JP3692663B2

JP3692663B2 - Tripod type constant velocity joint

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Publication number: JP3692663B2
Application number: JP29029796A
Authority: JP
Inventors: 実石島; 康允水越; 幸博池田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1996-10-31
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2016-10-31
Also published as: JPH10131979A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係るトリポード型等速ジョイントは、例えば自動車の駆動系に組み込み、非直線上に存在する回転軸同士の間で、回転力の伝達を行なう場合に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の駆動系に組み込む等速ジョイントの一種として従来から、トリポード型等速ジョイントが広く使用されている。例えば特開昭６３−１８６０３６号公報、同６２−２３３５２２号公報には、図４〜５に示す様なトリポード型の等速ジョイント１が記載されている。この等速ジョイント１は、駆動軸等である第一の回転軸２の端部に固定する中空筒状のハウジング３と、車輪側の回転軸等である第二の回転軸４の端部に固定するトリポード５とを備える。上記ハウジング３の内周面で円周方向等間隔の３個所位置には凹部６、６を、それぞれ上記内周面から上記ハウジング３の直径方向外方に向け形成している。
【０００３】
一方、第二の回転軸４の端部に固定するトリポード５は、上記第二の回転軸４の端部に固定する為のボス部７と、このボス部７の外周面で円周方向等間隔の３個所位置に形成したトラニオン８、８とから構成する。それぞれ円柱状に形成したこれら各トラニオン８、８の周囲にそれぞれローラ９、９を、ニードル軸受１０を介して回転自在に、且つ軸方向に亙る若干の変位自在に支持している。そして、これら各ローラ９、９を上記ハウジング３内周面の凹部６、６に嵌合させる事により、等速ジョイント１を構成している。尚、上記各凹部６、６を構成するそれぞれ１対ずつの内側面１１、１１は、それぞれ円弧状凹面としている。従って、上記各ローラ９、９はこれら１対の内側面１１、１１同士の間に、転動及び揺動自在に支持される。
【０００４】
上述の様に構成される等速ジョイント１の使用時、例えば第一の回転軸２が回転すると、この回転力は、ハウジング３から、ローラ９、９、ニードル軸受１０、トラニオン８、８を介して、トリポード５のボス部７に伝わる。そして、このボス部７を端部に固定した第二の回転軸４を回転させる。又、第一の回転軸２の中心軸と第二の回転軸４の中心軸とが不一致の場合（等速ジョイント１にジョイント角が存在した場合）には、これら両回転軸２、４の回転に伴って上記各トラニオン８、８が、上記各凹部６、６の内側面１１、１１に対して、図４〜５に示す様にトリポード５のボス部７を中心として揺動する方向に変位する。この際、上記各トラニオン８、８の周囲に支承されたローラ９、９が、上記各凹部６、６の内側面上を転動すると共に、上記各トラニオン８、８の軸方向に変位する。これらの動きにより、周知の様に、第一、第二の両回転軸２、４の間で等速性を確保する。
【０００５】
上述の様に構成され作用する等速ジョイント１の場合、ジョイント角が存在する状態で第一、第二の回転軸２、４を回転させると、上記各ローラ９、９が複雑な運動を行なう。即ち、この状態で上記各ローラ９、９は、上記各内側面１１、１１に沿ってハウジング３の軸方向に向きを変えながら移動し、しかもトラニオン８、８の軸方向に変位する。上記各ローラ９、９にこの様に複雑な動きをさせると、これら各ローラ９、９の外周面と上記各内側面１１、１１との間の相対変位が必ずしも円滑に行なわれなくなって、これら両面間に比較的大きな摩擦が発生する。この結果、図４〜５に示す様な構造の等速ジョイント１の場合には、１回転３次の軸力が発生する。そして、自動車に組み込まれ大きなジョイント角を付した状態で大きなトルクを伝達する際等、著しい場合にはシャダー（ｓｈｕｄｄｅｒ）と呼ばれる振動が発生する事が知られている。
【０００６】
この様な原因で発生する振動を抑える為の構造として、前記特開昭６３−１８６０３６号公報には、図６〜８に示す様な等速ジョイント１ａが記載されている。この改良型の等速ジョイント１ａの場合には、各トラニオン８、８の周囲に設けるローラ９ａ、９ａを、それぞれ内側ローラ１２と外側ローラ１３とから構成している。このうちの内側ローラ１２は、内周面を円筒面に、外周面を球状凸面に、それぞれ形成し、軸受１４により上記各トラニオン８、８の周囲に、回転のみ自在に支持している。又、上記外側ローラ１３は、内周面を円筒面とし、上記内側ローラ１２の周囲に、揺動及びこの内側ローラ１２の軸方向に亙る変位自在に嵌合させている。又、上記外側ローラ１３の外周面は、ハウジング３の内周面に形成した凹部６、６毎に１対ずつ設けられたガイド面３１、３１に、上記ハウジング３の軸方向（図６、８の左右方向、図７の表裏方向）に亙る変位のみ自在に転接させている。
【０００７】
上述の様に構成される改良型の等速ジョイント１ａの場合には、ローラ９ａ、９ａがハウジング３の軸方向に亙って変位する事は、これら各ローラ９ａ、９ａを構成する外側ローラ１３、１３の転動により許容する。又、ローラ９ａ、９ａがトリポード５を中心として揺動及びトラニオン８、８の軸方向に亙って変位する事は、上記各ローラ９ａ、９ａを構成する内側ローラ１２が上記各外側ローラ１３、１３に対して揺動及び摺動する事により許容する。これら外側、内側各ローラ１３、１２の外周面が相手面に対して行なう変位は、図４〜５に示した構造でローラ９、９が内側面１１、１１及びトラニオン８、８に対して行なう変位に比べて単純であり、安定した変位を行なえる。従って、等速ジョイント１ａの回転に伴って発生する軸力を低減し、大きなジョイント角を付した状態で大きなトルクを伝達する際にも、不快な振動が発生する事を抑えられる。
【０００８】
【先発明の説明】
更に、図６〜８に示した従来構造の第２例の構造の弱点をなくして、トリポード型等速ジョイントの耐久性を確保する為の新たな構造として特願平８−４０７３号、同８−１３８３３５号には、図９〜１１に示す様な構造が記載されている。この先発明の構造の場合も、軸方向一端側が開口した中空筒状のハウジング３ａは、その他端側（図９の背面側）中心部を、図示しない第一の回転軸の端部に固定する。一方、トリポード５は、やはり図示しない第二の回転軸の端部に固定する。
【０００９】
上記ハウジング３ａの内周面には３個の凹部６ａ、６ａを、円周方向に関して等間隔に、このハウジング３ａの直径方向外方に向けて形成している。又、これら各凹部６ａ、６ａの内面で互いに対向する部分には、各凹部６ａ、６ａ毎に１対ずつのガイド凹溝１５、１５を、それぞれ上記ハウジング３ａの軸方向（図９の表裏方向、図１０〜１１の左右方向）に亙り形成している。即ち、上記各凹部６ａ、６ａの内面の一部で互いに対向する部分は、両側部分よりも凹ませて、上記各ガイド凹溝１５、１５としている。上記各凹部６ａ、６ａ毎に１対ずつ設けたガイド凹溝１５、１５の底面１６、１６同士は、互いに平行にしている。又、これら各凹部６ａ、６ａ毎に１対ずつ設けたガイド凹溝１５、１５の幅Ｗ₁₅は、互いに等しくしている。
【００１０】
一方、上記トリポード５は、上記第二の回転軸の端部を固定自在な円筒状のボス部７の外周面に３本のトラニオン８、８を、円周方向に関して等間隔に固設している。これら各トラニオン８、８は、それぞれが上記３個の凹部６ａ、６ａ内に進入自在である。尚、上記ボス部７の内周面にはスプライン溝１７を形成して、このボス部７と上記第二の回転軸との間で大きな回転力の伝達を可能にしている。
【００１１】
上記各トラニオン８、８の外周面にはそれぞれ内側ローラ１２ａ、１２ａを、それぞれラジアルニードル軸受１８、１８を介して、回転自在且つ上記各トラニオン８、８の軸方向に亙る変位自在に支持している。これら各ラジアルニードル軸受１８、１８は、保持器を設けない、所謂総ころ軸受である。但し、負荷条件によっては、保持器付ニードル軸受を使用する事もできる。又、上記各トラニオン８、８の先端部で上記各ラジアルニードル軸受１８、１８よりも突出した部分には、円環状の抑えリング１９、１９を外嵌している。更に、上記各トラニオン８、８の先端部でこれら各抑えリング１９、１９よりも突出した部分に形成した係止溝２０には、止め輪２１を係止している。従って、上記各抑えリング１９、１９及び上記各ラジアルニードル軸受１８、１８を構成するニードル２２、２２が、上記各トラニオン８、８から抜け出る事はない。
【００１２】
又、図示の例では、上記各抑えリング１９、１９の外端縁部（ボス部７の外周面から遠い側の端部）に、直径方向外方に突出する係止鍔２３、２３を形成している。これら各係止鍔２３、２３の外径Ｄ₂₃は、上記各内側ローラ１２ａ、１２ａの内径Ｒ_12a よりも大きい（Ｄ₂₃＞Ｒ_12a ）。従って、これら各内側ローラ１２ａ、１２ａは、上記各トラニオン８、８に対して軸方向に変位自在ではあるが、その変位量は、上記ボス部７の外周面と上記係止鍔２３、２３とにより制限される。上記各内側ローラ１２ａ、１２ａの内周面は、上記各トラニオン８、８の軸方向に亙る変位を自在とすべく、円筒面２４としている。これに対して、これら各内側ローラ１２ａ、１２ａの外周面は、球状凸面２５としている。
【００１３】
上述の様に構成され、上記各トラニオン８、８の周囲に回転及び軸方向に亙る変位自在に支持された、上記各内側ローラ１２ａ、１２ａの周囲には、外側ローラ１３ａ、１３ａを支持している。そして、これら各外側ローラ１３ａ、１３ａの外周面を、前記各凹部６ａ、６ａ毎に１対ずつ設けられたガイド凹溝１５、１５に、前記ハウジング３ａの軸方向に亙る変位のみ自在に転接させる、円筒面状の転動面としている。この為に、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの外径Ｄ_13a は、対をなすガイド凹溝１５、１５の（底面１６、１６同士の）間隔Ｄ₁₅よりも僅かに小さく（Ｄ_13a ＜Ｄ₁₅）している。又、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの幅Ｗ_13a は、上記各ガイド凹溝１５、１５の幅Ｗ₁₅よりも僅かに小さく（Ｗ_13a ＜Ｗ₁₅）している。
【００１４】
又、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの内周面は、球状凹面２６としている。そして、この球状凹面２６の中心点を各外側ローラ１３ａ、１３ａの中心軸上に置く事により、これら球状凹面２６と球状凸面２５とを揺動変位自在に組み合わせ自在としている。上記外側ローラ１３ａ、１３ａは、これら球状凹面２６と球状凸面２５とを嵌合させる事により、上記各内側ローラ１２ａの外側に揺動自在に外嵌している。尚、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの内周面の直径方向反対側２個所位置には、これら各外側ローラ１３ａ、１３ａの内側に上記各内側ローラ１２ａ、１２ａを嵌合させる為の入れ溝２７、２７を形成している。尚、これら各入れ溝２７、２７に関しては、実開平５−６７８２１号公報等に記載されている様に、従来から周知である。
【００１５】
上述の様に構成される先発明のトリポード型等速ジョイントの場合、各内側ローラ１２ａ、１２ａ及び外側ローラ１３ａ、１３ａがハウジング３ａの軸方向に亙って変位する事は、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａがガイド凹溝１５、１５に対して転動する事により許容する。又、トラニオン８、８がトリポード５のボス部７を中心として揺動する事は、上記各内側ローラ１２ａ、１２ａが上記各外側ローラ１３ａ、１３ａに対して揺動する事により許容する。又、上記各内側ローラ１２ａ、１２ａ及び外側ローラ１３ａ、１３ａが前記各トラニオン８、８の軸方向に変位する事は、ラジアルニードル軸受１８、１８を介して上記各トラニオン８、８に支持された上記各内側ローラ１２ａ、１２ａが、これら各トラニオン８、８に対して変位する事により許容する。更に、先発明のトリポード型等速ジョイントの場合には、構成各部材同士の当接部が比較的広い面積で摺接する為、これら構成各部材の摩耗及び早期剥離を低減できる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様に構成される先発明のトリポード型等速ジョイントの場合、各外側ローラ１３ａ、１３ａの外側面とガイド凹溝１５、１５の内側面との摺接に基づく摩擦抵抗が安定せず、必ずしも伝達効率が良くない。この理由に就いて、図１２〜１４により説明する。
【００１７】
図４〜５に示す様に、第一の回転軸２の中心軸と第二の回転軸４の中心軸とが不一致の状態でこれら両回転軸２、４同士の間で回転力の伝達を行なうと、トリポード５を構成する３本のトラニオン８は、ボス部７を中心に往復揺動する。これに対して上記各外側ローラ１３ａは、ガイド凹溝１５に沿って、ハウジング３ａの軸方向（図１２の左右方向）に往復移動するのみである。この結果、上記各外側ローラ１３ａには、上記ガイド凹溝１５と直角方向の力が加わる。尚、図１２〜１４に記載したガイド凹溝１５ａは、本発明の実施の形態と同様の形状を有するが、図９〜１１に示した形状を有するガイド凹溝１５の場合でも同様である。例えば、上記トラニオン８が、図１２（Ａ）の状態から同図（Ｂ）の状態に変位する際には、上記外側ローラ１３ａに押圧方向（図１２の上方向）の力が加わり、この外側ローラ１３ａの外周寄り外側面（上記ボス部７から遠い側の面で、図１２の上面）が、上記ガイド凹溝１５ａ（１５）の内側面に押し付けられる。これに対して、上記トラニオン８が、図１２（Ｂ）の状態から同図（Ａ）の状態に変位する際には、上記外側ローラ１３ａに引っ張り方向（図１２の下方向）の力が加わり、この外側ローラ１３ａの内周寄り外側面（上記ボス部７側の面で、図１２の下面）が、上記ガイド凹溝１５ａ（１５）の内側面に押し付けられる。
【００１８】
一方、前述した様に上記外側ローラ１３ａの幅Ｗ_13a は、上記ガイド凹溝１５（１５ａ）の幅Ｗ₁₅よりも僅かに小さく（Ｗ_13a ＜Ｗ₁₅）している。この理由は、上記外側ローラ１３ａの外側面と上記ガイド溝１５（１５ａ）の内側面とが互いに強く擦れ合う事を防止する為である。従って、これら外側ローラ１３ａの外側面と上記ガイド溝１５ａ（１５）の内側面との間には、図１３に示す様な隙間２８が形成される。又、上記トラニオン８が上記ボス部７を中心に揺動する際に上記外側ローラ１３ａには、球状凸面２５と球状凹面２６との摩擦に基づき、上記ガイド溝１５ａ（１５）に対し傾斜させる方向の力が作用する。そして、この力と上記隙間２８との存在に基づいて上記外側ローラ１３ａは、上記ガイド溝１５ａ（１５）に対し、図１４に誇張して示す様に傾斜する。
【００１９】
この様に上記外側ローラ１３ａがガイド溝１５ａ（１５）に対し傾斜すると、上記トラニオン８の揺動に基づいて上記外側ローラ１３ａが、上記ガイド溝１５ａ（１５）に対し乗り上げる傾向となり、このガイド溝１５ａ（１５）の内側面と外側ローラ１３ａの外側面との間に大きな摩擦力が作用する。この為、上記外側ローラ１３ａの転動が円滑に行なわれなくなって、トリポードジョイント１ａの内部での摩擦損失が増大し、このトリポードジョイント１ａの伝達効率が低減するだけでなく、上記トラニオン８に加わる軸力が増大する。この様な軸力の増大に伴って、大きなジョイント角を付した状態で大きなトルクを伝達する際等、使用条件が厳しい場合には、前述したシャダーと呼ばれる振動の発生を抑えきれない可能性がある。
本発明のトリポード型等速ジョイントは、上述の様な原因による振動の発生を防止するものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明のトリポード型等速ジョイントは、従来の、或は前述した先発明のトリポード型等速ジョイントと同様に、第一の回転軸の端部に固定される、軸方向一端側が開口した中空筒状のハウジングと、このハウジングの内周面に円周方向に関して等間隔に形成された３個の凹部と、これら各凹部の内面で互いに対向する部分に、それぞれ上記ハウジングの軸方向に亙って各凹部毎に１対ずつ形成され、それぞれの底面を平坦面としたガイド凹溝と、上記各凹部内に進入する３本のトラニオンを外周面に円周方向に関して等間隔に固設し、第二の回転軸の端部に固定されるトリポードと、それぞれ上記各トラニオンの外周面に、回転自在に支持された３個の内側ローラと、それぞれの外周面を上記各凹部毎に１対ずつ設けられたガイド凹溝に上記ハウジングの軸方向に亙る変位自在に転接する円筒面状の転動面とすると共に、上記各内側ローラに揺動自在に外嵌された３個の外側ローラとを備え、これら各外側ローラの上記各トラニオンの軸方向に亙る変位を自在としている。
【００２１】
特に、本発明のトリポード型等速ジョイントに於いては、上記各凹部毎に１対ずつ設けられたガイド凹溝のうち、回転伝達時に上記外側ローラの外周面が押圧されるアンカ側のガイド凹溝の底面と上記各トラニオンの中心軸とを、ジョイント角が０度の状態で互いに非平行とすると共に、回転伝達時に上記外側ローラの外周面が押圧されない反アンカ側のガイド凹溝の平坦部を、上記アンカ側のガイド凹溝の平坦部と平行にしている。
【００２２】
【作用】
上述の様に構成される本発明のトリポード型等速ジョイントが、第一の回転軸の端部に固定されるハウジングと第二の回転軸の端部に固定されるトリポードとの間で回転力の伝達を行なう際の作用自体は、前述した従来の、或は先発明のトリポード型等速ジョイントの場合と同様である。
【００２３】
特に、本発明のトリポード型等速ジョイントは、上記外側ローラの外周面が押圧されるアンカ側のガイド凹溝の底面と上記各トラニオンの中心軸とを、互いに非平行としている為、回転伝達時に外側ローラの片側外側面が、上記ガイド凹溝の片側内側面に押し付けられた状態のままとなる。この為、上記外側ローラが上記ガイド凹溝に対して傾斜する事がなくなり、このガイド凹溝に沿う外側ローラの転動が円滑に行なわれる様になる。この結果、トリポード型等速ジョイントの内部で発生する摩擦に基づく損失の低減を図り、トリポード型等速ジョイントの伝達効率の向上を図れるだけでなく、シャダーと呼ばれる振動の発生を有効に抑える事ができる。
又、反アンカ側のガイド凹溝の平坦部を、上記アンカ側のガイド凹溝の平坦部と平行にしている為、動力伝達時に上記各外側ローラの中心軸が上記各トラニオンの中心軸に対し傾斜しても、これら各外側ローラの外周面と反アンカ側の平坦部とが擦れ合う事がない。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、ジョイント角を付した状態での回転力伝達時に、トリポード型等速ジョイント内部での摩擦損失を低減すると共に、シャダーと呼ばれる振動の発生を防止する為の構造にある。本例の場合、その他の部分の構造及び作用に就いては、前述の図９〜１１に示した先発明の構造とほぼ同様である為、同等部分に関する図示及び説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。尚、図１〜２に示した本発明に係る構造と、図９〜１１に示した先発明に係る構造とを比較した場合、ハウジング３ａの形状が異なるが、このハウジング３ａの形状の相違は、本発明の要旨には関係しない。又、本例の構造を自動車の駆動系に組み込んだ状態で自動車を前進させると、ハウジング３ａ及びトリポード５は、図１の反時計方向に回転する。従って、次述するガイド凹溝１５ａ、１５ａ´と外側ローラ１３ａ、１３ａとの係合部のうち、時計方向前側のガイド凹溝１５ａ、１５ａと外側ローラ１３ａ、１３ａの外周面とが、互いに当接して回転力を伝達するアンカ側となる。これに対して、時計方向後側のガイド凹溝１５ａ´、１５ａ´と外側ローラ１３ａ、１３ａの外周面とが、互いに離隔する反アンカ側となる。
【００２５】
上記ハウジング３ａの内周面の３個所位置に、円周方向に亙って等間隔に形成した各凹部６ａ、６ａには、これら各凹部６ａ、６ａ毎に１対ずつのガイド凹溝１５ａ、１５ａ′を設けている。これら各ガイド凹溝１５ａ、１５ａ′は、それぞれ幅方向中央部の平坦部２９、２９の両側に傾斜部３０、３０を形成する事により断面形状を台形とし、開口部に向かう程幅寸法を大きくしている。
【００２６】
一方、トリポード５に設けた３本のトラニオン８、８を、それぞれ上記各凹部６ａ、６ａ内に進入させている。特に、本発明のトリポード型等速ジョイントの場合には、上記ハウジング３ａとトリポード５との間で回転力の伝達を行なっている状態で、これら各トラニオン８、８に関して上記各凹部６ａ、６ａ及び外側ローラ１３ａ、１３ａを、非対称に配置している。即ち、上述の様に、本例の構造を自動車の駆動系に組み込んだ状態で自動車を前進させると、ハウジング３ａ及びトリポード５は、図１の反時計方向に回転し、アンカ側である回転方向後側に存在するガイド凹溝１５ａ、１５ａの平坦部２９、２９と上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの外周面とが当接する。本例の場合には、この様に平坦部２９、２９と上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの外周面とを互いに当接させ、且つジョイント角を０度とした状態で、上記各トラニオン８、８とアンカ側のガイド凹溝１５ａ、１５ａの平坦部２９、２９とが互いに傾斜した状態で対向する様に、構成各部の形状並びに寸法を規制している。
【００２７】
即ち、上記各凹部６ａ、６ａ毎に１対ずつ設けられたガイド凹溝１５ａ、１５ａ´のうち、アンカ側のガイド凹溝１５ａ、１５ａの底面である平坦部２９、２９と、上記各トラニオン８、８の中心軸Ｘ、Ｘとを、角度θだけ傾斜させて、互いに非平行としている。本例の場合、上記各平坦部２９、２９の延長線Ｙと上記各中心軸Ｘ、Ｘとの距離が、直径方向外方に向かう程小さくなる様にしている。尚、上記各中心軸Ｘ、Ｘは、上記ハウジング３ａとトリポード５との間にジョイント角を付した状態では、図１の表裏方向に傾斜する。従って、上記各平坦部２９、２９とトラニオン８、８の中心軸Ｘ、Ｘとを互いに非平行にするとは、上記ハウジング３ａをその端部に固定する第一の回転軸の軸心と、上記トリポード５をその端部に固定する第二の回転軸の軸心とを一致させた、ジョイント角が０度の状態で言う。
【００２８】
上述の様に構成される本発明のトリポード型等速ジョイントは、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの外周面が押圧される平坦部２９、２９と上記各トラニオン８、８の中心軸Ｘ、Ｘとを、ジョイント角が０度の状態で互いに非平行としている為、回転伝達時に上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの片側外側面が、上記各ガイド凹溝１５ａ、１５ａ′の片側内側面に押し付けられた状態のままとなる。この理由は、次の通りである。
【００２９】
回転力の伝達時には、上記各ガイド凹溝１５ａ、１５ａ′のうち、アンカ側のガイド凹溝１５ａ、１５ａの平坦部２９、２９が、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの外周面を押圧する。そして、この反作用として、これら各外側ローラ１３ａ、１３ａの外周面が上記各平坦部２９、２９に押し付けられる。本発明のトリポード型等速ジョイントの場合、これら各平坦部２９、２９と上記各トラニオン８、８の中心軸Ｘ、Ｘとを互いに非平行とした事に伴ない、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａを軸方向に変位させる方向の分力が発生する。そして、この分力に基づき上記各外側ローラ１３ａ、１３ａが、内側ローラ１２ａ、１２ａと共にトラニオン８、８の軸方向に変位して、上記各ガイド凹溝１５ａ、１５ａの片側内側面である一方の傾斜部３０に押し付けられる。
【００３０】
より具体的には、これら各外側ローラ１３ａ、１３ａが、平坦部２９、２９と上記各トラニオン８、８の中心軸Ｘ、Ｘとの間隔が広くなる側に変位する。従って、本例の場合には、等速ジョイント１ａの直径方向内側部分で、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの外側面と上記各ガイド凹溝１５ａ、１５ａの内側面である一方の傾斜部３０とが当接する。等速ジョイント１ａの直径方向外側部分では、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの外側面と上記各ガイド凹溝１５ａ、１５ａの内側面である他方の傾斜部３０との間に、常に隙間２８（図１３参照）が存在する様になる。
【００３１】
この為、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａが転動しようとする方向が、上記各ガイド凹溝１５ａ、１５ａの長さ方向（図１の表裏方向）に対して傾斜する事がなくなり、これら各ガイド凹溝１５ａ、１５ａに沿う上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの転動が円滑に行なわれる様になる。この結果、トリポード型等速ジョイントの内部で発生する摩擦に基づく損失の低減を図り、トリポード型等速ジョイントの伝達効率の向上を図れるだけでなく、シャダーと呼ばれる振動の発生を有効に抑える事ができる。
【００３２】
尚、反アンカ側のガイド凹溝１５ａ´、１５ａ´の平坦部２９、２９は、アンカ側のガイド溝１５ａ、１５ａの平坦部２９、２９と平行にしている。そして、各凹部毎に１対ずつ設けたガイド凹溝１５ａ、１５ａ′を、前記延長線Ｙに平行な直線に関して、互いに対称に形成している。この理由は、動力伝達時に上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの中心軸が上記各トラニオン８、８の中心軸に対して傾斜する事に鑑み、これら各外側ローラ１３ａ、１３ａの外周面と反アンカ側の平坦部２９、２９とが擦れ合う事を防止する為である。即ち、各外側ローラ１３ａ、１３ａの外周面と反アンカ側の平坦部２９、２９とが擦れ合うと、これら各外側ローラ１３ａ、１３ａの回転抵抗が大きくなり、等速ジョイント１ａ内での動力損失が増大すると共に、軸力が増大する。そこで、上記反アンカ側のガイド凹溝１５ａ´、１５ａ´の平坦部２９、２９を上述の方向に傾斜させる事により、動力損失及び軸力の増大を防止している。
【００３３】
更に、図示の例の様に、上記各ガイド凹溝１５ａ、１５ａ´を（図９〜１１に示す様な断面矩形ではなく）、平坦部２９と傾斜部３０、３０とを備えた断面台形に形成した場合には、トリポード型等速ジョイントの内部で発生する摩擦に基づく動力損失の低減をより確実に図り、トリポード型等速ジョイントの伝達効率の向上を図れる。即ち、上記各ガイド凹溝１５ａ、１５ａ´の断面形状を上述の様な台形にしている為、反アンカ側のガイド凹溝１５ａ´、１５ａ´の内面と上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの外面とが、上記各トラニオン８、８の揺動の全範囲に亙り互いに摺接しない。言い換えれば、アンカ側のガイド凹溝１５ａ、１５ａの片側内側面と上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの片側外側面とが摺接するのみとなる。
【００３４】
即ち、上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの外径Ｄ_13a （図９参照）は、前記各凹部６ａ、６ａ毎に１対ずつ形成したガイド凹溝１５ａ、１５ａ´の平坦部２９、２９同士の間隔Ｄ₂₉よりも僅かに小さく（Ｄ_13a ＜Ｄ₂₉）している。従って、動力伝達時に上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの外側面は、アンカ側のガイド凹溝１５ａ、１５ａの内側面に当接する反面、反アンカ側のガイド凹溝１５ａ′、１５ａ′の内側面とは離隔する。前述の図９〜１１に示した様な、断面矩形のガイド凹溝１５、１５の場合には、必ずしも各外側ローラ１３ａ、１３ａの外側面がアンカ側のガイド凹溝１５、１５の内側面から離隔せず、等速ジョイント内での動力損失が増大する場合が考えられる。これに対して、本例の場合には、反アンカ側のガイド凹溝１５ａ´、１５ａ´の内側面と上記各外側ローラ１３ａ、１３ａの外側面とが摺接する事を防止して、等速ジョイント内での動力損失を小さく抑えられる。又、本例の構造で、次述する第２例の場合と同様に、トラニオン８の中心軸Ｘと平坦部３０の延長線Ｙとの距離が、直径方向外方に向う程大きくなる方向に、これら中心軸Ｘと延長線Ｙとを傾斜させても良い。
【００３５】
次に、図２は、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合、上述した第１例の場合とは逆に、アンカ側のガイド凹溝１５ａを構成する各平坦部２９、２９の延長線Ｙ´とトラニオン８の中心軸Ｘとの距離が、直径方向外方に向かう程大きくなる様に、これら延長線Ｙ´と中心軸Ｘとを、角度θだけ傾斜させている。従って本例の場合には、回転力の伝達時に外側ローラ１３ｂが、平坦部２９、２９と上記各トラニオン８の中心軸Ｘとの間隔が広くなる、直径方向外側に変位する。この結果、本例の場合には、等速ジョイント１ａの直径方向外側部分で、上記外側ローラ１３ｂの外側面と上記ガイド凹溝１５ａの内側面である一方の傾斜部３０とが当接する。等速ジョイント１ａの直径方向内側部分では、上記外側ローラ１３ｂの外側面と上記ガイド凹溝１５ａの内側面である他方の傾斜部３０との間に、常に隙間２８（図１３参照）が存在する様になる。
【００３６】
又、本例の場合には、上記外側ローラ１３ｂの内周面を円筒面とし、この円筒面と球状凸面である内側ローラ１２ａの外周面との係合により、上記外側ローラ１３ｂをこの内側ローラの周囲に揺動自在に、且つ上記トラニオン８の軸方向に亙る変位自在に支持している。その他の構成及び作用は、上述した第１例の場合と同様である。
【００３７】
尚、前述した第１例の場合も、上述した第２例の場合も、延長線Ｙ、Ｙ´と中心軸Ｘとの傾斜角度θは、外側ローラ１３ａ、１３ｂをトラニオン８、８の軸方向に変位させる為に要する必要最小限の分力を発生させる面から、設計的に規制する。即ち、上記傾斜角度θが小さ過ぎると、上記分力が小さ過ぎて、上記各外側ローラ１３ａ、１３ｂをトラニオン８、８の軸方向に変位させる事ができず、前述の図１４に示した様な、外側ローラ１３ａの傾斜を防止する作用が不十分となり、上記各トラニオン８、８に作用する軸力が増大する。これに対して、上記傾斜角度θを大きくし過ぎると、上記分力が過大になり、上記外側ローラ１３ａ、１３ｂの片側外側面と上記ガイド凹溝１５ａの片側内側面との当接圧が過大になり、この外側ローラ１３ａ、１３ｂの転動が円滑に行なわれなくなって、やはり上記各トラニオン８、８に作用する軸力が増大する。この軸力の増大が振動に結び付く事は、前述した通りである。
【００３８】
本発明者の実験によると、この傾斜角度θを１．５〜３．５度の範囲、更に好ましくは２〜３度の範囲に規制すれば、上記各トラニオン８、８に作用する軸力を十分に低減できる事が分った。図３は、この実験の結果を示している。実験は、図１に示した構造で行なったが、図２に示した構造でも同様の傾向を示す事は自明である。この図３で、横軸は上記傾斜角度θを、縦軸はトラニオン８に発生する軸力の大きさ（軸力値）を、それぞれ表している。この様な実験を、ハウジング３ａの中心軸とトリポード５との中心軸との交差角度（ジョイント角）を１０〜２０度の範囲で２度刻みに６通りに変えつつ行なった。尚、ジョイント角と曲線との対応に就いては、図３の右部に記載した。
【００３９】
この図３から明らかな通り、傾斜角度θを１．５〜３．５度の範囲、更に好ましくは２〜３度の範囲に規制すれば、上記各トラニオン８、８に作用する軸力を十分に低減できる。又、上記傾斜角度θを設ける事による軸力の低減効果は、ジョイント角が大きくなる程顕著になる。尚、以上の説明から明らかな通り、本発明は大きなジョイントを付した状態でシャダーと呼ばれる振動が発生するのを防止するものである。ジョイント角が０度の状態でガイド凹溝の底面の方向を規制したのは、この底面の傾斜方向を表現する為の便宜上のものである。
【００４０】
【発明の効果】
本発明のトリポード型等速ジョイントは、以上に述べた通り構成され作用するので、内部で発生する摩擦に基づく動力損失の低減を図り、伝達効率の向上を図ると共に、動力伝達時に発生する振動の低減にも寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す部分切断正面図。
【図２】同第２例を示す部分切断正面図。
【図３】ガイド凹溝の底面とトラニオンの中心軸との傾斜角度並びにジョイント角がトラニオンの軸力値に及ぼす影響を示す線図。
【図４】従来のトリポード型等速ジョイントの第１例を示す略斜視図。
【図５】図４のＡ−Ａ断面図。
【図６】従来のトリポード型等速ジョイントの第２例を、ジョイント角が０度の状態で示す部分切断側面図。
【図７】図６のＢ−Ｂ断面図。
【図８】ジョイント角を付した状態で示す、図６の左部に相当する図。
【図９】先発明に係るトリポード型等速ジョイントを示す部分切断正面図。
【図１０】一部を省略し、ジョイント角が０度の状態で示す、図９のＣ−Ｃ断面図。
【図１１】ジョイント角が大きい状態で示す、図１０と同様の図。
【図１２】ジョイント角が大きい状態での回転力伝達時に於ける各部の挙動を説明する為の、図１０〜１１と同様の図。
【図１３】外側ローラの外側面とガイド凹溝の内側面との間に存在する隙間を誇張して示す、部分切断正面図。
【図１４】外側ローラの外側面とガイド凹溝の内側面との間に存在する隙間に基づいて外側ローラが傾斜した状態を誇張して示す、図１１と同様の図。
【符号の説明】
１、１ａ等速ジョイント
２第一の回転軸
３、３ａハウジング
４第二の回転軸
５トリポード
６、６ａ凹部
７ボス部
８トラニオン
９、９ａローラ
１０ニードル軸受
１１内側面
１２、１２ａ内側ローラ
１３、１３ａ、１３ｂ外側ローラ
１４軸受
１５、１５ａ、１５ａ´ ガイド凹溝
１６底面
１７スプライン溝
１８ラジアルニードル軸受
１９抑えリング
２０係止溝
２１止め輪
２２ニードル
２３係止鍔
２４円筒面
２５球状凸面
２６球状凹面
２７入れ溝
２８隙間
２９平坦部
３０傾斜部
３１ガイド面 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The tripod type constant velocity joint according to the present invention is incorporated, for example, in a driving system of an automobile, and is used when a rotational force is transmitted between rotating shafts existing on a non-linear line.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, tripod type constant velocity joints have been widely used as a kind of constant velocity joints incorporated in the drive system of automobiles. For example, Japanese Unexamined Patent Publication Nos. 63-186036 and 62-233522 describe a tripod type constant velocity joint 1 as shown in FIGS. The constant velocity joint 1 includes a hollow cylindrical housing 3 that is fixed to an end of a first rotating shaft 2 that is a drive shaft and the like, and an end of a second rotating shaft 4 that is a wheel-side rotating shaft and the like. And a tripod 5 to be fixed. Concave portions 6 and 6 are formed at three positions at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the housing 3 from the inner peripheral surface to the outer side in the diameter direction of the housing 3.
[0003]
On the other hand, the tripod 5 fixed to the end portion of the second rotating shaft 4 includes a boss portion 7 for fixing to the end portion of the second rotating shaft 4 and a circumferential direction on the outer peripheral surface of the boss portion 7. It consists of trunnions 8 and 8 formed at three positions in the interval. Rollers 9 and 9 are supported around the trunnions 8 and 8 formed in a cylindrical shape, respectively, via a needle bearing 10 so as to be rotatable and slightly displaceable in the axial direction. The constant velocity joint 1 is configured by fitting the rollers 9 and 9 into the recesses 6 and 6 on the inner peripheral surface of the housing 3. Each pair of inner side surfaces 11 and 11 constituting each of the recesses 6 and 6 is an arcuate concave surface. Accordingly, the rollers 9 are supported between the pair of inner side surfaces 11 so as to be able to roll and swing.
[0004]
When using the constant velocity joint 1 configured as described above, for example, when the first rotary shaft 2 rotates, this rotational force is transmitted from the housing 3 via the rollers 9 and 9, the needle bearing 10, and the trunnions 8 and 8. To the boss 7 of the tripod 5. And the 2nd rotating shaft 4 which fixed this boss | hub part 7 to the edge part is rotated. When the center axis of the first rotating shaft 2 and the center axis of the second rotating shaft 4 do not coincide (when a joint angle exists in the constant velocity joint 1), the two rotating shafts 2, 4 In accordance with the rotation, the trunnions 8, 8 swing in the direction of swinging around the boss 7 of the tripod 5 with respect to the inner surfaces 11, 11 of the recesses 6, 6 as shown in FIGS. Displace. At this time, the rollers 9 and 9 supported around the trunnions 8 and 8 roll on the inner side surfaces of the recesses 6 and 6 and are displaced in the axial direction of the trunnions 8 and 8. These movements ensure constant velocity between the first and second rotating shafts 2 and 4 as is well known.
[0005]
In the case of the constant velocity joint 1 configured and acting as described above, when the first and second rotating shafts 2 and 4 are rotated in a state where a joint angle exists, the rollers 9 and 9 perform complicated movements. . That is, in this state, the rollers 9 and 9 move along the inner side surfaces 11 and 11 while changing the direction in the axial direction of the housing 3, and are displaced in the axial direction of the trunnions 8 and 8. If the rollers 9 and 9 are caused to move in such a complicated manner, the relative displacement between the outer peripheral surface of the rollers 9 and 9 and the inner surfaces 11 and 11 is not necessarily performed smoothly. A relatively large friction is generated between the two surfaces. As a result, in the case of the constant velocity joint 1 having the structure as shown in FIGS. It is known that a vibration called a shudder is generated in a remarkable case such as when a large torque is transmitted with a large joint angle installed in an automobile.
[0006]
As a structure for suppressing vibrations generated due to such a cause, Japanese Patent Laid-Open No. 63-186036 discloses a constant velocity joint 1a as shown in FIGS. In the case of this improved type constant velocity joint 1a, the rollers 9a and 9a provided around the trunnions 8 and 8 are constituted by an inner roller 12 and an outer roller 13, respectively. Of these, the inner roller 12 is formed with a cylindrical surface on the inner peripheral surface and a spherical convex surface on the outer peripheral surface, and is supported by the bearing 14 around the trunnions 8 and 8 so as to be rotatable only. The outer roller 13 has a cylindrical inner surface and is fitted around the inner roller 12 so as to be swingable and displaceable in the axial direction of the inner roller 12. Further, the outer peripheral surface of the outer roller 13 is guided in the axial direction of the housing 3 (FIGS. 6 and 8) on the guide surfaces 31 and 31 provided for each of the recesses 6 and 6 formed on the inner peripheral surface of the housing 3. Only the displacement over the left-right direction of FIG. 7 and the front-back direction of FIG.
[0007]
In the case of the improved constant velocity joint 1a configured as described above, the rollers 9a, 9a being displaced in the axial direction of the housing 3 means that the outer rollers 13 constituting these rollers 9a, 9a are displaced. , 13 is allowed by rolling. Further, the rollers 9a and 9a swinging around the tripod 5 and being displaced along the axial direction of the trunnions 8 and 8 indicate that the inner rollers 12 constituting the rollers 9a and 9a are the outer rollers 13 and 9a. 13 is allowed by swinging and sliding. The outer surface of each of the outer and inner rollers 13 and 12 is displaced with respect to the mating surface by the rollers 9 and 9 with respect to the inner surfaces 11 and 11 and the trunnions 8 and 8 in the structure shown in FIGS. It is simpler than displacement and can perform stable displacement. Therefore, it is possible to reduce the axial force generated with the rotation of the constant velocity joint 1a, and to suppress generation of unpleasant vibrations when transmitting a large torque with a large joint angle.
[0008]
[Description of the invention]
Further, Japanese Patent Application Nos. 8-4073 and 8 show a new structure for eliminating the weakness of the structure of the second example of the conventional structure shown in FIGS. 6 to 8 and ensuring the durability of the tripod type constant velocity joint. -138335 describes a structure as shown in FIGS. Also in the structure of this prior invention, the hollow cylindrical housing 3a opened at one end in the axial direction fixes the center of the other end (the back side in FIG. 9) to the end of the first rotating shaft (not shown). On the other hand, the tripod 5 is fixed to the end of the second rotating shaft (not shown).
[0009]
Recess 6a in parentheses are the peripheral surface of three of the housing 3a, the 6a, at regular intervals regarding the circumferential direction to form toward the diameter direction outwardly of the housing 3a. Further, a pair of guide grooves 15 and 15 for each of the recesses 6a and 6a are formed on the inner surfaces of the recesses 6a and 6a, respectively, in the axial direction of the housing 3a (front and back direction in FIG. 9). , In the horizontal direction of FIGS. That is, a part of the inner surface of each of the recesses 6a, 6a facing each other is recessed from both side parts to form the guide grooves 15, 15. The bottom surfaces 16, 16 of the guide grooves 15, 15 provided in pairs for each of the recesses 6a, 6a are parallel to each other. Further, the widths W ₁₅ of the guide grooves 15, 15 provided in pairs for each of the recesses 6a, 6a are equal to each other.
[0010]
On the other hand, fixed the tripod 5, the three trunnions 8, 8 on the outer peripheral surface of the second rotating end fixed freely cylindrical of shaft boss 7, at equal intervals related to the circumferential direction are doing. Each of these trunnions 8, 8 can enter into the three recesses 6a, 6a. A spline groove 17 is formed on the inner peripheral surface of the boss 7 so that a large rotational force can be transmitted between the boss 7 and the second rotating shaft.
[0011]
Inner rollers 12a and 12a are respectively supported on the outer peripheral surfaces of the trunnions 8 and 8 through radial needle bearings 18 and 18 so as to be rotatable and displaceable in the axial direction of the trunnions 8 and 8, respectively. Yes. Each of these radial needle bearings 18, 18 is a so-called full roller bearing without a cage. However, a needle bearing with a cage can be used depending on the load conditions. In addition, annular retaining rings 19 and 19 are externally fitted to portions of the front ends of the trunnions 8 and 8 that protrude from the radial needle bearings 18 and 18, respectively. Further, a retaining ring 21 is engaged with an engaging groove 20 formed at a tip portion of each trunnion 8, 8 protruding from each of the holding rings 19, 19. Therefore, the holding rings 19 and 19 and the needles 22 and 22 constituting the radial needle bearings 18 and 18 do not come out of the trunnions 8 and 8.
[0012]
Further, in the illustrated example, locking rods 23 and 23 projecting outward in the diametrical direction are formed on the outer end edge portions (end portions far from the outer peripheral surface of the boss portion 7) of the respective restraining rings 19 and 19. doing. These outer diameter D ₂₃ of each engagement Tometsuba 23 and 23, each inner roller 12a, larger than the inner diameter R _12a of _{_{12a (D 23> R 12a)}} . Accordingly, the inner rollers 12a and 12a are axially displaceable with respect to the trunnions 8 and 8, but the amount of displacement is determined by the outer peripheral surface of the boss 7 and the locking rods 23 and 23. Limited by. The inner peripheral surfaces of the inner rollers 12a and 12a are formed as cylindrical surfaces 24 so that the trunnions 8 and 8 can be displaced in the axial direction. On the other hand, the outer peripheral surface of each of these inner rollers 12a, 12a is a spherical convex surface 25.
[0013]
As described above, the outer rollers 13a and 13a are supported around the inner rollers 12a and 12a, which are supported around the trunnions 8 and 8 so as to be rotatable and displaceable in the axial direction. Yes. Then, the outer peripheral surfaces of these outer rollers 13a and 13a are rolled into the guide grooves 15 and 15 provided in pairs for each of the recesses 6a and 6a so that only displacement in the axial direction of the housing 3a can be freely made. A cylindrical rolling surface is used. For this reason, the outer diameter D _13a of each of the outer rollers 13a, 13a is slightly smaller than the distance D ₁₅ (between the bottom surfaces 16, 16) of the paired guide grooves 15, ₁₅ (D _13a <D ₁₅ )are doing. Further, the width W _13a of each outer roller 13a, 13a is slightly smaller than the width W 15 of each guide groove 15, ₁₅ (W _13a <W ₁₅ ).
[0014]
The inner peripheral surface of each of the outer rollers 13a, 13a is a spherical concave surface 26. Then, by placing the center point of the spherical concave surface 26 on the central axis of each of the outer rollers 13a and 13a, the spherical concave surface 26 and the spherical convex surface 25 can be combined in a freely swingable manner. The outer rollers 13a and 13a are fitted on the outer sides of the inner rollers 12a so as to be swingable by fitting the spherical concave surface 26 and the spherical convex surface 25 together. In addition, at two positions opposite to the diameter direction of the inner peripheral surface of each of the outer rollers 13a and 13a, a groove 27 for fitting the inner rollers 12a and 12a inside the outer rollers 13a and 13a. 27 are formed. The insertion grooves 27 and 27 are conventionally known as described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 5-67821.
[0015]
In the case of the tripod type constant velocity joint of the prior invention configured as described above, the displacement of the inner rollers 12a and 12a and the outer rollers 13a and 13a along the axial direction of the housing 3a , 13a is allowed to roll relative to the guide grooves 15, 15. Further, the trunnions 8 and 8 are allowed to swing around the boss portion 7 of the tripod 5 when the inner rollers 12a and 12a swing relative to the outer rollers 13a and 13a. Further, the displacement of the inner rollers 12a, 12a and the outer rollers 13a, 13a in the axial direction of the trunnions 8, 8 is supported by the trunnions 8, 8 via radial needle bearings 18, 18. The inner rollers 12a and 12a are allowed to be displaced with respect to the trunnions 8 and 8 respectively. Furthermore, in the case of the tripod type constant velocity joint of the previous invention, the contact portions of the constituent members are in sliding contact with each other over a relatively wide area, so that wear and early peeling of the constituent members can be reduced.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the tripod constant velocity joint of the prior invention configured as described above, the frictional resistance based on the sliding contact between the outer surface of each outer roller 13a, 13a and the inner surface of the guide groove 15, 15 is not stable, The transmission efficiency is not always good. This reason will be described with reference to FIGS.
[0017]
As shown in FIGS. 4 to 5, the rotational force is transmitted between the rotary shafts 2, 4 when the central axis of the first rotary shaft 2 and the central axis of the second rotary shaft 4 do not match. As a result, the three trunnions 8 constituting the tripod 5 swing back and forth around the boss portion 7. On the other hand, each outer roller 13a only reciprocates along the guide groove 15 in the axial direction of the housing 3a (the left-right direction in FIG. 12). As a result, a force in a direction perpendicular to the guide groove 15 is applied to each outer roller 13a. 12 to 14 have the same shape as that of the embodiment of the present invention, the same applies to the case of the guide groove 15 having the shape shown in FIGS. For example, when the trunnion 8 is displaced from the state shown in FIG. 12A to the state shown in FIG. 12B, a force in the pressing direction (upward in FIG. 12) is applied to the outer roller 13a. The outer surface near the outer periphery of the roller 13a (the surface far from the boss 7 and the upper surface in FIG. 12) is pressed against the inner surface of the guide groove 15a (15). On the other hand, when the trunnion 8 is displaced from the state shown in FIG. 12B to the state shown in FIG. 12A, a force in the pulling direction (downward in FIG. 12) is applied to the outer roller 13a. The outer peripheral side outer surface of the outer roller 13a (the surface on the boss 7 side, the lower surface in FIG. 12) is pressed against the inner surface of the guide groove 15a (15).
[0018]
On the other hand, as described above, the width W _13a of the outer roller 13a is slightly smaller than the width W _{15 of the} guide groove 15 (15a) (W _13a <W ₁₅ ). The reason for this is to prevent the outer surface of the outer roller 13a and the inner surface of the guide groove 15 (15a) from rubbing against each other. Therefore, a gap 28 as shown in FIG. 13 is formed between the outer surface of the outer roller 13a and the inner surface of the guide groove 15a (15). Further, when the trunnion 8 swings around the boss portion 7, the outer roller 13 a is inclined with respect to the guide groove 15 a (15) based on the friction between the spherical convex surface 25 and the spherical concave surface 26. The force of acts. Based on the presence of this force and the gap 28, the outer roller 13a is inclined with respect to the guide groove 15a (15) as shown exaggeratedly in FIG.
[0019]
When the outer roller 13a is inclined with respect to the guide groove 15a (15) in this way, the outer roller 13a tends to ride on the guide groove 15a (15) based on the swing of the trunnion 8, and the guide groove A large frictional force acts between the inner surface of 15a (15) and the outer surface of the outer roller 13a. For this reason, the outer roller 13a does not roll smoothly, the friction loss inside the tripod joint 1a increases, and not only the transmission efficiency of the tripod joint 1a is reduced but also added to the trunnion 8. Axial force increases. With such an increase in axial force, when the use conditions are severe, such as when transmitting a large torque with a large joint angle, it may not be possible to suppress the occurrence of the above-mentioned vibration called a shudder. is there.
The tripod constant velocity joint of the present invention prevents the occurrence of vibration due to the above-described causes.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
The tripod type constant velocity joint of the present invention is a hollow cylinder that is fixed to the end of the first rotating shaft and is open at one end in the axial direction, like the conventional or the aforementioned tripod type constant velocity joint. and Jo housing, and three recesses formed at equal intervals related to the circumferential direction on the inner peripheral surface of the housing, at a portion facing each other in the inner surface of each recess, respectively Wataru in the axial direction of the housing is formed in pairs in each recess I, and a guide groove which is a flat surface to the bottom surface of each of the solid at equal intervals related to the circumferential direction on the outer peripheral surface of the three trunnions entering into the inside each of the recesses A tripod fixed to the end of the second rotating shaft, three inner rollers rotatably supported on the outer peripheral surface of each trunnion, and an outer peripheral surface for each recess. Above guide grooves provided in pairs With the cylindrical surface of the rolling surface in contact rolling freely displaceable over the axial direction of the housing, and a three outer rollers which are fitted swingably to each inner roller, the above respective outer rollers Displacement in the axial direction of each trunnion is made free.
[0021]
In particular, in the tripod type constant velocity joint of the present invention, among the guide grooves provided for each of the recesses , the guide recesses on the anchor side on which the outer peripheral surface of the outer roller is pressed during rotation transmission. The bottom surface of the groove and the central axis of each trunnion are made non-parallel to each other when the joint angle is 0 degree, and the flat portion of the guide groove on the anti-anchor side where the outer peripheral surface of the outer roller is not pressed during rotation transmission Is parallel to the flat portion of the guide groove on the anchor side .
[0022]
[Action]
The tripod constant velocity joint of the present invention configured as described above has a rotational force between the housing fixed to the end of the first rotating shaft and the tripod fixed to the end of the second rotating shaft. The operation itself when transmitting this is the same as that of the above-described conventional or tripod type constant velocity joint of the present invention.
[0023]
In particular, the tripod type constant velocity joint of the present invention makes the bottom surface of the guide groove on the anchor side to which the outer peripheral surface of the outer roller is pressed and the central axis of each trunnion non-parallel to each other, so that during rotation transmission One side outer surface of the outer roller remains pressed against the one side inner surface of the guide groove. For this reason, the outer roller is not inclined with respect to the guide groove, and the outer roller is smoothly rolled along the guide groove. As a result, the loss due to friction generated inside the tripod type constant velocity joint can be reduced, and not only the transmission efficiency of the tripod type constant velocity joint can be improved, but also the generation of vibration called shudder can be effectively suppressed. it can.
In addition, since the flat portion of the guide groove on the anti-anchor side is parallel to the flat portion of the guide groove on the anchor side, the center axis of each outer roller is relative to the center axis of each trunnion during power transmission. Even if it inclines, the outer peripheral surface of each outer roller and the flat portion on the side opposite to the anchor do not rub against each other.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a first example of an embodiment of the present invention. The feature of the present invention lies in a structure for reducing the friction loss inside the tripod type constant velocity joint and preventing the generation of vibration called a shudder when the rotational force is transmitted with the joint angle attached. . In the case of this example, the structure and operation of the other parts are almost the same as the structure of the previous invention shown in FIGS. 9 to 11 described above. Hereinafter, the characteristic part of the present invention will be mainly described. When the structure according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2 is compared with the structure according to the previous invention shown in FIGS. 9 to 11, the shape of the housing 3a is different. It is not related to the gist of the present invention. Further, when the vehicle is advanced with the structure of this example incorporated in the drive system of the vehicle, the housing 3a and tripod 5 rotate counterclockwise in FIG. Accordingly, among the engaging portions between the guide grooves 15a and 15a ′ described below and the outer rollers 13a and 13a, the guide grooves 15a and 15a on the front side in the clockwise direction and the outer peripheral surfaces of the outer rollers 13a and 13a contact each other. It becomes the anchor side that contacts and transmits the rotational force. In contrast, the guide grooves 15a 'and 15a' on the rear side in the clockwise direction and the outer peripheral surfaces of the outer rollers 13a and 13a are on the side opposite to the anchors.
[0025]
Each recess 6a, 6a formed at equal intervals in the circumferential direction at three positions on the inner peripheral surface of the housing 3a has a pair of guide recesses 15a for each recess 6a, 6a. 15a 'is provided. Each of these guide grooves 15a and 15a 'has a trapezoidal cross-sectional shape by forming inclined portions 30 and 30 on both sides of the flat portions 29 and 29 at the center in the width direction, and the width dimension increases toward the opening. are doing.
[0026]
On the other hand, the three trunnions 8 and 8 provided in the tripod 5 are made to enter the respective recesses 6a and 6a, respectively. In particular, in the case of the tripod type constant velocity joint of the present invention, the respective recesses 6a, 6a and 6 The outer rollers 13a and 13a are arranged asymmetrically. That is, as described above, when the vehicle is advanced with the structure of this example incorporated in the drive system of the vehicle, the housing 3a and tripod 5 rotate counterclockwise in FIG. The flat portions 29 and 29 of the guide grooves 15a and 15a existing on the rear side come into contact with the outer peripheral surfaces of the outer rollers 13a and 13a. In the case of this example, in the state where the flat portions 29 and 29 and the outer peripheral surfaces of the outer rollers 13a and 13a are in contact with each other and the joint angle is 0 degree, the trunnions 8 and 8 And the flat portions 29 and 29 of the anchor-side guide concave grooves 15a and 15a are opposed to each other while being inclined with respect to each other, and the shape and size of each component are restricted.
[0027]
That is, out of the guide grooves 15a and 15a ′ provided in pairs for each of the recesses 6a and 6a, the flat portions 29 and 29 which are the bottom surfaces of the anchor-side guide grooves 15a and 15a, and the trunnions 8 described above. , 8 are inclined by an angle θ so as not to be parallel to each other. In the case of this example, the distance between the extension line Y of the flat portions 29 and 29 and the central axes X and X is made smaller as it goes outward in the diameter direction. The central axes X and X are inclined in the front and back direction in FIG. 1 in a state where a joint angle is provided between the housing 3a and the tripod 5. Accordingly, to make the flat portions 29, 29 and the central axes X, X of the trunnions 8, 8 non-parallel to each other, the axis of the first rotating shaft that fixes the housing 3a to the end thereof, It is said that the joint angle is 0 degree, in which the axis of the second rotating shaft that fixes the tripod 5 to the end thereof is matched.
[0028]
The tripod constant velocity joint of the present invention configured as described above includes the flat portions 29 and 29 against which the outer peripheral surfaces of the outer rollers 13a and 13a are pressed, and the central axes X and X of the trunnions 8 and 8, respectively. Are not parallel to each other when the joint angle is 0 degrees, and therefore, one side outer surface of each outer roller 13a, 13a is pressed against one inner surface of each guide groove 15a, 15a 'during rotation transmission. It remains in the state. The reason for this is as follows.
[0029]
During the transmission of the rotational force, the flat portions 29 and 29 of the anchor guide grooves 15a and 15a out of the guide grooves 15a and 15a 'press the outer peripheral surfaces of the outer rollers 13a and 13a. And as this reaction, the outer peripheral surfaces of these outer rollers 13a, 13a are pressed against the flat portions 29, 29. In the case of the tripod type constant velocity joint of the present invention, the outer rollers 13a, 13a are produced by making the flat portions 29, 29 and the central axes X, X of the trunnions 8, 8 non-parallel to each other. A component force in the direction of displacing the shaft in the axial direction is generated. Then, based on this component force, each of the outer rollers 13a, 13a is displaced in the axial direction of the trunnions 8, 8 together with the inner rollers 12a, 12a, and is one of the inner side surfaces of the guide grooves 15a, 15a. Pressed against the inclined portion 30.
[0030]
More specifically, these outer rollers 13a and 13a are displaced to the side where the distance between the flat portions 29 and 29 and the central axes X and X of the trunnions 8 and 8 becomes wider. Therefore, in the case of the present example, at the inside portion in the diameter direction of the constant velocity joint 1a, the outer surface of each of the outer rollers 13a, 13a and one inclined portion 30 which is the inner surface of each of the guide grooves 15a, 15a Abut. In the diametrically outer portion of the constant velocity joint 1a, there is always a gap 28 between the outer surface of each of the outer rollers 13a, 13a and the other inclined portion 30 that is the inner surface of each of the guide grooves 15a, 15a (see FIG. 13) exists.
[0031]
Therefore, the direction in which the outer rollers 13a and 13a are intended to roll is not inclined with respect to the length direction (front and back direction in FIG. 1) of the guide grooves 15a and 15a. The outer rollers 13a and 13a are smoothly rolled along the concave grooves 15a and 15a. As a result, the loss due to friction generated inside the tripod type constant velocity joint can be reduced, and not only the transmission efficiency of the tripod type constant velocity joint can be improved, but also the generation of vibration called shudder can be effectively suppressed. it can.
[0032]
The flat portions 29 and 29 of the guide concave grooves 15a ′ and 15a ′ on the anti-anchor side are parallel to the flat portions 29 and 29 of the guide grooves 15a and 15a on the anchor side. Then, a pair of guide grooves 15a and 15a 'provided for each recess are formed symmetrically with respect to a straight line parallel to the extension line Y. The reason for this is that, in view of the fact that the center axis of each of the outer rollers 13a, 13a is inclined with respect to the center axis of each of the trunnions 8, 8 during power transmission, the outer peripheral surface and the anti-anchor side of these outer rollers 13a, 13a. This is to prevent the flat portions 29 and 29 from rubbing against each other. That is, if the outer peripheral surfaces of the outer rollers 13a and 13a and the flat portions 29 and 29 on the anti-anchor side rub against each other, the rotational resistance of the outer rollers 13a and 13a increases, and power loss in the constant velocity joint 1a is reduced. As it increases, the axial force increases. Therefore, the power loss and the increase in axial force are prevented by inclining the flat portions 29 and 29 of the guide anchor grooves 15a ′ and 15a ′ on the anti-anchor side in the above-described direction.
[0033]
Further, as in the example shown in the figure, the guide grooves 15a and 15a ′ are not trapezoidal in section (not shown in FIGS. 9 to 11), and have a trapezoidal section with a flat portion 29 and inclined portions 30 and 30. When formed, the power loss based on the friction generated inside the tripod constant velocity joint can be more reliably reduced, and the transmission efficiency of the tripod constant velocity joint can be improved. That is, since the cross-sectional shape of each of the guide grooves 15a and 15a 'is trapezoidal as described above, the inner surfaces of the anti-anchor side guide grooves 15a' and 15a 'and the outer surfaces of the outer rollers 13a and 13a However, they do not slidably contact each other over the entire swing range of the trunnions 8 and 8. In other words, the one side inner surface of the anchor-side guide grooves 15a and 15a and the one side outer surface of each of the outer rollers 13a and 13a only come into sliding contact.
[0034]
That is, the outer diameter D _13a (see FIG. 9) of each of the outer rollers 13a, 13a is the distance between the flat portions 29, 29 of the guide grooves 15a, 15a ′ formed in pairs for each of the recesses 6a, 6a. are slightly smaller (D _13a <D ₂₉₎ than D _29. Therefore, the outer side surfaces of the outer rollers 13a and 13a are in contact with the inner side surfaces of the anchor-side guide grooves 15a and 15a during power transmission, and the inner side surfaces of the anti-anchor side guide grooves 15a 'and 15a'. Are separated. In the case of the guide grooves 15 and 15 having a rectangular cross section as shown in FIGS. 9 to 11 described above, the outer surface of each of the outer rollers 13a and 13a is not necessarily from the inner surface of the guide grooves 15 and 15 on the anchor side. It is conceivable that the power loss in the constant velocity joint increases without being separated. On the other hand, in the case of this example, it is possible to prevent the inner surface of the guide anchor grooves 15a ′ and 15a ′ on the anti-anchor side from slidingly contacting the outer surface of the outer rollers 13a and 13a. Power loss in the joint can be kept small. Further, in the structure of this example, as in the case of the second example described below, the distance between the central axis X of the trunnion 8 and the extension line Y of the flat portion 30 increases in the direction toward the outer side in the diameter direction. The central axis X and the extension line Y may be inclined.
[0035]
Next, FIG. 2 shows a second example of the embodiment of the present invention. In the case of this example, contrary to the case of the first example described above, the distance between the extension line Y ′ of each flat portion 29, 29 constituting the anchor-side guide groove 15a and the central axis X of the trunnion 8 is The extension line Y ′ and the central axis X are inclined by an angle θ so as to increase outward in the diameter direction. Therefore, in the case of this example, the outer roller 13b is displaced outward in the diametrical direction where the distance between the flat portions 29 and 29 and the central axis X of each trunnion 8 is widened when the rotational force is transmitted. As a result, in the case of this example, the outer side surface of the outer roller 13b and the one inclined portion 30 which is the inner side surface of the guide groove 15a abut on the outer portion in the diameter direction of the constant velocity joint 1a. In the diametrically inner portion of the constant velocity joint 1a, there is always a gap 28 (see FIG. 13) between the outer surface of the outer roller 13b and the other inclined portion 30 which is the inner surface of the guide groove 15a. It becomes like.
[0036]
In the case of this example, the inner peripheral surface of the outer roller 13b is a cylindrical surface, and the outer roller 13b is moved to the inner roller by engaging the cylindrical surface with the outer peripheral surface of the inner roller 12a which is a spherical convex surface. The trunnion 8 is supported so as to be swingable and displaceable in the axial direction of the trunnion 8. Other configurations and operations are the same as those of the first example described above.
[0037]
In the case of the first example and the second example described above, the inclination angle θ between the extension lines Y and Y ′ and the central axis X is determined by the axial direction of the trunnions 8 and 8 on the outer rollers 13a and 13b. The design is restricted from the viewpoint of generating the minimum necessary component force required for displacement. That is, if the inclination angle θ is too small, the component force is too small to displace the outer rollers 13a, 13b in the axial direction of the trunnions 8, 8, as shown in FIG. In addition, the effect of preventing the inclination of the outer roller 13a becomes insufficient, and the axial force acting on the trunnions 8, 8 increases. On the other hand, if the inclination angle θ is too large, the component force becomes excessive, and the contact pressure between the one side outer surface of the outer rollers 13a and 13b and the one side inner surface of the guide groove 15a is excessive. Thus, the outer rollers 13a and 13b are not smoothly rolled, and the axial force acting on the trunnions 8 and 8 is also increased. As described above, this increase in axial force leads to vibration.
[0038]
According to the experiments by the present inventor, the axial force acting on each trunnion 8, 8 is controlled by restricting the inclination angle θ to a range of 1.5 to 3.5 degrees, more preferably 2 to 3 degrees. It was found that it could be reduced sufficiently. FIG. 3 shows the results of this experiment. Although the experiment was performed with the structure shown in FIG. 1, it is obvious that the structure shown in FIG. In FIG. 3, the horizontal axis represents the tilt angle θ, and the vertical axis represents the magnitude of the axial force (axial force value) generated in the trunnion 8. Such an experiment was performed while changing the intersection angle (joint angle) between the central axis of the housing 3a and the central axis of the tripod 5 in a range of 10 to 20 degrees in 6 degrees increments. The correspondence between the joint angle and the curve is shown in the right part of FIG.
[0039]
As is apparent from FIG. 3, if the inclination angle θ is restricted to a range of 1.5 to 3.5 degrees, more preferably a range of 2 to 3 degrees, the axial force acting on each of the trunnions 8 and 8 is sufficient. Can be reduced. Further, the effect of reducing the axial force by providing the inclination angle θ becomes more prominent as the joint angle increases. As is clear from the above description, the present invention prevents the generation of vibration called a shudder with a large joint attached. The reason for restricting the direction of the bottom surface of the guide groove in the state where the joint angle is 0 degrees is for convenience to express the inclination direction of the bottom surface.
[0040]
【The invention's effect】
Since the tripod type constant velocity joint of the present invention is configured and operates as described above, the power loss based on the friction generated inside is reduced, the transmission efficiency is improved, and the vibration generated at the time of power transmission is reduced. It can also contribute to reduction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cut front view showing a first example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partially cut front view showing the second example.
FIG. 3 is a diagram illustrating an influence of an inclination angle and a joint angle between a bottom surface of a guide groove and a central axis of a trunnion on an axial force value of the trunnion.
FIG. 4 is a schematic perspective view showing a first example of a conventional tripod type constant velocity joint.
5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 6 is a partially cut side view showing a second example of a conventional tripod type constant velocity joint in a state where the joint angle is 0 degree.
7 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 8 is a view corresponding to the left part of FIG. 6 and shown with joint angles.
FIG. 9 is a partially cut front view showing a tripod type constant velocity joint according to the present invention.
10 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 9 with a part omitted and a joint angle of 0 degrees.
FIG. 11 is a view similar to FIG. 10, showing the joint angle being large.
FIG. 12 is a view similar to FIGS. 10 to 11 for explaining the behavior of each part at the time of transmitting a rotational force with a large joint angle.
FIG. 13 is a partially cut front view exaggeratingly showing a gap existing between the outer surface of the outer roller and the inner surface of the guide groove.
14 is a view similar to FIG. 11, exaggeratingly showing a state in which the outer roller is inclined based on a gap existing between the outer surface of the outer roller and the inner surface of the guide groove.
[Explanation of symbols]
1, 1a Constant velocity joint 2 First rotating shaft
3, 3a housing 4 second rotating shaft 5 tripod 6, 6a recess 7 boss 8 trunnion 9, 9a roller 10 needle bearing 11 inner surface 12, 12a inner roller 13, 13a, 13b outer roller 14 bearing 15, 15a, 15a ′ Guide groove 16 Bottom surface 17 Spline groove 18 Radial needle bearing 19 Retaining ring 20 Locking groove 21 Retaining ring 22 Needle 23 Locking rod 24 Cylindrical surface 25 Spherical convex surface 26 Spherical concave surface 27 Groove 28 Clearance 29 Flat portion 30 Inclined portion
31 Guide surface

Claims

It is fixed to the end of the first rotary shaft, and a hollow cylindrical housing axial end is open, and three recesses formed at equal intervals related to the circumferential direction on the inner peripheral surface of the housing A pair of guide grooves formed on the inner surface of each of the recesses facing each other in the axial direction of the housing, and having a flat bottom surface in each recess, and in each recess fixedly at equal intervals related to the circumferential direction on the outer peripheral surface of the three trunnions entering the, the tripod is fixed to the end of the second rotary shaft, each outer peripheral surface of the trunnions, rotatable A cylindrical rolling surface that is in contact with the three inner rollers supported by each of the inner rollers and a guide concave groove provided with a pair of outer peripheral surfaces for each of the concave portions so as to be displaceable in the axial direction of the housing. And swingable to each inner roller In the tripod type constant velocity joint, which is provided with three fitted outer rollers, and the outer rollers can be freely displaced in the axial direction of the respective trunnions, one pair is provided for each of the concave portions. among the guide groove, and a central axis bottom and the trunnions of the anchor side of the guide groove of the outer peripheral surface of the outer roller is pressed during rotation transmission, the joint angle is not parallel with each other at 0 ° state In addition , a tripod type constant velocity joint characterized in that the flat portion of the guide groove on the side of the anchor that does not press the outer peripheral surface of the outer roller during rotation transmission is made parallel to the flat portion of the guide groove on the side of the anchor. .

The tripod type constant velocity joint according to claim 1, wherein the bottom surface of each guide groove is inclined 1.5 to 3.5 degrees with respect to the central axis of each trunnion in a state where the joint angle is 0 degrees.

Each inner roller is supported by a needle bearing around each trunnion so as to be rotatable around each trunnion and displaceable in the axial direction of each trunnion. 3. The support according to claim 1, wherein the spherical convex surface formed on the outer peripheral surface of each inner roller and the spherical concave surface formed on the inner peripheral surface of each outer roller are supported so as to be swingable. Tripod type constant velocity joint.