス部２６の中央部から軸線方向に沿って首部３０を偏位させた部位に設けるようにしてもよい。
【００７１】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る等速ジョイント７０を図１８乃至図２０に示す。なお、第１の実施の形態に係る等速ジョイント１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７２】
第１の実施の形態に係る等速ジョイント１０では、アウタカップ１２を一体的に形成しているのに対し、第２の実施の形態に係る等速ジョイント７０では、アウタカップ７２を２つの部材によって構成している点で異なる。
【００７３】
すなわち、第２の実施の形態に係る等速ジョイント７０において、アウタカップ７２は、図２０に示されるように、軸線方向に沿って延在し軸心の回りにそれぞれ約１２０度の間隔をおいて形成された３つの膨出部７４ａ〜７４ｃを有し、隣接する膨出部７４ａ〜７４ｃとの間で案内軌道１８を形成する本体部７６と、前記膨出部７４ａ〜７４ｃを外嵌する円筒部材７８とから構成される。前記本体部７６と円筒部材７８との連結部分には、内部に充填される潤滑油の漏出を防止するためのＯリング８０が装着される。
【００７４】
また、前記円筒部材７８の外周面の一端部には、図示しないバンドを介してブーツ（図示せず）を係止するための環状溝部８２が形成されている。この場合、前記円筒部材７８は、図示しない鉄板をプレス加工することにより形成され、前記環状溝部８２も同時にプレス加工によって形成される。
【００７５】
従って、第２の実施の形態に係る等速ジョイント７０では、従来技術において機械加工によって行っていた環状溝部８２の成形を円筒部材７８のプレス加工によって略同時に遂行することができるため、機械加工による工程を削減することができるという利点がある。
【００７６】
その他の構成および作用効果は前述した第１の実施の形態に係る等速ジョイント１０と同一であるため、その詳細な説明を省略する。
【００７７】
なお、第１および第２の実施の形態では、３つのトラニオン２８ａ〜２８ｃ、３３ａ〜３３ｃが設けられたトリポートタイプの等速ジョイント１０、７０を用いて説明しているがこれに限定されるものではなく、図示しないバイポットタイプの等速ジョイントにも適用可能であることは勿論である。
【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００７９】
すなわち、トラニオンに球面を設け、前記球面に対応する凹部が形成された第１環状部材との間で摺動変位するとともに、前記トラニオンと第１環状部材とが該トラニオンの軸線方向に沿って変位自在に設けられることにより、スライド抵抗を減少させ誘起スラスト力を低減させることができる。
【００８０】
また、トラニオンと第１環状部材の凹部とが、それぞれ面接触して接触面圧を低減させることにより、等速ジョイントの耐久性を向上させることができる。
【００８１】
さらに、トラニオンがアウタ部材の軸線方向に沿って変位する際、姿勢保持手段を介して第２環状部材が前記軸線方向と略平行となるように、その姿勢が保持される。この結果、すべり摩擦に起因するフリクションが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る等速ジョイントの長手方向と略直交する方向の縦断面図である。
【図２】図１に示す等速ジョイントの一部拡大縦断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図４】アウタカップ内に配設されたインナ部材の分解斜視図である。
【図５】等速ジョイントを構成するトラニオンの変形例を示す一部拡大断面図である。
【図６】図３のトラニオンの頭部に形成された第１曲面の変形例を示す一部省略縦断面図である。
【図７】前記インナ部材を構成する内側ローラの斜視図である。
【図８】図７に示される内側ローラの平面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った縦断面図である。
【図１０】図８のＸ−Ｘ線に沿った縦断面図である。
【図１１】内側ローラをトラニオンに装着するための設定条件に供される説明図である。
【図１２】内側ローラをトラニオンに装着するための設定条件に供される説明図である。
【図１３】図７の内側ローラの変形例を示す斜視図である。
【図１４】図１３に示される内側ローラの平面図である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿った縦断面図である。
【図１６】図１４のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った縦断面図である。
【図１７】トラニオンの変形例を示す一部縦断面図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態に係る等速ジョイントの長手方向と略直交する方向の部分縦断面図である。
【図１９】図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿った縦断面図である。
【図２０】図１８の等速ジョイントを構成するアウタカップの分解斜視図である。
【図２１】従来技術に係る等速ジョイントの一部省略縦断面図である。
【図２２】従来技術に係る等速ジョイントの一部省略横断面図である。
【符号の説明】
１０、７０…等速ジョイント １２、７２…アウタカップ
１８…案内軌道 ２０…天井部
２２ａ、２２ｂ…側面部 ２４ａ、２４ｂ…溝部
２５…肩部 ２６…スパイダボス部
２８ａ〜２８ｃ、３３ａ〜３３ｃ…トラニオン
３０…首部 ３２…頭部
３４ａ、３４ｂ…曲面 ３６…球面
４０、４８…凹部 ４２、４２ａ…内側ローラ
４４…ニードルベアリング ４６…外側ローラ
５０…孔部 ５２、５２ａ、５２ｂ…切欠部
５６…環状凸部 ５８、６０…係合面
６２…外周面 ７４ａ〜７４ｃ…膨出部
７６…本体部 ７８…円筒部材
８２…環状溝部
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、自動車の駆動力伝達部において、一方の伝達軸と他方の伝達軸とを連結させる等速ジョイントおよびその組み付け方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車の駆動力伝達部では、一方の伝達軸と他方の伝達軸とを連結し回転力を各車軸へと伝達する等速ジョイントが用いられている（特開平７−１０３２５１号公報参照）。
【０００３】
この種の従来技術に係る等速ジョイントを図２１および図２２に示す。
【０００４】
この等速ジョイント１は、相互に対向する案内軌道２ａ、２ｂがアウタジョイント３の内壁面に形成され、前記案内軌道２ａ、２ｂの間には球形状のトリポートジャーナル４が配設される。前記トリポートジャーナル４には内ローラ５が外嵌され、前記内ローラ５の外周面には複数のニードル軸受６を介して外ローラ７が支承される。
【０００５】
この場合、トリポートジャーナル４および外ローラ７の周面には、継手の両回転方向の対向した側に、前記トリポートジャーナル４の軸線と略平行に延在する面８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂがそれぞれ形成されている。この面８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂにより、トリポートジャーナル４に対して付与される周方向に有効な力が２つの分力に分解されるようにしており、このように構成することによってトルク負荷の下で接面圧力の分布向上が達成されるとしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の従来技術に係る等速ジョイント１では、例えば、トリポートジャーナル４の周面に形成された面８ｂによって内ローラ５に対して付与される分力Ｆ１ 、Ｆ２ が比較的高い荷重からなるため、トリポートジャーナル４と内ローラ５との間における矢印方向の接面圧力が他の周面における接面圧力と比較して増大するという不都合があり、これが耐久性を劣化させる問題につながっている。
【０００７】
また、従来技術に係る等速ジョイント１では、ニードル軸受６を介して内ローラ５および外ローラ７が案内軌道２ａ、２ｂに保持され、前記案内軌道２ａ、２ｂに保持された内ローラ５の内壁面に沿ってトリポートジャーナル４が上下方向に沿って変位するように設けられている。このため、従来技術に係る等速ジョイント１では、前記トリポートジャーナル４と内ローラ５との間における摺動面のスライド抵抗を低減させることができないという不都合がある。
【０００８】
本発明は、前記の種々の不都合を克服するためになされたものであり、一方の伝達軸が傾動してトラニオンが案内軌道に沿って変位する際に発生するスライド抵抗を低減させることにより誘起スラスト性能をより一層向上させ、しかも耐久性を向上させることが可能な等速ジョイントおよびその組み付け方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、所定間隔離間し軸線方向に沿って延在する複数の案内軌道が内壁面に設けられ、一方の伝達軸に連結される筒状のアウタ部材と、前記アウタ部材の開口する内空部内に挿入されて他方の伝達軸に連結されるインナ部材とを有する等速ジョイントにおいて、
前記案内軌道に向かって膨出し、相互に対向する第１曲面および第２曲面と前記第１曲面および第２曲面の間を周回する球面とを有するトラニオンと、
内周面に前記球面に対応して面接触する球面状の凹部が形成された第１環状部材と、
ベアリング部材を介して前記第１環状部材に外嵌され、前記案内軌道に接触して該案内軌道に沿って摺動すると共に、前記トラニオンの軸線方向に沿って前記第１環状部材と相対的に変位自在に設けられた第２環状部材と、
前記アウタ部材の軸線方向と略平行となるように前記第２環状部材の姿勢を保持する姿勢保持手段と、
を備え、
前記トラニオンは、リング状のスパイダボス部から膨出する首部と、前記首部に連続する頭部とが一体的に構成され、前記頭部の上面部には、アウタ部材の周方向に沿って断面円弧状に切り欠かれた前記第１曲面が形成され、前記上面部に連続する外周面には、前記球面が形成され、
前記第１環状部材の内周面には、球面状の凹部に連続する略楕円形状の切欠部が設けられ、前記略楕円形状の切欠部と、前記切欠部を介して第１環状部材の孔部内に嵌入されるトラニオンは、下記の式（１）乃至式（３）を充足するように設定されることを特徴とする。
【数１】
【００１１】
また、案内軌道を構成する天井部の両端部に相互に対向して形成されアウタ部材の軸線方向に沿って延在する一組の溝部と、第２環状部材の外周面に沿って形成され、前記溝部に係合する環状凸部とを有する姿勢保持手段を設けるとよい。
【００１２】
さらに、前記環状凸部は、案内軌道を構成する断面円弧状の天井部に係合する第１係合面と、溝部に形成された略平坦な肩部に係合する第２係合面とを有し、前記第１環状部材の内周面には、球面状の凹部に連続する略楕円形状の切欠部を設けるとよい。
【００１３】
略楕円形状の切欠部と、前記切欠部を介して第１環状部材の孔部内に嵌入されるトラニオンとを、下記の式（１）乃至式（３）を充足するように設定するとよい。
【００１４】
【数７】
【数８】
【数９】
但し、θは組み付け角度、Ｒはトラニオンの球面の半径、Ｈはトラニオンの球面幅、ｒは第１環状部材の切欠部の短半径、ｈは第１環状部材の幅、ｄはトラニオンの半径、Ｘは組み付け角度がθだけ傾斜した時のトラニオンの球面の投影長幅、Ｙは組み付け角度がθだけ傾斜した時のトラニオンの球面の投影短幅とする。
【００１８】
なお、前記首部は、スパイダボス部の中央部から偏位した部位に設けてもよい。
【００１９】
前記アウタ部材は、軸線方向に沿って延在し軸心の回りにそれぞれ所定角度の間隔をおいて形成された複数の膨出部を有し、隣接する膨出部との間で案内軌道を形成する本体部と、前記膨出部を外嵌する円筒部材とから構成するとよい。
【００２０】
さらにまた、前記ベアリング部材は、第１環状部材の外周面または第２環状部材の内周面に保持された複数のニードルベアリングからなり、第１環状部材と第２環状部材とは、前記ニードルベアリングに対する摺動作用下にトラニオンの軸線方向に沿って相対的に変位自在に設けられる。
【００２１】
さらに本発明は、トラニオンが、リング状のスパイダボス部から膨出する首部と、前記首部に連続する頭部とが一体的に構成され、前記頭部の上面部には、アウタ部材の周方向に沿って断面円弧状に切り欠かれた前記第１曲面が形成され、前記上面部に連続する外周面には、前記球面が形成され、第１環状部材に対して前記トラニオンを所定角度傾斜させ、前記略楕円形状の切欠部に沿ってトラニオンの前記球面を前記第１環状部材の球面状の凹部内に挿入することにより、前記第１環状部材の孔部内にトラニオンを装着してもよい。
【００２２】
第１環状部材の孔部内にトラニオンを装着する際、前記略楕円形状の切欠部と、前記切欠部を介して第１環状部材の孔部内に嵌入されるトラニオンとを、下記の式（１）乃至式（３）を充足するように設定されるとよい。
【００２３】
【数１０】
【数１１】
【数１２】
但し、θは組み付け角度、Ｒはトラニオンの球面の半径、Ｈはトラニオンの球面幅、ｒは環状部材の切欠部の短半径、ｈは環状部材の幅、ｄはトラニオンの半径、Ｘは組み付け角度がθだけ傾斜した時のトラニオンの球面の投影長幅、Ｙは組み付け角度がθだけ傾斜した時のトラニオンの球面の投影短幅とする。
【００２８】
本発明によれば、トラニオンに球面を設け、前記球面に対応する凹部が形成された第１環状部材との間で摺動変位するとともに、前記トラニオンと第１環状部材とが該トラニオンの軸線方向に沿って変位自在に設けられることにより、スライド抵抗を減少させ誘起スラスト力を低減させることができる。
【００２９】
また、トラニオンがアウタ部材の軸線方向に沿って変位する際、姿勢保持手段を介して第２環状部材が前記軸線方向と略平行となるように、その姿勢が保持される。この結果、すべり摩擦に起因するフリクションが抑制される。
【００３０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る等速ジョイントおよびその組み付け方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００３１】
図１および図２において、参照数字１０は、本発明の第１の実施の形態に係る等速ジョイントを示す。
【００３２】
この等速ジョイント１０は、図示しない第１軸の一端部に一体的に連結されて開口部を有する筒状のアウタカップ（アウタ部材）１２と、第２軸１３の一端部に固着されてアウタカップ１２の孔部１４内に収納されるインナ部材１６とから基本的に構成される。なお、前記アウタカップ１２は、一体的に形成されている。
【００３３】
前記アウタカップ１２の内壁面には、図１に示されるように、軸線方向に沿って延在し、軸心の回りにそれぞれ約１２０度の間隔をおいて３本の案内軌道１８が形成される。
【００３４】
前記案内軌道１８は、図２に示されるように、アウタカップ１２の軸心を中心として断面円弧状に形成された天井部２０と、アウタカップ１２の軸線方向に沿って延在する平面状に形成され前記天井部２０の両側に相互に対向して形成された側面部２２ａ、２２ｂと、前記天井部２０の両端部に相互に対向して形成され軸線方向に沿って延在する溝部２４ａ、２４ｂとから構成される。なお、前記溝部２４ａ、２４ｂには、側面部２２ａ、２２ｂと略直交する平面状の肩部２５が形成されている。
【００３５】
第２軸１３にはリング状のスパイダボス部２６が外嵌され、前記スパイダボス部２６の外周面には、それぞれ案内軌道１８に向かって膨出し軸心の回りに約１２０度の間隔をおいて３本のトラニオン２８ａ〜２８ｃが一体的に形成される。各トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）は、図４に示されるように、リング状のスパイダボス部２６から半径外方向に向かって膨出する首部３０と、前記首部３０と一体的に構成され、薄肉の扁平状に形成された頭部３２とを有する。なお、図５に示されるように、円柱状のトラニオン３３ａ（３３ｂ、３３ｃ）に対し、外周面にリング体３５を圧入して形成してもよい。
【００３６】
前記頭部３２の上面部には、アウタカップ１２の軸線方向から見ると所定の曲率からなる円弧状に形成され（図２参照）、且つアウタカップ１２の軸線と直交する方向から見ると直線状に形成された第１曲面３４ａが設けられている（図３参照）。この場合、前記第１曲面３４ａの形状は、図３に示されるように、アウタカップ１２の軸線と直交する方向からみて直線状に限定されるものではなく、図６に示されるように、所定の曲率からなる円弧状に形成してもよい。
【００３７】
また、前記頭部３２の下面部には、前記第１曲面３４ａと同様な第２曲面３４ｂが首部３０に連続するように形成されている。さらに、頭部３２は、第１曲面３４ａと第２曲面３４ｂとの間の外周面に形成された球面３６を有する。なお、各トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）において、前記第１曲面３４ａと球面３６との境界部分および第２曲面３４ｂと球面３６との境界部分には、断面曲線状の図示しない面取部を設けてもよい。
【００３８】
トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）と側面部２２ａ、２２ｂとの間には、図４に示されるように、リング体からなり内周面の全体にわたって前記トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３６に対応する球面状の凹部４０が形成された内側ローラ（第１環状部材）４２と、前記内側ローラ４２よりも大なる直径を有するリング体からなり、複数のニードルベアリング（ベアリング部材）４４を介して前記内側ローラ４２に外嵌される外側ローラ（第２環状部材）４６とを有する。
【００３９】
前記複数のニードルベアリング４４は、外側ローラ４６の内周面に形成された環状の凹部４８内に転動自在に装着され、キーストン効果によって前記凹部４８から脱落しないように組み込まれている。なお、図示しない保持金具等を用い、複数のニードルベアリング４４が内側ローラ４２の外周面に沿って装着されるように設けてもよい。
【００４０】
前記内側ローラ４２には、図７に示されるように、該内側ローラ４２の孔部５０に対してトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）を容易に組み込むために、上面部５４と内壁面との境界部分に略楕円形状の切欠部５２が形成されている。
【００４１】
なお、円柱状のトラニオン３３ａ（３３ｂ、３３ｃ）に対し、外周面にリング体３５を圧入して構成した場合、前記内側ローラ４２に代替して、図１３に示されるように、上面部５４と円形状の孔部５０の内壁面との境界部分に相互に対向する一組の円弧状の切欠部５２ａ、５２ｂが形成された内側ローラ４２ａを用いるとよい。
【００４２】
前記外側ローラ４６の外周面の上部側には、前記溝部２４ａ、２４ｂに対応する断面形状からなり半径外方向に向かって突出する環状凸部５６が形成され、前記環状凸部５６は、断面円弧状からなり天井部２０と接触する第１係合面５８と、平面状に形成されて肩部２５と接触する第２係合面６０とを有する。前記環状凸部５６の下部側には、側面部２２ａ、２２ｂと面接触する外周面６２が形成されている。
【００４３】
この場合、前記環状凸部５６は、外側ローラ４６がアウタカップ１２の軸線方向に沿って転動する際、第１係合面５８が天井部２０に係合し且つ第２係合面６０が肩部２５に係合することにより、前記軸線方向と略平行となるように外側ローラ４６の姿勢を保持する機能を有する。
【００４４】
前記トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３６と内側ローラ４２の凹部４０とは、それぞれ面接触するように設けられている。従って、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）は、内側ローラ４２に対して点Ｏ（図２参照）を中心として矢印Ａ方向に回動自在に設けられるとともに、該トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の軸線を回転中心として球面３６に沿った周方向（矢印Ｂ方向）に回動自在に設けられる。
【００４５】
また、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）および内側ローラ４２は、外側ローラ４６に保持されたニードルベアリング４４に対し、一体的に上下方向（矢印Ｃ方向）に沿って変位自在に設けられている。
【００４６】
さらに、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）は、溝部２４ａ、２４ｂに係合する環状凸部５６が設けられた外側ローラ４６を介して、案内軌道１８に沿ってアウタカップの軸線方向（矢印Ｄ方向）に摺動自在に設けられている。
【００４７】
本発明の第１の実施の形態に係る等速ジョイント１０は基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００４８】
図示しない第１軸が回転すると、その回転力は、アウタカップ１２を介してインナ部材１６に伝達され、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）を通じて第２軸１３が所定方向に回転する。
【００４９】
すなわち、アウタカップ１２の回転力は、案内軌道１８に接触する外側ローラ４６およびニードルベアリング４４を介して内側ローラ４２に伝達され、さらに、前記内側ローラ４２の凹部４０に面接触する球面３６を介してトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）に伝達されることにより前記トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）に係合する第２軸１３が回転する。
【００５０】
この場合、第１軸を有するアウタカップ１２に対して第２軸１３が所定角度傾斜すると、内側ローラ４２に形成された球面状の凹部４０に対してトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３６が面接触した状態を保持しながら、前記トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）は点Ｏを回動中心として矢印Ａ方向に摺動変位し、あるいはトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の軸線を回転中心として球面状の凹部４０に沿って周方向（矢印Ｂ方向）に摺動変位する。
【００５１】
また、前記トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）は、外側ローラ４６に保持されたニードルベアリング４４に対して摺動する内側ローラ４２と一体的に、該トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の軸線方向（矢印Ｃ方向）に沿って変位する。
【００５２】
さらに、前記トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）は、案内軌道１８に沿って摺動する外側ローラ４６を介して、該トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の軸線と略直交する方向、すなわち、案内軌道１８の長手方向に沿って変位する。この場合、第１係合面５８が天井部２０に係合し且つ第２係合面６０が肩部２５に係合することにより、アウタカップ１２の軸線方向と略平行となるように外側ローラ４６の姿勢が保持される。
【００５３】
従って、アウタカップ１２の軸線方向と略平行となるように外側ローラ４６の姿勢を保つことにより、該外側ローラ４６のすべり摩擦を減少させ、前記すべり摩擦に起因するフリクションの発生を抑制することができる。
【００５４】
なお、前記外側ローラ４６は、環状凸部５６および外周面６２を介して案内軌道１８に沿って摺動するとともに、内側ローラ４２との間に介装されたニードルベアリング４４を介して案内軌道１８を転動するように設けられているため、摩擦係数を減少させることができる。また、外側ローラ４６は、案内軌道１８に対して環状凸部５６および外周面６２を介して面接触しているため接触面積が増大し、接触面圧を低減させることができる。
【００５５】
このようにして、第１軸の回転運動は、アウタカップ１２に対する第２軸１３の傾斜角度に影響されることなく該第２軸１３に円滑に伝達される。
【００５６】
第１の実施の形態では、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の側面に球面３６を設け、前記球面３６に対応する凹部４０が形成された内側ローラ４２との間で摺動変位するとともに、前記トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）と内側ローラ４２とが該トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の軸線方向に沿って変位自在に設けられることにより、スライド抵抗を減少させ誘起スラスト力を低減させることができる。また、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）と内側ローラ４２の凹部４０とが、それぞれ面接触して接触面圧を低減させることにより、等速ジョイント１０の耐久性を向上させることができる。
【００５７】
換言すると、従来技術では、トリポートジャーナル４の軸線方向に対する変位を、内ローラ５とトリポートジャーナル４との摺動によって行っているのに対し、本実施の形態では、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）と一体的に変位する内側ローラ４２とニードルベアリング４４との摺動によって行っている。この結果、本実施の形態では、従来技術と比較して、変位時におけるフリクションを小さくしてスライド抵抗を減少させることができる。
【００５８】
なお、前記「誘起スラスト力」とは、案内軌道１８に沿ってトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）が変位することによって発生する摩擦抵抗に起因する荷重をいう。
【００５９】
次に、本発明の実施の形態に係る等速ジョイントの組み付け方法について、内側ローラ４２の孔部５０内にトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）を装着する場合を例にして以下説明する。
【００６０】
略楕円形状の切欠部５２が設けられた内側ローラ４２（図７参照）では、図１２に示されるように、前記内側ローラ４２に対してトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）を角度θだけ傾斜させて前記略楕円形状の切欠部５２に沿ってトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）を挿入することにより、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）に対して内側ローラ４２が装着される。この場合、第２軸１３は、図１２中、紙面と略直交する方向に延在している。
【００６１】
なお、図１１および図１２中、θは組み付け角度、Ｒはトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３６の半径、Ｈはトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面幅、ｒは内側ローラ４２の切欠部５２の短半径、ｈは内側ローラ４２の幅、ｄはトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の半径、Ｘは組み付け角度がθだけ傾斜した時のトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３６の投影長幅、Ｙは組み付け角度がθだけ傾斜した時のトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３６の投影短幅、δは内側ローラ４２の切欠部５２とトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の首部３０とのクリアランスを、それぞれ示している。
【００６２】
この場合、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の球面３６の投影短幅Ｙが２Ｒ（球面の直径）よりも小さくなる（内側ローラ４２の幅ｈ内に球面３６を確保する）ための条件は、次の式（１）で表される。
【００６３】
【数１３】
また、Ｙ＜Ｘとなるための条件は、次の式（２）で表される。
【００６５】
【数１４】
さらに、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）と内側ローラ４２とが干渉しないための条件としては、次の式（３）で表される。
【００６７】
【数１５】
上記式（１）、式（２）および式（３）を充足するように、トラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）および内側ローラ４２の切欠部５２の形状を設定する。なお、組み付け角度θは、図１２中の紙面（３本のトラニオン２８ａ〜２８ｃの軸芯を含む面）上において、等速ジョイント１０の作動角度（第１軸と第２軸１３とによって形成される角度）に基づいて決定される内側ローラ４２の軸線とトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）の軸線とがなす角度よりも大きく設定されているものとする。
【００６９】
一方、相互に対向する一組の切欠部５２ａ、５２ｂが設けられた内側ローラ４２ａ（図１３参照）に対し、リング体３５が圧入された円柱状のトラニオン３３ａ（３３ｂ、３３ｃ）（図５参照）を装着する場合には、前記内側ローラ４２ａの上面部５４とトラニオン３３ａ（３３ｂ、３３ｃ）の上面部とを略直交させた状態において、一組の切欠部５２ａ、５２ｂに沿ってトラニオン３３ａ（３３ｂ、３３ｃ）の球面３６を内側ローラ４２ａの凹部４０内に挿入し、前記トラニオン３３ａ（３３ｂ、３３ｃ）の軸線が内側ローラ４２ａの上面部と略直交するように該トラニオン３３ａ（３３ｂ、３３ｃ）を傾動させることにより、トラニオン３３ａ（３３ｂ、３３ｃ）に対して内側ローラ４２ａが装着される。
【００７０】
また、スパイダボス部２６から膨出形成されたトラニオン２８ａ（２８ｂ、２８ｃ）を、図１７に示されるように、リング状のスパイダボス部２６の中央部から軸線方向に沿って首部３０を偏位させた部位に設けるようにしてもよい。
【００７１】
次に、本発明の第２の実施の形態に係る等速ジョイント７０を図１８乃至図２０に示す。なお、第１の実施の形態に係る等速ジョイント１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７２】
第１の実施の形態に係る等速ジョイント１０では、アウタカップ１２を一体的に形成しているのに対し、第２の実施の形態に係る等速ジョイント７０では、アウタカップ７２を２つの部材によって構成している点で異なる。
【００７３】
すなわち、第２の実施の形態に係る等速ジョイント７０において、アウタカップ７２は、図２０に示されるように、軸線方向に沿って延在し軸心の回りにそれぞれ約１２０度の間隔をおいて形成された３つの膨出部７４ａ〜７４ｃを有し、隣接する膨出部７４ａ〜７４ｃとの間で案内軌道１８を形成する本体部７６と、前記膨出部７４ａ〜７４ｃを外嵌する円筒部材７８とから構成される。前記本体部７６と円筒部材７８との連結部分には、内部に充填される潤滑油の漏出を防止するためのＯリング８０が装着される。
【００７４】
また、前記円筒部材７８の外周面の一端部には、図示しないバンドを介してブーツ（図示せず）を係止するための環状溝部８２が形成されている。この場合、前記円筒部材７８は、図示しない鉄板をプレス加工することにより形成され、前記環状溝部８２も同時にプレス加工によって形成される。
【００７５】
従って、第２の実施の形態に係る等速ジョイント７０では、従来技術において機械加工によって行っていた環状溝部８２の成形を円筒部材７８のプレス加工によって略同時に遂行することができるため、機械加工による工程を削減することができるという利点がある。
【００７６】
その他の構成および作用効果は前述した第１の実施の形態に係る等速ジョイント１０と同一であるため、その詳細な説明を省略する。
【００７７】
なお、第１および第２の実施の形態では、３つのトラニオン２８ａ〜２８ｃ、３３ａ〜３３ｃが設けられたトリポートタイプの等速ジョイント１０、７０を用いて説明しているがこれに限定されるものではなく、図示しないバイポットタイプの等速ジョイントにも適用可能であることは勿論である。
【００７８】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００７９】
すなわち、トラニオンに球面を設け、前記球面に対応する凹部が形成された第１環状部材との間で摺動変位するとともに、前記トラニオンと第１環状部材とが該トラニオンの軸線方向に沿って変位自在に設けられることにより、スライド抵抗を減少させ誘起スラスト力を低減させることができる。
【００８０】
また、トラニオンと第１環状部材の凹部とが、それぞれ面接触して接触面圧を低減させることにより、等速ジョイントの耐久性を向上させることができる。
【００８１】
さらに、トラニオンがアウタ部材の軸線方向に沿って変位する際、姿勢保持手段を介して第２環状部材が前記軸線方向と略平行となるように、その姿勢が保持される。この結果、すべり摩擦に起因するフリクションが抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る等速ジョイントの長手方向と略直交する方向の縦断面図である。
【図２】図１に示す等速ジョイントの一部拡大縦断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図４】アウタカップ内に配設されたインナ部材の分解斜視図である。
【図５】等速ジョイントを構成するトラニオンの変形例を示す一部拡大断面図である。
【図６】図３のトラニオンの頭部に形成された第１曲面の変形例を示す一部省略縦断面図である。
【図７】前記インナ部材を構成する内側ローラの斜視図である。
【図８】図７に示される内側ローラの平面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った縦断面図である。
【図１０】図８のＸ−Ｘ線に沿った縦断面図である。
【図１１】内側ローラをトラニオンに装着するための設定条件に供される説明図である。
【図１２】内側ローラをトラニオンに装着するための設定条件に供される説明図である。
【図１３】図７の内側ローラの変形例を示す斜視図である。
【図１４】図１３に示される内側ローラの平面図である。
【図１５】図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿った縦断面図である。
【図１６】図１４のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿った縦断面図である。
【図１７】トラニオンの変形例を示す一部縦断面図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態に係る等速ジョイントの長手方向と略直交する方向の部分縦断面図である。
【図１９】図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線に沿った縦断面図である。
【図２０】図１８の等速ジョイントを構成するアウタカップの分解斜視図である。
【図２１】従来技術に係る等速ジョイントの一部省略縦断面図である。
【図２２】従来技術に係る等速ジョイントの一部省略横断面図である。
【符号の説明】
１０、７０…等速ジョイント １２、７２…アウタカップ
１８…案内軌道 ２０…天井部
２２ａ、２２ｂ…側面部 ２４ａ、２４ｂ…溝部
２５…肩部 ２６…スパイダボス部
２８ａ〜２８ｃ、３３ａ〜３３ｃ…トラニオン
３０…首部 ３２…頭部
３４ａ、３４ｂ…曲面 ３６…球面
４０、４８…凹部 ４２、４２ａ…内側ローラ
４４…ニードルベアリング ４６…外側ローラ
５０…孔部 ５２、５２ａ、５２ｂ…切欠部
５６…環状凸部 ５８、６０…係合面
６２…外周面 ７４ａ〜７４ｃ…膨出部
７６…本体部 ７８…円筒部材
８２…環状溝部
Claims (7)
- 所定間隔離間し軸線方向に沿って延在する複数の案内軌道が内壁面に設けられ、一方の伝達軸に連結される筒状のアウタ部材と、前記アウタ部材の開口する内空部内に挿入されて他方の伝達軸に連結されるインナ部材とを有する等速ジョイントにおいて、
前記案内軌道に向かって膨出し、相互に対向する第１曲面および第２曲面と前記第１曲面および第２曲面の間を周回する球面とを有するトラニオンと、
内周面に前記球面に対応して面接触する球面状の凹部が形成された第１環状部材と、
ベアリング部材を介して前記第１環状部材に外嵌され、前記案内軌道に接触して該案内軌道に沿って摺動すると共に、前記トラニオンの軸線方向に沿って前記第１環状部材と相対的に変位自在に設けられた第２環状部材と、
前記アウタ部材の軸線方向と略平行となるように前記第２環状部材の姿勢を保持する姿勢保持手段と、
を備え、
前記トラニオンは、リング状のスパイダボス部から膨出する首部と、前記首部に連続する頭部とが一体的に構成され、前記頭部の上面部には、アウタ部材の周方向に沿って断面円弧状に切り欠かれた前記第１曲面が形成され、前記上面部に連続する外周面には、前記球面が形成され、
前記第１環状部材の内周面には、球面状の凹部に連続する略楕円形状の切欠部が設けられ、前記略楕円形状の切欠部と、前記切欠部を介して第１環状部材の孔部内に嵌入されるトラニオンは、下記の式（１）乃至式（３）を充足するように設定されることを特徴とする等速ジョイント。
- 請求項１記載の等速ジョイントにおいて、
前記姿勢保持手段は、案内軌道を構成する天井部の両端部に相互に対向して形成されアウタ部材の軸線方向に沿って延在する一組の溝部と、第２環状部材の外周面に沿って形成され、前記溝部に係合する環状凸部とを有することを特徴とする等速ジョイント。 - 請求項２記載の等速ジョイントにおいて、
前記環状凸部は、案内軌道を構成する断面円弧状の天井部に係合する第１係合面と、溝部に形成された略平坦な肩部に係合する第２係合面とを有することを特徴とする等速ジョイント。 - 請求項１記載の等速ジョイントにおいて、
前記首部は、スパイダボス部の中央部から偏位した部位に設けられることを特徴とする等速ジョイント。 - 請求項１記載の等速ジョイントにおいて、
前記アウタ部材は、軸線方向に沿って延在し軸心の回りにそれぞれ所定角度の間隔をおいて形成された複数の膨出部を有し、隣接する膨出部との間で案内軌道を形成する本体部と、前記膨出部を外嵌する円筒部材とからなることを特徴とする等速ジョイント。 - 請求項１記載の等速ジョイントにおいて、
前記ベアリング部材は、第１環状部材の外周面または第２環状部材の内周面に保持された複数のニードルベアリングからなり、第１環状部材と第２環状部材とは、前記ニードルベアリングに対する摺動作用下にトラニオンの軸線方向に沿って相対的に変位自在に設けられることを特徴とする等速ジョイント。 - 所定間隔離間し軸線方向に沿って延在する複数の案内軌道が内壁面に設けられ、一方の伝達軸に連結される筒状のアウタ部材と、前記アウタ部材の開口する内空部内に挿入されて他方の伝達軸に連結されるインナ部材とを有する等速ジョイントの組み付け方法であって、
前記インナ部材は、前記案内軌道に向かって膨出し、相互に対向する第１曲面および第２曲面と前記第１曲面および第２曲面の間を周回する球面とを有するトラニオンと、内周面に前記球面に対応して面接触する球面状の凹部が形成された第１環状部材と、ベアリング部材を介して前記第１環状部材に外嵌され、前記案内軌道に接触して該案内軌道に沿って摺動すると共に、前記トラニオンの軸線方向に沿って前記第１環状部材と相対的に変位自在に設けられた第２環状部材と、前記アウタ部材の軸線方向と略平行となるように前記第２環状部材の姿勢を保持する姿勢保持手段とを備え、
前記トラニオンは、リング状のスパイダボス部から膨出する首部と、前記首部に連続する頭部とが一体的に構成され、前記頭部の上面部には、アウタ部材の周方向に沿って断面円弧状に切り欠かれた前記第１曲面が形成され、前記上面部に連続する外周面には、前記球面が形成され、
前記第１環状部材の内周面には、球面状の凹部に連続する略楕円形状の切欠部が設けられ、
前記第１環状部材に対して前記トラニオンを所定角度傾斜させ、前記略楕円形状の切欠部に沿って前記トラニオンの前記球面を前記第１環状部材の球面状の凹部内に挿入することにより、前記第１環状部材の孔部内にトラニオンが装着され、
前記略楕円形状の切欠部と、前記切欠部を介して前記第１環状部材の孔部内に嵌入されるトラニオンは、下記の式（１）乃至式（３）を充足するように設定されることを特徴とする等速ジョイントの組み付け方法。
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